(57)【要約】  コア（１８）を有するアンテナ（１２）の製造方法の実施中、アンテナは、タイヤのゴムの塊状体中に一体化されるようになっており、コア（１８）をコア（１８）の材料とは異なる材料で作られた覆い（２０，２２，２４；２６，２８）で糸状に被覆する。被覆ステップに続き、被覆状態のコア（１８）の少なくとも一部分を塑性変形させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア（１８）を有するアンテナ（１２）の製造方法であって、前記アンテナは、ゴムコンパウンド、特にタイヤのゴムコンパウンド中に一体化されるようになっている、方法において、
‐糸状の前記コア（１８）を前記コア（１８）の材料とは異なる材料の被膜（２０，２２，２４；２６，２８）で被覆し、
‐被覆ステップ後、前記被覆状態のコア（１８）の少なくとも一部分を塑性変形させる、方法。
【請求項２】
前記コアは、鋼で作られている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記被覆状態のコア（１８）の前記一部分を塑性変形させてこれに螺旋の形状を与える、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記コア（１８）を電磁信号伝送層（２０）で被覆する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
前記伝送層（２０）は、実質的に純粋な金属、例えば銅で作られている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記コア（１８）を前記伝送層（２０）で直接被覆する、請求項４又は５記載の方法。
【請求項７】
前記コア（１８）を化学的隔離層（２２）で被覆し、前記化学的隔離層（２２）は、前記化学的隔離層（２２）による被覆物から前記ゴムを化学的に隔離するようになっている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項８】
前記伝送層（２０）を前記化学的隔離層（２２）で直接被覆する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記化学的隔離層（２２）は、例えば亜鉛、ニッケル、錫及び黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られている、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
前記コア（１８）を電磁信号伝送／化学的隔離層（２６）で被覆し、前記伝送／化学的隔離層（２６）は、金属の合金、例えば黄銅から成る、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１１】
前記コア（１８）を前記伝送／化学的隔離層（２６）で直接被覆する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記化学的隔離層（２２）又は前記伝送／化学的隔離層（２６）を前記ゴムへの前記アンテナ（１２）の接着のための外側接着層（２４）で被覆する、請求項７〜１１のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１３】
前記外側接着層（２４）は、例えば亜鉛、ニッケル又は黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られている、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記外側接着層（２４）は、非金属系接着剤から成る、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記化学的隔離層（２２）及び前記伝送／化学的隔離層（２６）を前記接着層（２４）で直接被覆する、請求項７〜１４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１６】
前記アンテナ（１２）は、１つ又は複数の前記被覆ステップ後、前記アンテナを加熱することによって熱処理を受ける、請求項１〜１５のうちいずれか一に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ用の電子装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持板に取り付けられた電子部材、例えばチップに接続された２つのアンテナを有する電子装置が先行技術において知られている。各アンテナは、実質的に螺旋の形を有する。各アンテナは、黄銅被膜で直接被膜された鋼コアを有し、黄銅は、それぞれ約７５％及び２５％の比率の銅と亜鉛の合金である。
【０００３】
かかるアンテナのための電磁的伝導は、主として表皮効果を介して行われ、即ち、電磁的伝導は、主としてアンテナの外側層中で起こる。表皮深さは、特に、放射線の周波数及び伝送層の構成材料で決まる。一例を挙げると、ＵＨＦ周波数（例えば、９１５ＭＨｚ）の場合、表皮深さは、銀については２．１μｍであり、銅については２．２μｍであり、黄銅については４．４μｍである。
【０００４】
アンテナを製造するため、貯蔵リールから巻き出された裸の糸状コアを塑性変形させてこれに螺旋形状を与えることによって糸状コアの形成を行う。次に、裸の螺旋コアを黄銅被膜で被覆する。被覆ステップは、電解浴中で実施される。
【０００５】
上記のことから思い起こされるように、ＵＨＦ周波数における黄銅被覆アンテナの最適な動作を得るためには、被膜層の厚さは、４ミクロン未満であってはならない。さらに、コアの螺旋幾何学的形状に鑑みて、コアを被覆するための条件は、特にターンの内側では制御が極めて困難である。さらに、コアは合金で作られているので、その正確な組成は、制御するのが困難であり、このためには被着又は成膜プロセスのパラメータ（電流、浴中の時間、浴の組成）の正確な調節が必要である。要点を述べると、必要な厚さと共に被着物の品質の結果として、製品のコストの面に大きな影響を及ぼす比較的長い被着時間が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、最適特性を備えたアンテナを得ることができるようにする工業的に堅牢であり且つ安価な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するため、本発明の一要旨は、コアを有するアンテナの製造方法であって、アンテナは、ゴムコンパウンド、特にタイヤのゴムコンパウンド中に一体化されるようになっている、方法において、
‐糸状のコアをコアの材料とは異なる材料の被膜で被覆し、
‐被覆ステップ後、被覆状態のコアの少なくとも一部分を塑性変形させることを特徴とする方法にある。
【０００８】
コアをその塑性変形前に、即ち、コアが依然として糸状の形状をしているときに被覆することによって、被覆ステップの効率を向上させる。これは、コアが糸状の形状を有しているので、被膜は、裸のコアを一様且つ均一に覆うことができるからである。かくして、被覆ステップは、比較的迅速であり、それにより各層の厚さを制限することができると共に被覆ステップのエネルギーコストを減少させることができ、しかも被膜の品質が依然として向上する。したがって、このようにして得られたアンテナは、機能的である。
【０００９】
さらに、この方法は、連続的であり、即ち、被覆ステップにより、次に所定長さに切断される糸状コアの長い長さ分を被覆することができる。かくして、バッチ生産とは異なり、本発明の方法により、製品の一定の品質を保証すると共に手作業による介入を減らし、したがってコストを減少させることができる。
【００１０】
実質的に純粋な金属は、９５％を超える比率のかかる金属を含む金属であり、せいぜい残りの５％は、金属又は合金を製造する方法と関連した不純物を構成しているに過ぎない。
【００１１】
注目されるべきこととして、金属の合金は、通常、その大部分について、少なくとも２種類の互いに異なる金属で作られ、即ち、一緒になって合金の重量の５０％以上を占め、添加物は合金にその使用に応じた特定の性質を提供する。
【００１２】
この方法の或る特定のオプションとしての特徴によれば、
‐コアは、鋼で作られている。
‐被覆状態のコアの一部分を塑性変形させてこれに螺旋の形状を与える。アンテナは、タイヤのゴムコンパウンド中に一体化されるようになっている。タイヤの作動中、タイヤは、アンテナに伝えられる応力及び変形を受ける。螺旋形状により、アンテナの受ける応力に対してアンテナの耐久性を向上させることができる。これは、螺旋形状がタイヤを損傷させる場合のある破断の恐れなく、アンテナが変形することができるように可撓性をアンテナに与える。特に、螺旋形状は、螺旋の軸線に平行な方向に弾性をアンテナに与える。
‐コアを電磁信号伝送層で被覆する。伝送層により、表皮効果を介してアンテナとアンテナに接続されたエレクトロニクスとの間で電磁信号を伝送することができる。
‐伝送層は、実質的に純粋な金属、例えば銅で作られている。被覆ステップは、実質的に純粋な金属が用いられる場合に最大の効率を発揮する。さらに、銅は、優れた導体であり、これは、アンテナの伝送性能を向上させるのに役立つ。加うるに、コアを実質的に純粋な金属、例えば銅で作られた被膜で被覆する行為により、アンテナの生産速度を合金、例えば黄銅で作られた被膜を用いた方法と比較して、事実上最高１０倍まで極めて実質的に増大させることができる。
‐コアを伝送層で直接被覆する。変形例として、裸のコアは、裸コアと伝送層との間に介在して設けられた１つ又は２つ以上の中間層で被覆されても良い。別の変形例では、裸のコアは、各々が銅で作られている数個の伝送層で被覆されても良い。この別の変形例では、伝送層のうちの１つは、コアを直接被覆するのが良く、或いは、中間層が裸コアとこの伝送層との間に介在して設けられる。
‐コアを化学的隔離層で被覆し、化学的隔離層は、化学的隔離層による被覆物からゴムを化学的に隔離するようになっている。伝送層は、タイヤのゴムと不適合であり又はこのゴムと反応する場合のある１種類又は２種類以上の材料を含む場合がある。この結果、伝送層の劣化とアンテナの周りのゴムの劣化の両方が生じる。化学的隔離層は、ゴムに対して化学的に不活性である。かくして、化学的隔離層により、伝送層と周囲のゴムとの化学反応の発生を阻止することができる。特に、伝送層が銅で作られている場合、化学的隔離層は、銅の硫化を阻止する。換言すると、化学的隔離層は、ゴム及びゴムが被覆している層を保護するという機能を有する。かくして、２つの別々の機能、即ち、伝送機能及び化学的隔離機能を備えた層の使用により、各層に必要な厚さ及びかくしてコアの被覆と関連したコストを最適化することができる。
‐化学的隔離層は、例えば亜鉛、ニッケル、錫及び黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られている。被覆ステップは、実質的に純粋な金属が用いられる場合に最大効率を発揮する。さらに、これら金属又は黄銅は、ゴムに対して化学的に不活性を示すと共に伝送層への化学的隔離層の良好な付着を可能にする。さらに、亜鉛又はニッケルの場合、これら金属は、ゴムへの化学的隔離層の良好な付着を可能にする。さらに、これら金属又は黄銅により、これらのはんだ付け性に起因してアンテナを電子部材、例えばチップに容易に接続することができる。
‐伝送層を化学的隔離層で直接被覆する変形例として、伝送層を伝送層と化学的隔離層との間に介在して設けられた１つ又は２つ以上の中間層で被覆しても良い。別の変形例では、伝送層は、数個の化学的隔離層で被覆されても良く、各化学的隔離層は、例えば亜鉛、ニッケル、錫及び黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られる。この他の変形例では、化学的隔離層のうちの１つは、伝送層を直接被覆するのが良く、或いは、中間層が伝送層とこの化学的隔離層との間に介在して設けられる。
‐一実施形態では、化学的隔離層による被覆物からゴムを化学的に隔離するようになっている電磁信号伝送／化学的隔離層でコアを被覆し、伝送／化学的隔離層は、金属の合金、好ましくは黄銅から成る。
‐コアを伝送／化学的隔離層で直接被覆する。一変形例として、コアをコアと伝送／化学的隔離層との間に介在して設けられた１つ又は２つ以上の中間層で被覆しても良い。別の変形例では、裸のコアは、数個の伝送／化学的隔離層で被覆されても良く、各伝送／化学的隔離層は、金属の合金、好ましくは黄銅から成る。この別の変形例では、伝送／化学的隔離層のうちの１つは、コアを直接被覆するのが良く、或いは、中間層が裸コアとこの伝送／化学的隔離層との間に介在して設けられる。
‐化学的隔離層又は伝送／化学的隔離層をゴムへのアンテナの接着のための外側接着層で被覆する。接着層により、タイヤを製造するのが容易になる。これは、アンテナをゴムコンパウンド上に配置すると、接着層は、アンテナの滑りの恐れなく、アンテナをゴムコンパウンド上の定位置に保つからである。
‐一実施形態では、外側接着層は、例えば亜鉛、ニッケル又は黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られている。これら金属により、アンテナは、周りのゴムにくっつくことができる。
‐別の実施形態では、外側接着層は、非金属系の接着剤から成る。
‐好ましくは、化学的隔離層及び伝送／化学的隔離層を接着層で直接被覆する。変形例として、化学的隔離層又は伝送／化学的隔離層を化学的隔離層又は伝送／化学的隔離層と接着層との間に介在して設けられた１つ又は２つ以上の中間層で被覆しても良い。別の変形例では、化学的隔離層又は伝送／化学的隔離層は、数個の接着層で被覆されても良く、各接着層は、例えば亜鉛、ニッケル及び黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られ又は非金属系接着剤から成る。この他の変形例によれば、接着層のうちの１つは、化学的隔離層又は伝送／化学的隔離層を直接被覆するのが良く、或いは、中間層が化学的隔離層又は伝送／化学的隔離層とこの接着層との間に介在して設けられる。
‐有利には、アンテナは、１つ又は複数の被覆ステップ後、アンテナを加熱することによって熱処理を受ける。これは、化学的隔離層中への伝送層からの金属の移動を促進する。伝送層が実質的に純粋な第１の金属で作られると共に化学的隔離層が実質的に純粋な第２の金属で作られている場合、第２の層への第１の金属の移動により、合金が表面上に生じる。かくして、合金被覆ステップを採用する必要なく、したがって、合金の被覆と関連した欠点なく、合金によって保護されたコアを有するアンテナが得られる。したがって、第１及び第２の金属がそれぞれ銅及び亜鉛である場合、表面上に黄銅が形成される。さらに、この熱処理ステップは、塑性変形ステップ中にアンテナ中に生じた応力を除去するのに役立つ。
【００１３】
本発明は、図面と関連して非限定的な例として与えられているに過ぎない以下の説明を読むと良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に従って製造されたアンテナを有する電子装置の斜視図である。
【図２】図１のアンテナの詳細図である。
【図３】本発明を具体化した第１の方法としての製造プロセスの一段階の際の図２のアンテナの断面斜視図である。
【図４】本発明を具体化した第１の方法としての製造プロセスの別の段階の際の図２のアンテナの断面斜視図である。
【図５】本発明を具体化した第１の方法としての製造プロセスの別の段階の際の図２のアンテナの断面斜視図である。
【図６】本発明を具体化した第１の方法としての製造プロセスの別の段階の際の図２のアンテナの断面斜視図である。
【図７】図３〜図６のステップに続くプロセスステップ中における図１に類似した図である。
【図８】本発明を具体化した第１の方法の製造プロセスの種々のステップを示す図である。
【図９】図２に類似した図であり、本発明の第２の実施形態としてのアンテナを示す図である。
【図１０】本発明の第２の具体化例としての方法により製造されたアンテナの図４〜図６に類似した図である。
【図１１】本発明の第２の具体化例としての方法により製造されたアンテナの図４〜図６に類似した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、全体が符号１０で示されていて、ゴム中に埋め込まれるようになった電子装置を示している。図示の例では、電子装置１０は、ＲＦＩＤ型のものであり、この電子装置は、電子部材１４、この場合チップの端子に接続された２つのアンテナ１２を有し、この電子部材は、支持板１６に取り付けられている。以下において、２つのアンテナ１２は同一なので、図２を参照して一方のアンテナ１２についてのみ説明する。２つのアンテナ１２は、一緒になって、ダイポールアンテナを形成している。
【００１６】
アンテナ１２は、実質的に糸状螺旋形状並びに電子装置の使用条件に従って定められた長さ、外径及び螺旋ピッチを有する。一例を挙げると、螺旋のピッチは、１センチメートル当たり１３ターンであるのが良く、外径は、１．２ｍｍであるのが良く、長さは、約２５ｍｍであるのが良い。この特性の組み合わせは、ＵＨＦ周波数でタイヤ内で動作する電子装置の場合に特に有用である。
【００１７】
アンテナ１２は、外径が０．２ｍｍの鋼コア１８を有する。アンテナ１２は、電磁信号を伝送する第１の層２０を更に有し、この第１の層２０は、コア１８を直接被覆している。伝送層２０は、実質的に純粋な金属、この場合、金属の銅（その電気的性質及びコストの面で選択されている）で作られ、コア１８と接触状態にある。層２０の厚さは、２ミクロンを超え、好ましくは４〜５ミクロンである。
【００１８】
アンテナ１２は、伝送層２０のゴムを化学的に隔離するようになった第２の化学的隔離層２２を更に有している。層２２は、第１の層２０を直接被覆している。層２２は、実質的に純粋な金属、この場合、金属としての亜鉛で作られ、第１の層２０と接触状態にある。層２２の厚さは、０．２ミクロンを超え、好ましくは０．４〜０．６ミクロンである。
【００１９】
変形例として、層２２は、ニッケル又は錫で作られる。
【００２０】
別の変形例では、層２２は、金属の合金、例えば黄銅で作られる。
【００２１】
他の変形例では、アンテナ１２は、各々が互いに異なる実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られた数個の化学的隔離層２２を有する。
【００２２】
アンテナ１２は、ゴムへのアンテナの接着を行うための第３の接着層２４を更に有し、この接着層は、第２の層２２を直接被覆している。層２４は、非金属系接着剤、この場合、ロード・コーポレイション（LOAD CORPORATION）社によって商標名“Chemlok”又は商標“Chemosil”で市販されている接着剤から成り、この層２４は、第２の層２２と接触状態にある。
【００２３】
変形例として、第３の層は、例えば亜鉛、ニッケル及び黄銅から選択された実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られる。
【００２４】
次に、図３〜図８を参照して第１の実施形態に従ってアンテナ１２を製造する方法の種々のステップについて説明する。
【００２５】
この方法は、コア１８を構成する糸状金属ワイヤがリールに巻き付けられている状態で始まる。この裸の糸状コア１８は、図３に示されている。
【００２６】
第１のクリーニングステップ１００の際、コア１８は、アルカリ性浴を通過するようにされる。
【００２７】
ステップ１０２の際、コア１８を連続電着によって第１の伝送層２０で直接被覆する。ワイヤを銅被着のためにシアニド浴中に通す。ワイヤを被着金属に適した形式の浴、即ち、銅被着の場合にはシアニド浴、亜鉛被着の場合にはアルカリ性浴又は錫被着の場合には酸性浴中に通す。この結果、コア１８は、図４に示されているように層２０で被覆される。
【００２８】
次に、ステップ１０４の際、第１の層２０を第２の化学的隔離層２２で直接被覆し、その手段として、この場合も又、化学的隔離層の材料に適した組成物の電解浴に通す。この結果、コア１８は、図５に示されているように層２０，２２で被覆される。
【００２９】
次に、ステップ１０６の際、第２の層２２を第３の接着層２４で直接被覆する。この結果、コアは、図６に示されているように層２０，２２，２４で被覆される。第３の層が実質的に純粋な金属又は金属の合金で作られている変形例では、第３の層を「フラッシュ（flash）」プロセスにより被着させ、この「フラッシュ」プロセスは、厚さが０．１ミクロン未満の第３の層を得ることができるようにする比較的短時間の電着プロセスに対応している。かかる「フラッシュ」プロセスは、高い電流密度及び低いイオン濃度を有する浴を用いる。
【００３０】
次に、ステップ１０８の際、層２０，２２，２４で被覆されたコア１８をクリーニングし（被着浴からの残留物を除去し、次にすすぎ洗いする）、次にコア１８上に高温の清浄な空気の流れを通すことによってコア１８を乾燥させる。
【００３１】
ステップ１１０において、各層２０，２２，２４の組成を例えばＸ線蛍光分光法又はポーラログラフィによってチェックする。各層２０，２２，２４の厚さも又、例えば走査型電子顕微鏡、ポーラログラフィ又はＩＣＰ‐ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光分析）によりチェックする。アンテナ１２の表面外観も又、チェックして被着物の一様性を確かめる。また、コア及び被覆層の付着性の潜在的な機械的耐久性を特徴付ける試験を実施するのが良い。
【００３２】
次に、ステップ１１０の際、被覆状態の糸状コアを塑性変形させてこれにばね巻回ろくろによって螺旋形状を与える。この場合、層２０，２２，２４で被覆されたコアをその長さ全体にわたって連続的に塑性変形させる。この場合に得られるものは、図７に示されているように層２０，２２，２４で被覆されたコアである。
【００３３】
変形例として、層２０，２２，２４で被覆されたコアの一部分だけを層２０，２２，２４で被覆されたコアに沿って周期的に塑性変形させる。
【００３４】
次に、ステップ１１４の際、被覆状態の螺旋コア１８を所定の長さ、この場合、約２０〜３０ミリメートルの区分２４に切断する。
【００３５】
次に、ステップ１１６の際、機械的応力を除くためにアンテナ１２を少なくとも２００℃の温度で３０分間加熱することによってアンテナ１２を熱処理する。この場合に得られるものは、図２に示された螺旋アンテナ１２である。
【００３６】
最後に、ステップ１１８の際、アンテナ１２を電子部材１４の端子及び支持板１６に接続する。その目的は、図１に示されている電子装置１０を得ることにある。
【００３７】
図９〜図１１は、本発明の第２の実施形態としてのアンテナ及び本発明を具体化した第２の実施例としての方法を示している。アンテナ並びに第１の実施形態の要素に類似した要素は、同一の符号で示されている。
【００３８】
第１の実施形態とは異なり、アンテナ１２は、金属の合金で作られた伝送／化学的隔離層２６を有する。この場合、合金は、黄銅である。層２６は、アンテナのコア１８を直接被覆している。アンテナ１２は、第１の実施形態のアンテナ１２の接着層に類似した接着層２８を更に有している。
【００３９】
次に、図１０及び図１１を参照してアンテナの第２の実施形態としての製造方法の種々のステップについて説明する。
【００４０】
第２の実施形態としての方法は、ステップ１０２，１０４の点で第１の実施形態としての方法とは異なっている。これは、クリーニングステップ１００の実施後、コア１８を黄銅伝送／化学的隔離層２６で直接被覆するからである。すると、図１０に示されている層２６で被覆されたコア１８が得られる。
【００４１】
次に、層２６を接着層２８で直接被覆する。すると、図１１に示されているように層２６，２８で被覆されたコアが得られる。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態又は具体化方法には限定されない。
【００４３】
これは、被覆状態のコア全体を変形させ又はその一部分しか変形させないということが可能だからである。さらに、被覆状態のコアの幾つかの部分を互いに異なる仕方で塑性変形させることができる。
【００４４】
金属又は合金を用いた被覆ステップは、一般に、電解浴内で実施される。変形例として、被覆ステップを他の公知の技術を用いて実施しても良い。
【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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【国際調査報告】
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2013541246.tif 000015
2013541246.tif 000016
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