JP4309272B2 - データ送信用の内蔵型無線装置 - Google Patents

Description

本発明は無線装置に関し、より詳しくは、データ送信用の内蔵型無線装置に関する。

我々の先願英国特許出願ＧＢ−Ａ−２３１５４６は、無線装置がデータを送信するために使用される様々な配置を提案している。使用される無線装置は、二つの要素、すなわち、送信データのソースである無線デバイスと、その無線デバイスによる通信のために使用される一つ以上のアンテナとを備えている。アンテナと無線デバイスとの組み合わせは、試験用の実験室条件下では容易に作り出せるが、比較的厳しい環境下でアンテナと無線デバイスとの組み合わせを実現することは、相当な実際的困難を伴う。
特許出願ＧＢ−Ａ−２３１５４６

具体的な問題を生じる一つの環境は、車両のタイヤの環境である。無線デバイスは、例えば、車両のタイヤ内の温度や圧力を示す無線信号を発生したり、タイヤの使用履歴に関する情報を出力したりするために使用することができるが、車両のタイヤの環境は、無線デバイスと通信する無線技術の実施に対して多くの困難を生じさせる。特に、このタイプの無線デバイスで通常使用される周波数では、必要とされるアンテナは一般に、可撓性であり、また、長さが数十センチメートルである。それとは対照的に、センサーパッケージは、剛性であり、通常１０ｍｍ平方未満で厚さも５ｍｍ未満と非常に小型である。アンテナのそのサイズのため、実際問題として、アンテナは、タイヤの材料に固定するか又は材料中に埋め込まなければならない。このタイヤ材料は、タイヤを支持しているホイールが回転するに伴いかなりの撓みを受ける。このような撓みが繰り返されると、アンテナと比較的小型で剛性のパッケージとの間に信頼性ある接続を維持することが非常に困難となる。

本発明は、上記の問題を解決したデータ送信用の内蔵型無線装置を提供するものであり、当該本装置は：
変形可能なアンテナを支持する弾力的に変形可能なパッチと；
前記パッチの一方の主表面から直立して一体に成形されているポストであり、前記ポストの前記パッチから遠方に位置する方の端部が、前記アンテナによる送信用のデータを出力する無線デバイスのための取付台を構成する、前記ポストと；
前記アンテナから、前記ポストの前記パッチから遠方に位置する方の前記端部まで延びて、前記パッケージに接続する導電体と；
を備える。

パッチの一つの主表面から直立しているポストを備えることによって、そのポストのパッチから遠方に位置する方の端部に、使用中にパッチが受ける機械的ひずみから実質的に切り離されている取り付け手段を設けることができる。実質的に、パッチに加わるひずみがポストの基部に伝達されたとしても、このようなひずみは、ポストのパッチから遠方に位置する方の端部には殆んど伝達されない。

本発明のある特定の好ましい実施例では、ポストとパッチは、弾力的に変形可能な材料、例えば、ゴムから一体成形される。

本発明のある特定の使用例では、パッチは、ポストがタイヤの内部空間に向かって延びてゆく主表面とは反対側の主表面で接着剤で固定される。パッチの材料を適切に選択することによって、パッチは、タイヤの内部表面に対して容易に適合し、また、従来の接着技法を使用してタイヤの内部表面に接着剤で結合することが可能である。無線デバイスは、パッチがタイヤに固定された後、又は、上記の好ましい実施例の場合、装置の製造中に、ポストに固定するようにしてもよい。言い換えれば、アンテナと無線デバイスとを備えた完成した無線装置を、製造中にパッチとポストと一緒に組み立てて、従来の接着技法によって既存のタイヤに容易に組み込むことが可能な完全なユニットとすることもできる。未熟練工によってもしかるべき位置に容易に固定することが可能な予め組立てられたアセンブリとして無線装置完成品を提供することが可能であるということは、本発明の重要な実際上の利点である。

本発明は、添付図面を参照した、単に例示として示す好ましい実施例の以下の説明からよりよく理解されるであろう。

まず図１を参照すると、図示されている装置１は、適切な弾力性の変形可能な材料、例えば、シリコーンゴム製のパッチ３にモールディングされているジグザグ状ダイポールアンテナ２を備えている。このアンテナ２は、適切に変形可能な材料、例えば、可撓性編組線から形成されている。この材料とアンテナの形状とを組み合わせるということは、パッチ３がひずむと、ダイポールアンテナは苦もなく変形し得ることを意味する。

パッチ３と同じ材料でパッチ３と一体成形されたポスト４は、パッチの一方の主表面５から上方に延びている。パッチ３の一方の主表面から測定したポストの長さは、パッチ３から遠い方のポストの端部６が、使用中にパッチ３が受けるすべての機械的ひずみから実質的に切り離されるような長さである。ポスト４の端部６は、アンテナ２による送信用の適切な無線信号を発生する、例えば表面弾性波デバイスのような手段と一緒に、センサー又は他のデータソースを含むパッケージに対する取付台を構成する。ワイヤ７は、ポスト４から突出して、パッケージに接続するためのピンを構成する。ワイヤ７は、アンテナ２に接続される。

使用時、上記の装置は、例えば接着剤によって、車両タイヤ９の内部表面８に固定される。タイヤの使用中は、パッチを固定している領域は、かなりの変形を繰り返し受けることは理解されよう。パッチ３が弾力的に可撓性であるという性質と、アンテナ２が変形可能であるという性質のため、上記の変形を容易に吸収することができる。しかしながら、ポスト４の頂部に取り付けられたパッケージは、パッチが受けるひずみから実質的に切り離されており、従って、ワイヤ７に対する強靭な電気的接続を容易に実現することができる。

図３、図４及び図５に、アンテナ２の様々な提案を示す。図１に示すこのジグザグ状配置を、図３により詳細に示す。図４には、直線部分が交互に鋭角の屈曲部と鈍角の屈曲部とで相互接続される繰り返しパターンからなるアンテナ形態１０が図示されている。図５には、コイルアンテナ１１が図示されている。比較的薄いパッチ内にアンテナを収納するために、図５のアンテナの巻き線は各巻きの頂部で潰されている。この場合、アンテナを形成しているワイヤは絶縁されるか、又は、コイルの潰された巻き線同士間に絶縁層を備えるようにされる。

図６を参照すると、本発明のもう一つ実施例が示されている。この場合、パッチ３とアンテナ２とは、図１を参照して上述したパッチとアンテナと実質的に同じである。しかしながら、ポストは、シャフト１２とマッシュルーム状頭部１３とから成る。パッチ３、シャフト１２及びマッシュルーム状頭部１３は、適切な材料、例えば、シリコーンゴムの一体モールディングとして成形される。この配置の効果は、パッチ３が固定されているタイヤの変形によってパッチ３の形状が実質的に変化するにもかかわらず、ほとんどひずみを示さない取り付け領域１４を実現できることである。センサーを備える無線パッケージ１５は、表面１４に固定され、ワイヤ１６によってアンテナに接続される。

本発明は、タイヤにデバイスが搭載される状況で特に有用であるが、本発明の応用分野はこれに限定されるものでない。実際、本発明は、アンテナ領域内で繰り返されるひずみを吸収するという観点から第一義に発明されているが、本発明は、実質的にひずみが発生しない利用分野にも使用することができる。例えば、パッチが可撓性を持つという性質によって、このデバイスを、平坦な表面にも湾曲した表面にも固定するに好都合となる。これに関連して、本発明により、最適な組立体条件下でアンテナと無線パッケージとから成る完全なユニットとして予め組立てて、一般的な製造又は設置条件でパッケージをその使用位置に取り付けることが可能であることは、非常に重要な利点である。事実、完成した装置は、電子機器の組み立てにとって適切なよく制御された条件下で製造し検査することが可能である。そのように製造され検査された完全なユニットは、別の製造プラント（例えば、タイヤ工場）に搬送したり、又は、未熟練工又は半熟練工によっても実行可能な簡単な組み立て技法によって別のデバイスに固定したりすることが可能である。更に、パッチが可撓性が高いという性質は、完全なユニットを、従来の比較的剛性のアセンブリは適当でない環境下でも取り付けることが可能であることを意味する。例えば、パッチをリストバンドに形成して、人間や動物が身にまとう身分証明デバイスを構成することも可能である。また、パッチは、単純な接着技法又は機械的な固定技法によってシャフトとパイプの外部表面上にデバイス全体を取り付ける手段を構成することができる。

本発明の一つの好ましい実施例の略図である。 図１の実施例を車両タイヤの内部表面に取り付けた様子の図である。 アンテナのレイアウトの考えられる形態である。 アンテナのレイアウトの考えられる形態である。 アンテナのレイアウトの考えられる形態である。 本発明のもう一つの実施例の側面図である。

Claims (8)

1. 変形可能なアンテナを支持する弾力的に変形可能なパッチと；
   前記パッチの一方の主表面から直立して一体に成形されているポストであり、前記ポストの前記パッチから遠方に位置する方の端部が、前記アンテナによる送信用のデータを出力する無線デバイスのための取付台を構成する、前記ポストと；
   前記アンテナから、前記ポストの前記パッチから遠方に位置する方の前記端部まで延びて、前記無線デバイスに接続する導電体と；
   を備える、データ送信用内蔵型無線装置。
2. 前記アンテナが、前記パッチ中に埋め込まれている、請求項１記載のデータ送信用内蔵型無線装置。
3. 前記アンテナが、前記パッチの表面上に取り付けられている、請求項１記載のデータ送信用内蔵型無線装置。
4. 前記ポストが直立する前記一方の主表面と反対側の前記パッチの他方の主表面に、当該無線装置を作業面に取り付けるために、接着剤が塗布されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のデータ送信用内蔵型無線装置。
5. 前記アンテナが、変形可能な材料によって形成されているジグザグ状のダイポールアンテナから成る、請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ送信用内蔵型無線装置。
6. 前記アンテナが可撓性の編組線から形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の無線装置。
7. 前記パッチがシリコーンゴムから形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のデータ送信用内蔵型無線装置。
8. 前記ポストの長さが、前記ポストの前記パッチから遠方に位置する方の前記端部が、前記パッチ内で発生するすべての機械的ひずみから実質的に切り離されるような長さである、請求項１から７のいずれか１項に記載のデータ送信用内蔵型無線装置。

Images