JP4732788B2 - 保護部材、電子式モニター装置及び空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに取り付けられる電子式モニター装置を保護する保護部材、電子式モニター装置及び空気入りタイヤに関し、特に、電子式モニター装置の寿命を延ばし、かつタイヤ耐久性を向上させる保護部材、電子式モニター装置及び空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤに関して、タイヤ情報（例えば、識別、内圧、温度、速度及び回転数）を得るため、電子デバイス（例えば、半導体チップ）が収容された電子式モニター装置が、空気入りタイヤに設けられたインナーライナーに取り付けられることにより、空気入りタイヤから離れた位置（例えば、車載されているモニター）から電子式モニター装置とリアルタイムで通信を行うことができる技術が知られている。

なお、電子デバイスとは、製造データ、在庫データ、販売情報、流通情報、物理性質データ等を記憶する機能や、上述したタイヤ情報を監視する機能を備えたものである。

ところで、空気入りタイヤでは、走行中における変形、衝撃及び振動等が大きく、当該変形、衝撃及び振動等が繰り返し行われることによって、上述した電子式モニター装置の寿命及び性能に悪影響を与えてしまう。

そのため、インナーライナーと電子式モニター装置との間に、１層の保護部材を設けることにより、空気入りタイヤの走行中における衝撃及び振動が緩和される技術が開示されている（特許文献１）。この技術によれば、電子式モニター装置への衝撃及び振動の伝達が抑制されるため、電子式モニター装置の寿命及び性能への影響が緩和される。
特開昭５７−１４７９０１号公報（第８頁−第１２頁、第１図）

しかしながら、上述した保護部材として軟らかいゴム層（軟ゴム層）が使用された場合、走行中における電子式モニター装置への衝撃及び振動等が抑制される反面、電子式モニター装置と保護部材との高さ（厚さ）により、インナーライナーと保護部材との接着面における歪み（いわゆる、せん断歪み）が大きくなってしまう。

この結果、インナーライナーと電子式モニター装置との接着耐久性が低下してしまうことにより、インナーライナーから保護部材が剥離してしまい、電子式モニター装置が脱落して破損してしまうという問題があった。

さらに、インナーライナーから保護部材が剥離してしまうことにより、保護部材との接着面におけるインナーライナーの強度が低下してしまうため、空気入りタイヤが故障（パンク）するおそれがあった。

また、保護部材として硬いゴム層（硬ゴム層）が使用された場合、電子式モニター装置と保護部材との高さにより発生するせん断歪みが緩和される反面、電子式モニター装置と保護部材との段差（剛性段差）により破壊（いわゆる、せん断破壊）が発生してしまう。

また、せん断破壊が発生することにより、電子式モニター装置への衝撃及び振動が緩和されず、上述したようにインナーライナーから電子式モニター装置が剥離してしまい、電子式モニター装置が脱落して破損してしまうという問題があった。さらに、上述しように空気入りタイヤが故障するおそれがあった。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、電子式モニター装置の寿命を延ばし、かつタイヤ耐久性を向上させる保護部材、電子式モニター装置及び空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、カーカス層（カーカス層１２）のタイヤ径方向内側に設けられたインナーライナー（インナーライナー１３）と、所定の信号によりタイヤ情報（例えば、識別、内圧、温度、速度及び回転数）の授受を行う電子式モニター装置（電子式モニター装置３０）とを備えた空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１）に取り付けられ、インナーライナーと電子式モニター装置との間に設けられた電子式モニター装置を保護する保護部材（保護層２０）であって、保護部材が、所定の弾性率を有する層である硬質層（硬ゴム層２１）と、硬質層よりも弾性率が低い層である軟質層（軟ゴム層２２ａ，２２ｂ）とを有し、硬質層の弾性率は、０．８〜２ＭＰａであり、軟質層の弾性率は、０．１〜０．６ＭＰａであり、電子式モニター装置は、軟質層と接し、保護部材は、ゴム材により構成されていること要旨とする。

かかる特徴によれば、保護部材が、硬質層と軟質層とを有することによって、インナーライナーと保護部材との接着面におけるせん断歪み、及び電子式モニター装置と保護部材との剛性段差により発生するせん断破壊を抑制することができる。

この結果、インナーライナーと保護部材との接着耐久性が向上し、インナーライナーから保護部材が剥離してしまうことを防止することができるため、電子式モニター装置が脱落して破損してしまうことを防止することができる。これにより、電子式モニター装置の寿命を延ばすことができる。

また、インナーライナーから保護部材が剥離してしまうことを防止することによって、保護部材との接着面におけるインナーライナーの強度の低下を抑制することができるため、タイヤ耐久性を向上させることができる。

せん断歪みは軟質層によって抑制することができ、せん断破壊は硬質層によって抑制することができるため、電子式モニター装置の寿命をさらに延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させることができる。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に係り、軟質層が、硬質層のタイヤ径方向内側に設けられていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、第１の特徴又は第２の特徴に係り、軟質層が、硬質層のタイヤ径方向内側、及びタイヤ径方向外側に設けられていることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、第１の特徴乃至第３の特徴に係り、軟質層のタイヤ周方向断面の形状が三角形であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、軟質部材がタイヤ幅方向断面において三角形で構成されていることによって、空気入りタイヤの走行中における衝撃及び振動が緩和され、特に、踏み込み部分と蹴り出し部分に発生する衝撃及び振動が緩和され、電子式モニター装置への衝撃及び振動の伝達を効率的に抑制することができるため、電子式モニター装置の寿命を延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させることができる。

本発明の第５の特徴は、第１の特徴乃至第４の特徴に係り、保護部材における空気入りタイヤとの接地面を除く表面積が、２０００〜８０００ｍｍ^２であることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、第１の特徴乃至第５の特徴に係り、保護部材の厚みが、１５ｍｍ以下であることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、第１の特徴乃至第６の特徴に係り、軟質層の厚みが、１〜５ｍｍであることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、第１の特徴乃至第７の特徴に係り、硬質層の厚みが、３〜８ｍｍであることを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、第１の特徴乃至第８の特徴に係り、請求項１乃至請求項８のいずれかの保護部材を具備する空気入りタイヤであることを要旨とする。

かかる特徴によれば、電子式モニター装置の寿命を延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させる保護部材を具備する空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の第１０の特徴は、第１の特徴乃至第８の特徴に係り、請求項１乃至請求項８のいずれかの保護部材を具備する電子式モニター装置であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、電子式モニター装置の寿命を延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させる保護部材を具備する電子式モニター装置を提供することができる。

本発明によれば、電子式モニター装置の寿命を延ばし、かつタイヤ耐久性を向上させる保護部材、電子式モニター装置及び空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤに取り付けられる保護層の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤに取り付けられる保護層の構成）
図１は、本実施形態に係る保護層２０が取り付けられた空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向の断面図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１は、ホイールのリム部（不図示）に接触するビードコア１１ａ及びビードフィラー１１ｂを含む１対のビード部１１を有している。具体的には、ビード部１１を構成するビードコア１１ａには、スチールコードなどが用いられる。また、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１の骨格となるカーカス層１２を有している。

カーカス層１２のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー１３が設けられている。また、インナーライナー１３のタイヤ径方向内側には、所定の信号によりタイヤ情報の授受を行う電子式モニター装置３０が設けられている。

なお、電子式モニター装置３０は、半導体チップやＩＣタグ（ＲＦＩＤ）などの電子デバイスが収容されているものである。また、電子デバイスとは、製造データ、在庫データ、販売情報、流通情報、物理性質データ等を記憶する機能や、タイヤ情報（例えば、識別、内圧、温度、速度及び回転数）を監視する機能を備えたものである。

インナーライナー１３と電子式モニター装置３０との間には、所定の弾性率を有する硬ゴム層（硬質層）と硬ゴム層よりも弾性率の低い層である軟ゴム層（軟質層）とを有する保護層２０（保護部材）が設けられている。なお、硬ゴム層及び軟ゴム層の詳細については後述する。

カーカス層１２のタイヤ径方向外側には、第１ベルト層１４、第２ベルト層１５及び第３ベルト層１６が重ねて設けられている。また、第３ベルト層１６のタイヤ径方向外側には、路面と接地するトレッド部１７が設けられている。

次に、図２を参照して、上述した電子式モニター装置３０を保護する保護層２０について説明する。図２は、電子式モニター装置３０及び保護層２０を示す斜視図である。

図２に示すように、保護層２０におけるインナーライナー１３との接地面（Ｈ１）を除く表面積（Ｈ２＋Ｈ３＋Ｈ４＋Ｈ５＋Ｈ６＝Ｈｍ）は、２０００〜８０００ｍｍ^２であることが好ましい。なお、表面積（Ｈｍ）が２０００ｍｍ^２未満である場合、空気入りタイヤ１から受ける変形や衝撃に対して十分な緩衝ができず、電子モニター装置３０を保護することができないことがある。また、表面積（Ｈｍ）が８０００ｍｍ^２を超える場合、保護層２０自体の重量により、空気入りタイヤが不均一となってしまう（いわゆる、ユニフォミティーに悪影響を及ぼしてしまう）ことがある。

また、保護層２０の厚み（α）は、１５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、保護層２０の厚み（α）が１５ｍｍを超える場合、インナーライナー１３と保護層２０との接着面における歪み（いわゆる、せん断歪み）が大きくなってしまうという問題がある。

次に、図３を参照して、上述した保護層２０について説明する。図３は、インナーライナー１３、保護層２０及び電子式モニター装置３０の断面図（図２におけるＡ−Ａ断面図）である。

図３に示すように、上述したようにインナーライナー１３と電子式モニター装置３０との間には、硬ゴム層２１と軟ゴム層２２ａ，２２ｂとを有する保護層２０が設けられている。また、硬ゴム層２１のタイヤ径方向外側に軟ゴム層２２ａが設けられ、硬ゴム層２１のタイヤ径方向内側に軟ゴム層２２ｂが設けられている。

ここで、硬ゴム層２１の弾性率は、０．８〜２ＭＰａであることが好ましく、硬ゴム層２１の厚みは、３〜８ｍｍであることが好ましい。

また、軟ゴム層２２ａ，２２ｂの弾性率は、０．１〜０．６ＭＰａであることが好ましく、軟ゴム層２２ａ，２２ｂの厚みは、それぞれ１〜５ｍｍであることが好ましい。

なお、硬ゴム層２１及び軟ゴム層２２ａ，２２ｂの弾性率の弾性率や厚みは、上述した範囲内であると、さらに電子式モニター装置の寿命を延ばし、かつタイヤ耐久性を向上させることができる。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、比較例１〜比較例３及び本発明が適用された実施例に係る保護層（硬ゴム層又は軟ゴム層）を空気入りタイヤに取り付けて行った試験結果について説明する。

比較例１〜比較例３及び実施例に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤのサイズは、いずれも“２０５／５５Ｒ１６”である。すなわち、トレッド幅が約２０５ｍｍであり、扁平率（タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの比）が約５５％であり、リム径が１６インチである。

また、比較例１〜比較例３及び実施例のいずれかに用いられた硬ゴム層は、弾性率が
１．５ＭＰａであり、厚みが４．０ｍｍである。また、比較例１〜比較例３及び実施例のいずれかに用いられた軟ゴム層は、弾性率が０．２ＭＰａであり、厚みが２．５ｍｍである。

表１は、比較例１〜比較例３及び実施例に係る保護層の構成、及び当該保護層が取り付けられた空気入りタイヤの試験結果を示すものである。

表１に示すように、比較例１は、上下保護層及び中間保護層が軟ゴム層である。なお、上下保護層とは、中間保護層のタイヤ径方向内側及びタイヤ径方向外側に設けられた保護層のことである。また、中間保護層とは、上下保護層の間に設けられた保護層のことである。

比較例２は、上下保護層及び中間保護層が硬ゴム層である。比較例３は、上下保護層が硬ゴム層であり、中間保護層が軟ゴム層である。本発明が適用された実施例は、上下保護層が軟ゴム層であり、中間保護層が硬ゴム層である。

＜ＨＳＰドラム試験＞
ＨＳＰ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ）ドラム試験とは、室内に設置されたドラムにて、一定時間ごとに１０ｋｍ／ｈづつドラム速度を上げて、空気入りタイヤが故障に至るまでの速度を測定する試験である。

試験の結果、本発明が適用された実施例に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤは、比較例１〜比較例３に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤと比べ、タイヤ耐久性に優れていると評価した。

すなわち、実施例に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤは、電子式モニター装置の剥離及び空気入りタイヤの故障を抑制することができるため、タイヤ耐久性が向上されたことが分かった。

＜ロングランドラム走行距離試験＞
ロングランドラム走行距離試験とは、室内に設置されたドラムにて、低内圧、高荷重の条件において一定速度で走行させ、空気入りタイヤが故障に至るまでの距離を測定する試験である。なお、２００００ｋｍ走行した場合には、試験を終了させた。

試験の結果、本発明が適用された実施例に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤは、２００００ｋｍを完走した。

すなわち、実施例に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤは、比較例１〜比較例３に係る保護層が取り付けられた空気入りタイヤと比べ、電子式モニター装置の剥離及び空気入りタイヤの故障を抑制することができるため、タイヤ耐久性が向上されたことが分かった。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る保護層２０によれば、硬ゴム層２１と軟ゴム層２２ａ，２２ｂとを有することによって、インナーライナー１３と保護層２０との接着面におけるせん断歪み、及び電子式モニター装置３０と保護層２０との剛性段差により発生するせん断破壊を抑制することができる。

この結果、インナーライナー１３と保護層２０（軟ゴム層２２ａ）との接着耐久性が向上し、インナーライナー１３から保護層２０が剥離してしまうことを防止することができるため、電子式モニター装置３０が脱落して破損してしまうことを防止することができる。これにより、電子式モニター装置３０の寿命を延ばすことができる。

また、インナーライナー１３から保護層２０が剥離してしまうことを防止することによって、保護層２０との接着面におけるインナーライナー１３の強度の低下を抑制することができるため、タイヤ耐久性を向上させることができる。

また、電子式モニター装置３０の寿命を延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させる保護層２０を具備する空気入りタイヤ１を提供することができる。

さらに、電子式モニター装置３０の寿命を延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させる保護層２０を具備する電子式モニター装置３０を提供することができる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。図４及び図５は、本発明の変更例に係るインナーライナー１３、保護層２０及び電子式モニター装置３０の断面図（図２におけるＡ−Ａ断面図）である。

図４に示すように、硬ゴム層２３のタイヤ径方向外側にインナーライナー１３が固定され、硬ゴム層２１のタイヤ径方向内側に軟ゴム層２４が設けられている。

また、図５に示すように、硬ゴム層２３のタイヤ径方向内側、及びタイヤ径方向外側に、タイヤ周方向断面の形状が三角形である軟ゴム層２６ａ〜２６ｄが設けられている。

このことにより、軟ゴム層２６ａ〜２６ｄがタイヤ幅方向断面において三角形で構成されていることによって、空気入りタイヤ１の走行中における衝撃及び振動が緩和され、特に、踏み込み部分と蹴り出し部分に発生する衝撃及び振動が緩和され、電子式モニター装置３０への衝撃及び振動の伝達を効率的に抑制することができるため、電子式モニター装置３０の寿命を延ばすことができるとともに、タイヤ耐久性を向上させることができる。

なお、タイヤ周方向断面の形状が三角形である軟ゴム層は、タイヤ径方向内側、又はタイヤ径方向外側のいずれか一方にのみ設けられていても勿論よい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本実施形態に係る保護層２０が取り付けられた空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向の断面図である。 本実施形態に係る電子式モニター装置３０及び保護層２０の斜視図である。 本実施形態に係る保護層２０の断面図である。 本発明の変更例に係る保護層２０の断面図である。 本発明の変更例に係る保護層２０の断面図である。

符号の説明

１…空気入りタイヤ
１１…ビード部、１１ａ…ビードコア、１１ｂ…ビードフィラー、１２…カーカス層、１３…インナーライナー、１４…第１ベルト層、１５…第２ベルト層、１６…第３ベルト層、１７…トレッド部、２０…保護層、２１，２３，２５…硬ゴム層、２２ａ，２２ｂ，２４，２６ａ〜２６ｄ…軟ゴム層、３０…電子式モニター装置

Claims (10)

1. カーカス層のタイヤ径方向内側に設けられたインナーライナーと、所定の信号によりタイヤ情報の授受を行う電子式モニター装置とを備えた空気入りタイヤに取り付けられ、前記インナーライナーと前記電子式モニター装置との間に設けられた前記電子式モニター装置を保護する保護部材であって、
   所定の弾性率を有する層である硬質層と、
   前記硬質層よりも前記弾性率が低い層である軟質層とを有し、
   前記硬質層の弾性率は、０．８〜２ＭＰａであり、前記軟質層の弾性率は、０．１〜０．６ＭＰａであり、
   前記電子式モニター装置は、前記軟質層と接し、
   前記保護部材は、ゴム材により構成されていることを特徴とする保護部材。
2. 前記軟質層は、前記硬質層のタイヤ径方向内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の保護部材。
3. 前記軟質層は、前記硬質層のタイヤ径方向内側、及びタイヤ径方向外側に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の保護部材。
4. 前記軟質層は、タイヤ周方向断面の形状が三角形であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の保護部材。
5. 前記保護部材における前記空気入りタイヤとの接地面を除く表面積は、２０００〜８０００ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の保護部材。
6. 前記保護部材の厚みは、１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の保護部材。
7. 前記軟質層の厚みは、１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の保護部材。
8. 前記硬質層の厚みは、３〜８ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の保護部材。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかの保護部材を具備する空気入りタイヤ。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれかの保護部材を具備する電子式モニター装置。

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