(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線（ＡＸＲ）を中心に回転するように構成されるタイヤ（１００）であって、
タイヤ（１００）のトレッド（１２０）の少なくとも一部を形成するトレッドブロック（１１０）と、
回路（２００）であって、
一次キャパシタンス要素（２１０）であり、前記トレッド（１２０）から第１距離（ｄ１）だけ離れて前記トレッドブロック（１１０）の内側に少なくとも一部が配置される一次キャパシタンス要素（２１０）と、
前記トレッド（１２０）から第２距離（ｄ２）だけ前記タイヤ（１００）の内部に少なくとも一部が配置される一次インダクタンス要素（２２０）と、
を包含する回路（２００）と、
インテロゲータ（３００）であって、
電源（３３０）と、
通信回路（３１０）と、
二次インダクタンス要素（３２０）と、
を包含するインテロゲータ（３００）と、
を包含し、
前記二次インダクタンス要素（３２０）が前記一次インダクタンス要素（３１０）と前記トレッド（１２０）の同じ側に配置され、
前記二次インダクタンス要素（３２０）の少なくとも一部が前記トレッド（１２０）から第３距離（ｄ３）だけ離れて配置され、前記第３距離（ｄ３）が前記第２距離（ｄ２）より大きい、
タイヤ（１００）。
【請求項２】
前記トレッド（１２０）が摩耗する際に摩耗するように前記一次キャパシタンス要素（２１０）が構成され、
前記第２距離（ｄ２）が前記第１距離（ｄ１）より大きく、
前記一次インダクタンス要素（２２０）より前に摩耗するように前記一次キャパシタンス要素（２１０）の少なくとも一部が構成される、
請求項１に記載のタイヤ（１００）。
【請求項３】
前記インテロゲータ（３００）が前記タイヤ（１００）の表面（１３０）に、または少なくとも部分的に前記タイヤ（１００）に配置され、
好ましくは、
前記インテロゲータ（３００）が前記タイヤ（１００）により画定される空洞の表面（１３０）に配置され、
より好ましくは、
前記タイヤ（１００）が空気タイヤであり、
前記インテロゲータ（３００）が前記空気タイヤ（１００）の内表面（１３０）に配置される、
請求項１または２に記載のタイヤ（１００）。
【請求項４】
一次方向（ｄＢ１）に向けられた前記一次インダクタンス要素（２２０）の中心にある一次磁場（Ｂ１）を形成するように前記一次インダクタンス要素（２２０）が構成され、
二次方向（ｄＢ２）に向けられた前記二次インダクタンス要素（３２０）の中心にある二次磁場（Ｂ２）を形成するように前記二次インダクタンス要素（３２０）が構成され、
前記一次方向（ｄＢ１）と前記トレッド（１２０）の法線（Ｎ１）との間の角度（β）が３０度より小さいか１５０度より大きく、
好ましくは、
前記一次方向（ｄＢ１）と前記二次方向（ｄＢ２）との間の角度（α）が３０度より小さいか１５０度より大きい、
請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項５】
一次方向（ｄＢ１）に向けられた一次コイル（２２２）の中心にある一次磁場（Ｂ１）を形成するように構成される一次コイル（２２２）を前記一次インダクタンス要素（２２０）が包含して、前記一次コイル（２２２）が、前記一次方向（ｄＢ１）に平行な法線を有する平面に一次断面（ＸＳ１）を有し、
二次方向（ｄＢ２）に向けられた二次コイル（３２２）の中心にある二次磁場（Ｂ２）を形成するように構成される二次コイル（３２２）を前記二次インダクタンス要素（３２０）が包含し、前記二次コイル（３２２）が、前記二次方向（ｄＢ２）に平行な法線を有する平面に二次断面（ＸＳ２）を有し、
前記一次軸線（ＡＸ１）および／または前記二次軸線（ＡＸ２）に平行な仮想直線（ＩＭＬ）が前記一次（ＸＳ１）断面と前記二次断面（ＸＳ２）の両方を通過するように、前記一次断面（ＸＳ１）と前記二次断面（ＸＳ２）とが互いに対して配置され、
好ましくは、
前記一次断面（ＸＳ１）と前記二次断面（ＸＳ２）との重複部分（ＸＳ１２）の面積（Ａｘｓ１２）が、以下、つまり前記一次断面（ＸＳ１）の面積（Ａｘｓ１）と前記二次断面（ＸＳ２）の面積（Ａｘｓ２）のうち小さい方の少なくとも２５％である、
請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項６】
前記一次インダクタンス要素（２２０）と前記二次インダクタンス要素（３２０）との間の距離（ｄ１２）が最大７５ｍｍである、
請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項７】
［Ａ］
前記一次インダクタンス要素（２２０）が、一次コイル（２２２）と、
前記一次コイル（２２２）との磁気接続状態にある一次コア（２２４）、または
前記一次コイル（２２２）との磁気接続状態にある一次プレート（２２５）、
のうち少なくとも一つとを包含し、
前記一次コア（２２４）または前記一次プレート（２２５）が常磁性または強磁性の材料を包含する、および／または
［Ｂ］
前記二次インダクタンス要素（３２０）が、二次コイル（３２２）と、
前記二次コイル（３２２）との磁気接続状態にある二次コア（３２４）、または
前記二次コイル（３２２）との磁気接続状態にある二次プレート（３２５）、
のうち少なくとも一つとを包含し、
前記二次コア（３２４）または前記二次プレート（３２５）が常磁性または強磁性の材料を包含する、
請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項８】
前記インテロゲータ（３００）が、
前記二次キャパシタンス要素（３２０）と前記回路（２００）との相互インダクタンスと、
前記回路（２００）のインダクタンスと、
前記回路（２００）の振動周波数と、
のうち少なくとも一つを測定するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項９】
前記回路（２００）がエネルギー受動性である、
請求項１から８のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項１０】
前記トレッドブロック（１１０）がゴムなどの第１材料を包含し、
前記トレッドブロック（１１０）が前記回路（２００）のための止まり穴を画定し、
前記一次キャパシタンス要素（２１０）が、
前記トレッド（１２０）の法線（Ｎ１）に垂直な方向において前記トレッドブロック（１１０）の一部と前記キャパシタ（２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６，２１２，２１４）の一部との間に前記誘電材料（２１３）の少なくとも幾らかが残されるように、
キャパシタ（２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６，２１２，２１４）の少なくとも一部と誘電材料（２１３）とを包含し、
好ましくは、
前記誘電材料（２１３）が前記第１材料と同じ材料ではない、
請求項１から９のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項１１】
鋼ベルト（１５０）などの補強ベルト（１５０）、
を包含し、
前記補強ベルト（１５０）の一部が前記一次インダクタンス要素（２２０）と前記二次インダクタンス要素（３２０）との間に配置され、
好ましくは、
繊維材料を包含する単数の層（１５５）または複数の層（１５５）、
をさらに包含するタイヤ（１００）である、
請求項１から１０のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項１２】
前記インテロゲータ（３００）が、前記二次インダクタンス要素（３２０）に加えて、二次センサ装置（３４０）を包含し、
好ましくは、
前記二次センサ装置（３４０）が、
圧力センサ、
加速度センサ、
温度センサ、
のうち少なくとも一つを包含し、
好ましくは、
前記二次センサ装置（３４０）が圧力センサと加速度センサとを包含する、
請求項１から１１のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項１３】
前記一次キャパシタンス要素（２１０）が、
第１摩耗値（ｗ１）について、摩耗（ｗ）に関する前記一次キャパシタンス要素（２１０）のキャパシタンス（ｃ１）の微分係数が第１キャパシタンス変化値（ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ１）を有して、
第２摩耗値（ｗ２）について、摩耗（ｗ）に関する前記一次キャパシタンス要素（２１０）のキャパシタンス（ｃ１）の微分係数が第２キャパシタンス変化値（ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ２）を有する、
ように構成され、
前記第１キャパシタンス変化値（ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ１）が前記第２キャパシタンス変化値（ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ２）と異なり、
好ましくは、
前記第１摩耗値（ｗ１）が前記第２摩耗値（ｗ２）より小さく、
前記第１キャパシタンス変化値（ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ１）の絶対値が前記第２キャパシタンス変化値（ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ２）の絶対値より大きい、
請求項１から１２のいずれかに記載のタイヤ（１００）。
【請求項１４】
タイヤ（１００）のトレッドブロック（１１０）に摩耗インジケータ（１９０）を配置するための方法であって、前記トレッドブロック（１１０）が前記タイヤ（１００）のトレッド（１２０）の一部を形成し、
一次キャパシタンス要素（２１０）と一次インダクタンス要素（２２０）とを包含する回路（２００）と、
電源（３３０）と通信回路（３１０）と二次インダクタンス要素（３２０）とを包含するインテロゲータ（３００）と、
を利用可能に配置することと、
前記回路（２００）の少なくとも一部を前記トレッドブロック（１１０）に配置することと、
前記二次インダクタンス要素（３２０）の少なくとも一部が前記一次インダクタンス要素（２２０）の一部よりも前記トレッド（１２０）から離れて配置されるように、
前記タイヤ（１００）により画定される空洞の表面（１３０）に、または少なくとも部分的に前記タイヤ（１００）に前記インテロゲータ（３００）を装着することと、
を包含する方法。
【請求項１５】
前記一次キャパシタンス要素（２１０）が前記タイヤ（１００）の使用時に摩耗するように構成され、
前記回路（２００）の前記一次キャパシタンス要素（２１０）の少なくとも一部を前記トレッドブロック（１１０）に配置することと、
前記一次キャパシタンス要素（２１０）の少なくとも一部が前記一次インダクタンス要素（２２０）の少なくとも一部より前記トレッド（１２０）に近くなるように、前記一次インダクタンス要素（２２０）を前記タイヤ（１００）に配置することと、
を包含する方法である、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記トレッドブロック（１１０）に止まり穴（１１２）を配置することと、
前記止まり穴（１１２）に前記回路（２００）の少なくとも一部を配置することと、
を包含する方法である、
請求項１４または１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気摩耗インジケータを備えるタイヤに関する。本発明は、タイヤ表面が摩耗する際にインダクタンスおよび／または振動周波数が変化するように構成されるＬＣまたはＬＣＲ共振器に基づく摩耗インジケータを備えるタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＲ（インダクタンス・キャパシタンス・抵抗）回路を採用する遠隔監視システムは、例えば特許文献１から周知である。呼びかけ手段（interrogation means）との関連で、このような回路は、歪み、温度、圧力、識別情報、性能、化学的相転移（溶融および硬化状態など）、液位、摩耗、回転速度、場所および近接度を含む多様な特性の監視を可能にする。概して、ＬＣＲ回路は受動性であり、例えば、磁場を変化させて電気を発生させるのにインダクタンスそのものが使用される場合でも、化学エネルギーを電気に変換する電源が不要である。しかしながら、化学エネルギーを電気に変換する電源を含む呼びかけ手段は、能動的である。一般的に、呼びかけ手段はハンドヘルドデバイスであるかシステムに固定されるデバイスである。回路に対する呼びかけ手段の位置は適宜選択されうる。しかしながら、呼びかけ手段の電力消費は読み取り距離に左右される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第２００５／０００７２３９号明細書
【発明の概要】
【０００４】
タイヤの摩耗表面など測定される表面が、水および／または他の液体や空気および／または他の気体について防漏性である必要がある時には、このような遠隔監視システムが特に実用的であることが分かっている。液体または気体が加圧される場合には、このことはさらに重要になる。このようなケースで、測定回路からの配線があればすぐに漏出トラブルを解決するだろう。しかしながら、このようなものは無線遠隔監視システムには存在しない。
【０００５】
インテロゲータと回路とを有するシステムが少なくとも表面の特性、例えばタイヤのトレッドの摩耗を測定するのに使用される時には、いくつかの問題が見られる。例えば、このような測定でのコイルは、摩耗する材料片、例えばタイヤのトレッドブロックに埋め込まれる。これは測定の感度に影響する。呼びかけデバイスを適当な位置に装備することにより感度が向上することは注目されている。インテロゲータは、回路と、デバイスつまりタイヤについて適当な位置に装備され、摩耗のような特性がこれから測定される。いくつかの用途で、デバイスつまりタイヤは当然、回路とインテロゲータとの間にいくつかの金属を包含する。このようなシステムで、無線通信はデバイスの構造により低下する。このようなケースでは特に、回路とインテロゲータとの間の相互位置が重要になる。本明細書で、デバイスは電気摩耗インジケータを有するタイヤである。タイヤは空気タイヤでありうる。タイヤまたは空気タイヤは一般的に、金属補強ベルト、例えば鋼ベルトを包含する。金属ベルトは、インテロゲータと回路との間のＲＦ通信を妨害しうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１ａ】摩耗インジケータ１９０の側面図。
【図１ｂ】デバイス１００の表面１２０の摩耗を測定するための摩耗インジケータ１９０を有するデバイス１００の側面図。
【図１ｃ】デバイス１００の表面１２０の摩耗を測定するための摩耗インジケータ１９０を有するデバイス１００の側面図。
【図１ｄ】図１ａの摩耗インジケータの摩耗（ｗ，ｗ１，ｗ２）を示す図。
【図１ｅ】表面１２０の摩耗（ｗ，ｗ１，ｗ２）によりインジケータが摩耗した図１ｃの摩耗状態の摩耗インジケータを示す図。
【図１ｆ】２枚のフェライトプレートを有する摩耗インジケータ１９０の側面図。
【図１ｇ】キャパシタンス要素が多数のキャパシタを包含する摩耗インジケータの側面図。
【図２】摩耗インジケータと対応のデバイスとの実施形態を示す図。
【図３】いくつかの実施形態について一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１を摩耗ｗとの相関関係で示す図。
【図４ａ】一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０とにより発生および／または受容される磁場の方向を示す図。
【図４ｂ】少なくとも補強構造１５０が本体１１０に配置される時に、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０とにより発生および／または受容される磁場を示す図。
【図４ｃ】少なくとも補強構造１５０，１５５が本体１１０に配置される時に、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０とにより発生および／または受容される磁場を示す図。
【図５】二次インダクタンス要素３２０に対する一次インダクタンス要素２２０の位置決定を表す図。
【図６】一次キャパシタンス要素２１０の実施形態を示す図。
【図７】摩耗インジケータとゲートウェイデバイス４００とクラウドサーバ５００とを含むシステムの説明図。
【図８】タイヤトレッド１２０の止まり穴１１２に配置される一次キャパシタンス要素２１０を示す図。
【図９ａ】摩耗インジケータを有する空気タイヤ１００を示す図。
【図９ｂ】摩耗インジケータを有する空気タイヤ１００を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、摩耗インジケータに係る一実施形態を説明する。しかしながら、本明細書において、摩耗インジケータは、より一般的なデバイス１００、特に埋め込まれた回路２００とインテロゲータ３００とを有する空気タイヤなどのタイヤ１００の例という目的に適っている。図１ａは、摩耗インジケータ１９０の主要図である。摩耗インジケータは回路２００とインテロゲータ３００とを包含する。インテロゲータ３００は、後で詳述するように回路２００と無線で相互作用を行うように構成される。これは上記の漏出問題に役立つ。
【０００８】
摩耗インジケータ１９０は、タイヤのトレッド１２０が摩耗する際にキャパシタンス要素が摩耗するようにタイヤ１００に配置される。タイヤは空気タイヤでありうる。しかしながら、タイヤは非空気タイヤであってもよい。一般的に空気と非空気タイヤの両方で、一つの空洞（例えば加圧空気のための単一の空洞）または複数の空洞（非空気タイヤの中の空洞）が画定される。タイヤは、乗用車タイヤなど、乗用車のためのタイヤでありうる。タイヤは、重機タイヤ、つまりフォワーダ、ローダ、トラック、キャタピラなどの重機のためのタイヤでありうる。タイヤはオートバイ用のタイヤでありうる。
【０００９】
回路２００は、一次キャパシタンス要素２１０と一次インダクタンス要素２２０とを包含する。一次キャパシタンス要素２１０は、電気発振器を形成するように一次インダクタンス要素に電気接続される。回路２００はさらに、抵抗要素（図示せず）を包含しうる。ゆえに発振器はＬＣまたはＬＲＣ発振器である。回路２００はエネルギー受動性である、つまり化学エネルギーを電気に変換するように構成されるバッテリが不要である。一次インダクタンス要素２２０は磁気エネルギーを電気に変え、ＬＣまたはＬＣＲ発振器からそれ自体が周知である一次キャパシタンス要素２１０に電気が一時的に貯蔵される。回路２００の振動周波数および／またはインダクタンスは、一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスと一次インダクタンス要素２２０のインダクタンスとに左右される。一般的に、回路の角共振周波数はω＝１／√（Ｌ１×ｃ１）であり、Ｌ１は一次インダクタンス要素２２０のインダクタンスであって、ｃ１は一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスである。以下で詳述するように、一実施形態において、一次キャパシタンス要素２１０は使用時に摩耗するように構成され、こうしてキャパシタンスｃ１が変化する。これは例えば角共振周波数ωに影響する。これはまた、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との、特にある周波数での相互インダクタンスにも影響する。こうして、例えばこれらの量は、一次インダクタンス要素２２０がどれほど摩耗したかを示す。しかしながら、他の量も一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１に影響しうる。ゆえに、例えば上述した量は、一次キャパシタンス要素２１０についての、あるいは一次キャパシタンス要素２１０付近の湿度および／または例えば一次キャパシタンス要素２１０の二つの電極（２１２，２１４）の間の湿度など一次キャパシタンス要素２１０の付近の環境についての他のパラメータも示しうる。
【００１０】
一次キャパシタンス要素２１０は測定中に摩耗する必要はない。例えば、回路が埋め込まれた環境の湿度を測定することが可能である。周知のように、湿度はキャパシタの誘電率に影響を及ぼし、ゆえにＬＣ回路の角共振周波数ωにも影響する。付加的または代替的に、一次インダクタンス要素２２０のインダクタンスはデバイス１００の環境および／または使用に影響されうる。例えば、デバイス１００の本体１１０が磁性材料を包含する場合には、本体１１０の材料が摩耗する際に一次インダクタンス要素２２０のインダクタンスは変化しうる。付加的または代替的に、回路２４０は、何らかの量を測定するための一次センサ装置２４０を包含しうる。
【００１１】
インテロゲータ３００は、電源３３０と通信回路３１０と二次インダクタンス要素３２０とを包含する。電源はインテロゲータに電力を供給するのに必要である。電源は、例えば機械および／または化学エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成されうる。代替例として、または加えて、電源は、磁気エネルギーを電気に変換するように構成される要素を包含しうる。代替例として、または加えて、電源は、電気エネルギーをそのまま蓄積する高キャパシタンスキャパシタ（例えばスーパーキャパシタ）を包含しうる。このような高キャパシタンスキャパシタには、磁気または機械エネルギーをそれぞれ電気に変換する要素が誘導的または機械的に提供されうる。高キャパシタンスキャパシタはここでは、少なくとも１μＦのＤＣキャパシタンスを有するキャパシタを指す。
【００１２】
二次インダクタンス要素３２０は、回路２００に呼びかけるのに使用される。ゆえに、二次インダクタンス要素３２０に磁場を形成することにより、磁場は一次インダクタンス要素２２０も通過してインテロゲータ３００と回路２００との相互インダクタンスに影響する。こうして、回路の相互インダクタンスおよび／または角共振周波数（または共振周波数）が測定されうる。
【００１３】
通信回路３１０は、測定されたデータをゲートウェイデバイス４００（図７参照）に通信するのに使用されうる。通信回路は、回路の相互インダクタンスおよび／または共振周波数を測定するための制御回路を包含しうる。代替例として、インテロゲータ３００はこの目的のための独立した制御回路を包含しうる。一実施形態において、インテロゲータ３００は、［ｉ］二次キャパシタンス要素３２０と回路２００との相互インダクタンスと、［ｉｉ］回路２００のインダクタンスと、［ｉｉｉ］回路２００の振動の共振周波数のうち少なくとも一つを測定するように構成される。
【００１４】
図１ｂを参照すると、本体１１０の第１表面１２０の摩耗、特にトレッドブロック１１０により一部が形成されるタイヤトレッド１２０の摩耗を測定するのに、このような摩耗インジケータ１９０が使用されうる。第１表面１２０は使用時に摩耗する表面である。このような摩耗インジケータ１９０を使用する時には、摩耗表面１２０が摩耗する際に一次キャパシタンス要素２１０も摩耗するように、摩耗表面１２０、例えばタイヤのトレッドに回路２００が装備される。適度な量だけ摩耗した表面の摩耗を測定するのみで充分であるので、キャパシタは摩耗していない摩耗面の表面に達する必要はない。しかしながら、一次インダクタンス要素２２０ではなく一次キャパシタンス要素２１０のみが摩耗することが好ましい。それゆえ、また図１ｃを参照すると、一実施形態では、本体１００の第１表面１２０が摩耗する際に摩耗する構成を一次キャパシタンス要素２１０が持つように、回路２００が本体１１０に配置される。また、一次キャパシタンス要素２１０の少なくとも一部は、本体の第１表面から第１距離ｄ１だけ離れて本体１１０の内側に配置される。さらに、一次インダクタンス要素２２０の少なくとも一部は、本体１１０の第１表面１２０から第２距離ｄ２だけ離れて本体１１０の内側に配置される。摩耗インジケータでは、第２距離ｄ２は好ましくは第１距離ｄ１より大きい。こうして、第１表面１２０が摩耗すると、一次インダクタンス要素２２０が摩耗し始める前に一次キャパシタンス要素２１０が摩耗し始める。好ましくは、通常使用時に、一次インダクタンス要素２２０が摩耗しないように摩耗インジケータ１９０が配置される。また、上記のように、他のいくつかの実施形態では、一次キャパシタンスおよびインダクタンス要素のいずれも摩耗する必要がないため、第２距離ｄ２は第１距離ｄ１より小さい。
【００１５】
また、二次インダクタンス要素３２０が一次インダクタンス要素２２０と第１表面１２０の同じ側に配置されるように、インテロゲータ３００が回路２００に対して配置される。二次インダクタンス要素３２０は本体１１０の内側または本体１１０の別の側に配置されうる。また、二次インダクタンス要素３２０の少なくとも一部は本体の第１表面１２０から第３距離ｄ３だけ離れて配置され、第３距離ｄ３は第２距離ｄ２より大きい。これは、一次インダクタンス要素２２０が（摩耗するのであれば）摩耗し始めるまで二次インダクタンス要素３２０が摩耗し始めないという効果を有する。これはさらに、このような設置が一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間の磁気結合を改良するというさらなる効果を有する。
【００１６】
ここで本体１１０は、様々な実施形態において摩耗インジケータ１９０との組み合わせでタイヤ１００を形成する。図９ａおよび９ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、本体１１０は空気タイヤの本体部分であり、デバイス１００は、一体化された電気摩耗インジケータを有する空気タイヤである。本体１１０は例えばタイヤ１００のトレッドブロックでありうる。
【００１７】
図１ｄを参照すると、概して、摩耗の量は記号ｗと記されている。図１ｄは、二つの摩耗値ｗ１およびｗ２を示す。図１ｄにおいて、摩耗値ｗ１は、図１ｄの表面１２０の摩耗値ｗ１を表す。表面１２０は例えば未摩耗であり、摩耗値ｗ１は例えばゼロでありうる。
【００１８】
図１ｅは、表面１２０がある程度摩耗した後の図１ｄのデバイス１００を示す。図１ｅの摩耗値はｗ２に相当する。ゆえに、表面１２０は図１ｄと１ｅとの間でｗ２−ｗ１の量だけ摩耗している。
【００１９】
図１ｂを参照すると、一実施形態において、インテロゲータ３００は物体１１０の第２表面１３０に配置され、第２表面１３０は第１表面１２０と反対である。第２表面はタイヤ１００により画定される空洞の表面でありうる。例えば、第２表面１３０は空気タイヤ１００の内部の表面でありうる。
【００２０】
一次キャパシタンス要素２１０は摩耗表面１２０と同じ量だけ摩耗するように構成されているので、好ましくは、一次キャパシタンス要素２１０は最大で本体１１０と同じ程度までの摩耗に耐える。言い換えると、好ましくは、一次キャパシタンス要素２１０の材料は最大で本体１１０の材料と同じ程度までの摩耗に耐える。これは、一次キャパシタンス要素２１０が使用時に、少なくとも一次キャパシタンス要素２１０が摩耗し始めるリミットまで表面１２０が摩耗した時には、摩耗表面１２０と同じ量だけ摩耗することを保証する（図２ａ参照）。
【００２１】
図２ａ〜２ｅは、デバイス１００のいくつかの実施形態を表している。これらの図で一次キャパシタンス要素２１０は第１電極２１２と第２電極２１４とを包含する。
【００２２】
図２ａに見られるように、一実施形態において、第１表面１２０が摩耗していない時に、一次キャパシタンス要素２１０は第１表面１２０からある距離だけ離れて配置される。こうして、摩耗インジケータは小さい磨耗値ではなくリミットより大きい値のみ測定するように構成される。このようなリミットは、一次キャパシタンス要素２１０と表面１２０との間の距離として定義される。
【００２３】
図２ｂの実施形態において、一次キャパシタンス要素２１０はベースキャパシタ２１６を包含する。ベースキャパシタ２１６は使用時に摩耗しないように構成される。これは、一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスが摩耗インジケータの設計寿命にわたって充分な高さを維持するという効果を有する。ベースキャパシタ２１６は電極（２１２，２１４、図６ｂおよび６ｄ参照）の一部を包含しうる。付加的または代替的に、ベースキャパシタ２１６は独立した電極を包含しうる（図６ｆ参照）。付加的または代替的に、ベースキャパシタ２１６が別のキャパシタンス要素を包含してもよい（図６ｇ参照）。図１ｇに示されているように、一次キャパシタンス要素２１０が個別のキャパシタ２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６を包含する時にも、独立したキャパシタンス要素が使用されうる。
【００２４】
このようなベースキャパシタ２１６の目的は、回路２００のキャパシタンスｃ１を調整し、ゆえに角共振周波数ωをも調整することである。これは回路２００の感度を向上させうる。特に、インテロゲータ３００の測定電子部品は規定の周波数範囲で最も効率的に作動するように設計されうるので、これは回路２００とインテロゲータ３００とのペアの感度を向上させうる。しかしながら、インテロゲータが異なる設計である場合には、このことはベースキャパシタ２１６の使用を必要としない。
【００２５】
一実施形態において、ベースキャパシタ２１６（または２１０６）は一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１の少なくとも２５％を形成する。例えば、ベースキャパシタ２１６は、一次キャパシタンス要素２１０の摩耗部分よりも本体１１０の深いところに（つまり表面１２０からさらに離れて）配置されうる。例えば、ベースキャパシタ２１６は、例えば一次キャパシタンス要素２１０の摩耗部分とは異なる本体１１０の他の側１３０に配置されうる。
【００２６】
図１ｇに示されているように、一次キャパシタンス要素２１０が多数のキャパシタ２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６を包含する時に、表面１２０から最も遠いところに設置される構成要素２１０６は、使用時に摩耗するように設計されていないベースキャパシタ２１６として機能しうる。しかしながら、図１ｇによる一実施形態では、キャパシタ２１０６が使用時に摩耗するように設計されてもよい。
【００２７】
図２ｃの実施形態において、インテロゲータ３００の構成要素は本体１１０の中に配置される。図２ｄの実施形態において、第１電極２１２および第２電極２１４は、本体の内側深くよりも摩耗表面１２０で広くなっている。このような電極は、例えば図６ｃおよび６ｄにより詳しく示されている。図２ｅの実施形態において、インテロゲータ３００は二次インダクタンス要素３２０に加えて、二次センサ装置３４０を包含する。このような二次センサ装置３４０は、インテロゲータ３００が設けられている環境を測定するように構成される単数または複数のセンサを包含しうる。二次センサ装置３４０は、例えば温度センサ、圧力センサ、加速度センサのうち少なくとも一つを包含しうる。
【００２８】
図２ｄを参照すると、回路２００は一次センサ装置２４０も包含しうる。一次センサ装置は、機能するためにわずかな電気のみを必要とする単数または複数のセンサを包含しうる。一次センサ配置は、例えば圧力センサ、湿度センサ、温度センサのうち少なくとも一つを包含しうる。
【００２９】
一次キャパシタンス要素２１０が摩耗する際に、小さい磨耗値についてのキャパシタンス変化の影響は検出が難しいことが観察されている。発明者らは、比例キャパシタンス変化（構成要素２１０のキャパシタンスに比例する変化）が後より最初の方が小さく、それは後でキャパシタンスの値も小さくなることの結果であると推測する。上記のように、ベースキャパシタによりこのことはある程度修正されうる。しかしながら、一次キャパシタンス要素２１０の慎重な設計によりこのことが修正されることが好ましい。この時点では、構成要素の構造について詳細には触れないが、図３は、四つの異なる一次キャパシタンス要素２１０についてのキャパシタンス値ｃ１を摩耗ｗとの相関関係において示したものである。
【００３０】
図３の曲線８１０に示されているように、一実施形態で、一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１はすべての摩耗値ｗについて一定の傾きで減少しうる。このような曲線は、ベースキャパシタ２１６の有無にかかわらず、平行プレート（図６ａ）または同心電極（図６ｅ）の形を電極が有することの結果でありうる（図６ｂ，６ｆも参照）。図１ｇに示されているように、独立したキャパシタ２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５（キャパシタ２１０６はベースキャパシタである）を使用することによっても、対応する効果が達成され、キャパシタは等間隔であり、キャパシタンスにおいては等しい大きさである。しかしながら、小さな摩耗値についてもキャパシタンスｃ１が減少するため、図１ｂ，１ｇ，２ｂ，２ｄ，２ｅのように、一次キャパシタンス要素は摩耗表面１２０に達するように配置される。
【００３１】
図３で曲線８２０により示されているように、一実施形態において、一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１は、適度な大きさの摩耗値ｗについてのみ一定の傾きで減少しうる。最初はキャパシタンスｃ１が減少しないので、図２ａ，２ｃに示されているように、一次キャパシタンス要素は摩耗表面１２０からある距離だけ離れて配置される。その後、傾きは一定であるので、このような曲線は、ベースキャパシタ２１６の有無にかかわらず、平行プレート（図６ａ）または同心電極（図６ｅ）の形を電極が有することの結果でありうる（図６ｂ，６ｆも参照）。
【００３２】
図３の曲線８３０により示されているように、一実施形態において、一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１は、摩耗の関数として後よりも最初に急速にキャパシタンスｃ１が変化するように減少しうる。形式上、一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１は摩耗の関数ｃ１＝ｃ１（ｗ）である。また、キャパシタンス変化率は、摩耗ｗに関するキャパシタンスｃ１の微分係数ｄｃ１／ｄｗである。いくつかの摩耗値ｗ１について、この時点での微分係数ｄｃ１／ｄｗはここでは、そして一般にｄｃ１／ｗ｜ｗ１と表される。周知のように、微分係数はこの時点での接線の傾きである。曲線８３０について対応する接線は、図では直線８３１で示されている。別の摩耗値ｗ２について、この時点での微分係数ｄｃ１／ｄｗはここでは、そして一般にｄｃ１／ｗ｜ｗ２と表される。曲線８３０について対応する接線は、図では直線８３２で示されている。図に示されているように、表面が摩耗するとキャパシタンスが減少するので微分係数は負である。
【００３３】
図３で曲線８３０により示されているように、一実施形態において、小さい摩耗値ｗについての微分係数の絶対値は、大きい摩耗値ｗについてよりも大きい。形式上、ｗ２＞ｗ１の時に、｜｜ｄｃ１／ｗ｜ｗ１｜｜＞｜｜ｄｃ１／ｗ｜ｗ２｜｜である。ここで｜｜ｄｃ１／ｗ｜ｗ１｜｜はｄｃ１／ｗ｜ｗ１の絶対値を示し、｜｜ｄｃ１／ｗ｜ｗ２｜｜はｄｃ１／ｗ｜ｗ２の絶対値を示す。周知のように、キャパシタンスは電極の面積に比例し、電極間の距離に反比例する。ゆえに、曲線８３０は例えば図６ｃの電極の結果であり、電極２１２，２１４の幅の広い上部は電極２１２，２１４の幅の狭い底部より早く摩耗するように構成される。このようなキャパシタンス変化は、付加的または代替的に、図６ｇに示されているように、電極２１２，２１４の上部の各々を底部よりも互いの近くに配置することにより達成されうる。図１ｇに示されているように、独立したキャパシタ２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５（キャパシタ２１０６はベースキャパシタである）を使用することによっても、対応する効果が達成されうる。このようなケースで、表面１２０に近いキャパシタ２１０１は、表面１２０からより離れたキャパシタ２１０２よりも大きなキャパシタンスを有しうる。またベースキャパシタ２１０６のキャパシタンスは、別のキャパシタ２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５のキャパシタンスよりも高くなりうる。
【００３４】
上記のように、適度に大きいキャパシタンスｃ１を有することが有益でありうる。この値は、例えば回路の耐用年数にわたって回路の共振周波数が適度なレベルを維持するように設計されうる。図３の曲線８４０に示されているように、キャパシタンスｃ１は（曲線８３０に対して）増加しうる。このような増加は、ベースキャパシタ２１６、例えば図６ｄのベースキャパシタ、または最も深くに配置されるキャパシタ２１０６により達成されうる。
【００３５】
一実施形態において、第１摩耗値ｗ１について、摩耗ｗに関する一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１の微分係数が第１キャパシタンス変化値ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ１を有し、第２摩耗値ｗ２について、摩耗ｗに関する一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスｃ１の微分係数が第２キャパシタンス変化値ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ２を有するように、一次キャパシタンス要素２１０が構成される。一実施形態において、第１キャパシタンス変化値ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ１は、第２キャパシタンス変化値ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ２と異なっている。好適な実施形態において、第１摩耗値ｗ１は第２摩耗値ｗ２より小さく、第１キャパシタンス変化値ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ１は負であって、第２キャパシタンス変化値ｄｃ１／ｄｗ｜ｗ２より小さい。実際に、微分係数は二つの異なる測定値の差分としてのみ測定可能である。微分係数ｄｃ１／ｗ｜ｗ１は、小さい摩耗値ｗ１を包含する範囲である０．５ｍｍの範囲から測定される差分として計算されうる。微分係数ｄｃ１／ｗ｜ｗ２は、大きい摩耗値ｗ２を包含する範囲である０．５ｍｍの範囲から測定される差分として計算されうる。
【００３６】
図６ａから６ｉは、回路２００の実施形態を示す。これらの図は、一次キャパシタンス要素２１０と一次インダクタンス要素２２０のみを示す。回路２００はさらに、抵抗要素を包含しうる。また、構成要素間の電線はいくらかの抵抗を有する。
【００３７】
図６ａにおいて、一次キャパシタンス要素２１０は、第１電極２１２を形成する第１プレートと、第２電極２１４を形成する平行な第２プレートとから形成される。電極２１２と２１４の間には、導電性ではない何らかの材料２１３が配置される。このような材料２１３の電気抵抗率は例えば２０℃で少なくとも１０Ωｍでありうる。機械的安定性を与えるため、材料２１３は固体誘電材料であることが好ましい。好ましくは、−５５℃から＋１００℃など、−５５℃から＋１５０℃の温度のような少なくとも一般的な使用条件では、固体誘電材料２１３は固体である。誘電材料２１３は他の温度でも固体であってもよく、しかしながら、上述した温度範囲で溶融または蒸発しないことが好ましい。
【００３８】
図６ｂで、電極２１２，２１４の一部はベースキャパシタ２１６を形成する。図６ｃで、キャパシタンス変化は、上記でより詳しく説明したように、後よりも最初に大きくなるように設計される。図６ｄでは、図６ｃの電極にベースキャパシタ２１６が追加されている。
【００３９】
図６ｅで、電極２１２，２１４は同心に配置される。外側の電極２１２は楕円形の一般的な円筒体など一般的な円筒体の形を有する。好ましくは、外側電極は規則的な、つまり円形の円筒体である。内側電極２１４は棒または円筒体でありうる。好ましくは、内側電極と外側電極との間には何らかの固体誘電材料２１３が配置される。図６ｆでは、ベースキャパシタ２１６が図６ｅの電極に追加されている。図６ｇで、外側電極２１２の直径は、摩耗表面から遠く離れたところよりも、摩耗表面に近いほど小さい。これは、上記でより詳しく説明したように、キャパシタンス変化が後よりも最初に大きくなる設計であるという効果を有する。また、図６ｇの実施形態はベースキャパシタを含む。
【００４０】
図６ｈで、一次キャパシタンス要素２１０は、接地電極２１４つまり第２電極とともにキャパシタンスを形成する第１電極２１２を包含する。しかしながら、図６ｉに示されているように、接地電極２１４を伴わなくても回路は機能しうる。この実施形態では、第１電極２１２と、これが配置される環境との間にキャパシタンスが形成される。しかしながら、一次キャパシタンス要素２１０が第１電極２１２と第２電極２１４とを包含する時に測定がより正確になることが注目されている。個別のキャパシタが使用される時にも測定が正確である（図１ｇ参照）。
【００４１】
図１ｇを参照すると、一次キャパシタンス要素２１０はプレートを包含する必要がない。例えば、一次キャパシタンス要素２１０はキャパシタ２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６を包含し、これらは例えば個別の構成要素でありうる。タイヤが摩耗すると、構成要素および／またはその配線が摩耗し、こうして一次キャパシタンス要素２１０のキャパシタンスが変化する。このようなケースでは、キャパシタの一つひとつが要素２１０のキャパシタンスを増加させるように、キャパシタは電気的に並列に配置される。
【００４２】
例えば図８ａ，８ｂを参照すると、一実施形態において、本体１１０は第１材料を包含し、回路２００のための止まり穴１１２を画定する。この実施形態において、回路２００は止まり穴１１２に配置される。また、一次キャパシタンス要素２１０は、（ａ，ｉ）少なくとも一つの第１電極２１２または（ａ，ｉｉ）キャパシタ２１０ｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６）と（ｂ）誘電材料２１３とを、第１表面１２０の法線Ｎ１に垂直な方向において（ｃ）本体１１０の一部と（ｄ，ｉ）第１電極２１２または（ｄ，ｉｉ）キャパシタ２１０ｉとの間に誘電材料２１３の少なくともいくらかが残るように包含する。また、電極２１２，２１４がキャパシタ全体の少なくとも一部を形成することにも言及しておく。さらに、好ましくは、誘電材料２１３は第１材料と同じ材料ではない。このような実施形態は、例えば、摩耗表面１２０、例えばタイヤのトレッド１２０に止まり穴１１２を形成し、それから止まり穴１１２へ回路２００を挿入することにより製造されている。このような製造方法は一般的に、例えば本体１１０の重合化の間に回路２００を本体１１０に配置することよりもはるかに容易である。また、硬化またはその他による固体の本体１１０に止まり穴１１２を形成すると、回路が正しい場所と正しい位置に配置されることを保証する。このような止まり穴は、例えばタイヤモールドを使用することにより、例えばタイヤの加硫の間に形成されうる。代替例として、止まり穴は、例えば加硫の後に製造、例えば穿孔されうる。
【００４３】
上記と図８ａおよび８ｂに示したように、一実施形態において、一次キャパシタンス要素２１０は第２電極２１４を包含し、誘電材料２１３の少なくともいくらかは第１電極２１２と第２電極２１４との間に配置される。図８ａ，８ｂに示されているように、第１表面１２０の法線Ｎ１に垂直な方向で本体１１０と第１電極２１２との間にも誘電材料２１３のいくらかが残る。
【００４４】
好適な実施形態において、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０とは、その磁場が強力に結合されるように互いに対して配置される。また、好適な実施形態において、本体１１０は固体材料で形成され、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０とは本体１１０にしっかりと固定される。これは、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との相互配向および距離が使用時に一定に維持され、これが測定の感度を向上させて測定データの分析を簡易化するという効果を有する。
【００４５】
対応して、一実施形態で、一次インダクタンス要素２２０は一次磁場Ｂ１を形成するように構成され、二次インダクタンス要素３２０は二次磁場Ｂ２を形成するように構成される。当業者には周知のように、このような磁場の方向は観察点に大きく左右される。しかしながら、一次インダクタンス要素２２０の中心では、一次磁場Ｂ１は一次方向ｄＢ１を向いている。これは少なくとも、一次インダクタンス要素２２０に包含される一次コイル２２２の中心で当てはまる。また、二次インダクタンス要素３２０の中心では、二次磁場Ｂ２は二次方向ｄＢ２を向いている。これは少なくとも、二次インダクタンス要素３２０に包含される二次コイル３２２の中心で当てはまる。磁場Ｂ１およびＢ２の間に強力な結合を設けるため、一実施形態、例えば図４ａの実施形態では、一次方向ｄＢ１と二次方向ｄＢ２との間の角度αは３０度より小さいか１５０度より大きく、好ましくは１５度より小さいか１６５度より大きい。また、二つの方向の間の角度αが定義上、常に最大でも１８０度であることは言うまでもない。少なくとも、理論的に定義可能な多くの角度のうち、一つは０から１８０度までの範囲にあり、ここではこの角度について言及する。
【００４６】
しかしながら、図４ｃを参照すると、角度αを小さくする必要はない。例えば、一次軸２２４などの一次コア２２４は一次磁場Ｂ１を誘導するように使用されうる。同様にして、二次軸３２４などの二次コア３２４は二次磁場Ｂ２を誘導するのに使用されうる。図４ｃにおいて、二次コア３２４は屈曲部を包含し、こうして二次コア３２４は、一次磁場Ｂ１と強力な相互作用を行うように二次磁場Ｂ２を誘導する構成を持つ。図４ａにおいて、一次コア２２４つまり一次軸２２４は直線状である。しかしながら、当業者は容易に、コア２２４，３２４を磁気相互作用を高めるような形状にすることができる。一次磁場Ｂ１を誘導するため、一実施形態では、一次コア２２４は常磁性または強磁性材料を包含する。二次磁場Ｂ２を誘導するため、一実施形態では、二次コア３２４は常磁性または強磁性材料を包含する。
【００４７】
また、好適な用途において、一次方向ｄＢ１は摩耗表面１２０の法線に対して実質的に平行である。例えば、一次方向ｄＢ１と第１表面１２０の法線Ｎ１との間の角度βは、１５度より小さいか１６５度より大きいなど、３０度より小さいか１５０度より大きい。ここで法線Ｎ１は、一次キャパシタンス要素２１０に最も近い点での表面１２０の法線を指す。これは、回路２００が摩耗を測定するように構成される表面１２０と反対である本体１１０の側に二次インダクタンス要素３２０が配置された時に、一次２２０および二次３２０のインダクタンス要素が互いの近くに配置されうるという効果を有する。
【００４８】
図４ｂを参照すると、一実施形態において、デバイス１００は第１補強構造１５０を包含する。第１補強構造１５０の目的は、デバイス１００を補強することである。例えば、第１補強構造１５０は、第１補強構造１５０が第２表面１３０を形成するように配置される本体１１０の金属コーティングでありうる（例えば図１ｂ参照）。代替例として、第１補強構造１５０は本体１１０の内側に配置されるワイヤメッシュまたはベルトでありうる。第１補強構造１５０はタイヤ１００のベルトでありうる。第１補強構造１５０の目的は本体１００を補強することであるので、好ましくは、補強構造は大きな開口部を画定しない。より正確に記すと、好ましくは、第１補強構造１５０は少なくとも０．５ｃｍ２の面積を有する開口部を画定しない。大きな開口部であれば補強構造を脆弱化するだろう。しかしながら、第１補強構造１５０に開口部がない時には、一実施形態では、第１補強構造１５０の一部が一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間に配置される。
【００４９】
金属は概して強固であるので、ベルトなどの補強構造は一般的に金属を包含する。しかしながら、金属は概して電気をよく通し、こうして一次および二次インダクタンス要素（２２０，３２０）の間の磁気結合を妨げる。一実施形態において、第１補強構造１５０は、２３℃の温度では最高で１０−５Ωｍなど、２３℃の温度では最高で１Ωｍの電気抵抗を有する材料を包含する。特にこのようなケースでは、インダクタンス要素（２２０，３２０）の間の相互距離および配置が重要になる。第１補強構造１５０は鋼を包含しうるか、鋼から成る。第１補強構造１５０は鋼メッシュを包含しうる。
【００５０】
付加的または代替的に、ベルトなどの第１補強構造１５０は繊維材料を包含しうる。第１補強構造１５０の繊維材料は、コットン、レーヨン、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ケブラー（登録商標））のうち少なくとも一つを包含しうる。
【００５１】
図４ｃを参照すると、一実施形態において、デバイス１００は第２補強構造１５５を包含する。第２補強構造１５５の一部も、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間に配置されうる。しかしながら、第１補強構造１５０は充分な補強を与え、こうして第２補強構造１５５は穴（つまり開口部）を画定し、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間には第２補強構造１５５の一部すら残らない。
【００５２】
第２補強構造１５５は繊維材料を包含しうる。第２補強構造１５５の繊維材料は、コットン、レーヨン、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ケブラー）のうち少なくとも一つを包含しうる。
【００５３】
図１ｆを参照すると、フェライト、または鉄を包含する金属など、強磁性または常磁性の材料の１枚または２枚のプレート２２５，３２５を使用することにより、インダクタンス要素２２０，３２０の間の磁気結合が改良されうる。摩耗インジケータ１９０は、一次インダクタンス要素２２０の磁場を強化するように構成される一次プレート２２５を包含しうる。図１ｆに示されているように、一次インダクタンス要素２２０により囲繞される仮想軸線は一次プレート２２５を通過する。仮想軸線は、一次インダクタンス要素２２０、特に一次コイル２２２により発生される一次磁場Ｂ１とその中心において平行でありうる。こうして、一次プレート２２５は一次コイル２２２との磁気接続状態にある。図１ｆに示されているように、好ましくは、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間には一次プレート２２５が配置されない。
【００５４】
付加的または代替的に、摩耗インジケータ１９０は、二次インダクタンス要素３２０の磁場を強化するように構成される二次プレート３２５を包含しうる。図１ｆに示されているように、二次インダクタンス要素３２０に囲繞される仮想軸線は二次プレート３２５を通過する。仮想軸線は、二次インダクタンス要素３２０、特に二次コイル３２２により発生される二次磁場Ｂ２とその中心において平行でありうる。こうして、二次プレート３２５は二次コイル３２２との磁気接続状態にある。図１ｆに示されているように、好ましくは、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間に二次プレート３２５は配置されない。
【００５５】
図５ａを参照すると、概して、一次インダクタンス要素２２０は、一次軸線ＡＸ１に巻かれた一次コイル２２２を包含し、二次インダクタンス要素３２０は、二次軸線ＡＸ２に巻かれた二次コイル３２２を包含する。このような軸線（ＡＸ１，ＡＸ２）は、例えば強磁性または常磁性材料を包含する、明確に定義される物理的な軸でありうる。例えば、図４ｃで、一次コイル２２２は車軸である一次コア２２４に巻かれ、ゆえに一次軸線ＡＸ１を形成する（図５ａと比較）。こうして、一次コア２２４は一次コイル２２２との磁気接続状態にある。またこうして、二次コア３２４は二次コイル３２２との磁気接続状態にある。また図４ｃで、二次コイル３２２は二次コア３２４の一部に巻かれている。対応する部分（二次コイル３２４が巻かれる）はこうして二次軸線ＡＸ２を形成する。
【００５６】
しかしながら、コイルは回路基板に平面形状で形成されてもよく、こうするとコイルの中心は対応する軸線を規定することになる。またコイルがなんらかの固体材料を囲繞する必要はない。当業者には周知のように、一次軸線ＡＸ１の方向は上述した一次方向ｄＢ１と平行（つまり一方向または逆）であり、二次軸線ＡＸ２の方向は上述した二次方向ｄＢ２と平行（つまり一方向または逆）である。
【００５７】
図５ａを参照すると、一次コイル２２２は、一次軸線ＡＸ１と平行な法線を有する平面に一次断面ＸＳ１を有する。そして二次コイル３２２は、二次軸線ＡＸ２と平行な法線を有する平面に二次断面ＸＳ２を有する。代替的な表現として、一次コイル２２２は、一次方向ｄＢ１に向けられた一次コイル２２２の中心にある一次磁場Ｂ１を形成するように構成され、一次コイル２２２は、一次方向ｄＢ１に平行な法線を有する平面に一次断面ＸＳ１を有する。同様に、二次コイル３２２は、二次方向ｄＢ２に向けられた二次コイル３２２の中心にある二次磁場Ｂ２を形成するように構成され、二次コイル３２２は、二次方向ｄＢ２と平行な法線を有する平面に二次断面ＸＳ２を有する。ここで、一次断面ＸＳ１は一次コイル２２２の最外周部により画定される。加えて、二次断面ＸＳ２は二次コイル３２２の最外周部により画定される。コイル２２２，３２２は、多層プリント回路基板などのプリント回路基板に配置されうる。
【００５８】
図５ｂを参照すると、磁場Ｂ１およびＢ２の間に強力な結合を設けるため、一実施形態において、一次断面ＸＳ１と二次断面ＸＳ２とは、一次方向ｄＢ１および／または二次方向ｄＢ２と平行な仮想直線ＩＭＬが一次断面ＸＳ１と二次断面ＸＳ２の両方を通過するように、互いに対して配置される。この実施形態は図５ｂに示されている。
【００５９】
図５ｂに示されているように、好ましくは、一次および二次断面ＸＳ１，ＸＳ２は適度な量だけ重複している。図５ｂに示されているように、方向ｄＢ１およびｄＢ２は平行であり、断面ＸＳ１およびＸＳ２は、方向ｄＢ１に法線を有する同じ平面Ｐへ方向ｄＢ１に投影される。図５ｂに示されているように、断面の重複部分ＸＳ１２は、平面Ｐでの断面ＸＳ１およびＸＳ２の投影の交点（ＸＳ１∩ＸＳ２で通常は表される数学的な意味での交点）である。方向ｄＢ１とｄＢ２とが平行でないケースでは、ＸＳ１とＸＳ２との投影は、方向ｄＢ１またはｄＢ２のいずれかで、方向ｄＢ１またはｄＢ２の法線を有する同じ平面Ｐにそれぞれ投影されると考えられうる。
【００６０】
図５ｂに記されているように、重複部分ＸＳ１２の面積Ａｘｓ１２は、一次断面ＸＳ１の面積Ａｘｓ１および／または二次断面ＸＳ２の面積Ａｘｓ２と比較して、適度に大きくなっている。一次断面ＸＳ１の面積Ａｘｓ１が平面上での一次断面ＸＳ１の投影の面積Ａｘｓ１と等しいことも留意されたい。同様に、二次断面ＸＳ２の面積Ａｘｓ２は平面Ｐでの二次断面ＸＳ２の投影の面積Ａｘｓ２と等しい。好適な実施形態において、一次断面ＸＳ１と二次断面ＸＳ２との重複部分ＸＳ１２は、例えば少なくとも３３％など少なくとも２５％、または以下のもの、すなわち、一次断面ＸＳ１の面積Ａｘｓ１と、二次断面ＸＳ２の面積Ａｘｓ２の小さい方の少なくとも半分である。より好ましくは、重複部分ＸＳ１２の面積Ａｘｓ１２は、Ａｘｓ１とＡｘｓ２のうち小さい方の少なくとも６６％、少なくとも７５％、または少なくとも９０％である。
【００６１】
加えて、コイル２２２，３２２の磁気結合は、一次コイル２２２の断面サイズが二次コイル３２２の断面サイズと同程度の大きさである時に良好であることが観察されている。それゆえ、好ましくはコイル３２２，２２２の断面積の比つまりＡｘｓ２／Ａｘｓ１は０．１から１０であり、例えば０．２から５などである。
【００６２】
しかしながら、少なくともいくつかのタイヤでは、回路２００を小さくすることが好ましい。ゆえに一実施形態では、二次断面ＸＳ２の面積Ａｘｓ２と一次断面のＸＳ１面積Ａｘｓ１との比Ａｘｓ２／Ａｘｓ１は、少なくとも０．５または少なくとも０．７５または少なくとも０．９である。しかしながら、上記のように、面積の差分が非常に大きい場合には、磁気結合が低下し始める。ゆえに、比Ａｘｓ２／Ａｘｓ１は例えば０．５から１０の範囲、または０．７５から７または０．９から５でありうる。
【００６３】
加えて、コイル２２２，３２２の磁気結合は、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間の距離ｄ１２（図４ａ参照）が小さい時に良好であることが観察されている。例えば、一実施形態において、距離ｄ１２は例えば最大５０ｍｍ、最大２５ｍｍ、最大１５ｍｍ、最大１０ｍｍなどであり、最大で７５ｍｍである。
【００６４】
図７を参照すると、一実施形態において、インテロゲータ３００はゲートウェイデバイス４００と通信するように構成される。ゲートウェイデバイス４００は、例えばユーザのために摩耗値を表示するように構成されうる。ゲートウェイデバイス４００は摩耗値を限界値と比較するように構成されうる。ゲートウェイデバイス４００は、摩耗値が限界値を超えた時にアラーム信号を送信するように構成されうる。このようなアラーム信号は光学的または視覚的でありうる。このようなアラーム信号はユーザのために送信されうる。
【００６５】
付加的に、または代替例として、ゲートウェイデバイス４００は携帯電話ネットワークなどのサービスプロバイダと通信するように構成されうる。例えば、ゲートウェイデバイス４００は携帯電話ネットワークを介してクラウドサービスと通信するように構成されうる。代替例として、インテロゲータ３００は、携帯電話ネットワークなどのサービスプロバイダと直接に、または例えば携帯電話ネットワークを介して通信しうる。しかしながら、インテロゲータ３００から適度な近さにゲートウェイデバイス４００を設けると、インテロゲータ３００の電力消費が削減される。一般的に、インテロゲータ３００の電源３３０は交換または充電が困難なので、これは有益である。
【００６６】
インテロゲータ３００から最大５０メートル、好ましくは最大２０メートル、最大１０メートルなどに配置されるゲートウェイデバイス４００へデータを送信するように、インテロゲータ３００が構成されることが好ましい。好ましくは、ゲートウェイデバイス４００はクラウドサーバ５００とデータを送受信するように構成される。インテロゲータ３００は、ブルートゥース（登録商標）技術を通してゲートウェイデバイス４００と通信するように構成されうる。インテロゲータ３００は２．４ＧＨｚから２．４８５ＧＨｚまでの周波数範囲の電波を使用してゲートウェイデバイス４００と無線で通信するように構成されうる。
【００６７】
一実施形態において、インテロゲータ３００は、［ｉ］二次キャパシタンス要素３２０と回路２００との相互インダクタンス、［ｉｉ］回路２００のインダクタンス、［ｉｉｉ］回路２００の振動の共振周波数のうち少なくとも一つを測定するように構成される。このような測定データは上に詳述したように第１表面１２０の摩耗ｗを表す。また、一実施形態において、インテロゲータ３００は、測定データ（つまり摩耗を表すデータ）を使用して摩耗値ｗを判断するように構成される。インテロゲータ３００は、摩耗値をゲートウェイデバイス４００へ、またはクラウドサーバへ直接、送信しうる。代替例において、インテロゲータ３００は摩耗を表すデータをゲートウェイデバイス４００へ、またはクラウドサーバ５００へ直接、送信しうる。これに応じて、ゲートウェイデバイス４００またはクラウドサーバ５００は、摩耗を表す受信データを使用して摩耗値ｗを判断するように構成されうる。
【００６８】
本発明の実施形態は、表面１２０の摩耗ｗを測定するためのシステムでもある。このようなシステムは、デバイス１００（つまり回路２００とこれに装着されるインテロゲータ３００とを備えるタイヤ）と、ゲートウェイデバイス４００とを包含する。デバイス１００のインテロゲータ３００は、ゲートウェイデバイス４００へデータを送信するように構成される。ゲートウェイデバイス４００は、インテロゲータ３００からデータを受信するように構成される。ゲートウェイデバイス４００は、上記のようにユーザと通信するように構成されうる。ゲートウェイデバイス４００は、上記のようにクラウドサーバ５００と通信するように構成されうる。
【００６９】
独立した回路２００と独立したインテロゲータ３００とを包含する摩耗インジケータ１９０（図１ａ参照）を格納することが可能である。また、摩耗インジケータを備えるタイヤ１００は、上記の原理に従って回路２００とインテロゲータ３００とを互いに、またタイヤの本体１１０に対して配置することにより形成されうる。これに応じて、摩耗インジケータ１９０は本体１１０に配置される。上記のように、本体１１０は、タイヤ、例えば空気タイヤのトレッドまたはトレッドブロックでありうる。
【００７０】
このような方法の実施形態は、摩耗インジケータ１９０を格納する（例えば利用可能に配置する）ことを包含する。上記のように、摩耗インジケータ１９０は、［ｉ］摩耗するように構成される一次キャパシタンス要素２１０と一次インダクタンス要素２２０を包含する回路２００、そして［ｉｉ］電源３３０と通信回路３１０と二次インダクタンス要素３２０とを包含するインテロゲータ３００とを包含する。この方法で、回路２００の一次キャパシタンス要素２１０の少なくとも一部は、本体１１０つまりタイヤのトレッドに配置される。トレッドはトレッドブロックを包含し、一次キャパシタンス要素２１０はトレッドブロックに配置されうる。また、一実施形態は、一次キャパシタンス要素２１０の少なくとも一部が一次インダクタンス要素２２０の少なくとも一部よりも摩耗表面１２０の近くになるように回路２００の一次インダクタンス要素２２０を本体１１０について配置することを包含する。
【００７１】
また、インテロゲータ３００は本体１１０または回路２００に装着される。二次インダクタンス要素３２０の少なくとも一部が、一次インダクタンス要素２２０の一部よりも摩耗表面１２０から離れて配置されるように、インテロゲータ３００が装着される。
【００７２】
好適な実施形態は、タイヤ１００の別の表面１３０へインテロゲータ３００を装着することを包含する。表面は、タイヤの空洞の表面１３０でありうる。表面１３０は、空気タイヤであるタイヤの内表面でありうる。一実施形態は、インテロゲータ３００を少なくとも部分的にタイヤ１００に装着することを包含する。
【００７３】
図９ａは、空気タイヤであるタイヤ１００を示す。周知のように、タイヤはトレッド１２０を有する。トレッド１２０はタイヤの外表面にある。トレッドはトレッドブロック配列１１４の表面として形成される。トレッドブロック配列１１４は、図９ａに示されているように、トレッドブロック１１０の間に単数または複数の溝が残るように配置されるトレッドブロック１１０を含む。対応して、単一のトレッドブロック１１０は、トレッド１２０の少なくとも一部、一般的には一部のみを形成する。トレッド１２０は、空気タイヤ１００が使用される時に、表面９００に対して転がり接触するためのものである。トレッド１２０はタイヤ１００の径方向ＳＲに実質的に平行な面法線を有し、径方向ＳＲはタイヤ１００の回転軸線ＡＸＲに対して垂直である。
【００７４】
空気タイヤ１００は、上記のデバイス１００の一例である。空気タイヤ１００のトレッドブロックは摩耗表面１２０を有する本体を形成する。空気タイヤのケースにおいて、摩耗表面１２０は空気タイヤ１００のトレッドである。
【００７５】
図９ｂを参照すると、タイヤ１００はトレッドブロック１１０を包含する。上記のように、トレッドブロックは少なくとも回路２００を装備している。回路２００は、トレッド１２０が摩耗する際に一次キャパシタンス要素２１０が摩耗するようにトレッドブロックに配置される。トレッド１２０が摩耗すると、回路２００を有するトレッドブロック１１０の表面により形成されるトレッド１２０の部分も摩耗する。一次キャパシタンス要素２１０は一次インダクタンス要素２２０に電気的に結合される。インテロゲータ３００は、空気タイヤ１００の内表面１３０に配置される。一次インダクタンス要素２２０は、上に詳述したように、二次インダクタンス要素３２０と整合される。
【００７６】
空気タイヤ１００において、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間の距離ｄ１２（図４ａ参照）は、上記のように一般的に最大７５ｍｍである。しかしながら、インダクタンス要素２２０，３２０の間の磁気結合は一般的に、インダクタンス要素２２０，３２０が互いに近いほど良好である。ゆえに、上記のように距離ｄ１２は好ましくは小さい。
【００７７】
空気タイヤ１００において、トレッドブロック１１０はゴムなどの第１材料を包含する。また、一実施形態において、トレッドブロック１１０の止まり穴１１２に回路２００が配置される。ゆえに、トレッドブロック１１０は回路２００のための止まり穴１１２を画定する。回路２００の少なくとも一部または回路２００全体をトレッドブロックの止まり穴に配置する前に、トレッドブロック１１０に止まり穴が配置されうる。止まり穴はタイヤ１００の加硫中にモールドで製造されるか、加硫の後に製造、例えば穿孔されうる。
【００７８】
図８ａおよび８ｂも参照すると、このような実施形態において、一次キャパシタンス要素２１０の誘電材料２１３の少なくともいくらかが、トレッド１２０の法線Ｎ１に垂直な方向にトレッドブロック１１０の一部と第１電極２１２またはキャパシタ２１０１との間に残る。好ましくは、誘電材料２１３は第１材料と同じではない。しかしながら、好ましくは、一次キャパシタンス要素２１０はせいぜいトレッド１２０ほどの耐摩耗性を備える。それゆえ、誘電材料２１３は適度な軟性を持ちうる。例えば、誘電材料２１３はせいぜいトレッド１２０ほどの耐摩耗性を持ちうる。
【００７９】
回路２００とインテロゲータとが空気タイヤ１００の一部として配置される時に、ゲートウェイデバイス４００（図７参照）は、空気タイヤが車輪に配置されるように構成される自動車に配置されうる。
【００８０】
図９ｂを参照すると、空気タイヤ１００は一般的に補強ベルト１５０を包含する。補強ベルト１５０は第１コードを包含する。第１コードの少なくともいくらかは一般的に、鋼などの金属を包含する。第１コードは、代替例において、または加えて、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、およびパラアラミド繊維（つまりケブラー）のうち少なくとも一つなどの繊維材料を包含する。第１コードが鋼を包含する時に、補強ベルト１５０は通常、鋼ベルト１５０と呼ばれる。最も一般的には、タイヤ１００を補強するのに鋼ベルトが使用される。一実施形態において、補強ベルト１５０は、２３℃の温度で最高１０−５Ωｍなど、２３℃の温度で最高１Ωｍの電気抵抗を有する材料を包含する。特にこのようなケースでは、インダクタンス要素（２２０，３２０）の間の相互距離および配置が重要になる。
【００８１】
補強ベルト１５０の目的は補強することであるので、補強ベルト１５０は好ましくは一体的である、つまり大きな穴を備えていないことが好ましい。対応して、一実施形態において、補強ベルト１５０の一部は一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間に配置される。特に、補強ベルト１５０がインダクタンス要素２２０，３２０の間に配置されて補強ベルト１５０が鋼を包含する時には、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との相互整合が重要である。上記のように短い相互距離ｄ１２、および／または、上記の方向ｄＢ１およびｄＢ２により示されるように実質的に平行な磁場を有することは、これらのケースでも結合を向上させる。
【００８２】
図９ｂに記されているように、空気タイヤ１００の実施形態は単数の層１５５または複数の層１５５を包含する。単数または複数の層１５５は、マトリクス材料としてのゴムと、マトリクスと一体化される第２コードとを包含する。第２コードは繊維材料を包含しうる。第２コードの繊維材料は、コットン、レーヨン、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、およびポリパラフェニレンテレフタルアミド（ケブラー）のうち少なくとも一つを包含しうる。第２コードは単数または複数の層１５５を補強する。
【００８３】
一実施形態において、層１５５の一部または複数の層１５５の少なくとも一つの一部は、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０との間に配置される。これは、単数の層１５５または複数の層１５５が一体的に設けられる、つまり大きな穴を備えていないという効果を有する。ゆえに、層の補強効果が充分に利用される。
【００８４】
しかしながら、ベルト１５０の補強効果は充分でありうる。このようなケースで、単数の層１５５または複数の層１５５は穴を画定しうる。このような実施形態では、一次インダクタンス要素２２０と二次インダクタンス要素３２０の間に単数の層１５５または複数の層１５５が残らないように、一次インダクタンス要素（２２０）および二次インダクタンス要素３２０が穴に対して配置される。
【００８５】
インテロゲータ３００が空気タイヤ１００の内側に配置されるケースでは、インテロゲータ３００は好ましくは上記のように二次センサ装置３４０を包含する。二次センサ装置３４０は、例えば（１）圧力センサ、（２）加速度センサ、（３）圧力センサと加速度センサ、（４）圧力センサと温度センサ、（５）圧力センサと温度センサと加速度センサ、または圧力センサと加速度センサと温度センサの他の組み合わせを包含しうる。
【００８６】
インテロゲータ３００が非空気タイヤ１００の内側に配置されるケースでは、インテロゲータ３００は好ましくは、上記のように二次センサ装置３４０を包含する。二次センサ装置３４０は、例えば（１）加速度センサ、（２）温度センサ、または（３）加速度センサと温度センサを包含しうる。
【００８７】
摩耗インジケータ１９０を備える空気タイヤ１００は、例えば上に詳述したように回路２００とインテロゲータ３００とを利用可能に配置することにより製造されうる。また、一次キャパシタンス要素２１０の少なくとも一部が、一次インダクタンス要素２２０の少なくとも一部よりもトレッド１２０に近くなるように、回路２００の一次キャパシタンス要素２１０の少なくとも一部がトレッドブロック１１０に配置されて、一次インダクタンス要素２２０が空気タイヤ１００に配置される。好ましくは、一次インダクタンス要素２２０もトレッドブロック１１０に配置される。上記のように、回路２００は例えばトレッドブロックの止まり穴１１２に配置されうる。
【００８８】
さらに、二次インダクタンス要素３２０の少なくとも一部が、一次インダクタンス要素２２０の一部よりもトレッド１２０から離れて配置されるように、タイヤ１００、例えば空気タイヤ１００の内表面１３０により、または少なくとも部分的にタイヤに画定される空洞の表面に、インテロゲータ３００が装着される。好ましくは、インテロゲータ３００は空気タイヤ１００の内表面１３０に装着される。
【符号の説明】
【００８９】
１００  タイヤ
１１０  トレッドブロック
１１４  トレッドブロック配列
１２０  トレッド／第１表面
１３０  第２表面
１９０  摩耗インジケータ
２００  回路
２１０  一次キャパシタンス要素
２１０１，２１０２，２１０３，２１０４，２１０５，２１０６  キャパシタ
２１３  誘電材料
２１６  ベースキャパシタ
２２０  一次インダクタンス要素
２２２  一次コイル
２２４  一次コア
２２５  一次プレート
３００  インテロゲータ
３１０  通信回路
３２０  二次インダクタンス要素
３２２  二次コイル
３２４  二次コア
３２５  二次プレート
３３０  電源
３４０  二次センサ装置
４００  ゲートウェイデバイス
５００  クラウドサーバ
【図１ａ】
0006789423.tif 000002
【図１ｂ】
0006789423.tif 000003
【図１ｃ】
0006789423.tif 000004
【図１ｄ】
0006789423.tif 000005
【図１ｅ】
0006789423.tif 000006
【図１ｆ】
0006789423.tif 000007
【図１ｇ】
0006789423.tif 000008
【図２】
0006789423.tif 000009
【図３】
0006789423.tif 000010
【図４ａ】
0006789423.tif 000011
【図４ｂ】
0006789423.tif 000012
【図４ｃ】
0006789423.tif 000013
【図５】
0006789423.tif 000014
【図６】
0006789423.tif 000015
【図７】
0006789423.tif 000016
【図８】
0006789423.tif 000017
【図９ａ】
0006789423.tif 000018
【図９ｂ】
0006789423.tif 000019