JPH0867117A - 車両用タイヤの状態の監視方法及び監視用デバイス内蔵のタイヤ - Google Patents

車両用タイヤの状態の監視方法及び監視用デバイス内蔵のタイヤ

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JPH0867117A
JPH0867117A JP7156646A JP15664695A JPH0867117A JP H0867117 A JPH0867117 A JP H0867117A JP 7156646 A JP7156646 A JP 7156646A JP 15664695 A JP15664695 A JP 15664695A JP H0867117 A JPH0867117 A JP H0867117A
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博愛 滝川
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    • Y10T152/10819—Characterized by the structure of the bead portion of the tire

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤの種々の物理的状態を監視する。 【構成】 タイヤの内部又はタイヤリムに取り付けられ
た能動形で自己駆動式のプログラム可能な電子デバイス
を使用する。このデバイスは、空気入りタイヤの温度、
圧力、走行距離及び／又はその他の運転状態のような情
報をタイヤの識別情報と共に監視し、蓄積し、更に遠隔
測定するために使用する。このデバイスは、外部から送
信された高周波によりこれを活性化することができ、応
答時には、デバイスは情報を比較又は送信しかつ予め選
定された限界値を超えた場合は警告を与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気入りタイヤの種々
の状態を監視する方法及び監視用デバイスを有するタイ
ヤに関する。より特別には、本発明は、一般に空気入り
タイヤの内部又はタイヤリムに取り付けられた能動形で
自己駆動式のプログラム可能な電子デバイスを使用した
タイヤ監視方法に関する。このデバイスは、空気入りタ
イヤの温度、圧力、走行距離及び／又はその他の運転状
態のような情報をタイヤの識別情報と共に監視し、蓄積
し、更に遠隔測定するために使用することができる。
【０００２】
【従来技術及びその課題】摩耗、内部温度及び内圧に関
するタイヤの情報を監視することが望ましい。大型トラ
ック用タイヤは高価でありかつ車両の効率を最大にする
ように定期的に整備しなければならないので、これらタ
イヤを監視することが特に有利である。
【０００３】過去には、タイヤの本体内に埋設され電磁
誘導結合により回路にエネルギーを供給する高周波送信
により作動させられる受動形の集積回路が一般に使用さ
れてきた。電磁誘導結合又は容量結合による受動形デバ
イスは長いコイル巻線を必要とし、従ってタイヤの構成
及び組立工程に大きな変更を要するという欠点がある。
かかる受動形デバイスに伴う別の重要な欠点は、タイヤ
とデバイスとの間で情報伝達ができるためには質問器を
タイヤのごく近く、通常はほぼ１０cm（数インチ）以内
に置かねばならないことである。接近の要求のため、車
両の各車輪に質問器を取り付ける必要があるので、連続
監視は実行不能である。駐車した車両のタイヤの各に埋
設された受動形デバイスからのデータの手動式収集もま
た接近の必要性のため厄介であり多くの時間を要する。
【０００４】タイヤ状態の監視に使用されるその他の従
来技術のデバイスは、バルブステムのようなタイヤの外
部に置かれた自己駆動式回路を備えている。外部取付け
式のデバイスは、天候及び乱暴な取扱いのような損傷に
曝される欠点がある。タイヤ外部に設置したデバイスの
別の欠点は、デバイス自体が空気漏れのあるかもしれな
い別のシールされた継手を導入することである。更に、
外部設置デバイスは監視している特定のタイヤから容易
に外れる可能性がある。
【０００５】公知のタイヤ監視及び識別用のデバイスの
別の欠点は、通信の発信が通常の高周波を使用して行わ
れることであり、これはタイヤの外部に取り付けられ又
は固定される一般に比較的大きなアンテナを必要とし、
このためタイヤの構成及び組立工程に比較的大きな変更
が必要となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様により、
作動化可能な監視用のデバイス又はタグが車両の少なく
も１個のタイヤの内面又はタイヤリム上に取り付けられ
るタイヤ監視方法が提供される。このデバイスはマイク
ロ波範囲の周波数を有する質問信号の手段により作動化
される。監視用デバイスは、信号に応答して、タイヤの
内圧と温度、タイヤの回転数のような１個又は複数個の
状態に関する情報を測定し送信する。望ましくは、タイ
ヤ情報は監視ステーションで受信され、ここで情報をカ
ラーコード化された視覚表示で観察でき、更に受容可能
な値に関して望ましくない状態を示すために音響信号及
び／又はフラッシュライトも持つ。表示装置は車両の総
てのタイヤを順次に又は同時に示すことができる。或い
は、重量計測ステーション、トラックターミナル等に置
かれたホスト記憶装置に種々の状態を送信するように監
視用デバイスを作動化させることができる。この記憶装
置は個々のタイヤの送信された状態値の履歴を記録し蓄
積できる。
【０００７】監視用デバイスは、専用の長寿命形ミニア
チュア電池により駆動される能動回路及び運転状態の検
出と送信のための１個又は複数個のセンサーを備える。
デバイスは、更に、集積回路；センサーからの電気信号
を処理するためとタイヤ識別情報を含んだデータを記憶
するためのプログラム可能なマイクロプロセッサー；及
び外部の質問器からの電磁信号を受信しこれに応答して
センサーからの処理された電気信号を送信するためのマ
イクロ波送受信装置を備える。マイクロ波周波数送信の
使用により、比較的小さなアンテナの使用で比較的広い
範囲への送信を行うことができる。この監視用デバイス
は、製造工程中に新しいタイヤに設置すること又は現存
のタイヤに付加することのいずれも可能である。
【０００８】監視用デバイスは、状態がその限界値を超
えない限り監視用デバイスが通常の質問に応答しないよ
うに、状態が限界値を超えない限り休止モードに留まる
ようにプログラムできることが好ましい。
【０００９】監視用デバイスは、これをタイヤに保持す
るポケット又はカバーの手段によりタイヤに固定するこ
とができる。カバー又はポケットは、化学的又は加熱に
より活性化する接着剤を利用してタイヤに固定すること
ができる。監視用デバイスは、応力、歪、繰返し疲労、
衝撃及び振動を最小にする方法及び場所でタイヤに固定
される。
【００１０】
【実施例】本発明の１実施例により、内部取付け式の監
視用デバイスを有するタイヤを準備し；限定するもので
はないが温度、圧力、距離、速度などを含んだ技術的条
件を感知して測定し及び／又は監視された状態に関する
デバイスのデータとして感知された状態を記憶し；測定
データを送信させるようにデバイスを作動させ；そして
予め選定された限界値とデータとを選択的に比較し限界
値を超えた場合に警告する諸段階を包含したタイヤの少
なくも１個の状態の監視方法が提供される。用語「内部
取付け式」は、監視用デバイスがタイヤ内に組み込ま
れ、或いはタイヤとタイヤ／リム組合せ体のリムとの間
に形成される加圧可能な空洞部の内面又はタイヤリム自
体の上に取り付けられることを意味する。監視用デバイ
スは、タイヤが所望の信号送信範囲内にあるときに高周
波質問信号の送信により作動化されることが望ましい。
監視される状態には、圧力、温度、又は回転数及び／又
は走行距離情報、並びに製造業者のシリアル番号、タイ
ヤサイズ、年月日と場所のようなタイヤ履歴又は識別情
報、トレッド再生の情報及び類似情報も含むことができ
る。
【００１１】本発明の別の態様により、上述の用語で示
されたような位置においてタイヤ内部に取り付けられた
監視用デバイスを有する空気入りタイヤが提供される。
監視用デバイスは、その位置とは無関係に以下説明され
る材料でこれを囲むことができる。凹所内又はタイヤ内
面上に置かれたときは、選択的にカバー又はポケット内
にこれを収容することができる。特定の取付け用又は接
着用の手段は、室温硬化性のアミン接着剤又は高温硬化
性の接着剤を含んだ化学硬化接着剤(cure adhesive)の
使用によることができる。
【００１２】さて、図面を参照すれば、図１には、２カ
所の好ましい位置において空気入りタイヤ５の内壁に固
定された監視用デバイス１０又は１０’を有する空気入
りタイヤ５の部分的断面図が示される。実際は、空気入
りタイヤは、一般にタイヤ内部の適宜位置又はタイヤリ
ム１２にただ１個の電子式監視用デバイスを持つだけで
ある。図１に明らかなように、一つの好ましい位置はボ
ディプライの折返し端部の下方のタイヤビードの付近で
あり、ここはサイドウオールの曲げ強度が最大でありか
つ転動しているタイヤの応力が最小の位置である。かか
る特性の得られるタイヤビードの最下方部分は一般にタ
イヤビードの底部である。ある特定のタイヤ、例えば２
８５／７５Ｒ２４.５ Ｒ２９９トラック／バス用ラジ
アルタイヤ（ＴＢＲ）においては、この好ましい位置は
タイヤのトウボトムから約２５.７から５１.４mm（約１
から２インチ）上方の距離である。この示された範囲よ
り上方では、繰返し応力の振幅が極めて速やかに増大す
る。監視用デバイスの別の好ましい位置は、図１に示さ
れるようにタイヤ内部のトレッドクラウンの中央であ
り、ここでは取付け取外しによるタイヤの応力が最小で
ある。
【００１３】監視用デバイス１０は、図２に示されるよ
うに回路基板４８にあるマイクロチップ２０、アンテナ
３０、増幅器４２、電池４４、圧力センサー４６、及び
選択的に温度と走行距離センサー（図示せず）とより構
成される。図２の実施例には示されないが、マイクロチ
ップ２０自体に上述の構成要素の総て又は一部を含むこ
とができる。
【００１４】選択的ではあるが、監視用デバイスの剛性
を高くして歪を受けることを阻止するためにデバイスを
固体又は半固体のケース内に収容することが望ましい。
この強化用のケース又はカプセルは固体材料、即ち、種
々のウレタン、エポキシ、不飽和ポリエステル−スチレ
ン樹脂、及び硬質ゴム組成のようなタイヤゴムと代置可
能な非発泡性コンパウンドである。硬質ゴム組成は、一
般に、架橋されてショアーＡで約５０から約１００の硬
さ、望ましくはショアーＤで約５から約８０の硬さ、更
に好ましくはショアーＤで約４０から約１００の硬さを
持った任意形式のゴム又はエラストマーである。本デバ
イスの強化用ケース又はカプセルに最適の固体材料は、
典型的に約７０.３kg/mm2から約３５１.６kg/mm2（約１
００ksi（１００００ポンド／平方インチ）から約５０
０ksi（５０００００ポンド／平方インチ））の範囲の
弾性係数（ヤング係数 Ｅ）を持つことが見いだされ
た。デバイスを囲うために使用される強固な補強用ケー
スの材料の実際に選定される弾性係数は監視用デバイス
自体の剛性の関数である。
【００１５】カプセルに入れられている監視用デバイス
の例が図６に示され、この図では監視用デバイス１０
は、監視用デバイス組立体１７を形成するようにケース
又はカプセル用材料１６内に囲まれる。図６に示される
ように、タイヤ内圧の測定ができるようにセンサーへの
空気の通路を与えるために、圧力測定センサー４６が開
口又は穴など１８を有することが本発明の重要な態様で
ある。
【００１６】さて、図７及び８を参照すれば、上述のよ
うに、監視用デバイス組立体１７は選択的にポケット７
５又はカバー８０のような柔軟なハウジングを持つこと
ができる。監視用デバイスをタイヤに保持するように機
能する適切なハウジング材料は、天然ゴム、或いは合成
ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエ
ンゴム、及び同等品のような４ないし１０個の炭素原子
を持った共役ジエン、柔軟ポリウレタン、柔軟エポキシ
及び同等品のから作られかつショアーＡスケールで約５
０から約９５、好ましくは約５５から約７５の硬さを有
するゴムのような一般に柔軟でかつ弾力性のあるゴムを
含む。
【００１７】図９は図７及び８の斜視図であり、タイヤ
５の内壁７に固定されたカバー８０を示す。カバー８０
は、好ましくは加圧可能なタイヤ空洞部内のタイヤ面に
監視用デバイス組立体を固定する接着面を持つ。圧力セ
ンサーが空気圧を適切に監視できるようにスリット８４
が空気通路を提供する。
【００１８】図７はカバー８０によりタイヤ５に固定さ
れた監視用デバイス組立体１７を示す。カバーは、デバ
イスの圧力センサーがタイヤ内圧を検知できるようにス
リット８４を持つ。一般に、カバー８０はタイヤの内部
部分に固定される。圧力感知用に必要な開口又はスリッ
ト８４を除いて、カバー８０は図７に示されるように監
視用デバイス組立体１７を囲み、監視用デバイス組立体
の外周の周りのタイヤ内部部分に固定される。
【００１９】図８に見られるように、監視用デバイス組
立体１７はタイヤのポケット又は凹所７５内に置かれ
る。タイヤのポケット又は凹所７５は、適切な寸法の長
方形のテフロン（商品名、ＰＴＦＥ）片を所望の凹所７
５の位置において未加硫のタイヤインターライナー上に
差し込むことによりこれを作ることができる。タイヤの
製造中、型の加硫用圧力がこの小片をタイヤインターラ
イナー内に押し込み図８に示されるように凹所ポケット
７５内で硬化する。次に、カバー８０が監視用デバイス
組立体の周囲の回りでタイヤインターライナーに取り付
けられる。カバー８０も、空気圧の検知ができるように
スリット８４を持つ。カバー８０は未加硫タイヤと一緒
に加硫でき、或いは以下説明されるように種々の形式の
接着剤の使用により加硫後にタイヤに取り付けることが
できる。
【００２０】さて、図１０を参照すれば、図７及び８の
形状で示されたようなカバー８０が使用されるときは、
例えばテフロン（商品名、ＰＴＦＥ）又はシリコン剥離
材料で構成された接着防止用シート８６をカバー８０と
その下のタイヤ内壁７との間に置き、監視用デバイス組
立体を収容するための空洞部を確実に形成することがで
きる。次いで、適切な接着用材料を用いてカバーをタイ
ヤ内部に接着する。接着用材料の硬化後に接着防止用シ
ート８６が取り去られる。次に、監視用デバイスを、カ
プセル入りであるか否かにかかわらず、柔軟なカバー８
０のスロットを通して挿入することができる。或いは、
監視用デバイスを、カプセル入りであるか否かにかかわ
らず、タイヤ５に当てて位置決めし、この上にカバー８
０を取り付け、適切な接着剤によりカバーの周囲におい
てタイヤ５に接着することができる。
【００２１】図１１及び１２に示された好ましい実施例
においては、監視用デバイスはハウジングポケット９０
内に収容され、このポケットはこの中に組立体を取り付
けるためのスロットを有し、組立後、このスロットを通
して監視用デバイスのアンテナを突き出すことができ
る。更に、ポケット９０は、これをタイヤ５に確実に接
着するために選択的に基層１１０を備える。ハウジング
ポケット９０は、開口９６を通じて監視用デバイス組立
体を受け入れかつ収納するように、ポケット空洞部９４
を有する頂部部分又はキャップ９２を備える。ポケット
空洞部９４は、一般に監視用デバイス組立体をきちんと
保持し又は固定するに適した寸法と形状のものである。
ポケット９０は、監視用デバイス組立体のアンテナ３０
をポケット９０の台状部分１０２に固定しかつ強制する
ためにバンド９８も備える。
【００２２】監視用デバイス組立体１７をタイヤ５に固
定する別の方法は、監視用デバイスを未加硫タイヤのタ
イゴムプライ１９９とインナーライナープライ２００と
の間に置くことにより、製造中に監視用デバイス組立体
１７をタイヤ５内に物理的に埋設する方法である。加硫
後、デバイスは永久的にタイヤ構造内に収容される。図
１３は、この方法によりタイヤクラウン２０２又はこの
付近に置かれたインナーライナーボデイプライ部分２０
０に位置決めされた埋設監視用デバイス組立体１７を備
えたタイヤ断面を示す。クラウン２０２は監視用デバイ
スの設置に好ましい位置の一つである。監視用デバイス
がボディプライ２０４に接触するとボディプライ２０４
の耐久性と構造性能とを低下させる可能性があるため、
かかる接触はすべきでないことが経験により示された。
別の好ましい位置は図１４に示されたようなタイヤビー
ド２１０の付近である。未加硫タイヤ内に設置の際に、
小さな取去り可能なダボ２０６が監視用デバイス組立体
１７内に入れられる。ダボ２０６は加硫圧力を加えたと
きにインナーライナープライ部分２００を通して穴を空
け、監視用デバイス組立体１７内の圧力センサーへの空
気通路用の穴又は開口を形成する。ダボ２０６は、タイ
ヤ加硫作業中に使用される成形ブラダー（図示せず）を
破損させることなく柔らかなインナーライナーゴムを通
る通路を確保するために適切な寸法でかつ平滑で丸い端
部を持つべきである。希望するならば、成形ブラダー
は、これを監視用デバイス組立体１７とダボ２０６の位
置で補強するすることができる。ダボ２０６は、タイヤ
の加硫後に、仕上がった空気穴を残して取り去られる。
【００２３】監視用デバイス組立体を具体化するための
第２の実施例が図１５に示される。この方法では、ダボ
２２０は、まずインナーライナーパッチ２２２を通して
差し込まれ、次いで監視用デバイス組立体１７内に差し
込まれる。次に、監視用デバイス組立体１７が未加硫の
タイヤインナーライナープライ２００とインナーライナ
ーパッチ２２２との間に挟まれる。この手順において、
成形ブラダー（図示せず）への傷を更に減らすために、
より大きく輪郭付けられたダボ頭部２２４を使用するこ
とができる。
【００２４】監視用デバイスをタイヤに接着するために
使用し得る種々の接着用材料は、室温硬化性のアミン接
着剤を含んだ多くの化学硬化性接着剤を含む。熱硬化性
接着剤も使用できる。適切な化学硬化性接着剤には、ノ
ースカロライナ州ロアノク・ラピッドのザ・パッチ・ラ
バー・カンパニーより発売の種々の自己加硫接着剤、種
々の化学的加硫流体、及び同等品のような通常の加硫用
材料を含む。
【００２５】室温又は周囲温度硬化性のアミン接着用材
料は、種々の硬化性アミンのポリマー又はプレポリマー
の適用に先行して、まず、種々の接着面（例えば、タイ
ヤ、カバー等）への処理剤の適用を含む。適切な処理剤
には、種々のＮ−ハロアミド、種々のＮ−ハロヒダント
イン、種々のＮ−ハロイミド、及びこれらの組合せが含
まれる。種々の望ましいＮ−ハロヒダントインの例に
は、１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントイ
ン；１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイ
ン；１，３−ジクロロ−５−メチル−５−イソブチルヒ
ダントイン；及び１，３−ジクロロ−５−メチル−５−
ヘキシルヒダントインが含まれる。Ｎ−ハロアミドの例
には、Ｎ−ブロモアセトアミド及びテトラクロログリコ
リルが含まれる。Ｎ−ハロイミドの例には、Ｎ−ブロモ
スクシンイミド及び通常はモノ−、ジ−、及びトリ−ク
ロロイソシアヌル酸として知られる種々のクロロ置換ｓ
−トリアジントリトンが含まれる。本発明の実行に使用
する好ましい処理用の組成は、種々のモノ−、ジ−、及
びトリ−クロロイソシアヌル酸又はこれらの混合物を含
む。トリクロロイソシアヌル酸が特に好ましい。
【００２６】処理剤は、通常は固体状で存在する。これ
らは、アセトン及び同等品のような溶媒に容易に溶解さ
れ、従って液状で塗布することができる。処理剤の塗布
は、一般に周囲温度で行われる。ハケ塗り、スプレイ及
び同様方法によるような適宜の通常の方法で塗布するこ
とができる。塗布量は基層が塗布されるような量であ
る。好ましくは、加硫されたゴム面の全部が確実に塗布
されるように、処理剤又は接着剤コンパウンドの２回以
上の塗布が使用される。
【００２７】前記周囲温度硬化性接着用材料は、ここに
参考文献として完全に組み入れられた米国特許第４７１
８４６９号、第４７６５８５２号、及び第４９２３５４
３号に説明された技術及び文章で知られる。
【００２８】熱硬化性接着用材料は、少なくも１００
℃、一般には約１１５から約１７０℃の温度に加熱する
と直接的又は間接的にタイヤ基層及び監視用デバイスと
の間の接合を形成する種々の接着剤を使用する。所要硬
化時間は温度に依存し、温度が高くなると所要時間は短
くなる。適切な通常の熱硬化性接着剤は公知であり、例
えばノースカロライナ州ロアノク・ラピッドのザ・パッ
チ・ラバー・コンパニーより発売の種々の押出しセメン
ト、種々のトレッド再生及び加硫用のセメント、及び同
等品を含む。
【００２９】接着剤は、これを監視用デバイスに、ケー
ス又はカプセル入りの監視用デバイス組立体に、監視用
デバイス用のカバー又はポケットに、或いはこれらのい
かなる組合せにも直接塗布することができる。或いは、
監視用デバイス又は監視デバイス組立体は、これを適切
な接着剤によりタイヤリムに取り付けることができる。
カバー又はポケットが利用される場合は、タイヤへの監
視用デバイスのより良き接着を確保するために、一方で
はカバー又はポケットに塗布される接着剤と他方ではタ
イヤ内部に塗布される接着剤との間に緩衝用ゴム層のよ
うな中間層を有することが選択的ではあるが好ましい。
望ましくは、タイヤ及びカバー又はポケットの両者は、
予めバフをかけられ溶媒で清浄にされ、そして接着剤が
塗布される。
【００３０】監視用のデバイス又はタグ１０を参照すれ
ば、これは種々の構成要素を保持するために適切な材料
で作られた基板を備える。これら要素の一つは図４のブ
ロック線図に示されたような集積回路又はマイクロチッ
プ２０である。好ましくは、集積回路は、内部又は外部
のアナログ信号をデジタル化する１個又は複数個のアナ
ログデジタル変換器を含む。本発明の使用に適切な集積
回路は市販のものであり及び／又は作ることができる。
本発明による使用に特によく適すると見いだされた一つ
のかかる市販の回路２０は、アイダホ州ボイスのミクロ
ン・コミュニケーションズ・インクより発売のＲＦＩＤ
「ミクロン」チップである。図４は、本発明による使用
に適した「ミクロン」チップのブロック線図である。
【００３１】チップ２０は、コマンド処理用の中央処理
装置、２５６バイトランダムアクセスメモリー、及びデ
ータ送受用の高周波回路を含む。送信の中心周波数は
２.４５ＧＨｚである。低周波及び高周波送信バンド用
の回路がチップにより使用され、ミクロンにより開発さ
れかつ１９９３年７月２２日付けの同社のプロトコール
出版物、プレリリーズＶｅｒ．０.９５の形式に従っ
て、外部送信（指示）するように始動させ又は停止させ
る。温度、供給電圧、磁場の強さ及び周囲光の強さの監
視用の内部センサーがチップ内に含まれる。チップはデ
ジタル及びアナログの入力／出力機能を支持する通信ポ
ートも持つ。アナログポートは電流２mAまでの電源にプ
ログラムすることができる。監視用外部センサーのため
に、０から２.５Ｖまでのアナログ入力電圧を読み取る
ことができる。多重化により２５６個までのアナログポ
ートの試料採取ができる。チップは、高周波伝達により
送られる３０個までの予定された指令を実施できる。こ
れら指令には、タグ識別、メモリーの読出し／書込み、
Ｉ／Ｏポートの読出し／書込み、警告閾値の設定、パス
ワード／秘密保持及び使用可能／不可能の指令を扱う機
能が含まれる。
【００３２】集積回路２０は、既に説明された内部セン
サー及び／又は１個又は複数個の外部センサーからのア
ナログ信号を受け入れる１個又は複数個の外部アナログ
ポートを備えることが好ましい。デバイスは、選択的で
はあるが好ましくは圧力センサーを備え、このセンサー
は好ましくは圧電式圧力センサーのような固体デバイス
である。適切な圧電式センサーがルーカス・ノバセンサ
ーより入手可能である。特にルーカス・ノバセンサーの
ＮＰＣ−１０３シリーズのセンサーが好ましい。
【００３３】温度センサーも、ナショナル・セミコンダ
クター製のモデルＮｏ．ＬＭ ３５ＣＡＺのような適宜
の通常のセンサーとすることができる。タイヤ走行距離
検出器はマイル、キロメーター等の読出し信号を出すこ
とができ、更に好ましくはタイヤの各回転毎に検出器で
感知される外部磁場に応じたマイルド磁気検出器の形式
のものとすることができる。或いは、検出器はタイヤの
各作動サイクル又は休止サイクルを検出し計数される信
号を作る。次いで、この計測数がタイヤ走行距離の算出
に使用できる。使用可能な付加的なセンサーは車両速度
を監視する速度センサーである。
【００３４】電子式監視用デバイス又はタグ１０は、質
問器と情報を授受するための種々の構成要素を収容す
る。特別な構成要素は増幅器４２であり、これは種々の
センサーから受けたアナログ信号を増幅しこれをチップ
に送り次いで質問器に送るために使用される。増幅器
は、これをマイクロチップ２０の外部アナログポートに
接続することができる。電子式監視用デバイスは、これ
が電池のような電源を有し自己駆動式である限りは能動
的である。電池には、マサチューセッツ州ハイド・パー
クのバッテリー・エンジニヤーリング・インク製のタイ
プ７−１０の０.０７アンペア・アワー、リチウム塩化
チオニル電池のような適宜の通常の長寿命電池４４を利
用できる。
【００３５】モニター１０は、図２に示された監視用デ
バイスの付近、又は図３に示されたようにモニター後ろ
側のいずれかに置き得るマイクロ波アンテナ３０も備え
る。アンテナ３０は、マイクロ波の送信周波数に近い共
振周波数を有する限り、単一波状(single serpentine)
の狭い電線又は金属箔、例えば銅の薄板のような適切な
導電手段とすることができる。マイクロ波は、一般に適
切な周波数は約２.４０から約２.４９ヘルツであるが、
約１×１０9から約５×１０9ヘルツまでのような適宜の
周波数を使用することができる。
【００３６】別の実施例（図示せず）は、監視用チップ
に至る導線を有する転写形式の監視用デバイス１０の外
部のセンサーを使用する。
【００３７】図５は、電子式監視用デバイスからのデジ
タル化された情報で通信しかつ検索するために使用され
る一般形式の質問器６０のブロック線図である。質問器
は、マイクロチップと通信するためにマイクロ波の送受
信用回路を備える。高周波送信機は２重周波数帯を使用
し、従ってある周波数に応答するようにプログラムされ
たタグ（即ち、監視用デバイス）だけが作動し、その他
は休止状態に止まり電池電力を節約する。これは「デー
タ・バンド・スイッチング」と呼ばれ公共ドメインミク
ロン(public domain Micron)プロトコールの一部として
定義される。質問器は、ミクロンプロトコールにおいて
定義されかつマイクロ波通信デバイスのためにＦＣＣに
より要求されるような拡張(spread)スペクトル変調を使
用して受信と送信とをする回路を含む。送信の電力レベ
ルは使用者の選択が可能であり、受信の改善のために質
問器は１個又は２個のアンテナを使用できる。質問器は
Ｉ／Ｏ通信用ハードウエアを有し、並列、直列のＲＳ−
２３２、ＲＳ−４８５及びエサーネットリンクを介して
ホストコンピューターとの質問を支持する。説明された
形式の商業生産された質問器は、ユタ州ソートレーク市
のユニシス・コーポより入手できる。質問器は、電子式
監視用デバイス１０から送られたデータのダウンロー
ド、集積、及び解析ができるようにコンピューター７０
と整合される。更に、異なった質問の状況に応じて別の
質問器又は複数の質問器を使用することができる。
【００３８】質問器は車両、例えばトラック内に離して
置き、圧力の過大又は過小、或いは温度の異常上昇のよ
うな何らかの危機又は切迫した問題を車両運転手に警告
するために、各３０分毎のような規則的な間隔で断続的
に監視することができる。或いは、質問器を車両のサー
ビス用停車地点、例えば注油ステーション、トラックタ
ーミナル、又はその他の都合のよい位置に置き、視覚的
読取り、フラッシュライト等により、上述のようにタイ
ヤ圧力及びタイヤ温度等を記録し及び／又はそのときの
センサーの読取りを行う。各タイヤの監視用デバイス
は、規則的又は任意の時間間隔で情報に対する質問を行
い、その質問器に接続されたコンピューターにデータを
蓄積することができる。監視用デバイス１０は極端な温
度又は圧力状態を警告するために作動するようにプログ
ラムすることもでき、或いはタイヤ作動中の圧力及び／
又は温度の履歴を記録するために使用することもでき
る。かかるデータは、これを、例えばトラック用タイヤ
の評価に使用できる。
【００３９】質問器は、分類、識別及び複数の監視用デ
バイスとの通信のためのソフトウエアプロトコールのよ
うな種々の特徴を有し、このため１基の質問器で１台又
は複数台の車両の個々のタイヤと組み合わせられた多数
の監視用デバイスからの情報を迅速に分類しかつ記憶で
きる。タイヤ内からの送信範囲は約１５ｍ（５０フィー
ト）以上のように変えることができ、このため、静止し
た質問器で、この質問器を通過して行く車両又は広い車
両位置の車両の総てのタイヤチップに対して迅速に質問
することができる。
【００４０】本発明の好ましいモードにより、タイヤに
は、タイヤの内部又はタイヤ内又はタイヤ材料上に自己
駆動式の監視用デバイスが設けられる。この監視用デバ
イスは温度又は圧力のようなタイヤ状態に関するデータ
を感知し記憶するための手段を備える。監視データの電
源は、トリガー信号に応答して作動され、データは状態
のデータを送信する。例えば、監視用デバイスは、監視
用デバイスの固定されたタイヤと組み合わせられた識別
コードを読み取る質問器を持つことによりこれを識別す
ることができる。識別コードは、例えば１０バイト数で
記憶され、その初めの４バイトが標準国際分類（ＳＩ
Ｃ）を含み、次の２バイトは特定のコードを含み、そし
て最後の４バイトが特定のタイヤを識別する。更に本発
明の好ましいモードにより、監視用デバイス１０は、複
数の質問器と複数の監視用デバイスとの間で選択的に通
信するため、低いデータバンドから高いデータバンドへ
の切替えを持つ。低いバンドは電池電力を節約する休止
モードに相当する。質問器がデバイスを作動させるよう
に低いバンド指示を送信しない限り、監視用デバイス１
０は休止状態に留まるであろう。監視用デバイスの周波
数と質問器の周波数とは指令により切り替えることがで
きる。これにより、監視用デバイスの選択されたグルー
プが作動され質問器の送信に応答し、一方その他のもの
は休止状態に留まることができる。監視用デバイスの周
波数は、感知用デバイスにより監視される外部の被測定
事項（例えば温度）により切り替えられ、従って、これ
は、監視状態に対して予め設定された限界値を超したと
きに質問器に応答して作動させられる。高低のセンサー
閾値は周波数切替えの生じたときを判定するようにプロ
グラムされ、従って監視用デバイスを警告モードで作動
させることができる。
【００４１】更に、本発明の好ましいモードにより、複
数の監視用デバイスと質問器又は複数の質問器との間の
通信は仲裁(arbitration)方法の手段により容易にさ
れ、これにより明確な通信ができる。質問器、監視用デ
バイス、及びデータ通信プロトコールは、種々の指令を
質問器から監視用デバイスに送信できることが好まし
い。希望の指令の例には、タイヤの識別、記憶、デジタ
ルポート及びアナログポートの読出し／書込み、警告閾
値の設定、パスワード及び秘密保持用データ、並びに可
能化及び不可能化の指令を関する機能が含まれる。これ
らの指令は監視用デバイスの機能を決定し、異なった応
用に対すの作動の特定化を許す。例えば、ソフトウエア
により監視用デバイスに指令して、タイヤ温度がある閾
値を越し、又は空気圧が与えれた設定点以下に落ちない
限り、質問器からの質問を無効にするように設定するこ
とができる。或いは、路上でのタイヤ運転中に温度及び
圧力の周期的な読取りについての車両質問器の要求を基
板上で応答するように設定することができる。電池寿命
は通信可能なの回数と時間とを決めるであろう。
【００４２】本発明による最良のモード及び好ましい実
施例が説明されたが、本発明の範囲は、これには限定さ
れず、特許請求の範囲により定められる。
【００４３】本発明の実施態様は以下の通りである。
【００４４】１．タイヤ製造中にタイヤ内に監視用デバ
イスを埋設する方法であって、タイヤを加硫するより前
に、ダボを有する監視用デバイスを監視用デバイスがボ
デイプライと接触することなくタイゴムプライ上に置
き；タイヤを加硫するより前に、前記監視用デバイスの
上及び前記タイゴムプライの上にインナーライナープラ
イを組み合わせ；前記ダボが前記インナーライナープラ
イを押して貫通するように前記インナーライナープライ
に圧力を加え；タイヤを加硫し；そして前記インナーラ
イナープライを通って前記監視用デバイスに開口が伸び
るように前記ダボを取り去る諸段階を含んだ方法。
【００４５】２．タイヤに監視用デバイスを固定する方
法であって、第１の側と第２の側とを有するインナーラ
イナーパッチを準備し；本体部と頭部とを有するダボ
を、前記頭部が前記パッチの第１の側と接触しかつ前記
本体部が前記パッチの前記第２の側を通して突き出すま
で、前記インナーライナーパッチの第１の側を通して差
し込み；デバイスの一部分が前記パッチの前記第２の側
から突き出ている前記ダボの前記本体部と接触するよう
に前記パッチの前記第２の側に監視用デバイスを組み立
て；前記パッチの前記第２の側の前記タイヤインナーラ
イナーへの接触により前記タイヤインナーライナープラ
イに前記インナーライナーパッチを接着し；熱と圧力と
を加えることにより前記インナーライナーパッチを前記
タイヤインナーライナーに硬化し；前記インナーライナ
ーパッチを通って前記監視用デバイスに開口が伸びるよ
うに前記ダボを取り去る諸段階を含んだ方法。
【００４６】３．組立段階がタイヤのクラウンの付近に
おける組立を含む実施態様２又は３の方法。
【００４７】４．組立段階がタイヤのビードの付近にお
ける組立を含む実施態様２又は３の方法。
【００４８】５．タイヤの技術的状態を監視する装置で
あって、ショアＡスケールで約５０から約９５の硬さを
有する柔軟なハウジングであって、タイヤの加圧可能な
空洞部内に置かれた第２の面に接着し得る第１の面を有
するハウジング；及び前記ハウジング内に置かれた監視
用デバイスであって （ａ）電源； （ｂ）技術的状態を感知するセンサー； （ｃ）前記感知された状態をデータに変換する手段； （ｄ）信号に応答して前記データを送信する手段； （ｅ）前記データを記憶する手段； （ｆ）マイクロ波周波数の信号を受信する手段； （ｇ）前記マイクロ波周波数の信号に応答して前記デー
タを送信する手段 を有する前記監視用デバイスを具備した装置。
【００４９】６．前記電源が活動モードと休止モードと
を有する電池であり、そしてデバイスは前記送信された
マイクロ波周波数の信号に応答して前記監視用デバイス
を作動させるために前記電池を前記休止モードから前記
活動モードに切り替える手段、及び前記監視用デバイス
が前記データの送信を完了した後で前記電池を前記活動
モードから前記休止モードに切り替える手段を更に備え
た実施態様５に説明された装置。
【００５０】７．前記監視用デバイスが、回路基板、タ
イヤの技術的状態を監視するための少なくも１個のセン
サー、前記回路基板上に取り付けられ前記感知された単
数又は複数の状態を信号として受信するマイクロチッ
プ、外部信号に応答して前記条件信号を増幅する増幅
器、前記増幅された条件信号を送信するためのアンテ
ナ、及び前記マイクロチップと前記増幅器とに電力を供
給する電池を備えた実施態様５に説明された装置。
【００５１】８．前記監視用デバイスが監視用デバイス
組立体を形成するために、ショアＤで約５から８０の硬
さ及び約７０.３kg/mm2から約３５１.６kg/mm2（約１０
０ksi（１００００ポンド／平方インチ）から約５００k
si（５０００００ポンド／平方インチ））の弾性係数を
有する固体材料で包まれる実施態様５の装置。
【００５２】９．タイヤの加圧可能な空洞部内に置かれ
た面に取り付けられ、前記ハウジングが第２のタイヤ面
内に形成された凹所、及び前記凹所の上に位置決めされ
たカバーを有し、前記カバーが前記監視用デバイスを前
記ハウジング内に差し込むためのスロットを有する実施
態様５に説明された装置。
【００５３】１０．前記信号受信用手段と前記信号送信
用手段とアンテナであり、前記ハウジングが前記アンテ
ナを前記ハウジングの外の位置に保持するためのバンド
を有する実施態様５に説明された装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気入りタイヤの加圧可能な空洞部内の２カ所
の代置可能な位置に設置された監視用デバイスを有する
本発明による空気入りタイヤの部分断面図である。
【図２】本発明を使用した監視用デバイスの電子的構成
部品とアンテナのブロック線図である。
【図３】図２に示された監視用デバイスの電子的構成部
品とアンテナの別の形状の側面図である。
【図４】図２に示された監視用デバイスに含まれるマイ
クロチップのブロック線図である。
【図５】監視用デバイスと通信しこれからの情報を検索
する質問器のブロック線図である。
【図６】カプセル入りの電子式監視用デバイス組立体の
断面図である
【図７】空気入りタイヤの内壁に固定されたカバーの手
段により空気入りタイヤの内壁に取り付けられた監視用
デバイス組立体の断面図である。
【図８】空気入りタイヤの内壁に固定されたカバーの手
段により空気入りタイヤの内壁の凹所内に位置決めされ
かつこの内壁に取り付けられた監視用デバイス組立体の
断面図である。
【図９】ハウジング内壁に監視用デバイス組立体を固定
するカバーの斜視図である。
【図１０】監視用デバイスを固定するために空気入りタ
イヤの内壁に形成された適切なカバーの断面図である。
【図１１】本発明の別の実施例によるポケット組立体の
断面図である。
【図１２】図１１のポケット組立体の平面図である。
【図１３】タイヤクラウンの付近でタイヤの内部に埋設
された監視用デバイス組立体を有するタイヤの断面図で
ある。
【図１４】タイヤビードの付近でタイヤの内部に埋設さ
れた監視用デバイス組立体を有するタイヤの断面図であ
る。
【図１５】タイヤクラウンの付近でタイヤの内部に取り
付けられた監視用デバイス組立体を示すタイヤの別の実
施例の断面図である。
【符号の説明】
１０ 監視用デバイス １２ タイヤリム ２０ マイクロチップ ３０ アンテナ ４２ 増幅器 ４４ 電池 ４６ 圧力センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 17/00 Ｊ (72)発明者 ガイ・ジエイ・ウオレンガ アメリカ合衆国テネシー州37122マウント ジユリエツト・バリーブルツクドライブ 704 (72)発明者 滝川 博愛 アメリカ合衆国テネシー州37217ナツシユ ビル・ロングハンターレイン2112 (72)発明者 岡本 慶三 アメリカ合衆国テネシー州37129マーフリ ーズボロ・グローブサークル1030

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タイヤ製造中にタイヤ内に監視用デバイ
    スを埋設する方法であって、 タイヤを加硫するより前に、ダボを有する監視用デバイ
    スを監視用デバイスがボデイプライと接触することなく
    タイゴムプライ上に置き；タイヤを加硫するより前に、
    前記監視用デバイスの上及び前記タイゴムプライの上に
    インナーライナープライを組み合わせ；前記ダボが前記
    インナーライナープライを押して貫通するように前記イ
    ンナーライナープライに圧力を加え；タイヤを加硫し；
    そして前記インナーライナープライを通って前記監視用
    デバイスに開口が伸びるように前記ダボを取り去ること
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 タイヤに監視用デバイスを固定する方法
    であって、 第１の側と第２の側とを有するインナーライナーパッチ
    を準備し；本体部と頭部とを有するダボを、前記頭部が
    前記パッチの第１の側と接触しかつ前記本体部が前記パ
    ッチの前記第２の側を通して突き出すまで、前記インナ
    ーライナーパッチの第１の側を通して差し込み；デバイ
    スの一部分が前記パッチの前記第２の側から突き出てい
    る前記ダボの前記本体部と接触するように前記パッチの
    前記第２の側に監視用デバイスを組み立て；前記パッチ
    の前記第２の側の前記タイヤインナーライナーへの接触
    により前記タイヤインナーライナープライに前記インナ
    ーライナーパッチを接着し；熱と圧力とを加えることに
    より前記インナーライナーパッチを前記タイヤインナー
    ライナーに硬化し；前記インナーライナーパッチを通っ
    て前記監視用デバイスに開口が伸びるように前記ダボを
    取り去ることを含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 タイヤの技術的状態を監視する装置であ
    って、 ショアＡスケールで約５０から約９５の硬さを有する柔
    軟なハウジングであって、タイヤの加圧可能な空洞部内
    に置かれた第２の面に接着し得る第１の面を有するハウ
    ジング；及び前記ハウジング内に置かれた監視用デバイ
    スであって （ａ）電源； （ｂ）技術的状態を感知するセンサー； （ｃ）前記感知された状態をデータに変換する手段； （ｄ）信号に応答して前記データを送信する手段； （ｅ）前記データを記憶する手段； （ｆ）マイクロ波周波数の信号を受信する手段； （ｇ）前記マイクロ波周波数の信号に応答して前記デー
    タを送信する手段 を有する前記監視用デバイスを具備することを特徴とす
    る装置。
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