JP6582104B1 - タイヤの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば特許文献1には、異なる2つの物体の境界面に電子部品を配置したタイヤが示されている。
しかしながら、特許文献1に示される技術においては、電子部品を、異なる2つの物体の境界面に電子部品を配置しているため、電子部品を、タイヤを構成するゴム部材内の任意の位置に埋設することはできなかった。
(5)(1)〜(4)のタイヤの製造方法において、前記ゴムストリップは、少なくとも一部に傾斜面(例えば、傾斜面となる部分310)を有しており、前記配置工程において、前記電子部品を、前記傾斜面に配置してもよい。
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係るタイヤ1のタイヤ幅方向の半断面を示す図である。タイヤの基本的な構造は、タイヤ幅方向の断面において左右対称となっているため、ここでは、右半分の断面図を示す。図中、符号S1は、タイヤ赤道面である。タイヤ赤道面S1は、タイヤ回転軸に直交する面で、かつタイヤ幅方向中心に位置する面である。
ここで、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であり、図1の断面図における紙面左右方向である。図1においては、タイヤ幅方向Xとして図示されている。
そして、タイヤ幅方向内側とは、タイヤ赤道面S1に近づく方向であり、図1においては、紙面左側である。タイヤ幅方向外側とは、タイヤ赤道面S1から離れる方向であり、図1においては、紙面右側である。
また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図1における紙面上下方向である。図1においては、タイヤ径方向Yとして図示されている。
そして、タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸から離れる方向であり、図1においては、紙面上側である。タイヤ径方向内側とは、タイヤ回転軸に近づく方向であり、図1においては、紙面下側である。
図2、4〜10についても同様である。
図1に示されるように、カーカスプライ23は、一方のビードコアから他方のビードコアに延び、トレッド12とビード11との間を延在するプライ本体24と、ビードコア21の周りで折り返されているプライ折り返し部25とを備える。本実施形態においては、プライ折り返し部25は、プライ本体24に重ね合わされている。
カーカスプライ23は、タイヤ幅方向に延びる複数のプライコードにより構成されている。また、複数のプライコードは、タイヤ周方向に並んで配列されている。
このプライコードは、ポリエステルやポリアミド等の絶縁性の有機繊維コード等により構成されており、ゴムにより被覆されている。
RFIDタグ40は、RFIDチップと、外部機器と通信を行うためのアンテナとを備えた、パッシブ型のトランスポンダであり、外部機器としての図示しないリーダとの間で無線通信を行う。アンテナとしては、コイル状のスプリングアンテナ、板状のアンテナ、棒状の各種のアンテナが用いられる。例えば、フレキシブル基板に対して所定のパターンをプリントすることによって形成したアンテナであってもよい。アンテナは、使用する周波数帯域等に応じて、最適化されたアンテナ長さに設定されている。RFIDチップ内の記憶部には、製造番号、部品番号等の識別情報が格納されている。
図1、2に示されるように、RFIDタグ40は、サイドウォールゴム30内に埋設されている。
具体的には、成形ドラムを回転させた状態で、貼り付けローラーを用いてゴムストリップ300をカーカスプライ23側に押しつけて貼り付けつつ、ゴムストリップ300をタイヤ径方向に少しずつずらしていく。これにより、カーカスプライ23の側面に、ゴムストリップ300が螺旋状に貼りつく態様で巻きついていく。
より具体的には、図1、2に示されるように、ゴムストリップ300は、ゴムストリップ300の下層部材としてのカーカスプライ23等を覆うように第1層301が巻きつけられ、第1層301の少なくとも一部が外表面に露出するように第2層302が巻きつけられ、第2層302の少なくとも一部が外表面に露出するように第3層303が巻きつけられ、第3層303の少なくとも一部が外表面に露出するように第4層304が巻きつけられる。このように、ゴムストリップ300は、下層部材に対して螺旋状に巻き付けられていき、最終的にサイドウォールゴム30が形成される。
なお、図1、2においては、ゴムストリップ300は、リムストリップゴム32側からトレッドゴム28側に向かって螺旋状に巻き付けられている例が示されているが、巻き付け方向はこれに限らない。例えば、トレッドゴム28側からリムストリップゴム32側に向かって螺旋状に巻き付けても良い。また、サイドウォールゴム30の一部のみ、例えばタイヤ径方向外側の領域のみをリボン巻き工法により形成してもよい。
本実施形態においては、ゴムストリップ300の第2層目302と第3層目303の間に配置されている。
前述のとおり、サイドウォールゴム30は、リボン巻き工法により形成されている。すなわち、図示しない成形ドラムに、リムストリップゴム32、トレッドゴム28等が設けられたカーカスプライ23を配置し、この成形ドラムを回転させる。そして、図示しない貼り付けローラーを用いて、回転しているカーカスプライ23の側面にゴムストリップ300を押圧する。
図4〜図8は、本実施形態における、RFIDタグ40の配置位置の例を示す拡大断面図である。
この場合は、カーカスプライ23上のRFIDタグ40は、サイドウォールゴム30に覆われることにより、サイドウォールゴム30の中に埋設されることになる。
また、図8に示されるように、RFIDタグ40を、ゴムストリップ300の第1層目301と、ゴムストリップの下層部材としてのリムストリップゴム32との間に配置してもよい。
図7、図8の構成においては、RFIDタグ40が、タイヤの歪みが比較的少ない位置である、ビードフィラー22のタイヤ径方向外側端22A近傍や、ビードフィラー22の近傍に配置されているため、RFIDタグ40が破損しにくい。
なお、層の選択としては、RFIDタグ40が配置される場所が特定できればよく、図9に示す例の場合、RFIDタグ40を覆う「第3層303」が選択された、と捉えてもよいし、「第2層302」と「第3層303」の間が選択された、と捉えてもよい。
なお、タイヤ外表面からの所望の埋設深さ位置Mと、タイヤ径方向における所望の配置位置Y1のうち、いずれか一方を優先させて、この選定工程を行ってもよい。
一般に、タイヤ外表面からの埋設深さ位置の方が、タイヤ径方向における配置位置よりも、細かい位置調整が求められる。よって、図9に示されるように、タイヤ外表面からの所望の埋設深さ位置Mに埋設することを前提に、タイヤ径方向における所望の配置位置Y1に最も近いゴムストリップ300の層間位置等を、RFIDタグ40を配置するゴムストリップ300の層として決定してもよい。図9に示される例においては、埋設深さ位置Mの点線上において、クロスポイントPに最も近い層間が、第2層302と第3層303の層間であるため、RFIDタグ40を配置する層として、第2層302(第2層302と第3層303の間)が選定されている。
なお、タイヤ外表面からの所望の埋設深さ位置Mと、タイヤ径方向における所望の配置位置Y1は、それぞれ幅を有していてもよい。
なお、タイヤ外表面からの所望の埋設深さ位置Mに換えて、カーカスプライ23からの所望の離間距離を用いてもよい。
予めゴムストリップ300にRFIDタグ40を貼り付ける態様を採用した場合、比較的早い段階で巻き付けられる位置にRFIDタグ40が配置した方が、ゴムストリップ300の巻き付け工程中にRFIDタグ40が剥がれ落ちるような状況が発生しにくい。
また、タイヤ径方向内側からゴムストリップ300を巻き付ける場合において、第1層から第3層にRFIDタグ40を配置すれば、モジュラスの高いゴムであるビードフィラーに比較的近い位置となるため、RFIDタグ40が破損しにくい。
なお、比較的モジュラスの低いサイドウォールゴム30を形成するゴムストリップ300は、加硫前において密着性がよいため、RFIDタグ40を貼り付ける部材として好適である。特に、押し出し成形直後のゴムストリップ300は非常に密着性がよい。
そして、リボン巻き工法後、RFIDタグ40を含む各構成部材が組み付けられた生タイヤを、加硫工程において加硫し、タイヤを製造する。
よって、タイヤ外表面からの埋め込み深さ位置をゴムストリップ300の厚み以下の寸法レンジで微調整することができる、RFIDタグ40の配置自由度が高いタイヤの製造方法を提供することができる。
よって、適切な位置にRFIDタグ40を配置することができる。
よって、巻き付け工程時にRFIDタグ40の配置作業を行う必要がない。
よって、予めゴムストリップ300にRFIDタグ40を貼り付ける態様を採用した場合、ゴムストリップ300の巻き付け工程中にRFIDタグ40が剥がれ落ちるような状況が発生しにくい。また、タイヤ径方向内側からゴムストリップ300を巻き付ける場合において、第1層から第3層にRFIDタグ40を配置すれば、モジュラスの高いゴムであるビードフィラーに比較的近い位置となるため、RFIDタグ40が破損しにくい。
このようなゴムストリップ300を用いて、傾斜面部分が重なるようにゴムストリップ300を螺旋状に巻き付けることで、サイドウォールゴム30の仕上がり形状も良好となる。また、RFIDタグ40を確実にゴムストリップ300の層間に挟み込むことができる。
これにより、所望とするRFIDタグ40の埋め込み位置に応じて、RFIDタグを配置する上で最も適切なゴムストリップ300の層が選択されるため、適切な位置にRFIDタグ40を埋設することができる。
次に、第2実施形態に係るタイヤについて、図10A〜10Cを参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第1実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、また詳細な説明を省略する。
本実施形態においては、図10A〜10Cに示されるように、RFIDタグ40は保護部材43により被覆されている。
第2実施形態においては、このような保護部材43によって保護されたRFIDタグ40を、タイヤ1に埋設する。
ここで、モジュラスは、JIS K6251:2010の「3.7 所定伸び引張り応力(stress at a given elongation),S」に準拠して測定された、23℃の雰囲気下における100%伸長モジュラス(M100)を指す。
例えば、保護部材43に用いられるゴムとしては、サイドウォールゴム30のモジュラスを基準として、その1.1倍〜2倍のモジュラスのゴムを用いることがより好ましい。
また、保護部材43に採用するゴムとして、サイドウォールゴム30よりもモジュラスが高いゴムを用いることにより、RFIDタグ40、保護部材43、サイドウォールゴム30またはインナーライナー29の順に剛性が段階的に変化するため、タイヤが変形した場合において、RFIDタグ40埋設部においてゴム構造体内に過度な応力が発生することを防ぐことができる。
また、保護部材43として、加硫後の状態のゴムシートを用いてもよい。加硫後の状態のゴムシートは、生ゴムのように塑性変形しないため、RFIDタグ40を適切に保護することができる。
例えば、加硫前のゴムストリップ300といった部材の所望の位置に、ゴムシートによって被覆されたRFIDタグ40を、生ゴムの粘着性を利用して適切に貼り付けることができる。また、ゴムシートも加硫前の生ゴムとすることにより、ゴムシート自身の粘着性も用いて、より簡便に貼り付けることができる。
また、例えば、RFIDタグ40の全周に亘って1枚のゴムシートを巻き付ける構成や、RFIDタグ40の全周に亘って、粘度の高いポッティング剤の態様の保護部材を付着させた構成であってもよい。このような構成であっても、RFIDタグ40を適切に保護することができる。
このような態様とすることで、タイヤが変形したときにおいても、RFIDタグ40に応力がかかりにくい。また、製造工程において、保護部材43に被覆されたRFIDタグ40を取り付ける作業が簡便となる。
よって、RFIDタグ40を適切に保護することができる。
次に、第3実施形態に係るタイヤについて、図11〜17を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、第2実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、また詳細な説明を省略する。
本実施形態は、RFIDタグ40のアンテナが、コイル状のスプリングアンテナである場合に特に好適な実施形態である。
第3実施形態においては、このようなコイル状のスプリングアンテナを有するRFIDタグ40等の電子部品を、タイヤ1に埋設する。
ゴム46は、スプリングアンテナ421の外周面と略同じ外径となるように埋め込まれる。そして、スプリングアンテナ421の外周面からゴム46がはみ出ている場合には、その部分を拭き取って除去することが好ましい。すなわち、ゴム46の外周面は、スプリングアンテナ421の外周面と略同一面となるように成形されることが好ましい。
なお、スプリングアンテナ421内にゴム46を充填すると共に、スプリングアンテナ421の外周をゴム46で薄く包み込んでもよい。一方、スプリングアンテナ421をゴム46によって厚く包み込んでしまうと、スプリングアンテナ421の柔軟性が損なわれる上に、RFIDタグ40を挟み込んだ後のゴムシート431、432により形成される幅方向の寸法が大きくなってしまうため、好ましくない。
なお、スプリングアンテナ421の内周面と略同じ外径となるように、ゴム46を埋め込んでもよい。ゴム46の外周部は、スプリングアンテナ421の内周面〜外周面の範囲内に位置していることが望ましい。
なお、スプリングアンテナ421内に配置するゴム46としては、好ましくは未加硫のゴムを用いる。ゴム46、ゴムシート431、432を未加硫のゴムとし、同時に加硫することにより、ゴム46、ゴムシート431、432、スプリングアンテナ421の一体性が高まる。また、ゴム46、ゴムシート431、432は、同種のゴムとすることがより好ましい。
なお、スプリングアンテナ421の柔軟性を重視して、ゴム46として、ゴムシート431、432よりも低いモジュラスのゴムを用いてもよい。また、略同一のモジュラスのゴム、同じ材質のゴムを用いてもよい。
なお、スプリングアンテナ421内に配置するゴム46として、加硫後のゴムを用いてもよい。また、ゴム系接着剤、ゴム系充填剤などを用いることも可能である。柔軟性を確保しつつ、スプリングアンテナ421内に空気をなるべく残らないようにすることを考慮して、各種のゴム系材料を採用することができる。
ゴム46の配置作業としては、各種の方法が採用可能であるが、例えば、注射器を用いてスプリングアンテナ421内にゴムを注入することも可能である。この場合、注射器を用いて、設定された適切な量のゴム46を充填してもよい。また、ゴム46を多めに充填後、スプリングアンテナ421の外周からはみ出た部分を拭き取ってもよい。
また、スプリングアンテナ421内にゴム46が配置されていることにより、スプリングアンテナ421、ゴム46、ゴムシート431、432の一体性が高まり、タイヤが変形したときに、ゴムの動きにスプリングアンテナ421が追従する。よって、スプリングアンテナ421を有するRFIDタグ40の耐久性も向上する。
本実施形態においてゴムシート431、432で挟み込まれたRFIDタグ40は、ゴムストリップ300等に配置され、その後生タイヤは加硫される。
これにより、スプリングアンテナ421内に空気45が残ってしまうことがない。また、空気溜まりを気にしなくてもよいため、ゴムシート431、432でRFIDタグ40を挟み込む作業も簡便となる。
また、スプリングアンテナ421の外周部と、ゴムシート431、432の外表面との距離Lが安定するため、RFIDタグ40は、ゴムシート431、432によって十分保護される。本実施形態のタイヤ1ように、RFIDタグ40がサイドウォールゴム30に埋設されている態様の場合、すなわち、タイヤ1の外表面に近い部分に埋設されている場合、このような空気溜まり対策、保護強化対応は特に有効である。
なお、本発明のタイヤは、乗用車、ライトトラック、トラック、バス等の各種タイヤとして採用することができるが、特に乗用車用のタイヤとして好適である。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に含まれる。
11…ビード
12…トレッド
13…サイドウォール
21…ビードコア
22…ビードフィラー
22A…ビードフィラーのタイヤ径方向外側端
23…カーカスプライ
24…プライ本体
25…プライ折り返し部
26…スチールベルト
27…キャッププライ
28…トレッドゴム
29…インナーライナー
30…サイドウォールゴム
300…ゴムストリップ
301…第1層
302…第2層
303…第3層
304…第4層
310…傾斜面となる部分
31…チェーハー
32…リムストリップゴム
40…RFIDタグ
41…RFIDチップ
42…アンテナ
421…スプリングアンテナ
43…保護部材
431、432…ゴムシート
46…ゴム
Claims (5)
- 未加硫ゴムからなるゴムストリップを回転体に巻いてタイヤの構成部材を製造するタイヤの製造方法であって、
加硫前の前記ゴムストリップを、少なくとも一部が外表面に露出し、その他の部分が後に巻かれる前記ゴムストリップに覆われるように、部分的な重なり領域をもって螺旋状に巻き付ける巻き付け工程と、
前記巻き付け工程またはその前の工程において、前記ゴムストリップの前記部分的な重なり領域、または前記ゴムストリップの下層部材と前記ゴムストリップとの間に電子部品が位置するように、前記電子部品を配置する配置工程と、を含み、
前記ゴムストリップは、少なくとも一部に傾斜面を有しており、
前記配置工程において、前記電子部品を、前記傾斜面に配置する、タイヤの製造方法。 - 前記配置工程において、前記電子部品を、前記回転体に巻き付けられた後の前記ゴムストリップに配置する、請求項1に記載のタイヤの製造方法。
- 前記配置工程において、前記電子部品を、前記回転体に巻かれる前の前記ゴムストリップに配置する、請求項1に記載のタイヤの製造方法。
- 前記巻き付け工程において、前記ゴムストリップは、前記ゴムストリップの前記下層部材を覆うように第1層が巻きつけられ、前記第1層の少なくとも一部が外表面に露出するように第2層が巻きつけられ、前記第2層の少なくとも一部が外表面に露出するように第3層が巻きつけられ、前記第3層の少なくとも一部が外表面に露出するように第4層が巻きつけられ、
前記配置工程において、前記電子部品は、前記ゴムストリップの前記下層部材と前記ゴムストリップの前記第1層との間、前記第1層と前記第2層との間、前記第2層と前記第3層との間、前記第3層と前記第4層との間の、いずれかの位置に配置される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイヤの製造方法。 - 前記配置工程において、タイヤ外表面からの所望の埋設深さ位置と、タイヤ径方向における所望の配置位置とに基づき、前記電子部品を配置する前記ゴムストリップの層を選定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤの製造方法。
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