JP2021127074A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トランスポンダの通信性及び耐久性を確保しながら、タイヤの耐久性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】一対のビード部３間にカーカス層４が装架された空気入りタイヤにおいて、カーカス層４よりタイヤ幅方向外側にトランスポンダ２０が埋設され、トランスポンダ２０よりタイヤ幅方向外側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）が０．５０≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）＜１．００の関係を満たし、トランスポンダ２０よりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）が０．２５≦Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）＜１．００の関係を満たす。【選択図】図１

Description

本発明は、トランスポンダが埋設された空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、トランスポンダの通信性及び耐久性を確保しながら、タイヤの耐久性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、ＲＦＩＤタグ（トランスポンダ）をタイヤ内に埋設することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。トランスポンダをカーカス層のタイヤ幅方向内側に配置すると、トランスポンダの通信時に電波がタイヤ構成部材（例えば、スチールからなるカーカスやレインフォース等の金属部材）により遮断され、トランスポンダの通信性が悪化することがある。また、トランスポンダをタイヤ内に埋設した場合、低温環境下では走行開始時にタイヤ構成部材が脆性的であるため、トランスポンダを起点とする故障が生じ易くなり、タイヤの耐久性が悪化するおそれがある。更に、トランスポンダのタイヤ幅方向内側又は外側に隣接するゴム部材の物性によっては、タイヤ変形時に応力集中が生じ、トランスポンダの耐久性が悪化することがある。

特開平７−１３７５１０号公報

本発明の目的は、トランスポンダの通信性及び耐久性を確保しながら、タイヤの耐久性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間にカーカス層が装架された空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層よりタイヤ幅方向外側にトランスポンダが埋設され、該トランスポンダよりタイヤ幅方向外側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）が０．５０≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）＜１．００の関係を満たし、前記トランスポンダよりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）が０．２５≦Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）＜１．００の関係を満たすことを特徴とするものである。

本発明では、カーカス層よりタイヤ幅方向外側にトランスポンダが埋設されているので、トランスポンダの通信時に電波を遮断するタイヤ構成部材がなく、トランスポンダの通信性を確保することができる。また、トランスポンダよりタイヤ幅方向外側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）と、トランスポンダよりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）とがそれぞれ上記の関係式を満たしているので、低温環境下において、トランスポンダの内外に位置する硬いゴム部材の脆化を回避することができると共に、タイヤ変形時における応力集中を抑制することができる。これにより、トランスポンダの耐久性を確保しながら、タイヤの耐久性を改善することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（０℃）と、被覆層のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ａ（０℃）とは０．１５≦Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ａ（０℃）≦１．３０の関係を満たすことが好ましい。これにより、被覆層と該被覆層に隣接するゴム部材の物性が近くなるため、走行時における応力の分散効果を得ることができ、トランスポンダの耐久性を効果的に改善することができる。

トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）と、被覆層のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ａ（−２０℃）とは０．１５≦Ｅ'ｃ（−２０℃）／Ｅ'ａ（−２０℃）≦１．３０の関係を満たすことが好ましい。これにより、被覆層と該被覆層に隣接するゴム部材の物性が近くなるため、走行時における応力の分散効果を得ることができ、トランスポンダの耐久性を効果的に改善することができる。

トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）は３ＭＰａ〜１７ＭＰａの範囲にあることが好ましい。これにより、トランスポンダの耐久性を効果的に改善することができる。

トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（０℃）と被覆層の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）とは０．５０≦Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）≦０．９５の関係を満たすことが好ましい。これにより、被覆層の温度依存性が低くなるため、低温環境下においてトランスポンダの耐久性を効果的に改善することができる。

トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層の比誘電率は７以下であることが好ましい。これにより、トランスポンダが被覆層により保護され、トランスポンダの耐久性を改善することができると共に、トランスポンダの電波透過性を確保し、トランスポンダの通信性を効果的に改善することができる。

トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層はゴム又はエラストマーと２０ｐｈｒ以上の白色フィラーとからなることが好ましい。これにより、カーボンを含有する場合に比べ、被覆層の比誘電率を比較的低くすることができ、トランスポンダの通信性を効果的に改善することができる。

白色フィラーは２０ｐｈｒ〜５５ｐｈｒの炭酸カルシウムを含むことが好ましい。これにより、被覆層の比誘電率を比較的低くすることができ、トランスポンダの通信性を効果的に改善することができる。

トランスポンダの中心はタイヤ構成部材のスプライス部からタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間して配置されていることが好ましい。これにより、タイヤの耐久性を効果的に改善することができる。

トランスポンダはビード部のビードコアの上端からタイヤ径方向外側に１５ｍｍの位置とタイヤ最大幅位置との間に配置されていることが好ましい。これにより、トランスポンダが走行時の応力振幅が小さい領域に配置されるため、トランスポンダの耐久性を効果的に改善することができ、更に、タイヤの耐久性を低下させることがない。

トランスポンダの断面中心とタイヤ外表面との距離は２ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、タイヤの耐久性を効果的に改善することができると共に、タイヤの耐外傷性を改善することができる。

トランスポンダは被覆層により被覆され、被覆層の厚さは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましい。これにより、タイヤ外表面に凹凸を生じさせることなく、トランスポンダの通信性を効果的に改善することができる。

トランスポンダはデータを記憶するＩＣ基板とデータを送受信するアンテナとを有し、アンテナは螺旋状であることが好ましい。これにより、走行時におけるタイヤの変形に対して追従することができ、トランスポンダの耐久性を改善することができる。

本発明において、貯蔵弾性率Ｅ'は、ＪＩＳ−Ｋ６３９４に準拠して、粘弾性スペクトロメーターを用い、引張の変形モードにおいて、指定された各温度、周波数１０Ｈｚ、初期歪み１０％、動歪み±２％の条件にて測定されるものである。また、５０％変形時モジュラスは、ＪＩＳ−Ｋ６２５１に準拠して、３号形のダンベル状試験片を用い、指定された各温度、引張速度５００ｍｍ／ｍｉｎの条件にて測定される５０％伸び時の引張応力である。但し、３号形のダンベル状試験片をタイヤから採取できない場合は、別形状を有する試験片を用いても良い。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤを概略的に示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤを概略的に示す赤道線断面図である。 図１の空気入りタイヤに埋設されたトランスポンダを拡大して示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は本発明に係る空気入りタイヤに埋設可能なトランスポンダを示す斜視図である。 試験タイヤにおけるトランスポンダのタイヤ径方向位置を示す説明図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜４は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

一対のビード部３間には、複数本のカーカスコードをラジアル方向に配列してなる少なくとも１層（図１では１層）のカーカス層４が装架されている。カーカス層４はゴムで被覆されている。カーカス層４を構成するカーカスコードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードが好ましく使用される。各ビード部３には環状のビードコア５が埋設されており、そのビードコア５の外周上に断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４のタイヤ外周側には、複数層（図１では２層）のベルト層７が埋設されている。ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。

ベルト層７のタイヤ外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層（図１では２層）のベルトカバー層８が配置されている。図１において、タイヤ径方向内側に位置するベルトカバー層８はベルト層７の全幅を覆うフルカバーを構成し、タイヤ径方向外側に位置するベルトカバー層８はベルト層７の端部のみを覆うエッジカバー層を構成している。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４の両端末４ｅは、各ビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返され、ビードコア５及びビードフィラー６を包み込むように配置されている。カーカス層４は、トレッド部１から各サイドウォール部２を経て各ビード部３に至る部分である本体部４Ａと、各ビード部３においてビードコア５の廻りに巻き上げられて各サイドウォール部２側に向かって延在する部分である巻き上げ部４Ｂとを含む。

また、タイヤ内表面には、カーカス層４に沿ってインナーライナー層９が配置されている。トレッド部１にはキャップトレッドゴム層１１が配置され、サイドウォール部２にはサイドウォールゴム層１２が配置され、ビード部３にはリムクッションゴム層１３が配置されている。

また、上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４よりタイヤ幅方向外側の部位にトランスポンダ２０が埋設されている。トランスポンダ２０はタイヤ周方向に沿って延在している。トランスポンダ２０は、タイヤ周方向に対して−１０°〜１０°の範囲で傾斜するように配置しても良い。

トランスポンダ２０として、例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを用いることができる。トランスポンダ２０は、図５（ａ），（ｂ）に示すにように、データを記憶するＩＣ基板２１とデータを非接触で送受信するアンテナ２２とを有している。このようなトランスポンダ２０を用いることで、適時にタイヤに関する情報を書き込み又は読み出し、タイヤを効率的に管理することができる。なお、ＲＦＩＤとは、アンテナ及びコントローラを有するリーダライタと、ＩＣ基板及びアンテナを有するＩＤタグから構成され、無線方式によりデータを交信可能な自動認識技術である。

トランスポンダ２０の全体の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、図５（ａ），（ｂ）に示すにように柱状や板状のものを用いることができる。特に、図５（ａ）に示す柱状のトランスポンダ２０を用いた場合、タイヤの各方向の変形に対して追従することができるので好適である。この場合、トランスポンダ２０のアンテナ２２は、ＩＣ基板２１の両端部の各々から突出し、螺旋状を呈している。これにより、走行時におけるタイヤの変形に対して追従することができ、トランスポンダ２０の耐久性を改善することができる。また、アンテナ２２の長さを適宜変更することにより、通信性を確保することができる。

更に、上記空気入りタイヤにおいて、トランスポンダ２０よりタイヤ幅方向外側に位置するゴム部材（図１ではサイドウォールゴム層１２とリムクッションゴム層１３）のうち、２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'out（２０℃）が最も大きいゴム部材（以下、外部材と記載することもある。）はリムクッションゴム層１３に相当する。一方、トランスポンダ２０よりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材（図１ではカーカス層４のコートゴムとビードフィラー６とインナーライナー層９）のうち、２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'in（２０℃）が最も大きいゴム部材（以下、内部材と記載することもある。）はビードフィラー６に相当する。なお、２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材（外部材又は内部材）として、後述するトランスポンダ２０を被覆する被覆層２３は含まない。

ビードフィラー６の頂点よりもタイヤ径方向内側の領域において、外部材における２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'out（２０℃）は、８ＭＰａ〜１２ＭＰａの範囲に設定することができ、内部材における２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'in（２０℃）は、９ＭＰａ〜１２０ＭＰａの範囲に設定することができる。また、ビードフィラー６の頂点よりもタイヤ径方向外側のフレックスゾーンにおいては、外部材における２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'out（２０℃）は、３ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲に設定することができ、内部材における２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'in（２０℃）は、５ＭＰａ〜７ＭＰａの範囲に設定することができる。

ここで、上記外部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）が０．５０≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）＜１．００の関係を満たし、上記内部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）が０．２５≦Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）＜１．００の関係を満たす。特に、０．７≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）≦０．９かつ０．５≦Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）≦０．９の関係を満たすことが好ましい。

その際、外部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）は、１．５ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲に設定し、内部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）は、２．５ＭＰａ〜１５ＭＰａに設定すると良い。

なお、図１の実施形態では、トランスポンダ２０がカーカス層４の巻き上げ部４Ｂとリムクッションゴム層１３との間に配置された例を示したが、これに限定されるものではない。他にも、トランスポンダ２０は、カーカス層４の本体部４Ａとサイドウォールゴム層１２との間に配置することができる。トランスポンダ２０の配置箇所に応じて外部材及び内部材は変わるが、いずれの場合であっても、外部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）と、内部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）とは、上述した関係式を満たすように設定される。

上述した空気入りタイヤでは、カーカス層４よりタイヤ幅方向外側にトランスポンダ２０が埋設されているので、トランスポンダ２０の通信時に電波を遮断するタイヤ構成部材がなく、トランスポンダ２０の通信性を確保することができる。また、トランスポンダ２０よりタイヤ幅方向外側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）が０．５０≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）＜１．００の関係を満たし、トランスポンダ２０よりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）が０．２５≦Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）＜１．００の関係を満たしているので、低温環境下において、トランスポンダ２０の内外に位置する硬いゴム部材の脆化を回避することができると共に、タイヤ変形時における応力集中を抑制することができる。これにより、トランスポンダ２０の耐久性を確保しながら、タイヤの耐久性を改善することができる。

ここで、Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）又はＭ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）の値が下限値より小さいと、トランスポンダ２０の内側又は外側に位置するゴム部材においてタイヤ変形時に応力集中が生じ、低温環境下でのトランスポンダ２０の耐久性が悪化する。逆に、Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）又はＭ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）の値が上限値より大きいと、０℃の５０％変形時モジュラスと−２０℃の５０％変形時モジュラスとの変化率が小さく、これらゴム部材が脆性的になるため、タイヤの耐久性の低下に繋がる。

なお、外部材の物性の温度依存性が小さい方が走行中のタイヤ変形に対するトランスポンダ２０の保護性が高くなり好ましい。そのため、Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）＞Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）の関係を満たし、更には、１．１×Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）≦１．３×Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）の関係を満たすことが好ましい。

上記空気入りタイヤにおいて、トランスポンダ２０は、タイヤ径方向の配置領域として、ビードコア５の上端５ｅ（タイヤ径方向外側の端部）からタイヤ径方向外側に１５ｍｍの位置Ｐ１と、タイヤ最大幅となる位置Ｐ２との間に配置されていると良い。即ち、トランスポンダ２０は、図２に示す領域Ｓ１に配置されていると良い。トランスポンダ２０が領域Ｓ１に配置された場合、トランスポンダ２０は走行時の応力振幅が小さい領域に位置するため、トランスポンダ２０の耐久性を効果的に改善することができ、更に、タイヤの耐久性を低下させることがない。ここで、トランスポンダ２０が位置Ｐ１よりもタイヤ径方向内側に配置されると、ビードコア５等の金属部材と近くなるためトランスポンダ２０の通信性が悪化する傾向がある。その一方で、トランスポンダ２０が位置Ｐ２よりもタイヤ径方向外側に配置されると、トランスポンダ２０が走行時の応力振幅が大きい領域に位置し、トランスポンダ２０自体の破損やトランスポンダ２０の周辺での界面剥離が発生し易くなるので好ましくない。

図３に示すように、タイヤ周上には、タイヤ構成部材の端部同士が重ねられてなる複数のスプライス部がある。図３には各スプライス部のタイヤ周方向の位置Ｑが示されている。トランスポンダ２０の中心は、タイヤ構成部材のスプライス部からタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間して配置されていることが好ましい。即ち、トランスポンダ２０は、図３に示す領域Ｓ２に配置されていると良い。具体的には、トランスポンダ２０を構成するＩＣ基板２１が位置Ｑからタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間していると良い。更には、アンテナ２２を含むトランスポンダ２０の全体が位置Ｑからタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間していることがより好ましく、被覆ゴムにより被覆された状態のトランスポンダ２０の全体が位置Ｑからタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間していることが最も好ましい。また、トランスポンダ２０と離間して配置するタイヤ構成部材として、トランスポンダ２０と隣接して配置されるサイドウォールゴム層１２又はリムクッションゴム層１３、或いはカーカス層４であることが好ましい。このようにタイヤ構成部材のスプライス部から離間させてトランスポンダ２０を配置することで、タイヤの耐久性を効果的に改善することができる。

なお、図３の実施形態では、各タイヤ構成部材のスプライス部のタイヤ周方向の位置Ｑが等間隔に配置された例を示したが、これに限定されるものではない。タイヤ周方向の位置Ｑは任意の位置に設定することができ、いずれの場合であってもトランスポンダ２０は各タイヤ構成部材のスプライス部からタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間するように配置される。

図４に示すように、トランスポンダ２０の断面中心とタイヤ外表面との距離ｄは２ｍｍ以上であることが好ましい。このようにトランスポンダ２０とタイヤ外表面とを離間させることで、タイヤの耐久性を効果的に改善することができると共に、タイヤの耐外傷性を改善することができる。

また、トランスポンダ２０は被覆層２３により被覆されていると良い。この被覆層２３は、トランスポンダ２０の表裏両面を挟むようにしてトランスポンダ２０の全体を被覆する。被覆層２３は、サイドウォールゴム層１２又はリムクッションゴム層１３を構成するゴムと同じ物性を有するゴムで構成しても良く、異なる物性を有するゴムで構成しても良い。トランスポンダ２０が被覆層２３により保護されていることで、トランスポンダ２０の耐久性を改善することができる。

以下、トランスポンダ２０を被覆する被覆層２３について詳しく説明する。被覆層２３の物性について、被覆層２３の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）は、３ＭＰａ〜１７ＭＰａの範囲にあると良い。このように被覆層２３の物性を設定することで、トランスポンダ２０の耐久性を効果的に改善することができる。

被覆層２３の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（０℃）と、被覆層２３の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）とは、０．５０≦Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）≦０．９５の関係を満たすと良い。このように被覆層２３の物性を設定することで、被覆層２３の温度依存性が低くなる（被覆層２３が発熱しにくくなる）ため、低温環境下においてトランスポンダ２０の耐久性を効果的に改善することができる。ここで、Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）の値が下限値より小さいと、０℃の貯蔵弾性率と−２０℃の貯蔵弾性率との変化率が大きいため、被覆層２３の高温側の剛性が低くなり、被覆層２３のトランスポンダ２０に対する保護効果が低下する。一方、Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）の値が上限値より大きいと、０℃の貯蔵弾性率と−２０℃の貯蔵弾性率の変化率が過度に小さいため、タイヤが発熱した際に被覆層２３の剛性が周辺のゴム部材よりも高くなり、被覆層２３が破断し易くなり、被覆層２３のトランスポンダ２０に対する保護効果が低下する。

また、被覆層２３の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（０℃）と、被覆層２３のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材（図４ではリムクッションゴム層１３）の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ａ（０℃）とは、０．１５≦Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ａ（０℃）≦１．３０の関係を満たすことが好ましい。このように被覆層２３と被覆層２３に隣接するゴム部材の物性を設定することで、両者の物性が近くなるため、走行時における応力の分散効果を得ることができ、低温環境下においてトランスポンダ２０の耐久性を効果的に改善することができる。

被覆層２３の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）と、被覆層２３のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ａ（−２０℃）とは、０．１５≦Ｅ'ｃ（−２０℃）／Ｅ'ａ（−２０℃）≦１．３０の関係を満たすことが好ましい。このように被覆層２３と被覆層２３に隣接するゴム部材の物性を設定することで、両者の物性が近くなるため、走行時における応力の分散効果を得ることができ、低温環境下においてトランスポンダ２０の耐久性を効果的に改善することができる。

被覆層２３の組成として、被覆層２３は、ゴム又はエラストマーと２０ｐｈｒ以上の白色フィラーとからなることが好ましい。このように被覆層２３を構成することで、カーボンを含有する場合に比べ、被覆層２３の比誘電率を比較的低くすることができ、トランスポンダ２０の通信性を効果的に改善することができる。なお、本明細書において、「ｐｈｒ」は、ゴム成分（エラストマー）１００重量部あたりの重量部を意味する。

この被覆層２３を構成する白色フィラーは、２０ｐｈｒ〜５５ｐｈｒの炭酸カルシウムを含むことが好ましい。これにより、被覆層２３の比誘電率を比較的低くすることができ、トランスポンダ２０の通信性を効果的に改善することができる。但し、白色フィラーに炭酸カルシウムが過度に含まれると脆性的になり、被覆層２３としての強度が低下するため好ましくない。また、被覆層２３は、炭酸カルシウムの他に、２０ｐｈｒ以下のシリカ（白色フィラー）や５ｐｈｒ以下のカーボンブラックを任意に含むことができる。少量のシリカやカーボンブラックを併用した場合、被覆層２３の強度を確保しつつ、その比誘電率を低下させることができる。

また、被覆層２３の比誘電率は、７以下であることが好ましく、２〜５であることがより好ましい。このように被覆層２３の比誘電率を適度に設定することで、トランスポンダ２０が電波を放射する際の電波透過性を確保し、トランスポンダ２０の通信性を効果的に改善することができる。なお、被覆層２３を構成するゴムの比誘電率は、常温において８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの比誘電率である。ここで、常温はＪＩＳ規格の標準状態に準拠し、２３±２℃、６０％±５％ＲＨである。当該ゴムは２３℃、６０％ＲＨで２４時間処理された後に静電容量法により比誘電率が計測される。上述した８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの範囲は、現状のＵＨＦ帯のＲＦＩＤの割り当て周波数に該当するが、上記割り当て周波数が変更された場合、その割り当て周波数の範囲の比誘電率を上記の如く規定すれば良い。

被覆層２３の厚さｔは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましく、１．０ｍｍ〜２．５ｍｍであることがより好ましい。ここで、被覆層２３の厚さｔは、トランスポンダ２０を含む位置でのゴム厚さであり、例えば、図４に示すようにトランスポンダ２０の中心を通ってタイヤ外表面と直交する直線上での厚さｔ１と厚さｔ２を合計したゴム厚さである。このように被覆層２３の厚さｔを適度に設定することで、タイヤ外表面に凹凸を生じさせることなく、トランスポンダ２０の通信性を効果的に改善することができる。ここで、被覆層２３の厚さｔが０．５ｍｍより薄いと、トランスポンダ２０の通信性の改善効果を得ることができず、逆に被覆層２３の厚さｔが３．０ｍｍを超えると、タイヤ外表面に凹凸が生じ、外観上好ましくない。なお、被覆層２３の断面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、三角形や長方形、台形、紡錘形を採用することができる。図４の被覆層２３では略紡錘形の断面形状を有している。

上述した実施形態では、カーカス層４の巻き上げ部４Ｂの端末４ｅがビードフィラー６の上端６ｅ付近に配置された例を示したが、これに限定されるものではなく、カーカス層４の巻き上げ部４Ｂの端末４ｅは任意の高さに配置することができる。

タイヤサイズ２６５／４０ＺＲ２０で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、一対のビード部間にカーカス層が装架された空気入りタイヤにおいて、トランスポンダが埋設され、トランスポンダのタイヤ幅方向の位置、トランスポンダのタイヤ径方向の位置、Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）、Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）、被覆層の有無、被覆層の比誘電率、被覆層の厚さ、被覆層の貯蔵弾性率Ｅ'c（０℃）、被覆層の貯蔵弾性率Ｅ'c（−２０℃）、Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ａ（０℃）、Ｅ'ｃ（−２０℃）／Ｅ'ａ（−２０℃）、Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）を表１及び表２のように設定した比較例１〜４及び実施例１〜１４のタイヤを製作した。

比較例１〜４及び実施例１〜１４では、柱状のトランスポンダを使用し、トランスポンダの中心からタイヤ構成部材のスプライス部までのタイヤ周方向の距離を１０ｍｍに設定し、トランスポンダの断面中心からタイヤ外表面までの距離を２ｍｍ以上に設定した。

表１及び表２において、トランスポンダのタイヤ幅方向の位置が「内側」の場合、トランスポンダがカーカス層のタイヤ幅方向内側に配置されていることを意味し、トランスポンダのタイヤ幅方向の位置が「外側」の場合、トランスポンダがカーカス層のタイヤ幅方向外側に配置されていることを意味する。また、表１及び表２において、トランスポンダのタイヤ径方向の位置は、図６に示すＡ〜Ｅのそれぞれの位置に対応する。

比較例２〜４及び実施例１〜１４では、外部材はリムクッションゴム層であり、内部材はビードフィラーである。つまり、表１及び表２において、「Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）」は、リムクッションゴム層における５０％変形時モジュラスの比であり、「Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）」は、内部材であるビードフィラーにおける５０％変形時モジュラスの比である。また、「Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ａ（０℃）」及び「Ｅ'ｃ（−２０℃）／Ｅ'ａ（−２０℃）」は、被覆層のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材であるリムクッションゴム層の貯蔵弾性率に対する被覆層の貯蔵弾性率の比である。「Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）」は、被覆層における貯蔵弾性率の比である。比較例１については、便宜上、外部材の物性としてリムクッションゴム層の物性を表示し、内部材の物性としてビードフィラーの物性を表示した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、タイヤ評価（耐久性）並びにトランスポンダ評価（通信性及び耐久性）を実施し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

耐久性（タイヤ及びトランスポンダ）：
各試験タイヤを標準リムのホイールに組み付け、温度−２０℃、空気圧１２０ｋＰａ、最大負荷荷重に対して１０２％、走行速度８１ｋｍの条件でドラム試験機にて走行試験を実施し、タイヤに故障が発生した際の走行距離を測定した。評価結果は、比較例２を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどタイヤの耐久性が優れていることを意味する。更に、走行終了後の各試験タイヤについてトランスポンダの通信可否と破損の有無を確認し、通信可能であって破損もない場合を「◎（優）」で示し、通信可能であるが破損があった場合を「○（良）」で示し、通信不可であった場合を「×（不可）」の３段階で示した。

通信性（トランスポンダ）：
各試験タイヤについて、リーダライタを用いてトランスポンダとの通信作業を実施した。具体的には、リーダライタにおいて出力２５０ｍＷ、搬送波周波数８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚとして通信可能な最長距離を測定した。評価結果は、比較例２を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど通信性が優れていることを意味する。

この表１及び表２から判るように、実施例１〜１４の空気入りタイヤは、比較例２に比べて、タイヤの耐久性とトランスポンダの通信性及び耐久性がバランス良く改善されていた。

一方、比較例１においては、トランスポンダがカーカス層のタイヤ幅方向内側に配置されていたため、トランスポンダの通信性が悪化した。比較例１，３においては、Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）又はＭ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）の値が本発明で規定する範囲よりも低く設定されていたため、トランスポンダの耐久性の改善効果が得られなかった。比較例４においては、Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）又はＭ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）の値が本発明で規定する範囲よりも高く設定されていたため、タイヤの耐久性が悪化した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
１２ サイドウォールゴム層
１３ リムクッションゴム層
２０ トランスポンダ
２３ 被覆層
ＣＬ タイヤ中心線

Claims (13)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間にカーカス層が装架された空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカス層よりタイヤ幅方向外側にトランスポンダが埋設され、該トランスポンダよりタイヤ幅方向外側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０out（−２０℃）が０．５０≦Ｍ５０out（０℃）／Ｍ５０out（−２０℃）＜１．００の関係を満たし、前記トランスポンダよりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材のうち２０℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材における０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（０℃）及び−２０℃の５０％変形時モジュラスＭ５０in（−２０℃）が０．２５≦Ｍ５０in（０℃）／Ｍ５０in（−２０℃）＜１．００の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（０℃）と、前記被覆層のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ａ（０℃）とが０．１５≦Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ａ（０℃）≦１．３０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）と、前記被覆層のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ａ（−２０℃）とが０．１５≦Ｅ'ｃ（−２０℃）／Ｅ'ａ（−２０℃）≦１．３０の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）が３ＭＰａ〜１７ＭＰａの範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層の０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（０℃）と該被覆層の−２０℃の貯蔵弾性率Ｅ'ｃ（−２０℃）とが０．５０≦Ｅ'ｃ（０℃）／Ｅ'ｃ（−２０℃）≦０．９５の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層の比誘電率が７以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層がゴム又はエラストマーと２０ｐｈｒ以上の白色フィラーとからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記白色フィラーが２０ｐｈｒ〜５５ｐｈｒの炭酸カルシウムを含むことを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記トランスポンダの中心がタイヤ構成部材のスプライス部からタイヤ周方向に１０ｍｍ以上離間して配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
10. 前記トランスポンダが前記ビード部のビードコアの上端からタイヤ径方向外側に１５ｍｍの位置とタイヤ最大幅位置との間に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
11. 前記トランスポンダの断面中心とタイヤ外表面との距離が２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
12. 前記トランスポンダが被覆層により被覆され、該被覆層の厚さが０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
13. 前記トランスポンダがデータを記憶するＩＣ基板とデータを送受信するアンテナとを有し、該アンテナが螺旋状であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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