JP2021127091A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
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、タイヤの転がり抵抗の悪化を抑制しながら、トランスポンダの通信性及び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。 The present invention relates to a pneumatic tire in which a transponder is embedded, and more particularly to a pneumatic tire capable of improving the communication property and durability of the transponder while suppressing deterioration of rolling resistance of the tire.
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)。トランスポンダをタイヤ内に埋設した場合、低温環境下の走行時では、トランスポンダの周辺のゴム部材の発熱性が低いと、当該ゴム部材の温度が上昇せず、タイヤ変形によりトランスポンダが破損するおそれがある。その一方で、トランスポンダの周辺のゴム部材の発熱性が高過ぎると、タイヤの転がり抵抗が悪化するという問題がある。また、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。 In a pneumatic tire, it has been proposed to embed an RFID tag (transponder) in the tire (see, for example, Patent Document 1). When the transponder is embedded in the tire, when running in a low temperature environment, if the heat generation of the rubber member around the transponder is low, the temperature of the rubber member does not rise, and the transponder may be damaged due to tire deformation. .. On the other hand, if the heat generation of the rubber member around the transponder is too high, there is a problem that the rolling resistance of the tire deteriorates. Further, when the transponder is arranged inside the carcass layer in the tire width direction, radio waves are blocked by tire components (for example, metal members such as carcass made of steel and reinforcement) during communication of the transponder, and the communication property of the transponder deteriorates. Sometimes.
本発明の目的は、タイヤの転がり抵抗の悪化を抑制しながら、トランスポンダの通信性及び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。 An object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of improving the communication property and durability of a transponder while suppressing deterioration of rolling resistance of the tire.
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−20℃のtanδin(−20℃)が0.1〜0.7の範囲にあることを特徴とするものである。 The pneumatic tire of the present invention for achieving the above object has a tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and these sidewall portions. In a pneumatic tire having a pair of bead portions arranged inside in the tire radial direction and a carcass layer mounted between the pair of bead portions, a transponder is embedded outside the carcass layer in the tire width direction. Among the rubber members located inside the tire width direction from the transponder, the rubber member having the largest storage elasticity at 20 ° C. has a tan δin (-20 ° C.) of −20 ° C. in the range of 0.1 to 0.7. It is a feature.
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−20℃のtanδin(−20℃)は0.1〜0.7の範囲にある。一般に、低温環境下ではゴム部材のtanδが高いほど発熱性が高まるが、本発明では、トランスポンダのタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材においてtanδの値を上記範囲に設定することで、低温環境下での走行時における当該ゴム部材の発熱性を適度に保つことができる。そのため、当該ゴム部材が脆性的でなくなり、タイヤ変形によるトランスポンダの破損を防止することができる。これにより、低温環境下においてタイヤの転がり抵抗の悪化を抑制しつつ、トランスポンダの耐久性を改善することができる。 In the present invention, since the transponder is embedded outside the carcass layer in the tire width direction, there is no tire component that blocks radio waves during communication of the transponder, and the communicability of the transponder can be ensured. Further, among the rubber members located inside the transponder in the tire width direction, the tan δin (-20 ° C.) of −20 ° C. in the rubber member having the largest storage elastic modulus at 20 ° C. is in the range of 0.1 to 0.7. Generally, in a low temperature environment, the higher the tan δ of the rubber member, the higher the heat generation. However, in the present invention, by setting the value of tan δ in the rubber member located inside the tire width direction of the transponder in the above range, the heat generation is increased in the low temperature environment. It is possible to appropriately maintain the heat generation property of the rubber member during running on the tire. Therefore, the rubber member is not brittle, and damage to the transponder due to tire deformation can be prevented. This makes it possible to improve the durability of the transponder while suppressing the deterioration of the rolling resistance of the tire in a low temperature environment.
本発明の空気入りタイヤにおいて、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−20℃のtanδin(−20℃)及び0℃のtanδin(0℃)は0.5≦tanδin(0℃)/tanδin(−20℃)≦0.95の関係を満たすことが好ましい。これにより、タイヤの転がり抵抗の悪化を効果的に抑制しつつ、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。 In the pneumatic tire of the present invention, among the rubber members located inside the transponder in the tire width direction, the rubber member having the largest storage elastic modulus at 20 ° C. has a tan δin (-20 ° C.) of -20 ° C. and a tan δin (0 ° C.) of 0 ° C. ° C) preferably satisfies the relationship of 0.5 ≦ tan δin (0 ° C) / tan δin (-20 ° C) ≦ 0.95. As a result, the durability of the transponder can be effectively improved while effectively suppressing the deterioration of the rolling resistance of the tire.
トランスポンダが被覆層により被覆され、被覆層の−20℃のtanδc(−20℃)とtanδin(−20℃)とは0.3≦tanδc(−20℃)/tanδin(−20℃)≦0.9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tanδが近くなり、被覆層によるトランスポンダに対する保温性を向上させることができるため、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る。 The transponder is coated with a coating layer, and the -20 ° C tan δc (-20 ° C) and tan δin (-20 ° C) of the coating layer are 0.3 ≤ tan δc (-20 ° C) / tan δin (-20 ° C) ≤ 0. It is preferable to satisfy the relationship of 9. As a result, the coating layer and the tan δ of the rubber member adjacent to the coating layer are brought close to each other, and the heat retention property of the coating layer against the transponder can be improved, so that the durability of the transponder can be effectively improved.
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、被覆層のトランスポンダに対する保護効果が向上し、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。 The transponder is coated with a coating layer, and the storage elastic modulus E'c (-20 ° C.) of the coating layer at −20 ° C. is preferably in the range of 3 MPa to 17 MPa. As a result, the protective effect of the coating layer on the transponder is improved, and the durability of the transponder can be effectively improved.
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。 The transponder is coated with a coating layer, and the relative permittivity of the coating layer is preferably 7 or less. As a result, the transponder is protected by the coating layer, the durability of the transponder can be improved, the radio wave transmission of the transponder can be ensured, and the communication property of the transponder can be effectively improved.
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、被覆層の比誘電率を比較的小さくすることができ、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。 The transponder is preferably coated with a coating layer, which is preferably composed of a rubber or elastomer and a white filler of 20 phr or more. As a result, the relative permittivity of the coating layer can be made relatively small, and the communication property of the transponder can be effectively improved.
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小さくすることができ、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。 The white filler preferably contains 20 phr to 55 phr of calcium carbonate. As a result, the relative permittivity of the coating layer can be made relatively small, and the communication property of the transponder can be effectively improved.
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。 It is preferable that the center of the transponder is arranged at a distance of 10 mm or more in the tire circumferential direction from the splice portion of the tire component member. Thereby, the durability of the tire can be effectively improved.
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る。 It is preferable that the transponder is arranged between the position 15 mm outward in the tire radial direction from the upper end of the bead core of the bead portion and the tire maximum width position. As a result, the transponder is arranged in a region where the stress amplitude during traveling is small, so that the durability of the transponder can be effectively improved.
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。 The distance between the cross-sectional center of the transponder and the outer surface of the tire is preferably 2 mm or more. As a result, the durability of the tire can be effectively improved, and the traumatic resistance of the tire can be improved.
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。 The transponder is coated with a coating layer, and the thickness of the coating layer is preferably 0.5 mm to 3.0 mm. As a result, the communication property of the transponder can be effectively improved without causing unevenness on the outer surface of the tire.
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。 The transponder has an IC board for storing data and an antenna for transmitting and receiving data, and the antenna is preferably spiral. As a result, it is possible to follow the deformation of the tire during running, and it is possible to improve the durability of the transponder.
本発明において、貯蔵弾性率E'及び損失正接tanδは、JIS−K6394に準拠して、粘弾性スぺ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。 In the present invention, the storage elastic modulus E'and the loss tangent tan δ are determined in accordance with JIS-K6394, using a viscoelastic spectrometer, at each specified temperature, frequency 10 Hz, and initial strain 10 in the tensile deformation mode. It is measured under the conditions of% and dynamic strain ± 2%.
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。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 to 4 show a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
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。
As shown in FIG. 1, the pneumatic tire of the present embodiment includes a
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。
At least one layer (one layer in FIG. 1) of the
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。
On the other hand, a plurality of layers (two layers in FIG. 1) of
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。
On the outer peripheral side of the tire of the
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。
In the pneumatic tire, both
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。
Further, an
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。
Further, in the pneumatic tire, the
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。
As the
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。
The overall shape of the
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。内部材における−20℃のtanδin(−20℃)は0.1〜0.7の範囲にある。好ましくは、tanδin(−20℃)が0.2〜0.4の範囲にあると良い。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、内部材における−20℃のtanδin(−20℃)は0.1〜0.6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内側の領域において、内部材における20℃の貯蔵弾性率E'in(20℃)は、8MPa〜110MPaの範囲に設定することができる。一方、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、内部材における20℃の貯蔵弾性率E'in(20℃)は、5MPa〜7MPaに設定することができる。なお、20℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材(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。
Further, in the pneumatic tire, among the rubber members (coat rubber of the
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内部材は変わるが、いずれの場合であっても、内部材における−20℃のtanδin(−20℃)は、上述した範囲に設定される。
In the embodiment of FIG. 1, the
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よりタイヤ幅方向内側に位置するゴム部材のうち20℃の貯蔵弾性率E'in(20℃)が最も大きいゴム部材における−20℃のtanδin(−20℃)は0.1〜0.7の範囲にあるので、低温環境下での走行時において当該ゴム部材の発熱性を適度に保つことができる。そのため、当該ゴム部材が脆性的でなくなり、タイヤ変形によるトランスポンダ20の破損を防止することができる。これにより、低温環境下においてタイヤの転がり抵抗の悪化を抑制しつつ、トランスポンダ20の耐久性を改善することができる。
In the above-mentioned pneumatic tire, since the
ここで、tanδin(−20℃)の値が下限値より小さい場合、走行時のタイヤ変形によりトランスポンダの耐久性が悪化する傾向があり、tanδin(−20℃)の値が上限値より大きい場合、タイヤの転がり抵抗が悪化する傾向がある。 Here, when the value of tan δin (-20 ° C) is smaller than the lower limit value, the durability of the transponder tends to deteriorate due to tire deformation during running, and when the value of tan δin (-20 ° C) is larger than the upper limit value, Tire rolling resistance tends to worsen.
なお、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(外部材)はリムクッションゴム層13に相当する。この外部材のtanδout(−20℃)と内部材のtanδin(−20℃)は、走行中のタイヤ変形に対するトランスポンダ20の保護性を高めるため、0.2≦tanδin(−20℃)/tanδout(−20℃)≦3.0の関係を満たすことが好ましい。特に、内部材のJIS硬度(20℃)が比較的高い場合には、0.2≦tanδin(−20℃)/tanδout(−20℃)≦1.5の関係を満たすと良く、0.6≦tanδin(−20℃)/tanδout(−20℃)≦1.3の関係を満たすと更に良い。この場合、応力集中が生じ難く、タイヤの耐久性の改善にも効果的である。また、内部材のJIS硬度(20℃)が比較的低い場合には、0.8≦tanδin(−20℃)/tanδout(−20℃)≦3.0の関係を満たすと良く、1.3≦tanδin(−20℃)/tanδout(−20℃)≦2.6の関係を満たすと更に良い。この場合、低温環境下でのトランスポンダ20に対する緩衝効果が高まり、トランスポンダ20の破損の防止に効果的である。なお、20℃の貯蔵弾性率が最も大きいゴム部材(外部材)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。
Among the rubber members (the
上記空気入りタイヤにおいて、内部材における−20℃のtanδin(−20℃)及び0℃のtanδin(0℃)は0.5≦tanδin(0℃)/tanδin(−20℃)≦0.95の関係を満たすことが好ましい。このように内部材における各温度のtanδが上記関係式を満たすことで、タイヤの転がり抵抗の悪化を効果的に抑制しつつ、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、tanδin(0℃)/tanδin(−20℃)の値が下限値より小さい場合、内部材の発熱性が低下してトランスポンダ20に対する保温効果が下がり、トランスポンダ20の耐久性が悪化する傾向がある。逆に、tanδin(0℃)/tanδin(−20℃)の値が上限値より大きい場合、内部材のtanδの温度依存性がほとんどなくなり、タイヤの転がり抵抗が僅かに悪化する。
In the above pneumatic tire, -20 ° C. tan δin (-20 ° C.) and 0 ° C. tan δin (0 ° C.) in the inner member are 0.5 ≤ tan δin (0 ° C.) / tan δin (-20 ° C.) ≤ 0.95. It is preferable to satisfy the relationship. By satisfying the above relational expression with the tan δ of each temperature in the inner member in this way, it is possible to effectively improve the durability of the
また、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。
Further, the
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。
As shown in FIG. 3, there are a plurality of splice portions on the tire circumference in which the ends of the tire constituent members are overlapped with each other. FIG. 3 shows the position Q of each splice portion in the tire circumferential direction. The center of the
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。
In the embodiment of FIG. 3, an example is shown in which the positions Q of the splice portions of the tire constituent members in the tire circumferential direction are arranged at equal intervals, but the present invention is not limited to this. The position Q in the tire circumferential direction can be set to an arbitrary position, and in any case, the
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。
As shown in FIG. 4, the distance d between the cross-sectional center of the
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。
Further, the
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tanδc(−20℃)と、内部材のtanδin(−20℃)とは、0.3≦tanδc(−20℃)/tanδin(−20℃)≦0.9の関係を満たすことが好ましい。このように内部材に対して被覆層23の物性を設定することで、被覆層23と被覆層23に隣接するゴム部材(例えば、リムクッションゴム層13)のtanδが近くなり、被覆層23によるトランスポンダ20に対する保温性を向上させることができるため、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る。
Hereinafter, the
また、被覆層23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。このように被覆層23の物性を設定することで、被覆層23のトランスポンダ20に対する保護効果が向上し、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、上記範囲の下限値より小さい場合、被覆層23の剛性が低下してトランスポンダ20に対する保護効果が下がる傾向があり、上記範囲の上限値より大きい場合、被覆層23の剛性が高くなって脆性的となり、被覆層23が破断し易くなるため、トランスポンダ20が破損することがある。
Further, the storage elastic modulus E'c (-20 ° C.) of the
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。
As the composition of the
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。
The white filler constituting the
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。
The relative permittivity of the
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。
The thickness t of the
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。例えば、カーカス層4の巻き上げ部4Bの端末4eは、ビードコア5の側方に配置しても良い。このようなロータンナップ構造において、トランスポンダ20をビードフィラー6とサイドウォールゴム層12又はリムクッションゴム層13との間に配置することができる。その際、被覆層23のタイヤ幅方向外側に隣接するゴム部材は、サイドウォールゴム層12又はリムクッションゴム層13となる。
In the above-described embodiment, the terminal 4e of the winding
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、内部材のtanδin(−20℃)、tanδin(0℃)/tanδin(−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tanδc(−20℃)、被覆層の貯蔵弾性率E'c(−20℃)、tanδc(−20℃)/tanδin(−20℃)を表1及び表2のように設定した比較例1〜3及び実施例1〜16のタイヤを製作した。 With a tire size of 265 / 40ZR20, a tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and these sidewall portions are arranged inside the tire radial direction. In a pneumatic tire having a pair of bead portions and a carcass layer mounted between the pair of bead portions, a transponder is embedded, and the position of the transponder in the tire width direction, the position of the transponder in the tire radial direction, and the inner member. Tanδin (-20 ° C), tanδin (0 ° C) / tanδin (-20 ° C), presence / absence of coating layer, relative permittivity of coating layer, thickness of coating layer, tanδc (-20 ° C) of coating layer, coating layer Tires of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 16 in which the storage elasticity E'c (-20 ° C.) and tan δc (-20 ° C.) / tan δin (-20 ° C.) were set as shown in Tables 1 and 2. Made.
比較例1〜3及び実施例1〜16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。 In Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 16, a columnar transponder was used, the distance in the tire circumferential direction from the center of the transponder to the splice portion of the tire component was set to 10 mm, and the distance from the center of the cross section of the transponder to the outside of the tire was set. The distance to the surface was set to 2 mm or more.
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。 In Tables 1 and 2, when the position of the transponder in the tire width direction is "inside", it means that the transponder is arranged inside the carcass layer in the tire width direction, and the position of the transponder in the tire width direction is "outside". In the case of ", it means that the transponder is arranged outside the carcass layer in the tire width direction. Further, in Tables 1 and 2, the positions of the transponders in the tire radial direction correspond to the respective positions A to E shown in FIG.
比較例2,3及び実施例1〜16では、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、「tanδin(0℃)/tanδin(−20℃)」は、内部材であるビードフィラーにおけるtanδの比である。また、「tanδc(−20℃)/tanδin(−20℃)」は、内部材であるビードフィラーにおけるtanδに対する被覆層のtanδの比である。比較例1については、便宜上、内部材の物性としてビードフィラーの物性を表示した。 In Comparative Examples 2 and 3 and Examples 1 to 16, the inner member is a bead filler. That is, in Tables 1 and 2, "tan δin (0 ° C.) / tan δin (-20 ° C.)" is the ratio of tan δ in the bead filler which is an inner member. Further, "tan δc (-20 ° C.) / tan δin (-20 ° C.)" is the ratio of tan δ of the coating layer to tan δ in the bead filler which is an inner member. For Comparative Example 1, for convenience, the physical characteristics of the bead filler are displayed as the physical characteristics of the inner member.
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(耐久性及び転がり抵抗)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。 For these test tires, tire evaluation (durability and rolling resistance) and transponder evaluation (communication and durability) were carried out by the following test methods, and the results are shown in Tables 1 and 2.
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。
Durability (tires and transponders):
Each test tire was assembled to a standard rim wheel, and a running test was conducted with a drum tester under the conditions of temperature -20 ° C, air pressure 120 kPa, 102% of maximum load, and running speed 81 km, and a tire failure occurred. The mileage at that time was measured. The evaluation results are shown by an index with Comparative Example 2 as 100. The larger the index value, the better the durability of the tire. Furthermore, for each test tire after running, it was confirmed whether the transponder could communicate and whether it was damaged, and the case where communication was possible and there was no damage was indicated by "◎ (excellent)", and communication was possible but there was damage. Cases are indicated by "○ (good)", and cases where communication is not possible are indicated by three stages of "× (impossible)".
転がり抵抗(タイヤ):
各試験タイヤを標準リムのホイールに組み付け、ISO28580に準拠して、速度80km/h、温度−20℃の条件でドラム試験機にて走行試験を実施し、転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、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転がり抵抗が低く、優れていることを意味する。
Rolling resistance (tire):
Each test tire was assembled to a standard rim wheel, and a running test was carried out with a drum tester under the conditions of a speed of 80 km / h and a temperature of −20 ° C. in accordance with ISO28580, and rolling resistance was measured. The evaluation result is shown by an index with Comparative Example 2 as 100 using the reciprocal of the measured value. The larger the index value, the lower the rolling resistance and the better.
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。
Communication (transponder):
For each test tire, communication work with the transponder was carried out using a reader / writer. Specifically, the maximum distance that can be communicated with a reader / writer with an output of 250 mW and a carrier frequency of 860 MHz to 960 MHz was measured. The evaluation results are shown by an index with Comparative Example 2 as 100. The larger the index value, the better the communication.
この表1及び表2から判るように、実施例1〜16の空気入りタイヤは、比較例2に比べて、タイヤの転がり抵抗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。 As can be seen from Tables 1 and 2, the pneumatic tires of Examples 1 to 16 have improved tire rolling resistance and transponder communication and durability in a well-balanced manner as compared with Comparative Example 2.
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3においては、内部材のtanδ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、タイヤの転がり抵抗が悪化した。 On the other hand, in Comparative Example 1, since the transponder was arranged inside the carcass layer in the tire width direction, the communication property of the transponder deteriorated. In Comparative Example 3, since the tan δ of the inner member was set higher than the range specified in the present invention, the rolling resistance of the tire deteriorated.
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
CL タイヤ中心線
1 Tread
Claims (12)
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−20℃のtanδin(−20℃)が0.1〜0.7の範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤ。 A tread portion extending in the tire circumferential direction to form an annular shape, a pair of sidewall portions arranged on both sides of the tread portion, and a pair of bead portions arranged inside the tire radial direction of these sidewall portions. In a pneumatic tire in which a carcass layer is mounted between the pair of bead portions.
A transponder is embedded outside the carcass layer in the tire width direction, and -20 ° C. tan δin (-20 ° C.) in the rubber member having the highest storage elastic modulus at 20 ° C. among the rubber members located inside the tire width direction from the transponder. Pneumatic tires characterized by a range of 0.1 to 0.7.
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