配备有电子构件的充气轮胎制造技术

充气轮胎，所述充气轮胎配备有射频应答器并且包括：胎冠、两个胎侧、两个胎圈、第一丝线以及位于每个胎圈中的用于锚固所述第一丝线的装置，所述两个胎圈围绕参考轴线旋转，所述第一丝线形成相邻设置的向外区段和返回区段，沿周向对齐并且锚固在所述两个胎圈中，在每个胎圈中分别具有将向外区段联接至返回区段的环，用于锚固所述第一丝线的装置包括第二丝线，所述第二丝线沿周向定向、沿轴向邻接第一丝线并且形成至少一个螺旋物，所述第一丝线形成限定胎体帘布层的至少一个周向队列，所述胎体帘布层将所述充气轮胎分成相对于所述胎体帘布层的两个区域(内部区域和外部区域)，并且所述射频应答器包括至少一个电子芯片和无线电通信辐射天线并且相对于至少一个螺旋物沿径向位于外部，其特征在于，所述射频应答器包括电连接至所述电子芯片的主天线，所述主天线与所述辐射天线电磁耦合，并且所述辐射天线由限定第一纵向轴线的单股螺旋弹簧形成。

Pneumatic tires with electronic components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】配备有电子构件的充气轮胎
本专利技术涉及一种外胎，所述外胎配备有与位于外胎外部的射频设备通信的电子单元。
技术介绍
在过去几年中，集成到安装组件(包括外胎和车轮)中的电子单元的发展已经加强。具体地，这些电子单元，例如射频应答器或RFID(射频识别的首字母缩写)标签，包含有关安装组件的信息，例如外胎的标识符、其特征尺寸等，在所述制品的管理和存储中这些信息是关键数据。另外，这些电子单元还能够测量安装组件的参数，例如，在安装充气状态下由外胎和轮辋形成的腔体内的温度。这些参数对于安装组件的安全使用至关重要。特别地，为了传达安装组件的参数，通常通过射频传输至外部发射器/接收器设备来实现与这些电子单元的通信。将这种电子单元集成到安装组件中，特别是集成到外胎中并不简单。具体地，为了在整个产品周期中确保这些电子单元中包含的信息(特别是与外胎标识符有关的信息)的可靠性，优选的是将电子单元牢固地紧固至外胎，所述电子单元包含所述外胎的识别信息。将这种电子单元集成到外胎结构中会造成一定数量的挑战。首先，将电子单元插入轮胎的结构中可能导致外胎劣化；因此有必要确保外胎在其整个寿命周期中保持其物理完整性。第二个挑战涉及电子单元的无线电通信性能。具体地，特别安装有具有不同介电常数的橡胶共混物堆叠以及金属元件的组件的复杂结构在电子单元的天线的射频操作中产生干扰，特别是在UHF(超高频率的首字母缩写)频带中。最后，第三个挑战在于在外胎的整个寿命周期中确保电子单元本身的物理完整性，特别是因为外胎在行驶条件下承受的高热机械应力。文献EP1977912A1描述了通过射频进行通信的电子单元在外胎结构内的优选位置，以便改善电子单元的无线电通信质量与外胎和电子单元的物理完整性之间的性能折衷。然而，由于受到由外胎行驶产生的热机械应力的电子单元的结构完整性的限制，所确定的位置尽管对应于最佳折衷，但在无线电通信方面并不是最佳的。本专利技术的目的是确定将诸如射频应答器的电子单元集成到外胎中的在其物理完整性方面最佳的位置，而不影响其特别是在UHF频带中的无线电通信性能或外胎的耐久性。当然，应当不必修改制造外胎的主要步骤或其结构。
技术实现思路
本专利技术涉及一种外胎，所述外胎配备有电子单元并且包括胎冠、两个胎侧以及围绕参考轴线旋转的两个胎圈。该外胎还包括第一丝线，所述第一丝线形成相邻设置的向外区段和返回区段，沿周向对齐并且锚固在两个胎圈中。在每个胎圈中，环分别将向外区段联接至返回区段。在每个胎圈中，用于锚固第一丝线的装置包括第二丝线，所述第二丝线沿周向定向、沿轴向邻接第一丝线并且形成螺旋物。所述第一丝线形成限定胎体帘布层的周向队列，所述胎体帘布层将外胎分成相对于所述胎体帘布层位于内部和外部的两个区域。包括至少一个电子芯片和无线电通信辐射天线的射频应答器相对于所述螺旋物沿径向位于外部。所述外胎的特征在于，电子单元包括电连接至电子芯片的主天线，所述主天线与辐射天线电磁耦合，并且辐射天线由限定第一纵向轴线的单股螺旋弹簧形成。因此，集成这样的电子单元使得既可以降低电子单元由于其结构而劣化的风险，同时又可以改善电子单元的无线电通信性能并且最小化与外胎的物理完整性相关的风险。具体地，电子单元的劣化通常是由单元的通信天线和电子部分之间存在的连接故障引起的。在此，由于通过主天线利用电磁场实现通信天线和电子芯片之间的能量传输，因此无需形成机械连接。然而，尽管辐射天线的尺寸(所述尺寸与通信频带及其远场操作相关)本质上较大，但是主天线不受这种限制。因此，其具有较小尺寸，通常允许容易承受外胎的变形而不会在其与电子芯片之间的电结合处产生过高的机械应力。最后，在行驶期间或将外胎安装在车轮上从而形成安装组件的期间，将电子单元结合至外胎的各个元件中保护电子单元免受安装组件外部的应力。其次，引入主天线使得可以解除辐射天线的尺寸和单元的电子部分的电阻抗之间的矛盾功能。因此，可以对主天线进行尺寸设计，以使其电阻抗与芯片相匹配从而最小化损耗，因此改善电子单元的能量效率。然后仅根据电子单元的通信频率标准选择辐射天线的尺寸。所有这些都倾向于改善电子单元的无线电通信性能。另外，电子单元在外胎中远离安装组件的车轮并且远离金属螺旋物(所述金属螺旋物充当用于锚固胎体帘布层的装置)的位置使电子单元的射频通信干扰最小化。特别地，电子单元的通信频率处于300MHz至3GHz之间的超高频(UHF)频带中，允许在辐射天线的较小尺寸和电子单元的较大可读距离之间获得有利的折衷，所述较小尺寸容易集成到外胎中，所述较大距离远离外胎。有利地，电子单元在860MHz至960MHz之间的窄频带中通信，更具体地在860MHz至870MHz和915MHz至925MHz的极窄频带中通信。具体地，在这些频率下，外胎的常规弹性体共混物在无线电波的传播方面构成了良好的折衷。另外，这些频率是最高可能频率，以便最小化辐射天线的尺寸，从而有助于将电子单元集成到外胎中。根据一个优选的实施方案，主天线是具有至少一匝的线圈，所述线圈限定第二纵向轴线并且外接在圆柱体中。圆柱体的旋转轴线平行于第二纵向轴线并且直径介于辐射天线的螺旋弹簧的平均直径的三分之一和三倍之间，优选介于二分之一和两倍之间。因此，在主天线是环形天线的情况下，能量主要通过电感耦合在辐射天线和主天线之间传递。这则需要两个天线之间具有一定的接近度(以便限制两个天线之间的气隙)，要求主天线的线圈相对于辐射天线具有一定尺寸，通过最小化两个线圈之间的气隙来确保充分的能量传递，从而获得所需的无线电通信质量。具体而言，主天线的直径可以有利地小于辐射天线的直径；在这种情况下，应答器的整个电子部分插入辐射天线中，并且该组件在诸如轮胎环境的环境中特别稳固。天线的直径也可以大于辐射天线的直径；当希望向射频应答器添加其他有源或无源电子元件以便执行附加功能(例如监测轮胎状态)时，这种情况特别有利。根据一个优选的实施方案，辐射天线具有介于两个侧面区域之间的中心区域，并且主天线具有垂直于第二纵向轴线的中间平面，第一纵向轴线和第二纵向轴线彼此平行并且主天线的中间平面设置在辐射天线的中心区域中。术语“中心区域”在此理解为由螺旋弹簧的内径限定的圆柱体，所述圆柱体位于螺旋弹簧的中间平面的两侧并且其高度对应于螺旋弹簧的长度的25％，优选对应于螺旋弹簧的长度的15％。因此确保了辐射天线和主天线之间的距离沿着这些天线的纵向轴线是恒定的，从而在具有主天线长度的每个元件处优化能量的等效传递。另外，由于线圈(电流流过所述线圈)产生的磁场在线圈的中心区域中最大，优选将主天线的中间平面设置在辐射天线的该中心区域中，从而最大化电磁耦合原点的磁场。根据一个具体实施方案，电子单元的第一纵向轴线相对于至少一个周向队列的第一丝线垂直定向。因此确保了电子单元特别是辐射天线的更好的完整性。所述辐射天线可以支承在周向队列的第一丝线上，所述周向队列代表对外胎结构的结构强度具有重要意义的增强帘布层的等效物。另外，以这种方式定位的辐射天线的形状使得可以在行驶期间(特别是在进入接触区域时)承受外胎的热机械应力。特别地，辐射天线在通过接触区域时在胎体帘布层的帘线径向压缩时由于其螺旋弹簧形状而弹性变形。另外，当周向队列的第一丝线是金属性质时，这些丝线易于对无线电波传播产生干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.外胎，所述外胎配备有射频应答器并且包括：胎冠、两个胎侧、两个胎圈、第一丝线以及位于每个胎圈中的用于锚固所述第一丝线的装置，所述两个胎圈围绕参考轴线旋转，所述第一丝线形成相邻设置的向外区段和返回区段，沿周向对齐并且锚固在所述两个胎圈中，在每个胎圈中分别具有将向外区段联接至返回区段的环，用于锚固所述第一丝线的装置包括第二丝线，所述第二丝线沿周向定向、沿轴向邻接第一丝线并且形成至少一个螺旋物，所述第一丝线形成限定胎体帘布层的至少一个周向队列，所述胎体帘布层将所述外胎分成相对于所述胎体帘布层位于内部和外部的两个区域，并且所述射频应答器包括至少一个电子芯片和无线电通信辐射天线并且相对于至少一个螺旋物沿径向位于外部，其特征在于，所述射频应答器包括电连接至所述电子芯片的主天线，所述主天线与所述辐射天线电磁耦合，并且所述辐射天线由限定第一纵向轴线的单股螺旋弹簧形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.05 FR 16619241.外胎，所述外胎配备有射频应答器并且包括：胎冠、两个胎侧、两个胎圈、第一丝线以及位于每个胎圈中的用于锚固所述第一丝线的装置，所述两个胎圈围绕参考轴线旋转，所述第一丝线形成相邻设置的向外区段和返回区段，沿周向对齐并且锚固在所述两个胎圈中，在每个胎圈中分别具有将向外区段联接至返回区段的环，用于锚固所述第一丝线的装置包括第二丝线，所述第二丝线沿周向定向、沿轴向邻接第一丝线并且形成至少一个螺旋物，所述第一丝线形成限定胎体帘布层的至少一个周向队列，所述胎体帘布层将所述外胎分成相对于所述胎体帘布层位于内部和外部的两个区域，并且所述射频应答器包括至少一个电子芯片和无线电通信辐射天线并且相对于至少一个螺旋物沿径向位于外部，其特征在于，所述射频应答器包括电连接至所述电子芯片的主天线，所述主天线与所述辐射天线电磁耦合，并且所述辐射天线由限定第一纵向轴线的单股螺旋弹簧形成。2.根据权利要求1所述的外胎，其中所述主天线是具有至少一匝的线圈，所述线圈限定第二纵向轴线并且外接在圆柱体中，所述圆柱体的旋转轴线平行于所述第二纵向轴线并且其直径介于所述辐射天线的螺旋弹簧的平均直径的三分之一和三倍之间，优选介于二分之一和两倍之间。3.根据权利要求2所述的外胎，其中，所述辐射天线具有介于两个侧面区域之间的中心区域，并且所述主天线具有垂直于所述第二纵向轴线的中间平面，所述第一纵向轴线和第二纵向轴线彼此平行并且所述主天线的所述中间平面设置在所述辐射天线的中心区域中。4.根据前述权利要求中任一项所述的外胎，其中所述射频应答器的第一纵向轴线相对于所述至少一个周向队列的第一丝线垂直定向。5.根据前述权利要求中任一项所述的外胎，其中，所述外胎包括至少一个第一环形橡胶，所述第一环形橡胶与所述参考轴线同轴，沿径向位于所述参考轴线和所述射频应答器之间，并且至少一个边缘位于所述外胎的设置有所述射频应答器的区域中，所述射频应答器与第一橡胶块的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·德斯特拉夫，A·图雷纳，S·诺埃尔，JM·克莱雅，I·阿尔东，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR