JP2007320553A - タイヤ用の応答機キャリア - Google Patents

Abstract

【課題】 応答機をタイヤなどのゴム製の物品の中に埋め込むための、簡便で費用対効果が高く耐久性が良好な応答機キャリアを提供する。
【解決手段】ゴム製の物品内に埋め込まれる応答機キャリア１０が、接着層２０と、接着層２０に固定され、応答機１２を支持する支持面を有するベース層１８と、ベース層１８の支持面に固定され、応答機１２を少なくとも部分的に覆う補強キャップ１６とを有している。補強キャップ１６は、繊維コード１７で補強されたゴムで構成され、繊維コード１７は、実質的に四辺形をなすように織られた構造になっていてもよい。補強キャップ１６と応答機１２の面積比は、２：１から８：１までの範囲内である。応答機１２は、応答機１２をキャップ１６とベース層１８に接着する接着剤２０で被覆されている。応答機１２には、ダイポールアンテナ３０が接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、ゴム製の物品内に検知装置を埋め込むための装置に関し、より詳細には、ＲＦＩＤ応答機をタイヤ内に埋め込むための装置に関する。

多くの商業製品の用途では、ゴム製の物品の物理的なパラメータを検知するために、ゴム製の物品の中に検知装置を埋め込む必要がある。そのような用途の１つは、剛性が比較的高いＲＦＩＤ応答機をタイヤ内に組み込んで、タイヤ内の圧力を検出および測定し、圧力レベルを外部の読取り機に伝達する用途である。

製造時および動作時のタイヤの連続的な変形およびたわみによって生じる力に耐えることのできるタイヤなどのゴム製の物品用の応答機キャリアを実現することは困難であることが分かっている。タイヤの製造および使用による応力集中によって、応答機および／またはキャリアパッケージに構造上の損傷が生じる可能性があり、それによって応答機が誤動作するおそれがある。

ＲＦＩＤタグのような剛性の高い応答機とそれに付属するキャリアをタイヤに固定するための、他の手法が試みられているが、十分に満足行く結果は得られていない。そのような手法の１つは、従来のタイヤ修理パッチによって応答機をタイヤに埋め込む手法である。このような手法は、製造後に応答機をタイヤ内へ導入することを、既存のタイヤ修理・生産ラインを利用して途切れることなく行うことができるという点で有利である。しかし、従来のパッチ構造を利用して、剛性の高い応答機をタイヤ内に取り付けた場合の耐久性や信頼性は立証されていない。ある条件の下では、パッチがたわんでいるときに、パッチとタグの間の剛性の極端な差によって生じる応力集中のために、従来のタイヤパッチ内の剛性の高いＲＦＩＤタグが飛び出すことがある。さらに、パッチは一般に、圧縮型内で硬化される、未硬化の複合層（green compound layer）の組立体である。パッチ内にタグを組み込むと、タグの構造が付加されるために、少量の空気が閉じ込められ、タグの周りに閉じ込められた空気のために材料の膨張が制限されることがある。結果として得られるパッチ／タグ組立体の構造上の完全性が損なわれ、使用中にタグとパッチの分離を引き起こすおそれがある。

したがって、ＲＦＩＤタグなどの応答機をタイヤまたはその他のゴム製の物品の中に埋め込むことのできる、簡便で費用対効果の高い応答機キャリア構成が必要である。このような構成は、硬化されたゴムまたは未硬化状態の物品に応答機を効率よく組み込むことができるであろう。この構成は、応答機の外周とゴムとの界面において耐久性が高く、応答機がタグから分離する可能性を最小限に抑えるであろう。

本発明の一態様によれば、ゴム製の物品内に埋め込まれた状態に組み込まれる応答機キャリアが提供され、その応答機キャリアは、接着層と、接着層に固定され、応答機装置を支持する支持面を有するベース層と、ベース層の支持面に固定され、応答機装置を少なくとも部分的に覆う補強キャップとを有している。補強キャップは、繊維コードで補強されたゴムで構成されていてもよく、補強キャップの繊維コードは、実質的に四辺形をなすように織られた構造になるように構成されていてもよい。本発明の一態様によれば、補強キャップと応答機装置の面積比は、２：１から８：１までの範囲内である。

本発明の他の態様では、応答機装置は、応答機装置をキャップとベース層に接着する接着剤で被覆されている。

本発明の他の態様によれば、ダイポールアンテナ構造のアンテナが応答機装置に接続されている。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。

図１は、応答機キャリア装置１０を概略的に表している。応答機１２は大まかに表されており、本発明では、主物品（host article）内に埋め込まれた位置で機能するようになっている任意の電子装置であってよい。特定の応用例では、タイヤを識別するために、ＲＦＩＤ装置またはタグがタイヤのゴム複合材内に組み込まれる。応答機キャリア装置１０は、圧力などのタイヤ条件を監視し、圧力の読取り結果を外部の読取り機（不図示）に伝達するセンサ部材を含んでいてもよい。応答機装置１０は通常、剛性の高い構造を有している。応答機装置１０は、市販されている種類の接着剤の被膜１４で被覆されている。補強キャップ１６は、応答機１２およびベース層１８を覆っており、応答機１２およびキャップ１６の下に接着層２０が配置されている。

完成した応答機キャリア装置１０を「パッチ（patch）」と呼ぶこともある。パッチ１０は、通常は圧縮型内で硬化される未硬化の複合層（green compound layer）１６、１８、２０の組立体である。タグ構造（tag geometry）１２をパッチ１０に付加すると、少量の空気が閉じ込められ、タグの周りに閉じ込められた空気のためにキャップ１６の膨張が制限されることがある。コード１７を含む交差織り（cross-woven）のキャップ構造１６は、閉じ込められた空気が気泡になる（bubbling up）のを防止し、応答機１２を固定して取り付けた状態を保つ。

したがって、応答機キャリア装置１０は、３つの異なる層を有するように示されている。ただし、望むならば、使用する層の数をより多くしてもより少なくてもよい。キャップ１６は、コード１７でコード補強されることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。コード１７は、様々な繊維材料または非繊維材料で構成することができ、直角織り構造（square woven configuration）であることが好ましいが、必ずしもそうでなくてもよい。ベース層１８は、生産性が高く補強されていないゴムで作られ、接着層２０は、にかわまたは接着剤から、あるいはそれが塗布された未硬化の複合材から付与された硬化性を有する生産性の低いゴムで作られている。応答機１２は、キャップおよびベース材料に接着された接着剤浸漬層（adhesive dip）で被覆されている。

応答機１２を囲んでいるキャップのコード１７と接着剤被膜１４は、キャップの、応答機、すなわちタグ１２を保持する能力を向上させる。産業界で使用されているタグキャリアパッチは、タグ上に接着剤被膜を塗布することも、補強層を用いることもなく、したがって、ある条件の下では、剛性の高いタグがパッチから飛び出したり、タグの周囲にある、閉じ込められた空気が気泡となったりすることがある。

補強されたキャップ１６によると、パッチがたわんでいるときに、パッチとタグの間の剛性の極端な差によって応力集中が生じるタグ周囲でのキャップの耐久性が向上する。キャップ１６内のコード１７の織られた補強材またはメッシュの補強材は、ナイロン６６（商標）のような、産業界で利用可能な任意の適切な繊維で作られた直角構造の補強材であってよい。１ｄｍ（デシメートル）当たりの端末（ends）および持ち上げ部（picks）の数、すなわち縦糸と横糸の数は、９６±４であり、縦糸の総数は１４２０である。また、他の織り方を用いることもできる。公称線密度は４７０（ｄＴｅｘ）であり、布地の幅（fabric width）は１４６（ｃｍ）である。

タグ１２を囲んでいる接着剤被膜１４は、タグがパッチから容易にずれたり外れたりするのを防止する。タグをベース層１８およびキャップ１６内のパッチ材料に接着させると、タグがパッチおよびタイヤ内の所望の位置に埋め込まれたままになることがより確実になる。パッチ１０は、従来のタイヤ修理パッチ生産ラインにおいて用いてタイヤに貼り付けることができ、それによってコストが削減され、商業的により良く受け入れられるようになる。

図５および６を参照すると、ＵＨＦ応答機キャリア２２が、ダイポールアンテナ構成における本発明の一実施形態として示されている。このキャリアおよび応答機の組立体２２は、はんだ接続部２８によってダイポールアンテナコイル３０に接続された回路基板２６上の集積回路２４を有している。前述したように（図１の被膜１４参照）、接着剤浸漬層３２が応答機パッケージを覆っている。したがって、完成した組立体２２を、図１に示されているようにパッチに組み込み、タイヤまたはその他の物品の壁の中に埋め込むことができる。

図２、３、および４は、ＵＨＦ応答機２２がパッチ内に位置し、アンテナコイル３０が外側に突出しているＵＨＦタイヤキャリアパッチを示している。補強キャップ１６は応答機２２を覆っており、その下にベース層１８が位置している。接着剤被膜１４（不図示）は、前述したようにベース層１８の下側に塗布されている。キャップ１６内の、交差して織られたコード（cross woven cords）１７は、応答機２２の周囲において閉じ込められた空気が気泡になるのを防止する。応答機２２を囲んでいる接着剤被膜はさらに、応答機をパッチ内の所定の位置に保持し、パッチがたわんでいるときに、タグ２２とパッチ層１６、１８との間の剛性の差の結果として応答機がパッチから飛び出すのを防止する。

キャップ１６とタグ２２の面積比によって表される補強面積の比は、図２、３、４ではおよそ８：１と示されている。タグの面積と補強被覆面積の比は、２：１から８：１までの範囲内で変更することができる。望むならば、アンテナ３０の耐久性をさらに高めるために、補強キャップ１６がアンテナ３０と応答機２２を覆うように、ダイポールアンテナのサイズをさらに調整してもよい。

前述したことから、この応答機キャリア、すなわちパッチが、タイヤ壁などの物品の中にタグを埋め込むための、費用対効果が高いパッケージ構成を提供するという利点を有することが理解されるであろう。このパッケージは、応答機２２および／またはアンテナ３０を少なくとも部分的に覆うように位置する、コードで補強されたキャップ１８によって、パッチを補強している。キャップ１８内のコード１７は、形成されたあらゆるエアポケットを応答機２２の周囲から逃がすことができるように、メッシュ状に織られている。さらに、応答機２２を囲んでいる接着剤浸漬層は、応答機２２をタグ内の所定の位置にしっかりと保持し、もしも応答機２２を囲んでいる接着剤浸漬層が存在しない場合にはパッチのたわみによって生じる可能性のあるあらゆる分離を防止する。

ここに示した本発明の説明を考慮すれば、本発明の変形例が可能である。本発明を例示するために、ある代表的な実施形態および詳細を示したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずに実施形態に様々な変更および修正を施すことができることが明らかであろう。したがって、特許請求の範囲に定義されている本発明の対象となる全範囲内の変更を、前述した特定の実施形態に施すことができることが理解されるであろう。

本発明によって構成された応答機キャリアの概略横断面図である。 本発明の一実施形態であるダイポールタグの底面図である。 一実施形態のダイポールタグの平面図である。 一実施形態のダイポールタグの側面図である。 一実施形態のダイポールタグの部分拡大平面図である。 例示のために補強キャップが取り外された状態で示されているダイポールタグとアンテナの接続部の平面図である。

符号の説明

１０ 応答機キャリア（パッチ）
１２ 応答機
１４ 接着剤被膜
１６ 補強キャップ
１７ コード
１８ ベース層
２０ 接着層
２２ ＵＨＦ応答機キャリア（タグ）
２４ 集積回路
２６ 回路基板
２８ はんだ接続部
３０ ダイポールアンテナ
３２ 接着剤浸漬層

Claims (20)

1. ゴム製の物品内に埋め込まれた状態に組み込まれる応答機キャリアであって、
   ａ．接着層と、
   ｂ．前記接着層に固定され、応答機装置を支持する支持面を有するベース層と、
   ｃ．前記ベース層の前記支持面に固定され、前記応答機装置を少なくとも部分的に覆う補強キャップと
   を有する応答機キャリア。
2. 前記補強キャップは、少なくとも部分的に、繊維コードで補強されたゴムで構成されている、請求項１に記載の応答機キャリア。
3. 前記補強キャップの前記繊維コードは、実質的に四辺形をなすように織られた構造になっている、請求項２に記載の応答機キャリア。
4. 前記補強キャップと前記応答機装置の面積比は、２：１から８：１までの範囲内である、請求項３に記載の応答機キャリア。
5. 前記補強キャップの前記繊維コードは、少なくとも部分的に短繊維のナイロン６６で構成されている、請求項３に記載の応答機キャリア。
6. 前記補強キャップの前記繊維コードは、公称線密度が４７０ｄＴｅｘである、請求項３に記載の応答機キャリア。
7. 前記補強キャップの前記繊維コードは、１ｄｍあたりの縦糸が実質的に９６で１ｄｍあたりの横糸が実質的に９６の、実質的に直角に織られた構造である、請求項３に記載の応答機キャリア。
8. 前記応答機装置に接続されたアンテナをさらに有する、請求項１に記載の応答機キャリア。
9. 前記アンテナはダイポールアンテナ構造であり、前記補強キャップは少なくとも部分的に前記アンテナを覆っている、請求項８に記載の応答機キャリア。
10. 前記ベース層は、生産性の高い、補強されていないゴムで構成されている、請求項１に記載の応答機キャリア。
11. 前記接着層は、接着剤から、または前記応答機キャリアが中に埋め込まれる前記ゴム製の物品の未硬化の複合材からもたらされた硬化力を利用する、生産性の低いゴムで構成されている、請求項１に記載の応答機キャリア。
12. ゴム製の物品内に埋め込まれた状態に組み込まれる応答機キャリアであって、
    ａ．接着層と、
    ｂ．前記接着層に固定され、応答機装置を支持する支持面を有するベース層と、
    ｃ．前記応答機装置の上方で前記ベース層の前記支持面に固定された、繊維コードで補強されたゴムで少なくとも部分的に構成され、前記繊維コードが実質的に四辺形をなすように織られた構造である、補強キャップと
    を有する応答機キャリア。
13. 前記応答機装置は、該応答機装置を前記補強キャップと前記ベース層に接着する接着剤で少なくとも部分的に被覆されている、請求項１２に記載の応答機キャリア。
14. 前記補強キャップと前記応答機装置の面積比は、２：１から８：１までの範囲内である、請求項１３に記載の応答機キャリア。
15. 前記ベース層は、生産性の高い、補強されていないゴムで構成されている、請求項１３に記載の応答機キャリア。
16. 前記接着層は、接着剤から、または前記応答機キャリアが中に埋め込まれる前記ゴム製の物品の未硬化の複合材からもたらされた硬化力を利用する、生産性の低いゴムで構成されている、請求項１３に記載の応答機キャリア。
17. 前記補強キャップの前記繊維コードは、少なくとも部分的に、公称線密度が４７０ｄＴｅｘである短繊維のナイロン６６で構成されている、請求項１２に記載の応答機キャリア。
18. 前記補強キャップの前記繊維コードは、１ｄｍあたりの縦糸が実質的に９６で１ｄｍあたりの横糸が実質的に９６の、実質的に直角に織られた構造である、請求項１７に記載の応答機キャリア。
19. 前記応答機装置に接続されたアンテナをさらに有する、請求項１２に記載の応答機キャリア。
20. 前記アンテナはダイポールアンテナ構造であり、前記補強キャップは少なくとも部分的に前記アンテナを覆っている、請求項１９に記載の応答機キャリア。

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