JP5117935B2 - パッチ設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに取り付けられる被取付部品を保持し、所定の弾性材料によって形成される部品保持パッチを設計するパッチ設計方法に関する。

従来、車両に装着された空気入りタイヤの状態（例えば、内圧や内部温度、摩耗）を検知するため、リムホイールに組み付けられた空気入りタイヤの内側面に、センサーや無線送信機などの電子デバイスなど（被取付部品）を取り付ける方法が知られている。

例えば、ゴムなどの弾性材料によって形成された板状の部品保持パッチを空気入りタイヤの内側面、具体的には、トレッド部の内側面に接着するとともに、接着された部品保持パッチに電子デバイスが取り付けられた空気入りタイヤが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２４６９６号公報（図１，図２）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤでは、次のような問題があった。すなわち、部品保持パッチの剛性（ゴムの硬さ）が高い場合、空気入りタイヤの転動に伴う変形に部品保持パッチが追従して変形できず、部品保持パッチが空気入りタイヤの内側面から剥がれやすくなってしまうという問題があった。

具体的には、車両に装着された空気入りタイヤは、荷重を受けながら転動する。すなわち、トレッド部のうち、路面と接する接地部分は、空気入りタイヤの側面視において平坦な形状へと変形する。一方、トレッド部のうち、路面と接していない非接地部分は、円弧状である。

このように、トレッド部は変形しながら転動するため、部品保持パッチがトレッド部に追従して変形しないと、部品保持パッチと空気入りタイヤの内側面との接着部分に応力が集中し、部品保持パッチが剥がれやすくなってしまう。

勿論、部品保持パッチの剛性を下げれば、接着部分への応力の集中は軽減され、パッチの剥がれは抑制できる。しかしながら、パッチ自体の強度が不足してしまい、パッチが破損し易くなる問題がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電子デバイスなどの被取付部品の保持に要求される強度を確保しつつ、より剥がれにくい部品保持パッチを制作するために用いられるパッチ設計方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、第１の特徴は、空気入りタイヤに取り付けられる被取付部品を保持し、所定の弾性材料によって形成される部品保持パッチを設計するパッチ設計方法であって、部品保持パッチの弾性率を設定する弾性率設定工程と、弾性率設定工程で設定された部品保持パッチの弾性率に基づいて、部品保持パッチにおける空気入りタイヤの内側面に取り付けられる取付面と取付面に隣接する側面とが交差した角度である端部角度を設定する端部角度設定工程と、弾性率設定工程で設定された部品保持パッチの弾性率に基づいて、部品保持パッチの厚さであるパッチ厚を設定する厚さ設定工程とを含むことを要旨とする。

かかる特徴によれば、弾性率設定工程、端部角度設定工程及び厚さ設定工程を行うことによって、部品保持パッチの弾性率に基づいて、該部品保持パッチの形状（端部角度やパッチ厚）を設定することができるため、電子デバイスなどの被取付部品の保持に要求される強度を確保しつつ、より剥がれにくい部品保持パッチを設計することができる。

その他の特徴は、部品保持パッチの弾性率が、１００％モジュラスであることを要旨とする。

なお、モジュラス（単位：ＭＰａ）とは、物体に外力を与えた時、その原形を保つために抵抗しようとする力を示す。つまり、引張り方向に特定の伸びを与えた時、その力をモジュラス（引張り応力）と呼ぶ。このモジュラスは、試験片に特定の伸びを与えた時の応力であり、１００％モジュラスとは、１００％伸び時の引張応力を示す。

その他の特徴は、端部角度設定工程では、端部角度を９０度以下に設定することを要旨とする。

その他の特徴は、弾性率設定工程では、被取付部品の質量に基づいて、部品保持パッチの弾性率を設定することを要旨とする。

その他の特徴は、端部角度設定工程では、端部角度を‘α’、被取付部品の質量を‘ｇ’、部品保持パッチの１００％モジュラスを‘Ｍ１００’とすると、６≦α≦５７−１５×Ｍ１００、かつ、０．３×ｇ／５≦Ｍ１００により算出される範囲内に端部角度を設定し、厚さ設定工程では、２〜１０ｍｍの範囲内にパッチ厚を設定することを要旨とする。

その他の特徴は、端部角度設定工程では、端部角度を９０度に設定し、厚さ設定工程では、部品保持パッチの外周から伸びるヒダの厚さであるヒダ厚を設定することを要旨とする。

その他の特徴は、厚さ設定工程では、ヒダ厚を‘ｈ’、被取付部品の質量を‘ｇ’部品保持パッチの１００％モジュラスを‘Ｍ１００’とすると、０．５≦ｈ≦３．８−１．５×Ｍ１００、かつ、０．２×ｇ／５≦Ｍ１００により算出される範囲内にパッチヒダ厚を設定することを要旨とする。

その他の特徴は、部品保持パッチは、ブチルゴムを含む材料によって形成されることを要旨とする。

本発明によれば、電子デバイスなどの被取付部品の保持に要求される強度を確保しつつ、より剥がれにくい部品保持パッチを制作するために用いられるパッチ設計方法を提供することができる。

次に、本実施の形態に係る空気入りタイヤ、部品保持パッチ及びパッチ設計方法の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（空気入りタイヤの構成）
まず、本発明に係るパッチ設計方法によって設計された部品保持パッチが装着される空気入りタイヤの構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図であり、
図１に示すように、空気入りタイヤ１は、リム（不図示）に接するビード部３と、該ビード部３で折り返すカーカス層５とを備えている。このカーカス層５の内周側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー７が設けられている。

カーカス層５のタイヤ径方向外側には、路面と接するトレッド部９が設けられている。また、カーカス層５とトレッド部９との間には、トレッド部９を補強する複数のベルト層１１が設けられている。

ベルト層１１のタイヤ径方向内側に位置するインナーライナー７のタイヤ径方向内側には、車両に装着された空気入りタイヤ１の状態（例えば、内圧や内部温度、摩耗）を把握するための被取付部品１３と、該被取付部品１３を保持する部品保持パッチ１５が設けられている。

（被取付部品及び部品保持パッチの構成）
次に、上述した被取付部品及び部品保持パッチの構成について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す斜視図であり、図３は、本実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す側面図（図２のＡ矢視図）である。

図２及び図３に示すように、被取付部品１３は、空気入りタイヤ１に充填されている圧縮空気の空気圧（内圧）や内部温度、摩耗などを測定するセンサーや、無線通信により車両等に測定結果を送信する無線送信機などからなる電子デバイス１３Ａと、該電子デバイス１３Ａを保護する筐体１３Ｂとを有している。

なお、被取付部品１３は、部品保持パッチ１５によって空気入りタイヤ１の内側面に取り付けられるものであればよく、例えば、空気入りタイヤ１の製造者によって入力されたタイヤ情報（例えば、名称や製造年月日、シリアル番号、ロット番号）を格納するＩＣチップや、無線通信により各種情報を受信する無線受信機などであっても勿論よい。

部品保持パッチ１５は、所定の弾性材料によって形成された正方形の板状からなる。また、部品保持パッチ１５は、被取付部品１３を構成する筐体１３Ｂの底面よりも広く形成されている。

具体的には、部品保持パッチ１５は、ブチルゴムを少なくとも含む材料によって形成されることが好ましい。例えば、部品保持パッチ１５は、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、ネオプレーンゴム及び天然ゴムの混合物、クロロブチルゴム及び天然ゴムの混合物、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）及び天然ゴムの混合物、ブタジエンゴム（ＢＲ）及び天然ゴムの混合物などを含んでいても勿論よい。

部品保持パッチ１５は、接着剤や両面テープ等により被取付部品１３と固定される固定面１５Ａと、空気入りタイヤ１の内側面（インナーライナー７）に取り付けられる取付面１５Ｂと、該取付面に隣接し、かつ固定面１５Ａ及び取付面１５Ｂを連結する側面１５Ｃとを有している。

この取付面１５Ｂと側面１５Ｃが交差した角度である端部角度（α）は、９０度以下であることが好ましい。なお、端部角度（α）が９０度よりも大きいと、空気入りタイヤ１の遠心力や被取付部材１３の自重によって部品保持パッチ１５が変形しやすくなり、部品保持パッチ１５が空気入りタイヤ１の内側面（インナーライナー９）から剥がれやすくなってしまうことがある。

ここで、図２及び図３では、端部角度（α）は、９０度以下（すなわち、側面１５Ｃが取付面１５Ｂに対して傾斜している）であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、９０度であっても勿論よい。

例えば、端部角度（α）が９０度の場合、部品保持パッチ１５は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、部品保持パッチ１５の外周（側面１５Ｃ）から伸びるヒダ１７を有していてもよい。

（パッチ設計方法）
次に、上述した部品保持パッチ１５を設計するパッチ設計方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態に係るパッチ設計方法を示すフロー図である。

図６に示すように、ステップ１０において、部品保持パッチ１５の材料を選択するパッチ材料選択工程を行う。このパッチ材料選択工程では、部品保持パッチ１５の材料としてブチルゴムを少なくとも含む材料を選択することが好ましい。

次に、ステップ２０において、部品保持パッチ１５の弾性率である１００％モジュラスを設定する弾性率設定工程を行う。この弾性率設定工程では、被取付部品１３の質量に基づいて、部品保持パッチ１５の弾性率である１００％モジュラスを設定する。

なお、部品保持パッチ１５の弾性率としては、必ずしも１００％モジュラスに限らず、所定の弾性材料（ゴム）の剛性を示すものであればよく、部品保持パッチ１５の破断伸びや硬度などであっても勿論よい。

次に、ステップ３０において、弾性率設定工程（ステップ２０）で設定された部品保持パッチ１５の弾性率である１００％モジュラスに基づいて、部品保持パッチ１５の取付面１５Ｂと側面１５Ｃとが交差した角度である端部角度（α）を設定する端部角度設定工程を行う。この端部角度設定工程では、端部角度（α）を９０度以下に設定することが好ましい。

具体的には、端部角度設定工程では、部品保持パッチ１５の１００％モジュラス（弾性率）が高い場合には、端部角度を９０度よりも小さく設定する（以下、鋭角角度設定）し、部品保持パッチ１５の１００％モジュラスが低い場合には、端部角度を９０度に設定する（以下、鈍角角度設定）。

鋭角角度設定を行う場合、端部角度を‘α’、被取付部品１３の質量を‘ｇ’、部品保持パッチ１５の１００％モジュラスを‘Ｍ１００’とすると、６≦α≦５７−１５×Ｍ１００、かつ、０．３×ｇ／５≦Ｍ１００により算出される範囲内に端部角度を設定する。

なお、鋭角角度設定において、端部角度（α）が６度よりも小さいと、端部が薄すぎて製造時に該端部に不具合（不良品）が発生してしまうことがある。一方、端部角度（α）が「５７−１５×Ｍ１００」により算出される値よりも大きいと、空気入りタイヤ１の転動に伴うトレッド部９の変形に、部品保持パッチ１５が追従して変形することができないことがある。

また、鋭角角度設定において、１００％モジュラス（Ｍ１００）が「０．３×ｇ／５」よりも小さいと、パッチ自体の強度が不足してしまい、部品保持パッチ１５が破損してしまうことがある。ここで、１００％モジュラス（Ｍ１００）が「３．４」よりも大きい場合、端部角度（α）が６度よりも小さくなるため、製造時に部品保持パッチ１５に不具合（不良品）が発生してしまうことがある。

次に、ステップ４０において、弾性率設定工程（ステップ２０）で設定された部品保持パッチ１５の弾性率である１００％モジュラスに基づいて、部品保持パッチ１５の厚さであるパッチ厚（ｔ）を設定する厚さ設定工程を行う。

この厚さ設定工程では、端部角度を９０度よりも小さく設定した場合（鋭角角度設定を行った場合）や、端部角度が９０度の場合（鈍角角度設定を行った場合）のいずれにおいても、２〜１０ｍｍの範囲内にパッチ厚（ｔ）を設定する。

なお、パッチ厚（ｔ）が２ｍｍよりも薄いと、部品保持パッチ１５が薄すぎて、空気入りタイヤ１の転動に伴うトレッド部９の変形を吸収しきれないため、部品保持パッチ１５が剥がれ易くなったり、被取付部品１３（電子デバイス１３Ａ）が破損してしまうことがある。一方、パッチ厚（ｔ）が１０ｍｍよりも厚いと、部品保持パッチ１５の質量が大きくなり、空気入りタイヤ１のバランスに悪影響を与えてしまうことがある。

厚さ設定工程では、端部角度設定工程（ステップ３０）で設定された端部角度が９０度の場合（鈍角角度設定を行った場合）、部品保持パッチの外周から伸びるヒダの厚さであるヒダ厚を設定する。

具体的には、端部角度が９０度の場合（鈍角角度設定を行った場合）、ヒダ厚を‘ｈ’、被取付部品の質量を‘ｇ’部品保持パッチの１００％モジュラスを‘Ｍ１００’とすると、０．５≦ｈ≦３．８−１．５×Ｍ１００、かつ、０．２×ｇ／５≦Ｍ１００により算出される範囲内にヒダ厚（ｈ）を設定する。この鈍角角度設定を行う場合であっても、パッチ厚（ｔ）は、上述したように２〜１０ｍｍで設定される。

なお、鈍角角度設定において、ヒダ厚（ｈ）が０．５ｍｍよりも薄いと、部品保持パッチ１５が薄すぎて製造時に該部品保持パッチ１５に不具合（不良品）が発生してしまうことがあるとともに、部品保持パッチ１５自体の強度が不足してしまうことがある。一方、ヒダ厚（ｈ）が「３．８−１．５×Ｍ１００」により算出される値よりも厚いと、空気入りタイヤ１の転動に伴うトレッド部９の変形に、部品保持パッチ１５が追従して変形することができないことがある。

また、鈍角角度設定において、１００％モジュラス（Ｍ１００）が「０．２×ｇ／５」よりも小さいと、部品保持パッチ１５自体の強度が不足してしまい、部品保持パッチ１５が破損してしまうことがある。ここで、１００％モジュラス（Ｍ１００）が「２．２」よりも大きい場合、ヒダ厚（ｈ）が０．５ｍｍよりも小さくなるため、製造時に部品保持パッチ１５に不具合（不良品）が発生してしまうことがある。

（作用・効果）
以上説明した本実施の形態に係るパッチ設計方法によれば、弾性率設定工程（ステップ２０）、端部角度設定工程（ステップ３０）及び厚さ設定工程（ステップ４０）を行うことによって、部品保持パッチ１５の弾性率（１００％モジュラス）に基づいて、該部品保持パッチ１５の形状（端部角度（α）やパッチ厚（ｔ）、ヒダ厚（ｈ））を設定することができるため、電子デバイス１３Ａなどの被取付部品１３の保持に要求される強度を確保しつつ、より剥がれにくい部品保持パッチ１５を設計することができる。

［その他の実施の形態］
上述したように、本発明の実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、部品保持パッチ１５の側面１５Ｃは、平面状であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図７（ａ）に示すように、部品保持パッチ１５内へ向けて湾曲していてもよく、図７（ｂ）に示すように、部品保持パッチ１５外へ向けて湾曲していてもよい。この場合、端部角度（α）は、端部１５ａから３ｍｍの部分の角度を示す。

また、部品保持パッチ１５（被取付部品１３）は、正方形であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、部品保持パッチ１５の上面視において、長方形やひし形、円形状、楕円形状などであってもよい。

また、部品保持パッチ１５は、被取付部品１３を接着剤や両面テープ等により固定するもの（いわゆる、台座型パッチ）として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、部品保持パッチ１５は、図９に示すように、被取付部品１３を内部に埋め込むもの（いわゆる、内包型パッチ）や、図１０に示すように、被取付部品１３を帯状部材１９で覆うもの（いわゆる、カバー型パッチ）であってもよく、被取付部品１３を固定するものであればよいことは勿論である。

また、被取付部品１３及び部品保持パッチ１５は、ベルト層１１のタイヤ径方向内側に位置するインナーライナー７のさらにタイヤ径方向内側に設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ビード部のトレッド幅方向内側に位置するインナーライナー７のさらにトレッド幅方向内側に設けられていてもよく、空気入りタイヤ１の内側面（インナーライナー９）に設けられていればよいことは勿論である。

さらに、空気入りタイヤ１は、ビード部３やカーカス層５などを備えるラジアルタイヤであるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、バイアスタイヤなどであっても勿論よい。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

まず、端部角度（α）をそれぞれ変えた空気入りタイヤにおける部品保持パッチと空気入りタイヤの内側面との接着性、及び、部品保持パッチ自体の高速耐久性について、表１及び表２を参照しながら説明する。なお、各空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ： ２０５／６５Ｒ１６
・ 被取付部品のサイズ ： ３０ｍｍ×２０ｍｍ×５ｍｍ
・ 部品保持パッチのサイズ ： 上面３０ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ５ｍｍ
被取付部品を空気入りタイヤの内側面（インナーライナー）に取りつける方法について、簡単に説明する。まず、部品保持パッチの固定面にグライダーにてバフ処理を施して、該固定面を荒らす。そして、固定面と被取付部品とをクロロプレン系接着剤（住友３Ｍ社製：ＥＣ−１３６８ＮＴ）を使って張り合わせ、４８時間以上経過させる。

同様に、被取付部品を取り付ける空気入りタイヤの内側面（インナーライナー）に、グライダーにてバフ処理を施して、該内側面を荒らす。そして、バフ粉を取り除き、クロロプレン系接着剤（住友３Ｍ社製：ＥＣ−１３６８ＮＴ）を使って張り合わせ、４８時間以上経過させる。

なお、被取付部材と部品保持パッチとの固定手段や、部品保持パッチと空気入りタイヤの内周面との固定手段としては、クロロプレン系接着剤に限定されるものではなく、両面テープ（住友３Ｍ社製：ベータテープ４４０２又はアクリルフォーム構造用接合テープＹ−４６０４）であってもよい。また、被取付部品と部品保持パッチとは接着剤により固定するもの（いわゆる、台座型パッチ）する以外に、被取付部品１３を部品保持パッチ内部に埋め込むもの（いわゆる、内包型パッチ）や、被取付部品１３を部品保持パッチの帯状部材で覆うもの（いわゆる、カバー型パッチ）でもよい。

＜接着性＞
各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、約５０００ｋｍ走行ごとに、部品保持パッチと空気入りタイヤの内側面との接着部分を確認し、比較例１（従来例）に係る空気入りタイヤの接着性（接着部の剥離がなかった走行距離を算出）を“１００”とし、その他の空気入りタイヤの接着性を指数化した。なお、指数が大きいほど、接着性に優れている。

この結果、実施例１〜１１に係る空気入りタイヤは、比較例１〜７に係る空気入りタイヤと比べ、部品保持パッチと空気入りタイヤの内側面との接着性に優れていることが分かった。すなわち、部品保持パッチの１００％モジュラスに基づいて端部角度（α）を設定することによって、部品保持パッチと空気入りタイヤの内側面との接着性との接着性が向上することが分かった。

＜パッチ自体の高速耐久性＞
各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠した高速性能試験に従って、２６０ｋｍ／ｈの速度で回転させ、各空気入りタイヤの部品保持パッチに故障が発生したか否かを測定した。なお、溶解や亀裂などの故障が発生しなかった場合を「○」と示し、故障が発生した場合を「×」と示す。

この結果、実施例１〜１１に係る空気入りタイヤは、比較例２，４に係る空気入りタイヤと比べ、部品保持パッチ自体の高速耐久性に優れていることが分かった。すなわち、部品保持パッチの１００％モジュラスに基づいて端部角度（α）を設定することによって、部品保持パッチ自体の高速耐久性が向上することが分かった。

次に、被取付部品の質量をそれぞれ変えた空気入りタイヤにおける部品保持パッチ自体の高速耐久性について、表３を参照しながら説明する。

＜部品保持パッチ自体の高速耐久性＞
上述した試験と同様に、各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠した高速性能試験に従って、２６０ｋｍ／ｈの速度で回転させ、各空気入りタイヤの部品保持パッチに故障が発生したか否かを測定した。なお、溶解や亀裂などの故障が発生しなかった場合を「○」と示し、故障が発生した場合を「×」と示す。

この結果、実施例８，１２，１３に係る空気入りタイヤは、比較例８，９に係る空気入りタイヤと比べ、部品保持パッチ自体の高速耐久性に優れていることが分かった。すなわち、被取付部品の質量に基づいて部品保持パッチの弾性率（１００％モジュラス）を設定することによって、部品保持パッチ自体の高速耐久性が向上することが分かった。

次に、部品保持パッチの材料をそれぞれ変えた空気入りタイヤにおける部品保持パッチ自体の高速耐久性、及び、部品保持パッチの使用末期における高速耐久性（すなわち、寿命）について、表４を参照しながら説明する。

＜部品保持パッチ自体の高速耐久性＞
上述した試験と同様に、各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠した高速性能試験に従って、２６０ｋｍ／ｈの速度で回転させ、各空気入りタイヤの部品保持パッチに故障が発生したか否かを測定した。なお、溶解や亀裂などの故障が発生しなかった場合を「○」と示し、故障が発生した場合を「×」と示す。

この結果、実施例１４に係る空気入りタイヤは、比較例９に係る空気入りタイヤと同等の部品保持パッチ自体の高速耐久性であることが分かった。

＜部品保持パッチの使用末期における高速耐久性（すなわち、寿命）＞
各空気入りタイヤに空気を充填し、温度６０度の環境下で３０日保管した（使用末期（劣化）の状態とした）。そして、上述した試験と同様に、各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠した高速性能試験に従って、２６０ｋｍ／ｈの速度で回転させ、各空気入りタイヤの部品保持パッチに故障が発生したか否かを測定した。なお、溶解や亀裂などの故障が発生しなかった場合を「○」と示し、故障が発生した場合を「×」と示す。

この結果、実施例１４に係る空気入りタイヤは、比較例９に係る空気入りタイヤと比べ、部品保持パッチの使用末期における高速耐久性（すなわち、寿命）に優れていることが分かった。すなわち、部品保持パッチにブチルゴムが含まれていることによって、部品保持パッチの使用末期における高速耐久性が向上する（寿命が延びる）ことが分かった。

ここで、１００％モジュラスは、部品保持パッチそのもののモジュラスを測定することができない。このため、部品保持パッチを製造するためのゴム材を用いて、部品保持パッチの製造時間や温度と同様に、厚さ２ｍｍの板状ゴムを加流成形してサンプルを用意した。つまり、表１〜４に示す１００％モジュラスは、上述したサンプルを室温（２３±２度）で１００％伸び時の引張り応力（ＭＰａ）をＪＩＳ Ｋ６２５１−１９９３に準拠して測定したものである。また、表１〜４に示す１００％モジュラスは、表５に示すゴムの配合によってそれぞれ求められた。

次に、部品保持パッチから伸びるヒダの厚さであるヒダ厚をそれぞれ変えた空気入りタイヤにおける部品保持パッチと空気入りタイヤの内側面との接着性、及び、部品保持パッチ自体の高速耐久性について、表６を参照しながら説明する。なお、各空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ： ２０５／６５Ｒ１６
・ 被取付部品のサイズ ： ３０ｍｍ×２０ｍｍ×５ｍｍ
・ 被取付部品の質量 ： ５ｇ
・ 部品保持パッチのサイズ ： 上面３０ｍｍ×２２ｍｍ×厚さ５ｍｍ
・ ヒダのサイズ ： 幅５ｍｍ（３〜１０ｍｍでも良い）
各空気入りタイヤでは、上述した試験で用いた部品保持パッチを使用するために、部品保持パッチから伸びるヒダを該部品保持パッチに設けて、下記の試験を行った。

つまり、部品保持パッチのパッチ厚をそれぞれ変えずに、部品保持パッチの外周から伸びるヒダの厚さであるヒダ厚をそれぞれ変えて試験を行った。また、被取付部品を空気入りタイヤの内側面に取りつける方法については、上述した通りである。

＜接着性＞
各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、約５０００ｋｍ走行ごとに、ヒダ（部品保持パッチ）と空気入りタイヤの内側面との接着部分を確認し、比較例１（従来例）に係る空気入りタイヤの接着性（接着部の剥離がなかった走行距離を算出）を“１００”とし、その他の空気入りタイヤの接着性を指数化した。なお、指数が大きいほど、接着性に優れている。

この結果、実施例１〜５に係る空気入りタイヤは、比較例１〜９に係る空気入りタイヤと比べ、ヒダ（部品保持パッチ）と空気入りタイヤの内側面との接着性に優れていることが分かった。すなわち、ヒダの１００％モジュラスに基づいてヒダ厚を設定することによって、ヒダと空気入りタイヤの内側面との接着性が向上することが分かった。

＜部品保持パッチ自体の高速耐久性＞
各空気入りタイヤを試験ドラムに装着し、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠した高速性能試験に従って、２６０ｋｍ／ｈの速度で回転させ、各空気入りタイヤのヒダ（部品保持パッチ）に故障が発生したか否かを測定した。なお、溶解や亀裂などの故障が発生しなかった場合を「○」と示し、故障が発生した場合を「×」と示す。

この結果、実施例１〜５に係る空気入りタイヤは、比較例８，９に係る空気入りタイヤと比べ、ヒダ（部品保持パッチ）自体の高速耐久性に優れていることが分かった。すなわち、ヒダの１００％モジュラスに基づいてヒダ厚を設定することによって、ヒダ自体の高速耐久性が向上することが分かった。

ここで、１００％モジュラスは、部品保持パッチそのもののモジュラスを測定することができない。このため、部品保持パッチを製造するためのゴム材を用いて、部品保持パッチの製造時間や温度と同様に、厚さ２ｍｍの板状ゴムを加流成形してサンプルを用意した。つまり、表６に示す１００％モジュラスは、上述したサンプルを室温（２３±２度）で１００％伸び時の引張り応力（ＭＰａ）をＪＩＳ Ｋ６２５１−１９９３に準拠して測定したものである。また、表６に示す１００％モジュラスは、表７に示すゴムの配合によってそれぞれ求められた。

本実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。 本実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す斜視図である。 本実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す側面図（図２のＡ矢視図）である（その１）。 本実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す側面図（図２のＡ矢視図）である（その２）。 本実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す斜視・側面図である（その３）。 本実施の形態に係るパッチ設計方法を示すフロー図である。 その他の実施の形態に係る部品保持パッチの端部を示す側面拡大図である。 その他の実施の形態に係る部品保持パッチの上面図である。 その他の実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す斜視図である（その１）。 その他の実施の形態に係る被取付部品及び部品保持パッチを示す斜視図である（その２）。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、３…ビード部、５…カーカス層、７…インナーライナー、９…トレッド部、１１…ベルト層、１３…被取付部品、１３Ａ…電子デバイス、１３Ｂ…筐体、１５…部品保持パッチ、１５Ａ…固定面、１５Ｂ…取付面、１５Ｃ…側面、１５ａ…端部、１７…ヒダ、１９…帯状部材

Claims (8)

1. 空気入りタイヤに取り付けられる被取付部品を保持し、所定の弾性材料によって形成される部品保持パッチを設計するパッチ設計方法であって、
   前記部品保持パッチの弾性率を設定する弾性率設定工程と、
   前記弾性率設定工程で設定された前記部品保持パッチの弾性率に基づいて、前記部品保持パッチにおける前記空気入りタイヤの内側面に取り付けられる取付面と前記取付面に隣接する側面とが交差した角度である端部角度を設定する端部角度設定工程と、
   前記弾性率設定工程で設定された前記部品保持パッチの弾性率に基づいて、前記部品保持パッチの厚さであるパッチ厚を設定する厚さ設定工程と
   を含むことを特徴とするパッチ設計方法。
2. 前記部品保持パッチの弾性率は、１００％モジュラスであることを特徴とする請求項１に記載のパッチ設計方法。
3. 前記端部角度設定工程では、前記端部角度を９０度以下に設定することを特徴とする請求項１に記載のパッチ設計方法。
4. 前記弾性率設定工程では、
   前記被取付部品の質量に基づいて、前記部品保持パッチの弾性率を設定することを特徴とする請求項１に記載のパッチ設計方法。
5. 前記端部角度設定工程では、
   前記端部角度を‘α’、前記被取付部品の質量を‘ｇ’、前記部品保持パッチの１００％モジュラスを‘Ｍ１００’とすると、６≦α≦５７−１５×Ｍ１００、かつ、０．３×ｇ／５≦Ｍ１００により算出される範囲内に前記端部角度を設定し、
   前記厚さ設定工程では、２〜１０ｍｍの範囲内に前記パッチ厚を設定することを特徴とする請求項２に記載のパッチ設計方法。
6. 前記端部角度設定工程では、前記端部角度を９０度に設定し、
   前記厚さ設定工程では、前記部品保持パッチの外周から伸びるヒダの厚さであるヒダ厚を設定することを特徴とする請求項２に記載のパッチ設計方法。
7. 前記厚さ設定工程では、
   前記ヒダ厚を‘ｈ’、前記被取付部品の質量を‘ｇ’前記部品保持パッチの１００％モジュラスを‘Ｍ１００’とすると、０．５≦ｈ≦３．８−１．５×Ｍ１００、かつ、０．２×ｇ／５≦Ｍ１００により算出される範囲内に前記ヒダ厚を設定することを特徴とする請求項６に記載のパッチ設計方法。
8. 前記部品保持パッチは、ブチルゴムを含む材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のパッチ設計方法。

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