CN103717417A

CN103717417A - 安装结构

Info

Publication number: CN103717417A
Application number: CN201280037883.2A
Authority: CN
Inventors: 长屋豪
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-06-06
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: US9365082B2; EP2719552A4; EP2719552B1; CN103717417B; WO2012169364A1; EP2719552A1; US20140103186A1

Abstract

安装结构（200）设置有底座（210），底座（210）具有：接合到轮胎（100）的内表面的底座下表面（211）；和配置在底座下表面（211）的相反侧的底座上表面（212）。在轮胎周向上，底座下表面（211）接合到轮胎（100）的内表面的接合长度等于或小于45mm。

Description

安装结构

技术领域

本发明涉及一种安装结构，该安装结构将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到该轮胎的内表面。

背景技术

传统地，已知一种轮胎，其设置有：一对胎圈芯；胎体层，其跨设在一对胎圈芯之间且为环状；带束层，其与胎体层相邻地配置；和橡胶层，其覆盖胎圈芯、胎体层和带束层。

轮胎包括：胎圈部，其具有胎圈芯；胎面部，其具有轮胎胎面表面；侧壁部，其形成轮胎的侧面壁；和胎肩部，其跨设在侧壁部和胎面部之间。

此外，还已知安装到构成轮胎的内表面的橡胶层（内衬层）的功能部件。功能部件是用于测量例如轮胎内部的温度、压力等的传感器模块。一般地，功能部件例如通过橡胶片（rubber patch）安装到内衬层（例如，专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2007-055347号公报

发明内容

在轮胎与路面接触的状态（接地状态）和轮胎不与路面接触的状态（非接地状态）之间，内衬层的形状不同。也就是，在接地状态下，内衬层具有平坦形状，在非接地状态下，内衬层具有圆弧形状。

为了适应这种内衬层的变形，考虑使用相对软的橡胶作为构成橡胶片等的材料。然而，当使用相对软的橡胶时，耐久性降低。

因此，为了解决上述问题，已实现了本发明，且本发明的目的在于提供一种安装结构，该安装结构能够在抑制耐久性的下降的同时抑制从轮胎的内表面的剥离。

用于解决问题的方案

根据第一特征的安装结构将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到轮胎的内表面。所述安装结构包括：底座，所述底座由弹性构件形成，所述底座包括接合到所述轮胎的内表面的底座下表面和配置在所述底座下表面的相反侧的底座上表面。当所述底座接合到所述轮胎的内表面时，所述底座下表面接合到所述轮胎的内表面的轮胎周向上的接合长度等于或小于45mm。

根据第二特征的安装结构将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到轮胎的内表面。述安装结构包括：底座，所述底座由弹性构件形成，所述底座包括接合到所述轮胎的内表面的底座下表面、配置在所述底座下表面的相反侧的底座上表面以及底座倾斜面，所述底座倾斜面从所述底座下表面的轮胎周向上的端部连续至所述底座上表面的轮胎周向上的端部。所述底座倾斜面具有在轮胎周向上以曲率半径R的曲率朝向所述底座的中心凹陷的凹陷部。在沿着轮胎周向的截面中，a表示所述凹陷部中距离所述轮胎的内表面最远的点；b表示所述凹陷部中与所述轮胎的内表面接触的点；c表示所述底座下表面中的与从b向下延伸的垂线与所述底座下表面相交的交点；ac表示连结a和c的线段；bc表示连结b和c的线段；A表示ac和bc中较短的长度；B表示ac和bc中较长的长度，以及当A和B满足条件1/3^0.5×B<A<B时，R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R<（A²+B²）^0.5。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的轮胎100的图。

图2是示出根据第一实施方式的轮胎100的图。

图3是示出根据第一实施方式的安装结构200的图。

图4是示出根据第一实施方式的框架220的图。

图5是示出根据第一实施方式的框架220的图。

图6是示出根据第一实施方式的框架220的图。

图7是示出根据第一实施方式的插入片250的图。

图8是示出根据第一实施方式的插入片250的图。

图9是示出根据第一实施方式的底座210的图。

图10是描述根据第一实施方式的安装结构200的组装的图。

图11是描述根据第一实施方式的安装结构200的组装的图。

图12是描述根据第一实施方式的安装结构200的组装的图。

图13是描述底座210和轮胎100之间产生的应力的图。

图14是描述底座210和轮胎100之间产生的应力的图。

图15是描述尺寸和应力之间的关系的图。

图16是描述底座210的耐久性极限和接合长度之间的关系的图。

图17是描述底座210的接合长度的图。

图18是描述描述底座210的厚度和应力之间的关系的图。

图19是描述底座210的厚度的图。

图20是描述底座210的厚度和耐久性极限之间的关系的图。

图21是描述底座倾斜面213的形状的图。

图22是描述底座倾斜面213的形状的图。

图23是描述底座倾斜面213的曲率半径和剪切应力之间的关系的图。

图24是描述底座210的接合宽度和功能部件240的接合宽度之间的关系的图。

图25是描述底座210的接合宽度和功能部件240的接合宽度之间的关系的图。

图26是描述评价结果的图。

图27是示出根据第二实施方式的底座210的图。

图28是示出根据第二实施方式的底座210的图。

图29是示出根据第一变型例的底座210的图。

图30是示出根据第一变型例的底座210的图。

图31是示出根据第一变型例的底座210的图。

图32是描述底座倾斜面213的曲率半径和剪切应力之间的关系的图。

图33是描述评价结果的图。

图34是描述评价结果的图。

具体实施方式

下文，将参照附图说明根据本发明的实施方式的安装结构。此外，在下面对附图的描述中，相同或相似的符号被赋予相同或相似的部分。

应当理解，附图被示意性地示出，各尺寸的比例等与实际的不同。因此，考虑下面的说明来确定具体尺寸。当然，附图中，尺寸关系和比例可不同。

【第一实施方式】

【第一实施方式的概要】

根据本实施方式的安装结构将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到轮胎的内表面。安装结构包括：底座（pedestal），该底座由弹性构件形成，且该底座包括接合到轮胎的内表面的底座下表面和配置在底座下表面的相反侧的底座上表面。当底座接合到轮胎的内表面时，底座下表面接合到轮胎的内表面的轮胎周向上的接合长度等于或小于45mm。

在本实施方式中，底座下表面接合到轮胎的内表面的接合长度为45mm或更小。即，接合长度是适当的值，因而可抑制从轮胎的内表面的剥离。此外，不必需使用软橡胶，因而可抑制底座的耐久性的降低。

（轮胎的构造）

下面将说明根据第一实施方式的轮胎的构造。图1和图2是分别示出根据第一实施方式的轮胎100的图。

首先，如图1所示，轮胎100包括胎圈部10、侧壁部20、胎肩部30和胎面部40。

在构成轮胎100的部位中，胎圈部10配置在轮胎径向最内侧。胎圈部10沿着轮胎周向连续地配置。胎圈部10是用于将轮胎100固定到轮辋的部位。应当注意，胎圈部10被橡胶覆盖。

在构成轮胎100的部位中，侧壁部20配置在胎圈部10的轮胎径向外侧。侧壁部20沿着轮胎周向连续地配置。侧壁部20构成轮胎100的侧面。应当注意，侧壁部20被橡胶覆盖。

在构成轮胎100的部位中，胎肩部30跨设在侧壁部20和胎面部40之间。胎肩部30沿着轮胎周向连续地配置。应当注意，胎肩部30被橡胶覆盖。

在构成轮胎100的部位中，胎面部40是构成与路面接触的轮胎胎面表面（接地面）的部位。胎面部40沿着轮胎周向连续地配置。在胎面部40的轮胎胎面表面上，配置有胎面花纹，其例如由沿着轮胎周向延伸的槽（周向槽）和沿轮胎宽度方向延伸的槽（横向槽）形成。

其次，如图1和图2所示，轮胎100包括胎圈芯110、胎体层120和带束层130。

胎圈芯110包括胎圈芯110A和胎圈芯110B，并且构成胎圈部10。胎圈芯110为环状并且由胎圈丝（未示出）构成。

胎体层120跨设在胎圈芯110A和胎圈芯110B之间且为环状。胎体层120例如由沿轮胎径向（或轮胎宽度方向）延伸的多个胎体帘线（未示出）构成。胎体层120在胎圈芯110处朝向轮胎宽度方向外侧折返。

带束层130包括带束层130A和带束层130B，并且构成胎面部40。带束层130布置在胎体层120的轮胎径向外侧。带束层130包括带束帘线被橡胶覆盖的构造。配置在带束层130A中的带束帘线可与配置在带束层130B中的带束帘线交错。

（安装结构的构造）

下面将说明根据第一实施方式的安装结构的构造。图3是示出根据第一实施方式的安装结构200的图。在该情况下，应当注意，安装结构200接合到轮胎100的内表面。特别地，安装结构200接合到轮胎100的沿轮胎周向延伸的内表面，该内表面为轮胎100的构成胎面部40的内表面。

如图3所示，安装结构200包括底座210、框架220、基部230、功能部件240和插入片250。

底座210由弹性构件（弹性体）构成。例如，底座210由天然橡胶或合成橡胶构成。底座210包括接合到轮胎100的内表面的底座下表面和配置在底座下表面的相反侧的底座上表面。例如，底座210通过硫化接合（cure adhesion）接合到轮胎100的内表面。在底座210的底座上表面上，借助框架220和基部230来配置功能部件240。

应当注意，构成底座210的弹性构件的杨氏模量优选为30MPa以下。当底座210接合到外形小的轮胎100的内表面时，胎面部40的曲率半径的变化大，因而，构成底座210的弹性构件的杨氏模量优选为1MPa以上7MPa以下。

框架220由具有预定刚性的构件构成。框架220被布置在底座210的底座上表面上。例如，框架220的表面被镀铜，底座210包括钴，框架220通过硫化接合的方式接合到底座210。

在第一实施方式中，框架220为收容基部230的箱形状。注意，稍后将详细说明框架220（见图4至图6）。

基部230由具有预定刚性的构件构成。在基部230上，载置功能部件240。在第一实施方式中，基部230为大体长方体形状，且被收容在框架220中。

功能部件240包括检测轮胎100的状态的功能。功能部件240的示例包括用于检测轮胎100的内压的压力传感器、用于检测轮胎100的内部温度的温度传感器和用于检测轮胎100的转速的加速计。

插入片250由具有预定刚性的构件构成。插入片250插入框架220中，并且限制收容在框架220中的基部230的运动。在第一实施方式中，插入片250为U字形，并且限制基部230在与轮胎100的内表面垂直的垂直方向上的运动。注意，稍后将详细说明插入件250（见图7和图8）。

（框架的构造）

下面将说明根据第一实施方式的框架的构造。图4是示出根据第一实施方式的框架220的图。

如图4所示，框架220包括底板221、一对第一壁体222（第一壁体222A和第一壁体222B）、一对侧壁接合片223（侧壁接合片223A和侧壁接合片223B）、第二壁体224和第二壁体225。

底板221包括布置在底座上表面的框架下表面和配置在框架下表面的相反侧的框架上表面。框架上表面由第一方向和与第一方向交叉的第二方向限定。在底板221的框架上表面上，载置基部230。注意，在第一实施方式中，底板221为板状并且包括矩形状的框架上表面。

第一壁体222A和第一壁体222B配置在底板221上。第一壁体222A和第一壁体222B为在与底板221垂直的垂直方向上立设的形状。第一壁体222A和第一壁体222B沿第一方向延伸。第一壁体222A和第一壁体222B在与第一方向交叉的第二方向上间隔开地配置。

在第一实施方式中，第一壁体222A构造成使得与底板221垂直的垂直方向上的顶端为侧壁接合片223A，侧壁接合片223A在第二方向上朝向第一壁体222B侧弯曲。侧壁接合片223A沿第一方向延伸。类似地，第一壁体222B构造成使得与底板221垂直的垂直方向上的顶端为侧壁接合片223B，侧壁接合片223B在第二方向上朝向第一壁体222A侧弯曲。侧壁接合片223B沿第一方向延伸。

第二壁体224配置在底板221上。第二壁体224为在与底板221垂直的垂直方向上立设的形状。第二壁体224沿第二方向延伸。注意，在第一实施方式中，第二壁体224为板状，且配置在底板221的第一方向上的一端。

第二壁体225配置在底板221上。第二壁体225为在与底板221垂直的垂直方向上立设的形状。第二壁体225沿第二方向延伸。在第一实施方式中，第二壁体225为板状，且配置在底板221的第一方向上的另一端。

注意，第二壁体224和第二壁体225在第一方向上间隔开地配置。在第一实施方式中，为了使基部230在上述垂直方向上沿第一方向插入，第二壁体224和第二壁体225中的至少一方的高度优选低于第一壁体222的高度。

因而，在第一实施方式中，底板221、第一壁体222、第二壁体224和第二壁体225构成箱形状。

在第一实施方式中，将说明第一方向为宽度方向的情况下将安装结构200接合到轮胎100的示例。为了明确的说明，下面将第一方向称为轮胎宽度方向，将第二方向称为轮胎周向，将上述垂直方向称为轮胎径向。

（框架的尺寸）

下面将说明根据第一实施方式的框架的尺寸。图5和图6是分别示出根据第一实施方式的框架220的图。注意，图5和图6示出基部230收容在框架220中的状态。

如图5所示，在轮胎径向上，H₂₂₃表示从框架220的框架上表面到侧壁接合片223的高度。在轮胎径向上，H₂₃₀表示基部230的高度。D₁是高度H₂₂₃和高度H₂₃₀之间的差。在轮胎周向上，L₂₃₀表示基部230的长度。

在第一实施方式中，在轮胎周向上，一对第一壁体222之间的间隔等于基部230的长度L₂₃₀。因此，一对第一壁体222限制基部230在轮胎周向上的运动。换言之，基部230以嵌合在一对第一壁体222之间的方式载置在框架220的框架上表面上。

注意，如下所述，在轮胎径向上，差D₁等于配置在插入片250的一对臂部的高度。因此，一对臂部限制基部230在轮胎径向上的运动。

如图6所示，在轮胎径向上，H₂₂₅表示第二壁体224和第二壁体225的高度。在轮胎宽度方向上，W₂₃₀表示基部230的宽度。

在第一实施方式中，在轮胎宽度方向上，第二壁体224和第二壁体225之间的间隔等于基部230的宽度W₂₃₀。因此，第二壁体224和第二壁体225限制基部230在轮胎宽度方向上的运动。

在第一实施方式中，高度H₂₂₃和高度H₂₂₅之间的差优选大于基部230的高度H₂₃₀。这有助于将基部230沿着轮胎宽度方向插入框架220内。

（插入片的构造）

下面将说明根据第一实施方式的插入片的构造。图7和图8是分别示出根据第一实施方式的插入片250的图。注意，图7示出插入片250安装到框架220后的得到的状态，图8示出插入片250安装到框架220之前得到的状态。

如图7和图8所示，插入片250包括一对臂部251（臂部251A和臂部251B）、一对前端折返片252（前端折返片252A和前端折返片252B）、连接部253和一对张出部分254（张出部分254A和张出部分254B）。

臂部251A和臂部251B沿轮胎宽度方向延伸。此外，臂部251A和臂部251B在轮胎周向上具有柔性。例如，臂部251A和臂部251B为平板状，其在轮胎周向上的厚度比在轮胎径向上的厚度小。

臂部251A的前端构成前端折返片252A，前端折返片252A在轮胎周向上朝向插入片250的外侧弯曲。类似地，臂部251B的前端构成前端折返片252B，前端折返片252B在轮胎周向上朝向插入片250的外侧弯曲。

臂部251A的主体和前端折返片252之间形成的角度θ₁优选为锐角。也就是，使臂部251的前端（前端折返片252）折返成的角度θ1为锐角。

前端折返片252构造成在插入片250安装到框架220之后挂在第一壁体222上。也就是，前端折返片252具有防止插入片250沿着轮胎宽度方向拔出的功能。

将插入片250安装到框架220之后，前端折返片252限制插入片250朝向轮胎宽度方向上的A侧被拔出。

连接部253是用于连接臂部251A和臂部251B的根部的部位。连接部253包括张出部分254A，张出部分254A在轮胎周向上从臂部251A的根部朝向插入片250的外侧弯曲。类似地，连接部253包括张出部分254B，张出部分254B在轮胎周向上从臂部251B的根部朝向插入片250的外侧弯曲。

臂部251的主体的延长线和张出部分254之间形成的角度θ₂优选为锐角。也就是，与臂部251的根部连续的部位（张出部分254）折曲成使得角度θ₂为锐角。

在插入片250安装到框架220之后，张出部分254具有防止插入片250进入轮胎宽度方向上的B侧的功能。另一方面，当从框架220去除插入片250时，能够通过将插入片250朝向轮胎宽度方向的上B侧移动而解除前端折返片252的钩挂。

在该情况下，L₂₅₂表示前端折返片252在轮胎周向的长度。L₂₅₄表示张出部分254在轮胎周向上的长度。长度L₂₅₂优选地等于长度L₂₅₄。结果，插入片250不大可能从框架220中拔出。

此外，在轮胎宽度方向上，W₂₅₁表示臂部251的长度。臂部251的长度W₂₅₁优选等于第一壁体222的轮胎宽度方向上的长度。结果，插入片250不大可能从框架220中拔出。

注意，如图8所示，在插入片250安装到框架220之前，臂部251的前端间的间隔G_tip优选地比臂部251的根部之间的间隔G_root大。通过在臂部251中提供的柔性，插入片250不大可能从框架220中拔出。

（底座的构造）

以下，将描述根据第一实施方式的底座的构造。图9是示出了根据第一实施方式的底座210的图。应当注意的是，在图9中，框架220和基部230被省略了。

如图9所示，底座210包括接合到轮胎100的内表面的底座下表面211、配置在底座下表面211的相反侧的底座上表面212和从底座下表面211的端部连续至底座上表面212的端部的底座倾斜面213（底座倾斜面213A和底座倾斜面213B）。

在这种情况下，底座倾斜面213A为在轮胎周向上从底座下表面211的一端连续至底座上表面212的一端的倾斜面。底座倾斜面213B是在轮胎周向上从底座下表面211的另一端连续至底座上表面212的另一端的倾斜面。

在第一实施方式中，底座下表面211接合到轮胎100的内表面的接合长度优选地等于或小于45mm，可以从稍后描述的评价结果读出该接合长度。此外，底座210在轮胎径向上的厚度优选地大于1mm，可以从稍后描述的评价结果读出该厚度。

此后，每个附图标记的含义如下：M₂₄₀表示功能部件240的质量；H₂₄₀表示功能部件240的重心X在轮胎径向上的高度；T₂₁₀表示底座210在轮胎径向上的厚度；换言之，T₂₁₀表示在轮胎径向上从底座下表面211至底座上表面212的厚度；R表示轮胎100的直径；L₂₁₀表示在轮胎周向上底座下表面211接合到轮胎100的内表面的接合长度；W₂₁₀表示在轮胎宽度方向上将底座下表面211接合到轮胎100的内表面而获得的接合宽度；V表示目标耐久速度；以及A、B和C表示系数。

此外，g1表示在底座下表面211的另一端（轮胎转动方向上的前侧端）处产生的向心力，g2表示底座下表面211的一端（轮胎转动方向上的后侧端）处产生的向心力。f表示作用于功能部件240上的惯性力。τ表示在底座下表面211的端部处产生的剪切应力。τmax表示在底座下表面211的端部处产生的最大剪切应力。在这种情况下，τmax是在底座下表面211的另一端（轮胎转动方向上的前侧端）处产生的最大剪切应力。A、B和C表示系数。D₁₃₀表示在轮胎径向上从轮胎100的内表面到配置于轮胎100的增强层（配置在轮胎径向上的最内侧的带束层130）的深度。在这种情况下，可以认为D₁₃₀为常量（例如为5）。

在这种情况下，τmax由惯性力f和接合长度L₂₁₀定义，且因而由如下等式（1）表示：

τmax=A*f*exp（-B*L₂₁₀）...等式（1）

在这种情况下，惯性力f是通过向心力g1和向心力g2之间的差而产生的。因此，惯性力f与向心力g1和向心力g2之间的差成比例。此外，根据实验结果已知，惯性力f是以配置在轮胎径向上的最内侧的带束层130为转动中心的力矩分量。因此，在轮胎径向上，惯性力f与从带束层130到功能部件240的重心X的高度（即H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）成比例。根据这些关系，惯性力f可由如下等式（2）表示：

f=C*（H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）*M₂₄₀*V²/R...等式（2）

基于等式（1）和等式（2），推导出如下等式（3）和等式（4）：

τmax=A*C*（H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）*M₂₄₀*V²/R*ex_p（-B*L₂₁₀）...等式（3）

τmax/（A*C）=（H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）*M₂₄₀*V²/R*ex_p（-B*L₂₁₀）...等式（4）

在这种情况下，当接合长度L₂₁₀和厚度T₂₁₀被定义为使得“（H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）*M₂₄₀*V₂/R*exp（-B*L₂₁₀）”的值不超过τmax/（A*C）的值时，抑制底座210的剥离。

换言之，接合长度L₂₁₀优选地等于或大于满足等式（4）的关系的值。此外，厚度T₂₁₀优选地等于或小于满足等式（4）的关系的值。

（安装结构的组装）

此后，将描述根据第一实施方式的安装结构的组装。图10至图12是分别描述了根据第一实施方式的安装结构200的组装的图。

如图10所示，载置功能部件240的基部230被收容于安装到底座210的底座上表面的框架220。接着，沿着轮胎宽度方向插入插入片250。特别地，以臂部251被沿着轮胎宽度方向插入第一壁体222和功能部件240之间的方式设置插入片250。结果，如图11所示，完成了安装结构200的组装。

注意，如图12所示，轮胎径向上，从配置在底板221上的底面到横向壁接合片223的高度H₂₂₃优选地等于基部230的高度H₂₃₀与臂部251的高度H₂₅₁之和。也就是，臂部251的高度H₂₅₁等于高度H₂₂₃和高度H₂₃₀的差D1。

（作用和效果）

在第一实施方式中，底座下表面211接合到轮胎100的内表面的接合长度等于或小于45mm。也就是，接合长度为适当的值，因而抑制从轮胎100的内表面的剥离。此外，不需要使用软橡胶，因而抑制底座210的耐久性的降低。

【底座和轮胎的内表面之间产生的应力】

下文，将说明在底座210（底座下表面）和轮胎100的内表面（内衬层）之间生成的应力。

（摆动）

下文，将参照图13说明摆动。如图13所示，在安装结构200接合到轮胎100的内表面的状态下，当轮胎100与路面接触时，伴随轮胎100的转动所生成的向心力根据安装结构200的各部位而不同。

具体地，考虑如下情况：在轮胎周向（转动方向）上，轮胎100的与安装结构200的前部对应的部分与路面接触，轮胎100的与安装结构200的后部对应的部分不与路面接触。在该情况下，安装结构200的前部的向心力小于安装结构200的后部的向心力。因此，在轮胎周向（转动方向）上，对安装结构200施加向前倒的应力。

类似地，考虑如下情况：在轮胎周向（转动方向）上，轮胎100的与安装结构200的前部对应的部分不与路面接触，轮胎100的与安装结构200的后部对应的部分与路面接触。在该情况下，安装结构200的后部中的向心力小于安装结构200的前部中的向心力。因此，在轮胎周向（转动方向）上，对安装结构200施加向后倒的应力。

当随着轮胎100的转动，对安装结构200反复地施加向前倒的应力和向后倒的应力时，生成如下行为：安装结构200仿佛前后摆动头。这在底座210（底座下表面）和轮胎100的内表面（内衬层）之间生成应力（由前后输入生成的应力）。

（内衬层的变形）

下文，将参照图14说明内衬层的变形。如图14所示，在轮胎100与路面接触的状态（接地状态）和轮胎不与路面接触的状态（非接地状态）之间，内衬层的形状有差异。也就是，在接地状态下，内衬层为平坦形状，在非接地状态下，内衬层为弧形。

当随着轮胎100的转动反复的处于接地状态（平坦形状）和非接地状态（弧形）时，在底座210（底座下表面）和轮胎100的内表面（内衬层）之间生成应力。

（尺寸和应力之间的关系）

此后，将参照附图15描述各尺寸和应力之间的关系。特别的，对于各个尺寸，使当底座下表面211接合到轮胎100的内表面时获得的轮胎周向上的接合长度L₂₁₀、当底座下表面211接合到轮胎100的内表面时获得的轮胎宽度方向上的接合宽度W₂₁₀、底座210在轮胎径向上的厚度T₂₁₀、功能部件240在轮胎宽度方向上的宽度W₂₄₀以及功能部件240在轮胎周向上的长度L₂₄₀改变。作为应力，测量由前后输入（在前后输入时）产生的应力以及由弯曲输入（在弯曲输入时）产生的应力。

注意，功能部件240在轮胎宽度方向上的宽度W₂₄₀是功能部件240接合到底座上表面212的接合长度。此外，功能部件240在轮胎周向上的长度L₂₄₀是功能部件240接合到底座上表面212的接合长度。

此外，共通条件为构成底座210的弹性构件的杨氏模量为7Mpa。

这里，作为由前后输入产生的应力，添加300N的作用于功能部件240（重心X）的惯性力f，然后测量在底座210（底座下表面211）的轮胎周向上的端部处产生的应力。作为由弯曲输入产生的应力，底座下表面211以使底座下表面211（轮胎100的内表面）在轮胎周向上的曲率半径R为300mm的方式模拟变形，然后测量在底座210（底座下表面211）的轮胎周向上的端部处产生的应力。

如图15所示，底座210的接合长度L₂₁₀越大，由前后输入产生的应力越小。另一方面，底座210的接合长度L₂₁₀越大，由弯曲输入产生的应力越大。特别地，当底座210的接合长度L₂₁₀超过45mm时，由弯曲输入产生的应力显著地增大。

即使当轮胎100的尺寸不同时也确认了相似的趋势，且特别地考虑到由弯曲输入产生的应力的减小，底座210的接合长度L₂₁₀优选地等于或小于45mm。

【底座的接合长度和耐久性极限之间的关系】

此后，将参照图16描述底座210的接合长度L210和耐久性极限之间的关系。耐久性极限由当底座210被破坏时的轮胎100的转动速度示出。如图16所示，在特定条件下，当底座210的接合长度L₂₁₀为43mm时，实现了最大的耐久性极限。

然而，在目标耐久速度V小的情况下或在功能部件240的质量M₂₄₀轻的情况下，当接合长度L₂₁₀为43mm时，不必需实现最大的耐久性极限。因此，如上所述，接合长度L₂₁₀优选地等于或大于满足如下等式（4）的值：

τmax/（A*C）=（H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）*M₂₄₀*V²/R*exp（-B*L₂₁₀）...等式（4）

例如，在如图17示出的示例2中，当功能部件240的质量M₂₄₀轻时，底座210的接合长度L₂₁₀可以是短的。此外，在如图17示出的示例3中，当目标耐久速度V小时，底座210的接合长度L₂₁₀可以是短的。

【底座厚度和应力之间的关系】

此后，将参照附图18描述底座210的厚度T₂₁₀和应力之间的关系。在图18中，横轴表示底座210（底座下表面）在轮胎周向上的位置，其中底座210（底座下表面）的轮胎周向上的中心由“0”表示。此外，纵轴表示响应弯曲输入产生的剪切应力，其中剪切应力的取向由正负表示。

如图18所示，底座210的厚度T₂₁₀越小，在底座210（底座下表面211）的轮胎周向上的端部以外的部分中产生的剪切应力越大。因此，优选地底座210的厚度T₂₁₀较大。

然而，如上所述，最大剪切应力依赖于目标耐久速度V和功能部件240的质量M₂₄₀。因此，如上所述，厚度T₂₁₀优选地等于或小于满足如下等式（4）的值：

例如，在如图19示出的示例2中，当功能部件240的质量M₂₄₀轻时，底座210的厚度T₂₁₀可以是大的。此外，在如图17示出的示例3中，当目标耐久速度V小时，底座210的厚度T₂₁₀可以是大的。

注意如图15所示，鉴于由前后输入在底座下表面211的轮胎周向上的端部处产生的剪切应力，优选地使底座210的厚度T₂₁₀小。然而，如图18所示，底座210的厚度T₂₁₀越小，由弯曲输入在底座下表面211的轮胎周向上的端部以外的部分中产生的剪切应力越大。因此，底座210的厚度T₂₁₀优选地大于1mm。可替代地，底座210的厚度T₂₁₀更优选地大于3mm。

此后，将参照图20描述底座210的厚度T₂₁₀和耐久性极限之间的关系。耐久性极限由当底座210被破坏时的轮胎100的转动速度示出。

具体地，底座210附于轮胎100的内表面（内衬层），且在轮胎100转动之后测量底座210的耐久性极限。

轮胎尺寸=195/65R15

轮胎内部压力=280kPa

负载=495kgf

如图20所示，当底座210的厚度T₂₁₀是1mm时，配置在底座210正下方的内衬层或帘布层帘线被损坏。然而，当底座210的厚度T₂₁₀大于1mm时，尽管发生底座210的剥离，轮胎100（内衬层或帘布层帘线）也未被损坏。因此，底座210的厚度T₂₁₀优选地大于1mm。可替代地，底座210的厚度T₂₁₀更优选地大于3mm。

【底座倾斜面的形状】

此后，将参照图21和图22描述底座倾斜面213的形状。如图21所示，底座倾斜面213可为平坦的形状（或为直线形状）；然而，如图22所示，具有优选地朝向底座210的中心凹陷的形状。

在图22示出的情况下，凹陷越深，轮胎100的内表面和底座下表面211之间产生的剪切应力越小。因此，在从轮胎宽度方向外侧观察的底座210的侧视图中，底座倾斜面213优选地为具有等于或小于10mm的曲率半径R的圆弧形状。

此后，将参照图23描述底座倾斜面213的曲率半径和剪切应力之间的关系。在图23中，纵轴表示在底座210（底座下表面211）的轮胎周向上的端部处产生的应力（端部剪切应力）。横轴表示底座倾斜面213的曲率半径。

如图23所示，底座倾斜面213的曲率半径越小，由前后输入产生的应力变得越小。特别地，当底座倾斜面213的曲率半径R等于或小于10mm时，由前后输入产生的应力减小。

【接合宽度的关系】

以下，将参照图24和图25描述当底座210（底座下表面211）接合到轮胎100的内表面时获得的接合宽度与当功能部件240接合到底座210（底座上表面212）时获得的接合宽度之间的关系。

在图24和图25中，当底座210和功能部件240被通过底座210和功能部件240的轮胎宽度方向上的中心的平面（以下称为“中心平面CP”）划分时，示出了底座210和功能部件240的一半。

如图24和图25所示，底座210具有从底座下表面211的端部连续至底座上表面212的端部的底座倾斜面214。底座倾斜面214是沿轮胎宽度方向从底座下表面211的端部连续至底座上表面212的端部的倾斜面。

在这种情况下，W₁表示在轮胎宽度方向上从接合到底座210（底座上表面212）的功能部件240的端部至中心平面CP的接合宽度。W₂表示在轮胎宽度方向上从接合到轮胎100的内表面的底座210（底座下表面211）的端部到中心平面CP的接合宽度。

在这种情况下，W₂优选地等于或大于W₁的100%并且等于或小于W₁的150%。

W₂等于或大于W₁的100%，因而由底座倾斜面214和轮胎100的内表面形成的角度θ是锐角，结果，应力几乎不可能集中在底座上表面212的轮胎宽度方向上的端部。

另一方面，如图15所示，即使当接合宽度W₂₁₀大时，增加底座210的重量，在底座上表面212的端部处的应力也保持不变，因而可满足W₂等于或小于W₁的150%。优选地，W₂优选大约为W₁的120%。

注意，图24示出了W₂为W₁的105%的情况，而图25示出了W₂为W₁的120%的情况。

【评价结果】

此后，将参照图26描述评价结果。具体的，制备了根据示例1和示例2的底座210。底座210接合到轮胎100的内表面（内衬层），且在轮胎100压抵转鼓之后，测量底座210的耐久性极限。

（共通条件）

轮胎尺寸=195/65R15

轮胎内部压力=280kPa

负载=650kgf

（示例1）

底座210的接合长度L₂₁₀=38mm

底座210的接合宽度W₂₁₀=47mm

底座210的厚度T₂₁₀=6mm

功能部件240的长度L₂₄₀=26mm

功能部件240的宽度W₂₄₀=35mm

底座倾斜面213的形状=平坦形状

（示例2）

底座210的接合长度L₂₁₀=43mm

底座210的接合宽度W₂₁₀=42mm

底座210的厚度T₂₁₀=3mm

功能部件240的长度L₂₄₀=26mm

功能部件240的宽度W₂₄₀=35mm

底座倾斜面213的曲率半径R=10mm

如图26所示，与示例1相比，在示例2中，即使以较高速度操作，也确认底座210未被损坏。

【第二实施方式】

【第二实施方式的概要】

根据本实施方式的安装结构涉及一种将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到轮胎的内表面的结构。安装结构包括底座，该底座由弹性构件构造且该底座包括接合到轮胎的内表面的底座下表面、配置在底座下表面的相反侧的底座上表面和从底座下表面的轮胎周向上的端部连续至底座上表面的轮胎周向上的端部的底座倾斜面。底座倾斜面具有在轮胎周向上以曲率半径R的曲率朝向底座的中心凹陷的凹陷部。在沿着轮胎周向的截面中，a表示凹陷部中距离轮胎的内表面最远的点；b表示凹陷部中与轮胎的内表面接触的点；c表示底座下表面中的与从b向下延伸的垂线与底座下表面相交的交点；ac表示连结a和c的线段；bc表示连结b和c的线段；A表示ac和bc中较短的长度；以及B表示ac和bc中较长的长度。当A和B满足1/3^0.5×B<A<B的条件时，R满足（A²+B²）/（2×A）<R<（A²+B²）^0.5的关系。

在本实施方式中，底座倾斜面具有在轮胎周向上朝向底座的中心凹陷的凹陷部，因而抑制从轮胎的内表面的剥离。此外，不必需使用软橡胶，因而能够抑制底座耐久性的降低。

此外，当A和B满足1/3^0.5×B<A<B的条件时，R满足（A²+B²）/（2×A）<R<（A²+B²）^0.5的关系。因此，能够适当地限定底座倾斜面的曲率半径R。

注意，在本实施方式中，根据需要，省略与上述第一实施方式相同的部分。因此，“（轮胎的构造）”、“（安装结构的构造）”、“（框架的构造）”、“（框架的尺寸）”、“（插入片的构造）”、“（安装结构的组装）”、“（摆动）”和“（内衬层的变形）”与上述的实施方式中的相同，因而将省略对这些的描述。

（底座的构造）

以下，将描述根据第二实施方式的底座的构造。图27是示出了根据第二实施方式的底座210的图。应当注意，在图27中，框架220和基部230被省略。

如图27所示，底座210包括接合到轮胎100的内表面的底座下表面211、配置在底座下表面211相反侧的底座上表面212和从底座下表面211的轮胎周向上的端部连续至底座上表面212的轮胎周向上的端部的底座倾斜面213。

底座倾斜面213具有在轮胎周向上以曲率半径R的曲率朝向底座210的中心凹陷的凹陷部。在底座倾斜面213中，凹陷部包含与底座下表面211接触的部分。换言之，底座倾斜面213在与底座下表面211接触的部分中包含凹陷部。

注意，在第二实施方式中示出了整个底座倾斜面213由凹陷部构成的情况。

这里，在轮胎周向上的截面中，各缩写的含义如下：

a表示底座倾斜面213（凹陷部）中距离轮胎100的内表面最远的点；

b表示底座倾斜面213（凹陷部）中与轮胎100的内表面接触的点；

c表示底座下表面211中的与从b向下延伸的垂线与底座下表面211相交的交点；

ab表示连结a和b的线段；

ac表示连结a和c的线段；

bc表示连结b和c的线段；

A表示ac和bc中较短的长度；以及

B表示ac和bc中较长的长度。

这里，如稍后描述的，底座倾斜面213的凹陷部的曲率半径R越小，轮胎100的内表面和底座下表面211之间产生的剪切应力越小。特别地，当曲率半径R小于（A²+B²）^0.5时，由前后输入产生的应力减小。因此，曲率半径R的最大值优选地为（A²+B²）^0.5。

然而，当1/3^0.5×B=A时，满足（A²+B²）/（2×A）=（A²+B²）^0.5的关系。在这种情况下，如图28所示，曲率半径R的圆是与穿过b的水平线相切的圆。在这种情况下，不可能使得曲率半径R为比（A²+B²）/（2×A）小的值。

因此，必需考虑两种情况，也就是满足条件1/3^0.5×B<A的情况（1）和满足条件A<1/3^0.5×B的情况（2）。

在情况（1）中，满足关系（A²+B²）/（2×A）<（A²+B²）^0.5，因而曲率半径R的最小值是（A²+B²）/（2×A）。因此，曲率半径R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R<（A²+B²）^0.5。

在情况（2）中，满足关系（A²+B²）^0.5<（A²+B²）/（2×A），因而曲率半径R的最小值是（A²+B²）/（2×A）。因此，曲率半径R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R。

（作用和效果）

在第二实施方式中，底座倾斜面213具有在轮胎周向上朝向底座210的中心凹陷的凹陷部，因而抑制从轮胎100的内表面的剥离。此外，不需要使用软橡胶，因而抑制底座210的耐久性的降低。

此外，在满足条件1/3^0.5×B<A<B的情况（1）中，曲率半径R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R<（A²+B²）^0.5。因此，能够适当地限定底座倾斜面的凹陷部的曲率半径R。

相似地，在满足条件A<1/3^0.5×B的情况（2）中，曲率半径R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R。因此，能够适当地限定底座倾斜面的凹陷部的曲率半径R。

【第一变型例】

此后，对第二实施方式的第一变型例进行说明。以下，将主要描述与第二实施方式的差异。

在第一变型例中，将描述底座倾斜面213的形状的变化。具体地，如图29所示，整个底座倾斜面213可由曲率半径R的曲率构成。可替代地，如图30所示，底座倾斜面213由多个直线构成，且可适当地构成具有曲率半径R的曲线。可替代地，如图31所示，底座倾斜面213可由多个曲线构成，每个曲线分别具有不同的曲率半径。

应当注意，在图31示出的情况下，具有曲率半径R的曲率的凹陷部是包含在底座倾斜面213中的与底座下表面211接触的部分的区域。

【凹陷部的曲率半径】

以下，将参照图32描述凹陷部的曲率半径。如图32所示，底座倾斜面213的凹陷部的曲率半径R越小，轮胎100的内表面和底座下表面211之间产生的剪切应力越小。

注意，在如图32示出的测量中，每个构件的尺寸如下：

底座210的接合长度=41mm

底座210的接合宽度=35mm

底座210的厚度=6mm

功能部件240的安装长度=26mm

功能部件240的安装宽度=35mm

bc=8.5mm（B）

ac=6.0mm（A）

ab=（A²+B²）^0.5=10.4mm

如图32所示，当底座倾斜面213的凹陷部的曲率半径R等于或小于10mm时，由前后输入产生的应力下降。因此，曲率半径R优选地小于（A²+B²）^0.5。

【评价结果1】

以下，将参照图33描述评价结果1。具体地，制备了示例3和比较例1-3。特别地，底座倾斜面213的凹陷部的曲率半径R被改变，且计算由前后输入（在前后输入时）产生的应力以及由弯曲输入（在弯曲输入时）产生的应力。

这里，作为由前后输入产生的应力，添加300N的作用于功能部件240（重心X）的惯性力f，然后测量在底座210的（底座下表面211）的轮胎周向上的端部处产生的应力。作为由弯曲输入产生的应力，底座下表面211以使底座下表面211（轮胎100的内表面）的轮胎周向上的曲率半径R为300mm的方式被模拟变形，且计算在底座210（底座下表面211）的轮胎周向上的端部处产生的应力。

（共通条件）

底座210的接合长度=41mm

底座210的接合宽度=35mm

底座210的厚度=3mm

功能部件240的安装长度=26mm

功能部件240的安装宽度=35mm

构成底座210的弹性构件的杨氏模量=7Mpa

bc=8.5mm（B）

ac=6.0mm（A）

ab=（A²+B²）^0.5=10.4mm

如图33所示，曲率半径R越小，由前后输入产生的应力变得越小。另一方面，曲率半径R越小，由弯曲输入产生的应力越大。因此，当考虑由前后输入产生的应力和弯曲输入产生的应力之间的平衡时，确认曲率半径R的最优值为（A²+B²）^0.5=10.4mm。

注意，确认了曲率半径R越小，由前后输入产生的应力越小，因而曲率半径R优选地为小于（A²+B²）^0.5。

【评价结果2】

以下，将参照图34描述评价结果2。具体地，制备了示例4和比较例4-6。特别地，与评价结果1类似，底座倾斜面213的凹陷部的曲率半径R被改变，测量由前后输入（在前后输入时）产生的应力以及由弯曲输入（在弯曲输入时）产生的应力。

（共通条件）

底座210的接合长度=41mm

底座210的接合宽度=35mm

底座210的厚度=6mm

功能部件240的安装长度=21mm

功能部件240的安装宽度=35mm

构成底座210的弹性构件的杨氏模量=7Mpa

bc=10mm（B）

ac=9mm（A）

ab=（A²+B²）^0.5=13.45mm

如图34所示，曲率半径R越小，由前后输入产生的应力越小。另一方面，曲率半径R越小，由弯曲输入产生的应力越大。因此，当考虑由前后输入产生的应力和由弯曲输入产生的应力之间的平衡时，确认曲率半径R的最优值为（A²+B²）^0.5=10.4mm。

【其他实施方式】

通过上述实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不受上述说明和构成该公开的一部分的附图的抑制。根据该公开，各种替换实施方式、示例和操作技术对于本领域的普通技术人员将是明显的。

在本实施方式中，示出了安装结构200包括框架220、基部230和插入片250的情况；然而，实施方式不限于此。安装结构200可不包括框架220、基部230和插入片250。也就是，安装结构200可仅由底座210构成。

在本实施方式中，对于尺寸的描述，使用了术语“等于”；自然地，能够接受尺寸误差。

应当注意，本实施方式中使用的“预定刚性”至少大于构成底座的构件（弹性构件）的刚性。

在本实施方式中，框架220的框架上表面的形状是矩形的。然而，实施方式不限于此。具体地，框架220的框架上表面的形状可为三角形或其他的形状。

尽管在上述第一实施方式中未特别地陈述，功能部件240的长度L₂₄₀优选地为底座210的接合长度L₂₁₀的60%。具体地，应当注意如图15所示，功能部件240的长度L₂₄₀越小，由弯曲输入产生的应力越小。

尽管在上述第一实施方式中未特别地陈述，功能部件240的宽度W₂₄₀优选地为大约35mm。具体地，如图15所示，功能部件240的宽度W₂₄₀越大，由前后输入产生的应力越小。此外，应当注意，如果功能部件240的宽度W₂₄₀太大，则当轮胎100与路面接触时，在轮胎宽度方向的截面中，底座210（底座上表面212）和功能部件240之间的接合面不能跟随轮胎100的内表面的曲率半径的变化。

在上述第一实施方式中，接合长度L210可以是当底座下表面211接合到轮胎100的内表面时的轮胎周向上的最大接合长度，且还可以是当底座下表面211接合到轮胎100的内表面时获得的平均接合长度。类似地，接合宽度W₂₁₀可以是在底座下表面211接合到轮胎100的内表面的情况下的轮胎宽度方向上的最大接合宽度或平均接合宽度。

另外，日本专利申请No.2011-126441（2011年6月6日递交）和日本专利申请No.2011-126554（2011年6月6日递交）的整个内容通过引用包含于本说明书中。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供一种安装结构，该安装结构能够在抑制耐久性降低的同时抑制从轮胎的内表面的剥离。

Claims

1.一种安装结构，所述安装结构将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到所述轮胎的内表面，所述安装结构包括：

底座，所述底座由弹性构件形成，所述底座包括接合到所述轮胎的内表面的底座下表面和配置在所述底座下表面的相反侧的底座上表面，其中

当所述底座接合到所述轮胎的内表面时，所述底座下表面接合到所述轮胎的内表面的轮胎周向上的接合长度等于或小于45mm。

2.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，

M₂₄₀表示所述功能部件的质量；

H₂₄₀表示所述功能部件的重心在与所述轮胎的内表面垂直的垂直方向上的高度；

T₂₁₀表示所述底座在所述垂直方向上的厚度；

R表示所述轮胎的直径；

L₂₁₀表示所述接合长度；

V表示目标耐久速度；

τmax表示在所述底座下表面的端部处产生的最大剪切应力；

A、B和C表示系数；

D₁₃₀表示在所述垂直方向上从所述轮胎的内表面到配置于所述轮胎的增强层的深度；以及

L₂₁₀等于或大于满足如下关系的值：

τmax/（A×C）=（H₂₄₀+T₂₁₀+D₁₃₀）×V²/R×M₂₄₀×EXP（-B×L₂₁₀）。

3.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，

M₂₄₀表示所述功能部件的质量；

T₂₁₀表示所述底座在所述垂直方向上的厚度；

R表示所述轮胎的直径；

L₂₁₀表示所述接合长度；

V表示目标耐久速度；

τmax表示在所述底座下表面的端部处产生的最大剪切应力；

A、B和C表示系数；

T₂₁₀等于或小于满足如下关系的值：

4.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，

所述底座在与所述底座下表面垂直的垂直方向上的厚度大于1mm。

5.根据权利要求1所述的安装结构，其特征在于，

所述底座包括底座倾斜面，所述底座倾斜面从所述底座下表面的轮胎周向上的端部连续至所述底座上表面的轮胎周向上的端部，以及

所述底座倾斜面包括朝向所述底座的中心凹陷的形状。

6.一种安装结构，所述安装结构将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装到所述轮胎的内表面，所述安装结构包括：

底座，所述底座由弹性构件形成，所述底座包括接合到所述轮胎的内表面的底座下表面、配置在所述底座下表面的相反侧的底座上表面以及底座倾斜面，所述底座倾斜面从所述底座下表面的轮胎周向上的端部连续至所述底座上表面的轮胎周向上的端部，其中

所述底座倾斜面具有在轮胎周向上以曲率半径R的曲率朝向所述底座的中心凹陷的凹陷部，

在沿着轮胎周向的截面中，

a表示所述凹陷部中距离所述轮胎的内表面最远的点；

b表示所述凹陷部中与所述轮胎的内表面接触的点；

c表示所述底座下表面中的与从b向下延伸的垂线与所述底座下表面相交的交点；

ac表示连结a和c的线段；

bc表示连结b和c的线段；

A表示ac和bc中较短的长度；

B表示ac和bc中较长的长度，以及

当A和B满足条件1/3^0.5×B<A<B时，R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R<（A²+B²）^0.5。

7.根据权利要求6所述的安装结构，其特征在于，

在所述底座倾斜面中，所述凹陷部包含与所述底座下表面接触的部分。

8.根据权利要求6所述的安装结构，其特征在于，

在沿着轮胎周向的截面中，

当A和B满足条件A<1/3^0.5×B时，R满足关系（A²+B²）/（2×A）<R。