特開 2023-143004 機能部品組立体およびそれを備えたタイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023143004

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】機能部品組立体およびそれを備えたタイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 19/00 20060101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

B60C19/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050181

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】中島 太智

(72)【発明者】

【氏名】松田 淳

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131BA02

3D131BA08

3D131BB01

3D131BC36

3D131CB11

3D131LA03

3D131LA05

(57)【要約】

【課題】機能部品を支持体に挿入する際の作業性を損なうことなく、機能部品の脱落を防止することを可能にした機能部品組立体と、それを備えたタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品２０と、機能部品２０を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体３０と、支持体３０に装着される補助体４０とからなる機能部品組立体１０において、補助体４０の拘束部４１によって支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側の周囲を囲み、側壁３０Ａの上端側を支持体３０の収容部３１の中心に向かって拘束し、補助体４０を支持体３０に装着した状態における拘束部４１の内面上端位置での拘束部４１の最大幅Ｒabと、補助体４０を支持体３０に装着しない状態における最大幅Ｒabに対応する位置での拘束部４１の幅Ｒab’とがＲab≧Ｒab’の関係を満たすようにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品と、前記機能部品を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体と、前記支持体に装着される補助体とからなる機能部品組立体であって、
前記支持体は、シート状の基部と、前記基部の一方の面から突き出した側壁からなり前記機能部品を収容する収容部とを備え、前記基部の他方の面がタイヤ内表面への取付面であり、
前記補助体は、前記側壁の少なくとも上端側の周囲を囲む拘束部を含み、前記拘束部の内面が前記側壁の外表面に接して前記側壁の上端側を前記収容部の中心に向かって拘束する形状を有し、
前記収容部の中心を通る断面において、前記補助体を前記支持体に装着した状態における前記拘束部の内面上端位置での前記拘束部の最大幅Ｒabと、前記補助体を前記支持体に装着しない状態における前記最大幅Ｒabに対応する位置での前記拘束部の幅Ｒab’とがＲab≧Ｒab’の関係を満たすことを特徴とする機能部品組立体。

【請求項2】

前記最大幅Ｒabと前記幅Ｒab’とが１＜Ｒab／Ｒab’＜２の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の機能部品組立体。

【請求項3】

前記収容部の中心を通る断面において、前記補助体を前記支持体に装着した状態における前記拘束部の内面下端位置での前記拘束部の最大幅Ｒcdと、前記補助体を前記支持体に装着しない状態における前記最大幅Ｒcdに対応する位置での前記拘束部の幅Ｒcd’とが１＜Ｒcd／Ｒcd’＜２の関係を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の機能部品組立体。

【請求項4】

前記収容部の中心を通る断面において、前記拘束部の高さＨと前記側壁の高さＨ’とが０．１≦Ｈ／Ｈ’≦１かつ２ｍｍ≦Ｈの関係を満たすことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項5】

前記補助体を前記支持体に装着しない状態における前記補助体の厚さＴが０．５ｍｍ≦Ｔ≦８ｍｍであることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項6】

前記支持体と前記補助体とが、係止部を介して固定され、
前記係止部は、嵌合凹部と嵌合凸部とからなる対で構成され、前記嵌合凸部が前記嵌合凹部に嵌合することで前記支持体を前記補助体とを固定し、
前記嵌合凹部および前記嵌合凸部の一方は前記収容部の前記側壁に設けられ、前記嵌合凹部および前記嵌合凸部の他方は前記拘束部の内面に設けられることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項7】

前記収容部の中心を通る断面において、前記拘束部の上端から前記係止部の最下点までの高さ方向距離ｈと前記拘束部の高さＨとが、０．１≦ｈ／Ｈ≦１かつ１ｍｍ≦ｈの関係を満たすことを特徴とする請求項６に記載の機能部品組立体。

【請求項8】

前記嵌合凸部の突き出し量をＬefとし、前記嵌合凸部の厚さをＬHとし、前記嵌合凹部の位置における前記拘束部または前記側壁の最小厚さをＬghとしたとき、これらがＬgh＞Ｌefかつ０．３ｍｍ＜Ｌef＜５．０ｍｍかつ０．１０≦Ｌef／ＬH≦３．００の関係を満たすことを特徴とする請求項６または７に記載の機能部品組立体。

【請求項9】

前記機能部品の外形が円柱状であり、前記収容部が前記機能部品に対応する円筒状であり、前記側壁の周上における前記係止部の投影長さの合計が前記側壁の周長の３／４倍～１倍であることを特徴とする請求項６～８のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項10】

前記収容部の前記側壁の高さ方向および前記拘束部の高さ方向に沿って複数の係止部が設けられたことを特徴とする請求項６～９のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項11】

前記機能部品の外形が円柱状であり、前記収容部が前記機能部品に対応する円筒状であり、前記係止部が螺旋状に設けられたことを特徴とする請求項６～１０のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項12】

前記補助体を構成するゴムまたは樹脂の室温下での１００％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ以上４０．０ＭＰａ未満であることを特徴とする請求項１～１１のいずれかに記載の機能部品組立体。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれかに記載の機能部品組立体がタイヤ内表面に取付けられたことを特徴とするタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品とその支持体とからなる機能部品組立体と、それを備えたタイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、内圧や温度等のタイヤ内部情報を取得するセンサを含むセンサユニット（機能部品）をタイヤ内腔に設置することが行われている。このような機能部品をタイヤ内表面に取り付けるために、機能部品の台座として機能する支持体をタイヤ内表面に接着し、その支持体の内部に機能部品を収納することが行われている（例えば、特許文献１，２を参照）。このような支持体を用いる場合、支持体によって機能部品が十分に保持されていないと、走行時の衝撃等で機能部品が脱落したり、破損する虞があった。そのため、特許文献１，２の支持体では、機能部品が挿入される開口部（特許文献１の「開口３」、特許文献２の「開口部４」）が狭く構成され、機能部品の脱落が防止されている。しかしながら、支持体の開口部が狭いと、機能部品を支持体に挿入することが困難になり、作業性が低下するという問題があった。そのため、機能部品を支持体に挿入する際の作業性を損なうことなく、機能部品の脱落を防止するための対策が求められていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５‐１６０５１２号公報

【特許文献2】国際公開第２００８／１４３３２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、機能部品を支持体に挿入する際の作業性を損なうことなく、機能部品の脱落を防止することを可能にした機能部品組立体と、それを備えたタイヤを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するための本発明の機能部品組立体は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品と、前記機能部品を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体と、前記支持体に装着される補助体とからなる機能部品組立体であって、前記支持体は、前記機能部品を収容する収容部を備え、前記収容部は、前記機能部品の周囲を囲む側壁と、前記機能部品を収容した際に前記機能部品の底面が当接する接触面とを含み、前記補助体は、前記側壁の少なくとも上端側の周囲を囲む拘束部を含み、前記拘束部の内面が前記側壁の外表面に接して前記側壁の上端側を前記収容部の中心に向かって拘束する形状を有し、前記収容部の中心を通る断面において、前記補助体を前記支持体に装着した状態における前記拘束部の内面上端位置での前記拘束部の最大幅Ｒabと、前記補助体を前記支持体に装着しない状態における前記最大幅Ｒabに対応する位置での前記拘束部の幅Ｒab’とがＲab≧Ｒab’の関係を満たすことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明においては、機能部品を収容する支持体に加えて、機能部品の脱落を防止するための補助体を用いているので、支持体の収容部の開口については作業性を良好にするために広く設計することが可能になる。一方で、補助体が支持体の側壁の少なくとも上端側を収容部の中心に向かって拘束するので、機能部品の脱落を効果的に防止することができる。特に、補助体を支持体に装着した状態における拘束部の内面上端位置での拘束部の最大幅Ｒabと、補助体を支持体に装着しない状態における最大幅Ｒabに対応する位置での拘束部の幅Ｒab’とがＲab≧Ｒab’の関係を満たすので、補助体によって収容部を拘束する効果を良好に発揮することができ、機能部品の脱落を効果的に防止することができる。

【0007】

本発明においては、最大幅Ｒabと幅Ｒab’とが１＜Ｒab／Ｒab’＜２の関係を満たすことが好ましい。この関係を満たすことで、補助体によって収容部を拘束する効果を更に良好に発揮することができ、機能部品の脱落を防止するには有利になる。

【0008】

本発明においては、収容部の中心を通る断面において、補助体を支持体に装着した状態における拘束部の内面下端位置での拘束部の最大幅Ｒcdと、補助体を支持体に装着しない状態における最大幅Ｒcdに対応する位置での拘束部の幅Ｒcd’とが１＜Ｒcd／Ｒcd’＜２の関係を満たすことが好ましい。これにより、補助体が支持体の側壁の少なくとも上端側だけでなく下端側も拘束するので、機能部品の脱落を防止するには有利になる。

【0009】

本発明においては、収容部の中心を通る断面において、拘束部の高さＨと側壁の高さＨ’とが０．１≦Ｈ／Ｈ’≦１かつ２ｍｍ≦Ｈの関係を満たすことが好ましい。このように拘束部が十分な高さを有することで、補助体によって収容部を拘束する効果を良好に発揮することができ、機能部品の脱落を効果的に防止することができる。

【0010】

本発明においては、補助体を支持体に装着しない状態における補助体の厚さＴが０．５ｍｍ≦Ｔ≦８ｍｍであることが好ましい。このように補助体が適度な厚さを有することで、補助体の耐久性を確保しながら、補助体を装着する際の作業性を良好に確保することができる。

【0011】

本発明においては、支持体と補助体とが、係止部を介して固定され、係止部は、嵌合凹部と嵌合凸部とからなる対で構成され、嵌合凸部が嵌合凹部に嵌合することで支持体を補助体とを固定し、嵌合凹部および嵌合凸部の一方は収容部の側壁に設けられ、嵌合凹部および嵌合凸部の他方は拘束部の内面に設けられることが好ましい。このように、嵌合凹部と嵌合凸部とからなる対で構成された係止部を設けることで、補助体が支持体に強固に固定され、支持体および補助体の中に収納された機能部品の脱落を効果的に防止することが可能になる。

【0012】

上記のように係止部を設ける場合、収容部の中心を通る断面において、拘束部の上端から係止部の最下点までの高さ方向距離ｈと拘束部の高さＨとが、０．１≦ｈ／Ｈ≦１かつ１ｍｍ≦ｈの関係を満たすことが好ましい。このように係止部を拘束部の高さ方向の適切な位置に配置することで、係止部によって補助体を支持体に強固に固定する効果を良好に発揮することができる。

【0013】

上記のように係止部を設ける場合、嵌合凸部の突き出し量をＬefとし、嵌合凸部の厚さをＬHとし、嵌合凹部の位置における拘束部または側壁の最小厚さをＬghとしたとき、これらがＬgh＞Ｌefかつ０．３ｍｍ＜Ｌef＜５．０ｍｍかつ０．１０≦Ｌef／ＬH≦３．００の関係を満たすことが好ましい。これにより係止部が適度な大きさになるため、係止部自体の耐久性を確保したり、係止部を設けることによる拘束部または側壁への負荷を軽減することができ、係止部による効果を良好に発揮するには有利になる。

【0014】

上記のように係止部を設ける場合、機能部品の外形が円柱状であり、収容部が機能部品に対応する円筒状であり、側壁の周上における係止部の投影長さの合計が側壁の周長の３／４倍～１倍であることが好ましい。機能部品の外形が円柱状かつ収容部が機能部品に対応する円筒状である態様の場合、上記のように側壁の周上における係止部の長さを確保することで、補助体を支持体に強固に固定するには有利になる。

【0015】

本発明においては、収容部の側壁の高さ方向および拘束部の高さ方向に沿って複数の係止部が設けられた仕様にすることもできる。この仕様では、複数の係止部のそれぞれによって補助体が支持体に固定されるので、より強固な固定が可能になり、機能部品の脱落を防止するには有利になる。

【0016】

本発明においては、機能部品の外形が円柱状であり、収容部が機能部品に対応する円筒状であり、係止部が螺旋状に設けられた仕様にすることもできる。この仕様では、螺旋状の係止部が実質的にネジとして機能するので、補助体を回転させて支持体に固定することができ、より強固且つ安定的な固定が可能になる。

【0017】

本発明においては、補助体を構成するゴムまたは樹脂の室温下での１００％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ以上４０．０ＭＰａ未満であることが好ましい。これにより、補助体を装着する際の作業性を確保しながら、補助体による拘束力を良好に発揮することが可能になる。尚、補助体を構成するゴムまたは樹脂の１００％伸張時のモジュラスは、ＪＩＳ‐Ｋ６２５１に準拠して測定したものである。

【0018】

本発明の機能部品組立体はタイヤ内表面に取り付けて使用される。本発明の機能部品組立体がタイヤ内表面に取付けられたタイヤ（以下、「本発明のタイヤ」という）は、本発明の機能部品組立体の上述の特徴により、機能部品を支持体に収容する際の作業性は良好に確保しながら、機能部品の脱落を効果的に防止することができる。尚、本発明のタイヤは、空気入りタイヤであることが好ましいが、非空気式タイヤであってもよい。空気入りタイヤの場合は、その内部に空気、窒素等の不活性ガスまたはその他の気体を充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。

【図2】図１のタイヤに取り付けられた機能部品組立体を示す斜視断面図である。

【図3】本発明の実施形態からなる機能部品組立体を模式的に示す断面図である。

【図4】本発明の別の実施形態からなる機能部品組立体を模式的に示す断面図である。

【図5】本発明の別の実施形態からなる機能部品組立体を模式的に示す断面図である。

【図6】本発明の別の実施形態からなる機能部品組立体を示す斜視断面図である。

【図7】本発明の別の実施形態からなる機能部品組立体を示す斜視断面図である。

【図8】機能部品組立体に含まれる補助体を拡大して示す斜視断面図である。

【図9】本発明の別の実施形態からなる機能部品組立体を示す斜視断面図である。

【図10】係止部の一例を拡大して示す説明図である。

【図11】係止部の別の例を示す説明図である。

【図12】係止部の別の例を示す説明図である。

【図13】本発明の別の実施形態からなる支持体を示す正面図および斜視断面図である。

【図14】本発明の別の実施形態からなる機能部品組立体を示す斜視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【0021】

本発明の機能部品組立体が取り付けられるタイヤ（空気入りタイヤ）は、例えば図１に示すように、トレッド部１と、このトレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示す。図１は子午線断面図であるため描写されないが、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３は、それぞれタイヤ周方向に延在して環状を成しており、これにより空気入りタイヤのトロイダル状の基本構造が構成される。以下、図１を用いた説明は基本的に図示の子午線断面形状に基づくが、各タイヤ構成部材はいずれもタイヤ周方向に延在して環状を成すものである。

【0022】

左右一対のビード部３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コード（以下、カーカスコードという）を含むカーカス層４が装架されている。各ビード部には、ビードコア５が埋設されており、そのビードコア５の外周上に断面略三角形状のビードフィラー６が配置されている。カーカス層４は、ビードコア５の廻りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返されている。これにより、ビードコア５およびビードフィラー６はカーカス層４の本体部（トレッド部１から各サイドウォール部２を経て各ビード部３に至る部分）と折り返し部（各ビード部３においてビードコア５の廻りに折り返されて各サイドウォール部２側に向かって延在する部分）とにより包み込まれている。

【0023】

トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図示の例では２層）のベルト層７が埋設されている。各ベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コード（以下、ベルトコードという）を含み、かつ層間でベルトコードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７において、ベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定することができる。ベルト層７を構成するベルトコードとしては、例えばスチールコードが好ましく使用される。

【0024】

更に、ベルト層７の外周側には、ベルトカバー層８が設けられている。ベルトカバー層８は、タイヤ周方向に配向する補強コード（以下、カバーコードという）を含む。ベルトカバー層８において、カバーコードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°～５°に設定することができる。ベルトカバー層８としては、ベルト層７の幅方向の全域を覆うフルカバー層８ａや、ベルト層７のタイヤ幅方向の両端部を局所的に覆う一対のエッジカバー層８ｂをそれぞれ単独で、またはこれらを組み合わせて設けることができる（図示の例では、フルカバー層８ａおよびエッジカバー層８ｂの両方が設けられている）。ベルトカバー層８を構成するカバーコードとしては、例えばナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

【0025】

本発明は、主として後述の機能部品組立体１０に関するものであるので、機能部品組立体１０が装着されるタイヤの基本的な構造は上述のものに限定されない。

【0026】

図１の例では、タイヤ内表面（トレッド部１のタイヤ幅方向中心）に、機能部品組立体１０が取り付けられている。機能部品組立体１０の取付位置は特に限定されないが、機能部品組立体１０に含まれるセンサがタイヤトレッド情報を取得する場合は、図示のように、機能部品組立体１０はトレッド部１のタイヤ幅方向中心に設けるとよい。

【0027】

図２に拡大して示すように、機能部品組立体１０は、タイヤの状態を検出する機能を有する機能部品２０と、機能部品２０を収容してタイヤ内表面に取付けられる支持体３０と、支持体３０に装着される補助体４０とで構成される。補助体４０は、後述のように、機能部品２０を収容した支持体３０の例えば開口部に装着されて、機能部品２０が支持体３０から脱落することを防止するための部材である。

【0028】

機能部品２０は、例えば図２に示すように、筐体２１と電子部品２２とを含むものである。筐体２１は中空構造を有し、その内部に電子部品２２を収容する。電子部品２２は、タイヤ情報を取得するためのセンサ２３、送信機、受信機、制御回路及びバッテリー等を適宜含むように構成される。センサ２３により取得されるタイヤ情報としては、空気入りタイヤの内部温度や内圧やトレッド部１の摩耗量、路面状態、タイヤ変形、接地長、接地幅、荷重、振動、車輪回転速度、加速度等を挙げることができる。例えば、内部温度や内圧の測定には温度センサや圧力センサが使用される。トレッド部１の摩耗量を検出する場合、センサ２３として、タイヤ内表面に直接または間接的に当接する圧電センサ（圧電素子）を用いることができ、その圧電センサ（圧電素子）が走行時のタイヤ変形、振動、衝撃に応じた出力電圧を検出し、その出力電圧に基づいてトレッド部１の摩耗量を検出する。尚、圧電センサ（圧電素子）は、タイヤ内表面に対して筐体２１や後述の支持体を介して間接的に当接していても走行時のタイヤ変形、振動、衝撃に応じた出力電圧を検出することができる。それ以外に、加速度センサや磁気センサを使用することも可能である。また、機能部品２０は、センサ２３により取得されたタイヤ情報をタイヤ外部に送信するよう構成されている。このタイヤ情報の送信は、定期的かつ自動的に行われるようにするとよい。尚、図２に示す機能部品２０の内部構造は機能部品の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。

【0029】

機能部品２０（筐体２１）の外形は、特に限定されないが、図３に示すように、タイヤ内表面に直接または間接的に当接する底面２０Ａと、タイヤ内腔側に面する上面２０Ｂと、これら底面２０Ａと上面２０Ｂとの間に介在して後述の支持体の側壁に当接する側面２０Ｃとを有することが好ましい。そのような形状としては、円柱状（図２）や直方体状（不図示）を挙げることができる。尚、いずれの場合も、厳密な円柱や直方体である必要はなく、例えば角部が面取りされていてもよい。また、図示のように側面２０Ｃが断面において直線状である必要はなく、側面２０Ｃが円弧状（例えば支持体３０の側壁３０Ａに向かって凸となる湾曲形状）であってもよい。

【0030】

支持体３０は、機能部品２０を収容するものである。支持体３０は、図３に示すように、機能部品２０が挿入される収容部３１を有する。図示の例では、シート状の基部３２の一方側の面に収容部３１が設けられ、他方側の面がタイヤ内表面に対して取り付けられる取付面である。支持体３０は、タイヤ内表面に加硫接着してもよく、加硫済みのタイヤに接着層Ａを介して接着してもよい。支持体３０は例えばゴム製であるとよい。即ち、支持体３０がゴム製であると、収容部３１から機能部品２０を出し入れする際に伸び縮みするので好適である。

【0031】

支持体３０の材料として、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリル－ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができ、単独または二種以上を混合したブレンド体を用いることができる。これらの材料はタイヤ内表面を構成するブチルゴムとの接着性に優れているので、支持体３０が上記材料から構成された場合、支持体３０とタイヤ内表面との十分な接着性を確保することができる。

【0032】

支持体３０を構成するゴムの物性は特に限定されないが、機能部品２０を支持体３０（収容部３１）に挿入する際の作業性、支持体３０による機能部品２０の保持性、支持体３０の耐破断性等の観点から、破断伸びＥＢは好ましくは５０％～９００％、３００％伸張時のモジュラスは好ましくは２ＭＰａ～１６ＭＰａであるとよい。このような物性とすることで、前述の各特性（機能部品２０を支持体３０に挿入する際の作業性、支持体による機能部品２０の保持性、支持体３０の耐破断性）をバランス良く改善することができる。

【0033】

支持体３０の収容部３１は、機能部品２０の周囲を囲む側壁３０Ａと、機能部品を収容した際に機能部品２０の底面２０Ａが当接する接触面３０Ｂとを含む。収容部３１は、機能部品２０（筐体２１）の外形に対応する形状を有するとよい。例えば、機能部品２０（筐体２１）の外形が円柱状の場合は、収容部３０は、機能部品２０（筐体２１）の円柱状に対応した円筒状であるとよく、機能部品２０（筐体２１）の外形が直方体状の場合は、収容部３０は、機能部品２０（筐体２１）が収まる直方体状の窪みであるとよい。或いは、後述の補助体４０によって支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側が収容部３１の中心に向かって拘束されるので、機能部品２０（筐体２１）の外形と収容部３１の形状が異なっていてもよい。

【0034】

支持体３０はタイヤ内表面に取り付けられるので、必ずしも上述の接触面３０Ｂを備える必要はない。即ち、図４に示すように、収容部３１が機能部品２０の周囲を囲む側壁３０Ａのみで構成されていてもよい。この場合、側壁３０Ａとタイヤ内表面とで囲まれた空間が収容部３１となり、機能部品２０を収容することができる。この場合、収容部３１に収容された機能部品２０はタイヤ内表面に直接接触するので、タイヤ情報を取得するには有利になる。この場合も、後述の補助体４０によって支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側が収容部３１の中心に向かって拘束されるので、機能部品２０の脱落は防止される。

【0035】

側壁３０Ａの上端側には、図３，４に示す例のように、収容部３１の中心に向かって突き出た鍔部３０Ｃを設けてもよい。鍔部３０Ｃを設けた場合、収容部３１に収納された機能部品２０は鍔部３０Ｃによって押さえられるため、収容部３１の垂直方向への機能部品２０の移動が規制され、機能部品２０が支持体３０から脱落するのを防止することができる。尚、鍔部３０Ｃを設けた場合、収容部３１の開口部は機能部品２０（筐体２１）よりも狭くなるが、前述のように支持体３０はゴム等の柔軟な材料で構成されるので、鍔部３０Ｃによって狭まった開口部を広げるように変形させることで、機能部品２０を収容部３１に収納することができる。

【0036】

図５（ａ），（ｂ）に示すように上述の鍔部３０Ｃを設けないこともできる。尚、図５（ａ）は、後述の補助体４０を支持体３０に装着した状態の機能部品組立体１０の全体を示し、図５（ｂ）は、後述の補助体４０を支持体３０に装着しない状態の支持体３０を示す。この場合、側壁３０Ａの上端によって囲まれた部位が開口部となる。そのため、鍔部３０Ｃによって狭まった開口部を広げる作業は不要になるため、機能部品２０を収容部３１に収納する際の作業性の面では有利である。この態様の場合、作業性を向上する観点から、図５（ｂ）の補助体４０を支持体３０に装着しない状態において、側壁３０Ａの下端から上端に向かって収容部の面積が拡大するように側壁３０Ａを傾斜させてもよい。この場合、収容部３１の開口部は機能部品２０（筐体２１）よりも広くなるが、後述の補助体４０によって支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側が収容部３１の中心に向かって拘束されるので、機能部品２０の脱落は防止される。

【0037】

補助体４０は、前述のように、機能部品２０を収容した支持体３０の開口部に装着されて、機能部品２０が支持体３０から脱落することを防止するための部材である。補助体４０は、図６に示すように、支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側の周囲を囲む拘束部４１を含む。この拘束部４１は、その内面が側壁３０Ａの外表面に接して側壁３０Ａの上端側を収容部３１の中心に向かって拘束する形状を有する。特に、図５の例では、拘束部４１は、円筒状の収容部３１に対応する環状に構成されている。前述のように、支持体３０はゴム等の柔軟な材料で構成されるので、補助体４０を装着することで、支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側は、拘束部４１によって収容部３１の中心に向かって変形・拘束され、それにより機能部品２０の脱落を防止することができる。拘束部４１の形状は、支持体３０の側壁３０Ａの少なくとも上端側を収容部３１の中心に向かって拘束できれば、支持体３０（収容部３１）の開口部と異なる形状であってもよい。

【0038】

補助体４０は、図７に示すように、支持体３０の開口部を塞ぐ蓋部４２を備えていてもよい。蓋部４２を有する場合、拘束部４１によって拘束されるだけでなく、蓋部４２によって機能部品２０が押さえられるので、機能部品２０の脱落を防止するには有利になる。蓋部４２は、図７（ａ）に示すように支持体３０の開口部の全体を塞ぐ構造であってもよいが、図７（ｂ）に示すように支持体３０の開口部の少なくとも一部を覆っていればよい。特に、機能部品２０に含まれるセンサ２３がタイヤ内に充填された空気に接する必要がある場合は、測定の妨げにならないように図７（ｂ）に示すように蓋部４２に穴を設けたり、蓋部４２が開口部の一部のみを限定的に覆うようにするとよい。

【0039】

前述のように補助体４０の形状は特に限定されないが、図８に示すように、収容部３１の中心を通る断面において、補助体４０を支持体３０に装着した状態における拘束部４１の内面上端位置での拘束部４１の最大幅を「最大幅Ｒab」とし、補助体４０を支持体３０に装着しない状態における最大幅Ｒabに対応する位置での拘束部４１の幅を「幅Ｒab’」としたとき、これらがＲab≧Ｒab’、好ましくはＲab＞Ｒab’の関係を満たすとよい。尚、図８は、寸法線を見やすくするために補助体４０のみを抽出して示している。即ち、補助体４０を支持体３０に装着し、拘束部４１が支持体３０の側壁３０Ａの上端側を締め付けている状態において、拘束部４１の幅が、補助体４０を支持体３０に装着しない状態以上に拡大するので、効果的に拘束部４１による拘束力を負荷することができる。尚、上述の範囲は、Ｒab＝Ｒab’の場合を含んでいるが、これは、支持体３０の側壁３０Ａを構成する材料が柔軟であるために装着前後で拘束部４１の幅が変動しない場合を意味する。

【0040】

上述の最大幅Ｒabおよび幅Ｒab’は、好ましくは１＜Ｒab／Ｒab’＜２、より好ましくは１．１≦Ｒab／Ｒab’≦１．５の関係を満たすとよい。これにより、補助体４０を支持体３０に装着する前後での拘束部４１の幅の変動が適度な範囲に抑えられるので、拘束部４１による効果的な拘束が可能になる。このとき、比Ｒab／Ｒab’が１以下であると、拘束部４１による拘束力を十分に発揮することが難しくなる。比Ｒab／Ｒab’が２以上であると、装着前後での拘束部４１の幅の変動が大きくなり、補助体４０に負荷が係りやすく破損が生じる虞がある。

【0041】

上述の最大幅Ｒabおよび幅Ｒab’は拘束部４１の内面上端位置での寸法であるが、拘束部４１の内面下端位置での寸法も適切な範囲に設定することで、補助体４０による効果を高めることができる。具体的には、収容部３１の中心を通る断面において、補助体４０を支持体３０に装着した状態における拘束部４１の内面下端位置での拘束部４１の最大幅を「最大幅Ｒcd」とし、補助体４０を支持体３０に装着しない状態における最大幅Ｒcdに対応する位置での拘束部４１の幅を「幅Ｒcd’」としたとき、これらが好ましくは１＜Ｒcd／Ｒcd’＜２、より好ましくは１．１≦Ｒcd／Ｒcd’≦１．５の関係を満たすとよい。これにより、補助体４０を支持体３０に装着する前後での拘束部４１の幅の変動が適度な範囲に抑えられるので、拘束部４１による効果的な拘束が可能になる。このとき、比Ｒcd／Ｒcd’が１以下であると、拘束部４１による拘束力を十分に発揮することが難しくなる。比Ｒcd／Ｒcd’が２以上であると、装着前後での拘束部４１の幅の変動が大きくなり、補助体４０に負荷が係りやすく破損が生じる虞がある。

【0042】

収容部３１の中心を通る断面において、収容部３１の垂直方向に沿った拘束部４１の最大長さを「高さＨ」としたとき、この高さＨは２ｍｍ≦Ｈの関係を満たすことが好ましい。また、この高さＨは、収容部３１の中心を通る断面における側壁３０Ａの高さＨ’に対して、好ましくは０．１≦Ｈ／Ｈ’≦１、より好ましくは０．３≦Ｈ／Ｈ’≦１、更に好ましくは０．３≦Ｈ／Ｈ’≦０．８の関係を満たすとよい。このように拘束部４１が側壁３０Ａに対して十分な高さを有することで、補助体４０によって収容部３１を拘束する効果を良好に発揮することができ、機能部品２０の脱落を効果的に防止することができる。また、Ｈ／Ｈ’≦０．８とすることで作業性を向上することができる。拘束部４１の高さＨが２ｍｍ未満である場合や比Ｈ／Ｈ’が０．１未満である場合、補助体４０（拘束部４１）と支持体３０との接触面積が小さくなるため、補助体４０による拘束効果を十分に発揮できず、また補助体４０が支持体３０から外れやすくなるため、機能部品２０の脱落を防止する効果が十分に得られなくなる。尚、収容部３１の垂直方向に沿った拘束部４１の長さは一定である必要はないが、応力を均一にする観点から収容部３１の垂直方向に沿った拘束部４１の長さは一定であることが好ましい。

【0043】

補助体４０は、前述のように収容部３１の周囲に装着されて収容部３１を拘束するものであるので、適度な厚みを有することが好ましい。具体的には、補助体４０を支持体３０に装着しない状態における補助体４０の厚さＴが、好ましくは０．５ｍｍ≦Ｔ≦８ｍｍであるとよい。このように補助体４０が適度な厚さを有することで、補助体４０の耐久性を確保しながら、補助体４０を装着する際の作業性を良好に確保することができる。補助体４０の厚さＴが０．５ｍｍより小さいと、補助体４０が容易に破損・破断しやすくなる虞がある。補助体４０の厚さＴが８ｍｍを超えると、補助体４０を装着する際の作業性が低下する虞がある。尚、本発明の補助体４０は少なくとも拘束部４１で構成されるものであるので、上述の補助体４０の厚さＴは基本的に拘束部４１の厚さを意味するが、上述の蓋部４２を備える場合は、蓋部４２の厚さについても上述の厚さＴの範囲を満たすことが好ましい。

【0044】

補助体４０は、例えばゴムまたは樹脂で構成することができる。ゴムまたは樹脂のいずれを用いる場合も、室温下での１００％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ以上４０．０ＭＰａ未満であることが好ましい。これにより、補助体４０を装着する際の作業性を確保しながら、補助体４０による拘束力を良好に発揮することが可能になる。補助体４０を構成するゴムまたは樹脂の１００％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ未満であると、補助体による拘束力を十分に確保することが難しくなる。補助体４０を構成するゴムまたは樹脂の１００％伸長時のモジュラスが４０．０ＭＰａ以上であると、補助体４０を装着する際の作業性が低下する虞がある。

【0045】

本発明では、補助体４０を支持体３０に対して強固に固定するために、支持体３０および補助体４０を、係止部５０を介して固定するようにしてもよい。支持体３０および補助体４０に設けられる係止部５０は、嵌合凸部５１と嵌合凹部５２とからなる対で構成され、図９に示すように、嵌合凸部５１が嵌合凹部５２に嵌合することで補助体４０を支持体３０に固定する。嵌合凸部５１および嵌合凹部５２の一方は支持体３０側（側壁３０Ａ）に設けられ、嵌合凸部５１および嵌合凹部５２の他方は補助体４０側（拘束部４１）に設けられる。つまり、支持体３０側に嵌合凸部５１が設けられる場合（図９（ａ）の場合）は、補助体４０側に嵌合凹部５２が設けられる。逆に、補助体４０側に嵌合凸部５１が設けられる場合（図９（ｂ）の場合）は、支持体３０側に嵌合凹部５２が設けられる。このように係止部５０が収容部３０の側壁３０Ａと補助体４０の拘束部４１とに設けられ、嵌合凸部５１が嵌合凹部５２に嵌合することで補助体４０が支持体３０に固定されると、補助体４０が支持体３０に強固に固定されるので、補助体４０による拘束効果をより効果的に発揮することが可能になり、機能部品２０の脱落を効果的に防止することができる。

【0046】

このように係止部５０を設ける場合、図１０に拡大して示すように、収容部３１の中心を通る断面において、拘束部４１の上端から係止部５０の最下点までの高さ方向距離ｈと拘束部５１の高さＨとが、０．１≦ｈ／Ｈ≦１かつ１ｍｍ≦ｈの関係を満たすことが好ましい。このように係止部を拘束部の高さ方向の適切な位置に配置することで、係止部によって補助体を支持体に強固に固定する効果を良好に発揮することができる。このとき、比ｈ／Ｈが０．１未満あるいは高さｈが１ｍｍ未満であると、係止部５０によって補助体４０を強固に固定する効果が十分に得られなくなる。

【0047】

上記のように係止部５０を設ける場合、嵌合凸部５１の最大突き出し量をＬefとし、嵌合凸部５１の厚さをＬHとし、嵌合凹部５２の位置における拘束部４１または側壁３０Ａの最小厚さをＬghとしたとき、これらがＬgh＞Ｌefかつ０．３ｍｍ＜Ｌef＜５．０ｍｍかつ０．１０≦Ｌef／ＬH≦３．００の関係を満たすことが好ましい。これにより係止部５０が適度な大きさになるため、係止部５０自体の耐久性を確保したり、係止部を設けることによる拘束部または側壁への負荷を軽減することができ、係止部による効果を良好に発揮するには有利になる。このとき、最大厚さＬefが０．３ｍｍ以下であると嵌合凸部５１の突き出し量が小さいため係止部５０の嵌合によって補助体４０を強固に固定する効果が十分に得られなくなる。最大厚さＬefが５．０ｍｍ以上であると係止部５０を嵌合させるために補助体４０を大きく変形させる必要が生じるため作業性が悪化する。Ｌef／ＬHが０．１０未満であると、嵌合凸部５１の厚さＬHに対して嵌合凸部５１の突き出し量が小さくなるため係止部５０の嵌合によって補助体４０を強固に固定する効果が十分に得られなくなる。Ｌef／ＬHが３．００を超えると、嵌合凸部５１の厚さＬHに対して嵌合凸部５１の突き出し量が過剰になるため嵌合凸部５１の付け根に負荷が係りやすくなり、係止部５０（嵌合凸部５１）が破損する虞がある。

【0048】

尚、係止部５０（嵌合凸部５１）は、機能部品２０の水平方向に沿って突き出している必要はない。例えば、図１１（ａ）に示すように、支持体３０側に設けられた嵌合凸部５１の先端がタイヤ内表面側（図の下側）を向くように嵌合凸部５１を傾斜させることができる。また、図１１（ｂ）に示すように、補助体４０側に設けられた嵌合凸部５１の先端がタイヤ内表面側（図の下側）を向くように嵌合凸部５１を傾斜させることもできる。逆に、図１１（ｃ）に示すように、支持体３０側に設けられた嵌合凸部５１の先端がタイヤ内腔側（図の上側）を向くように嵌合凸部５１を傾斜させることができる。また、図１１（ｄ）に示すように、補助体４０側に設けられた嵌合凸部５１の先端がタイヤ内腔側（図の上側）を向くように嵌合凸部５１を傾斜させることもできる。これら態様のうち、図１１（ａ）や図１１（ｄ）の態様では、機能部品が脱落する方向（タイヤ内腔側）に向かう力がかかったとしても係止部５０が引っかかることから耐脱落性を向上することができる。また、図１１（ｂ）や図１１（ｃ）の態様では、機能部品２０が脱落する方向（タイヤ内腔側）に向かう力がかかった際の係止力が図１１（ａ）や図１１（ｄ）の態様と比べて低くなるが、係止部５０に負荷がかかりにくいことから係止部５０の耐破損性に優れる。

【0049】

また、個々の係止部５０（嵌合凸部５１）の断面形状は、図９～１１に例示した矩形状に限定されない。例えば、図１２（ａ）に示すように、一部に曲線・曲面部を含んでいてもよい。図１２（ａ）の例では係止部５０（嵌合凸部５１）の先端の断面形状が半円形状になっている。この場合、曲線部に沿って滑らかに補助体４０を装着できるので作業性を向上することができる。また、図１２（ｂ）に示すように、係止部５０（嵌合凸部５１）の断面形状が、先端に向かって先細る形状（例えば三角形状）であってもよい。この場合、支持体３０または補助体４０に係止部５０を形成する際に、係止部５０を成形しやすくなる。また、図１２（ｃ）に示すように、係止部５０（嵌合凸部５１）の根元部分よりも先端側に係止部５０（嵌合凸部５１）の厚さが大きくなる部位を設けてもよい。この場合、嵌合凸部５１が嵌合凹部５２から外れにくくなり耐脱落性を高めるには有利になる。

【0050】

上述の係止部５０の様々な形状および寸法は、適宜組み合わせて採用することができる。尚、係止部５０（嵌合凸部５１）の断面形状が矩形状でない場合や傾斜している場合、上述の各部の寸法は、図示のように、水平方向または鉛直方向に沿って測定されるものとする。

【0051】

上述の係止部５０を設けるにあたって、図１３に示すように、機能部品２０の外形が円柱状であり、収容部３１が機能部品２０に対応する円筒状であり、更に拘束部４１が収容部３１（側壁３０Ａ）に対応する円筒状である場合、係止部５０（嵌合凸部５１および嵌合凹部５２）は側壁３０Ａおよび拘束部４１の全周に亘って形成されている必要はない。図示の例では、複数の円弧状の係止部５０（支持体３０側に設けられた嵌合凸部５１）が、側壁３０Ａに間欠的に設けられている（図示されていないが、補助体４０側にはこの嵌合凸部５１に対応する嵌合凹部５２が設けられる）。このような態様では、側壁３０Ａの周上における係止部４０の投影長さαの合計は側壁３０Ａの周長（全周）の好ましくは７５％～１００％、より好ましくは９０％～１００％であるとよい。このように側壁３０Ａ（および拘束部４１）の周上に十分な量の係止部５０を設けることで、補助体４０を支持体３０に強固に固定して機能部品２０の脱落を防止するには有利になる。尚、補助体４０を強固に固定する観点からは、係止部５０は側壁３０Ａおよび拘束部４０の全周に亘って形成されることが好ましいが、補助体４０を着脱する際の操作性の観点から、上述の長さの範囲内で、係止部５０を間欠的に設けることも好ましい。

【0052】

上述の係止部５０は複数設けることができる。即ち、収容部３１の側壁３０Ａの高さ方向および補助体４０の拘束部４１の高さ方向に沿って複数の係止部５０が設けられた仕様にすることもできる。この仕様では、複数の係止部５０のそれぞれによって補助体４０が支持体３０に固定されるので、より強固な固定が可能になり、機能部品２０の脱落を防止するには有利になる。更に、機能部品２０の外形が円柱状であり、収容部３１が機能部品２０に対応する円筒状であり、拘束部４１が収容部３１（側壁３０Ａ）に対応する円筒状である場合、図１４に示すように、係止部５０を螺旋状に設けた仕様にすることもできる。螺旋状の係止部５０を設けた仕様では、螺旋状の係止部５０が実質的にネジとして機能するので、補助体４０を回転させて収容部３１に固定することができる。そのため、より強固且つ安定的な固定が可能になり、機能部品２０の脱落を防止するには有利になる。

【0053】

上述の機能部品組立体を使用した場合、補助体４０を取り外して補助体４０による拘束を解除すれば、機能部品２０を支持体３０から容易に取り出すことが可能になる。そのため、支持体３０をタイヤ内表面に固定する一方で、機能部品２０および補助体４０は支持体３０から脱着可能である仕様にしてもよい。この仕様では、支持体３０をタイヤ内表面に残した状態で、その中に収容される機能部品２０や補助体４０を交換することが可能になるので、環境負荷やコストを軽減する点で有利になる。

【0054】

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

【実施例0055】

タイヤサイズが２７５／４０Ｒ２１であり、図１に示す基本構造を有する空気入りタイヤのトレッド部の内表面に機能部品組立体を取り付けるにあたって、機能部品の仕様（補助体の有無、最大幅Ｒab、幅Ｒab’、比Ｒab／Ｒab’、最大幅Ｒcd、幅Ｒcd’、比Ｒcd／Ｒcd’高さＨ、高さＨ’、比Ｈ／Ｈ’、厚さＴ）を表１のように設定し、比較例１および実施例１～１０の空気入りタイヤ（試験タイヤ）を製作した。

【0056】

尚、「最大幅Ｒab」は、収容部の中心を通る断面において、補助体を支持体に装着した状態における拘束部の内面上端位置での拘束部の最大幅である。「幅Ｒab’」は、補助体を支持体に装着しない状態における最大幅Ｒabに対応する位置での拘束部の幅である。「最大幅Ｒcd」は、収容部の中心を通る断面において、補助体を支持体に装着した状態における拘束部の内面下端位置での拘束部の最大幅である。「幅Ｒcd’」は、補助体を支持体に装着しない状態における最大幅Ｒcdに対応する位置での拘束部の幅である。「高さＨ」は、収容部の中心を通る断面における拘束部の高さ（収容部の垂直方向に沿った拘束部の最大長さ）である。「高さＨ’」は、収容部の中心を通る断面における支持体の側壁の高さである。「厚さＴ」は、補助体を支持体に装着しない状態における補助体（拘束部）の厚さである。

【0057】

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、耐脱落／破損性および作業性を評価し、その結果を表１～２に併せて示した。

【0058】

耐脱落／破損性
各試験タイヤを、リムサイズ２１×９．５Ｊのホイールに組み付け、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機に装着し、空気圧を３６０ｋＰａとし、最大負荷荷重の８８％を負荷した状態で、走行速度をタイヤの速度記号に応じた基準速度から１０分毎に１０ｋｍ／ｈ増加させ、速度毎に機能部品の脱落の有無および機能部品組立体の破損状態を確認し、脱落または破損が発生した際の速度を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数で示し、指数値が大きいほど脱落や破損が発生した時の速度が大きく、耐脱落／破損性に優れることを意味する。

【0059】

作業性
各試験タイヤの内表面に予め支持体を取り付けておき、機能部品組立体を組み立てる作業（取り付け済みの支持体に機能部品を挿入し、補助体を有する場合は更に補助体を装着する作業）を１０回行い、組立作業に要する平均時間を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用いて、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど作業時間が短く、作業性に優れることを意味する。

【0060】

【表1】

【0061】

表１から判るように、最大幅Ｒabと幅Ｒab’とがＲab≧Ｒab’の関係を満たす補助体を使用した実施例１～１０は、補助体を使用しない比較例１との対比において、耐脱落／破損性を良好に発揮しながら作業性を向上した。

【符号の説明】

【0062】

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルトカバー層
１０ 機能部品組立体
２０ 機能部品
３０ 支持体
４０ 補助体
ＣＬ タイヤ赤道

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】