KR20060050961A - 타이어내의 전기 접속부용 등급별 강성 - Google Patents

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제이 씨. 시네트
아더 알. 멧칼프
데이비드 제이. 미야트
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소시에떼 드 테크놀로지 미쉐린
미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
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Abstract

본 발명에 따라서, 내스트레인(strain-resistant) 전기 접속부와, 이것을 제조하는 방법이 제공된다. 와이어 또는 다른 도전성 리드(lead)는, 접속부를 회로에 대하여 리드의 운동 또는 회전과 같은 기계적인 응력에 보다 내성을 가지도록 한다. 접속점 근처에서 가요성과 등급별 강성(graduated stiffness)을 감소시키는 영역을 발생시킬 수 있도록 회로에 접속점 근처에서 그리고 리드 주위에서 형성된다. 몇몇 실시예에서, 상기 리드는 코일되거나, 또는 기계적인 응력을 견디기 위한 부가의 능력을 제공하기 위하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 접속점 근처에서 상기 강성을 제어하는 것을 돕기 위하여 부가의 요소가 제공될 수 있다.
타이어, 전기 접속부, 리드, 회로, 가요성

Description

타이어내의 전기 접속부용 등급별 강성{GRADUATED STIFFNESS FOR ELECTRICAL CONNECTIONS IN TIRES}
도 1은 리드가 인쇄 회로판에 납땜된 전기 접속부의 예시도.
도 2는 리드가 인쇄 회로판에 기계적으로 연결된 전기 접속부의 예시도.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예의 측 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 예시적인 실시예의 일 부분의 확대 평면도.
도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 다양한 예시적인 응력 경감 방법론(stress relieving methodologies)을 도시하는 도면.
본 발명은 본 출원이 그 우선권을 주장하는 2004년 4월 19일자로 제출한 미국 특허 출원 제 10/827,593호, 제목 "스트레인-내성 전기 접속부(STRAIN-RESISTANT ELECTRICAL CONNECTION"의 일부 연속 출원이다.
본 발명은 스트레인 내성 또는 내피로(fatigue-resistant) 전기 접속부와 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 회로에 대한 리드의 이동이나 회전과 같은 기계적 응력에 의해 발생되는 손상에 대해 보다 내성인 접속부를 만드는 방식으로 리드와 회로 사이에 접속부를 제공한다. 본 발명에서, 접속부 지점 부근에서 감소하는 가요성(flexibility)이나 등급별 강성(graduated stiffness)의 구역을 생성하기 위한 재료가 상기 리드 주위에 형성된다. 특정 실시예에서, 상기 리드는 또한 코일되거나 다르게는 고장없이 기계적 응력을 수용하기 위한 추가의 능력을 제공하도록 형성될 수 있다.
전기 회로는 특히 물리적, 화학적, 및 전기적 인자들이 나타날 수 있는 다양한 환경들에서 사용되며, 상기 회로는 상기 환경들을 견디도록 보호되거나 설계되어야만 한다. 본 발명은 주로 회로의 특정 부분을 기계적으로 파괴하거나 약화시킴으로써 회로 고장(malfunction)을 야기할 수 있는 피로(fatigue)를 발생시키는 기계적 응력과 같은 물리적 인자들에 관한 것이다. 이러한 고장의 통상적인 위치는 전기 회로에 대한 와이어, 리드, 또는 다른 도체(conductor)의 지점이나 그 부근이다. 와이어와 연결된 회로가 서로에 대해 이동하거나 회전할 수 있는 상황에서, 상기 와이어는 회로에 대한 접속부의 지점이나 그 부근에 기계적 응력 및/또는 피로의 집중을 초래한다. 예를 들면, 반복되는 굽힘(bending)이나 비틀림(twisting)과 같은 기계적 응력은 파괴가 발생할때까지 와이어의 약화를 리드할 수 있다.
도 1 및 도 2는 언급된 문제점의 예시를 제공한다. 도 1에서, 리드(20)는 납땜된 접속부(24)에 의해서 인쇄 회로판(22)에 접속된다. 리드(20)가 비틀리고(화살표 A로 도시된 바와 같이), 반복적으로 굽혀지거나(화살표 B 및 C로 도시된 바와 같이), 또는 인장이나 압축으로(화살표 D) 배치될때에, 응력 집중이 접속부(26) 의 지점이나 그 부근에서 발생한다. 시간이 지나서, 리드(20)는 이러한 응력 집중을 제공하는 반복되는 기계적 사이클에 노출될때에, 리드(20)는 반복되는 변형이나 주기적 이동으로 인해서 실질적으로 약화된다. 결과적으로, 리드(20)는 접속부(26)의 지점이나 그 부근에서 피로 손상(또는 파괴)을 겪을 것이다. 유사하게는, 도 2에서, 리드(20)는 크림핑(crimping) 표면(30, 32) 사이에서 리드(20)를 물리적으로 압축하거나 핀칭(pinching)함으로서 리드(20)의 연결부를 고정하는 물리적 커넥터(28)에 의해서 인쇄 회로판에 접속된다. 다시, 리드(20)가 화살표 A, B, C 및 D로 도시된 바와 같이 다양한 힘들을 받게될때에, 리드(20)는 접속부(34)의 지점이나 그 부근에서 반복되는 변형으로 인해 약화 및 실질적으로 파괴될 수 있다. 다양한 힘들에 대해서 보다 내구적이며 피로 손상을 적게 받을 수 있는 전기 접속부가 바람직하다.
본 발명의 다양한 특징 및 잇점들이 하기의 설명으로 부분적으로 설명되거나, 설명으로부터 명백해 질 수 있다.
본 발명은 와이어나 리드가 회로에 대한 그 접속부 주위에서 반복적으로 비틀리거나 굽혀질때에 발생할 수 있는 기계적 응력들에 대해서 내구성이 있는 전기 접속부와 이러한 접속부를 생성하는 방법을 제공한다. 일반적으로 언급하면, 본 발명에 따라서, 상기 리드와 관련된 회로 기판을 둘러 싸고 상기 회로에 대한 접속부 지점의 부근 구역에서 접속부 지점 부근의 감소하는 가요성이나 등급별 강성의 구역을 생성하는 재료가 제공된다. 상기 재료는 상기 리드가 접속된 회로를 운반 하는 기판이나 다른 표면에 대한 상기 리드의 이동이나 비틀림에 의해서 생성되는 몇몇 기계적 응력을 분배할 수 있도록 상기 리드와 함께 선택 및 형성된다. 상기 회로에 대한 접속부의 위치 부근에 등급별 강성/감소하는 가요성의 구역을 제공함으로써, 회로에 대한 접속부 지점에서 상기 리드내의 응력 집중은 상기 리드의 단부를 통한 보다 양호한 응력 분배를 통해서 그리고 주위 재료들로 인해 최소화(또는 심지어 회피)된다. 이와 같이, 특정한 기계적 응력에 대한 보다 강한 접속부가 실현된다. 특정 실시예들에서, 상기 리드는 또한 기계적 힘들을 흡수하거나 분산하기 위한 추가적인 능력을 제공하도록 코일되거나(coiled) 다르게는 형성될 수 있다. 다양한 재료들이 상기 리드에 대한 등급별 강성 구역을 생성하는데 사용될 수 있으며, 몇몇 대표적인 예시들이 본원에 제공되어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예를 포함하는 선택된 예시적인 실시예와 방법들이 본 발명의 설명의 방법으로 본원에 요약되어 있으며, 이는 본 발명을 제한하지 않는다.
본 발명의 일 예시적인 방법에 있어서, 내피로성 전기 접속부를 생성하기 위한 프로세스는 하나 이상의 단부를 갖는 전기 도체가 전기 회로에 연결하기 위해서 형성되는 것이 제공된다. 전기 도체의 이러한 단부 길이에 가까운 사전결정된 구역이 응력 분배 구역으로 형성된다. 상기 응력 분배 구역은 전기 도체의 사전결정된 길이를 통해서, 몇몇 경우에는 전기 도체의 전체 길이를 통해서 응력 분배 재료들을 사용하여 생성된다. 상기 응력 분배 구역은 다양한 방법으로 생성될 수 있으며, 다양한 형태의 응력 분배 재료의 부착, 접착 및 접합 및/또는 특수화된 기계적 연결 방법론을 포함하는 다양한 기술들을 포함할 수 있다. 상기 전기 도체의 단부 는 상기 전기 회로에 접속된다. 이러한 접속부는 납땜(soldering)이나 크림프(crimp)와 같은 기계적 연결부를 포함할 수 있다. 양호하게는, 상기 전기 도체는 상기 도체의 사전결정된 길이를 따라서 상기 응력 분배 재료, 양호하게는 내구성 재료에 접합된다. 다양한 내구성 재료가 사용될 수 있지만, 몇몇 예시는 고무나 다른 탄성 재료를 포함한다. 상기 회로의 내응력을 추가로 향상시키기 위해서, 상기 도체는 응력 분배를 돕는 방법으로 코일되거나 다르게는 형성된 와이어로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 방법에 있어서, 전기 회로에 대한 스트레인-내구성 전기 접속부를 조립하는 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는 인쇄 회로판과 상기 인쇄 회로판상의 접속점에 대한 그 제 1 단부에 접속되는 전기 도체를 완전히 둘러싸는 기계적 힘들을 분배할 수 있는 탄성 재료를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 탄성 재료는 예를 들면, 적절한 접착제를 사용하여 상기 인쇄 회로판과 전기 도체에 접합된다. 상기 전기 도체의 제 1 단부는 상기 인쇄 회로판에 대하여 제 1 단부의 위치를 고정하는 방법으로 상기 전기 회로에 접속된다. 이와 같이, 상기 탄성 재료는 상기 도체를 따라서 상기 전기 회로를 향해 이동하는 방향으로 상기 단부를 따른 도체의 이동성이 점차적으로 감소되는 전기 도체를 위한 전이 존(transition zone)을 제공한다.
또한, 본 발명은 내응력 전기 접속부의 실시예를 제공한다. 본 발명의 예시적인 일 실시예에서, 전기 회로용 내구성 접속부는 상기 전기 회로의 적어도 한 부분을 지지하는 기판을 포함하는 것으로 제공된다. 도체는 상기 전기 회로에 부착 된 하나 이상의 접속 단부를 가지고 제공된다. 탄성 재료는 상기 접속 단부 부근에 배치되며, 상기 도체의 사전결정된 부분을 둘러싼다. 상기 탄성 재료는 상기 기판에 부착되며, 상기 도체를 따라 상기 전기 회로를 향해서 이동하는 방향으로 상기 단부를 따른 도체의 이동성을 점차적으로 제한하도록 형성된다.
다른 예시적인 실시예에서, 본 발명은 응력을 분배하기 위한 전이 존을 포함하는 인쇄 회로판상에 장착된 전기 회로에 대한 스트레인-내성 전기 접속부를 제공한다. 와이어 도체는 제 1 단부를 가지고 제공되며, 상기 제 1 단부 부근의 도체의 일 부분은 응력을 분배하기 위한 재료내에 매입되거나 코일된다. 상기 와이어 접속점은 응력 분배 재료의 적어도 일 부분을 에워 싸며, 전기 접속을 제공하기 위해서 그 제 1 단부의 부근 위치로 상기 와이어를 제한한다. 응력을 분배하기 위한 재료는 전기 도체가 상기 회로에 대하여 실질적으로 이동할 수 없도록 상기 인쇄 회로판에 접합된다. 응력을 분배하기 위한 재료는 상기 제 1 단부의 부근 위치에 상기 와이어 주위에 등급별 강성 존을 제공하도록 형성된다.
본 발명의 이러한 및 다른 특징, 양태 및 잇점들은 하기의 도면과 첨부된 청구항을 참조하면 보다 쉽게 이해될 것이다. 본 명세서에 통합되어 있으며 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 하는 설명과 함께 본 발명의 실시예들을 도시한다.
당업자에게 도입된 그 최상의 모드를 포함하는 본 출원의 전체 및 합법화한 개시물은 첨부된 도면을 참조로 만들어진 명세서에서 설명된다.
참조 번호의 반복된 사용은 본 명세서의 전체에서 특성으로 하며, 첨부된 도 면은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징들 및 부품들을 표현하도록 의도된다.
이제, 본 발명의 실시예들이 도면에 도시된 하나 이상의 예시들을 참조로 상세하게 설명된다. 각각 예시는 본 발명의 설명의 방법으로 제공되며, 본 발명의 제한을 의미하지는 않는다. 예를 들면, 일 실시예의 부분으로서 도시되거나 설명된 특징들은 제 3 실시예를 야기하는 다른 실시예로서 사용될 수 있다. 본 발명은 이러한 및 다른 변경 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예의 측단면도와 부분적인 평면도를 각각 제공한다. 특정 도면들은 타이어에 관련하여 장착하기 위한 타이어 전자 공학(tire electronics)을 수용하는데 사용될 수 있는 타이어 패치(patch)를 표현한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 타이어 전자 공학 회로 부품(36)은 인쇄 회로판상에 장착되며, 그 조합은 탄성 타이어 패치(40)에 포함된다. 이러한 실시예에서, 전기 도체(38)는 납땜 접속부(solder connection)(50), 납땜 패드(51) 및 다수의 터미널(terminal)(37)을 통해서 회로 부품(36)에 접속된다. 전기 도체(38)는 코일(coiled)될 수 있으며 단지 예로서, 무선 주파수 확인(radio frequency identification)(RFID) 장치를 포함할 수 있는 타이어 전자 공학용 2극 안테나(dipole antenna)를 포함할 수 있다. 전기 도체(38)는 납땜 접속부(50)내에 적어도 일 부분의 코일들을 매입함으로써 상기 전자 회로(36)에 고정식으로 접속된다. 전기 도체의 일 부분은 상기 납땜으로부터 자유롭게 남아 있지만, 인쇄 회로판(48)에 인접하게 남는다. 전기 도체(38)의 이러한 부분은 존 5에 남아있는 것으로 도 시되어 있다. 구체적으로, 납땜 접속부(50)에 매입되지 않지만 인쇄 회로판(48)에 인접한 상기 코일 부분은 패치(40)를 형성하는 탄성 재료에 매입된다. 존 5내의 전기 도체(38)의 이러한 코일 부분들은 패치(40)를 형성하는 상기 탄성 재료에 의해서 생성된 제한들내에서 상기 전기 도체(38)가 상기 납땜부로 진입하는 지점에서 응력 집중을 추가로 감소시키도록 수축, 확장, 또는 회전할 수 있다. 존 5에 도시된 상기 형상을 제공함으로써, 전기 도체(38)는 상기 패치(40)를 형성하는 탄성 재료가 부착되는 릿지형(ridged) 지지 구조체 부근에 남는다. 부가적으로, 상기 패치(40) 형성 탄성 재료는 상기 조합이 등급별 강성(graduated stiffness)의 존을 생성하도록 전기 도체(38)에 부착될 수 있다. 비록 나선형으로 도시되어 있지만, 전기 도체(38)는 응력에 의해서 발생되는 손상에 대한 내구성을 향상시키기 위해서, 제한하는 것은 아니지만 사인 곡선(sinusoidal) 형태와 같은 다른 형태들로 제공될 수 있다.
타이어 패치의 특정 외관은 전체 응력 감축의 개념에 대한 중요한 설계적 고려를 제공한다. 예를 들면, 설명된 RFID 장치와 같은 전자 장치가 타이어의 기계적 활성 영역에 설치될 수 있는 타이어 환경에 있어서, 두께와 표면 영역 모두에서 가능한 가장 작은 차원을 갖는 타이어 패치를 설계함으로써, 상기 패치는 포함된 전자 장치 및 접속부상에 뿐만 아니라 패치를 타이어에 부착시키기 위해 사용될 수 있는 접착제상에 제공되는 응력을 더욱 유연 및 감소시킨다. 이와 같은 개념 중 하나의 비제한적 실시예는 도 3 및 도 4를 통해 잘 알 수 있으며, 여기서 전기 도체(38)는 1 mm 두께인 안테나 구조체를 나타낼 수 있다. 그와 같은 예에 있어서, 안테나를 보유하는 엘라스토머 타이어 패치(40)의 부위는 2 mm 이하로 될 수 있으며, 따라서 타이어 내의 화학 및 유리 물체(loose object)에 의한 피해를 방지할 뿐만 아니라 안테나에 대한 지지부를 제공하기 위해 상기 안테나의 위ㆍ아래에 약 0.5 mm의 엘라스토머 재료를 허용한다. 만약 어떠한 요소가 2 mm 이상의 높이를 필요로 한다면, 그와 같은 구성 요소들은 도 3에서 도면부호 42로 설명하고 있는 급경사 측부들을 갖는 엘라스토머 재료의 소형 “메사”(46)와 함께 지지될 수 있다. 제조시 본 발명에 따른 타이어 패치는 파괴적인 응력 증진을 방지하기 위해 도 3의 도면부호 42 및 44에서와 같이 2개 이상의 고무면이 만나는 경우 적어도 2 mm의 곡률 반경을 개입시키는 것이 유리하다.
도 5 내지 10은 본 발명에 따른 전기 접속부를 사용하기 위한 응력 감축 방법론에 대한 6개의 예시적 실시예를 설명한다. 각각의 실시예들에 대한 공통의 특징들은 어떠한 전자 장치에서 발견될 수 있는 바와 같은 인쇄 회로판(48), 전기 도체(38) 및 봉합 탄성재 하우징(40)을 포함한다. 상기 탄성재는 고무나 또는 적합한 특성을 갖는 다른 탄성 물질로 될 수 있다. 본원에 따르면, 당업자라면 다양한 물질이 하우징(40)의 탄성 재료로 사용될 수 있다는 사실을 알 수 있을 것이다. 하우징(40)은 타이어 패치 중 일부나 전부를 형성할 수 있으며, 또는 타이어 구성의 인접부를 나타낼 수 있다.
이와 같은 특정 예들에 대해, 와이어 또는 다른 전기 도체(38)는 납땜 연결부(50)에 의해 인쇄 회로판(48)상의 구성 요소(도시되지 않음)에 연결된다. 비록 각각의 실시예들이 인쇄 회로판(48)에 대한 전기 도체(38)의 납땜 연결부(50)를 설 명하고 있다 할지라도, 도 2의 클림프 연결 기술과 같은 다른 연결 방법들이 채용될 수 있다. 다수의 연결 방법들이 본 발명에서 사용될 수 있으며, 모든 기술되는 실시예에 공통적인 원리적 개념은 전기 접속부를 둘러싸는 응력 분배 물질에서 점진적 경화의 제공에 있다. 비록 인쇄 회로판(48)이 특정 예시적 실시예를 설명하기 위해 사용되었을지라도, 이는 본 발명이 오직 회로 기판과의 사용에 한정되지 않는다는 사실을 내포한다. 예를 들어, 본 기술은 반드시 인쇄 회로판에 장착되지 않는 단일 전기 요소에 단일 전기 도체를 전기 접속하기 위해 적용될 수 있다. 마지막으로, 각각의 실시예들에 대해, 비록 엘라스토머 하우징(40)이 일반적으로 예시적 구성 요소들을 둘러싸는 전체 영역을 설명한다 할지라도, 상기 하우징은 역시 상술된 도 3 및 도 4에 대해 설명된 설계 원리와 일치되도록 설계된다.
도 5에 있어서, 대표적으로 설명된 엘라스토머 하우징(40)은 인쇄 회로판(48)과 전기 도체(38)를 둘러싸는 것으로 도시된다. 전기 도체(38)는 경사 측벽(54)에 의해 형성된 리세스 영역(52) 내의 납땜 연결부(50)에 의해 인쇄 회로판(48)에 연결된다. 상기 리세스 영역(52) 내에 포함되며, 상기 하우징(40)의 일부를 형성하는 엘라스토머 재료는 납땜 연결부(50) 근방에 증가된 경화 영역을 제공하기 위해 상기 리세스 영역(52)의 벽들(54)과 협력한다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기 도체(38)는, 엘라스토머 재료(40) 및 근사 경사 측벽들(54)과 협력하여, 도 4에 대해 설명된 바와 유사한 보장된 응력 감축 영역을 제공하기 위해 권선된다.
도 6에서는 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예에 있어서, 리세 스(56)는 인쇄 회로판(48)에 생성되며, 추가의 경화 와이어(58)가 전기 도체(38)를 따르는 위치 내에 납땜된다. 추가의 경화 와이어(38)는 리세스(56)로부터의 거리를 위해 엘라스토머 재료 형성 하우징(40) 안으로 연장하며, 따라서, 증가된 경화 영역을 형성하는데 조력하며, 따라서, 전기 와이어(38)를 인쇄 회로판(48)에 연결하는 지점에서 하우징(40) 내의 추가의 응력 감축을 야기한다.
도 7에 도시된 본 발명의 실시예는 도 6을 변형한 실시예로서, 예를 들면, 전기 도체(38)의 이격 단부(38")보다 더 큰 수의 기본 길이당 회전수를 갖는, 높은 피치를 갖는 코일 전기 도체(38) 내의 납땜 연결부(50) 근방의 코일 단부(38') 형상의 경화 와이어(58)의 기능을 제공한다. 상기 납땜 연결부 지점에 가장 근접한 영역에서 단위 길이당 높은 회전수는, 납땜 연결부(50)의 영역에서의 큰 코일 회전수 대 전기 도체(38)의 이격 단부(38")에서 봉합된 코일 회전수를 둘러싸는 하우징 재료의 작동에 의해, 엘라스토머 하우징 재료의 상호 작용을 통해 납땜 연결부(50)의 영역에 증가된 경화 영역을 제공한다. 전이 영역에 따른 전기 도체(38)의 유동성을 점차 감소시킴으로써, 전기 도체(38)에 제공된 어떠한 응력도 연결부(50)의 지점과 같은 특정 위치에 응력을 집중시키는 대신 그의 길이를 통해 분산된다. 결과적으로, 전기 도체(38)상의 국부적인 변형은 연결부(50)의 지점이나 지점 근방에서 감소되거나 제거되며, 마찬가지로 상기 연결부(50)의 지점에서의 파손이나 결함도 감소하거나 제거된다. 비록, 변형된 피치의 2 영역(38', 38")의 특징적 실시예를 설명했을지라도, 그와 같은 2개의 영역이 제공될 수 있기보다는, 실제로, 상기 피치는 전기 도체(38)의 길이 전반에 걸쳐 연속적으로 변형될 수 있다.
도 8에서는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 예시적 실시예에 있어서, 인쇄 회로판(48)의 일부로부터 연장하는 돌출부(60)에 의해 추가의 경화가 제공된다. 돌출부(60)는 전기 도체(38)와 관련된 1회 이상의 코일 회전이 돌출부(60) 위에 적용될 수 있고 납땜 연결부(50)에 의해 그 위에 연결되도록 구성된다. 상술된 실시예에서 설명된 바와 같이, 주변 엘라스토머 재료(40)와 결속되는 전기 도체(38)의 코일 회전부 내에 돌출부가 존재함으로써, 특히 납땜 연결부(50)에 있어서 증가된 경화 영역과 전기 도체(38)에 제공되는 어떠한 변형을 분배하기 위한 기능을 제공하기 위해 작용한다.
도 9는 다소는 도 6의 실시예를 상기시키는 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 특히, 본 실시예는 도 6에서 설명하는 강화 와이어(58)와 어느 정도 같은 방식으로 강화 와이어(62)를 사용한다. 그러나, 본 실시예에 있어서, 강화 와이어(62)는 실제로 전기 도체(38)의 일부를 교정하고, 또한 상기 교정된 와이어와 상기 전기 도체(38)의 코일부 중 적어도 하나의 부위를 상기 회로 기판(48)에 납땜한다. 다음에, 상기 전기 도체(38)의 교정된 부위는 본 발명의 도 6에 도시된 실시예의 경화 와이어(58)와 같은 방식으로 증가된 경화 영역을 제공하기 위해 주변 엘라스토머 재료와 협작한다.
마지막으로 도 10은 이전의 여러 실시예들과 같은 특징의 구성 요소들을 설명하는 다른 실시예를 도시한다. 도 9에 도시된 실시예와 같이, 본 실시예는 상기 전기 도체(38)의 교정부(64)를 사용한다. 또한 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 그의 한 단부에 위치한 전기 도체(38)의 일부 코일부 내의 전기 도체(38)의 교정부(64)에 위치한다. 도시된 바와 같이 인쇄 회로판(48)에 적절히 납땜될 때, 상기 교정부(64)는, 어떠한 국부적으로 제공된 변형의 분배를 제공하는 증가된 경화 영역 및 주변 엘라스터머 재료와 협력하도록, 본 발명의 도 8에 도시된 실시예의 돌출부(60)와 유사한 방식으로 작동한다.
본 발명의 몇몇 실시예가 특정되게 도시되지만, 이들 실시예 각각에 부가의 개념이 적용될 수 있다. 예를 들면, 내응력은 이전에 설명된 바와 같이 전기 도체(38)용으로 형성되는 기하학적 외형 또는 형상을 통하여 부가로 향상될 수 있다. 또한, 전기 도체(38)는 땜납 접수부(50)의 탄성을 증가시키는 재료로부터 구성될 수 있다. 단지 예로서, 도전성 중합체 성분, 스틸, 스테인레스 스틸, 스프링 스틸, 황동으로 코팅된 스프링 스틸이 도전성이고 탄성적인 전기 도체(38)용으로 제공하기 위하여 출원인에 의하여 발견되었다. 그러나, 당업자는 수많은 다른 재료들과 형상을 본원에서 기재된 기술내용을 사용하여서 이용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 엘라스토머 하우징(40)용으로 사용되는 재료가 도전성이거나, 또는 전기 도체(38)의 도전성에 역영향을 미치는 경우에, 비도전성 코팅은 전기 도체(38)주위에 포함될 수 있다. 단지 예로서, 거의 또는 전부 카본 블록이 없는 비도전성 고무는 이러한 코팅을 제공할 수 있다.
마지막으로, 하우징의 엘라스토머 재료가 다양한 구성품에 실질적으로 점착된다면 양호하게 된다. 즉, 예를 들면 상기 전기 도체(38)에 엘라스토머 재료를 점착시키는 것은, 상기 전기 도체(38)가 엘라스토머 재료내에 미끄럼되지 않는 것을 보장함으로서 전기 도체(38)의 길이를 따라서 스트레인의 분포를 증가시킨다. 특히, 납땜 접속부(50)의 영역에서 인쇄 회로판을 점착시키는 것은, 적용되는 스트레인(starin)의 보다 균일한 분포를 보장하는 것을 도우며, 또한 타이어 전자부품내에서 납땜 접속부(50)와 다른 구성품에 대한 스트레인 유도 손상과 같은 것을 크게 감소시키는 것을 돕는다.
본원에서 설명된 기술을 사용하여서, 당업자라면 첨부된 청구범위의 범위내에서 본 발명의 다른 실시예가 있다는 것을 이해할 것이다. 실질적으로, 당업자는 수정과 변형이, 청구범위의 정신과 범위로부터 벗어나지 않고 본원에서 기재된 접속부와 방법에 대하여 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위와 이들의 등가물내에서 변경과 수정을 포함한다.
본 발명에 따라 내응력 또는 내피로 전기 접속부와 그 제조 방법이 제공되며, 보다 구체적으로, 회로에 대한 리드의 이동이나 회전과 같은 기계적 응력에 의해 발생되는 손상에 대해 보다 내성인 접속부를 만드는 방식으로 리드와 회로 사이에 접속부가 제공된다.

Claims (50)

  1. 타이어 패치에 내피로성(fatigue-resistant) 전기 접속부를 발생시키는 방법으로서,
    전기 회로에 접속하기 위하여 형성된 적어도 하나의 단부를 가지는 전기 도체를 제공하는 단계와;
    적어도 하나의 접속점(connection point)을 포함하는 전기 회로를 제공하는 단계와;
    상기 적어도 하나의 접속점에 상기 전기 도체의 적어도 하나의 단부를 접속하는 단계 및;
    상기 전기 도체에 적용되는 스트레인(strain)이 상기 적어도 하나의 접속점으로부터의 거리의 함수로서 변화되는 전이 존(transition zone)을 제공할 수 있도록, 응력 감소 재료로 상기 전기 도체와 상기 전기 회로를 둘러싸는(encase) 단계를 포함하고,
    따라서 상기 응력 감소 재료는 상기 전기 도체에 적용되는 스트레인을 분배하고, 타이어 패치(tire patch)를 형성하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도체에 상기 응력 감소 재료를 접합하는 단계를 부가로 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 응력 감소 재료는 탄성 재료를 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 탄성 재료는 고무를 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고무의 일부분은 타이어 몸체(body)의 일부분을 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 회로는 인쇄 회로판을 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 둘러싸는 단계는 상기 인쇄 회로판에 상기 스트레인 분배 재료를 접합하는 단계를 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 접속 단계는 상기 전기 접속점에 상기 전기 도체를 납땜하는 단계를 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 도체는 코일된 와이어를 포함하는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 비도전성 코팅이 소정의 길이를 따라서 상기 전기 도체의 적어도 일 부분에 적용되는 타이어 패치에 내피로성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  11. 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인-내성(strain-resistant) 전기 접속부를 발생시키는 방법으로서,
    기계적인 힘을 분배할 수 있는 탄성 재료를 제공하는 단계와;
    적어도 하나의 접속점을 가지며 지지체상에 장착되는 전기 회로를 제공하는 단계와;
    제 1 단부와 제 2 단부를 가지는 전기 도체를 상기 적어도 하나의 접속점 근처에 위치시키는 단계와;
    상기 지지체에 대하여 상기 제 1 단부의 위치를 고정시키는 방법으로 상기 전기 회로의 접속점에 상기 전기 도체의 제 1 단부를 접속하는 단계 및,
    상기 지지체와 상기 전기 도체에 상기 탄성 재료를 부착시키는 단계를 포함하고,
    상기 탄성 재료는 상기 전기 도체의 전이 존을 제공함으로써, 상기 전기 도 체의 운동성(mobility)은 상기 전기 도체의 제 2 단부로부터 상기 전기 회로에 대한 제 1 단부의 접속점을 향하는 방향을 따라서 감소되는 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인 내성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 탄성 재료에 상기 전기 도체를 부착시키는 단계를 부가로 포함하는 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인 내성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 전기 도체는 코일된 와이어를 부가로 포함하는 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인 내성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 코일된 와이어는 황동(brass)으로 코팅된 스틸을 부가로 포함하는 타이어 패치에 전기 회로에 대한 내응력 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 탄성 재료는 고무인 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인 내성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 고무의 일 부분은 타이어의 일 부분을 포함하는 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인 내성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 전기 회로의 적어도 일 부분은 상기 지지체상에 위치되는 타이어 패치에 전기 회로에 대한 스트레인 내성 전기 접속부를 발생시키는 방법.
  18. 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부로서,
    전기 회로의 적어도 일 부분을 지지하는 기판과;
    상기 전기 회로에 부착된 적어도 하나의 접속 부분을 가지는 도체 및;
    상기 접속 부분에 근접되게 위치되고 상기 도체를 둘러싸는 탄성 재료를 포함하고,
    상기 탄성 재료는, 상기 기판에 부착되고, 상기 도체를 따라서 그리고 상기 전기 회로를 향하여 이동하는 방향에서 상기 단부를 따라서 상기 도체의 운동성을 점차적으로 제한하도록 형성되고, 타이어 패치를 형성하는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 탄성 재료는 상기 도체의 적어도 일 부분에 부착되어 있는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 도체는 코일된 와이어를 포함하는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 기판은 상기 전기 회로의 적어도 일 부분을 포함하는 인쇄 회로판을 포함하는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 탄성 재료는 엘라스토머를 포함하는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 도체의 코일은 상기 도체의 길이를 따라서 다수의 피치를 포함하고, 상기 접속 부분에 근접된 코일 피치는 상기 접속 부분으로부터 보다 이격된 코일 피치보다 더 크게되는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  24. 제 18 항에 있어서, 제 1로 지칭된 도체(a first named conductor)의 접속 부분과 상기 전기 회로에 공동으로 부착된 적어도 하나의 부분을 가지며, 상기 탄성 재료에 부착된 제 2 도체를 또한 포함하고,
    상기 제 2 도체는 상기 제 1로 지칭된 도체의 운동을 규제하기 위하여 상기 탄성 재료와 협력하는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 도체는 소정 길이의 와이어를 포함하고, 상기 제 2 도체는 상기 제 2 도체의 중간 부분에서 상기 전기 회로에 공동으로 부착되는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 도체는 상기 접속 부분으로부터 그 단부까지의 상기 제 1로 지칭되는 도체의 일 부분을 포함하며, 상기 제 2 도체는 상기 제 1로 지칭되는 도체의 방향에 거의 평행한 평면에 위치되는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1로 지칭되는 도체는 코일된 와이어를 포함하고, 상기 제 2 도체의 일 부분은 상기 접속 부분에 근접된 상기 제 1로 지칭되는 도체의 코일내에 위치되는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  28. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 도체는 상기 인쇄 회로판에 부착된 돌출부를 포함하는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 제 1로 지칭된 도체는 코일된 와이어이고, 상기 제 1로 지칭된 도체의 코일은 상기 돌출부를 거의 둘러싸도록 위치되는 타이어 패치에 있는 전기 회로용의 견고한 접속부.
  30. 타이어 패치로서,
    적어도 하나의 전기 구성품을 포함하는 전기 회로와;
    소정의 길이를 가지며, 상기 적어도 하나의 전기 구성품에 접속된 접속 부분을 포함하는 전기 도체 및;
    상기 전기 회로와 상기 전기 도체를 둘러싸는 스트레인 분배 재료를 포함하고,
    따라서, 상기 스트레인 분배 재료는 상기 전기 도체와 접속부에 스트레인 유도 손상을 감소시키기 위하여 상기 전기 도체와 상기 접속 부분에 적용되는 어떠한 스트레인도 분배하고 타이어 패치를 형성하는 타이어 패치.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 전기 도체는 코일된 와이어를 포함하는 타이어 패치.
  32. 제 30 항에 있어서, 상기 스트레인 분배 재료는 상기 전기 도체와 상기 전기 회로에 부착되는 타이어 패치.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 코일된 와이어의 코일은 상기 도체의 길이를 따라서 다수의 피치를 포함하고, 상기 접속 부분에 근접된 코일 피치는 상기 접속 부분으로부터 보다 이격된 코일 피치보다 더 크게되는 타이어 패치.
  34. 제 30 항에 있어서, 상기 제 1로 지칭된 도체의 접속 부분과 상기 전기 회로에 공동으로 부착되는 적어도 하나의 부분을 가지며, 상기 스트레인 분배 재료에 부착되는 제 2 도체를 부가로 포함하고,
    따라서, 상기 제 2 도체는 제 1로 지칭되는 도체의 운동성을 제한하기 위하여 상기 스트레인 분배 재료와 협력하는 타이어 패치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 제 2 도체는 소정 길이의 와이어를 포함하고, 상기 제 2 도체는 상기 제 2 도체의 중간 부분에서 상기 전기 회로에 공동으로 부착되는 타이어 패치.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 제 2 도체는 상기 접속 부분으로부터 그 단부의 상기 제 1로 지칭된 도체의 일 부분을 포함하고, 상기 제 2 도체는 상기 제 1로 지칭된 도체의 방향에 거의 평행한 평면에 위치되는 타이어 패치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 제 1로 지칭된 도체는 코일된 와이어를 포함하고, 상기 제 2 도체의 일 부분은 상기 접속 부분에 근접된 상기 제 1로 지칭된 도체의 코일내에 위치되는 타이어 패치.
  38. 제 34 항에 있어서, 상기 제 2 도체는 상기 전기 회로에 부착된 돌출부를 포함하는 타이어 패치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 제 1로 지칭된 도체는 코일된 와이어이고, 상기 제 1로 지칭된 도체의 코일은 상기 돌출부를 거의 둘러싸도록 위치되는 타이어 패치.
  40. 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법으로서,
    전기 회로에 접속하도록 형성된 적어도 하나의 단부를 가지는 전기 도체를 제공하는 단계와;
    전기 회로를 제공하는 단계와;
    상기 전기 도체의 적어도 일 부분을 상기 전기 회로에 접속하는 단계 및;
    스트레인 분배 재료로 상기 전기 도체와 상기 전기 회로를 둘러싸는 단계를 포함하고,
    따라서, 상기 스트레인 분배 재료는 상기 전기 도체와 접속부에 스트레인 유도 손상을 감소시키기 위하여 상기 전기 도체와 접속부에 적용되는 어떠한 스트레인도 분배하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 전기 도체에 상기 스트레인 분배 재료를 접합하는 단계를 부가로 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  42. 제 40 항에 있어서, 상기 스트레인 분배 재료는 탄성 재료를 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  43. 제 42 항에 있어서, 상기 탄성 재료는 고무를 포함하는 견고한 전기 접속부 를 제공하기 위한 방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 고무의 일 부분은 타이어 몸체의 일 부분을 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  45. 제 40 항에 있어서, 상기 전기 회로는 인쇄 회로판을 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 둘러싸는 단계는 상기 인쇄 회로판에 상기 스트레인 분배 재료를 접합하는 단계를 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  47. 제 40 항에 있어서, 상기 전기 도체의 일 부분을 접속하는 단계는 상기 전기 회로에 상기 전기 도체를 납땜하는 단계를 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  48. 제 40 항에 있어서, 상기 전기 도체는 코일된 와이어를 포함하는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 전기 도체의 적어도 일 부분에 소정의 길이를 따라 서 비도전성 코팅이 적용되는 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
  50. 제 48 항에 있어서, 상기 도체의 코일은 상기 도체의 길이를 따라서 다수의 피치로 형성되고, 상기 접속부에 근접된 코일 피치는 상기 접속부로부터 보다 이격된 코일 보다 더 큰 견고한 전기 접속부를 제공하기 위한 방법.
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