专利名称：包括用于电子模块的凹部的轮胎胎面支撑元件和适合的电子模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括用于电子模块的壳体的胎面支撑嵌件，以及 涉及一种合适的电子模块。
背景技术：
现有技术中已公知包括用于电子模块的壳体的胎面支撑嵌件，该 电子模块特别是用于监测轮胎压力。文献EP0775601B1公开了一种用于支撑轮胎的胎面、且用于环 绕着车轮的承载表面定位的嵌件，包括相对于嵌件径向向内敞开的用 于电子模块的壳体，其中，壳体是周向凹槽。电子模块通过将嵌件夹 持在轮辋上而被保持在位，且由周向凹槽的两个唇口保护。发明内容本发明的主题是类似的胎面支撑嵌件，其特征在于，电子模块的 壳体具有大致平行六面体形状，且包括用于将电子模块保持在位的结 构，所述结构包括定位在壳体的侧向壁上的横截面为大致三角形的多 个楔形部。优选地，定位在壳体的侧向壁上的楔形部具有用于与所述电子模 块接触、且具有轻微内切部的壁。该内切部可使电子模块被锁定在位，而不会阻止它插入壳体中。 有利地，壳体具有带有一组底肋的底部。这些底肋具有使电子模块远离壳体的底部保持、从而在嵌件和电子模块之间的壳体底部中形成一层空气的优点；该层空气可充当热 障，用于在泄气状态下限制嵌件和模块之间的热量传递。与定位在侧 向壁上的楔形部相结合，这些肋还可在电子模块周围形成恒定的空气 流。底肋可彼此平行定位，且可沿着壳体的底部的最短尺寸定向。这具有便于使壳体的多个壁和电子模块的多个壁分开的空气层 与由轮辋和轮胎限定的轮胎空腔之间流体连续的优点。壳体的底部还优选包括用于使壳体与轮胎的内部空腔流体连通 的至少一个径向开口。这些开口或管具有使电子模块和它的壳体周围 的温度均衡的作用。本发明的另一主题是类似于文献EP0775601B1中的嵌件类似的 嵌件，其中，嵌件包括底部，所述底部具有大致周向定向的一组大致 不可伸展的加强件，没有所述周向加强件轴向位于所述壳体的区域。周向加强件有利地轴向定位在壳体的每一侧。优选地，嵌件包括用于在泄气状态下承受轮胎的载荷的支撑部 分、和用于将轮胎的一个胎圈锁定在其车轮座上的轴向相邻锁定部 分，壳体定位在胎圈锁定部分中。将电子模块定位在不用于承受载荷、而是仅用于将轮胎胎圈锁定 在其座上的该嵌件部分处确保了，在撞击或在泄气状态下可能传递给 电子模块的机械应力减小很多。这在电子模块寿命中是重要因素。由于锁定部分在泄气状态下实际不承受载荷，因此它的质量远低于载荷承受部分的质量，且需要数量低很多的周向加强件来使嵌件良 好地抵抗该部分中的离心作用。根据本发明的嵌件可与两部分式车轮例如申请EP0363639中描述 的车轮一起使用。它优选用于环绕着轮辋滑动，所述轮辋包括最大直径为①Sh:^的第一轮辋座、和最大直径①S2n^大于所述第一座的最大 直径①Wrr^的第二轮辋座，从第二座向着第一座轴向延伸有周向凹槽 和承载表面，所述承载表面的外径大致等于第一座的最大直径①S,max。所述 嵌件是这样的，即嵌件的支承部分设计成环绕着承载表面定位，锁定 部分设计成相对于周向凹槽定位在径向外侧。同样地，用于电子模块的壳体用于相对于周向凹槽定位在径向外 侧。这改善了在撞击或泄气状态下对电子模块所提供的保护。优选地，使从第二座向着第一座延伸有周向凹槽的侧壁，嵌件的 所述锁定部分设计成支承在凹槽的恻壁上。根据非常优选的实施例，车轮包括轮辋和在所述第二座侧连接到 轮辋的轮辐。有利地，当具有第一胎圈和第二胎圈的轮胎用于安装在轮辋的第 一座和第二座上时，第二胎圈具有外径为072 ^的周向定向的加强 件，且壳体位于直径O ^ax小于外径CD T2max的回转圆柱体内。这还增强了在使用中对电子模块所提供的保护。这是因为模块壳 体的底部得到轮辋的较大直径座和加强件例如胎圈钢丝的保护而免 受撞击作用，该加强件在工作过程中将胎圈稳固地保持在其座上，因 为这些加强件具有比壳体所处于的回转圆柱体的外径大的外径。本发明的另一主题是用于定在轮胎胎面支撑嵌件的壳体中的电子 模块。该电子模块特别是包括电子元件支撑部(PCB)、压力传感器、发送器和发送天线，其特征在于，所述电子模块具有包括内面和外面 的大致平行六面体形状，且电子元件支撑部最靠近于内面定位，发送 天线最靠近于外面定位。以上述方式组织电子模块的组成元件使得可大大降低模块的总 体积，同时实现了良好的电磁操作。有利地，天线是U形金属丝天线、定位在与由元件支撑部(PCB) 限定的平面平行的平面上，且大致沿着电子模块的边缘。由U形金属丝天线所占据的区域实际上最大，以发射最大量的场 力线，且尽可能地远离与元件支撑部(PCB)对应的接地平面，以限 制与PCB的电容耦合和提高它的性能。该天线通过至少一个端部以机械方式连接到元件支撑部。天线包括导线，且具有调谐电容器，以例如使它以315MHz左右 的UHF频率谐振。使用"金属丝"天线而不使用金属表面的优点在于，不妨碍任何 低频通信，该低频通信可能需要，以通过定位在车轮-轮胎组件附近 例如轮罩拱中的启动器将具体指令传送到电子模块，特别是用于要求 它更为快速地发射等。优选地，电子模块垂直于外面和内面的横截面为梯形，且具有最 大表面积的面是用于相对于嵌件的轴线定位在径向外侧的外面。内面优选具有适于嵌件的内部轮廓的凹度。该凹度还与车轮的内 部轮廓对应，且显著提高了在坑洼引起的撞击或泄气状态下的电子模 块的机械强度。因此，模块的侧向壁具有适于壳体的侧向保持楔形部的倾角的倾 角。两者之间的配合使得电子模块可非常稳固地在其壳体中保持在位，不管工作状况如何。有利地，压力传感器经由通向外面的通道与模块的外部流体连通。该外面用于定位在壳体的底部上。底肋与侧向壁的楔形部和相邻 的周向凹槽配合，以适宜地确保流体连续性、和良好的压力和温度测 量结果。
从下面参看附图所作的描述可看出本发明的其他特征和优点，附 图通过非限制性示例示出了本发明的主题的一些实施例图1示出了根据本发明的嵌件、传感器、轮辋和轮胎组件的局部 子午剖视图；图2示出了根据本发明的嵌件的局部视图，示出了壳体的位置； 图3示出了嵌件的局部子午剖视图，示出了图1的嵌件的支撑分 离部；图4示出了图1的嵌件的壳体的子午剖视图； 图5与图4类似，包括电子模块；图6和7示出了根据本发明的电子模块的示意图，示出了主要电 子元件的位置和形状；以及图8是包括电子模块的嵌件的局部纵向剖视图。
具体实施方式
子午平面或轴向平面应理解为通过车轮和轮辋的轴线A的任何 平面，纵向或周向截面应理解为垂直于车轮、轮辋和嵌件的旋转轴线A的平面上的截面。图1示出了根据本发明的嵌件10、轮辋20和轮胎1组件的局部 子午或轴向剖视图。轮辋20与轮辐21—起形成一体式车轮。轮辐同 样也可独立于轮辋制造，然后连接到其上。轮辋20包括第一座22和 第二座24，所述座用于充当用于轮胎1的第一胎圈3和第二胎圈5的 承载表面。第一座22具有与同轴于轮辋、且朝向第二座24的回转锥体部分 地一致的截头圆锥形底部221、从第一座22的底部221向第二座24 延伸的安全突起222、和在第二座24的相反侧从第一座的底部221延 伸的外部唇口 223。第一座22的最大直径为OSlmax。该直径与安全 突起222的最大直径对应。第二座24包括与同轴于轮辋、且朝向第一座22的回转锥体部分 地一致的截头圆锥形底部241、从第二座24的底部241向第一座22 延伸的安全突起242、和在第一座22的相反侧从第二座的底部241延 伸的外部唇口 243。第二座24的最大直径为Os2^x。该直径与安全突 起242的最大直径对应。第二座的最大直径大于第一座的最大直径。在所示的示例中，最 大直径之差Os加a- Oslmax的大小为20mm左右。因此，这两个座的 最小半径之差为10mm左右。从第一座22向着第二座24依次为周向凹槽26、承载表面28、 和第二周向凹槽30。第二周向凹槽30充当用于第二座24的安装凹槽。 凹槽30具有邻近于安全突起242的侧壁301。在承载表面28上具有 周向狭槽281。承载表面28的外径大约对应于第一座22的最大直径， 使得嵌件10可越过第一座22滑动到该承载表面28上。轮胎1包括用于支承在轮辋20的座22和24上的两个胎圈3 和5、两个侧壁7和胎面9。每个胎圈具有大致周向定向的环形加强 件，该加强件实际中是不可伸展的。这些加强件例如胎圈钢丝4和6 用于在使用中将胎圈保持在轮辋座上。第二座24的胎圈5的胎圈钢 丝6具有外径①T2max 0 嵌件IO主要包括- 大致圆柱形冠部区域12，该冠部区域12用于在压力不足的情况 下与轮胎1的胎面9接触，但在正常压力下相对于该轮胎存在间隙；- 用于环绕着轮辋20装配的大致圆柱形底部14，该底部包括横截 面为大致半圆柱形的周向定位的多个楔形部141，用于与狭槽281配 合，以将嵌件10在轮辋20的承载表面28上锁定在位；以及- 连接底部14和冠部区域12的环形本体16，该本体包括一系列Y 形分离部160,该分离部160大致径向连接底部和冠部区域，且从嵌 件的一侧大致轴向定向到另 一侧。该嵌件包括壳体40，该壳体40相对于嵌件径向向内敞开，且用 于容纳电子模块50。电子模块例如上述电子模块形成轮胎压力监测系 统例如文献WO94/20317中所公开的轮胎压力监测系统的一部分。电 子模块周期性地测量由轮胎和轮辋形成的空腔中的空气的压力和温 度，且还周期性地将这些测量值发送到中心处理单元，在中心处理单 元对这些值进行分析和处理。底部14包括周向定向的加强件例如钢丝或大模量的织物加强件 例如芳族聚酰胺。它们的功能是抵抗在高速行进过程中嵌件所经受的 离心力，以使得嵌件可保持支承在承载表面上而不会周向移位。未在 图中示出的这些加强件轴向定位在壳体40的每一侧。图1示出了安装好的轮胎1、嵌件IO和轮辋20组件。可以看出， 嵌件环绕着轮辋20的承载表面28定位，且相对于凹槽30轴向径向 向外延伸，直到它支承在该凹槽30的侧壁301上。嵌件环绕着承载 表面28定位的一部分是所谓的"支撑"部分；它是该支撑部分17， 该支撑部分17主要在轮胎胎面与嵌件的冠部区域之间接触的泄气情 况下承受载荷。嵌件环绕着凹槽30定位的一部分称作"锁定"部分。 该锁定部分18的功能是保护壳体40、并在第二胎圈5的座24上将轮 胎1的第二胎圈5锁定在位。嵌件的锁定部分18的上述防止脱落的 功能增强了第二座24的安全突起242的类似作用。应当指出，壳体位于直径为OLn^的回转圆柱体内。该直径大于 相邻座24的直径，但小于轮胎1的胎圈5的胎圈钢丝6的直径。这 样，在特别猛烈的撞击情况下，电子模块将会得到轮胎的胎圈保护。图2示出了包括壳体40的嵌件的径向内壁的视图。该视图示出 了将嵌件锁定在承载表面28上的楔形部141、和位于锁定部件18侧 的环形本体16的分离部160的端部。图3示出了嵌件的视图，其中，冠部区域12和分离部160的径 向外部部分已被移除。在所示的示例中，分离部160总体上为Y形。 支撑部分17中的分离部170与Y形的V形部分对应。这些分离部170 相对于轴向稍微倾斜。锁定部分18中的分离部180与Y形的I形部 分对应。它们大致轴向定向。分离部170的厚度显著大于分离部180 的厚度，因为它们的承载功能。可从图2和3这两个图中看出，壳体 40周向延伸经过两个Y形图案。图4以较大比例示出了与图l类似的轴向截面。该图集中示出了 壳体40。壳体40的侧向壁具有相对于径向的轻微内切部，以使嵌件较容易从模具移除。可以看到定位在两个最长侧向壁上的锁定楔形部401。这些楔形部具有轻微内切部产生的大致三角形横截面。该内切 部具有可使电子模块50锁定在位的功能。还可看到定位在壳体的最 短侧向壁上的楔形部402。这些楔形部与楔形部401具有相同的几何 形状和相同的功能。还可看到定位在壳体40的底部表面上的楔形部 403。该楔形部平行于嵌件的轴线定位。它的功能是使模块远离壳体 的底部，以产生可通过侧向楔形部自由循环的一层空气。该层空气充 当在使用中保护电子模块的热障。也可使定位在电子模块中的压力传 感器与由轮胎和轮辋形成的空腔流体连通，使得可测量出正确的轮胎 充气压力。周向定向的加强线142示意性地示于嵌件10的底部14中。这些 线定位在壳体40的每一侧。该截面是沿着锁定部分18的分离部180 作出的。图5与图4相同，只是示出了处于锁定位置的模块。在轴向截面 上和在周向截面即在与通过壳体40的轴向平面垂直的平面上，模块 50具有梯形横截面。电子模块的最小面积壁51相对于嵌件的轴线径 向向内定位，即面向轮辋的凹槽30定位。电子模块的最大面积壁52 定位在径向外侧，从而与定位在壳体的底部中的楔形部403接触。侧 向壁53具有适合于楔形部401和402的轻微内切部的轻微内切部， 以在使用中有效地锁定电子模块。图8示出了嵌件在壳体40的区域处的纵向截面，其中电子模块 50处于锁定位置。该图8示出了壳体40轴向延伸经过与两个Y形图 案对应的距离。在截面中可看见三个分离部180。壳体40包括轴向定 向的三个底部楔形部403和两个侧向楔形部402。也可看到定位在壳体的底壁中的两个孔404，以便使壳体和轮胎的内部空腔彼此流体连 通。该图还示出了模块50的内壁具有适于嵌件10的凹度的凹度。该 凹度显著提高了电子模块的疲劳强度和耐撞击性。分离部170和180的厚度设计成在壳体40的位置附近胎面支撑 嵌件的径向刚度没有变化。同样地，在距离壳体40的180。处，嵌件 的几何形状被修改成平衡支撑嵌件的静态失衡。胎面支撑嵌件可由弹性材料、特别是由橡胶似材料制成，也可由 聚安酯弹性体PU或热塑性弹性体TPE制成。在任何情况下，电子模块锁定楔形部的精确几何形状设计成使得可易于装配和移除模块、同 时在使用中良好地锁定在位。特别地，楔形部的轴向和周向宽度可适 应于制造嵌件的原材料的模量。图6和7以侧视图和俯视图的形式示出了根据本发明的电子模 块。这两个视图示出了在装入封装体例如壳体或填充树脂之前的组成 电子模块的主要电子元件。电子模块50包括电子元件支撑部或PCB 54、 UHF发送天线 55、具有用于使传感器57的感应部分与由轮胎和轮辋限定的轮胎空 腔流体连通的圆柱形通道58的压力传感器57、电池56、两个LF接 收天线59和其他几个元件60,例如HF发送器和用于处理接收和发 送的数据和信号的微处理器。电子元件支撑部或PCB 54大致定位在模块的内面处，所述内面 用于定位在支撑嵌件10的壳体40的径向内侧。UHF发送天线大致定 位在模块50的外面52处。该外面用于定位在支撑嵌件10的壳体40 的径向外侧。发送天线55是U形金属丝天线，该U形金属丝天线通过它的端部以机械方式连接到PCB。该天线的主要部分位于外面的平面上，该 平面距离由包括PCB的模块的接地平面限定的平面径向最远。这限制 了两者之间的电容耦合，从而改善了天线性能。由U形金属丝天线占据的区域实际上最大，以获得最多的场力线。天线由导线例如单根铜线制成。它经由合适的调谐电容器连接到 模块的电路，以例如使它以315MHz左右的频率谐振。使用金属丝天线而不是片式天线的益处在于，天线的表面的周边 用于发射UHF波，因此不会妨碍低频通信、且使得通道58可贯穿。应当指出，根据本发明的嵌件和模块组件已经受了长期泄气试 验、路边石和坑洼试验，且当上述试验完成后，电子模块仍处于良好 的工作状态。本发明并不限于所述和所示的示例，且可在不脱离仅由权利要求 书限制的本发明范围的情况下做出多种修改。
权利要求
1.一种用于支撑轮胎(1)的胎面、且用于环绕着轮辋(20)的承载表面(28)定位的嵌件(10)，包括相对于所述嵌件径向向内敞开的用于电子模块(50)的壳体(40)，其特征在于，所述壳体(40)具有大致平行六面体形状，且包括用于将所述电子模块保持在位的结构，所述结构包括定位在所述壳体的侧向壁(53)上的横截面为大致三角形的多个楔形部(401，402)。
2. 如权利要求1所述的嵌件(10),其特征在于，定位在所述壳 体(40)的侧向壁(53)上的所述楔形部(401， 402)具有用于与所 述电子模块接触、且带有轻微内切部的壁。
3. 如权利要求1和2中任一所述的嵌件(10)，其特征在于，所 述壳体(40)具有带有一组底肋(403)的底部。
4. 如权利要求3所述的嵌件(10)，其特征在于，所述底肋(403) 彼此平行定位、且沿着所述壳体的所述底部的最短尺寸定向。
5. 如权利要求3和4中任一所述的嵌件(10),其特征在于，所 述底部包括用于使壳体(40)与轮胎的内部空腔流体连通的至少一个 径向开口 (404)。
6. —种用于支撑轮胎(1)的胎面、且用于环绕着轮辋(20)的承载表面定位的嵌件(10)，包括相对于所述嵌件径向向内敞开的用 于电子模块(50)的壳体(40)，其特征在于，所述嵌件包括底部(14)， 所述底部(14)具有大致周向定向的一组大致不可伸展的加强件 (142)，没有所述周向加强件(142)轴向位于所述壳体的区域。
7. 如权利要求6所述的嵌件(10)，其特征在于，所述周向加强 件(142)轴向定位在所述壳体(40)的每一侧。
8. 如权利要求1至7中任一所述的嵌件(10)，其特征在于，所 述嵌件(10)包括用于在泄气状态下承载所述轮胎的载荷的支撑部分(17)、和用于将所述轮胎的一个胎圈(5)锁定在其车轮座(24)上 的轴向相邻锁定部分(18),壳体(40)定位在胎圈(5)锁定部分(18) 中。
9. 如权利要求8所述的嵌件(IO)，其特征在于，可绕着轮辋(20) 滑动，所述轮辋包括最大直径为Os,max的第一轮辋(20)座(22)、和最大直径①S2n^大于所述第一座的最大直径Os,max的第二轮辋座(24)，从所述第二座向着第一座轴向延伸有周向凹槽(30)和承载 表面(28)，所述承载表面的外径大致等于第一座的最大直径Owx， 且在所述承载表面中，所述嵌件的支承部分(17)设计成环绕着所述 承载表面(28)定位，所述锁定部分(18)设计成相对于所述周向凹 槽(30)定位在径向外侧。
10. 如权利要求9所述的嵌件(10)，其特征在于，所述壳体(40)用于相对于所述周向凹槽(30)定位在径向外侧。
11. 如权利要求9和10中任一所述的嵌件(10)，其特征在于， 使从所述第二座(24)向着第一座(22)延伸有所述周向凹槽(30) 的侧壁(301)，所述嵌件的所述锁定部分(18)设计成支承在所述凹 槽(30)的所述侧壁(301)上。
12. 如权利要求9至11中任一所述的嵌件(10)，其特征在于， 所述车轮包括轮辋(20)、和在所述第二座(24)侧连接到所述轮辋 的轮辐(21)。
13. 如权利要求12所述的嵌件(10)，其特征在于，当轮胎(1) 具有用于安装在所述轮辋的所述第一座(22)和第二座(24)上的第一胎圈(3)和第二胎圈(5)、且所述第二胎圈(5)具有外径为^T2^x的周向定向加强件(6)时，所述壳体(40)位于直径0^n^小于所述外径OT2,的回转圆柱体内。
14. 如权利要求13所述的嵌件(10)，其特征在于，所述第二胎 圈(5)的所述周向加强件(6)是胎圈钢丝。
15. —种用于定位在根据权利要求4至14中任一所述的嵌件(IO) 的壳体(40)中的电子模块(50)，所述电子模块特别是包括电子元 件支撑部(54)、压力传感器(57)、发送器和发送天线(55)，其特 征在于，所述电子模块具有包括内面(51)和外面(52)的大致平行六面体形状，电子元件支撑部(54)最靠近于内面(51)定位，且发 送天线(55)最靠近于外面(52)定位。
16. 如权利要求15所述的电子模块(50)，其特征在于，所述天 线(55)是U形金属丝天线，且所述天线大致沿着所述外面(52)的 边缘。
17. 如权利要求16所述的电子模块(50)，其特征在于，所述天 线(55)通过至少一个端部以机械方式连接到所述元件支撑部(54)。
18. 如权利要求15至17中任一所述的电子模块(50)，其特征在 于，所述模块垂直于所述外面(52)和内面(51)的横截面为梯形。
19. 如权利要求18所述的电子模块(50)，其特征在于，具有最 大表面积的面是用于相对于所述嵌件的轴线A定位在径向外侧的外 面(52)。
20. 如权利要求15至19中任一所述的电子模块(50)，所述内面 (51)具有适于所述嵌件的内部轮廓的凹入形状。
21. 如权利要求15至20中任一所述的电子模块(50)，所述压力 传感器(57)经由通向所述外面(52)的通道(58)与所述模块的外 部流体连通。
全文摘要
本发明涉及一种轮胎(1)的胎面支撑元件(10)，包括相对于支撑元件径向向内敞开的用于电子模块(50)的凹部(40)。支撑元件(10)包括用于将轮胎的一个胎圈(5)限制在其车轮座上的限制部分(18)，且凹部(40)被设置在用于限制胎圈(5)的部分(18)中。凹部(40)具有大致平行六面体形状，且包括用于将电子模块保持在位的结构，所述结构具有横截面为三角形、且被设置在凹部的侧壁(53)上的多个楔形部(401，402)。支撑元件包括具有一组加强件(142)的底部(14)。电子模块的特征在于，发送天线(55)最靠近于外面(52)设置。
文档编号B60C17/06GK101223045SQ200680026126
公开日2008年7月16日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年7月19日
发明者J·尚勒东德, J-C·拉库尔, M·利翁 申请人:米其林技术公司;米其林研究和技术股份公司