JP2004513015A - 組込形送信アンテナを備えた安全インサート - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、適合ホイールリムに接触することを意図した実質的に周方向のベースと、リムに装着されるタイヤの少なくとも一部を扁平化できる圧力での走行時にタイヤのトレッドを支持することを意図した実質的に周方向の本体と、ホイールユニットを受入れることを意図したハウジングとを有する安全インサートにおいて、インサートに固定的に連結されたアンテナを有し、該アンテナが安全インサートの体積内に配置されていることを特徴とする安全インサートを提供することにある。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、車両の回転部分から非回転部分に、データ、より詳しくは技術的性質を送信するシステムに関する。これらのデータは、圧力、温度、摩擦、摩耗等の物理的パラメータに関するデータである。より詳しくは、本発明は、これらのシステムのホイールユニットおよびアンテナ、およびこれらを自動車のホイールに装着する技術に関する。
より詳しくは、本発明は、車両のタイヤのうちの１つに生じた圧力損失を、車両の運転者に警告するための安全システムに使用される。
【０００２】
（背景技術）
国際特許公開ＷＯ９４／２０ ３１７明細書には、各タイヤが、少なくとも１つの圧力センサ、電源手段、高周波送信器およびアンテナを備えたホイールユニットを有しているシステムが開示されている。図２に示すように、このホイールユニットはホイールバルブに固定される。このような固定は、必然的に、ホイールへのタイヤの装着および脱着時の問題を伴なうものであり、特に、バルブ孔がリムウェルの外側に配置されていない場合（例えば、欧州特許ＥＰ７０１ ９１１参照）には、何らかの不注意によりホイールユニットに損傷または破壊を引起こす虞れがあるため、ホイールユニットの存在を考慮に入れた特殊な装着／脱着手順に従う必要がある。
【０００３】
米国特許ＵＳ５ ２８５ １８９には、固定カラーにより、ホイールのリムウェの半径方向外方壁に固定されるホイールユニット（図１参照）を備えたシステムが開示されている。この固定方式は、ホイールへのタイヤの装着時に遭遇する問題を制限する。しかしながら、車両が移動しているときにはユニットが枢動してしまうことが判明している。従って、タイヤが脱着されるときにユニットの位置は不明であり、この場合にも、何らかの不注意によってユニットの損傷または破壊が引起こされる。しかしながら、ユニットはホイールのリムの金属壁に直ぐ隣接して配置されており、この環境は、ホイールユニットと、車両のシャーシに配置された中央受信／処理ユニットとの間の無線送信の信頼性を低下させる。
欧州特許ＥＰ０ ７７５ ６０１には、安全インサートが設けられかつ該安全インサートの体積内にホイールユニットが配置されたホイール用安全システムが開示されている。このようなシステムでは、無線送信の出力、より詳しくは車両のシャーシに対する無線通信用ホイールユニットの或る位置に依然として困難性が存在することが判明している。
【０００４】
（発明の開示）
本発明の目的は、
適合ホイールリムに接触することを意図した実質的に周方向のベースと、
リムに装着されるタイヤの少なくとも一部を扁平化できる圧力での走行時にタイヤのトレッドを支持することを意図した実質的に周方向の本体と、
ホイールユニットを受入れることを意図したハウジングとを有する安全インサートにおいて、
インサートに固定的に連結されたアンテナを有し、該アンテナが安全インサートの体積内に配置されていることを特徴とする安全インサートを提供することにある。
【０００５】
有利な一実施形態では、ホイールユニットは、無線送信を行なうように設定されかつ電磁結合巻線（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｗｉｎｄｉｎｇ）に接続された無線送信器を有し、アンテナは、ホイールユニットのハウジングに近接して配置された電磁結合巻線を備えている。
この実施形態は、ホイールユニットがハウジング内に配置されたとき、アンテナの結合巻回とホイールユニットの結合巻回との緊密な電磁結合が得られるようにする長所を有している。これは、かなり長いアンテナの使用を可能にし、従って、現在使用されているホイールユニットのハウジングのサイズに匹敵するサイズのアンテナから期待できる出力に比べて遥かに優れた出力を有する。他の長所は、アンテナとホイールユニットの送信器との間に電気的接触が存在しないことである。
【０００６】
アンテナは高出力同調形アンテナであることが好ましい。アンテナはインサートの周囲の極く一部に亘って延びている。このことは、アンテナを形成する導体の長さを調節して、アンテナを同調させることができることを意味している。アンテナはインサートの全周に亘って配置することもできる。この構成は、ホイールユニットと、車両のシャーシに配置された中央受信／処理装置との間でのデータ送信を簡単化できる長所を有している。
【０００７】
特に有利なことは、アンテナの大部分を、インサートを受入れることを意図したホイールの最大直径より大きい直径をもつインサートの環状本体の上方部分の内部に配置することである。
アンテナのこの構成は、アンテナの出力を非常に大きく増大させる。これは、データ送信時にホイールユニットのエネルギ消費を制限する重要なファクタである。
【０００８】
本発明はまた、適合ホイールリムに接触することを意図した実質的に周方向のベースと、タイヤの少なくとも一部を扁平化できる圧力で走行時にリムに装着されたタイヤのトレッドを支持することを意図した実質的に周方向の本体とを有する安全インサート内に挿入できるアンテナであって、該アンテナの少なくとも一部をインサート内に挿入できる形状および寸法を有し、かつ実質的に１８０°を超えて延びている周方向位置を占めるように構成されたアンテナに関する。
【０００９】
例えば、アンテナは、インサートの上方部分の側壁に形成された環状溝内に固定できる。
アンテナはまた、インサートの環状本体の上方部分内に埋入できる。
好ましくは、アンテナおよび該アンテナの結合巻線は、単一導電ワイヤにより形成される。これにより、このアンテナの実現を簡単化し、従って組立コストを制限できる長所が得られる。
この導体は、可撓性および延伸性を有する導体で構成できる。
アンテナの少なくとも一部は、インサートの表面に導電性ペイントを塗布することにより実現できる。
【００１０】
有利なことは、ホイールユニットのハウジングが、インサートのベースの直ぐ近くで環状本体内に配置されることである。これにより、走行中またはタイヤの扁平状態での走行中にタイヤが衝撃を受けた場合に、ホイールユニットに損傷を与える危険を最小にできる長所が得られる。
【００１１】
本発明の他の目的は、適合ホイールリムに接触することを意図した実質的に周方向のベースと、リムに装着されるタイヤの少なくとも一部を扁平化できる圧力での走行時にタイヤのトレッドを支持することを意図した実質的に周方向の本体とを有する安全インサートの内部のハウジング内に配置されることを意図したホイールユニットにおいて、ホイールまたはタイヤの物理的パラメータを検出しまたは読取ることができる圧力センサのような要素と、インサート内に配置されたアンテナと電気的に協働できる電磁結合巻線に電気的に接続された送信器とを有することを特徴とするホイールユニットを提供することにある。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、添付図面を参照して本発明の種々の実施形態を説明する。
図１には、タイヤ１と、リム２と、リム２の支持面４の周囲に配置される安全インサート３とを有する組立形ユニットが示されている。米国特許ＵＳ５ ６３４ ９９３には、このリム２の特別な幾何学的構造がより詳細に開示されている。リム２は、２つのリムフランジすなわち外側リムフランジ５０および内側リムフランジ５０′と、直径の異なる２つのビードシートすなわち外側ビードシート５および内側ビードシート５′と、支持面４とを有し、該支持面４は係合縁部４１および制限ストップ４２を備えている。このリム２は、この安全インサート３を容易に装着するのに特に適している。この組立体は、タイヤ１内の圧力がかなり低下しても走行可能である。安全インサート３は、軸線方向前面Ｉおよび軸線方向後面ＩＩを有している。インサート３は、２つの主要部分、すなわちリム２の支持面４を包囲するベース８と、該ベース８に連結された本体９とを有している。本体９は、膨張圧力がゼロまたは低いときに、図１に示すようにタイヤ１のトレッド７と接触するための頂部６を有している。本体９は多種類の形状にすることができる。
【００１３】
図２は、インサート３を軸線方向後面ＩＩの側から見たものである。安全インサート３の本体９は、軸線方向または実質的に軸線方向に配置された一連の隔壁１６を有している。これらの隔壁１６はインサート３の周囲に沿って規則的に分散配置されておりかつ頂部６とベース８とを連結している。これらの隔壁は、本体９（図１）の実質的に周方向のラン・アウト１８と協働して、凹部１７を形成している。これらの凹部１７のうちの１つ（参照番号１９で示す）は、ホイールユニット２０をインサート３内に固定するのに使用される。この固定は、任意の既知の手段、例えばクリッピングまたは接着により行なわれる。ホイールユニット２０は、走行中の衝撃による損傷の危険を制限するため、本体９の半径方向下方部分に配置するのが好ましい。ホイールユニットの装着は、着脱可能であることが好ましい。図２には、アンテナ１４も示されている。このアンテナ１４は、インサート３の頂部を形成する本体部分内において、ホイールユニット２０の両側でインサートの周囲に沿って延びている。アンテナ１４は、ホイールユニット２０の直ぐ近くにおいて、インサートのベース８内に配置された電磁結合巻線１５に電気的に接続されている。
アンテナ１４は、特定仕様に従って、単一導体または周方向巻線で形成できる。
【００１４】
図３は、本発明による安全インサート３を通る部分軸線方向断面図であり、これは、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面である。任意であるが、安全インサート３には、ホイールが高速回転するときにインサート３に作用する遠心力に耐え得るようにするため、ベース８内で実質的に周方向に配置される一連の補強体１１を設けることができる。
図３において、アンテナ１４は、前面Ｉのキャビティ１３に沿って横方向に配置されている。この断面は、アンテナ１４が、本体９の上方部分、ベース８に結合する頂部６および電磁結合巻線１５から離れるべくラン・アウト１８を横切る様子を示している。ここで、結合巻線１５は、ホイールユニット２０のハウジング１９の下のベース内で延びている簡単なループである。
【００１５】
図４には、インサート３のアンテナの僅かに異なる実施形態が示されている。アンテナ１４は、頂部６から半径方向に開口した周方向キャビティ内で、インサートの周囲に延びている。これらの２つの実施形態では、アンテナの露出部分は導電性ペイントで形成できる。任意であるが、結合ループ１５との接続部には伸縮性導電体を使用できる。
【００１６】
図６には、本発明による電磁結合ループ１５の形状が示されている。この図面は図５のＡ−Ａ線に沿う周方向断面図であり、結合ループ１５の平面内で切断したものである。電磁結合ループ１５はベース８内に配置されている。ベース８の半径方向外方面上で、ループ１５に対して事実上平行に配置された同様な結合ループ２１が破線で示されている。ホイールユニット２０はハウジング１９内に配置されているので、これらの２つのループ１５、２１の間の電磁結合は優れたものとなる。
【００１７】
図７は、ホイールユニット２０の概略構成を示す図面である。このホイールユニット２０は、主として、電池２２のような電源手段と、圧力／温度センサ組立体２３と、データ記憶／処理手段２４と、高周波送信器２５とを有している。送信器２５は結合ループ２１に電気的に接続されており、結合ループ２１は、インサート内に固定的に配置されたアンテナの形状および長さに実質的に等しい形状および長さを有し、送信器とアンテナとの間のインピーダンスに適合することを補助する。
【００１８】
本発明に従って安全インサートに固定的に接続されたアンテナのこの配置は多くの長所を有している。アンテナおよびホイールユニットは、タイヤの装着時および脱着時並びに走行時に安全インサートにより保護される。ホイールユニットは、任意に着脱可能な方法で、インサート内に容易に装着される。アンテナは、リムの金属部分に近接した外部領域に配置されているアンテナの長さおよび位置により、優れた出力を有している。このため、電池の稼動寿命が高められかつ送信の陰になる領域の問題が低減される。アンテナがインサートの全周に亘って配置されると、車両のモニタリングシステムの中央処理装置の受信状態は、対象とするホイールの位置の如何にかかわらず実質的に同一である。最後に、車両およびタイヤが補修されるときに、インサートの再組立を忘れることがあると、システムはこの再組立忘れを容易に検出するであろう。
【００１９】
本発明による安全インサートは、主としてゴム質材料または熱可塑性材料の混合物からなる。両場合において、このインサートは、構成材料を加圧して、規則的に分散配置された供給位置から閉キャビティ内に射出することにより実現できる。射出成形を行なう前に、閉キャビティ内に補強体１１を配置しておくのが有利である。インサートのアンテナの結合ループは、射出成形の前に補強体１１の半径方向外方面上に配置しておくことができる。アンテナを頂部６内に配置することを選択する場合には、アンテナの残部を、既知の手段により閉キャビティ内に配置することもできる。２つの適当な出口位置まで閉キャビティ内にされなくてはならないアンテナと結合ループとを接続する部分を除き、前記残部はまた、射出成形時に閉キャビティの外部に配置することもできる。
【００２０】
ゴム質材料を使用する場合には、インサートを成形する金型は、欧州特許出願ＥＰ １ ０００ ７７４ Ａ１に開示されているものと同じ金型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による安全インサートを備えた装着組立体を示す軸線方向の部分断面図である。
【図２】
図１のインサートを示す側面図である。
【図３】
図１のインサートのホイールユニットのハウジング領域を示す軸線方向断面図である。
【図４】
本発明によるインサートの第二実施形態のホイールユニットのハウジング領域を示す軸線方向断面図である。
【図５】
本発明によるインサートの第三実施形態のホイールユニットのハウジング領域を示す軸線方向断面図である。
【図６】
本発明による図５のインサートのＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】
本発明によるホイールユニットの概略構成を示す図面である。

Claims (14)

1. 適合ホイールリム（２）に接触することを意図した実質的に周方向のベース（８）と、
   リムに装着されるタイヤ（１）の少なくとも一部を扁平化できる圧力での走行時にタイヤのトレッドを支持することを意図した実質的に周方向の本体（９）と、
   無線送信を行なうホイールユニット（２０）を受入れることを意図したハウジング（１９）とを有する安全インサート（３）において、
   前記ホイールユニット（２０）は電磁結合巻線（２１）に接続された無線送信器（２５）を有し、安全インサート（３）は、インサート（３）に固定的に連結されたアンテナ（１４）を有し、該アンテナ（１４）が、安全インサート（３）の体積内に配置されかつホイールユニット（２０）のハウジング（１９）に近接して安全インサート（３）内に配置された電磁結合巻線（１５）を備えていることを特徴とする安全インサート。
2. 前記アンテナ（１４）は高出力同調形アンテナであることを特徴とする請求項１記載の安全インサート。
3. 前記アンテナ（１４）はインサートの周囲の一部に亘って延びていることを特徴とする請求項２記載の安全インサート。
4. 前記アンテナ（１４）はインサートの全周に亘って延びていることを特徴とする請求項２記載の安全インサート。
5. 前記環状本体（９）の一部の直径は、インサートを受入れることを意図したホイールの最大直径より大きい直径を有し、前記アンテナの殆どの部分は、環状本体のこの上方部分の内部に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の安全インサート。
6. 前記アンテナ（１４）は、インサートの上方部分の側壁に形成された環状溝（１３）内に固定されていることを特徴とする請求項５記載の安全インサート。
7. 前記アンテナ（１４）はインサートの環状本体（９）内に埋入されていることを特徴とする請求項５記載の安全インサート。
8. 前記アンテナ（１４）の結合巻線（１５）はインサートのベース（８）内に埋入されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の安全インサート。
9. 前記アンテナ（１４）および該アンテナの結合巻線（１５）は、単一導電ワイヤにより形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の安全インサート。
10. 前記アンテナ（１４）の少なくとも一部は、インサートの表面に導電性ペイントを塗布することにより形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の安全インサート。
11. 前記アンテナ（１４）は可撓性導体で形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の安全インサート。
12. 前記ホイールユニット（２０）のハウジング（１９）は、インサートのベース（８）の直ぐ近くで環状本体内に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の安全インサート。
13. 適合ホイールリム（２）に接触することを意図した実質的に周方向のベース（８）と、リムに装着されるタイヤ（１）の少なくとも一部を扁平化できる圧力での走行時にタイヤのトレッドを支持することを意図した実質的に周方向の本体（９）とを有する安全インサート（３）の内部のハウジング（１９）内に配置されることを意図したホイールユニット（２０）において、ホイールまたはタイヤの物理的パラメータを検出しまたは読取ることができる圧力センサのような要素（２３）と、インサート内に配置されたアンテナ（１４）と電気的に協働できる電磁結合巻線（２１）に電気的に接続された送信器（２５）とを有することを特徴とするホイールユニット。
14. 電源要素（２２）と電気的に協働することを特徴とする請求項１４記載のホイールユニット。

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