(57)【要約】【課題】  タイヤの製造中または製造後にトランスポンダの挿入、取外し、交換、および／または管理を容易におこなう。【解決手段】  環状のアンテナとトランスポンダ装置とを組立てる方法は、アンテナ用導電体を、第１の端部と第２の端部との間を延びる所定の長さに切断するステップと、アンテナ用導電体と少なくとも１つのセンサ手段を備えたトランスポンダとを接続するステップと、アンテナ用導電体を環状に形成するステップと、アンテナ用導電体の第１および第２の端部を、接合部を形成するように互いに接合するステップと、環状のアンテナ用導電体の少なくとも一部を接着剤で被覆するステップとを有している。【選択図】  図１５
2006109446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ用導電体を、第１の端部と第２の端部との間を延びる所定の長さに切断するステップと、
前記アンテナ用導電体と少なくとも１つのセンサ手段を備えたトランスポンダとを接続するステップと、
前記アンテナ用導電体を環状に形成するステップと、
前記アンテナ用導電体の前記第１および第２の端部を、接合部を形成するように互いに接合するステップと、
環状の前記アンテナ用導電体の少なくとも一部を接着剤で被覆するステップと、
を有する、環状のアンテナとトランスポンダ装置とを組立てる方法。
【請求項２】
前記アンテナ用導電体の前記第１および第２の端部によって形成された前記接合部を前記接着剤で被覆するステップをさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
環状の前記アンテナ用導電体は、前記接着剤で実質的に完全被覆される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、タイヤまたはホイールのデータを送信するためにタイヤ内に設けることが有用な、アンテナおよびトランスポンダを含む環状装置に関し、特にそれらの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤやホイールの識別情報や、その他のデータを無線周波数で電子的に伝送する、アンテナを含む環状装置が一般に用いられている。この装置は、少なくともタイヤまたはホイールの識別情報を保持するために十分なデータ容量を有するＩＣチップを備えた無線周波数のトランスポンダを含んでいる。タイヤの空気圧やトランスポンダの位置でのタイヤやホイールの温度などの他のデータは、識別情報とともにトランスポンダによって伝送される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タイヤ構造またはタイヤとホイールとの組立体内に収められるトランスポンダから、データを無線周波数で伝送する環状のアンテナを設けることが、当業界では知られている。アンテナおよびトランスポンダは、「硬化前」の製造工程でタイヤに組み込むことができる。しかし、実際には、これをおこなうことは非常に難しい。ラジアルプライタイヤもバイアスプライタイヤも、製造工程において、実質的に直径方向に広げられる。バイアスプライタイヤは、グリーンタイヤを環状体のモールド内に押込めるブラッダを通常備えた硬化用プレスに挿入されるときに、直径方向に広げられる。ラジアルプライタイヤは、タイヤ組立工程または形成工程の際に直径方向に広げられ、さらに、硬化工程で直径方向に広げられる。タイヤに組み込まれたいかなる環状のアンテナおよびこれに接続された電子回路部品も、製造工程中にタイヤが直径方向に広げられるときに、構造上の健全性と、アンテナ・トランスポンダパッケージ間の機械的接続とを維持しなければならない。いったんタイヤに組立てられると、アンテナや、トランスポンダや、アンテナとトランスポンダとの接続部に不良が発見されても修理できないため、タイヤの有用性が失われ、タイヤを廃棄する必要が生じることもある。したがって、環状のアンテナ・トランスポンダ集合体をタイヤの製造中にタイヤに取付けることは、集合体の部品が後で損傷したり破損した場合に、他の方法で取付けられていれば健全であったであろう、それが取付けられたタイヤを壊さざるを得ない危険性を有している。
【０００４】
環状のアンテナ・トランスポンダシステムが損傷する危険性は、製造中にそれがタイヤに組み込まれる際に存在するのみならず、このようなシステムの損傷が、乗物に取付けられたタイヤの動きから生じることも珍しくない。公知のタイヤ圧監視システムにおけるループ状のアンテナはこれまで、タイヤ硬化工程の際に、タイヤの頂部、タイヤのビード、またはサイドウォールに取付けられていた。アンテナおよびトランスポンダは、頂部に設けられるとかなりの圧縮ひずみを受け、サイドウォールに設けられても大きなひずみ振幅を受ける。このような設置位置は、タイヤの中でも大きな荷重と変形を受ける領域にあたる。したがって、アンテナ、トランスポンダ、およびこれらの接続部をこのような場所に設けると、破損や、機械的または電気的な故障を生じやすい。
【０００５】
したがって、タイヤの製造中または製造後にトランスポンダの挿入、取外し、交換、および／または管理を容易におこなえるような、トランスポンダモジュールの空気タイヤへの取付け方法および装置が必要である。さらに、環状装置および環状装置を適用する方法は、正確な測定を容易にするために、タイヤキャビティ内にトランスポンダセンサを最適に配置するように作用することが求められる。
【０００６】
さらに、タイヤ性能への影響を最小限度にしつつ、タイヤ製造工程中の任意の時点でトランスポンダモジュールを空気タイヤに取付ける方法を提供する必要性がある。
【０００７】
加えて、費用効果が高く効率の良いやり方で、結合された環状アンテナおよびトランスポンダを含む環状装置を組立てる方法を提供する必要性もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、環状のアンテナをトランスポンダなどの電気的装置に接続する、公知のシステムおよび方法の欠点を克服する。環状アンテナは、直接的または間接的にトランスポンダに接続される。本発明の一実施態様によれば、環状組立体を形成する方法は、導電性の１本または多数本のワイヤを適切な直径の環状アンテナに形成するステップと、装置とアンテナとの間に磁気的接続を確立するステップと、機械的および電気的接合部を設けて環状組立体を形成するように、両端を接合するステップと、環状組立体の少なくとも一部を接着剤で被覆するステップと、環状組立体を接着剤によってタイヤに取付けるステップとを有している。
【０００９】
本発明の別の実施態様によれば、第２の材料が、アンテナの露出部分の少なくとも一部を覆うように成形される。本発明のさらに別の実施態様によれば、第２の材料は、アンテナとトランスポンダ装置の接合部の少なくとも一部を覆うように成形される。
【００１０】
本発明の利点は、当業者には明らかであろうが、以下に詳細に述べられ図面に示された実施形態および他の実施態様によって実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本明細書において、「軸線方向」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【００１２】
「ビード」または「ビードコア」は、一般的には、タイヤの、環状の引張部材を有する部分を意味する。ビードの半径方向内側部は、タイヤのリムへの保持と関連している。ビードは、プライコードに被覆されて形成されており、他の補強部材を有していてもよいし、有していなくてもよい。
【００１３】
「周方向」は、多くの場合、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びる円形のラインまたは方向を意味する。「周方向」はまた、隣接する環状の曲線のセットであって、断面に見られるように、それらの半径がトレッドの軸線方向の曲率を定める曲線のセットの方向を指すこともある。
【００１４】
「インナー」は、タイヤの内側に向かうことを意味し、「アウター」は、タイヤの外側に向かうことを意味する。
【００１５】
「横の」は、軸線方向と平行な方向を意味する。
【００１６】
「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向に、タイヤの回転軸に向かうかまたは離れる方向を意味する。
【００１７】
「ショルダ」は、サイドウォールの上部部分で、トレッド縁部の直下部を意味する。
【００１８】
「サイドウォール」は、タイヤのトレッドとビードとの間の部分を意味する。
【００１９】
本明細書において「トランスポンダ」は、空気タイヤ内の空気圧などの状態を監視し、さらにその情報を外部装置に送信することができる電子的器具（装置）である。外部装置は、ＲＦ（無線周波数）読取り装置／呼掛け機でもよく、単にＲＦ受信器であってもよい。単なる受信器は、トランスポンダが「能動的」であるときに使用することができ、それ自体が電源を有している。読取り装置／呼掛け機は、トランスポンダが「受動的」であるときに使用され、読取り装置／呼掛け応答機からのＲＦ信号によって駆動される。いずれの場合も、トランスポンダは外部装置と接続されて、全体的なタイヤ状態監視／警告システムの構成要素を形成する。電磁的透磁率の大きな材料よりなる環状のボディが、巻線によってトランスポンダに連結されている。従来のシステムでは、アンテナは１次巻線によって環状のボディに連結され、トランスポンダは、２次巻線によって環状のボディに連結されている。以下に説明するように、１次巻線は省略されてもよい。そこで、本明細書では、トランスポンダを環状のボディに連結する「２次」巻線を、単に「巻線」という。本開示および本発明の目的からは、環状のシステムはトランスポンダに限られない。すなわち、一般に利用されている広範囲のトランスポンダ、センサ、および関連する電子部品をパッケージ化して、本発明とともに利用することもできる。
【００２０】
本明細書において、「環状体」は、大きな電磁的透磁率を有する材料から、連続的な曲面によって形成され、中央孔を含むボディである。環状のボディは、ここで述べられる本発明から逸脱しない限り、円筒形でも楕円形でも対称形でも非対称形でもよい。本明細書において、「環状のボディ」は、このように１本以上の巻線を有する変圧器を含んでいる。
【００２１】
トランスポンダは、ＲＦ信号を送信または受信するためにアンテナを備えている必要がある。アンテナは、本発明においては環状であり、製造中にタイヤ内に組み込まれてもよいし、製造後の工程でタイヤに取付けられてもよい。本明細書では、「環状のアンテナ」は、本発明の原理から逸脱しない限り、円形でも楕円形でも対称形でも非対称形でもよい。ただし、アンテナの好ましい形状は円形であり、アンテナが取付けられるタイヤのサイドウォール領域と重なり合う大きさを有している。アンテナは、単一のワイヤを有していてもよく、多条撚線を有していてもよい。従来の導電材料で形成された環状のアンテナと組み合わされて利用される様々な市販のトランスポンダ、センサ、および他の電気装置は、本発明の原理に従って使用するのに適している。
【００２２】
アンテナワイヤとして利用できる材料には、スチール、アルミニウム、銅、または他の導電性のワイヤが含まれる。本明細書に開示されているように、ワイヤ径は一般に、トランスポンダのアンテナとしての作動上は重要ではないと考えられている。耐久性を高めるためには、細径ワイヤの多条撚線から構成されたスチール撚線ワイヤが好ましい。利用可能な他のワイヤの選択肢には、リボンケーブル、フレキシブル回路、導電性フィルム、導電性ゴムなどが含まれる。
【００２３】
まず図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態の装置１０がタイヤ１２内に配置されて示されている。タイヤ１２は、従来の方法によって、ゴムやゴム合成物等の従来の材料で形成されており、ラジアルプライ構成またはバイアスプライ構成のいずれでもよい。典型的なタイヤ１２は、トレッド１４と、ショルダ１６と、環状のサイドウォール１８と、終端部のビード２０とを有するように構成されている。インナーライナ２２が形成されており、タイヤキャビティ２４を画定している。タイヤ１２は、外周リムフランジと外側リムフランジ面３０とを備えた環状のリム２６上に取付けられるようにされている。リム２６の構成は従来技術と同様で、スチール等の適切な強度を有する金属からなっている。
【００２４】
環状アンテナ３２が設けられており、好ましい実施形態では正弦曲線状の形状である。アンテナ３２はまた、別のパターンに形成されていてもよく、必要に応じ１本または複数本のまっすぐなワイヤを備えていてもよく、フィラメントワイヤ、コード、または撚線ワイヤでもよい。ワイヤとして利用できる材料には、スチール、アルミニウム、銅、または他の導電性のワイヤが含まれる。前述のように、ワイヤ径は一般に、アンテナとしての作動上は重要ではないと考えられており、細径ワイヤの多条撚線が好ましい。アンテナ３２は、その曲線状の形状によって可撓性を備えており、以下に説明するタイヤ製造時および使用時の破断の危険性が最小化される。
【００２５】
引き続き図１を参照すると、上述した一般的なタイプのトランスポンダモジュール３４が設けられている。トランスポンダモジュール３４は、圧力および温度などのタイヤパラメータを検出する手段を含んでいてもよい。所定の材料で図示のように環状に形成された、任意設置のキャリアストリップ３６が示されている。キャリアストリップ３６は、ゴムやプラスチックのような、産業界で一般的な、電気絶縁性を有し好ましくは半硬質(semi-rigid)のエラストマ材料で形成されている。キャリアストリップ３６は、アンテナワイヤ３２と少なくとも一部のトランスポンダモジュール３４とを以下に述べるようにして実質的に覆うように形成されている。したがって、製造後の状態では、装置１０は、裸線ワイヤからなる環状のアンテナ３２とトランスポンダモジュール３４とを有し、タイヤ１２への取付けのための輸送や取り扱いが容易な、一体の概ね円形で半硬質のアセンブリである。環状装置１０の直径は、タイヤ１２のサイズおよび装置１０のタイヤへの設置位置に応じて決まる。
【００２６】
図２は、環状装置１０の、タイヤへの、本発明による好ましい取付け位置を示している。タイヤ１２は、従来と同様にしてリム２６に取付けられている。タイヤ１２のビード２０は、フランジ２８に接してリム２６内に配置されている。フランジ２８の上面３０は、タイヤビード２０の下側縁部の上方に位置している。理解されるであろうが、フランジ２８はビード２０を含むタイヤ１２の下方部分を覆い、タイヤ１２の「無線周波数干渉」領域３８を形成する。さらに、サイドウォール１８において、領域３８よりも上方のタイヤ１２の領域４０は「高ひずみ振幅」領域として画定されている。環状のサイドウォール１８が、乗物に取付けられたタイヤ１２の動作中に屈曲すると、領域４０は大きなひずみを受ける。タイヤのトレッド部分にある領域４２は、本明細書では説明の都合上「圧縮ひずみ」領域という。タイヤ１２が動作状態で使われるときに大きな圧縮ひずみを受けるのは領域４２である。
【００２７】
図１、２を共に参照すると、装置１０は、タイヤの製造中に、または望ましくは製造後の組立工程で、タイヤ１２のインナーライナ２２に取付けられる。取付けは接着剤によるか、または製造中に装置がタイヤ１２自体の中に埋め込まれてもよい。タイヤのつぎあてや補修のために当業界で一般に用いられる接着剤を用いることができる。本発明にしたがって装置１０が取付けられるタイヤ１２の位置は、無線周波数干渉領域３８と高ひずみ振幅領域４０との間の、図２の領域４４である。タイヤの領域３８は、比較的剛性が高く、リムフランジ２８によって保護されており、かつタイヤ１２の動作中に受けるひずみも比較的低レベルであるので、機械的な観点からは正当な位置であろうことが理解されよう。しかしながら、電気的な観点からは、タイヤ１２の領域３８はリムフランジ２８によって遮られており、トランスポンダ３４の位置として不適当である。
【００２８】
装置１０をタイヤサイドウォール１８の領域４０内に設けることも一つの選択肢である。このような位置に設ければ、リムによって生じる無線周波数干渉は避けられるであろう。しかし、タイヤサイドウォール１８は、タイヤの動作中に高レベルのひずみを受ける。その結果、タイヤ側壁に取付けられた部品が損傷したり破損したりする可能性がある。同様に、装置１０をタイヤ１２のトレッド領域４２に設ける場合、リムからの無線周波数干渉は避けられるであろうが、トレッド領域はタイヤの動作中に大きな圧縮ひずみを受ける。したがって、タイヤ監視システムの装置をこのように位置に設けることは、機械的な観点から望ましくないであろう。
【００２９】
したがって、装置１０は、本発明にしたがってタイヤ１２の領域４４内に設けることが好ましい。領域４４は通常、タイヤ１２がリム２６に取付けられたときにリムフランジ２８の上面３０より１０〜３０ｍｍ程度上方の位置となる環状の領域である。領域４４内に設けられれば、装置がリム２６のフランジ２８から無線周波数干渉を受けることはない。さらに、領域４４はタイヤ１２の中でも比較的ひずみ振幅の小さい領域である。このように、タイヤ１２の領域４４は、一方でタイヤの動作中にタイヤにもたらされるひずみ発生力による損傷から装置１０を機械的に保護しながら、リムからの無線周波数干渉を最小化する要求を調和させる、装置１０にとって最適な位置となる。
【００３０】
図３は、タイヤ１２に接して設けられた本発明の装置１０の拡大図である。アンテナ３２の位置はここでも、前の段落で最適として述べられた領域４４内、すなわち、タイヤ１２がリム２６に取付けられたときにリムフランジ面３０よりも１０〜３０ｍｍ程度上方となる領域内である。
【００３１】
本発明にしたがってタイヤの製造中に装置１０をタイヤ１２内に取付けることは可能であるが、このような手順は、トランスポンダ３４およびアンテナを、タイヤ形成中にこれらに損傷を与える可能性のある力に必然的に曝すことになり、好ましくない。したがって、製造後の工程で、装置１０を接着剤等でタイヤ１２に取付けることが好ましい。
【００３２】
製造後に組立てることの利点は、装置１０がタイヤの製造工程中の応力を受けずにすみ、装置１０が破損したときに容易に装置１０の取外し、交換ができることである。さらに、図１に示される単一の装置１０は、あらかじめ製造されたタイヤや使用されたタイヤにも、接着剤によって容易に後付けできる。最後に、環状装置１０は単一の組立体であり、あらかじめ製造された種々の大きさのタイヤに合わせるために、種々の直径寸法の装置を用意しておくのが便利であろう。
【００３３】
図４は、タイヤ１２の好ましい位置に、タイヤキャビティ２４に露出して設けられたトランスポンダ３４を示す。トランスポンダ３４は、キャビティ２４の状態を監視する圧力センサおよび温度センサを含んでいてもよく、乗物のフレーム４６に取付けられた遠隔無線送受信機４８にこれらの情報を送ることができる。無線送受信機４８は、装置１０のアンテナと向き合って設けられ、タイヤ１２が３６０度のいかなる回転位置にある場合でも装置１０と連続的に通信する。無線送受信機４８は産業界で市販されているタイプのもので、乗物に備えられた従来技術の論理電子部品、演算電子部品、および表示電子部品（図示せず）に、リード５０によって電気的に接続されている。既に述べたように、トランスポンダモジュール３４の位置は、トランスポンダと無線送受信機４８との間の無線周波数通信が阻害されないように、リムフランジ２８の上方である。
【００３４】
図５〜図１２を総合的に参照して、環状装置１０の構造をさらに詳細に説明する。トランスポンダモジュールは一般に、従来の手段によってゴムまたはプラスチック材料で形成されたベースハウジング５２を含んでいる。ハウジング５２は、丸みの付けられた底面５５に沿って互いに結合され、かつ互いに向き合う垂直な端部壁５８、６０に結合された、互いに向き合う側壁５４、５６を含んでいる。壁５４、５５、５６、５８、６０は、中央区画６２を形成している。貫通孔６４は、端部壁５８、６０の下部部分を通って延び、区画６２と連通している。
【００３５】
さらにハウジング５２は、射出成形などの従来の手段によって、従来のゴム材料またはプラスチック材料で同様に形成されたキャップ部材６８を含んでいる。キャップ部材６８は、水平な上面７４で終端する垂直な側壁７２を有する上部突起、すなわち鼻部７０を含んでいる。センサポートすなわち開口７６が上面７４の中央に設けられ、上面７４を貫通して延びている。フランジ７８は、その周辺部がキャップ６８の下部境界部を画定しており、垂直な側壁７２と直角に合体する水平な棚面８０を形成している。理解されるであろうが、フランジ７８は、モジュールのベースハウジング５２の上端に載置される寸法にされている。キャップ６８の水平な棚面８０は、フランジ７８と垂直な側壁７２との間に配置されている。上面７４に向かって内側に先細り形状にされた上部側壁部８１が設けられている。キャップ６８を先細り形状とすることで、装置１０の容易で信頼性の高い製造が容易となる。
【００３６】
図示の実施形態において、トランスポンダモジュール３４はさらに、フェライトなどの電磁的透磁率の大きな材料からなる環状のボディ（環状体）８２を含んでいる。ボディ８２は一般に、楕円の断面形状の円筒部を有している。ボディ８２の断面形状が楕円であることはボディ８２の垂直寸法の低減に役立ち、ボディ８２をトランスポンダモジュール内によりコンパクトに収納することができる。ボディ８２は、図示のように、導電性リード８６で終端する巻線８４を含んでいる。中央貫通孔８８が、軸方向すなわち長手方向にボディ８２を突き抜けている。
【００３７】
さらに、ボディ８２の孔８８を受け入れ、孔８８にはまる寸法を備えた保護スリーブ部材９０が設けられている。さらにスリーブ部材９０は、円周方向の側壁９２と、軸方向すなわち長手方向に延びる貫通孔９４とを有している。孔９４は、スリーブ９０の一方の側の厚みが増加した壁９５を形成するように、スリーブ９０の長手軸に対して偏芯している。図示のように、外側を向いて開いた長手方向に延びるチャネル９６が、壁９５に形成されている。スリーブ９０はボディ８２の孔８８の中に密着して受け入れられ、巻線８４はスリーブ９０のチャネル９６内に受け入れられる。
【００３８】
引き続き図５〜１２を参照すると、回路基板９８がトランスポンダのベースハウジング５２の中央区画６２内に取付けられている。回路基板９８は、典型的には上面１０２に取付けられた電子部品パッケージ１００を有するようにされているが、下面１０４に取付けられた電子部品パッケージ１０６を含んでもいてもよい。電子部品パッケージ１００、１０６は、図５〜図１２に一般的に示されており、タイヤキャビティ監視作用をおこなうために必要なトランスポンダセンサ、論理回路、および無線周波数送信システムを含んでいる。本発明は、特定のトランスポンダ構成に限定されるものではなく、多くの従来のトランスポンダシステムのいずれを用いることもでき、これらを回路基板９８の一つの面または両表面１０２、１０４に搭載することができる。回路基板９８はさらに、基板の側面に作られたリード受信チャネル１０８を含んでいる。
【００３９】
トランスポンダモジュールの組立は、一般的に以下のようにおこなわれる。スリーブ９０が環状のボディ８２の貫通孔８８内に挿入され、次にボディ８２がハウジングベース５２のチャンバ６２内に挿入される。スリーブ９０の貫通孔９４およびボディ８２の貫通孔８８は、チャンバ６２内に設置されると、ハウジングの貫通孔６４と同軸に並べられる。ボディ８２の巻線８４はスリーブ９０のチャネル９６内に受け入れられ、リード８６が上向きに配線される。巻線８４の巻数は、従来の方法で、トランスポンダ電子部品に整合するインピーダンスとなるよう設計される。基板９８は、好ましい実施形態では、所定の経路を通って、ハウジング５２内の、スリーブ９０および環状のボディ８２よりも上方の位置に、水平に取付けられる。巻線８４からのリード８６は、チャネル１０８内を配線され、回路基板９８上の電子部品パッケージ１００、１０６に電気的に接続される。その後、キャップ部材６８の周辺フランジ７８がハウジング５２の上面６６の上に取付けられ、接続部は適切な接着剤を塗布してシールされる。
【００４０】
トランスポンダモジュール３４は、組立てられた状態では、図６に示されるようになっている。トランスポンダモジュールハウジング、内部組立体、および構成部材の向きは、本発明の実施の際に必要に応じて変えてもよい。トランスポンダモジュール３４は、このように、圧力、温度などのタイヤキャビティのパラメータを監視する回路基板、およびトランスポンダ電子部品を含む、シールされた自己完結的なユニットを備えている。
【００４１】
トランスポンダモジュール３４の電子部品はさらに、タイヤ識別情報を含んでいてもよい。環状のボディ８２は、巻線８４を介して電磁的および機械的にトランスポンダパッケージ３４に接続されている。他の構成として、ボディ８２を省略して、アンテナ３２をトランスポンダに電気的に直接接続してもよい。この構成によって得られる環状の組立体も同様に、タイヤ内の上述した最適な位置に配置されよう。さらに、アンテナ３２を、１次巻線と２次巻線とを有する従来構成の変圧器によって、トランスポンダに接続させる構成も考えられよう。
【００４２】
アンテナ３２は、図５を見ると最もよく分かるように、トランスポンダモジュール３４を通して配線され、連続したループを形成している。好ましい実施形態では、アンテナ３２は正弦曲線状の形状に形成される。正弦曲線状の形状は、タイヤの動きによってタイヤに生じるひずみ発生力に対抗するだけのアンテナ伸長性を与えるのに役立つ。
【００４３】
アンテナ３２は、スリーブ９０の貫通孔９４、ボディ８２の孔８８、およびハウジング５２の孔６４を接触せずに突き抜けている。アンテナ３２は、このようにトランスポンダモジュール３４から機械的に分離されている。環状のボディ８２は、１次巻線が省略された変圧器として機能することに留意されたい。アンテナループ３２は、環状体８２の貫通孔８８を通って直接通され、１次巻線なしでボディと磁気的に結合している。無線送受信機４８の磁界からループ状のアンテナ３２に誘起された電流は、ループの近傍に磁界を形成するため、ループ３２と環状のボディ８２との間に、したがって巻線８４内に電気的結合が生じる。磁界は、アンテナループのワイヤ３２を近接して取囲む環状のボディ８２内に直接誘起される。
【００４４】
本明細書では直接磁気接続（ＤＭＣ）と呼ばれるこのような接続によって、幾つかの顕著な利点が生じる。ＤＭＣの手法は、アンテナループが機械的接続部を設けることなくトランスポンダパッケージを貫通することを可能とし、したがってアンテナループとトランスポンダパッケージとの間に接続部を形成しそれを維持することに関する諸問題を除去することができる。巻線８４の巻線比は、適切なインピーダンス整合に適合するように変えてもよい。次に、ＤＭＣ技術は、高エネルギー接続をもたらす。さらに、アンテナループをトランスポンダに取付ける工程は簡略化されているので、ワイヤ束またはケーブルとトランスポンダとの間の離隔接続が相当に容易となる。さらに、環状のアンテナとトランスポンダとの間のＤＭＣ技術を用いた磁気的接続が３６０度にわたって連続的に維持され、呼掛け応答エリアの死角ゾーンが回避される。
【００４５】
上述したように、図５の組立体はタイヤ製造中にタイヤに埋め込むことができるが、そのようにすることは好ましくない。環状装置をタイヤ組立中に組み込むことは、タイヤ監視部品にかなりのひずみを与え、部品の破損につながるおそれがある。硬化後の状態では、環状の組立体やそのいずれかの部品を取除くことは難しく、または不可能であろう。したがって、本発明の環状の組立体は、タイヤ組立後の作業としてタイヤに取付けられることが好ましい。
【００４６】
そのために、アンテナ３２およびトランスポンダ３４はまず、独立した組立体に形成される。環状の組立体であることは、単一体であり、輸送、保管、および取扱いが容易であることにつながる。アンテナおよびトランスポンダを組み合わせて単一体に形成することで、環状の組立体を組立後の工程でタイヤ内に組み込むことが容易となる。組立体は、上述した最適領域４４内の位置にタイヤライナ２２に接して設けられる。アンテナ３２は、少なくともその一部が、一般に用いられる接着剤に被覆され、タイヤライナ２２に取付けられる。
【００４７】
アンテナトランスポンダモジュールが経年変化や動作不良によって損傷したときは、タイヤ１２を損傷させることなく、組立体１０の取外しおよび交換が可能である。被覆材料はさらに、アンテナと環状のボディとを意図された相互の向きに維持することに役立つ。
【００４８】
図１３〜図１５を含めて参照すると、本発明の環状装置の組立方法が以下の説明から理解されよう。理解されるであろうが、環状のアンテナリング３２は独立して製作され、タイヤ工場、倉庫、タイヤ取付け設備で、または他の適切な場所で、加硫されたタイヤに取付けることができる。本発明は、裸線の１本または複数本のワイヤを有する適切なアンテナを選択することを意図している（図１５のステップ１５４）。ワイヤアンテナの材料は組立エリアに運ばれ、そこでほどかれ、適当な長さに切断される（ステップ１５８）。この長さは、１６インチ（約４０６ｍｍ）タイヤの場合、典型的には６０インチ（約１５２０ｍｍ）であるが、必ずしもその必要はない。これによって、リングのアンテナ部分３２ができる。ワイヤは、様々なワイヤ構成のどの番手(number)でもよく、ワイヤと他の材料との複合材であってもよい。例えば、ワイヤは、織物またはゴムのフィラメントと一対で撚られたものでもよい。
【００４９】
切断されたアンテナ用ワイヤの第１の端部１３８は、トランスポンダ３４のフェライト材の孔を通される（ステップ１５８およびステップ１６０）。必要な磁気的接続を確立するために好ましいならば、ワイヤをトランスポンダに接続する別の手段が用いられてもよい。次に、切断されたアンテナ用ワイヤの両端部１３８、１４０が、機械的および電気的接合部を形成するように接合される（ステップ１６４）。この接合部は、溶接や圧着で形成されてもよく、システムの強度上および電気接続上の要求を満たす他の方法で結合されてもよい。こうしてできた組立体は、環状組立体の少なくとも一部を被覆し、かつ組立体をタイヤに接着するのに役立つ接着剤によってタイヤに取付けられることのできる、３６０度のリングを備えている（ステップ１６６）。こうして、環状組立体の全部または一部を、タイヤ内の雰囲気から環状組立体を保護する接着剤で被覆することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】説明のためにタイヤの一部分を取除いた、タイヤおよび本発明の環状装置を示す斜視図である。
【図２】リムに取付けられたタイヤ、および本発明の環状装置が取付けられる他の位置を示す概略断面図である。
【図３】タイヤのサイドウォール面に接してトランスポンダとアンテナ組立体とが設けられた、タイヤの部分拡大斜視図である。
【図４】乗物のフレームに取付けられたタイヤとホイールの組立体を示す概略断面図である。
【図５】トランスポンダモジュールを突き抜ける本発明のアンテナを示す拡大斜視図である。
【図６】本発明の環状組立体のトランスポンダ部分を示す拡大斜視図である。
【図７】本発明のトランスポンダモジュールを示す分解斜視図である。
【図８】トランスポンダモジュールの平面図である。
【図９】図８のトランスポンダモジュールの９−９線に沿った縦断面図である。
【図１０】図８のトランスポンダモジュールの１０−１０線に沿った横断面図である。
【図１１】代表的なモジュール回路基板の斜視図である。
【図１２】トランスポンダと送受信機とが結合されたシステムのブロック図である。
【図１３】アンテナの一部と、アンテナへの接着剤の塗布を示す斜視図である。
【図１４】アンテナの一部およびトランスポンダと、接着剤の塗布を示す斜視図である。
【図１５】アンテナとトランスポンダの組立体の形成方法、およびタイヤへの取付方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    環状装置
１２    タイヤ
１４    トレッド
１６    ショルダ
２２    インナーライナ
２４    タイヤキャビティ
３２    アンテナ
３４    トランスポンダ（トランスポンダモジュール）
３８    無線周波数干渉領域
４０    高ひずみ振幅領域
４２    トレッド領域
４４    領域
５２    ハウジングベース
８２    ボディ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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