JP6914129B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤに関するものである。

従来、電磁波を用いて情報を送受信する通信装置をタイヤ内部に設置することが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平９−２３７３９８号公報

しかしながら、上記の技術では、電磁波の送受信がうまくいかない場合があり、また、通信装置がタイヤ内部の設置箇所から剥離するおそれもあった。

そこで、本発明は、電磁波の送受信感度を向上させ、かつ、通信装置が設置箇所から剥離するのを抑制することのできる、タイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明のタイヤは、金属コードを有する複数層のベルト層からなるベルトを備え、
前記タイヤの内部に、電磁波により情報を送信及び／又は受信するアンテナを有する通信装置が設置され、
前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態において、前記アンテナは、
前記複数層のベルト層のうち、タイヤ幅方向の幅が最大である最大幅ベルト層のタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向内側に３ｃｍ離間した位置よりタイヤ幅方向外側に位置し、かつ、
タイヤ幅方向断面において、タイヤ外表面のうちタイヤ径方向最外側位置を通り、タイヤ幅方向に平行な仮想線をＬとするとき、タイヤ外表面上の点Ｐにおける接線Ｍが、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜し、前記接線Ｍのタイヤ幅方向に対してなす鋭角側の角度θが、８０°となるような点Ｐよりも、タイヤ径方向外側に位置することを特徴とする。
本発明のタイヤによれば、電磁波の送受信感度を向上させ、かつ、通信装置が設置箇所から剥離するのを抑制することができる。

本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されている、または将来的に記載される適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す（すなわち、上記の「適用リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に含まれ得るサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ ２０１３年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。また、「規定内圧」は、適用サイズのタイヤにおける上記ＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいう。なお、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。
また、アンテナの位置に関して、ある範囲に「位置する」とは、アンテナの少なくとも一部が、ある範囲に「位置する」ことを意味する。

本発明のタイヤでは、前記アンテナは、８００〜９５０ＭＨｚの周波数の電磁波により情報を送信及び／又は受信するように構成され、かつ、前記最大幅ベルト層のタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。
この構成によれば、アンテナが、８００〜９５０ＭＨｚの周波数の電磁波により情報を送受信する場合に、より一層、通信装置が設置箇所から剥離するのを抑制することができる。

本発明のタイヤでは、前記アンテナは、１２．５〜１４．０ＭＨｚの周波数の電磁波により情報を送信及び／又は受信するように構成され、かつ、前記最大幅ベルト層のタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。
この構成によれば、アンテナが、１２．５〜１４．０ＭＨｚの周波数の電磁波により情報を送受信する場合に、より一層、電磁波の送受信感度を向上させることができる。

本発明によれば、電磁波の送受信感度を向上させ、かつ、通信装置が設置箇所から剥離するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態にかかるタイヤの、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向一方の半部を示す、タイヤ幅方向断面図である。

以下、本発明のタイヤの実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるタイヤの、タイヤ赤道面ＣＬを境界とするタイヤ幅方向一方の半部を示す、タイヤ幅方向断面図である。なお、図示していない他方の半部については、後述の通信装置８が設置されていない点を除いては、図示している一方の半部と同様である。なお、本発明のタイヤは、タイヤ赤道面ＣＬを境界として非対称であってもよい。図１は、タイヤ１を適用リムＲに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態のタイヤ幅方向断面を示している。

図１に示すように、このタイヤ１は、一対のビード部２に埋設されたビードコア２ａにトロイダル状に跨るカーカス３のタイヤ径方向外側に、複数層（図示例では２層）のベルト層４ａ、４ｂからなるベルト４と、トレッド５とを備えている。

本実施形態では、図１に示すように、ビードコア２ａは、断面六角形であるが、本発明では、ビードコア２ａの断面形状は、特に限定されず、断面円形、断面八角形など様々な形状とすることができる。また、ビードコア２ａの材質等も特に限定されず、あるいは、ビードコア２ａを有しない構成とすることもできる。

また、本実施形態では、カーカス３は、図１に示すように本体部と折り返し部とを有し、有機繊維からなる１枚のカーカスプライで構成されているが、本発明は特にこの場合に限定されない。具体的には、図１に示す例では、カーカス３の折り返し部の端のタイヤ径方向位置は、タイヤ最大幅部付近に位置しているが、それよりタイヤ径方向内側とすることもタイヤ径方向外側とすることもできる。あるいは、ビードコア２ａに巻き付ける構成としてもよい。また、カーカスプライの枚数も２枚以上とすることができる。カーカスプライが２枚以上の場合に、各カーカスプライが折り返し部を有する場合には、折り返し部の端のタイヤ径方向の位置を異ならせることが好ましいが、同じとすることもできる。

本実施形態では、ベルト４は、金属コードをゴム被覆してなるベルトコードが層間（４ａ、４ｂ）で互いに交差するようにしてなる傾斜ベルトである。金属コードは、スチールコードであることが好ましい。ベルト層の層数は、２層以上であればよい。なお、ベルト層４ａ、４ｂは、タイヤ周方向に延びる金属コードをゴム被覆してなる周方向ベルト層としてもよい。

本実施形態では、トレッド５は、１層のトレッドゴムからなる。本発明では、特にこの例に限定されることはなく、例えば、キャップ・アンド・ベース構造等、複数層のトレッドゴムで形成することもできる。

ここで、図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、タイヤ１の内部（本実施形態ではタイヤ内面、さらに具体的には図示しないインナーライナーの内面）に、電磁波により情報を送信及び／又は受信するアンテナ６、及び、情報を記録するメモリ等を有する電子部品７を備えた通信装置８が設置されている。この例では、通信装置８は、電子部品７がタイヤ内面に接着剤で接着されることにより設置されている。

アンテナ６は、電磁波により、無線信号を送信及び／又は受信する。本実施形態では、アンテナ６は、ＲＦＩＤアンテナである。通信装置８は、アンテナ６から製品管理情報（例えばシリアル番号やＩＤ番号）や、タイヤ内部の圧力や温度、タイヤの使用履歴等の情報を、タイヤ外部のリーダ（例えばＲＦＩＤリーダ）に送信することができるものとすることができる。アンテナ６は、鉄、銅、アルミニウム等の金属からなる線により形成することができる。通信装置８は、アンテナ６が外部機器（例えば上記リーダ）からの電磁波を受信すると、該電磁波による電力により動作できるように構成されている。これによれば電池等を交換することなく半永久的に通信装置８を使用することができる。

電子部品７は、この例では、アンテナ６と接続されており、所定の情報（アンテナにより送受信される情報を含む）を記憶するメモリを有する。例えば、電子部品７は、低弾性の樹脂によりコーティングすることができる。図１に示すように、アンテナ６は、電子部品７のタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。電磁波の送受信の感度を向上させることができるからである。電子部品７が上記の充電機能を有するように構成することもできる。

図１に示すように、アンテナ６は、複数層のベルト層４ａ、４ｂのうち、タイヤ幅方向の幅が最大である最大幅ベルト層（本実施形態では、タイヤ径方向内側のベルト層４ａ）のタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向内側に３ｃｍ離間した位置よりタイヤ幅方向外側に位置している。

また、図１に示すように、タイヤ幅方向断面において、タイヤ外表面のうちタイヤ径方向最外側位置を通り、タイヤ幅方向に平行な仮想線をＬとする。そして、図１に示すように、タイヤ外表面上の点における接線Ｍが、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜し、接線Ｍのタイヤ幅方向（図１では線Ｌ）に対してなす鋭角側の角度θが、８０°となるような点をＰとする。このとき、本実施形態では、アンテナ６は、点Ｐよりも、タイヤ径方向外側に位置する。
以下、本実施形態のタイヤの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤによれば、金属コードを有するベルト層４ａ、４ｂの２層を有しており、このベルト層４ａ、４ｂからなるベルト４が電磁波の送受信を妨げる可能性があるのに対し、アンテナ６が、最大幅ベルト層４ａのタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向内側に３ｃｍ離間した位置よりタイヤ幅方向外側に位置していることから、電磁波の送受信の感度を向上させることができる。また、本実施形態では、アンテナ６は、上記点Ｐよりタイヤ径方向外側に位置していることから、タイヤの荷重時に最も変形の大きくなるタイヤ最大幅付近から離れて設置されており、これにより、通信装置８がその設置箇所から剥離するのを抑制することができる。
以上のように、本実施形態のタイヤによれば、電磁波の送受信感度を向上させ、かつ、通信装置が設置箇所から剥離するのを抑制することができる。

本発明では、アンテナ６が、上記角度θが、７０°となるような点Ｐ´よりタイヤ径方向外側に位置することが好ましく、また、アンテナ６が、上記角度θが、６０°となるような点Ｐ´´よりタイヤ径方向外側に位置することがより好ましい。タイヤの荷重時に最も変形の大きくなるタイヤ最大幅付近からさらに離れてアンテナ６を設置し、通信装置８がその設置箇所から剥離するのをさらに抑制することができるからである。
さらに、本発明では、通信装置８がその設置箇所から剥離するのを抑制する観点からは、アンテナ６は、最大幅ベルト層４ａのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。タイヤの転動時に発生する遠心力が、通信装置８をタイヤ内面に押し付ける方向に働くからである。

本発明では、アンテナ６は、８００〜９５０ＭＨｚ（例えば９００ＭＨｚ帯）の周波数の電磁波により情報を送信及び／又は受信するように構成され、かつ、最大幅ベルト層４ａのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置することが好ましい。
アンテナ６が、８００〜９５０ＭＨｚ（例えば９００ＭＨｚ帯）の周波数の電磁波により情報を送信及び／又は受信する場合に、より一層、通信装置８が設置箇所から剥離するのを抑制することができるからである。特に、当該設置位置では、タイヤ転動時に発生する遠心力が、通信装置８をタイヤ内面に押し付ける方向に働くため、通信装置８が設置箇所から剥離するのを効果的に抑制することができる。

本発明では、アンテナ６は、１２．５〜１４．０ＭＨｚ（例えば１３ＭＨｚ帯）の周波数の電磁波により情報を送信及び／又は受信するように構成され、かつ、最大幅ベルト層４ａのタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向外側に位置することが好ましい。上記の位置とすることで、ベルト層４ａ、４ｂにより電磁波の送受信が妨げられないようになり、より一層、電磁波の送受信感度を向上させることができるからである。

＜実施例１＞
本発明の効果を確かめるため、図１に示す構造を有するタイヤを試作してアンテナ６の設置位置（及びそれに伴い、通信装置８の設置位置）を様々に変更して、アンテナ６からタイヤ外部に設置したＲＦＩＤリーダへの情報の平均送信間隔（送信開始後の送信間隔の平均値）を測定した。通信装置８は、ＲＦＩＤリーダが電磁波の送信を開始してから、その電磁波により電力を蓄電し、蓄電後にＲＦＩＤリーダにタイヤ内の圧力と温度の情報を送信するように構成されたものとした。周波数は、９２０ＭＨｚ帯を用いた。タイヤは、カーカスプライが有機繊維コードからなる乗用車用タイヤとした。ＲＦＩＤリーダの位置は、通信装置８の各設置位置に対して最も近くに正対するように配置した。以下の表１に、アンテナ６の設置位置と平均送信間隔の結果とを示している。なお、平均送信間隔が短いほど、送受信感度が良好である。

表１に示すように、アンテナ６が、最大幅ベルト層のタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向内側に３ｃｍ離間した位置よりタイヤ幅方向外側に位置した場合に、平均送信間隔が短く、電磁波の送受信の感度が高いことがわかる。

１：タイヤ、 ２：ビード部、 ２ａ：ビードコア、
３：カーカス、 ４：ベルト、 ４ａ、４ｂ：ベルト層、
５：トレッド、 ６：アンテナ、 ７：電子部品、
８：通信装置、 ＣＬ：タイヤ赤道面、 Ｌ：タイヤ幅方向の線、 Ｍ：接線

Claims (1)

1. 金属コードを有する複数層のベルト層からなるベルトを備えた、タイヤであって、
   前記タイヤの内部に、電磁波により情報を送信及び／又は受信するアンテナを有する通信装置が設置され、
   前記タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷とした状態において、前記アンテナは、
   前記複数層のベルト層のうち、タイヤ幅方向の幅が最大である最大幅ベルト層のタイヤ幅方向外側端からタイヤ幅方向内側に３ｃｍ離間した位置よりタイヤ幅方向外側に位置し、かつ、
   タイヤ幅方向断面において、タイヤ外表面上の点Ｐにおける接線Ｍが、タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かってタイヤ幅方向内側に傾斜し、前記接線Ｍのタイヤ幅方向に対してなす鋭角側の角度θが、８０°となるような点Ｐよりも、タイヤ径方向外側に位置し、
   前記アンテナは、８００〜９５０ＭＨｚの周波数の電磁波により情報を送信及び／又は受信するように構成され、かつ、前記最大幅ベルト層のタイヤ幅方向外側端よりタイヤ幅方向内側に位置することを特徴とする、タイヤ。

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