CN114761260B - 包括监测装置的摩托车轮胎 - Google Patents

Abstract

一种用于摩托车的轮胎(1)，包括在胎冠部分(16)处固定到轮胎(1)的内表面(2)上的监测装置(10)，其中监测装置(10)包括单体形式的柔性支撑件(13)，柔性支撑件(13)上固定有电子单元(11)和电源(12)，其中电子单元(11)包括:至少一个传感器，用于检测以下物理量中的至少一个:温度、压力、加速度、变形；处理单元；收发器。

Description

包括监测装置的摩托车轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于摩托车的轮胎，其包括监测装置，例如能够检测温度、压力、变形和加速度中的至少一个物理量。

背景技术

典型地，轮胎在操作期间具有围绕其旋转轴线的基本超环面结构，并且其具有垂直于旋转轴线的赤道平面，所述赤道平面典型地是(基本)几何对称的平面(例如，忽略任何微小的不对称，例如胎面设计和/或侧面文字和/或结构或轮廓不对称)。

轮胎通常包括支撑结构和胎面带，该胎面带相对于支撑结构布置在径向外部位置，并用于将轮胎粘附到沥青上。

更具体地，用于摩托车的轮胎通常具有高的横向曲率，从而当摩托车在转弯过程中倾斜时，提供与道路的合适的接触表面。

“用于摩托车的轮胎”是指具有高曲率比(通常大于机动车辆轮胎的曲率比)的轮胎，特别是高曲率比大于0.200，更优选大于或等于0.250，从而在摩托车转弯时可以达到高外倾角的轮胎。如果轮胎要被安装在运动用车轮上，曲率比可以高于0.300。这种曲率比通常小于或等于0.800，优选小于或等于0.500，甚至更优选小于或等于0.400。

参考这里的附图1,“曲率比”是指轮胎的横向曲率值，该横向曲率由距离f与距离C之间的比值(f/C)来定义，距离f是在胎面带脊的赤道平面20上从穿过胎面带17的端点0的线b测量的，距离C是胎面带17的所述端点0之间的距离。如果胎面带的端点不容易辨认，例如由于缺乏精确的参考，例如图1中的点0，距离C是轮胎最大帘线的量度，“外倾角”是指安装在摩托车车轮上的轮胎赤道平面与垂直于道路的平面之间的角度。

“内腔”是指由轮胎内表面和安装时面向轮胎内表面的安装轮辋表面所界定的空间。

“胎冠部分”是指置于胎面带处的轮胎部分。

术语“径向”和“轴向”分别用于指基本上(例如在±5-10°范围内)垂直于轮胎旋转轴线的方向和基本上(例如在±5-10°范围内)平行于轮胎旋转轴线的方向。

术语“切向”用于指大体上基本(例如在±5-10°范围内)根据轮胎滚动方向定向，垂直于径向方向和轴向方向的方向。

“接地印痕”是指胎面带的外表面部分，在安装并承受载荷(例如由于摩托车或驾驶员重量的影响)的轮胎滚动过程中，该部分始终与滚动表面接触。接地印痕通常具有基本上为零的曲率，或者在任何情况下，它基本上呈现滚动表面的构造。

“电力供应源”是指用于向监测装置的电子单元供应电力的部件。供应源可以由例如一个或多个电能蓄积器组成，其中要供应的能量是预先蓄积的(例如电池或电容器)，或者它可以与一个或多个蓄积器组合或不组合地包含原位发电机和/或原位电力接收器，其适于直接向电子单元供电和/或给蓄积器再充电(例如电能中的机械能的换能器，或“能量收集器”或“采集器”，或电磁感应接收器)。

已经提出了用于车辆，特别是用于机动车辆的轮胎，包括布置在轮胎内腔中的一个或多个物理量的监测装置，例如，如在US2014/0118134A1、US 4,862,486、US5,749,984、US5,960,844、US5,977,870、US2008/0303634A1、US2009/0134710A1、US2010/0007477A1、DE102012007071A1、WO2007/121768A1、WO2007/048621A1、WO2013/098711A1、WO2013/098712A1、WO2018/065846A1、US2007/0013503A1、US2010/0271191A1、US2015/0097662A1中所描述。

发明内容

对于摩托车驾驶员来说，尤其是在运动型驾驶过程中，或者在任何由于速度和/或道路特征(例如弯路)而要求苛刻的驾驶条件下，除了知道充气压力之外，知道前后轮胎的实际温度也是非常重要的。事实上，轮胎性能(尤其是抓地力)很大程度上取决于温度，尤其是胎面的温度。因此，驾驶员可以根据这种温度信息来调整他的驾驶，例如基于是否达到阈值温度，在该阈值温度以上，轮胎提供足够的性能，例如在不利的环境驾驶条件下进行运动型驾驶或完全安全的驾驶。

申请人已经认识到，在这种情况下，优选的是检测尽可能靠近胎冠部分内表面的温度，因为这样可以获得接近轮胎胎面材料实际温度的数据，这是轮胎自身性能的关键要素。相反，例如靠近轮辋的温度或存在于内腔中的流体的温度可能与胎冠部分的内表面的温度(以及因此胎面的温度)非常不同。此外，当例如在轮辋或充气阀附近获取温度时，由于热传导和/或外部热源(例如来自散热器或制动盘的气流)的存在，检测到的数据受到车轮外部环境温度的影响。

因此，申请人面临的问题是制造一种适于固定在摩托车轮胎胎冠部分内表面上的监测装置。

为了制造用于压力和温度的监测装置，通常使用基于刚性支撑件的PCB(“印刷电路板”)技术，电路迹线(导电金属迹线)印刷在该刚性支撑件上，并且电子部件通过相应的电连接件(例如“引脚”)通过焊接和可能的粘合剂固定。以这种方式，在各种电气和电子部件与刚性支撑件之间形成电气和机械连接。通常，刚性支撑件(PCB)包括一层或多层浸渍有(例如环氧)树脂的基体材料，例如玻璃纤维。

此外，为了监测装置的操作，通常提供电能蓄积器/发电机。例如，通常可以使用包括金属胶囊的电池(例如，纽扣电池)。这种电能蓄积器/发电机通常重量很大。例如，具有大约200-250mAh电荷的CR2032型不可再充电纽扣电池具有大约3g的质量。

制备适于安装在机动车辆轮胎内表面上的监测装置的主要趋势是使整个监测装置尽可能紧凑。例如，一种已知的解决方案设想将蓄积器与PCB彼此叠加，适当地连接，所有的电子部件固定在其上，并且可能在刚性容纳主体内用封装材料(例如聚合树脂)封装整体。在这些情况下，支撑件或刚性板PCB插置于电子部件与蓄积器之间，蓄积器相对于电子部件位于内表面更近侧的位置。此外，可以提供壳体(例如由弹性体材料制成)用于将该装置联接到轮胎表面。该联接可以由用于附连到轮胎表面的零件和/或一种或多种粘合剂制成。这些结构(刚性支撑件、容纳主体、封装剂、壳体、粘合剂)组导致重量增加，整个监测装置的总质量可达8-15g，几乎全部位于与容器的平面面积(plan area)相等的小面积内(例如，内接于直径为18-30mm的圆内)。

申请人在用这样制造并固定在摩托车轮胎胎冠部分内表面上的监测装置进行测试时，发现了以下问题。

首先，在上述监测装置中，实际温度传感器距轮胎内表面(通常由内衬制成)一定距离。此外，在温度传感器与内表面之间插置了各种元件，包括刚性板、蓄积器、封装材料和可能的壳体部分，在轮胎滚动期间，这些元件加热装置内部的环境。因此，由传感器检测到的温度经历了“飞轮”效应，使得它可能与内表面的实际温度显著不同，从而与胎面的实际温度显著不同。

此外，用于附连到轮胎内表面上的监测装置的(平坦)面相对较宽，因此它不能很好地适应摩托车轮胎的非常弯曲的内表面(在轴向和切向方向)。申请人已经证实了粘附问题的出现，监测装置易于分离。为了克服这个问题，可以将监测装置的附连表面制成曲线，但是以这种方式，曲率应该根据目标轮胎的横向和切向曲率来定制，因而在轮胎的生产和应用方面具有工业复杂性。此外，封装材料和/或壳体应该是高度可变形的，至少在附连面处，以使它们自身符合由装置在接地印痕区经过所引起的几何形状变化，并且进一步增加了与装置内部产生的热量有关的上述问题。

此外，放置在轮胎内表面并因此具有相对于旋转轴线相对较长的臂的监测装置的总质量在车轮(由轮胎和轮辋组成)旋转期间产生平衡变化，这由于摩托车轮胎重量减轻而较为显著。旋转过程中的这种质量不平衡会给驾驶员带来不愉快的驾驶体验，甚至危及摩托车的驾驶安全。这个问题由于装置的整体质量局部化在有限区域的一部分中而加剧。

因此，申请人面临的问题是向摩托车的轮胎配备至少一个物理量优选温度的监测装置，该监测装置被施加到轮胎的胎冠部分的内表面上，其能够维持该装置在内表面上的牢固和持久粘附，同时在使用中限制轮胎旋转期间的质量不平衡。

为了克服这些缺点中的一个或多个缺点，申请人构思了根据本发明的监测装置，其中电子单元和电力供应源都固定在柔性支撑件上。

根据申请人，由于消除了诸如刚性板(PCB)等具有相当大质量的部件以及封装材料和壳体，这种解决方案使得监测装置的总质量减小，在减小旋转期间的上述质量不平衡方面具有优势。

此外，在监测装置中，电力供应源和电子单元可以单独地固定在柔性支撑件上。更具体地，电子单元的至少一部分(优选地整个电子单元)和电力供应源可以布置成不径向叠加。这样，监测装置的总质量被分成至少两个部分，相对于装置的总质量，这两个部分具有不可忽略的质量。因此，保持在轮胎的相应单个局部胎冠部分上的质量减小，从而进一步减小上述旋转不平衡。

此外，由于电子单元(包括传感器)可以固定在柔性支撑件上，而不需要插置电力供应源(例如蓄积器)，传感器靠近内表面，并且它检测的温度非常接近内表面的实际温度，因此也非常接近胎面的实际温度，这也是由于柔性支撑件通常很薄，并且与轮胎的内表面快速达到热平衡。

柔性支撑件还适应胎冠部分内表面的曲率，在粘附强度和/或持续时间方面具有有利的效果。

根据一个方面，本发明涉及一种用于摩托车的轮胎，包括在所述轮胎的胎冠部分处固定到所述轮胎的内表面上的监测装置。

监测装置包括电子单元和为所述电子单元供电的电力供应源。

电子单元包括:至少一个传感器，其用于检测以下物理量中的至少一个:温度、压力、加速度、变形；处理单元；收发器。

监测装置还包括单体形式的柔性支撑件，其中所述电子单元和所述电力供应源固定在所述柔性支架上。

出于本说明书的目的,“柔性支撑件”通常是指由一种材料(包括复合/层状材料)制成的支撑件，如果其用于制造侧部显著大于轮胎接地印痕区域的进入或离开区域的周向延伸部(例如表面为120mm×120mm的板)并且厚度等于支撑件的方形板，允许该板在环境温度下符合半径小于充气至其标称压力的轮胎的正常曲率半径的圆柱形表面(例如，半径为200mm，优选为100mm，更优选为50mm的圆柱形表面)，而不会断裂或发生永久变形。

本发明可以具有以下优选特征中的一个或多个。

优选地，所述轮胎的赤道平面穿过或靠近所述电子单元，更优选地，其穿过或靠近所述传感器。以这种方式，在胎面带的中部检测温度。

优选地，所述轮胎的赤道平面穿过或靠近所述电力供应源。

事实上，申请人已经观察到，在与装置和/或轮胎的几何形状、材料、操作条件等相关的某些条件下，当大质量部件显著远离赤道平面布置时，本发明的监测装置，特别是柔性支撑件，会朝着赤道平面变形塌缩。例如，在根据本发明的监测装置的一个实施例中，该监测装置包括两个蓄积器，这两个蓄积器布置在具有细长形状的柔性支撑件的相对端上，并且垂直于赤道平面布置(使得这两个蓄积器远离赤道平面)，柔性支撑件的端部可以朝向赤道平面移动，在柔性支撑件中形成折叠或卷曲。这种折叠可以主要形成在柔性支撑件的中央部分中。

根据申请人，不受任何理论的限制，这种现象源于监测装置的大质量零件(通常是电力供应源或其零件)所受到的离心力，这些大质量零件布置在相对远离赤道平面的位置，特别是当在旋转过程中它们离开接地印痕时，也可能在进入和离开接地印痕时。由于摩托车轮胎的高横向曲率，该离心力(具有径向方向)具有与内表面相切定向并面向赤道平面的分量，因此其倾向于沿着内表面朝向赤道平面推动大质量零件。

这首先会在大质量零件与支撑件之间以及在支撑件与内表面之间的接触/粘附表面上产生应力，有可能分离和/或损失结构和/或监测装置的电气完整性。

此外，柔性支撑件受到变形力，该变形力会在柔性支撑件中产生上述折叠或卷曲，并且这种情况发生地越多，支撑件就在压缩下不可变形。这种折叠的形成，特别是在柔性支撑件的中心，即通常可以存在电子部件和/或电连接电路的地方，可能导致电连接的中断和/或装置的故障，特别是在长期使用的情况下。

电子单元和/或电力供应源在赤道平面上或接近赤道平面的上述定位允许将装置的最大质量部件中的一个或多个(例如电力供应源、蓄积器、电子单元等)在穿过轮胎旋转轴线的截面中布置在轮胎内表面的横向曲率的底部区域中。以这种方式，不产生力或产生很少的力将这些大质量部件沿着这个曲率推向赤道平面。因此，这允许大大减少或完全消除大质量部件与支撑件之间以及在支撑件与内表面之间的接触/粘附表面上的上述应力的产生，和/或上述折叠的形成。

与上文一致，表述“赤道平面靠近元件”意味着所述元件被定位成使得作用在元件上并在内表面切向朝向赤道平面的离心加速度分量基本上为零或可以忽略。例如，所述元件距所述赤道平面的距离小于或等于25毫米，更优选小于或等于15毫米。

优选地，柔性支撑件具有沿着主展开方向的细长形状的平面图。

“主展开方向”是指柔性支撑件在未变形时具有较大尺寸的方向。

优选地，监测装置固定在摩托车轮胎的内表面上，使得柔性支撑件的主展开方向和/或穿过蓄积器质心的方向与平行于赤道平面的方向形成小于或等于45°的角度，更优选地小于或等于30°，甚至更优选地小于或等于20°的角度。优选地，柔性支撑件的主展开方向平行于轮胎的赤道平面。这样，大质量部件很容易保持靠近赤道平面。

优选地，柔性支撑件沿着所述主展开方向的长度大于或等于50mm，更优选地大于或等于70mm，和/或小于或等于140mm，更优选地小于或等于130mm。申请人已经证实，这样的长度足以允许高效地分布电气和电子部件的质量，而不会使整个装置过长和/或体积过大。

优选地，柔性支撑件沿所述主展开方向的长度与沿正交于主展开方向的方向的宽度之间的纵横比R大于或等于1.5，更优选大于或等于2，甚至更优选大于或等于2.5，和/或小于或等于6，更优选小于或等于5。这些纵横比的值提供了足以进行高效质量分布的表面。

优选地，所述电力供应源包括电连接到所述电子单元的至少一个电能蓄积器，用于为所述电子单元供电，所述蓄积器固定到所述柔性支撑件上。

“蓄积器”是指一种电化学装置，其中要供应的电力被预先蓄积，从而一旦连接到外部电路，它就能够供应电力。蓄积器的典型示例是电池。

优选地，所述电力供应源(更优选地，所述至少一个蓄积器)和所述电子单元沿着所述主展开方向分布(换句话说，主展开方向穿过电子单元和电力供应源，例如穿过相应的质心)。以这种方式，利用柔性支撑件的细长形状，可以将供应源和电子单元定位在一定相互的距离处，以便使质量分布。

优选地，所述电力供应源包括多个电能蓄积器，每个蓄积器电连接到所述电子单元并适于为所述电子单元供电，其中所述蓄积器中每一个固定到所述柔性支撑件上。

多个彼此不同并个别地固定在柔性支撑件上的电能蓄积器的存在意味着这些蓄积器不是-甚至部分地也不是-彼此径向叠加。假定电子单元也固定在柔性支撑上，它们也不是-甚至部分地也不是-径向叠加在电子单元上。这样，电源的总质量被分成至少两个部分(蓄积器)，每个部分相对于装置的总质量具有不可忽略的质量。这样，保持在轮胎的单个局部胎冠部分上的质量减少了:这必然会减少由此造成的旋转不平衡。

优选地，所述蓄积器沿着所述主展开方向分布(换句话说，主展开方向穿过每个蓄积器，例如穿过相应的质心)。以这种方式，利用柔性支撑件的细长形状，可以将蓄积器定位在一定相互距离处。

优选地，所述轮胎的赤道平面穿过或靠近所述至少一个电能蓄积器或所述电能蓄积器中每一个。这样，每个蓄积器基本上不会受到指向赤道平面的离心力分量的作用。

优选地，所述多个蓄积器包括布置在所述电子单元相对侧的两个蓄积器。通过在两个蓄积器之间插置电子单元，对于给定的监测装置的总长度，蓄积器被放置在比在电子单元的同一侧定位更大的相互距离处。

优选地，所述多个蓄积器包括两个且不超过两个蓄积器。在这种情况下，监测装置的平面妨碍物(plan encumbrance)和复杂性受到限制。

优选地，所述两个蓄积器布置在监测装置的纵向相对端。该实施例已经被证明是合理的，并且特别高效，伴随有监测装置的完整性。例如，由于蓄积器(即，装置的通常较重的零件)被放置在柔性支撑件的外围或端部位置，所以在电路和电子单元(基本上放置在柔性支撑件的中心区域)的区域中由蓄积器在柔性支撑件上产生的机械应力和相对变形被限制，从而改善了装置的操作。

优选地，所述蓄积器中每一个是电池(例如纽扣电池)，更优选地是不可再充电的。

优选地，所述蓄积器中每一个具有圆形平面图。

优选地，所述蓄积器中每一个包括例如由金属制成的刚性壳体。

优选地，所述蓄积器中每一个的充电容量大于或等于30mAh，更优选大于或等于80mAh，甚至更优选大于或等于100mAh。

典型地，所述蓄积器中每一个的重量大于或等于0.5g，更优选大于或等于1g。优选地，所述蓄积器中每一个的重量小于或等于约4g。

优选地，所述蓄压器中每一个内接于直径小于或等于30毫米、更优选小于或等于25毫米的圆，和/或外接于直径大于或等于15毫米、更优选大于或等于17毫米的圆。

这些类型的蓄积器能够为装置的操作供应足够的能量，甚至在与轮胎的平均寿命相配的时间段内(根据其不同的用途)，和/或甚至在装置存在复杂功能例如不同参数的检测的情况下。

优选地，所述蓄积器中每一个被结构化为承受大于或等于100℃，更优选地大于或等于110℃的温度。这样，蓄积器承受轮胎的过热温度。

在一个替代实施例中，每个蓄积器具有大于或等于500mm²，优选大于或等于600mm²，甚至更优选大于或等于700mm²的平面表面，和/或小于或等于1.5mm，优选小于或等于1.0mm的厚度。在该实施例中，优选每个蓄积器具有小于或等于3g，更优选小于或等于2g的重量。

元件的“平面表面”是指元件在平面图(即垂直于轮胎内表面看)中的表面延伸部，可能不包括二次分支，例如蓄积器的电接触件(“引脚”)。

元件的“厚度”是指沿垂直于轮胎内表面(换句话说，垂直于取得该平面表面的平面)的方向的长度。

在上述实施例中，每个蓄积器沿第一平面方向的长度大于或等于15mm，更优选大于或等于20mm，和/或小于或等于40mm。优选地，每个蓄积器沿正交于第一方向的第二平面方向的宽度大于或等于20mm，更优选大于或等于25mm，和/或小于或等于60mm。这些尺寸已被证明特别适合于质量分布。

优选地，在上述实施例中，所述蓄积器典型地是塑性(即非弹性)可折叠的。以这种方式，蓄积器甚至可以瞬间适应其所附连的内表面的构造。出于本说明书的目的，所谓“可折叠蓄积器”通常是指在环境温度下能够符合半径小于充气至其标称压力的轮胎的正常曲率半径的圆柱形表面(例如，半径为200mm，优选为100mm，更优选50mm的圆柱形表面)而不损失功能或功能损失不大于10％(例如就供应的电压和/或储存的容量而言)并且当其经历相反的动作时保持恢复原始形状能力的蓄积器。

优选地，在上述实施例中，所述蓄积器(通常数量等于1)插置于所述柔性支撑件与所述轮胎内表面之间。通过这种方式，由于可利用的宽表面，蓄积器充当装置的结构支撑件。

典型地，监测装置包括用于将蓄积装置连接到所述电子单元的电连接电路，其中所述电连接电路包括至少两个单独的电路径(一个用于连接到蓄积器的正极，一个用于连接到蓄积器的负极)。

优选地，所述蓄积器并联地电连接到所述电子单元。通过这种方式，蓄积器的容量累加，从而延长了监测装置的寿命和/或增加了监控功能。

优选地，电连接电路固定在所述柔性支撑件上，更优选地用导电油墨，甚至更优选地用丝网印刷、平版印刷、喷墨等印刷技术印刷在所述柔性支撑上。在一个实施例中，电连接电路包括铜导电迹线，优选通过化学蚀刻铜薄层(例如几微米或几十微米)获得。这些技术特别适用于柔性支撑件，并且能够产生抗弯曲的导电迹线。

优选地，每对蓄积器之间的距离大于或等于40mm，更优选地大于或等于50mm。所谓“距离”是指轮胎内表面上(在未变形状态下)连接两个所考虑的蓄积器的边缘(例如蓄积器的壳体的边缘)的最短线的长度。

优选地，每对蓄积器之间的所述距离小于或等于250mm，更优选地小于或等于200mm，甚至更优选地小于或等于150mm。这样，电连接电路的长度和/或整个装置的延伸部受到限制，并且因而导致的在制造、与轮胎联接(胶合)、导电迹线的结构电阻等方面的复杂性减小了。

优选地，所述至少一个传感器适于检测以下物理量中的至少两个:温度、压力、变形、加速度，例如温度和压力，更优选地至少是温度。

优选地，所述柔性支撑件基本上不可延伸。以这种方式，剪切应力是分布式的和/或连接电路迹线上的应力受到限制。

出于本说明书的目的，“不可延伸的支撑件”通常是指厚度在约10μm与约400μm之间，优选在约50μm与约200μm之间的支撑件，由在23℃下拉伸弹性模量优选高于0.1GPa，更优选高于0.5GPa的材料(包括复合材料/层状材料)制成。

优选地，所述柔性支撑件是从以下组中选择的弹性体或热塑性材料的膜:尼龙、PET、PEN、聚酰亚胺、EPDM、二烯聚合物和聚氨酯树脂。也可以使用纸质衬底、环氧树脂薄片(可能例如用玻璃纤维增强)或超薄和因此柔性硅片(或另一种半导体)。这些柔性支撑件已被证明适用于这样的技术，其中电连接电路被印刷或沉积或化学蚀刻到柔性支撑件上，并且预制的电子部件通过用导电粘合剂(例如加载了诸如银、铜或碳粒子的导电粒子的粘合剂)胶合和/或例如用锡或其合金(例如锡-铋)焊接而被固定并电连接到电连接电路。

优选地，所述至少一个传感器、所述处理单元和所述收发器中的一个或多个是预制的电子部件。该预制的电子部件可以(直接)固定并电连接到电连接电路，例如通过用导电粘合剂胶合和/或焊接。

在一个实施例中，所述至少一个传感器、所述处理单元和所述收发器中的一个或多个例如通过印刷或沉积技术直接原位制作在柔性支撑件上(即，它不是预制的)。

优选地，所述传感器、所述处理单元和所述收发器中的至少两个，更优选地所有三个，被布置在单个组件中，优选地是预制的(例如通过至少部分地容纳所述传感器、所述处理单元和所述收发器中的所述至少两个的容纳主体)。以这种方式，监测装置的制造被显著简化。

优选地，轮胎包括布置在所述柔性支撑件(和/或所述可折叠蓄积器)与所述内表面之间的粘合剂层，用于将所述监测装置固定到内表面。优选地，所述电力供应源和/或所述电子单元在所述内表面的相对侧固定到所述柔性支撑件上。

这允许获得监测装置与轮胎内表面的最佳粘合状态，即使在存在不可延伸的支撑件的情况下，也没有明显的分离。

在第一实施例中，粘合剂层是包含厚度等于或大于0.4mm的粘弹性丙烯酸泡沫的丙烯酸双面胶带。有用的示例由4941系列、4956系列和5952系列的3M^TMVHB^TM胶带，或者RP45系列和RP62系列的3M^TM胶带，或者H8004-H8008-H8012-H9004-H9008-H9012系列的NittoHyperjoint胶带代表。这些胶带由适型的丙烯酸泡沫组成，两面都有粘合性。为了增加粘附力，PSA丙烯酸粘合剂(例如，3M^TM9469、3M^TM468、3M^TM93430或Nitto 5925粘合剂)可进一步应用于上述胶带的一个或两个表面。

替代地，第一粘合剂层可以是丙烯酸双面胶带，其包括厚度等于或大于约0.4mm的膨胀(或甚至凝胶形式)聚合物材料例如膨胀EPDM橡胶或膨胀聚氨酯的衬底，通过在衬底的两个表面上散布丙烯酸粘合剂层而制成双面粘合性。市场上可购得的用于本发明目的的膨胀EPDM橡胶的非限制性示例以Tekspan Automotive公司生产的膨胀EPDM橡胶层，例如EPDMSE30橡胶层(例如通过布置在该层的两个表面上的PSA丙烯酸粘合剂制成双面粘合性)为代表。适用于本发明的目的的可在市场上购得的膨胀聚氨酯的非限制性示例是以Cires SpA公司生产的Cirene系列的膨胀聚氨酯层，例如膨胀聚氨酯Cirene 20、25和30层(例如通过布置在层的两个表面上的PSA丙烯酸粘合剂制成双面粘合性)，以及“双面涂覆的聚氨酯泡沫胶带”的3M^TM胶带4004-4008-4016-4026-4032-4052-4056-4085系列为代表。

根据本发明的第一粘合剂层的其它有用的示例以丙烯酸双面胶带为代表，该双面胶带包括至少一层厚度等于或大于约0.4mm的丙烯酸粘合剂层，例如Extreme Sealing4411和4412系列的3M^TM胶带，由PSA丙烯酸粘合剂制成双面粘合性(例如3M^TM9469、3M^TM468、3M^TM93430或Nitto 5925粘合剂)。

优选地，监测装置包括保护膜(例如聚合材料膜)，用于覆盖和保护该装置的部件(电子装置、导电迹线、蓄积器等)。相对于通过壳和/或保护性树脂封装的解决方案，该解决方案允许实现监测装置质量的总体减少，从而在减少滚动期间由轮胎变形产生的机械应力方面具有进一步的优势。

附图说明

图1示出了包括根据本发明的监测装置的用于摩托车的轮胎截面的示意性局部透视图；

图2和图3示出了在图平面上展开的摩托车轮胎内表面的平面示意和局部视图，并包括根据本发明的监测装置的相应的进一步实施例；

图4示出了包括根据本发明的监测装置的用于摩托车的轮胎截面的示意性局部视图。

具体实施方式

参考附图，本发明的特征和优点将通过以下一些实施例的详细描述而进一步阐明，这些实施例以本发明的非限制性示例的方式呈现。

在图1中以附图标记为1示出了包括根据本发明的监测装置10的摩托车轮胎(局部透视截面)。虚线30示意性地任意表示胎冠部分16(即胎面带17处的轮胎部分)与轮胎侧壁之间的边界线。在本说明书和附图中，相同的附图标记用于相同的元件，也用于它们的实施例。

本发明的摩托车轮胎1具有高横向曲率(因此具有高曲率比)，例如等于0.26。

在一个实施例中，本发明的用于摩托车的轮胎1是后轮胎，其帘线C的尺寸基本上在100mm与160mm之间。优选地，胎面的径向外点与穿过后轮胎胎面的侧向相对端0的线b之间的距离f在30mm与80mm之间。典型地，横向曲率比(f/C)基本上在0.20与0.50之间。

在一个实施例中，本发明的用于摩托车的轮胎1是用于摩托车前轮的轮胎，其帘线C的尺寸基本上在100mm与130mm之间。优选地，上述距离f在30mm与65mm之间。横向曲率/帘线的比率(f/C)可以基本上在0.20与0.60之间。

在图2和图3中，示出了由方向30示意性界定的胎冠部分的内表面2的一部分的平面图，该平面图是在图的放置平面上展开的，还示出了监测装置10。附图标记20示出了轮胎的赤道平面与(平面展开的)内表面2的交线。所有的图都没有按比例显示，仅仅是为了说明的目的。

监测装置10包括电子单元11和电力供应源12，电力供应源12电连接到电子单元用于对其供电。

监测装置10还包括单件式柔性支撑件13，其在轮胎1的胎冠部分16处固定到轮胎的内表面2上。电子单元和电力供应源都固定到柔性支撑件13上，例如通过导电粘合剂(例如Henkel 3104WXL)和/或结构粘合剂(例如312^TM)来固定。

示例性地，柔性支撑件13是由聚酰亚胺(例如by/>)制成的片材。

如上文所描述，可以设置一个粘合剂层(未示出)用于将柔性支撑件13的下部面(与电子单元11相对)粘合到轮胎的内表面2上。示例性地，粘合剂层由4941系列、4956系列或5952系列的3M^TMVHB^TM胶带制成。

电子单元11包括：(未示出)至少一个传感器，用于检测以下物理量中的至少一个:温度、压力、加速度、变形(优选至少是温度变形)；处理单元和收发器。

例如，电子单元可以包括由NXP销售的预制组件模型FXTH870911DT1，其包括处理单元和适于检测所有三个物理量(温度、压力和加速度)的多个传感器。该组件还包括收发器频率为315-434Mhz的RF收发器。在一个示例性实施例中，可以使用与上述组件分离地固定在柔性支撑上的另一收发器，该另一收发器可在不同的频带上使用(例如通过Wifi或/>技术)。

优选地，装置10被应用到轮胎的内表面2上，使得轮胎的赤道平面20穿过或靠近电子单元11(例如，它穿过传感器)。

优选地，电力供应源12包括至少一个电能蓄积器14，例如，如图1所示的仅一个，或者更优选地，如图2和3中示例性示出的，多个彼此不同的电能蓄积器14，每个蓄积器14电连接到电子单元，用于为电子单元供电。每个蓄积器14固定在柔性支撑件13上。

优选地，赤道平面20穿过或靠近电力供应源12或每个蓄积器14。

示例性地，每个蓄积器14是电池，例如出售的CR2032HR型纽扣电池(容量200mAh，重量3g，直径和厚度20×3.2mm)，或/>出售的BR1632A(容量120mAh，1.5g，16×3.2mm)。典型电压等于3V，操作温度范围为-40℃至+125℃(也可能是子区间，具体取决于预期用途)。

在一个替代(未示出)实施例中，蓄积器14是一次电池(即不可再充电的)，标称电压为3V，平面图为矩形，最大厚度约为0.5mm。该电池具有由两个可折叠铝板制成的壳，并且其自身可折叠而没有明显的功能损失。

在一个版本中，容量为35mAh，重量＝0.61g，平面长度和宽度(不包括接触片)分别等于23mm和45mm，平面表面为1035mm²。

在另一个版本中，容量为25mAh，重量＝0.43g，平面长度和宽度(不包括接触片)分别等于22mm和29mm，平面表面为638mm²。

在一个(未示出)实施例中，蓄积器是可折叠的薄电池，相对于电子单元在相对侧固定在到柔性支撑件上。换句话说，在该实施例中，在固定到轮胎上的监测装置中，可折叠且薄的电池布置在柔性支撑件与轮胎的内表面之间。

监测装置10包括用于将每个蓄积器14连接到电子单元11的电连接电路18(仅在图2和3中示意性示出)。在多个蓄积器的情况下，它们优选并联连接(仅在图2中示例性和示意性地示出)。

在一个实施例中，电连接电路的迹线由例如通过丝网印刷技术直接印刷在柔性衬底13上的导电油墨(例如银导电油墨5025)制成。

在一些实施例中，多个蓄积器14包括两个且不超过两个蓄积器，更优选地布置在电子单元11的相对侧，如图2、3和4中示例性示出的。

柔性支撑件13示例性地具有沿着主展开方向L的细长形状的平面图。

优选地，电力供应源12(更优选地，每个蓄积器14)和电子单元11沿着主展开方向L分布(例如，主展开方向穿过电子单元和电力供应源/蓄积器的相应质心)。

优选地，两个蓄积器14沿着主展开线L布置在监测装置的相对端(图2、3和4)。优选地，两个蓄积器14布置在电子单元11的相对侧。

示例性地，如图中示意性所示，柔性支撑件13具有彼此不同的平面尺寸L1和L2(分别沿着此方向L和沿着垂直于方向L的尺寸)。

示例性地，在图2的装置的情况下，尺寸L1×L2等于大约110×30毫米(纵横比R等于3.7)或者大约80×25毫米(R等于3.2)。示例性地，在尺寸为110×30毫米的情况下，两个蓄积器之间的距离D约等于69毫米，而对于尺寸为80×25毫米的情况，距离D约等于50毫米。

示例性地，在图3的装置的情况下，尺寸L1×L2等于大约80×55mm(纵横比R等于大约1.5)，并且两个蓄积器之间的距离D等于大约45mm。

优选地，监测装置包括保护膜(未示出)，用于覆盖和保护装置的部件。

图4示意性地示出了一种轮胎，其中监测装置10(例如在参照图2描述的实施例中)被应用到轮胎的内表面2上，使得两个蓄积器14基本上远离赤道平面20(例如，对于未变形的装置10，每个蓄积器的边缘离赤道平面20的直线距离等于30mm)。主展开线垂直于赤道平面20定向。

实线示出了处于其未变形状态(例如刚刚固定到轮胎上之后)的监测装置10(包括柔性支撑件13、两个蓄积器14和电子单元11)。

箭头100示意性地示出了径向指向的离心力，该离心力在轮胎旋转期间在接地印痕之外的部分中产生，并且作用在每个蓄积器14的质量上。仅出于解释的目的，这里采用的参考系统与监测装置10是一体的。该离心力100可以分解成垂直于内表面2的分量100″(该分量基本上被内表面2的约束反作用力抵消)和与内表面2相切的分量100′，分量100′的方向朝向赤道平面20。离心力的这个分量100’倾向于沿着内表面2朝向赤道平面推动每个蓄积器14。在某些情况下，如上文所解释(例如在相对较重的蓄积器14的情况下)，该推力会导致蓄积器14的位移和/或形成折叠101的柔性支撑件13的变形和/或蓄积器14从柔性支撑件的分离和/或柔性支撑件13从内表面2的分离。虚线示意性地示出了处于任意变形状态的监测装置10。

为了克服这个缺点，如图1、2和3所示，监测装置10优选固定在轮胎1的内表面上，使得柔性支撑件13的主展开方向L和/或穿过蓄积器14的质心的方向与平行于轮胎赤道平面20的方向形成小于45°，更优选小于或等于30°，甚至更优选小于或等于20°的角度40。这样，赤道平面20穿过每个蓄积器14。

示例性地，在图1和图2中，该角度40等于零(平行于赤道平面20的主方向L)，在图3中，该角度大约等于15°。

Claims (13)

1.一种用于摩托车的轮胎(1)，包括在所述轮胎(1)的胎冠部分(16)处固定到所述轮胎(1)的内表面(2)上的监测装置(10)，

其中，所述监测装置(10)包括电子单元(11)和用于向所述电子单元(11)供电的电力供应源(12)，

其中，所述电子单元(11)包括至少一个传感器、处理单元和收发器，所述至少一个传感器用于检测以下物理量中的至少一个:温度、压力、加速度、变形，

其中，所述监测装置(10)包括单体形式的柔性支撑件(13)，所述电子单元(11)和所述电力供应源(12)固定在所述柔性支撑件(13)上，

其中，所述轮胎包括插置于所述柔性支撑件(13)与所述内表面(2)之间的粘合剂层，用于将所述柔性支撑件固定到所述内表面，所述电力供应源(12)和所述电子单元(11)在所述内表面(2)的相对侧固定到所述柔性支撑件(13)，

其中，所述柔性支撑件(13)具有沿主展开方向(L)呈细长形状的平面图，

其中，所述监测装置(10)固定在所述摩托车的所述轮胎的内表面(2)上，使得所述柔性支撑件的所述主展开方向(L)与平行于赤道平面(20)的方向形成小于或等于45°的角度。

2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中，所述轮胎的赤道平面(20)穿过或靠近所述电子单元(11)，并且所述轮胎的赤道平面穿过或靠近所述传感器。

3.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中，所述轮胎的赤道平面(20)穿过或靠近所述电力供应源(12)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述柔性支撑件(13)沿着所述主展开方向(L)的长度(L1)大于或等于50mm，并且小于或等于140mm，并且其中，所述柔性支撑件(13)沿着所述主展开方向(L)的所述长度(L1)与沿着与所述主展开方向(L)正交的方向的宽度(L2)之间的纵横比大于或等于1.5并且小于或等于6。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述电力供应源(12)包括电连接到所述电子单元的至少一个电能蓄积器(14)，用于为所述电子单元供电，所述电能蓄积器固定到所述柔性支撑件(13)上。

6.根据权利要求5所述的轮胎(1)，其中，所述电力供应源(12)和所述电子单元(11)沿着所述主展开方向(L)分布。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述电力供应源(12)包括多个电能蓄积器(14)，每个电能蓄积器(14)电连接到所述电子单元并适于为所述电子单元供电，其中所述电能蓄积器中的每一个固定到所述柔性支撑件(13)上，其中每对电能蓄积器之间的距离(D)大于或等于40mm并且小于或等于250mm，并且其中所述电能蓄积器(14)沿着所述主展开方向(L)分布。

8.根据权利要求7所述的轮胎(1)，其中，所述轮胎的赤道平面(20)穿过或靠近每个电能蓄积器(14)。

9.根据权利要求7所述的轮胎(1)，其中，所述多个电能蓄积器包括布置在所述电子单元(11)的相对侧的两个且不超过两个电能蓄积器(14)，其中，所述两个且不超过两个电能蓄积器(14)布置在所述监测装置的纵向相对端。

10.根据权利要求5所述的轮胎(1)，其中，所述至少一个电能蓄积器是充电容量大于或等于30mAh、重量大于或等于0.5g的电池，其中所述至少一个电能蓄积器内接于直径小于或等于30mm的圆内，并且外接于直径大于或等于15mm的圆内。

11.根据权利要求5所述的轮胎(1)，其中，每个电能蓄积器(14)具有大于或等于500mm²的平面，小于或等于1.5mm的厚度，小于或等于3g的重量，沿着第一平面方向大于或等于15mm并且小于或等于40mm的长度，沿着正交于第一平面方向的第二平面方向大于或等于20mm并且小于或等于60mm的宽度，其中所述电能蓄积器是可折叠的，并且其中，所述电能蓄积器插置在所述柔性支撑件(13)与轮胎的所述内表面(2)之间。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述监测装置(10)包括用于将所述电力供应源(12)连接到所述电子单元(11)的电连接电路(18)，其中，所述电连接电路(18)用导电油墨印刷在所述柔性支撑件(13)上，或者所述电连接电路(18)包括通过化学蚀刻薄铜层获得的铜导电迹线。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述柔性支撑件(13)基本上不可延伸，其中，所述柔性支撑件(13)是由从以下组中选择的弹性体或热塑性材料制成的膜:尼龙、PET、PEN、聚酰亚胺、EPDM、二烯聚合物和聚氨酯树脂，或者其从以下组中选择:纸衬底、薄环氧树脂片和超薄柔性硅或其他半导体片，

其中，所述粘合剂层是包含厚度等于或大于0.4mm的粘弹性丙烯酸泡沫的丙烯酸双面胶带，或者所述粘合剂层是包含厚度等于或大于0.4mm的膨胀聚合物材料衬底的丙烯酸双面胶带，或者所述粘合剂层是包含至少一层厚度等于或大于0.4mm的丙烯酸粘合剂的丙烯酸双面胶带。