JP2006240598A - モジュール取付用パッチ、及び、このモジュール取付用パッチを有する空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 センサモジュールと送信モジュールとを空気入りタイヤの内部に効率的に配置することが可能なモジュール取付用パッチ、及び、このモジュール取付用パッチを有する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 空気入りタイヤ１０のインナライナー１４に取り付けられる取付面を下面下面３１ｂとして有する基部３１と、基部３１の上面に設けられる台座部３２とをモジュール取付用パッチ３０が備え、基部３１が、空気入りタイヤ１０の状態の変化を検出するセンサモジュール４１を有し、台座部３２が、センサモジュール４１によって検出された検出値を無線送信する送信モジュール４２が配置されるモジュール配置面３２ａを有し、モジュール配置面３２ａは、台座部３２の上方を向いた面である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気入りタイヤの内部の空気圧等を測定するセンサモジュールを空気入りタイヤの内部に取り付けるためのモジュール取付用パッチ、及び、このモジュール取付用パッチを有する空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤの内部の空気圧（以下、内圧）や温度（以下、内部温度）を測定するセンサ（センサモジュール）を空気入りタイヤに取り付けるためのモジュール取付用パッチが知られている。

また、センサモジュールをモジュール取付用パッチ内に埋め込み、センサモジュールを内蔵するモジュール取付用パッチを空気入りタイヤに取り付ける方法も提案されている（例えば、特許文献１）。

具体的には、モジュール取付用パッチは、加硫剤を含むゴムによって形成され、センサモジュールを内蔵する。また、モジュール取付用パッチは、加硫する前の空気入りタイヤ（生タイヤ）に仮止めされた後に、生タイヤとともに加硫されることによって、空気入りタイヤの内部に固定される。
特開2000-355202号公報（段落、図２）

ここで、空気入りタイヤの内部には、上述したセンサモジュールだけではなく、センサモジュールによって検出された検出値等を車両側に送信する送信モジュールも取り付けられる。

従って、センサモジュールと同様に、送信モジュールをモジュール取付用パッチ内に埋め込んでしまうと、車両側が送信モジュールから受信する信号の強度が劣化してしまう。また、車両側が送信モジュールから受信する信号の強度を向上させるために、送信モジュールが送信する信号の送信電力を上げると、送信モジュールの電力リソースが無駄になってしまう。例えば、送信モジュールがバッテリによって供給される電力で駆動する場合には、バッテリに蓄積される電力が無駄になり、送信モジュールが車両側から供給される電力で駆動する場合には、車両側が供給しなければならない電力量が増加してしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、センサモジュールと送信モジュールとを空気入りタイヤの内部に効率的に配置することが可能なモジュール取付用パッチ、及び、このモジュール取付用パッチを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、空気入りタイヤの内側の面に取り付けられる取付面を下面として有する基部と、基部の上面に設けられる台座部とをモジュール取付用パッチが備え、基部が、空気入りタイヤの状態の変化を検出するセンサモジュールを有し、台座部が、センサモジュールによって検出された検出値を無線送信する送信モジュールが配置されるモジュール配置面を有し、モジュール配置面は、台座部の上方を向いた面であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、空気入りタイヤの内側の面に配置される基部が、センサモジュールを有することにより、モジュール取付用パッチは、センサモジュールを空気入りタイヤの内側の面に近接して配置することができ、センサモジュールによる検出精度を高めることができる。

一方、台座部が、台座部の上方を向いた面であるモジュール配置面を有することにより、モジュール取付用パッチは、モジュール取付用パッチ内に送信モジュールが埋め込まれる場合に比べて、送信モジュールの電力リソースが無駄になることを抑制することができる。

すなわち、モジュール取付用パッチは、センサモジュールと送信モジュールとを空気入りタイヤの内部に効率的に配置することができる。

本発明の第１の特徴において、台座部は、センサモジュールと送信モジュールとを接続するための配線を収容することが好ましい。

本発明の第１の特徴において、台座部は、配線と送信モジュールとを接続するコネクタをモジュール配置面上に有することが好ましい。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴を有するモジュール取付用パッチを空気入りタイヤが備えることを要旨とする。

本発明によれば、センサモジュールと送信モジュールとを空気入りタイヤの内部に効率的に配置することが可能なモジュール取付用パッチ、及び、このモジュール取付用パッチを有する空気入りタイヤを提供することができる。

（本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの構成）
以下において、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの構成について、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、同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。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。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を示す断面図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、路面に接地するトレッド１１と、トレッド１１を補強する複数のベルト（ベルト１２ａ及びベルト１２ｂ）と、空気入りタイヤ１０の骨格を形成するカーカス１３と、空気入りタイヤ１０の気密性を高めるインナライナー１４とを有する。また、空気入りタイヤ１０は、車両に装着される際には、リム２０に取り付けられる。

なお、以下においては、空気入りタイヤ１０とリム２０とによって区切られる空間を空気入りタイヤ１０の内部（又は、内側）と称する。

空気入りタイヤ１０の内側の面（インナライナー１４）には、後述するセンサモジュール４１（図１では不図示）や後述する送信モジュール４２（図１では不図示）を空気入りタイヤ１０の内部に配置するためのモジュール取付用パッチ３０が配置される。なお、モジュール取付用パッチ３０は、接着剤等によってインナライナー１４に貼り付けられる。

（本発明の一実施形態に係るモジュール取付用パッチの構成）
以下において、上述したモジュール取付用パッチ３０の詳細について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るモジュール取付用パッチ３０を示す斜視図である。

図２に示すように、モジュール取付用パッチ３０は、空気入りタイヤ１０の内側の面（インナライナー１４）上に配置される基部３１と、基部３１の上面３１ａに設けられる台座部３２とを有する。

基部３１は、インナライナー１４との接着性を良くするために、インナライナー１４と類似する弾性率を有する材質（例えば、天然ゴムやスチレンブチルゴム）によって構成される。また、基部３１は、空気入りタイヤ１０の内部の温度や空気入りタイヤ１０の歪みを検出するセンサモジュール４１を有する。

台座部３２は、基部３１から空気入りタイヤ１０の内側（基部３１から上方）に突出する形状を有する胴体部３３と、モジュール配置面３２ａを有する頭部３４とによって構成される。ここで、モジュール配置面３２ａは、センサモジュール４１によって検出された検出値を車両側に無線送信する送信モジュール４２が配置される面であり、空気入りタイヤ１０の内側（頭部３４の上方）を向いた面である。

胴体部３３は、センサモジュール４１と送信モジュール４２とを接続するための配線（配線５０ａ及び配線５０ｂ）を収容する。具体的には、配線５０ａ及び配線５０ｂは、胴体部３３を構成するゴム等によって被覆される。

頭部３４は、上述したように、送信モジュール４２が配置されるモジュール配置面３２ａを有し、配線５０ａ及び配線５０ｂと送信モジュール４２とを接続するコネクタ（コネクタ５１ａ及びコネクタ５１ｂ）をモジュール配置面３２ａ上に有する。

センサモジュール４１は、上述したように、空気入りタイヤ１０の状態の変化を検出する。具体的には、センサモジュール４１は、空気入りタイヤ１０の内部の温度を検出する温度センサや空気入りタイヤ１０の歪みを検出する歪みセンサ等を合成樹脂で被覆したモジュールである。

送信モジュール４２は、上述したように、センサモジュール４１によって検出された検出値を車両側に無線送信する。具体的には、送信モジュール４２は、車両側に信号（例えば、検出値）を無線送信する素子を合成樹脂で被覆したモジュールである。

また、送信モジュール４２は、車両側から受信する受信信号に応答して、応答信号を車両側に送信するトランスポンダを有していてもよい。このとき、検出値を車両側に無線送信する機能と応答信号を車両側に送信する機能とを、一つの素子に持たせてもよい。

なお、トランスポンダは、例えば、車両に装着される各空気入りタイヤの回転数の差分によって、空気入りタイヤの内圧を推定する間接式ＴＰＭＳに用いられる。

なお、送信モジュール４２は、車両側に信号を無線送信する素子に加えて、センサモジュール４１が有するセンサ以外のセンサ（例えば、空気入りタイヤ１０の内圧を検出する内圧センサ）を有していても良い。

以下において、基部３１に配置されるセンサモジュール４１の配置関係について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るセンサモジュール４１の配置関係を示す図である。

図３（ａ）に示すように、基部３１は、インナライナー１４に取り付けられる（接着される）面である下面３１ｂを有する。また、センサモジュール４１は、基部３１の下面３１ｂに沿って配置される（すなわち、インナライナー１４に沿って配置される）。

このように、センサモジュール４１は、インナライナー１４に沿って配置されることによって、センサモジュール４１に内蔵される温度センサや歪みセンサによる検出精度を高めることが可能である。

一方、図３（ｂ）に示すように、基部３１は、板状の金属板４１ａを基部３１の内部に有し、センサモジュール４１は、基部３１内に配置される金属板４１ａに取り付けられるとともに、基部３１を構成するゴム等によって被覆されていてもよい。

このように、センサモジュール４１は、基部３１を構成するゴム等によって被覆されることによって、空気入りタイヤ１０の変形によってセンサモジュール４１が破損する可能性を軽減することが可能である。

（本発明の一実施形態に係るセンサ取付用パッチの作用及び効果）
本発明の一実施形態に係るモジュール取付用パッチ３０によれば、インナライナー１４上に配置される基部３１が、センサモジュール４１を有することにより、モジュール取付用パッチ３０は、センサモジュール４１をインナライナー１４に近接して配置することができ、センサモジュール４１による検出精度を高めることができる。また、モジュール取付用パッチ３０は、センサモジュール４１を取り付けるユーザの工数を削減することができる。

一方、台座部３２が、台座部３２の上方を向いた面（すなわち、空気入りタイヤの内側を向いた面）であるモジュール配置面３２ａを有することにより、モジュール取付用パッチ３０は、モジュール取付用パッチ３０内に送信モジュール４２が埋め込まれる場合に比べて、送信モジュール４２の電力リソースが無駄になることを抑制することができる。

すなわち、モジュール取付用パッチ３０は、センサモジュール４１と送信モジュール４２とを空気入りタイヤの内部に効率的に配置することができる。

また、台座部３２が、配線５０ａ及び配線５０ｂを収容することにより、モジュール取付用パッチ３０は、配線５０ａ及び配線５０ｂが破損する可能性を軽減することができる。

さらに、台座部３２が、モジュール配置面３２ａ上にコネクタ５１ａ及びコネクタ５１ｂを有することにより、モジュール取付用パッチ３０は、送信モジュール４２を取り付けるユーザの工数を削減することができる。

また、モジュール配置面３２ａが、台座部３２の上方を向いた面（すなわち、空気入りタイヤの内側を向いた面）であることにより、モジュール取付用パッチ３０は、送信モジュール４２から車両側が受信する信号の受信精度を高めることができる。

（変更例１）
以下において、上述した実施形態に係るモジュール取付用パッチ３０の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、変更例１では、上述した実施形態との差異を主として説明する。

具体的には、上述した実施形態では、モジュール取付用パッチ３０の台座部３２は、胴体部３３及び頭部３４によって構成されるが、変更例１では、モジュール取付用パッチの台座部は、胴体部のみによって構成される。

図４は、変更例１に係るモジュール取付用パッチ６０を示す斜視図である。図４に示すように、モジュール取付用パッチ６０は、空気入りタイヤ１０の内側の面（インナライナー１４）上に配置される基部６１と、基部６１の上面６１ａに設けられる台座部６２（胴体部）とを有する。

基部６１は、基部３１と同様に、空気入りタイヤ１０の内部の温度や空気入りタイヤ１０の歪みを検出するセンサモジュール４１を有する。

台座部６２は、基部６１から上方（基部６１から空気入りタイヤ１０の内側）に突出する円筒状の形状を有する。また、台座部６２は、送信モジュール４２が配置されるモジュール配置面６２ａを有し、モジュール配置面６２ａは、台座部６２の上方（空気入りタイヤ１０の内側）を向いた面である。

さらに、台座部６２は、モジュール配置面６２ａから上方（モジュール配置面６２ａから空気入りタイヤ１０の内側）に突出する外周壁６２ｂを有する。

具体的には、外周壁６２ｂは、モジュール配置面６２ａの外周に沿って配置され、モジュール配置面６２ａ上における送信モジュール４２の動きを規制する。

なお、外周壁６２ｂによって囲まれるモジュール配置面６２ａは、送信モジュール４２の外周と略等しい大きさを有することが好ましい。

また、台座部６２は、センサモジュール４１と送信モジュール４２とを接続するための配線（配線５０ａ及び配線５０ｂ）を収容し、この配線と送信モジュール４２とを接続するコネクタ（コネクタ５１ａ及びコネクタ５１ｂ）をモジュール配置面６２ａ上に有する。

図５は、変更例１に係るモジュール取付用パッチ７０を示す斜視図である。図５に示すように、モジュール取付用パッチ７０は、空気入りタイヤ１０の内側の面（インナライナー１４）上に配置される基部７１と、基部７１の上面７１ａに設けられる台座部７２（胴体部）とを有する。

基部７１は、基部３１と同様に、空気入りタイヤ１０の内部の温度や空気入りタイヤ１０の歪みを検出するセンサモジュール４１を有する。

台座部７２は、基部７１から上方（基部７１から空気入りタイヤ１０の内側）に突出する角柱状の形状を有する。また、台座部７２は、送信モジュール４２が配置されるモジュール配置面７２ａを有し、モジュール配置面７２ａは、台座部６２の上方（空気入りタイヤ１０の内側）を向いた面である。

さらに、台座部７２は、センサモジュール４１と送信モジュール４２とを接続するための配線（配線５０ａ及び配線５０ｂ）を収容し、この配線と送信モジュール４２とを接続するコネクタ（コネクタ５１ａ及びコネクタ５１ｂ）をモジュール配置面７２ａ上に有する。

このように、モジュール取付用パッチ（基部や台座部）の形状は、センサモジュール４１を基部が有し、かつ、台座部の上方を向いたモジュール配置面を台座部が有していれば、特に限定されるものではない。

（変更例２）
以下において、上述した実施形態に係るモジュール取付用パッチ３０の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、変更例２では、上述した実施形態との差異を主として説明する。

具体的には、上述した実施形態において、モジュール取付用パッチ３０は、トレッド１１の空気入りタイヤ内側のインナライナー１４に配置されるが、実施例２において、ビード部の空気入りタイヤ内側のインナライナー１４に配置される。

図６は、変更例２に係る空気入りタイヤ１０を示す断面図である。図６に示すように、モジュール取付用パッチ３０は、ビード部１５近傍のインナライナー１４に配置される。

このように、モジュール取付用パッチ３０は、トレッド、ビード部又はサイドウォールの空気入りタイヤ内側のインナライナー１４に配置されていればよい。すなわち、モジュール取付用パッチ３０は、センサモジュール４１や送信モジュール４２の種類に応じて、適切な位置に配置される。

例えば、トレッド１１が路面に接地する接地長の変化やトレッド１１が路面に接地する路面接地面の変化等を検出する歪センサモジュール、ベルト１２ａやベルト１２ｂの温度を測定することによってベルト１２ａやベルト１２ｂの耐久性を検出する温度センサは、トレッド１１、ベルト１２ａやベルト１２ｂの近傍（すなわち、これらの空気入りタイヤ内側のインナライナー１４）に配置されることが好ましい。

また、ビード部１５のたわみから空気入りタイヤ１０の径方向内側方向に掛かる荷重を検出する荷重センサ、ビード部１５の温度を測定することによってビード部１５の耐久性を検出する温度センサは、ビード部１５の近傍（すなわち、ビード部１５の空気入りタイヤ内側のインナライナー１４）に配置されることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るモジュール取付用パッチ３０を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るセンサモジュール４１の配置関係を示す図である。 本発明の変更例１に係るモジュール取付用パッチ３０を示す斜視図である。 本発明の変更例１に係るモジュール取付用パッチ３０を示す斜視図である。 本発明の変更例２に係る空気入りタイヤ１０を示す断面図である。

符号の説明

１０・・・空気入りタイヤ、１１・・・トレッド、１２ａ，１２ｂ・・・ベルト、１３・・・カーカス、１４・・・インナライナー、１５・・・ビード部、２０・・・リム、３０・・・モジュール取付用パッチ、３１・・・基部、３１ａ・・・上面、３１ｂ・・・下面、３２・・・台座部、３２ａ・・・モジュール配置面、３３・・・胴体部、３４・・・頭部、４１・・・センサモジュール、４１ａ・・・金属板、４２・・・送信モジュール、５０ａ，５０ｂ・・・配線、５１ａ，５１ｂ・・・コネクタ、６０・・・モジュール取付用パッチ、６１・・・基部、６１ａ・・・上面、６２・・・台座部、６２ａ・・・モジュール配置面、６２ｂ・・・外周壁、７０・・・モジュール取付用パッチ、７１・・・基部、７１ａ・・・上面、７２・・・台座部、７２ａ・・・モジュール配置面

Claims (4)

1. 空気入りタイヤの内側の面に取り付けられる取付面を下面として有する基部と、
   前記基部の上面に設けられる台座部とを備え、
   前記基部は、前記空気入りタイヤの状態の変化を検出するセンサモジュールを有し、
   前記台座部は、前記センサモジュールによって検出された検出値を無線送信する送信モジュールが配置されるモジュール配置面を有し、
   前記モジュール配置面は、前記台座部の上方を向いた面であることを特徴とするモジュール取付用パッチ。
2. 前記台座部は、前記センサモジュールと前記送信モジュールとを接続するための配線を収容することを特徴とする請求項１に記載のモジュール取付用パッチ。
3. 前記台座部は、前記配線と前記送信モジュールとを接続するコネクタを前記モジュール配置面上に有することを特徴とする請求項２に記載のモジュール取付用パッチ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のモジュール取付用パッチを有することを特徴とする空気入りタイヤ。

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