JP2020055459A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
例えば特許文献1には、アンテナを有する電気部品と組み合わされたパッチを、インナーライナーに近接した部分に配置したタイヤが開示されている。また、電気部品を、カーカスとサイドウォールの間や、カーカスとトレッド部分の間に配置することもできることが示されている。
また、インナーライナーに近接した部分に電気部品を配置した場合においては、タイヤの外表面から電気部品までの距離が遠くなるため、電気部品が外部と通信を行う場合などにおいて、通信品質が低下するおそれがある。
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係るタイヤ1のタイヤ幅方向の半断面を示す図である。タイヤの基本的な構造は、タイヤ幅方向の断面において左右対称となっているため、ここでは、右半分の断面図を示す。図中、符号S1は、タイヤ赤道面である。タイヤ赤道面S1は、タイヤ回転軸に直交する面で、かつタイヤ幅方向中心に位置する面である。
ここで、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であり、図1の断面図における紙面左右方向である。図1においては、タイヤ幅方向Xとして図示されている。
そして、タイヤ幅方向内側とは、タイヤ赤道面S1に近づく方向であり、図1においては、紙面左側である。タイヤ幅方向外側とは、タイヤ赤道面S1から離れる方向であり、図1においては、紙面右側である。
また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図1における紙面上下方向である。図1においては、タイヤ径方向Yとして図示されている。
そして、タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸から離れる方向であり、図1においては、紙面上側である。タイヤ径方向内側とは、タイヤ回転軸に近づく方向であり、図1においては、紙面下側である。
図2〜3についても同様である。
ビードコア21は、空気が充填されたタイヤを、図示しないホイールのリムに固定する役目を果たす部材である。ビードフィラー22は、ビード周辺部の剛性を高め、高い操縦性および安定性を確保するために設けられている部材である。
図1に示されるように、カーカスプライ23は、一方のビードコアから他方のビードコアに延び、トレッド12とビード11との間を延在するプライ本体24と、ビードコア21の周りで折り返されているプライ折り返し部25とを備える。ここで、プライ折り返し部25の折り返し端25Aは、ビードフィラー22のタイヤ径方向外側端22Aよりもタイヤ径方向内側に位置している。
カーカスプライ23は、タイヤ幅方向に延びる複数のプライコードにより構成されている。また、複数のプライコードは、タイヤ周方向に並んで配列されている。
このプライコードは、金属製のスチールコード、あるいはポリエステルやポリアミド等の絶縁性の有機繊維コード等により構成されており、ゴムにより被覆されている。
換言すれば、ショルダーパッド38の延出部において、タイヤの内腔側からタイヤの外表面側に向かって、カーカスプライ23の上に、ショルダーパッド38の延出部と、サイドウォールゴム30とが順に積層されている。すなわち、カーカスプライ23の一部において、ショルダーパッド38と、サイドウォールゴム30とが積層されている。
ショルダーパッド38はクッション性を有するゴム部材からなり、カーカスプライ23とスチールベルト26との間において、クッション機能を発揮する。また、ショルダーパッド38は低発熱性の特性を有するゴムからなるため、サイドウォール13まで延出させることにより、効果的に発熱を抑制することができる。
このスチールチェーハー31は、金属製のスチールコードにより構成された金属補強層であり、ゴムにより被覆されている。
そして、第2のパッド36のタイヤ径方向外側領域におけるタイヤ幅方向外側には、サイドウォールゴム30が配置されており、第2のパッド36のタイヤ径方向内側領域におけるタイヤ幅方向外側には、リムストリップゴム32が配置されている。
換言すると、第2のパッド36は、第1のパッド35等と、タイヤの外表面を構成する部材であるリムストリップゴム32およびサイドウォールゴム30との間に設けられている。
より詳細には、第2のパッド36は、第2ビードフィラー222よりも高いモジュラスのゴムにより構成されており、第1のパッド35は、第2のパッド36よりもさらに高いモジュラスのゴムにより構成されている。第1のパッド35、第2のパッド36は、カーカスプライ23の折り返し端25Aおよびスチールチェーハー31の端部31Aにおける局所的な剛性の変化点に起因する急激な歪みを緩和する機能を有する。
RFIDタグ40は、RFIDチップと、外部機器と通信を行うためのアンテナとを備えた、パッシブ型のトランスポンダであり、外部機器としての図示しないリーダとの間で無線通信を行う。アンテナとしては、コイル状のスプリングアンテナ、板状のアンテナ、棒状の各種のアンテナが用いられる。例えば、フレキシブル基板に対して所定のパターンをプリントすることによって形成したアンテナであってもよい。アンテナは、使用する周波数帯域等に応じて、最適化されたアンテナ長さに設定されている。RFIDチップ内の記憶部には、製造番号、部品番号等の識別情報が格納されている。
図1、2に示されるように、RFIDタグ40は、ショルダーパッド38と、サイドウォールゴム30との間に埋設されている。この位置は、圧縮、せん断の歪による影響が小さい領域であるため、RFIDタグ40の配置位置として好適である。
また、通信品質を考慮すれば、RFIDタグ40は、できるだけタイヤ1の外表面に近い部分に配置することが好ましい。仮に、RFIDタグ40をカーカスプライ23の内腔側に配置すると、タイヤ1の外表面からの離れるため、通信品質が落ちる。さらに、カーカスプライ23が金属である場合、RFIDタグ40をカーカスプライ23の内腔側に配置すると、通信品質は顕著に低下する。
これらの点を考慮すると、ショルダーパッド38とサイドウォールゴム30との間は、RFIDタグ40の埋設位置として好適である。
これらの点を考慮しても、ショルダーパッド38とサイドウォールゴム30との間は、RFIDタグ40の埋設位置として好適である。
ショルダーパッド38とサイドウォールゴム30は共にゴム部材であり、これらの点を考慮しても、ショルダーパッド38とサイドウォールゴム30との間は、RFIDタグ40の埋設位置として好適である。
また、ショルダーパッドは低発熱性である。よって、このような位置に設けられたRFIDタグ40は、使用時におけるゴムの発熱による影響を受けにくい。
これらの点を考慮しても、ショルダーパッド38とサイドウォールゴム30との間は、RFIDタグ40の埋設位置として好適である。
このようなモジュラスとすることで、タイヤとしての柔軟性と剛性のバランスを保つことができる。
なお、モジュラスは、JIS K6251:2010の「3.7 所定伸び引張り応力(stress at a given elongation),S」に準拠して測定された、23℃の雰囲気下における100%伸長モジュラス(M100)を指す。
これにより、カーカスプライ23が金属製の場合であっても、RFIDタグ40とカーカスプライ23との距離が遠くなるため、通信品質が向上する。
また、タイヤの幅方向に着目すると、図3に示されるように、カーカスプライ23と、RFIDタグ40とのタイヤ幅方向の距離Sが、少なくともカーカスプライ23の厚みt以上となるように、RFIDタグ40が配置されることが好ましい。
これにより、カーカスプライ23が金属製の場合であっても、RFIDタグ40とカーカスプライ23との距離が遠くなるため、通信品質が向上する。
これにより、RFIDタグ40の通信品質を確保することができる。また、加硫時や使用時においてタイヤが変形した際においても、埋設されているRFIDタグ40がその機能を保つことができる。さらに、RFIDタグ40をタイヤ内に組み付ける工程も容易である。
これにより、カーカスプライ23が金属製の場合であっても、通信品質を確保することができる。
これにより、カーカスプライ23が金属製の場合であっても、通信品質を確保することができる。
次に、第2実施形態に係るタイヤについて、図4A〜4Cを参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、また詳細な説明を省略する。
本実施形態においては、図4A〜4Cに示されるように、RFIDタグ40は保護部材43により被覆されている。
ここで、モジュラスは、JIS K6251:2010の「3.7 所定伸び引張り応力(stress at a given elongation),S」に準拠して測定された、23℃の雰囲気下における100%伸長モジュラス(M100)を指す。
なお、RFIDタグ40の保護の強化を重視すれば、保護部材43に用いられるゴムとして、ショルダーパッド38よりも高いモジュラスのゴムを採用してもよい。
また、保護部材43として、加硫後の状態のゴムシートを用いてもよい。加硫後の状態のゴムシートは、生ゴムのように塑性変形しないため、RFIDタグ40を適切に保護することができる。
例えば、加硫前のショルダーパッド38、サイドウォールゴム30といった部材の所望の位置に、ゴムシートによって被覆されたRFIDタグ40を、生ゴムの粘着性を利用して適切に貼り付けることができる。また、ゴムシートも加硫前の生ゴムとすることにより、ゴムシート自身の粘着性も用いて、より簡便に貼り付けることができる。
また、例えば、RFIDタグ40の全周に亘って1枚のゴムシートを巻き付ける構成や、RFIDタグ40の全周に亘って、粘度の高いポッティング剤の態様の保護部材を付着させた構成であってもよい。このような構成であっても、RFIDタグ40を適切に保護することができる。
このような態様とすることで、タイヤが変形したときにおいても、RFIDタグ40に応力がかかりにくい。また、製造工程において、保護部材43に被覆されたRFIDタグ40を取り付ける作業が簡便となる。
よって、タイヤ内のゴムのモジュラスが段階的に変化するため、タイヤが変形した場合において、RFIDタグ40埋設部においてゴム構造体内に過度な応力が発生することを防ぐことができる。
次に、第3実施形態に係るタイヤについて、図5〜11を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第2実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、また詳細な説明を省略する。
本実施形態は、RFIDタグ40のアンテナが、コイル状のスプリングアンテナである場合に特に好適な実施形態である。
ゴム46は、スプリングアンテナ421の外周面と略同じ外径となるように埋め込まれる。そして、スプリングアンテナ421の外周面からゴム46がはみ出ている場合には、その部分を拭き取って除去することが好ましい。すなわち、ゴム46の外周面は、スプリングアンテナ421の外周面と略同一面となるように成形されることが好ましい。
なお、スプリングアンテナ421内にゴム46を充填すると共に、スプリングアンテナ421の外周をゴム46で薄く包み込んでもよい。一方、スプリングアンテナ421をゴム46によって厚く包み込んでしまうと、スプリングアンテナ421の柔軟性が損なわれる上に、RFIDタグ40を挟み込んだ後のゴムシート431、432により形成される幅方向の寸法が大きくなってしまうため、好ましくない。
なお、スプリングアンテナ421の内周面と略同じ外径となるように、ゴム46を埋め込んでもよい。ゴム46の外周部は、スプリングアンテナ421の内周面〜外周面の範囲内に位置していることが望ましい。
なお、スプリングアンテナ421内に配置するゴム46としては、好ましくは未加硫のゴムを用いる。ゴム46、ゴムシート431、432を未加硫のゴムとし、同時に加硫することにより、ゴム46、ゴムシート431、432、スプリングアンテナ421の一体性が高まる。また、ゴム46、ゴムシート431、432は、同種のゴムとすることがより好ましい。
なお、スプリングアンテナ421の柔軟性を重視して、ゴム46として、ゴムシート431、432よりも低いモジュラスのゴムを用いてもよい。また、略同一のモジュラスのゴム、同じ材質のゴムを用いてもよい。
なお、スプリングアンテナ421内に配置するゴム46として、加硫後のゴムを用いてもよい。また、ゴム系接着剤、ゴム系充填剤などを用いることも可能である。柔軟性を確保しつつ、スプリングアンテナ421内に空気をなるべく残らないようにすることを考慮して、各種のゴム系材料を採用することができる。
ゴム46の配置作業としては、各種の方法が採用可能であるが、例えば、注射器を用いてスプリングアンテナ421内にゴムを注入することも可能である。この場合、注射器を用いて、設定された適切な量のゴム46を充填してもよい。また、ゴム46を多めに充填後、スプリングアンテナ421の外周からはみ出た部分を拭き取ってもよい。
また、スプリングアンテナ421内にゴム46が配置されていることにより、スプリングアンテナ421、ゴム46、ゴムシート431、432の一体性が高まり、タイヤが変形したときに、ゴムの動きにスプリングアンテナ421が追従する。よって、スプリングアンテナ421を有するRFIDタグ40の耐久性も向上する。
本実施形態においてゴムシート431、432で挟み込まれたRFIDタグ40は、ショルダーパッド38等に配設され、その後生タイヤは加硫される。
これにより、スプリングアンテナ421内に空気45が残ってしまうことがない。また、空気溜まりを気にしなくてもよいため、ゴムシート431、432でRFIDタグ40を挟み込む作業も簡便となる。
また、スプリングアンテナ421の外周部と、ゴムシート431、432の外表面との距離Lが安定するため、RFIDタグ40は、ゴムシート431、432によって十分保護される。本実施形態のタイヤように、RFIDタグ40がショルダーパッド38とサイドウォールゴム30との間に埋設されている態様の場合、すなわち、タイヤの外表面に近い部分に埋設されている場合、このような空気溜まり対策、保護強化対応は特に有効である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に含まれる。
11…ビード
12…トレッド
13…サイドウォール
21…ビードコア
22…ビードフィラー
23…カーカスプライ
24…プライ本体
25…プライ折り返し部
26…スチールベルト
27…キャッププライ
28…トレッドゴム
29…インナーライナー
30…サイドウォールゴム
31…スチールチェーハー
32…リムストリップゴム
35…第1のパッド
36…第2のパッド
37…ゴムシート
38…ショルダーパッド
40…RFIDタグ
41…RFIDチップ
42…アンテナ
421…スプリングアンテナ
43…保護部材
431、432…ゴムシート
46…ゴム
Claims (4)
- 一方のビードコアから他方のビードコアに延びるカーカスプライと、
前記カーカスプライのタイヤ幅方向外側に配置されているサイドウォールゴムと、
トレッドにおける前記カーカスプライのタイヤ径方向外側に配置されているベルトと、
前記カーカスプライと前記ベルトのタイヤ幅方向の端部領域間に配置されているパッドと、を備え、
前記パッドは、タイヤ幅方向外側まで延出しており、
前記カーカスプライの一部において、前記パッドと、前記サイドウォールゴムが積層されており、
前記パッドと前記サイドウォールゴムとの間に、電子部品が埋設されている、タイヤ。 - 前記電子部品は、前記パッドと前記サイドウォールゴムの界面のうち、タイヤ径方向外側の部分に配置されている、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記電子部品と前記カーカスプライとのタイヤ幅方向における距離が、前記カーカスプライの厚み以上となるように、前記電子部品が配置されている、請求項1または2に記載のタイヤ。
- 前記電子部品は、前記電子部品のタイヤ幅方向内側に配置された保護層としての第1のゴムシートと、前記電子部品のタイヤ幅方向外側に配置された第2のゴムシートとにより被覆されており、
前記第1および第2のゴムシートは、前記サイドウォールゴムよりもモジュラスが高く、かつ前記パッドよりもモジュラスが低いゴムから構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤ。
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