JP2023140972A - 機能部品付き収容体及びタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】機能部品を収容する収容体と機能部品の寸法関係を工夫することにより、機能部品の高速耐久性を改善しながら、収容体の損傷を防止することを可能にした機能部品付き収容体及びタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ情報を取得するための機能部品２０と、この機能部品２０を収容する収容体１０とを備えた機能部品付き収容体１であって、収容体１０は、タイヤ内表面に固定される底部１１と、この底部１１から突出したクラウン部１２と、底部１１とクラウン部１２により形成される収容空間１３と、この収容空間１３に連通する開口部１４とを有し、開口部１４の幅は収容空間１３の最小幅よりも狭く、収容空間１３の上側部分の周長Ｄ２uと機能部品の上側部分の周長Ｄ１uとは０．６０≦Ｄ２u／Ｄ１u≦０．９５の関係を満たしている。【選択図】図１

Description

本発明は、機能部品付き収容体及びタイヤに関し、更に詳しくは、機能部品を収容する収容体と機能部品の寸法関係を工夫することにより、機能部品の高速耐久性を改善しながら、収容体の損傷を防止することを可能にした機能部品付き収容体及びタイヤに関する。

内圧や温度等のタイヤ内部情報を取得する機能部品（例えば、センサを含むセンサユニット）をタイヤ内表面に設置することが行われている（例えば、特許文献１，２参照）。機能部品を設置する際、ゴム等からなる収容体（コンテナ）をタイヤ内表面に貼り付け、その貼り付けられた収容体の内部に機能部品を収容する。しかしながら、機能部品を収容体に収容した際に、収容体により機能部品が十分に拘束されていない場合、例えば機能部品の外周長が収容体の内周長と同等又はそれより小さい場合などは、高速走行時に機能部品の動きが大きくなり、収容体と機能部品との摩擦によって発熱が増大し、機能部品の筐体が破損に至るという問題がある。

特許第６２７２２２５号公報 特表２０１６－５０５４３８号公報

本発明の目的は、機能部品を収容する収容体と機能部品の寸法関係を工夫することにより、機能部品の高速耐久性を改善しながら、収容体の損傷を防止することを可能にした機能部品付き収容体及び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機能部品付き収容体は、タイヤ情報を取得するための機能部品と、この機能部品を収容する収容体とを備えた機能部品付き収容体であって、前記収容体が、タイヤ内表面に固定される底部と、この底部から突出したクラウン部と、前記底部と前記クラウン部により形成される収容空間と、この収容空間に連通する開口部とを有し、前記開口部の幅が前記収容空間の最小幅よりも狭く、前記収容空間の上側部分の周長Ｄ２_uと前記機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uとが０．６０≦Ｄ２_u／Ｄ１_u≦０．９５の関係を満たすことを特徴とするものである。

また、本発明のタイヤは、上記の機能部品付き収容体が前記タイヤ内表面に固定され、前記収容空間に前記機能部品が収容されていることを特徴とするものである。

本発明では、タイヤ情報を取得するための機能部品と、この機能部品を収容する収容体とを備えた機能部品付き収容体であって、収容体は、タイヤ内表面に固定される底部と、この底部から突出したクラウン部と、底部とクラウン部により形成される収容空間と、この収容空間に連通する開口部とを有し、開口部の幅は収容空間の最小幅よりも狭く、収容空間の上側部分の周長Ｄ２_uと機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uとは０．６０≦Ｄ２_u／Ｄ１_u≦０．９５の関係を満たしているので、機能部品に対する収容体の拘束力を高め、機能部品の動きを抑制できるため、高速走行時に機能部品の筐体が破損することを防止することができる。更に、機能部品に対する収容体の拘束力と、収容体に損傷が生じない変形度合とのバランスが良好であるため、収容体の損傷も防止することができる。これにより、機能部品の高速耐久性を改善しながら、収容体の損傷を防止することができる。

本発明の機能部品付き収容体において、機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uに対する収容空間の上側部分の周長Ｄ２_uの比Ｄ２_u／Ｄ１_uは機能部品の下側部分の周長Ｄ１_Lに対する収容空間の下側部分の周長Ｄ２_Lの比Ｄ２_L／Ｄ１_Lと同等又はそれよりも小さいことが好ましい。これにより、収容体１０による拘束力が下側部分よりも上側部分で高まるため、収容体の根本に掛かる負荷を低減させることができ、収容体の耐久性を改善することができる。

クラウン部の端部は開口部に向かって屈曲した係止部を有し、機能部品の高さＨ１と収容体の内側総高さＨ２とは０．８５≦Ｈ２／Ｈ１≦０．９８の関係を満たすことが好ましい。これにより、機能部品に対する収容体の拘束力と、収容体に損傷が生じない変形度合とのバランスが良好になり、高速走行時における機能部品の耐久性を向上させることができる。

収容体の開口部の周長Ｄ２_Oと機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uとは０．４≦Ｄ２_O／Ｄ１_u≦０．８の関係を満たすことが好ましい。これにより、機能部品に対する収容体の拘束力と、収容体に損傷が生じない変形度合とのバランスが良好になり、高速走行時における機能部品の耐久性を向上させることができる。更に、収容体の開口部が過度に狭くならず、機能部品を取り外す際にも好適である。

収容空間に機能部品が収容されていない状態での収容空間及び開口部の断面積の総和Ｓｃと収容空間及び開口部の断面積の総和Ｓｃにおける機能部品の断面積Ｓｓとは０．６≦Ｓｃ／Ｓｓ≦０．９の関係を満たすことが好ましい。これにより、機能部品に対する収容体の拘束力を高め、機能部品の動きを抑制できるため、機能部品の高速耐久性を改善すると共に、収容体のクラックの発生を防止することができる。

収容空間に機能部品が収容された状態でクラウン部の外壁側で測定されるクラウン部の底部に対する傾斜角度は９０°～１１５°であることが好ましい。これにより、収容体のクラウン部の根本における応力集中を緩和することができ、収容体の耐久性を向上させることができる。更に、収容体の開口部が過度に狭くならず、機能部品を取り外す際にも好適である。

収容体の２０℃における１００％伸張時のモジュラスは０．５ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ未満であり、収容体の６０℃における損失弾性率は０．４ＭＰａ以上２０．０ＭＰａ未満であることが好ましい。このようにモジュラスを適度に設定することにより、収容体の耐久性と収容体への機能部品の収容し易さとを両立することができる。また、このように損失弾性率を適度に設定することにより、機能部品の収容体に対する擦れや収容体の繰り返し変形によって生じる機能部品の筐体の破損を防止することができる。

収容体は加硫ゴムからなると良い。また、収容体は接着剤によりタイヤ内表面に固定されていると良い。

本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであっても良い。空気入りタイヤの場合、その内部には空気、窒素等の不活性ガス又はその他の気体を充填することができる。

（Ａ）～（Ｄ）は機能部品の収容前後における機能部品付き収容体の実施形態を例示し、（Ａ）は機能部品が収容されていない状態の斜視図、（Ｂ）は機能部品が収容されていない状態の断面図、（Ｃ）は機能部品が収容された状態の斜視図、（Ｄ）は機能部品が収容された状態の断面図である。 機能部品が収容されていない状態の収容体の寸法を説明するための収容体の半断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ機能部品が収容された状態の収容体の寸法を説明するための機能部品付き収容体の半断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は収容体と機能部品の断面積を説明するためのものであり、（Ａ）は収容体の説明図であり、（Ｂ）は機能部品の説明図である。 機能部品付き収容体がタイヤ内表面に固定された空気入りタイヤの実施形態を例示する子午線断面図である。 図５の機能部品付き収容体を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の機能部品付き収容体の実施形態を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１（Ａ）～（Ｄ）に例示する機能部品付き収容体１は、タイヤ情報を取得するための機能部品２０と、この機能部品２０を収容する収容体１０とを備えている。図１（Ａ），（Ｂ）の機能部品付き収容体１は、収容体１０に機能部品２０が収容されていない状態であり、図１（Ｃ），（Ｄ）の機能部品付き収容体１は、収容体１０に機能部品２０が収容された状態である。

収容体１０は、タイヤ内表面に固定される平板状の底部１１と、この底部１１から突出した筒状のクラウン部１２と、これら底部１１とクラウン部１２により形成される収容空間１３と、この収容空間１３に連通する開口部１４とを有している。

底部１１は、収容体１０を構成する部位の中で最長である（最大径を有している）。クラウン部１２は、底部１１に対して直交する方向から内側に傾斜するように形成されている。そのため、底部１１とクラウン部１２により形成される収容空間１３は略台形の断面形状を有している。即ち、収容空間１３は、上側部分に向かって断面幅が漸減し、最大高さ位置において最も断面幅が狭くなる。また、クラウン部１２は、一方側の端部１２ａに開口部１４に向かって屈曲するように形成された係止部１２ｅを有し、他方側の端部１２ｂが底部１１に固定されている。機能部品２０の収容後において、係止部１２ｅは、機能部品２０の上面に当接し、機能部品２０の収容時に固定する役割を果たす。機能部品２０が挿入される開口部１４の幅は、収容空間１３の断面視での最小幅（開口部１４に隣接する位置での幅）よりも狭くなっている。

なお、図１において、底部１１とクラウン部１２と開口部１４はいずれも円形の平面形状を有しており、収容空間１３は円錐台の形状を有している。底部１１とクラウン部１２と開口部１４の平面形状は、特に限定されるものではなく、他の任意の平面形状で構成しても良く、互いに異なる平面形状で構成しても良い。また、収容空間１３の形状も、特に限定されるものではない。

機能部品２０は、図１（Ｄ）に例示するように、筐体２１と電子部品２２とを含むものである。筐体２１は中空構造を有し、その内部に電子部品２２が収容される。電子部品２２は、タイヤ情報を取得するためのセンサ２３、送信機、受信機、制御回路及びバッテリー等を適宜含むように構成することができる。センサ２３により取得されるタイヤ情報として、空気入りタイヤの内部温度や内圧、トレッド部の摩耗量等を挙げることができる。例えば、内部温度や内圧の測定には温度センサや圧力センサが使用される。トレッド部の摩耗量を検出する場合、センサ２３として、圧電素子を有する圧電センサを用いることができ、その圧電素子が走行時のタイヤ変形に応じた出力電圧を検出し、その出力電圧に基づいてトレッド部の摩耗量を検出する。それ以外に、加速度センサや磁気センサを使用することも可能である。また、機能部品２０は、センサ２３により取得されたタイヤ情報をタイヤ外部に送信するよう構成されている。更に、機能部品２０を把持し易くするため、筐体２１の上面から突出したつまみ部を設けても良く、このつまみ部にアンテナの機能を担持させることもできる。

なお、図１（Ｄ）に示す機能部品２０の内部構造は一例であり、これに限定されるものではない。センサ２３は、収容体１０に対して粘着テープや接着剤等により固定されていても良く、収容体１０に対して固定されていなくとも良い。

このような機能部品付き収容体１において、収容空間１３の上側部分の周長Ｄ２_uと機能部品２０の上側部分の周長Ｄ１_uとは、０．６０≦Ｄ２_u／Ｄ１_u≦０．９５の関係を満たすように構成されている。即ち、収容空間１３の周長Ｄ２_uを機能部品２０の周長Ｄ１_uに対して特定の範囲で小さく設定することにより、収容体１０による拘束力を高めることを意図している。ここで、収容空間１３の周長Ｄ２_uは、図２に示すように、機能部品２０の収容前の状態において、収容体１０の内側総高さＨ２の３／４（０．７５×Ｈ２）の高さをｈ２とし、この高さｈ２の位置と、高さｈ２の位置を基準として高さｈ２の±２５％（０．２５×ｈ２）に相当する位置の計３つの位置で収容空間１３の周長を測定し、これら３つの位置で測定された周長を平均したものである。また、機能部品２０の上側部分の周長Ｄ１_uは、機能部品２０における上記３つの位置に対応する位置で機能部品２０の周長を測定し、これら３つの位置で測定された周長を平均したものである。なお、収容体１０の内側総高さＨ２は、機能部品２０の収容前における底部１１の上面から係止部１２ｅの下面までの高さである。

上述した機能部品付き収容体では、タイヤ情報を取得するための機能部品２０と、この機能部品２０を収容する収容体１０とを備えた機能部品付き収容体であって、収容体１０は、タイヤ内表面に固定される底部１１と、この底部１１から突出したクラウン部１２と、底部１１とクラウン部１２により形成される収容空間１３と、この収容空間１３に連通する開口部１４とを有し、開口部１４の幅は収容空間１３の最小幅よりも狭く、収容空間１３の上側部分の周長Ｄ２_uと機能部品２０の上側部分の周長Ｄ１_uとは０．６０≦Ｄ２_u／Ｄ１_u≦０．９５の関係を満たしているので、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力を高め、機能部品２０の動きを抑制できるため、高速走行時に機能部品２０の筐体２１が破損することを防止することができる。更に、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力と、収容体１０に損傷が生じない変形度合とのバランスが良好であるため、収容体１０の損傷も防止することができる。これにより、機能部品２０の高速耐久性を改善しながら、収容体１０の損傷を防止することができる。

ここで、比Ｄ２_u／Ｄ１_uが０．６０未満であると、収容体１０による拘束力が大きくなるものの、クラウン部１２の変形度合も増大するので、長距離走行時に収容体１０にクラックが発生し、収容体１０が破損する可能性が高まる。逆に、比Ｄ２_u／Ｄ１_uが０．９５より大きいと、収容体１０による拘束力が小さくなり、収容体１０内での機能部品２０の動きが大きくなるため、収容体１０と機能部品２０との摩擦によって発熱が増大し、機能部品２０の筐体２１が破損に至る。

上記機能部品付き収容体において、機能部品２０の上側部分の周長Ｄ１_uに対する収容空間１３の上側部分の周長Ｄ２_uの比Ｄ２_u／Ｄ１_uは、機能部品２０の下側部分の周長Ｄ１_Lに対する収容空間１３の下側部分の周長Ｄ２_Lの比Ｄ２_L／Ｄ１_Lと同等又はそれよりも小さいことが好ましい。即ち、上側部分の比Ｄ２_u／Ｄ１_uを下側部分の比Ｄ２_L／Ｄ１_Lと同等又は小さく設定することにより、収容体１０による拘束力を下側部分よりも上側部分で高めることを意図している。ここで、収容空間１３の下側部分の周長Ｄ２_Lは、図２に示すように、機能部品２０の収容前の状態において、収容体１０の内側総高さＨ２の１／４（０．２５×Ｈ２）の高さをｈ２´とし、この高さｈ２´の位置と、高さｈ２´の位置を基準として高さｈ２´の±２５％（０．２５×ｈ２´）に相当する位置の計３つの位置で収容空間１３の周長を測定し、これら３つの位置で測定された周長を平均したものである。また、機能部品２０の下側部分の周長Ｄ１_Lは、機能部品２０における上記３つの位置に対応する位置で機能部品２０の周長を測定し、これら３つの位置で測定された周長を平均したものである。

このように比Ｄ２_u／Ｄ１_uと比Ｄ２_L／Ｄ１_Lの関係を適度に設定することで、収容体１０による拘束力が下側部分よりも上側部分で高まるため、収容体１０の根本に掛かる負荷を低減させることができ、収容体１０の耐久性を改善することができる。ここで、上側部分の比Ｄ２_u／Ｄ１_uが下側部分の比Ｄ２_L／Ｄ１_Lよりも大きくなると、収容体１０による拘束力が下側部分で高くなるため、収容体１０の根本に負荷が掛かり、長距離走行時に収容体１０が破損し易くなる。

更に、収容体１０の開口部１４の周長Ｄ２_Oと機能部品２０の上側部分の周長Ｄ１_uとは、０．４≦Ｄ２_O／Ｄ１_u≦０．８の関係を満たすことが好ましい。ここで、開口部１４の周長Ｄ２_Oは、機能部品２０が収容体１０に収容されていない状態で測定される開口部１４の周長である。このように開口部１４の周長Ｄ２_Oと機能部品２０の周長Ｄ１_uを適度に設定することで、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力と、収容体１０に損傷が生じない変形度合とのバランスが良好になり、高速走行時における機能部品２０の耐久性を向上させることができる。更に、収容体１０の開口部１４が過度に狭くならず、機能部品２０を取り外す際にも好適である。

ここで、比Ｄ２_O／Ｄ１_uが０．４未満であると、開口部１４が過度に狭くなるので、機能部品２０が取り外し難くなる。逆に、比Ｄ２_O／Ｄ１_uが０．８より大きいと、収容体１０による拘束力が小さくなり、収容体１０内での機能部品２０の動きが大きくなるので、収容体１０と機能部品２０との摩擦によって発熱が増大し、機能部品２０の筐体２１が破損に至る。

上記機能部品付き収容体において、収容空間１３に機能部品２０が収容された状態でクラウン部１２の底部１１に対する傾斜角度θ２（図１（Ｄ）参照）は、収容空間１３に機能部品２０が収容されていない状態でクラウン部１２の底部１１に対する傾斜角度θ１（図１（Ｂ）参照）よりも小さくなるように構成されていると良い。これら傾斜角度θ１，θ２は、いずれもクラウン部１２の外壁側で測定される角度である。機能部品２０が開口部１４から収容空間１３に収容されると、クラウン部１２が外側に向かって倒れ、開口部１４の幅が拡張するように変形することにより、クラウン部１２の底部１１に対する傾斜角度θが小さくなる。特に、機能部品２０の収容前の傾斜角度θ１と機能部品２０の収容後の傾斜角度θ２との角度差（θ１－θ２）は、５°～１５°の範囲にあると良い。

このように機能部品２０の収容後におけるクラウン部１２の傾斜角度θ２が機能部品２０の収容前におけるクラウン部１２の傾斜角度θ１よりも小さいことで、機能部品２０を収容した状態の収容体１０において、機能部品２０を十分に拘束できる拘束力を確保しながら、過度な変形を防止することができる。特に、機能部品２０の収容前後における傾斜角度の角度差（θ１－θ２）が５°～１５°の範囲にあると、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力と、収容体１０に損傷が生じない変形度合とのバランスが極めて良い。これにより、走行中の機能部品２０の脱落を防止しながら、収容体１０の損傷を防止することができる。

ここで、クラウン部１２の傾斜角度θ（θ１，θ２）を測定する際、ＣＴスキャン等を用いて角度を算出することができる。また、クラウン部１２の傾斜角度θを測定する際に限って、図３（Ａ）に示すように、クラウン部１２の外表面における収容体１０の総高さＨの１／２（０．５×Ｈ）の位置と１／４（０．２５×Ｈ）の位置の２点を通る直線Ｌ１をクラウン部１２と見做して、機能部品２０の収容前の傾斜角度θ１と機能部品２０の収容後の傾斜角度θ２をそれぞれ測定する。収容体１０の総高さＨ（最大高さＨ）は、機能部品２０の収容前後で変わり、それぞれの高さに基づいてクラウン部１２の傾斜角度θ（θ１，θ２）を測定する。また、収容体１０の総高さＨの１／２の位置及び／又は１／４の位置においてクラウン部１２の外表面に突起が形成されている場合、この突起を含めずに突起の下端部を新たな基準点として規定される直線に基づいて、クラウン部１２の傾斜角度θを測定するものとする。なお、収容体１０の総高さＨは、底部１１の下面から係止部１２ｅの上面までの高さである。

ここで、傾斜角度の角度差（θ１－θ２）が５°より小さくなると、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力が低下するため、走行中に機能部品２０が脱落するリスクが増大すると共に、機能部品２０の動きが大きくなり、収容体１０の耐久性が低下する。逆に、傾斜角度の角度差（θ１－θ２）が１５°より大きくなると、収容体１０の変形が過度に大きくなり、長距離走行時に収容体１０にクラックが発生し易くなる。

特に、収容空間１３に機能部品２０が収容された状態でクラウン部１２の底部１１に対する傾斜角度θ２は、９０°以上であることが好ましく、９０°～１１５°の範囲にあることがより好ましい。このように機能部品２０の収容後の傾斜角度θ２を適度に設定することで、収容体１０のクラウン部１２の根本における応力集中を緩和することができ、収容体１０の耐久性を向上させることができる。更に、収容体１０の開口部１４が過度に狭くならず、機能部品２０を取り外す際にも好適である。

ここで、機能部品２０の収容後の傾斜角度θ２が９０°より小さくなると、収容体１０のクラウン部１２の根本における応力集中が増大すると共に、走行中の歪エネルギーが増大するため、クラウン部１２の根本でクラックが発生し易くなる。一方、機能部品２０の収容後の傾斜角度θ２が１１５°より大きくなると、機能部品２０の収容後もクラウン部１２の倒れ込みが過度に大きい状態であるので、開口部１４の幅が過度に狭くなり、機能部品２０が取り外し難くなる。

また、収容空間１３に機能部品２０が収容された状態で、クラウン部１２の厚さＧａは、１．０ｍｍ～３．５ｍｍであることが好ましい。ここで、図３（Ｂ）に示すように、機能部品２０の収容後における収容体１０の総高さＨの半分の高さをｈとし、この高さｈの位置（中心位置）を基準として高さｈの±３０％（０．３×ｈ）の範囲内を中心範囲Ｃとする。このとき、中心範囲Ｃの全域において、水平方向に測定されるクラウン部１２の厚さＧａが１．０ｍｍ～３．５ｍｍの範囲にあるように構成されていると良い。

このようにクラウン部１２の厚さＧａを適度に設定することで、収容体１０のクラウン部１２におけるクラックの発生を抑制し、収容体１０の耐久性を向上させることができる。更に、収容体１０のクラウン部１２の厚さＧａが過度に厚いと収容体１０の発熱が大きくなるが、上記の厚さＧａの範囲内であれば収容体１０の発熱を抑制することができ、機能部品２０の筐体２１の破損を防止することができる。

ここで、クラウン部１２の厚さＧａが１．０ｍｍ未満であると、クラウン部１２の厚さＧａが過度に薄く、クラウン部１２でクラックが発生し易くなる。逆に、クラウン部１２の厚さＧａが３．５ｍｍより大きいと、収容体１０（例えばゴム）の発熱が大きくなり、機能部品２０の筐体２１の破損が生じ易くなる。

クラウン部１２の端部１２ａは開口部１４に向かって屈曲した係止部１２ｅを有し、機能部品２０の高さＨ１と収容体１０の内側総高さＨ２とは、０．８５≦Ｈ２／Ｈ１≦０．９８の関係を満たすことが好ましい。ここで、機能部品２０の高さＨ１は、図３（Ｂ）に示すように、機能部品２０の収容後の状態において、機能部品２０が収容体１０に収容された範囲内での最大高さ、言い換えれば、収容空間１３内での機能部品２０の最大高さである。これは、例えば、機能部品２０の上部に設けられたつまみ部が収容空間１３から突き出ている場合、機能部品２０の高さＨ１はつまみ部における収容空間１３外の部位の高さを含まないことを意味する。

このように機能部品２０の高さＨ１と収容体１０の内側総高さＨ２を適度に設定することで、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力と、収容体１０に損傷が生じない変形度合とのバランスが良好になり、高速走行時における機能部品２０の耐久性を向上させることができる。

ここで、比Ｈ２／Ｈ１が０．８５未満であると、係止部１２ｅが機能部品２０を覆うように収容できなくなるので、高速走行時における機能部品２０の耐久性の改善効果が低下する。逆に、比Ｈ２／Ｈ１が０．９８より大きいと、収容体１０の拘束力が弱くなり、収容体１０内での機能部品２０の動きが大きくなるので、高速走行時における機能部品２０の耐久性の改善効果を得ることができなくなる。

収容空間１３に機能部品２０が収容されていない状態での収容空間１３及び開口部１４の断面積の総和Ｓｃと、収容空間１３及び開口部１４の断面積の総和Ｓｃにおける機能部品２０の断面積Ｓｓとは、０．６≦Ｓｃ／Ｓｓ≦０．９の関係を満たすことが好ましい。具体的に、収容体１０の断面積の総和Ｓｃは、収容空間１３の断面積と開口部１４の断面積を合計した面積であり、図４（Ａ）の斜線部の面積に相当し、機能部品２０の断面積Ｓｓは、機能部品２０の断面積であり、図４（Ｂ）の斜線部の面積に相当する。これら収容体１０の断面積の総和Ｓｃと機能部品２０の断面積Ｓｓは、ＣＴスキャン等を用いて収容体１０と機能部品２０を撮影することにより算出することができる。なお、例えば、機能部品２０の上部に設けられたつまみ部が開口部１４から突き出ている場合、機能部品２０の断面積Ｓｓには、つまみ部における開口部１４から突出した部位の断面積は含まれない。

このように収容体１０の断面積の総和Ｓｃと機能部品２０の断面積Ｓｓの比Ｓｃ／Ｓｓを適度に設定することで、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力を高め、機能部品２０の動きを抑制できるため、機能部品２０の高速耐久性を改善すると共に、収容体１０のクラックの発生を防止することができる。

ここで、比Ｓｃ／Ｓｓが０．６未満であると、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力が高まり、機能部品２０の高速耐久性は向上するものの、収容体１０による拘束力が過度に強くなるため、収容体１０の変形量が大きく、長距離走行時に収容体１０にクラックが発生し易くなる。逆に、比Ｓｃ／Ｓｓが０．９より大きいと、機能部品２０に対する収容体１０の拘束力を十分に得ることができず、高速走行時における機能部品２０の耐久性の改善効果を得ることができなくなる。

上記機能部品付き収容体において、収容体１０は、ゴムやエラストマー、樹脂等により構成することができる。また、収容体１０の構成材料は以下の物性を有すると良い。収容体１０の２０℃における１００％伸張時のモジュラスは０．５ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ未満であり、収容体１０の６０℃における損失弾性率は０．４ＭＰａ以上２０．０ＭＰａ未満であることが好ましい。このようにモジュラスを適度に設定することにより、収容体１０の耐久性と収容体１０への機能部品２０の収容し易さとを両立することができる。また、このように損失弾性率を適度に設定することにより、機能部品２０の収容体１０に対する擦れや収容体１０の繰り返し変形によって生じる機能部品２０の筐体２１の破損を防止することができる。

更に、収容体１０の構成材料は以下の物性を有することがより好ましい。ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して測定した破断伸びが２０℃において８０％～８００％であることが好ましい。ＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して測定したｔａｎδが６０℃において０．０４～０．４０であることが好ましい。

図５は機能部品付き収容体がタイヤ内表面に固定された空気入りタイヤを示すものである。図５に例示するように、空気入りタイヤＴは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部ｔと、該トレッド部ｔの両側に配置された一対のサイドウォール部ｓと、これらサイドウォール部ｓのタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部ｂとを備えている。

一対のビード部ｂ間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部ｂに配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には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。そして、タイヤ内表面Ｔｓにおける一対のビード部ｂ間の領域にはインナーライナー層９が配置されている。このインナーライナー層９はタイヤ内表面Ｔｓをなす。

一方、トレッド部ｔにおけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層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層のベルトカバー層８が配置されている。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。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ内表面Ｔｓには少なくとも一つの機能部品付き収容体１が取り付けられている。機能部品付き収容体１は、接着剤によりタイヤ内表面Ｔｓに固定されている。この接着剤は、－４０℃における貯蔵弾性率が５．０×１０⁸Ｐａ～１．０×１０¹⁰Ｐａの範囲にあり、かつ１５０℃における貯蔵弾性率が１．０×１０⁶Ｐａ～５．０×１０⁷Ｐａの範囲にあることが好ましい。このような物性を有する接着剤として、例えば、瞬間接着剤、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤、ウレタン系接着剤が挙げられる。上述したように接着剤の貯蔵弾性率を適度に設定することで、タイヤ走行中に印加される繰り返し変形や負荷荷重に対して、収容体１０の脱落を防止することができる。また、走行時に発熱しても、収容体１０の耐久性を十分に確保することができる。

また、機能部品付き収容体１は、タイヤ内表面Ｔｓのいずれの部位にも取付可能であるが、走行中の変形が少なく、遠心力が掛かるので外れ難いことから、トレッド部ｔ、サイドウォール部ｓ、ビード部ｂのうち、特にトレッド部ｔに対応するタイヤ内表面Ｔｓに取り付けることが望ましい。

ここで、図６に例示するように、機能部品付き収容体１がタイヤ内表面に固定された状態で、傾斜角度θ１，θ２を測定する場合、断面視における両側のクラウン部１２の他方側の端部１２ｂを通る直線Ｌ２とクラウン部１２とがなす角度を測定する。また、例えば、底部に相当する部材がなく、クラウン部がタイヤ内表面に直接的に固定された機能部品付き収容体であっても上記と同様の方法で測定することができる。

上述した実施形態では、機能部品付き収容体を空気入りタイヤに取り付けた例について説明したが、これに限定されるものではなく、非空気式タイヤに適用することもできる。

タイヤサイズ２２５／４５ＺＲ１８で、タイヤ情報を取得するための機能部品と、この機能部品を収容する収容体とを備え、収容体は、タイヤ内表面に固定される底部と、この底部から突出したクラウン部と、底部とクラウン部により形成される収容空間と、この収容空間に連通する開口部とを有し、開口部の幅は収容空間の最小幅よりも狭く、収容体に機能部品が収容された機能部品付き収容体がタイヤ内表面に固定され、比Ｄ２_u／Ｄ１_u、比Ｄ２_u／Ｄ１_uと比Ｄ２_L／Ｄ１_Lの大小関係、比Ｈ２／Ｈ１、比Ｄ２О／Ｄ１_u、比Ｓｃ／Ｓｓ、収容後のクラウン部の傾斜角度θ２を表１及び表２のように設定した従来例１，２及び実施例１～２４のタイヤを製作した。

なお、表１及び表２において、「比Ｄ２_u／Ｄ１_uと比Ｄ２_L／Ｄ１_Lの大小関係」について、比Ｄ２_u／Ｄ１_uが比Ｄ２_L／Ｄ１_Lより大きい場合には「大きい」と示し、比Ｄ２_u／Ｄ１_uが比Ｄ２_L／Ｄ１_Lと同等の場合には「同等」と示し、比Ｄ２_u／Ｄ１_uが比Ｄ２_L／Ｄ１_Lより小さい場合には「小さい」と示した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、機能部品における高速耐久性及び取り外し性を評価すると共に、収容体における耐クラック性及び耐久性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

高速耐久性（機能部品）：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７ １／２ＪＪのホイールに組み付け、最大負荷能力の８８％の荷重を負荷し、空気圧３６０ｋＰａの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。具体的には、初期速度１２０ｋｍ／ｈから１０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ速度を増加させ、機能部品の筐体の破損が発生するまで走行させ、その走行距離を測定した。評価結果は、従来例１の測定値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。

取り外し性（機能部品）：
各試験タイヤの機能部品付き収容体について、収容体に挿入された機能部品を取り外す作業を１０回繰り返し、それぞれの取り外し作業に要した時間を測定した。評価結果は、１０回それぞれの所要時間がいずれも２０秒以内であった場合を「◎（優）」で示し、１０回それぞれの所要時間がいずれも２０秒超え６０秒以内であった場合を「○（良）」で示し、１０回それぞれの所要時間がいずれも６０秒超えであった場合を「×（不可）」の３段階で示した。

耐クラック性（収容体）：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７ １／２ＪＪのホイールに組み付け、８０℃で５日間、酸素雰囲気で劣化処理をした後に、最大負荷能力の８０％の荷重を負荷し、空気圧２５０ｋＰａの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した。具体的には、初期速度１２０ｋｍ／ｈから２４時間毎に１０ｋｍ／ｈずつ速度を増加させ、１７０ｋｍ／ｈの速度に到達するまで走行させた後、収容体におけるクラック又は皺の発生を目視で確認した。評価結果は、クラック及び皺がない場合を「◎（優）」で示し、皺のみがあった場合を「○（良）」で示し、クラックがあった場合を「×（不可）」の３段階で示した。

耐久性（収容体）：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７ １／２ＪＪのホイールに組み付け、空気圧５４０ｋＰａ、最大負荷荷重に対して１６０％、走行速度８１ｋｍ、走行距離２００００ｋｍの条件でドラム試験機にて走行試験を実施した後、収容体の破損及びクラックの発生を目視し、その発生箇所の総数を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

これら表１及び表２から判るように、実施例１～２４の空気入りタイヤは、従来例１に比して、機能部品の高速耐久性及び収容体の耐クラック性が改善されていた。特に、実施例１１～２４の空気入りタイヤは、従来例１に比して、機能部品の取り外し性が改善されていた。実施例１～２４の空気入りタイヤは、従来例１に比して、収容体の耐久性が改善されていた。

一方、従来例２においては、比Ｄ２_u／Ｄ１_uが本発明で規定する数値よりも大きく設定されていたため、収容体による拘束力が小さくなり、収容体内での機能部品の動きが大きくなったので、高速耐久性が悪化した。

１ 機能部品付き収容体
１０ 収容体
１１ 底部
１２ クラウン部
１３ 収容空間
１４ 開口部
２０ 機能部品
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｔｓ タイヤ内表面
ｔ トレッド部
ｓ サイドウォール部
ｂ ビード部

Claims (10)

1. タイヤ情報を取得するための機能部品と、この機能部品を収容する収容体とを備えた機能部品付き収容体であって、
   前記収容体が、タイヤ内表面に固定される底部と、この底部から突出したクラウン部と、前記底部と前記クラウン部により形成される収容空間と、この収容空間に連通する開口部とを有し、
   前記開口部の幅が前記収容空間の最小幅よりも狭く、前記収容空間の上側部分の周長Ｄ２_uと前記機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uとが０．６０≦Ｄ２_u／Ｄ１_u≦０．９５の関係を満たすことを特徴とする機能部品付き収容体。
2. 前記機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uに対する前記収容空間の上側部分の周長Ｄ２_uの比Ｄ２_u／Ｄ１_uが前記機能部品の下側部分の周長Ｄ１_Lに対する前記収容空間の下側部分の周長Ｄ２_Lの比Ｄ２_L／Ｄ１_Lと同等又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の機能部品付き収容体。
3. 前記クラウン部の端部が前記開口部に向かって屈曲した係止部を有し、前記機能部品の高さＨ１と前記収容体の内側総高さＨ２とが０．８５≦Ｈ２／Ｈ１≦０．９８の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の機能部品付き収容体。
4. 前記収容体の開口部の周長Ｄ２_Oと前記機能部品の上側部分の周長Ｄ１_uとが０．４≦Ｄ２_O／Ｄ１_u≦０．８の関係を満たすことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の機能部品付き収容体。
5. 前記収容空間に前記機能部品が収容されていない状態での前記収容空間及び前記開口部の断面積の総和Ｓｃと前記収容空間及び前記開口部の断面積の総和Ｓｃにおける前記機能部品の断面積Ｓｓとが０．６≦Ｓｃ／Ｓｓ≦０．９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機能部品付き収容体。
6. 前記収容空間に前記機能部品が収容された状態で前記クラウン部の外壁側で測定される前記クラウン部の前記底部に対する傾斜角度が９０°～１１５°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機能部品付き収容体。
7. 前記収容体の２０℃における１００％伸張時のモジュラスが０．５ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ未満であり、前記収容体の６０℃における損失弾性率が０．４ＭＰａ以上２０．０ＭＰａ未満であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の機能部品付き収容体。
8. 前記収容体が加硫ゴムからなることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の機能部品付き収容体。
9. 前記収容体が接着剤により前記タイヤ内表面に固定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機能部品付き収容体。
10. 請求項１～９のいずれかに記載の機能部品付き収容体が前記タイヤ内表面に固定され、前記収容空間に前記機能部品が収容されていることを特徴とするタイヤ。

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