JP2007176479A - 電子システムをタイヤに固定するためのパッチ - Google Patents

Abstract

【課題】センサを具備する電子システムをタイヤに固定することを目的としたパッチを提供する。
【解決手段】パッチは、タイヤに固定することを目的とした表面を有する足部２１を有する。その足部は、センサに機械的に結合されることを目的とした少なくとも１つのブリッジ要素によって互いに連結された少なくとも２つの部分３１、３２を有している。タイヤに固定することを目的とした前記足部の前記表面に平行な断面で見た前記ブリッジ要素の断面積は、当該ブリッジ要素によって連結されている足部の前記少なくとも２つの部分の間の同一断面で見た面積より小さく、ブリッジ要素は、前記同一断面において、上記少なくとも２つの部分を連続的に連結している。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子システムをタイヤに固定する手段に関する。本明細書において、用語「タイヤ」は、使用状態にあるとき又は非使用状態にあるときに内圧がかかっているどうかに関係なく全ての型の弾性ケーシングを指すものである。

それは、タイヤの或るパラメータ、例えば膨張状態、タイヤ圧又はタイヤの温度をモニターする電子システムを使用することは公知である。電子システムをタイヤに固定したい場合、いくつかの固定手段が考えられる。或る公知の手段では、（可撓性がある）タイヤと（剛性である）電子システムとの間のインターフェイスとして作用することが意図されている可撓性材料の接続要素を使用する。以下、本明細書においては、この接続要素を「パッチ」と称する。

パッチは、沢山の機能を満たすことができ、それら沢山の機能のうち２つの機能が特に重要である。それら２つの機能は、電子システムをタイヤに固定することと、タイヤが受ける変形から電子システムを保護することである。
米国特許第６，４６２，６５０号 国際特許公開第ＷＯ０３／０７６２１６号 米国特許出願公開第ＵＳ２００５／００７６９８２号 米国特許出願公開第ＵＳ２００５／００７６９９２号 米国特許出願公開第ＵＳ２００５／０１２６６６８号 ドイツ国特許第ＤＥ１９９ ４０ ０８６号 米国特許出願公開第ＵＳ２００５／０７６９９２号 米国特許出願公開第ＵＳ２００６／０２３７１０９号 米国特許出願公開第ＵＳ２００５／０２１７７７４号 米国特許出願公開第ＵＳ２００６／００６７２８号

例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４は、タイヤの内部表面に接着剤で接着されるパッチを開示している。パッチのために選択した材料及びその幾何学的な形状（特に特許文献５を参照）から得られるパッチの可撓性により、電子システムの変形が防止され、電子システムに伝わる応力を制限し、その分離作用により動作寿命を伸ばすことができる。タイヤから電子システムの力学的な分離を目指すほかのパッチが、特許文献６、特許文献７、特許文献８に開示されている。

電子システムを固定する他の既知の手段は、タイヤに予め作成しておいた一種のポケットに電子システムを挿入することからなる。特許文献９は、この手段の解決法を開示している。この手段は、パッチに接着剤を塗ることを解消する利点を有する。それは、圧力及び温度を測定するためのシステムのために特に使用することができる。

他の固定手段は、電子システム又はそのセンサ部分をタイヤから完全には分離しないように、反対に、電子システムのセンサ素子が受ける変形や変形率を増幅するように構成されたパッチを具備する。これは、例えば、変形又は変形率を増幅する構造によってタイヤに圧電フィルムが接続されている電力発生システムのようなオンボード電力発生システムの場合が該当する。特許文献１０はそのようなパッチの例である。

例えば、タイヤの変形をモニターするために、タイヤに付属した電子システムの存在を必要としている或る用途において、電子システムの感知素子（センサ）とタイヤ自体との間の信頼性のある再現可能な接続を作ることが重要である。従って、タイヤと電子システムとの間の分離を可能にする一方で、タイヤとセンサとの間の結合は適切に管理されなければならない。

更に、複数の方向の変形又は応力を測定する必要がある場合、適切な構造、構成材料及び／又は幾何学的形状を有するパッチは、センサの感度を阻害せずに且つ良好なＳＮ比の高品質の測定を可能にするように様々な方向の変形又は応力を伝達するに適合するように使用される。

パッチのタイヤへの接着剤での接着の耐久性を確実にするために、パッチとタイヤとの間の界面で起こる応力を勘案することが重要である。それ故、パッチは、タイヤとの界面での応力を最小にする一方で、応力及び／又は変形がセンサの感知素子に適切に伝達されるように構成されている。

本発明のパッチは、次の機能を成し遂げることが可能である。
（ｉ） 電子システムをタイヤに固定すること、
（ii） タイヤが受ける変形をセンサに効果的に伝達すること（多次元の測定の場合には感度をバランスさせることを含む）、
（iii） パッチとタイヤとの間の界面で生じる応力を制限すること、
そして、
（iv） 電子システムに伝わる応力及び変形を制限すること。
従って、パッチとタイヤとの間の界面で生じる応力を最小にすると共に、センサへの応力の伝達は最大にされなければならない。

本発明は、上述した全ての機能を遂行し且つ監視する必要性を満たすものであり、タイヤの変形及び／又はタイヤの変形に密接な関係がある応力を測定する電子システムをタイヤに固定することを可能にせんとするものである。

本発明のこの目的は、タイヤに電子システムを固定するための本発明によるパッチに達成される。本発明によるパッチは、タイヤに固定するための面を有する足部（最下部）を有しており、その足部は、少なくとも１つのブリッジ要素によって互いに連結された少なくとも２つの部分を有しており、そのブリッジ要素は、タイヤに固定するための足部の上記面に平行な断面において、ブリッジ要素によって連結された足部の上記少なくとも２つの部分の間の同一断面での面積より小さい面積を有しており、ブリッジ要素が、その同一断面において上記少なくとも２つの部分を連続的に連結している。

用語「足部」は、タイヤに接触させることを意図した部分を有する接続要素に関して当業者に使用されている慣用語である。その足部は、足部が、電子システムを直接的に又は間接的に（すなわち支持体を介して）支持するように意図されている。「ブリッジ要素」は、タイヤに接触させることを意図した部分を接続する足部の一部をさすものである。ブリッジ要素は、タイヤに接触させることを意図した面を有していてもよいが、これが必ずしもそうであるというわけではない。好ましくは、少なくとも１つの方向でのブリッジ要素の寸法が、ブリッジ要素によって連結される足部部分の対応する方向での寸法より小さい。

単純な幾何学的形状のために、所与の断面での「足部の上記部分の間の面積」が何を意味するかは容易に理解される。図１８は、より複雑な幾何学的形状が含まれる場合、この断面積がどのようにして求められるが図解している。

本発明のパッチの定義は、「タイヤに固定することを目的とした足部の面と平行な断面」を含む。「タイヤに固定することを目的とした足部の面」は、必ずしも平らではないが、本発明の好ましい実施例では、平らである。この場合、タイヤに固定することを目的とした足部の面と平行な面において、パッチの幾何学的形状は判断される。

好ましい実施例において、タイヤに固定することを目的とした足部の面に対して直角な方向で測定したブリッジ要素の最大厚さは、ブリッジ要素が連結している部分の少なくとも一方の最大厚さに等しいか又は小さく、その体積は、２つの部分の間に広がる容積より小さい。より複雑な幾何学的形状の場合には、２つの部分との間に広がる容積は、上記した足部の上記部分の間の面積の決定方法と同様にして決定される。

好ましくは、タイヤに固定することを目的とした足部の面に平行な断面におけるブリッジ要素の断面積は、ブリッジ要素によって連結されている足部の上記部分の間の同一断面での面積の３０％未満である。

好ましくは、タイヤに固定することを目的とした足部の面に平行などの断面においても、ブリッジ要素の断面積は、ブリッジ要素によって連結されている足部の上記部分の同一断面での断面積より小さい。更に好ましくは、タイヤに固定することを目的とした足部の面に平行などの断面においても、ブリッジ要素の断面積は、ブリッジ要素によって連結されている足部の上記部分の間の同一断面での断面積の３０％未満である。

好ましい実施例によれば、タイヤに固定することを目的とした足部の面と平行などの断面で見たとき、足部はＨ字形状を有する。これによって、Ｈ字形状の２つの縦棒状部が受ける応力が、２つの縦棒状部を結んでいるブリッジ要素に集中させることができる。他の好ましい実施例によれば、タイヤに固定することを目的とした足部の面と平行などの断面で見たとき、足部はＺ字状の形を有する。Ｈ字形状は、それがより対称形であるので、信号を解釈することがより容易である利点があるが、反面、Ｚ字状の形は、識別したい棒状部に平行な２つの方向を分けることができる。Ｈ字状又はＺ字状パッチをタイヤに固定しているときに、棒状部が向く方向は、測定したい変形に合わせることができる。半径方向（すなわちタイヤの回転軸線を含む平面において）か、周方向か、又はその間の任意の方向に向けることができる。

足部はゴム又はそのほかの１つ以上の材料から作ることができる。好ましくは、足部の２つの部分は、可撓性がある反面、低い延性の材料から作られる。その低い延性は、ブリッジ要素に応力をより良く伝達することを可能にする。補強要素で足部の上記部分を補強することによって応力伝達を改良することが可能である。小容積のより剛性の材料でセンサを囲むことは更に有利である。

パッチは、センサ以外の電子システムと足部とが直接接触しないように、センサ以外の電子システムの要素を支持することを目的とした、足部と別体の支持体を更に具備することもできる。電子システムがブリッジ要素が受ける変形及び／又は応力から保護なければならない要素を有する場合、これは特に有利である。好ましい実施例によれば、支持体は、足部が受ける応力及び変形から電子システムのそれらの要素を分離させる手段を構成する。

この分離は、スチフネスを一定の剛性に減少する目的を持って、支持体の材料及び／又は幾何学的形状を適切に選択することによって達成することができる。これは、タイヤに固定することを目的とした足部の面に対して直角な方向に関して、足部と電子システムの要素との間で当該方向に沿って支持体を細くすることによって実現できる。細くすればするほど、接触断面積を小さくすることができ、伝達される応力は小さくなる。支持体を点まで細くするならば、応力はもはや全く伝達されないだろう。細くすることによって残された自由空間を低剛性の圧縮可能材料で充填することは有利の場合もある。その場合、どのような方法でも足部を剛性にすることなく、足部の端部の運動の自由度が制限され、更に、振動特性が最適化される（減衰特性、放散特性）。

タイヤ及びパッチによって形成されるシステムの動作寿命を伸ばすために、パッチがタイヤに固定されているときに、（ｉ）パッチとタイヤとの間の界面と、（ii）パッチとタイヤとの間の界面の輪郭の任意の点での足部の自由表面（すなわちタイヤに固定されていない面）に対する接線との間の角度が、９０度未満、好ましくは４５度未満であるように、足部の幾何学的形状を選択することは有利である。このようにすることにより、とりわけ割れ発生に至る可能性のある応力の集中は、できる限り減少させられる。

本発明は更に、センサを有する電子システムと、発明によるパッチとを具備しており、上記センサがパッチの足部のブリッジ要素に機械的に結合されている組立体に関する。

好ましい実施例によれば、パッチは、タイヤに固定することを目的とした足部の面に直角な対称軸を有し、電子システムのセンサと分離された要素との間の電気接続は、上記対称軸に沿って実質的に延びている導電線によって実現される。特に、この導電線の配置により、パッチが撓んだときに、導電線に対する機械的ストレスを減少することができる。パッチが延びることによる応力をパッチが受けるときに、センサと電子システムの前記少なくとも１つの要素との間の電気接続を、軸を中心にコイルばねのような伸張性がある導体によって形成することが好ましい。

本発明の組立体が、普通の応力及び／又は剪断応力を３つの方向において測定できるセンサについて使用することが好ましい。

本発明も、この型の組立体を有するタイヤに関する。

本発明は、図面の説明からより明らかに理解できよう。

これらの図面は、純粋に発明を説明するためだけのものであり、どんな形であれ発明を限定するものではない。

図１は従来のタイヤ１０を概略的に示すものである。タイヤ１０は、不透過性ゴムの内側のライナ１１と、ゴム混合物（すなわち１つのエラストマと１つのフィラーを少なくとも含むゴム組成物）で被覆されているコード１３によって形成されているカーカスプライ１２と、リム（図示せず）上にタイヤ１０を維持する周方向強化部材１４と、２つのプライ１５、１６から成っているクラウン強化部材とを具備している。プライ１５及び１６の各々は、タイヤの回転軸線に対して直角な面に対して角度をなしているコード１７及び１８によって補強される。トレッド１９は、プライ１５及び１６上に位置している。このトレッド１９で、タイヤ１０と道路とは接触する。このようなタイヤに、以下の図面に構造を図解するパッチ２０が装備される。

図２は本発明のパッチ２０の部分断面図を概略的に示す。パッチ２０は、タイヤ１０に例えば内部ゴムライナ１１（図１）の一部に接着剤で接着される。パッチ２０は、足部２１と、電子システムを含むプレート２３を支持している支持体２２とを有する。センサ２４は、足部２１の内部に位置する。

足部２１は、パッチ２０をタイヤ１０に固定し、タイヤ１０が受ける変形及び応力をセンサ２４に伝達する。支持体２２は、沢山の機能を果たす。
＊ プレート２３従って電子システムを固定することができること、
＊ プレート２３と足部２１との機械的なデカップリング（分離）を確保すること、これにより、電子装置のために必要な機械の条件に適合し且つほとんど又は全く変形できないプレート２３を使用することが可能となる、
＊ プレート２３によって支持されている電子システムとセンサとの間の電気接続を実現することができること。

電子システムがセンサ２４と又はセンサ２４に対して十分に一体化でき又は取り付けることができる程度まで小型化した場合には、パッチ２０は支持体２２を含まない場合もある。

足部２１及び支持体２２が異なる機能を遂行するので、足部２１及び支持体２２のための異なる材料又は異なる材料の組立体を使用することが有利な場合もある。本実施例において、足部２１及び支持体２２は、適切なスチフネスのゴム混合物から作られる。異なる材料が使われる（これに制限されるものではないが）場合、足部２１がタイヤ１０に固定する前又は後に、足部２１と支持体２２とは組立てることができる。他の組立作業が実行される（足部及び支持体から成っている２つの部品の組立又はタイヤへの足部の組立）前又は後に、プレート２３は支持体２２と一緒に単一一体部品として作ることもできる。組立が実行される順序に関するこの自在性は、製造をより容易にするために有利な自由度をもたらすことができる。

本実施例において、足部２１と支持体２２との間の界面は平らである。これは特別な特徴であり、本発明はこの種の界面に制限されるものではない。２つの接合部品を形成している材料が同一で、全てが単一一体部品として作られている場合、界面は存在しなくてもよい。又は、例えば力を受けたとき又は長い時間にわたって挙動を改良するために、この界面は異なる形をとることもできる。

センサ２４は、センサに加えられる応力に特に感応することができる。それは、例えば３つの方向の普通の応力又は剪断応力を測定することを可能にすることができる。この型のセンサの沢山の例が下記の特許文献に記載されている。
欧州特許出願公開第ＥＰ １ ２７５ ９４９号

センサ２４が応力に感応するように構成されている場合、足部２１は、タイヤの変形が応力に変換されることを、そして、変換された応力がセンサの感応部分に集中されることを確実にしなければならない。ここに提案される解決策は、図３に概略的に斜視図で示したＨ字形状の構造を使用する。図４は、図３の線Ｉ−Ｉに沿った断面で同じ足部２１を示している。

Ｈ字形状の構造は、次の利点を有する。
＊ 変形によって引き起こされる応力が、Ｈ字形状の２つの棒状部３１及び３２を接続するブリッジ要素に、すなわちセンサ２４の位置のために選ばれる位置に、集中させることができること、
＊ パッチの見かけ上のスティフネスが制限される一方で、応力の良好な伝達を維持すること、従って、タイヤとの界面が変形させられるときに、タイヤとの界面に発生する応力が制限されること（タイヤに足部を保持する接着剤の耐久性のために界面応力が小さな方が良好な状態を維持する。これによっても、タイヤの変形に対するパッチの存在の影響を制限することができる）、
＊ 足部とタイヤとの間の大きい接触面を維持し、界面応力の強さを更に制限すること。

足部２１の幾何学的形状は、装置全体が全寿命にわたって適切に挙動するかどうかに関して重要な役割を果たす。鋭角な角を避けて、丸くされた遷移部分が形成される場合、かなり、とりわけ、割れ発生に至る場合もある応力の集中を減らすことは可能である。これは、足部の局部的な剛性が減らされる特に足部の周囲に沿って当てはまる。図５は、この発見を図解するものである。図５は、タイヤ１０に固定された２つの足部２１１及び２１２を部分断面図で示している。足部２１１の場合、角（領域Ａ）で発生させられる応力は相当なものであり、この領域内のタイヤ１０を形成している材料（例えば内部ライナーゴムのゴム混合物）が足部２１１の材料より剛性でない場合に特に、この領域内においてタイヤ１０が裂ける可能性がある。一方、足部２１２は、領域Ｂ内の割れ発生の危険度が減少するような幾何学的形状を有する。この効果を達成する１つの方法は、足部の厚さを徐々に減らすことである。しかし、同じ結果を達成できる他の方法（例えば材料の剛性を徐々に減少する方法）を採用することもできる。（ｉ）パッチとタイヤ１０との間の界面と、（ii）パッチとタイヤ１０との間の界面の輪郭での足部２１２の自由表面（すなわちタイヤに固定されていない面）の接線との間の角度αが４５度未満であることがわかろう。

足部２１のＨ字形状によって、足部が固定されている支持物体の変形から生じる応力をセンサ２４に足部２１が伝達することができる。図６は、２つの主伝達モードに従って応力を受ける本発明によるパッチを平面図で示す。図６（ａ）においてはパッチ２１は無負荷状態である。図６（ｂ）において、パッチは軸ｙに沿って圧縮されて、圧縮力をセンサ２４に伝達している。構造体が方向ｙにおいて引っ張られる場合、発生する応力は、反対の符号となる。図６（ｃ）において、パッチ２１は剪断作用ｘｙを受けている。それは、センサ２４に対して、対応する剪断力を発生させる。この型の応力については、Ｈ字形状は、他のより剛性の構造体と比べて、低い剪断剛性を維持することができる。

圧縮及び剪断に対する感度を調整するためのたくさんの可能性がある。特に、以下を変えることが可能である。
＊ 足部を形成している材料の剛性、
＊ Ｈ字形状の２つの棒状部を接続するブリッジ要素を形成している材料の性質の採択、例えば、圧縮可能な材料は、過剰な応力を制限することを可能にする、
＊ Ｈ字形状の２つの棒状部を接続するブリッジ要素幾何学的形状及びサイズ。

「ネイル」型のセンサ２４が使用され（例えば以下の特許文献１２参照のこと）、センサ２４の感応部分２４１がその面のうちの１つに配置される場合において、図７に示すように、最大応力が検出できるようにセンサ２４の位置をずらすことが有効である。図７（ａ）において、センサの部分２４２は、Ｈ字形状の２つの棒状部を接続するブリッジ要素に中心が配置されている。図７（ｂ）に示される構成において、センサ２４１の感応部分はブリッジ要素に中心が配置され、感応部分は最大の量の応力を受ける。
米国特許第６，６６６，０７９号

好ましい実施例によれば、図８（ａ）に示すように、足部２１はタイヤ１０のサイドウオール１１に固定することができる。図示の位置において、パッチは非常によく保護されていて、リム（図示せず）上への取付けのときが主であるために、小さい変形しか受けない。変動の振幅は減少される、そして、ホイールの非ラジアル化によって生じる応力はとても低い。しかし、パッチは、リムフックのまわりの比較的大きな撓みを受ける。

しかし、参照番号９０によって示される位置のように半径方向に更に内側に足部２１を固定することも、図８（ｂ）に概略的に示したように、タイヤ１０のクラウンの下に足部２１を固定することもまた可能である。

パッチがｘｙ型の剪断応力を受けるときにセンサ２４に伝達される力の強さを増大する必要がある可能性がある。これを実現するための１つの方法は、Ｈ字形状の棒状部３１及び３２の特徴を変更して、延伸性を小さく或いは全くないようにすることである。図９は、例えば、金属又は他の材料で作った補強部材４０を、足部を形成する材料内に含めることによって、この態様を実現する方法を図示している。コード４０又はコードの組立体は、Ｈ字形状の棒状部３１及び３２の延伸性を大幅に減らす。かかる構成により、タイヤとの界面で装置全体に対する剪断作用は、Ｈ字形状の２つの棒状部３１及び３２を接続するブリッジ要素に加えられる。それ故に、この剪断作用は増幅される。補強部材の数及び型式は、この増幅作用を比例させることを可能にする。

多数の変形例が可能である。図１０は２つの変形例を示す。図１０（ａ）は、Ｈ字形状の棒状部のうちの一方（３２）の長さを極端に短くした例に対応し、図１０（ｂ）は、Ｈ字形状の棒状部を湾曲させた例に対応する

図１１は、本発明のパッチの足部の幾何学的形状上の沢山の変形例を示しており、本発明のパッチを定義している幾何学的基準を例示する。図１１（ａ）は、上述したようなＨ字形状の足部２１を示す。ブリッジ要素５１の断面積が、ブリッジ要素５１によって接続される足部の部分７１と８１との間の面積より小さく、その差は、部分６１の面積に等しいことが明らかであろう。本例において、ブリッジ要素５１の断面積は、ブリッジ要素５１によって接続される足部の部分７１と８１との間の面積の３０％未満である。図１１（ｂ）は、Ｚ字形状の足部２１３を示す。この場合も、ブリッジ要素５３の断面積は、ブリッジ要素５３によって接続される足部の部分７３と８３との間の面積より小さく、その差は、部分６３の面積に等しい。図１１（ｃ）は、本発明の他の足部２１４を示す。ここでは、ブリッジ要素５４の断面積は、ブリッジ要素５４によって接続される足部の部分７４と８４との間の面積より小さく、その差は、部分６４の面積に等しい。最後に、図１１（ｄ）は本発明の第４の足部２１５を示す。前の例のように、ブリッジ要素５５の断面積は、ブリッジ要素５５によって接続される足部の部分７５と８５との間の面積より小さく、その差は、部分６５の面積に等しい。

図１０（ａ）を除いて図示の全ての実施例において、ブリッジ要素によって接続される足部の２つの部分は同じ幾何学的形状を有している。しかし、これは本発明の限定的な特徴でなく、異なる幾何学的形状を有する部分を設けることが可能である。

足部２１がタイヤに固定されるので、足部２１はタイヤが受ける変形を受け、その上方部分（支持体２２がある場合、足部２１と支持体２２との間の界面）が変形しないようには構成されていない。以下の図面は、プレート２３を安全に保持するために応力及び変形がプレート２３の方へ伝達されることを防止することを目的とした支持体２２の異なる幾何学的形状を示す。

図１２は、支持体を細くした実施例を示す。支持体２２１は、足部２１の連続体として構成され、細くなっており、その寸法により、足部２１とプレート２３との間の分離レベルを調整することができる。支持体を細くすることにより、単一点接触に近づき、プレート２３に対して応力を発生しない。

細い部分の幾何学的形状は重要である。図１３は、図１１の線II−IIでの断面で見た支持体２２１の細い部分の断面形状の４つの変形例を示す。このましい方向がない場合、円形断面（図１３（ａ））及び方形（図１３（ｃ））に基づく形状が適当である。図１３（ａ）に示される断面は、各部分間の分離を全方向で同じレベルにしている。図１３（ｂ）及び図１３（ｄ）に示される変形例では、対応する割合の適切に選択することにより、分離レベルが異なる方向で異なるようにされている。

支持体の幾何学的形状は、足部２１とプレート２３との間の結合を変更できる唯一のパラメータではなく、所望の分離を達成するように材料の採択によって変更することも可能である。使用する材料は、足部２１のための材料と支持体２２のための材料とが同じものであってもよい、又は、反対に異なっていてもよい。もちろん、幾何学的な構成は、使用される材料の機械的特徴及び特に剛性を考慮に入れなければならない。

支持体が設計される（材料及び幾何学的形状が選ばれる）ときに、支持体に対して付加的な負荷を与える遠心力の作用に伴う影響を考慮に入れられなければならない。そして、特に、その共振周波数を考慮しなければならない。パッチが固定されるタイヤの変形のために、パッチは各回転毎に励起している。この励起が自由振動レスポンスを引き起こすのに十分な場合、支持体の動作寿命は減少する可能性がある。理想的には、支持体の振動の第一次モードが比較的高い振動数（２００Ｈｚ）に移動するように幾何学的形状及び材料を選ぶことが勧められる。この適応化の動作は、例えばビームモデルを使用することができる当業者の範囲内である。

システムの自由レスポンスを避けることは不可能であると判明した場合、減衰材料から作った部品を支持体内に適切に配置させることによって、自由レスポンスを適切に減衰させられることができる。使用される材料（例えば発泡体）を選択して、支持体の自由レスポンスに対応する振動数範囲内のエネルギを消散させることができる。図１４は、この種の減衰材料を使用しているパッチ２０２を示す。この図面において、細くすることによって支持体２２２内に残された空間に、低い剛性の、好ましくは圧縮可能な材料、例えば発泡体の減衰材料２５を充填する。

センサを含んでいる足部によって形成されているパッチを考慮するならば、センサとプレートとの間の電気接続が必要とされる場合、沢山の手段がある。例えば、センサは、プレート上に配置された電子処理装置に接続しなければならないかもしれず、又は電子処理装置が超小型化されて足部内に置かれる場合には、プレート上の電源（例えば電池）又はアンテナとの接続を形成する必要がある可能性もある。これらの構成は例として挙げたものである、本発明を何ら限定するものではなく、足部とプレートとの間の電気接続を必要としている他のどのような構成も可能であることは言うまでもない。

この型の構成において、支持体は、足部の要素とプレートの要素との間の電気的接続の機能を提供しなければならない。機械的分離特性を維持すると共に、電気的接続を導電線によって行う２つの解決策が提案される。

第１の構成においては、図１５に示されるように、プレート２３に対して直角に且つ支持体２２の中心軸に沿って実質的に延びるすなわち図１２に示す断面の中心を通って延びる導電線２６を使用することを提案する。しかし、支持体２２の中心軸が撓み（撓みモードはその構成の結果として支持体が変形する様々な態様の中で支配的である）の場合の中立軸に近いので、この採択が賢明である。もちろん、導電線２６はこのモードの変形に耐えることが可能である。

支持体が伸びた状態で動作する場合には、導電線２６は、疲労をすることなくこのモードの変形を受けることができるジクザグ状又はコイル状の線２７に置き換えることが利点がある。

この実施例が図１６に示される。足部２１とプレート２３との間の導電線接続は、本実施例においてプレート２３に対して直角な軸を中心とするコイルの形２７をとることができる。複数の導体が必要な場合、複数の導体は、互いにずれた複数のコイル形をとることができる、又は反対に、複数の導体は一緒に纏められて、支持体２２のコイル形に配置されている複数芯撚り線ケーブルを形成することができる。

図１７は本発明のパッチの斜視図を概略的に示す。それは、以下のパッチの間に違いを示すものである。
＊ タイヤに固定することを目的とした足部の面に平行な断面で見たとき（そして本例の場合、複数の断面の場合にも当てはまる）、ブリッジ要素５６及び５７の断面積が、ブリッジ要素によって連結される足部の上記部分の間の面積より小さいＨ字形状字形のパッチ（図面１７（ａ）及び図面１７（ｂ））と、
＊ タイヤに固定することを目的とした足部の面に平行などの断面で見ても、ブリッジ要素５８の断面積が、ブリッジ要素によって接続される足部の上記部分の間の面積より小さいブリッジ要素５８を有するパッチ（（図１７（ｃ））。
図１７（ｃ）に示される変形例は、製造するのがより簡単な利点を有する。図１７（ａ）及び図面１７（ｂ）の変形例は実施することがより困難であるが、ブリッジ要素に機械的に結合されているセンサが受ける応力をよりよく制御することができる。

図１８は、足部が複雑な幾何学的形状の場合の足部の上記部分の間の面積を求める方法を図解している。図１８（ａ）は、タイヤに固定することを目的とした足部の面に対して平行な断面で見たパッチの足部２１６を表している。この断面において、足部２１６は、２つの部分７６及び８６と、それた２つの部分を接続しているブリッジ要素５９とから成る。或る幾何学的形状のために、ブリッジ要素に関する部分（例えば部分８６に対する）の境界は、全く不明確である。その部分の幾何学的形状は、明らかに境界を示唆していない（図１１（ｂ）、図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）のパッチに当てはまるが、図１８（ａ）の部分には当てはまらない）。或る人は、部分とブリッジ要素との境界は、無限の曲率を有する足部の軌跡の２点を結ぶ直線によって定義されると考えるかも知れない。これは、部分８６に対して一点鎖線で示している。

その断面の足部の各部分の軌跡が決定されたら、第２のステップで、部分を囲む最短長の閉ループの軌跡を各部分毎に決定する。対応するループ１７６及び１８６が図１８（ｂ）に示される。各閉ループは、その断面の対応する部分の軌跡のまわりに回したゴムバンドの軌跡と考えることができる。ループＩによって境界が決定された表面の面積をＳ₁とする。

最後に、足部を囲む最短長の閉ループの軌跡が決定される。対応するループ１９６が図１８（ｃ）に示される。このループ１９６は、面積Ｓ₀の面の境界を決定している。足部の上記部分の間の面積Ｓは、以下の減算によって得られることができる。

２つの部分のみをブリッジ要素が連結している図１８（ａ）のような足部の場合、S= S₀−S₁−S₂（図１８（ｄ））が得られる。

そのあと、足部の上記部分の間の面積Ｓが、ブリッジ要素５９の面積と比較される。図１８の例において、ブリッジ要素５９の面積は、ブリッジ要素５９によって接続される足部の上記部分の間の面積Ｓより相当小さい。

パッチを備えているタイヤの概略的な部分斜視図を示す。 本発明のパッチの概略的な部分断面図を示す。 本発明のＨ字形状の支持体の概略的な斜視図を示す。 図３の支持体の線Ｉ−Ｉに沿った概略的な断面を示す。 ２つのパッチの部分的な断面図を示す。 異なる型の応力を受ける本発明のパッチの概略的な平面図を示す。 本発明の２つのパッチの概略的な平面図を示す。 本発明のパッチのための可能な配置を示す。 本発明のパッチの、タイヤの面に平行な断面における概略的な断面図を示す。 本発明のパッチの、タイヤの面に平行な断面における概略的な断面図を示す。 本発明のパッチの、タイヤの面に平行な断面における概略的な断面図を示す。 パッチの対称軸を含む断面での本発明のパッチの概略的な部分断面図を示す。 図１２の線II−IIに沿った支持体の沢山の変形例の断面を示す。 本発明のパッチの概略的な部分断面図を示す。 本発明のパッチの概略的な部分断面図を示す。 本発明のパッチの概略的な部分断面図を示す。 本発明のパッチの概略的な斜視図を示す。 足部の部分の間の面積を求める方法を概略的に図解する。

Claims (18)

1. 電子システムをタイヤ（１０）に固定することを目的としたパッチ（２０；２０１；２０２）であって、当該パッチは、タイヤに固定することを目的とした表面を有する足部（２１；２１３；２１４；２１５）を有しており、その足部は、少なくとも１つのブリッジ要素（５１；５３；５４；５５）によって互いに連結された少なくとも２つの部分（３１、３２；７１，８１；７３，８３；７４，８４；７５、８５）を有しており、タイヤに固定することを目的とした足部の前記表面に平行な断面で見た前記ブリッジ要素の断面積は、当該ブリッジ要素によって連結されている前記足部の前記少なくとも２つの部分の間の同一断面で見た面積より小さく、前記ブリッジ要素は、前記同一断面において、前記少なくとも２つの部分を連続的に連結している、ことを特徴とするパッチ。
2. タイヤ（１０）に固定することを目的とした前記足部（２１；２１３；２１４；２１５）の前記表面に平行な断面で見た前記ブリッジ要素（５１；５３；５４；５５）の断面積は、当該ブリッジ要素によって連結されている前記足部の前記少なくとも２つの部分（３１、３２；７１，８１；７３，８３；７４，８４；７５、８５）の間の同一断面で見た面積の３０％未満であること特徴とする請求項１に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
3. タイヤ（１０）に固定することを目的とした前記足部（２１；２１３；２１４；２１５）の前記表面に平行などの断面で見た前記ブリッジ要素（５１；５３；５４；５５）の断面積も、当該ブリッジ要素によって連結されている前記足部の前記少なくとも２つの部分の間の同一断面で見た面積より小さいこと特徴とする請求項１に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
4. タイヤ（１０）に固定することを目的とした前記足部（２１；２１３；２１４；２１５）の前記表面に平行などの断面で見た前記ブリッジ要素（５１；５３；５４；５５）の断面積も、当該ブリッジ要素によって連結されている前記足部の前記少なくとも２つの部分の間の同一断面で見た面積の３０％未満であること特徴とする請求項３に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
5. タイヤに固定することを目的とした前記足部の前記表面に平行な断面で見たとき前記足部（２１）は、Ｈ字形状であること特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
6. タイヤに固定することを目的とした前記足部の前記表面に平行な断面で見たとき前記足部（２１３）は、Ｚ字形状であること特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
7. 前記足部（２１；２１３；２１４；２１５）はゴム材料でできていること特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
8. 前記ブリッジ要素（５１；５３；５４；５５）によって連結されている前記足部（２１；２１３；２１４；２１５）の前記少なくとも２つの部分（３１、３２）は補強部材（４０）で補強されていること特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
9. 当該パッチは、前記電子システムの要素（２３）と前記足部とが直接接触いないように、前記足部とは別体で、前記電子システムの要素を支持することを目的とした支持体（２２；２２１；２２２）を更に具備していること特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
10. 前記支持体（２２；２２１；２２２）は、前記足部（２１）が受ける応力及び変形から前記電子システムの前記要素（２３）を分離する手段を具備していることを特徴とする請求項９に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
11. 前記電子システムの前記要素（２３）は、タイヤ（１０）に固定することを目的とした前記足部（２１）の前記表面に対して直角な方向に関して前記支持体（２２１；２２２）を細くした手段によって分離されていることを特徴とする請求項１０に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
12. 前記細くした部分には低剛性で圧縮可能な材料（２５）が充填されていることを特徴とする請求項１１に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
13. 前記足部（２１；２１３；２１４；２１５）は、当該パッチがタイヤ（１０）に固定されたときに、パッチとタイヤとの間の界面と、パッチとタイヤとの間の界面の輪郭の任意の点での前記足部の自由表面（すなわちタイヤに固定されていない面）の接線との間の角度αが９０度未満であるような幾何学的形状であること特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のパッチ（２０；２０１；２０２）。
14. 請求項９から１３の何れか１項に記載されるパッチ（２０；２０１；２０２）と、センサ（２４）を含む電子システムとを具備しており、前記センサが、前記パッチの前記足部の前記ブリッジ要素（５１；５３；５４；５５）に機械的に結合されていること特徴とする組立体。
15. 前記電子システムは、前記センサ（２４）以外に要素（２３）を更に含んでおり、前記パッチが、タイヤ（１０）に固定することを目的とした前記足部の前記面に対して直角な対称軸を有しており、前記電子システムの前記センサ（２４）と前記要素（２３）との間の電気的接続は、前記対称軸を沿って実質的に延びる導電線（２６）によって実現されていること特徴とする請求項１４に記載の組立体。
16. 前記電子システムは、前記センサ（２４）以外に要素（２３）を更に含んでおり、前記パッチが、タイヤ（１０）に固定することを目的とした前記足部の前記面に対して直角な対称軸を有しており、前記電子システムの前記センサ（２４）と前記要素（２３）との間の電気的接続は、前記対称軸を中心としたコイルばねのような伸張性がある導体（２７）によって実現されていること特徴とする請求項１４に記載の組立体。
17. 前記センサ（２４）は、３つの方向において普通の応力及び／又は剪断応力が測定できるセンサであること特徴とする請求項１４から１６の何れか１項に記載の組立体。
18. 請求項１４〜１７の何れか１項に記載の組立体を具備していること特徴とするタイヤ（１０）。

Images