JP5681042B2 - 取付構造体 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品をタイヤの内面に取り付ける取付構造体に関する。

従来、１対のビードコアと、１対のビードコア間に跨るトロイダル形状を有するカーカス層と、カーカス層に隣接して配置されるベルト層と、ビードコア、カーカス層及びベルト層を被覆するゴム層とを備えるタイヤが知られている。

タイヤは、ビードコアを有するビード部と、タイヤ踏み面を有するトレッド部と、タイヤの側面を形成するサイドウォール部と、サイドウォール部とトレッド部との間に跨って設けられるショルダー部とを備える。

また、タイヤの内面を構成するゴム層（インナーライナー）に取り付けられる機能部品が知られている。機能部品は、例えば、タイヤの内部の温度や圧力などを計測するセンサモジュールである。一般的には、機能部品は、ゴムパッチなどによってインナーライナーに取り付けられる（例えば、特許文献１）。

特開２００７−０５５３４７号公報

ところで、タイヤが路面に接地している状態（接地状態）とタイヤが路面に接地していない状態（非接地状態）との間で、インナーライナーの形状が異なる。すなわり、接地状態では、インナーライナーは平坦形状であり、非接地状態では、インナーライナーは円弧形状である。

このようなインナーライナーの変形を吸収するために、ゴムパッチなどを構成する材料として、比較的に柔らかいゴムを用いることが考えられる。しかしながら、比較的に柔らかいゴムを用いると、耐久性が低下してしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、耐久性の低下を抑制しながら、タイヤの内面からの剥離を抑制することを可能とする取付構造体を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る取付構造体は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品を前記タイヤの内面に取り付ける構造体である。取付構造体は、弾性部材によって構成されており、前記タイヤの内面に接着される台座下面と、前記台座下面の反対側に設けられる台座上面とを有する台座を備える。前記台座が前記タイヤの内面に接着された場合に、タイヤ周方向において、前記台座下面が前記タイヤの内面に接着される接着長は、４５ｍｍ以下である。

第１の特徴において、Ｍ_２４０は、前記機能部品の質量であり、Ｈ_２４０は、前記台座下面に対する垂直方向において前記機能部品の重心高さであり、Ｔ_２１０は、前記垂直方向において前記台座の厚みであり、Ｒは、前記タイヤの径であり、Ｌ_２１０は、前記タイヤ周方向において、前記接着長であり、Ｖは、目標耐久速度であり、τｍａｘは、前記台座下面の端に生じる最大せん断応力であり、Ａ、Ｂ及びＣは、係数であり、Ｄ_１３０は、前記垂直方向において前記タイヤの内面から前記タイヤに設けられる補強層までの深さである。Ｌ_２１０は、τｍａｘ／（Ａ×Ｃ）＝（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）×Ｖ^２／Ｒ×Ｍ_２４０×ＥＸＰ（−Ｂ×Ｌ_２１０）の関係を満たす値以上である。

第１の特徴において、Ｍ_２４０は、前記機能部品の質量であり、Ｈ_２４０は、前記台座下面に対する垂直方向において前記機能部品の重心高さであり、Ｔ_２１０は、前記垂直方向において前記台座の厚みであり、Ｒは、前記タイヤの径であり、Ｌ_２１０は、前記接着長であり、Ｖは、目標耐久速度であり、τｍａｘは、前記台座下面の端に生じる最大せん断応力であり、Ａ、Ｂ及びＣは、係数であり、Ｄ_１３０は、前記垂直方向において前記タイヤの内面から前記タイヤに設けられる補強層までの深さである。Ｔ_２１０は、τｍａｘ／（Ａ×Ｃ）＝（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）×Ｖ^２／Ｒ×Ｍ_２４０×ＥＸＰ（−Ｂ×Ｌ_２１０）の関係を満たす値以下である。

第１の特徴において、前記台座下面に対する垂直方向において、前記台座の厚みが１ｍｍよりも大きい。

第１の特徴において、前記台座は、前記台座下面の端部から前記台座上面の端部に連続する台座斜面を有する。前記台座斜面は、前記タイヤ周方向において前記台座の中心に向けて凹む形状を有する。

本発明によれば、耐久性の低下を抑制しながら、タイヤの内面からの剥離を抑制することを可能とする取付構造体を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るタイヤ１００を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るタイヤ１００を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る取付構造体２００を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る枠体２２０を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る枠体２２０を示す図である。 図６は、第１実施形態に係る枠体２２０を示す図である。 図７は、第１実施形態に係る挿入片２５０を示す図である。 図８は、第１実施形態に係る挿入片２５０を示す図である。 図９は、第１実施形態に係る台座２１０を示す図である。 図１０は、第１実施形態に係る取付構造体２００の組み付けを説明するための図である。 図１１は、第１実施形態に係る取付構造体２００の組み付けを説明するための図である。 図１２は、第１実施形態に係る取付構造体２００の組み付けを説明するための図である。 図１３は、台座２１０とタイヤ１００との間に生じる応力を説明するための図である。 図１４は、台座２１０とタイヤ１００との間に生じる応力を説明するための図である。 図１５は、寸法と応力の関係を説明するための図である。 図１６は、台座２１０の接着長と耐久限度との関係を説明するための図である。 図１７は、台座２１０の接着長を説明するための図である。 図１８は、台座２１０の厚みと応力との関係を説明するための図である。 図１９は、台座２１０の厚みを説明するための図である。 図２０は、台座２１０の厚みと耐久限度との関係を説明するための図である。 図２１は、台座斜面２１３の形状を説明するための図である。 図２２は、台座斜面２１３の形状を説明するための図である。 図２３は、台座斜面２１３の曲率半径とせん断応力との関係を説明するための図である。 図２４は、台座２１０の接着幅と機能部品２４０の接着幅との関係を説明するための図である。 図２５は、台座２１０の接着幅と機能部品２４０の接着幅との関係を説明するための図である。 図２６は、評価結果を説明するための図である。

以下において、本発明の実施形態に係る取付構造体について、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、同一又は類似の部分には、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に留意すべきである。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。

［実施形態の概要］
実施形態に係る取付構造体は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品を前記タイヤの内面に取り付ける構造体である。取付構造体は、弾性部材によって構成されており、前記タイヤの内面に接着される台座下面と、前記台座下面の反対側に設けられる台座上面とを有する台座を備える。前記台座が前記タイヤの内面に接着された場合に、タイヤ周方向において、前記台座下面が前記タイヤの内面に接着される接着長は、４５ｍｍ以下である。

実施形態では、台座下面がタイヤの内面に接着される接着長が４５ｍｍ以下である。すなわち、接着長が適切な値であるため、タイヤの内面からの剥離が抑制される。また、柔らかいゴムを利用する必要性がないため、台座の耐久性の低下が抑制される。

［第１実施形態］
（タイヤの構成）
以下において、第１実施形態に係るタイヤの構成について説明する。図１及び図２は、第１実施形態に係るタイヤ１００を示す図である。

第１に、タイヤ１００は、図１に示すように、ビード部１０と、サイドウォール部２０と、ショルダー部３０と、トレッド部４０とを有する。

ビード部１０は、タイヤ１００を構成する部位のうち、タイヤ径方向において、最も内側に設けられる。ビード部１０は、タイヤ周方向に沿って連続的に設けられる。ビード部１０は、タイヤ１００をリムに固定するための部位である。なお、ビード部１０は、ゴムによって被覆されている。

サイドウォール部２０は、タイヤ１００を構成する部位のうち、タイヤ径方向において、ビード部１０よりも外側に設けられる。サイドウォール部２０は、タイヤ周方向に沿って連続的に設けられる。サイドウォール部２０は、タイヤ１００の側面を構成する。なお、サイドウォール部２０は、ゴムによって被覆されている。

ショルダー部３０は、タイヤ１００を構成する部位のうち、サイドウォール部２０とトレッド部４０との間に跨って設けられる。ショルダー部３０は、タイヤ周方向に沿って連続的に設けられる。なお、ショルダー部３０は、ゴムによって被覆されている。

トレッド部４０は、タイヤ１００を構成する部位のうち、路面に接地するタイヤ踏み面を構成する部位である。トレッド部４０は、タイヤ周方向に沿って連続的に設けられる。トレッド部４０のタイヤ踏み面には、例えば、タイヤ周方向に沿って延びる溝（周方向溝）やタイヤ幅方向に沿って延びる（幅方向溝）などによって形成されるトレッドパターンが設けられている。

第２に、タイヤ１００は、図１及び図２に示すように、ビードコア１１０と、カーカス層１２０と、ベルト層１３０とを有する。

ビードコア１１０は、ビードコア１１０Ａ及びビードコア１１０Ｂを有しており、ビード部１０を構成する。ビードコア１１０は、リング状形状を有しており、ビードワイヤー（不図示）によって構成される。

カーカス層１２０は、ビードコア１１０Ａとビードコア１１０Ｂとの間に跨るトロイダル形状を有する。カーカス層１２０は、例えば、タイヤ径方向（或いは、タイヤ幅方向）に沿って延びる複数のカーカスコード（不図示）によって構成される。カーカス層１２０は、ビードコア１１０でタイヤ幅方向の外側に向けて折り返されている。

ベルト層１３０は、ベルト層１３０Ａ及びベルト層１３０Ｂを有しており、トレッド部４０を構成する。ベルト層１３０は、カーカス層１２０に対して、タイヤ径方向の外側に配置される。ベルト層１３０は、ベルトコードがゴムで被覆された構成を有する。ベルト層１３０Ａに設けられるベルトコードは、ベルト層１３０Ｂに設けられるベルトコードと交錯していてもよい。

（取付構造体の構成）
以下において、第１実施形態に係る取付構造体の構成について説明する。図３は、第１実施形態に係る取付構造体２００を示す図である。ここで、取付構造体２００は、タイヤ１００の内面に接着されることに留意すべきである。詳細には、取付構造体２００は、タイヤ周方向に沿って延びるタイヤ１００の内面、すなわち、トレッド部４０を構成するタイヤ１００の内面に接着される。

図３に示すように、取付構造体２００は、台座２１０と、枠体２２０と、基体２３０と、機能部品２４０と、挿入片２５０とを有する。

台座２１０は、弾性部材（エラストマー）によって構成される。例えば、台座２１０は、天然ゴムや合成ゴムによって構成される。台座２１０は、タイヤ１００の内面に接着される台座下面と、台座下面の反対側に設けられる台座上面とを有する。例えば、台座２１０は、加硫接着によってタイヤ１００の内面に接着される。台座２１０の台座上面には、枠体２２０及び基体２３０を介して機能部品２４０が設けられる。

なお、台座２１０を構成する弾性部材のヤング率は、３０ＭＰａ以下であることが好ましい。外形が小さいタイヤ１００の内面に台座２１０を接着する場合には、トレッド部４０の曲率の変化が大きくなるため、台座２１０を構成する弾性部材のヤング率は、１ＭＰａ以上７ＭＰａ以下であることが好ましい。

枠体２２０は、所定の剛性を有する部材によって構成される。枠体２２０は、台座２１０の台座上面に配置される。例えば、枠体２２０の表面には、真鍮メッキが施されており、台座２１０は、コバルトを含んでおり、枠体２２０は、加硫接着によって台座２１０に接着される。

第１実施形態では、枠体２２０は、基体２３０を収容する箱形形状を有する。なお、枠体２２０の詳細については後述する（図４〜図６を参照）。

基体２３０は、所定の剛性を有する部材によって構成される。基体２３０には、機能部品２４０が載置される。第１実施形態では、基体２３０は、略直方体形状を有しており、枠体２２０に収容される。

機能部品２４０は、タイヤ１００の状態を検出する機能を有する。機能部品２４０は、例えば、タイヤ１００の内圧を検出する圧力センサ、タイヤ１００の内部温度を検出する温度センサ、タイヤ１００の回転速度を検出する加速度センサなどである。

挿入片２５０は、所定の剛性を有する部材によって構成される。挿入片２５０は、枠体２２０に挿入され、枠体２２０に収容される基体２３０の動きを規制する。第１実施形態では、挿入片２５０は、Ｕ字形状を有しており、タイヤ１００の内面に対する垂直方向において基体２３０の動きを規制する。なお、挿入片２５０の詳細については後述する（図７及び図８を参照）。

（枠体の構成）
以下において、第１実施形態に係る枠体の構成について説明する。図４は、第１実施形態に係る枠体２２０を示す図である。

図４に示すように、枠体２２０は、底板２２１と、１対の第１壁体２２２（第１壁体２２２Ａ及び第１壁体２２２Ｂ）と、１対の側壁係止片２２３（側壁係止片２２３Ａ及び側壁係止片２２３Ｂ）と、第２壁体２２４と、第２壁体２２５とを有する。

底板２２１は、台座上面に配置される枠体下面及び枠体下面の反対側に設けられる枠体上面を有する。枠体上面は、第１方向と、第１方向に交差する第２方向とによって定義される。底板２２１の枠体上面上には、基体２３０が載置される。なお、第１実施形態では、底板２２１は、板状形状を有しており、矩形形状の枠体上面を有する。

第１壁体２２２Ａ及び第１壁体２２２Ｂは、底板２２１に設けられる。第１壁体２２２Ａ及び第１壁体２２２Ｂは、底板２２１に対する垂直方向に立設する形状を有する。第１壁体２２２Ａ及び第１壁体２２２Ｂは、第１方向に沿って延びる。第１壁体２２２Ａ及び第１壁体２２２Ｂは、第１方向に交差する第２方向において間隔を空けて設けられる。

第１実施形態において、第１壁体２２２Ａは、底板２２１に対する垂直方向の先端として、第２方向において第１壁体２２２Ｂ側に向けて曲がる側壁係止片２２３Ａを構成する。側壁係止片２２３Ａは、第１方向に沿って延びる。同様に、第１壁体２２２Ｂは、底板２２１に対する垂直方向の先端として、第２方向において第１壁体２２２Ａ側に向けて曲がる側壁係止片２２３Ｂを構成する。側壁係止片２２３Ｂは、第１方向に沿って延びる。

第２壁体２２４は、底板２２１に設けられる。第２壁体２２４は、底板２２１に対する垂直方向に立設する形状を有する。第２壁体２２４は、第２方向に沿って延びる。第１実施形態では、第２壁体２２４は、板状形状を有しており、第１方向において底板２２１の一端に設けられる。

第２壁体２２５は、底板２２１に設けられる。第２壁体２２５は、底板２２１に対する垂直方向に立設する形状を有する。第２壁体２２５は、第２方向に沿って延びる。第１実施形態では、第２壁体２２５は、板状形状を有しており、第１方向において底板２２１の他端に設けられる。

なお、第２壁体２２４及び第２壁体２２５は、第１方向において間隔を空けて設けられる。第１実施形態では、第１方向に沿って基体２３０を挿入するために、垂直方向において、第２壁体２２４及び第２壁体２２５のうち、少なくとも一方の高さは、第１壁体２２２の高さよりも小さいことが好ましい。

このように、第１実施形態では、底板２２１、第１壁体２２２、第２壁体２２４及び第２壁体２２５によって箱形形状が構成される。

第１実施形態では、第１方向がタイヤ幅方向となるように、取付構造体２００がタイヤ１００に接着されるケースについて例示する。以下においては、説明を明確にするために、第１方向をタイヤ幅方向と称し、第２方向をタイヤ周方向と称し、垂直方向をタイヤ径方向と称する。

（枠体の寸法）
以下において、第１実施形態に係る枠体の寸法について説明する。図５及び図６は、第１実施形態に係る枠体２２０を示す図である。なお、図５及び図６は、基体２３０が枠体２２０に収容された状態を示している。

図５に示すように、タイヤ径方向において、枠体２２０の枠体上面から側壁係止片２２３までの高さはＨ_２２３である。タイヤ径方向において、基体２３０の高さはＨ_２３０である。高さＨ_２２３と高さＨ_２３０との差分は、Ｄ_１である。タイヤ周方向において、基体２３０の長さは、Ｌ_２３０である。

第１実施形態において、タイヤ周方向において、１対の第１壁体２２２の間隔は、基体２３０の長さＬ_２３０と等しい。従って、１対の第１壁体２２２によって、タイヤ周方向に対する基体２３０の動きが規制される。言い換えると、基体２３０は、１対の第１壁体２２２の間に嵌合するように枠体２２０の枠体上面に配置される。

なお、後述するように、タイヤ径方向において、差分Ｄ_１は、挿入片２５０に設けられる１対のアーム部の高さと等しい。従って、１対のアーム部によって、タイヤ径方向に対する基体２３０の動きが規制される。

図６に示すように、タイヤ径方向において、第２壁体２２４及び第２壁体２２５の高さは、Ｈ_２２５である。タイヤ幅方向において、基体２３０の幅は、Ｗ_２３０である。

第１実施形態において、タイヤ幅方向において、第２壁体２２４及び第２壁体２２５の間隔は、基体２３０の幅Ｗ_２３０と等しい。従って、第２壁体２２４及び第２壁体２２５によって、タイヤ幅方向に対する基体２３０の動きが規制される。

第１実施形態では、高さＨ_２２３と高さＨ_２２５との差分は、基体２３０の高さＨ_２３０よりも大きいことが好ましい。これによって、タイヤ幅方向に沿って基体２３０を枠体２２０内に挿入することが容易である。

（挿入片の構成）
以下において、第１実施形態に係る挿入片の構成について説明する。図７及び図８は、第１実施形態に係る挿入片２５０を示す図である。なお、図７は、枠体２２０に挿入片２５０を取り付けた後の状態を示しており、図８は、枠体２２０に挿入片２５０を取り付ける前の状態を示している。

図７及び図８に示すように、挿入片２５０は、１対のアーム部２５１（アーム部２５１Ａ及びアーム部２５１Ｂ）と、１対の先端折返し片２５２（先端折返し片２５２Ａ及び先端折返し片２５２Ｂ）と、連結部２５３と、１対の張り出し部分２５４（張り出し部分２５４Ａ及び張り出し部分２５４Ｂ）とを有する。

アーム部２５１Ａ及びアーム部２５１Ｂは、タイヤ幅方向に沿って延びる。また、アーム部２５１Ａ及びアーム部２５１Ｂは、タイヤ周方向において可撓性を有する。例えば、アーム部２５１Ａ及びアーム部２５１Ｂは、タイヤ周方向の厚みがタイヤ径方向の厚みよりも小さい平板形状を有する。

アーム部２５１Ａの先端は、タイヤ周方向において挿入片２５０の外側に曲がる先端折返し片２５２Ａを構成する。同様に、アーム部２５１Ｂの先端は、タイヤ周方向において挿入片２５０の外側に曲がる先端折返し片２５２Ｂを構成する。

アーム部２５１の本体と先端折返し片２５２とによって形成される角度θ_１は、鋭角であることが好ましい。すなわち、角度θ_１が鋭角となるようにアーム部２５１の先端（先端折返し片２５２）が折り返される。

先端折返し片２５２は、枠体２２０に挿入片２５０を取り付けた後において、第１壁体２２２に引っ掛かるように構成される。すなわち、先端折返し片２５２は、タイヤ幅方向に沿って挿入片２５０が抜けることを防止する機能を有する。

先端折返し片２５２は、枠体２２０に挿入片２５０を取り付けた後において、挿入片２５０がタイヤ幅方向のＡ側に抜けることを抑制する。

連結部２５３は、アーム部２５１Ａ及びアーム部２５１Ｂの根本を連結する部位である。連結部２５３は、アーム部２５１Ａの根本からタイヤ周方向において挿入片２５０の外側に曲がる張り出し部分２５４Ａを有する。同様に、連結部２５３は、アーム部２５１Ｂの根本からタイヤ周方向において挿入片２５０の外側に曲がる張り出し部分２５４Ｂを有する。

アーム部２５１の本体の延長線と張り出し部分２５４とによって形成される角度θ_２は、鋭角であることが好ましい。すなわち、角度θ_２が鋭角となるように、アーム部２５１の根本に連続する部位（張り出し部分２５４）が折曲げられる。

張り出し部分２５４は、枠体２２０に挿入片２５０を取り付けた後において、挿入片２５０がタイヤ幅方向のＢ側に入り込むことを防止する機能を有する。一方で、枠体２２０から挿入片２５０を外す際には、タイヤ幅方向のＢ側に挿入片２５０を動かすことによって、先端折返し片２５２の引っ掛かりを外すことができる。

ここで、タイヤ周方向において先端折返し片２５２の長さはＬ_２５２である。タイヤ周方向において張り出し部分２５４の長さはＬ_２５４である。長さＬ_２５２は、長さＬ_２５４と等しいことが好ましい。これによって、枠体２２０から挿入片２５０が抜けにくい。

また、タイヤ幅方向において、アーム部２５１の長さは、Ｗ_２５１である。アーム部２５１の長さＷ_２５１は、タイヤ幅方向における第１壁体２２２の長さと等しいことが好ましい。これによって、枠体２２０から挿入片２５０が抜けにくい。

なお、図８に示すように、枠体２２０に挿入片２５０を取り付ける前において、アーム部２５１の先端の間隔Ｇ_ｔｉｐは、アーム部２５１の根本の間隔Ｇ_ｒｏｏｔよりも大きいことが好ましい。アーム部２５１が有する可撓性によって、枠体２２０から挿入片２５０が抜けにくい。

（台座の構成）
以下において、第１実施形態に係る台座の構成について説明する。図９は、第１実施形態に係る台座２１０を示す図である。なお、図９では、枠体２２０及び基体２３０が省略されていることに留意すべきである。

図９に示すように、台座２１０は、タイヤ１００の内面に接着される台座下面２１１と、台座下面２１１の反対側に設けられる台座上面２１２と、台座下面２１１の端部から台座上面２１２の端部に連続する台座斜面２１３（台座斜面２１３Ａ及び台座斜面２１３Ｂ）とを有する。

ここで、台座斜面２１３Ａは、タイヤ周方向において、台座下面２１１の一端から台座上面２１２の一端に連続する斜面である。台座斜面２１３Ｂは、タイヤ周方向において、台座下面２１１の他端から台座上面２１２の他端に連続する斜面である。

第１実施形態において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される接着長は、後述する評価結果から読み取れるように、４５ｍｍ以下であることが好ましい。また、タイヤ径方向において台座２１０の厚みは、後述する評価結果から読み取れるように、１ｍｍよりも大きいことが好ましい。

以下において、各記号の意味は、以下に示す通りである。Ｍ_２４０は、機能部品２４０の質量である。Ｈ_２４０は、タイヤ径方向において機能部品２４０の重心Ｘの高さである。Ｔ_２１０は、タイヤ径方向において台座２１０の厚みである。言い換えると、Ｔ_２１０は、タイヤ径方向において、台座下面２１１から台座上面２１２までの厚みである。Ｒは、タイヤ１００の径である。Ｌ_２１０は、タイヤ周方向において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される接着長である。Ｗ_２１０は、タイヤ幅方向において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される接着幅である。Ｖは、目標耐久速度である。Ａ、Ｂ、Ｃは、係数である。

また、ｇ１は、台座下面２１１の他端（タイヤ回転方向の前側端）に生じる向心力であり、ｇ２は、台座下面２１１の一端（タイヤ回転方向の後側端）に生じる向心力である。ｆは、機能部品２４０に作用する慣性力である。τは、台座下面２１１の端に生じるせん断応力である。τｍａｘは、台座下面２１１の端に生じる最大せん断応力である。ここでは、τｍａｘは、台座下面２１１の他端（タイヤ回転方向の前側端）に生じる最大せん断応力である。。Ａ、Ｂ及びＣは、係数である。Ｄ_１３０は、タイヤ径方向においてタイヤ１００の内面からタイヤ１００に設けられる補強層（タイヤ径方向の最も内側に設けられるベルト層１３０）までの深さである。ここで、Ｄ_１３０は、定数（例えば、５）とかんがえてもよい。

ここで、τｍａｘは、慣性力ｆ及び接着長Ｌ_２１０によって定まるため、以下の式（１）によって表される。

τｍａｘ＝Ａ＊ｆ＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｌ_２１０）…式（１）
ここで、慣性力ｆは、向心力ｇ１と向心力ｇ２との差分によって生じる。従って、慣性力ｆは、向心力ｇ１と向心力ｇ２との差分に比例する。また、実験結果から、慣性力ｆは、タイヤ径方向の最も内側に設けられるベルト層１３０を回転中心とするモーメント成分であることが分かっている。従って、慣性力ｆは、タイヤ径方向において、ベルト層１３０から機能部品２４０の重心Ｘまでの高さ（すなわち、“Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０”）に比例する。このような関係から、慣性力ｆは、以下の式（２）によって表される。

ｆ＝Ｃ＊（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）＊Ｍ_２４０＊Ｖ^２／Ｒ…式（２）
式（１）及び式（２）に基づいて、以下の式（３）及び式（４）が導き出される。

τｍａｘ＝Ａ＊Ｃ＊（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）＊Ｍ_２４０＊Ｖ^２／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｌ_２１０）…式（３）
τｍａｘ／（Ａ＊Ｃ）＝（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）＊Ｍ_２４０＊Ｖ^２／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｌ_２１０）…式（４）
ここで、“（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）＊Ｍ_２４０＊Ｖ^２／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｌ_２１０）”の値が“τｍａｘ／（Ａ＊Ｃ）”の値を超えなけないように、接着長Ｌ_２１０及び厚みＴ_２１０が定められることによって、台座２１０の剥離が抑制される。

言い換えると、接着長Ｌ_２１０は、式（４）の関係を満たす値以上であることが好ましい。また、厚みＴ_２１０は、式（４）の関係を満たす値以下であることが好ましい。

（取付構造体の組み付け）
以下において、第１実施形態に係る取付構造体の組み付けについて説明する。図１０〜図１２は、第１実施形態に係る取付構造体２００の組み付けを説明するための図である。

図１０に示すように、機能部品２４０が載置された基体２３０を台座２１０の台座上面に取り付けられた枠体２２０に配置する。続いて、タイヤ幅方向に沿って挿入片２５０を挿入する。詳細には、挿入片２５０は、第１壁体２２２と機能部品２４０との間においてアーム部２５１がタイヤ幅方向に沿って挿入されるように配置される。これによって、図１１に示すように、取付構造体２００の組み付けが完了する。

なお、図１２に示すように、タイヤ径方向において、底板２２１に設けられる底面から側壁係止片２２３までの高さＨ_２２３は、基体２３０の高さＨ_２３０及びアーム部２５１の高さＨ_２５１の合計と等しいことが好ましい。すなわち、アーム部２５１の高さＨ_２５１は、高さＨ_２２３と高さＨ_２３０との差分Ｄ_１と等しい。

（作用及び効果）
第１実施形態では、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される接着長が４５ｍｍ以下である。すなわち、接着長が適切な値であるため、タイヤ１００の内面からの剥離が抑制される。また、柔らかいゴムを利用する必要性がないため、台座２１０の耐久性の低下が抑制される。

［台座とタイヤの内面との間に生じる応力］
以下において、台座２１０（台座下面）とタイヤ１００の内面（インナーライナー）との間に生じる応力について説明する。

（首振り運動）
以下において、首振り運動について図１３を参照しながら説明する。図１３に示すように、タイヤ１００の内面に取付構造体２００が接着された状態において、タイヤ１００が路面に接地した際に、タイヤ１００の回転に伴って生じる向心力が取付構造体２００の部位によって異なる。

具体的には、タイヤ周方向（回転方向）において、取付構造体２００の前部分に相当するタイヤ１００が路面に接地しており、取付構造体２００の後部分に相当するタイヤ１００が路面に接地していないケースについて考える。このようなケースにおいて、取付構造体２００の前部分において向心力は、取付構造体２００の後部分の向心力に比べて小さい。従って、タイヤ周方向（回転方向）において、取付構造体２００に対して前側に倒れ込む応力が加わる。

同様に、タイヤ周方向（回転方向）において、取付構造体２００の前部分に相当するタイヤ１００が路面に接地しておらず、取付構造体２００の後部分に相当するタイヤ１００が路面に接地しているケースについて考える。このようなケースにおいて、取付構造体２００の後部分において向心力は、取付構造体２００の前部分の向心力に比べて小さい。従って、タイヤ周方向（回転方向）において、取付構造体２００に対して後側に倒れ込む応力が加わる。

タイヤ１００の回転に伴って、前側に倒れ込む応力や後側に倒れ込む応力（すなわち、前後応力）が取付構造体２００に対して繰り返し加わると、取付構造体２００が前後に首を振るような挙動が生じる。これによって、台座２１０（台座下面）とタイヤ１００の内面（インナーライナー）との間に生じる応力（前後入力によって生じる応力）が生じる。

（インナーライナーの変形）
以下において、インナーライナーの変形について図１４を参照しながら説明する。図１４に示すように、タイヤ１００が路面に接地している状態（接地状態）とタイヤ１００が路面に接地していない状態（非接地状態）との間で、インナーライナーの形状が異なる。すなわり、接地状態では、インナーライナーは平坦形状であり、非接地状態では、インナーライナーは円弧形状である。

タイヤ１００の回転に伴って、接地状態（平坦形状）及び非接地状態（円弧形状）が繰り返されると、台座２１０（台座下面）とタイヤ１００の内面（インナーライナー）との間に生じる応力（曲げ入力によって生じる応力）が生じる。

（寸法と応力との関係）
以下において、各寸法と応力との関係について、図１５を参照しながら説明する。詳細には、寸法として、タイヤ周方向において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される接着長Ｌ_２１０、タイヤ幅方向において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される接着幅Ｗ_２１０、タイヤ径方向における台座２１０の厚みＴ_２１０、タイヤ幅方向における機能部品２４０の幅Ｗ_２４０、タイヤ周方向における機能部品２４０の長さＬ_２４０が変更されている。応力として、前後入力によって生じる応力（前後入力時）及び曲げ入力によって生じる応力（曲げ入力時）が測定されている。

なお、機能部品２４０の幅Ｗ_２４０は、タイヤ幅方向において、台座上面２１２に機能部品２４０が接着される接着長である。また、機能部品２４０の長さＬ_２４０は、タイヤ周方向において、台座上面２１２に機能部品２４０が接着される接着長である。

また、台座２１０を構成する弾性部材のヤング率が７ＭＰａであることが共通条件である。

ここで、前後入力によって生じる応力については、機能部品２４０（重心Ｘ）に作用する慣性力ｆとして３００Ｎを加えて、タイヤ周方向における台座２１０（台座下面２１１）の端部に生じる応力が測定されている。曲げ入力によって生じる応力については、タイヤ周方向において台座下面２１１（タイヤ１００の内面）の曲率半径Ｒが３００ｍｍとなるように台座下面２１１を擬似的に変形して、タイヤ周方向における台座２１０（台座下面２１１）の端部に生じる応力が測定されている。

図１５に示すように、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が大きいほど、前後入力によって生じる応力が低減する。これに対して、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が大きいほど、曲げ入力によって生じる応力が増大する。特に、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が４５ｍｍを超えると、曲げ入力によって生じる応力が著しく増大する。

タイヤ１００のサイズが異なっていても同様の傾向が確認されており、特に、曲げ入力によって生じる応力の低減に着目すると、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が４５ｍｍ以下であることが好ましい。

［台座の接着長と耐久限度との関係］
以下において、台座２１０の接着長Ｌ_２１０と耐久限度との関係について、図１６を参照しながら説明する。耐久限度は、台座２１０が破壊するときのタイヤ１００の回転速度で示されている。図１６に示すように、一定の条件下においては、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が４３ｍｍである場合に、耐久限度が最も高い。

しかしながら、目標耐久速度Ｖが低いケース、機能部品２４０の質量Ｍ_２４０が軽いケースでは、接着長Ｌ_２１０が４３ｍｍである場合に、耐久限度が最も高いとは限らない。従って、上述したように、接着長Ｌ_２１０は、以下の式（４）の関係を満たす値以上であることが好ましい。

τｍａｘ／（Ａ＊Ｃ）＝（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）＊Ｍ_２４０＊Ｖ^２／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｌ_２１０）…式（４）
例えば、図１７に示す例２のように、機能部品２４０の質量Ｍ_２４０が軽ければ、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が短くてもよい。また、図１７に示す例３のように、目標耐久速度Ｖが低ければ、台座２１０の接着長Ｌ_２１０が短くてもよい。

［台座の厚みと応力との関係］
以下において、台座２１０の厚みＴ_２１０と応力との関係について、図１８を参照しながら説明する。図１８において、横軸は、タイヤ周方向における台座２１０（台座下面）の位置を示しており、タイヤ周方向における台座２１０（台座下面）の中心は、“０”で表されている。また、縦軸は、曲げ入力に応じて生じるせん断応力を示しており、せん断応力の向きが正負で表されている。

図１８に示すように、台座２１０の厚みＴ_２１０が小さいほど、タイヤ周方向における台座２１０（台座下面２１１）の端部以外の部分に生じるせん断応力が大きい。従って、台座２１０の厚みＴ_２１０が大きい方が好ましい。

しかしながら、上述したように、最大せん断応力は、上述したように、目標耐久速度Ｖ及び機能部品２４０の質量Ｍ_２４０に依存する。従って、上述したように、厚みＴ_２１０は、以下の式（４）の関係を満たす値以下であることが好ましい。

τｍａｘ／（Ａ＊Ｃ）＝（Ｈ_２４０＋Ｔ_２１０＋Ｄ_１３０）＊Ｍ_２４０＊Ｖ^２／Ｒ＊ｅｘｐ（−Ｂ＊Ｌ_２１０）…式（４）
例えば、図１９に示す例２のように、機能部品２４０の質量Ｍ_２４０が軽ければ、台座２１０の厚みＴ_２１０が大きくてもよい。また、図１７に示す例３のように、目標耐久速度Ｖが低ければ、台座２１０の厚みＴ_２１０が大きくてもよい。

なお、図１５に示したように、前後入力によってタイヤ周方向における台座下面２１１の端部に生じるせん断応力の観点では、台座２１０の厚みＴ_２１０が小さい方が好ましい。しかしながら、図１８に示すように、台座２１０の厚みＴ_２１０が小さいと、曲げ入力によってタイヤ周方向における台座下面２１１の端部以外の部分に生じるせん断応力が増大する。従って、台座２１０の厚みＴ_２１０は、１ｍｍよりも大きいことが好ましい。或いは、台座２１０の厚みＴ_２１０は、３ｍｍよりも大きいことがさらに好ましい。

以下において、台座２１０の厚みＴ_２１０と耐久限度との関係について、図２０を参照しながら説明する。耐久限度は、台座２１０が破壊するときのタイヤ１００の回転速度で示されている。

具体的には、タイヤ１００の内面（インナーライナー）に台座２１０を貼り付けて、タイヤ１００を回転することによって、台座２１０の耐久限度を測定した。

タイヤのサイズ＝１９５／６５Ｒ１５
タイヤの内圧＝２８０ｋＰａ
荷重＝４９５ｋｇｆ
図２０に示すように、台座２１０の厚みＴ_２１０が１ｍｍである場合には、台座２１０の直下に設けられるインナーライナーやプライコードが破損する。これに対して、台座２１０の厚みＴ_２１０が１ｍｍよりも大きい場合には、台座２１０の剥離が生じるが、タイヤ１００（インナーライナーやプライコード）の破損が生じない。従って、台座２１０の厚みＴ_２１０は、１ｍｍよりも大きいことが好ましい。或いは、台座２１０の厚みＴ_２１０は、３ｍｍよりも大きいことがさらに好ましい。

［台座斜面の形状］
以下において、台座斜面２１３の形状について、図２１及び図２２を参照しながら説明する。台座斜面２１３は、図２１に示すように、フラット形状（直線形状）であってもよいが、図２２に示すように、台座２１０の中心に向けて凹む形状であることが好ましい。

図２２に示すケースでは、凹みが大きいほど、タイヤ１００の内面と台座下面２１１との間に生じるせん断応力が低減する。従って、タイヤ幅方向の外側から見た台座２１０の側面視において、台座斜面２１３は、１０ｍｍ以下の曲率半径Ｒを有する円弧状形状であることが好ましい。

以下において、台座斜面２１３の曲率半径とせん断応力との関係について、図２３を参照しながら説明する。図２３において、縦軸は、タイヤ周方向における台座２１０（台座下面２１１）の端部に生じる応力（端部せん断応力）を示している。横軸は、台座斜面２１３の曲率半径を示している。

図２３に示すように、台座斜面２１３の曲率半径が小さいほど、前後入力によって生じる応力が小さい。特に、台座斜面２１３の曲率半径Ｒが１０ｍｍ以下である場合に、前後入力によって生じる応力が低減する。

［接着幅の関係］
以下において、台座２１０（台座下面２１１）がタイヤ１００の内面に接着される接着幅と機能部品２４０が台座２１０（台座上面２１２）に接着される接着幅との関係について、図２４及び図２５を参照しながら説明する。

図２４及び図２５では、タイヤ幅方向において台座２１０及び機能部品２４０の中心を通る面（以下、中心面ＣＰ）で台座２１０及び機能部品２４０を区切った場合において、台座２１０及び機能部品２４０の半分が示されている。

図２４及び図２５に示すように、台座２１０は、台座下面２１１の端部から台座上面２１２の端部に連続する台座斜面２１４を有する。台座斜面２１４は、タイヤ幅方向において、台座下面２１１の端部から台座上面２１２の端部に連続する斜面である。

このようなケースにおいて、Ｗ_１は、タイヤ幅方向において、台座２１０（台座上面２１２）に接着される機能部品２４０の端部から中心面ＣＰまでの接着幅である。Ｗ_２は、タイヤ幅方向において、タイヤ１００の内面に接着される台座２１０（台座下面２１１）の端部から中心面ＣＰまでの接着幅である。

このようなケースにおいて、Ｗ_２は、Ｗ_１の１００％以上、かつ、Ｗ_１の１５０％以下であることが好ましい。

Ｗ_２がＷ_１の１００％以上であるため、台座斜面２１４とタイヤ１００の内面とによって形成される角度θが鋭角になるため、タイヤ幅方向において、台座上面２１２の端部に応力が集中しにくい。

一方で、図１５に示したように、接着幅Ｗ_２１０が大きくなっても、台座２１０の重量が増大するだけで、台座上面２１２の端部に応力が変わらないため、Ｗ_２は、Ｗ_１の１５０％以下で十分である。好ましくは、Ｗ_２は、Ｗ_１の１２０％程度であることが好ましい。

なお、図２４では、Ｗ_２がＷ_１の１０５％であるケースが例示されており、図２５では、Ｗ_２がＷ_１の１２０％であるケースが例示されている。

［評価結果］
以下において、評価結果について、図２６を参照しながら説明する。具体的には、実施例１及び実施例２に係る台座２１０を準備した。これらの台座２１０をタイヤ１００の内面（インナーライナー）に接着して、タイヤ１００を回転ドラムに押し当てることによって、台座２１０の耐久限度を測定した。

（共通条件）
タイヤのサイズ＝１９５／６５Ｒ１５
タイヤの内圧＝２８０ｋＰａ
荷重＝６５０ｋｇｆ
（実施例１）
台座２１０の接着長Ｌ_２１０＝３８ｍｍ
台座２１０の接着幅Ｗ_２１０＝４７ｍｍ
台座２１０の厚みＴ_２１０＝６ｍｍ
機能部品２４０の長さＬ_２４０＝２６ｍｍ
機能部品２４０の幅Ｗ_２４０＝３５ｍｍ
台座斜面２１３の形状＝フラット形状
（実施例２）
台座２１０の接着長Ｌ_２１０＝４３ｍｍ
台座２１０の接着幅Ｗ_２１０＝４２ｍｍ
台座２１０の厚みＴ_２１０＝３ｍｍ
機能部品２４０の長さＬ_２４０＝２６ｍｍ
機能部品２４０の幅Ｗ_２４０＝３５ｍｍ
台座斜面２１３の曲率半径Ｒ＝１０ｍｍ
図２６に示すように、実施例２では、実施例１に比べて高速であっても、台座２１０が破損しないことが確認された。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この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。

実施形態では、取付構造体２００は、枠体２２０、基体２３０及び挿入片２５０を有するケースを例示したが、実施形態は、これに限定されるものではない。取付構造体２００は、枠体２２０、基体２３０及び挿入片２５０を有していなくてもよい。すなわち、取付構造体２００は、台座２１０のみによって構成されていてもよい。

実施形態では、寸法の表現として、「等しい」という用語を用いたが、寸法誤差を許容することが可能であることは勿論である。

実施形態で用いる「所定の剛性」は、台座を構成する部材（弾性部材）の剛性よりも少なくとも大きいことに留意すべきである。

実施形態では、枠体２２０の枠体上面の形状は、矩形形状である。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。具体的には、枠体２２０の枠体上面の形状は、三角形状や他の形状であってもよい。

実施形態では特に触れていないが、機能部品２４０の長さＬ_２４０は、台座２１０の接着長Ｌ_２１０の６０％であることが好ましい。具体的には、図１５に示したように、機能部品２４０の長さＬ_２４０が小さいほど、曲げ入力によって生じる応力が小さいことに留意すべきである。

実施形態では特に触れていないが、機能部品２４０の幅Ｗ_２４０は、３５ｍｍ程度であることが好ましい。具体的には、図１５に示したように、機能部品２４０の幅Ｗ_２４０が大きいほど、前後入力によって生じる応力が小さい。また、機能部品２４０の幅Ｗ_２４０が大き過ぎると、タイヤ１００が路面に接地した際に、タイヤ幅方向の断面において、台座２１０（台座上面２１２）と機能部品２４０との間の接着面がタイヤ１００の内面の曲率半径の変化に追従できないことに留意すべきである。

実施形態では、接着長Ｌ_２１０は、タイヤ周方向において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される最大接着長であってもよく、平均接着長であってもよい。同様に、接着幅Ｗ_２１０は、タイヤ幅方向において、台座下面２１１がタイヤ１００の内面に接着される最大接着幅であってもよく、平均接着幅であってもよい。

１０…ビード部、２０…サイドウォール部、３０…ショルダー部、４０…トレッド部、１００…タイヤ、１１０…ビードコア、１２０…カーカス層、１３０…ベルト層、２００…取付構造体、２１０…台座、２１１…台座下面、２１２…台座上面、２１３…台座斜面、２１４…台座斜面、２２０…枠体、２２１…底板、２２２…第１壁体、２２３…側壁係止片、２２４…第２壁体、２２５…第２壁体、２３０…基体、２４０…機能部品、２５０…挿入片、２５１…アーム部、２５２…先端折返し片、２５３…連結部、２５４…張り出し部分

Claims (2)

1. タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品を前記タイヤの内面に取り付ける取付構造体であって、
   弾性部材によって構成されており、前記タイヤの内面に接着される台座下面と、前記台座下面の反対側に設けられる台座上面とを有する台座を備え、
   前記台座が前記タイヤの内面に接着された場合に、タイヤ周方向において、前記台座下面が前記タイヤの内面に接着される接着長は、４５ｍｍ以下であり、かつ、
   Ｍ _２４０ は、前記機能部品の質量、
   Ｈ _２４０ は、前記タイヤの内面に対する垂直方向において前記機能部品の重心高さ、
   Ｔ _２１０ は、前記垂直方向において前記台座の厚み、
   Ｒは、前記タイヤの径、
   Ｌ _２１０ は、前記接着長、
   Ｖは、目標耐久速度、
   τｍａｘは、前記台座下面の端に生じる最大せん断応力、
   Ａ、Ｂ及びＣは、係数、
   Ｄ _１３０ は、前記垂直方向において前記タイヤの内面から前記タイヤに設けられる補強層までの深さであるとき、
   前記接着長Ｌ _２１０ は、τｍａｘ／（Ａ×Ｃ）＝（Ｈ _２４０ ＋Ｔ _２１０ ＋Ｄ _１３０ ）×Ｖ ^２ ／Ｒ×Ｍ _２４０ ×ＥＸＰ（−Ｂ×Ｌ _２１０ ）の関係を満たす値以上であることを特徴とする取付構造体。
2. タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品を前記タイヤの対面に取り付ける取付構造体であって、
   弾性部材によって構成されており、前記タイヤの内面に接着される台座下面と、前記台座下面の反対側に設けられる台座上面とを有する台座を備え、
   前記台座が前記タイヤの内面に接着された場合に、タイヤ周方向において、前記台座下面が前記タイヤの内面に接着される接着長は、４５ｍｍ以下であり、かつ、
   Ｍ _２４０ は、前記機能部品の質量、
   Ｈ _２４０ は、前記タイヤの内面に対する垂直方向において前記機能部品の重心高さ、
   Ｔ _２１０ は、前記垂直方向において前記台座の厚み、
   Ｒは、前記タイヤの径、
   Ｌ _２１０ は、前記接着長、
   Ｖは、目標耐久速度、
   τｍａｘは、前記台座下面の端に生じる最大せん断応力、
   Ａ、Ｂ及びＣは、係数、
   Ｄ _１３０ は、前記垂直方向において前記タイヤの内面から前記タイヤに設けられる補強層までの深さであるとき、
   前記台座の厚みＴ _２１０ は、τｍａｘ／（Ａ×Ｃ）＝（Ｈ _２４０ ＋Ｔ _２１０ ＋Ｄ _１３０ ）×Ｖ ^２ ／Ｒ×Ｍ _２４０ ×ＥＸＰ（−Ｂ×Ｌ _２１０ ）の関係を満たす値以下であることを特徴とする取付構造体。
   

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