JP2532294Y2 - 集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイヤ - Google Patents

集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイヤ

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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、タイヤの識別と圧力デ
ータの送信に用いるため、タイヤ構造内に集積回路応答
器が取り付けられている空気タイヤに関するものであ
る。詳しくは、本考案は圧力信号変換器が空気タイヤと
応答器に組み合わされたものである。
【０００２】
【従来の技術】応答器は、電気エネルギー源を持たず、
タイヤ外の発信源から発する『呼びかけ』信号の受信に
依存する受動性の装置である。この呼びかけ信号は、該
集積回路応答器内の回路要素によって整流され、次に該
応答器は、この整流された信号を電気エネルギー源とし
て利用し、タイヤを識別するために数値コード化された
電気信号の送信に用いる。各タイヤ毎に、それぞれ独自
の識別番号または識別コードを用いることができる。
【０００３】１９９０年３月２７日に発布され、ダンそ
の他に譲渡された米国特許４，９１１，２１７号がここ
に参照されるが、この特許は、空気タイヤに用いるのに
適した市販の集積回路応答器を開示し、さらに電場で結
合された呼びかけ器・応答器システムを開示している。
米国特許４，９１１，２１７号の開示内容は、参考のた
めにここに挿入されているが、以下においてダン特許と
呼ぶこととする。 上記に代わる集積回路も、テキサス
州オースチンのテキサスインスツルメンツ社から市販さ
れていて、テキサスインスツルメンツ登録・識別システ
ム用として『ティリス』という登録商標で販売されてい
る。この集積回路は理想的とはいえないが、市販されて
いるので使用できる。米国特許４，９１１，２１７号に
開示されている集積回路も、空気タイヤ内に設置して、
本考案の具体化に成功した唯一の集積回路であるので、
使用できる。
【０００４】空気タイヤの製造において、その工程中で
きるだけ早い段階でそれぞれのタイヤに固有の数値識別
コードを与えることが望ましい。また、この識別コード
は、製造工程においても、タイヤの寿命がある間におい
ても、容易に識別可能なものでなければならず、しか
も、タイヤのトレッドを交換してもこれに影響されず識
別できなければならない。また、タイヤが、通常の場合
のようにスチールまたはアルミニュウムの車輪に取り付
けられているか、もしくは複輪アセンブリーに取り付け
られているならば、在庫管理、記録保持および保証の確
定に用いいるため、タイヤ所有者やユーザは容易にタイ
ヤの識別を行えなければならない。さらに、タイヤ製造
上の問題が生じた時、その原因は、製造工程においてタ
イヤ識別が可能ならば、タイヤ識別ができない場合より
も、はるかに容易に確認することができるので、それ
は、品質管理にとって特に重要なことである。制御され
ていない工程パラメータを検出したり、もしくは、機械
類の磨耗、故障または調整不良を検出するため、タイヤ
識別コードに基づいて統計的工程管理やその他の方法を
用いることができる。しかし実際には、タイヤ内に無線
周波数応答器が挿入されていなければ、この様なタイヤ
識別による利便を享受することはできない。この応答器
は、高価ではなく、信頼性が高く、しかもタイヤもしく
はタイヤが取り付けらている車輪の周辺のどこからでも
その信号を読み取れ、そのうえ製造工程に耐えられ、製
造中にも作動し、かつタイヤの寿命やトレッド交換可能
性に悪影響を与えないものでなければならない。
【０００５】応答器によってタイヤの識別を行う外、タ
イヤ内の圧力に関するデータも送信できることが望まし
い。こうした基本設計概念は、１９８９年２月１日付け
のＥＰＡ０３０１１２７号（第１４欄）に記載されてい
るが、この特許は、テキサスインスツルメンツアメリカ
有限責任会社に譲渡されたもので、かつテキサスインス
ツルメント社の上記集積回路がこれにも記載されている
はずである。
【０００６】コロラド州のバウルダーデストロン／ＩＤ
Ｉ社は、特許協力条約に基づき１９９０年１０月１８日
付けの公示番号ＷＯ９０／１２４７４号として公示され
た国際特許出願に記載の車両タイヤ識別システムを提案
している。この公示された出願の８頁、請求項８には、
タイヤの状況を感知する手段の利用が示唆されている。
公示された特許の中には、ミルハイザーに与えられた米
国特許４，７３０，１８８号もあって、これにも、ダン
社特許に開示されている応答器に類似の応答器が記載さ
れている。
【０００７】ガラスクの所有する米国特許第４，５７
８，９９２号にその例があるように、圧力データを伝送
するエレクトロニクス回路要素と共に、空気タイヤ内で
圧力信号変換器を用いる方法も良く知られている。しか
し、この種のタイヤ圧力データシステムは、タイヤ環境
に特有の問題に悩まされている。このような問題には、
タイヤ車輪システムに圧力信号変換器とエレクトロニク
ス装置を挿入するとによる、タイヤに対する悪影響の可
能性と共に、タイヤとエレクトロニクス部品が酷使され
ることも含まれている。
【０００８】
【考案が解決しようとする課題】本考案の課題は、タイ
ヤ周辺のどのような場所からも望みのタイヤ数値識別コ
ードとデータの送信を受信できるようにすると共に、上
記の問題を克服できる方法を供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本考案においては、空気
タイヤ内に挿入されている集積回路応答器の中に圧力信
号変換器が組み込まれている。この応答器によってタイ
ヤ識別コードと圧力データの無線周波数送信が行われ
る。
【００１０】より詳細には、集積回路応答器は、タイヤ
の識別に用いるため、もしくは応答器の記憶位置に蓄積
されたタイヤ圧力データを送信するため、空気タイヤの
構造内に設置される。タイヤには、間隔を置いて２本の
ビードがあり、それぞれには巻線またはケーブルのスチ
ールワイヤからなる環状張力材が入れられている。タイ
ヤには、トレッド、サイドウオール、インナーライナー
および幾つかのプライがあり、そのプライの少なくとも
一つは環状張力材の間に延びている連続プライである。
連続プライ（カーカスプライとも言う）の各先端は、環
状張力材の周囲を外側に向かって、軸方向および径方向
に巡るように折り返されている。応答器は、アンテナを
備え、かつ、タイヤに接しているか、またはタイヤから
離れている発信源から発する発振電界または磁界に応答
する電気信号を送信することができる。
【００１１】上述のように、応答器の中には圧力信号変
換器が組み込まれている。応答器のアンテナは、環状張
力材の一つに隣接していて、この環状張力材への電界ま
たは磁界結合を確保している。応答器は、その圧力信号
変換器を含めて連続プライの軸方向の内側に設置され
る。圧力信号変換器はタイヤ内圧に感応する。具体例で
は、圧力信号変換器は、ピエゾ抵抗変換器、シリコン容
量性圧力信号変換器、可変抵抗導電インク層および可変
コンダクタンスエラストマー合成材よりなる装置のグル
ープ内から選択されたものである。
【００１２】応答器は、ダン特許に記載されているよう
な電界結合を行うアンテナのリード線により、対応する
環状張力材に連結することができる。これに代わる方法
としては、具体例のように、『タイヤ識別に用いられ
る、空気タイヤ内のコイルアンテナ付き集積回路応答
器』という名称で本特許出願と同時に提出され、一般譲
許された米国特許出願０７／６７６，１５３号に記載の
方法によって、環状張力材への電磁結合を行うこともで
きる。本考案と、上記の出願に開示された発明の基本設
計概念は同じなので、以後、この出願における本考案の
考案者とその共同考案者はこの二つの考案をグッドイヤ
ーアンドラバー社に譲渡する義務がある。
【００１３】
【実施例】本考案と実用新案登録請求の範囲の理解を容
易にするため、空気タイヤに関する用語定義を以下に示
す。
【００１４】『軸方向の』と『軸方向に』とは、ここで
はタイヤの回転軸に平行な線または方向という意味であ
る。
【００１５】『ビード』とは、プライコードにより被覆
された成形環状張力材からなるタイヤ部分で、これに
は、設計リムに取り付けるための他の補強材、フリッパ
ー、チッパー、アペックス、トウガード、シェイファな
どが含まれる場合と、含まれない場合がある。
【００１６】『ベルト』とは、トレッドの下に位置し、
ビードに固定されていない、幾本かの平行なコードを撚
ったプライ、または、撚っていないこうしたコードから
なるプライで、タイヤ赤道面に対し左または右に１７°
から２７°の傾斜コード角を有する。
【００１７】『ブレーカー』とは、ベルトに較べてより
包括的な用語で、赤道面に対して傾斜しているコード角
を持つトレッドの下にあって、タイヤ赤道面に対し左ま
たは右に９０°までの傾斜角を有し、固定されていない
幾つかのプライを含む。
【００１８】『カーカス』とは、ベルト構造、トレッ
ド、アンダートレッドおよびプライ上のサイドウォール
ゴムを除くが、ビードを含むタイヤ構造である。
【００１９】『コード』とは、タイヤ内のプライを構成
する幾つかの補強ストランドの一本を指す。
【００２０】『コード角』とは、赤道面に対して各コー
ドがなす傾斜角のことで、タイヤ平面図の左または右に
傾いている。
【００２１】『赤道面（ＥＰ）』とは、タイヤの回転軸
に垂直な面で、かつタイヤのトレッドの中央を通る面の
意である。
【００２２】『内側』とはタイヤの内側に向かう意味
で、『外側』とはタイヤの内側に向かう意である。
【００２３】『インナーライナー』とは、チューブレス
タイヤの内側面を形成し、タイヤ内の充填流体を収める
エラストマーまたはその他の材料の一枚の層または複数
の層を指す。
【００２４】『プライ』とは、特に他の定義が示されて
いなければ、ゴム被覆されている幾本かのコードの連続
している層を指す。
【００２５】『空気タイヤ』とは、ビードとトレッドを
有し、一般的にトロイド形（通常、円環面体）で、ゴ
ム、化学製品、繊維および鋼鉄もしくはその他の材料で
作られている積層の力学装置。自動車の車輪に取り付け
られて、タイヤはそのトレッドを介して引張力を生み、
自動車荷重を支える流体がその中に収められている。
『径方向』および『径方向に』とは、タイヤの回転軸に
垂直に内側に向かうか、またはこの軸から放射状に離れ
ていく方向（外側に向かう方向）の意味で使われる。
【００２６】『ラジアルプライタイヤ』とは、ビードか
らビードまで延びるプライコードがタイヤ赤道面に対し
て６５°から９０°まで傾斜しているコード角で取り付
けられている空気タイヤで、ベルトを組み込まれている
か、または周縁を制限されている空気タイヤを指す。
【００２７】『トレッド』とは成形ゴムのタイヤ構成部
品で、タイヤが正常圧で、正常な荷重を課せられててい
るとき、道路と接触するタイヤ部分であり、タイヤケー
シングと結合している。
【００２８】以下に添付の図面を参照して実施例の説明
を行うが、幾つかの図において類似の部分には同じ番号
または符号が付けられている。
【００２９】図１は、集積回路応答器２４を備えたトラ
ック用空気タイヤ２０の半分の断面図で、この集積回路
応答器（以下応答器と称す）は、スチールワイヤーから
なる環状張力材に連結される二次巻線として機能するア
ンテナコイルを有し、かつ、上述のように主巻線として
作動する。このタイヤ２０は、ラジアルプライ構造の中
型のトラックタイヤである。該タイヤには、インナーラ
イナー３０とスチールコードの９０°ラジアルカーカス
プライ３２が含まれていて、しかも、タイヤのいずれの
側においてもこのカーカスプライの各先端４７は、タイ
ヤの各ビード内でケーブルまたはスチール巻線ワイヤか
らなる、間隔を開けて並んでいる各環状張力材３６の周
囲を外側に向かって軸方向および径方向に折れ曲ってい
る。ビードには、アペックス４０と、環状張力材３６に
おいてワイヤを囲んでいる繊維質の補強フリッパー４
２、およびスチール補強のチッパー４６が含まれてい
る。一般的には、アペックスラバーは、タイヤのサイド
ウオール４４やトレッド４５のラバーよりかなり硬い。
タイヤのインナーライナー３０とスチール補強プライ３
２の間には、ゴム製のバリヤー３４が挿入されていて、
このバリヤーはタイヤのトウ部４８の近くまで延びてい
る。
【００３０】さらに、タイヤ２０には、ベルトまたはブ
レーカプライ５０と低コード角のベルトプライ５２，５
４および５６を含む、ベルト構造もしくはブレーカ構造
が組み込まれている。これらのプライはスチールコード
で補強されている。
【００３１】図６にその詳細が最も良く図示されている
応答器２４は、図１より図５までに示されているよう
に、ほぼ平面のそのアンテナコイル２５と共に、環状張
力材３６の間に延びている連続プライ３２と平行な位置
にあって、かつ環状張力材３６と隣接している。また、
応答器アンテナが、ダン社特許で開示されている電界結
合を利用していても、応答器２４は同様な位置に設置さ
れる。このような場合、二本のリード線が、応答器の集
積回路から互いに反対の方向に延びていて、しかも両リ
ード線は連続プライにほぼ平行であり、かつこれらのリ
ード線の一本は、環状張力材に近接している。具体例で
は、連続プライは非導電性コード材で補強されている。
応答器２４はプライ３２とチッパー４６双方の軸方向の
内側にある。このようにして、応答器２４は、上記の幾
つかの構成部品と、バリヤー３４およびインナーライナ
ー３０からなるエラストマー材との間に設置される。具
体例では、主巻線として環状張力材３６への二次連結の
結果、応答器呼びかけが行われている間に、応答器のア
ンテナ２５に発生する発振電圧を最大にする位置に、応
答器が設置されている。
【００３２】応答器呼びかけが行なわれている間、ほぼ
平面のアンテナ２５は、隣接する環状張力材３６に磁界
によって連結される。これが、スチール補強の連続カー
カスプライ３２をもつタイヤを使用した場合の実施例に
おけるアンテナと連結の技術である。しかし、一般的に
はスチールカーカスプライのない乗用車用タイヤ、また
はその他の種類のタイヤに使用する場合は、ダン社特許
に記載されているような電界連結の方がより安価である
か、たとえそうでなくとも、より望ましいことが判明し
ている。
【００３３】アンテナに隣接する環状張力材への磁界連
結でも電界連結でも共に、応答器２４の集積回路からそ
れぞれ反対の方向に延びている複数の延長リード線が、
アンテナに取り付けられている。実施例では、これらの
リード線は、磁界連結の場合はコイル全体を含めて、タ
イヤのカーカスプライ３２にほぼ平行である。
【００３４】図１の線２─２に沿って切断された断面図
である図２を参照すると、応答器２４は、カーカスプラ
イ３２の部域に平行な閉鎖域に設置されている、対応す
るアンテナ２５と共に図示されている。長円形または細
長のアンテナ２５の下方の長い側面は、特に図２に示さ
れているように、環状張力材３６に非常に近い（隣接し
ている）ところにある。環状張力材３６は湾曲している
が、勿論アンテナ２５は正確にこの曲率に従う必要はな
い。事実、応答器２４は、図１より図５までに示されて
いるように、カーカスプライ３２とインナーライナー３
０の間に設置されるとき、タイヤ製造中、チッパー４６
とカーカスプライ３２が従来から用いられていたタイヤ
製造ドラム上で上記のエラストマー材に貼り合わされる
前に、インナーライナー３０またはバリヤー３４に取り
付けられる。タイヤ２０を円環面体構造にすれば、作ら
れるタイヤの半径が増すにつれて、カーカスプライ３２
内の各スチールコードがずれてくるので、タイヤ製造中
アンテナ２５に何らかの歪みが生じる。理想的には、コ
イルの湾曲が環状張力材３６の湾曲に従うように、完成
されたタイヤにおけるアンテナコイルは、インゲン豆形
またはバナナ形であることが望ましい。
【００３５】応答器２４には集積回路２６が備えられて
おり、この集積回路２６は、通常その様々な構成部品と
共に符号６０で示されている回路板に取り付けられてい
る。回路板６０は、アンテナ２５を形成するワイヤを被
覆しているポリエステル絶縁材を侵さない適当なエポキ
シ樹脂またはその他の接着剤で、アンテナ２５に接着さ
れる。プリント回路板には幾つかの孔６４があって、こ
こからエラストマーを注入して、応答器２４と他のタイ
ヤ構成部品との接着を強固にすることができる。また、
応答器の製造中、プログラミングパッドとテストパッド
として用いる導電メッキ材を詰めることもできる。コン
デンサー６８はコイル巻線との並列電気接続のために備
えられており、また、このコイル巻線のリード線７２と
７４は、ダン特許に図示し、説明されているアンテナ接
続法とほぼ同様に、応答器２４の電極とその集積回路２
６に接続される。
【００３６】符号６６は、圧力信号変換器を収める回路
板６２内の、またはその上のスペースもしくは位置を示
す。実施例では、この部位には、同時に提出され、クリ
シュナン有限会社に譲渡された米国特許出願第０７／６
７５，８４２号『導電ゴム合成材』に記載されている種
類の可変コンダクタンスエラストマー合成材が収められ
ている。圧力信号変換器としてこの材料を使用する場
合、表面コンダクタンスは、エラストマー合成材と接触
している回路板６２上の導電部材を介して測定すること
ができる。材料の体積導電率もまた利用されることがあ
る。
【００３７】図２における多くのｘの列は、環状張力材
３６の周に沿って均一に配分されている磁界線を表して
いるが、その磁界の強さは変化しており、上記環状張力
材からの径方向距離の関数として指数関数的に減少して
いる。環状張力材３６は応答器２４において、磁界を二
次巻線であるアンテナ２５に結合する変圧器の主巻線と
して、作動する。
【００３８】図３は、図２の線３─３に沿って切断した
断面図で、集積回路２６の先端フレームコネクタ７８を
拡大図で示している。実施例ではその外に、応答器２４
をタイヤに挿入する前に、該応答器に付着させる接着剤
７６も示されている。また、タイヤ製造中ゴム材８０を
貼り合わせる前に、応答器２４の一方の側または両側に
取り付けられるゴム材８０と同様、フリッパー４２も図
示されている。
【００３９】当実施例では、接着剤７６は先ず下地塗
り、次に上塗りと２段階に分けて塗布される。
【００４０】下地塗りの接着剤は、ペンシルバニア州エ
リーのロード社で製造されている市販の材料である。Ａ
Ｐ１３３というこの資材は、刷毛で薄く塗るか、また
は、漬け塗りにより付着させ、余剰は応答器２４から排
流させることができる。乾燥は、塗布された装置が乾い
て触れるようになるまで、５〜１０分間室内温度で空気
中で行う。
【００４１】上塗りもまた、ロード社製の市販接着剤を
用いる。ケムロック２５０というこの資材は、刷毛で薄
く塗るか、または、漬け塗りにより付着させ、余剰は応
答器２４から排流させることができる。乾燥は、塗布さ
れた装置が乾いて触れるようになるまで、５〜１０分間
室内温度で空気中で行う。
【００４２】こうした処理を施された応答器２４は、数
枚のゴムの薄膜８０間に（片側のみか、またはその両側
に）挿入することができ、積層から空気の泡を追い出す
ために、プレスされる。この後、応答器２４は、タイヤ
製造工程の適当な時機にタイヤ内に挿入される。この応
答器２４の図示された位置においては、応答器２４は直
接、バリヤー材３４に取付けられ、インナーライナー３
０はタイヤ製造ドラムを利用して取付けられた。
【００４３】図２の線２─２に沿って切断された断面図
である図４の拡大図には、アンテナ２５と応答器２４の
他の構成部材との関係が明瞭に図示されている。また、
パッケージ集積回路２６とその先端フレーム部材７８が
表示されていると共に、アンテナ２５が環状張力材３６
のワイヤの近くに設置されていることが示されている。
【００４４】コイルリード線７２、７４は、プリント回
路板端末との接続部から出て、集積回路２６からそれぞ
れ反対の方向に延びている。接続部および構成部材２６
と６８は、エラストマー合成材とエレクトロニクス構成
部品に使用するのに適当なエポキシ樹脂またはその他の
適当なカプセル材で被覆する。この実施例で用いられて
いる被覆材は、カリフォルニア州に本社のあるデックス
ター社のエレクトロニクス材部（ニューヨーク市オリー
ン）から入手できるハイソルＥＰ４３２２−ＥＳ４３２
２およびハイソルＥＰ４３４０−ＥＳ４３４０である。
【００４５】図５では、応答器が呼びかけ信号を受信し
ている間、環状張力材３６から発している磁力流線２９
に関連して、応答器２４の上述の位置が模式図によって
示されている。応答器２４と応答器内の部位６６にある
圧力信号変換器は、インナーライナー３０と連続プライ
３２の間にある。詳述すれば、圧力信号変換器と応答器
は、インナーライナーとスチール補強のカーカスプライ
３２またはチッパー４６の間にある。カーカスプライ３
２に沿っているチッパーは、環状張力材３６の周囲の外
側を軸方向および径方向に回って折り返されている。こ
れによって、応答器の励起とそのデータの伝送のために
望みの磁界結合が可能になるばかりでなく、環状張力材
３６とアペックス４０と共にスチール補強されているカ
ーカスプライ３２とチッパー４６が、圧力信号変換器に
対する剛性裏当てになるという利点もある。充填された
空気タイヤ内の圧力は、エラストマーインナーライナー
材を介して、さらにエラストマーバリヤープライ３４が
あれば、このプライをも介して、部位６６（図２、３お
よび６参照）にある圧力信号変換器に伝送される。回路
板６２もまた、圧力信号変換器の剛性裏当てになる場合
がある。
【００４６】製造済みのタイヤに、タイヤパッチ盤また
は同種の部材もしくは装置を用いて、インナーライナー
３０の軸方向内側に、応答器２４および圧力信号変換器
を挿入して、取付けることができる。しかしながら、こ
のように応答器と圧力信号変換器をタイヤ製造後に取り
付けることは、磁界結合が弱まり、圧力信号変換器の裏
当ての剛性も低下するので、図５に示されている設置方
法に較べて、あまり望ましいものではない。
【００４７】図６の鎖線は、アンテナ２５によって封鎖
される部域を定める中央点の位置を示し、この具体例の
アンテナコイルに含まれている巻線７０の中点に当た
る。図に示されているように、アンテナ２５は基本的に
平面的で、言い換えれば、コイル部域に垂直な方向のそ
の断面寸法は、この部域の縦横の寸法に比してはるかに
小さい。
【００４８】回路板６２の孔または部位６６は、応答器
に挿入されている圧力信号変換器のためにある。図１に
示されているように、応答器はインナーライナー３０と
カーカスプライ３２の間にあるか、または、パッチ盤も
しくは同様な装置を用いてタイヤの軸方向の内側に取り
付けられる。
【００４９】圧力信号変換器は、上述のように圧力を検
知するエラストマー材から作ることができるが、マサチ
ューセッツ州ボストンのテクスキャン社で市販している
ような薄膜材に導電インクを塗布して作ることもでき
る。このテクスキャン材は、かけられた圧に応じてその
導電率が変化する。これらの代わりに、回路板において
応答器２４の部位６６にある圧力信号変換器は、シリコ
ンピエゾ抵抗圧力信号変換器またはシリコン容量性圧力
信号変換器にすることもできる。勿論、集積回路２６へ
の適当な接続と実際の圧力の検出に用いるデータ翻訳も
行う必要があり、また、圧力感知器データを数値化し、
集積回路内に収められている記憶装置に貯蔵されている
タイヤ識別データに従って、もしくはこの識別データと
は別に、上記の数値化された感知データを送信するた
め、該集積回路には、計器または記録器もしくはその他
の手段を取付けることができる。
【００５０】実施例では、応答器２４と共に用いられて
いる圧力検知器の作業温度範囲は、１１０°Ｃまでで、
ほぼ１７７°Ｃのタイヤ製造温度に耐えられる。トラッ
ク用タイヤに応用する場合は、圧力検知器の作業圧力範
囲は、約５０〜１２０ポンド／平方インチで、また、こ
の検知器が挿入されるタイヤ製造時に、４００ポンド／
平方インチの圧力に耐えることができなければならな
い。精度は、その不正確性のあらゆる要因の総計を含
み、全体のプラスまたはマイナス３% 程度でなければな
らない。圧力信号の繰返し可能性と安定性は、固有の精
度範囲に対応できなければならない。勿論、電気信号が
好ましく、この電気信号は、可変の電圧、電流、静電容
量または抵抗に関するものである。
【００５１】実施例では、圧力信号変換器は、その設計
とユニット化に最も便利なように、プリント回路板６０
の中もしくはその上に取り付けられる。電気的接続は、
応答器の集積回路２６内の回路要素と回路板になされな
ければならない。集積回路は、圧力感知器内に含まれる
変換器に電圧または電流を供給する。圧力信号変換器が
発する信号を数値データに変換して、応答器が呼びかけ
られている間に集積回路２６がこのデータを伝送するの
に必要な回路要素部は、上記のように集積回路２６に収
めることもできるし、または別の装置内に含ませること
も可能である。圧力信号変換器には、ＲＲジュンジェル
ガボット社の技術報告書ＲＧ−１２８（第２版）の文書
『導電性のための化合』に記載されているような可変導
電性を有する別のエラストマー材を用いることもでき
る。この場合、エラストマー材は、図２および３に示さ
れている部位６６にある孔に入れられる。
【００５２】圧力信号変換器がプリント回路板６２上に
取り付けられている場合、プリント回路板は、カーカス
プライ３２および／またはチッパー４６により形成され
ている剛性部分間に設置される。従って、充填状態の空
気タイヤ内の圧力は、インナーライナー３２とバリヤー
プライ３４またはその他の部材（たとえば、エポキシ樹
脂はシリコン容積性圧力感知器のダイアフラムの向こう
側にあっても、これにかかる力をダイアフラムに伝達す
ることができる）を通して、プリント回路板上に取り付
けられた圧力信号変換器に伝えられる。タイヤ圧は、圧
力信号変換器を覆うエラストマーのインナーライナーと
バリヤーまたはその他の部材が存在するため、幾分その
大きさを減じながらも、剛性のプリント回路板および補
強プライ材のカーカスプライ３２とチッパー４６がある
からこそ、圧力信号変換器に感知されるのである。
【００５３】もし圧力信号変換器が、ジョージ有限会社
に１９７５年に認められた米国特許３．８９３．２２８
号またはグラッグジュニアに１９８２年に発行された米
国特許４，３１７，１２６号に記載されているようなピ
エゾ抵抗装置であれば、もしくは、ミッコーに１９８７
年に出された米国特許４，７０１，８２６号に図示され
ていたようなシリコン容積性圧力感知器であれば、その
圧力信号変換器は４平方ミリメートル以下の寸法である
ことが望ましい。また、たとえば静電容量の変量を電
圧、電流または周波数の変量に転換するために、圧力信
号変換器には、これと不可分な回路要素が含まれてい
る。容量性の変量を電圧と電流の変量に転換するための
回路要素は、メイヤーに１９８３年に認められた米国特
許４．３９２，３８２号とマクナマラに１９８４年に認
められた米国特許４．４４６，４４７号にそれぞれ図示
されている。
【００５４】圧力信号変換器の熱ヒステリシスも圧力ヒ
ステリシスも、その信号全出力範囲の１% を越えてはな
らない。電圧をかけられてからの応答器の応答時間は、
１ミリ秒でなければならないとはいえ、この応答時間
は、電流レベルを低く保つために延長することもでき、
集積回路応答器の条件と、タイヤ識別データと共に圧力
データを送信する該応答器の性能に依存する。乗用車用
のタイヤに利用する場合、圧力範囲は約１５ｐｓｉから
６０もしくは８０ｐｓｉまでである。
【００５５】上述のように、応答器回路板６２は、その
上にコンデンサ６８が設置されていて、このコンデンサ
はコイル２５と並列に接続されている。その結果、並列
共振回路が作られる。コイル２５の部域の大部分は、タ
イヤになった時点ではエラストマーと接合しているの
で、この方が望ましいのであるが、タイヤは付随的にカ
ーカスプライ３２を形成する合成構造より柔軟であるか
ら、共振周波数はその影響を受ける。従って、構成部品
を適宜調整することが必要になる。４６０．８kHｚ と
いう望みの周波数で、空気中の共振周波数は約１０kHz
減少されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】集積回路応答器を備え、この応答器にはコイル
アンテナと圧力信号変換器が挿入されている、トラック
用のラジアルプライスチール補強タイヤの半分の断面図
である。
【図２】図１のタイヤ内に、アンテナコイルと圧力信号
変換器を含む、集積回路変換器の拡大断面図である。
【図３】図２に示されている集積回路変換器とアンテナ
コイルをさらに拡大し、図２にの線３−３に沿って切断
した断面図である。
【図４】図２を切断線４−４で切った、図５の縮尺で拡
大した図である。
【図５】空気タイヤのビード部域の模式図である。
【図６】タイヤ構造から分離した、集積回路応答器とそ
のアンテナコイルおよび圧力信号変換器を示す図であ
る。
【符号の説明】
２０ タイヤ ２２ トレッドエッジ ２４ 応答器 ２５ アンテナ ２６ 集積回路 ２９ 磁力流線 ３０ インナーライナー ３２ カーカスプライ ３４ バリヤー ３６ 環状張力材 ４０ アペックスラバー ４２ フリッパー ４４ サイドウォール ４５ トレッド ４６ チッパー ４７ プライの先端 ５０ ブレーカプライ ５２，５４，５６ ベルトプライ ６０ 回路板 ６２ 回路板 ６４ 孔 ６６ 部位 ６８ コンデンサー ７０ 巻線 ７２，７４ リード線 ７６ 接着剤 ７８ コネクター ８０ ゴム材
フロントページの続き (73)実用新案権者 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒ ｅｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316 −0001，Ｕ．Ｓ．Ａ． (72)考案者 ゲイリー トーマス ベルスキー アメリカ合衆国 44646 オハイオ州 マシロン エヌ．ダブリュ． フェイエ ット アヴェニュー 7999 (72)考案者 ウィリアム フランク ダン アメリカ合衆国 44224 オハイオ州 ストウ ノッティンガム レーン 4730 (56)参考文献 特開 昭55−72409（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−501939（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−132705（ＪＰ，Ｕ)

Claims (14)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タイヤの識別およびタイヤ圧力データを
    送信するため、空気タイヤの構造内に設置される集積回
    路の応答器を具備する空気タイヤが、間隔を置いて設け
    られたスティールワイヤを有する２本のビードとトレッ
    ド、サイドウォール、インナーライナーおよび幾つかの
    プライを有し、そのプライの少なくとも一つは環状張力
    材の間に延びている連続プライで、この連続プライの各
    先端は、ビードの周囲を外側に向かって、軸方向および
    径方向に回るように折り返されており、かつ、前記応答
    器は、アンテナを備えており、タイヤに接しているか、
    またはタイヤから離れている発信源から発する発振電界
    または磁界に対して応答する電気信号を送信し、かつ、
    圧力信号変換器を有する、前記集積回路応答器付き空気
    タイヤにおいて、 応答器の中には圧力信号変換器が組み込まれており、応
    答器のアンテナは、ビードの一つに隣接し、これに印加
    される電界または磁界に結合し、また前記応答器は、そ
    の圧力信号変換器を含めて連続プライの軸方向の内側に
    位置し、圧力信号変換器はタイヤ内圧に感応することを
    特徴とする、応答器および圧力信号変換器を有する空気
    タイヤ。
  2. 【請求項２】 応答器が応答器呼びかけが行われている
    間、電界によりビードに結合されるアンテナリード線を
    有する請求項１に記載の、集積回路応答器と圧力信号変
    換器付き空気タイヤ。
  3. 【請求項３】 圧力信号変換器が、タイヤのインナーラ
    イナーと連続プライの間に設置され、インナーライナー
    を通じて、タイヤ内圧を感知する請求項１に記載の、集
    積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイヤ。
  4. 【請求項４】 圧力信号変換器が、タイヤのインナーラ
    イナーと連続プライの間に設置され、インナーライナー
    を通じて、タイヤ内圧を感知する請求項２に記載の、集
    積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイヤ。
  5. 【請求項５】 応答器のアンテナには、集積回路から互
    いに反対の方向に延びている複数のリード線が取り付け
    られていて、これらのリード線はほぼタイヤの連続プラ
    イに平行である請求項１に記載の、集積回路応答器と圧
    力信号変換器付き空気タイヤ。
  6. 【請求項６】 応答器が、応答器呼び出しが行なわれて
    いる間、電界によりビードに結合されるアンテナリード
    線を有する請求項５に記載の、集積回路応答器と圧力信
    号変換器付き空気タイヤ。
  7. 【請求項７】 アンテナがほぼ平面のコイルで、このア
    ンテナコイルの平面はほぼタイヤの連続プライに平行で
    ある請求項５に記載の、集積回路応答器と圧力信号変換
    器付き空気タイヤ。
  8. 【請求項８】 アンテナコイルと圧力信号変換器が、ビ
    ードの径方向の外側で、かつ、タイヤのインナーライナ
    ーと連続プライの間に設置され、インナーライナーを通
    じて、タイヤ内圧を感知する請求項７に記載の、集積回
    路応答器と圧力信号変換器付き空気タイヤ。
  9. 【請求項９】 圧力信号変換器が、ピエゾ抵抗変換器、
    シリコン容量性圧力信号変換器、可変抵抗導電インク層
    および可変コンダクタンスエラストマー合成材よりなる
    装置のグループの中から選択されたもので、電気的に応
    答器の集積回路に結合され、この集積回路は、応答器呼
    びかけが行なわれている間、圧力信号変換器の応答を応
    答器によって送信される数値信号に変換する請求項１に
    記載の、集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイ
    ヤ。
  10. 【請求項１０】 圧力信号変換器が、ピエゾ抵抗変換
    器、シリコン容量性圧力信号変換器、可変抵抗導電イン
    ク層および可変コンダクタンスエラストマー合成材より
    なる装置のグループの中から選択されたもので、電気的
    に応答器の集積回路に結合され、この集積回路は、応答
    器呼びかけが行なわれている間、圧力信号変換器の応答
    を応答器によって送信される数値信号に変換する請求項
    ２に記載の、集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気
    タイヤ。
  11. 【請求項１１】 圧力信号変換器が、ピエゾ抵抗変換
    器、シリコン容量性圧力信号変換器、可変抵抗導電イン
    ク層および可変コンダクタンスエラストマー合成材より
    なる装置のグループの中から選択されたもので、電気的
    に応答器の集積回路に結合され、この集積回路は、応答
    器呼びかけが行なわれている間、圧力信号変換器の応答
    を応答器によって送信される数値信号に変換する請求項
    ３に記載の、集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気
    タイヤ。
  12. 【請求項１２】 圧力信号変換器が、ピエゾ抵抗変換
    器、シリコン容量性圧力信号変換器、可変抵抗導電イン
    ク層および可変コンダクタンスエラストマー合成材より
    なる装置のグループの中から選択されたもので、電気的
    に応答器の集積回路に結合され、この集積回路は、応答
    器呼びかけが行なわれている間、圧力信号変換器の応答
    を応答器によって送信される数値信号に変換する請求項
    ５に記載の、集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気
    タイヤ。
  13. 【請求項１３】 応答器と圧力信号変換器が、インナー
    ライナーの軸方向内側に取り付けられている請求項１に
    記載の、集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイ
    ヤ。
  14. 【請求項１４】 応答器と圧力信号変換器が、インナー
    ライナーの軸方向内側に取り付けられている請求項５に
    記載の、集積回路応答器と圧力信号変換器付き空気タイ
    ヤ。
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