外部に取り付けられた装置のためのタイヤ構造

本開示は、タイヤに物体を装着することの分野に関する。より具体的には、本開示は、タイヤの外部に物体を取り付けるためのタイヤ構造に関する。

タイヤに物体を装着することが望ましい場合がある。例えば、無線装置など電子装置パッケージをタイヤに装着することが望ましい場合がある。かかる一実施形態では、無線装置は、タイヤに対する無線IC(RFID)タグ又はチップである。かかる装置パッケージは、チップが観察者から見えないように、タイヤのサイドウォール又は他の位置に埋め込まれてよい。あるいは、装置パッケージは、タイヤの外側表面又は内側表面に装着されてよい。既知の一実施形態では、装置パッケージは、接着剤を使用してサイドウォールの外側表面に装着される。

一実施形態では、タイヤは、周方向トレッドと、第1ビード及び第2ビードを含む一対のビードと、を有する。タイヤは、第1ビードから周方向トレッドまで延在する第1サイドウォール及び第2ビードから周方向トレッドまで延在する第2サイドウォールを含む、一対のサイドウォールを更に含む。タイヤ電子装置パッケージは、第1ビードと周方向トレッドとの間の位置において第1サイドウォールの外側に取り付けられる。このタイヤ電子装置パッケージは、タイヤ電子装置パッケージが見えるように露出している。タイヤの赤道面からタイヤ電子装置パッケージに近接するサイドウォール上の一点までの距離は、少なくともタイヤの赤道面からタイヤ電子装置パッケージの外側表面上の一点までの距離程度である。

別の実施形態では、タイヤモールドは、周方向トレッド形成部と、一対のサイドウォール形成部と、を含む。サイドウォール形成部のうちの1つは、物体を受け入れるように構成されているセグメントを含む。タイヤモールドは、物体の少なくとも一部が、物体を受け入れるように構成されているセグメントの少なくとも一部よりも内側に配設されるように、セグメントに対して物体を保持するための手段を更に含む。

更に別の実施形態では、タイヤに物体を取り付ける方法は、サイドウォールを有するタイヤを準備することを含み、このサイドウォールは、物体を受け入れるように構成されている取り付け部を含む。この方法は、取り付け部を超えて外側に延在することなく物体が見えるように、サイドウォールの取り付け部に物体を取り付けることを更に含む。

なお別の実施形態では、タイヤに物体を取り付ける方法は、サイドウォールを有するグリーンタイヤを準備することと、物体が見えるように、サイドウォールの外側表面に物体を取り付けることと、を含む。この方法は、グリーンタイヤ及び物体を共に硬化させることを更に含む。

添付の図面では、以下の詳細な説明と共に、本発明の請求項に係る説明の例示的実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で示される。当然のことながら、単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてよい。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の大きさは、説明のために大きく示されていることがある。

物体を受け入れるように構成されている外部形状を有するタイヤ100の一実施形態の斜視図である。

物体を受け入れるタイヤ100の部分斜視図である。

物体を受け入れるタイヤ100の部分斜視図である。

タイヤ100の部分側面図である。

物体を受け入れるための凹部を有するタイヤの別の実施形態の部分正面図である。

物体を受け入れるための凹部を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。

物体を受け入れるための凹部を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。

物体を受け入れるための凹部を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。

一対の外部リブと、物体を受け入れるための凹部と、を有するタイヤの別の実施形態の部分正面図である。

一対の外部リブと、物体を受け入れるための凹部と、を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。

一対の外部リブと、物体を受け入れるための凹部と、を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。

一対の外部リブと、物体を受け入れるための凹部と、を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。

物体を受け入れるように構成されている内部形状を有するタイヤモールド600の一実施形態の部分側面図である。

タイヤモールド600から物体を受け入れるように構成されている外部形状を有するタイヤの一実施形態の部分側面図である。

タイヤモールド800及びモールドの内部形状によって受け入れられる物体の別の実施形態の部分側面図である。

加硫プロセス中にタイヤモールド800から物体を受け入れたタイヤの別の実施形態の部分側面図である。

複数の取り外し可能なセグメントを用いるタイヤモールドの一実施形態の側面図である。

複数の取り外し可能なセグメントを用いるタイヤモールドの一実施形態の側面図である。

複数の取り外し可能なセグメントを用いるタイヤモールドの一実施形態の側面図である。

物体を受け入れるための外部形状を有するタイヤの別の実施形態の側面図である。

物体を受け入れるための外部形状を有するタイヤの別の実施形態の側面図である。

以下は、本明細書で用いられる、選択された用語の定義である。これらの定義は、用語の範囲に入り、実施のために使用され得る構成要素の様々な例又は形態を含む。例は、制限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。定義がタイヤへの言及を含む場合、タイヤモールドへの言及も含むと理解されるべきである。

「軸方向の」又は「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「ビード」は、ホイールと接触し、サイドウォールの境界を画定するタイヤの部分を指す。

「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。

「赤道面」は、タイヤの回転軸に対して垂直であり、タイヤのトレッドの中心部を貫通する平面を指す。

「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。

「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。

「トレッド」は、標準的な膨張度及び荷重において、道路と接触するタイヤの部分を指す。

本明細書では、方向は、タイヤの回転軸を基準にして述べる。用語「上向きの」及び「上向きに」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。

用語「内側の」及び「内側に」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。

図1は、タイヤ100の一実施形態の斜視図を示す。タイヤ100は、周方向トレッド110と、第1ビード120a及び第2ビード120bを含む一対のビード120と、を有する。第1サイドウォール130aは、第1ビード120aから周方向トレッド110まで延在し、第2サイドウォール130bは、第2ビード120bから周方向トレッド110まで延在する。

第1サイドウォール130aは、物体を受け入れるように構成されている外部形状を含む。図示した実施形態では、外部形状は、平坦部150を囲む幾何学形状を有するリブ140である。別の実施形態(図示なし)では、リブは、平坦部を部分的にしか囲まない。リブは、周方向に延在する複数の翼を有する、実質的に楕円(又はスタジアム)形状として示しているが、当然のことながら、任意の幾何学形状を取り得る。

図2A及び2Bは、物体200を受け入れるタイヤ100の部分斜視図を示す。これらの図からわかるように、物体200は、リブ140に近接するように平坦部150に取り付けられる。

物体200は、任意の物体であってよい。既知の一実施形態では、物体は、視覚表示、又はバーコード、又は他の読み取り可能なデータ表示などによって情報を伝達する。既知の別の実施形態では、物体は、RFIDチップ又はセンサなどタイヤ電子装置である。タイヤ電子装置は、高分子材料に埋め込まれてよい。埋め込まれた電子装置は、「タイヤ電子装置パッケージ」と称されることがある。一実施形態では、タイヤ電子装置は、ゴムに埋め込まれる。特定の一実施形態では、タイヤ電子装置は、タイヤのサイドウォールと実質的に同一の組成を有するゴムに埋め込まれる。しかし、当然のことながら、タイヤ電子装置パッケージは、必ずしも埋め込み材を含まない。

図2Bからわかるように、物体200が平坦部150の第1サイドウォール130aに取り付けられるとき、物体200は、観察者から見えるように露出している。しかし、当然のことながら、物体200が、サイドウォールのゴムと実質的に同一であるゴムを含むタイヤ電子装置パッケージである場合、この物体は見えるとしても、物体が周囲のサイドウォールとは異なるものとして直ちに識別されないことがある。

図2Cは、タイヤ100に部分側面図を示す。この図からわかるように、図示した実施形態では、リブ140は、物体200の最外点を超えて軸方向外側に延在する。換言すると、物体200の最外点は、タイヤ100の赤道面Eから距離D₁であり、リブ140の外側表面は、タイヤ100の赤道面Eから距離D₂であり、D₁

2である。別の実施形態(図示なし)では、リブは、物体の少なくとも一部を超えて軸方向外側に延在する。他の別の実施形態(図示なし)では、リブは、物体の外側表面と同一平面である。更に別の実施形態(図示なし)では、物体は、リブを超えて突出する。

図3Aは、物体400を受け入れるための凹部を有するタイヤ300の別の実施形態の部分正面図を示す。加えて、図3B〜Dは、物体を受け入れるための凹部を有するタイヤの他の別の実施形態の部分断面概略図である。図3A及び3B〜Dは同一のタイヤの図を意図するわけではないが、これらは、同一概念の類似の特徴部を示していると理解されたい。

図示した実施形態では、タイヤ300は、サイドウォール320に凹部310を含む。凹部310は、物体400を受け入れるように構成されている形状を有する。図示した実施形態では、凹部310及び物体400の両方が、実質的にドックボーン形状を有する。しかし、当然のことながら、凹部及び物体は、任意の幾何学形状を有してよい。これもまた当然のことながら、物体の形状は、必ずしも凹部の形状と同一ではない。

図3Bに示す一実施形態では、物体400は、サイドウォール320が物体の外側表面と同一平面であるが、物体400の一部はサイドウォール320を超えて突出するように、凹部310に受け入れられる。図3Cに示す別の実施形態では、物体400は、物体400に近接するサイドウォールの一部が物体を超えて延在するように、凹部310に受け入れられる。換言すると、タイヤ300の赤道面から物体400上の一点までの距離は、タイヤ300の赤道面から物体400に近接するサイドウォール320上の一点までの距離よりも小さい。図3Dに示す更に別の実施形態では、物体400は、サイドウォール320と完全に同一平面にある。当然のことながら、物体の様々な部分は、平坦であってよい、凹状であってよい、又はタイヤのサイドウォールから突出してよい。

図1及び2に示す実施形態のように、物体400は任意の物体であってよく、視覚表示、バーコード、又は他の読み取り可能なデータ表示によって情報を伝達してよい。物体400はまた、タイヤ電子装置パッケージであって、RFIDチップ又はセンサを含んでよい。図示した実施形態では、物体400は、物体の目的をユーザに示すしるし410を含む。タイヤ300のサイドウォール320はまた、物体の目的をユーザに更に示すしるし330を含む。図示した例では、物体のしるし410及びサイドウォールのしるし330の両方が、物体にRFIDタグが含まれることを示す記号及び/又はレタリングを含み、それによって、情報を取得するためにRFIDリーダーを配置するべき場所をユーザに知らせる。加えて、又はその代わりに、しるしを用いて、RF周波数、RFプロトコル、データ形式、又はRFIDタグに関する他の情報など通信情報を示してよい。当然のことながら、他の目的で異なるしるしを用いてよい。

図示した実施形態では、物体400がサイドウォール320に取り付けられると、物体400は、観察者から見えるように露出している。しかし、当然のことながら、物体400が、サイドウォールのゴムと実質的に同一であるゴムを含むタイヤ電子装置パッケージである場合、この物体が見えるとしても、物体が周囲のサイドウォールとは異なるものとして直ちに識別されないことがある。

図4Aは、サイドウォール520に物体400を受け入れるための凹部510と、一対の外部リブ530と、を有するタイヤ500の別の実施形態の部分正面図を示す。図4Bは、物体400を受け入れるための凹部510と、一対の外部リブ530と、を有するタイヤ500の他の別の実施形態の部分断面概略図である。

図示した実施形態では、タイヤ500は、サイドウォール520に凹部510を含む。凹部510は、物体400を受け入れるように構成されている形状を有する。図示した実施形態では、凹部510及び物体400の両方が、実質的にドックボーン形状を有する。しかし、当然のことながら、凹部及び物体は、任意の幾何学形状を有してよい。これもまた当然のことながら、物体の形状は、必ずしも凹部の形状と同一ではない。

加えて、一対のリブ530は、凹部510に近接して配設されており、したがって、物体400に近接している。一対のリブ530は、凹部510の第1側部に近接する第1リブ530aと、凹部510の第1側部に対向する凹部の第2側部に近接する第2リブ530bと、を含む。リブ530は、物体400の少なくとも一部を超えて外側に延在する。換言すると、タイヤ500の赤道面から物体400上の一点までの距離は、タイヤ500の赤道面からリブ530上の一点までの距離よりも小さい。別の実施形態(図示なし)では、リブは、物体の外側表面と同一平面である。更に別の実施形態(図示なし)では、物体は、リブを超えて突出する。

図示した実施形態では、物体400は、物体の目的をユーザに示すしるし410を含む。タイヤ500のサイドウォール520はまた、物体の目的をユーザに更に示すしるし540を含む。図示した例では、物体のしるし410及びサイドウォールのしるし540の両方が、物体にRFIDチップが含まれることを示す記号及び/又はレタリングを含み、それによって、情報を取得するためにRFIDリーダーを配置するべき場所をユーザに知らせる。当然のことながら、これを示すために、又は他の目的で異なるしるしを用いてよい。

図示した実施形態では、物体400がサイドウォール520に取り付けられると、物体400は、観察者から見えるように露出している。しかし、当然のことながら、物体400が、サイドウォールのゴムと実質的に同一であるゴムを含むタイヤ電子装置パッケージである場合、この物体が見えるとしても、物体が周囲のサイドウォールとは異なるものとして直ちに識別されないことがある。実際、物体がゴムを含み、タイヤと同じ時間硬化させられると、物体のゴム及びサイドウォールのゴムは、物体とサイドウォールとの間に視認可能な境界が存在しないように、合流し得る。かかる物体は、その内部に組み込まれた電子装置を含んでよい。この物体は、物体のゴムがサイドウォールのゴムと区別できない場合であっても、そして、組み込まれた装置が見えない場合であっても、見えると考えられてよい。

図1〜4に示す上述の各実施形態では、物体は、多数の異なる方法のうちの1つを使用して、サイドウォールに取り付けられてよい。一実施形態では、タイヤは硬化したタイヤであり、物体は、溶媒型接着剤、高分子分散型接着剤、感圧性接着剤、コンタクト型接着剤、熱可塑性接着剤、又は反応性接着剤など接着剤を使用して、凹部に、又はリブの間に取り付けられる。他の別の実施形態では、物体は、幾何学的リブの間に、又は凹部の側壁の間に圧入される。

別の実施形態では、タイヤはグリーンタイヤであり、物体は、モールド内の凹部に、又はサイドウォールに配置され、タイヤ及び物体は、物体がタイヤに固着するように加硫モールド内で硬化される。図5A〜Bは、この方法の例を示す。当業者には、グリーンタイヤが、硬化されていない、組み付けられたタイヤであることを理解するであろう。

図5Aは、サイドウォール形成部610を有するタイヤモールド600の一実施形態の部分側面図を示す。サイドウォール形成部610は、物体400を受け入れるように構成されているセグメント620を含む。モールド600は、タイヤに対応する特徴部を形成するための形状を更に含む。例えば、モールド600は、タイヤに対応するリブを形成する溝630を含む。別の構造は、図3〜4に示される形状又は他の形状など物体を受け入れるためにタイヤに他の形状を作製するための凹部形成部、又は溝及び凹部形成部の両方を含んでよい。

図示した実施形態では、物体400は、凹部640でセグメント620に対して保持される。図示した実施形態では、真空装置(図示なし)が用いられて真空経路650を経て吸引が行われ、セグメント620に対して物体400を保持する。別の実施形態では、他の機械的手段又は構造的手段が用いられて、セグメント620に対して物体400を保持する。例えば、物体400は、凹部内、リブの間、ポストの間、又は格納式把持部の間に配設されてよい。他の別の実施形態では、1つ以上の磁石(図示なし)が、セグメント620に対して物体400を保持する。更に他の別の実施形態では、吸引又は静電気が用いられて、このセグメントに対して物体400を保持してよい。

別の実施形態では、物体は、硬化前にグリーンタイヤに配置されてよく、グリーンタイヤは、物体がモールドの適切な形状と揃うように位置付けられる。かかる実施形態では、接着剤を用いて物体をグリーンタイヤに固定してよい。あるいは、グリーンタイヤは、接着剤が不要であるように十分に粘着性である。

別の実施形態(図示なし)では、モールドは、物体を保持するために特別な形状又は手段を含まない。その代わりに、一実施形態では、モールドは実質的に水平に方向付けられ、物体は、単にモールドの所望の位置に位置付けられてよい。物体は、重力によって所定の位置に保持されるであろう。別の実施形態では、物体は、硬化前にグリーンタイヤに配置されてよい。

図5Bは、タイヤモールド600に受け入れられるグリーンタイヤ700の一実施形態の部分側面図を示す。グリーンタイヤ700は、サイドウォール710を含む。グリーンタイヤ700がモールド内に配置されると、サイドウォール710の一部は物体400と接触する。グリーンタイヤ700の加硫中には、サイドウォール710及び物体400は、物体400がサイドウォール710に固定されるように共に硬化する。加硫プロセス中にはまた、ゴムは、モールド600のサイドウォール形成部610の溝630に流れ込み、それによって、タイヤ700のサイドウォール710にリブ720を形成する。

タイヤ及びタイヤモールドのある特定例を図6A〜Bに示す。図6Aは、サイドウォール形成部810を有するタイヤモールド800の部分側面図を示す。サイドウォール形成部810は、物体400内のスロットによって受け入れられるように構成されている、一対のポスト820a、bを含む。したがって、ポスト820a、bは、サイドウォール形成部810の表面に対して物体を保持する。別の実施形態(図示なし)では、ポストは省略されてよい。

図示した実施形態では、サイドウォール形成部810は、しるし形成要素830を更に含む。しるし形成要素830は、加硫プロセス中に対応するしるしをタイヤに刻印する。かかるしるし形成要素は、省略されてよい。

図6Bは、加硫プロセス中にタイヤモールド800から物体400を受け入れたタイヤ900の部分断面図である。この図からわかるように、タイヤ900は、内部に形成された凹部920を備えるサイドウォール910を含む。物体400は凹部920に配設され、硬化プロセスを経てこの位置に固定されている。タイヤ900は、タイヤモールド800のしるし形成要素830によって形成されたしるし930を更に含む。

製造業者にとっては、サイドウォールに異なる特徴部を備える、同一タイヤモデルの異なるバッチを製造することが望ましいことがある。例えば、第1市場は、サイドウォールに物体を有することを所望しないことがあり、第2市場は、タイヤサイドウォールに既存の物体を取り付けることを所望することがあり、第3市場は、サイドウォールに取り付けた物体を既に有するタイヤを所望することがある。したがって、タイヤモールドの一実施形態では、物体を受け入れるように構成されているセグメントは、別のセグメントと交換できる、取り外し可能なセグメントである。

図7A〜Cは、複数の取り外し可能なセグメントを用いるタイヤモールド1000の一実施形態の側面図である。各図では、タイヤモールド1000は、取り外し可能なセグメント1020を有するサイドウォール形成部1010を含む。図7Aに示す第1構造では、第1取り外し可能なセグメント1020aは、グリーンタイヤに幾何学的特徴部が形成されないように平面を有する。図7Bに示す第2構造では、第2取り外し可能なセグメント1020bは、グリーンタイヤに対応するリブを形成するように構成されている溝1030を含む。第2取り外し可能なセグメント1020bが用いると、結果として生じるタイヤは、図1〜2に示すタイヤ100のように物体を受け入れるように構成されている形状を含む。別の構造は、図3〜4に示す形状又は他の形状など物体を受け入れるためにタイヤに他の形状を作製するために、凹部形成部、又は溝及び凹部形成部の両方を含んでよい。

図7Cに示す第3構造では、第3取り外し可能なセグメント1020cは、グリーンタイヤに対応するリブを形成するように構成されている溝1030を含み、物体を受け入れるための凹部1040を更に含む。第3取り外し可能なセグメントは、真空装置(図示なし)用の真空経路1050を更に含み、吸引を行ってセグメント1020cに対して物体を保持する。あるいは、図5A〜Bを参照して上述したものなど他の保持手段を用いてよい。加えて、図3〜4に示す形状又は他の形状など物体を受け入れるためにタイヤに他の形状を作製するために、他の形成部を用いてよい。

図8A〜Bは、物体1200を受け入れるための外部形状を有するタイヤ1100の別の実施形態の側面図を示す。タイヤ1100は、外側リブ1120と、物体を受け入れるように構成されている可撓性内側リブ1130と、を備えるサイドウォール1110を有する。図示した実施形態では、物体1200は、かかり部1210を含む。可撓性内側リブ1130は、物体1200を挿入すると、可撓性内側リブ1130を分離させるように離間配置される。可撓性内側リブ1130の材料特性により、リブは、分離したときに互いに向けて付勢する。かかり部1210は、可撓性内側リブ1130と係合し、それによって圧力ばねを生じさせる。

用語「含む(includes)」又は「含んでいる(including)」が明細書又は請求項において使用される限りで、用語「含む(comprising)」が請求項において移行部として用いられたときに解釈されるのと同様に包含的であることが意図されている。更に、用語「又は(or)」が用いられる限りで(例えば、A又はB)、「A若しくはB、又は両方とも」であ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だけ」を示唆することを意図する場合、用語「A又はBの両方ではなく一方だけ」が用いられることになる。したがって、本明細書における用語「又は(or)」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。同様に、用語「〜の中に(in)」又は「〜の中へ(into)」が本明細書又は請求項において使用される限りで、「〜の上に(on)」又は「〜の上へ(onto)」を付加的に意味することが意図されている。更に、用語「接続する(connect)」が本明細書又は請求項において使用される限りで、「直接〜に接続する(directly connected to)」だけではなく、別の構成要素を介して接続するなど「間接的に〜に接続する(indirectly connected to)」を意味することが意図されている。

本出願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、出願人の本意ではない。更なる利点及び改良は、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出願は、示され説明される、特定の詳細、例示的な機器及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、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、なされ得る。