JP5431919B2 - モジュールをタイヤの内壁に固定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、モジュールをタイヤの内壁に固定する装置に関し、特に、電子モジュールを固定する装置に関する。

電子モジュールをタイヤに用いることにより、タイヤの使用状態をモニタする目的で、特に、タイヤの寿命全体にわたるタイヤの性能の変遷に関する情報を提供する目的で、情報を収集し、蓄積すると共に（或いは）伝達することを含む多くの用途を提供できる。

かかる電子モジュールは、受動コンポーネント、例えば識別チップ又はＲＦＩＤチップ及び（又は）独立電源システム、例えばバッテリ等及び誘導結合システムに接続された能動コンポーネントを有する場合がある。これら電子モジュールは、無線波によって例えばユーザインタフェースとして役立つ外部モジュールと情報を交換するよう設計されている場合があり、無線波の周波数及び電力は、特定の伝送プロトコルに準拠して注意深く調整される。これら電子モジュールは又、後で例えばタイヤの摩耗の分析のために問い合わせが行われるよう情報を蓄積するように設計されている場合がある。電子モジュールは、一般に、例えば酸化防止又はパンク防止目的で電子コンポーネントを衝撃作用及び流体の存在によるタイヤ中の周囲雰囲気並びにその環境から保護するようになった可撓性又は剛性保護ケース内に配置される。

かかる電子モジュールは、特に、タイヤがいったんホイールに装着されると、タイヤにより形成されるキャビティの内部に固定される場合がある。これを行うため、電子モジュールは、多数の支持体上に配置される場合がある。かくして、電子モジュールは、弁に固定され、リムに固定され、タイヤの内壁に固定され若しくは結合され、又はタイヤのコンポーネント内に組み込まれる場合がある。これらの手段のうちの１つの選択は、タイヤの性状、タイヤが受ける場合のある応力、電子モジュールのためのエネルギー源の性状、モニタすることが望ましい情報及び保守の場合の所望の接近性で決まる。本発明は、タイヤの内壁に固定される電子モジュールの場合に関する。

電子モジュールをこのようにタイヤに接合する場合、選択された固定モードは、モジュールをタイヤの回転速度がどのようなものであれ又タイヤの使用条件がどのようなものであれ、定位置に保持するようにしなければならない。

これらの要件を満たす固定手段は、例えば欧州特許第０９３６０８９号明細書、米国特許第６２５５９４０号明細書、米国特許第６４６２６５０号明細書又は国際公開第２００５／０４４６００号パンフレットに既に記載されており、これら特許文献は、モジュールをタイヤの内壁に固定するシステムを記載している。これら装置は、可撓性支持体で構成され、この支持体の一方の面は、タイヤの内壁への接合に役立ち、その他方の面は、モジュール上に配置された取り付け手段と協働する固定手段を有している。

本発明は、この種の用途に限定されるわけではないが、長さが１２ｃｍ以上であり、軸方向幅が１８インチ（４５．７２ｃｍ）以上であり、ダンプ車タイプの車両の場合には場合によっては最高６３インチ（１６０．０２ｃｍ）までの土木工事用の車両のためのタイヤ用の中に挿入されるようになった電子モジュールに関して具体的に説明される。

特に積荷を運搬するために鉱山又は採石場で用いられるようになったこの種の車両の場合、走行時にタイヤが支持する積荷と関連したタイヤの寸法により、タイヤのサイズに応じて約２０〜３０％のタイヤのゆがみ度が生じる。タイヤは、特に、例えばローダータイプの車両の場合の制動又は例えばダンプ車タイプの車両が走行しなければならない経路の変形と関連した動的超過荷重（積み過ぎ）により５０％を超える荷重の増大を受ける場合がある。

タイヤのゆがみ度は、タイヤが通常の荷重及び圧力条件下の下で無負荷状態から静的負荷状態に移行したときに受けるタイヤの半径方向変形又は半径方向高さの変化によって定められる。

ゆがみ度は、タイヤの半径方向高さのこの変化と、タイヤの外径とガッタ上で測定されたリムの最大直径との間の差の半分の比によって定められる相対ゆがみ度の形態で表される。タイヤの外径は、通常の圧力下の下で無負荷状態で静的に測定される。

タイヤは、かくして、このゾーンが半径方向応力を受ける。これら応力は、特に接触領域ゾーンにおけるタイヤの脱ラジアル構造化（deradialization）のために縦応力と組み合わされる。これら応力の組み合わせの結果として、特にタイヤの壁が変形する。

欧州特許第０９３６０８９号明細書 米国特許第６２５５９４０号明細書 米国特許第６４６２６５０号明細書 国際公開第２００５／０４４６００号パンフレット

これら変形が、電子モジュール、例えば長さが比較的長い上述の電子モジュールと組み合わされるので、固定状態の寿命を保証するのに一層適した固定手段が必要になる。さらに、かかるモジュールをタイヤのこれらの領域に位置決めすることが通例であり、その目的は、クラウンゾーンを回避し、クラウン補強材の金属補強要素の存在に起因する誤動作又は干渉をできるだけ制限することにある。カーカス補強材の金属補強要素だけが、これらゾーン内に固定されたモジュールの適正な動作の邪魔をする場合がある。

かくして、本発明者には、上述の固定の寿命を保証し、長さが少なくとも１２ｃｍである上述のモジュールの場合を含む電子モジュールを固定する装置を開発する課題が与えられ、この装置は、約３０％のゆがみ度を受ける場合のあるタイヤ内に固定されると共に金属補強材の存在に起因する干渉を最小限に抑えるよう位置決めされる。

この目的は、本発明によれば、モジュールをタイヤの内壁に固定する装置であって、固定装置は、タイヤに固定された支持体から成り、支持体は、支持体に固定された少なくとも２つの別個独立のストラップ及びモジュールを不動化する手段を有し、ストラップは、半径方向に差し向けられていることを特徴とする固定装置によって達成された。

本発明では、ストラップの半径方向配向は、ストラップの主方向が半径方向であり、したがって、カーカス補強材の補強要素に平行であることを意味している。

有利には、クラウン補強材の補強要素による干渉を最小限に抑えるため、支持体は、タイヤのサイドウォール内に配置され、より好ましくは、サイドウォールの下方部分内に配置される。

本発明によれば、タイヤの内壁に固定された支持体は、各々がモジュールの固定部分及びモジュールの不動化部分をもたらす２つのストラップと関連している。少なくとも２つの別個独立の手段相互間への固定力及び不動化力のこの分配は、長さが比較的大きいモジュールの場合に特に有利である。これは、モジュールをタイヤが転動しているときのタイヤの変形に起因するしばしば大きな応力を受けるタイヤの部分、例えばサイドウォール内に固定された場合にかかるモジュールの固定具が大きな応力を受けるからである。互いに別個の２つの独立した固定した手段を用いることにより、変形に起因して固定手段それ自体が応力を受けたときにモジュールに及ぼされる応力を制限しながらモジュールを保持することができる。これとは対照的に、同一の保持状態を提供するよう必然的に寸法が大きな単一の手段が設けられると、モジュールが損傷を受ける恐れが非常に高くなり、モジュールに及ぼされる応力は、局所化される。

本発明の特に有利な一実施形態によれば、固定手段は、支持体に固定されたストラップから成る。支持体に固定されたこのストラップは、好ましくは、支持体の製作と同時に作られる。固定手段は、支持体の厚みに作られた２つの開口部によって得ることができ、即ち、このようにストラップを形成するこれら開口部は、モジュールを挿通させる通路に類似しているのが良い。この実施形態は、構成が単純であり且つその使用に照らして、特に有利である。支持体の開口部は、例えば、支持体の製造中に作られるのが良い。支持体がポリマー材料、例えばゴムで作られる場合、その架橋又は加硫中、ゴムがくっつかないインサートを用意し、次に、このインサートを除去して通路を形成している２つの開口部が露出されるようにする。

本発明の構成上の変形例では、モジュールは、モジュールを固定すると共に（或いは）不動化する少なくとも１つの相補形手段を有する。

本発明のこの変形例の第１の実施形態によれば、モジュールを固定すると共に（或いは）不動化する相補形手段は、ストラップの厚みに設けられる開口部を補完する付属品であり、この付属品は、モジュールをストラップの下に滑らせているときにこの開口部内に嵌め込まれる。

かかる相補形の固定により、更に、モジュールをあらかじめ定められた位置に対して心出しすることができ、又、かかる相補形の固定は、モジュールを不動化するのに寄与し、特に、モジュールの滑りの恐れを阻止する。

本発明のこの変形例の第２の実施形態では、モジュールを固定すると共に（或いは）不動化する相補形手段は、モジュールがストラップの下の定位置に位置したときにストラップが当接するモジュールの表面に設けられた切り欠き型の特徴部である。モジュールがいったん定位置に位置すると、モジュールに設けられたこの特徴部は、モジュールが滑りによって動くのを阻止し、この特徴部は、ストラップに当接する。かかる実施形態により、特に、変形を制限することができ、しかも、タイヤが大きな変形を受けた場合でもモジュールの離脱を阻止することができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、モジュールは、固定手段により及ぼされる力によって不動化される。

第１の実施形態によれば、固定手段により及ぼされる力は、弾性復元力である。この実施形態によれば、モジュールは、このモジュールがいったん取り付けられると不動化される。

第２の実施形態によれば、固定手段により及ぼされる力は、固定手段の熱収縮によって得られる。このようにするために、固定手段は、有利には、適当な材料で作られ、モジュールがいったん取り付けられると加熱される。

本発明の好ましい構成上の変形例では、支持体は、タイヤ上に架橋されるポリマー材料で作られる。また、有利には、支持体は、タイヤの架橋、特に加硫と同時に架橋される。本発明のこの構成上の変形例によれば、支持体を備えたタイヤの製造は、迅速に行われ、支持体は、タイヤの内壁に完全に固定される。

本発明の他の細部及び有利な特徴は、図１及び図２を参照して行われる本発明の例示の実施形態についての説明から以下において明らかになろう。

図は、これらを理解しやすくするために縮尺通りには作成されていない。

図１は、固定装置３を用いてタイヤの内壁２に固定された電子モジュール１を示している。固定装置３は、それ自体、タイヤに固定された支持体４で構成されており、支持体は、２つのストラップ５を備え、電子モジュール１は、これらストラップの下に挿入される。

支持体４は、例えば、タイヤの成型時に製作でき、この支持体を構成する１つ又は２つ以上のゴム層が、定位置に配置され、次にタイヤの硬化と同時に硬化される。硬化中、定位置に配置された要素の存在により２つの開口部５を形成できる。かかる要素は、ゴムがくっつかない当業者に知られている任意材料で作られ、この要素は、２つのゴム層相互間に挿入され、この要素の両端部は、２つのストラップを所望の仕方で形成するよう位置決めされる。

別の実施形態では、支持体４を先の成形によってゴムで作り、タイヤを硬化する前にタイヤに取り付けるのが良い。次に、支持体４を硬化させ、インタフェースを支持体４とタイヤとの間に介在させることにより結合部を得てタイヤを硬化している間、支持体とタイヤとの間に結合を達成することができる。

最後の実施形態によれば、支持体４は、先のセイケイによりゴムで作られるのが良いが、これは、ベース、即ち、タイヤに接触するようになった支持体の部分が非架橋状態のままであることができるようにする部分硬化を受けるに過ぎない。このようにして得られた支持体をタイヤの硬化前にタイヤ上に配置し、かくしてタイヤの硬化中に支持体とタイヤとの間に結合部を得る。しかしながら、この実施形態によれば、あらかじめ製作され、部分的に架橋される支持体の保護回数を制限することが賢明である。

支持体４は、有利には、タイヤの変形全てに良好に耐えるよう非補強状態のゴムで作られる。しかしながら、補強要素が存在しなければならない場合、これらは、有利には、弾性補強要素である。

ストラップ５も又、タイヤの変形に良好に耐えるよう非補強状態のゴムで作られる。

電子モジュール１は、その頂部に例えば圧力測定のための測定ヘッド７を有している。ばらつきの無い測定結果を得るためには、測定ヘッド７をストラップ５で覆わないようにすることが好ましい。２つのストラップは、互いに別個独立なので、電子モジュール１の測定ヘッド６を覆わないでモジュールを固定することが容易に可能である。また、タイヤの受ける変形がどのようなものであれモジュールを取り付けるようにするためには、２つのストラップが互いに比較的遠くに離れるが、モジュール１の端部７の近くに位置することが有利である。

非補強状態のゴムで作られたストラップ５は、有利には、電子モジュール１を不動化するのに十分な弾性を有する。実際の走行試験結果の示すところによれば、タイヤが石ころだらけの路面上を走行したときの変形により大きな応力を受けても、電子モジュールは、定位置に位置したままであり、固定装置は損傷を受けていない。

図２ａは、２つのストラップ２５がそれぞれのストラップのほぼ中央のところに２つの開口部２８、例えば円形開口部を有する構成上の変形例を示している。

これら開口部２８は、図２ａ及び図２ｂに示す２つの付属物又は突出部２９と相補しており、これら付属物又は突出部は、電子モジュール２１に設けられている。電子モジュールをストラップによって保持されるようにするためにストラップの下に滑らせると、２つの付属物２９は、ストラップ２５の開口部２８の中に滑り込む。かかる構成上の変形例は、種々の利点を有している。第１に、これら開口部２８及び付属物２９の存在により、電子モジュール２１を完全に規定された位置に配置することができる。第２に、開口部２８と付属物２９のこの組み合わせは、電子モジュール２１を不動化するのを助け、特に、電子モジュールが滑る恐れを阻止する。

また、本発明の他の構成上の変形例（図示せず）では、ストラップが電子モジュールに結合される。モジュールをストラップの下に滑らせると、ストラップの内面をモジュールの被覆部分に同時に結合するための措置が施されている。これを行うため、モジュールをストラップの下に配置するステップの直前に、接着剤が、結合されるべき要素のうちの一方、即ち、ストラップかモジュールかのいずれに塗布される。かかる結合は、特に、モジュールの不動化に寄与する場合がある。

また、ストラップをモジュールに結合することにより、システムをいたずら防止型にすることができる。というのは、かかる電子モジュールの或る特定の用途では、モジュールにより測定された情報をタイヤの交換中に回収する必要があるからである。かかる作業では、例えば、タイヤの使用状態又は少なくともタイヤのパラメータのうちの幾つかの変化を少なくとも部分的に遡って調べることができる。したがって、事実、電子測定モジュールに関する何らかの介入を不可能にし又は少なくともほとんど検出できないようにすることが望ましい場合がある。結合の場合、電子モジュールを交換しようとする試み又はその交換は、モジュールか一方又は両方のストリップかのいずれかに掻き傷としての痕により見えるようになる。

結合が行われる本発明のこの構成上の変形例を図１及び図２に記載した本発明の実施形態のうちの一方又は両方と組み合わせることができる。

長さが１７ｃｍ、幅が３．５ｃｍ、厚さが０．９ｃｍの外層を有する圧力センサ型のモジュールが固定されたサイズが１８．００Ｒ３３及び３３．００Ｒ５１のタイヤについて試験を行った。

これらモジュールを図１に記載した装置を用いて固定したが、支持体は、タイヤの製造時にタイヤの内壁に固定されていた。支持体がゴムで作られているので、支持体をタイヤと同時に加硫した。次に、モジュールを２つのストラップの下に挿入することにより固定した。

鉱山で走行する車両に対する使用をシミュレートするために走行試験を行った。

得られた結果により、特に走行時における経時的な保持の面で本発明の固定装置の有効性を確認することができた。

本発明の装置の第１の実施形態の略図である。 本発明の装置の第２の実施形態の略図である。 本発明の装置の第２の実施形態の略図である。

Claims (7)

1. モジュールをタイヤの内壁に固定する装置であって、前記固定装置は、前記タイヤに固定された支持体を有し、前記支持体は、前記支持体に固定された少なくとも２つの別個独立のストラップを備え、前記ストラップは、半径方向に差し向けられ、前記支持体の厚さ方向に貫通した２つの開口部によって得られる、固定装置。
2. 少なくとも１つのストラップは、前記モジュールを固定する相補形手段を有する、請求項１記載の固定装置。
3. 前記モジュールを固定する前記相補形手段は、前記ストラップの厚み中に設けられた開口部である、請求項２記載の固定装置。
4. 前記モジュールは、前記固定手段によって及ぼされる力によって不動化される、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の固定装置。
5. 前記固定手段によって及ぼされる前記力は、弾性復元力である、請求項４記載の固定装置。
6. 前記固定手段により及ぼされる前記力は、前記固定手段の熱収縮により得られる、請求項４記載の固定装置。
7. 前記支持体は、前記タイヤ上に架橋されたポリマー材料で作られている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の固定装置。

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