JP4901148B2 - 電子部品取付用台座及び台座付タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、トランスポンダ、タイヤ内圧監視装置等の電子部品をタイヤに取付けるための電子部品取付用台座、及び台座付タイヤに関する。

近年、トランスポンダ等の電子部品がタイヤに取付られることが多く、前記電子部品の取付に関して種々の研究がなされており、通常は、前記電子部品は次のように前記タイヤに取付けられる。

即ち、ゴム材料からなる電子部品取付用台座の一側面（第１取付面）を前記タイヤにおけるインナーライナーに接着する。そして、前記電子部品取付用台座の他側面（第２取付面）に前記電子部品を接着剤によって接着する。これによって、前記電子部品を前記タイヤに取付けることができる。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１及び特許文献２に示すものがある。
特開２０００−１６８３２１号公報 特開平９−１３６５１７号公報

ところで、前記タイヤをホイールに装着した状態で走行させると、路面突起や前記ホイールの回転運動等によって前記タイヤには大きな外力が入力されて、前記タイヤが大きく変形したり、前記タイヤが大きな衝撃を受けたりすることがある。そのため、前記タイヤに大きな外力が入力されると、前記電子部品に大きな応力が発生して、前記電子部品の内部回路等の損傷が生じ易くなって、前記電子部品を長期に亘って安定した状態で使用することができないという問題がある。

そこで、本発明は、前記タイヤに大きな外力が入力されても、前記電子部品に生じる応力を十分に緩和することができる、新規な構成の電子部品取付用台座、及びこの電子部品取付用台座を具備した新規な構成の台座付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、電子部品をタイヤに取付けるための電子部品取付用台座において、一側に、前記タイヤにおけるインナーライナーに取付可能な第１取付面を有した第１台座部を備えると共に、他側に、前記電子部品を取付可能な第２取付面を有した第２台座部を備えてあって、前記第１台座部の前記第１取付面を前記インナーライナーに取付けた状態の下で、前記第１台座部の１００％モジュラスをM100とした場合に、０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するように構成されたことである。

ここで、M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するようにとしたのは、M100が０．５ＭＰａを越えると、前記タイヤに大きな外力が入力されたときに、前記電子部品に生じる応力を十分に緩和できないという、新規な知見に基づくものである。また、０．１ＭＰａ≦M100の関係が成立するようにしたのは、M100が０．１ＭＰａ未満であると、繰り返し変形に対する前記第１台座部自体の耐久性が不十分になるからである。

なお、電子部品とは、例えば、トランスポンダ、タイヤ内圧監視装置等のことをいう。

本発明の第１の特徴によると、前記電子部品取付用台座は、０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するように構成されているため、繰り返し変形に対する前記第１台座部自体の耐久性を十分に確保しつつ、前記タイヤに大きな外力が入力されても、前記電子部品に生じる応力を十分に緩和することができる。

本発明の第２の特徴は、第１の特徴に加えて、前記第１台座部の厚さが３ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下である。

ここで、前記第１台座部の厚さを３ｍｍ以上としたのは、前記第１台座部の厚さが３ｍｍ未満であると、前記タイヤに大きな外力が入力されたときに、前記電子部品に生じる応力をより十分に緩和できないからである。また、前記第１台座部の厚さを１０ｍｍ以下としたのは、前記第１台座部の厚さが１０ｍｍを越えると、前記タイヤの走行中における前記電子部品に作用するモーメントが大きくなるからである。

第２の特徴によると、前記第１台座部の厚さが３ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下であるため、前記タイヤに大きな外力が入力されたときに、前記電子部品に生じる応力をより十分に緩和することができると共に、前記タイヤの走行中における前記電子部品取付用台座及び前記電子部品に作用するモーメントを小さくすることができる。

本発明の第３の特徴は、第１の特徴又は第２の特徴に加えて、前記第２台座部のモジュラス（弾性率）が前記第１台座部のモジュラスよりも高くなるようにしたことである。

第３の特徴によると、前記第２台座部のモジュラスが前記第１台座部のモジュラスよりも高くなるようにしているため、前記タイヤに大きな外力が入力されたときに、前記電子部品に生じる応力をより十分に緩和することができる。

本発明の第４の特徴は、第１の特徴から第３の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記第１台座部と前記第２台座部が重合されていることである。

本発明の第５の特徴は、第４の特徴に加えて、前記第１台座部がゴム材料からなるものであって、前記第２台座部が剛性材料からなることである。

第５の特徴によると、前記第２台座部が剛性材料からなるため、前記タイヤに大きな外力が入力されたときに、前記電子部品に生じる応力をより十分に緩和することができる。

本発明の第６の特徴は、第１の特徴に加えて、前記第２台座部と前記第１台座部がゴム材料からなる１つの層になっていることである。

本発明の第７の特徴は、第４の特徴又は第５の特徴に加えて、前記第１台座部の重合面、前記第２台座部の重合面の少なくとも一方の重合面に加硫接着剤を塗布して前記第１台座部と前記第２台座部を重合させることによって前記第１台座部と前記第２台座部が接着されるようになっていることである。

本発明の第８の特徴は、第４の特徴又は第５の特徴に加えて、生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤを成型するときに、前記第１台座部と前記第２台座部が架橋反応によって接着されるようになっていることである。

本発明の第９の特徴は、第４の特徴から第８の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤを成型するときに、前記タイヤにおける前記インナーライナーに前記第１台座部が架橋反応によって接着されるようになっていることである。

本発明の第１０の特徴は、第９の特徴に加えて、前記第２台座の前記第２取付面に前記電子部品が取付けられていることである。

本発明の第１１の特徴は、作動気体を充填可能なタイヤと、前記タイヤにおけるインナーライナーに取付けられた第９の特徴又は第１０の特徴からなる電子部品取付用台座と、を具備したことである。

ここで、作動気体とは、主として空気のことであるが、窒素ガス等も含まれる。

請求項１から請求項１０のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、繰り返し変形に対する前記第１台座部自体の耐久性を十分に確保しつつ、前記タイヤに大きな外力が入力されても、前記電子部品に生じる応力を十分に緩和することができるため、前記電子部品の内部回路等の損傷が生じ難くなって、前記電子部品を長期に亘って安定した状態で使用することができる。

また、請求項２から請求項１０に記載の発明によれば、前記タイヤの走行中における前記電子部品取付用台座及び前記電子部品に作用するモーメントを小さくすることができるため、前記電子部品取付用台座の接着剥離及び前記電子部品の損傷を抑えることができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。

ここで、図１（ａ）は、インナーライナーに取付ける前の第１実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図であって、図１（ｂ）は、インナーライナーに取付けた後の第１実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図であって、図２は、第１実施形態に係わる台座付タイヤの部分断面図である。

図２に示すように、第１実施形態に係わる台座付タイヤ１は、リム３に組付けられかつ作動気体としての空気を充填可能なタイヤ５と、このタイヤ５におけるインナーライナー７に取付けられた電子部品取付用台座９と、この電子部品取付用台座９に取付けられたトランスポンダ１１とを具備している。

台座付タイヤ１におけるタイヤ５の具体的な構成は、次のようになる。

即ち、タイヤ５は、骨格部材であるカーカス１３を備えており、このカーカス１３の断面形状は、トロイド状を呈している。また、カーカス１３の両縁部（一縁部と他縁部）には、リム３に嵌合可能なビードフィラ（ビード部）１５がそれぞれ一体に設けられており、各ビードフィラ１５には、ビードコア１７がそれぞれ内蔵されている。また、カーカス１３の外周面には、接地可能なトレッド１９が一体に設けられており、このトレッド１９とカーカス１３との間には、カーカス１３を補強するベルト２１が介在されている。

カーカス１３の内側面（内周面も含む）には、タイヤ５の内部に充填された空気の漏れを防ぐ前述のインナーライナー７が一体に設けられている。また、カーカス１３の外側面における一方のビードフィラ１５とカーカス１３の一端部との間、及び他方のビードフィラ１５とカーカス１３の他端部との間には、カーカス１３を保護するサイドトレッド２３がそれぞれ一体に設けられている。

台座付タイヤ１における電子部品取付用台座９の具体的な構成は、次のようになる。

即ち、図１（ａ）（ｂ）に示すように、電子部品取付用台座９は、トランスポンダ１１をタイヤ５に取付けるためのものであって、一側（図１において下側）に、ゴム材料からなる第１台座部２５を備えると共に、他側（図１において上側）に、第１台座部２５に重合しかつアルミ材（剛性材料の１つ）からなる第２台座部２７を備えている。また、電子部品取付用台座９をインナーライナー７に取付ける前にあっては、第２台座部２７のモジュラス（弾性率）は、第１台座部２５のモジュラスよりも高くなるようになっており、第１台座部２５の外形は、第２台座部２７の外形よりも大きくなっている。なお、第２台座部２７の構成材料には、アルミ材の代わりに、硬質樹脂等の別の剛性材料を用いてもよい。

第１台座部２５は、タイヤ５におけるインナーライナー７に取付可能な第１取付面２５ａ及び重合面２５ｂを有してあって、第２台座部２７は、トランスポンダ１１を取付可能な第２取付面２７ａ及び重合面２７ｂを有している。また、第１台座部２５と第２台座部２７は、第１台座部２５の重合面２５ｂ、第２台座部２７の重合面２７ｂの少なくとも一方の重合面に加硫接着剤を塗布して第１台座部２５と第２台座部２７を重合させることによって接着されるようになっている。或いは、第１台座部２５と第２台座部２７は、生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤ５を成型するときに、第１台座部２５の重合面２５ｂと第２台座部２７の重合面２７ｂが架橋反応によって接着されるようになっている。更に、第１台座部２５は、生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤ５を成型するときに、タイヤ５におけるインナーライナー７に架橋反応によって接着されるようになっている。

なお、電子部品取付用台座９をインナーライナー７に取付ける前にあっては、第１台座部２７の構成材料であるゴム材料は、未加硫又は半加硫の状態にあるが、加硫状態であっても差し支えない。

第１台座部２５の厚さは、３ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下である。ここで、第１台座部２５の厚さを３ｍｍ以上としたのは、第１台座部２５の厚さが３ｍｍ未満であると、タイヤ５に大きな外力が入力されたときに、トランスポンダ１１に生じる応力をより十分に緩和できないからである。また、第１台座部２５の厚さを１０ｍｍ以下としたのは、第１台座部２５の厚さが１０ｍｍを越えると、タイヤ５の走行中における電子部品取付用台座９及びトランスポンダ１１に作用するモーメントが大きくなるからである。

そして、電子部品取付用台座９は、第１台座部２５の第１取付面２５ａをインナーライナー７に取付けた状態の下で、第１台座部２５の１００％モジュラスをM100とした場合に、
０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａ
の関係が成立するように構成されている。ここで、M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するようにとしたのは、M100が０．５ＭＰａを越えると、タイヤ５に大きな外力が入力されたときに、トランスポンダ１１に生じる応力を十分に緩和できないという、新規な知見に基づくものである。また、０．１ＭＰａ≦M100の関係が成立するようにしたのは、M100が０．１ＭＰａ未満であると、繰り返し変形に対する第１台座部２５自体の耐久性が不十分になるからである。

台座付タイヤ１におけるトランスポンダ１１の具体的な構成は、次のようになる。

即ち、トランスポンダ１１は、タイヤ５の内圧、内部温度を監視するために用いられる電子部品であって、例えばシアノアクリレート等の接着剤による接着によって第２台座部２７の第２取付面２７ａに取付けられている。なお、第２台座部２７がアルミ材からなる場合には、ねじ等の機械的な取付手段によって第２台座部２７の第２取付面２７ａに取付けれるようにしてもよい。

次に、本発明の第１実施形態の作用及び効果について説明する。

電子部品取付用台座９は、０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するように構成されているため、繰り返し変形に対する第１台座部２５自体の耐久性を十分に確保しつつ、タイヤ５に大きな外力が入力されても、トランスポンダ１１に生じる応力を十分に緩和することができる。特に、第２台座部２７のモジュラスが第１台座部２５のモジュラスよりも高くなるようにしてあって、第２台座部２７がアルミ材等の剛性材料からなるため、タイヤ５に大きな外力が入力されたときに、トランスポンダ１１に生じる応力をより十分に緩和することができる。

また、第１台座部２５の厚さが３ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下であるため、タイヤ５に大きな外力が入力されたときに、トランスポンダ１１に生じる応力をより十分に緩和することができると共に、タイヤ５の走行中における電子部品取付用台座９及びトランスポンダ１１に作用するモーメントを小さくすることができる。

従って、本発明の第１実施形態によれば、繰り返し変形に対する第１台座部２５自体の耐久性を十分に確保しつつ、タイヤ５に大きな外力が入力されても、トランスポンダ１１に生じる応力をより十分に緩和することができるため、トランスポンダ１１の内部回路等の損傷が生じ難くなって、トランスポンダ１１を長期に亘って安定した状態で使用することができる。

また、タイヤ５の走行中における電子部品取付用台座９及びトランスポンダ１１に作用するモーメントを小さくすることができるため、電子部品取付用台座９の接着剥離及びトランスポンダ１１の損傷を抑えることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図３及び図４を参照して説明する。

ここで、図３（ａ）は、インナーライナーに取付ける前の第２実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図であって、図３（ｂ）は、インナーライナーに取付けた後の第２実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図であって、図４は、第２実施形態に係わる台座付タイヤの部分断面図である。

図４に示すように、第２実施形態に係わる台座付タイヤ２９は、第１実施形態に係わる台座付タイヤ１と略同じ構成を有しており、第２実施形態に係わる台座付タイヤ２９の具体的な構成のうち、第１実施形態に係わる台座付タイヤ１の具体的な構成と異なる部分についてのみ説明する。なお、第２実施形態に係わる台座付タイヤ２９における複数の構成要素のうち、第１実施形態に係わる台座付タイヤ１における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。

即ち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、タイヤ５におけるインナーライナー７には、電子部品取付用台座３１が取付けられており、この第２実施形態に係わる電子部品取付用台座３１は、第１実施形態に係わる電子部品取付用台座９と同様に、トランスポンダ１１をタイヤ５に取付けるためのものである。また、電子部品取付用台座３１は、一側（図３において下側）に、タイヤ５におけるインナーライナー７に取付可能な第１取付面３３ａを有した第１台座部３３を備えると共に、他側（図３において上側）に、トランスポンダ１１を取付可能な第２取付面３５ａを有した第２台座部３５を備えている。更に、第１台座部３３と第２台座部３５は、ゴム材料からなる１つの層（単層）になっており、第１台座部３５は、生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤ５を成型するときに、タイヤ５におけるインナーライナー７に架橋反応によって接着されるようになっている。

そして、電子部品取付用台座３１は、第１台座部３３の第１取付面３３ａをインナーライナー７に取付けた状態の下で、第１台座部３３（第１台座部３３及び第２台座部３５）の１００％モジュラスをM100とした場合に、
０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａ
の関係が成立するように構成されている。ここで、M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するようにとしたのは、M100が０．５ＭＰａを越えると、タイヤ５に大きな外力が入力されたときに、トランスポンダ１１に生じる応力を十分に緩和できないという、新規な知見に基づくものである。また、０．１ＭＰａ≦M100の関係が成立するようにしたのは、M100が０．１ＭＰａ未満であると、繰り返し変形に対する電子部品取付用台座３１全体の耐久性が不十分になるからである。

次に、本発明の第２実施形態の作用及び効果について説明する。

電子部品取付用台座３１は、０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａの関係が成立するように構成されているため、繰り返し変形に対する電子部品取付用台座３１全体の耐久性を十分に確保しつつ、タイヤ５に大きな外力が入力されても、トランスポンダ１１に生じる応力を十分に緩和することができる。従って、本発明の第２実施形態によれば、トランスポンダ１１の内部回路等の損傷が生じ難くなって、トランスポンダ１１を長期に亘って安定した状態で使用することができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の他に、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

（実施例）
本発明の実施例に係わる突起ドラム試験について簡単に説明する。

サイズ２０５／５５Ｒ１６の乗用車タイヤにおけるインナーライナーに電子部品取付用台座を取付けて、前記電子部品取付用台座にトランスポンダを取付ける（換言すれば、前記乗用車タイヤと、前記電子部品取付用台座と、前記トランスポンダとを具備した台座付タイヤを用意する）。次に、前記乗用車タイヤを６．５インチ幅のリムに組み付けて、前記乗用車タイヤの内部に２９０ＫＰａの空気を充填する。更に、外周面に半球状の６個の突起（直径５０ｍｍ）を有したドラム（直径１．７ｍ）を用い、前記乗用車タイヤを前記ドラムの外周面に押し付けつつ、前記ドラムを時速５０ｋｍ／ｈの速度で回転させることにより、前記台座付タイヤを５０００ｋｍ走行分だけ回転させる。そして、１０個の前記台座付タイヤ当たりの前記トランスポンダの損傷個数（内部回路の損傷個数）、前記電子部品取付用台座又は前記トランスポンダの接着剥離個数を調べると、表１のような結果になる。

即ち、実施例１から実施例５及び比較例１から比較例３に示すように、M100が０．１ＭＰａ以上であってかつ０．５ＭＰａ以下であると、１０個の前記台座付タイヤ当たりの前記トランスポンダの損傷個数を減らすことができる。特に、実施例１から実施例５に示すように、前記電子部品取付用台座の第１台座部の厚さが３ｍｍ以上であると、１０個の前記台座付タイヤ当たりの前記トランスポンダの損傷個数を十分に減らすことができる。

また、実施例１から実施例５に示すように、前記電子部品取付用台座の第１台座部の厚さが１０ｍｍ以下であると、１０個の前記台座付タイヤ当たりの前記電子部品取付用台座及び前記トランスポンダの接着剥離個数を減らすことができる。

図１（ａ）は、インナーライナーに取付ける前の第１実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図であって、図１（ｂ）は、インナーライナーに取付けた後の第１実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図である。 第１実施形態に係わる台座付タイヤの部分断面図である。 図３（ａ）は、インナーライナーに取付ける前の第２実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図であって、図３（ｂ）は、インナーライナーに取付けた後の第２実施形態に係わる電子部品取付用台座を示す図である。 第２実施形態に係わる台座付タイヤの部分断面図である。

符号の説明

１ 台座付タイヤ
５ タイヤ
７ インナーライナー
９ 電子部品取付用台座
１１ トランスポンダ
２５ 第１台座部
２５ａ 第１取付面
２５ｂ 重合面
２７ 第１台座部
２７ 第２台座部
２７ａ 第２取付面
２７ｂ 重合面
２９ 台座付タイヤ
３１ 電子部品取付用台座
３３ 第１台座部
３３ａ 第１取付面
３５ 第１台座部
３５ 第２台座部
３５ａ 第２取付面

Claims (9)

1. 電子部品をタイヤに取付けるための電子部品取付用台座において、
   一側に、前記タイヤにおけるインナーライナーに取付可能な第１取付面を有した第１台座部を備えると共に、他側に、前記電子部品を取付可能な第２取付面を有した第２台座部を備えてあって、
   前記第１台座部の前記第１取付面を前記インナーライナーに取付けた状態の下で、前記第１台座部の１００％モジュラスをM100とした場合に、
   ０．１ＭＰａ≦M100≦０．５ＭＰａ
   の関係が成立するように構成されており、
   前記第１台座部の厚さが３ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする電子部品取付用台座。
2. 前記第２台座部のモジュラスが前記第１台座部のモジュラスよりも高くなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品取付用台座。
3. 前記第１台座部と前記第２台座部が重合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品取付用台座。
4. 前記第１台座部がゴム材料からなるものであって、前記第２台座部が剛性材料からなることを特徴とする請求項３に記載の電子部品取付用台座。
5. 前記第１台座部の重合面、前記第２台座部の重合面の少なくとも一方の重合面に加硫接着剤を塗布して前記第１台座部と前記第２台座部を重合させることによって前記第１台座部と前記第２台座部が接着されるようになっていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電子部品取付用台座。
6. 生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤを成型するときに、前記第１台座部と前記第２台座部が架橋反応によって接着されるようになっていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電子部品取付用台座。
7. 生タイヤを加硫して所定の製品形状のタイヤを成型するときに、前記タイヤにおける前記インナーライナーに前記第１台座部が架橋反応によって接着されるようになっていることを特徴とする請求項３から請求項６のうちのいずれかの請求項に記載の電子部品取付用台座。
8. 前記第２台座の前記第２取付面に前記電子部品が取付けられていることを特徴とする請求項７に記載の電子部品取付用台座。
9. 作動気体を充填可能なタイヤと、
   前記タイヤにおけるインナーライナーに取付けられた請求項７又は請求項８に記載の電子部品取付用台座と、
   を具備したことを特徴とする台座付タイヤ。

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