JP2007320557A - タイヤ内に組み込まれるよう設計された電子モジュール、電子モジュールを有する電子システム、電子システムを備えたタイヤ、及び、電子システムを得る方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ用の信頼性のある電気的リンク又は結合を提供する。
【解決手段】本発明の内容は、タイヤの中に組み込まれるよう設計された電子モジュール（１４）であって、機能装置（２０）と、支持体（１８）と、電線（１６ａ，１６ｂ）を電気的に接続する少なくとも１つの装置（２２ａ，２２ｂ）と、電線（１６ａ，１６ｂ）を機械的に固定する装置（２４ａ，２４ｂ）とを有し、この機械的固定装置は、電気的接続装置（２２ａ，２２ｂ））とは別個に、電線を支持体に機械的に固定する、電子モジュールである。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ内に組み込まれるよう設計された電子モジュール、電子モジュールを有する電子システム、電子システムを備えたタイヤ、及び、電子システムを得る方法に関する。

電子タイヤ識別又はモニタシステム、例えば、タイヤの圧力又はタイヤの温度を測定する電子システムを車両用タイヤ内に組み込むことが知られている。

かかる電子装置は、通常、モジュールにより送られたデータを伝送し又はエネルギーを受け取るアンテナを形成する電線に結合された寸法形状の小さな電子モジュール、例えば、電子チップを有する。この場合、電子モジュールは、電線を電気的に接続する少なくとも１つの装置を有する。

電子システムは、例えば、タイヤの表面に接着され又はタイヤの本体内に埋め込まれることによりタイヤ内に組み込まれる。その結果、自動車の通常の使用中、電子システムは、タイヤの変形により生じた応力を受ける。

電線（これが可撓性であるため）及び電子モジュール（これが小型であり且つ剛性が高いため）は、これら応力に適正に耐える。しかしながら、電線と電子モジュールとの間の接合部は、これら応力に特に弱い。

電線を電子モジュールに結合するため、２つの接合形式が知られている。

電線をはんだ付けにより電子モジュールの電気的接続装置に接続することができる。しかしながら、はんだ継手では、タイヤの変形により生じる機械的応力の繰り返しに耐えるほど頑丈な接合部を得ることはできない。

また、電線を圧着により電気的接続装置に接続することができる。圧着により良好な機械的固定状態が得られるが、信頼性のある電気的結合は保証されない。

本発明の目的は、タイヤ内に組み込まれるよう設計されていて、電気的且つ機械的に信頼性のある結合を電線に提供することができる手段を有する電子モジュールを提供することによって公知の接合部の欠点を解決することにある。

この目的のため、本発明の内容は、タイヤ内に組み込まれるよう設計された電子モジュールであって、支持体に機械的に固定された機能装置と、電線を電気的に接続する少なくとも１つの装置とを有する電子モジュールにおいて、電気的接続装置とは別体であって、電線を機械的に固定する装置を更に有し、機械的固定装置は、電線を支持体に機械的に固定することを特徴とする電子モジュールである。

本発明の電子モジュールは、電気的接続機能及び機械的固定機能をそれぞれ提供する２つの別々の結合装置を有する。これにより、装置の各々を別々に設計してこれらの機能を最適化することができる。かくして、本発明では、電気的且つ機械的に信頼性のある結合を電線に提供することができる手段を有する電子モジュールが得られる。

好ましくは、電線を機械的に固定する装置は、圧着手段から成る。この圧着手段は、実際には、機械的に迅速且つ効率的な固定状態をもたらす。

電線を機械的に固定する装置は、スナップ嵌め手段及び（又は）接着手段から成っていても良いが、このようにするかどうかは任意である。

好ましくは、モジュールは、電気的接続装置のところで終端する、電線のための通路を有し、機械的装置は、電気的接続装置の上流側で通路に設けられている。モジュールへの連結及び固定装置のこのような配置は、電線がはんだによるはんだ付けによって電気的接続装置に接続される場合、特に興味を引くものである。実際、電線が多数本の小径ストランドの組立体で構成される場合、はんだは、毛管作用によりこれらストランド相互間に入り込み、かくして組立体の剛性を高める傾向を有する。この場合、電線を機械的に固定する装置は、このはんだの侵入を阻止し、それにより、電線は、その潜在的な可撓性の全てを保持することができる。

機械的固定装置は、電線の外側絶縁体に付けられるよう形作られるが、このようにするかどうかは任意である。

本発明の別の内容は、タイヤ内に組み込まれるよう設計された電子システムであって、上述のモジュールと、モジュールに結合された部分及び自由部分を含む少なくとも１本の電線とを有し、電線の結合部分は、電気的接続装置に接続されると共に機械的固定装置によってモジュールに固定されていることを特徴とする電子システムである。好ましくは、電線は、はんだ付けにより電気的接続装置に接続されている。電子モジュールは、モジュール及び電線の結合部分を保護するジャケットを更に有するのが良いが、このようにするかどうかは任意である。この保護ジャケットの機能は、一方においてモジュールを保護し、他方において、モジュールにより生じるタイヤの狂いを制限することにある。

好ましくは、ジャケットは又、例えば自由部分を直線状に案内することにより自由部分を案内する手段を形成するよう電線の自由部分の一部を覆う。

必要ならば、電子モジュールは、モジュールに接続された２本の電線を有し、ジャケットは、２本の電線の自由部分がほぼ同軸であるように形作られている。

かくして、電子モジュールに２本の電線により及ぼされる力は、補償される傾向がある。好ましくは、案内手段は、モジュールの方向に剛性が高くなるものである。これにより、剛性である電子モジュールと可撓性である電線との間のなだらかな機械的移行を提供することができる。かくして、タイヤの変形に起因する応力は、電子モジュールと電線との間の接合部のところに局所化されることはなく、次第に分散される。

第１の変形例によれば、ジャケットは、モジュール及び電線上に成形された樹脂で作られる。第２の変形例によれば、ジャケットは、モジュールを収容したケースを有し、ケースは、樹脂で充填される。例えば、ケースは、２つのシェル半部で形成される。

好ましくは、ジャケットは、全体としてローラの形をしており、即ち、システムによりタイヤの狂いを制限する形状を有する。具体的に言えば、電子システムがタイヤの本体内に埋め込まれる場合、ローラ又は長円形のジャケットにより、電子システムと接触状態にあるタイヤ内に空気を取り込むのを回避することができる。本発明のもう１つの内容は、上述した電子システムが組み込まれた車両用タイヤである。本発明のもう１つの内容は、上述した電子システムを得る方法であって、電線をはんだ付けする前に電線を固定することを特徴とする方法である。このように、電線を固定することにより、はんだは、毛管作用によって電線に沿って侵入することがなくなる。

本発明の内容は、添付の図面を参照して行われる以下の説明を読むと一層よく理解されよう。

図１は、本発明の電子システム１２を備えた全体を参照符号１０で示されているタイヤを示している。図示の例では、電子システム１２は、タイヤ１０の側部内に埋め込まれている。また、本発明のモジュールは、タイヤの内壁又は車両のサスペンションに用いられている変形可能な要素の内壁に接着されるよう設計されたゴムパッチ内に埋め込まれてもよい。

電子システム１２は、図２に詳細に示されている。この電子システムは、電子モジュール１４と、第１の導電性ワイヤ（電線）１６ａ及び第２の導電性ワイヤ（電線）１６ｂとを有している。

電子モジュール１４は、支持体１８及び支持体１８によって支持された機能装置２０を有している。機能装置２０は、例えば、圧力センサ、温度センサ、又はタイヤを識別するシステム、例えばＲＦＩＤ（無線認証デバイス）システムである。

支持体１８は、はんだ付けにより電線１６ａ，１６ｂがそれぞれ接続された第１の電気的接続装置２２ａ及び第２の電気的接続装置２２ｂを有している。はんだ継手は、従来通り、はんだによって得られる。接続装置２２ａ，２２ｂは、支持体１８の表面上に設けられた導電性ストリップで構成されている。機能装置２０も又、電気的接続装置２２ａ，２２ｂに接続されている。

したがって、電気的接続装置２２ａ，２２ｂにより、機能装置２０と電線１６ａ，１６ｂとの間に電気的リンク又は結合を確立することができる。

支持体１８は、電線１６ａ，１６ｂを圧着するリング２４ａ，２４ｂを更に有し、これらリングは、電線を機械的に固定する装置２４ａ，２４ｂを構成する。

各電線１６ａ，１６ｂは、モジュール１４に結合部分２６ａ，２６ｂ及び自由部分２８ａ，２８ｂを有している。各結合部分２６ａ，２６ｂは、はんだ付けにより電気的接続装置２２ａ，２２ｂに接続されると共に圧着リング２４ａ，２４ｂによってモジュールに固定されている。

圧着リング２４ａ，２４ｂは、電線１６ａ，１６ｂを支持体１８に機械的に固定し、これに対し、電気的接続装置２２ａ，２２ｂに結合された部分２６ａ，２６ｂのはんだ継手は、電線と機能装置２０との間に電気的結合をもたらす。

各圧着リング２４ａ，２４ｂは、電線の自由部分２８ａ，２８ｂと電気的接続装置２２ａ，２２ｂとの間に配置されている。かくして、電線１６ａ，１６ｂの結合部分を支持した電子モジュールの部分は、電気的接続装置で終端する通路を構成し、機械的固定装置は、電気的接続装置の上流側でこの通路に設けられる。

電線固定装置及び電線接続装置のこの構成により、電線１６ａ，１６ｂの自由部分に及ぼされた力は、圧着リング２４ａ，２４ｂによって完全に吸収される。具体的に言えば、電線１６ａ，１６ｂと電気的接続装置２２ａ，２２ｂとの間のはんだ継手に及ぼされる力は、非常に弱く、それにより、このはんだ継手の良好な経時的耐力が得られ、したがって、電線と機能装置２０との間の良好な電気的結合を得ることができる。

さらに、電線をその圧着後に電気的接続装置にはんだ付けすると有利である。実際、圧着リングはこの場合、はんだ継手のはんだが毛管作用により電線の自由部分中に侵入するのを阻止する。

電子システム１２は、電子モジュール１４を保護するジャケット３０を更に有する。図２及び図３に示されたこのジャケット３０は、一方において、２つのシェル半部３４ａ，３４ｂによって形成されたケース３２と、他方において、このケース３２を充填した樹脂３６とから成っている。樹脂は、電子モジュール１４がケース３２内でシフトするのを阻止し、それにより、電子モジュールを電子システムが受ける場合のある衝撃から保護する。

図２は、２つのシェル半部３４ａ，３４ｂを電子モジュールに取り付ける前の電子システム１２を示し、図３は、２つのシェル半部３４ａ，３４ｂを取り付けた後の電子システム１２を示している。

２つのシェル半部３４ａ，３４ｂは、各々、ほぼ円錐形の形をしている。円錐の底は、シェル半部を電子モジュールに取り付けると、互いに接触する。各シェル半部３４ａ，３４ｂは、電線の自由部分２８ａ，２８ｂを案内する直線状手段を形成するよう自由部分２８ａ，２８ｂを部分的に覆う。この目的のため、各シェル半部の頂部又は先端部は、電線の自由部分を通すオリフィス３８ａ，３８ｂを有している。

各シェル半部３４ａ，３４ｂは、これが円錐の形をしているので、その底からその頂まで剛性を減少させる電線案内手段を形成し、即ち、この案内手段の剛性は、電子モジュール１４の方向に増大する。これにより、電子システム１２がタイヤ１０内に組み込まれた場合、電子システム１２に加わる応力の良好な分散が可能になる。剛性を増大させるこれら案内手段が設けられていない場合、応力は、圧着リング２４ａ，２４ｂ上に局所化され、それにより、電線と電子モジュールとの間の結合の脆弱さが増大する。

最後に、シェル半部３４ａ，３４ｂは、２本の電線の自由部分２８ａ，２８ｂがほぼ同軸であるように位置決めされる。かくして、電線により電子モジュール１４に及ぼされる力は、補償される傾向がある。

本発明は、上述の実施形態には限定されない。

実際、図４は、ケース３２の２つのシェル半部の変形例を有する本発明の電子装置を示している。

図示していない別の変形例によれば、ジャケットは、適当な形状に従って連続的に成形された剛性が漸減する１つ又は２つ以上の層をなしてモジュール及び電線上に成形される樹脂で構成される。これら樹脂は、熱可塑性材料、熱硬化性材料、又はゴム材料で作られるのがよい。

本発明は、図示すると共に説明した例には限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の種々の改造例を想到できる。

本発明の電子システムを備えたタイヤの略図である。 図１に示された電子システムの分解組立て図である。 図２の電子システムの略図である。 図２に示された電子システムの変形例の略図である。

符号の説明

１０ タイヤ
１２ 電子システム
１６ａ，１６ｂ 電線
２０ 機能装置
２２ａ，２２ｂ 電気的接続装置
２４ａ，２４ｂ 機械的固定装置
３０ ジャケット
３２ ケース

Claims (20)

1. 変形可能な要素、例えばタイヤ（１０）、タイヤのパッチ、又は車両のサスペンションに用いられる変形可能な要素内に組み込まれるよう設計された電子モジュール（１４）であって、支持体（１８）に固定された機能装置（２０）と、電線（１６ａ，１６ｂ）を前記機能装置（２０）に電気的に接続する少なくとも１つの装置（２２ａ，２２ｂ）とを有する電子モジュールにおいて、
   前記電気的接続装置（２２ａ，２２ｂ）とは別体であって、前記電線（１６ａ，１６ｂ）を機械的に固定する装置（２４ａ，２４ｂ）を更に有し、前記機械的固定装置は、前記電線を前記支持体（１８）に機械的に固定する電子モジュール（１４）。
2. 前記電線（１６ａ，１６ｂ）を機械的に固定する前記装置（２４ａ，２４ｂ）は圧着手段を備えている請求項１記載の電子モジュール（１４）。
3. 前記電線を機械的に固定する前記装置（２４ａ，２４ｂ）は、スナップ嵌め手段を備えている請求項１又は請求項２記載の電子モジュール（１４）。
4. 前記電線を機械的に固定する前記装置（２４ａ，２４ｂ）は、接着手段を備えている請求項１乃至３の何れか１項記載の電子モジュール（１４）。
5. 前記電気的接続装置（２２ａ，２２ｂ）のところで終端する、前記電線のための通路を有し、前記機械的装置（２４ａ，２４ｂ）は、前記電気的接続装置（２２ａ，２２ｂ）の上流側で前記通路に設けられている請求項１乃至４の何れか１項記載の電子モジュール（１４）。
6. 前記機械的固定装置（２４ａ，２４ｂ）は、前記電線の外側絶縁体に被着されるよう形作られている請求項１乃至５の何れか１項記載の電子モジュール（１４）。
7. タイヤ内に組み込まれるよう設計された電子システム（１２）であって、請求項１乃至６の何れか１項記載のモジュール（１４）と、前記モジュールに結合された部分（２６ａ，２６ｂ）及び自由部分（２８ａ，２８ｂ）を含む少なくとも１本の電線（１６ａ，１６ｂ）とを有し、前記電線の前記結合部分（２６ａ，２６ｂ）は、前記電気的接続装置（２２ａ，２２ｂ）に接続されると共に前記機械的固定装置（２４ａ，２４ｂ）によって前記モジュール（１４）に固定されている電子システム（１２）。
8. 前記電線（１６ａ，１６ｂ）は、はんだ付けにより前記電気的接続装置（２２ａ，２２ｂ）に接続されている請求項７記載の電子システム（１２）。
9. 前記モジュール（１４）及び前記電線の前記結合部分（２６ａ，２６ｂ）を保護するジャケット（３０）を更に有する請求項７又は請求項８記載の電子システム（１２）。
10. 前記ジャケット（３０）は又、前記自由部分（２８ａ，２８ｂ）を案内する手段を形成するよう前記電線の前記自由部分（２８ａ，２８ｂ）の一部を保護する請求項９記載の電子システム（１２）。
11. 前記案内手段は、前記自由部分（２８ａ，２８ｂ）を直線状に案内する、請求項１０記載の電子システム（１２）。
12. 前記モジュール（１４）に接続された２本の電線（１６ａ，１６ｂ）を有し、前記ジャケット（３０）は、前記２本の電線の前記自由部分（２８ａ，２８ｂ）がほぼ同軸であるように形作られている請求項１１記載の電子システム（１２）。
13. 前記案内手段は、前記モジュールの方向に剛性を高める手段である請求項１０乃至１２の何れか１項記載の電子システム（１２）。
14. 前記ジャケット（３０）は、前記モジュール及び前記電線上に成形された樹脂で作られている請求項９乃至１３の何れか１項記載の電子システム（１２）。
15. 前記ジャケット（３０）は、前記モジュール及び前記電線上に連続的に成形された剛性が漸減する幾つかの樹脂層で構成されている請求項９乃至１３の何れか１項記載の電子システム（１２）。
16. 前記ジャケット（３０）は、前記モジュールを収容したケース（３２）と、前記ケースを充填する前記樹脂（３６）を備えている請求項９乃至１３の何れか１項記載の電子システム（１２）。
17. 前記ケース（３２）は、２つのシェル半部（３４ａ，３４ｂ）により形成されている請求項１６記載の電子システム（１２）。
18. 前記ジャケットは、全体としてローラの形をしている請求項９乃至１７の何れか１項記載の電子システム（１２）。
19. 請求項７乃至１８の何れか１項記載の電子システムが組み込まれた車両用タイヤ。
20. 請求項７乃至請求項８を必然的に引用項とする請求項１８の何れか１項記載のシステム（１２）を得る方法であって、前記電線をはんだ付けする前に前記電線を固定する方法。

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