(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第2の複数の実質的に平行なスチールコードのうちの前記少なくとも1つのスチールコードが、前記RFIDチップ用のアンテナを形成する、請求項1に記載のタイヤ。
前記周方向トレッドが、少なくとも3つの周方向リブを更に含み、前記RFIDチップが、前記周方向リブのうちの1つの下側において、径方向に配設されている、請求項1に記載のタイヤ。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下は、本明細書において採用される選択用語の定義を含む。これらの定義には、用語の範囲に該当し、実施のために使用され得る構成要素の様々な例及び/又は形態が含まれる。例は、限定的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。
【0009】
「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。
【0010】
「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延在する方向を指す。
【0011】
「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。
【0012】
「RFID」は、無線周波数識別を指す。
【0013】
「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を指す。
【0014】
「トレッド」は、標準的な膨張度及び標準的な荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。
【0015】
「トレッド幅」は、標準的な膨張度及び荷重において、タイヤの回転中に道路面に接触するトレッドの接地領域の幅を指す。
【0016】
本明細書では、方向は、タイヤの回転軸を基準にして述べられる。「上向きの」及び「上向きに」という用語は、タイヤのトレッドに向かう一般方向を指し、「下向きの」及び「下向きに」は、タイヤの回転軸に向かう一般方向を指す。したがって、「上部の」及び「下部の」又は「頂部の」及び「底部の」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、「上部の」又は「頂部の」要素は、「下部」又は「底部」の要素よりもトレッドに近い位置に離間配置される。加えて、「上」又は「下」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、別の要素の「上」にある要素は、他の要素よりもトレッドに近い。
【0017】
「内側の」及び「内側に」という用語は、タイヤの赤道面に向かう一般方向を指し、「外側の」及び「外側に」は、タイヤの赤道面から離れ、タイヤのサイドウォールに向かう一般方向を指す。したがって、「内部」及び「外部」など相対的な方向用語が要素と関連して使用されるとき、「内部」要素は、「外部」要素よりもタイヤの赤道面の近くに離間配置される。
【0018】
以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤ構成要素が説明されるが、これらの用語が若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか1つが、一般的なタイヤ構成要素の説明に使用される別の用語と紛れもなく互換性があるとはみなさないであろうことが理解される。
【0019】
図1は、新規タイヤ100の実施形態の、外側を剥がした断面斜視図である。図示のように、タイヤ100は、第1の環状ビード105及び第2の環状ビード110を含む。環状ビードは、タイヤをホイールに部分的に固定する。代替的な実施形態(図示せず)では、タイヤは、4つ以上のビードを備える。
【0020】
図示のように、タイヤ100は、第1の環状ビード105と第2の環状ビード110との間に延在する本体プライ115を更に含む。本体プライ115は、円環を形成し、タイヤに形状を付与する。当業者であれば理解するように、本体プライ115は、補強コード又は織物(図示せず)を含んでもよい。代替的な実施形態(図示せず)では、様々な折り上げ構成及び折り下げ構成、又は複数の本体プライが使用される。
【0021】
タイヤ100は、第1の環状ベルト120及び第2の環状ベルト125を更に備える。第1の環状ベルト120は、本体プライ115の径方向上向きに配設され、本体プライ115の一部分にわたって軸方向に延在する。当業者であれば理解するように、第1の環状ベルト120は、第1の複数のスチールコード(
図1には図示せず)を含む。第2の環状ベルト125は、第1の環状ベルト120の径方向上向きに配設され、第1の環状ベルト120の一部分にわたって軸方向に延在する。当業者であれば理解するように、第2の環状ベルト125は、第2の複数のスチールコード(
図1にも図示せず)を含む。代替的な一実施形態では、タイヤは、第3の環状ベルトを含む。別の代替的な実施形態では、タイヤは、第4の環状ベルトを含む。これらの代替的な実施形態の各々では、環状ベルトは、スチールコード又は布補強材を含んでもよい。
【0022】
図示のように、タイヤ100は、第1のキャッププライ130及び第2のキャッププライ135を更に備える。第1のキャッププライ130は、第2の環状ベルト125の径方向上向きに配設され、かつ本体プライ115の一部分にわたって軸方向に延在する。第2のキャッププライ135は、第1のキャッププライ130の径方向上向きに配設され、かつ第1のキャッププライ130の一部分にわたって軸方向に延在する。キャッププライは、典型的には、タイヤの赤道に平行に走る繊維を含む。代替的な実施形態(図示せず)では、キャッププライは、省略されてもよい。
【0023】
タイヤ100は、周方向溝145を有する周方向トレッド140を更に備える。周方向トレッド140は、第2の環状ベルト125の径方向上向きに配設され、かつ本体プライ115の一部分にわたって軸方向に延在する。周方向溝145は、周方向トレッド140をリブに分割する。
図1では、TWは、周方向トレッド140のトレッド幅を表す。
図1に示すトレッドは単なる例示であり、ブロック、ラグ、溝、及びサイプなどの任意の既知のトレッド要素が採用され得ることを理解されたい。
【0024】
当業者であれば理解するように、周方向トレッド140は、タイヤ100が新しいとき、タイヤ100に固着される。代替的な実施形態(図示せず)では、周方向トレッドは、リトレッドとして固着される。
【0025】
タイヤ100は、第1のサイドウォール150及び第2のサイドウォール155を更に備える。第1のサイドウォール150は、第1の環状ビード105と、周方向トレッド140の縁部に近接して関連付けられている第1のショルダ160との間に延在する。第2のサイドウォール155は、第2の環状ビード110と、周方向トレッド140の対向縁部に近接して関連付けられている第2のショルダ165との間に延在する。代替的な実施形態(図示せず)では、サイドウォールは、アンダートレッド(図示せず)に近接して関連付けられている。
【0026】
タイヤ100は、RFIDチップ170を更に備える。図示のように、径方向について、RFIDチップ170は、第2の環状ベルト125内に(第1の環状ベルト120と周方向トレッド140との間に径方向に)配設されている。中央周方向リブの下側にはRFIDチップ170が更に配設されている。代替的な実施形態(図示せず)では、RFIDチップは、径方向下部のベルトに配設されている。タイヤが3つ以上の環状ベルトを含む代替的な実施形態(図示せず)では、RFIDチップは、径方向上部のベルト内に配設されている。
【0027】
軸方向について、RFIDチップ170は、トレッド幅TWの中央の3分の2以内に配設されている。しかしながら、RFIDチップは、特定の軸方向の位置に限定されない。代替的な実施形態(図示せず)では、RFIDチップは、周方向トレッド内の周方向溝の下側に配設されている。周方向トレッドが少なくとも3つの周方向リブを含む、代替的な実施形態では、RFIDチップは、周方向リブのうちの1つの下側(すなわち、周方向溝の下側ではなく)に配設されている。周方向トレッドが少なくとも1つの周方向溝を含む、別の代替的な実施形態では、RFIDチップは、周方向溝の縁部からタイヤトレッド幅の少なくとも2%の軸方向距離に配設されている。別の代替的な実施形態では、RFIDチップは、トレッド幅の外側3分の1の下側に配設されている。更に別の実施形態では、複数のRFIDチップが任意の位置で採用されてもよい。例えば、第1のRFIDチップは、トレッド幅の中央3分の1の下側に配設されてもよく、第2のRFIDチップは、トレッド幅の外側3分の1の下側に配設されてもよい。別の例として、RFIDチップは、トレッドパターン内の各リブの下側に配設されてもよい。
【0028】
周方向について、RFIDチップ170は、タイヤ円周上の任意の位置に配設することができる。一実施形態(図示せず)では、RFIDチップは、ベルトエッジスプライスに配設されていない。代替的な実施形態(同じく図示せず)では、複数のRFIDチップは、タイヤの周りに周方向に配設されている。複数のチップの実施形態では、チップは、タイヤの円周の周りに、又は所定の距離で(例えば、1つのチップが20cm、40cm、80cmなど毎に配置される)均等に分布されてもよい。
【0029】
RFIDチップ170は、チップを囲むケーシングを含む。図示のように、ケーシングは、矩形である。当業者であれば理解するように、ケーシングは、様々な形状であってもよい。代替的なRFIDチップの実施形態では、ケーシング、又はケーシングの一部分を省略してもよい。
【0030】
RFIDチップ170は、アンテナ(図示せず)を更に含む。一実施形態では、複数の実質的に平行なスチールコードからのスチールコードがアンテナを形成する。別の実施形態では、複数の実質的に平行なスチールコードからのコードストランドがアンテナを形成する。更に別の実施形態では、実質的に平行な複数のスチールコードからのコードフィラメントがアンテナを形成する。
【0031】
図1に示す実施形態では、RFIDチップ170は、タイヤ100内で動かず、かつある使用期間後にタイヤ100から外れる、排出される、又は出ることはない。RFIDチップ170は、腐食されるか、又は損なわれても、意図的に動作を中止しない。
【0032】
当業者であれば理解するように、追加の実施形態では、電子デバイスが、RFIDチップに取って代わることができる。例示的な電子デバイスとしては、質問器及び集積回路が挙げられるが、これらに限定されない。
【0033】
図2は、
図1に示すタイヤの代表的な実施形態に配設されたベルト層及び補強コードの断面上面図の概略図である。
【0034】
図示のように、第1の環状ベルト120及び第2の環状ベルト125は、平坦でオフセットした矩形のブロックによって表されている。ブロックは、例示目的でオフセットされている。
【0035】
第1の環状ベルト120は、傾斜した平行な線で示されている、第1の複数のスチールコード205を含む。同様に、第2の環状ベルト125は、傾斜した平行な線で同じく示されている、第2の複数のスチールコード210を含む。当業者であれば、スチールコードが、環状ベルト内に配設されていることを理解するであろう。代替的な実施形態(図示せず)では、スチールコードは、補強コード又は織物プライに置き換えられる。
【0036】
第1の複数のスチールコード205は、赤道面Eと第1の角度215で交差し、第2の複数のスチールコード210は、赤道面Eと第2の角度220で交差する(
図2に示す第1及び第2の角度は、説明目的で誇張されている)。
図2に描かれた実施形態では、第1の角度は、第2の角度よりも大きい。第2の実施形態(図示せず)では、第1の角度は、0〜20°であり、第2の角度は、−60〜−90°である。第3の実施形態では、第1の角度は、0〜20°であり、第2の角度は、−75〜−90°である。第4の実施形態では、第1の角度は、0〜20°であり、第2の角度は、第1の角度よりも1〜5°小さい。3つのベルトを備えた代替的な実施形態(同じく図示せず)では、第3の環状ベルトは、赤道面と第3の角度で交差する第3の複数のスチールコードを含む。第3の角度は、第1の角度よりも1〜5°小さく、かつ第2の角度よりも0〜5°小さい。
【0037】
図2はまた、ベルトエッジ225及びRFIDチップ170を示している。第2の環状ベルト125には、ベルトエッジ225が描かれている。ベルトエッジ225は、赤道面Eと垂直な角度で交差するように示されているが、ベルトエッジは、赤道面Eと任意の角度で交差していてもよい。図示のように、RFIDチップ170は、ベルトエッジスプライスに配設されていない。一実施形態(図示せず)では、RFIDチップは、径方向上部の環状ベルト内に完全に埋め込まれている。異なる実施形態では、RFIDチップは、径方向上部の環状ベルトの表面から突出している。代替的な実施形態では、RFIDチップは、径方向下部の環状ベルト上に位置している。
【0038】
図3は、タイヤ用途のための補強ベルト300の外側を剥がした断面斜視図である。
【0039】
図示のように、補強ベルト300は、複数の補強コード305を備える。複数の補強コード305は、長さ、幅、及び高さを有するエラストマー層に配設されている。複数の補強コード305のうちの補強コードは、エラストマー層の幅にわたって均等に分布している。当業者であれば理解するように、補強コードは、様々な材料から作製されてもよい。
【0040】
補強ベルト300は、RFIDチップ310を更に含む。図示のように、RFIDチップ310は、複数の補強コード内の第1の補強コード315に接続されている。この接続により、第1の補強コードは、RFIDチップ用のアンテナを形成する。代替的な実施形態(図示せず)では、RFIDチップは、2つ以上の補強コードに接続され、2つ以上の補強コードは、RFIDチップ用のアンテナを形成する。したがって、第1の補強コードは、RFID信号を受信又は送信するように構成されている。別の実施形態では、RFIDチップは、補強コードのコードストランドに接続されている。次いで、コードストランド又は補強コードは、RFIDチップ用のアンテナを形成する。別の実施形態では、RFIDチップは、補強コードのコードフィラメントに接続されている。次いで、コードフィラメント又は補強コードは、RFIDチップ用のアンテナを形成する。
【0041】
追加の代替的な実施形態では(図示せず)では、RFIDチップは、補強コードと一体化されている。1つのこのような実施形態では、RFIDはんだは、RFIDチップを補強コードに接合する。別のこのような実施形態では、導電性接着剤は、RFIDチップを補強コードに接合する。更に別のこのような実施形態では、RFIDチップ及び補強コードは、摩擦嵌めによって接続されている。
【0042】
引き続き
図3及びRFIDチップ310を参照すると、RFIDチップ310は、矩形として示されている。一実施形態(図示せず)では、RFIDチップ310の長さは、セクション幅の0.012〜0.032%である。第2の実施例では、RFIDチップの長さは、セクション幅の0.022〜0.075%である。代替的な実施形態では、RFIDチップは、矩形ではない。
【0043】
図4は、RFIDチップをタイヤコードに接合する方法400の一実施形態を説明するフローチャートである。
【0044】
図4では、方法400は、タイヤコードを切断すること410から始まる。その後、切断されたタイヤコードの端部が分離される。一実施形態では、切断するステップは、タイヤコードのストランドを切断することによって、コードストランドに対して実施される。別の実施形態では、切断するステップは、切断するステップがコードフィラメントに対して実施されることによって、コードフィラメントに対して実施される。
【0045】
次いで、方法400は、RFIDチップの長さと実質的に等しい長さを有するコードセグメントを除去すること420を続ける。一実施形態では、除去されたコードセグメントのコードの長さは、RFIDチップの長さの80〜120%の間の範囲である。別の実施形態では、除去されたコードセグメントのコードの長さは、RFIDチップの長さの90〜95%の間の範囲である。代替的な実施形態(図示せず)では、除去するステップは省略され、タイヤコードの切断された端部は、互いから離れてRFIDチップの長さと実質的に等しい長さの距離に位置付けられる。
【0046】
方法400は、タイヤコードの切断された端部をRFIDチップに導入すること430を更に続ける。導入するステップ430では、切断された端部は、更なる処理の準備のためにRFIDチップに近接して位置付けられる。切断された端部は、限定されることなく、コードの切断された端部をRFIDチップに移動させることによって、又はRFIDチップを切断された端部に移動させることによって、位置付けられ得る。
【0047】
方法400は、タイヤコードの切断された端部をRFIDチップに接続すること440を続ける。一実施形態では、切断された端部は、タイヤコードの切断された端部をRFIDチップ上へはんだ付けすることによって接続される。別の実施形態では、切断された端部は、タイヤコードの切断された端部をRFIDチップ上へ接着することによって接続される。異なる実施形態では、切断された端部は、切断された端部を強制的に締まり嵌めにすることによって接続される。
【0048】
次いで、方法400は、タイヤコードをエラストマー化合物にカレンダリングすること450を続ける。カレンダリングするステップ450では、タイヤコードは、エラストマーで覆われている。その後、覆われたタイヤコード及びRFIDチップは、更なる製造活動で使用され得る。
【実施例】
【0049】
以下の4つの構造を有する例示的なタイヤのシミュレーションを行った。
【0050】
タイヤ1は、2本のスチールベルトを有するものとしてシミュレーションが行われた。第1のベルトの平行なスチールコードの第1の角度は、赤道面に対して0°に設定され、第2のベルトの平行なスチールコードの第2の角度は、赤道面に対して−90°に設定された。
【0051】
タイヤ2は、2本のスチールベルトを有するものとしてシミュレーションが行われた。第1のベルトの平行なスチールコードの第1の角度は、赤道面に対して0°に設定され、第2のベルトの平行なスチールコードの第2の角度は、赤道面に対して−80°に設定された。
【0052】
タイヤ3は、2本のスチールベルトを有するものとしてシミュレーションが行われた。第1のベルトの平行なスチールコードの第1の角度は、赤道面に対して0°に設定され、第2のベルトの平行なスチールコードの第2の角度は、赤道面に対して−70°に設定された。
【0053】
タイヤ4は、2本のスチールベルトを有するものとしてシミュレーションが行われた。第1のベルトの平行なスチールコードの第1の角度は、赤道面に対して0°に設定され、第2のベルトの平行なスチールコードの第2の角度は、赤道面に対して−60°に設定された。
【0054】
各タイヤのシミュレーションについて、ダイポール利得を分析し、記録した。結果を表1で報告する。
【0055】
【表1】
【0056】
当業者であれば理解するように、RFIDアンテナ性能には様々な要因が影響する。表1に記載されている4つのタイヤの実施形態は、説明目的のためのものであり、限定することを意図するものではない。
【0057】
更に、当業者であれば理解するように、本開示に記載されたタイヤの実施形態は、オートバイ、トラクタ、農業用車両、芝刈機、ゴルフカート、スクータ、飛行機、軍用車両、旅客車両、ハイブリッド車両、高性能車両、スポーツ多目的車両、軽トラック、大型トラック、大型車両、及びバスからなる群から選択された車両で使用するために構成されてもよい。当業者はまた、本開示に記載の実施形態が、対称、非対称、有向性、スタッド、及びスタッドレストレッドパターンが挙げられるが、これらに限定されない様々なトレッドパターンと共に利用され得ることを理解するであろう。当業者はまた、本開示に記載の実施形態は、再生用途で使用され得ることを理解するであろう。
【0058】
「含む(includes)」又は「含むこと(including)」という用語が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「含む(comprising)」という用語が請求項で移行句として用いられる際の解釈と同様に包括的であることが意図される。更に、「又は(or)」という用語が用いられる範囲において(例えば、A又はBなど)、「A又はB、又はAとBの両方とも」を意味することが意図されている。本出願人らが「A又はBの両方ではなく一方のみ」を示すことを意図する場合、「A又はBの両方ではなく一方のみ」という用語が用いられるであろう。したがって、本明細書における「又は」という用語の使用は、排他的ではなく、包含的である。Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)を参照されたい。また、「中(in)」又は「中へ(into)」という用語が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「上(on)」又は「上へ(onto)」を更に意味することが意図される。更に、「接続する(connect)」という用語が本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りにおいて、「と直接接続する(directly connected to)」ことだけではなく、別の構成要素を介して接続することなどのように「と間接的に接続する(indirectly connected to)」ことも意味することが意図される。
【0059】
本開示はその実施形態の記述によって例解され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、本出願人らの意図ではない。更なる利点及び改良が、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本開示は、示され説明される、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、このような詳細からの逸脱がなされ得る。