JP2005508784A - データ送信用の内蔵型無線装置 - Google Patents

Abstract

たとえばタイヤ内からデータを送信する内蔵型無線装置は、シリコーンゴムなどの弾力性的に変形可能な素材から形成されたパッチ（３）にモールディングされたアンテナ（２）を備える。ポスト（４）は、パッチ（３）の主要面と一体に、そしてそれから直立して形成され、パッチ（３）から遠隔にあるその端部（６）まで、アンテナ（２）から延長しているワイヤ（７）が伸張している。次に、無線デバイスが、パッチの端部（６）に搭載され、ワイヤ（７）によってアンテナ（２）に接続される。

Description

本発明は無線装置に関し、より詳しくは、データ送信用の内蔵型無線装置に関する。

我々の英国特許出願ＧＢ−Ａ−２３１５４６は、無線装置を、データを送信するために用いる様々な配置を提案している。ここで用いられる無線装置は、二つのエレメント、すなわち、送信データのソースである無線デバイスと、この無線デバイスによる通信のために用いられる一つ以上のアンテナとを備えている。アンテナと無線デバイスとの組み合わせは、試験目的用の実験室条件下では容易に作り出せるが、比較的不利な条件下でアンテナと無線デバイスとの組み合わせを実現することは、相当な実際的困難を伴う。
特許出願ＧＢ−Ａ−２３１５４６

特定の問題を生じる一つの環境は、車両のタイヤのそれである。無線デバイスは、たとえば、車両のタイヤ内の温度や圧力を示す無線信号を発生したり、タイヤの使用履歴に関する情報を提供したりするために用いられるとはいえ、車両のタイヤの環境は、無線デバイスと通信する無線技術の実施に対して多くの困難を提示する。特に、一般的にこのタイプの無線デバイスに対して用いられる周波数では、必要とされるアンテナは、一般に可撓性であり、また、長さが数十センチメートルである。それとは対照的に、センサーパッケージは、剛性であり、一般に１０ｍｍ平方未満で厚さも５ｍｍ未満と非常に小型である。そのサイズのため、実際問題として、アンテナは、タイヤの素材に固定する又はこの中に埋め込まなければならない。この素材は、タイヤを担持しているホイールが回転するに連れてかなりの撓みを受ける。撓みがこのように繰り返されると、アンテナと比較的小型で剛性のパッケージとの間を信頼性あるように接続することが非常に困難となる。

本発明は、データ送信用の内蔵型無線装置を提供することによって上記の問題を回避するものであり、本装置は：
変形可能なアンテナがその内部に埋め込まれたり、その表面上に固定されたりする弾力的に変形可能なパッチと；
前記パッチの一つの主要面に固定され、この面から直立しているポストであり、前記ポストは、前記パッチから遠隔にあるその端部で、前記アンテナによる送信用のデータを提供する無線デバイスのためのマウンティングとなる、前記ポストと；
前記アンテナから前記パッチから遠隔にある前記ポストの前記端部まで伸張して、前記パッケージに接続する導電体と；
を備える。

パッチの一つの主要面から直立しているポストを備えることによって、使用中にパッチが受ける機械的ひずみから実質的に切り離されているパッチから遠隔にあるその端部において搭載手段が提供される。実質的に、パッチに印加されるひずみがポストのベースに伝達されたとしても、このようなひずみはほとんど、パッチから遠隔にあるポストの端部には伝達されない。

本発明のある特定の好ましい実施形態では、ポストとパッチは、弾力的に変形可能な素材、たとえば、ゴムから一体形成される。

本発明のある特定の用途では、パッチは、ポストがそこからタイヤの内部に伸張する主要表面とは反対側の主要表面上に接着剤で固定されている。パッチの素材を適切に選択することによって、パッチは、タイヤの内部表面に対して容易に適合し、また、従来の接着技法を用いてそれに対して接着剤で結合することが可能である。無線デバイスは、パッチがタイヤに固定された後、又は、上記の好ましい実施形態のように、装置の製造中にポストに対して固定するようにしてもよい。言い換えれば、アンテナと無線デバイスとを備えた完成した無線装置を、製造中にパッチとポストと一緒に組み立てて、従来の接着技法によって既存のタイヤに容易に組み込むことが可能な完成された完成品とする。未熟練者によってもしかるべき位置に容易に固定することが可能な予備成形されたアセンブリとして無線装置完成品を提供することが可能であるということは、本発明の重要な実際上の利点である。

本発明は、次に示す添付図面を参照して、単に例示として与えられる好ましい実施形態の以下の説明を読めばよりよく理解されるであろう。

最初に図１を参照すると、図示されている装置１は、適切な弾力性の変形可能素材、たとえば、シリコーンゴム製のパッチ３にモールディングされているジグザグ状ダイポールアンテナ２を備えている。このアンテナ２は、適切に変形可能な素材、たとえば、加撓性ワイヤブレイドから形成されている。この素材とアンテナの形状とを組み合わせるということは、パッチ３がひずむと、ダイポールアンテナは苦もなく変形し得ることを意味する。

パッチ３と一体に、そしてパッチ３と同じ素材で形成されたポスト４は、パッチの一つの主要面５から上方に伸張している。ポストの長さは、パッチ３の表面から測定して、パッチ３の遠隔にあるポストの端部６が、使用中にパッチ３が受けるすべての機械的ひずみから実質的に切り離されるような長さである。ポスト４の端部６は、アンテナ２による送信用の適切な無線信号を発生する、たとえば、表面音波デバイスと一緒になって、センサー又は他のデータソースを含むパッケージに対するマウンティングとなる。ワイヤ７は、ポスト４から突出してパッケージに接続するピンとなる。ワイヤ７は、アンテナ２に接続される。

使用中、上記の装置は、たとえば接着剤によって、車両タイヤ９の内部表面８に固定される。タイヤを使用中は、パッチを固定する領域は、かなりの繰り返し変形を受けることが理解されよう。パッチ３が弾力的に可撓性であるという性質と、アンテナ２が変形可能であるという性質のため、上記の変形は容易に吸収され得る。しかしながら、ポスト４の頂部に搭載されたパッケージは、パッチが受けるひずみから実質的に切り離されており、したがって、ワイヤ７に対するロバストな電気的接続性を容易に提供することが可能である。

図３、４及び５に、アンテナ２の様々な提案を示す。図１に示すこのジグザグ状配置を、図３により詳細に示す。図４では、アンテナ形態１０は、交互に現れる鋭角の屈曲部と鈍角の屈曲部とで相互接続された直線部分が繰り返されるパターンから成っている。図５では、コイルアンテナ１１が図示されている。比較的薄いパッチ内にアンテナを収納するために、図５のアンテナの巻き線は互いの頂部でつぶされている。この場合、アンテナを形成しているワイヤは絶縁されるか、又は、コイルのつぶされた巻き線同士間に絶縁層を備えるようにされる。

図６を参照すると、本発明のさらなる実施形態が示されている。この場合、パッチ３とアンテナ２とは、図１を参照して上述したのと実質的に同じである。しかしながら、ポストは、シャフト１２とトラス１３とから成る。パッチ３、シャフト１２及びトラス１３は、適切な素材、たとえば、シリコーンゴムの一体モールディングとして形成される。この配置の効果は、自身が固定されているタイヤの変形によってパッチ３の形状が実質的に変化するにもかかわらずほとんどひずみを示さない搭載領域１４が提供されることである。センサーを備える無線パッケージ１５は、表面１４に固定され、ワイヤ１６によってアンテナに接続される。

本発明は、タイヤにデバイスが搭載されたという状況で特に有用であるが、本発明の応用分野はこれに限られない。実際、本発明は、主として、アンテナゾーン内で繰り返されるひずみを吸収するという観点から設計されているが、本発明は、実質的にひずみが発生しない応用分野にも用いられる。たとえば、パッチが可撓性を持つという性質によって、このデバイスは、平坦な表面にも湾曲した表面にも固定するには理想的である。これに関連して、最適な組み立て条件下で、アンテナと無線パッケージとから成る完成品として本発明を予備成形し、次に、一般的な製造条件下又は敷地条件下でパッケージをその使用位置に取り付けることが可能であることは、非常に重要な利点である。事実、完成した装置は、電子機器の組み立てにとって適切なよく制御された条件下で製造され検査することが可能である。いったん製造され検査されたこの完成品は、別の製造プラント（たとえば、タイヤ工場）に配置されて固定したり、又は、未熟練ないしは半熟連の職人によっても実行され得る簡単な組み立て技法によって別のデバイスに配備したりすることが可能である。さらに、パッチの性質が高度に可撓性であるということは、完成したアセンブリを、従来の比較的剛性のアセンブリには適さない環境下でも取りつけることが可能であることを意味する。たとえば、パッチをリストバンドに形成して、人間や動物が身にまとう身分証明デバイスとすることも可能である。また、パッチは、単純な接着技法又は機械的な迅速技法によってシャフトとパイプの外部表面上にデバイス全体を搭載する手段となる。

本発明のある好ましい実施形態の略図である。 図１の実施形態を車両タイヤの内部表面に搭載する様子の図である。 アンテナのレイアウトの考えられる形態である。 アンテナのレイアウトの考えられる形態である。 アンテナのレイアウトの考えられる形態である。 本発明のある代替実施形態の側面図である。

Claims (9)

1. 変形可能なアンテナを担持する弾力的に変形可能なパッチと；
   前記パッチの一つの主要面に固定され、この面から直立しているポストであり、前記ポストは、前記パッチから遠隔にあるその端部で、前記アンテナによる送信用のデータを提供する無線デバイスのためのマウンティングとなる、前記ポストと；
   前記アンテナから前記パッチから遠隔にある前記パッチの前記端部まで伸張して、前記無線デバイスに接続する導電体と；
   を備える、データ送信用内蔵型無線装置。
2. 前記アンテナが、前記パッチ中に埋め込まれる、請求項１記載の無線装置。
3. 前記アンテナが、前記パッチの表面上に搭載される、請求項１記載の無線装置。
4. 前記パッチとポストとが一体に形成される、先行する請求項の内のいずれかに記載の無線装置。
5. 前記ポストが直立する面と反対側の前記パッチの面に、前記装置を作業面に取り付けるために、接着剤を塗布する、先行する請求項の内のいずれかに記載の無線装置。
6. 前記アンテナが、変形可能な素材によって形成されているジグザグ状のダイポールアンテナから成る、先行する請求項の内のいずれかに記載の無線装置。
7. 前記アンテナが可撓性のワイヤブレイドから形成される、先行する請求項の内のいずれかに記載の無線装置。
8. 前記パッチがシリコーンゴムから形成される、先行する請求項の内のいずれかに記載の無線装置。
9. 前記ポストの長さが、前記パッチから遠隔にある前記ポストの前記端部が、前記パッチ内で発生するすべての機械的ひずみから実質的に切り離されるような長さである、先行する請求項の内のいずれかに記載の無線装置。
   
   

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