(57)【要約】【課題】車両とそのタイヤ（１０）のうちの少なくとも１つとの間のワイヤレスデータ通信のための装置を提供する。【解決手段】この装置は、車両に設けられた固定アンテナと、タイヤと一体のアンテナとを備えており、後者のアンテナはタイヤ（１０）のベルトに近接して位置決めされている。タイヤのベルトの特性は増大送信距離を達成するために選択される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両と、ゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライ（５０、６０）よりなるベルトを備えているタイヤ（１０）のうちの少なくとも１つとの間のデータ通信のための装置であって、車両に設けられた固定アンテナと、タイヤ（１０）と一体のアンテナとを備えている装置において、前記ベルトは、ブレーカプライ（５０、６０）のうちの少なくとも１つが非金属コードよりなることを特徴とする装置。
【請求項２】
ブレーカプライ（５０、６０）のうちの多くて１つは金属コードよりなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
タイヤ（１０）のベルトのブレーカプライ（５０、６０）すべてが非金属コードよりなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
車両と、ゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライ（５０、６０）よりなるベルトを備えているタイヤ（１０）のうちの少なくとも１つとの間のデータ通信のための装置であって、車両に設けられた固定アンテナと、タイヤ（１０）と一体のアンテナとを備えており、後者のアンテナがタイヤ（１０）のベルトに近接して位置決めされている装置において、前記ベルトは、金属コード（５１、６１）で構成された隣接したブレーカプライ（５０、６０）間の距離がコード（５１、６１）の直径の０２倍より大きいか或いはそれに等しいことを特徴とする装置。
【請求項５】
車両と、ゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライ（５０、６０）よりなるベルトを備えているタイヤ（１０）のうちの少なくとも１つとの間のデータ通信のための装置であって、車両に設けられた固定アンテナと、タイヤ（１０）と一体のアンテナとを備えており、後者のアンテナがタイヤ（１０）のベルトに近接して位置決めされている装置において、前記ベルトは、ブレーカプライ（５０）の任意のコードと、隣接したブレーカプライ（６０）の任意のコードとの間の抵抗が２０ｋΩより大きいことを特徴とする装置。
【請求項６】
ブレーカプライ（５０）の任意のコードと、隣接したブレーカプライ（６０）の任意のコードとの間の容量が１ｎＦ未満であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
車両と、ゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライ（５０、６０）よりなるベルトを備えているタイヤ（１０）のうちの少なくとも１つとの間のデータ通信のための装置であって、車両に設けられた固定アンテナと、タイヤ（１０）と一体のアンテナとを備えており、後者のアンテナがタイヤ（１０）のベルトに近接して位置決めされている装置において、前記ベルトは、ブレーカプライ（５０）の任意のコードと、隣接したブレーカプライ（６０）の任意のコードとの間の容量が１ｎＦ未満であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
車両と、ゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライ（５０、６０）よりなるベルトを備えているタイヤ（１０）のうちの少なくとも１つとの間のデータ通信のための装置であって、車両に設けられた固定アンテナと、タイヤ（１０）と一体のアンテナとを備えており、後者のアンテナがタイヤ（１０）のベルトに近接して位置決めされている装置において、前記ベルトは、ブレーカプライ（５０、６０）のコード（５１、６１）の高周波抵抗率が１３.５６ＭＨｚの周波数で３２Ω／ｍより大きいことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両とそのタイヤとの間のワイヤレスデータ通信のための装置に関する。
【０００２】
定義
この文献において、
【０００３】
「コード」は、単一のスレッドまたはワイヤ、金属または非金属、または幾つかのスレッドまたはワイヤの集合体を意味するものと理解される。
【０００４】
「プライ」は、金属製であるか或いは非金属製であり、織られているか或いは織られていなく、ゴム組成物に埋設された平行な補強コードの層を指している。
【０００５】
「ベルト」は、ビードに固定されていない少なくとも１つのプライの集合体を指している。
【０００６】
「軸方向」は、タイヤの回転軸線と本質的に平行である方向を指している。
【０００７】
「半径方向」は、軸方向に対して垂直なベクトルと平行であって、タイヤの回転軸線と交差している方向を指している。
【背景技術】
【０００８】
車両とそのタイヤとの間のワイヤレスデータ通信は自動車産業の主な開発分野であり、タイヤの圧力、タイヤの温度、タイヤの回転速度またはタイヤに作用する力のようなタイヤパラメータのタイヤ識別および送信に関する多くの用途が開発されてきた。
【０００９】
このような用途の開発を制限するパラメータのうちの１つは、高周波送信回路と受信ユニットとの間の電磁信号の減衰であり、これにより、送信距離の短縮が生じる。タイヤから或いはタイヤへ送信される信号は、ゴム組成物層および鋼ベルトの累積作用により減衰される。米国特許出願第２００２／０１１３６９２号に述べられているように、タイヤにおける鋼ベルトおよびタイヤのゴム組成物における充填材は、呼掛け機および応答機のアンテナを互いに極めて近接して配置しなければならほど激しく信号を減衰する。
【００１０】
データ送信装置の部品としてタイヤの金属構成要素を使用することによりタイヤの金属構成要素における電磁波の強い吸収を活用することが提案されており、ヨーロッパ特許第０３８９４０６号は、鋼コードで補強されたベルトまたはブレーカプライに容量的に接続されている送受信機を備えているタイヤを述べており、ヨーロッパ特許第０８７５４０５は、送受信機の送信および受信アンテナとして継ぎ目無しのベルトに導電性ワイヤを使用することを開示しており、米国特許第６６３０９１０号は、内側鋼ベルトへの波アンテナの接続が直接、容量的または反応性であることができることを教示している。
【００１１】
しかも、タイヤへ侵入する電磁界が導電性ベルトにより影響され、ベルトのまわりに曲げられ、かくしてベルトの全周に沿った電波界のエネルギの分布を生じることが認められた。従って、米国特許出願第２００３／０１５６０６７号は、タイヤの鋼ベルト全体を中間または補助アンテナとして使用することを述べている。ベルトのこのような使用は興味深い用途の分野を広げるが、タイヤに使用される鋼ベルトの実際の性質がこれらのタイヤを用途のあらゆるタイヤの適当な候補にしない。他の種類のアンテナを使用しようとし、鋼ベルトの近くに配置しなければならないならば、ベルトにより電磁エネルギの減衰が厳しい問題をもたらし、そして前述の送信距離を劇的に短縮する。或る場合、距離はタイヤの外側の同じ送信回路で得ることができる距離の５０％未満まで短縮される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、車両に設けられたアンテナと、タイヤと一体のアンテナとを備えており、後者のアンテナがタイヤのベルト、すなわち、タイヤのクラウンまたは側壁部に近接して配置されている車両とそのタイヤのうちの少なくとも１つとの間のデータ通信のための装置の送信距離を増大することを目的としている。この目的はタイヤのベルトの構造の変更により達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの好適な実施形態によれば、送信距離は金属構成要素の無い少なくとも１つのブレーカプライを備えているベルトの使用により増大される。優先的には、多くて１つのブレーカプライは金属要素よりなる。
【００１４】
更に優先的には、タイヤのベルトのブレーカプライすべては金属構成要素が無い。
【００１５】
本発明の第３の好適な実施形態によれば、送信距離は下記のことを特徴とするベルトの使用により増大される。
−  ブレーカプライのうちの少なくとも１つは周方向に対して角度αだけ傾斜されている金属コードで構成されている。
−  コードの長さはブレーカプライの幅の７５％を超えない。
−  ２つのコード間の最小距離はコードの直径の２倍より大きいか、或いはそれに等しい。
【００１６】
本発明の第４の好適な実施形態によれば、送信距離は金属コードで構成された少なくとも２つのブレーカプライよりなるベルトの使用により増大され、隣接したブレーカプライ間の最小の半径方向距離はコードの直径の２倍より大きいか、或いはそれに等しい。
【００１７】
本発明の第５の好適な実施形態によれば、送信距離はゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライよりなるベルトの使用により増大され、１つのブレーカプライの任意のコードと隣接したブレーカプライの任意のコードとの間の抵抗は２０ｋΩより大きい。抵抗の測定は、切片が５ｃｍの幅を有するようにタイヤを半径方向に沿って２回切断することによってタイヤから得られる切片において行なわれ、前記幅は、周方向（すなわち、タイヤの軸方向および半径方向の両方に対して垂直である方向）に沿ってトレッドの表面で測定されたものである。
【００１８】
本発明の第６の好適な実施形態によれば、送信距離は、ゴム組成物の層により分離された少なくとも２つのブレーカプライよりなるベルトの使用により増大され、１つのブレーカプライの任意のコードと隣接したブレーカプライの任意のコードとの間の容量が１ｎＦ未満であるようになっている。容量の測定は、切片が５ｃｍの幅を有するようにタイヤを半径方向に沿って２回切断することによりタイヤから得られる切片において行なわれ、前記幅は、周方向に沿ってトレッドの表面で測定されたものである。
【００１９】
本発明の第７の好適な実施形態によれば、送信距離は、少なくとも２つのブレーカプライよりなるベルトの使用により増大され、ブレーカプライの金属コードは周方向に対して３０度より大きい角度だけ傾斜されている。
【００２０】
本発明の第８の好適な実施形態によれば、送信距離は、ブレーカプライの金属コードの層化ピッチがコードの直径の２倍より大きいことを特徴とするベルトの使用により増大される。
【００２１】
本発明の第９の好適な実施形態によれば、送信距離は、ベルトのブレーカプライの金属コードの直径が０．８ｍｍよりも大きいことを特徴とするベルトの使用により増大される。
【００２２】
本発明の第１０の好適な実施形態によれば、送信距離は、ブレーカプライのコードの高周波抵抗が１３.５６ＭＨｚの周波数で５０Ω／ｍより大きいことを特徴とするベルトの使用により増大される。しかしながら、本発明が所定の送信周波数に限定されないことを気づくべきである。
【００２３】
もちろん、電磁線の選択された周波数のための増大送信距離を有する装置を得るために幾つかの実施形態の特徴を組合わせることが可能であり、或いは望ましくさえある。
【００２４】
本発明は下記の詳細な説明および図面を参照することにより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１はラジアル空気圧タイヤ１０の構造を示しており、このラジアル空気圧タイヤ１０は気密合成ゴム製の内側ライナー２０と、布コードで構成され、直線状に敷設されてゴムに挟まれたカーカスプライ３０と、タイヤ１０をリム（図示せず）に保持するビードワイヤ４０と、少なくとも２つの半径方向に隣接したブレーカプライ５０、６０で構成されたブレーカベルトと、道路と接触するようにブレーカプライ５０、６０に敷設されたトレッド７０とを備えている。タイヤ１０の２つのブレーカプライ５０、６０の各々はタイヤの赤道平面に対して適切な角度（代表的には約２０°）で傾斜されている鋼コード５１、６１で補強されており、一方のプライのコード５１は他方のプライのコード６１に対して反対方向に傾斜されている。
【００２６】
ブレーカベルトに構成されているプライのこの特定の配置はベルトにおける電磁線の強い吸収を説明するものである。図２に概略的に示すように、隣接したプライ５０、６０のコード５１、６１の組は多数の基本平行四辺形８０および複合平行四辺形９０よりなる格子を形成している。
【００２７】
図３に示すように、これらの平行四辺形の各々は共振回路を構成しており、ベルトのコードの部分により形成された平行四辺形の４辺はインダクタンスループと考えられることができ、平行四辺形の角度の各々におけるコード‐ゴム組成物‐コードインターフェースは容量Ｃを構成している。図４は同等なＬＣ回路を示している。
【００２８】
周知のように、共振回路はその共振周波数に近い周波数の電磁線により励起されることができる。回路が励起されればされるほど、電磁線はより強く吸収される。色々な形状の多数の回路がタイヤのベルトに存在すると、吸収機能が複雑な形状のものとなる。図５は反射される電磁線の周波数の関数としての標準タイヤの反射率の測定値（実線）を示している。値が１から離れれば離れるほど、ベルトに吸収されるエネルギが多くなる。約８ＭＨｚを超えた周波数では、吸収が顕著になることはわかる。タイヤにおける送受信機用に使用される周波数では、エネルギの多くが吸収され、例えば、１３.５６ＭＨｚでは、吸収は、送信距離がタイヤにブレーカプライが無い場合のものの約半分であるような程度である。
【００２９】
本発明の目的は増大された送信距離での車両とそのタイヤとの間のデータ通信のための装置を提供することである。この目的は通信手段により使用される周波数を超えた値まで吸収が顕著になるように周波数を変えるようにタイヤを変更することにより達成される。これは、ベルトにより構成される共振回路の容量およびインダクタンスを変更することによりなされる。ベルトの下記の特性をこの目的に変更することができる。
【００３０】
（１）ブレーカプライ５０、６０に使用されるコード５１、６１の性質。１つを除いてブレーカプライのすべてに非金属コードを使用すれば、以上に説明したように、共振管路が存在しなく、吸収が強く減少される。もちろん、プライすべてが排他的に非金属コードで作成されていれば、吸収が更に少なくなる。
【００３１】
（２）プライの数。たった１つの補強プライが存在すれば、同じ理由で吸収が減少され、形成される共振回路の格子が存在しない。
【００３２】
（３）プライ５０、６０の構造。低い共振周波数の共振回路の数は、各金属コード５１または６１の代わりにゴム組成物の最小距離だけ離された多数の短いコードを使用することによりひどく減少されてしまう。
【００３３】
（４）隣接したブレーカプライ５０、６０間の距離。ベルトの金属コード５１、６１により構成される共振回路の容量はこの距離に決定的に依存している。図５では、一点鎖線はブレーカプライ５０、６０がゴム組成物の追加のスキムにより分離されているタイヤに対応する。１３.５６ＭＨｚの領域における吸収は基準タイヤ（実線）と比較して強く減少されていることがわかる。
【００３４】
（５）ブレーカプライ５０、６０に使用されたゴム組成物の抵抗率。これは共振回路の容量を変更する他の方法である。図５における鎖線はブレーカプライ５０、６０に使用されたゴム組成物の抵抗率が増大されたタイヤに対応している。また、３.５６ＭＨｚあたりの領域における吸収は著しく減少されている。
【００３５】
（６）タイヤの周囲に対するブレーカプライ５０、６０のコード５１、６１の傾斜。金属コード５１、６１の角度αおよびβ（図２）が変更されれば、共振回路のループの幾何形状、従って、それらのインダクタンスが変更される。図２はαおよびβのための同じ値を示しているが、これは必ずしもそうではない。
【００３６】
（７）ブレーカプライのピッチ。ブレーカベルトの金属コードにより構成される共振回路のインダクタンスを変更する他の方法はブレーカプライのうちの少なくとも１つのピッチを変化させることである。図２では、ピッチｐ１およびｐ２は同じであるが、これは必ずしもそうではない。
【００３７】
（８）金属コード５１、６１の直径、および、
【００３８】
（９）金属コード５１、６１の高周波伝導率。これらの２つのパラメータもまた共振回路のインダクタンスに影響する。
【００３９】
もちろん、電磁線の選択された周波数のための増大送信距離を有する装置を得るためにこれらのパラメータのうちの幾つかの変更例を組合わせることが可能であるか、或いは望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】空気圧式ラジアルタイヤの概略図である。
【図２】２つのブレーカプライのコードにより構成された格子の概略図である。
【図３】２つの隣接したブレーカプライのコードにより構成された共振回路の概略図である。
【図４】図３の構成に対応する共振回路の概略図である。
【図５】異なるブレーカプライにおける電磁エネルギの吸収の周波数依存性を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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