功能部件安装基座和轮胎的制作方法
【专利摘要】提供一种功能部件安装基座，其对于在轮胎的踏入时和蹬出时作用于功能部件的惯性力以及在轮胎越过突起期间作用于功能部件安装基座的冲击力具有高的耐久性，该功能部件安装基座(1)由橡胶材料形成、安装于轮胎的内表面(70)以允许功能部件(29)安装于轮胎的内表面(70)，功能部件安装基座(1)的特征在于设置有嵌合凹部(2)，嵌合凹部(2)用于供设置于功能部件(29)的功能部件侧安装部(30)嵌入。嵌合凹部(2)的开口(3)的开口直径被形成为具有比功能部件侧安装部的最大直径小的尺寸，嵌合凹部(2)的内表面(内周壁面(9))被形成为与功能部件侧安装部的外表面(外周面(31))嵌合的嵌合面，嵌合凹部(2)的底部被形成为与形成于功能部件侧安装部(30)的凹凸部(半圆形凹部(34、35)和分隔凸部(33))嵌合的凹凸部(半圆形凹部(5、6)和分隔凹部(8))。
【专利说明】
功能部件安装基座和轮胎
技术领域
[0001]本发明涉及用于将具有检测轮胎状态的功能的功能部件安装于轮胎的内表面的功能部件安装基座。
【背景技术】
[0002]现有技术中已知将如下功能部件安装于轮胎的内表面的功能部件安装基座:诸如压力传感器、温度传感器、电池或发电元件、无线机器、或者组合了这些的传感器模块等。
[0003]当车辆行驶时，安装于车辆的轮胎在轮胎的周面的最下部接地的状态下转动。因而，非接地部转动运动，接地部直线运动。因此，在踏入端(轮胎的周面的一部分从非接地部改变成接地部的边界)和蹬出端(轮胎的周面的一部分从接地部改变成非接地部的边界)，会产生离心力随着轮胎的转动而失衡的状态。惯性力作用于通过功能部件安装基座安装于轮胎的内表面的功能部件。这些惯性力伴随着轮胎的转速的升高而增大，并且有时能够到达数十kgf。结果，安装有功能部件的功能部件安装基座可能会遭受破损，并且安装于功能部件安装基座的功能部件可能会脱落。
[0004]另外，轮胎的内表面在非接地部中维持一定曲率，而在接地部中是水平的。因此，随着轮胎的转动，会发生转动方向上的反复扭曲。此外，当轮胎越过大的突起时，轮胎的内表面可能会经历逆R变形，因而在转动方向上发生大的扭曲。因此，功能部件安装基座可能会破损，功能部件可能会脱落。
[0005]已知的补救手段是具有改善了的高速耐久性的结构的功能部件安装基座。该功能部件安装基座具有配备有功能部件固定机构的橡胶制的底板，该功能部件固定机构由具有预定刚性的架体和插入片构成(例如，参见专利文献I)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开2012-245889号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]如专利文献I公开的功能部件安装基座配备有具有预定刚性的功能部件固定机构。因此，具有高的高速耐久性的功能部件安装基座能够通过功能部件安装基座整体承受上述惯性力。然而，功能部件固定机构由刚性比安装基座的橡胶制的底板高的材料(例如，金属)制成。因而，例如，当在轮胎越过突起的情况下冲击力作用于功能部件安装基座时，功能部件固定机构会限制橡胶制的底板的变形，扭曲倾向于集中于功能部件固定机构的架体与橡胶制的底板之间的存在刚性差的界面。这最终可能会导致功能部件安装基座的耐久性降低。
[0011]本发明提供一种功能部件安装基座，该功能部件安装基座能够对于在轮胎的踏入时和蹬出时作用于功能部件的惯性力以及在轮胎越过突起期间作用于功能部件安装基座的冲击力具有高的耐久性。
[0012]用于解决问题的方案
[0013]根据本发明的功能部件安装基座由橡胶材料形成并且安装于轮胎的内表面以将功能部件安装于轮胎的内表面。所述功能部件安装基座具有嵌合凹部，所述嵌合凹部供设置于所述功能部件的功能部件侧安装部嵌入。所述嵌合凹部被形成为使得该嵌合凹部的开口的开口直径具有比所述功能部件侧安装部的最大直径小的尺寸。该嵌合凹部的内表面被形成为与所述功能部件侧安装部的外表面嵌合的嵌合面。此外，该嵌合凹部的底部被形成为与形成于所述功能部件侧安装部的凹凸部嵌合的凹凸部。因此，在轮胎的踏入时和蹬出时作用于功能部件的惯性力能够被功能部件安装基座的凹凸部与功能部件侧安装部的凹凸部嵌合形成的多个凹凸嵌合面以分散的方式支撑。同时，通过功能部件安装基座的弹性变形以及沿着功能部件侧安装部与功能部件安装基座之间的接触界面的滑动，能够吸收由在轮胎越过突起时作用于功能部件安装基座的冲击力导致的扭曲。因而，本发明提供了具有高耐久性的功能部件安装基座。
【附图说明】
[0014]图1是在功能部件经由功能部件安装基座安装于轮胎的内表面的状态下的轮胎的截面图。
[0015]图2是示出安装于轮胎的内表面的功能部件安装基座和安装于功能部件安装基座的功能部件的截面图。
[0016]图3是示出功能部件和功能部件侧安装部的截面图。
[0017]图4是示出功能部件安装基座的截面图。
[0018]图5是功能部件侧安装部的当从底面侧观察时的立体图。
[0019]图6是功能部件安装基座的立体图(一部分截面)。
[0020]图7示出了实施方式和比较例的功能部件安装基座的耐久试验的结果。
[0021 ]图8是实施方式的功能部件安装基座的作用说明图。
[0022]图9是比较例I的功能部件安装基座的作用说明图。
[0023]图10是比较例2的功能部件安装基座的作用说明图。
[0024]以下，将基于不意在限制发明的权利要求的范围、而用于示例说明发明的实施方式说明发明。实施方式中说明的所有特征及其组合对发明提出的解决手段不是必须的，并且这些解决手段还包括选择性采用的构成和配置。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，用于将功能部件29安装于轮胎60的内表面70的、安装于轮胎60的内表面70的根据实施方式的功能部件安装基座I由橡胶材料制成。
[0026]功能部件安装基座I具有供设置于功能部件29的功能部件侧安装部30嵌入的嵌合凹部2。
[0027]注意，轮胎60由胎体60A、带束61、胎面部62、胎圈部63、胎侧部64和肩部65构成。胎体60A为环状地跨设于一对胎圈部63、63的、从轮胎60的内表面70侧向外表面71侧层叠的多层帘线层。例如，胎体60A的作为上折帘布层(turned-up ply)的、位于内层侧的多个层的两端绕着胎圈部63中的胎圈芯66从轮胎径向内侧向外侧折返。胎体60A的作为下折帘布层(turned-down ply)的、位于外层侧的多个层的两端绕着胎圈部63中的胎圈芯66从轮胎径向外侧向内侧折返。带束61布置在胎体60A与胎面部62之间。胎面部62布置在胎体60A和带束61的轮胎径向外侧。胎面部62的表面形成有沿轮胎周向延伸的多个周向主槽67。
[0028]参照图2、图3和图5说明设置于功能部件29的功能部件侧安装部30。
[0029]由例如合成树脂制成的功能部件侧安装部30被形成为圆柱体。圆柱体被形成使得其沿着中心轴线30X的方向的中央部的直径(功能部件侧安装部30的最大直径30A)比圆柱体的沿着中心轴线30X方向的两端部的直径大。也就是，该圆柱体的外周面31由具有以该圆柱体的中心轴线30X为中心的圆形截面的圆环体的半圆形截面的外周面形成。
[0030]圆柱体的底面包括:圆环面32，其以该圆柱体的中心轴线30X为中心与圆柱体的外周面31连续;分隔凸部33，其将设置在圆环面32的内侧的、以圆柱体的中心轴线30X为中心的圆形凹部的底面的圆形凹部分成两部分；以及两个半圆形凹部34、35，其为由分隔凸部33分成的两部分。
[0031]另外，在圆柱体的顶部(一个端部)处、沿着圆柱体的外周面31的边界形成有以圆柱体的中心轴线30X为中心的圆环状凹部36。该圆环状凹部36使圆柱体的顶部侧容易挠曲，并且改善了沿着圆柱体的外周面31与稍后说明的嵌合凹部2的内周壁面9之间的接触界面的滑动。
[0032]参照图2、图4和图6说明功能部件安装基座I。
[0033]功能部件安装基座I具有嵌合凹部2，该嵌合凹部2形成在具有一端开口3的圆柱状的凹部中，嵌合凹部2与构成功能部件侧安装部30的圆柱体嵌合。
[0034]嵌合凹部2被形成使得用于供功能部件侧安装部30插入嵌合凹部2的开口3的开口直径3A具有比功能部件侧安装部30的圆柱体的最大直径30A小的尺寸。另外，嵌合凹部2的内表面被形成为与功能部件侧安装部30的外表面嵌合的嵌合面。
[0035]也就是，嵌合凹部2的与功能部件安装基座I的安装于轮胎60的内表面70的外底面4相反的底部形成有凹凸面，该凹凸面与形成于功能部件侧安装部30的底面的凹凸部(两个半圆形凹部34和35、圆环面(凸部)32、分隔凸部(凸部)33)嵌合。
[0036]换言之，嵌合凹部2的底部被构造成具有:两个半圆形凸部5和6，其与形成于功能部件侧安装部30的底面的两个半圆形凹部34和35嵌合;圆环凹部7，其与圆环面32以及和圆环面32连续的外周面31的底部嵌合；以及分隔凹部8，其分隔半圆形凸部5和6。
[0037]另外，嵌合凹部2的内周壁面9被形成为与功能部件侧安装部30的圆柱体的外周面31嵌合的面(构成具有以嵌合凹部2的中心轴线2X为中心的圆形截面的圆环体的外周面的半圆形截面的外周面)。
[0038]具有圆柱状的嵌合凹部2被形成使得其沿着中心轴线2X的方向的中央部的直径(嵌合凹部2的最大直径9A)比嵌合凹部2的开口 3的开口直径3A以及嵌合凹部2的底部的直径大。
[0039]另外，功能部件安装基座I的外底面4被形成为例如以嵌合凹部2的中心轴线2X为中心的圆形面。该圆形面的直径具有比嵌合凹部2的最大直径9A大的尺寸。
[0040]如图1所示，以嵌合凹部2的中心轴线2X与轮胎60的赤道面60X—致的方式将根据实施方式的功能部件安装基座I布置于轮胎60的内表面70。同时，如图2所示，例如，使外底面4硫化接合于轮胎60的内表面70的情况下而将功能部件安装基座I安装于内表面70，使得功能部件安装基座I的两个半圆形凸部5和6在轮胎60的周向R上并排配置。
[0041 ]然后，使安装于轮胎60的内表面70的功能部件安装基座I的开口 3扩宽，将功能部件侧安装部30插入嵌合凹部2，并且使功能部件侧安装部30的凹凸面与嵌合凹部2中的凹凸面嵌合。如此功能部件29被安装于功能部件安装基座I，其结果是功能部件29经由功能部件安装基座I安装于轮胎60的内表面70。
[0042]根据实施方式，功能部件29经由功能部件安装基座I和功能部件侧安装部30安装于轮胎60的内表面70。在该结构中，位于功能部件安装基座I中的嵌合凹部2的底部的凹凸与位于功能部件侧安装部30的底部的凹凸实现凹凸嵌合。因而，当在车辆行驶期间轮胎60的周面的一部分从非接地部转变成接地部的踏入时以及当轮胎的周面的一部分从接地部转变成非接地部的蹬出时，如图8的(a)所示，随着轮胎60沿X方向转动而作用于功能部件29的惯性力Fl能够被以分散的方式支撑在三个部位(多个负载点F3、F3、F3)处，即与功能部件侧安装部30的半圆形凹部35的壁面35a接触的功能部件安装基座I的半圆形凸部6的壁面6b、与功能部件侧安装部30的分隔凸部33的壁面33a接触的功能部件安装基座I的半圆形凸部5的壁面5a以及与功能部件侧安装部30的外周面31接触的功能部件安装基座I的内周壁面9。结果，减小了载置于功能部件安装基座I的负担。换言之，因为在轮胎60的踏入时和蹬出时作用于功能部件29的惯性力Fl被功能部件安装基座I的与功能部件侧安装部30的凹凸部嵌合的凹凸部上的多个凹凸嵌合面以分散的方式支撑，所以获得了具有较高耐久性的功能部件安装基座I。
[0043]另外，功能部件侧安装部30与由橡胶制成的功能部件安装基座I彼此不接合。因此，如图8的(b)所示，通过功能部件安装基座I的弹性变形以及沿着功能部件侧安装部30与功能部件安装基座I之间的接触界面的滑动(slide)F4，能够释放由在轮胎60越过突起时作用于功能部件安装基座I的冲击力F2导致的扭曲(distort1n)。因而，获得了对于在轮胎60越过突起时作用于功能部件安装基座I的冲击力具有较高耐久性的功能部件安装基座I。
[0044]另外，如图2所示，实施方式中的功能部件安装基座I以如下方式安装于轮胎60的内表面70:多个凸部(半圆形凸部5和半圆形凸部6)在轮胎60的周向R上隔着凹部并排配置。因而，在轮胎60转动时沿轮胎60的周向作用的惯性力Fl被多个部位以分散的方式支撑。这减少了功能部件安装基座I上的负担，由此得到高耐久性的功能部件安装基座I。注意，在轮胎60的周向R上隔着凹部并排配置的凸部的数量可以为数个，即例如可以为5个以下。
[0045]另外，实施方式中的功能部件安装基座I的嵌合凹部2的内周壁面9形成于截面为半圆形的外周面，该外周面形成以嵌合凹部2的中心轴线2X为中心的圆形截面的圆环体的外周面。嵌合凹部2的内周壁面9与功能部件侧安装部30的圆柱体的外周面31彼此嵌合。因而，功能部件侧安装部30与功能部件安装基座I之间的接触界面形成为圆弧曲面。这允许沿着接触界面更圆滑地滑动，从而使扭曲难以在功能部件安装基座I上集中。结果，功能部件安装基座I将具有改善了的耐久性的特性。
[0046]另外，在实施方式的功能部件侧安装部30中，功能部件安装基座I的与功能部件侧安装部30的分隔凸部33的壁面33a接触的半圆形凸部5的壁面5a和半圆形凸部6的壁面6a被形成为沿轮胎60的径向延伸的平面。因此，使惯性力被以分散的方式支撑的强度变强，因而能够利用小面积的平面支撑惯性力。结果，能够使凸部的高度变低，能够使嵌合凹部2的深度变浅，并且能够使功能部件侧安装部30小型化。
[0047]另外，功能部件安装基座I的嵌合凹部2的底部被设计成使得凸部的面积比凹部的面积大。因此，位于功能部件安装基座I的外底面4与凸部的顶面之间的具有较厚橡胶厚度的部位比位于功能部件安装基座I的外底面4与凹部的底面之间的具有较薄橡胶厚度的部位多。结果，功能部件安装基座I能够具有较高的耐久性。
[0048]将根据上述实施方式的功能部件安装基座和将稍后说明的比较例的功能部件安装基座接合于轮胎的内表面，通过将功能部件侧安装部安装于功能部件安装基座来使功能部件安装于轮胎的内表面。在以下条件下对已经安装有功能部件的轮胎进行试验。图7示出了检查功能部件安装基座有无破损的结果。
[0049](I)轮胎:225/50R17
[0050](2)高速耐久试验:负载620kgf，空气压力260kpa，以最大速度170kph行驶
[°°511 (3)突起越过试验:负载7 OOkgf，空气压力180kpa，在速度50kph下越过35mm高的突起360次
[0052]如图9所示，与根据实施方式的功能部件安装基座I和功能部件侧安装部30相比，比较例I的功能部件安装基座100和功能部件侧安装部300在底部不具有凹凸。
[0053]如图10所示，比较例2的功能部件安装基座101和功能部件侧安装部301具有如专利文献I公开的结构。
[0054]根据实施方式的功能部件安装基座I和功能部件侧安装部30，如上所述，在踏入时和蹬出时作用于功能部件29的惯性力F能够被以分散的方式支撑在多个部位(多个负载点F3、F3、F3)处。因而，在高速耐久试验中功能部件安装基座I未发生破损。
[0055]另外，根据实施方式的功能部件安装基座I和功能部件侧安装部30，如上所述，通过功能部件安装基座I的弹性变形以及沿着功能部件侧安装部30与功能部件安装基座I之间的接触界面的滑动F4，能够释放由在轮胎60越过突起时作用于功能部件安装基座I的冲击力F2导致的扭曲。因而，在突起越过试验中功能部件安装基座I未发生破损。
[0056]另一方面，根据具有比较例I的功能部件安装基座100和功能部件侧安装部300的安装结构，如图9的(a)所示，在轮胎60的踏入时和蹬出时作用于功能部件29的惯性力Fl被支撑在单个负载点F3处。结果，有大的负担落在功能部件安装基座100上，并且在高速耐久试验中功能部件安装基座100发生破损。
[0057]另外，根据具有比较例I的功能部件安装基座100和功能部件侧安装部300的安装结构，如图9的(b)所示，通过功能部件安装基座100的弹性变形以及沿着功能部件侧安装部300与功能部件安装基座100之间的接触界面的滑动F4，能够释放由在轮胎60越过突起时作用于功能部件安装基座100的冲击力F2导致的扭曲。因而，在突起越过试验中功能部件安装基座100未发生破损。
[0058]此外，根据具有比较例2的功能部件安装基座101和功能部件侧安装部301的安装结构，如图10的(a)所示，由架体220和插入片250构成的高刚性的功能部件固定机构接合于基座橡胶210。因此，在轮胎60的踏入时和蹬出时作用于功能部件29的惯性力Fl能够被整个功能部件安装基座101(无数个负载点F3)支撑。因此，提高了功能部件安装基座101的高速耐久性，并且在高速耐久试验中功能部件安装基座101未发生破损。
[0059]然而，根据具有比较例2的功能部件安装基座101和功能部件侧安装部301的安装结构，如图10的(b)所示，高刚性的功能部件固定机构接合于基座橡胶210。因而，当在轮胎60越过突起期间有冲击力F2作用于功能部件安装基座101时，高刚性的功能部件固定机构会限制基座橡胶210的变形，并且倾向于沿着橡胶基座210与功能部件固定机构的架体220之间的存在刚性水平(rigidity level)差的界面发生扭曲集中。结果，功能部件安装基座1I的耐久性下降，并且在突起越过试验中功能部件安装基座1I发生破损。
[0060]上述性能试验结果表明，根据实施方式的功能部件安装基座I，在轮胎60的踏入时和蹬出时作用于功能部件29的惯性力Fl能够被以分散的方式支撑，并且通过沿着功能部件侧安装部30与功能部件安装基座I之间的接触界面的滑动F4，能够释放在轮胎60越过突起时作用于功能部件安装基座I的冲击力F2。因而，获得了对于惯性力Fl和冲击力F2具有高耐久性的功能部件安装基座I，其中惯性力Fl在轮胎60的踏入时和蹬出时作用于功能部件29，冲击力F2在轮胎60越过突起时作用于功能部件安装基座I。
[0061]另外，将根据实施方式的功能部件安装基座安装于轮胎的内表面提供了具有高耐久性并能够防止功能部件脱落的轮胎。
[0062]注意，本发明的功能部件安装基座可以安装于轮胎的内表面的任何位置，只要在轮胎转动时作用于功能部件的惯性力能够被多个部位以分散的方式支撑即可。
[0063]附图标记说明
[0064]I功能部件安装基座
[0065]2嵌合凹部
[0066]3 开口
[0067]3A开口直径
[0068]5、6半圆形凸部(凸部)
[0069]8分隔凹部(凹部)
[0070]9嵌合凹部的内周壁面(内表面)
[0071 ] 29功能部件
[0072]30功能部件侧安装部
[0073]30A功能部件侧安装部的最大直径
[0074]31功能部件侧安装部的外周面(外表面)
[0075]34,35半圆形凹部(凹部)
[0076]33分隔凸部(凸部)
[0077]60 轮胎
[0078]70轮胎的内表面
【主权项】
1.一种功能部件安装基座，所述功能部件安装基座由橡胶材料形成并且安装于轮胎的内表面以将功能部件安装于轮胎的内表面， 所述功能部件安装基座具有嵌合凹部，所述嵌合凹部供设置于所述功能部件的功能部件侧安装部嵌入， 其中，所述嵌合凹部被形成为使得该嵌合凹部的开口的开口直径具有比所述功能部件侧安装部的最大直径小的尺寸，该嵌合凹部的内表面被形成为与所述功能部件侧安装部的外表面嵌合的嵌合面，该嵌合凹部的底部被形成为与形成于所述功能部件侧安装部的凹凸部嵌合的凹凸部。2.根据权利要求1所述的功能部件安装基座，其特征在于，所述嵌合凹部的底部设置有多个凸部。3.—种轮胎，所述轮胎的内表面安装有根据权利要求1或2所述的功能部件安装基座。
【文档编号】B60C23/04GK106034397SQ201580010768
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年2月10日
【发明人】长屋豪
【申请人】株式会社普利司通