JP7173141B2 - 空気入りタイヤおよびアセンブリシート - Google Patents
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Description
また、本発明の他の態様による空気入りタイヤは、タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、前記導電部材は、複数の導電部を備え、複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、前記導電部材は、前記タイヤ内表面において、ビード部のビードトゥを超えて、少なくともビードベース部まで延在している。
前記導電部材は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスと前記タイヤが装着されるリムに設けられた電極との間の少なくとも一部を電気的に接続することが好ましい。
前記導電部材は、前記電気デバイスと前記電極との間の一部において、前記タイヤ内表面から離れたタイヤ内腔部分を通ることが好ましい。
前記導電部材は、一対のビードベース部それぞれに対応して設けられており、前記導電部材は、それぞれ対応する一対の前記ビードベース部に接触する前記電極と前記タイヤ内に設けられた電気デバイスとに電気的に接続され、前記導電部材を介して前記電気デバイスに電力を供給することが好ましい。
また、本発明の他の態様による空気入りタイヤは、タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、前記導電部材は、複数の導電部を備え、複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、前記導電部材の長さ方向の引張力の幅あたりの値は0.01[N/mm]以上1.0[N/mm]以下である。
また、本発明の他の態様による空気入りタイヤは、タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、前記導電部材は、複数の導電部を備え、複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、前記導電部材は、前記導電性を有する糸の合計断面積S[mm 2 ]に対する、伝送する電流の最大値Imax[A]の比Imax/Sが0.01≦Imax/S≦20であり、かつ、前記導電性を有する糸の延在方向に直交する幅WH[mm]に対する伝送する電力の最大値Pmax[W]の比Pmax/WHが0.01≦Pmax/WH≦2である。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるアセンブリシートは、導電性を有する糸と、非導電性を有する糸とを混用して構成され、伸縮性を有する編地からなる導電層を備え、前記導電層の一主面と他主面との少なくとも一方に設けられたゴム層を含み、前記導電層と前記ゴム層とが積層されてなり、前記導電層と前記ゴム層とが積層された状態での100%モジュラスは、前記ゴム層の単体での100%モジュラスの102%以上180%以下である。
図1は、本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。図1は、タイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。また、図1は、空気入りタイヤの一例として、乗用車用ラジアルタイヤを示している。
図1に示すように、空気入りタイヤ1は、タイヤ内表面に配置された導電部材5を備える。図1において、導電部材5はタイヤ内表面に沿ってタイヤ径方向に延在して配置されている。導電部材5は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなる。導電部材5は、タイヤ1の成型時にタイヤ内表面に設けてもよいし、タイヤ1の成型後にタイヤ内表面に設けてもよい。
図3は、図2中の導電部51、非導電部61および62を拡大して示す図である。図3に示すように、導電部材5は、導電性を有する糸(以下、導電性糸と記すことがある)511と、非導電性を有する糸(以下、非導電性糸と記すことがある)611および621とを混用して構成された編地50を有する。編地50は、導電性糸511、非導電性糸611および621を混用し、同一の編み方で製編された単一の編地である。図3に示す編地50の編み方は一例であり、X方向に沿って伸縮性を有する編み方であれば、他の編み方であってもよい。X方向は、導電部材5の延在する方向であり、かつ、編地50の伸縮性を有する方向である。したがって、導電部材5の延在する方向と編地50の伸縮性を有する方向とは一致する。
0.01[N/mm]≦T≦1.0[N/mm]…(1)
式(1)において、タイヤに設置する連続した1つの導電部材(導電性糸と非導電性糸とを含んでいてもよい)を引張試験機により速度500[mm/min]で引っ張り、100%伸びた時点での引張試験力をTとする。ここでいう幅は、導電部材全体の延在方向と直交する方向の引張試験前の寸法である。上記Tが式(1)の範囲より大きいとタイヤ1のユニフォーミティが悪化するので好ましくない。上記Tが式(1)の範囲より小さいと、繰り返しひずみにより糸の破断が発生することがあるので好ましくない。
図4は、導電部材5の設置範囲の例を示す図である。導電部材5の編地50を構成する導電性糸511が相互接触や金属疲労により切断しやすいのは、特にタイヤ1のフレックスゾーンFZである。フレックスゾーンFZは、サイドウォールゴム16において、車両の走行中に路面から加わる様々な力を吸収する領域である。
また、図4に示すタイヤ1は、カバーゴム層130を備える。カバーゴム層130は、フレックスゾーンFZを含む領域において、導電部材5のタイヤ内腔30側に配置される。カバーゴム層130は、導電部材5の一部を覆う。図5は、タイヤ1のフレックスゾーンFZを含む領域をタイヤ内腔30側から見た図である。
図4に戻り、導電部材5は、タイヤ内表面において、タイヤ1のビード部10のビードトゥ18を超えて、少なくともビードベース部19まで延在していることが好ましい。ビードベース部19まで導電部材5が延在することにより、リムとの接触部分に電気的接点を設けることができる。
図1、図4、図6に示すように、導電部材5は、少なくとも一部がタイヤ内表面を通る。ただし、導電部材5の一部は、タイヤ内表面から離れたタイヤ内腔30部分を通ってもよい。図7は、導電部材5が通る経路の例を示す図である。図7に示す例では、導電部材5の一部分50Aがタイヤ内面に接合されずに、タイヤ内腔30に浮いている。電気デバイス7と電極210との間の一部において、タイヤ内表面から離れたタイヤ内腔30部分を通ることにより、導電部材5の全長がタイヤ内表面を通るよりも導電部材5の長さを短くすることができ、消費電力や発熱量を抑えることができるとともに、導電部材5の質量やコストを低減できる。
電気デバイス7は、例えば、タイヤ成形後にタイヤ1内に設けられる。電気デバイス7は、例えば、トレッド部のタイヤ径方向内側でインナーライナー層9の内腔側に設けられる。電気デバイス7は、例えば、図8に示すように、タイヤ赤道面CLを横切る位置に設けられる。電気デバイス7は、その一部分が導電部材5と電気的に接続される。電気デバイス7は、電気エネルギーによって動作する装置であり、電子回路、電気アクチュエータを含む。電気デバイス7は、例えば、発電素子を含む回路、圧力・温度・加速度・電界・磁界・電位・電気抵抗などの物理量を測定するセンサを含む回路、モータやポンプなどのアクチュエータ、通信モジュール、無線タグ、非接触給電のための受信または送信アンテナの整流回路、2次電池などである。電気デバイス7は、上記の各種センサ、モータ、ヒータ、電磁コイル、各種アクチュエータ、回路基板等を単独又は組み合わせたものである。
次に、電気デバイス7の好ましい配置領域について説明する。電気デバイス7については、タイヤ1の内面に固定するための工夫が必要である。発進、加速、減速、停止など、車両の様々な走行モードにおいて、タイヤ1の局所的変形が比較的大きい領域と局所的変形が比較的小さい領域とがある。タイヤ1の内面に電気デバイス7を安定して固定するには、タイヤ1の局所的変形が大きい領域を避け、タイヤ1の局所的変形が小さい領域に電気デバイス7を配置することが好ましい。このため、タイヤ1のサイドウォール部の比較的大きく変形する部分を避けた領域に電気デバイスを配置することが好ましい。また、周方向溝の直下を避けた領域に電気デバイスを配置することが好ましい。
図11および図12は、電気デバイス7の配置例を示す図である。図11は、電気デバイス7の内部が理解できるように図示しているが、実際には破線部分に樹脂モールドなどがあって電気デバイス7の内部は見えない。図11に示すように、インナーライナー層9の表面に、導電部材5が設けられている。導電部材5は、導電部51と導電部52とを有する。導電部51と導電部52とはX方向に帯状に延在している。導電部51と導電部52とはY方向の間隔が一定である。
通常の電力配線と異なり、導電部材5の少なくとも一部がインナーライナー層9のゴムに接触又は埋没するため、電力伝送によって発生する熱を放出しにくい。図16および図17は、導電部材5によって発生する熱を説明する図である。図16および図17は、導電部51の一部がインナーライナー層9のゴムに埋没する状態を示す断面図である。図16および図17において、導電部51の断面積が同じであっても、インナーライナー層9から露出する、導電性糸の延在方向に直交する幅WHは、図16の場合よりも、図17の場合の方が大きい、このため、導電部51の放熱効果は、図16の場合よりも、図17の場合の方が優れている。
図18から図22は、図1中の導電部材5の変形例を示す平面図である。図18から図22において、導電部材5の長さ方向すなわち延在方向をX方向、導電部材5の幅方向をY方向とする。Y方向は、X方向に直交する方向である。
図23から図25は、タイヤ1の成形時に用いることができるアセンブリシートの例を示す外観図である。
ここで、導電部材5とタイヤ内表面ゴム層の複合体としての100%モジュラスは、タイヤ内表面ゴム層の単体での100%モジュラスの102%以上180%以下であることが好ましい。導電部材5とタイヤ内表面ゴム層の複合体としての100%モジュラスは、タイヤ1のカーカス層13とインナーライナー層9との間で剥離して得た、サンプルについて測定する。導電部材5の厚みとタイヤ内表面ゴム層の厚みとの比によって100%モジュラスは変化する。ここでは、実際のタイヤ1での厚みにおいて100%モジュラスを測定する。なお、未加硫ゴムシートやカバーゴム層が積層されている場合はそれらも含めて100%モジュラスを測定する。つまり、カーカス層13より内腔30側を全て積層した状態において、100%モジュラスを測定する。100%モジュラスが上記範囲より小さい場合、タイヤ1の最も内側のゴムが加硫中にY方向外側に流れてしまい、最も内側のゴム層が薄くなって空気遮断性能が低下するため好ましくない。100%モジュラスが上記範囲より大きい場合、導電部材5の設置部分において剛性が増大してしまい、ユニフォーミティが悪化するため好ましくない。
5、5A-5E、5N、5N1、5P、5P1 導電部材
5T 端部
7、71、72 電気デバイス
8 未加硫ゴムシート
9 インナーライナー層
10 ビード部
11 ビードコア
12 ビードフィラー
13 カーカス層
14 ベルト層
15 トレッドゴム
16 サイドウォールゴム
17 リムクッションゴム
18 ビードトゥ
19 ビードベース部
20 リム
21-24 周方向溝
31-35 陸部
50 編地
51-53 導電部
61-64 非導電部
100A、100B、100C アセンブリシート
130 カバーゴム層
141、142 交差ベルト
143 ベルトカバー
210 電極
220 配線
511 導電性糸
611、621 非導電性糸
700 基板
701、702 接続端子
703 電子部品
FZ フレックスゾーン
G、H 間隙部
RA-RG 領域
Claims (18)
- タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、
少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、
前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、
前記導電部材は、複数の導電部を備え、
複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、
前記編地の通気量は、60cm 3 /cm 2 ・s以上である
空気入りタイヤ。 - タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、
少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、
前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、
前記導電部材は、複数の導電部を備え、
複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、
前記導電部材は、前記タイヤ内表面において、ビード部のビードトゥを超えて、少なくともビードベース部まで延在している
空気入りタイヤ。 - 前記導電部材は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスと前記タイヤが装着されるリムに設けられた電極との間の少なくとも一部を電気的に接続する
請求項2に記載の空気入りタイヤ。 - 前記導電部材は、前記電気デバイスと前記電極との間の一部において、前記タイヤ内表面から離れたタイヤ内腔部分を通る請求項3に記載の空気入りタイヤ。
- 前記導電部材は、一対のビードベース部それぞれに対応して設けられており、
前記導電部材は、それぞれ対応する一対の前記ビードベース部に接触する前記電極と前記タイヤ内に設けられた電気デバイスとに電気的に接続され、前記導電部材を介して前記電気デバイスに電力を供給する請求項3または4に記載の空気入りタイヤ。 - タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、
少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、
前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、
前記導電部材は、複数の導電部を備え、
複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、
前記導電部材の長さ方向の引張力の幅あたりの値は0.01[N/mm]以上1.0[N/mm]以下である
空気入りタイヤ。 - タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、
少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、
前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、
前記導電部材は、複数の導電部を備え、
複数の前記導電部は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続され、複数の前記導電部を介して前記電気デバイスに電力を供給し、
前記導電部材は、前記導電性を有する糸の合計断面積S[mm 2 ]に対する、伝送する電流の最大値Imax[A]の比Imax/Sが
0.01≦Imax/S≦20
であり、かつ、
前記導電性を有する糸の延在方向に直交する幅WH[mm]に対する伝送する電力の最大値Pmax[W]の比Pmax/WHが
0.01≦Pmax/WH≦2
である
空気入りタイヤ。 - 前記導電部材は、前記タイヤ内に設けられた電気デバイスに電気的に接続される請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記導電部材は、前記タイヤ内表面に沿って延在して配置され、
前記導電部材の延在する方向と前記編地の伸縮性を有する方向とが一致する請求項1から請求項8のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。 - 前記編地は、導電性を有する糸と、非導電性を有する糸とを混用して構成された請求項1から請求項9のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記導電性を有する糸の色は、前記非導電性を有する糸の色と異なる請求項10に記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ内表面ゴム層はインナーライナー層であり、前記編地を構成する糸の少なくとも一部は、前記インナーライナー層または前記インナーライナー層の内腔側に配置されたゴム層に埋没している請求項1から請求項11のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記導電部材は、前記編地を構成する糸同士の間に形成される間隙部を備え、
前記タイヤ内表面ゴム層は、前記間隙部を通して、前記編地の表面に露出している露出領域を有する請求項1から請求項12のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。 - 前記導電部材は、タイヤ断面高さの40%以上70%以下を含む範囲に設けられている請求項1から請求項13のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記導電部材のタイヤ内腔側に設けられ、前記導電部材の一部を覆うカバーゴム層をさらに備える請求項1から請求項14のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ内に設けられた電気デバイスは、タイヤ内表面において、周方向溝の直下を避けた領域または前記タイヤ内表面の端部からタイヤ断面高さの50%の位置までの領域に配置される請求項1から請求項15のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
- タイヤ内表面を構成するタイヤ内表面ゴム層と、
少なくとも一部が前記タイヤ内表面ゴム層の内腔側に配置された導電部材とを備え、
前記導電部材は、少なくとも一部が導電性を有する糸により構成され、伸縮性を有する編地からなり、
前記導電部材は、複数の導電部を含み、
複数の前記導電部は、前記導電部材の延在方向に直交する方向に並んで配置されており、
前記複数の導電部の間に設けられた非導電部を含み、
前記非導電部の前記直交する方向の幅は0.5[mm]以上である
空気入りタイヤ。 - 導電性を有する糸と、非導電性を有する糸とを混用して構成され、伸縮性を有する編地からなる導電層を備え、前記導電層の一主面と他主面との少なくとも一方に設けられたゴム層を含み、前記導電層と前記ゴム層とが積層されてなり、
前記導電層と前記ゴム層とが積層された状態での100%モジュラスは、前記ゴム層の単体での100%モジュラスの102%以上180%以下である
アセンブリシート。
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