JP6178403B2

JP6178403B2 - 航空機タイヤ圧力ループリンク

Info

Publication number: JP6178403B2
Application number: JP2015503660A
Authority: JP
Inventors: ランピン、ジェフ; ゴニオスキー、イガル
Original assignee: エルデックコーポレイション
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: CA2869118A1; CN104540691B; WO2013149187A1; CA2869118C; JP2015514038A; EP2830893B1; ES2793495T3; CN104540691A; EP2830893A1

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年１１月４日に出願された出願第１３／２８９，５５５号の一部継続出願である。この出願第１３／２８９，５５５号は、２００９年３月２３日に出願された出願第１２／４０９，４３２号、特許第８，０５９，０１４号の継続出願であり、２００８年３月２１日に出願された仮出願第６１／０３８，５５６号の優先権を主張し、当該仮出願に基づくものであり、これらは参照によりここに組み入れられる。

本発明は、一般に車両タイヤ圧力制御システムに関し、より詳細には車輪ハブに関連づけられた制御ユニットから航空機タイヤ圧力センサに電力を伝達し、航空機タイヤ圧力センサと制御ユニットの間でデータを伝送するためのシステムに関する。より具体的に述べると、本発明は、特に航空機向けの、車輪リム上のタイヤ圧力センサと車輪ハブに接続された制御電子回路との間の通信リンクに関する。

航空機において、各タイヤの圧力を測定しこの情報をコックピット内に表示することが有用である。この情報を、車輪リムから車輪ハブへ、車輪ハブから車輪軸上に位置する電子回路へ、さらに電子回路ユニットからコックピットへと通信する必要がある。

ある既知のタイヤ圧力システムは、一組の変圧器コイルを使用して車輪軸内の一次コイルと二次コイルの間で通信する。これらの変圧器は同軸であり互いに向き合っている。変圧器ペアの二次コイルに接続された長いワイヤが、車輪リムの周縁に位置するタイヤ圧力センサと直接接続する。ＲＦＩＤワイヤレス通信システムにおける磁気結合を強化する別の既知の装置は、電気コネクタによって閉ループ状に接続された第一および第二アンテナコイルを備える。第一および第二アンテナコイルは、磁束遮断物の周りに巻き付け可能なフレキシブル基板上に形成され、磁束遮断物からの磁気妨害を回避する。しかしながら、信頼性が低く、過酷な航空機車輪の環境では破損しやすい電気的接続を使用せずに、航空機の車輪ハブと、車輪ハブから最大６インチ離れて車輪のリム上に位置するタイヤ圧力センサとの間で通信を行うことが望ましい。したがって、車輪ハブとタイヤ圧力センサの間で通信するために電気的接続または長いワイヤが必要とされない、航空機の車輪ハブと車輪リム上に位置するタイヤ圧力センサとの間での非接触通信方法を提供することが望ましい。

ＲＦアンテナと、ＲＦアンテナから０．５〜５センチメートル離れた電子装置または電子装置との間に配置されるように構成され、ＲＦアンテナと電子装置間の通信の動作範囲を拡大する、磁気結合アンテナレンジ拡大機も知られている。アンテナレンジ拡大機は、ＲＦアンテナによって放射されるＲＦ信号の周波数で実質的に共振するように調整される必要がある、受動直列同調共振回路を備える。受動直列同調共振回路は、導電体の開ループコイルによって形成可能であり、コンデンサが直列に接続されて回路を完成させる。しかしながら、このようなループには迷走（stray）磁束によって起電力が励起され、発信中の所望の信号と干渉しうる電流を発生させる場合があることが分かっている。

したがって、信号干渉の発生を避け、信頼性が低い電気的接続の使用および航空機車輪の過酷な環境では容易に破損しうる電気的接続用のワイヤの使用を避けて、二つのコイルを接続するデバイスのコストを低減するとともに、磁場を接続するデバイスの複雑度を低減する必要性が存在する。本発明は、この必要性および他の必要性を満足する。

簡潔かつ一般的に述べると、本発明は、信頼性の低い電気的接続を使用せず、航空機車輪の過酷な環境では破損しやすいワイヤを使用しないで、車輪ハブコイルとタイヤ圧力センサコイルの間で磁場を電磁気的に結合するための航空機タイヤ圧力ループリンクを提供する。

したがって、第１の実施の形態において、本発明は、剛体の一組の間隔を空けて配置される導電性接続アームによって剛体の第二または二次単一金属ループと接続された剛体の第一または一次単一金属ループとして形成可能である、航空機タイヤ圧力ループリンクを提供する。第一または一次単一金属ループは、車輪軸電磁送受信（transceiver）駆動コイルに隣接して取り付けられるよう構成され、第二単一金属ループはタイヤ圧力センサ送受信コイルに隣接して取り付けられるように構成される。第一単一金属ループ内に誘導される電流は、車輪軸コイルのエッジから、車輪リムの周縁部、第二単一金属ループまでの距離を移動し、タイヤ圧力センサ受信コイル内にタイヤ圧力センサを駆動するために必要な磁束を発生させる。

一組の間隔を空けて配置された導電性接続アームは、典型的に、第一および第二の単一金属ループと、必要な距離にわたり磁束を結合するための透磁性金属である必要のない例えばアルミニウムまたはチタンなどの金属で形成可能である平行間隔の接続用金属シャフトと、で形成される。車輪軸電磁送受信コイルから第一または一次金属ループへの衝突（impinging）磁束を集め、集中しおよび導くために、第一または一次単一金属ループは、第一単一金属ループに電気的に接続され取り付けられた磁束収集（colletor）挿入部材を備えることが有利である。磁束収集挿入部材は、第一単一金属ループによって囲まれた断面領域の中心部の領域を通して衝突磁束を集め、集中しおよび導く。航空機タイヤ圧力ループリンクはスタンピング（鍛造）および曲げによって製造可能であり、また、より小さなまたはより大きな車輪直径で作用するように容易に大きさを変えることができる。タイヤ圧力センサと車輪ハブコイルの間の電気的接続は必要ない。そのため、本発明は、タイヤ圧力センサと通信するより信頼性の高い方法を使用する。設計の単純さにより製造がかなり容易になる。この設計は低コストでもある。航空機車輪の過酷な環境に耐えることができるように、より厚い金属薄板を用いて設計を強固にすることも可能である。結合デバイスが車輪ハブコイルと接触しないので、この設計は非接触的である。

航空機タイヤ圧力ループリンクにより、タイヤ圧力センサと車輪軸コイルとを結合する磁場を通じて通信することが可能になる。航空機タイヤ圧力ループリンクにより、全体の距離にわたり透磁性材料を用いる必要なしに、かなりの距離にわたり磁束を結合することが可能になり、また車輪ハブコイルといかなる方法によっても接触する必要なく信号結合することが可能になる。

本発明のこれらのおよび他の態様および利点は、以下の詳細な説明および本発明の特徴を例示的に図解する添付の図面から明らかになるだろう。

高透磁率の多層積層された金属磁束リンクの斜視図である。車輪ハブとタイヤ圧力センサとを電磁気的に接続する図１の磁束リンクの航空機車輪内での取付を図解する部分図である。車輪ハブとタイヤ圧力センサとを電磁気的に接続する図１の磁束リンクの別の航空機車輪内での取付を図解する部分図である。本発明に係る航空機タイヤ圧力ループリンクの第１の実施の形態の斜視図である。車輪ハブとタイヤ圧力センサとを電磁気的に接続する図３の航空機タイヤ圧力ループリンクの航空機車輪内での取付を図解する斜視図である。車輪ハブとタイヤ圧力センサとを電磁気的に接続する図３の航空機タイヤ圧力ループリンクの航空機車輪内での取付を図解する、図４と類似の別の斜視図である。車輪ハブとタイヤ圧力センサとを電磁気的に接続する図３の航空機タイヤ圧力ループリンクの航空機車輪内での取付を図解する、図４と類似の別の斜視図である。本発明に係る図３の航空機タイヤ圧力ループリンクの正面斜視図である。航空機車輪に取り付けられた図３の航空機タイヤ圧力ループリンクの機能的模式図であり、航空機タイヤ圧力ループリンクの動作原理を説明する図である。本発明に係るキャリアに搭載された航空機タイヤ圧力ループリンクの第２の実施の形態の斜視図である。図９の航空機タイヤ圧力ループリンクの底面斜視図である。キャリヤを省略した、図９と類似の航空機タイヤ圧力ループリンクの斜視図である。車輪ハブとタイヤ圧力センサとを電磁気的に接続する図９の航空機タイヤ圧力ループリンクの航空機車輪内での取付を図解する斜視図である。図９の航空機タイヤ圧力ループリンクの第１の変形例の斜視図である。図１３の航空機タイヤ圧力ループリンクの変形例の底面斜視図である。代替的な形態のキャリヤを有する図９の航空機タイヤ圧力ループリンクの第２の変形例の斜視図であり、電気ループ接続の垂直スポット溶接を説明する図である。図１５の航空機タイヤ圧力ループリンクの変形例の斜視図であり、電気ループ接続の水平スポット溶接を説明する図である。航空機車輪に取り付けられた図９の航空機タイヤ圧力ループリンクの機能的模式図であり、車軸に搭載されたドライバ／リーダーコイルを付加的に説明する図である。

二次コイルをタイヤ圧力センサと直接接続する長いワイヤを用いて、タイヤセンサと車輪軸との間で通信し車輪軸を通じてタイヤ圧力情報を伝達するために一次および二次変圧器コイルが利用されて来たが、これは、航空機車輪ハブと、車輪ハブから最大６インチ離れて車輪のリム上に配置されるタイヤ圧力センサとの間で通信するには信頼できないものであることが分かっている。その理由は、過酷な航空機車輪の環境では電気的接続が信頼できずたやすく破損することがあるためである。

車輪のハブに配置された電子装置が磁場を使用して車輪のリム近傍のタイヤ圧力センサと通信するタイヤ圧力監視システムが開発された。車輪軸を中心とし車輪のハブ上に位置するコイルが磁場を発生する。この磁場は、ある長さの薄くて高透磁率の多層積層金属構造を使用してタイヤ圧力センサ受信コイルと結合され、ホイールハブコイルのエッジからの磁束を、タイヤ圧力センサの受信コイルが位置する車輪リムの周縁に結合することができる。二つのコイルと結合するこの磁場を通じて、タイヤ圧力センサとの間で情報を送受信することができる。しかしながら、金属磁束リンクが高透磁率であるので、材料の全長を出る全磁束の一部がタイヤ圧力センサコイルに結合する。

磁場の強度を増大させる方法の一つは、車輪ハブコイルのエッジとタイヤ圧力センサコイルとの間に磁場結合デバイスを挿入することである。結合された磁場を増強する一つの手法は、高透磁率の磁気金属片を用いて磁束を集めることである。この金属片は磁束リンクと呼ばれることがあり、図１に示されている。メッサー・ブガッティ（Messier-Bugatti）社の航空機車輪に装着された磁束リンクの図が図２Ａに示されており、グッドリッチ（Goodrich）社の航空機車輪に装着された磁束リンクの図が図２Ｂに示されている。透磁性の磁気金属片は、磁束リンクの下方約４インチの磁束をタイヤ圧力センサ本体に結合する。タイヤ圧力センサの透磁性の本体が、タイヤ圧力センサ受信コイルまで磁束をさらに結合する。動作周波数がかなり高い（１３５ｋＨｚ）ので、透磁性金属物体は、渦電流によって生じる損失を低く保つために、非常に薄い（０．００４インチ）磁性材料の多数の層で構成されなければならない。この設計のある実施態様では、薄く高透磁率の磁性材料の絶縁された１０層が必要となる。このような薄く高透磁率の磁性材料の多数の層を使用すると、このような磁場結合を通じてタイヤ圧力センサと情報を送受信可能とする十分な磁場強度を実現するのに要する複雑度とコストが高くなってしまう。

したがって、第１の実施の形態において、本発明は、航空機車輪の過酷な環境では容易に破損しうる信頼性が低い電気的接続およびワイヤを使用することなく、二つのコイルを接続するデバイスのコストを低減するとともに磁場を接続するデバイスの複雑度を低減する、車輪ハブコイルとタイヤ圧力センサコイルの間で磁場を結合するための改善された方法およびシステムを提供する。本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクの例が、図３〜８に示されている。

本発明は、車輪軸コイルをタイヤ圧力センサ受信コイルに電気的に接続する一組のワイヤを使用しない点で有利である。本発明の航空機タイヤ圧力ループリンク１０は、剛体の第一または一次単一金属ループ１２と、典型的に平行間隔の金属シャフト１５、１６を備え剛体である一組の間隔を空けて配置される導電性接続アーム１４と、剛体の第二または二次単一金属ループ１８として典型的に形成される。平行間隔の金属シャフトは、ループ領域を最小化するためにわずかな隙間だけ間隔を空けて近接して配置されることが好ましい。一組の間隔の空いた導電性接続アームは、第一または一次単一金属ループと第二または二次単一金属ループの間をしっかりと電気的に接続する。図３に示すように、一組の間隔の空いた導電性接続アームのシャフト１５は、第一または一次単一金属ループ１２の第一部分２１と、第二または二次単一金属ループ１８の第一部分２３との間をしっかりと電気的に接続し、シャフト１６は、第一または一次単一金属ループ１２の第二部分２５と、第二または二次単一金属ループ１８の第二部分２７との間をしっかりと電気的に接続する。第一または一次単一金属ループは、図８に示すように、車輪軸２２の電磁送受信駆動コイル２０に隣接して取り付けられるように構成され、第二単一金属ループは、タイヤ圧力センサ送受信コイル２４に隣接して取り付けられるように構成される。図３〜図６で説明されるように、剛体の第一または一次単一金属ループ１２は、留め具を通すための開口１９を有するフランジ１７によって車輪軸２２に取り付けることができる。第一または一次単一金属ループに誘導される電流は、車輪軸送受信駆動コイルのエッジ２６から、車輪リム３０の周縁部２８、第二単一金属ループまでの距離を移動し、タイヤ圧力センサ３２を駆動するのに必要な磁束をタイヤ圧力受信コイル内に発生させる。

本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、例えばアルミニウムまたはチタンを含む、容易に入手可能である低透磁性金属などの様々な金属材料で作成することができ、必要とされる距離にわたり磁束を結合するために高透磁率の金属を必ずしも使用しなくてもよい。一組の間隔の空いた導電性接続アームは、車輪軸電磁送受信駆動コイルとタイヤ圧力センサ送受信コイルの間での結合強化を損なうことなく、任意の所望の長さに作成することができる。磁束が金属ループの一ターンに接続され、ループ内に誘導された電流は、車輪軸コイルのエッジから車輪リムの周縁部までの距離を移動し、そこで金属の第二単一ループがタイヤ圧力センサ受信コイル内に磁束を発生させる。有利なことに、本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、車輪軸電磁送受信駆動コイルとタイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低インピーダンスの電磁信号経路接続を提供し、この結果、ループリンクの一組の接続アーム上の電気絶縁が不要になる。加えて、有利なことに、本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、車輪軸電磁送受信駆動コイルとタイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低電圧の電磁信号経路接続を提供し、この結果、ループリンクが電界放射源とならず、電場干渉に反応しなくなる。有利なことに、本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、典型的には本質的に剛体の自己支持構造部品であり、追加の支持手段を必要としない。

図７は、本発明のループリングの別の図であり、例えばアルミニウムリベット４０などによる高透磁率の磁束収集挿入部材４２の電気的接続と取り付けを表す。符号４４は、曲げ成形された一片のアルミニウム金属薄板である。磁束収集挿入部材４２は、車輪軸電磁送受信駆動コイルからの衝突磁束を集積し、上方の第一または一次単一金属ループ１２によって囲まれた断面領域の中心部の領域４６を通して磁束を集中させて導く手段を提供する。これにより、車輪軸電磁送受信駆動コイルからの磁束の大部分が、あたかも第一または一次単一金属ループが物理的に遙かに大きいかのように、第一または一次単一金属ループを通して流れるようにすることによって、本発明のループリンクの結合効率を大いに強化する。磁束収集挿入部材４２は、商標ＨＹＭＵ−８０で販売されるニッケル−鉄−モリブデン合金や、商標ＰＥＲＭＡＬＬＯＹで販売されるニッケル−鉄磁性合金などの、高透磁率の磁性金属で典型的に形成される。

図８は、本発明のループリンクの機能図および模式図である。電磁送受信駆動コイル２０は、典型的に任意の所望のＲＦＩＤ周波数帯の周波数で、交流電流Ｉ_Ｃで励起される。電流Ｉ_Ｃは紙面の外部に流れるように図示されている。電磁送受信駆動コイル２０を囲む磁場が発生し、磁束線４８で示されている。この磁場４８の一部は、磁束収集挿入部材４２の高透磁率の磁性金属によって結合され、磁束線５０、５２および５４で示されている。図７に示すように、磁束は上方の第一または一次ループ１２の断面領域４６を通して結合される。この正弦磁束は、符号１５、１６で示される第一および第二の平行間隔の金属シャフトによって形成される一組の間隔の空いたアルミニウム製導電性接続アーム１４内に電流（Ｉ_Ｌ）を誘導する。電流Ｉ_Ｌは一組の間隔の空いた導電性接続アーム１４を、より小さく下方の第二または二次単一金属ループ１８まで流れ、一組の間隔の空いた導電性接続アーム１４を経由してより大きな上方の第一または一次単一金属ループ１２へと戻る。より小さく下方の第二または二次単一金属ループ１８では、その磁場に位置するタイヤ圧力センサ２４を励起する磁束線５６で示される磁場が正弦電流により生成される。

関連する物理学は、アンペールの電流法則によって定められる。任意の閉路周り磁界強度の循環は、閉路によって境界される表面を通って流れる自由電流と等しい。閉路は、アルミニウム製の平行間隔の金属シャフト１５、１６で形成された一組の間隔の空いた導電性接続アーム１４である。磁場がより大きく上方の第一または一次単一金属ループ１２によって囲まれた断面領域を通して導かれる場合、より大きく上方の第一または一次単一金属ループ１２内に電流が誘導される。磁束は、符号４２で示す透磁性金属の表面に沿った結合によってループ領域を通して導かれる。透磁性金属を使用せずに、ループの断面領域と磁場を直接結合することも可能である。しかしながら、透磁性の金属は、上方ループの断面領域内に接続可能な磁束の量を増大させる。結合された磁束は、透磁性金属の表面を移動し、磁束線５８で示すように上方ループの底部に存在する。

上方ループでは、電流Ｉ_Ｌとループ領域（図７を参照、領域４６）を通して結合された磁場にアンペールの電流法則が適用される。磁場は領域４６を横断し、領域４６を囲む上方の第一または一次単一金属ループ１２内に、次式で求められる電流を誘導する。

磁場Ｈは、図７および図８に示す断面領域４６と垂直の場である。電流ループＩ_Ｌを包囲する閉路上でＨ場が一定ではないので、この磁場の積分は数値的に計算されなければならない。上式は、ループリンクの動作の一般理論を与えるために示される。この式は、アルミニウム製である一組の間隔の空いた導電性接続アーム１４が囲む断面領域内の磁束リンクが、一組の間隔の空いた導電性接続アーム１４内に電流Ｉ_Ｌを生成することを示す。

タイヤ圧力センサと車輪ハブコイルの間には電気的接続が不要である。そのため、これはタイヤ圧力センサと通信するより信頼性の高い方法を使用する。設計が簡単であるため、製造が遙かに容易になる。この設計は低コストでもある。この設計は、航空機車輪の過酷な環境に耐えることができるように、より厚い金属薄板を用いて強固にすることも可能である。結合デバイスが車輪ハブコイルと接触しないので、この設計は非接触である。

本ループリンクは、８３−２０２−０１タイヤ圧力センサと軸リモートデータ集線装置１４２−１２９２２（ワシントン、Lynnwood社製）の間のCrane Aerospace & Electronics laboratoryのカップリングで、７８７主車輪リムの半分で実証された。

図９−１７を参照して、第２の実施の形態では、飛行機の車輪の過酷な環境下で容易に破損する可能性がある信頼性が低い電気的接続およびワイヤを使用せずに、車輪ハブコイルと本発明のタイヤ圧力センサコイルの間の磁場を結合するための方法およびシステムを説明する。航空機タイヤ圧力ループリンク１１０は、大きな剛体の第一または一次単一金属ループ１１２と、典型的に平行間隔の金属シャフト１１５、１１６を備え剛体である一組の間隔を空けて配置される導電性接続アーム１１４と、剛体の第二または二次単一金属ループ１１８として典型的に形成される。平行間隔の金属シャフトは、ループ領域を最小化するためにわずかな隙間だけ間隔を空けて近接して配置されることが好ましい。

第一または一次単一金属ループは、図１７に示すように、車輪軸１２２（図１２に示す）の電磁送受信駆動コイル１２０に隣接して取り付けられるように構成され、第二単一金属ループは、タイヤ圧力センサ送受信コイル１２４（図１２に示す）に隣接して取り付けられるように構成される。図９〜図１１で説明されるように、成形プラスチックキャリアリング１１３のようなキャリアリングは、（図１２に示すように）車軸１２２の周りに取り付けられ、車軸１２２を囲むように構成され、大きな剛体の第一または一次単一金属ループ１１２は、車軸を囲む成形プラスチックキャリアリング１１３の周りに取り付けることができ、典型的に留め具を通すための開口１１９を有するフランジまたはタブ１１７によって成形プラスチックキャリアリング１１３に付加的に取り付けることができる。

図９−１１に示されるように、一組の間隔の空いた導電性接続アームは、成形プラスチックキャリアリング１１３にしっかりと接続され、第一または一次単一金属ループと第二または二次単一金属ループの間を電気的に接続する。一組の間隔の空いた導電性接続アームのシャフト１１５は、このようなやり方で、第一または一次単一金属ループの第一部分１２１と、第二または二次単一金属ループ１１８の第一部分１２３との間をしっかりと電気的に接続する。第一部分１２１は、キャリアに接続し、付加的な接点１６０ａを介してシャフト部１１５ａに電気的に接続するためのフランジまたはタブとして形成することができる。同様に、シャフト１１６は、第一または一次単一金属ループの第二部分１２５と、第二または二次単一金属ループ１１８の第二部分１２７との間をしっかりと電気的に接続する。第二部分１２５は、キャリアに接続し、付加的な接点１６０ｂを介してシャフト部１１６ａに電気的に接続するためのフランジまたはタブとして形成することができる。

図１２を参照すると、第一または一次単一金属ループに誘導される電流は、車輪軸送受信駆動／リーダーコイルのエッジから、車輪リムの周縁部、第二単一金属ループまでの距離を移動し、タイヤ圧力センサ１３２を駆動するのに必要な磁束をタイヤ圧力受信コイル内に発生させる。本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、例えばアルミニウムまたはチタンを含む、容易に入手可能である低透磁性金属などの様々な金属材料で作成することができ、必要とされる距離にわたり磁束を結合するために高透磁率の金属を必ずしも使用しなくてもよい。一組の間隔の空いた導電性接続アームは、車輪軸電磁送受信駆動コイルとタイヤ圧力センサ送受信コイルの間での結合強化を損なうことなく、任意の所望の長さに作成することができる。磁束が第一または一次金属ループの一ターンに接続され、ループ内に誘導された電流は、車輪軸コイルのエッジから車輪リムの周縁部までの距離を移動し、そこで金属の第二単一ループがタイヤ圧力センサ受信コイル内に磁束を発生させる。有利なことに、本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、車輪軸電磁送受信駆動／リーダーコイルとタイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低インピーダンスの電磁信号経路接続を提供し、この結果、ループリンクの一組の接続アーム上の電気絶縁が不要になる。加えて、有利なことに、本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、車輪軸電磁送受信駆動／リーダーコイルとタイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低電圧の電磁信号経路接続を提供し、この結果、ループリンクが電界放射源とならず、電場干渉に反応しなくなる。有利なことに、本発明の航空機タイヤ圧力ループリンクは、典型的には本質的に剛体の自己支持構造部品であり、追加の支持手段を必要としない。

図１７は、本発明のループリンクの模式断面図である。電磁送受信駆動／リーダーコイル１２０は、典型的に任意の所望のＲＦＩＤ周波数帯の周波数で、交流電流Ｉ_Ｃで励起される。電磁送受信駆動／リーダーコイル１２０を囲む磁場が発生する。この磁場の一部は、第一または一次ループ１１２に結合される。この正弦磁束は、第一および第二の平行間隔の金属シャフトによって形成される一組の間隔の空いたアルミニウム製導電性接続アーム内に電流（Ｉ_Ｌ）を誘導する。電流Ｉ_Ｌは一組の間隔の空いた導電性接続アームを、より小さく下方の第二または二次単一金属ループまで流れ、一組の間隔の空いた導電性接続アームを経由してより大きな上方の第一または一次単一金属ループへと戻る。より小さく下方の第二または二次単一金属ループでは、正弦電流が、タイヤ圧力センサを駆動するために必要なタイヤ圧力センサ受信コイルを励起する磁場を生成する。

図１３−１４で説明した第２の実施の形態の第１の変形例において、航空機タイヤ圧力ループリンク２１０の平行間隔の金属シャフト２１５、２１６を備え剛体である一組の間隔を空けて配置される導電性接続アーム２１４は、代替的な形態の成形プラスチックキャリアリング２１３に代替的にしっかり接続されてもよい。この代替的な形態の成形プラスチックキャリアリング２１３は、剛体である第一または一次単一金属ループ２１２を受け取るように構成された外側の溝２６２と、キャリアリングの周りに均一に間隔を空けた複数の圧縮リミッタ２６３とを有し、第一または一次単一金属ループ２１２は外側の溝に接着接合される。剛体である一組の間隔を空けて配置される導電性接続アーム２１４は、第一または一次単一金属ループ２１２と第二または二次単一金属ループ２１８の間を電気的に接続する。シャフト１１５は、典型的にはシャフト２１５の電気的接続を第一または一次単一金属ループ２１２の第一部分にスポット溶接した後に、成形プラスチックキャリアリングに接続するために曲げることができるフランジまたはタブとして形成されたシャフト部分２１５ａを含む。シャフト１１６は、同様に、典型的にはシャフト２１６の電気的接続を第一または一次単一金属ループ２１２の第二部分にスポット溶接した後に、成形プラスチックキャリアリングに接続するために曲げることができるフランジまたはタブとして形成されたシャフト部分２１６ａを含む。

図１５で説明した第２の実施の形態の別の変形例において、航空機用タイヤ圧力ループリンク３１０は、電気ループ接続の垂直スポット溶接のために構成され、剛体である第一または一次単一金属ループ３１２を受け取るように構成された外側の溝３６２を有する代替的な形態のプラスチックキャリアリング３１３に代替的にしっかり接続されてもよい。

図１６で説明した第２の実施の形態の別の変形例において、航空機用タイヤ圧力ループリンク４１０は、電気ループ接続の水平スポット溶接のために構成された代替的な形態のプラスチックキャリアリング４１３に代替的にしっかり接続されてもよい。プラスチックキャリアリング４１３は、キャリアリングの内部に第一または一次単一金属ループ４１２を位置決めするための位置決め凹部４６４を含んでもよい。剛体である一組の間隔を空けて配置される導電性接続アーム４１４は、アルミニウムの留め具４６８を含むプレート４６６によってキャリアリングに取り付けられてもよい。

ここに開示される本発明の第２の実施の形態は、ハブリーダーコイルの近くに配置された導体ループに磁束を結合するための透磁性金属を使用しない。また、本発明の第２の実施の形態は、タイヤ圧力センサに磁束をリンクする複数巻きのコイルを使用しない。その代わり、磁束は金属ループのより大きな１回転（３６０度）にリンクされ、当該ループに誘起される電流は車輪軸コイルのエッジから車輪リムの周縁部までの距離を移動する。金属の第二の単一ループは、タイヤ圧力センサ受信コイル内に磁束を発生させる。タイヤ圧力センサと車輪ハブコイルの間に電気的接続は必要とされない。したがって、これはタイヤ圧力センサと通信するためのより信頼性の高い方法を使用する。設計の単純さにより製造がかなり容易になる。剛体の一次ループおよび剛体の二次ループは、デバイスを構造的に堅牢にし、これは過酷なホイール環境にあって利点である。また、磁場を一次剛性ループに結合するために高透磁性金属は必要とされない。設計は低コストでもある。航空機車輪の過酷な環境に耐えることができるように、より厚い金属薄板を用いて設計を強固にすることも可能である。単一内部ループ用のキャリア材料は、ＰＥＥＫで充填されたガラスのような成形プラスチックで組み立てることができる。結合デバイスが車輪ハブコイルと接触しないので、この設計は非接触的である。本発明の追加の利点は、非接触設計は、一次剛性ループと車軸に搭載されたＲＦＩＤリーダーコイルアセンブリの間に、例えば約０．２３５インチから０．２３７インチのより大きなエアギャップをもたせることを可能にする。この特徴は、異物が内部のアセンブリに損傷を与えることを排除する。

本発明の特定の形態について図解し説明してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な修正をなし得ることが上記から明らかである。したがって、添付の請求項によるものを除き、本発明を限定する意図はない。

Claims

車輪軸電磁送受信コイルと、該車輪軸電磁送受信コイルから離れて位置するタイヤ圧力センサ受信コイルとの間で磁場を電磁気的に結合し、タイヤ圧力センサを駆動するための航空機タイヤ圧力ループリンクであって、
前記車輪軸電磁送受信コイルに隣接して車輪軸の周りに取り付けられ車輪軸を囲むように構成されたキャリア上に取り付けられるように構成された第一単一金属ループと、
タイヤ圧力センサ送受信コイルに隣接して取り付けられるように構成された第二単一金属ループと、
前記第一単一金属ループと前記第二単一金属ループの間に電気的に接続された一組の導電性接続アームであって、前記第一単一金属ループ内に発生した電流を前記車輪軸電磁送受信コイルから前記第二単一金属ループに伝達するように構成されており、前記一組の導電性接続アームのループ領域を最小化するためにわずかな間隔だけ離して近接してアームが配置されており、これによって、前記第一単一金属ループ内に誘導された電流が、一組の間隔の空いた導電性接続アームを経由して前記車輪軸電磁送受信コイルから前記第二単一金属ループまでの距離を移動して、前記タイヤ圧力センサを駆動するための磁束を前記タイヤ圧力センサ受信コイル内に発生させる、一組の導電性接続アームと、
を備え、
前記車輪軸電磁送受信コイルと前記タイヤ圧力センサ受信コイルの間の電気的接続を形成するために前記航空機タイヤ圧力ループリンク内にワイヤ接続が含まれていないことを特徴とする航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記航空機タイヤ圧力ループリンクが、前記車輪軸電磁送受信駆動コイルと前記タイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低インピーダンスの電磁信号経路接続を提供し、これによって前記一組の間隔の空いた導電性接続アームに電気絶縁が不要になることを特徴とする請求項１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記航空機タイヤ圧力ループリンクが、前記車輪軸電磁送受信駆動コイルと前記タイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低電圧の電磁信号経路接続を提供し、これによって前記航空機タイヤ圧力ループリンクが電界放射源とならず電場干渉に反応しなくなることを特徴とする請求項１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記航空機タイヤ圧力ループリンクが剛体の自己支持構造部品であることを特徴とする請求項１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記キャリアが成形プラスチックキャリアリングであることを特徴とする請求項１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
車輪軸電磁送受信コイルと、該車輪軸電磁送受信コイルから離れて位置するタイヤ圧力センサ受信コイルとの間で磁場を電磁気的に結合し、タイヤ圧力センサを駆動するための航空機タイヤ圧力ループリンクであって、
前記車輪軸電磁送受信コイルに隣接して車輪軸の周りに取り付けられ車輪軸を囲むように構成されたキャリア上に取り付けられるように構成された第一単一金属ループと、
タイヤ圧力センサ送受信コイルに隣接して取り付けられるように構成された第二単一金属ループと、
前記第一単一金属ループと前記第二単一金属ループの間に電気的に接続された一組の間隔の空いた導電性接続アームであって、前記第一単一金属ループ内に発生した電流を前記車輪軸電磁送受信コイルから前記第二単一金属ループに伝達するように構成されており、これによって、前記第一単一金属ループ内に誘導された電流が、一組の間隔の空いた導電性接続アームを経由して前記車輪軸電磁送受信コイルから前記第二単一金属ループまでの距離を移動して、前記タイヤ圧力センサを駆動するための磁束を前記タイヤ圧力センサ受信コイル内に発生させることを特徴とする航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記第一単一金属ループが低透磁率の金属で形成されることを特徴とする請求項６に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記キャリアが成形プラスチックキャリアリングであることを特徴とする請求項６に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記一組の間隔の空いた導電性接続アームが、前記第一単一金属ループと前記第二単一金属ループの間に接続された第一および第二の平行間隔の金属シャフトを含むことを特徴とする請求項６に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記第一および第二の平行間隔の金属シャフトがアルミニウムであることを特徴とする請求項９に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
車輪軸電磁送受信コイルと、該車輪軸電磁送受信コイルから離れて位置するタイヤ圧力センサ受信コイルとの間で磁場を電磁気的に結合し、タイヤ圧力センサを駆動するための航空機タイヤ圧力ループリンクであって、
車輪軸電磁送受信コイルと、
前記車輪軸電磁送受信コイルに隣接して車輪軸の周りに取り付けられ車輪軸を囲むように構成されたキャリアリング上に取り付けられるように構成された一次単一金属ループであって、該一次単一金属ループに電気的に接続されおよび取り付けられ、前記車輪軸電磁送受信コイルからの衝突磁束を集める磁束収集挿入部材を備える一次単一金属ループと、
タイヤ圧力センサ送受信コイルに隣接して取り付けられるように構成された二次単一金属ループと、
前記一次単一金属ループと前記二次単一金属ループの間に電気的に接続された一組の間隔の空いた導電性接続アームであって、前記一次単一金属ループ内に発生した電流を前記車輪軸電磁送受信コイルから前記二次単一金属ループに伝達するように構成されており、これによって、前記一次単一金属ループ内に誘導された電流が、一組の間隔の空いた導電性接続アームを経由して前記車輪軸電磁送受信コイルから前記二次単一金属ループまでの距離を移動して、前記タイヤ圧力センサを駆動するための磁束を前記タイヤ圧力センサ受信コイル内に発生させることを特徴とする航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記一次単一金属ループが低透磁率の金属で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記キャリアリングが成形プラスチックキャリアリングであることを特徴とする請求項１１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記一組の間隔の空いた導電性接続アームが、前記一次単一金属ループと前記二次単一金属ループの間に接続された第一および第二の平行間隔の金属シャフトを含むことを特徴とする請求項１１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記第一および第二の平行間隔の金属シャフトがアルミニウムであることを特徴とする請求項１４に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記航空機タイヤ圧力ループリンクが、前記車輪軸電磁送受信駆動コイルと前記タイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低インピーダンスの電磁信号経路接続を提供し、これによって前記一組の間隔の空いた導電性接続アームに電気絶縁が不要になるすることを特徴とする請求項１１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。
前記航空機タイヤ圧力ループリンクが、前記車輪軸電磁送受信駆動コイルと前記タイヤ圧力センサ送受信コイルの間に低電圧の電磁信号経路接続を提供し、これによって前記航空機タイヤ圧力ループリンクが電界放射源とならず電場干渉に反応しなくなることを特徴とする請求項１１に記載の航空機タイヤ圧力ループリンク。