JP2017154631A - 機能部品取付部材 - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行時において機能部品に荷重が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができて、より耐久性を向上させることができる機能部品取付部材を提供する。【解決手段】機能部品２９をタイヤの内面７０に取付けるためのゴム製の機能部品取付部材（機能部品取付台座１）であって、タイヤの内面７０に固定される底面４と、機能部品２９に設けられた機能部品側被取付部３０が嵌合状態に取付けられる凹部２Ａを有した取付部２と、凹部２Ａの外側のゴム部分に埋設された補強材２０と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、機能部品をタイヤの内面に取付けるための機能部品取付部材に関する。

例えば、センサ（圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等）と電池又は発電素子と無線機とを一体化したセンサモジュール等の機能部品をゴム製の機能部品取付部材としての機能部品取付台座を介してタイヤの内面に装着することにより、タイヤの状態を検出することが知られている（特許文献１，２参照）。
車両のタイヤは車両走行時にタイヤの周面の最下部が地面に接地した状態で転動し、非接地部は回転運動、接地部は直線運動となる。このため、タイヤ６０の周面の一部が非接地部から接地部に移行する際の境界である踏込端（図１９）、及び、タイヤ６０の周面の一部が接地部から非接地部に移行する際の境界である蹴出端では、タイヤ６０の回転に伴って生じる向心力Ｆ１，Ｆ１のアンバランス状態が発生し、機能部品取付台座１００を介してタイヤ６０の内面７０に取付けられた機能部品２９０に慣性力Ｆ２が加わる（図１９参照）。この慣性力Ｆ２は、タイヤ６０の回転速度（車両速度）が速くなるほど大きくなり、数１０ｋｇｆに及ぶ場合もあるため、機能部品２９０が取付けられた機能部品取付台座１００が破損し、機能部品取付台座１００に取付けられていた機能部品２９０が脱落する恐れがある。尚、図中、Ｒはタイヤ６０の回転方向(転動方向）を示す。
また、図２０に示すように、機能部品２９０の機能部品側被取付部３００が嵌合状態に取付けられる凹部２００Ａを有した取付部２００を備えたゴム製の機能部品取付台座１００であって、凹部２００Ａの内底部に、機能部品側被取付部３００の底部に設けられた凹部３０１及び凸部３０２と互いに機械的に嵌合する凸部２０１及び凹部２０２を備えた構成の機能部品取付台座１００が知られている（特許文献２参照）。
当該機能部品取付台座１００によれば、図２０，図２１に示すように、車両走行時において機能部品２９０に白抜き矢印で示すように荷重（慣性力）が加わった場合、機能部品取付台座１００の壁部のみでなく凹部２００Ａの内底面の凸部２０１でも荷重を受け持つため、機能部品取付台座１００の壁部への荷重集中を緩和することが出来る。即ち、機能部品２９０に加わる荷重（慣性力）を機能部品取付台座１００の凹部２００Ａの内底部に形成された凸部２０１に分散でき、耐久性を向上させた機能部品取付台座１００を得ることができる。

特表２０１１−５００４４２号公報 特開２０１５−１６０５１２号公報

しかしながら、特許文献２の機能部品取付台座（機能部品取付部材）では、車両走行時において機能部品に荷重が加わった場合、図２１に示すように、機能部品取付台座１００の外周壁部において、荷重方向と向かい合う壁部に荷重が集中的に加わり、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分には荷重が負担されていない。
本発明は、車両走行時において機能部品に荷重が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができて、より耐久性を向上させることができる機能部品取付部材を提供するものである。

本発明に係る機能部品取付部材は、機能部品をタイヤの内面に取付けるためのゴム製の機能部品取付部材であって、前記タイヤの内面に固定される底面と、前記機能部品に設けられた機能部品側被取付部が嵌合状態に取付けられる凹部を有した取付部と、前記凹部の外側のゴム部分に埋設された補強材と、を備えたことを特徴とするので、車両走行時において機能部品に荷重が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができて、より耐久性を向上させることができる機能部品取付部材となる。
前記補強材は、前記凹部の周囲を取り囲むようにゴム内に配置された１つ以上の環状体により形成されたことを特徴とするので、機能部品に荷重が加わった場合、補強材が荷重方向に引っ張られることにより、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記補強材は、前記凹部の周囲を取り囲むようにゴム内に配置された１つ以上の螺旋体により形成されたことを特徴とするので、機能部品に荷重が加わった場合、補強材が荷重方向に引っ張られることにより、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記補強材は、前記タイヤの内面に固定された前記機能部品取付部材のタイヤ周方向に相当する位置に配置されたことを特徴とするので、車両走行時において機能部品に荷重が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができて、より耐久性を向上させることができる機能部品取付部材となる。
前記補強材は、前記凹部の内壁面に沿って延在するように配置されたことを特徴とするので、補強材の全体が凹部の内壁面に近い位置に配置されていて、当該内壁面を補強するように構成されていることにより、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させる効果が高くなり、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記補強材は、前記凹部側から前記底面の外周縁側に向けて傾斜して延在するように配置されたことを特徴とするので、補強材が凹部の内壁面を機能部品取付部材の径方向に沿って支えるよう構成されていることにより、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させる効果が高くなり、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記補強材は、前記底面に沿って延在するように配置されたことを特徴とするので、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記補強材は、前記底面と直交する方向に沿って延在するように配置されたことを特徴とするので、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記補強材は、前記機能部品取付部材の外壁面に沿って延在するように配置されたことを特徴とするので、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記凹部は、前記機能部品側被取付部を挿脱するための出入口となる開口の径が、前記機能部品側被取付部の最大径及び当該最大径と対応する前記凹部の最大径よりも小さく形成され、前記機能部品側被取付部は、前記開口を拡径することで前記凹部内に挿入されて当該凹部に嵌合状態に取付けられるものであり、前記補強材は、前記凹部の開口と前記凹部の内底部との間に設けられる前記凹部の最大径の位置よりも前記底面側に位置されるように配置されたことを特徴とするので、開口の開口縁側が補強材によって補強されずに開口の開口縁側を中心軸から離れる方向に拡げて開口の径寸法が機能部品側被取付部の最大径よりも大きい寸法になるように拡径しやすくなり、機能部品側被取付部の凹部への嵌合取付作業が容易となる。
前記補強材は、スチールコード、又は、有機繊維であることを特徴とするので、荷重を機能部品取付部材の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付部材の耐久性をより向上させることができる。
前記凹部の内底部に、前記機能部品側被取付部の底部に設けられた凹凸部と互いに嵌合する凹凸部を備えたことを特徴とするので、機能部品に加わる荷重を、凹部の内底部の凸部でも支持するため、機能部品取付部材において、荷重方向と向かい合う壁部への荷重集中を緩和することができ、耐久性の高い機能部品取付部材となる。

機能部品取付台座を介してタイヤの内面に機能部品が取付けられた状態を示すタイヤの断面図（実施形態１）。 タイヤの内面に取付けられた機能部品取付台座及び機能部品取付台座に取付けられた機能部品を示す断面図（実施形態１）。 機能部品を示す断面図（実施形態１）。 機能部品取付台座を示す断面図（実施形態１）。 機能部品側被取付部を底面側から見た斜視図（実施形態１）。 機能部品取付台座を示す斜視図（一部断面）（実施形態１）。 車両走行時において機能部品に加わる荷重分布を示す断面図（実施形態１）。 図７のＡ−Ａ断面における荷重分布を示す断面図（実施形態１）。 機能部品取付台座に加わるせん断応力分布の計算結果を示す図（実施形態１）。 機能部品取付台座に加わるせん断応力分布の計算結果を示す図（従来例）。 タイヤの内面に取付けられた機能部品取付台座及び機能部品取付台座に取付けられた機能部品を示す断面図（実施形態２）。 機能部品取付台座に加わるせん断応力分布の計算結果を示す図（実施形態２）。 タイヤの内面に取付けられた機能部品取付台座及び機能部品取付台座に取付けられた機能部品を示す断面図（実施形態３）。 機能部品取付台座に加わるせん断応力分布の計算結果を示す図（実施形態３）。 タイヤの内面に取付けられた機能部品取付台座及び機能部品取付台座に取付けられた機能部品を示す断面図（実施形態４）。 機能部品取付台座に加わるせん断応力分布の計算結果を示す図（実施形態４）。 タイヤの内面に取付けられた機能部品取付台座及び機能部品取付台座に取付けられた機能部品を示す断面図（実施形態５）。 機能部品取付台座に加わるせん断応力分布の計算結果を示す図（実施形態５）。 機能部品取付台座を介してタイヤの内面に取付けられた機能部品に荷重（慣性力）が加わる様子を示す説明図。 車両走行時において機能部品に加わる荷重分布を示す断面図（従来例）。 図２０のＡ−Ａ断面における荷重分布を示す断面図（従来例）。

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。

実施形態１
図１，図２に示すように、機能部品２９をタイヤ６０の内面７０に取り付けるためのゴム製の機能部品取付部材としての実施形態１に係る機能部品取付台座１は、機能部品２９に設けられた機能部品側被取付部３０が収容されて嵌合状態に取付けられる凹部２Ａを有した取付部２と、タイヤ６０の内面７０に固定される固定部としての底面（外底面）４と、タイヤ６０の内面７０に固定された状態の取付部２の凹部２Ａに嵌合状態に取付けられた機能部品側被取付部３０から受ける荷重を分散させるための補強材２０とを備え、当該補強材２０以外の部分がゴム（弾性ゴム）により形成された構成である。

機能部品２９は、例えば、タイヤ６０の状態を検出するために、図外の検出手段を搭載した構成であり、具体的には、取付基板に取付けられた図外の検出手段としてのセンサ（圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等）、電池又は発電素子、無線機等の部品の周囲を樹脂で固めて一体化したセンサモジュールである。
機能部品２９は、樹脂により形成された機能部品側被取付部３０及び機能部品側被取付部３０より突出するように形成された突出部３７を備え、機能部品側被取付部３０及び突出部３７の少なくとも一方に上述したセンサ等の部品が内蔵されたことによって、例えば、タイヤ６０内の温度や圧力等を計測するための機能を備えた構成である。

タイヤ６０は、カーカス６０Ａと、ベルト６１と、トレッド部６２と、ビード部６３と、サイドウォール部６４と、ショルダー部６５と、を備えて構成される。カーカス６０Ａは、タイヤ６０の内面７０側からタイヤ６０の外面７１側に向けて積層された複数のコード層が一対のビード部６３，６３間をトロイド状に跨るように配設され、例えば、内層側の複数層は両端が該ビード部６３のビードコア６６に対してタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されるターンアッププライとなっており、外層側の複数層は両端が該ビード部６３のビードコア６６に対してタイヤ幅方向外側から内側へ折り返されるダウンプライとなっている。ベルト６１は、カーカス６０Ａとトレッド部６２との間に設けられる。トレッド部６２は、カーカス６０Ａ及びベルト６１のタイヤ径方向外側に配置されている。トレッド部６２の表面には、タイヤ周方向に延びる複数の周方向主溝６７が形成されている。

次に、図２，図３，図５を参照し、機能部品２９に設けられた機能部品側被取付部３０について説明する。
機能部品側被取付部３０は、機能部品取付台座１の取付部２の凹部２Ａに嵌合される形状、例えば、角丸長方形（Rounded Rectangle）の短軸を回転軸（機能部品側被取付部３０の中心軸３０Ｘ）として得られる回転体のような形状に形成される。
機能部品側被取付部３０は、取付部２の凹部２Ａに嵌合された場合に当該凹部２Ａの内底面と接触する底部と、当該底部と対向する頂部と、当該底部と頂部とを繋ぐ側面（外周面）とを備える。
機能部品側被取付部３０の側面は、機能部品側被取付部３０の中心軸３０Ｘに沿って当該中心軸３０Ｘから離れる方向に突出するよう湾曲する円弧面３１に形成される。換言すれば、機能部品側被取付部３０の側面は、機能部品側被取付部３０の中心軸３０Ｘに沿った断面形状が、当該中心軸３０Ｘから離れる方向に突出するよう湾曲する円弧面３１である。
機能部品側被取付部３０の底部は、機能部品側被取付部３０の中心軸３０Ｘを中心とする円環面３２と、当該円環面３２の内側に設けられた中心軸３０Ｘを中心とする円形凹部の底面より当該円形凹部を２分割するように設けられた仕切凸部３３と、当該仕切凸部３３により２分割された２つの半円形凹部３４，３５とを備えて構成される（図５参照）。
機能部品側被取付部３０の頂部は、取付部２の凹部２Ａの開口３の開口縁３ａで覆われる中心軸３０Ｘを中心とする円環状の平坦面３６を有する。そして、当該平坦面３６から底部とは反対方向に延長する突出部３７が設けられる。当該突出部３７は、上述したセンサ等の部品が内蔵される部分、機能部品側被取付部３０を取付部２の凹部２Ａに取付ける際の把手部分等として使用される。
即ち、機能部品側被取付部３０は、図３に示すように、中心軸３０Ｘに沿った方向の中央部（側面（円弧面３１）の中央部）の径寸法（中心軸３０Ｘを中心とした中心軸３０Ｘと直交する方向の長さである機能部品側被取付部３０の外径寸法）が、中心軸３０Ｘに沿った方向の両方の端部（底部、及び、頂部）の径寸法よりも大きい寸法である最大径３０Ａに形成される。

次に、図２，図４，図６を参照し、機能部品取付台座１について説明する。
機能部品取付台座１の取付部２は、機能部品側被取付部３０の形状と対応した凹部２Ａを有し、当該凹部２Ａに挿入された機能部品側被取付部３０が機能部品取付台座１のゴム弾性によって当該凹部２Ａに嵌合された状態となるように構成されている。
機能部品側被取付部３０が嵌合される凹部２Ａは、機能部品側被取付部３０を凹部２Ａに対して挿脱するための出入口となる開口３と、開口３と対向する内底部と、開口３と内底部とを繋ぐ内壁面９とを備えた構成である。
凹部２Ａは、開口３の径３Ａが機能部品側被取付部３０の最大径３０Ａよりも小さい寸法に形成されるとともに、内面（内底面及び内壁面９）が機能部品側被取付部３０の外面（底部、側面及び頂部）と嵌合する嵌合面に形成される。
即ち、凹部２Ａは、機能部品側被取付部３０の形状である、例えば、角丸長方形（Rounded Rectangle）の短軸を回転軸（凹部２Ａの中心軸２Ｘ）として得られる回転体のような形状の凹部に形成されている。
凹部２Ａの内壁面９は、凹部２Ａの中心軸２Ｘに沿った方向の中央部の径寸法（中心軸２Ｘを中心とした中心軸２Ｘと直交する方向の長さである凹部２Ａの内径寸法）が、凹部２Ａの開口３の径３Ａ及び凹部２Ａの内底部の径よりも大きい寸法である最大径９Ａに形成されている。即ち、凹部２Ａは、機能部品側被取付部３０を挿脱するための出入口となる開口３の径３Ａが、機能部品側被取付部３０の最大径３０Ａ及び当該最大径３０Ａと対応する凹部２Ａの９Ａよりも小さく形成されている。つまり、開口３が拡径されて凹部２Ａ内に挿入された機能部品側被取付部３０の頂部及び側面の頂部側が開口縁３ａ側のゴムで覆われ、凹部２Ａ内に挿入された機能部品側被取付部３０が機能部品取付台座１のゴムの弾性力によって凹部２Ａの内底部側に押圧されて嵌合状態に維持されるように構成されている。

また、凹部２Ａの内底部は、機能部品側被取付部３０の底部に形成された凹凸部（２つの半円形凹部３４，３５、円環面（凸部）３２、仕切凸部（凸部）３３）の面と嵌合する凹凸部に形成されている。
つまり、図６に示すように、凹部２Ａの内底部は、機能部品側被取付部３０の底面に形成された２つの半円形凹部３４，３５に嵌合する２つの半円形凸部５，６と、円環面３２及び当該円環面３２と連続する側面（円弧面３１）の底部が嵌合される円環凹部７と、仕切凸部３３が嵌合されて２つの半円形凸部５，６を仕切る仕切凹部８とを備えた構成である。
また、機能部品取付台座１の底面４は、タイヤ６０の内面７０に接着材を介して固定される固定部として機能する。当該底面４は、凹部２Ａの中心軸２Ｘを中心とする例えば円形面により形成され、この円形面の径が、凹部２Ａの最大径９Ａよりも大きい寸法に形成されている。当該底面４は、凹部２Ａの中心軸２Ｘと直交する平面に形成される。
また、機能部品取付台座１の外壁面１０は、開口３の開口縁３ａと底面４の外周縁４ａとを繋ぐ傾斜面に形成される。この傾斜面は、開口３の開口縁３ａ側及び底面４の外周縁４ａ側が緩斜面に形成されて、中心軸２Ｘに沿った方向の中央部が急斜面となるように形成されていることにより、開口３の開口縁３ａ側及び底面４の外周縁４ａ側のゴムの肉厚が薄くなるように構成されている。このように、開口３の開口縁３ａ側のゴムの肉厚が薄くなるように構成されていることにより、機能部品側被取付部３０を凹部２Ａ内に嵌合する際に開口３を拡径する作業が容易となる。また、底面４の外周縁４ａ側のゴムの肉厚が薄くなるように構成されていることにより、外周縁４ａ側とタイヤ６０の内面７０との密着性が高まり、外周縁４ａからの剥離が抑制される。

図２に示すように、補強材２０は、機能部品取付台座１を形成するゴム部分に埋設配置されている。
補強材２０は、例えば黄銅めっきが施されたスチ−ルコード、又は、有機繊維等の線状材を用いて形成された、１個以上の螺旋体、又は、各々が独立した１個以上の環状体としての円環体を用いた。そして、当該螺旋体又は円環体が、機能部品取付台座１の凹部２Ａの内壁面（内周面）９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設配置されたことによって、タイヤ６０の内面７０に固定された状態の取付部２に取付けられた機能部品側被取付部３０から受ける荷重を分散させるための補強材２０として機能するように構成した。

補強材２０は、具体的には、図２に示すように、複数個の環状体、又は、１個以上の螺旋体が、凹部２Ａの内壁面９に沿って配置されて凹部２Ａの内壁面９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設された構成とした。即ち、凹部２０Ａの中心軸２Ｘに沿った方向に配置される補強材２０と凹部２Ａの内壁面９との距離が等しくなるように補強材２０がゴム内に配設された構成とした。

補強材２０は、例えば、接着材を介して機能部品取付台座１のゴムに直接接着したり、あるいは、接着用ゴムを介して機能部品取付台座１のゴムに接着することによって、機能部品取付台座１を形成するゴムに埋設される。

尚、補強材２０の曲げ剛性が高くなりすぎると機能部品取付台座１の剛性が上がり過ぎて機能部品取付台座１がタイヤ６０の変形に追従できなくなり、機能部品取付台座１の耐久性が低下するので、補強材２０は細いフィラメントからなる撚り構造のものを用いることが好ましい。

また、補強材２０は、凹部２Ａの開口３と凹部２Ａの内底部との間に設けられる凹部２Ａの最大径９Ａの位置よりも底面４側に位置されるように配置される。このように構成することで、開口３の開口縁３ａ側が補強材２０によって補強されずに開口３の開口縁３ａ側を中心軸２Ｘから離れる方向に拡げて開口３の径寸法が機能部品側被取付部３０の最大径３０Ａよりも大きい寸法になるように拡径しやすくなり、機能部品側被取付部３０の凹部２Ａへの嵌合取付作業が容易となる。

機能部品側被取付部３０を凹部２Ａに取付ける際には、機能部品取付台座１の開口３を拡げて取付部２の凹部２Ａ内に機能部品側被取付部３０を挿入し、機能部品側被取付部３０の底部に形成された凹凸部（２つの半円形凹部３４，３５、円環面（凸部）３２、仕切凸部（凸部）３３）と取付部２の内底部に形成された凹凸面（２つの半円形凸部５，６、円環凹部７、仕切凹部８）とを嵌合させることで、機能部品２９が機能部品取付台座１の凹部２Ａに嵌合状態に取付けられる。
また、機能部品取付台座１は、例えば図１に示すように、取付部２の中心軸２Ｘとタイヤ６０の赤道面６０Ｘとが一致するようにタイヤ６０の内面７０上に位置され、かつ、図２に示すように、２つの半円形凸部５，６がタイヤ６０の周方向に沿って並ぶように、底面４とタイヤ６０の内面７０とが接着材等によって接着されることによって、タイヤ６０の内面７０に取付けられる。
尚、機能部品２９が機能部品取付台座１に取付けられた組立体を構成した後、当該組立体における機能部品取付台座１の底面４とタイヤ６０の内面７０とを接着材等によって接着したり、あるいは、機能部品取付台座１の底面４とタイヤ６０の内面７０とを接着材等によって接着した後に、タイヤ６０の内面７０に取付けられた機能部品取付台座１の凹部２Ａに機能部品２９を取付けることによって、機能部品２９が機能部品取付台座１を介してタイヤ６０の内面７０に取付けられる。

実施形態１による機能部品取付台座１及び機能部品側被取付部３０を介して機能部品２９がタイヤ６０の内面７０に取付けられた構造によれば、機能部品側被取付部３０の底部に形成された凹凸部と凹部２Ａの内底部に形成された凹凸部とが凹凸嵌合するので、車両走行時におけるタイヤ６０の周面の一部が非接地部から接地部に移行する際の踏込時、及び、タイヤの周面の一部が接地部から非接地部に移行する際の蹴出時において機能部品２９に加わる荷重（慣性力）を、凹部２Ａの内底部の半円形凸部５，６でも支持するため、機能部品取付部材１において、荷重方向と向かい合う壁部への荷重集中を緩和することができ、耐久性の高い機能部品取付台座１となる。
即ち、実施形態の機能部品取付台座１は、タイヤ６０の周方向に沿って、複数の凸部（半円形凸部５，半円形凸部６）が凹部を隔てて並ぶようにタイヤ６０の内面７０に取付けられたので、タイヤ６０の転動時に発生する荷重（慣性力）を複数の箇所で分散して支持することができるようになり、荷重方向と向かい合うの壁部への荷重集中を緩和することができ、耐久性の高い機能部品取付台座１となる。尚、タイヤ６０の周方向に沿って凹部を隔てて並ぶように設けられる凸部の数は、数個、例えば、５個以下でよい。

また、機能部品側被取付部３０とゴム製の機能部品取付台座１とが接着されていないので、タイヤ６０が突起を通過する際に衝撃力が機能部品取付台座１に加わった場合、機能部品取付台座１の弾性変形及び機能部品側被取付部３０と機能部品取付台座１との接触界面の滑りによって機能部品取付台座１の歪を逃がすことができる。よって、タイヤ６０の突起通過時に機能部品取付台座１に加わる衝撃力に対して、耐久性の高い機能部品取付台座１となる。

また、実施形態１の機能部品取付台座１は、凹部２Ａの内壁面９が、機能部品側被取付部３０の円弧面３１に形成された側面と対応する円弧面に形成されて、凹部２Ａの内壁面９と機能部品側被取付部３０の側面とを嵌合状態に接触させる構成としたので、機能部品側被取付部３０と機能部品取付台座１との接触界面が円弧曲面となる。このため、当該接触界面の滑り動作が円滑に行われるようになって、機能部品取付台座１に歪集中を招き難くなるので、機能部品取付台座１の耐久性がより向上する。

また、実施形態１の機能部品側被取付部３０は、機能部品側被取付部３０の仕切凸部３３の壁面と接触する機能部品取付台座１の半円形凸部５の壁面及び半円形凸部６の壁面が、タイヤ６０の径方向に沿って延長する平面により形成されたので、荷重（慣性力）を分散支持する力が大きくなり、小面積の平面で慣性力を支持できる。よって、凸部の高さを低くできて、凹部２Ａの深さを浅くでき、機能部品側被取付部３０を小型化できる。

また、機能部品取付台座１の凹部２Ａの内底部は、凸部の面積が凹部の面積よりも大きくなるように構成したので、機能部品取付台座１の底面４と凹部の内底面との間のゴム厚さの薄い箇所よりも機能部品取付台座１の底面４と凸部の頂面との間のゴム厚さの厚い箇所を多くでき、耐久性の高い機能部品取付台座１を構成できる。

このように、実施形態の機能部品取付台座１によれば、機能部品側被取付部３０の底部に形成された凹凸部と凹部２Ａの内底部に形成された凹凸部とが凹凸嵌合する構成を備えたので、タイヤ６０の踏込時、及び、蹴出時に機能部品２９に加わる荷重（慣性力）を分散して支持できるとともに、タイヤ６０が突起を通過する際に衝撃力が機能部品取付台座１に加わった場合に、機能部品側被取付部３０と機能部品取付台座１との接触界面の滑りで逃がすことができ、タイヤ６０の踏込時及び蹴出時に機能部品２９に加わる荷重、及び、突起通過時に機能部品取付台座１に加わる衝撃力に対して、耐久性の高い機能部品取付台座１を得ることができる。

さらに、実施形態１による機能部品取付台座１は、補強材２０が、凹部２Ａの内壁面９に沿って配置されて、凹部２Ａの内壁面９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設された構成であるため、機能部品２９が機能部品取付台座１を介して内面７０に取付けられたタイヤ６０が転動する車両走行時において、図７に示すように、機能部品２９０に白抜き矢印で示すような荷重（慣性力）が加わった場合、補強材２０が荷重方向に引っ張られることにより、図８に示すように、荷重を機能部品取付台座１の外周壁部全体に分散させることができるため、機能部品取付台座１の耐久性をより向上させることができる。

即ち、図８に示すように、車両走行時において機能部品２９に白抜き矢印で示すように荷重（慣性力）が加わった場合、荷重方向と向かい合う壁部が機能部品側被取付部３０で荷重方向に押されるとともに補強材２０も荷重方向に押され、補強材２０を伝って機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重が分散されるため、図２０，図２１に示した従来の機能部品取付台座のように荷重方向と向かい合う壁部に荷重が集中する構成と比べて、荷重を外周壁部全体に分散できるので、機能部品取付台座１の壁部の特定箇所への応力集中が緩和され、耐久性が向上する機能部品取付台座１となる。つまり、車両走行時において機能部品２９に荷重（慣性力）が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができて、より耐久性を向上させることができる機能部品取付台座１となる。

タイヤの内面に実施形態１による補強材２０が埋設された機能部品取付台座１（複数の補強材２０としての円環体が機能部品取付台座１の凹部２Ａの内壁面９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設配置されて構成された機能部品取付台座１）を取付けて当該機能部品取付台座１に機能部品２９を取付け、タイヤ内の空気圧を３気圧にしたタイヤを転動させて機能部品２９に１００Ｎの慣性力を加えた際の機能部品取付台座１の底面（タイヤとの接着面）４に加わるせん断応力分布の計算結果を図９に示す。
また、タイヤの内面に図２０，図２１に示す従来の機能部品取付台座１００（補強材が埋設されていない機能部品取付台座）を取付け、タイヤ内の空気圧を３気圧にしたタイヤを転動させて機能部品２９０に１００Ｎの慣性力を加えた際の機能部品取付台座１００の底面(タイヤとの接着面)４００に加わるせん断応力分布の計算結果を図１０に示す。

図９，図１０からわかるように、図２０，図２１に示す従来の機能部品取付台座１００に加わるせん断応力分布はタイヤ回転（転動）方向の前後の壁部（荷重方向と向かい合う壁部）への応力（図１０中の矢印で示す部分）が大きくなるが、実施形態１の機能部品取付台座１では、補強材２０により機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重（慣性力）が分散されるため、機能部品取付台座１に加わるせん断応力分布はタイヤ回転（転動）方向の前後の壁部（荷重方向と向かい合う壁部）への応力（図９中の矢印で示す部分）が小さくなることがわかった。つまり、実施形態１の機能部品取付台座１は、従来の機能部品取付台座１００と比べて、タイヤ回転（転動）方向の前後の壁部（荷重方向と向かい合う壁部）への応力集中を緩和することができて、耐久性が向上した機能部品取付台座１となることがわかった。換言すれば、実施形態１の機能部品取付台座１によれば、より高速度でも耐久性を確保できる、高速耐久性を有した機能部品取付台座１となることがわかった。

実施形態２
実施形態２の機能部品取付台座１は、図１１に示すように、補強材２０として、複数個の環状体、又は、１個以上の螺旋体が、凹部２Ａの内壁面（内周面）９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設された構成であり、当該補強材２０が、凹部２Ａ側から底面４の外周縁４ｓ側に向けて傾斜して延在するように配置された構成とした。

タイヤの内面に実施形態２による補強材２０が埋設された機能部品取付台座１を取付けて当該機能部品取付台座１に機能部品２９を取付け、タイヤ内の空気圧を３気圧にしたタイヤを転動させて機能部品２９に１００Ｎの慣性力を加えた際の機能部品取付台座１の底面（タイヤとの接着面）４に加わるせん断応力分布の計算結果を図１２に示す。
図１２からわかるように、実施形態２の機能部品取付台座１では、実施形態１の機能部品取付台座１と同様に、補強材２０により機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重が分散されるため、機能部品取付台座１に加わるせん断応力分布は荷重方向と向かい合う壁部への応力（図１２中の矢印で示す部分）が小さくなり、従来の機能部品取付台座１００と比べて、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和することができて、耐久性が向上した機能部品取付台座１となることがわかった。

実施形態３
実施形態３の機能部品取付台座１は、図１３に示すように、補強材２０として、複数個の環状体、又は、１個以上の螺旋体が、凹部２Ａの内壁面（内周面）９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設された構成であり、当該補強材２０が、機能部品取付台座１の底面４に沿って延在するように配置された構成とした。

タイヤの内面に実施形態３による補強材２０が埋設された機能部品取付台座１を取付けて当該機能部品取付台座１に機能部品２９を取付け、タイヤ内の空気圧を３気圧にしたタイヤを転動させて機能部品２９に１００Ｎの慣性力を加えた際の機能部品取付台座１の底面（タイヤとの接着面）４に加わるせん断応力分布の計算結果を図１４に示す。
図１４からわかるように、実施形態３の機能部品取付台座１では、実施形態１の機能部品取付台座１と同様に、補強材２０により機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重が分散されるため、機能部品取付台座１に加わるせん断応力分布は荷重方向と向かい合う壁部への応力（図１４中の矢印で示す部分）が小さくなり、従来の機能部品取付台座１００と比べて、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和することができて、耐久性が向上した機能部品取付台座１となることがわかった。

実施形態４
実施形態４の機能部品取付台座１は、図１５に示すように、補強材２０として、複数個の環状体、又は、１個以上の螺旋体が、凹部２Ａの内壁面（内周面）９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設された構成であり、当該補強材２０が、機能部品取付台座１の底面４を形成する平面と直交する方向に沿って延在するように配置された構成とした。換言すれば、補強材２０は、凹部２Ａの中心軸２Ｘに沿って延在するように配置された構成とした。さらに換言すれば、補強材２０は、機能部品取付台座１の凹部２Ａの径方向と直交する方向に沿って延在するように配置された構成とした。

タイヤの内面に実施形態４による補強材２０が埋設された機能部品取付台座１を取付けて当該機能部品取付台座１に機能部品２９を取付け、タイヤ内の空気圧を３気圧にしたタイヤを転動させて機能部品２９に１００Ｎの慣性力を加えた際の機能部品取付台座１の底面（タイヤとの接着面）４に加わるせん断応力分布の計算結果を図１６に示す。
図１６からわかるように、実施形態４の機能部品取付台座１では、実施形態１の機能部品取付台座１と同様に、補強材２０により機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重が分散されるため、機能部品取付台座１に加わるせん断応力分布は荷重方向と向かい合う壁部への応力（図１６中の矢印で示す部分）が小さくなり、従来の機能部品取付台座１００と比べて、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和することができて、耐久性が向上した機能部品取付台座１となることがわかった。

実施形態５
実施形態５の機能部品取付台座１は、図１７に示すように、補強材２０として、複数個の環状体、又は、１個以上の螺旋体が、凹部２Ａの内壁面（内周面）９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設された構成であり、当該補強材２０が、機能部品取付台座１の外壁面１０に沿って延在するように配置された構成とした。

タイヤの内面に実施形態５による補強材２０が埋設された機能部品取付台座１を取付けて当該機能部品取付台座１に機能部品２９を取付け、タイヤ内の空気圧を３気圧にしたタイヤを転動させて機能部品２９に１００Ｎの慣性力を加えた際の機能部品取付台座１の底面（タイヤとの接着面）４に加わるせん断応力分布の計算結果を図１８に示す。
図１８からわかるように、実施形態５の機能部品取付台座１では、実施形態１の機能部品取付台座１と同様に、補強材２０により機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重が分散されるため、機能部品取付台座１に加わるせん断応力分布は荷重方向と向かい合う壁部への応力（図１８中の矢印で示す部分）が小さくなり、従来の機能部品取付台座１００と比べて、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和することができて、耐久性が向上した機能部品取付台座１となることがわかった。

実施形態１乃至実施形態５の機能部品取付台座１において、タイヤ回転（転動）方向の前後の壁部（荷重方向と向かい合う壁部）への応力集中緩和効果が最も優れているのは、実施形態１の機能部品取付台座１であり、２番目に優れているのは実施形態２の機能部品取付台座１、３番目に優れているのは実施形態３の機能部品取付台座１、４番目に優れているのは実施形態４の機能部品取付台座１、５番目に優れているのは実施形態５の機能部品取付台座１であることがわかる。
この傾向からして、実施形態１の機能部品取付台座１のように、補強材２０の全体が凹部２Ａの内壁面９に近い位置に配置されていて、内壁面９を補強するように構成されている場合、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和する効果が最も顕著であり、また、実施形態２の機能部品取付台座１のように、補強材２０が凹部２Ａ側から底面４の外周縁４ｓ側に向けて傾斜して延在するように配置されていて、補強材２０が凹部２Ａの内壁面９を機能部品取付台座１の径方向に沿って支えるよう構成されている場合も、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和する効果が高いことがわかる。
一方、実施形態３乃至５の機能部品取付台座１のように、補強材２０が凹部２Ａの内壁面９から離れて配置されていて、かつ、内壁面９を機能部品取付台座１の径方向に沿って支えるよう構成されていない場合には、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中を緩和する効果は、実施形態１や実施形態２の機能部品取付台座１と比べて劣ることが分かった。

以上説明したように、各実施形態１乃至５に係る機能部品取付台座１によれば、車両走行時において機能部品に荷重が加わった場合に、補強材２０により機能部品取付台座１の外周壁部全体に荷重が分散されるため、荷重方向と向かい合う壁部への応力集中が緩和され、より耐久性の高い機能部品取付台座１となる。

尚、上述した実施形態１乃至実施形態５のうちのいずれか２つ以上の形態の補強材２０を組み合わせた構成を備えた機能部品取付台座１としてもよい。

また、補強材２０は、複数の線状材を螺旋状に絡み合わせることによって、機能部品取付台座１の凹部２Ａの内壁面（内周面）９の周囲を取り囲むように当該凹部２Ａの内壁面９の外側のゴム部分に埋設配置された構成であってもよい。

また、機能部品取付台座１は、補強材２０が、タイヤ６０の内面７０に固定された機能部品取付台座１のタイヤ周方向に相当する位置に少なくとも配置された構成であればよい。例えば、機能部品取付台座１のタイヤ周方向に相当する位置において、凹部２Ａの内壁面９の外側に沿って当該内壁面９の周方向に延在するように補強材２０を設けた構成とすればよい。この場合でも、車両走行時において機能部品２９に荷重が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができ、より耐久性を向上させることができる機能部品取付台座（機能部品取付部材）１を構成することが可能である。

本発明の機能部品取付台座１は、車両走行時において機能部品２９に荷重（慣性力）が加わった場合に、荷重方向と向かい合う壁部以外の部分にも荷重を負担させることができれば、タイヤ６０の内面７０のどこに取付けても構わない。

機能部品２９は、タイヤの空気圧、温度、加速度等の状態を検出する各種センサ、電池又は発電素子、無線機、発熱素子、ポンプ等の電子部品や装置を個別に搭載した構成、あるいは、これら電子部品や装置のうちの２つ以上を搭載した構成であって、樹脂により形成された機能部品側被取付部３０及び機能部品側被取付部３０より突出するように形成された突出部３７を備えた構成であればよい。

機能部品側被取付部３０は、中心軸３０Ｘに沿った方向の両方の端部（底部、頂部）の径寸法よりも大きい径寸法に形成された側面を有した回転体、又は、柱体、又は、盤体等のような形状、例えば、楕円の短軸を回転軸（中心軸）として得られる回転楕円体、又は、円柱体、又は円盤体のような形状であってもよい。

また、機能部品取付台座１の凹部２Ａの内底部に設けられた凹凸部と機能部品側被取付部３０の底部に設けられた凹凸部とが互いに機械的に嵌合する構成を示したが、機能部品取付台座１の凹部２Ａの内底面と機能部品側被取付部３０の底面とが互いに平坦面に形成された構成であってもよい。

１ 機能部品取付台座（機能部品取付台座）、２ 取付部、２Ａ 凹部、３ 開口、
３Ａ 開口の径、４ 底面、４ａ 底面の外周縁，５，６ 半円形凸部（凸部）、
８ 仕切凹部（凹部）、９ 凹部の内壁面、１０ 外壁面、２０ 補強材、
２９ 機能部品、３０ 機能部品側被取付部、３０Ａ 機能部品側被取付部の最大径、
３４，３５ 半円形凹部（凹部）、３３ 仕切凸部（凸部）、６０ タイヤ、
７０ タイヤの内面。

Claims (12)

1. 機能部品をタイヤの内面に取付けるためのゴム製の機能部品取付部材であって、
   前記タイヤの内面に固定される底面と、
   前記機能部品に設けられた機能部品側被取付部が嵌合状態に取付けられる凹部を有した取付部と、
   前記凹部の外側のゴム部分に埋設された補強材と、
   を備えたことを特徴とする機能部品取付部材。
2. 前記補強材は、前記凹部の周囲を取り囲むようにゴム内に配置された１つ以上の環状体により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の機能部品取付部材。
3. 前記補強材は、前記凹部の周囲を取り囲むようにゴム内に配置された１つ以上の螺旋体により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の機能部品取付部材。
4. 前記補強材は、前記タイヤの内面に固定された前記機能部品取付部材のタイヤ周方向に相当する位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の機能部品取付部材。
5. 前記補強材は、前記凹部の内壁面に沿って延在するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
6. 前記補強材は、前記凹部側から前記底面の外周縁側に向けて傾斜して延在するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
7. 前記補強材は、前記底面に沿って延在するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
8. 前記補強材は、前記底面と直交する方向に沿って延在するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
9. 前記補強材は、前記機能部品取付部材の外壁面に沿って延在するように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
10. 前記凹部は、前記機能部品側被取付部を挿脱するための出入口となる開口の径が、前記機能部品側被取付部の最大径及び当該最大径と対応する前記凹部の最大径よりも小さく形成され、
    前記機能部品側被取付部は、前記開口を拡径することで前記凹部内に挿入されて当該凹部に嵌合状態に取付けられるものであり、
    前記補強材は、前記凹部の開口と前記凹部の内底部との間に設けられる前記凹部の最大径の位置よりも前記底面側に位置されるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
11. 前記補強材は、スチールコード、又は、有機繊維であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。
12. 前記凹部の内底部に、前記機能部品側被取付部の底部に設けられた凹凸部と互いに嵌合する凹凸部を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の機能部品取付部材。

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