(57)【要約】  構造上の障害を導く可能性がある応力を受ける構造に関する。該構造は、第１、第２の導電層、および、誘電材料、半導体材料または抵抗材料で形成され、その中間に位置する中間層を含み、これらが容量性素子または抵抗素子である電気素子を形成する。該電気素子は、外的および内的な原因により生じる該構造の一時的および恒久的な歪みに物理的に反応するように、該構造内に位置する。該構造は、前記第１および第２の導電層の少なくとも１つに電位をかけ、前記電気素子からの電気信号を生成する手段、前記一時的および恒久的な歪みに物理的に反応する前記電気素子に応答して、前記電気素子によって生成される電気信号の変化を検出する手段、および、該電気信号の変化を前記構造から離れた場所へ送信する手段をさらに含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内蔵型の寿命検出機能を有する構造であって、
該構造は、
第１および第２の導電層、および該導電層間に位置し、誘電材料、半導体材料および抵抗材料からなる群から選択される材料で形成される中間層であって、全体で、容量性素子および抵抗素子からなる群から選択される電気素子を形成し、該電気素子が、外的および内的な原因により生じる前記構造の一時的および恒久的な歪みに物理的に反応するように該構造内に位置するようになっている、第１および第２の導電層、および中間層、
前記電気素子からの電気信号を生成するため、前記第１および第２の導電層の少なくとも１つに電位をかける手段、
前記一時的および恒久的な歪みに物理的に反応する前記電気素子に応答して、該電気素子によって生成される前記電気信号の変化を検出する手段、および、
前記構造から離れた場所まで前記電気信号の変化を送信する手段、
を備えることを特徴とする、内蔵型の寿命検出機能を有する構造。
【請求項２】
前記構造はタイヤである、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記構造はエアフォイルである、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記構造はパイプであり、前記第１および第２の導電層は、該パイプの径方向の内側と外側の層である、請求項１に記載の構造。
【請求項５】
前記構造はタイヤであって、該タイヤは、該タイヤの外周面に位置するトレッド部と、該トレッド部に隣接し、該トレッド部から径方向内側に伸長する２つの側壁部と、該側壁部の径方向の内縁に位置するビード部を備え、前記電気素子は、前記トレッド部および側壁部のうち少なくとも一方に位置する、請求項１に記載の構造。
【請求項６】
前記第１および第２の導電層が前記トレッド部と同心である、請求項５に記載の構造。
【請求項７】
前記第１および第２の導電層の各々は、前記タイヤの補強層である、請求項６に記載の構造。
【請求項８】
前記第１および第２の導電層の各々は、前記タイヤの導電性エラストマ層である、請求項６に記載の構造。
【請求項９】
前記第１および第２の導電層の各々は、複数の並列ワイヤからなる、請求項６に記載の構造。
【請求項１０】
前記第１の導電層の前記並列ワイヤは、前記第２の導電層の前記並列ワイヤに対して実質的に直交している、請求項９に記載の構造。
【請求項１１】
前記第１および第２の導電層のうち少なくとも１つの前記並列ワイヤは、相互に電気的に絶縁され、容量性の信号を生成する少なくとも１つの容量対を形成する、請求項９に記載の構造。
【請求項１２】
前記容量対によって生成される前記容量性の信号の変化を検出するための手段をさらに備える、請求項１１に記載の構造。
【請求項１３】
前記第１および第２の導電層のうち少なくとも１つの前記並列ワイヤは、互いに直列に接続され、連続導体を形成する、請求項９に記載の構造。
【請求項１４】
前記連続導体における前記抵抗の変化を検出する手段をさらに備える、請求項１３に記載の構造。
【請求項１５】
前記タイヤはリムに取り付けられ、前記電位をかける手段は該リムに配置される、請求項５に記載の構造。
【請求項１６】
前記検出手段は、前記タイヤの前記側壁部のうちの１つに埋め込まれる、請求項５記載の構造。
【請求項１７】
前記送信手段は、前記タイヤの前記側壁部のうちの１つに埋め込まれる、請求項５記載の構造。
【請求項１８】
前記検出および送信手段は、前記タイヤの外側領域に着脱自在に埋め込まれた挿入体内に設けられる、請求項５記載の構造。
【請求項１９】
前記タイヤの少なくとも１つのビード部と、前記タイヤの前記トレッド部の少なくとも１つのコーナーとの近傍を検出する手段をさらに備える、請求項５記載の構造。
【請求項２０】
前記第１および第２の導電層の少なくとも１つにおける、電気的な不連続部を検出する手段をさらに備える、請求項１に記載の構造。
【請求項２１】
前記検出手段および前記送信手段が、前記構造に埋め込まれる、請求項１に記載の構造）。
【請求項２２】
前記構造に埋め込まれ、前記検出手段と前記第１および第２の導電層とを相互に電気的に接続する手段をさらに備える、請求項２１に記載の構造。
【請求項２３】
前記中間層が誘電材料で形成される、請求項１に記載の構造。
【請求項２４】
前記中間層が半導体材料で形成される、請求項１に記載の構造。
【請求項２５】
前記中間層が抵抗材料で形成される、請求項１に記載の構造。
【請求項２６】
前記第１および第２の導電層の各々が複数の並列ワイヤからなる請求項１に記載の構造。
【請求項２７】
前記第１の導電層の前記並列ワイヤは、前記第２の導電層の前記並列ワイヤに対して実質的に直交している、請求項２６に記載の構造。
【請求項２８】
前記第１および第２の導電層のうち少なくとも１つの前記並列ワイヤは、相互に電気的に絶縁され、容量性の信号を生成する少なくとも１つの容量性の対を形成する、請求項２６に記載の構造。
【請求項２９】
前記容量性の対によって生成される前記容量性の信号の変化を検出するための手段をさらに備える、請求項２８に記載の構造。
【請求項３０】
前記第１および第２の導電層のうち少なくとも１つの前記並列ワイヤは、互いに直列に接続され、連続導体を形成する、請求項２６に記載の構造。
【請求項３１】
前記連続導体における前記抵抗の変化を検出する手段をさらに備える、請求項３０に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００５年６月２２日出願の米国仮特許出願第６０／５９５，３１８号に基づく優先権を主張し、また、２００５年３月４日出願の米国仮特許出願第６０／６５８，９３２号に基づく優先権を主張する２００６年３月２日出願の同時係属の米国特許出願第１１／２７６，５００号の一部継続出願である。これらの出願の内容は、参照により本願明細書の一部をなすものとみなされる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、概して、静的流体または流動流体と接触し、またはこれらを貯蔵する構造のように、構造破損につながる応力を受ける構造、例えば、可動機械、車両運搬具、航空宇宙装置、製造装置およびプロセス用機器で使用される、種々のタイヤ、エアフォイルおよびパイプに関する。特に、本発明は、構造内における摩耗、疲労および／または他の構造上の障害に関する寿命検出手段、および、該検出手段の出力を送信する手段を備え、構造上の障害を直前に検出するようになっている構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、流体を移送する導管の障害を検出する方法の開発に関心が集まっている。例えば、Netoの米国特許第５，６３４，４９７号、Chevalierらの米国特許第６，３８６，２３７号、およびPhelanらの米国特許第６，４９８，９９１号は、ホースの壁に埋め込まれた１つ以上のワイヤの電気抵抗を検出することにより、ホースの摩耗を検出することを開示している。これらの特許は、ホースまたはそのワイヤの摩耗または変形に起因する抵抗の漸次的な増加を検出することとは違い、摩耗によるワイヤの障害に起因する埋込みワイヤの不連続を検出することに着目している。
【０００４】
Skaggsの米国特許第５，３４３，７３８号は、ホースの障害を容量的に検出するための方法を開示する点で異なる。Skaggsの特許では、ホースの内側の層を通じた燃料漏れは、この漏れた燃料が、ホースに埋め込まれた一対の銅ワイヤ間の絶縁材料の誘電特性を変えることに基づいて、検出される。Skaggs特許に類似して、Trybaらの米国特許第５，９９２，２１８号は、絶縁層によって分離された一対の導体層間の電気絶縁層の導電率を、漏れた水が増加させることに基づいて、ホースを通じた水漏れを検出することを開示する。Redmondの米国特許第５，９６９，６１８号も、導電率に基づいてホースの障害を検出する方法を開示する。Redmond特許のホースは、分離されたワイヤを含む環状部を有するように形成され、ホースの内側の層の障害は、流体が環状部内に漏れ、ワイヤを含む電気回路を閉じる場合に検出される。
【０００５】
ホースの障害を直前に検出する他の方法が、Maxwellの米国特許第４，４４６，８９２号において開示されている。Maxwell特許は、少なくとも２つの層と、該層間にある検出素子とにより形成された流体（油）移送ホースを開示する。Maxwell特許の一実施形態では、検出素子は、ホースの内側層の障害を原因として、層間に存在する液体の電磁気特性に反応する。Maxwell特許の第２の実施形態では、検出素子は、開回路を示すことによって、ホースの内側層の障害に反応する。検出素子は、内側層の周りを包む微細なワイヤのコイルであって、該コイルの電気インピーダンス（ＡＣ）の変化に反応する手段に接続されるのが好ましいとされている。このような変化は、コイルのインダクタンスを変化させる、コイルと接触する材料への液体漏出ないしは内側層の変形により発生するとされている。検出素子が主としてホースの層間の流体（油）の漏出に反応するようになっている代替の実施形態では、Maxwell特許は、個々のワイヤ間のコンダクタンスの変化またはワイヤ間のキャパシタンスの変化に反応する手段に接続される並列の非接触ワイヤを採用する。
【特許文献１】米国特許第５，６３４，４９７号
【特許文献２】米国特許第６，３８６，２３７号
【特許文献３】米国特許第６，４９８，９９１号
【特許文献４】米国特許第５，３４３，７３８号
【特許文献５】米国特許第５，９９２，２１８号
【特許文献６】米国特許第５，９６９，６１８号
【特許文献７】米国特許第４，４４６，８９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記で検討した従来技術は、ほとんど流れが生じない、および／または、圧力サイクルによる導管壁の構造上の疲労が、多くの場合に導管の寿命の最も重要な要因となる、液圧のホース、パイプおよびタイヤ管のような液体の管ではなく、液体が１つの場所から他の場所へ搬送される導管に主に関連している。さらに、Maxwell特許によって提案されるタイプの検出システムは、ホース壁の中の漏出を検出することにより、障害に対する適切な警告を事前に提供することができる比較的低圧のシステムにおいて一般に有用である。しかしながら、比較的高圧の流体を受ける管において、漏出が発生すると、数時間または数分ではなく、数秒の間に破滅的な障害が発生する可能性がある。したがって、高い周期的な圧力を受ける他の構造と同様に、比較的高圧の管における疲労障害を事前に検出することが望まれる。また、このような構造における構造上の障害の発生を予測し、その結果、この構造が、全寿命にわたって安全に使用され、構造を含む流体システムまたは該構造を取り囲むものに損害が発生する前に交換されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、構造上の障害に導く可能性がある応力を受けるタイプの構造を提供する。このような構造には、高圧において、静的な流体または流動する流体と接触するか、これらを貯蔵するもの、例えば、可動機械装置、車両運搬具、航空宇宙装置、製造装置およびプロセス用機器で使用される、種々のタイヤ、エアフォイルおよびパイプが、特に含まれる。この構造は、例えば、該構造に作用する外力、および、構造内の摩耗、疲労および／または他の構造上の破損の結果として生じる内力などの外的ないしは内的な原因によって生じる構造内の歪みに反応する手段を備え、構造上の障害を事前に検出可能としている。
【０００８】
本発明によれば、この構造は、第１および第２の導電層と、および、誘電性材料、半導体材料または抵抗材料で形成され、前記導電層間にある中間層とを含み、該第１、第２および中間の層の組み合わせが、電気素子、すなわち容量性素子または抵抗素子を形成している。該電気素子は、該構造内に配置され、外的ないしは内的な原因で生じる構造の一時的および恒久的な歪みに物理的に反応する。該構造は、前記第１および第２の層の少なくとも１つに電位をかけ、前記電気素子からの電気信号を生成させる手段、前記一時的なおよび恒久的な歪みに物理的に反応する電気素子に応答して、電気素子により生成される電気信号の変化を検出する手段、および、該電気信号の変化を前記構造から離れた場所まで送信する手段をさらに含む。
【発明の効果】
【０００９】
タイヤ、エアフォイル、パイプなどの特定の構造に適用される場合、導電層は、前記構造の全体的なインテグリティ（整合性）に肯定的にまたは否定的に影響を及ぼさないパッシブ層のほか、構造上の補強層の形態を採りうる。第１、第２および／または中間の層の歪みに反応する様々な検出技術は、本発明と共に利用される。タイヤの用途において、このような反応性は、道路および車両の力学の変化、タイヤの切断およびパンク、過剰な速度または荷重、タイヤ・アンバランス、損傷、縁石との衝突、硬化、不適当な取付および取付における損傷、トレッドセパレーションの徴候、バースト障害の徴候などから発生する、不規則な荷重または荷重分配のほか、タイヤの回転に伴う通常の周期的な荷重をモニタするために使用される。このように、様々な原因により生じる歪みをモニタすることによって、本発明は、構造を継続的にモニタし、ひいては大きな障害が発生する前に該構造を除去できるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の他の目的および効果は、以下の詳細な説明において十分に説明される。
【００１１】
図１〜１１に示すように、本発明は、例えば、これらに限定されないが、タイヤ、パイプなどの比較的高圧の管を含む、高い周期的なまたは断続的な応力を受ける製品構造の中に電気回路を生成し、該構造の一時的および恒久的な歪みに応答して発生する該電気回路の変化を検出することを含む。
【００１２】
このような歪みは、外部から係る力と、構図内での摩耗、疲労およびその他の構造上の破壊から生じる内力とを含む、外的ないしは内的な原因によって生じる。前記電気回路は、誘電層、半導体層、または抵抗層によって分離された導電層を含み、１つ以上の容量性素子または抵抗素子を形成し、これによりキャパシタンス、抵抗、またはインダクタンスにおける変化を検出する。前記回路の層は、いつ起こるか分からない疲労障害、残存期間および高圧構造への損傷を検出することができるように構成されており、該構造において障害がいつ発生するかを予測可能なデータ処理回路に結合されているため、この構造は、全寿命にわたって安全に使用され、この構造を含むシステムまたは該構造を取り囲むものに損害が発生する前に、交換される。
【００１３】
本発明は、比較的高圧下で、静的な流体または流動する流体と接触するか、これらを貯蔵するための多層壁構造を有する構造に主に適用される。かかる構造の代表的なものとしては、空気式タイヤおよびパイプがある。タイヤに関しては、本発明は、トレッド近傍で多数層を含むように構成されるソリッドゴム・タイヤなどのソリッドタイヤにも適用可能である。他の用途としては、その外側のエアフォイル表面が空気圧などの変化により生じる周期的または断続的な力を受ける多数の層から構成される複合航空機翼がある。
【００１４】
図１は、リム14（リム側面の内部のまたは外部のいずれか）に封止されているタイヤ10のビード12の断面図であり、中間層20によって分離されるタイヤ10内における一対の導電体16および18を示す。導電体16および18は、リム14上にある導電性ストリップ22および24に接続される。なお、リム14が導電性材料で形成される場合には、導電性ストリップ22および24はリム14から電気的に絶縁される。中間層20を誘電材料で形成し、導電体16および18と中間層20とによりキャパシタを形成する。または、中間層20を半導体材料または抵抗材料で形成し、導電体16および18と中間層20とにより抵抗回路を形成してもよい。以下の説明から明らかなように、導電体16および18と中間層20は、タイヤ構造の能動部品または受動部品として機能する。
【００１５】
図２は、タイヤ10の一部破断図である。図１の導電体16および18と中間層20は、タイヤ10のトレッド26の直近にある３層を含む、または、それらと電気的に一体化されるものとして示されている。この限りにおいて、以下、これらの層は、導電層16、18、および中間層20と言及される。図２から明らかなように、本質的に、タイヤ10全体が、導電層16、18および中間層20によって形成される電気的な構成要素を含む回路となっている。該回路がトレッド領域に限定されているように示されているが、図１から明らかなように、層16、18および20はビード12まで伸長していてもよい。中間層20が誘電材料で形成される場合、層16、18および20は、厚みまたは層20の導電率の変化に反応する容量センサとして機能するキャパシタを形成する。中間層20が半導体材料または抵抗材料で形成される場合、導電層16、18および中間層20は、層20の厚みまたは導電率の変化を検出する誘導センサまたは抵抗センサとして機能する誘導性回路または抵抗回路の一部を形成する。導電性ストリップ22および24（図１）を通じて、層16および18に電圧をかけることによって、電気信号が生成される。該電気信号は検出されると、送信装置34によって、タイヤ10が載置される車両に設置される受信ユニット（図示せず）に送信される。送信装置34は、例えば、タイヤ空気圧をモニタするように開発された既存の圧力センサおよびチップ技術を使用することができる。送信装置34は、電気信号から生成される未処理のアナログデータを処理し、アナログ−デジタル・データ変換を実行し、例えば車両運行制御ネットワークのノードのようなリモート受信ユニットに、デジタル・データをワイヤレスで送信する回路を含むことが好ましい。トレッド26内や直下の状態は、例えば、過剰な加速のため送信装置34にとって望ましくない。したがって、図示のように、送信装置34は、側壁28の一部、好ましくはリム14の近傍に埋め込まれ、加速レベルが最小化される所に装置34が位置するようになっている。導電性の伝送要素36が、送信装置34を本発明の検出素子を形成する導電層16、18および中間層20と相互接続させる。疲労からの障害を抑制するため、伝送要素36は、側壁28中に極めて薄い金属部品から形成される。一例として、種々の金属からわずか約１０μｍ（約０．０００５ｉｎｃｈ）の厚みで作成される被覆フォトエッチング・ストランドの使用があげられる。代替的に、変速要素36は、選択的に側壁28に形成される導電性ゴムのパスによって形成できる。
【００１６】
図３および４は、他の代替しうる送信技術を概略的に示したものであり、かかる技術では、センサ／送信器挿入体44および46を使用して、図２のタイヤ10内の導電層16および18に電気的に接続させている。挿入体44および46は好ましくは、電気信号を導電層16および18から受信し、処理して、送信するために必要とされる回路を含み、バッテリ（図示せず）、誘導電流、またはその他の従来とは異なる方法によって電力が供給される。挿入体44および46は、タイヤトレッド26の外側からタイヤ10に設置されるが、側壁28およびビード12を含む他の場所への設置も可能である。図３および４のより良好な理解のため、タイヤ10の層は、トレッド26、アンダートレッド材料38、導電層16および18、中間層20、本体層40、およびインナライナ42を含むように、概略的に記載される。図３において、挿入体44は、好ましくは、予め形成された孔に押し込まれ、接着剤で固定されるタイプとして表されている。挿入体44は、導電層16および18との接触のための多数の接触点45、および、タイヤ10のインナライナ42への穿孔を避ける平滑末端を有する。図４において、挿入体46は、タイヤ10の異なる導電層16または18にそれぞれ達する２つのピン状のコンタクト47を備える。挿入体46は、タイヤ10に押し込まれるように構成され、コンタクト47上の返し部により適切な位置に保持される。タイヤ外部にある挿入体46のヘッドは、好ましくは回路および送信器を含み、インナライナ42のパンクを防ぐため、コンタクト47の穿通を制限するように機能している。挿入体44および46の利点は、タイヤ10を作製し、硬化させた後に、タイヤ10に設置でき、硬化工程の間に受ける厳しい条件から電子機器部品を保護しうる点にある。この態様では、追加的な効果として、出荷前にタイヤ10の欠陥を点検可能としたり、および、不良または欠陥の場合に交換可能としうることがあげられる。
【００１７】
シリコン・ベースの誘電材料で形成される誘電中間層20は、金属で形成される層16および18の間に配置される場合、ほとんどの容量性感度が達成される。従来のタイヤ製品において使用されるタイプのゴム材料が低感度を呈するのに対して、このような材料では、半分（または、より少ない）であっても反応できると考えられ、本発明の用途の条件を具備する。なお、導電層16、18および中間層20の各々は、タイヤ構造において従来使用されるゴム、スチール、その他の材料を母材として形成でき、個々の層16、18および20に応じて所望の導電／抵抗特性を得るために必要な改良をなしてもよい。例えば、タイヤ用のスチール補強バンドとして従来使用されているタイプの材料を、導電層16および18として使用できる。このタイプの同心の導電層16および18は、タイヤ構造において広く使用されるスチール補強バンドと同様に、従来からの構造、大きさ、形状を有するが、特性において異なっている。代替として、導電層16および18の一方または両方を、ゴムの合成工程で導電性材料を添加することにより、タイヤ10のエラストマ（例えばゴム）層の導電率を増加させることによって形成してもよい。電流を導電層16または18の一方に印加することによって、キャパシタンスが測定可能となり、導電層16および18間の距離の変化を捕捉することが可能となる。
【００１８】
その他の代替例として、個々のワイヤが相互に電気的に分離されているスチールワイヤーベルトで補強された既存のタイヤ構造を利用できる。この種のタイヤ構造の例を図５に図示するが、２つの導電層16および18は、他方と電気的に絶縁される２つのワイヤ30および32により形成され、ワイヤ30および32の組合せによって形成される層16および18は、誘電（例えばゴム）中間層20によって分離される。図６は、このタイプの強化材の典型的な配置を示す平面図であるが、図６においては、導電層16の多数のワイヤ30が他の導電層18の多数のワイヤ32に対して直交している。導電層16および18の一方または両方の中のこれらのワイヤ30および32のペアは、タイヤ10の内に多数のキャパシタを形成するように接続される。このタイプの補強ベルトを改良する代替例として、図７に図示するように、ワイヤ30または32を電気的に直列に接続し、導電層16および18の一方または両方がタイヤ10の周囲に連続する導電パスを形成することがあげられる。
【００１９】
さらに、タイヤ10の側壁28の中に検出構造を配置することによって、タイヤ10の性能および状態がモニタできる。例えば、側壁の性能および負荷は、側壁28の寸法をモニタすることができ、これにより、制御不能や、貨物トラックの場合の過載による危険な状況の徴候を示す、道路および車両の力学を直接または間接的に観察することができる。このため、本発明の他の任意的な特徴は、タイヤ10の側壁28に、導電層16、18および中間層20と分離された１つ以上の容量性グリッドを提供することにある。図８に示すように、各グリッド29は、図２に示す伝送要素36と類似する位置に配置され、図１および２に示す層16、18および20に類似した方法で駆動され、および検出される。グリッド29は、種々の代替構造を採ることができ、グリッド29のサイズおよび数は、所望の感度レベルを得るために調整される。例えば、１２個のグリッド29が、約３０°の間隔で、タイヤ10の全周にわたり、各側壁28に組み込まれる。図９に概略的に示すように、側壁28の側面の負荷は、光学式その他のタイプの近接センサ48を用いて、例えば、タイヤビード12およびトレッド26のコーナーの間の距離を測定することにより、モニタすることができる。圧力および温度についても、適切なセンサ（図示せず）によって測定でき、タイヤ10の状態をさらにモニタすることが可能である。
【００２０】
誘電中間層20を導電層16および18と組み合わせることにより、これまでの実施形態と同様のキャパシタを形成できる。この方法は、さらに、これらの層16および18内における補強ワイヤ30および32の歪みおよびその結果として生ずる破損の証拠となる導電率（抵抗）の変化に伴う、導電層16および18を通じて別々に送られる電流の検出を可能にする。
【００２１】
図２から7において構成される導電層16および18は、積層構造を有する航空機の翼およびその他のエアフォイルを含む、周期的または断続的な荷重を受ける様々な構造に組み込まれ得ることを、当業者は理解できる。例えば、導電層16および18を形成するワイヤ30および32による直交セットを、翼の力または耐久性に貢献しうる、または、少なくとも翼の構造特性にごくわずかしか悪影響を与えない導電性材料で形成することができる。
【００２２】
上述のように、容量検出の代替例として、半導体材料または抵抗材料で中間層20を形成することが含まれる。例えば上述のタイプからなる、２つの導電層16および18は、導電性の接着剤またはゴム材料で形成され、その導電率が炭素またはその他の導電性材料の添加により増加する半導体中間層20によって分離される。３つの導電層16、18および中間層20に電流を流すことによって、導電層16、18および中間層20を形成する３つの材料の状態に従う抵抗レベルに基づいて、抵抗が測定される。
【００２３】
タイヤ10のトレッド26の直下に（または、例えばタイヤ10の側壁28の中に）、導電層16、18および中間層20を配置することによって、導電層16、18および中間層20は、タイヤの回転に伴う通常の周期的な荷重のほか、道路および車両の力学の変化、タイヤの切断、過剰な速度、パンク、アンバランス、損傷、縁石との衝突、硬化、不適当な取付および取付における損傷、トレッドセパレーション（タイヤの突然の外れ）の徴候、および、バースト障害の徴候などから発生する、不規則な荷重または荷重分配を受ける。その結果、導電層16、18および中間層20は、電圧が層16および18にかけられる場合に生成される電気信号を変化させる、一過性および恒久的な物理的歪みを受ける。電気信号を検出し、適切に処理することによって、車両制御特性（横すべり、急ハンドルなど）、車両積載特性（過載）、トレッド26の状態（トレッド寿命、分離および／または損傷）などを示す、タイヤ10の状態の傾向および突然の変化を検出できる。
【００２４】
図１０および１１は、パイプ50、特に、疲労障害に影響されやすいプラスチック、ゴム、またはその他の比較的可撓性の材料で形成された多層パイプ50に適用される本発明の断面を示す。図１０および１１において、パイプ50は、誘電材料、半導体材料または抵抗材料で形成される中間層60によって分離された、２つの導電層56および58を有するように示されている。図１から８の実施形態に記載されるように、これらの層56、58および60は一体的に、容量性回路、誘導性回路または抵抗回路を形成する。図１１には、パイプ50の一端に２つの導電層56および58用のコネクタ52が示されている。好ましくは、コネクタ52は、連結フランジ（図示せず）に組み込まれ、図１から８のタイヤ10と同じ検出能力で、管壁の疲労および破損を測定するための終端カプラ（図示せず）に取り付けられる。一例として、一本のパイプ50は、一端に検出回路を備え、かつ、層56、58および60の個々のセクションについて検出したり、または、マルチプレクサで層56、58および60の２つのセクションを検出したりするための、パイプ50に沿って周期的に位置する追加的な検出回路を備えるようにしてもよい。ホース・カプラは、パイプ50内の導電層56および58と電気的な接触を形成するために適している。
【００２５】
本発明について特定の実施形態に関連づけて記載したが、その他の構造についても当業者により採択されうることは明らかである。例えば、タイヤ10およびパイプ50の物理的な構造は例示されたものと異なっていてもよく、言及されたもの以外の材料および他の工程を使用することができる。したがって、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲のみにより定まる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る、リムに対して封止されるタイヤのビート部の断面図であり、電気回路を形成するために、中間層によって分離されるタイヤ内の一対の導電層を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る、タイヤのトレッド部内に位置する導電層および中間の層を露出させた、タイヤの一部破断斜視図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施形態に係る、タイヤのトレッド部の概略断面図であり、タイヤのトレッド部内の導電層に電気的に接続するために使用されるセンサ挿入体を示す。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態に係る、タイヤのトレッド部の概略断面図であり、タイヤのトレッド部内の導電層に電気的に接続するために使用されるセンサ挿入体を示す。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係る、タイヤのトレッド部の断面図であり、図２に示すタイヤ内で導電層として使用できるベルト・ワイヤを示す。
【図６】図６は、本発明に係る、図２に示すタイヤの導電層として使用されるベルト・ワイヤのパターンを示す。
【図７】図７は、本発明に係る、図２に示すタイヤの導電層として使用されるベルト・ワイヤの別のパターンを示す。
【図８】図８は、本発明に係る、タイヤの側壁のモニタをアシストするためのグリッドの封入を示す概略図である。
【図９】図９は、本発明に係る、タイヤのモニタをアシストするための近接センサの封入を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る、パイプの概略図であり、該パイプの電気回路を形成するために、中間層によって分離される一対の導電層を示す。
【図１１】図１１は、本発明に係る、別のパイプの概略図であり、該パイプの電気回路を形成するために、中間層によって分離される一対の導電層を示す。
【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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