JP6582106B1

JP6582106B1 - タイヤの製造方法

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Publication number: JP6582106B1
Application number: JP2018188132A
Authority: JP
Inventors: 和正細見
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2038-10-03
Also published as: CN110978903A; JP2020055454A; US20200108579A1; CN110978903B; EP3632664B1; EP3632664A1

Abstract

【課題】タイヤの内部にＲＦＩＤタグなどの電子部品を埋設する場合においても、ユニフォミティが良好なタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤを構成する複数のリング状のタイヤ構造体としてのビードフィラー２２およびカーカスプライ２３と、電子部品としてＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５とを備え、ビードフィラー２２とカーカスプライ２３の間に、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５が配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品が埋設されたタイヤ及びタイヤの製造方法に関する。

従来、ＲＦＩＤタグ等の電子部品を埋設したタイヤが知られている。このようなタイヤは、タイヤに埋設されたＲＦＩＤタグと、外部機器としてのリーダとが通信を行うことにより、タイヤの製造管理、使用履歴管理等を行うことができる。
例えば特許文献１には、ＲＦタグを、スティフナーの近傍に埋設したタイヤが開示されている。

特開２０１６−３７２３６号公報

しかしながら、特許文献１に示される技術のようにＲＦＩＤタグをタイヤの内部に埋設すると、ＲＦＩＤタグによって段差が生じるため、ユニフォミティが悪化するおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤの内部にＲＦＩＤタグなどの電子部品を埋設する場合においても、ユニフォミティが良好なタイヤを提供することにある。

（１）本発明のタイヤ（例えば、タイヤ１）は、タイヤを構成する複数のリング状のタイヤ構造体（例えば、ビードフィラー２２、カーカスプライ２３）と、電子部品（例えば、ＲＦＩＤタグ４０）と一体となったリング状のゴムシート（例えば、ゴムシート４５）とを備え、前記複数のリング状のタイヤ構造体の間に、前記電子部品と一体となったリング状のゴムシートが配置されている。

（２）本発明のタイヤは、（１）において、ビードコア（例えば、ビードコア２１）と、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に延出するビードフィラー（例えば、ビードフィラー２２）とを有するビード（例えば、ビード１１）を備え、前記リング状のタイヤ構造体としての前記ビードフィラーに前記ゴムシートが設けられていてもよい。

（３）本発明のタイヤは、（２）において、前記ビードフィラーの表面に、周方向に延びる凹み（例えば、リング状凹み２２Ｂ）が形成されており、該凹みに前記リング状のゴムシートが設けられてもよい。

（４）本発明のタイヤは、（３）において、前記凹みを備えた前記ビードフィラーが押し出し成形加工を用いて成形されていてもよい。

（５）本発明のタイヤの製造方法は、電子部品と一体となったリング状のゴムシートを、ビードコアのタイヤ径方向外側に延出するビードフィラーに配置する工程を含む。

本発明によれば、リング状のゴムシートに電子部品を埋設し、このゴムシートをタイヤの構造内に設けるようにしたことで、電子部品を埋設する場合であっても、電子部品周囲に段差がなくなり、ユニフォミティ悪化などの問題を防ぐことが可能になる。よって、電子部品を埋設した場合であっても、確実に高品質で信頼性の高いタイヤを提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るタイヤのタイヤ幅方向の半断面を示す図である。図１のタイヤの部分拡大断面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤが具備するリング状のゴムシート及びこれに埋設されたＲＦＩＤタグを示す図である。本発明の一実施形態に係るタイヤの変更例であり、タイヤ幅方向の半断面を示す図である。図４のタイヤの部分拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、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、５についても同様である。

タイヤ１は、例えば乗用車用のタイヤであり、図１に示すように、タイヤ幅方向両側に設けられた一対のビード１１と、路面との接地面を形成するトレッド１２と、一対のビード１１とトレッド１２との間を延びる一対のサイドウォール１３とを備える。

ビード１１は、ゴムが被覆された金属製のビードワイヤを複数回巻いて形成した環状のビードコア２１と、ビードコア２１のタイヤ径方向外側に延出している、先端先細り形状のビードフィラー２２とを備える。ビードコア２１は、空気が充填されたタイヤを、図示しないホイールのリムに固定する役目を果たす部材である。ビードフィラー２２は、ビード周辺部の剛性を高め、高い操縦性および安定性を確保するために設けられている部材であり、例えば周囲のゴム部材よりもモジュラスの高いゴムにより構成される。

タイヤ１の内部には、タイヤの骨格となるプライを構成するカーカスプライ２３が埋設されている。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ている。すなわち、一対のビードコア２１間を、一対のサイドウォール１３およびトレッド１２を通過する態様で、タイヤ１内に埋設されている。

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。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。

トレッド１２において、カーカスプライ２３のタイヤ径方向外側には、スチールベルト２６が設けられている。スチールベルト２６は、ゴムで被覆された複数のスチールコードにより構成されている。スチールベルト２６を設けることにより、タイヤの剛性が確保され、トレッド１２と路面の接地状態が良くなる。本実施形態においては、２層のスチールベルト２６１、２６２が設けられているが、積層されるスチールベルト２６の枚数はこれに限らない。

スチールベルト２６のタイヤ径方向外側には、ベルト補強層としてのキャッププライ２７が設けられている。キャッププライ２７は、ポリアミド繊維等の絶縁性の有機繊維層により構成されており、ゴムにより被覆されている。キャッププライ２７を設けることにより、耐久性の向上、走行時のロードノイズの低減を図ることができる。

キャッププライ２７のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム２８が設けられている。トレッドゴム２８の外表面には、図示しないトレッドパターンが設けられており、この外表面が、路面と接触する接地面となる。

ビード１１、サイドウォール１３、トレッド１２において、カーカスプライ２３のタイヤ内腔側には、タイヤ１の内壁面を構成するゴム層としてのインナーライナー２９が設けられている。インナーライナー２９は、耐空気透過性ゴムにより構成されており、タイヤ内腔内の空気が外部に漏れるのを防ぐ。

サイドウォール１３において、カーカスプライ２３のタイヤ幅方向外側には、タイヤ１の外壁面を構成するサイドウォールゴム３０が設けられている。このサイドウォールゴム３０は、タイヤ１がクッション作用をする際に最もたわむ部分であり、通常、耐疲労性を有する柔軟なゴムが採用される。

ビード１１のビードコア２１周りに設けられたカーカスプライ２３のタイヤ径方向内側には、チェーハー３１が設けられている。チェーハー３１は、カーカスプライ２３のプライ折り返し部２５のタイヤ幅方向外側にも延在しており、そのタイヤ幅方向外側およびタイヤ径方向内側には、リムストリップゴム３２が設けられている。このリムストリップゴム３２のタイヤ径方向外側は、サイドウォールゴム３０に連接している。

本実施形態のタイヤ１には、電子部品としてのＲＦＩＤタグ４０が埋設されている。
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。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２は、図１のタイヤ１におけるＲＦＩＤタグ４０の埋設部周辺を示す拡大断面図である。

図２、図３に示すように、本実施形態では、ＲＦＩＤタグ４０がリング状のゴムシート４５に一体に取り付けられ、このリング状のゴムシート４５をタイヤと同心状に配しつつ、タイヤ１の構造体内部に埋設されている。また、本実施形態では、ＲＦＩＤタグ４０を備えたリング状のゴムシート４５が先端先細り形状のビードフィラー２２に取り付けて配設されている。言い換えれば、ＲＦＩＤタグ４０はリング状のゴムシート４５とともにカーカスプライ２３のプライ本体２４とプライ折り返し部２５との間に配設されている。
ＲＦＩＤタグ４０は、リング状のゴムシート４５によって覆われており、ＲＦＩＤタグ４０とリング状のゴムシート４５は一体となっている。ここで、ＲＦＩＤタグ４０は、リング状のゴムシート４５に完全に覆われていてもよいし、一部が露出した状態で覆われていてもよい。完全に覆う場合は、リング状のゴムシート４５を２枚のゴムシートにより構成し、ＲＦＩＤタグ４０を２枚のゴムシートで挟み込んでも良い。

なお、ＲＦＩＤタグ４０を備えたリング状のゴムシート４５は、例えば、図１、図２に示すように、タイヤ１の製造時に先端先細り形状のビードフィラー２２の表面に貼り付けたり、図４、図５に示すように、先端先細り形状のビードフィラー２２に予め形成したリング状凹み２２Ｂに嵌め合せるなどして設けるようにすればよい。なお、図４、５の例では、ビードフィラー２２の表面には、周方向に延びる凹みが形成されているが、このリング状凹み２２Ｂは、押し出し成形を用いてビードフィラー２２を形成するなど、適宜手段を用いて形成すればよい。すなわち、ビードフィラー２２は、凹みを押し出し成形加工した押し出し成型品であってもよい。

ここで、ＲＦＩＤタグ４０は、タイヤ１の製造工程において、加硫工程の前に取り付けられている。
本実施形態では、被覆ゴムが加硫される前のカーカスプライ２３のプライ折り返し部２５（又はプライ本体２４）に、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を取り付ける。このとき、カーカスプライ２３の被覆ゴムは加硫前の生ゴムの状態であるため、その粘着性を利用して、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５をカーカスプライ２３に貼り付けることができる。あるいは、接着剤等を用いて貼り付けてもよい。ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５をカーカスプライ２３に貼り付けた後、カーカスプライ２３とビードフィラー２２によって、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を挟み込む。その後、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１を製造する。
このように、本実施形態においては、タイヤ製造時において、剛性を有し、粘着性を有する生ゴムにより被覆されているカーカスプライ２３にＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を貼り付けることができるため、タイヤの製造工程におけるＲＦＩＤタグ４０の組み付け作業が容易である。

また、本実施形態では、例えば、加硫前のビードフィラー２２の所望の位置に、タイヤ１と同心状にＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５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。さらに、ゴムシート４５も加硫前の生ゴムとすることにより、ゴムシート４５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。なお、図１、２においては、リング状のゴムシート４５は、ビードフィラー２２のタイヤ径方向外側端２２Ａ、つまり、タイヤ幅方向外側から見たときの、ビードフィラー２２の外周部に沿って貼り付けられている。よって、貼り付け作業性が良好である。その後、ビードフィラー２２とカーカスプライ２３によって、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を挟み込む。その後、上述の加硫工程を実施してタイヤ１を製造する。
以上のように、本実施形態においては、タイヤ１を構成する複数のリング状のタイヤ構造体としてのビードフィラー２２とカーカスプライ２３の間に、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を配置する。

このようにビードフィラー２２の所望の位置に、リング状のゴムシート４５によって被覆されたＲＦＩＤタグ４０を貼り付けることにより、ＲＦＩＤタグ４０は、プライ折り返し部２５とビードフィラー２２との間（あるいはプライ本体２４とビードフィラー２２との間）に挟まれることになる。この場合、プライ本体２４とプライ折り返し部２５とが相対的に移動することによりＲＦＩＤタグ４０が応力を受ける状況下においても、リング状のゴムシート４５の存在によって、ＲＦＩＤタグ４０が保護される。よって、ＲＦＩＤタグ４０の耐久性がさらに向上する。

また、ＲＦＩＤタグ４０がリング状のゴムシート４５に埋設されているため、加硫工程等の製造時に、ＲＦＩＤタグ４０の周囲に段差がなくなり、ユニフォミティ悪化などの問題を防ぐことが可能になる。よって、ＲＦＩＤタグ４０をタイヤ１に埋設する場合であっても、確実に高品質で信頼性の高いタイヤ１を提供することが可能になる。

さらに、図４、図５に示すように、押し出し成形を用いるなどしてビードフィラー２２にリング状凹み２２Ｂを設け、リング状凹み２２Ｂにリング状のゴムシート４５及びＲＦＩＤタグ４０を嵌め合せて設置した場合には、さらに確実に段差がなくなる。これにより、ユニフォミティ悪化などの問題を防ぐことが可能になる。

ここで、ビードコア２１は、金属製のビードワイヤを積層巻回して環状に形成されていることから、通信に対して悪影響をおよぼす可能性が特に高い金属部材であるが、上記のように構成することによって、本実施形態のＲＦＩＤタグ４０は、金属製のビードコア２１から十分離れた位置に配置され、好適な通信性能を確保することができる。

さらに、本実施形態のＲＦＩＤタグ４０は、金属製のビードコア２１から遠く、且つスチールベルト２６からも遠い位置に配置されているため、この点からも、ＲＦＩＤタグ４０が金属製の部品による悪影響を受けにくく、より好適な通信性能を確保することができる。

また、本実施形態のＲＦＩＤタグ４０は、カーカスプライ２３を構成する繊維層によって移動が規制され、走行時のタイヤの歪み等の影響を受けにくくなる。よって、追加の部品を用いることなく、既存の部品によりＲＦＩＤタグ４０の耐久性を向上させることができる。

さらに、本実施形態によれば、カーカスプライ２３を構成する繊維層で囲繞されたビードフィラー２２内にＲＦＩＤタグ４０が設けられているため、且つタイヤ１の外壁面からＲＦＩＤタグ４０までの距離が遠いため、タイヤに衝撃が加わったとしても、ＲＦＩＤタグ４０は保護される。すなわち、ＲＦＩＤタグ４０の衝撃保護性が十分に確保される。

一方、加硫工程等の製造時におけるタイヤの構成部材間の膨張・収縮量の差による、カーカスプライ２３とＲＦＩＤタグ４０間の応力集中を防ぐことや、使用時のタイヤの歪みにより発生する、カーカスプライ２３とＲＦＩＤタグ４０間の応力集中を防ぐことを考慮すれば、例えば、ＲＦＩＤタグ４０のタイヤ幅方向外側、すなわちカーカスプライ２３側にのみ、保護部材としてのゴムシートや繊維層を設けてもよい。
ＲＦＩＤタグ４０の片面のみに保護部材４３を設けた場合は、全体の厚みを薄くすることができる。

なお、リング状のゴムシート４５及びＲＦＩＤタグ４０は、カーカスプライ２３とインナーライナー２９との間、カーカスプライ２３とサイドウォールゴム３０の間など、他の部分のタイヤ構造内に配置してもよい。
すなわち、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を挟み込む、タイヤを構成する複数のリング状のタイヤ構造体は、ビードフィラー２２、カーカスプライ２３に限らず、インナーライナー２９、サイドウォールゴム３０等であってもよい。

また、本実施形態においては、電子部品として、ＲＦＩＤタグ４０がタイヤ１に埋設されているが、タイヤ１に埋設される電子部品は、ＲＦＩＤタグ４０に限らない。例えば、無線通信を行うセンサ等の各種の電子部品であってもよい。電子部品は、外部からの衝撃や周囲の応力の影響により性能が低下する可能性がある。よって、種々の電子部品をタイヤに埋設する場合においても、本発明の効果を得ることができる。例えば電子部品は、圧電素子や、歪センサであってもよい。

本実施形態のタイヤ１によれば、以下の効果を奏する。

（１）本実施形態に係るタイヤ１は、タイヤを構成する複数のリング状のタイヤ構造体としてのビードフィラー２２およびカーカスプライ２３と、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５とを備え、ビードフィラー２２とカーカスプライ２３の間に、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５が配置されている。

これにより、ＲＦＩＤタグ４０を設けることによって段差が生じることがなく、加硫工程等の製造時に、ユニフォミティ悪化などの問題を防ぐことが可能になる。よって、ＲＦＩＤタグ４０をタイヤ１に埋設する場合であっても、確実に高品質で信頼性の高いタイヤ１を提供することが可能になる。
また、加硫前のビードフィラー２２の所望の位置に、ゴムシート４５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４５も加硫前の生ゴムとすることにより、ゴムシート４５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。

（２）本実施形態に係るタイヤ１は、ビードコア２１と、ビードコア２１のタイヤ径方向外側に延出するビードフィラー２２とを有する一対のビード１１を備え、ＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５が、リング状のタイヤ構造体としてのビードフィラー２２に貼り付けて設けられる。

これにより、追加の部品を用いることなく、既存の部品によりＲＦＩＤタグ４０を保護することができる。
また、ビードフィラー２２は、周囲のゴム部材よりもモジュラスが高いゴム部材であるため、このビードフィラー２２によってもＲＦＩＤタグ４０の動きが抑制され、ＲＦＩＤタグ４０の耐久性が向上する。
よって、ビードフィラー２２の内部に設けることで、製造性、通信機能性等を好適に確保してＲＦＩＤタグ４０をタイヤ１に埋設することが可能になる。

（３）本実施形態に係るタイヤ１は、ビードフィラー２２の表面に、周方向に延びるリング状凹み２２Ｂが形成されており、該リング状凹み２２Ｂにリング状のゴムシート４５が設けられている。

これにより、ＲＦＩＤタグ４０を設けることによって段差が生じることをさらに確実に防止でき、加硫工程等の製造時に、ユニフォミティ悪化などの問題を防ぐことが可能になる。よって、ＲＦＩＤタグ４０をタイヤ１に埋設する場合であっても、より確実に高品質で信頼性の高いタイヤ１を提供することが可能になる。
また、ゴムシート４５とともにＲＦＩＤタグ４０が、周囲のゴム部材よりも高いモジュラスのビードフィラー２２内に嵌合設置されるため、さらに耐久性を向上させることができる。

（４）本実施形態に係るタイヤ１は、リング状凹み２２Ｂを備えたビードフィラー２２が押し出し成形を用いて成形されている。
これにより、精度よく効率的にリング状凹み２２Ｂを備えたビードフィラー２２を形成することができる。

（５）本実施形態に係るタイヤ１の製造方法は、電子部品のＲＦＩＤタグ４０と一体となったリング状のゴムシート４５を、ビードコア２１のタイヤ径方向外側に延出するビードフィラー２２に配置する工程を含む。
これにより、上記（２）と同様の作用効果を得ることが可能になる。

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。

１…タイヤ
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
２２Ｂ…リング状凹み
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
３１…チェーハー
３２…リムストリップゴム
４０…ＲＦＩＤタグ
４５…リング状のゴムシート

Claims

ビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に延出するビードフィラーとを有するビードを備えるタイヤの製造方法であって、
前記ビードフィラーの表面の周方向に延びる凹みを形成する工程と、
前記周方向に延びる凹みに、電子部品と一体となったリング状ゴムシートを配置する工程と、を含むタイヤの製造方法。