[發明專利]充氣輪胎

有效

• 申請號: 201510048296.9
• 申請日: 2007-04-25
• 公開（公告）號: CN104589928B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: J·倫塞爾;P·威爾遜;F·梅拉特
• 申請（專利權）人: 普利司通美國輪胎運營有限責任公司
• 主分類號: B60C11/24
• 分類號: B60C11/24;B60C19/00;B60C23/04;B60C23/20;B60G17/019
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 白皎

本申請是中國專利申請No.200780014694.2(申請日：2007年4月25日；發明名稱：具有無線微米和納米傳感器系統的彈性體)的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請請求享有2006年4月25日提交的美國臨時專利申請No.60/794,605的優先權；其中公開的內容結合在此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種充氣輪胎。

本申請的示例性實施方式涉及具有一體式傳感器系統的彈性體。尤其涉及一種兼具可檢測其物理和機械性能的具有嵌入式傳感器的彈性體，并在下文中將具體結合車輛輪胎進行描述。然而，可以理解本申請的示例性實施方式還適用于其它類似應用，包括監測其他彈性體(例如能承受作用力的彈性體)的參數。

背景技術

彈性體(例如空氣彈簧和車輛輪胎)在使用期間經常受到各種各樣的內外作用力。被粘彈性物質承受作用力后的結果可以通過溫度、熱量顯示出來，可以通過熱量損失的有用功來測量。輪胎被設計成能反復承受內外作用力以及在各種負載和內壓的操作范圍內產生的溫度。當彈性體經受的條件超出這一操作范圍時，彈性體的性能就會降低。例如，在一些情形下，被不適當使用的車輛輪胎可以包含能夠在使用期間(例如反復周期性變形)使其承受過度剪切力的組件。這些內力產生熱量，這些熱量將使輪胎內部溫度上升。過熱輪胎的組件可以最終毀壞和改變輪胎的性能。沒有充氣到工作條件所需壓力的輪胎也可能產生過熱現象，并可能最終遭受與熱量相關的磨損，這些磨損可以降低它們的運行壽命。在車輛致力于執行工作任務，例如在采礦作業中的拉煤或在公路上運送貨物的某些情況下，降低輪胎壽命的沖擊力能夠對其工作任務產生不利影響，造成生產能力的損失和營運成本的增高。

當今車輛還包括主動控制式懸架和制動系統。這些系統能推算或設定出有關輪胎和路面之間關系的數據。車輛制造商期望一種能夠從輪胎中獲得可測實時技術數據的系統，從而使這些數據可以用于主動控制車輛的運行。

因此期望感測輪胎和輪胎組件經受到的參數，例如作用力(包括應力和應變)、溫度、振動，以及其它可提供與輪胎狀態及其組件相關的有用信息的條件。

發明內容

本發明提供一種充氣輪胎，其包括：一對胎圈環；在所述胎圈環之間延伸的胎體簾線層，所述胎體簾線層具有多個胎體簾線，所述胎體簾線被包入胎體簾線層材料中；設置在所述胎體簾線層之內的內襯層；設置在所述胎體簾線層之外的帶束層；所述帶束層具有多個簾線，所述簾線被包入帶束層材料中；一對設置在所述胎體簾線層之外的側壁；所述側壁由側壁材料制造而成；以及微米級或納米級尺寸的多個傳感器，其提供與輪胎的至少一個物理特性相關的數據，所述傳感器嵌入所述胎體簾線層材料、帶束層材料和側壁材料中的至少之一中，每個傳感器具有不大于20微米的尺寸，從而足夠小以避免成為阻塞物，所述傳感器為LCD傳感器、導電聚合物傳感器、生物聚合物傳感器和聚合物二極管的其中之一。

本發明提供一種傳感器系統，其借助于設置于彈性體內部或連接到彈性體上的傳感器從彈性體獲得數據。這種傳感器系統通過無線通訊獲得數據。所述傳感器為微米級或納米級的傳感器，它們足夠小以便能夠嵌入彈性體內部。這種傳感器可以與彈性體材料結合配置以使其足夠小，從而能夠避免成為彈性體材料的阻塞物。

在一種結構中，本發明提供了一種彈性體，其具有至少一個或者多個嵌入彈性體內部的傳感器。這個傳感器或這些傳感器在尺寸上為微米級或者納米級的傳感器。至少多個傳感器被配置成能夠向讀取器提供無線信號，從而提供所述彈性體的物理性能數據或者技術條件數據。在一種結構中，在所述彈性體組件的整個材料中都嵌入多個傳感器。另一種結構中，在構成彈性體的傳感器層中提供傳感器。在一種進一步的結構中，采用嵌入彈性體的材料內部的多個傳感器串列。

在另一種結構中，本發明提供了一種輪胎，其具有多個嵌入輪胎內部的傳感器。輪胎可以是實心輪胎、充氣輪胎，或者免充氣輪胎。這些傳感器在尺寸上為微米級和納米級傳感器。至少多個傳感器被配置成能夠向讀取器提供無線信號，從而提供所述輪胎的物理性能數據或者技術條件數據。在一種結構中，在所述輪胎組件的整個材料中都嵌入多個傳感器。另一種結構中，在構成輪胎的傳感器層中提供傳感器。在一種進一步的結構中，采用嵌入輪胎組件內部或者作為輪胎組件一部分的多個傳感器串列。