具有場致發光裝置的輪胎的製作方法
2023-05-17 23:24:46
專利名稱：具有場致發光裝置的輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及場致發光燈裝置，更具體地，涉及附加在車輛輪胎上的場致發光燈裝置。
背景技術：
目前已知的各種形式的場致發光燈，包括平板式以及線狀的，且可為多種產品採納，包括表、儀錶板、車體模塑、剎車燈顯示裝置以及運動鞋。
例如，Heinz等的美國專利No.6,037,865公開了一種附加在車體外表面的模塑上的場致發光帶，且美國專利No.5,611,621公開了附加在一籃球鞋上的場致發光燈。
發明內容
本發明涉及在輪胎上應用的場致發光(EL)燈，該燈可以是裝飾性的，或者用於改善車輛的可視性。根據本發明的一個EL燈可以是輪胎側壁上的一薄片或薄板式EL燈，其被製成一個標誌或者商標形式或者一種裝飾形狀。同樣，也可以用裝飾的方式附加一種線狀燈。可以將一線狀EL燈造型以便拼出一個商標。也可以相似方式應用其它的EL燈裝置。
根據本發明，輪胎的EL裝置包括一EL燈、一電源、一控制裝置和將該EL裝置裝配或接合到輪胎上的裝置。
根據本發明的一個優選實施例，該EL裝置包括一保持EL燈和儲能裝置的橡膠補綴(patch)。該補綴可具有一個安裝EL燈的凹部。控制電子元件可以固化到該補綴的一部分中。補綴上與凹部相反的另一側上設有一粘結帶，用於將該補綴固定到輪胎側壁上。
可以將一個薄電池及控制電子元件附加到EL燈上以組成一個附件，這樣它們可以容易地直接裝配到輪胎側壁上或者如上所述安裝在一個補綴內。為方便起見，該附件是可拆卸的，以便於電池的再充電以及此後的再裝配。另外，該插件是可拆卸的且可更換的，從而可以改變EL燈的設計。
根據本發明的另一方面內容，將EL燈裝配到輪胎上的裝置可包括一材料層，其可以將該EL裝置與輪胎應力機械隔離以及化學隔離。一泡沫彈性材料層是一種合適的隔離材料。該隔離材料在一個面上具有粘結輪胎橡膠混合物的粘結劑以及在相反面上具有粘結EL燈背面基底(例如橡膠補綴)的粘結劑。隔離材料有利於將EL燈與輪胎滾動變形時所受到的應力隔離開。此外，該隔離材料作為可從輪胎側壁排出的油或其它化合物的屏障。一泡沫彈性體特別適用於薄片形式的EL燈。
裝配有EL燈以及裝置附件的輪胎部分設有一形狀對應於補綴或EL裝置附件的凹部。該凹部的壁面被配置成容納或支撐該電子元件。
根據另一實施例，將EL燈裝配到輪胎上的裝置涉及一種線狀EL燈，且包括一個在輪胎上切割或形成的窄槽，以容納並保持該線狀EL燈。該線可以用一個粘結劑粘結在槽中。可選地，該槽為帶有邊緣的C形，邊緣與該槽的開口凹陷區域重疊以容納並保持該線。當然，可以在C形槽中加入粘結劑以幫助保持該線。附帶的儲能裝置以及控制電子元件可以方便地與一個附加在輪胎上的橡膠補綴結合。
根據本發明的裝置可以由一個作為儲能裝置的電池供電。根據一實施例，該電池可以是扁平電池，且裝配在EL燈與輪胎側壁之間。對於一線狀EL燈而言，該電池可以裝配在輪胎的適當位置上，並且通過適當方式附加到該線狀燈上。
可選地，可以使用例如在已受讓給本發明所有者的、於2002年5月10日提交的美國專利申請No.10/143,535中所述的發電裝置。該裝置可包括一壓電纖維基體(piezoelectric fiber matrix)，其可從機械應變中產生電荷。
一發電裝置可以包括一可再充電電池和一儲能電容器，或者直接作用在該EL燈上。
根據一實施例，該壓電纖維基體安裝在EL燈與輪胎側壁之間，例如如上所述在一個橡膠補綴中。根據另一實施例，該壓電纖維基體獨立地裝配在輪胎側壁上，並與線狀EL燈相連。
上述的發電裝置裝配在輪胎上一個在輪胎轉動期間承受應變的位置上。可能的位置包括輪胎側壁和胎冠(crown)。一個上述的橡膠補綴或EL組件裝配在輪胎側壁，那裡在輪胎地面接觸部分中發生撓曲。
根據另一可選實施例，電源裝配在輪胎的內腔中，且本發明還包括將電源連接至輪胎外表面上的EL燈的連接裝置。
根據另一可選實施例，發電裝置是一電磁發電機，其具有裝配在輪輞上的繞組和裝配在車輛固定部分上的磁體。
參考下文結合附圖的詳細說明可以更好地理解本發明，其中圖1是根據本發明的場致發光裝置的基本結構示意圖；圖2示出了根據本發明一個具有場致發光裝置的輪胎；圖3示出了根據本發明一個具有一可選場致發光裝置的輪胎；圖4是根據本發明的場致發光裝置的可選的示意圖；圖5是一平板場致發光燈的容納及安裝裝置的剖視圖；圖6是輪胎上線狀場致發光裝置的安裝裝置的剖視圖。
具體實施例方式
示意性地在圖1中示出的根據本發明的輪胎EL裝置，包括一個EL燈10、一個EL驅動器12、一電源14、一啟動器或開關裝置16和用來在輪胎上裝配裝置的接合裝置20。
下文將要詳細描述的接合裝置20可以包括一塊在其上裝配該裝置的補綴，一個形狀可以容納該裝置的凹槽或槽，一個容納該裝置的突起部分、用於將該裝置固化到輪胎側壁上，一層粘結層，或者其它將該裝置和輪胎接合的適合的方式。
圖2和圖3示出了輪胎場致發光裝置的兩個實施例。圖2中的裝置表示一個構成輪胎標誌的平板式場致發光(EL)燈10。這種平板EL燈非常薄且可以彎曲。
圖3表示一個帶有線狀EL燈10的輪胎，該燈可彎曲且可彎成好看的圖形。這種線也可以作成標誌的形狀或者拼出一個名稱或商標。
儘管示出的是汽車輪胎，但根據本發明的這種裝置也可以結合在自行車輪胎、摩託車輪胎、卡車輪胎或者其它車輛輪胎上。本發明可以用於裝飾，如圖2和圖3所示。另外，本發明可用於幫助改善車輛在黑暗中的可視性，因而這樣特別有利於用在比如自行車及應急車輛上。
根據本發明的裝置可以連續發光或者閃爍或脈衝間斷髮光。根據本發明裝置的基本元件的各種結構都是可能的。一個連續發光的裝置可以包括一個電池和一用來啟動該裝置的開關。該開關可以是手動的(由車輛操作者操作)或者通過檢測車輛的移動來操作。這種開關可以是一個安裝在輪胎上的加速計，或者是壓力或偏轉傳感元件，例如一壓電裝置。這種開關電路可以包括一個計時器，從而在檢測到車輛不運動的一段時間後關掉該EL裝置。
本發明也包括其它結構。該裝置可以包括一個電池電源和一個觸發脈衝來點亮E1燈使其以閃爍方式發光的裝置。該燈可以被製成以一特定頻率閃爍。可選地，該裝置可以被製成根據輪胎轉速來閃爍。例如，上文提到過的加速計或壓電裝置可以感測輪胎的轉動並像開關一樣在每次轉動時觸發一次閃爍。對於一個標誌形狀的EL燈，可以每當該標誌轉動到頂部位置時定時閃爍從而形成有趣的效果。通過將脈衝的定時以及持續時間和輪胎的轉動速度協調起來，可以使該EL燈固定在輪胎的設定點上發光。因此開關可以相對於EL燈的位置來在輪胎上定位，從而不用設置計時器。可選地，可以包括一個具有軟體定時功能的微處理器。
在圖4中概略示出的本發明的一個實施例包括一個壓電發電機22，例如在2002年5月10日提交的美國專利申請No.10/143,535中所述的，在此結合其全部公開內容作為參考。一個包括整流器24和降壓轉換器26的充電器連接到該壓電發電機22上，從而用壓電發電機的能量來為一儲能裝置14比如一個電池或儲能電容器充電。該壓電發電機或其它的傳感器通過給脈衝傳感器16發送一個啟動信號來觸發或啟動該裝置，其中脈衝傳感器16將該信號傳遞給EL驅動器12，其依次啟動EL燈10。脈衝傳感器16還向降壓轉換器26發送一個啟動信號，以向儲能裝置14供電。該儲能裝置14可以是任意的儲能裝置，比如包括一個可再充電電池或者一個儲能電容器。
根據該實施例的另一方面內容，可用一個適當編程以啟動EL驅動器的微處理器來控制啟動或開關該EL燈。
在需要較小的EL燈或者小電力負載的實際應用中，該裝置可以只包括一個直接連接在該EL驅動器以及燈上的壓電發電機。
根據另一可選實施例，發電裝置可以是一個電磁發電機，其具有裝配在輪輞上的繞組和裝配在車輛固定部分上的磁體。控制裝置裝配在方便的位置上，通過電導體來電連接該EL燈。
根據一優選實施例，該EL裝置可以與加在輪胎側壁上的補綴集成為一體。如圖5所示，集成補綴組件30包括一個橡膠補綴32。該補綴在正面具有一個凹部34來支撐容納該EL裝置組件。粘結劑36設置在橡膠補綴32的裝配面上，以便將該補綴粘結到輪胎表面上。該粘結劑可以是能夠將橡膠粘合在橡膠上的任何粘結劑。包括一個電池38和一壓電發電機40的EL電力組件位於該凹部34中。EL燈42位於該電力組件的外側。控制EL燈的電子元件44可方便地固化在補綴32的一部分中，並且形成適當的電連接。
根據另一方面內容，該EL裝置可以包括一附加在EL燈背面的扁平電池及一觸發裝置，以形成一個附件或組件。
根據本發明的另一方面內容，該電池是可拆卸的，以便於再充電。參考圖5，結合前述的上一實施例，該EL燈10和電池38可以從補綴32上拆下。該EL燈10和電池38可以組成一個可拆卸附件，或者這些附件可以獨立拆卸。需要一個再充電裝置。該補綴可以包括機械裝置來保持該EL燈和電池附件，例如夾子、舌榫結構，或者其它適合的裝置。可選地，可以用其它裝置例如粘結劑來保持該EL燈及電池附件。
該補綴或附件組件可以在補綴或附件與輪胎側壁之間設置一層隔離材料。該隔離材料優選在一個面上具有與橡膠材料相容的粘結劑以裝配在輪胎側壁上。該隔離材料幫助防止應力從轉動的輪胎傳遞到EL裝置組件上，並且幫助防止油或者其它化合物從輪胎移動到EL裝置上。泡沫彈性材料是一種合適的隔離材料。
輪胎上裝配補綴30或者附件組件的部分具有對應於該組件形狀的凹部。可選地，輪胎可具有一突起區域來接收該補綴或附件組件。
該裝置可以直接固化到輪胎側壁向外敞開的空間上，以露出EL燈。可以在電子組件上施加一環氧樹脂塗層或其它材料，以在其固化到輪胎上時提供保護並將該組件與橡膠材料隔離開。另外，該EL裝置可以先安裝在一個橡膠支撐及結合結構上，類似於圖5所示的補綴32，以保證該裝置可以準確地固化到側壁上。
根據本發明另一方面內容，該EL燈可以與其它電子組件分開來進行單獨安裝，特別是與發電組件分開，以利用輪胎的功能特徵。如圖3所示，一發電裝置或轉動傳感器50安裝在輪胎的內表面上。該實施例包括用於從內側的電源裝置向外側的EL燈導電的裝置52。這種連接可以只是固化到一定位置上並且延伸過輪胎側壁的導線。一種可選方式是定位在可以接觸內側發電組件以及外部EL燈的位置上的導電元件。例如可以是塗覆有導電材料的輪胎側壁橡膠，從而可以形成內連接和外連接。
根據另一實施例，如圖6所示，將EL燈裝配到輪胎上的裝置包括一個窄槽60，其切割或形成在輪胎側壁62上，以容納並保持一線狀EL燈64。可選地，該槽60為帶有邊緣66的C形，邊緣與該槽的開口凹陷區域重疊以容納並保持該線狀EL燈64。當然，可以在C形槽上加入粘結劑以幫助固定該線。方便地，該粘結劑層可以包括一種隔離材料，例如泡沫彈性體，以幫助保護該線狀燈。線狀EL燈64也可以固化在該槽的適當位置上。
上述電子控制和電源裝置用於線狀EL燈裝置上。該控制及電源裝置可以方便地定位，例如，通過適當的連接方式定位在輪胎內或者一個位於輪胎側壁外表面上的補綴上。
權利要求
1.一種輪胎場致發光裝置，包括一種場致發光燈；一種場致發光燈的電源；一控制裝置；和將場致發光燈裝配到輪胎上的接合裝置。
2.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該場致發光燈是平板式的。
3.根據權利要求2的裝置，其特徵在於接合裝置包括一泡沫層，其具有用來在一個面上粘結橡膠的粘結劑以及在相反面上粘結該平板的粘結劑。
4.根據權利要求2的裝置，其特徵在於該接合裝置包括一個支撐該場致發光燈的補綴、電源和控制裝置。
5.根據權利要求1的裝置，其特徵在於場致發光燈是線狀的。
6.根據權利要求5的裝置，其特徵在於該接合裝置是在輪胎上形成的一個槽。
7.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該接合裝置包括將該場致發光燈、控制裝置以及電源固化到輪胎側壁上。
8.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該電源是一電池。
9.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該電源是一壓電發電機。
10.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該電源是一具有壓電發電機充電器的電池。
11.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該電源是一電磁發電機。
12.根據權利要求1的裝置，其特徵在於該控制裝置包括使該場致發光燈閃爍的激勵裝置。
13.根據權利要求12的裝置，其特徵在於該激勵裝置包括協調激勵脈衝的定時以及持續時間以創造出衝程效果的裝置。
14.一種具有一場致發光裝置的輪胎，包括一輪胎；一場致發光燈；該場致發光燈所用的電源；一控制裝置；和將該場致發光燈裝配到輪胎上的接合裝置。
15.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該場致發光燈是平板式的。
16.根據權利要求15的輪胎，其特徵在於該接合裝置包括一泡沫層，其具有用來在一個面上粘結橡膠的粘結劑以及在相反面上粘結該平板的粘結劑。
17.根據權利要求15的輪胎，其特徵在於該接合裝置包括一個支撐該場致發光燈的補綴、電源和控制裝置。
18.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於場致發光燈是線狀的。
19.根據權利要求18的輪胎，其特徵在於該接合裝置是在輪胎上形成的一個槽。
20.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該接合裝置包括將該場致發光燈、控制裝置以及電源固化到輪胎側壁上。
21.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該電源是一電池。
22.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該電源是一壓電發電機。
23.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該電源是一具有壓電發電機充電器的電池。
24.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該電源是一電磁發電機。
25.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於電源安裝在輪胎空腔內，且還包括連接電源和該場致發光燈的裝置。
26.根據權利要求25的輪胎，其特徵在於所述連接電源和該場致發光燈的裝置包括一導體。
27.根據權利要求14的輪胎，其特徵在於該控制裝置包括使該場致發光燈閃爍的激勵裝置。
28.根據權利要求27的輪胎，其特徵在於該激勵裝置包括協調激勵脈衝的定時以及持續時間以創造出衝程效果的裝置。
全文摘要
一種具有場致發光裝置的輪胎，包括一場致發光燈、一驅動器和一包括壓電纖維基體的電源，該電源用於脈衝控制該裝置閃爍以及產生激勵該裝置的電能。該裝置可以結合在一裝配在輪胎側壁上的橡膠補綴上，也可以固化到輪胎側壁上或者裝配在一凹部或者其它指定位置上。
文檔編號B60C13/00GK1748107SQ200380109661
公開日2006年3月15日 申請日期2003年12月18日 優先權日2003年1月3日
發明者J·H·蒂森, K·R·賴姆 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份有限公司