(57)【要約】【課題】タイヤ使用時にモニタリング装置に加わる力を緩和可能とするモニタリング装置の取付方法を等提供することを目的とする。【解決手段】タイヤの内部状態を検出するモニタリング装置を保持可能な収容部と、タイヤの内周面に貼付される貼付面を有する取付台座であって、収容部は、貼付面に沿って延長し、モニタリング装置の外周と接する内周面により形成され、当該収容部の中心軸とモニタリング装置の中心軸とを一致させた状態で保持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの内部状態を検出するモニタリング装置を保持可能な収容部と、前記タイヤの内周面に貼付される貼付面を有する取付台座であって、
前記収容部は、前記貼付面に沿って延長し、前記モニタリング装置の外周と接する内周面により形成され、当該収容部の中心軸と前記モニタリング装置の中心軸とを一致させた状態で保持することを特徴とする取付台座。
【請求項２】
前記内周面に、前記モニタリング装置の外周において突出する凸部と対応する凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の取付台座。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の取付台座により保持されたモニタリング装置を備えたタイヤであって、
前記取付台座が、前記タイヤの内周面上において、前記タイヤの回転中心軸と前記収容部の中心軸とが平行となる向きに配設されたことを特徴とするタイヤ。
【請求項４】
タイヤの内部状態を検出するモニタリング装置を、当該モニタリング装置を保持可能な収容部を有する取付台座を介してタイヤ内に取り付けるモニタリング装置の取付方法であって、
前記取付台座を、前記タイヤの内周面上において前記収容部の中心軸が前記タイヤの回転中心軸と平行となる向きに配設し、
前記モニタリング装置を、前記収容部を形成し、前記モニタリング装置の外周と接する内周面内において前記収容部の中心軸と前記モニタリング装置の中心軸とを一致させた状態で保持させることを特徴とするモニタリング装置の取付方法。
【請求項５】
前記モニタリング装置の外周において突出する凸部を、前記内周面に形成され、前記凸部と対応する凹部に嵌め合わせた状態で保持させることを特徴とする請求項４記載のモニタリング装置の取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付台座、タイヤ及びモニタリング装置の取付方法に関し、特にタイヤの状態を検出するモニタリング装置をタイヤ内に取り付ける取付台座、タイヤ及びモニタリング装置の取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ内の温度、圧力及びタイヤの振動等を検出するためのセンサーをタイヤ内に設けてタイヤの状態を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１に示すように、このようなモニタリング装置は、取付台座の収容空間内にモニタリング装置を収容し、取付台座をタイヤのインナーライナーに貼り付けることによりタイヤ内に配設される。取付台座は、ゴムを素材として形成され、インナーライナーに貼り付けた状態においてモニタリング装置を収容するための収容空間がタイヤ半径方向に開口する形状とされる。そして、収容空間の開口部を広げながらモニタリング装置を収容空間に嵌め込むことで取付台座との一体化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９８５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示す取付台座を介してモニタリング装置が配設された場合、タイヤの接地に伴う屈曲変形の力がモニタリング装置に繰り返し付与されるため、モニタリング装置の耐久性への影響に懸念がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、タイヤ転動時にモニタリング装置に加わる力を低減可能とするモニタリング装置をタイヤ内に取り付ける取付台座、タイヤ及びモニタリング装置の取付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための取付台座の構成として、タイヤの内部状態を検出するモニタリング装置を保持可能な収容部と、前記タイヤの内周面に貼付される貼付面を有する取付台座であって、収容部は、貼付面に沿って延長し、モニタリング装置の外周と接する内周面により形成され、当該収容部の中心軸とモニタリング装置の中心軸とを一致させた状態で保持する構成とした。
本構成によれば、台座を介してモニタリング装置に入力される力を緩和することができる。
また、取付台座の内周面に、モニタリング装置の外周において突出する凸部と対応する凹部を形成したことにより、タイヤに対するモニタリング装置の向きや位置を一定に保つことができる。
また、請求項１又は請求項２に記載の取付台座により保持されたモニタリング装置を備えたタイヤであって、取付台座が、タイヤの内周面上において、タイヤの回転中心軸と収容部の中心軸とが平行となる向きに配設されたことにより、台座を介してモニタリング装置に入力される力を緩和することができる。
また、上記課題を解決するためのモニタリング装置の取付方法の態様として、タイヤの内部状態を検出するモニタリング装置を、当該モニタリング装置を保持可能な収容部を有する取付台座を介してタイヤ内に取り付けるモニタリング装置の取付方法であって、取付台座を、タイヤの内周面上において収容部の中心軸がタイヤの回転中心軸と平行となる向きに配設し、モニタリング装置を、収容部を形成し、モニタリング装置の外周と接する内周面内において収容部の中心軸とモニタリング装置の中心軸とを一致させた状態で保持させるようにするようにした。
本態様によれば、台座を介してモニタリング装置に入力される力を緩和することができ、その結果としてモニタリング装置の耐久性を向上させることができる。
また、モニタリング装置の外周において突出する凸部を、内周面に形成され、凸部と対応する凹部に嵌め合わせた状態で保持させることにより、タイヤに対するモニタリング装置の向きや位置を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】モニタリング装置の取付方法の一実施形態を示す図である。
【図２】モニタリング装置及び取付台座の外観斜視図及び組み立て断面図である。
【図３】タイヤの接地に伴なう取付台座の変形状態を示す図である。
【図４】モニタリング装置及び取付台座の他の形態を示す図である。
【図５】モニタリング装置及び取付台座の他の形態を示す図である。
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、モニタリング装置２のタイヤＴへの取付形態の一例を示す図である。図２は、モニタリング装置２及び取付台座３を示す図である。図１に示すように、モニタリング装置２は、取付台座３を介してタイヤ内周面Ｔｓ上に配設される。タイヤＴは、コード部材を主体として構成されるビードコア１１、カーカス１２、ベルト層１３、チェーファー１４と、これらの部材からなる骨格に肉付けされるゴム部材を主体とするビードフィラー１５、チェーファーゴム１６、インナーライナー１７、サイドウォールゴム１８、トレッドゴム１９とを備える。
【０００９】
ビードコア１１は、タイヤＴの両側のサイド部Ｔ１における内径部側のビード部Ｔ２にそれぞれ設けられ、ビードコア１１の半径方向外側には、ビードフィラー１５が隣接して設けられている。ビードコア１１及びビードフィラー１５には、カーカス１２が巻き付けられる。カーカス１２は、１枚又は複数のカーカスプライで構成され、カーカスコードの延長方向が半径方向（ラジアル方向）に配向され、タイヤＴ内においてトロイダル形状に形成される。カーカス１２は、左右のビード部Ｔ２において、ビードコア１１及びビードフィラー１５を包むように、タイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される。さらに、ビード部Ｔ２にはチェーファー１４及びチェーファーゴム１６が設けられる。チェーファーゴム１６は、カーカス１２を覆うように、内周側においてビードコア１１及びビードフィラー１５の範囲と重複して延長する。チェーファー１４は、チェーファーゴム１６内において、内周側ではビードコア１１及びビードフィラー１５を覆い、外周側ではビードコア１１を覆うように延長する。カーカス１２の内周側には、左右のチェーファーゴム１６；１６間に渡ってインナーライナー１７が配設される。
【００１０】
サイド部Ｔ１においてカーカス１２の外周側には、チェーファーゴム１６；１６の外周側と重複するサイドウォールゴム１８がトレッド部Ｔ３に向けて延長するように配設される。トレッド部Ｔ３におけるカーカス１２の外周側には、複数のベルト部材を積層したベルト層１３が配設される。ベルト層１３のタイヤ半径方向外側には、左右のサイドウォールゴム１８；１８と連続してトレッドゴム１９が配設される。
【００１１】
図１に示すように、モニタリング装置２は、タイヤ内周面Ｔｓを構成するインナーライナー１７のタイヤ幅方向中央に取付台座３を介して取り付けられる。モニタリング装置２は、タイヤＴの気室内の温度や圧力、振動等を検出するための複数のセンサー、各センサーにより検出された検出値を送信する送信器及びセンサーや送信器を動作させるための電源等の複数の機能部品を備え、例えば合成樹脂等により形成された円筒状のケースに収容される。つまり、ケースの外形形状が、モニタリング装置２の外形形状を構成する。
【００１２】
図２（ａ）は、モニタリング装置２、図２（ｂ）は取付台座３、図２（ｃ）はモニタリング装置２を取付台座３に組み付けた外観斜視図、図２（ｄ）はモニタリング装置２を取付台座３に収容したときの中心軸２ｘに沿う断面図をそれぞれ示す。図２（ａ）に示すように、モニタリング装置２は、円筒状のケースの円周方向に沿って延長する一対の周方向凸部２１と、中心軸２ｘに沿って延長する軸方向凸部２３とを備える。周方向凸部２１は、モニタリング装置２の中心軸２ｘ方向に所定距離離間して両端側に形成される。図２（ｄ）のｚ−ｚ断面図に示すように、周方向凸部２１は、断面視において円筒部２０の外周面２ａから半径方向外側に半円状に膨出するように形成され、円筒部２０の外周に沿って一周に亘り延長する。軸方向凸部２３は、中心軸２ｘに直交する断面において矩形状に外周面２ａから半径方向外側に突出して形成され、中心軸２ｘに沿って円筒部２０の一端側から他端側にかけて延長する。
【００１３】
図２（ｂ）に示すように、取付台座３は、タイヤＴの変形に柔軟に対応するように天然ゴムや合成ゴム等の弾性素材（エラストマー）により構成される。取付台座３は、タイヤ内周面Ｔｓに対して接着される貼付面３ａを底面とし、当該貼付面３ａを形成する両短辺から長辺の中央に向けて所定の傾斜角度を有して長辺に沿って立ち上がる一対の傾斜面３ｂ；３ｂと、貼付面３ａを形成する両長辺から貼付面３ａに対して垂直に立ち上がる一対の垂直面３ｃ；３ｃとにより囲まれた山型に形成される。貼付面３ａは、タイヤＴへの貼付前において平坦な長方形状に形成される。一対の傾斜面３ｂ；３ｂ同士は、頂部において所定曲率の弧面により接続される。なお、傾斜面３ｂ；３ｂは平面に限られず、曲面として形成してもよい。
【００１４】
図２（ｄ）に示すように、垂直面３ｃ；３ｃ間の寸法ｗ３は、モニタリング装置２の周方向凸部２１；２１間の寸法ｗ２と対応するように、同一寸法に設定される。これにより、モニタリング装置２が後述の収容部３０内に収容された場合、周方向凸部２１；２１間に垂直面３ｃ；３ｃが挟まれた状態となり、収容部３０からの脱落が防止される。
【００１５】
次に、取付台座３に形成された収容部３０について説明する。図２（ｂ）に示すように、収容部３０は、垂直面３ｃ；３ｃ間を貫通する円筒状の貫通孔（空洞）として設けられる。収容部３０は、貼付面３ａに沿って延長するように形成される。詳細には、収容部３０の中心軸３ｘが、貼付面３ａを形成する短辺と平行、換言すれば、貼付面３ａの長辺の延長方向と直交する方向に延長する。図２（ｄ）に示すように、収容部３０の中心軸３ｘと直交する断面形状は、モニタリング装置２の外形形状と対応する。本実施形態においては、収容部３０は、モニタリング装置２の円筒部２０の断面形状と対応する断面円形状とされる。なお、上述の収容部３０は、貼付面３ａに沿って延長するように形成されるとは、収容部３０の中心軸３ｘが貼付面３ａに平行な状態のみを言うのではなく、貼付面３ａに交差しない状態、即ち、取付台座３をタイヤ内周面Ｔｓに貼付したときに収容部３０の中心軸３ｘがタイヤ内周面Ｔｓに交差しないように収容部３０が取付台座３に設けられている状態をいう。また、ここで言うタイヤ内周面Ｔｓとは、特にトレッド部Ｔ３における踏面の裏面をいう。
【００１６】
モニタリング装置２を内部に収容しない状態において、収容部３０の直径Ｄ３は、モニタリング装置２の円筒部２０の直径Ｄ２よりも僅かに小径に設定される。収容部３０を形成する内周面３１ａの一部には、収容部３０の半径方向外側に窪み、中心軸３ｘに沿って延長する軸方向凹部３３が形成される。軸方向凹部３３の形状は、モニタリング装置２の外周に設けられた軸方向凸部２３と嵌り合う形状、即ち、中心軸３ｘと直交する断面において矩形状に形成される。そして、モニタリング装置２が収容部３０内に収容される場合において、軸方向凸部２３が軸方向凹部３３に嵌め込まれることにより、モニタリング装置２が収容部３０内において適切に位置決めされる。
【００１７】
上記構成備えた取付台座３は、貼付面３ａとタイヤＴのインナーライナー１７とが加硫接着や接着剤等の固定手段を介して強固に固定されることによりタイヤ内周面Ｔｓ上に配設される。この時、取付台座３は、収容部３０の中心軸３ｘが、タイヤ幅方向の基準であるタイヤＴの回転中心軸Ｃに沿って延長し、貼付面３ａの長辺がタイヤ円周方向に沿うように配設される。ここで、収容部３０の中心軸３ｘがタイヤＴの回転中心軸Ｃに沿うとは、中心軸３ｘと回転中心軸Ｃとが実質的に平行であれば良く、取付台座３がゴムにより構成される点、タイヤ内周面Ｔｓに対して別体として配設される点を考慮すれば、誤差の範囲により中心軸３ｘと回転中心軸Ｃとが非平行である場合も許容される。また、収容部３０の中心軸３ｘが直線ではなく、曲線であることも許容される。
【００１８】
図２（ｃ），（ｄ）に示すように、モニタリング装置２の取付台座３への取り付けに際しては、円筒状の収容部３０の一方の開口をゴムの弾性によって拡径しながらモニタリング装置２を収容部３０内に挿入し、軸方向凸部２３と軸方向凹部３３とを一致させた状態でさらに押し込むことにより、周方向凸部２１；２１間に垂直面３ｃ；３ｃが挟み込まれた状態とする。これにより、モニタリング装置２は、円筒部２０の外周が全周に渡って収容部３０の内周面３１ａにより保持される。また、周方向凸部２１；２１によって収容部３０に対するモニタリング装置２の軸方向の位置が決定されると共に、脱落が防止される。また、軸方向凸部２３及び軸方向凹部３３が嵌め合わされることにより、周方向への位置ずれや、タイヤＴに対するモニタリング装置２の中心軸ｘ２の向きが一定に維持される。
【００１９】
上記構成からなる取付台座３内にモニタリング装置２を収容した状態でタイヤ内周面Ｔｓに配設することにより、円筒状に形成されたモニタリング装置２がタイヤ内周面Ｔｓの湾曲に沿うように取り付けられるため、接地に伴なうタイヤＴの屈曲変形時において、取付台座３がモニタリング装置２に巻き付くように取付台座３がタイヤ内周面Ｔｓとともに変形するため、タイヤＴからモニタリング装置２に入力される力を緩和することができる。そして、その結果としてモニタリング装置２の剛性上の耐久性を向上させることができる。
【００２０】
図３は、接地に伴なう取付台座３の時系列的な変形状態を示す図である。
図３（ａ）に示すように、接地前の取付台座３は、貼付面３ａがタイヤ内周面Ｔｓの周方向に沿って湾曲した状態にある。次に、図３（ｂ）に示すように、タイヤＴが回転し、取付台座３のタイヤ回転方向先端側が非接地区間から踏込位置を通過し、接地区間に移行し始めることにより、取付台座３はタイヤＴの屈曲変形の影響により図中矢印Ｐで示す力を受けて屈曲する。この時、取付台座３の先端側の傾斜面３ｂは、タイヤ内周面Ｔｓから滑らかに連続するように肉厚が漸増するため屈曲し易く、タイヤＴの屈曲に伴なう力の入力を吸収し、モニタリング装置２に伝達される力を緩和することができる。
【００２１】
図３（ｃ）に示すように、さらにタイヤＴが回転し、モニタリング装置２が非接地区間から踏込位置に移行すると、取付台座３は、モニタリング装置２を挟むように屈曲変形し、図中矢印Ｐに示す力を受けるものの、取付台座３がタイヤ内周面Ｔｓとともにモニタリング装置２の外周に沿うように変形するため、モニタリング装置２への過大な力の伝達が緩和される。
【００２２】
図３（ｄ）に示すように、さらにタイヤＴが回転し、取付台座３が完全に接地区間に移行すると、取付台座３はタイヤＴへの貼付前の形状となり、モニタリング装置２にはタイヤＴの変形に伴なう力の入力が実質的に０となる。
【００２３】
図３（ｅ）に示すように、さらにタイヤＴが回転し、モニタリング装置２が接地区間から蹴出位置に移行すると、取付台座３は、図３（ｃ）における状態と同様にモニタリング装置２を挟むように屈曲変形し、図中矢印Ｐに示す力を受けるものの、取付台座３がタイヤ内周面Ｔｓとともにモニタリング装置２の外周に沿うように変形するため、モニタリング装置２への過大な力の伝達が緩和される。
【００２４】
図３（ｆ）に示すように、さらにタイヤＴが回転し、取付台座３の回転方向後端側が接地区間から蹴出位置を通過し、非接地区間へと移行し始めると、タイヤＴの屈曲変形の影響により図中矢印Ｐで示す力を受けて屈曲する。この時、取付台座３の後端側の傾斜面３ｂは、タイヤ内周面Ｔｓから滑らかに連続するように肉厚が漸減するため屈曲し易く、タイヤＴの屈曲に伴なう力の入力を吸収し、モニタリング装置２に伝達される力を緩和することができる。
図３（ｇ）に示すように、その後さらにタイヤＴが回転することにより、モニタリング装置２及び取付台座３は、非接地区間へと移行する。
【００２５】
以上、説明したように、本実施形態に係る取付台座３によるモニタリング装置２の取付方法によれば、モニタリング装置２を収容する収容部３０が、タイヤＴの回転中心軸Ｃ（タイヤ幅方向）に沿って筒状に延長して形成されているため、タイヤＴの屈曲変形により入力される力を取付台座３が変形して吸収するので、モニタリング装置２に入力される力を大幅に緩和することができる。
本実施形態によれば、取付台座３がの変形によりタイヤＴからの入力を吸収、或いは、取付台座３の変形によりモニタリング装置２全体をタイヤ半径方向に押し上げるように移動させるため、タイヤＴから取付台座３を介して伝達される力を大幅に緩和することができる。また、モニタリング装置２に入力される力を緩和することにより、モニタリング装置２からタイヤＴが受ける反力も低減できるため、タイヤＴ転動時の接地応力を緩和することができ、転がり抵抗に対する影響をも低減できる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、周方向凸部２１の断面形状を半円状として説明したが、これに限定されず、例えば、三角形状、四角形状等、適宜変更可能である。一方、モニタリング装置２の取付台座３への着脱容易性を考慮した場合、半円状として角をなくすことにより、着脱性が向上する。
【００２７】
また、周方向凸部２１を円周方向に沿って一周分に亘り連続して形成するものとして説明したが、モニタリング装置２の外周に沿って部分的に形成しても良い。要は、モニタリング装置２が取付台座３から軸方向に脱落不能なように形成すれば良い。
【００２８】
また、取付台座３の貼付面３ａの形状を長方形状として説明したが、これに限定されず、タイヤＴの接地時の屈曲変形によるモニタリング装置２への影響が少なくなるように貼付面３ａをできるだけ小面積化すれば良い。小面積化により、タイヤＴへの取付台座３の貼付によるタイヤＴの転がり抵抗への影響を最小化することができる。
【００２９】
また、モニタリング装置２の外形形状を円筒状として説明したがこれに限定されず、楕円、多角形状の断面を有する筒体や、円形や角形状を組み合わせた断面を有する筒体、或いは円盤形状、球状体であっても良い。
そして、取付台座３の収容部３０の形状をモニタリング装置２の外形形状に応じた形状としてモニタリング装置２を全周に亘り保持するようにすればよい。例えば、モニタリング装置２の外形形状を角筒とした場合、取付台座３の収容部３０を角筒の中心軸に直交する断面形状を有する貫通孔として設ければ良い。また、角筒のように、中心軸に沿って延長する頂部（角部）を有する場合には、収容されたモニタリング装置２の頂部がタイヤ内周面Ｔｓに最も近づくように収容部３０の形状を設定することにより、タイヤＴの屈曲変形によって取付台座３がタイヤ内周面Ｔｓとともにモニタリング装置２の外周面に沿うように変形するのでモニタリング装置２に入力される力を緩和することができる。
【００３０】
また、取付台座３の収容部３０を貫通孔として説明したが、図４（ｂ）に示すように、収容部３０を、断面形状が円形であり、一端側が閉塞された有底の穴としても良い。収容部３０の開口端側の内周面３１ａには、円周方向に沿って延長する周方向凹部３５と、中心軸３ｘ方向に延長する軸方向凹部３３とが設けられる。そして、図４（ａ）に示すように、収容部３０の形状に対応してモニタリング装置２の外周には、周方向凹部３５に嵌合する周方向凸部２１と、軸方向に延長する軸方向凸部２３とを形成する。モニタリング装置２の取付台座３への取り付けに際しては、取付台座３の軸方向凹部３３とモニタリング装置２の軸方向凸部２３とを一致させながら、取付台座３の周方向凹部３５にモニタリング装置２の周方向凸部２１が嵌り合うまで、モニタリング装置２を押し込むことで、取付台座３の収容部３０内にモニタリング装置２の全体が脱落不能に収容される。
このようなモニタリング装置２及び取付台座３の構成によっても、モニタリング装置２に対するタイヤＴの接地に伴なう屈曲変形の力の入力を緩和できる。
【００３１】
また、図５に示すようなモニタリング装置２及び取付台座３を構成しても良い。本例においては、モニタリング装置２を円筒状に形成するとともに、モニタリング装置２の外周面２ａにおいて、互いに対向する位置から半径方向外側に突出する一対の凸部２５；２５が形成される。また、図５（ｂ）に示すように、取付台座３には、一端側が閉塞された収容部３０を設けると共に、内周面３１ａに上記凸部２５；２５に対応して、開口端から中心軸３ｘ方向に沿って延長し、円周方向に屈曲するＬ字状に延長する溝からなる凹部３７；３７が設けられる。モニタリング装置２の取付台座３への取り付けに際しては、外周面２ａに設けられた凸部２５；２５を、取付台座３の内周面３１ａに設けられた凹部３７：３７にそれぞれ挿入し、凹部３７；３７の屈曲部に沿って回転させる。これにより、モニタリング装置２が収容部３０から脱落不能に収容される。なお、凹部３７；３７の終端部に図外のポケットを形成し、当該ポケットに凸部２５；２５を係合することにより、モニタリング装置２を脱落不能に位置決めするようにしても良い。
【符号の説明】
【００３２】
２  モニタリング装置、３  取付台座、３０  収容部、
Ｃ  回転中心軸、２ｘ  中心軸、３ｘ  中心軸、Ｔ  タイヤ、Ｔｓ  タイヤ内周面。
【図１】
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【図２】
2018095216.tif 000004
【図３】
2018095216.tif 000005
【図４】
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【図５】
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