(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ（１）のサイドウォール又はビードの中に設置された電子ラベル（２）と信号処理装置の間で信号を伝送するためのアンテナにおいて、タイヤ（１）はコンベヤベルト上に平らに配置され、前記ラベル（２）には電磁結合による前記信号の伝送のための巻線が具備されており、前記コンベヤベルトはこのタイヤ（１）をアンテナの前で直線的に移動させることができるようにするものであり、さらに支持体上に巻きつけられた複数の巻きから成る単一の巻線を含み、かつコンベヤベルトをその移動方向に対して横方向に見てこのコンベヤベルトのほぼ中央に配置すべき中央部分とコンベヤベルトのほぼ両側に配置すべき２つの側方部分を有するアンテナであって、巻線のまわりに生み出される磁束が、中央部分において進行方向に対し垂直でかつ側方部分では進行方向に平行であるような平面をもつループを描くような形で配置された巻き（４０又は５０）の巻線を含むことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
ベルトの移動方向に対して平行でかつベルトに対し垂直にアンテナの中央面が方向づけられた状態で考慮すると、支持体は、その一方の側に巻きつけられた巻き（４０）がそのもう一方の側に巻きつけられた巻きの磁気軸とは反対方向に方向づけされ合成磁気軸を有するような形でこの中央面の両側で広がっていることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ（４）。
【請求項３】
支持体が、８の字形となるように折り返された閉ループとして非磁性材料で作られており、各々の巻き（４０）はこのループに沿って広がり同じく８の字形をとっていることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナ（４）。
【請求項４】
支持体が非磁性材料で作られた閉輪環体であり、その上に輪環状の巻線を作るような形で巻き（５０）がコイル巻きされていることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ（５）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、壁厚の中に埋め込まれた電子ラベルを含むタイヤの識別に関する。より特定的には、本発明はこの通信用に適合されたアンテナ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ずいぶん長い間、特にタイヤ製造中の流量を管理できるよう、電磁信号による識別を可能にするトランスポンダをタイヤに組込む研究が行なわれてきている。タイヤの中にトランスポンダを組込むために遭遇する問題点の１つは、問合せ局との関係における、さらに特定的にいうと問合せに用いられるアンテナとの関係におけるトランスポンダの方向性が一般にわかっていないということにある。ところが、アンテナの方向性がトランスポンダのアンテナの方向性と一致しているかぎり、読取り又は書込み距離は大幅に縮減される可能性がある。２つのアンテナが互いに対して垂直である場合には、通信は不可能でさえある。
【０００３】
この問題を補正するため当該技術分野において現在利用できる解決法は基本的に３つの異なるタイプのものである。まず第１に、信号が検出されるまで検査用アンテナとタイヤ内に組込まれたトランスポンダのアンテナの間の相対的な位置及び方向性のあらゆる可能性を試みる目的で検査用アンテナを用いてトランスポンダを収容するタイヤをくまなくたどって見ることが提案された。一例としては、米国特許第３，１６０，８６５号が回転式アンテナをもつ通信機器を提案している。
【０００４】
同様に、タイヤの表面でタイヤが収納するトランスポンダの位置及び方向性を目で探知することも想定できる。このことは、タイヤの製造にあたって補足的な制約条件を導き出し、このタイヤの製造にあたっての制約条件は一般に受容し難いものである。
最後に、少なくともそのうちの１本がトランスポンダのアンテナと通信に入れるように考えられる全ての方向性に沿って配置する形で問合せ用アンテナの数を増やすことによりこの問題を解決することも想定できる。この解決法は、問合せ装置の原価を増大させるだけでなくさらに以下に説明する特定的な技術的問題点もひき起こす。
【０００５】
図１及び図２には、タイヤの中に組込まれたトランスポンダとの通信がもたらす問題点を示した。サイドウォール又はタイヤビード内に設置されたアンテナ２を伴うトランスポンダを有するタイヤ１が見られる。一般に、トランスポンダは、タイヤビードの上部部分さらに厳密に言うとビードフィラーの中に設置される。図１にみられるようなタイヤ１はコンベヤベルト上に平らに置かれ、Ｐの方向に通信アンテナ３に向かって前進する。アンテナ３はベルトの下又はその上に平らに置かれている。基本的にアンテナはタイヤに平行な１平面を形成する。このアンテナは、非磁性材料で作られたフレーム上に巻きつけられ各々図１に見える矩形を取り囲む複数の巻き３０によって構成されている。このような巻線に給電した場合、図の平面に対し平行な方向性と電流の方向によって左右される方向とを有する磁束φ３が現われる。このような巻線の磁気軸は、直流を供給した場合にこの巻線が発生させると思われる合成磁束の方向性（南−北）であるとして定義づけする。
【０００６】
トランスポンダはそのアンテナ２と共に、タイヤの中の未知の場所に設置される。考えられる全ての位置が図１にａ１、ｂ１、ｃ１、・・・、ｈ１によって表わされている。トランスポンダは、細長い小さな円筒形のフェライト上に多数の巻きを巻きつけることによって作られ図に概略的に示されている通信用アンテナ２を含んでいる。このようなアンテナの磁気軸（上で示されている従来の定義に従ったもの）は、図１でトランスポンダの位置を概略的に示している楕円形の長軸に沿って、図の平面内に広がっている。タイヤの中で、トランスポンダ（ひいてはそのアンテナ２）の方位角上の位置がわかっていない場合、逆にそれがアンテナ２を上述のように方向づけした状態でビードフィラーのレベルにあることはわかっている。換言すると、トランスポンダのアンテナ２の設置を特徴づけするための単一の自由度のみが未知のままなのである。
【０００７】
トランスポンダが位置ｂ１又はｆ１にある場合には、アンテナ間の結合はアンテナ３に向かってのタイヤの前進の如何に関わらずつねに不可能である。図１にアンテナ３上に見える２重矢印は、巻き３０のすぐ近くでコイルの巻きをとり囲む磁束を表わしている。これは、アンテナ３の数センチ上すなわちほぼタイヤのサイドウォールの通過レベルに置かれたコンパスの針がとると思われる方向性である。この従来技術の実施態様においては、トランスポンダがｂ１又はｆ１の位置にあるとき磁束ラインがつねにトランスポンダのアンテナの磁気軸に対して垂直であることがわかる。
【０００８】
これに対して、トランスポンダがａ１の位置をとるならば、タイヤがアンテナ３に直角である場合結合はアンテナ３上に示された位置ａ１との間で可能である。同じ論法により、トランスポンダが位置ｃ１、ｅ１又はｇ１にある場合結合が可能となることも指摘される。
トランスポンダが位置ｈ１又はｄ１を占めているならば、アンテナ３が図１に示されているとおりの状態で、図１のアンテナ３上の２重矢印によって表わされているようなアンテナ３の最大感度方向とトランスポンダのアンテナが発する磁束が整列することは決してないため、結合は不確実つまりより難しいものである。これに対して、同じアンテナがベルトの幅全体を占有している場合つまりさらに厳密に言うと、その幅がタイヤ内のトランスポンダの設置直径以上であったならば、アンテナ３の横方向の巻き３０をとり囲む磁束はトランスポンダのアンテナの磁気軸と整列することになるため、通信は可能になるだろう。
【０００９】
図２は、同じアンテナ３の斜視図であり、ここでは、磁気軸φ３を実線の矢印の形で表わし巻きをとり囲む磁束線を破線で表わした。同様に、支持する矩形フレームとの関係における各巻き３０の配置も見える。
要約すると、トランスポンダの読みとりはトランスポンダが位置ａ１、ｃ１、ｇ１、又はｅ１に近い位置をとる場合につねに可能であること（５０％の確率）、又トランスポンダがｂ１及びｆ１といった位置をとる場合つねに不可能であること（２５％の確率）又、コンベヤベルト上のタイヤの正確な位置及びこのコンベヤベルトとの関係におけるアンテナの位置及びサイズに応じて位置ｈ１及びｄ１については読取りは不確実なものでありうることがわかる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
多数の方向性で磁界を作り出すため問合せアンテナの数を増やす代わりに本発明は、タイヤ内に埋込まれたトランスポンダを読みとることができるために必要とされる方向性のうちの１つとつねに一致する方向性をもつ磁界を発達させることのできるコイル巻きされた新しい形状のアンテナを提案する。
【００１１】
タイヤのサイドウォール又はビードの中に設置された電子ラベルと信号処理装置の間で信号を伝送するためのアンテナにおいて、タイヤはコンベヤベルト上に平らに配置され、前記ラベルには電磁結合による前記信号の伝送のための巻線が具備されており、前記コンベヤベルトはこのタイヤをアンテナの前で直線的に移動させることができるようにするものであり、さらに支持体上に巻きつけられた複数の巻きから成る単一の巻線を含み、かつコンベヤベルトをその移動方向に対して横方向に見てこのコンベヤベルトのほぼ中央に配置すべき中央部分とコンベヤベルトのほぼ両側に配置すべき２つの側方部分を有するこのアンテナは、巻線のまわりに生み出される磁束が、中央部分において進行方向に対し垂直で次に徐々に方向性を変えてその結果中央部分からアンテナの両側方部分に向けて移動するにつれてコンベヤベルトに対しつねに垂直にとどまりながら進行方向に対して平行となるような平面をもつループを描くような形で配置された巻き巻線を含むことを特徴とする。
【００１２】
もう１つの解決困難な問題点は、これらのアンテナを工場の環境に起因する周囲の磁束に対し感応しないようにしながら、タイヤ内に埋込まれたトランスポンダが発する磁束に対しては非常に高い感応性をもつようにすることにある。この問題は、次のようにして解決される；すなわち、ベルトの移動方向に対して平行でしかもベルトに対し垂直にアンテナの中央面が方向づけされた状態で考慮すると、この支持体は、その一方の側に巻きつけられた巻きがそのもう一方の側に巻きつけられた巻きの磁気軸とは反対方向に方向づけられた合成磁気軸を有するような形でこの中央面の両側で広がっているのである。
【００１３】
本発明の２つの実施態様について、添付図面を参照しながら以下で説明する。
【００１４】
【実施例】
図４のアンテナは、図２のものと全く同じように閉ループから作られているが、このループは８字形又は蝶の羽根の格好となるように自らの上に折り畳まれている。支持体は、磁束ラインを一定方向に向かわせないような形で非磁性材料で作られている。各々の巻き４０は上記８字形ループ全体に沿って広がっている。この８字形をもつアンテナによって生成された磁界は、図４上に破線で描かれた矢印によって示されている。トランスポンダのアンテナのあらゆる位置について、このアンテナと対象の巻線との間に最大限の結合があるような形で方向づけされた巻き巻線がつねに単数又は複数存在することがわかる：すなわちトランスポンダの全ての位置について、トランスポンダのアンテナのフェライトの軸（磁気軸）に対してつまりトランスポンダの設置を表わす楕円形の長軸に対して垂直に方向づけられた巻き巻線がなくてはならないのである。
【００１５】
このアンテナ４は１つの対称面を含み、２つの部分の各々によって生成される合成磁束が逆方向に方向づけされていることがわかる。換言すると、右部分の磁気軸φ４２が上方を指しているのに対し、左部分の磁気軸φ４１は下方を指している。２つの部分の各々の組合せ効果により、このアンテナ４の中心では、図３でアンテナ４の中心に見える２重矢印によって明らかであるように、優先的結合方向は横方向である。タイヤ１内に設置されたトランスポンダの位置の全ての可能性を改めて検討してみると、トランスポンダのアンテナ２とアンテナ４の間の結合はつねに可能であることがわかる。トランスポンダの位置がｂ２またはｆ２である場合には、結合はｂ２でアンテナの中心で行なわれることになる。トランスポンダの位置がｈ２である場合、アンテナ４上には２つの考えられる結合位置ｈ２がある。以下同様で、トランスポンダの考えられる全ての位置がアンテナ４上に１つの結合位置を有することがわかる。磁気軸φ４１及びφ４２のそれぞれの方向性によって、アンテナ４は、アンテナ全体を均等にとり囲む遠い供給源からきた磁束に対して感応しない。
【００１６】
このようなアンテナを利用するにあたり遵守すべき条件は、このアンテナの横方向寸法がトランスポンダのために可能な全ての位置を包含するのに充分なものでなければならないということである。好ましくは、支持体は、巻きに沿って前進しながら結合の優先的方向がタイヤ内に設置されたトランスポンダの考えられる方向性に対応する場所で平行となるよう図３に示されているとおりに適合されなくてはならない。なおここでタイヤの磁気軸はつねにタイヤの円周上にある。好ましくは、巻き巻線の方向性は漸進的かつ規則的に変わり、中心部分から側縁部の各々へと移行する。アンテナは、その中央面がアンテナに対してタイヤの移動方向を含み、中央面がほぼタイヤの中央に一致するような形で設置されなくてはならない。
【００１７】
このアンテナが図３に示されているいずれか１つの位置に埋め込まれたトランスポンダを具備したタイヤをＰの方向に輸送するコンベヤの下に置かれている場合、アンテナの上をタイヤが前進するときアンテナ４とトランスポンダのアンテナの磁界が心合せされる瞬間がつねに存在し、そのためアンテナの間の通信を打ち立てることができるということがわかる。本発明は当然のことながら、タイヤのサイドウォール内に設置されたトランスポンダのアンテナがタイヤの円周に接する磁気軸をもつことを義務づけている。この条件は非常に実現し易いものである。この蝶形アンテナ４はタイヤとの関係におけるアンテナのそれぞれの方向性の問題を全て解決してくれ、従って電子ラベルによる識別の活用は大幅に容易なものとなる。
【００１８】
図６に示されているアンテナは、輪環状の巻線を実現する形で複数の巻き５０が上に巻きつけられ非磁性材料でできた閉輪環状支持体上に作られている。この支持体は、巻きの内部に磁束を集中させないように、非磁性材料で作られていることが重要である。このような輪環状のアンテナがその上に前進させられるタイヤと通信できるためには、非常に大きな漏洩磁束があることが必要である。タイヤ内に埋め込まれたトランスポンダのアンテナとアンテナ５を結合するために利用することになるのはこの漏洩磁束である。図５は、矢印Ｐで表わされている方向でタイヤ１が上を前進するコンベヤベルトの下などに設置したこのようなアンテナ５の利用を示している。トランスポンダの考えられるさまざまな位置は、図５のタイヤ１上に位置ａ３〜ｈ３によって示されている。アンテナ５上の相応する結合位置は、目印ａ３〜ｈ３で表わされている。ここでも又、タイヤ１がこうして構成された輪環状のアンテナの上を前進する場合、トランスポンダとアンテナの結合が可能となる瞬間がつねにあるということがわかる。その上、このタイプのアンテナ５がトーラス及びタイヤの軸が１つになるような形でタイヤに提示されている場合には、１図にわたるタイヤとアンテナの相対的回転は同様につねにトランスポンダの読取り及び／又は書込みによる通信を可能にする。
【００１９】
上述のアンテナ４及び５はアンテナに対するタイヤの相対的方向性の問題を解決してくれるばかりでなく、さらに両者共、当該技術分野の現在のその他の解決法に比べて補足的な利点をも享受するものである。実際、その形状によりこれらのアンテナは上述の理由から、タイヤのトランスポンダの外部からくる電磁的擾乱を固有の方法ではねのけることができる。実際、外からくる電磁的妨害は、アンテナ全体を包含するほぼ均質な磁界を発達させることになる。ところが均質な磁界はアンテナ４及び５といったアンテナが対立してコイル巻きされた２つのアンテナとして挙動することからこのようなアンテナの中で電圧を誘発することができない。従ってこのタイプのアンテナは、全て有効信号とノイズを識別できることを強要する当該技術分野において現在知られているあらゆるアンテナと異なり、電磁的妨害に対して非常に感応性が低い。この問題は、異なる方向性で複数のアンテナを使用する場合、そのうちの１つのアンテナだけが有効信号をキャッチするのに全てのアンテナがノイズをキャッチすることから、特に非常に困難なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤの中に組込まれたトランスポンダとの通信がもたらす問題点を示している。
【図２】図１と同じアンテナの斜視図である。
【図３】コンベヤベルト上を前進し通信用アンテナに近づくタイヤを示す。
【図４】この通信用アンテナの斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施態様に従って作られたアンテナの方へ前進するタイヤを示す。
【図６】この通信用アンテナの斜視図である。
【符号の説明】
１    タイヤ
２    電子ラベル
４，５    アンテナ
４０，５０    巻き
【図１】
0003568549.tif 000002
【図２】
0003568549.tif 000003
【図３】
0003568549.tif 000004
【図４】
0003568549.tif 000005
【図５】
0003568549.tif 000006
【図６】
0003568549.tif 000007