JP4561287B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トランスポンダを固定するための固定ネジ部材を固着した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは種々の情報を記憶するトランスポンダの取り付けを確実にするとともに、トランスポンダおよび固定部材によって生じるタイヤアンバランス重量を著しく軽減することができる空気入りタイヤに関する。

タイヤメーカーによるタイヤの製造管理やタイヤ購入者のタイヤ使用履歴管理、あるいはタイヤの内圧、温度などの情報管理を行うことを目的として、受信機能、送信機能及び記憶機能を併せ持つトランスポンダを、タイヤに設置するための技術が盛んに開発されている。

このタイヤ用のトランスポンダは、タイヤ気室内の圧力を測定するために、タイヤ内に圧力センサ部分を露出させる必要があり、ＩＤ用トランスポンダ若しくはＩＤと温度用のトランスポンダのように、タイヤ構造内に完全に埋め込むことができない。

また、トランスポンダを接着によってタイヤ内面に固着する場合には、作業によっては、固着状態が不確実になってしまうおそれがあるため、接着とは別の、より早く、確実なトランスポンダのタイヤへの取り付け方法が望まれる。

そのため、例えば、図６に示す様に、トランスポンダを抱え込むような大きなハウジング（トランスポンダを固定するネジ部材）を、空気入りタイヤの赤道面上の内部に配置してトランスポンダを空気入りタイヤに固着する構造が提案されており、一定の効果を上げている（たとえば特許文献１参照。）。

しかし、空気入りタイヤの赤道面上の内部に取り付けるトランスポンダとこのトランスポンダを固定するネジ部材のタイヤアンバランス重量が大きいため、アンバランス量の修正が極めて困難で、タイヤユニフォーミティーが損なわれるという問題がある。

更に、この構造を、特に重荷重で高速走行を長時間継続するトラック用等の大型タイヤに適用した場合には、トランスポンダとこのトランスポンダを固定するための大きなネジ部材の質量が大きいため、タイヤの発熱と畜熱を促進してしまうため、耐久性の低下をもたらすという問題がある。
特開平１１−２７８０２１号公報

本発明は上記の問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、種々の情報を記憶するトランスポンダを固定するための固定ネジ部材を固着した空気入りタイヤにおいて、大きな遠心力や衝撃力が作用せず、しかも、接着による固着よりも早く確実に取り付けることができる上に、トランスポンダと、固定ネジ部材の重量を著しく軽量化できて、タイヤのユニフォーミティーを向上させるとともに、動バランス修正を簡単にし、しかも、大型タイヤにあってもトランスポンダと固定ネジ部材によるタイヤの発熱と畜熱を抑制して、耐久性の低下を最小限に抑えた空気入りタイヤを提供することにある。

上記の目的を達成するための空気入りタイヤは、トランスポンダを固定するための固定ネジ部材をタイヤ最大幅位置からビードトウまでの間のタイヤ内面に配設し、前記固定ネジ部材に対してトランスポンダを装着するようにした空気入りタイヤにおいて、
前記固定ネジ部材のネジの先端側とは反対側の端部に抜け止め部材を設けると共に、該抜け止め部材をカーカスとビードフィラーとの間に配置するようにして前記固定ネジ部材をタイヤ内部に埋設し、前記固定ネジ部材のネジの先端側をタイヤ内面に露出させたことを特徴とする。

この構成によれば、最も慣性力の大きいタイヤ赤道面ではなく、比較的慣性力の小さいビード部付近に固着するため、例え高速走行車両にトランスポンダを装着する場合においても、トランスポンダに加わる遠心力やタイヤ走行による衝撃力がタイヤ赤道面に設置する場合に比べて著しく減少する。

従って、大きな遠心力や衝撃力が作用せず、しかも、ネジ部材を介してタイヤに固着するので、接着による固着よりも早く確実に取り付けることができる上に、ネジによる機械的な締結方法で接着による固着よりも接合強度を強くできる。そのため、トランスポンダとこのトランスポンダを固定するための部材を小型化でき、その重量も著しく軽量化する事が可能になる。この小型化と軽量化とその配置位置により、タイヤの動バランス量を簡単に修正することができるようになり、タイヤのユニフォーミティーが向上する。

さらに、上記の空気入りタイヤにおいて、前記トランスポンダの前記固定ネジ部材への固定を、前記トランスポンダに形成した貫通穴の雌ネジに、前記固定ネジ部材に形成した雄ネジを螺合して行うように構成すると、トランスポンダの取り付け及び取り外しが簡単になる上に、トランスポンダの外周部分がタイヤ内部の空気と常に接触する状態になるので、タイヤの発熱と畜熱が軽減され、耐久性能が著しく向上する。

または、上記の空気入りタイヤにおいて、前記トランスポンダの前記固定ネジ部材への固定を、前記トランスポンダに形成した貫通穴に、取り付け用ネジ部材を挿通し、該取り付け用ネジ部材と前記固定ネジ部材とを螺合して行うように構成すると、特に重荷重高速走行車両にトランスポンダを装着する場合においても、取り付け用ネジ部材とトランスポンダとの間に遊びが生じるので、重荷重によるタイヤの大きな変形によるトランスポンダへの影響が少なくなり、タイヤ変形に対してトランスポンダが追従し易くなる。そのため、トランスポンダ破損のおそれが減少する。

または、上記の空気入りタイヤにおいて、前記トランスポンダの前記固定ネジ部材への固定を、前記トランスポンダの底面に突出して設けたネジ部に形成された雄ネジを、前記固定ネジ部材に形成した雌ネジに螺合して行うように構成すると、トランスポンダの取り付け及び取り外しが簡単になる上に、トランスポンダの外周部分がタイヤ内部の空気と常に接触する状態になるので、タイヤの発熱と畜熱が軽減され、耐久性能が著しく向上する。

そして、上記の空気入りタイヤにおいて、前記雄ネジまたは雌ネジが形成される部分の材質が、融点または軟化点が１８０℃以上である、金属、樹脂または繊維強化プラスチックからなるように構成すると、タイヤ加硫と同時に雄ネジまたは雌ネジが形成される部分、即ち、固定ネジ部材、取り付け用ネジ部材やネジ部を、タイヤに加硫接着する事ができるようになるので、強固に固着可能となり、結果的にトランスポンダ脱落のおそれが減少する。

また、加硫後のタイヤのユニフォーミティーを測定しアンバランス量の大きい部分の反対側を選んで、トランスポンダとこの固定ネジ部材を固着することができ、これによりユニフォーミティーを向上できる。

上記の空気入りタイヤにおいて、前記固定ネジ部材は、タイヤ加硫時にはタイヤ内部に埋設されているように構成すると、パッチが不要になり、部品点数が減少するとともに、より強固に固定ネジ部材を固着できる。そのため、固定ネジ部材をより小型化及び軽量化できる。

さらに、上記の空気入りタイヤにおいて、前記固定ネジ部材のネジの先端側と反対側の端部に抜け止め部材を設けて構成すると、重荷重高速走行車両にトランスポンダを装着する場合においても、ヨークやフランジ等で形成される抜け止め部材により、固定ネジ部材において脱落に対する強い抵抗力を発生できるので、固定ネジ部材がタイヤから離脱したり、反対にタイヤ構造側（タイヤ外側）に押し込まれてタイヤが破壊するのを回避できる。そのため、タイヤの回転で生じるトランスポンダに加わる遠心力によるトランスポンダの脱落のおそれが減少する。

また、上記の空気入りタイヤにおいて、前記固定ネジ部材の前記抜け止め部材を、カーカスとビードフィラーとの間に配置するように構成すると、たとえば、タイヤが縁石に衝突した場合のように、タイヤに外部からの強い力が作用した場合でも、固定ネジ部材が強固にタイヤに固着しているため、この固体ネジ部材に強固に把持されているトランスポンダの脱落のおそれが減少する。

そして、さらに、上記の空気入りタイヤにおいて、前記トランスポンダの通信周波数を３００ＭＨｚ以上で３ＧＨｚ以下に設定するように構成すると、外部からの伝送エネルギーで機能するいわゆる高機能トランスポンダを装着する場合でも、タイヤ内部構造の影響を受け難く、読み取り機からの良好なエネルギー伝送効率を享受できる。３００ＭＨｚ以上で８００ＭＨｚ以下がより効率的であるので、さらに好ましい。

本発明の空気入りタイヤによれば、トランスポンダを固定するための固定ネジ部材を有する空気入りタイヤにおいて、大きな遠心力や衝撃力が作用せず、しかも、接着による固着よりも早く確実に取り付けることができる上に、ネジによる機械的な締結方法で接着による固着よりも接合強度を強くできて、トランスポンダとこの固定ネジ部材の重量を著しく小型化及び軽量化して、タイヤのユニフォーミティーを向上することができるとともに、動バランス修正が簡単になり、しかも、大型タイヤにあってもトランスポンダと固定ネジ部材がタイヤの発熱と畜熱をあまり促進せず、耐久性の低下を最小限に抑えることができる空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明について図面を参照して説明するが、本発明は以下の実施の形態の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲内で様々に変更して実施することができるものである。

図１のタイヤ径方向断面図に示すように、空気入りタイヤ２０は、貫通穴１４を有するトランスポンダ１が、空気入りタイヤ２０に固定されている固定ネジ部材３と螺合により、タイヤ最大幅位置ＡからビードトウＢまでの間Ｓのタイヤ内面に固着されて構成される。そして、この固定ネジ部材３は、ビード４とビードフィラー６の一部を囲むカーカス７のタイヤ内面のインナーライナー７の凹部にパッチ２で固着されている。なお、Ｈはタイヤ断面高さを示す。

このトランスポンダ１の取り付け位置の構成により、タイヤユニフォーミティーに対してアンバランス量として作用するトランスポンダ１と固定ネジ部材３の重量を、空気入りタイヤ２０が転動した際に、最も慣性力が大きくなるタイヤ赤道面を避けて、比較的慣性力が小さくなるタイヤビード部の付近に配置することになる。そのため、高速走行車両にトランスポンダ１を装着する場合においても、トランスポンダ１に加わる遠心力やタイヤ走行による衝撃力がタイヤ赤道面に設置する場合に比べて著しく減少する。

従って、大きな遠心力や衝撃力が作用せず、しかも、トランスポンダ１を固定ネジ部材３を介してタイヤ内面に固着するので、トランスポンダ１とこのトランスポンダ１を固定するための固定ネジ部材３を小型化でき、その重量も著しく軽量化できる。そのため、トランスポンダ１の脱落のおそれを著しく減少でき、更に好ましいことには、空気入りタイヤ２０の動バランスを取るために配置する重量自体も減少できるため、比較的簡単に動バランスを修正することができる。それ故、タイヤのユニフォーミティーを容易に向上させることができる。

次に、このトランスポンダ１と固定ネジ部材３について説明する。

この第１の実施の形態のトランスポンダ１は、図２（ａ）の一部切り欠き部分を含む斜視図に示すように、チップ１０とアンテナコイル１１とが回路基板１２に配置され、被覆樹脂１３により全体を覆われて、中央に貫通穴１４を有する円盤状に構成されている。そしてこの貫通穴１４には雌ネジＦが形成されている。

このトランスポンダ１の通信周波数を３００ＭＨｚ以上で３ＧＨｚ以下に設定するように構成すると、外部からの伝送エネルギーで機能するいわゆる高機能トランスポンダを装着する場合でも、タイヤ内部構造の影響を受け難く、読み取り機からの良好なエネルギー伝送効率を享受できる。通信周波数を３００ＭＨｚ以上で８００ＭＨｚ以下とするとより効率的であるので、さらに好ましい。

また、固定ネジ部材３は、図２（ｂ）の斜視図に示すように、中央のネジ部３１と抜け止め部材３２を有して形成される。この中央のネジ部３１には、雄ネジＭが形成され、抜け止め部材３２は、ネジ部３１の雄ネジの先端側と反対側の端部にヨーク又はフランジ等で形成される。なお、この抜け止め部材３２の形状は円形に限定されず、図２（ｃ）に示すような矩形の両端に半円を加えたような形状や、長円形形状、楕円形状、正方形、長方形、多角形などの形状にしてもよく、放射状に延びた棒状体等でもよい。そして、この細長い抜け止め部材３２の場合には、その長手方向がタイヤ周方向に沿った方向にして固着する。

この構成により、より強固に固定ネジ部材３はタイヤ内面に固着される。そのため、固定ネジ部材３がタイヤから離脱したり、反対にタイヤ構造側（タイヤ外側）に押し込まれてタイヤが破壊するのを回避できる。また、重荷重高速走行車両のタイヤにトランスポンダ１を装着する場合においても、この抜け止め部材３２により、固定ネジ部材３の脱落に対する強い抵抗力を発生できるので、タイヤの回転で生じるトランスポンダ１に加わる遠心力による固定ネジ部材３とそれに固定されるトランスポンダ１の脱落のおそれが減少する。

そして、このトランスポンダ１は、トランスポンダ１の雌ネジＦに、固定ネジ部材３の雄ネジＭを螺合させることにより、空気入りタイヤ２０のビード部に固着される。

この構成により、種々の情報を記憶するトランスポンダ１とこのトランスポンダ１を固定する固定ネジ部材３の重量を著しく軽量化する事が可能になるので、空気入りタイヤ２０のユニフォーミティーを向上することができる。

また、図３（ａ）の斜視図に示すような第２の実施の形態においては、ネジ頭部９１とネジ部９２とからなる取り付け用ネジ部材９を用いて、図３（ｂ）の一部切り欠き部分を含む斜視図に示すような、貫通穴１４Ａを有するトランスポンダ１Ａを、図３（ｃ）に示すような雌ネジＦを有する固定ネジ部材３Ａに取り付ける。

この取り付け用ネジ部材９は、ネジ頭部９１の形状については円盤状に限らず、四角板状、六角板状など、適宜適当な形状を取ることができ、また、材質も適宜で良いが、軽量な合成樹脂が好ましい。また、トランスポンダ１Ａは、図３（ｂ）に示すように、チップ１０とアンテナコイル１１とが回路基板１２に配置され、被覆樹脂１３により全体を覆われて、中央に貫通穴１４Ａを有する円盤状に構成されている。この第２の実施の形態では、貫通穴１４Ａにはネジ加工が施されない。さらに、固定ネジ部材３Ａは、図３（ｃ）の斜視図に示すように、抜け止め部材３２を有し、この抜け止め部材３２の中央から突出するネジ部３１Ａには雌ネジＦが形成される。

そして、この貫通穴１４Ａを有するトランスポンダ１Ａが、貫通穴１４Ａを挿通する取り付け用ネジ部材９の雄ネジＭと、固定ネジ部材３Ａの雌ネジＦと螺合により固着される。

この構成により、第１の実施の形態と同様な効果を奏することができ、更に、重荷重高速走行車両にトランスポンダを装着する場合においても、トランスポンダ１Ａの貫通穴１４Ａと取り付け用ネジ部材９の間に間隙が生じるため、重荷重による空気入りタイヤ２０の大きな変形に対して，トランスポンダ１Ａとこのトランスポンダ１Ａを固定するための固定ネジ部材３Ａとが相互間で動き易くなるため、トランスポンダ１Ａの破損のおそれが減少する。

そして、図４に示すような第３の実施の形態では、トランスポンダ１Ｂは、下面の中央部に雄ネジＭが形成されたネジ部１５を設けて形成され、このネジ部材１５の雄ネジＭと、図３（ｃ）の斜視図に示すような、固定部材３Ａの雌ネジＦと螺合により固着される。

なお、この変形として、トランスポンダ１Ｂのネジ部材１５Ａを雌ネジＦを有する円筒で形成し、この雌ネジＦを図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すような、固定ネジ部材３の雄ネジＭと螺合により固着するように構成してもよい。

次に、固定ネジ部材３、３Ａの空気入りタイヤ２０への固定について説明する。この固定ネジ部材３、３Ａの固定では、抜け止め部材３２を、カーカス７とビードフィラー６との間に配置するように構成する。これにより、タイヤが縁石に衝突した場合のように、空気入りタイヤ２０に外部からの強い力が作用した場合でも、固定ネジ部材３、３Ａが強固に空気入りタイヤ２０に固着しているため、この固体ネジ部材３、３Ａに強固に把持されているトランスポンダ１，１Ａ，１Ｂの脱落のおそれを減少させることができる。

雄ネジＭを有する固定ネジ部材３の場合には、図５（ａ）に示すように、タイヤ加硫工程でタイヤ内面とネジ部３１の先端がほぼ同じ面になるように固定ネジ部材３を未加硫タイヤ内部に埋設しておき、タイヤ加硫後に、図５（ｂ）に示すように、固定ネジ部材３の周辺ゴムＪを除去する。

さらに、好ましくは、雄ネジまたは雌ネジが形成される部分、即ち、固定ネジ部材３，３Ａ、取り付け用ネジ部材９、ネジ部３１，３１Ａの材質が、少なくとも固定ネジ部材３，３Ａの材質が、融点または軟化点が１８０℃以上である、金属、樹脂または繊維強化プラスチックからなるように構成する。

この構成によって、タイヤ加硫と同時に、固定ネジ部材３Ａ等の雄ネジまたは雌ネジが形成される部分を、空気入りタイヤ２０に加硫接着することができ、強固に固着可能となる。その結果、トランスポンダ１、１Ａの脱落のおそれを著しく減少することができる。なお、加硫中に固定ネジ部３１Ａ等の雌ネジＦ部分にゴムが侵入する場合にはそのゴムをトランスポンダ１、１Ａの装着前に除去する。

この加硫接着する構成によって、簡単にトランスポンダ１、１Ａを固定する固定ネジ部材３、３Ａを空気入りタイヤ２０に未加硫状態のときから固着できるばかりでなく、抜け止め部材３２をタイヤ内部に埋める事が可能になり、パッチ２などの補助部材が不要になるという利点がある。

本発明を説明するための空気入りタイヤ（参考例）の構成を示すタイヤ径方 向断面図である。 第１の実施の形態のトランスポンダと固定ネジ部材の構成を示す図であり、 （ａ）は、雌ネジＦが形成された貫通穴を有するトランスポンダの部分的なきり 欠きを有する斜視図で、（ｂ）は、抜け止め部材を有する固定ネジ部材の斜視図 で、（ｃ）は、別の形状の抜け止め部材を有する固定ネジ部材の斜視図である。 第２の実施の形態のトランスポンダと固定ネジ部材の構成を示す図であり、 （ａ）は、取り付け用ネジ部材の斜視図で、（ｂ）は、貫通穴を有するトランス ポンダの部分的なきり欠きを有する斜視図で、（ｃ）は、抜け止め部材を有する 雌ネジＦを有する固定ネジ部材の斜視図である。 第３の実施の形態のトランスポンダの構成を示す斜視図である。 雄ネジを有する固定ネジ部材の固定状態を示すタイヤ径方向断面図であり、 （ａ）は、加硫前の状態を示す図で、（ｂ）は、加硫後に固定ネジ部材の雄ネジ 周辺のゴムを除去した状態を示す図である。 従来技術の空気入りタイヤのトランスポンダの取り付けの構成を示すタイヤ 径方向断面図である。

１，１Ａ トランスポンダ
２ パッチ
３，３Ａ 固定ネジ部材
４ ビード
５ インナーライナー
６ ビードフィラー
７ カーカス
９ 取り付け用ネジ部材
１０ チップ
１１ アンテナコイル
１２ 回路基板
１３ 被覆樹脂
１４ ヨークまたはフランジ
Ａ タイヤ最大幅位置
Ｂ ビードトウ
Ｍ 雄ネジ
Ｆ 雌ネジ
Ｃ タイヤ赤道面
Ｈ タイヤ断面高さ
Ｓ タイヤ最大幅位置からビードトウまでの高さ
Ｊ ネジ部材の周辺ゴム

Claims (6)

1. トランスポンダを固定するための固定ネジ部材をタイヤ最大幅位置からビードトウまでの間のタイヤ内面に配設し、前記固定ネジ部材に対してトランスポンダを装着するようにした空気入りタイヤにおいて、
   前記固定ネジ部材のネジの先端側とは反対側の端部に抜け止め部材を設けると共に、該抜け止め部材をカーカスとビードフィラーとの間に配置するようにして前記固定ネジ部材をタイヤ内部に埋設し、前記固定ネジ部材のネジの先端側をタイヤ内面に露出させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トランスポンダの前記固定ネジ部材への固定を、前記トランスポンダに形成した貫通穴の雌ネジに、前記固定ネジ部材に形成した雄ネジを螺合して行うことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トランスポンダの前記固定ネジ部材への固定を、前記トランスポンダに形成した貫通穴に、取り付け用ネジ部材を挿通し、該取り付け用ネジ部材と前記固定ネジ部材とを螺合して行うことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トランスポンダの前記固定ネジ部材への固定を、前記トランスポンダの底面に突出して設けたネジ部に形成された雄ネジを、前記固定ネジ部材に形成した雌ネジに螺合して行うことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
5. 前記雄ネジまたは雌ネジが形成される部分の材質が、融点または軟化点が１８０℃以上である、金属、樹脂または繊維強化プラスチックからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トランスポンダの通信周波数を３００ＭＨｚ以上で３ＧＨｚ以下に設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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