JP2006109446A - 環状のワイヤアンテナおよびトランスポンダ装置の組立方法 - Google Patents

環状のワイヤアンテナおよびトランスポンダ装置の組立方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 タイヤの製造中または製造後にトランスポンダの挿入、取外し、交換、および/または管理を容易におこなう。
【解決手段】 環状のアンテナとトランスポンダ装置とを組立てる方法は、アンテナ用導電体を、第1の端部と第2の端部との間を延びる所定の長さに切断するステップと、アンテナ用導電体と少なくとも1つのセンサ手段を備えたトランスポンダとを接続するステップと、アンテナ用導電体を環状に形成するステップと、アンテナ用導電体の第1および第2の端部を、接合部を形成するように互いに接合するステップと、環状のアンテナ用導電体の少なくとも一部を接着剤で被覆するステップとを有している。
【選択図】 図15

Description

本発明は、一般的には、タイヤまたはホイールのデータを送信するためにタイヤ内に設けることが有用な、アンテナおよびトランスポンダを含む環状装置に関し、特にそれらの組立方法に関する。
タイヤやホイールの識別情報や、その他のデータを無線周波数で電子的に伝送する、アンテナを含む環状装置が一般に用いられている。この装置は、少なくともタイヤまたはホイールの識別情報を保持するために十分なデータ容量を有するICチップを備えた無線周波数のトランスポンダを含んでいる。タイヤの空気圧やトランスポンダの位置でのタイヤやホイールの温度などの他のデータは、識別情報とともにトランスポンダによって伝送される。
タイヤ構造またはタイヤとホイールとの組立体内に収められるトランスポンダから、データを無線周波数で伝送する環状のアンテナを設けることが、当業界では知られている。アンテナおよびトランスポンダは、「硬化前」の製造工程でタイヤに組み込むことができる。しかし、実際には、これをおこなうことは非常に難しい。ラジアルプライタイヤもバイアスプライタイヤも、製造工程において、実質的に直径方向に広げられる。バイアスプライタイヤは、グリーンタイヤを環状体のモールド内に押込めるブラッダを通常備えた硬化用プレスに挿入されるときに、直径方向に広げられる。ラジアルプライタイヤは、タイヤ組立工程または形成工程の際に直径方向に広げられ、さらに、硬化工程で直径方向に広げられる。タイヤに組み込まれたいかなる環状のアンテナおよびこれに接続された電子回路部品も、製造工程中にタイヤが直径方向に広げられるときに、構造上の健全性と、アンテナ・トランスポンダパッケージ間の機械的接続とを維持しなければならない。いったんタイヤに組立てられると、アンテナや、トランスポンダや、アンテナとトランスポンダとの接続部に不良が発見されても修理できないため、タイヤの有用性が失われ、タイヤを廃棄する必要が生じることもある。したがって、環状のアンテナ・トランスポンダ集合体をタイヤの製造中にタイヤに取付けることは、集合体の部品が後で損傷したり破損した場合に、他の方法で取付けられていれば健全であったであろう、それが取付けられたタイヤを壊さざるを得ない危険性を有している。
環状のアンテナ・トランスポンダシステムが損傷する危険性は、製造中にそれがタイヤに組み込まれる際に存在するのみならず、このようなシステムの損傷が、乗物に取付けられたタイヤの動きから生じることも珍しくない。公知のタイヤ圧監視システムにおけるループ状のアンテナはこれまで、タイヤ硬化工程の際に、タイヤの頂部、タイヤのビード、またはサイドウォールに取付けられていた。アンテナおよびトランスポンダは、頂部に設けられるとかなりの圧縮ひずみを受け、サイドウォールに設けられても大きなひずみ振幅を受ける。このような設置位置は、タイヤの中でも大きな荷重と変形を受ける領域にあたる。したがって、アンテナ、トランスポンダ、およびこれらの接続部をこのような場所に設けると、破損や、機械的または電気的な故障を生じやすい。
したがって、タイヤの製造中または製造後にトランスポンダの挿入、取外し、交換、および/または管理を容易におこなえるような、トランスポンダモジュールの空気タイヤへの取付け方法および装置が必要である。さらに、環状装置および環状装置を適用する方法は、正確な測定を容易にするために、タイヤキャビティ内にトランスポンダセンサを最適に配置するように作用することが求められる。
さらに、タイヤ性能への影響を最小限度にしつつ、タイヤ製造工程中の任意の時点でトランスポンダモジュールを空気タイヤに取付ける方法を提供する必要性がある。
加えて、費用効果が高く効率の良いやり方で、結合された環状アンテナおよびトランスポンダを含む環状装置を組立てる方法を提供する必要性もある。
本発明は、環状のアンテナをトランスポンダなどの電気的装置に接続する、公知のシステムおよび方法の欠点を克服する。環状アンテナは、直接的または間接的にトランスポンダに接続される。本発明の一実施態様によれば、環状組立体を形成する方法は、導電性の1本または多数本のワイヤを適切な直径の環状アンテナに形成するステップと、装置とアンテナとの間に磁気的接続を確立するステップと、機械的および電気的接合部を設けて環状組立体を形成するように、両端を接合するステップと、環状組立体の少なくとも一部を接着剤で被覆するステップと、環状組立体を接着剤によってタイヤに取付けるステップとを有している。
本発明の別の実施態様によれば、第2の材料が、アンテナの露出部分の少なくとも一部を覆うように成形される。本発明のさらに別の実施態様によれば、第2の材料は、アンテナとトランスポンダ装置の接合部の少なくとも一部を覆うように成形される。
本発明の利点は、当業者には明らかであろうが、以下に詳細に述べられ図面に示された実施形態および他の実施態様によって実現される。
本明細書において、「軸線方向」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
「ビード」または「ビードコア」は、一般的には、タイヤの、環状の引張部材を有する部分を意味する。ビードの半径方向内側部は、タイヤのリムへの保持と関連している。ビードは、プライコードに被覆されて形成されており、他の補強部材を有していてもよいし、有していなくてもよい。
「周方向」は、多くの場合、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びる円形のラインまたは方向を意味する。「周方向」はまた、隣接する環状の曲線のセットであって、断面に見られるように、それらの半径がトレッドの軸線方向の曲率を定める曲線のセットの方向を指すこともある。
「インナー」は、タイヤの内側に向かうことを意味し、「アウター」は、タイヤの外側に向かうことを意味する。
「横の」は、軸線方向と平行な方向を意味する。
「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向に、タイヤの回転軸に向かうかまたは離れる方向を意味する。
「ショルダ」は、サイドウォールの上部部分で、トレッド縁部の直下部を意味する。
「サイドウォール」は、タイヤのトレッドとビードとの間の部分を意味する。
本明細書において「トランスポンダ」は、空気タイヤ内の空気圧などの状態を監視し、さらにその情報を外部装置に送信することができる電子的器具(装置)である。外部装置は、RF(無線周波数)読取り装置/呼掛け機でもよく、単にRF受信器であってもよい。単なる受信器は、トランスポンダが「能動的」であるときに使用することができ、それ自体が電源を有している。読取り装置/呼掛け機は、トランスポンダが「受動的」であるときに使用され、読取り装置/呼掛け応答機からのRF信号によって駆動される。いずれの場合も、トランスポンダは外部装置と接続されて、全体的なタイヤ状態監視/警告システムの構成要素を形成する。電磁的透磁率の大きな材料よりなる環状のボディが、巻線によってトランスポンダに連結されている。従来のシステムでは、アンテナは1次巻線によって環状のボディに連結され、トランスポンダは、2次巻線によって環状のボディに連結されている。以下に説明するように、1次巻線は省略されてもよい。そこで、本明細書では、トランスポンダを環状のボディに連結する「2次」巻線を、単に「巻線」という。本開示および本発明の目的からは、環状のシステムはトランスポンダに限られない。すなわち、一般に利用されている広範囲のトランスポンダ、センサ、および関連する電子部品をパッケージ化して、本発明とともに利用することもできる。
本明細書において、「環状体」は、大きな電磁的透磁率を有する材料から、連続的な曲面によって形成され、中央孔を含むボディである。環状のボディは、ここで述べられる本発明から逸脱しない限り、円筒形でも楕円形でも対称形でも非対称形でもよい。本明細書において、「環状のボディ」は、このように1本以上の巻線を有する変圧器を含んでいる。
トランスポンダは、RF信号を送信または受信するためにアンテナを備えている必要がある。アンテナは、本発明においては環状であり、製造中にタイヤ内に組み込まれてもよいし、製造後の工程でタイヤに取付けられてもよい。本明細書では、「環状のアンテナ」は、本発明の原理から逸脱しない限り、円形でも楕円形でも対称形でも非対称形でもよい。ただし、アンテナの好ましい形状は円形であり、アンテナが取付けられるタイヤのサイドウォール領域と重なり合う大きさを有している。アンテナは、単一のワイヤを有していてもよく、多条撚線を有していてもよい。従来の導電材料で形成された環状のアンテナと組み合わされて利用される様々な市販のトランスポンダ、センサ、および他の電気装置は、本発明の原理に従って使用するのに適している。
アンテナワイヤとして利用できる材料には、スチール、アルミニウム、銅、または他の導電性のワイヤが含まれる。本明細書に開示されているように、ワイヤ径は一般に、トランスポンダのアンテナとしての作動上は重要ではないと考えられている。耐久性を高めるためには、細径ワイヤの多条撚線から構成されたスチール撚線ワイヤが好ましい。利用可能な他のワイヤの選択肢には、リボンケーブル、フレキシブル回路、導電性フィルム、導電性ゴムなどが含まれる。
まず図1を参照すると、本発明の好ましい実施形態の装置10がタイヤ12内に配置されて示されている。タイヤ12は、従来の方法によって、ゴムやゴム合成物等の従来の材料で形成されており、ラジアルプライ構成またはバイアスプライ構成のいずれでもよい。典型的なタイヤ12は、トレッド14と、ショルダ16と、環状のサイドウォール18と、終端部のビード20とを有するように構成されている。インナーライナ22が形成されており、タイヤキャビティ24を画定している。タイヤ12は、外周リムフランジと外側リムフランジ面30とを備えた環状のリム26上に取付けられるようにされている。リム26の構成は従来技術と同様で、スチール等の適切な強度を有する金属からなっている。
環状アンテナ32が設けられており、好ましい実施形態では正弦曲線状の形状である。アンテナ32はまた、別のパターンに形成されていてもよく、必要に応じ1本または複数本のまっすぐなワイヤを備えていてもよく、フィラメントワイヤ、コード、または撚線ワイヤでもよい。ワイヤとして利用できる材料には、スチール、アルミニウム、銅、または他の導電性のワイヤが含まれる。前述のように、ワイヤ径は一般に、アンテナとしての作動上は重要ではないと考えられており、細径ワイヤの多条撚線が好ましい。アンテナ32は、その曲線状の形状によって可撓性を備えており、以下に説明するタイヤ製造時および使用時の破断の危険性が最小化される。
引き続き図1を参照すると、上述した一般的なタイプのトランスポンダモジュール34が設けられている。トランスポンダモジュール34は、圧力および温度などのタイヤパラメータを検出する手段を含んでいてもよい。所定の材料で図示のように環状に形成された、任意設置のキャリアストリップ36が示されている。キャリアストリップ36は、ゴムやプラスチックのような、産業界で一般的な、電気絶縁性を有し好ましくは半硬質(semi-rigid)のエラストマ材料で形成されている。キャリアストリップ36は、アンテナワイヤ32と少なくとも一部のトランスポンダモジュール34とを以下に述べるようにして実質的に覆うように形成されている。したがって、製造後の状態では、装置10は、裸線ワイヤからなる環状のアンテナ32とトランスポンダモジュール34とを有し、タイヤ12への取付けのための輸送や取り扱いが容易な、一体の概ね円形で半硬質のアセンブリである。環状装置10の直径は、タイヤ12のサイズおよび装置10のタイヤへの設置位置に応じて決まる。
図2は、環状装置10の、タイヤへの、本発明による好ましい取付け位置を示している。タイヤ12は、従来と同様にしてリム26に取付けられている。タイヤ12のビード20は、フランジ28に接してリム26内に配置されている。フランジ28の上面30は、タイヤビード20の下側縁部の上方に位置している。理解されるであろうが、フランジ28はビード20を含むタイヤ12の下方部分を覆い、タイヤ12の「無線周波数干渉」領域38を形成する。さらに、サイドウォール18において、領域38よりも上方のタイヤ12の領域40は「高ひずみ振幅」領域として画定されている。環状のサイドウォール18が、乗物に取付けられたタイヤ12の動作中に屈曲すると、領域40は大きなひずみを受ける。タイヤのトレッド部分にある領域42は、本明細書では説明の都合上「圧縮ひずみ」領域という。タイヤ12が動作状態で使われるときに大きな圧縮ひずみを受けるのは領域42である。
図1、2を共に参照すると、装置10は、タイヤの製造中に、または望ましくは製造後の組立工程で、タイヤ12のインナーライナ22に取付けられる。取付けは接着剤によるか、または製造中に装置がタイヤ12自体の中に埋め込まれてもよい。タイヤのつぎあてや補修のために当業界で一般に用いられる接着剤を用いることができる。本発明にしたがって装置10が取付けられるタイヤ12の位置は、無線周波数干渉領域38と高ひずみ振幅領域40との間の、図2の領域44である。タイヤの領域38は、比較的剛性が高く、リムフランジ28によって保護されており、かつタイヤ12の動作中に受けるひずみも比較的低レベルであるので、機械的な観点からは正当な位置であろうことが理解されよう。しかしながら、電気的な観点からは、タイヤ12の領域38はリムフランジ28によって遮られており、トランスポンダ34の位置として不適当である。
装置10をタイヤサイドウォール18の領域40内に設けることも一つの選択肢である。このような位置に設ければ、リムによって生じる無線周波数干渉は避けられるであろう。しかし、タイヤサイドウォール18は、タイヤの動作中に高レベルのひずみを受ける。その結果、タイヤ側壁に取付けられた部品が損傷したり破損したりする可能性がある。同様に、装置10をタイヤ12のトレッド領域42に設ける場合、リムからの無線周波数干渉は避けられるであろうが、トレッド領域はタイヤの動作中に大きな圧縮ひずみを受ける。したがって、タイヤ監視システムの装置をこのように位置に設けることは、機械的な観点から望ましくないであろう。
したがって、装置10は、本発明にしたがってタイヤ12の領域44内に設けることが好ましい。領域44は通常、タイヤ12がリム26に取付けられたときにリムフランジ28の上面30より10〜30mm程度上方の位置となる環状の領域である。領域44内に設けられれば、装置がリム26のフランジ28から無線周波数干渉を受けることはない。さらに、領域44はタイヤ12の中でも比較的ひずみ振幅の小さい領域である。このように、タイヤ12の領域44は、一方でタイヤの動作中にタイヤにもたらされるひずみ発生力による損傷から装置10を機械的に保護しながら、リムからの無線周波数干渉を最小化する要求を調和させる、装置10にとって最適な位置となる。
図3は、タイヤ12に接して設けられた本発明の装置10の拡大図である。アンテナ32の位置はここでも、前の段落で最適として述べられた領域44内、すなわち、タイヤ12がリム26に取付けられたときにリムフランジ面30よりも10〜30mm程度上方となる領域内である。
本発明にしたがってタイヤの製造中に装置10をタイヤ12内に取付けることは可能であるが、このような手順は、トランスポンダ34およびアンテナを、タイヤ形成中にこれらに損傷を与える可能性のある力に必然的に曝すことになり、好ましくない。したがって、製造後の工程で、装置10を接着剤等でタイヤ12に取付けることが好ましい。
製造後に組立てることの利点は、装置10がタイヤの製造工程中の応力を受けずにすみ、装置10が破損したときに容易に装置10の取外し、交換ができることである。さらに、図1に示される単一の装置10は、あらかじめ製造されたタイヤや使用されたタイヤにも、接着剤によって容易に後付けできる。最後に、環状装置10は単一の組立体であり、あらかじめ製造された種々の大きさのタイヤに合わせるために、種々の直径寸法の装置を用意しておくのが便利であろう。
図4は、タイヤ12の好ましい位置に、タイヤキャビティ24に露出して設けられたトランスポンダ34を示す。トランスポンダ34は、キャビティ24の状態を監視する圧力センサおよび温度センサを含んでいてもよく、乗物のフレーム46に取付けられた遠隔無線送受信機48にこれらの情報を送ることができる。無線送受信機48は、装置10のアンテナと向き合って設けられ、タイヤ12が360度のいかなる回転位置にある場合でも装置10と連続的に通信する。無線送受信機48は産業界で市販されているタイプのもので、乗物に備えられた従来技術の論理電子部品、演算電子部品、および表示電子部品(図示せず)に、リード50によって電気的に接続されている。既に述べたように、トランスポンダモジュール34の位置は、トランスポンダと無線送受信機48との間の無線周波数通信が阻害されないように、リムフランジ28の上方である。
図5〜図12を総合的に参照して、環状装置10の構造をさらに詳細に説明する。トランスポンダモジュールは一般に、従来の手段によってゴムまたはプラスチック材料で形成されたベースハウジング52を含んでいる。ハウジング52は、丸みの付けられた底面55に沿って互いに結合され、かつ互いに向き合う垂直な端部壁58、60に結合された、互いに向き合う側壁54、56を含んでいる。壁54、55、56、58、60は、中央区画62を形成している。貫通孔64は、端部壁58、60の下部部分を通って延び、区画62と連通している。
さらにハウジング52は、射出成形などの従来の手段によって、従来のゴム材料またはプラスチック材料で同様に形成されたキャップ部材68を含んでいる。キャップ部材68は、水平な上面74で終端する垂直な側壁72を有する上部突起、すなわち鼻部70を含んでいる。センサポートすなわち開口76が上面74の中央に設けられ、上面74を貫通して延びている。フランジ78は、その周辺部がキャップ68の下部境界部を画定しており、垂直な側壁72と直角に合体する水平な棚面80を形成している。理解されるであろうが、フランジ78は、モジュールのベースハウジング52の上端に載置される寸法にされている。キャップ68の水平な棚面80は、フランジ78と垂直な側壁72との間に配置されている。上面74に向かって内側に先細り形状にされた上部側壁部81が設けられている。キャップ68を先細り形状とすることで、装置10の容易で信頼性の高い製造が容易となる。
図示の実施形態において、トランスポンダモジュール34はさらに、フェライトなどの電磁的透磁率の大きな材料からなる環状のボディ(環状体)82を含んでいる。ボディ82は一般に、楕円の断面形状の円筒部を有している。ボディ82の断面形状が楕円であることはボディ82の垂直寸法の低減に役立ち、ボディ82をトランスポンダモジュール内によりコンパクトに収納することができる。ボディ82は、図示のように、導電性リード86で終端する巻線84を含んでいる。中央貫通孔88が、軸方向すなわち長手方向にボディ82を突き抜けている。
さらに、ボディ82の孔88を受け入れ、孔88にはまる寸法を備えた保護スリーブ部材90が設けられている。さらにスリーブ部材90は、円周方向の側壁92と、軸方向すなわち長手方向に延びる貫通孔94とを有している。孔94は、スリーブ90の一方の側の厚みが増加した壁95を形成するように、スリーブ90の長手軸に対して偏芯している。図示のように、外側を向いて開いた長手方向に延びるチャネル96が、壁95に形成されている。スリーブ90はボディ82の孔88の中に密着して受け入れられ、巻線84はスリーブ90のチャネル96内に受け入れられる。
引き続き図5〜12を参照すると、回路基板98がトランスポンダのベースハウジング52の中央区画62内に取付けられている。回路基板98は、典型的には上面102に取付けられた電子部品パッケージ100を有するようにされているが、下面104に取付けられた電子部品パッケージ106を含んでもいてもよい。電子部品パッケージ100、106は、図5〜図12に一般的に示されており、タイヤキャビティ監視作用をおこなうために必要なトランスポンダセンサ、論理回路、および無線周波数送信システムを含んでいる。本発明は、特定のトランスポンダ構成に限定されるものではなく、多くの従来のトランスポンダシステムのいずれを用いることもでき、これらを回路基板98の一つの面または両表面102、104に搭載することができる。回路基板98はさらに、基板の側面に作られたリード受信チャネル108を含んでいる。
トランスポンダモジュールの組立は、一般的に以下のようにおこなわれる。スリーブ90が環状のボディ82の貫通孔88内に挿入され、次にボディ82がハウジングベース52のチャンバ62内に挿入される。スリーブ90の貫通孔94およびボディ82の貫通孔88は、チャンバ62内に設置されると、ハウジングの貫通孔64と同軸に並べられる。ボディ82の巻線84はスリーブ90のチャネル96内に受け入れられ、リード86が上向きに配線される。巻線84の巻数は、従来の方法で、トランスポンダ電子部品に整合するインピーダンスとなるよう設計される。基板98は、好ましい実施形態では、所定の経路を通って、ハウジング52内の、スリーブ90および環状のボディ82よりも上方の位置に、水平に取付けられる。巻線84からのリード86は、チャネル108内を配線され、回路基板98上の電子部品パッケージ100、106に電気的に接続される。その後、キャップ部材68の周辺フランジ78がハウジング52の上面66の上に取付けられ、接続部は適切な接着剤を塗布してシールされる。
トランスポンダモジュール34は、組立てられた状態では、図6に示されるようになっている。トランスポンダモジュールハウジング、内部組立体、および構成部材の向きは、本発明の実施の際に必要に応じて変えてもよい。トランスポンダモジュール34は、このように、圧力、温度などのタイヤキャビティのパラメータを監視する回路基板、およびトランスポンダ電子部品を含む、シールされた自己完結的なユニットを備えている。
トランスポンダモジュール34の電子部品はさらに、タイヤ識別情報を含んでいてもよい。環状のボディ82は、巻線84を介して電磁的および機械的にトランスポンダパッケージ34に接続されている。他の構成として、ボディ82を省略して、アンテナ32をトランスポンダに電気的に直接接続してもよい。この構成によって得られる環状の組立体も同様に、タイヤ内の上述した最適な位置に配置されよう。さらに、アンテナ32を、1次巻線と2次巻線とを有する従来構成の変圧器によって、トランスポンダに接続させる構成も考えられよう。
アンテナ32は、図5を見ると最もよく分かるように、トランスポンダモジュール34を通して配線され、連続したループを形成している。好ましい実施形態では、アンテナ32は正弦曲線状の形状に形成される。正弦曲線状の形状は、タイヤの動きによってタイヤに生じるひずみ発生力に対抗するだけのアンテナ伸長性を与えるのに役立つ。
アンテナ32は、スリーブ90の貫通孔94、ボディ82の孔88、およびハウジング52の孔64を接触せずに突き抜けている。アンテナ32は、このようにトランスポンダモジュール34から機械的に分離されている。環状のボディ82は、1次巻線が省略された変圧器として機能することに留意されたい。アンテナループ32は、環状体82の貫通孔88を通って直接通され、1次巻線なしでボディと磁気的に結合している。無線送受信機48の磁界からループ状のアンテナ32に誘起された電流は、ループの近傍に磁界を形成するため、ループ32と環状のボディ82との間に、したがって巻線84内に電気的結合が生じる。磁界は、アンテナループのワイヤ32を近接して取囲む環状のボディ82内に直接誘起される。
本明細書では直接磁気接続(DMC)と呼ばれるこのような接続によって、幾つかの顕著な利点が生じる。DMCの手法は、アンテナループが機械的接続部を設けることなくトランスポンダパッケージを貫通することを可能とし、したがってアンテナループとトランスポンダパッケージとの間に接続部を形成しそれを維持することに関する諸問題を除去することができる。巻線84の巻線比は、適切なインピーダンス整合に適合するように変えてもよい。次に、DMC技術は、高エネルギー接続をもたらす。さらに、アンテナループをトランスポンダに取付ける工程は簡略化されているので、ワイヤ束またはケーブルとトランスポンダとの間の離隔接続が相当に容易となる。さらに、環状のアンテナとトランスポンダとの間のDMC技術を用いた磁気的接続が360度にわたって連続的に維持され、呼掛け応答エリアの死角ゾーンが回避される。
上述したように、図5の組立体はタイヤ製造中にタイヤに埋め込むことができるが、そのようにすることは好ましくない。環状装置をタイヤ組立中に組み込むことは、タイヤ監視部品にかなりのひずみを与え、部品の破損につながるおそれがある。硬化後の状態では、環状の組立体やそのいずれかの部品を取除くことは難しく、または不可能であろう。したがって、本発明の環状の組立体は、タイヤ組立後の作業としてタイヤに取付けられることが好ましい。
そのために、アンテナ32およびトランスポンダ34はまず、独立した組立体に形成される。環状の組立体であることは、単一体であり、輸送、保管、および取扱いが容易であることにつながる。アンテナおよびトランスポンダを組み合わせて単一体に形成することで、環状の組立体を組立後の工程でタイヤ内に組み込むことが容易となる。組立体は、上述した最適領域44内の位置にタイヤライナ22に接して設けられる。アンテナ32は、少なくともその一部が、一般に用いられる接着剤に被覆され、タイヤライナ22に取付けられる。
アンテナトランスポンダモジュールが経年変化や動作不良によって損傷したときは、タイヤ12を損傷させることなく、組立体10の取外しおよび交換が可能である。被覆材料はさらに、アンテナと環状のボディとを意図された相互の向きに維持することに役立つ。
図13〜図15を含めて参照すると、本発明の環状装置の組立方法が以下の説明から理解されよう。理解されるであろうが、環状のアンテナリング32は独立して製作され、タイヤ工場、倉庫、タイヤ取付け設備で、または他の適切な場所で、加硫されたタイヤに取付けることができる。本発明は、裸線の1本または複数本のワイヤを有する適切なアンテナを選択することを意図している(図15のステップ154)。ワイヤアンテナの材料は組立エリアに運ばれ、そこでほどかれ、適当な長さに切断される(ステップ158)。この長さは、16インチ(約406mm)タイヤの場合、典型的には60インチ(約1520mm)であるが、必ずしもその必要はない。これによって、リングのアンテナ部分32ができる。ワイヤは、様々なワイヤ構成のどの番手(number)でもよく、ワイヤと他の材料との複合材であってもよい。例えば、ワイヤは、織物またはゴムのフィラメントと一対で撚られたものでもよい。
切断されたアンテナ用ワイヤの第1の端部138は、トランスポンダ34のフェライト材の孔を通される(ステップ158およびステップ160)。必要な磁気的接続を確立するために好ましいならば、ワイヤをトランスポンダに接続する別の手段が用いられてもよい。次に、切断されたアンテナ用ワイヤの両端部138、140が、機械的および電気的接合部を形成するように接合される(ステップ164)。この接合部は、溶接や圧着で形成されてもよく、システムの強度上および電気接続上の要求を満たす他の方法で結合されてもよい。こうしてできた組立体は、環状組立体の少なくとも一部を被覆し、かつ組立体をタイヤに接着するのに役立つ接着剤によってタイヤに取付けられることのできる、360度のリングを備えている(ステップ166)。こうして、環状組立体の全部または一部を、タイヤ内の雰囲気から環状組立体を保護する接着剤で被覆することができる。
説明のためにタイヤの一部分を取除いた、タイヤおよび本発明の環状装置を示す斜視図である。 リムに取付けられたタイヤ、および本発明の環状装置が取付けられる他の位置を示す概略断面図である。 タイヤのサイドウォール面に接してトランスポンダとアンテナ組立体とが設けられた、タイヤの部分拡大斜視図である。 乗物のフレームに取付けられたタイヤとホイールの組立体を示す概略断面図である。 トランスポンダモジュールを突き抜ける本発明のアンテナを示す拡大斜視図である。 本発明の環状組立体のトランスポンダ部分を示す拡大斜視図である。 本発明のトランスポンダモジュールを示す分解斜視図である。 トランスポンダモジュールの平面図である。 図8のトランスポンダモジュールの9−9線に沿った縦断面図である。 図8のトランスポンダモジュールの10−10線に沿った横断面図である。 代表的なモジュール回路基板の斜視図である。 トランスポンダと送受信機とが結合されたシステムのブロック図である。 アンテナの一部と、アンテナへの接着剤の塗布を示す斜視図である。 アンテナの一部およびトランスポンダと、接着剤の塗布を示す斜視図である。 アンテナとトランスポンダの組立体の形成方法、およびタイヤへの取付方法を示すブロック図である。
符号の説明
10 環状装置
12 タイヤ
14 トレッド
16 ショルダ
22 インナーライナ
24 タイヤキャビティ
32 アンテナ
34 トランスポンダ(トランスポンダモジュール)
38 無線周波数干渉領域
40 高ひずみ振幅領域
42 トレッド領域
44 領域
52 ハウジングベース
82 ボディ

Claims (3)

  1. アンテナ用導電体を、第1の端部と第2の端部との間を延びる所定の長さに切断するステップと、
    前記アンテナ用導電体と少なくとも1つのセンサ手段を備えたトランスポンダとを接続するステップと、
    前記アンテナ用導電体を環状に形成するステップと、
    前記アンテナ用導電体の前記第1および第2の端部を、接合部を形成するように互いに接合するステップと、
    環状の前記アンテナ用導電体の少なくとも一部を接着剤で被覆するステップと、
    を有する、環状のアンテナとトランスポンダ装置とを組立てる方法。
  2. 前記アンテナ用導電体の前記第1および第2の端部によって形成された前記接合部を前記接着剤で被覆するステップをさらに有する、請求項1に記載の方法。
  3. 環状の前記アンテナ用導電体は、前記接着剤で実質的に完全被覆される、請求項1に記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518824A (ja) * 2004-11-05 2008-06-05 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ アンテナを備えた車輪用空気圧タイヤ及びそれを製造する方法
JP2008167448A (ja) * 2006-12-30 2008-07-17 Goodyear Tire & Rubber Co:The 電子装置用のアンテナ構造とその製造方法
JP2013500687A (ja) * 2009-07-27 2013-01-07 エルデック コーポレイション 受動rfidタイヤ圧センサトランスポンダ用の磁場集中アンテナ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1674298A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-28 Société de Technologie Michelin System for wireless data communication between a vehicle and its tyres
FR2901422B1 (fr) * 2006-05-19 2011-07-29 Michelin Soc Tech Module electronique destine a etre integre dans un pneumatique, dispositif comprenant un tel module, pneumatique muni d'un tel dispositif et procede d'obtention d'un tel dispositif
US7903038B2 (en) * 2006-12-08 2011-03-08 Lockheed Martin Corporation Mobile radar array
US8939020B2 (en) 2012-12-05 2015-01-27 Caterpillar Inc. Spherical monitoring device for pneumatic tires
US20160011067A1 (en) * 2014-07-10 2016-01-14 Mobile Awareness, Llc Tire-condition ascertaining appliance
JP7049981B2 (ja) * 2018-12-17 2022-04-07 長野計器株式会社 物理量測定装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003105511A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-18 Societe De Technologie Michelin A method for embedding a radio frequency antenna in a tire
JP2004274754A (ja) * 2003-03-04 2004-09-30 Goodyear Tire & Rubber Co:The 環状アンテナ及びトランスポンダ装置の組立て方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4319220A (en) * 1976-08-31 1982-03-09 Dennis G. Pappas Alarm system for monitoring pressurized vehicular tires
FR2817509B1 (fr) * 2000-12-05 2003-08-29 Trw France Systeme de mesure de parametres de roue et detecteur de mesure pour un tel systeme
US6734791B2 (en) * 2002-07-31 2004-05-11 Michelin Recherche Et Technique S.A. Electronics component assembly in a tire for remotely monitoring tire conditions
EP1454770A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-08 Société de Technologie Michelin Electronics device for a tire having an extensible antenna and a tire having such a device
US7138955B2 (en) * 2003-10-23 2006-11-21 Michelin Recherche Et Technique S.A. Robust antenna connection for an electronics component assembly in a tire

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003105511A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-18 Societe De Technologie Michelin A method for embedding a radio frequency antenna in a tire
JP2004274754A (ja) * 2003-03-04 2004-09-30 Goodyear Tire & Rubber Co:The 環状アンテナ及びトランスポンダ装置の組立て方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518824A (ja) * 2004-11-05 2008-06-05 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ アンテナを備えた車輪用空気圧タイヤ及びそれを製造する方法
JP2008167448A (ja) * 2006-12-30 2008-07-17 Goodyear Tire & Rubber Co:The 電子装置用のアンテナ構造とその製造方法
JP2013500687A (ja) * 2009-07-27 2013-01-07 エルデック コーポレイション 受動rfidタイヤ圧センサトランスポンダ用の磁場集中アンテナ

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