ШИНА, СОДЕРЖАЩАЯ ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК, И СПОСОБ УСТАНОВКИ УПОМЯНУТОГО ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА В УПОМЯНУТУЮ ШИНУ
TIRE COMPRISING ELECTRONIC UNIT AND METHOD TO INSTALL SAID UNIT INTO SAID TIRE

Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к шине, содержащей электронный блок. Упомянутое изобретение также относится к способу установки упомянутого электронного блока в упомянутую шину.
На некоторых типах транспортных средств ощущается необходимость наблюдать за условиями работы шин и, возможно, сохранять историю развития во времени некоторых характеристических рабочих параметров. Например, когда рассматриваются транспортные средства, использующие шины, относящиеся к типу шин, остающихся безопасными после прокола, т.е. шины, способные гарантировать езду несколько километров преодолеваемой дистанции даже в случае спускания шины, представленные несколько характеристических параметров соответствуют, например, максимальной скорости, температуре и максимальному расстоянию, которое должно быть пройдено, вышеупомянутое требование особенно актуально для безопасного использования упомянутого типа шин.
Характеристическими параметрами, которые, как правило, рассматриваются, могут быть код идентификации, температура, давление, расстояние, пройденное шиной, также как и параметры, созданные из математических вычислений, которые могут быть выполнены в шине или на приборной панели транспортного средства.
С этой целью в шине может быть установлен электронный блок, упомянутый электронный блок предназначен для получения, по меньшей мере, одного из вышеупомянутых характеристических параметров. Предпочтительно, электронный блок может содержать, по меньшей мере, один датчик, возможно ассоциативно связанный с блоком управления (таким как микропроцессор) и/или блоком хранения данных. Электронный блок предпочтительно ассоциативно связан с антенной, предпочтительно упомянутая антенна имеет задачу разрешения обмена радиочастотным сигналом с устройствами, установленными на приборной панели транспортного средства.
Кроме того, антенна может предоставлять возможность системе, присутствующей в шине, соответствующим образом питаться энергией без использования независимых блоков питания (например, батарей в шине). Следовательно, устройство, установленное на приборной панели транспортного средства, предусмотрено, чтобы формировать электромагнитное поле, с которым антенна, помещенная в шину, может связываться посредством индукции, и посредством которого необходимая энергия для работы датчика и возможного блока управления доставляется самой антенной.
Патент США 5090237 предлагает датчик давления для определения давления воздуха автомобильной шины; датчик имеет корпус, вытягивающийся в углубление, сформированное в стенке обода шины, и кольцеобразный фланец, расположенный на корпусе и удерживающий пружину на стороне стенки обода. Пружина предусматривается для фиксации части внешнего фланца корпуса датчика давления на другой стороне стенки обода.
В этой технологической области заявитель считает необходимым:
- улучшить простоту производства зацепляющегося корпуса, используемого для зацепления между электронным блоком и шиной;
- гарантировать значительную механическую развязку электронного блока от ударов, сформированных по самому блоку от шины во время движения;
- предоставить возможность работы также в условиях недостатка давления в шине;
- предоставить возможность простого применения упомянутого электронного блока в уже произведенной шине без воздействия на операционные характеристики самой шины (например, могут быть применены технологии склеивания, используемые при восстановлении шины).
Кроме того, заявитель также считает необходимым реализовать зацепляющийся корпус для электронного блока, который предоставляет возможность интегрирования в шину во время сборки на ободе.
Заявитель установил, что, ассоциативно связывая электронный блок с шиной посредством фиксирующего корпуса, имеющего две части, антенна подгоняется в канавку упомянутых частей для сохранения связи между упомянутыми частями и упомянутым электронным блоком, может быть достигнуто значительное упрощение производства и могут быть получены улучшения как с точки зрения надежности зацепления между электронным блоком и шиной, так и с точки зрения практической работы самого электронного блока.
В частности, согласно первому аспекту изобретение относится к шине для колес транспортного средства, имеющих внутреннюю поверхность, по существу, тороидальной формы, содержащей:
- электронное устройство, содержащее электронный блок и антенну, последняя соединяется с упомянутым электронным блоком и имеет внутреннюю периметрическую кромку;
- фиксирующий корпус, установленный на упомянутой внутренней поверхности для сцепления между упомянутым электронным устройством и упомянутой шиной, упомянутый фиксирующий корпус содержит, по меньшей мере, две части, упомянутый электронный блок размещается между упомянутыми частями, каждая из упомянутых частей имеет:
крепежную поверхность, прикрепленную к внутренней поверхности упомянутой шины;
канавку, в которую подогнана внутренняя периметрическая кромка упомянутой антенны, чтобы поддерживать связь между электронным блоком и фиксирующим корпусом.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу установки электронного блока в шину, упомянутый способ содержит этапы:
- предоставления шины, имеющей внутреннюю поверхность, по существу, тороидальной формы;
- предоставления фиксирующего корпуса, содержащего, по меньшей мере, две части, каждая из упомянутых частей имеет крепежную поверхность и канавку;
- предоставления электронного устройства, содержащего электронный блок и антенну, последняя соединяется с упомянутым электронным блоком и имеет внутреннюю периметрическую кромку;
- установки внутренней периметрической кромки упомянутой антенны в канавку каждой из упомянутых частей для зацепления упомянутого электронного блока между упомянутыми частями;
- закрепления крепежных поверхностей упомянутых частей к внутренней поверхности упомянутой шины.
В предпочтительном варианте осуществления фиксирующий корпус прикрепляется к герметизирующему слою шины; в таком случае, предпочтительно, основной продольный размер электронного блока располагается поперечно и, в частности, перпендикулярно экваториальной плоскости шины.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления фиксирующий корпус прикрепляется к боковине шины; в таком случае основной продольный размер электронного блока, по существу, располагается параллельно экваториальной плоскости шины.
Структурное решение последних вариантов осуществления имеет целью минимизацию влияния, оказываемого деформацией, которой подвергается шина во время работы, на электронный блок и на связь между фиксирующим корпусом и шиной.
В другом предпочтительном варианте осуществления части фиксирующего корпуса являются отдельными частями.
В частности, две части, задающие фиксирующий корпус, могут быть, по существу, идентичными друг другу.
Таким образом, достигается упрощение в производстве, так как обе части могут быть реализованы посредством одной формы.
Дополнительные признаки и преимущества станут более очевидными из подробного описания предпочтительного, но не исключительного варианта осуществления шины, содержащей электронный блок, и способа установки упомянутого электронного блока в упомянутую шину в соответствии с настоящим изобретением. Это описание будет изложено далее в данном документе со ссылкой на сопровождающие чертежи, данные с целью неограничивающего примера, на которых:
- фиг.1a является схематическим видом в перспективе части внутренней поверхности первого варианта осуществления шины в соответствии с изобретением, на которой установлено электронное устройство;
- фиг.1b является схематическим видом в перспективе части внутренней поверхности второго варианта осуществления шины в соответствии с изобретением, на которой установлено электронное устройство;
- фиг.2a является схематическим видом в перспективе электронного устройства на фиг.1a и 1b и фиксирующего корпуса, ассоциативно связанного с ним;
- фиг.2b является схематическим видом в перспективе альтернативного варианта осуществления электронного устройства на фиг.1a и 1b и фиксирующего корпуса, ассоциативно связанного с ним;
- фиг.3a является схематическим видом сверху электронного устройства, показанного на фиг.2a;
- фиг.3b и 3c являются схематическими видами сбоку электронного устройства, показанного на фиг.2a;
- фиг.4a является схематическим видом сверху фиксирующего корпуса, показанного на фиг.2a;
- фиг.4b и 4c являются схематическими видами сбоку фиксирующего корпуса, показанного на фиг.2a.
Со ссылкой на чертежи, шина для колес транспортного средства в соответствии с настоящим изобретением, в целом, обозначается цифрой 1.
Шина 1 может быть установлена на любом типе транспортного средства, таком как автомобили или мотоциклы; более конкретно, шина 1 предпочтительно установлена, чтобы использоваться на транспортных средствах, которые снабжены приборной панелью с необходимыми электронными устройствами для совместной работы и взаимодействия с устройствами, размещенными в самой шине и описанными впоследствии.
Шина 1 (фиг.1a, 1b) имеет внутреннюю поверхность 2, по существу, тороидальной формы; эта внутренняя поверхность 2 может содержать слой эластомерного материала, который, по существу, является воздухонепроницаемым и обычно именуется как "герметизирующий слой".
Электронное устройство 10 установлено на внутреннюю поверхность 2.
Электронное устройство 10 содержит электронный блок 20 и антенну 30 (фиг.2a-2b).
Предпочтительно, электронный блок 20 установлен, чтобы обнаруживать рабочие параметры, относящиеся к шине 1, и рабочие условия самой шины. В частности, электронный блок 20 может содержать один или более датчиков, чтобы обнаруживать упомянутые рабочие параметры, которыми, например, могут быть температура шины, внутреннее давление и/или пройденное расстояние, возможно вычисленные во взаимодействии с устройствами, расположенными на приборной панели.
Электронный блок 20 может быть ассоциативно связан с микропроцессором, соединенным с упомянутыми датчиками, чтобы управлять их работой, и с блоком хранения, чтобы сохранять данные, обнаруженные датчиками.
Предпочтительно сохраненными в электронном блоке 20 (в блоке хранения, если присутствует) являются идентификационные данные шины, которые могут предоставить возможность определенно идентифицировать шину во время обработки и оценки рабочих параметров, упомянутых выше.
Предпочтительно, электронный блок 20 выполнен с возможностью "разговаривать" с электронным устройством, расположенным на приборной панели транспортного средства. Чтобы разрешить связь между электронным блоком 20 и электронным устройством на приборной панели, предусмотрена антенна 30, которая должна быть функционально ассоциативно связана с электронным блоком 20.
В дополнение к вышесказанному, антенна 30 может также использоваться, чтобы питать энергией электронный блок 20 и устройства, ассоциативно связанные с ним, с тем, чтобы избежать использования независимых блоков питания в шине 1.
Обмен данными между электронным блоком 20 и упомянутым электронным устройством происходит через передачу и прием радиочастотных сигналов (RF-сигналов), частота которых может находиться в диапазоне между приблизительно 100 кГц и приблизительно 50 МГц и предпочтительно может соответствовать приблизительно 125 кГц. В частности, этот диапазон частот может использоваться, если питание электронного блока 20 желательно должно происходить через саму антенну 30, которая в таком случае будет иметь конфигурацию "закрытого" типа. Если, напротив, антенну желательно использовать для передачи/приема данных, также могут применяться частоты, находящиеся в диапазоне между приблизительно 300 МГц и приблизительно 2,5 ГГц, в таком случае используются антенны конфигурации "открытого" типа.
В настоящем контексте антенна с конфигурацией "открытого" типа означает антенну, конфигурация которой определяет электрически открытую схему. Например, корпус антенны может иметь один или более концов, электрически соединенных с блоком обнаружения, и один или более "свободных" концов.
По формулировке антенна с конфигурацией "закрытого" типа подразумевает антенну, форма которой определяет электрически закрытую схему, в таком случае корпус антенны имеет два конца, которые оба электрически соединены с упомянутым блоком обнаружения. Взаимодействие между устройствами на приборной панели, антенной 30 и электронным блоком 20, следовательно, образует, когда требуется, систему обнаружения, предоставляющую возможность электронному блоку 20 также работать без присутствия батарей или похожих блоков питания, установленных внутри шины 1.
Антенна 30 имеет внутреннюю периметрическую кромку 31, которая приспособлена зацепляться с фиксирующим корпусом, который будет раскрыт впоследствии.
Предпочтительно, антенна 30 имеет, по существу, кольцеобразную форму.
Предпочтительно, антенна 30 имеет две отдельные контактные области для соединения с электронным блоком 20, т.е. первую контактную область 31a и вторую контактную область 31b. В частности, электронный блок 20 имеет продолговатую форму, вытянутую вдоль основного продольного направления D от первой ко второй контактной области 31a, 31b упомянутой антенны 30 (фиг.3a-3c, 4a-4c).
В предпочтительном варианте осуществления электронный блок 20 имеет, по существу, призматическую форму и предпочтительно имеет форму параллелепипеда.
В случае, когда антенна 30 имеет кольцеобразную форму, а, в частности, по существу, круглую форму, первая и вторая контактные области 31a, 31b могут быть диаметрально противоположны, так что электронный блок 20 расположен вдоль диаметра упомянутой кольцеобразной формы.
В предпочтительном варианте осуществления антенна 30 содержит первую вспомогательную антенну открытого типа и вторую вспомогательную антенну закрытого типа.
Первая вспомогательная антенна может работать при 433 МГц, например, для обмена данными с электронным устройством, расположенным на приборной панели транспортного средства.
Вторая вспомогательная антенна может работать на частоте 125 кГц, например, и для питания электронного блока 20, и для обмена данными с упомянутым электронным устройством.
Предпочтительно антенна 30 дополнительно содержит кольцеобразную опору для размещения упомянутой первой и второй вспомогательных антенн.
В частности, упомянутая кольцеобразная опора может окружать фиксирующий корпус 40.
Для установки электронного устройства 10 в шине 1 предусмотрен фиксирующий корпус 40, который устанавливается на внутренней поверхности 2 упомянутой шины 1.
Фиксирующий корпус 40 содержит, по меньшей мере, две части 41; каждая часть 41 имеет крепежную поверхность 42, прикрепленную к внутренней поверхности 2 шины 1, и канавку 43, в которую подогнана внутренняя периметрическая кромка 31 антенны 30.
Электронный блок 20 размещен между двумя частями 41, так что зацепление между внутренней периметрической кромкой 31 антенны 30 и канавкой 43 каждой части 41 обеспечивает ограничение перемещения между электронным блоком 20 и фиксирующим корпусом 40.
Каждая часть 41 предпочтительно имеет удерживающую часть 44, имеющую верхнюю поверхность 45, обращенную лицевой стороной от крепежной поверхности 42; в предпочтительном варианте осуществления канавка 43 сформирована между крепежной поверхностью 42 и удерживающей частью 44.
Предпочтительно, удерживающая часть 44 каждой части 41 имеет углубление 44a, чтобы позволить упругую деформацию удерживающей части 44 и последующее зацепление между антенной 30 и канавками 43.
Другими словами, удерживающая часть 44 может упруго деформироваться так, что та же удерживающая часть 44 может быть вставлена между электронным блоком 20 и внутренней периметрической кромкой 31 антенны 30, таким образом получая ограничение перемещения между электронным блоком 20 и фиксирующим корпусом 40.
Предпочтительно, каждое углубление 44a обращено лицевой стороной к соответствующей боковой стенке электронного блока 20.
Полезно, каждая часть 41 имеет первую боковую поверхность 46, на которой сформирована канавка 43, и вторую боковую поверхность 47, которая находится в соприкосновении с электронным блоком 20.
Более подробно, вторые боковые поверхности 47 частей 41 взаимно обращены друг к другу лицевыми сторонами для зацепления электронного блока 20.
Предпочтительно, вторые боковые поверхности 47 частей 41, по существу, параллельны друг другу.
Предпочтительно, части 41, по существу, идентичны друг другу.
Предпочтительно, электронный блок 20 имеет пару боковых стенок 21, по существу, параллельных основному продольному направлению D; каждая боковая стенка 21, по меньшей мере частично, находится в соприкосновении с соответствующей второй боковой поверхностью 47 упомянутых частей 41.
Следует отметить, что части 41 фиксирующего корпуса 40 не находятся в соприкосновении друг с другом, так что достигается значительная механическая развязка электронного блока 20 от воздействий, сформированных на том же электронном блоке 20 шиной 1 во время работы.
Кроме того, сохраняя предварительно установленное расстояние между двумя частями 41, разрешается правильная работа электронного блока 20, так как датчики и/или передающие и принимающие устройства, предусмотренные в нем, не укрыты материалом, из которого сделаны части 41 (например, эластомерный материал).
Предпочтительно, каждая часть 41 имеет, по существу, полуцилиндрическую форму; следовательно, фиксирующий корпус 40 имеет, по существу, цилиндрическую форму.
В таком случае, крепежные поверхности 42 частей 41 задают основание упомянутой цилиндрической формы.
Каждая часть 41 фиксирующего корпуса 40 может иметь заостренный конец 48 в соприкосновении с внутренней поверхностью 2 шины 1 и отклоняющийся от упомянутой внутренней поверхности 2; в частности, угол α, определенный между крепежной поверхностью 42 части 41 и внешней наклонной боковой стенкой заостренного конца 48 предпочтительно находится в диапазоне между 25° и 60°, а более предпочтительно, между приблизительно 40° и приблизительно 50°.
Следует отметить, что в описании и в последующей формуле изобретения для "диаметра", когда не ссылаются на окружность, должен подразумеваться максимальный общий размер, измеренный в плоскости, по существу, параллельной контактной поверхности между внутренней поверхностью 2 шины 1 и фиксирующим корпусом 40.
Предпочтительно, диаметр верхней части фиксирующего корпуса 40, т.е. части, определенной удерживающими частями 44, охватывает диапазон между 26 мм и 40 мм и, в частности, охватывает диапазон между 32 мм и 36 мм.
Предпочтительно, диаметр канавки 43 охватывает диапазон между 20 мм и 35 мм и, в частности, охватывает диапазон между 23 мм и 30 мм.
Предпочтительно, диаметр фиксирующего корпуса 40 в области соприкосновения с внутренней поверхностью 2 шины 1 охватывает диапазон между 31 мм и 45 мм и, в частности, охватывает диапазон между 36 и 40 мм.
Предпочтительно, соотношение между высотой фиксирующего корпуса 40 и высотой электронного блока 20, оба измерены в направлении, перпендикулярном крепежной поверхности 42 и/или к верхней поверхности 45, больше чем 1.
В первом варианте осуществления, схематически показанном на фиг.1a, электронный блок 20 установлен на внутренней поверхности 2 (например, на герметизирующем слое 2a) шины 1 и предпочтительно расположен на экваториальной плоскости E той же шины 1; основное продольное направление D электронного блока 20 поперечно и, в частности, перпендикулярно экваториальной плоскости E.
Во втором варианте осуществления, схематически показанном на фиг.1b, электронный блок 20 установлен на боковой стенке 2b шины 1; основное продольное направление D электронного блока 20, по существу, параллельно экваториальной плоскости E.
Предпочтительно, части 41 сделаны из эластомерного материала, выбранного, например, из синтетических диеновых каучуков, натурального каучука, этилен-пропиленового каучука, этилен-пропилен-диенового каучука и т.п.
Более конкретно, упомянутый эластомерный материал имеет твердость в диапазоне между приблизительно 28° по шкале Шора А и приблизительно 75° по шкале Шора А (при температуре 23°С), и предпочтительно между приблизительно 36° по шкале Шора А и приблизительно 50° по шкале Шора А (при температуре 23°С).
В предпочтительном варианте осуществления (фиг.2a) части 41 отделены друг от друга.
В таком случае крепежная поверхность 42 частей 41 может находиться непосредственно в соприкосновении с внутренней поверхностью 2 шины 1.
В другом предпочтительном варианте осуществления (фиг.2b) фиксирующий корпус 40 дополнительно содержит слой 40a соединения, с которым соединены крепежные поверхности 42 частей 41.
Части 41 могут быть установлены на упомянутом слое 40a соединения; альтернативно, части 41 могут быть изготовлены как неотъемлемая часть упомянутого слоя 40a соединения.
Предпочтительно, слой 40a соединения сделан из эластомерного материала; последний может быть выбран, например, из синтетических диеновых каучуков, натурального каучука, этилен-пропиленового каучука, этилен-пропилен-диенового каучука и т.п.
В частности, слой 40a соединения может быть сделан из того же материала, что и части 41.
В случае, когда предусмотрен слой 40a соединения, части 41 фиксирующего корпуса 40 непосредственно не находятся в соприкосновении с внутренней поверхностью 2 шины 1, тот же слой 40a соединения вставлен между частями 41 и внутренней поверхностью 2.
Следует отметить, что в обоих вариантах осуществления (отдельные части и части, соединенные слоем 40a соединения) достигнута удовлетворительная механическая развязка между частями 41, и деформации, которым подвергается шина 1 во время движения, не передаются значительным образом электронному блоку 20.
Когда электронный блок 20 должен быть установлен в шине 1, части 41 размещены так, что вторые боковые поверхности 47 обращены лицевыми сторонами друг к другу.
Предпочтительно, на этом этапе вторые боковые поверхности 47 параллельны друг другу.
Части 41 не находятся в соприкосновении друг с другом; в частности, части 41 размещены так, что расстояние X между вторыми боковыми поверхностями 47, по существу, равно размеру электронного блока 20, измеренному в направлении, поперечном и, предпочтительно, перпендикулярном основному продольному направлению D.
Практически, такой размер измеряется в направлении, по существу, перпендикулярном вторым боковым поверхностям 47 частей 41; действительно, в предпочтительном варианте осуществления вторые боковые поверхности 47, по существу, параллельны основному продольному направлению D электронного блока 20, когда собираются электронное устройство 10 и фиксирующий корпус 40.
Электронный блок 20 затем вставляется между частями 41 и, в частности, между вторыми боковыми поверхностями 47; предпочтительно, направление вставки, по существу, перпендикулярно крепежным поверхностям 42 частей 41.
Другими словами, этап вставки электронного блока 20 между вторыми боковыми поверхностями 47 содержит взаимное перемещение по направлению друг к другу фиксирующего корпуса 40 и электронного устройства 10 по направлению, по существу, перпендикулярному крепежным поверхностям 42.
Более подробно, перед перемещением друг к другу фиксирующего корпуса 40 и электронного устройства 10 электронное устройство 10 находится ближе к верхней поверхности 45, чем к крепежной поверхности 42 каждой части 41.
Электронное устройство 10 имеет вертикальную ось, проходящую через центр тяжести того же электронного устройства 10 и, по существу, перпендикулярно плоскости, в которой лежит антенна 30.
Фиксирующий корпус 40 имеет вертикальную ось, проходящую через центр тяжести того же фиксирующего корпуса 40 и, по существу, перпендикулярно крепежным поверхностям 42 частей 41.
Предпочтительно, во время этапа вставки электронного блока 20 между частями 41 вертикальная ось электронного устройства 10 и фиксирующего корпуса 40, по существу, совпадают.
Предпочтительно, во время этапа вставки электронного блока 20 между частями 41 антенна 30 вставляется в канавки 43 частей 41, так что вторые боковые поверхности 47 поддерживаются в соприкосновении с электронным блоком 20, и электронное устройство 10, таким образом, зацепляется с фиксирующим корпусом 40. Предпочтительно, во время этапа подгонки внутренней периметрической кромки 31 антенны 30 в канавку 43 каждой части 41 вертикальная ось электронного устройства 10 и фиксирующего корпуса 40, по существу, совпадают.
Вставка электронного блока 20 между вторыми боковыми поверхностями 47 и вставка антенны 30 в канавки 43 достигаются посредством упругой деформации удерживающих частей 44 каждой части 41.
Как раскрыто выше, части 41 могут быть отдельными частями.
Альтернативно, части 41 могут быть соединены слоем 40a соединения; в таком случае способ согласно изобретению может включать в себя этап установки частей 41 на слое 40a соединения.
Следует отметить, что этап установки частей 41 на слое 40a соединения не выполняется в случае, когда части 41 изготовлены как неотъемлемая часть слоя 40a соединения.
Затем сборка, определенная электронным устройством 10 и фиксирующим корпусом 40, устанавливается на внутреннюю поверхность 2 шины 1.
В частности, крепежные поверхности 42 частей 41 прикрепляются к упомянутой внутренней поверхности 2, например, посредством подходящего клеящего материала.
В других условиях, фиксирующий корпус 40 изготавливается отдельно от шины 1 и затем прикрепляется к внутренней поверхности 2 той же шины 1.
В случае, когда части 41 являются отдельными частями, клейкий материал непосредственно применяется между частями 41 и внутренней поверхностью 2 шины 1, тогда как, если предусмотрен слой 40a соединения, такой клейкий материал предпочтительно применяется между слоем 40a соединения и внутренней поверхностью 2.