CN104428148A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

在轮胎(1)的与轮胎周向正交且沿胎面宽度方向的截面中，电子装置(7)的轮胎径向外侧端部(7b)被定位在比基准位置靠轮胎径向内侧的位置，其中基准位置被定位在远离外侧轮辋端部(2b)的轮胎径向外侧的位置，外侧轮辋端部被定位在轮辋接触面的轮胎径向外侧的位置，并且外侧轮辋端部和基准位置之间的距离与胎圈部的在外侧轮辋端部中的厚度(T1)相等。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎内表面上安装有电子装置的轮胎。
背景技术
近年来，已经将轮胎压力监测系统(以下，称作“TPMS”)安装在车辆上，其中以将用于测量轮胎内压、轮胎内部温度等的电子装置安装至轮胎的方式构造TPMS，由位于车体侧的接收模块接收经由无线通信从电子装置发出的测得的数据，从而基于接收到的数据来确定轮胎状态或在车辆驾驶室的内载指示器上显示接收到的数据。例如，专利文献1公开了一种轮胎，该轮胎的胎侧部的内表面安装有电子装置。该电子装置可拆卸地安装于轮胎内表面，因而能够被适当替换。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特表2002-502765号公报(图1和第[0018]段等)
发明内容
具有该电子装置的轮胎多用在建设机器用轮胎或卡车和公共汽车用轮胎中。特别地，建设机器用轮胎与乘用车用轮胎相比更易于被刺穿。例如，当轮胎被刺穿或内压由于轮胎的问题而异常降低时，胎侧部会弯曲变形，并且胎侧部可能会在作为基点的轮胎径向上的中心处弯折成两个。
当胎侧部在作为基点的轮胎径向上的中心处弯折时，轮胎的胎侧部的内表面彼此接触。因此，如在专利文献1的轮胎中，布置在轮胎的胎侧部的内表面的电子装置介于轮胎内表面之间，因而可能会发生诸如电子装置的破损或电子装置的脱离等的问题。
鉴于上述问题作出本发明，本发明的目的是提供一种轮胎，该轮胎能够在胎侧部由于轮胎的刺穿或内压的异常降低而变形时抑制诸如电子装置的破损或电子装置的脱离等的问题。
为解决上述问题，根据本发明的轮胎包括：一对胎圈部；以及电子装置，所述电子装置安装在轮胎的内表面上，其中，所述胎圈部设置有与轮辋接触的轮辋接触面，并且在所述轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，所述电子装置的轮胎径向外侧端部位于基准位置的轮胎径向内侧的位置，所述基准位置位于从外侧轮辋端部开始向轮胎径向外侧分离了所述胎圈部在所述外侧轮辋端部处的厚度的位置，所述外侧轮辋端部位于所述轮辋接触面的轮胎径向外侧的位置处。
根据本发明，能够提供一种能够在两胎侧部由于轮胎的刺穿或内压的异常降低而变形时抑制诸如电子装置的破损或电子装置的脱离等的问题的轮胎。
附图说明
图1是根据本实施方式的轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面图。
图2是安装有图1的电子装置的部分的放大截面图。
图3是示意性地示出轮胎被刺穿时的状态的图。
图4是示意性地示出轮辋的安装状态的图。
图5的(a)和图5的(b)是示意性地示出轮辋的安装状态的图。
具体实施方式
以下，将参照附图说明根据本发明的轮胎的示例。在以下的附图的记载中，用相同或相似的附图标记指代相同或相似的构成元件。注意，附图是示意性的并且尺寸和比率与实际值不同。因此，应当考虑以下说明来确定具体的尺寸等。无需赘述，附图相互间的尺寸的关系或比率可能不同。
图1是根据本实施方式的轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面图。根据本实施方式的轮胎是越野子午线轮胎(ORR46/90R57)。
轮胎1包括：一对胎圈部(仅示出一侧)2；一对胎侧部(仅示出一侧)9，其被布置成与胎圈部2连接；胎面部5，其连接于两胎侧部9；胎体3，其从胎面部5延伸至胎圈部2；以及带束层6，其在胎面部5中布置在胎体3的轮胎径向外侧。
胎圈部2与位于轮胎径向trd的内侧的轮辋12接触。胎圈部2的与轮辋12接触的表面被称作轮辋接触面2a。轮辋接触面2a的位于轮胎径向外侧的部分被称作外侧轮辋端部2b，外侧轮辋端部2b是轮辋12和轮胎1彼此分离的分离点。
胎体3包括：布置在一对胎圈部2之间的帘布层主体3a；以及在胎圈部2处朝向轮胎径向外侧折返的折返帘布层3b。内衬垫层4设置在胎体3的内侧。内衬垫层4由与内胎(tube)相当的相对高气密性的材料制成。
与路面接触的胎面部5布置在胎体3的轮胎径向外侧。带束层6设置在胎面部5和胎体3之间并增强胎面部5。带束层6由高强度的钢丝帘线形成，多个带束层沿着轮胎周向堆叠。
电子装置7设置在胎圈部2的内表面(轮胎的内表面)并检测轮胎的内部信息。电子装置7通过固定构件8固定于轮胎内表面。
电子装置7包括检测部(未示出)、通信部(未示出)、存储部(未示出)和壳体71。检测部检测充填在轮胎中的压缩空气的空气压力、轮胎内部的温度、轮胎的磨耗状态等。通信部将由检测部检测到的信息发送至安装在车辆侧的通信设备(未示出)。存储部由例如IC芯片构成并存储轮胎的识别信息(名称、生产日期、序列号、批号等)。壳体71收纳检测部、通信部和存储部。
壳体71由坚固且硬质的材料构成，以便保护收纳在其中的存储部等。具体地，构成壳体71的材料优选具有大约7030kg/cm2(大约10,000PSI(磅每平方英寸))或更大的杨氏模量。
此外，电子装置可以检测充填在轮胎中的压缩空气的空气压力、轮胎内部的温度、轮胎的磨耗状态等以将检测到的信息发送至通信设备，可以存储诸如轮胎的ID等的识别信息以响应来自轮胎外部的通信设备的请求来发送该识别信息，并且包括用于各种用途的电子装置。因此，电子装置可以不包括用于检测诸如轮胎的内压等的轮胎内部信息的检测部，并且可以不包括用于保存轮胎的识别信息的存储部。此外，由检测部检测的轮胎的内部信息包括轮胎的空气压力、轮胎的温度、轮胎的转动和诸如轮胎的ID等的识别信息。
此外，轮胎外部的通信设备可以是：能够从电子装置接收信息和将信息发送至电子装置的设备；构成TPMS的通信设备；存储轮胎内部信息的服务器；销售车辆或轮胎的经销商终端；以及用户终端(汽车导航终端或移动终端)。
固定构件8是被构造成用于将电子装置7安装至轮胎内表面的构件，并且可以由例如三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶和天然橡胶的混合物、氯化丁基橡胶和天然橡胶的混合物、丁苯橡胶(SBR)和天然橡胶的混合物等构成。更优选地，固定构件8可以由氯化丁基橡胶和天然橡胶的混合物以及丁苯橡胶(SBR)和天然橡胶的混合物制成。
此外，固定构件可以是能够被安装至轮胎内表面的构件，可以是固定夹具，可以是粘合构件，并且能够采用各种构造。
例如，作为具体的构造，示例性的固定构件可以具有：主体部，其包括与轮胎内表面接触的底表面、被布置成面对底表面的上表面、位于上表面和底表面的侧部的侧表面并且凹部形成于主体部的侧表面；紧固件，其包括加压部和爪部，其中加压部被构造成保持布置在主体部的上表面的电子装置的两侧部，爪部被凹部钩住；以及螺纹部，其用于固定紧固件。
在使用具有该构造的固定构件将电子装置安装至轮胎内表面的方法中，首先，使用粘接剂等将主体部的底表面固定至轮胎内表面。然后，将紧固件的爪部插入主体部的凹部，并将电子装置布置在主体部的上表面，由此使电子装置的对向侧表面被加压部保持。随后，通过螺纹部固定紧固件。这能够使电子装置固定至轮胎内表面。此外，能够通过螺纹部和紧固件的移除而从固定构件移除电子装置。电子装置可拆卸地安装于轮胎，因而能够被适当地替换。
本实施方式可以以使得电子装置和固定构件中的仅电子装置能从轮胎移除的方式来进行构造，但是不限于此构造。例如，可以以使得仅固定构件能从轮胎移除的方式以及电子装置和固定构件两者均能从轮胎移除的方式来进行构造。
接下来，将参照图1和图2说明电子装置的安装位置。电子装置7被布置成在安装于轮胎内表面的状态下从轮胎内表面突出。在轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，电子装置的轮胎径向外侧端部(图1和图2中示出的上侧端部)位于基准位置的轮胎径向内侧，其中基准位置位于从位于轮辋接触面2a的轮胎径向外侧的外侧轮辋端部2b开始向轮胎径向外侧分离了胎圈部的在外侧轮辋端部2b中的厚度T1的位置。在图1和图2中，基准位置由基准点P1表示。
胎圈部的在外侧轮辋端部中的厚度T1是胎圈部2的在通过外侧轮辋端部2b且沿着与轮胎的外表面正交的方向延伸的第一虚拟线L1上的厚度。此外，基准点P1是位于从外侧轮辋端部2b开始向轮胎径向外侧分离了胎圈部的在外侧轮辋端部2b中的厚度T1的位置的点。通过基准点P1且沿着胎面宽度方向延伸的第二虚拟线由图2中的L2表示。第二虚拟线L2上的点被称作基准位置。
电子装置7位于基准点P1的轮胎径向内侧。通过电子装置7的如上所述的布置，能够在胎侧部由于轮胎的刺穿或内压的异常降低而变形时抑制诸如电子装置的破损或电子装置的脱离等的问题。
将参照图3说明细节。图3示出胎侧部由于轮胎的刺穿或轮胎内压的异常降低而弯曲变形时的状态。当轮胎被刺穿时，轮胎沿轮胎径向trd压缩。然后，胎圈部2和胎侧部9变形成在胎面宽度方向的外侧倒下。此时，与轮辋接触面2a之外的胎圈部相比，胎圈部2的轮辋接触面2a受到由金属等制成的高刚性的轮辋的影响而几乎不变形。然而，因为胎圈部2的位于外侧轮辋端部2b的轮胎径向外侧的部分不与轮辋接触，所以易于变形。同样地，胎侧部9位于胎圈部的轮胎径向外侧并且不与轮辋接触，因而易于变形。
因此，当轮胎被沿轮胎径向压缩时，弯曲变形发生在胎圈部2的外侧轮辋端部2b周围。然后，胎侧部和胎圈部的位于外侧轮辋端部的轮胎径向外侧的部分弯曲变形成沿胎面宽度方向向外突出并与轮胎内表面接触，呈现如图3中示出的状态。
此时，在不考虑橡胶的压缩变形的情况下，轮胎内表面彼此接触的点在通过基准点的第二虚拟线L2上，其中基准点位于从外侧轮辋端部开始向轮胎径向外侧分离了胎圈部的厚度的位置。因此，轮胎内表面在胎侧部的位于变形前(刺穿前的状态)的基准点P1的轮胎径向外侧的部分处彼此接触。因此，当电子装置位于变形前(刺穿前的状态)的基准点P1的轮胎径向外侧时，电子装置7可能会由于轮胎内表面而被毁坏和出现故障，或电子装置可能与轮胎的面对电子装置的内表面碰撞，由此从轮胎内表面脱离。
然而，如根据本实施方式的轮胎，当电子装置位于基准点P1的轮胎径向内侧时，能够抑制电子装置与轮胎的对向内表面碰撞，因而即使在轮胎由于轮胎的刺穿而变形并由此使轮胎内表面彼此接触时，也能够抑制电子装置破损或电子装置脱离的问题。
此外，在轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，固定构件8的轮胎径向外侧端部8b位于基准点P1的轮胎径向内侧。因为固定构件8位于基准点P1的轮胎径向内侧，所以能够抑制固定构件8与轮胎内表面碰撞，因而即使在轮胎被刺穿并由此使轮胎内表面彼此接触时，也能够抑制固定构件8破损或固定构件8脱离的问题。
另外，在图2示出的截面中，当通过轮辋12的轮胎径向外侧端部12a且与轮胎径向正交的第三虚拟线L3与轮胎内表面之间的交点被表示为X，通过电子装置的轮胎径向外侧端部7b且与轮胎内表面正交的第四虚拟线L4与轮胎内表面之间的交点被表示为A，通过电子装置7的轮胎径向内侧端部7a且与轮胎内表面正交的第五虚拟线L5与轮胎内表面之间的交点被表示为B，并且胎圈部2的顶端(轮胎径向内侧端部)的胎趾部被表示为C时，点“A”和点“X”之间的轮胎径向上的距离“A-X”优选为50.8mm(2英寸)或更短(在如果点A位于点X的轮胎径向外侧则数值是正值的情况下)，例如，可以以满足A-X＝0mm的条件的方式安装电子装置7。可选地，可以以点A位于点X的轮胎径向内侧的方式安装电子装置7。此外，点C和点B之间的轮胎径向上的距离“C-B”优选为76.2mm(3英寸)或更长，例如，可以以距离“C-B”为101.6mm(4英寸)的方式安装电子装置7。此外，轮辋12的轮胎径向外侧端部12a相当于将稍后说明的轮辋凸缘的轮胎径向外侧端部。
在如果点A位于点X的轮胎径向外侧则数值是正值的情况下，(如果点A位于相对于点X的胎圈侧，则数值是负值)，以距离“A-X”为50.8mm或更小的方式安装电子装置，因而在轮胎内压由于刺穿等而降低时，轮辋12的凸缘能够以胎圈部2、胎侧部9等介于轮辋凸缘和接地面之间的方式与接地面接触，以支撑轮胎受到的载荷，由此避免电子装置7和轮胎内表面之间的接触。因此，能够防止诸如电子装置7从固定构件8脱离或电子装置7自身破坏等的问题。
图4、图5的(a)和图5的(b)是示意性地示出轮辋的安装方式的图。与乘用车用的轮辋不同，重载轮胎用的轮辋通常由多个构件构成。以下是在轮胎1为重载轮胎且轮辋12为重载轮胎用轮辋的情况下的说明。
如图4所示，轮辋12包括：轮辋基部20，其支撑胎圈部2的轮胎径向上的最内侧面；轮辋凸缘30，其支撑胎圈部2的外表面；以及胎圈座带(bead seatband)40，其使轮辋凸缘30固定至轮辋基部20。轮辋基部20包括凸缘状端部22和具有槽21a的沟带部(gutter band portion)21。轮辋凸缘30包括轮辋凸缘30A和30B。这里，为方便起见，将通过胎圈座带40固定于轮辋基部20的轮辋凸缘称作轮辋凸缘30A，将在凸缘状端部22处固定于轮辋基部20的轮辋凸缘称作轮辋凸缘30B。电子装置7通过固定构件8安装于轮胎内表面，固定构件8位于安装有轮辋凸缘30B的一侧的胎圈部2。以轮辋凸缘30(轮辋凸缘30A和30B)、胎圈座带40和轮辋基部20的顺序将轮辋12组装至轮胎1。
当将轮辋12组装至轮胎1时，在将轮辋凸缘30(轮辋凸缘30A和30B)安装至胎圈部2的外表面之后，如图5的(a)所示，从轮辋凸缘30A的胎面宽度方向的外侧安装胎圈座带40。具体地，在胎圈座带40布置在轮胎的安装有轮辋凸缘30A的一个侧表面的状态下，以朝向轮胎的另一侧表面(安装有轮辋凸缘30B的那一侧)推胎圈座带40的方式将胎圈座带40安装至轮胎1。此时，当不是沿着胎面宽度方向直线地插入胎圈座带40时(例如，当沿图5的(b)中示出的箭头方向插入胎圈座带40时)，胎圈座带40的顶端会与安装于对向胎圈部2的电子装置7接触。然而，当电子装置7位于胎圈部2的轮胎径向内侧端部(胎趾部C)的轮胎径向外侧时，能够在轮辋的组装期间抑制胎圈座带40和电子装置之间的接触，因而能够抑制诸如电子装置的破损或电子装置的脱离等的问题。
另外，胎圈部2的轮胎径向内侧端部是胎圈部的位于轮胎径向上的最内侧、在轮胎内表面(安装有电子装置)侧的部分，并且由图1和图2中示出的胎趾部C表示。
具体地，在安装轮辋12时，电子装置7的轮胎径向内侧端部位于胎圈座带40的轮胎径向外侧端部的轮胎径向外侧。更具体地，在组装轮辋期间，胎圈座带40在从胎趾部C向该轮胎径向外侧去76.2mm或更短的范围内与轮胎的轮辋插入侧的相反侧的内表面接触。因此，当以距离“C-B”为76.2mm或更长的方式安装电子装置7时，能够抑制轮辋12和电子装置7之间的接触，因而能够防止诸如电子装置7从固定构件8脱离或电子装置7自身的破坏等的问题。
此外，固定构件8可以被构造成位于胎圈部的轮胎径向内侧端部(胎趾部C)的轮胎径向外侧。能够在轮辋的组装期间抑制轮辋(胎圈座带40)和固定构件8之间的接触，因而能够抑制诸如固定构件8的破损或固定构件8的脱离等的问题。
电子装置和固定构件的安装位置指如下情况下的位置：充气轮胎1被安装至如JATMA年鉴(2009年版，日本机动车轮胎制造者协会标准)中所规定的标准轮辋、填充在JATMA年鉴中对于适用的尺寸/帘布层等级而与最大负荷能力(由内压-负荷能力对应表中的粗体字示出的负荷)对应的空气压力(最大空气压力)的100％的内压并且被施加该最大负荷。当使用地或制造地使用TRA标准或ETRTO标准时，遵从各自的标准。
[实施例]
接下来，为了进一步明确本发明的效果，将说明使用根据以下实施例的轮胎和根据比较例的轮胎所实现的实施例。本发明不限于这些示例。
(1)试验方法
使用电子装置被定位在不同位置的三个轮胎来验证在刺穿期间电子装置和固定构件中是否存在问题。
在根据实施例的轮胎中，将电子装置安装在A-X＝0mm且C-B＝101.6mm(4英寸)的位置处。
在根据比较例1的轮胎中，将电子装置安装在A-X＝406.4mm(16英寸)且C-B＝355.6mm(14英寸)的位置处。
在根据比较例2的轮胎中，将电子装置安装在A-X＝-76.2mm(3英寸)且C-B＝25.4mm(1英寸)的位置处。
(2)评价结果
在根据实施例的轮胎和根据比较例2的轮胎中，当轮胎被刺穿时，电子装置7和固定构件8未出现异常，并且能够在修理被刺穿的轮胎之后直接使用电子装置7。同时，在比较例1的轮胎中，当轮胎被刺穿时，电子装置7和固定构件8发生破坏，并且在修理被刺穿的轮胎之后必须将新的补丁和电子装置安装至轮胎。
另外，在根据实施例的轮胎和根据比较例1的轮胎中，电子装置和固定构件在轮辋的组装期间未出现异常，并且能够使用电子装置。同时，在大约一半的根据比较例2的轮胎中，轮辋(胎圈座带)和电子装置彼此接触，因而电子装置或固定构件在将轮辋插入轮胎时会被破坏。
在根据本实施方式的电子装置中，在轮胎被刺穿和将轮辋插入轮胎时均不产生问题的情况下发现了本发明的效果。
如上所述，应当理解，本发明包括本文中未说明的各种实施方式等。因此，将仅通过从上述说明书适当得到的权利要求的主题限定本发明的范围。
本申请要求日本特许出愿第2012-157203号(递交于2012年7月13日)的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
产业上的可利用性
本发明涉及一种轮胎，该轮胎能够在胎侧部由于轮胎的刺穿或内压的异常降低而变形时抑制诸如电子装置的破损或电子装置的脱离等的问题，该轮胎特别适用于建设机器用轮胎或卡车和公共汽车用轮胎。

Claims (8)

1.一种轮胎，其包括：
一对胎圈部；以及
电子装置，所述电子装置安装在轮胎的内表面上，
其中，所述胎圈部设置有与轮辋接触的轮辋接触面，并且
在所述轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，所述电子装置的轮胎径向外侧端部位于基准位置的轮胎径向内侧的位置，所述基准位置位于从外侧轮辋端部开始向轮胎径向外侧分离了所述胎圈部在所述外侧轮辋端部处的厚度的位置，所述外侧轮辋端部位于所述轮辋接触面的轮胎径向外侧的位置处。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，在所述轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，所述电子装置位于所述胎圈部的轮胎径向内侧端部的轮胎径向外侧的位置。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，当安装所述轮辋时，点“A”和点“X”之间的轮胎径向上的距离“A-X”为50.8mm或更短，其中X为通过所述轮辋的轮胎径向外侧端部且与轮胎径向正交的虚拟线和轮胎的内表面的交点，A为通过所述电子装置的轮胎径向外侧端部且与轮胎内表面正交的虚拟线和轮胎内表面的交点。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，
所述电子装置通过固定构件安装于所述轮胎的内表面，并且
在所述轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，所述固定构件的轮胎径向外侧端部位于所述基准位置的轮胎径向内侧的位置。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，在所述轮胎的与轮胎周向正交且沿着胎面宽度方向的截面中，所述固定构件位于所述胎圈部的轮胎径向内侧端部的轮胎径向外侧的位置。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，
所述轮辋包括轮辋基部、轮辋凸缘和胎圈座带，其中所述轮辋基部支撑所述胎圈部的轮胎径向上的最内侧的面，所述轮辋凸缘支撑所述胎圈部的外表面，所述胎圈座带使所述轮辋凸缘固定至所述轮辋基部，并且
当安装所述轮辋时，所述电子装置的轮胎径向内侧端部位于所述胎圈座带的轮胎径向外侧端部的轮胎径向外侧的位置。
7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，所述电子装置的轮胎径向内侧端部和所述胎圈部的轮胎径向内侧端部之间的轮胎径向上的距离为76.2mm或更长。
8.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，所述电子装置和所述固定构件中的至少一者可拆卸地安装于轮胎内表面。
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