JP7019839B2 - トランスポンダ付空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トランスポンダ付空気入りタイヤに関する。

近年、現代の車両の積極的な役割を担うことのできる、いわゆる「スマート」空気入りタイヤが出現した。「スマート」空気入りタイヤは、取り付けられている空気入りタイヤの種類に関する情報、空気入りタイヤの状態に関する情報、および周囲条件に関する情報をも提供する。

「スマート」空気入りタイヤには、通常、トランスポンダ（すなわち、無線周波数で通信するのに適した電子装置）が装備される。このトランスポンダは、空気入りタイヤの識別、特性、および履歴のリモート通信を（すなわち、タイヤが取り付けられている車両と、空気入りタイヤのチェックまたは交換を実行しなければならないオペレータとの両方に対して）可能にする。

最近では、トランスポンダの存在を利用したＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術と、ＴＰＭＳ（Tyre Pressure Monitoring Systems）技術との一体化が提案されている。ＴＰＭＳ技術は、トランスポンダ内に有効なインフレーション圧力を記憶し、次いでトランスポンダ自体を使用してこの有効なインフレーション圧力をリモート通信するために、有効なインフレーション圧力を測定するものである。

当初、トランスポンダを空気入りタイヤのサイドウォールの内面または外面上に接着することが提案された。この解決策は、設計の観点から極めて単純であり、既存の空気入りタイヤにも適用できる。しかしながら、これに反して、この解決策は、空気入りタイヤのサイドウォールが受ける周期的な変形を受けても、トランスポンダが空気入りタイヤから外れないこと（特に外面に接着されている場合）を保証するものではない。

その後、空気入りタイヤの構造内、すなわち空気入りタイヤを構成する様々な層の内部にトランスポンダを統合することが提案された。

特許出願ＵＳ２００８０２８９７３６Ａ１号は、トランスポンダがビードで空気入りタイヤの構造に組み込まれる空気入りタイヤを記載する。特に、トランスポンダは、ボディプライのフラップ上方でサイドウォールとビードフィラーとの間に配置される。

特許出願ＥＰ２１８６６５８Ａ１号は、トランスポンダがビードで空気入りタイヤの構造に組み込まれる空気入りタイヤを記載する。特に、トランスポンダは、ボディプライのフラップ上方で、サイドウォールとビードフィラーとの間に配置される。またはトランスポンダが、ビードフィラーとボディプライとの間（すなわち、ボディプライのフラップ内）に配置される空気入りタイヤを記載する。

特許出願ＥＰ１３６６９３１Ａ２号は、トランスポンダがビードで空気入りタイヤの構造に組み込まれる空気入りタイヤを記載する。特に、トランスポンダは、ビードフィラー内に沈められ、ボディプライのフラップの内部に配置される。またはトランスポンダが、ビードコアのより内側に配置されたゴム内に沈められる（したがって、ボディプライのフラップの外部に配置される）空気入りタイヤを記載する。

特許出願ＵＳ２０１０１２２７５７Ａ１号は、トランスポンダが摩耗ゴムストリップの端部とビードフィラーの端部との間に配置されることが好適である空気入りタイヤを記載する。

特許出願ＥＰ１５５２９６８Ａ１号は、トランスポンダがビードで、ボディプライの端部の径方向でより内側に配置される空気入りタイヤを記載する。

それにもかかわらず、空気入りタイヤ内のトランスポンダの上述の配置は理想的ではない。というのは、これらの配置は、トランスポンダが（空気入りタイヤの製造中および空気入りタイヤの使用中の両方において）受ける応力および変形を最小限に抑え、また同時に、トランスポンダの無線周波通信の障害および干渉を最小限に抑えることができないためである。

米国特許出願公開２００８／０２８９７３６号明細書 欧州特許出願公開２１８６６５８号明細書 欧州特許出願公開１３６６９３１号明細書 米国特許出願公開２０１０／１２２７５７号明細書 欧州特許出願公開１５５２９６８号明細書

本発明の課題は、上述の欠点がない、すなわち、特に実施が容易で安価なトランスポンダ付空気入りタイヤを提供することである。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に記載のトランスポンダ付空気入りタイヤが提供される。

特許請求の範囲は、本明細書の必須部分を形成する、発明の好適な実施形態を記載する。

次に、本発明を添付の図面を参照して説明する。図面は、いくつかの非限定的で例示的な実施形態を示す。

本発明に従って製造された空気入りタイヤの概略断面図である。明確にするために部品が取り除かれている。 図１の空気入りタイヤのトランスポンダの概略図である。 切断線ＩＩＩ?ＩＩＩによる図２のトランスポンダの断面図である。 切断線ＩＶ?ＩＶによる図２のトランスポンダの断面図である。 代替実施形態による図１の細部の拡大図である。 代替実施形態による図１の細部の拡大図である。 図１の空気入りタイヤのボディプライの縁部に対する、図２のトランスポンダの配置を示す概略図である。 図１の空気入りタイヤの異なる実施形態の概略断面図である。明確にするために部品が取り除かれている。 代替実施形態による図８の細部の拡大図である。 更なる代替実施形態による図８の細部の拡大図である。

図１において、空気入りタイヤは全体として数１で示され、トロイダルカーカス２を備える。トロイダルカーカス２は、単一のボディプライ３を備える。ボディプライ３は、部分的に折りたたまれているために２つの側面フラップ（すなわち、２つの層が互いに重ね合わされ、まとめて「ターンアップ」と呼ばれる）を備える。ボディプライ３の各フラップにおいて、ボディプライ３の縁部（すなわち、終端部）は、ボディプライ自体の中間部分に対して支持される。換言すると、トロイダルカーカス２は、単一でユニークなボディプライ３のみを一意的に備え、したがってボディプライ３上に重ね合わされた他のボディプライ（フラップを形成するか否かにかかわらず）を備えない。

カーカス２の両側には、２つの環状ビード４が配置されている。各環状ビード４は、ボディプライ３で囲まれており（すなわち、ボディプライ３のフラップで囲まれており）、金属線のいくつかの巻線で補強されたビードコア５およびビードフィラー６を備える。

カーカス２は環状トレッド７を支持する。カーカス２とトレッド７との間には、２つのトレッドプライ９を備えるトレッドベルト８が挿入されている。各トレッドプライ９はいくつかのコード（図示せず）を備える。これらのコードは、ゴムベルト内に埋め込まれ、所与のピッチで相互に並んで配置され、空気入りタイヤ１の赤道面に対して決定された傾斜角度を形成する。

インナーライナー１０は、ボディプライ３内に配置されている。インナーライナー１０は、同一の空気入りタイヤ１のインフレーション圧力を経時的に維持するために、気密であり、インナーライニングを構成し、空気入りタイヤ１内の空気を保持する機能を有する。

ボディプライ３は、トレッド７とビード４との間でボディプライ３の外側に配置された一対のサイドウォール１１を支持する。

最後に、ボディプライ３は、一対の摩耗ゴムストリップ１２を支持する。摩耗ゴムストリップ１２は、サイドウォール１３の下方外側で、ビード４に配置されている。

トランスポンダ１３、すなわち、情報を記憶することができ、無線周波数によって通信することができる電子装置（通常は受動的である、すなわち、その電力供給はない）が、空気入りタイヤ１の内部、特にサイドウォール１１において（例えば外側サイドウォール１１において、すなわち、空気入りタイヤ１がリムに取り付けられていると、車両の外部を向くサイドウォール）に組み込まれている（沈められている）。言い換えれば、トランスポンダ１３は、空気入りタイヤ１の内部に組み込まれ、リーダ（そうでなければポーリング装置）と呼ばれる特定の固定型装置またはポータブル装置によるリモートポーリングに応答するのに適した小寸法の「スマートラベル」である。リーダは、無線周波数でトランスポンダ１３自体と通信しながら、ポーリングしているトランスポンダ１３内に含まれる情報を読み取り、および／または変更することができる。したがって、トランスポンダ１３は、いわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術に従って作動する読み取りおよび／または書き込み無線システムの一部である。

図２に示すように、トランスポンダ１３は、不揮発性メモリ（典型的にはＥＥＰＲＯＭまたはＦＲＡＭ、後者はより高価であるが技術的により進歩したもの）を装備した電子回路１４（すなわち、マイクロチップ）と、電子回路１４に接続されたアンテナ１５と、電子回路１４およびアンテナ１５の両方を担持し、しばしば「基板」（典型的には、マイラー、ＰＥＴまたはＰＶＣのようなプラスチック、または他の同様の材料の薄層で作られる）として定義される支持体１６と、を備える。図２に示す実施形態では、アンテナ１５がダイポールアンテナ（または単にダイポール）であり、電磁場を遠隔的に照射する電流が流れる直線状の導電体で構成された２つの等しい開放アームからできている。

使用中、アンテナ１５は、電磁誘導によってアンテナ１５に電位差を誘起する電磁信号を受信する。この電磁信号は、電子回路１４自体に電力を供給するために、電子回路１４において電流の循環を発生させる。このようにして起動された電子回路１４は、そのメモリ内に含まれるデータをアンテナ１５によって送信し、適切な場合にはそのメモリ内に含まれるデータを変更もする。

図２および図３に示すように、トランスポンダ１３はスリーブ１７に挿入されている。スリーブ１７は、重ね合わされて一方が他方に押し付けられた２つのグリーンゴムのストリップ１８からなる（明らかに、２つのゴムストリップ１８のゴムは、最初は未加工であり、空気入りタイヤ１自体の最終的な加硫中に、空気入りタイヤ１の残りの部分と共に加硫される）。一般に、スリーブ１７のグリーンゴムの２つのストリップ１８は、トランスポンダ１３（すなわち、電子回路１４およびアンテナ１５）よりも１～２ｍｍ長い／幅広である。グリーンゴムの２つのストリップ１８は、最初は平行六面体である。トランスポンダ１３自体の周囲で一方が他方に押し付けられると、２つのストリップ１８が、トランスポンダ１３の構成要素の周囲で変形する。代替実施形態によれば、スリーブ１７の２つのゴムストリップ１８は、最初から加硫される（すなわち、２つのゴムストリップ１８のゴムが直ちに加硫される）。

別の実施形態（図示せず）によれば、支持体１６は存在しない。その機能はスリーブ１７のゴムストリップ１８によって果たされる。

好適な実施形態によれば、スリーブ１７（その内部にトランスポンダ１３を含む）の厚さＴは、全体で０．６と２ｍｍの間である。スリーブ１７の幅Ｗは約８～１２ｍｍである。スリーブ１７の長さＬは、約６０～８０ｍｍである。

トランスポンダ１３は、周方向に、すなわち、空気入りタイヤの回転軸を中心とする円周に沿って配置されている。トランスポンダ１３（スリーブ１７内に含まれている）が、直方体形状を有し、したがって空気入りタイヤ１の内部において、空気入りタイヤ１の他のすべての構成要素の環状の進行に追従しないようにすることが重要である。

図５および図６に示す実施形態によれば、トランスポンダ１３（スリーブ１７内に含まれている）は、ボディプライ３のフラップ（すなわち、ボディプライ３の、「Ｕ」字形に折りたたまれたビード４の周りのゾーン）においてボディプライ３と接触するように配置されている。ボディプライ３の各フラップにおいて、ボディプライ３の縁部１９（すなわち、終端部）は、ボディプライ３自体の中間部分に寄りかかっている。トランスポンダ１３は、ボディプライ３の縁部１９（すなわち、終端部）の径方向でより内側に配置されている。そして、トランスポンダ１３は、径方向でボディプライ３の縁部１９（終端部）とビード４との間に配置されている。径方向距離Ｄは、一般に１０ｍｍに等しく、またいずれにせよ７ｍｍより大きく、トランスポンダ１３とボディプライ３の縁部１９（終端部）との間に設けられている。

トランスポンダ１３は、ビード４の径方向でより外側に、したがってビードフィラー６の径方向でより外側に配置されている。さらに、トランスポンダ１３は、サイドウォール１１および摩耗ゴムストリップ１２の径方向でより内側で、摩耗ゴムストリップ１２の終端部の近傍（すなわち、サイドウォール１１および摩耗ゴムストリップ１２の両方が存在するゾーン）に配置されている。

図５に示す実施形態で、トランスポンダ１３（スリーブ１７内に含まれている）は、軸方向でボディプライ３のフラップの内側に配置されているため、両側で横方向に（換言すると、軸方向に、すなわち、空気入りタイヤ１の回転軸に平行して）ボディプライ３に隣接する。換言すると、トランスポンダ１３は、両側で（換言すると、右側および左側で、すなわち、内側および外側の両方で）ボディプライ３の対応する部分と接触する。

図６に示す実施形態で、トランスポンダ１３（スリーブ１７内に含まれている）は、軸方向でボディプライ３のフラップの外部に配置されているため、横方向に（換言すると、軸方向に、すなわち、空気入りタイヤ１の回転軸に平行して）一方の側（内側）でボディプライ３に隣接し、反対側（外側）で摩耗ゴムストリップ１２（図６に示すように）またはサイドウォール１１（図示しない変形例による）に隣接する。換言すると、トランスポンダ１３は、ボディプライ３の対応する部分と内側で接触し、摩耗ゴムストリップ１２（図６に示すように）またはサイドウォール１１（図示しない変形例による）の対応する部分と外側で接触する。

前述したように、トランスポンダ１３は周方向に配置され、直方体形状を有し、空気入りタイヤ１の内部で空気入りタイヤ１の他のすべての構成要素の環状の進行に追従しない。その結果、図７に示すように、トランスポンダ１３とボディプライ３の縁部１９（終端部）との間の径方向距離Ｄは、トランスポンダ１３が矩形の進行を有し、一方ボディプライ３の縁部１９（終端部）が環状の進行を有するため、トランスポンダ１３の全範囲に沿って連続的に可変である（たとえ最大で１～３ｍｍであっても）。この点に関して、トランスポンダ１３とボディプライ３の縁部１９（終端部）との間の最小（すなわち、可能な限り最小の）径方向距離Ｄは、一般に１０ｍｍに等しく、またいずれにせよ７ｍｍより大きくすることが重要である。その結果、トランスポンダ１３とボディプライ３の縁部１９（終端部）との間の最大（すなわち、可能な限り最大の）径方向距離Ｄは、これらの値（例えば、一般に１２ｍｍに等しく、またいずれにせよ９ｍｍより大きい）より（わずかに）大きい。

図１、図５及び図６に示す実施形態で、空気入りタイヤ１は、２つのビード４の周りに２つのフラップを形成する単一のボディプライ３を備える。図８、図９及び図１０に示す代替実施形態では、空気入りタイヤ１が、２つのビード４の周りに２つのフラップを形成するボディプライ３（メイン）と、ボディプライ３よりも小さい更なる（二次又は追加の）ボディプライ２０と、を備える。ボディプライ２０は、ボディプライ３の上に重ね合わされ、２つのビード４の周りを回るが、ボディプライ３のように完全なフラップは形成しない。

ボディプライ３（および／またはボディプライ２０）には、ボディプライ３の限定された部分に適用される局所的な補強要素を設けることができることが重要である。例えば、ボディプライ３には、ビード４近傍に適用される布製補強材、および／または、同様にビード４近傍に適用されるカレンダー加工された「スキージ」を設けることができる。この場合、このような補強要素はボディプライ３の一体部分となる。そのため、トランスポンダ１３を、このような補強要素においても、ボディプライ３と接触して配置することができる。

空気入りタイヤ１は、「標準」タイプまたは「非標準」タイプであってよい。例えば、空気入りタイヤ１は、「ランフラット」タイプ、「スポンジ」タイプ（すなわち、音響効果を有するスポンジ体を内部に備える）、または「シーラント」タイプ（すなわち、任意の穴を塞ぐことができるシール剤を備える）であってよい。

本明細書に記載の実施形態は、本発明の保護範囲から逸脱することなく、相互に組み合わせることができる。

上述の空気入りタイヤ１は、多くの利点を有する。

何よりもまず、前述の空気入りタイヤ１において、トランスポンダ１３の位置は、トランスポンダ１３が（空気入りタイヤ１の製造中および空気入りタイヤ１の使用中の両方において）受ける応力および変形を最小限に抑えることを可能とし、また同時にトランスポンダ１３の無線周波通信の障害および干渉を最小限に抑えることができる（このように、空気入りタイヤ１が金属リム上に取り付けられていない場合には３メートルを超える距離でトランスポンダを読み取り可能であり、空気入りタイヤ１が金属リム上に取り付けられている場合には２メートルを超える距離でトランスポンダ１３を読み取り可能である）。

さらに、上述の空気入りタイヤ１において、（トランスポンダ１３が空気入りタイヤ１内に沈められた「異物」であるにもかかわらず）トランスポンダ１３の存在は、空気入りタイヤ１自体の性能および耐久性（または動作寿命）に悪影響を及ぼすことはない。

図５および図９に示す実施形態で、トランスポンダ１３は、ボディプライ３の層のより内側に位置する限り外部からより良好に保護される。図６および図１０に示す実施形態では、ボディプライ３の局所的な変形が回避される。トランスポンダ１３を収容するための空間は、完全に、サイドウォール１１（これは、ゴムの厚い層で作られているために大きな変形能力を有する）のみを局所的に変形させることで形成されている。そのため、トランスポンダ１３においてボディプライ３の内部に空気を取り込むリスクは、完全に回避される。

最後に、ボディプライ３がまだ完全に平坦な状態であるときに（すなわち、ボディプライ３を形成ドラムの周囲に巻き付ける前に）、トランスポンダ１をボディプライ３に接着させて製造することができるため、またはサイドウォール自体を取り付ける前に、トランスポンダ１をサイドウォール１１に接着させて製造することができるため、上述の空気入りタイヤ１の構造は単純である。明らかに、トランスポンダ１は、図６および１０に示す実施形態においてのみサイドウォール１１に接着させることができる。一方、トランスポンダ１は、全ての実施形態においてボディプライ３に接着させることができる。

１ 空気入りタイヤ
２ カーカス
３ ボディプライ
４ ビード
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ トレッド
８ トレッドベルト
９ トレッドプライ
１０ インナーライナー
１１ サイドウォール
１２ 摩耗ゴムストリップ
１３ トランスポンダ
１４ 電子回路
１５ アンテナ
１６ 支持体
１７ スリーブ
１８ ストリップ
１９ 縁部
２０ ボディプライ
Ｌ 長さ
Ｗ 幅
Ｔ 厚さ
Ｄ 距離

Claims (11)

1. 空気入りタイヤ（１）であって、
   少なくとも１つのボディプライ（３）からなるトロイダルカーカス（２）であって、前記ボディプライ（３）は、部分的に折りたたまれているために２つの側面フラップを備え、各フラップにおいて、前記ボディプライ（３）の縁部（１９）は、前記ボディプライ（３）自体の中間部分に当接するトロイダウカーカス（２）と、
   ２つの環状ビード（４）であって、各環状ビード（４）は、前記ボディプライ（３）で囲まれ、ビードコア（５）およびビードフィラー（６）を備える環状ビード（４）と、
   環状トレッド（７）と、
   前記トレッド（７）と前記ビード（４）との間で前記ボディプライ（３）の軸方向外側に配置された一対のサイドウォール（１１）と、
   前記ボディプライ（３）の軸方向外側で、前記サイドウォール（１１）の径方向でより内側に、前記ビード（４）に配置された一対の摩耗ゴムストリップ（１２）と、
   トランスポンダ（１３）であって、前記トランスポンダ（１３）は、前記ボディプライ（３）のフラップに、前記ボディプライ（３）と接触して配置され、前記ボディプライ（３）の縁部（１９）の径方向でより内側に配置されたトランスポンダ（１３）と、を備え、
   前記トランスポンダ（１３）が、径方向で前記ボディプライ（３）の前記縁部（１９）と前記ビード（４）との間に配置され、
   ７ｍｍより大きい径方向距離（Ｄ）が、前記トランスポンダ（１３）と前記ボディプライ（３）の前記縁部（１９）との間に設けられており、
   前記トランスポンダ（１３）は、前記ビード（４）の径方向でより外側に、したがって前記ビードフィラー（６）の径方向でより外側に配置されていることを特徴とする、空気入りタイヤ（１）。
2. 請求項１に記載の空気入りタイヤ（１）であって、最小距離のポイントで１０ｍｍの径方向距離（Ｄ）が、前記トランスポンダ（１３）と前記ボディプライ（３）の前記縁部（１９）との間に設けられている、空気入りタイヤ（１）。
3. 請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）は、軸方向で前記ボディプライ（３）の前記フラップの内部に配置されている、空気入りタイヤ（１）。
4. 請求項３に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）は、軸方向に両側で前記ボディプライ（３）の対応する部分と接触する、空気入りタイヤ（１）。
5. 請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）は、軸方向で前記ボディプライ（３）の前記フラップの外部の上に配置され、軸方向内側で前記ボディプライ（３）の対応する部分と接触し、軸方向外側で前記摩耗ゴムストリップ（１２）または前記サイドウォール（１１）の対応する部分と接触する、空気入りタイヤ（１）。
6. 請求項１～５の何れか一項に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）は、前記サイドウォール（１１）および前記摩耗ゴムストリップ（１２）の軸方向でより内側で、前記摩耗ゴムストリップ（１２）の終端部の近傍に配置されている、空気入りタイヤ（１）。
7. 請求項１～６の何れか一項に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）は、前記サイドウォール（１１）および前記摩耗ゴムストリップ（１２）の両方が存在するゾーンに配置されている、空気入りタイヤ（１）。
8. 請求項１～７の何れか一項に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）はスリーブ（１７）内に挿入され、前記スリーブ（１７）は、重ね合わされて一方が他方に押し付けられた２つのゴムストリップ（１８）からなる、空気入りタイヤ（１）。
9. 請求項８に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記スリーブ（１７）の前記２つのゴムストリップ（１８）は前記トランスポンダ（１３）よりも１～２ｍｍ長い／幅広である、空気入りタイヤ（１）。
10. 請求項８または９に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記２つのゴムストリップ（１８）は、前記トランスポンダ（１３）の構成要素の周囲で変形される、空気入りタイヤ（１）。
11. 請求項１～１０の何れか一項に記載の空気入りタイヤ（１）であって、前記トランスポンダ（１３）は、周方向に配置され、直線形状を有し、したがって前記空気入りタイヤ（１）の内部において、前記空気入りタイヤ（１）の他のすべての構成要素の環状の進行に追従しない、空気入りタイヤ（１）。

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