JP4599150B2 - 電子部品の収納具を具える空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、例えばＲＦＩＤ（無線周波による非接触自動識別技術）用トランスポンダ等の電子部品の収納具を具える空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤの内圧、温度、回転数などの諸データを監視し、車両走行中の安全性やメンテナンス性等を向上させるために、前記諸データを記録する例えばＲＦＩＤ用トランスポンダ等の電子部品をタイヤに取り付けることが提案されている。なおトランスポンダは、送受信回路、制御回路、メモリ等をチップ化した半導体と、アンテナとから構成される小型軽量の電子部品であり、質問電波を受信したとき、これを電気エネルギーとして使用しメモリー内の諸データを応答電波として発信しうるバッテリーレスのものが多用されている。

そして、このような電子部品をタイヤに取り付ける方法として、例えば特許文献１、２等に代表される如く、生（未加硫）タイヤの内部に埋め込み、加硫成形に伴う加硫接着によりタイヤと一体化するもの、及び例えば特許文献３等に代表される如く、加硫後のタイヤの表面に電子部品を接着等により貼り付ける方法などが開示されている。

実開平２−１２３４０４号公報 特開２００２−１３７６０９号公報 特開２００１−３０３６９号公報

しかし何れの場合も、電子部品がタイヤと一体に固定されるため、走行時のタイヤの変形や衝撃、及びタイヤの発熱が、前記電子部品に強く伝達される。そのため、電子部品にダメージが与えられ、性能低下や故障などを誘発させるという問題が生じる。なお前記電子部品を、比較的変形量が小さいビード部に取り付けることが考えられるが、係る場合にもある程度の変形が生じるため充分とはいえない。

そこで本発明は、電子部品の収納具を、その一端部側でのみタイヤ内腔面に接合させることを基本として、前記収納具の他端側をタイヤ内腔面から自由に離間させることが可能となり、タイヤの変形や衝撃、及び発熱などが電子部品に伝達されるのを抑制できるなど、該電子部品の性能低下や故障などを効果的に防止しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、内部に電子部品を収納するための収納空間を有する収納具を具え、
該収納具は、前記収納空間への前記電子部品の出し入れを可能とする開口部を有した袋状をなし、
前記収納具は、そのタイヤ内腔面に向く裏面かつその一端部に、タイヤ内腔面と接合する接合領域を具えるとともに、
該接合領域のみ前記タイヤ内腔面に接合することにより、他端側の非接合領域の部分を自由状態とし、
前記収納空間は、前記非接合領域の部分に形成され、
前記接合領域は、前記収納具のタイヤ回転中心線に向く辺の側に形成され、
しかも前記開口部は、前記収納具のタイヤ回転中心線を向く側に形成されていることを特徴とする電子部品の収納具を具える空気入りタイヤ。

又請求項２の発明では、前記収納具は、タイヤ内腔面側の裏シートと、表シートとがその周辺部を互いに結合されることにより形成されるとともに、前記裏シートと表シートとがゴムシートからなることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記非接合領域を形成するための非接着層を、前記収納具の裏面又はタイヤ内腔面に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の収納具を具えることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、収納具の他端側をタイヤ内腔面から自由に離間させることができる。従って、走行中のタイヤの変形や衝撃、及び発熱などが電子部品に伝達されるのを抑制することが可能となり、電子部品の性能低下や故障などを効果的に防止することができる。又比較的大型の電子部品に対しても、タイヤに悪影響を及ぼすことなく前述の利点を有効に発揮することができ、電子部品への選択の自由度を大巾に高めることができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は電子部品の収納具を具える空気入りタイヤを示す子午断面図、図２は収納具をビード部とともに拡大して示す断面図、図３は収納具の斜視図である。

図１において、電子部品の収納具を具える空気入りタイヤ１（以下、単にタイヤ１ということがある）は、路面に接地するトレッド部２と、その両端から半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の半径方向内方端に位置しかつリムＲに嵌着されるビード部４とを具える。本例では、タイヤ１が乗用車用のラジアルタイヤの場合を例示している。

このタイヤ１は、前記トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、本例ではトレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを含むコード補強層によって補強され、必要な剛性及び強度を確保している。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。そして、該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配置されビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。

又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。このベルト層７の半径方向外側には、高速走行時の操縦安定性及び耐久性等を高める目的で、バンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させたバンド層（図示しない）を設けることができる。

又前記タイヤ１は、そのタイヤ内腔面ＨＳが、例えばブチル系ゴムなどの周知の低空気透過性ゴムから形成され、これによりタイヤ内腔内を気密に保持している。そして該タイヤ内腔面ＨＳには、内部に電子部品Ｗを収納するための収納空間１０を設けた収納具１１を取り付けている。

本例では、図２、３に示すように、前記収納具１１が、前記収納空間１０内に電子部品Ｗを密封している場合を例示する。具体的には、前記収納具１１は、タイヤ内腔面ＨＳ側の裏シート１３と、表シート１４とからなり、該裏シート１３と表シート１４とは、その周辺部１３Ｅ、１４Ｅの全体が互いに結合されることにより、電子部品Ｗを密封した収納空間１０を形成している。なお前記裏シート１３と表シート１４とは、厚さｔ１、ｔ２がそれぞれ２．０ｍｍ以下の範囲の薄いゴムシートからなり、本例では、略同巾、かつ略同長さの四辺形状で形成している。

そして本発明では、前記収納具１１の裏面１１Ｓかつその一端部に、タイヤ内腔面ＨＳと接合する接合領域１１Ｓｂを設け、該接合領域１１Ｓｂのみをタイヤ内腔面ＨＳに接合している。これにより他端側の非接合領域１１Ｓａの部分を、タイヤ内腔面ＨＳとは離間自在な自由状態としている。なお前記収納空間１０は、前記非接合領域１１Ｓａの部分に形成される。従って、走行中のタイヤの変形や衝撃及びタイヤの発熱が電子部品Ｗに伝わるのを、非接合領域１１Ｓａの前記自在な離間によって抑制することができ、電子部品Ｗがダメージを受けて性能低下や故障などを起こすのを防止できる。そのためには、前記接合領域１１Ｓｂを、前記収納空間１０から少なくとも１．０ｍｍ以上の距離Ｌ２（図４）隔てるのが好ましい。

又前記接合領域１１Ｓｂは、前記タイヤ内腔面ＨＳにおける取付け部位ＨＳ１に接合されるが、この取付け部位ＨＳ１として前記ビード部４が好適である。それはビード部４が、タイヤ走行中の変形が最も少ない部位であるからであり、これにより電子部品Ｗに与える前記衝撃等の悪影響をより小さく減じうる。また収納具１１の剥離損傷抑制等にも好ましい。

ここで前記ビード部４とは、図１に示すように、タイヤを正規リムＲにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態において、ビード部４がリムフランジＲｆから離間する離間点Ｐからカーカス６のプライ本体部６ａに直交する基準線Ｘよりも半径方向内側の領域を意味する。又前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。

又前記収納具１１では、その接合領域１１Ｓｂのみをビード部４に取り付けさえすれば、非接合領域１１Ｓａの部分が、前記基準線Ｘを越えてサイドウォール部３側に位置しても良い。この場合にも、前述の衝撃等による電子部品Ｗへの悪影響をより小さく減じうる。従って本例の如く、前記接合領域１１Ｓｂを、前記収納具１１がタイヤ回転中心線に向く辺１１ａの側、即ちタイヤ半径方向内方に向く辺１１ａの側に形成した場合には、前記基準線Ｘを越える大型の電子部品Ｗの取り付けが可能となるなど、電子部品Ｗの選択の自由度を大巾に高めることができる。しかもこの場合、タイヤ回転中の遠心力が、収納具１１を半径方向外側に引っ張る向きに作用するため、接合領域１１Ｓｂと非接合領域１１Ｓａとの境界位置での屈曲疲労を減じることができ、収納具１１の耐久性向上にも期待できる。

又前記収納具１１としては、図５、６に示すように、前記収納空間１０の一端部分１０ａに、電子部品収納用の開口部１２を設けた袋状体として形成する。なお便宜上、収納具１１が電子部品Ｗを密封する場合を第１実施形態、収納具１１が開口部１２を有する袋状体をなす場合を第２実施形態という。

この第２実施形態は、本例では、前記裏シート１３と表シート１４との各周辺部１３Ｅ、１４Ｅが、その一部を残して互いに結合されることにより形成される。特に本例では、前記裏シート１３と表シート１４とが略同巾の四辺形状をなし、かつ各周辺部１３Ｅ、１４Ｅのうちの前記一辺側を残して他の三辺側を互いに結合した場合を例示している。このとき、前記裏シート１３を表シート１４よりも長寸とし、前記開口部１２を裏シート１３の前記一辺側端縁１３ａから内方に３．０ｍｍ以上の距離Ｌ１を控えて形成するのが好ましい。これにより、収納空間１０への電子部品Ｗの出し入れを容易とし、万一電子部品Ｗの故障が発生した場合にも交換が可能となる。又収納具１１では、走行中に、開口部１２から電子部品Ｗが外に飛び出してしまわないよう、電子部品Ｗ全体が前記収納空間１０内に完全に納まるように形成する。

なお、第２実施形態においても、前記第１実施形態と同じ理由で、前記接合領域１１Ｓｂを、前記収納具１１がタイヤ回転中心線に向く辺１１ａの側に形成するのが好ましい。このとき、前記開口部１２がタイヤ回転中心線に向いているのがさらに好ましく、これにより走行中の遠心力によって電子部品Ｗが開口部１２から飛び出すのをさらに抑制しうる。なお前記飛び出しをより確実に防止するため、収納後に、前記開口部１２を例えばアクリル系、ゴム系、及びシリコーン系粘着剤等の粘着剤にて閉止することも好ましい。

又本発明では、前記収納具１１における接合領域１１Ｓｂとタイヤ内腔面ＨＳとの接合は、例えば前述の粘着剤を含む既存の種々の接着剤を用いて行うことができる。しかし、より強い接合強度を確保するために、特に、タイヤ加硫成形時の加硫（加硫接着）によって両者を一体接合するのが好ましい。

次に、加硫により接合する場合の第１実施形態の空気入りタイヤ１の製造方法を説明する。具体的には、（１）生の裏シート１３Ｎを、生タイヤ１Ｎのタイヤ内腔面ＨＳかつビード部４に配置する工程ＫＡ１（図８）と；
（２）電子部品Ｗを、前記生の裏シート１３Ｎに載置して重なり体２１を形成する工程ＫＡ２（図７（Ａ））と；
（３）生の表シート１４Ｎを、前記重なり体２１上に載設する工程ＫＡ３（図７（Ｂ））と；
を少なくとも含み、本例では、先に前記工程ＫＡ２、ＫＡ３を実施して予め生の収納具１１Ｎを形成し、しかる後、前記工程ＫＡ１により生の裏シート１３Ｎを、生の収納具１１Ｎの状態でタイヤ内腔面ＨＳに配置する場合を例示している。

前記裏シート１３Ｎは、厚さｔ１が２．０ｍｍ以下の生ゴムシート材からなる本例では四辺形状をなし、その周囲に、電子部品Ｗからはみ出しうる周辺部１３Ｅを具える。そして前記工程ＫＡ２では、この裏シート１３Ｎ上に、電子部品Ｗを周囲に前記周辺部１３Ｅを残して載置する。本例では、２０mm（横）×３０mm（縦）×０．３mm（厚さ）の四辺形状の電子部品Ｗを使用している。

又工程ＫＡ３では、前記重なり体２１上に、厚さｔ２が２．０ｍｍ以下の生ゴムシート材からなる生の表シート１４Ｎを載設する。このとき、表シート１４Ｎの全周辺部１４Ｅと、前記裏シート１３Ｎの全周辺部１３Ｅとを互いに重ねて粘着させることにより、電子部品Ｗを密封した収納空間１０を有する生の収納具１１Ｎを容易に形成できる。

次に、前記工程ＫＡ１では図８に示す如く、前記生の収納具１１Ｎの状態で、裏シート１３Ｎを、生タイヤ１Ｎのタイヤ内腔面ＨＳかつビード部４に配置し粘着する。このとき、前記非接合領域１１Ｓａがタイヤ内腔面ＨＳに加硫接着しないように、前記裏面１１Ｓかつ非接合領域１１Ｓａに、非接着層である剥離シート２３を予め貼設する。なお剥離シート２３は、前記接合領域１１Ｓｂ側以外を、裏面１１Ｓからはみ出して貼設する。剥離シート２３としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の１８０℃の熱でも溶融しない樹脂材からなるシート体の表面に、剥離処理を施したものが好適に採用しうる。剥離処理としては、ゴムに対して離型性を有する例えばポリフルオルエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂などの離型性樹脂で前記シート体を被覆する、或いはシリコーンオイル等を含む液状離型剤を表面に塗布することができる。又剥離シート２３自体を前記離型性樹脂のみで形成することもできる。なおこの剥離シート２３は、加硫工程後収納具１１の裏面１１Ｓから離脱してタイヤ内腔面ＨＳ側に移行しうるように、タイヤ側のゴムに対する離型性をなくして形成することもできる。

なお前記製造方法では、前記工程をＫＡ１→ＫＡ２（又はＫＢ２）→ＫＡ３（又はＫＢ３）の順で、即ち、まず生タイヤ１Ｎのタイヤ内腔面ＨＳに裏シート１３Ｎを貼着し、その上に電子部品Ｗ、表シート１４Ｎを順次載設しても良い。

そして、この生タイヤ１Ｎを従来タイヤと同様加硫金型に投入し加硫成形する。このときブラダーの膨張により、生の収納具１１Ｎを生タイヤ１Ｎに圧接せしめ、双方を加硫接着し一体に接合することができる。

なお前記生の収納具１１Ｎが厚すぎるとブラダーによる圧力が集中し、タイヤ１及び収納具１１に変形を招く。従って前記裏シート１３Ｎ、表シート１４Ｎの各厚さｔ１、ｔ２を２．０ｍｍ以下と薄肉とし、ブラダーによる圧力を分散させることが好ましい。しかし前記厚さｔ１、ｔ２が０．４ｍｍ未満では、薄すぎてタイヤ回転に耐えうる強度を充分に確保することが難しい。なお強度確保のために、前記裏シート１３Ｎ内に、コード配列体、或いはキャンバス布等の布状補強部材を埋設して補強するのが好ましい。なお前記裏シート１３Ｎ、表シート１４Ｎには、ゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等、前記インナーライナゴムと加硫接着しうる種々のゴムを採用することができる

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることがなく、例えばタイヤ１を、乗用車用タイヤ以外の、例えば商業者用、重荷重用、自動二輪車用等の種々のカテゴリのタイヤとして形成することができる。又収納空間１０も四辺形状以外に、電子部品Ｗに合わせた種々の形状を採用しうる。又裏シート１３と表シート１４との挟み込みにより収納具１１Ｎを形成する以外に、例えば図９に示すように、収納空間１０を形成した厚いゴム塊状の主部２５に、タイヤに接合される接合領域１１Ｓｂを有する接合部２６を延設した非シート状に収納具１１を形成することもできる。又収納空間１０を、ＲＦＩＤ用トランスポンダ以外の、例えば圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等の種々の電子部品Ｗの収納に用いうるなど本発明は、種々の態様に変形して実施しうる。

前記第１の実施形態に係わる製造方法に従い、図２，３に示す構造の収納具１１を具える空気入りタイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を、表１の仕様で試作し、前記収納具１１に収納した電子部品Ｗ（ＲＦＩＤ用トランスポンダ）における、走行状態における受信確認テストを行った。電子部品は、オムロン（株）製の電磁誘導方式ＲＦＩＤタグ（Ｖ７２０Ｓ）、通信周波数１３．５６ＭＨｚ。

（１）受信確認テスト：
電子部品を収納具に挿入した試供タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（１９０ｋＰａ）、縦荷重（６．９６ｋＮ）の条件にて、ドラム上を速度（８０ｋｍ／ｈ）で６０時間走行させ、走行後の電子部品の受信性能をリーダ（オムロン（株）製のＨＳ０３）にて確認した。電子部品へのデータ読みとり距離１３０ｍｍ、データ書き込み距離１３０ｍｍであり、又データの消失なくメモリ機能が正常に作動しているのが確認できた。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 第１実施形態の収納具をビード部とともに拡大して示す断面図である。 その収納具の斜視図である。 裏シートの裏面を示す裏面図である。 第２実施形態の収納具をビード部とともに拡大して示す断面図である。 その収納具の斜視図である。 第１実施形態の収納具において、（Ａ）は重なり体を形成する工程を示す線図、（Ｂ）は表シートを重なり体上に載設する工程を示す線図である。 裏シートを生タイヤに配置する工程を示す線図である。 収納具の他の例をビード部とともに示す断面図である。

符号の説明

１０ 収納空間
１０ａ 収納空間の一端部分
１１ 収納具
１１Ｓ 裏面
１１Ｓａ 非接合領域
１１Ｓｂ 接合領域
１２ 開口部
１３ 裏シート
１３Ｅ 周辺部
１４ 表シート
１４ Ｅ周辺部
ＨＳ タイヤ内腔面
Ｗ 電子部品

Claims (3)

1. 内部に電子部品を収納するための収納空間を有する収納具を具え、
   該収納具は、前記収納空間への前記電子部品の出し入れを可能とする開口部を有した袋状をなし、
   前記収納具は、そのタイヤ内腔面に向く裏面かつその一端部に、タイヤ内腔面と接合する接合領域を具えるとともに、
   該接合領域のみ前記タイヤ内腔面に接合することにより、他端側の非接合領域の部分を自由状態とし、
   前記収納空間は、前記非接合領域の部分に形成され、
   前記接合領域は、前記収納具のタイヤ回転中心線に向く辺の側に形成され、
   しかも前記開口部は、前記収納具のタイヤ回転中心線を向く側に形成されていることを特徴とする電子部品の収納具を具える空気入りタイヤ。
2. 前記収納具は、タイヤ内腔面側の裏シートと、表シートとがその周辺部を互いに結合されることにより形成されるとともに、前記裏シートと表シートとがゴムシートからなることを特徴とする請求項１記載の電子部品の収納具を具える空気入りタイヤ。
3. 前記非接合領域を形成するための非接着層を、前記収納具の裏面又はタイヤ内腔面に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の収納具を具える空気入りタイヤ。

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