(57)【要約】  圧電式トリガー機構（１０）は、ＳＡＷ装置の変換器のような圧電素子（１２）を含む。その圧電素子（１２）は、過大なレベルの機械的な力又は他のトリガー作用を受けると、ひび割れを生じるか又は破壊されて、電磁エネルギーバーストを発生するように構成されている。そのエネルギーの大きいインパルスは、共振回路又はアンテナによって調整され、（例えばＳＡＷ電極のような）適切な構造体により識別パターンで変調（１６）され、遠隔の受信器（１８）に破壊表示信号を送る。圧電素子（１２）は空気タイヤ構造体に一体化されて、空気圧喪失又はタイヤ破損の表示を出すことができる。又は、圧電素子（１２）は、タイヤ構造体の安全支持体に一体化されて、タイヤがランフラット状態で動作している表示を出すことができる。本発明の圧電トリガー技術の関連した特徴によれば、封止アクセス構造体の開口を介してのセキュリティ侵害、ガラスパネルの破壊、エアバッグの展開、タイヤの空気圧喪失又は過剰膨張、所与の場所での煙の存在ほかの発生の検出に関連して、又は、その他の破断及びセンサ利用分野に関連して、トリガー検出方法において圧電素子（１２）を使用する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充分な大きさの機械的な力を受けるとひび割れを生じ又は破壊されて、そのひび割れを生じた時又は破壊された時に電磁エネルギーのバーストを発生するように構成されている圧電素子と、
前記圧電素子に接続されており、前記圧電素子から電磁エネルギーを受けてトリガー信号を放射するように構成されている変調回路と
を具備していることを特徴とする圧電式トリガー機構。
【請求項２】
前記圧電素子を前記変調回路に接続しているコンディショニング回路を更に具備しており、当該コンディショニング回路が、前記電磁エネルギーのバーストに対応するエネルギー信号の調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項３】
前記圧電素子は表面弾性波（ＳＡＷ）変換器からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項４】
前記変調回路は前記ＳＡＷ変換器の電極からなることを特徴とする請求項３に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項５】
前記コンディショニング回路は、前記圧電素子によって発生されたエネルギーを蓄積して、その後に、前記圧電素子にひび割れが生じた又は前記圧電素子が破壊されたことの識別を可能とするように構成されたエネルギー蓄積素子を更に具備することを特徴とする請求項１から４の内の何れか１項に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項６】
前記変調回路は共振回路又はアンテナからなることを特徴とする請求項１から５の内の何れか１項に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項７】
前記コンディショニング回路は、前記圧電素子の出力を所定の閾値と比較するためのコンパレータ素子を更に具備することを特徴とする請求項１から６の内の何れか１項に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項８】
前記圧電素子が基板上に設けられていることを特徴とする請求項１から７の内の何れか１項に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項９】
前記基板は接着剤の裏張りを有することを特徴とする請求項８に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項１０】
地面と接触するトレッド部分を有するクラウンを具備する空気タイヤ構造体を更に具備しており、前記空気タイヤ構造体の過剰な撓みが前記圧電素子のひび割れ又は破壊を生じるように、前記圧電素子は、前記空気タイヤ構造体に関係した選択した場所に一体化されていることを特徴とする請求項１から９の内の何れか１項に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項１１】
前記空気タイヤ構造体の過剰な撓みの発生は、空気圧不足、空気圧喪失及び激しい衝撃の内の何れか１つによって起こされることを特徴とする請求項１０に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項１２】
空気圧喪失の場合に前記空気タイヤ構造体のトレッド部分を支持するために、前記空気タイヤ構造体内部のホイールリム上に取り付けられるように構成されている安全支持体を更に具備することを特徴とする請求項８に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項１３】
前記圧電素子は、前記安全支持体に関係した選択した場所に一体化されていることを特徴とする請求項１２に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項１４】
前記安全支持体は、ホイールリムの回りに嵌合するようになされた内側表面と、圧力喪失の場合にトレッド部分が接触するようになされた外側キャップとを有する環状本体を具備することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の圧電式トリガー機構。
【請求項１５】
充分な大きさの機械的な力を受けるとひび割れを生じ又は破壊されるように構成されている圧電素子と、前記圧電素子に接続されており、破壊表示信号を放射するように構成されている変調回路とを設け、
前記圧電素子にひび割れが生じるか破壊されるときの前記破壊表示信号の送信を検出するための遠隔の受信器を設ける
ことを特徴とするトリガーイベントを検出する方法。
【請求項１６】
前記遠隔の受信器が前記圧電素子及び変調素子から前記破壊表示信号を受けたときに警報を中継することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記圧電素子及び変調素子を基板上に設け、前記基板を所与の表面に接着することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記接着する工程は、タイヤ、タイヤ支持構造体、ガラスパネル、封止されたアクセス構造体、シートベルト及びエアバッグの内の選ばれた一つの表面と前記基板を一体化することからなることを特徴とする請求項１５から１７の内の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記変調素子から放射される信号が識別パターンを含んでいるように前記トリガー信号を処理することを特徴とする請求項１５から１８の内の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に述べるならば、圧電装置、並びに検出されたイベントの発生により自己電力発生式トリガー機構として機能する関連素子に関するものである。圧電素子は、所定のイベントの発生により変化して、比較的大きなエネルギーインパルス信号を発生するように構成することができ、そのエネルギーインパルス信号は、調整されて、後での検出のために蓄積されるか又は遠隔地へ即座に中継することができる。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ構造体に電子装置を組合せることにより、実際上の様々な利点が得られる。タイヤ電子装置は、温度、圧力、タイヤ回転数、車両速度などの様々の物理パラメータに係る情報を得るために、センサ及びその他の構成要素を含んでいる。かかる性能情報は、タイヤ監視警告システムにおいて役立つ可能性もあり、適正なタイヤ圧力レベルに調整するためにフィードバックシステム及び車両性能及び制御システムに使用される潜在的な可能性がある。
【０００３】
タイヤ構造体に組み込まれた電子装置システムから得られる更に別の潜在的な可能性には、商業的な車両利用分野における資産追跡や性能指標がある。商業輸送トラック、航空機、土木／採鉱車両は全て、タイヤ電子装置システム及び関連情報送信の利点を享受できる産業として挙げられる。タイヤセンサは、車両の各タイヤが走行した距離を測定することができ、従って、商業組織のための保守計画の一助となることができる。土木／採鉱機械に係る分野のように費用の嵩む利用分野では、車両配置及び車両性能を最適化することができる。無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ送信を利用して、車両群全体の追跡を可能にする。
【０００４】
或る圧電材料は、タイヤ及びホイールの組立体及び他の振動システムに関連した多様な応用分野で利用されている。例えば、圧電変換器が、力が加えられた音場に対する応答を測定するためのセンサとして使用することができる。圧電アクチュエータは、印加された電界を運動エネルギー及び機械的変位に変換することができる。タイヤ回転から生じる機械的な振動を電気エネルギーに変換して、タイヤ電子装置組立体に電力を供給するために、圧電材料薄片及びその他の特別な圧電材料成形体が使用されている。
【０００５】
上述した応用例並びに他の応用例で使用される圧電材料は、制限されたレベルの歪及び／又は電荷を圧電材料が受けるように動作するよう典型的な形状にされている。例えば、典型的には、圧電材料にひびを生じさせたり又は圧電材料を砕いたりするような大きなレベルの歪を圧電センサ又は圧電式電力発生装置を受けることは望ましくない。そのような歪の発生は、圧電装置の意図した機能を妨げ又は破壊し、圧電構成要素の交換が必要になるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる分野においては、圧電装置の構造的一体性が意図的に危険に曝される環境において使用されるよう、圧電装置は構成される。具体的には、或るトリガー状態を受けて、ひび割れを生じたり又は砕けたりするすなわち破壊されるように圧電装置が構成され、使い捨て使用の自己電力発生式通知機構として他の回路要素を組み合わせて動作する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来技術において遭遇し本発明が注目した問題に鑑みて、トリガー機構を実現する改良した特徴及び方法を開発した。圧電装置の故障が所定のイベント又はトリガー状態の発生を表すような圧電装置の提供するための改良型の特徴及びステップは、開発された。
【０００８】
本発明によるトリガー機構、トリガー検出技術、それらに関連する方法及び要素の様々な特徴により複数の利点が得られる。本発明は、圧電素子を損傷し又は砕くための機械的な素子を圧電素子と組み合わせて使用する必要なく、比較的簡単な組合せの要素を含むトリガーシステムを提供する。更に、電池又は電気エネルギー源のような電力発生手段は、（必要なときには使用することが可能であるが）動作にとって必須ではない。更に、通知伝達は無線で行うことができ、或る実施例において有線信号伝送の必要性を不要にできる。
【０００９】
本発明の他の利点によれば、本発明の圧電式通知機構は、圧電素子の破壊で生じる電気インパルス信号が比較的大きいので、信頼性のある通知方法を提供する。圧電素子の単なる変形で生じる信号と比較して、この電気インパルス信号の大きさが非常に大きく、これら２つの現象の間の潜在的な混同は最小にできる。
【００１０】
本発明の更に別の利点は、本発明による圧電式トリガー機構が多種多様な用途において利用可能であることである。１つの特定の用途は、タイヤ圧力低下又はタイヤ破損の表示手段として機能するために、車両のタイヤ又はホイールの組立体に上記したトリガー機構を使用することである。この使用方法が、ランフラットタイヤ組立体に特に有用である可能性がある。車両での更に別の用途は、エアーバッグの展開、シートベルトの作動などを通知するために本発明による圧電式トリガー機構を使用することである。更に別の潜在的な用途としては、自己電力発生式の煙報知器、火災報知器、破断検出器、安全システムが考えられる。
【００１１】
本発明の１つの典型的な実施例において、圧電式トリガー機構は、十分な大きさの機械的な力を受けてひび割れが生じ又は破壊されるように構成されており、ひび割れ又は破壊が生じたときに電磁エネルギーバーストを発生する圧電素子と、その圧電素子に接続されており、その発生した電磁エネルギーを受けてトリガー信号を放射する変調回路とを有している。
【００１２】
本発明のより具体的な或る実施例において、圧電素子は、表面弾性波（ＳＡＷ）変換器であり、変調回路は、ＳＡＷ変換器の電極とすることができる。トリガー機構は更に、圧電素子によって発生されたエネルギーを蓄積して、その後に、「圧電素子にひび割れが生じた又は圧電素子が破壊された」ことの表示を可能にするように構成されたエネルギー蓄積素子を有していてもよいコンディショニング回路を具備することができる。或る実施例において、コンディショニング回路は、圧電素子のエネルギー出力を所定の閾値と比較するコンパレータ素子を有することができる。トリガー機構の複数の素子の内の選択した素子を取り付けるために基板を設けることもできる。その基板は、後で使用環境において取り付けるために接着剤の裏張りを有することができる。
【００１３】
本発明の他の典型的な実施例において、タイヤ組立体は、地面と接触するトレッド部分を有するクラウンを具備する空気タイヤ構造体と一体化された選択的に上述したような圧電トリガー機構を有している。空気タイヤ構造体の圧力の実質的な喪失又はタイヤの過剰な撓みにより、タイヤ内の圧電素子にひび割れを生じ又は圧電素子が破壊されるように圧電式トリガー機構は構成することができる。
【００１４】
他の具体的な実施例において、空気タイヤ構造体は更に、タイヤの膨張圧力が失われた場合にタイヤ構造体のトレッド部分を支持するために空気タイヤ構造体内部のホイールリムに取り付けるように構成された安全支持体を含むことができる。その安全支持体は、ホイールリムの回りに嵌合する内側表面と、タイヤ圧力が失われたときにトレッド部分が係合する外側キャップとを有する環状本体を有することができる。トリガー機構の圧電素子は、安全支持体の外側突起部の間に又は内部キャビティ内に位置するように、安全支持体に対して選択した位置に一体化することができる。
【００１５】
本発明の更に別の典型的な実施例は、引き起こされたイベントを検出する方法である。この方法は、十分な大きさの機械的な力を受けたときひび割れを生じるか又は破壊されるように構成された圧電素子を設ける工程と、その圧電素子に結合されて破壊表示信号を放射するように構成された変調要素を設ける工程と、その破壊表示信号の送信を検出するための遠隔の受信器を設ける工程とを有することができる。
【００１６】
より具体的な方法は、変調要素から発せられた信号が識別パターンを含むように破壊表示信号を処理する工程と、遠隔の受信器が破壊表示信号を受けたとき警報を中継する工程と、圧電素子と変調素子とを１つの基板に設けて圧電素子と変調素子とを所定の面に貼り付ける工程とを選択的に含む。その貼り付け工程は、タイヤ又はタイヤ支持構造体又はガラスパネル又はシールされたアクセス構造体又はシートベルト又はエアーバックの何れかの表面に基板を一体化することでもよい。
【００１７】
本発明のその他の目的及び利点は、以下の詳細な説明に記載し、また、当業者には以下の詳細な説明から明らかであろう。具体的に図解し参照し説明する特徴及び特徴の構成要素に対する変更や変形は、本発明の範囲から逸脱することなく本発明の様々な実施例及び使用例において実施できることは理解されたい。かかる変形には、限定するものではないが、図解し参照し説明する手段又は特徴又は工程に均等な手段又は特徴又は工程、並びに様々な部品、特徴、工程等の機能上又は動作上又は位置上の反転が含まれる。
【００１８】
更に、本発明の様々な実施例及び様々な好ましい実施例には、ここに開示する特徴、工程、要素又はそれらの均等物の様々な組合せ又は形状（図面に具体的に図示していない又は図面を参照して詳細に説明していない特徴、工程、要素の組合せ又はそれらの形状も含む）も含まれると理解されたい。
【００１９】
「発明を解決するための手段」の項において必ずしも説明していない本発明の他の実施例には、「発明を解決するための手段」の項において言及した特徴又は構成要素又は工程の特徴及び／又は本明細書の他の部分において説明する他の特徴又は構成要素又は工程の特徴の様々な組合せも含まれる。当業者にとっては、本明細書の他の部分を検討するならば、上記した実施例の特徴をより良く理解できる筈である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
当業者に向けた本発明の最良の実施形態を含め、添付図面を参照して本明細書において本発明を十分に且つ実施可能に開示する。
【００２１】
図１は、本発明の特徴による圧電式トリガー機構の実施例の典型的なハードウエア構成要素の概略ブロック図である。
【００２２】
図２は、圧電式トリガー機構を空気タイヤ構造体と一体化するための可能な配置を図解する、本発明の典型的なタイヤ組立体の斜視図である。
【００２３】
図３は、本発明の特徴による様々な代替位置に一体化圧電式トリガー機構が設けられている、タイヤ内部のホイールリムに取り付けられた安全支持体を有するタイヤの半分の軸方向断面図である。
【００２４】
図４は、安全支持体がランフラット状態にある図３のタイヤと安全支持体の半分の軸方向断面図である。
【００２５】
本明細書及び添付図面において、本発明の同一又は類似の特徴又は要素を表すために同一参照符号を使用する。更に、添付図面に示す様々な特徴は、必ずしも同一縮尺比で描かれておらず、添付図面に示される特徴間の相対関係は、本発明を限定するものではないことは理解されたい。
【００２６】
本発明は、圧電装置にひび割れを生じさせ又は圧電装置を破壊して、圧電装置に比較的大きなエネルギーインパルス信号（すなわち電磁エネルギーバースト）を発生させる大きさの機械的な力のような所定のイベントが発生したとき自己電力発生式トリガー機構として全体として機能する圧電装置及びその関連回路素子に係るものである。そのようなトリガー機構に使用可能な例示的なハードウエア構成要素を含む圧電式トリガー機構の具体的な特徴を図１を参照して以下に説明する。
【００２７】
図１を参照すると、圧電式トリガー機構１０は、十分な大きさの機械的な力を受けるとひび割れを生じるか破壊されるように構成された圧電素子１２を有している。所定の状態（例えばタイヤ破損又は圧力低下）を表す大きさの機械的な力により圧電素子がひび割れを生じるか破壊されるようにその圧電素子１２は配置し且つ形状にする。圧電素子にひび割れを生じさせるか圧電素子を破壊することは、その結果として生じるエネルギーバーストが圧電素子１２の簡単な変形と比較して比較的高いレベルのパワーを発生するので、効果的である。更に、破壊やひび割れが発生する可能性があるように圧電素子１２を位置付けることにより、圧電素子１２を叩くための機械的な「打撃器」又は他の構成要素を不要にできる。
【００２８】
圧電素子１２の構造的一体性を意図的に危険に晒す可能性のある具体的な配置は様々であるが、関心を引く或る配置は、圧電素子１２とその関連に関連する圧電トリガー機構１０とをタイヤ構造体に組み込むことである。タイヤ環境に使用するときに、圧電式トリガー機構１０は、タイヤの空気抜け、圧力低下又は過剰膨張の場合を検出するために使用することができる。他の例示的な配置は、圧電素子をガラスパネル上に、或いは、ドア、窓、安全なキャビネット又は他のアクセス構造体の封止されている境界面に組み込むことである。このような配置の場合、圧電式トリガー機構１０は、窓が壊されたとき又はアクセス構造体が開けられたときを検出する安全装置として動作する。たとえ本明細書の開示は、タイヤ環境での圧電式トリガー機構の使用に主に向けられているとしても、本発明はそのような用途に必ずしも限定されるものではないことは理解されたい。
【００２９】
圧電素子１２は、単結晶構造又は多結晶構造、圧電セラミック構造又は圧電ウエハ構造又は圧電ファイバを含む様々な異なる形態の内の任意の形態でよい。更に、圧電素子１２は、チタン酸バリウム、鉛ジルコン酸塩チタン酸塩（ＰＺＴ）、水晶、硫化カドミウム、ポリ弗化ビニリデン（ＰＶＤＦ）又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又は当業者に周知の他の圧電材料を含む様々な圧電材料の一つ以上から形成することができる。或る具体的な実施例においては、圧電素子１２は、表面弾性波（ＳＡＷ）センサのための変換器素子を形成する（例えば単結晶石英（ＳｉＯ2）から作られる）圧電基板の表面である。このＳＡＷセンサの特定の具体例は、英国のTRANSENSE TECHNOLOGIES PLCによって開発されるものがある。この装置の具体的な特徴は、アメリカ特許出願公開第２００２／０１１７００５号（Viles他）及びアメリカ特許出願公開第２００４／００２０２９９号（Freakes他）において開示されている。そして、この両アメリカ特許出願公開はここに引用して全て本明細書に組み入れるものである。
【特許文献１】アメリカ特許出願公開第２００２／０１１７００５号（Viles他）
【特許文献２】アメリカ特許出願公開第２００４／００２０２９９号（Freakes他）
【００３０】
更に図１を参照して、圧電素子１２に接続されたコンディショニング回路１４は、圧電素子にひび割れが生じるか圧電素子が破壊されたときに圧電素子１２によって発生される電気エネルギーの比較的大きいインパルスが修正するか又は調整することができる。或る実施例においては、そのコンディショニング回路１４は、圧電素子１２によって発生されたエネルギーを所定の時間の間蓄積して、その後に、圧電素子１２にひび割れが生じたか又は圧電素子が破壊されたかを判定するために読み取ることができるように構成されたエネルギー蓄積素子（例えばキャパシタ）を含むことができる。或る実施例において、コンディショニング回路１２は、圧電素子１２のエネルギーレベルを所定の閾値と比較して、圧電素子１２から出力されたエネルギーレベルが、圧電素子１２の単なる変形を表す通常のレベルを超えているかどうかを判定するためのコンパレータ機能を有している。その比較のための適切な閾値は、当業者によって簡単に決定できるものであり、一方で、圧電素子１２に使用されている材料の大きさ及び形式並びに回路構成パラメータに関係して変化するものである。
【００３１】
更に図１を参照するならば、圧電式トリガー機構１０は更に変調回路１６を含むことができる。その変調回路１６は、コンディショニング回路１４に接続されており、コンディショニング回路１４からの調整されたエネルギー信号を受けて、トリガー信号を出力するように構成されている。或る実施例において、変調回路１６は、共振回路又はアンテナとすることができる。１つの実施例において、例えば圧電素子１２がＳＡＷ変換器の場合、変調回路１６はそのＳＡＷ装置の電極とすることができる。
【００３２】
装置破損を表す有意な信号が圧電式トリガー機構１０によって生成されて放射されると、圧電式トリガー機構１０に対して遠隔の実際には近い位置に設けられている受信器１８はトリガー機構から信号の徴候を受けるように構成することができる。この送信された信号は、本明細書においてトリガー信号又は破壊表示信号と称する。トリガー機構１０がタイヤ環境に組み込まれている本発明の実施例において、受信器１８は、圧電素子破壊表示をトリガー機構から車載の車両監視システムへ中継して、運転者に対して対応するタイヤ状態を警告するように構成することができる。その表示を、例えば「ＯｎＳｔａｒ」（商標）ブランドのシステム他のような車載のセフティ・キュリティ・システムを介して利用可能な場所のような他の監視場所に中継することもでる。
【００３３】
更に、遅延線１７を図１の圧電式トリガー機構１０に含めることができる。遅延線１７は、トリガー機構１０から放射される信号を変更するようにプログラムすることができる。例えば、遅延線１７は、一連のエネルギー・パルス、例えば、本明細書において識別パターンと称する一対又は３個のパルスのような簡単な一連のエネルギー・パルスを生成するように構成することもできる。更には、遅延線は、続けて（例えば一度５０マイクロ秒ごと）複数回、破壊表示信号を送るように構成することもできる。この場合、受信器１８が、最も早く送信されたパルス列の内の1つを検出する機会が高まると考えられる。このような所定の出力パルス列を使用することにより、受信器１８で拾う可能性のある他のノイズから、圧電素子１２のひび割れ又は破壊を表す信号を区別することができる。圧電素子１２がＳＡＷ装置の変換器の場合、或る実施例ではそのＳＡＷ装置が、ＳＡＷ装置を利用したＲＦＩＤ装置である。そのＳＡＷ装置を利用したＲＦＩＤ装置は、遅延線１７と同じ効果をもたらすようにプログラムすることができる。受信器１８は更に、所与のバンド幅（例えば圧電素子１０の共振周波数を中心とした１０ＫＨｚ）を監視ように構成して、トリガーイベントの検出の潜在的なエラーを更に少なくすることが好ましい。
【００３４】
更に図１によるならば、使用環境（例えばタイヤ又は封止アクセス構造体）に一体化する前に、圧電式トリガー機構１０の一部が基板表面１９に取り付るか又は一体化することができることは理解されたい。その基板表面１９は更に、使用環境にトリガー機構を容易に取り付けることができるように接着剤の裏張りを有することができる。
【００３５】
次に図２を参照するならば、本発明によるタイヤ組立体２０は、空気タイヤ構造体２２の選択した場所に一体化した圧電式トリガー機構１０を有している。一般的に言うならば、空気タイヤ構造体２２は、地面に接触するトレッド部分２４及び内側クラウン表面２６を有するクラウンと、内側サイドウォール表面２８とを有する。１つの典型的な実施例において、トリガー機構１０は、タイヤ構造体２２の内側サイドウォール表面２８に取り付けることができる。一般的に言えば、この位置は、タイヤ構造体２２がホイールリムに取り付けられている状態でタイヤ構造体２２が圧力を失うときにトリガー機構１０内の圧電素子にひび割れを生じさせるか又は圧電素子を破壊するに非常に適している。或る実施例において、圧電素子は更に、空気圧不足、過負荷、激しい衝撃ほかのような、タイヤの過剰収縮を引き起こす様々な状態でひび割れを生じさせるか又は破壊されるように構成することもできる。圧電式トリガー機構が様々な場所に配置できるので、用語「一体化」は、タイヤ構造体内又はタイヤ構造体上に取り付ける場合を含む、そのような様々な場所を包括的に含むものと理解されたい。
【００３６】
本発明の圧電式トリガー機構は更に、従来とは異なるタイヤ、即ち、図２に示される典型的な空気タイヤ構造体に対して変形されたタイヤにおいても使用することができる。１つの例において、圧電式トリガー機構１０は、タイヤ機能不全のときに荷重を支えるためにタイヤ内でホイールリム上に取り付けられて、タイヤ空気圧喪失が生じたときタイヤのトレッドストリップを支持する安全支持体を有するタイヤ内に組み込むことができる。図３及び図４は、安全支持体を有するタイヤの特徴を図解している。図３は、タイヤ３６のキャビティ３４内部でホイールリム３２のまわりに取り付けられる安全支持体３０の半分の軸方向断面図である。タイヤ３６は、ホイールリム３２上に装着されるように構成されており、そして、特に、異なる直径の２つのビードを有している。安全支持体３０は、３つの主要部品、すなわち、実質的に角度ゼロで長手方向に向いているプライ４０で補強されている全体形状が環状の基部３８と、半径方向において外側の壁に長手方向溝４４を有する実質的に環状のキャップ４２と、その基部３８とキャップ４２とを連結している環状本体４６とを有している。部分４８によって形成されているキャビティにより、ランフラット状態（すなわち、タイヤ空気圧が完全に又は部分的に失われた状態）において均一に支持する安全支持体３０の重量を減らすことができる。
【００３７】
図４は、地面に沿って、例えばランフラット状態の間で運転中にある、図３と同様な安全支持体を示す。安全支持体３０のキャップ４２が、タイヤ３６のクラウンの半径方向内側の面と接触して、タイヤ３６が、タイヤ・キャビティ３４の空気圧喪失状態においてホイールリム３２に接触することを防止している。上記した安全支持体を有するタイヤの更に他の詳細は米国特許第５，８９１，２７９号（Lacour）において開示される。米国特許第５，８９１，２７９号（Lacour）は、ここに引用して本明細書に組み入れるものである。しかし、他の具体的な安全支持体もタイヤ構造体内に組み込むことができることは理解されたい。Lacour特許に開示されている安全支持体は、全体的にソリッドな円形装置であるが、他の安全支持体の実施例は、他の支持体材料（例えば、タイヤがランフラット状態にあるときに変形する発砲ゴム）から形成することもできる。
【特許文献３】米国特許第５，８９１，２７９号（Lacour）
【００３８】
更に図３及び図４を参照するならば、過去にタイヤがタイヤ空気圧喪失状態で走行したことの表示として圧電素子の破壊が機能するように、圧電トリガー機構１０の圧電素子を、ランフラットタイヤ構造体の安全支持体に一体化することができる。そのような場合に安全支持体３０の撓みが変形を水晶に伝達して、水晶を破壊する。例えば、トリガー機構１０の１つ以上の回路素子は、図３及び図４に図解するように、安全支持体３０の長手方向溝４４の内の１つ又は部分４８に形成されるキャビティ内に取り付け又は一体化することができる。ここで、トリガー機構１０の圧電素子１２及び任意選択可能な他の素子が、図解するタイヤ構造体３６又は安全支持体３０の他の部分に一体化することもできることは理解されたい。更に、トリガー機構が安全支持体３０の２つの異なる位置に一体化されていることを図３及び図４は図解しているが、或る実施例では、トリガー機構１０を１つだけ各タイヤに設けることができることも理解されたい。
【００３９】
タイヤ環境に使用する圧電式トリガー機構の例を本明細書に開示したが、本発明はそのような用途に必ずしも限定されるべきではないことは理解されたい。車両への他の用途には、エアーバッグ展開、シートベルト作動他を通知するためにここに開示した圧電トリガー機構を使用することが含まれる。更に別の可能な用途には、電池を全く必要としない自己電力発生式煙警報器と、電気エネルギー源を全く必要としない火災報知器と、（例えば、病院又は他の医療機関内の麻薬中毒治療室内の破損の確証を与える）無線／無電池式破断センサと、電力が意図的又は事故により遮断された後も動作する安全システムが含まれる。
【００４０】
本発明の具体的な実施例に関して詳細に本発明を説明したが、上述したことを理解した当業者が、上記した実施例に対する変形、変更、均等物への置換を容易に実施できることは理解されたい。従って、本発明の開示は、例示であって限定するものではない。本発明の開示は、当業者には明らかなように、本発明の上記した変形、変更、及び／又は追加を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の特徴による圧電式トリガー機構の実施例の典型的なハードウエア構成要素の概略ブロック図である。
【図２】圧電式トリガー機構を空気タイヤ構造体と一体化するための可能な配置を図解する、本発明の典型的なタイヤ組立体の斜視図である。
【図３】本発明の特徴による様々な代替位置に一体化圧電式トリガー機構が設けられている、タイヤ内部のホイールリムに取り付けられた安全支持体を有するタイヤの半分の軸方向断面図である。
【図４】安全支持体がランフラット状態にある図３のタイヤと安全支持体の半分の軸方向断面図である。
【図１】
2009530157.tif 000003
【図２】
2009530157.tif 000004
【図３】
2009530157.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
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