JP7069781B2 - Tires with IC tags - Google Patents
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Description
本発明は、ICタグ付きタイヤに関するものである。 The present invention relates to a tire with an IC tag.
従来、特許文献1のように、RFIDチップとアンテナ等を有したICタグを内蔵したタイヤが知られている。
Conventionally, as in
しかし、タイヤ内部に取り付けたICタグは、タイヤにICタグを埋め込むための穴加工が必要になり、その穴によるタイヤの強度計算、強度試験などが必要でタイヤの設計を難しくする問題があった。 However, the IC tag attached to the inside of the tire requires hole processing for embedding the IC tag in the tire, and it is necessary to calculate the strength of the tire by the hole, perform a strength test, etc., which makes it difficult to design the tire. ..
また、ICタグはタイヤ内部に貼り付けるため、タイヤの厚みや種類によるタイヤの影響によりICタグが外部装置のリーダ/ライタと通信可能な距離の変動が大きい問題があった。 Further, since the IC tag is attached to the inside of the tire, there is a problem that the distance that the IC tag can communicate with the reader / writer of the external device fluctuates greatly due to the influence of the tire depending on the thickness and type of the tire.
また、タイヤへの取り付けに特化した細長いダイポールアンテナを利用したUHF帯のICタグでは、そのICタグの長さが数センチメートルから十数センチメートルに長くなり、ICタグが取り付けられるタイヤに対する影響が大きくなる問題があった。 In addition, in the UHF band IC tag that uses an elongated dipole antenna specialized for mounting on tires, the length of the IC tag increases from several centimeters to a dozen centimeters, which affects the tire to which the IC tag is attached. There was a problem that became large.
本発明の課題は、かかる従来の問題を解決し、十分な通信距離を確保できるとともに、耐久性にも優れたICタグを設置したICタグ付きタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a tire with an IC tag on which an IC tag having excellent durability is installed while ensuring a sufficient communication distance.
本発明は、上記課題を解決するために、ICタグが表面に接着されたタイヤであって、前記ICタグが、インレイフィルム上のループアンテナにRFIDチップが電気接続され、前記インレイフィルムの上下面がポリイミドフィルムで被覆され、前記ポリイミドフィルムの上面に前記インレイフィルムより大きい加硫層が設置されて構成され、前記ポリイミドフィルムから周囲がはみ出している前記加硫層の下面と下面側の前記ポリイミドフィルムの下面とが接着層によって前記タイヤに接着され、前記ICタグが、前記タイヤのスチールワイヤからなるビード部に、リムから5mm以上20mm以下離れた位置に設置され、前記ICタグの前記ループアンテナがリム側に向けて、かつ、前記RFIDチップはリムから遠い側に向けて設置されたことを特徴とするICタグ付きタイヤである。 In order to solve the above problems, the present invention is a tire in which an IC tag is adhered to a surface, the IC tag is electrically connected to a loop antenna on an inlay film, and an RFID chip is electrically connected to the upper and lower surfaces of the inlay film. Is covered with a polyimide film, and a vulture layer larger than the inlay film is installed on the upper surface of the polyimide film. The lower surface of the tire is adhered to the tire by an adhesive layer, the IC tag is installed on a bead portion made of a steel wire of the tire at a position 5 mm or more and 20 mm or less away from the rim, and the loop antenna of the IC tag is installed. The RFID chip is a tire with an IC tag characterized in that it is installed toward the rim side and toward the side far from the rim .
本発明は、上記の構成により、タイヤの変形時における曲げ応力がポリイミドフィルムと加硫層によって緩和されるのでICタグの耐久性が向上する効果がある。 The present invention has the effect of improving the durability of the IC tag because the bending stress at the time of deformation of the tire is relaxed by the polyimide film and the vulcanization layer by the above configuration.
また、本発明は、上記のICタグ付きタイヤであって、前記ICタグが複数設置され、前記ICタグが、ICタグ同士でビードコアを介して通信するICタグ間通信制御手段を有し、前記ICタグ間通信制御手段を用いて、外部装置のリーダ/ライタと通信するICタグを定めて通信することを特徴とするICタグ付きタイヤである。 Further, the present invention is the above-mentioned tire with an IC tag, wherein a plurality of the IC tags are installed, and the IC tags have IC tag-to-IC tag communication control means in which the IC tags communicate with each other via a bead core. It is a tire with an IC tag, characterized in that an IC tag that communicates with a reader / writer of an external device is determined and communicated by using a communication control means between IC tags.
本発明は、インレイフィルムの上下面がポリイミドフィルムで被覆され、そのポリイミドフィルムの上面にインレイフィルムより大きい加硫層が設置され、そのポリイミドフィルムと加硫層が、タイヤの変形時における曲げ応力を緩和されるのでICタグの耐久性が向上する効果がある。 In the present invention, the upper and lower surfaces of the inlay film are covered with a polyimide film, a vulcanization layer larger than the inlay film is installed on the upper surface of the polyimide film, and the polyimide film and the vulcanization layer exert bending stress at the time of deformation of the tire. Since it is relaxed, it has the effect of improving the durability of the IC tag.
また、本発明は、ICタグが、タイヤのビード部に、リムから5mm以上20mm以下離れた位置に設置され、ICタグのループアンテナがリム側に向けて配置されているので、ICタグが外部装置のリーダ/ライタと通信できる理想通信距離が大きい効果がある。 Further, in the present invention, the IC tag is installed on the bead portion of the tire at a position 5 mm or more and 20 mm or less away from the rim, and the loop antenna of the IC tag is arranged toward the rim side, so that the IC tag is external. There is an effect that the ideal communication distance that can communicate with the reader / writer of the device is large.
<第1の実施形態>
以下、図1から図3を参照して、本発明の第1の実施形態を説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
(タイヤ10)
図1は、本実施の形態に係るICタグ付きタイヤ10の半径方向の断面図である。図1のように、タイヤ10は、トレッド11、ベルト12、カーカス13、内側被覆ゴム14、ビード部15、サイドウォール部16で構成する。
(Tire 10)
FIG. 1 is a cross-sectional view in the radial direction of the
トレッド11は、タイヤ10が路面と接するタイヤの外皮であり、厚いゴム層から構成され、カーカス13を保護している。トレッド11のゴム層の表面にはトレッドパターンが形成されている。
The
ベルト12は、ラジアル構造のトレッド11とカーカス12の間に円周方向に張った補強帯であり、コードをゴム部材で被覆した複数層で、タイヤ周方向の剛性を保つ「たが効果」を持たせている。
The
カーカス13は、繊維やスチールワイヤのカーカスコードを被覆ゴム7bで被覆して構成したタイヤの骨格を成す部材であり、一対のビード部15間に、ビード部15を跨ぐように配置される。カーカス13は、荷重や衝撃、充填空気圧に耐えてタイヤ構造を保持する。
The
内側被覆ゴム14は、チューブに相当するゴム層をタイヤの内側に貼り付けたものである。
The
ビード部15は、ビードコア15aとビードフィラー15bとを備え、タイヤ10の中心を通るタイヤ中心軸に垂直な平面に対して対称に配置されて、カーカスコードの両端を支持し、タイヤをリム1に固定する。ビードコア15aは、スチールワイヤの束をリング状に形成したものをゴム部材で被覆したものである。ビードフィラー15bは、ビード部6に剛性を与えるために、サイドウォール部16のゴム層とビードコア15aとカーカス13との間に充填される断面が三角形のゴム部材である。
The
サイドウォール部16は、トレッド11とビード部15の間に設けられたゴム層である。
The
(ICタグ20)
ICタグ20は、図2に示すように、インレイフィルム23上に形成したループアンテナ22に、RFID(Radio Frequency Identification:無線タグ)チップ21を電気接続し、その全体の上下面を2枚のポリイミドフィルム24aと24bで被覆する。このRFIDチップ21内には、データを記憶する記憶部と制御動作を実行する制御部とを備えている。
(IC tag 20)
As shown in FIG. 2, the
ICタグ20のポリイミドフィルム24a上に加硫層25を設けた構造により、柔軟性を有して曲がり得る薄型フィルム状に形成する。そして、加硫層25と反対側のポリイミドフィルム24bの面とその周囲にはみ出している加硫層25の裏面にゴム性の接着層26を設けて、その接着層26でICタグ20をタイヤ10に接着する。
The structure in which the
このICタグ20全体の寸法は、インレイフィルム23と、そのインレイフィルム23の上下面を覆うポリイミドフィルム24aと24bを、例えば、縦がa1=6mm、横がa2=17mm、厚さがt=0.1mmのフィルム状に形成する。
The dimensions of the
インレイフィルム23の上下面をポリイミドフィルム24aと24bで覆うことで、インレイフィルム23に曲げ応力がかかりにくくなり、ICタグ20の耐久性を向上させることができる。
By covering the upper and lower surfaces of the
(加硫層25)
ICタグ20のポリイミドフィルム24aの面上に、タイヤ10の素材であるSBRと同質のゴム部材で、加硫により硬化させた0.1mm厚でICタグ20の面サイズより一回り大きい面サイズのシート状の加硫層25を、加硫層25にあらかじめ塗布したゴム系の接着剤を介して積層する。
(Vulcanization layer 25)
On the surface of the
加硫層25をタイヤ10と同じ素材にすることで、タイヤ10使用時の変形量の違いから生じるICタグ20の周辺の亀裂の発生やICタグ20の剥離を防止する。
By using the same material as the
(接着層26)
加硫層25とは反対側の下層のポリイミドフィルム24bの下面と、そのポリイミドフィルム24bの面から周囲がはみ出している加硫層25の裏面に接着層26を設けて、その接着層26でICタグ20をタイヤ10のサイドウォール部16の表面に接着させる。
(Adhesive layer 26)
An
ここで、タイヤ10のサイドウォール部16の表面は、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム等又はこれらをブレンドしたゴム組成物を加硫して形成されている。
Here, the surface of the
接着層26は、接着強度が大きいクロロプレンゴム系接着剤、または、分子内に複数のイソシアネート基末端を有するウレタンプレポリマーを主成分とする接着剤などを用いる。
The
これらの接着材による接着層26は、タイヤ走行時に大きな変形を繰返し受けるタイヤサイドウォール部表面にICタグ20を接着しても、硬化後の接着剤組成物が柔軟性を維持しているため、タイヤ走行時にICタグ20が剥離することがなく、動的耐久性に優れる。
Since the
このようにポリイミドフィルム24aと24bで覆い、表面に加硫層25を形成したICタグ20を接着層26でタイヤ10に接着することで、ICタグ20が破損のおそれなくタイヤ10の表面に接着されたICタグ付きタイヤ10を形成することができる。
By adhering the
(変形例1)
変形例1として、以下の手順によるタイヤ10の加硫処理により、ICタグ20をタイヤ10に設置することができる。すなわち、加硫層25を、ICタグ20のポリイミドフィルム24bの面上を可塑性のゴム部材で覆う加硫加工を施して設ける。
(Modification 1)
As a
(工程1)
まず、図3(a)の側面断面図に示すように、ICタグ20のインレイフィルム23のRFIDチップ21が実装された面と反対側の面の上のポリイミドフィルム24bの上に、タイヤの素材であるSBRと同質のゴム部材で、加硫により硬化させた0.1mm厚でICタグ20の面サイズより一回り大きい面サイズのシート状の加硫層25を、加硫層25にあらかじめ塗布したゴム系の接着剤を介して積層する。
(Step 1)
First, as shown in the side sectional view of FIG. 3A, the material of the tire is placed on the
(工程2)
次に、図3(b)のように、未加硫のタイヤ10のサイドウォール部16の表面に、ICタグ20のポリイミドフィルム24aの面をタイヤ10の表面に向けICタグ20を接着する。
(Step 2)
Next, as shown in FIG. 3B, the
この接着は、ゴム系の接着剤の接着層26を、ICタグ20のポリイミドフィルム24aの面と、その面から周囲がはみ出している加硫層25の裏面に形成し、その接着層26を用いてICタグ20をタイヤ10のサイドウォール部16の表面に接着する。
For this adhesion, an
(工程3)
次に、その未加硫のタイヤ10全体を金型30に挿入して、金型30とタイヤ10のサイドウォール部16の間にICタグ20を挟んで、180℃程度の高温と共に、タイヤ内部から外部へ25気圧程度の圧力を加えて加硫してタイヤ10を完成させる。
(Step 3)
Next, the entire
この時、硬い金型30の面に加硫層25が接触して圧力を均一に分散させ、また、タイヤ10のサイドウォール部16のゴム部材が圧力を均一に分散させ、RFIDチップ21とインレイフィルム23に加わる圧力を均一化することで、RFIDチップ21が実装されたインレイフィルム23の変形を防止できる。また、ICタグ20の接着層26とタイヤ10のサイドウォール部16の表面のゴム部材は、加硫時の高温度と高圧力付加によって接合される。
At this time, the
このようにICタグ20をタイヤ10に接着することでICタグ20を破損のおそれなくタイヤの表面に接着したICタグ付きタイヤ10を形成することができる。
By adhering the
(ICタグ20の配置位置)
ICタグ20は、ビード部15に、リム1から10mm離れた位置のサイドウォール部16に、ループアンテナ22をタイヤホイールのリム1側に向け、RFIDチップ21はリム1から遠い側に向けて設置する。
(Placement position of IC tag 20)
The
実験の結果により、ICタグ20を、ループアンテナ22をリム1側に向けて配置する場合が、ループアンテナ22をリム1から遠い側に向けて配置する場合よりも、ICタグ20が外部装置のリーダ/ライタと通信できる限界の距離(理想通信距離)が2倍程度に大きくなる知見を得た。
According to the result of the experiment, when the
また、ICタグ20をリム1から10mmの位置に設置した場合が、ICタグ20をリム側に近接して設置した場合及びリム1から20mmの位置に設置した場合よりも、理想通信距離が大きい知見を得た。
Further, when the
すなわち、ICタグ20をリム1から10mmの位置に設置した場合に対して、リム1側に近接して設置した場合の理想通信距離は3分の1に小さくなり、リム1から20mmの位置に設置する場合の理想通信距離が2/3程度に小さくなった。
That is, the ideal communication distance when the
そのため、ICタグ20はリム1から5mmから20mm離した位置に設置することが望ましい知見を得た。
Therefore, it is desirable to install the
以上のように、本実施形態では、ICタグ20のRFIDチップ21とループアンテナ22をポリイミドフィルム24aと24bにより被覆してタイヤ10に接着し、そのICタグ20の表面を、加硫層25で覆った。こうすることで、これらの、ポリイミドフィルム24aと24bと加硫層25が、タイヤ10の変形時における曲げ応力を緩和するので、ICタグ20の耐久性が向上する効果がある。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態のICタグ付きタイヤ10は、ICタグ20を、ビード部15の近くのサイドウォール部16に、リム1から5mmから20mm離れた位置に設置して、ICタグ20のループアンテナ22をアンテナとして機能するビードコア15aに電磁界結合させるので、長い通信距離を確保できる効果がある。
Further, in the
<第2の実施形態>
次に、図4を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態は、図4のように、複数のICタグ20をタイヤ10のビード部15の表面に接着して配置する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, as shown in FIG. 4, a plurality of IC tags 20 are arranged so as to be adhered to the surface of the
ICタグ20の配置位置は、第1の実施形態と同様に、タイヤ10のリム1から5mmから20mm離した位置に設置する。また、ICタグ20のループアンテナ22側をリム1に向けてICタグ20を配置する。
The
本実施形態では、1つのタイヤ10に複数のICタグ20を設けることで、タイヤ10が過酷な環境で使用されることで破損、あるいは、タイヤ10から剥離するICタグ20があっても、残りのICタグ20が、外部装置のリーダ/ライタと通信して必要な情報をリーダ/ライタに送信することができる。
In the present embodiment, by providing a plurality of IC tags 20 on one
外部装置のリーダ/ライタがタイヤ10のビードコア15aに電磁結合して電力が供給されると、これらの複数のICタグ20がビードコア15aから電力を受電して動作する。そして、複数のICタグ20が、ビードコア15aを介して互いに通信して相談することで外部装置のリーダ/ライタと通信するICタグ20の優先順位を定める。そして、優先順位が一番高いICタグ20が外部装置のリーダ/ライタと通信する。
When a reader / writer of an external device electromagnetically couples to the
ICタグ20には、この優先順位を定めるために他のICタグと通信する処理を行う、ICタグ間通信制御手段を備える。
The
こうして、ICタグ同士がビードコア15aを介して互いに通信することで、外部装置のリーダ/ライタと通信するICタグ20を1つに定めて通信するので、外部装置のリーダ/ライタとタイヤ10の複数のICタグとの通信の秩序が維持される効果がある。
In this way, the IC tags communicate with each other via the
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。 The technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the claims that embodiments with such modifications or improvements may also be included in the technical scope of the invention.
例えば、前記実施の形態では、タイヤのデータを読みとるリーダ/ライタとの間で無線通信するパッシブ型のICタグ20について説明したが、本発明は、リーダ/ライタとの間でデータの送受信を行うアクティブ型のICタグにも適用可能である。
For example, in the above embodiment, the passive
1・・・リム
10・・・タイヤ
11・・・トレッド
12・・・ベルト
13・・・カーカス
14・・・内側被覆ゴム
15・・・ビード部
15a・・・ビードコア
15b・・・ビードフィラー
16・・・サイドウォール部
20・・・ICタグ
21・・・RFIDチップ
22・・・ループアンテナ
23・・・インレイフィルム
24a、24b・・・ポリイミドフィルム
25・・・加硫層
26・・・接着層
30・・・金型
a1・・・インレイフィルムの縦幅
a2・・・インレイフィルムの横幅
1 ...
Claims (2)
The tire with an IC tag according to claim 1, wherein a plurality of the IC tags are installed, and the IC tags have IC tag-to-IC tag communication control means in which the IC tags communicate with each other via a bead core. A tire with an IC tag, which is characterized in that an IC tag that communicates with a reader / writer of an external device is determined and communicated by using a communication control means.
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