JP7684580B2 - 機能部品組立体およびそれを備えたタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品とその支持体とからなる機能部品組立体と、それを備えたタイヤに関する。

近年、内圧や温度等のタイヤ内部情報を取得するセンサを含むセンサユニット（機能部品）をタイヤ内腔に設置することが行われている。このような機能部品をタイヤ内表面に取り付けるために、機能部品の台座として機能する支持体をタイヤ内表面に接着し、その支持体の内部に機能部品を収納することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、支持体によって機能部品が十分に保持されていないと、走行時の衝撃等で機能部品が脱落したり、破損する虞があった。

特開２０１５‐１６０５１２号公報

本発明の目的は、機能部品の脱落を防止し、且つ耐破損性を向上することを可能にした機能部品組立体と、それを備えたタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の機能部品組立体は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品と、前記機能部品を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体とからなる機能部品組立体であって、前記支持体は、シート状の基部と、前記基部の一方の面から突き出した側壁からなり前記機能部品の少なくとも一部を収容する収容部とを備え、前記基部の他方の面がタイヤ内表面への取付面であり、前記機能部品は、係止部を介して前記収容部内に固定され、前記係止部は、前記収容部の前記側壁または前記機能部品の前記側壁に接触する部位の一方に設けられて前記収容部の前記側壁または前記機能部品の前記側壁に接触する部位の他方に向かって突き出た凸部と、前記収容部の前記側壁または前記機能部品の前記側壁に接触する部位の他方に設けられて前記凸部に接する受け部とからなる対で構成され、前記凸部が前記受け部に接することで前記機能部品を前記収容部内に固定し、前記機能部品が前記支持体に収容されていない状態において、前記支持体側の係止部の前記側壁の下端からの高さをＨとし、前記機能部品側の係止部の底面からの高さをｈとしたとき、これら高さＨおよびｈが１．００＜ｈ／Ｈ≦１．４０の関係を満たすことを特徴とする。

本発明においては、凸部と受け部からなる対で構成された係止部が、収容部の側壁と機能部品において該側壁に接触する部位とに設けられて、凸部が受け部に接することで機能部品が収容部内に固定されているので、機能部品がタイヤ内表面に対して垂直方向へ移動することを抑制することができる。また、支持体側の係止部の高さＨと機能部品側の係止部の高さｈとが上述の関係を満たすので、凸部と受け部が接する際に、機能部品はタイヤ内表面側に向かって押し付けられることになり、機能部品の脱落を効果的に防止し、且つ、耐破損性を向上することができる。

本発明においては、機能部品を支持体に収容した状態において、支持体側の係止部の側壁の下端からの高さをＨ′とし、機能部品の最大厚さをＴとしたとき、これらが５．０ｍｍ≦Ｔ≦３０．０ｍｍ、且つ、０．３０≦Ｈ′／Ｔ≦１．００の関係を満たすことが好ましい。このような寸法にすることで、機能部品の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。特に、機能部品の最大厚さＴが上述の範囲内であることで、機能部品を収容した際に収容部の側壁にかかる負荷を抑制することができる。また、比Ｈ′／Ｔが上述の範囲内であることで、機能部品の脱落を効果的に防止することができる。

本発明においては、機能部品の水平方向の最大長さをＬとし、凸部の突き出し量をＬＨとし、凸部の厚さをＬＶとしたとき、これらが５．０ｍｍ≦Ｌ≦３５．０ｍｍ、０．０４≦ＬＨ／Ｌ≦０．４０、および、０．１０≦ＬＨ／ＬＶ≦３．００の関係を満たすことが好ましい。このような寸法にすることで、嵌合凸部が適度な大きさになり、機能部品の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。

本発明においては、機能部品の外形が円柱状であり、収容部が機能部品に対応する円筒状であり、側壁の周上における係止部の投影長さの合計が側壁の周長の３／４倍～１倍であることが好ましい。機能部品の外形が円柱状かつ収容部が機能部品に対応する円筒状である態様の場合、上記のように側壁の周上における係止部の長さを確保することで、機能部品の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。

本発明においては、収容部の側壁の高さ方向および機能部品の高さ方向に沿って複数の係止部が設けられた仕様にすることもできる。この仕様では、複数の係止部のそれぞれによって機能部品が収容部に固定されるので、より強固な固定が可能になり、機能部品の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。

本発明においては、機能部品の外形が円柱状であり、収容部が前記機能部品に対応する円筒状であり、係止部が螺旋状に設けられた仕様にすることもできる。この仕様では、螺旋状の係止部が実質的にネジとして機能するので、機能部品を回転させて収容部に固定することができ、より強固且つ安定的な固定が可能になる。

本発明においては、機能部品がタイヤ情報を取得するセンサを含み、センサが圧電素子を含む仕様にすることもできる。この仕様の場合、前述のように機能部品がタイヤ内表面側に向かって押し付けられることで、振動等をより正確に検知することが可能になる。

本発明においては、支持体を構成するゴムの破断伸びＥＢが５０％～９００％であり、支持体を構成するゴムの３００％伸張時のモジュラスが２ＭＰａ～１６ＭＰａであることが好ましい。これにより、機能部品を支持体（収容部）に挿入する際の作業性および支持体の保持性と支持体の耐破断性とをバランス良く改善することができる。なお、支持体を構成するゴムの破断伸びおよび３００％伸張時のモジュラスは、ＪＩＳ‐Ｋ６２５１に準拠して測定したものである。

本発明の機能部品組立体はタイヤ内表面に取り付けて使用される。本発明の機能部品組立体がタイヤ内表面に取付けられたタイヤ（以下、「本発明のタイヤ」という）は、本発明の機能部品組立体の上述の特徴により、機能部品の脱落が効果的に防止され、且つ、耐破損性を向上することができる。尚、本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであってもよい。空気入りタイヤの場合は、その内部に空気、窒素等の不活性ガスまたはその他の気体を充填することができる。

本発明のタイヤにおいては、機能部品がタイヤ情報を取得するセンサを含み、センサとタイヤ内表面との最短距離が５ｍｍ以下であることが好ましい。このようにセンサをタイヤ内表面に接近させることでタイヤ情報を取得しやすくなるが、上述の本発明の機能部品組立体を用いることで、センサをタイヤ内表面に接近した好適な位置に、より強固かつ安定的に固定することが可能になる。

本発明のタイヤにおいては、支持体がタイヤ内表面に固定される一方で、機能部品は支持体から脱着可能である仕様にすることもできる。この仕様では、支持体をタイヤ内表面に残した状態で、その中に収容される機能部品だけを交換することが可能になるので、コスト低減の面で有利になる。

本発明のタイヤにおいては、支持体が接着層を介してタイヤ内表面に固定された仕様にすることもできる。また、本発明のタイヤにおいては、機能部品組立体が取り付けられたタイヤのタイヤ情報を定期的に自動で送信する仕様にすることもできる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。 図１のタイヤに取り付けられた機能部品組立体を示す斜視断面図である。 機能部品組立体を模式的に示す断面図である。 図２の機能部品組立体における支持体を示す斜視断面図である。 機能部品組立体の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 機能部品組立体の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 機能部品組立体の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 機能部品が支持体に収容されていない状態の機能部品組立体を模式的に示す断面図である。 機能部品組立体（支持体）の別の実施形態を模式的に示す断面図である。 機能部品組立体（支持体）の別の実施形態を模式的に示す上面図および斜視断面図である。 機能部品組立体の更に別の実施形態を模式的に示す断面図である。 機能部品組立体（支持体）の更に別の実施形態を模式的に示す斜視断面図である。 機能部品組立体の更に別の実施形態を模式的に示す斜視断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の機能部品組立体が取り付けられるタイヤ（空気入りタイヤ）は、例えば図１に示すように、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示す。図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。

左右一対のビード部３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コード（以下、カーカスコードという）を含むカーカス層４が装架されている。各ビード部には、ビードコア５が埋設されており、そのビードコア５の外周上に断面略三角形状のビードフィラー６が配置されている。カーカス層４は、ビードコア５の廻りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されている。これにより、ビードコア５およびビードフィラー６はカーカス層４の本体部（トレッド部１から各サイドウォール部２を経て各ビード部３に至る部分）と折り返し部（各ビード部３においてビードコア５の廻りに折り返されて各サイドウォール部２側に向かって延在する部分）とにより包み込まれている。

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図示の例では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コード（以下、ベルトコードという）を含み、かつ層間でベルトコードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定することができる。ベルト層７を構成するベルトコードとしては、例えばスチールコードが好ましく使用される。

更に、ベルト層７の外周側には、ベルトカバー層８が設けられている。ベルトカバー層８は、タイヤ周方向に配向する補強コード（以下、カバーコードという）を含む。ベルトカバー層８において、カバーコードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°～５°に設定することができる。ベルトカバー層８としては、ベルト層７の幅方向の全域を覆うフルカバー層８ａや、ベルト層７のタイヤ幅方向の両端部を局所的に覆う一対のエッジカバー層８ｂをそれぞれ単独で、またはこれらを組み合わせて設けることができる（図示の例では、フルカバー層８ａおよびエッジカバー層８ｂの両方が設けられている）。ベルトカバー層８を構成するカバーコードとしては、例えばナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

本発明は、主として後述の機能部品組立体１０に関するものであるので、機能部品組立体１０が装着されるタイヤの基本的な構造は上述のものに限定されない。

図１の例では、タイヤ内表面（トレッド部１のタイヤ幅方向中心）に、機能部品組立体１０が取り付けられている。機能部品組立体１０の取付位置は特に限定されないが、機能部品組立体１０に含まれるセンサがタイヤトレッド情報を取得する場合は、図示のように、機能部品組立体１０はトレッド部１のタイヤ幅方向中心に設けるとよい。

図２に拡大して示すように、機能部品組立体１０は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品２０と、機能部品２０を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体３０で構成される。

機能部品２０は、例えば図２に示すように、筐体２１と電子部品２２とを含むものである。筐体２１は中空構造を有し、その内部に電子部品２２を収容する。電子部品２２は、タイヤ情報を取得するためのセンサ２３、送信機、受信機、制御回路及びバッテリー等を適宜含むように構成される。センサ２３により取得されるタイヤ情報としては、空気入りタイヤの内部温度や内圧やトレッド部１の摩耗量、路面状態、タイヤ変形、接地長、接地幅、荷重、振動、車輪回転速度、加速度等を挙げることができる。例えば、内部温度や内圧の測定には温度センサや圧力センサが使用される。トレッド部１の摩耗量を検出する場合、センサ２３として、タイヤ内表面に直接または間接的に当接する圧電センサ（圧電素子）を用いることができ、その圧電センサ（圧電素子）が走行時のタイヤ変形・振動・衝撃に応じた出力電圧を検出し、その出力電圧に基づいてトレッド部１の摩耗量を検出する。尚、圧電センサ（圧電素子）は、タイヤ内表面に対して筐体２１や後述の支持体を介して間接的に当接していても走行時のタイヤ変形・振動・衝撃に応じた出力電圧を検出することができる。それ以外に、加速度センサや磁気センサを使用することも可能である。また、機能部品２０は、センサ２３により取得されたタイヤ情報をタイヤ外部に送信するよう構成されている。このタイヤ情報の送信は、定期的かつ自動的に行われるようにするとよい。尚、図２に示す機能部品２０の内部構造は機能部品の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。

機能部品２０（筐体２１）の外形は、特に限定されないが、図２，３に示すように、タイヤ内表面に直接または間接的に当接する底面２０Ａと、タイヤ内腔側に面する上面２０Ｂと、これら底面２０Ａと上面２０Ｂとの間に介在して後述の支持体の側壁に当接する側面２０Ｃとを有することが好ましい。そのような形状としては、円柱状（図２）や直方体状（不図示）を挙げることができる。尚、いずれの場合も、厳密な円柱や直方体である必要はなく、例えば角部が面取りされていてもよい。また、図示のように側面２０Ｃが断面において直線状である必要はなく、側面２０Ｃが円弧状（例えば支持体３０の側壁３０Ａに向かって凸となる湾曲形状）であってもよい。このような形状において、支持体３０の側壁に当接する部位（側面２０Ｃ）には後述の係止部４０が設けられる。

支持体３０は、機能部品２０を収容するものである。支持体３０は、図４に示すように、機能部品２０が挿入される収容部３１を有する。図示の例では、シート状の基部３２の一方側の面に収容部３１が設けられ、他方側の面がタイヤ内表面に対して取り付けられる取付面である。支持体３０は、タイヤ内表面に加硫接着してもよく、加硫済みのタイヤに接着層５０を介して接着してもよい。支持体３０は例えばゴム製であるとよい。即ち、支持体３０がゴム製であると、収容部３１から機能部品２０を出し入れする際に伸び縮みするので好適である。

支持体３０の材料として、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができ、単独または二種以上を混合したブレンド体を用いることができる。これらの材料はタイヤ内表面を構成するブチルゴムとの接着性に優れているので、支持体３０が上記材料から構成された場合、支持体３０とタイヤ内表面との十分な接着性を確保することができる。

支持体３０を構成するゴムの物性は特に限定されないが、機能部品２０を支持体３０（収容部３１）に挿入する際の作業性、支持体３０による機能部品２０の保持性、支持体３０の耐破断性等の観点から、破断伸びＥＢは好ましくは５０％～９００％、３００％伸張時のモジュラスは好ましくは２ＭＰａ～１６ＭＰａであるとよい。このような物性とすることで、前述の各特性（機能部品２０を支持体３０に挿入する際の作業性、支持体による機能部品２０の保持性、支持体３０の耐破断性）をバランス良く改善することができる。

図４の例では、支持体３０の収容部３１は、機能部品２０の周囲を囲む側壁３０Ａと、機能部品を収容した際に機能部品２０の底面２０Ａが当接する接触面３０Ｂとを含む。収容部３１は、機能部品２０（筐体２１）の外形に対応する形状を有するとよい。例えば、機能部品２０（筐体２１）の外形が円柱状の場合は、収容部３０は、機能部品２０（筐体２１）の円柱状に対応した円筒状であるとよく、機能部品２０（筐体２１）の外形が直方体状の場合は、収容部３０は、機能部品２０（筐体２１）が収まる直方体状の窪みであるとよい。このような形状において、支持体３０の側壁３０Ａには後述の係止部４０が設けられる。

支持体３０はタイヤ内表面に取り付けられるので、必ずしも上述の接触面３０Ｂを備える必要はない。即ち、図５に示すように、収容部３１が機能部品２０の周囲を囲む側壁３０Ａのみで構成されていてもよい。この場合、側壁３０Ａとタイヤ内表面とで囲まれた空間が収容部３１となり、機能部品２０を収容することができる。この場合、収容部３１に収容された機能部品２０はタイヤ内表面（図中の斜線部）に直接接触するので、タイヤ情報を取得するには有利になる。この場合も支持体３０の側壁３０Ａには後述の係止部４０が設けられる。

支持体３０の収容部３１は、機能部品２０の全体を収容する必要はなく、少なくとも一部を収容できればよい。例えば、図６の例では、側壁３０Ａの高さが機能部品２０よりも低くなっており、側壁３０Ａの上端に後述の係止部４０が設けられている。このように機能部品２０の全体が収容部３１に収容されなくても、後述の係止部４０によって機能部品２０が収容部３０内に固定されるので、機能部品２０の脱落は防止される。

機能部品２０および支持体３０に設けられる係止部４０は、凸部４１と受け部４２とからなる対で構成され、凸部４１を受け部４２が受け止めることで機能部品２０を収容部３０内に固定する。例えば図３の態様では、係止部４０は、凸部４１（嵌合凸部）と受け部４２（嵌合凹部）とからなる対で構成され、図３に示すように、嵌合凸部４１が嵌合凹部４２に嵌合することで機能部品２０を収容部３０内に固定する。嵌合凸部４１および嵌合凹部４２の一方は収容部３０側（側壁３０Ａ）に設けられ、嵌合凸部４１および嵌合凹部４２の他方は機能部品２０側（側面２０Ｃ）に設けられる。つまり、支持体３０側に嵌合凸部４１が設けられる場合（図３（ａ）の場合）は、機能部品２０側に嵌合凹部４２が設けられる。逆に、機能部品２０側に嵌合凸部４１が設けられる場合（図３（ｂ）の場合）は、支持体３０側に嵌合凹部４２が設けられる。このように係止部４０が収容部３０の側壁３０Ａと機能部品２０の側面２０Ｃとに設けられて、嵌合凸部４１が嵌合凹部４２に嵌合することで機能部品２０が収容部３０内に固定されているので、機能部品２０がタイヤ内表面に対して垂直方向へ移動することを抑制することができ、機能部品２０の脱落を効果的に防止することができる。

図３のような係止部４０（嵌合凸部４１と嵌合凹部４２との組み合わせ）の他に、例えば、図７の態様のように、収容部３０側の凸部４１として側壁３０Ａの上端に機能部品側に向かって突き出た凸部４１を設けてもよい。この態様では、凸部４１に接する機能部品２０の上面２０Ｂが受け部４２として機能し、機能部品２０がタイヤ内表面に対して垂直方向へ移動することが抑制される。

図８に示すように機能部品２０が支持体３０に収容されていない状態において、支持体３０側の係止部４０（図示の例では嵌合凸部４１）の側壁３０Ａの下端からの高さをＨとし、機能部品２０側の係止部４０（図示の例では嵌合凹部４２）の底面２０Ａからの高さをｈとしたとき、これら高さの比ｈ／Ｈは１．００＜ｈ／Ｈ≦１．４０、好ましくは１．０１≦ｈ／Ｈ≦１．２０の関係を満たす。このような比ｈ／Ｈの関係を満たすことで、嵌合凸部４１が嵌合凹部４２に嵌合する際に、機能部品２０はタイヤ内表面側に向かって押し付けられることになり、機能部品２０の脱落を効果的に防止し、且つ、耐破損性を向上することができる。比ｈ／Ｈが１．００以下であると機能部品２０をタイヤ内表面側に向かって押し付けることができず、機能部品２０の脱落を防止する効果が十分に得られなくなる。比ｈ／Ｈが１．４０を超えると、機能部品２０を収容した際に支持体３０の側壁３０Ａの根元（側壁３０Ａと接触面３０Ｂとの境界付近）に負荷がかかり、機能部品組立体が破損しやすくなる。

尚、高さＨは、図示のように、支持体３０側の係止部４０において側壁３０Ａの下端に最も近い点を基準に測定される。つまり、支持体３０が接触面３０Ｂを有する場合は、側壁３０Ａの下端は接触面３０Ｂと一致するので、高さＨは、接触面３０Ｂから係止部４０（接触面３０Ｂに最も近い点）までの高さである。また、支持体３０が接触面３０Ｂを有さない場合は、側壁３０Ａの下端はタイヤ内表面と一致するので、高さＨは、タイヤ内表面から係止部４０（タイヤ内表面に最も近い点）までの高さである。同様に、高さｈは、図示のように、機能部品２０側の係止部４０において底面２０Ａに最も近い点を基準に測定される。つまり、高さｈは、いずれの場合も、底面２０Ａから係止部４０（底面２０Ａに最も近い点）までの高さである。

図３および図５～７に示すように機能部品２０を支持体３０に収容した状態において、支持体３０側の係止部４０の側壁３０Ａの下端（接触面３０Ｂまたはタイヤ内表面）からの高さをＨ′とし、機能部品２０の最大厚さをＴとしたとき、これらの比Ｈ′／Ｔは、好ましくは０．３０≦Ｈ′／Ｔ≦１．００、より好ましくは０．６０≦Ｈ′／Ｔ≦１．００の関係を満たすとよい。このとき、最大厚さＴは好ましくは５．０ｍｍ≦Ｔ≦３０．０ｍｍ、より好ましくは５．０ｍｍ≦Ｔ≦２０．０ｍｍに設定するとよい。このような寸法にすることで、機能部品２０の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。特に、機能部品２０の最大厚さＴが上述の範囲内であることで、機能部品２０を収容した際に収容部３０の側壁３０Ａにかかる負荷を抑制することができる。また、比Ｈ′／Ｔが上述の範囲内であることで、機能部品２０の脱落を効果的に防止することができる。比Ｈ′／Ｔが０．３０未満であると、係止部４０と接触面３０Ｂとに挟まれた部分（安定的な固定に寄与する部分）が少なくなるので、機能部品２０の脱落を防止する効果が低下する虞がある。比Ｈ′／Ｔが１．００を超えると、機能部品２０をタイヤ内表面側に向かって押し付けることができず、機能部品２０の脱落を防止する効果が十分に得られなくなる。また、最大厚さＴが５．０ｍｍ未満であると薄いことで機能部品自体の耐破損性が低下する。また、最大厚さＴが３０．０ｍｍを超えると機能部品が重くなり機能部品への衝撃が大きくなり機能部品自体の耐破損性が低下する。

係止部４０の寸法は特に限定されないが、図８に示すように、機能部品２０の水平方向の最大長さをＬとし、嵌合凸部４１の突き出し量をＬＨとし、嵌合凸部４１の厚さをＬＶとしたとき、比ＬＨ／Ｌが、好ましくは０．０４≦ＬＨ／Ｌ≦０．４０、より好ましくは０．０６≦ＬＨ／Ｌ≦０．２０の関係を満たすとよい。また、比ＬＨ／ＬＶが好ましくは０．１０≦ＬＨ／ＬＶ≦３．００、より好ましくは１．００≦ＬＨ／ＬＶ≦２．００の関係を満たすことが好ましい。このとき、最大長さＬは好ましくは５．０ｍｍ≦Ｌ≦３５．０ｍｍ、より好ましくは１０．０ｍｍ≦Ｌ≦３０．０ｍｍに設定するとよい。このような寸法にすることで、嵌合凸部４１が適度な大きさになり、機能部品２０の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。比ＬＨ／Ｌが０．０４未満であると、嵌合凸部４１が小さすぎるため、機能部品２０の脱落を防止する効果が低減する。比ＬＨ／Ｌが０．４０を超えると、嵌合凸部４１が大きすぎるため、機能部品２０の着脱が困難になる虞がある。比ＬＨ／ＬＶが０．１０未満であると、嵌合凸部４１の厚さＬＶに対して突き出し量ＬＨが過小になるため、タイヤへの衝撃によって機能部品２０が脱落しやすくなる。比ＬＨ／ＬＶが３．００を超えると、嵌合凸部４１の厚さＬＶに対して突き出し量ＬＨが過大になるため、嵌合凸部４１の根元（嵌合凸部４１と嵌合凸部４１が設けられた側壁３０Ａまたは側面２０Ｃとの境界）に負荷がかかりやすくなり耐久性が低下する。尚、図示の断面形状において、左右の側壁３０Ａ（または側面２０Ｃ）の両方に嵌合凸部４１が設けられる場合、これら嵌合凸部４１の突き出し量ＬＨ、厚さＬＶは共通の寸法であることが好ましい。

尚、係止部４０（凸部４１）は、機能部品２０の水平方向に沿って突き出している必要はなく、図９に示すように、凸部４１の先端がタイヤ内表面側を向くように傾斜していてもよい。この態様の場合、凸部４１が傾斜することで機能部品２０が抜け落ちる方向への動きを抑制するには有利になる。尚、この態様では凸部４１自体は傾斜しているが、上述の突き出し量ＬＨ、厚さＬＶは、図９に示すように、水平方向または鉛直方向に沿って測定される。

図１０に示すように、機能部品２０の外形が円柱状であり、収容部３１が機能部品２０に対応する円筒状である場合、係止部４０（凸部４１および受け部４２）は側壁３０Ａおよび側面２０Ｃの全周に亘って形成されている必要はない。図示の例では、複数の円弧状の係止部４０（支持体３０側に設けられた凸部４１）が、側壁３０Ａに間欠的に設けられている（図示されていないが、機能部品２０側にはこの凸部４１に対応する受け部４２が設けられる）。このような態様では、側壁３０Ａの周上における係止部４０の投影長さαの合計は側壁３０Ａの周長（全周）の好ましくは７５％～１００％、より好ましくは９０％～１００％であるとよい。このように側壁３０Ａ（および側面３０Ｃ）の周上に十分な量の係止部４０を設けることで、機能部品２０の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。尚、機能部品２０を強固に固定する観点からは、係止部４０は側壁３０Ａおよび側面２０Ｃの全周に亘って形成されることが好ましいが、機能部品２０の形状や、機能部品２０を着脱する際の操作性の観点から、上述の長さの範囲内で、係止部４０を間欠的に設けることも好ましい。尚、「側壁の周上における係止部の投影長さαの合計」とは、図１０に示すように収容部３１を上側（機能部品２０が挿入される開口側）から見たときの係止部４０の長さの合計である。また、収容部３０を上側から見たときに係止部４０どうしが重複している場合、収容部３０の上側から見えた部分の長さのみの合計を意味する。

図１１に示すように、収容部３１の側壁３０Ａの高さ方向および機能部品２０の壁面２０Ｃの高さ方向に沿って複数の係止部４０が設けられた仕様にすることもできる。この仕様では、複数の係止部４０のそれぞれによって機能部品２０が収容部３１に固定されるので、より強固な固定が可能になり、機能部品２０の脱落を防止し、且つ、耐破損性を向上するには有利になる。この場合も、機能部品２０が支持体３０に収容されていない状態における、支持体側３０の係止部４０の高さＨと、機能部品２０側の係止部４０の高さｈとは、上述の関係を満たすことが好ましい。詳述すると、機能部品２０が支持体３０に収容されていない状態において、支持体３０側の複数の係止部４０の高さ（側壁３０Ａの下端からの高さ）を小さい順にＨ₁，Ｈ₂，Ｈ₃・・・と定義し、機能部品２０側の複数の係止部４０の高さ（底面２０Ａからの高さ）を小さい順にｈ₁，ｈ₂，ｈ₃・・・と定義したとき、互いに嵌合する係止部４０どうしの高さの比ｈ₁／Ｈ₁，ｈ₂／Ｈ₂，ｈ₃／Ｈ₃・・・は、それぞれ１．００超１．４０以下、好ましくは１．０１以上１．２０以下の関係を満たすとよい。また、比ｈ₁／Ｈ₁，ｈ₂／Ｈ₂，ｈ₃／Ｈ₃・・・は互いに同程度であることが好ましく、接触面３０Ｂまたは面２０Ａ側からｎ番目の各高さをＨ_n，ｈ_n（ｎは１以上の自然数）と表したとき、（ｈ_n／Ｈ_n）×０．９＜ｈ_n+1／Ｈ_n+1＜（ｈ_n／Ｈ_n）×１．１の関係を満たすことが好ましい。これにより、複数の係止部４０の間で係止力の偏りが抑制されるので、係止部４０の損傷を抑制することができる。

図１２に示すように、機能部品２０の外形が円柱状であり、収容部３１が機能部品２０に対応する円筒状である場合に、係止部４０を螺旋状に設けることもできる。図示の例では、螺旋状の係止部４０（凸部４１）が設けられた支持体３０のみを示しているが、機能部品２０（筐体２１）にもこの螺旋と対応する形状の係止部４０（受け部４２）が設けられる。この仕様では、螺旋状の係止部４０が実質的にネジとして機能するので、機能部品２０を回転させて収容部３１に固定することができる。そのため、機能部品２０をタイヤ内表面や支持体３０の接触面３０Ｂに対して平行に装着することが可能になる。また、機能部品２０を収容部３１に挿入する際の係止部への負荷を低減し、さらに、より強固且つ安定的な固定が可能になる。

上述の説明では、いずれの場合も係止部４０は、収容部３１の内側に設けられていたが、機能部品２０（筐体２１）の形状によっては、収容部３１の外側に係止部４０を設けることもできる。例えば、図１３の態様では、機能部品２０（筐体２１）が収容部３１に収まる本体部２１Ａと収容部３１（側壁３０Ａ）に接する外側部分２１Ｂとを含み、機能部品２０（筐体２１）の本体部２１Ａが収容部３１に収容されたときに、外側部２１Ｂが収容部３１（側壁３０Ａ）の外周を覆うようになっている。この態様の場合、収容部３１（側壁３０Ａ）の外側に係止部４０（凸部４１）を設け、機能部品２０（外側部２１Ｂの側壁３０Ａに接する部分）に係止部４０（受け部４２）を設けることができる。図１３の態様の場合も、上述の寸法や各種構造（例えば、複数の係止部４０、螺旋状の係止部４０など）は適宜組み合わせることができる。

上述の機能部品組立体を使用した場合、機能部品２０を強固かつ安定的に固定することが可能になる。そのため、機能部品２０に含まれるセンサ２３をタイヤ情報の取得に適した位置に配置しやすくなる。このことから、機能部品２０に含まれるセンサ２３とタイヤ内表面との最短距離を好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下に設定するとよい。このようにセンサ２３をタイヤ内表面に接近させることでタイヤ情報を取得しやすくなるが、上述の本発明の機能部品組立体を用いることで、より容易かつ確実にセンサをタイヤ内表面に接近した好適な位置に配置することが可能になる。

上述の機能部品組立体を使用した場合、係止部４０は凸部４１と受け部４２とが組み合わされることで係止されるので、逆に、この状態を解除すると、機能部品２０を支持体３０から取り外すことが可能になる。係止部４０が嵌合凸部４１および嵌合凹部４２からなる場合を例にすると、嵌合凸部４１が嵌合凹部４２に嵌合することで係止されるので、逆に、この嵌合状態を解除すると、機能部品２０を支持体３０から取り外すことが可能になる。そこで、支持体３０をタイヤ内表面に固定する一方で、機能部品２０は支持体３０から脱着可能である仕様にしてもよい。この仕様では、支持体３０をタイヤ内表面に残した状態で、その中に収容される機能部品２０だけを交換することが可能になるので、環境負荷やコストを軽減する点で有利になる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

タイヤサイズが２７５／４０Ｒ２１であり、図１に示す基本構造を有し、タイヤ内表面に設けられた機能部品組立体に関して、係止部の形状、機能部品が支持体に収容されていない状態における支持体側の係止部の高さＨと機能部品側の係止部の高さｈとの比ｈ／Ｈ、機能部品の最大厚さＴ、機能部品を支持体に収容した状態における支持体側の係止部の高さＨ′と最大厚さＴとの比Ｈ′／Ｔ、機能部品の水平方向の最大長さＬ、嵌合凸部の突き出し量ＬＨと最大長さＬとの比ＬＨ／Ｌ、嵌合凸部の厚さＬＶと突き出し量ＬＨとの比ＬＨ／ＬＶ、側壁の周長に対する側壁の周上における係止部の投影長さαの合計の割合を表１～２のように設定した比較例１～２、実施例１～１７の空気入りタイヤ（試験タイヤ）を製作した。

表１，２の係止部の形状の欄は、対応する図面の番号を記載した。実施例３は、図１１に示されるように複数の係止部が設けられた例であるが各係止部における各種寸法は共通であり、表に示した通りの値である。実施例４は、図１２に示されるように螺旋状の係止部が設けられた例であるが、断面視における周回部分をそれぞれ係止部と見做して（つまり、断面視において複数の係止部を備えると見做して）各種寸法を提示した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、耐脱落性および耐破損性を評価し、その結果を表１～２に併せて示した。

耐脱落性
各試験タイヤを、リムサイズ２１×９．５Ｊのホイールに組み付け、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機に装着し、空気圧を３６０ｋＰａとし、最大負荷荷重の８８％を負荷した状態で、走行速度をタイヤの速度記号に応じた基準速度から１０分毎に１０ｋｍ／ｈ増加させ、速度毎に機能部品の脱落の有無を確認し、脱落が発生した際の速度を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数で示し、指数値が大きいほど脱落時の速度が大きく、耐脱落性に優れることを意味する。

耐破損性
各試験タイヤを、リムサイズ２１×９．５Ｊのホイールに組み付け、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機に装着し、空気圧を３６０ｋＰａとし、最大負荷荷重の８８％を負荷した状態で、走行速度をタイヤの速度記号に応じた基準速度から１０分毎に１０ｋｍ／ｈ増加させ、速度毎に機能部品組立体の破損状態を確認し、破損が発生した際の速度と機能部品の破損状態を総合して、耐破損性を評価した。評価結果は、従来例１を１００とする指数で示し、指数値が大きいほど破損時の速度が大きく、また破損が小さく、耐破損性に優れることを意味する。

表１～２から判るように、実施例１～１７は、標準例１との対比において、耐脱落性および耐破損性を向上した。一方、比較例１は、比ｈ／Ｈが１よりも小さいため機能部品をタイヤ内表面に押し付ける効果が得られず耐脱落性が悪化した。比較例２は、比ｈ／Ｈが１よりも大きいため機能部品をタイヤ内表面に押し付ける効果は得られて機能部品の脱落は防止できるものの、比ｈ／Ｈが大きすぎるため耐破損性が悪化した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルトカバー層
１０ 機能部品組立体
２０ 機能部品
３０ 支持体
４０ 係止部
４１ 凸部（嵌合凸部）
４２ 受け部（嵌合凹部）
ＣＬ タイヤ赤道

Claims (12)

1. タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品と、前記機能部品を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体とからなる機能部品組立体であって、
   前記支持体は、シート状の基部と、前記基部の一方の面から突き出した側壁からなり前記機能部品の少なくとも一部を収容する収容部とを備え、前記基部の他方の面がタイヤ内表面への取付面であり、
   前記機能部品は、係止部を介して前記収容部内に固定され、
   前記係止部は、前記収容部の前記側壁または前記機能部品の前記側壁に接触する部位の一方に設けられて前記収容部の前記側壁または前記機能部品の前記側壁に接触する部位の他方に向かって突き出た凸部と、前記収容部の前記側壁または前記機能部品の前記側壁に接触する部位の他方に設けられて前記凸部に接する受け部とからなる対で構成され、前記凸部が前記受け部に接することで前記機能部品を前記収容部内に固定し、
   前記機能部品が前記支持体に収容されていない状態において、前記支持体側の係止部の前記側壁の下端からの高さをＨとし、前記機能部品側の係止部の底面からの高さをｈとしたとき、これら高さＨおよびｈが１．００＜ｈ／Ｈ≦１．４０の関係を満たすことを特徴とする機能部品組立体。
2. 前記機能部品を前記支持体に収容した状態において、前記支持体側の係止部の前記側壁の下端からの高さをＨ′とし、前記機能部品の最大厚さをＴとしたとき、これらが５．０ｍｍ≦Ｔ≦３０．０ｍｍ、且つ、０．３０≦Ｈ′／Ｔ≦１．００の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の機能部品組立体。
3. 前記機能部品の水平方向の最大長さをＬとし、前記凸部の突き出し量をＬＨとし、前記凸部の厚さをＬＶとしたとき、これらが５．０ｍｍ≦Ｌ≦３５．０ｍｍ、０．０４≦ＬＨ／Ｌ≦０．４０、および、０．１０≦ＬＨ／ＬＶ≦３．００の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の機能部品組立体。
4. 前記機能部品の外形が円柱状であり、前記収容部が前記機能部品に対応する円筒状であり、前記側壁の周上における前記係止部の投影長さの合計が前記側壁の周長の３／４倍～１倍であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の機能部品組立体。
5. 前記収容部の前記側壁の高さ方向および前記機能部品の高さ方向に沿って複数の係止部が設けられたことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の機能部品組立体。
6. 前記機能部品がタイヤ情報を取得するセンサを含み、前記センサが圧電素子を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の機能部品組立体。
7. 前記支持体を構成するゴムの破断伸びＥＢが５０％～９００％であり、前記支持体を構成するゴムの３００％伸張時のモジュラスが２ＭＰａ～１６ＭＰａであることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の機能部品組立体。
8. 請求項１～７のいずれかに記載の機能部品組立体がタイヤ内表面に取付けられたことを特徴とするタイヤ。
9. 前記機能部品がタイヤ情報を取得するセンサを含み、前記センサとタイヤ内表面との最短距離が５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
10. 前記支持体がタイヤ内表面に固定される一方で、前記機能部品は前記支持体から脱着可能であることを特徴とする請求項８または９に記載のタイヤ。
11. 前記支持体が接着層を介してタイヤ内表面に固定されていることを特徴とする請求項８～１０のいずれかに記載のタイヤ。
12. 前記機能部品組立体が取り付けられたタイヤのタイヤ情報を定期的に自動で送信することを特徴とする請求項８～１１のいずれかに記載のタイヤ。

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