JP7453241B2 - トランスポンダを備えた空気入りタイヤ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本特許出願はイタリア特許出願第１０２０１９０００００１５６５号（２０１９年４月２日出願）に基づく優先権を主張するものであり、その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、トランスポンダを備えた空気入りタイヤに関する。

近年、いわゆる「スマート」空気入りタイヤが出現した。これらは、現代の車両のアクティブな部分を形成することができ、取り付けられた空気入りタイヤのタイプに関する情報、空気入りタイヤの状況に関する情報、及び周囲条件に関する情報を供給する。

「スマート」空気入りタイヤは、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）を備えている。トランスポンダは、空気入りタイヤの識別、特性、及び履歴の遠隔通信（すなわち、タイヤが取り付けられた車両と、空気入りタイヤの確認又は置換を行わなければならないオペレータとの、両方への通信）を可能にする。

近年、トランスポンダの存在に基づく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空気圧を記憶し、次いでトランスポンダ自体の手段によって有効な空気圧を遠隔通信するために、有効な空気圧を測定する。

当初、トランスポンダを空気入りタイヤにおける内面又はサイドウォールの外面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が、それとは対照的に、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によって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、トランスポンダを一体化することが、提案された。

米国特許出願公開第２００８０２８９７３６号明細書（特許文献１）は、トランスポンダが空気入りタイヤの構造内のビードにおいて一体化された空気入りタイヤを記載しており、特に、トランスポンダが、本体プライのフラップの上側においてサイドウォールとビードフィラーとの間に配置されている。

欧州特許出願公開第２１８６６５８号明細書（特許文献２）は、トランスポンダが空気入りタイヤの構造内のビードにおいて一体化された空気入りタイヤを記載しており、特に、トランスポンダが、本体プライのフラップの上側においてサイドウォールとビードフィラーとの間に配置されるか、又は、トランスポンダがビードフィラーと本体プライとの間（すなわち、本体プライのフラップ内）に配置されている。

欧州特許出願公開第１３６６９３１号明細書（特許文献３）は、トランスポンダが空気入りタイヤの構造内のビードにおいて一体化された空気入りタイヤを記載しており、特に、トランスポンダが、ビードフィラー内に浸漬されるとともに、本体プライのフラップの内部に配置されるか、又は、トランスポンダが、ビードコアよりも内側に配置されたゴム内に浸漬される（したがって、本体プライのフラップの外側に配置される）。

韓国特許出願公開第２０１０００８２４６４号明細書（特許文献４）及び韓国特許出願公開第２０１３００６７９４４号明細書（特許文献５）は、トランスポンダが空気入りタイヤの構造内のビードコアよりも上側において一体化された空気入りタイヤを記載しており、特に、トランスポンダは、本体プライ内に埋め込まれ（挿入され）ているとともに、本体プライのフラップ内に少なくとも部分的に位置する。

それにもかかわらず、上述した空気入りタイヤ内のトランスポンダの配置は理想的ではない。なぜなら、これらは、トランスポンダが受ける応力や変形（空気入りタイヤの建設中及び空気入りタイヤの使用中の両方）を最小限に抑え、同時に、トランスポンダの無線周波通信の外乱や干渉を最小限に抑えることができるものではないからである。

米国特許出願公開第２００８０２８９７３６号明細書 欧州特許出願公開第２１８６６５８号明細書 欧州特許出願公開第１３６６９３１号明細書 韓国特許出願公開第２０１０００８２４６４号明細書 韓国特許出願公開第２０１３００６７９４４号明細書

本発明の目的は、上述の欠点がなく、また、特に、実施が容易かつ安価となるような、トランスポンダを備えた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されているように、トランスポンダを備えた空気入りタイヤが提供される。

特許請求の範囲は、本明細書の不可欠な部分を形成する本発明の好ましい実施形態を記載する。

次に、本発明を、いくつかの非限定的かつ例示的な実施形態を示す添付の図面を参照しつつ説明する。
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り、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。 断面線ＩＩＩ?ＩＩＩによる図２のトランスポンダの断面図である。 断面線ＩＶ?ＩＶによる図２のトランスポンダの断面図である。 図１の詳細の拡大図である。 図１の空気入りタイヤのビードフィラーの空気入りタイヤの本体プライのエッジ部に対する、図２のトランスポンダの配置を示す概略図である。

図１において、空気入りタイヤは全体として符号１で示され、トロイダル状のカーカス２を備え、カーカス２は、それ自体の上に部分的に折り返された単一の本体プライ３を含み、したがって、本体プライ３は、２つの側方フラップ（すなわち、２つの層が互いに重ね合わされ、共同で「ターンアップ」と呼ばれる）を有する。本体プライ３の各フラップ内において、本体プライ３のエッジ部（すなわち、終端部）は、本体プライ３自体の中間部分に当接している。

カーカス２の両側には、２つの環状のビード４が配置されている。各ビード４は、本体プライ３によって取り囲まれており（すなわち、本体プライ３のフラップによって取り囲まれており）、多数の金属ワイヤの巻線で補強されたビードコア５と、ビードフィラー６とを、有している。

カーカス２は環状のトレッド７を支持し、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を含むトレッドベルト８が介在している。各トレッドプライ９は多数のコード（図示せず）を含み、これらのコードは、ゴムベルト内に埋め込まれ、所与のピッチで互いに並んで配列され、空気入りタイヤ１の赤道面に関連して決定される傾き角度を形成する。

本体プライ３の内側には、インナーライナー１０が配置されている。インナーライナー１０は、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し、当該空気入りタイヤ１の空気圧を経時的に維持する。

本体プライ３は、トレッド７とビード４との間で本体プライ３の外側に配置された一対のサイドウォール１１を支持している。

最後に、本体プライ３は、サイドウォール１１の下側、かつ、ビード４にて、外部に配置された、一対の摩耗ガム帯状部材１２を支持する。

空気入りタイヤ１は「エンベロープ」と呼ばれる建設モダリティに従って製造される。ここで、本体プライ３の各フラップは、トレッドプライ９の下側（したがって、最も内側のトレッドプライ９と接触するトレッド７の下側）で終端する。すなわち、各フラップ内で、本体プライ３自体の中間部分に対して当接する本体プライ３のエッジ部（すなわち、終端部）は、トレッドプライ９の径方向下側（したがって、最も内側のトレッドプライ９と接触するトレッド７の下側）に位置する。

図１に示すものによれば、空気入りタイヤ１の横断面は全体高さＨ（厚さ、すなわち、空気入りタイヤの回転軸線に垂直に測定された径方向寸法）を有している。図１で識別されるのは、空気入りタイヤ１の横断面の高さＨの中間平面Ｍである（換言すれば、平面Ｍは、空気入りタイヤ１の断面の高さＨを二分し、空気入りタイヤ１の断面の高さＨを、各々がＨ／２の高さを有する２つの同一の半分に細分する）。

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、電子機器（通常は受動的で、すなわち、その電力供給を伴わない）は、空気入りタイヤ１の内部、特にサイドウォール１１（例えば、外部サイドウォール１１、すなわち、空気入りタイヤ１がリムに取り付けられると車両の外側に面するサイドウォール）において一体化される（埋め込まれる）。言い換えれば、トランスポンダ１３は、空気入りタイヤ１の内部に一体化され、リーダ（又はポーリング装置）と呼ばれる特定の固定型装置又はポータブル装置による遠隔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、トランスポンダ１３内に含まれる情報を読み取り、かつ／又は修正することができ、すなわち、ポーリングしながら、無線周波数でトランスポンダ１３自体と通信することができる。したがって、トランスポンダ１３は、いわゆるＲＦＩＤ技術（"Radio-Frequency IDentification（無線周波数識別）"）に従って動作する、無線読み取り及び／又は書き込みシステムの一部である。

図２に示すものによれば、トランスポンダ１３は、不揮発性メモリ（典型的にはＥＥＰＲＯＭ又はＦＲＡＭ、後者はより高価であるが技術的により進歩したもの）を備えた電子回路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及びアンテナ１５の両方を担持し、しばしば「基板」（典型的には、マイラー、ＰＥＴ又はＰＶＣのようなプラスチック、又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は、ダイポールアンテナ（又は単にダイポール）であり、電磁場を遠隔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で作られている。

使用時には、アンテナ１５が電磁誘導によってアンテナ１５内に電位差を誘起する電磁信号を受信し、この電磁信号は電子回路１４内に電流の循環を生成して電子回路１４自体に電力を供給し、それにより電子回路１４は、起動され、アンテナ１５によってそのメモリ内に含まれるデータを送信し、適切な場合には、さらに、そのメモリ内に含まれるデータを変更する。

図２、図３及び図４に示すものによれば、トランスポンダ１３は、互いに重ね合わされて押圧された２つのグリーンゴムの帯状部材１８を含む、スリーブ１７に挿入されている（明らかに、２つのゴム帯状部材１８のゴムは、最初は生であり、空気入りタイヤ１自体の最終加硫中に空気入りタイヤ１の残り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つの帯状部材１８は、トランスポンダ１３よりも（すなわち、電子回路１４及びアンテナ１５よりも）１～２ｍｍ長い／幅広である。２つのグリーンゴムの帯状部材１８は、最初は平行六面体であり、トランスポンダ１３自体の周囲で互いに対して押圧されると、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つのゴムの帯状部材１８は、最初から加硫される（すなわち、２つのゴムの帯状部材１８のゴムは、直ちに加硫される）。

異なる実施形態（図示せず）によれば、支持体１６は存在せず、その機能は、スリーブ１７のゴムの帯状部材１８によって発揮される。

好ましい実施形態によれば、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、全体として０．６～２ｍｍであり、スリーブ１７の幅Ｗは、約８～１２ｍｍであり、スリーブ１７の長さＬは、約６０～８０ｍｍである。

トランスポンダ１３は周方向に配置され、すなわち、空気入りタイヤの回転軸線を中心とする円周に沿って配置される。トランスポンダ１３（スリーブ１７内に収容される）は、直方体形状を有しており、したがって、空気入りタイヤ１内では（図６に概略的に示すように）空気入りタイヤ１の他のすべての構成要素の円形進行に追従しないことを、強調することが重要である。

図５に示されるものによれば、トランスポンダ１３（スリーブ１７内に収容される）は、本体プライ３のエッジ部１９（すなわち、終端部）（トレッドプライ９の下側に配置され、したがって、トレッド７の下側において最内側のトレッドプライ９に接触し、本体プライ３自体の中間部分に当接する）から径方向距離Ｄ１（ゼロではない）だけ離れた位置に配置され、すなわち、トランスポンダ１３の径方向外側上エッジ部（端部）は、本体プライ３のエッジ部１９から径方向距離Ｄ１だけ離れた位置に配置される。さらに、トランスポンダ１３（スリーブ１７内に収容される）は、ビード４のエッジ部２０（すなわち、終端部）（特に、ビードフィラー６のエッジ部であり、そこでビードフィラー６が終端する）から径方向距離Ｄ２（ゼロではない）だけ離れた位置に配置され、すなわち、トランスポンダ１３の径方向内側エッジ部（端部）は、ビードフィラー６のエッジ部２０から径方向距離Ｄ２だけ離れた位置に配置される。

より一般的に、（スリーブ１７内に挿入された）トランスポンダ１３は、本体プライ３のエッジ部１９から径方向距離Ｄ３だけ離れて配置され、かつ、ビード４のエッジ部２０から径方向距離Ｄ４だけ離れて配置された、バンド２１内に、全体的に収容されている。トランスポンダ１３と本体プライ３のエッジ部１９との間の径方向距離Ｄ３は、７ｍｍ（好ましい実施形態によれば１０ｍｍ）よりも大きく、同様に、トランスポンダ１３とビード４のエッジ部２０との間の径方向距離Ｄ４は、７ｍｍ（好ましい実施形態によれば１０ｍｍ）よりも大きい。その結果、トランスポンダ１３の径方向外側エッジ部（端部）と本体プライ３のエッジ部１９との間の径方向距離Ｄ１は、７ｍｍ（好ましい実施形態によれば１０ｍｍ）よりも大きく、トランスポンダ１３の径方向内側エッジ部（端部）とビード４の（特にビードコア６のビードフィラーの）エッジ部２０との間の径方向距離Ｄ２は、７ｍｍ（好ましい実施形態によれば１０ｍｍ）よりも大きい。通常（必ずしもそうではないが）、径方向距離Ｄ１は径方向距離Ｄ２とは異なり（例えば図５に示されるように）、したがって、トランスポンダ１３は、本体プライ３のエッジ部１９とビード４のエッジ部２０との間のちょうど中間には配置されないことに注意することが重要である。

トランスポンダ１３（スリーブ１７内に収容されている）は、本体プライ３とインナーライナー１０との間に配置され、従って、トランスポンダ１３は、外側において横方向に（すなわち、軸線方向に、又は、空気入りタイヤ１の回転軸線に平行に）本体プライ３に面し（直接接触し）、内側において横方向にインナーライナー１０に面する（直接接触する）。換言すれば、トランスポンダ１３の外面は本体プライ３に直接当接（又は接触）し、トランスポンダ１３の内面は、インナーライナー１０に直接当接（又は接触）する。トランスポンダ１３（スリーブ１７内に収容されている）は、本体プライ３のフラップよりも内側に配置されており、したがって、横方向に（すなわち、軸線方向に、又は、空気入りタイヤ１の回転軸線に平行に）、一方側において（外側において）本体プライ３に面し、また、反対側において（内側において）インナーライナー１０に面し、換言すれば、トランスポンダ１３は、本体プライ３の対応する部分と外側で接触し、インナーライナー１０の対応する部分と内側で接触している。

トランスポンダ１３は、本体プライ３のフラップに配置され、したがって、トランスポンダ１３の近傍において「二重化」されており、すなわち、それ自体の上に曲げられ、それによって二重層を形成している。

好ましい実施形態によれば、トランスポンダ１３は、サイドウォール１１が存在するとともに摩耗ガム帯状部材１２が存在しない領域内、すなわち、トランスポンダ１３に対してサイドウォール１１が存在するとともに摩耗ガム帯状部材１２が存在しない側（及び、トランスポンダ１３よりも外側）に配置される。

上述したように、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内では空気入りタイヤ１の他の構成要素の全ての円形の進行に追従せず、その結果、図６に示すように、トランスポンダ１３が矩形の進行を有するとともに対応するエッジ部１９又は２０が円形の進行を有する限り、トランスポンダ１３の各エッジ部と対応するエッジ部１９又は２０との間の径方向距離Ｄ１又はＤ２は、トランスポンダ１３の全長に沿って連続的に可変である（最大１～３ｍｍだけであり得るが）。この点に関して、トランスポンダ１３の各エッジ部と対応するエッジ部１９又は２０との間の最大（すなわち、可能な限り最大の）径方向距離Ｄ１又はＤ２は、常に７ｍｍ（好ましい実施形態によれば１０ｍｍ）よりも大きいことを強調することが重要である。

本体プライ３には、本体プライ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、例えば、本体プライ３には、ビード４の近くに適用される不織布補強材、及び／又は、ビード４の近く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とを述べることが重要である。この場合、このような補強要素は本体プライ３の一体部分となり、したがって、トランスポンダ１３は、このような補強要素においても本体プライ３と接触して配置されることができる。

空気入りタイヤ１は、「標準」型又は「非標準」型とすることができ、例えば、空気入りタイヤ１は、「ランフラット」型、「スポンジ」型（すなわち、内部に音響効果を有するスポンジ状体が設けられている）、又は「シーラント」型（すなわち、任意の穴を閉鎖することができるシール剤が設けられている）のものとすることができる。

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

上述した空気入りタイヤ１は、多くの利点を有する。

第一に、上記空気入りタイヤ１において、トランスポンダ１３の位置は、（空気入りタイヤ１の製造中及び空気入りタイヤ１の使用中の両方において）トランスポンダ１３が受ける応力及び変形を最小限に抑えることを可能にし、同時に、トランスポンダ１３の無線周波通信の外乱及び干渉を最小限に抑えることを可能にする（これにより、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、３メートル超の距離だけ離れた位置で、また、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、２メートル超の距離だけ離れた位置で、トランスポンダ１３を読み取ることができる）。

さらに、上述の空気入りタイヤ１では、トランスポンダ１３（それにもかかわらず、これは、空気入りタイヤ１内に浸漬された「異物」である）の存在は、空気入りタイヤ１自体の性能及び耐久性（又は動作寿命）に悪影響を及ぼさない。

トランスポンダ１３は、本体プライ３よりも内側に配置されている限り、外部から非常に良好に保護されている。さらに、トランスポンダ１３を収容するための空間が（インナーライナー１０の内側に向かう膨らみによって）本体プライ３に対して外部に配置されるので、本体プライ３に対する局所的な変形が回避され、本体プライ３内に空気が閉じ込められるおそれがトランスポンダ１３において完全に回避される。

最後に、本体プライ３がまだ完全に平坦である場合（すなわち、本体プライ３を成形ドラムに巻き付ける前に）、トランスポンダ１３を本体プライ３に容易に接着させることができるので、上述した空気入りタイヤ１の製造は、単純である。あるいは、インナーライナー１０自体を装着する前に、トランスポンダ１は、容易にインナーライナー１０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 本体プライ
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 摩耗ガム帯状部材
１３ トランスポンダ
１４ 電子回路
１５ アンテナ
１６ 支持材
１７ スリーブ
１８ 帯状部材
１９ エッジ部
２０ エッジ部
２１ バンド
Ｈ 高さ
Ｌ 長さ
Ｗ 幅
Ｔ 厚さ
Ａ 振幅
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 距離
Ｄ３ 距離
Ｄ４ 距離

Claims (9)

1. 自身の上に部分的に折り返され、したがって２つの側方のフラップを有する、本体プライ（３）からなり、各前記フラップ内において前記本体プライ（３）のエッジ部（１９）が前記本体プライ（３）自体の中間部分に当接している、トロイダル状のカーカス（２）と；
   それぞれ、前記本体プライ（３）によって取り囲まれ、ビードコア（５）とビードフィラー（６）とを有する、２つの環状のビード（４）と；
   環状のトレッド（７）と；
   少なくとも１つのトレッドプライ（９）を備える、トレッドベルト（８）と；
   前記トレッド（７）と前記ビード（４）との間において前記本体プライ（３）の外側に配置された、一対のサイドウォール（１１）と；
   前記本体プライ（３）の外側において、前記サイドウォール（１１）よりも径方向内側にて、かつ、前記ビード（４）にて、配置されている、一対の摩耗ガム帯状部材（１２）と；
   空気に対して不透過性であり、前記本体プライ（３）の内側に配置された、インナーライナー（１０）と；
   トランスポンダ（１３）であって、前記本体プライ（３）のフラップにおいて前記本体プライ（３）と接触して配置され、前記トランスポンダ（１３）の径方向外側端部が前記本体プライ（３）の前記エッジ部（１９）よりも径方向内側に配置され、前記トランスポンダ（１３）の径方向内側端部が前記ビードフィラー（６）のエッジ部（２０）よりも径方向外側に配置されるように、前記本体プライ（３）の前記エッジ部（１９）と前記ビードフィラー（６）のエッジ部（２０）との間に全体的に配置された、トランスポンダ（１３）と；
   を備え、
   前記本体プライ（３）の各フラップは、前記本体プライ（３）の各フラップ内において前記本体プライ（３）の前記エッジ部（１９）が前記トレッドプライ（９）の下にあるように、前記トレッドプライ（９）の径方向下側で終端し；
   前記トランスポンダ（１３）は、前記本体プライ（３）と前記インナーライナー（１０）との間に配置され、それにより、前記トランスポンダ（１３）は、外側において前記本体プライ（３）に横方向に面するとともに直接接触し、内側において前記インナーライナー（１０）に横方向に面するとともに直接接触し；
   前記トランスポンダ（１３）の前記径方向外側端部と前記本体プライ（３）の前記エッジ部（１９）との間には、７ｍｍよりも大きい第１径方向距離（Ｄ１）が設けられ；
   前記トランスポンダ（１３）の前記径方向内側端部と前記ビードフィラー（６）の前記エッジ部（２０）との間には、７ｍｍよりも大きい第２径方向距離（Ｄ２）が設けられる、空気入りタイヤ（１）。
2. 前記第１径方向距離（Ｄ１）は１０ｍｍよりも大きい、請求項１に記載の空気入りタイヤ（１）。
3. 前記第２径方向距離（Ｄ２）は１０ｍｍよりも大きい、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ（１）。
4. 前記トランスポンダ（１３）は、互いに重ね合わされて押圧された２つのゴムの帯状部材（１８）からなるスリーブ（１７）内に挿入されている、請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ（１）。
5. 前記スリーブ（１７）の前記２つのゴムの帯状部材（１８）は、前記トランスポンダ（１３）よりも１～２ｍｍだけ長い／広い、請求項４に記載の空気入りタイヤ（１）。
6. 前記スリーブ（１７）の厚さ（Ｔ）は０．６～２ｍｍである、請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ（１）。
7. 前記トランスポンダ（１３）は周方向に配置されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記トランスポンダ（１３）は、直線形状を有し、したがって、前記空気入りタイヤ（１）内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円形の進行に追従しない、請求項７に記載の空気入りタイヤ（１）。
9. 前記トランスポンダ（１３）は、前記サイドウォール（１１）が存在するとともに前記摩耗ガム帯状部材（１２）が存在しない領域内に配置される、請求項１～８のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ（１）。
   

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