CN110978896A - 轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎，即便在轮胎大幅形变的情况下、或者轮胎受到了冲击的情况下，也能够保护电子元器件，从而能够保持电子元器件的性能。该轮胎具备：胎圈芯(21)和胎圈外护胶(22)，该胎圈外护胶(22)具有：覆盖胎圈芯(21)外周的第1胎圈外护胶(221)、以及配置于第1胎圈外护胶(221)的轮胎径向外侧的第2胎圈外护胶(222)，其中，在第1胎圈外护胶(221)与第2胎圈外护胶(222)之间的界面(22B)，且是在包含轮胎的中心轴在内的截面图中比胎圈外护胶(22)的中心线(S)更靠向轮胎宽度方向内侧的位置，植入有电子元器件(40)。

Description

轮胎

技术领域

本发明涉及一种植入有电子元器件的轮胎。

背景技术

以往，众所周知这样一种轮胎，即：植入有RFID标签等电子元器件的轮胎。通过植入在轮胎内的RFID标签与作为外部设备的读取器进行通信，而能够进行轮胎的制造管理、使用履历管理等。

例如，专利文献1公开了：将RF标签植入于加强件近旁的轮胎。

专利文献

专利文献1：日本特开2016－37236号公报

发明内容

然而，在专利文献1给出的技术中，RF标签配置于加强件与胎侧胶之间，在RF标签与轮胎外壁之间不存在有胎体帘布这样的纤维层。据此，在轮胎大幅形变的情况下、或者轮胎受到了冲击的情况下，RF标签得不到保护，有可能受损。

另外，在专利文献1给出的技术中，RF标签配置于与金属制胎圈芯相邻的加强件的近旁。据此，有可能出现：具有通信功能的RF标签这样的电子器件的通信状态受到金属制胎圈芯的影响而变得不稳定，无法发挥出电子器件本来的功能。

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种轮胎，即便在轮胎大幅形变的情况下、或者轮胎受到了冲击的情况下，也能够保护好电子元器件，并且，能够保持电子元器件的性能。

(1)本发明的轮胎(例如、轮胎1)具备：胎圈芯(例如、胎圈芯21)和胎圈外护胶(例如、胎圈外护胶22)，其中该胎圈外护胶具有：覆盖胎圈芯外周的第1胎圈外护胶(例如、第1胎圈外护胶221)、以及配置于第1胎圈外护胶的轮胎径向外侧的第2胎圈外护胶(例如、第2胎圈外护胶222)，在该轮胎中，在第1胎圈外护胶与第2胎圈外护胶之间的界面(例如、界面22B)，且是在包含轮胎的中心轴的截面图中比胎圈外护胶的中心线(例如、中心线S)更靠向轮胎宽度方向内侧的位置，植入有电子元器件(例如、RFID标签40)。

(2)本发明的轮胎(例如、轮胎1)在(1)的基础上，可以具备胎体帘布(例如、胎体帘布23)，该胎体帘布具有：在轮胎的胎面部(例如、胎面部12)与具有胎圈芯及胎圈外护胶的胎圈部(例如、胎圈部11)之间延伸的帘布主体(例如、帘布主体24)、以及在胎圈芯周围进行折返的帘布折返部(例如、帘布折返部25)，电子元器件与帘布主体相邻。

发明效果

根据本发明，即便在轮胎大幅形变的情况下、或者轮胎受到了冲击的情况下，也能够保护电子元器件，并且，能够确保电子元器件的耐久性、及理想的通信性能。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的轮胎的轮胎宽度方向上的半截面的图。

图2是图1的轮胎的局部放大截面图。

图3A是表示本发明的一实施方式所涉及的轮胎的由保护部件保护着的RFID标签的图。

图3B是表示图3A的b－b截面的图。

图3C是表示图3A的c－c截面的图。

图4是表示本发明的一实施方式所涉及的轮胎的变更例的轮胎的局部放大截面图。

附图标记说明：

1…轮胎，11…胎圈部，12…胎面部，13…胎侧部，21…胎圈芯，22…胎圈外护胶，221…第1胎圈外护胶，222…第2胎圈外护胶，22A…胎圈外护胶的轮胎径向外侧端，22B…界面，23…胎体帘布，24…帘布主体，25…帘布折返部，26…钢丝带束层，28…胎面胶，29…内衬，30…胎侧胶，31…钢丝胎圈包布，32…垫带橡胶，35…第1衬垫，36…第2衬垫，37…橡胶片，40…RFID标签，41…RFID芯片，42…天线，43…保护部件，431、432…橡胶片，S…胎圈外护胶的中心线。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式所涉及的轮胎1的轮胎宽度方向上的半截面的图。轮胎的基本结构为：在轮胎宽度方向上的截面中呈左右对称，这里所示的是右半部分的截面图。图中，符号S1为轮胎赤道面。轮胎赤道面S1是：与轮胎旋转轴正交的面，且又是位于轮胎宽度方向中心位置的面。

在此，所谓轮胎宽度方向是：与轮胎旋转轴平行的方向，亦即是图1截面图中的纸面左右方向。图1中，图示为轮胎宽度方向X。

而且，所谓轮胎宽度方向内侧是：向轮胎赤道面S1接近的方向，图1中为纸面左侧。所谓轮胎宽度方向外侧是：从轮胎赤道面S1离开的方向，图1中为纸面右侧。

另外，所谓轮胎径向是：与轮胎旋转轴垂直的方向，亦即是图1中的纸面上下方向。图1中，图示为轮胎径向Y。

而且，所谓轮胎径向外侧是：从轮胎旋转轴离开的方向，图1中为纸面上侧。所谓轮胎径向内侧是：向轮胎旋转轴接近的方向，图1中为纸面下侧。

图2、4也是同样的。

轮胎1例如是卡车、巴士等使用的重载荷用轮胎，如图1所示，其具备：设置在轮胎宽度方向两侧的一对胎圈部11、形成为与路面接触的接地面的胎面部12、以及在一对胎圈部11与胎面部12之间延伸的一对胎侧部13。

胎圈部11具备：多次卷绕被覆有橡胶的金属制胎圈金属线而形成的环状的胎圈芯21、以及、向胎圈芯21的轮胎径向外侧延伸的前端尖细形状的胎圈外护胶22。胎圈外护胶22是：通过覆盖胎圈芯21外周的第1胎圈外护胶221、以及配置于第1胎圈外护胶221的轮胎径向外侧的第2胎圈外护胶222来构成的。

第2胎圈外护胶222是：通过模量比后面叙述的内衬29、胎侧胶30的模量还要高的橡胶来构成的。第1胎圈外护胶221是：通过模量比第2胎圈外护胶222的模量更加高的橡胶来构成的。

另外，只要是第1胎圈外护胶221的至少一部分配置于胎圈芯21的轮胎径向外侧，第1胎圈外护胶221也可以是：没有覆盖胎圈芯21外周的形态。另外，胎圈外护胶22可以由一种橡胶形成。亦即，胎圈外护胶22也可以没有被分成第1胎圈外护胶221和第2胎圈外护胶222。

胎圈芯21是能够起到下述作用的部件，即：将填充有空气的轮胎固定于未图示的车轮轮辋上的作用。胎圈外护胶22是：为了提高胎圈周边部的刚性并确保较高的操纵性及稳定性而设置的部件。

轮胎1的内部植入有：构成作为轮胎骨架的帘布的胎体帘布23。胎体帘布23从一方的胎圈芯朝向另一方的胎圈芯延伸。亦即，胎体帘布23以通过一对胎侧部13以及胎面部12的形态而被植入于轮胎1内的一对胎圈芯21之间。

胎体帘布23是从一方的胎圈芯朝向另一方的胎圈芯延伸的，其具备：在胎面部12与胎圈部11之间延伸的帘布主体24、以及在胎圈芯21周围进行折返的帘布折返部25。在此，帘布折返部25的折返端25A位于：比胎圈外护胶22的轮胎径向外侧端22A更靠向轮胎径向内侧的位置。

胎体帘布23是：通过在轮胎宽度方向上延伸的多个帘布帘线来构成的。另外，多个帘布帘线在轮胎周向上排列配置。

该帘布帘线是通过金属制的钢丝帘线、或者聚酯或聚酰胺等绝缘性的有机纤维帘线等来构成的，并由橡胶被覆。

在胎面部12中，且在胎体帘布23的轮胎径向外侧，设置有多层钢丝带束层26。钢丝带束层26是：通过由橡胶被覆的多个钢丝帘线来构成的。通过设置钢丝带束层26，能够确保轮胎的刚性，从而使得胎面部12与路面之间的接地状态呈现良好。在本实施方式中，虽然设置了4层钢丝带束层26，但是，所层叠的钢丝带束层26的数量并非仅限定于此。

在钢丝带束层26的轮胎径向外侧设置有胎面胶28。在胎面胶28的外表面设置有胎面图案，该外表面成为与路面接触的接地面。

在胎面部12的轮胎宽度方向外侧附近，且在胎体帘布23与钢丝带束层26及胎面胶28之间的区域，设置有胎肩衬垫38。该胎肩衬垫38延伸到胎侧部13的轮胎径向外侧区域，在该胎肩衬垫38的一部分与后面叙述的胎侧胶30之间形成有界面。亦即，在胎侧部13的轮胎径向外侧区域，且在胎侧胶30的轮胎宽度方向内侧，存在有：胎肩衬垫38的一部分。

胎肩衬垫38是由具有缓冲性的橡胶部件来构成的，在胎体帘布23与钢丝带束层26之间发挥缓冲功能。另外，由于胎肩衬垫38是由具有低发热性的特性的橡胶来构成的，故而，通过延伸到胎侧部13而能够有效地抑制发热。

在胎圈部11、胎侧部13、胎面部12，且在胎体帘布23的轮胎内腔侧设置有：作为构成轮胎1内壁面的橡胶层的内衬29。内衬29是：通过耐空气透过性橡胶来构成的，能够防止轮胎内腔内的空气泄漏到外部。

在胎侧部13中，且在胎体帘布23的轮胎宽度方向外侧设置有：构成轮胎1外壁面的胎侧胶30。该胎侧胶30是：在轮胎起到缓冲作用时呈最弯曲的部分，通常，它采用具有耐疲劳性的柔软橡胶。

在胎圈部11的胎圈芯21周围所设置的胎体帘布23的轮胎径向内侧，以覆盖胎体帘布23的方式设置有：作为加强帘布的钢丝胎圈包布31。钢丝胎圈包布31也向胎体帘布23的帘布折返部25的轮胎宽度方向外侧延伸，该钢丝胎圈包布31的端部31A位于：比帘布折返部25的折返端25A更靠向轮胎径向内侧的位置。

该钢丝胎圈包布31是：通过金属制的钢丝帘线来构成的金属加强层，且由橡胶被覆。

在钢丝胎圈包布31的轮胎径向内侧设置有垫带(rim strip)橡胶32。该垫带橡胶32是沿着轮胎外表面配置的，与胎侧胶30连接起来。该垫带橡胶32和胎侧胶30是：构成轮胎外表面的橡胶部件。

而且，在钢丝胎圈包布31的端部31A的轮胎径向外侧，且在胎体帘布23的折返部25及胎圈外护胶22的轮胎宽度方向外侧，设置有第1衬垫35。该第1衬垫35设置成：至少覆盖帘布折返部25的折返端25A的轮胎宽度方向外侧。第1衬垫35的轮胎径向外侧形成为：越趋向轮胎径向外侧，前端越呈尖细状。

此外，以覆盖第1衬垫35的轮胎宽度方向外侧的方式而设置有第2衬垫36。进一步详细而言，以覆盖钢丝胎圈包布31的一部分、第1衬垫35、第2胎圈外护胶222的一部分、以及胎体帘布23的帘布主体24的一部分的轮胎宽度方向外侧的方式而设置有第2衬垫36。

换言之，第2衬垫36设置在：第1衬垫35等、与构成轮胎外表面的部件亦即垫带橡胶32及胎侧胶30之间。

在此，第1衬垫35及第2衬垫36是：通过模量比第1衬垫35及第2衬垫36所接触的胎圈外护胶(第2胎圈外护胶222)的模量还要高的橡胶来构成的。

进一步详细而言，第2衬垫36是：通过模量比第2胎圈外护胶222的模量还要高的橡胶来构成的，第1衬垫35是：通过模量比第2衬垫36的模量更加高的橡胶来构成的。第1衬垫35、第2衬垫36具有：能够缓和胎体帘布23的折返端25A处、以及钢丝胎圈包布31的端部31A处的局部刚性变化点所引起的急剧应变的功能。

在第1衬垫35的轮胎宽度方向内侧，且在帘布折返部25的折返端25A附近，配置有橡胶片37。橡胶片37配置成：从轮胎宽度方向内侧，至少覆盖帘布折返部25的折返端25A。

一般情况下，帘布折返部25的折返端25A处，容易发生应力集中。然而，通过设置上述的第1衬垫35、第2衬垫36，进而还配置了橡胶片37，能够有效地抑制应力集中。

在此，如图1及图2所示，本实施方式的轮胎1植入有：作为电子元器件的RFID标签40。

RFID标签40是被动式的应答器，其具备：RFID芯片、以及与外部设备进行通信用的天线，该RFID标签40与作为外部设备的未图示的读取器之间进行无线通信。作为天线，可以使用：线圈状的弹簧天线、板状的天线、棒状的各种天线。例如，也可以是：通过针对柔性基板印刷规定图案而形成的天线。根据所使用的频带等而将天线设定成最优化的天线长度。RFID芯片内的存储部存储有：制造号码、零部件号码等识别信息。

更具体而言，图3A是表示：通过由橡胶片构成的保护部件43来进行被覆的本实施方式中的RFID标签40的一例的图。图3A中，RFID标签40被后面叙述的橡胶片431所遮盖而被隐藏起来。图3B是图3A的b－b截面图，图3C是图3A的c－c截面图。

在本实施方式中，如图3A～3C所示，RFID标签40通过保护部件43来进行被覆。

RFID标签40具备：RFID芯片41、以及与外部设备进行通信用的天线42。作为天线42，可以使用：线圈状的弹簧天线、板状的天线、棒状的各种天线。例如，也可以是：通过针对柔性基板印刷规定的图案而形成的天线。若考虑到通信性及柔软性，最优选为线圈状的弹簧天线。

保护部件43是通过对RFID标签40进行夹入而予以保护的2个橡胶片431、432来构成的。

保护部件43例如是通过规定模量的橡胶来构成的。

在此，模量是指：根据JIS K6251：2010的“3.7定伸应力(stress at agivenelongation)，S”而被测定的23℃的气氛下的100％伸长模量(M100)。

作为保护部件43所采用的橡胶，使用了：模量至少比胎侧胶30的模量还要高的橡胶。

例如，作为保护部件43用的橡胶，可以使用模量为第2胎圈外护胶222的模量为相同程度的橡胶。据此，在轮胎发生变形之际，在RFID标签40的植入部能够防止：在橡胶结构体内产生过度的应力。

例如，作为保护部件43所使用的橡胶，以胎侧胶30的模量为基准，可以使用其1.1倍～1.8倍的模量的橡胶。

另外，保护部件43也可以通过短纤维填料混合橡胶来构成。作为短纤维填料，例如，可以使用：诸如芳纶短纤维或纤维素短纤维这些有机短纤维、氧化铝短纤维等陶瓷短纤维或玻璃短纤维这些无机短纤维这样的绝缘性的短纤维。通过将这样的短纤维填料混合于橡胶中，能够提高橡胶的强度。

另外，作为保护部件43，也可以使用硫化后的状态下的橡胶片。硫化后的状态下的橡胶片像生胶那样不发生塑性变形，因此，能够对RFID标签40进行适当的保护。

另外，作为保护部件43，也可以设置：由聚酯纤维或聚酰胺纤维等形成的有机纤维层。也可以将有机纤维层植入于2个橡胶片431、432。

这样，如果通过2个橡胶片来构成保护部件43，则能够较薄地形成：含有保护部件43的RFID标签40，因此，适合植入于轮胎1。另外，在将RFID标签40安装于硫化前的轮胎1的构成部件中时，由橡胶片被覆的RFID标签40能够非常简单地进行安装。

例如，利用生胶的粘接性，能够将由橡胶片被覆的RFID标签40适当地粘贴于：硫化前的第1胎圈外护胶221、第2胎圈外护胶222这些部件上的所希望的位置。另外，橡胶片也由硫化前的生胶制成，由此，也可以使用橡胶片本身的粘接性更加简单地进行粘贴。

不过，保护部件43并非仅限定于由2个橡胶片构成的形态，可以采用各种形态。例如，如果构成保护部件的橡胶片覆盖RFID标签40的至少一部分，则能够获得：制造工序中的作业性提高或应力缓和等效果。

另外，例如，也可以是：在RFID标签40的整周上卷绕1个橡胶片的构成、或者在RFID标签40的整周上附着有粘度较高的灌封剂的形态的保护部件的构成。即便是这样的构成，也能够对RFID标签40进行适当的保护。

并且，在本实施方式的轮胎1中，如图1及图2所示，RFID标签40植入于胎圈外护胶22内。

另外，RFID标签40配设于：第1胎圈外护胶221与第2胎圈外护胶222之间的界面22B(界面22B上)。

此外，RFID标签40配设于：在图1及图2所示的包含轮胎的中心轴在内的截面图中比胎圈外护胶22的中心线S更靠向轮胎径向内侧的位置。另外，RFID标签40与胎体帘布23的帘布主体24相邻。

并且，在包括上述构成的本实施方式的轮胎1中，首先，RFID标签40配设于第1胎圈外护胶221与第2胎圈外护胶222之间的界面22B，由此，能够在制造时粘贴于部件界面而容易地定位设置RFID标签40。

另外，在模量比较高的第1胎圈外护胶221的界面22B配设RFID标签40，由此，变形较少，能够提高RFID标签40的耐久性。此外，在模量比第1胎圈外护胶221的模量还要低的第2胎圈外护胶222的界面22B配设RFID标签40，由此，能够利用第2胎圈外护胶222来吸收冲击力。

此外，RFID标签40配设于：在截面图中比胎圈外护胶22的中心线S更靠向轮胎径向内侧的位置，并且，RFID标签40与胎体帘布23的帘布主体24相邻地进行设置，由此，能够使RFID标签40远离胎侧部13。进而，能够使RFID标签40远离于：应力容易集中且应变容易变大的帘布折返端25A。此外，不易因胎体帘布23的帘布主体24而产生位移。据此，能够使RFID标签40的耐久性进一步提高。

另外，在本实施方式中，虽然RFID标签40作为电子元器件而被植入于轮胎1中，但是，被植入于轮胎1的电子元器件并非仅限定于RFID标签40。例如，也可以是：进行无线通信的传感器等各种电子元器件。另外，由于电子元器件进行电信号的收发等电气信息的处理，因此，若附近存在有金属零部件，则电子元器件的性能有可能降低。另外，若电子元器件被施加过度的应力，则有可能出现破损。据此，即便将各种电子元器件植入于轮胎1内的情况下，也能够获得本发明的效果。例如，电子元器件也可以是压电元件、或应变传感器。

另外，第1胎圈外护胶221与第2胎圈外护胶222之间的界面22B的形状不需要特别进行限定，例如，如图4所示，可以以与本实施方式不同的界面形状，来形成、构成胎圈外护胶22。

根据本实施方式的轮胎1，能够发挥如下的效果。

(1)本实施方式所涉及的轮胎1构成为：在第1胎圈外护胶221与第2胎圈外护胶222之间的界面22B，且是在包含轮胎1的中心轴在内的截面图中比胎圈外护胶22的中心线S更靠向轮胎宽度方向内侧的位置，植入有RFID标签40。

这样，RFID标签40配设于第1胎圈外护胶221与第2胎圈外护胶222之间的界面22B，由此，能够在制造时粘贴于部件界面而容易地定位设置RFID标签40，从而能够提高工作效率、或设置精度等工艺性能。

另外，RFID标签40配设于：模量比较高的第1胎圈外护胶221的界面22B，由此，变形较少，能够提高RFID标签40的耐久性；RFID标签40配设于：模量比第1胎圈外护胶221的模量还要低的第2胎圈外护胶222的界面22B，由此，能够利用第2胎圈外护胶222来吸收冲击力，据此，能够提高RFID标签40的耐久性。

此外，RFID标签40配设于：在截面图中比胎圈外护胶22的中心线S更靠向轮胎径向内侧的位置，由此，能够使RFID标签40远离胎侧部13。另外，能够使RFID标签40远离于：应力容易集中且应变容易变大的帘布折返端25A。据此，RFID标签40不易发生位移，能够使RFID标签40的耐久性进一步提高。

此外，RFID标签40与胎体帘布23的帘布主体24相邻地进行设置，由此，可利用胎体帘布23来对RFID标签40进行保护，RFID标签40更加不易发生位移，能够使RFID标签40的耐久性进一步提高。

另外，本发明的轮胎能够适用于乘用车、轻型卡车、卡车、巴士等的各种轮胎，特别适合于卡车、巴士等的轮胎。

即，本发明并非仅限定于上述实施方式，在能够达到本发明目的的范围内进行的变形、改良等均包含在本发明的范围内。

Claims (2)

1.一种轮胎，其具备胎圈芯和胎圈外护胶，该胎圈外护胶具有：覆盖所述胎圈芯的外周的第1胎圈外护胶、以及配置于所述第1胎圈外护胶的轮胎径向外侧的第2胎圈外护胶，其特征在于，

在所述第1胎圈外护胶与所述第2胎圈外护胶之间的界面，且是在包含轮胎的中心轴在内的截面图中比所述胎圈外护胶的中心线更靠向轮胎宽度方向内侧的位置，植入有电子元器件。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，

所述轮胎还具备胎体帘布，

该胎体帘布具有：在轮胎的胎面部与具有所述胎圈芯以及所述胎圈外护胶的胎圈部之间延伸的帘布主体、以及在所述胎圈芯周围进行折返的帘布折返部，

所述电子元器件与所述帘布主体相邻。

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