(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気タイヤ構造体の回転中に蓄積される電荷を蓄積するように形成されたタイヤ組立体であって、
地面と接触する外側トレッド部(18)を有するクラウン部(15)と、前記空気タイヤ構造体をホイールリムに装着するビード部(22)と、各ビード部とクラウン部との間に延在するサイドウォール部(20)と、内側クラウン表面(24)に沿って設けられたインナーライナーとを有する空気タイヤ構造体(10)と、
前記空気タイヤ構造体に蓄積される電荷を前記外側トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を少なくとも部分的に形成するために、前記インナーライナーと前記外側トレッド部との間の空間に設けられる導電性材料部分(30,32)と、
前記導電性材料部分と接続されて、前記タイヤ構造体に蓄積される電荷を流すことができる導電路を更に形成すると共に、前記導電路を流れる前記電荷の選ばれた電荷を蓄積するように形成されるエネルギー蓄積装置(28)と、
を具備しているタイヤ組立体。
【請求項２】
前記エネルギー蓄積装置がキャパシタを具備している請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項３】
前記エネルギー蓄積装置が再充電可能な電池を具備している請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積装置に蓄積された電荷が逆方向に放電するのを防ぐために、前記エネルギー蓄積装置に接続されたダイオードを更に具備している請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積装置と並列に設けられたツエナダイオードであって、前記導電性材料部分と組み合わされて、所定の量の電荷が前記エネルギー蓄積装置に蓄積された時に電荷を流すことができる別の導電路を形成するツエナダイオードを更に具備している請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項６】
所定のタイヤ状態に関する情報を決定するために少なくとも１つの状態応答装置を更に具備し、前記少なくとも１つの状態応答装置が前記エネルギー蓄積装置に蓄積された電荷によって電力供給されている請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項７】
前記空気タイヤ構造体によって行われる回転の数を決定するために回転数カウンタを更に具備し、前記回転数カウンタが前記エネルギー蓄積装置に蓄積された電荷によって電力供給されている請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項８】
前記導電路内の電荷の流れを更に限定するために、前記導電性材料部分及び前記エネルギー蓄積装置の選択された領域に接して設けられた絶縁材料のライニングを更に具備している請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項９】
前記空気タイヤ構造体に蓄積される電荷を前記外側トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を少なくとも部分的に形成するために、前記インナーライナーと前記外側トレッド部との間に設けられた前記導電性材料部分の追加部分と、
前記導電性材料部分と接続されて、前記タイヤ構造体に蓄積される電荷を流すことができるそれぞれの前記導電路を更に形成するエネルギー蓄積装置と
更に具備しており、各前記エネルギー蓄積装置がその中に、それぞれの前記導電路を流れる前記電荷の選ばれた電荷を蓄積するように構成されている
請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項１０】
空気タイヤ構造体の回転中に蓄積される電荷を蓄積するように形成されたタイヤ組立体であって、
地面と接触する外側トレッド部(18)を有するクラウン部(15)と、前記空気タイヤ構造体をホイールリムに装着するビード部(22)と、各ビード部とクラウン部との間に延在するサイドウォール部(20)と、内側クラウン表面(24)に沿って設けられたインナーライナーとを有する空気タイヤ構造体(10)と、
前記空気タイヤ構造体に蓄積される電荷を前記外側トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を少なくとも部分的に形成するために、前記インナーライナーと前記外側トレッド部との間に延在する導電性材料部分(30,32)と、
前記導電性材料部分と接続されて、前記タイヤ構造体に蓄積される電荷を流すことができる導電路を更に形成すると共に、前記導電路を流れる前記電荷の選ばれた電荷を蓄積するように形成されるエネルギー蓄積装置(28)及びダイオード(42)と、
前記導電路内の電荷の流れを更に限定するために、前記導電性材料部分及び前記エネルギー蓄積装置の選択された部分に隣接して設けられた絶縁材料のライニングと
を具備しているタイヤ組立体。
【請求項１１】
前記エネルギー蓄積装置がキャパシタを具備している請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１２】
前記エネルギー蓄積装置が再充電可能な電池を具備している請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１３】
前記エネルギー蓄積装置に蓄積された電荷が逆方向に放電するのを防ぐために、前記ダイオードが前記エネルギー蓄積装置と直列に接続されている請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１４】
所定の量の電荷が前記エネルギー蓄積装置に蓄積された時に電荷を流すことができる別の導電路を、前記導電性材料部分と組み合わさって形成するために、前記エネルギー蓄積装置と並列に設けられたツエナダイオードを具備している請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１５】
前記エネルギー蓄積装置に蓄積された電荷が逆方向に放電するのを防ぐために、前記ダイオードが前記エネルギー蓄積装置と直列に接続され、且つ、前記タイヤ組立体が前記エネルギー蓄積装置と並列に設けられたツエナダイオードを更に具備している請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１６】
前記エネルギー蓄積装置に蓄積された電荷によって電力供給されて、所定のタイヤ状態に関する情報を決定する少なくとも１つの状態応答装置と、
前記少なくとも１つの状態応答装置によって決定された所定のタイヤ状態に関する前記情報を表す無線信号を放射及び受信するために前記少なくとも１つの状態応答装置に接続されたアンテナと
を更に具備している請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１７】
前記空気タイヤ構造体の前記外側トレッド部の選択された部分が導電性材料を具備し、その下に相対的に非導電性の材料が設けられ、導電路を規定する前記導電性材料部分が前記外側トレッド部の選択された導電性の部分に接続されている請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１８】
前記エネルギー蓄積装置に蓄積される電荷が少なくとも１つの電子部品に電力を供給するように、前記エネルギー蓄積装置に接続された少なくとも１つの電子部品と、
前記エネルギー蓄積装置に蓄積される電荷を受けるため、且つ、調整された電圧出力を前記少なくとも１つの電子部品に供給するための、前記エネルギー蓄積装置に接続された電力調整モジュールと
を更に具備している請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１９】
回転するタイヤの静電気から電力を回収するための方法であって、
（１）空気タイヤ構造体であって、地面と接触する外側トレッド部を有するクラウン部と、前記空気タイヤ構造体をホイールリムに装着するビード部と、各ビード部とクラウン部との間に延在するサイドウォール部と、内側クラウン表面に沿って設けられたインナーライナーと、前記タイヤ構造体に蓄積される電荷を前記トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を形成するために前記内側クラウン表面及び前記外側トレッド部との間に設けられた少なくとも１つの導電性材料部分と、を含む前記空気タイヤ構造体を用意し、
（２）前記タイヤ構造体を回転させることにより前記タイヤ構造体のトレッド部を地面と接触させ、前記タイヤ構造体内で静電荷を発生させ、その静電荷を前記少なくとも１つの導電性材料部分に流し、そして
（３）前記タイヤ構造体の回転で発生した静電荷部分をエネルギー蓄積装置に蓄積する上記の工程を含む電力回収方法。
【請求項２０】
調整された出力電圧を発生させるために前記エネルギー蓄積装置に蓄積される静電荷を調整する工程を更に含む請求項１９に記載の電力回収方法。
【請求項２１】
前記蓄積工程で前記エネルギー蓄積装置に蓄積される静電荷がエネルギー蓄積装置から放電するのを防ぐ工程を更に含む請求項１９に記載の電力回収方法。
【請求項２２】
前記導電路の周りに絶縁材料を設けることによって、少なくとも１つの導電性材料部分によって規定された導電路のみを介して地面への静電荷の流れを更に限定する工程を更に含む請求項１９に記載の電力回収方法。
【請求項２３】
地面と接触する外側トレッド部を有するクラウン部と、前記空気タイヤ構造体をホイールリムに装着するビード部と、各ビード部とクラウン部との間に延在するサイドウォール部と、内側クラウン表面及び内側サイドウォール表面とを有する空気タイヤ構造体と、
前記空気タイヤ構造体に蓄積される電荷を前記外側トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を少なくとも部分的に形成するために、内側クラウン表面と前記外側トレッド部との間に設けられる少なくとも１つの導電性材料部分と、
前記導電路に接続された少なくとも１つの電子部品であって、前記導電路を流れる電荷によって電力供給される少なくとも１つの電子部品と、
前記導電路を流れる選択された量の電荷を受信及び蓄積するように形成されるエネルギー蓄積装置と、を具備し、
前記少なくとも１つの電子部品に前記エネルギー蓄積装置からエネルギーが供給されている、自己電力供給式電子部品を備えたタイヤ組立体。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの電子部品が所定のタイヤ状態に関する情報を決定するために状態応答装置を具備している請求項２３に記載のタイヤ組立体。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの状態応答装置によって決定された所定のタイヤ状態に関する前記情報を表す無線信号を放射及び受信するために前記少なくとも１つの状態応答装置に接続されたアンテナを更に具備している請求項２４に記載のタイヤ組立体。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの状態応答装置が空気タイヤ構造体内の温度及び圧力に関する情報を供給する請求項２４に記載のタイヤ組立体。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの状態応答装置から受信した情報を処理するため、且つ、前記所定のタイヤ状態を示す選択情報を生成するために、前記導電路を流れる電荷によって電力供給され、且つ、前記少なくとも１つの状態応答装置に接続されたマイクロコントローラを更に具備している請求項２４に記載のタイヤ組立体。
【請求項２８】
前記マイクロコントローラからの選択情報を受信し、この選択情報を搬送信号に変調し、そして、この選択情報を遠隔の受信器の場所に前記アンテナを介して送信するために、前記マイクロコントローラに接続された無線送信器を更に具備している請求項２７に記載のタイヤ組立体。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの電子部品が、前記空気タイヤ構造体によって行われる回転の数を決定するために回転数カウンタを具備し、前記回転数カウンタが前記導電路を流れる電荷によって電力供給されている請求項２３に記載のタイヤ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、通常のタイヤ回転中に蓄積する電荷による自己電力供給式のタイヤ電子組立体に関するものである。更に具体的には、蓄積された静電気を地面に消散できると同時に、消散する静電気の一部をエネルギー蓄積装置に捕捉するチャネルを設けるために、タイヤ組立体及びトレッド部を通して形成された少なくとも１つの導電性セグメントと一緒に、ほぼ非導電性の部分を有する空気タイヤ構造体をつくることができる。このように回収された電荷が十分に蓄積されることによって、種々の状態応答装置（すなわち、センサー等）、回転数カウンタ、無線（ＲＦ）送信装置、及び、他の部品などのタイヤ電子システムに電力を供給することができる。
【背景技術】
【０００２】
電子装置を空気タイヤ構造体中に組み込むことで多く実用的利点が得られる。タイヤ電子装置は、タイヤ識別パラメータを中継するため、且つ、タイヤの各種物理的パラメータ、例えば温度、圧力、タイヤ回転数、車両速度などを得るために、センサその他の部品を含む場合もある。これら性能情報は、タイヤの監視・警報システムにおいて有用であり、さらに、正しいタイヤ圧力レベルに調整するためのフィードバックシステムで使用することができる可能性がある。
【０００３】
下記の特許文献１には、タイヤの偏倚、タイヤ速度、タイヤ回転数等の情報を測定できるタイヤ監視システム及び方法が開示されている。
【特許文献１】米国特許第5,749,984号明細書（Frey他）
【０００４】
下記の特許文献２には、タイヤ異常警報システムに係る別のタイヤ電子システムの例が記載されている。
【特許文献２】米国特許第4,510,484号明細書（Snyder）
【０００５】
下記の特許文献３も、タイヤ電子装置に係るものであり、更に具体的には、自動車及びトラックのタイヤに関連して用いる回転計を開示している。
【特許文献３】米国特許第4,862,486号明細書（Wing他）
【０００６】
タイヤ圧力監視システムの特徴の例は下記の文献に開示されている。
【特許文献４】米国特許第4,004,271号明細書（Haven他）
【特許文献５】米国特許第4,742,857号明細書（Gandhi他）
【特許文献６】米国特許第5,616,196号明細書（Loewe他）
【特許文献７】米国特許第5,928,444号明細書（Loewe他）
【０００７】
タイヤ構造体と一体化された電子システムによって得られる更に他の可能性は、商業車両分野において財産追跡及び性能評価ができる点にある。商業用トラック、航空機及び土木車両／採鉱車両は全て、タイヤ電子システムとそれに関連する情報送信の利点が利用できる発展可能性のある工業分野である。車両の各タイヤの走行距離をタイヤセンサによって測定することができ、上記した商業システムのメンテナンス計画の助けとなる。採鉱装置等のコストのかかる用途では車両の配置及び性能を最適化させることができる。車両群全体を無線タグ送信を利用して追跡することができる。この例は下記の特許文献に開示されている。
【特許文献８】米国特許第5,457,447号明細書（Ghaem他）
【０００８】
従来、一体化されたこの種のタイヤ電子システムには、各種の技術及び様々な電力発生システムから電力が供給されてきた。タイヤの運動からエネルギーを発生させる機械機構の例が下記文献に開示されている。
【特許文献９】米国特許第4,061,200号明細書（Thompson）
【特許文献１０】米国特許第3,760,350号明細書（Thomas）
【０００９】
しかし、上記文献に記載のシステムは、複雑で大きく、現代のタイヤ電子応用装置に組み入れるには適していない。タイヤ電子システムに電力を供給する他の選択肢が、上記した特許文献２に開示されている。特許文献２は、タイヤの半径方向中心線を中心とした対称な圧電リード電源に係る。
【００１０】
タイヤ電子システムへ電力を供給する他の代表的な解決策は、再充電不可能な電池を使用するものである。しかし、この方法は、電子システムを正しく動作させるためには定期的に電池交換が必要であるので、タイヤの使用者にとっては本質的には不便なものである。また、従来の電池は、電池を多量に使用する場合には特に廃棄の問題が生じる、環境問題に不都合な重金属を含んでいることが多い。さらに、複雑な機能レベルの電子応用装置へ電力を供給する場合には、電池は蓄積したエネルギーを急速に消耗する。電池の蓄積エネルギーの消耗は、例えばトラックホイール位置からトラック車内の受信器までのような比較的遠い距離を情報送信する電子システムでみられる。ホイール位置から上記位置よりも近い受信器位置へ送信する電子システムに電池を使用した場合でも、情報は一般に有線送信媒体を介して無線受信器位置から車内へ中継されるため、多くの場合、しばしば高価となる追加の通信配線を車両内に設置する必要がある。
【００１１】
タイヤ監視システムのための電力を得るため他の公知方法としては、タイヤとそれに一体化された電子機構に近接したインタロゲイションアンテナを用いて無線ビームパワーを捕える方法がある。アンテナから放射されるエネルギーを捕捉して電子装置に電力を供給するため、しばしば、電子装置は数マイクロワットの範囲内に制限された極めて特殊な超低電力電子装置にしなければならない。一般に、ビームで電力供給される電子装置と一緒に用いるインテロゲイションアンテナは、送信範囲が制限されているため、各ホイールのかなり近くに（約2フィート以内）配置しなければならない。従って、一般に、車両一台に多数のインテロゲイションアンテナが必要になり、設備費用が増大する。また、各アンテナは道路の障害物によって損傷し易く、そのため、多くの理由から、この方法は、或る種のタイヤ電子応用装置に電力を供給する最も望ましい方法ではない可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
電力を回収し且つ電力をタイヤ電子システムに供給するための公知の方法は多い。しかし、かかる公知技術の特徴は或る種のタイヤ用途では望ましくないことがある。従って、タイヤ電子装置用途のための改良された電力回収方法を提供するのが望ましい。
【００１３】
更に本発明によれば、或る種の電気的性質は本来タイヤ構造体と関係していることは理解できよう。例えば、車両及び車両と一緒に設けられるタイヤ組立体を移動すると静電気の蓄積が起こる。車両走行時に接地路がない場合には静電気が蓄積し、高電圧となることはしばしば経験することである。こうした電荷の蓄積は多くの理由から望ましくないことである。すなわち、こうした電荷の存在は無線受信機を含む車両の電子回路の干渉源となり、これに悪影響を与え、静電気で火花が生じて給油時の安全に問題が生じる。さらに、乗車時または降車時に人体を通して静電気が放電することでビリッとくるのは不快である。
【００１４】
車両内に蓄積された静電気を消散するアースとしてタイヤを用いることもできるが、タイヤ製造に用いる全ての材料が必ずしも導電性であるわけではない。一般に、導電性ゴム組成物は導電性カーボンブラックの比率をかなり高くしたものである。逆に、相対的に非導電性のゴム組成物はカーボンブラックに対するシリカの比率が高い。一般に、カーボンブラックに対するシリカの相対比率を上げると導電性が低下する。
【００１５】
一方、シリカをベースにした組成物は一般に導電性が不十分である。しかし、トレッドでシリカを補強材として用いることによって湿った状態下での制動能力を上げることができ、タイヤの走行抵抗を減らすことができる。そのため、こうした絶縁トレッドを通る導電路を設ける方法が提案されている。例えば、下記の文献を参照されたい。ここに引用して下記の特許出願の全内容を本明細書に組み入れる。
【特許文献１１】米国特許第5,937,926号明細書（Powell）
【特許文献１２】米国特許第6,220,319号明細書（Reuter）
【特許文献１３】米国特許第6,269,854号明細書
【００１６】
電力発生及び静電気の消散の必要性を考えると、タイヤ環境では、種々の導電路を設けることによって、蓄積する静電気のための接地路を形成する以外にタイヤの複数の目的のための車両で利用する二重機能を提供することができる。多くの場合、タイヤ構造体と組み合わされる電子部品に或る種の電源を外付けるのが望ましいため、タイヤ内に蓄積された静電気を流して、かかる電子部品に電力を供給するために蓄積する。タイヤ構造体と組み合わされる電力回収及び静電気の消散の公知な方法は個々に開発されているが、以下に開示する本発明による所望特性を全て含んだ構成は出現していない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
従来技術における上述した問題に鑑みて、本発明は、タイヤ構造体と一体化された電子システムに電力を供給するための改良されたシステムおよび方法を提供するものである。蓄積された静電気を地面に消散する一方で、消散する静電気の一部をエネルギー蓄積装置に捕捉するチャネルを設けるために、タイヤ構造体を通って放射方向に形成された少なくとも１つの導電性セグメントが、ほぼ非導電性の部分を有する空気タイヤ構造体につられてもよい。このように回収された電荷が十分に蓄積されることによって、タイヤ組立体と組み合わされる種々の電子部品、例えば再充電可能な電池、種々の状態応答装置、及び、無線（ＲＦ）送信装置に電力を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の具体的特徴によれば、本発明の目的は、自己電力供給式の電子装置が一体化された空気タイヤを提供することである。その電子装置は、ホイール組立体内から静電気が流れてくる結果、蓄積された電荷から電力を受ける。また、その電子装置は、様々な装置、例えば再充電可能な電池、回転数カウンタ、アクティブRFID応答機等に対応させることができる。電子応用装置には更に、圧力及び温度等のタイヤ状態に関する情報並びにタイヤ回転数または一般的なタイヤ識別変数等の他の情報を測定および送信するように構成された電子組立体がある。
【００１９】
ここに開示する技術の更なる特徴によれば、本発明の目的は、タイヤ構造体を通って形成される導電路を使用するタイヤ電子部品のための電力発生装置を提供することである。かかる導電路は相対的に電気抵抗率が高い材料で作られた部分を有するタイヤ組立体内に蓄積されうる静電荷を消散する通路を提供している。かかる導電路を流れる電荷を捕捉して蓄積することによって、タイヤ電子部品の電源が得られる。
【００２０】
本発明のタイヤ電子システムおよび特別の電力回収技術の各種機構および特徴には多くの利点がある。本発明は、電池交換に依存しない自己電力供給式タイヤ電子システムを提供する。電池および電池動作式装置を本発明の特徴と一緒に用いることはできるが、本発明を用いることによって、電池によって電力供給されるだけのタイヤ電子装置の場合の多くの複雑な問題は解消する。
【００２１】
本発明の別の利点は、従来のタイヤ監視システムよりも必要な信号用ハードウェアの量を削減するタイヤ監視システムが提供されることにある。自己電力供給式のタイヤ監視システムを用いることによって、追加のハードウェア接続線を伴う捕捉アンテナや複数の受信器の配置が不要になる。本発明のタイヤ監視システムの構成要素は、車両の個々のタイヤ構造体中に一体化することができ、単一の受信器（一般には車内に配置される）によって各タイヤに組み込まれた電子装置から送信された情報を受信することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の利点は、タイヤおよびホイール組立体構造内で使用可能な電子設備の形式および量に関する制約が少ない点にある。本発明の圧電技術以外の従来法で電力供給されるタイヤ電子装置は、超低電力装置にしばしば制限される。本発明による装置はこうした極端な電力制限を必ずしも受けない。この利点によって、更に多くの部品および／または更に高いレベルの設備を使用できる可能性があるので、タイヤ電子装置の機能を容易に更に拡大することができる。
【００２３】
本発明のさらに別の利点は、電力を発生させて、得られた電力を利用するための本発明のシステムおよび方法を、種々の既存の応用装置に使用することができる点にある。測定能力、監視および警報システム、車両フィードバックシステムおよび資産追跡可能性は、商業用トラック群、飛行機および採鉱／土木設備等の分野において利用できる。
【００２４】
本発明の１つの典型的な実施例においては、自己電力供給式電子装置が一体化された空気タイヤ組立体は、タイヤ構造体と、導電性材料部分と、エネルギー蓄積装置とを具備している。更に具体的には、タイヤ構造体は、地面と接触する外側トレッド部分を有するクラウン部分と、ホイールリムにタイヤを装着するビード部分と、各ビード部分とクラウン部分との間に延在する外側サイドウォール部分と、インナーライナーとを有している。この導電性材料部分はインナーライナーと外側トレッド部との間に設けられ、且つ、少なくとも部分的に、タイヤ構造体に蓄積される電荷を外側トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を形成している。導電材料部分にはエネルギー蓄積装置、例えばキャパシタ又は再充電可能な電池が接続され、このエネルギー蓄積装置はかかる電荷を選択された量だけ流し且つ蓄積することができる導電路を更に形成している。
【００２５】
本発明の更なる実施例では、上記の典型的な実施例の選択された機構を他の各種要素と組み合わせて含むことができる。例えば、追加の実施例では、選択されたダイオード要素をエネルギー蓄積装置と組み合わせて更に含むことができる。１つのかかるダイオードはエネルギー蓄積装置に蓄積された電荷が逆方向に放電するのを防ぐために、エネルギー蓄積装置と直列に接続することができる。別のかかるダイオードとしては、タイヤ構造体内の別の導電路を形成することによって、エネルギー蓄積装置に過電圧保護を提供するためにエネルギー蓄積装置と並列に設けられたツエナダイオードがある。導電性材料部分とそれと組み合わされる電力回収回路とによって設けられる導電路を、導電路の周りに絶縁材料を設けることで更に限定することができる。タイヤから回収された静電気はタイヤと組み合わされた他の部品、例えば状態応答装置、無線（ＲＦ）送信機、マイクロコントローラなどに電力を供給するのに使用できる。
【００２６】
本発明の別の実施例は、自己電力供給式電子部品を備えたタイヤ組立体であって、空気タイヤ構造体と、少なくとも１つの導電性材料部分と、少なくとも１つの電子部品とを具備しているタイヤ組立体に関する。空気タイヤ構造体は、地面と接触する外側トレッド部を有するクラウン部と、空気タイヤ構造体をホイールリムに装着するビード部と、各ビード部とクラウン部との間に延在するサイドウォール部と、内側表面とを具備することができる。少なくとも１つの導電性材料部分は、空気タイヤ構造体に蓄積される電荷を外側トレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を少なくとも部分的に形成するために、内側表面と外側トレッド部との間に延在している。少なくとも１つの電子部品は回転数カウンタ、状態応答装置、又は、他の部品にすることができる。部品の種々の組み合わ体も流される電荷によって電力が供給されることは理解できよう。
【００２７】
本発明の更なる実施例は回転するタイヤの静電気から電力を回収するための方法に関する。かかる方法は、地面と接触する外側トレッド部を有するクラウン部と、空気タイヤ構造体をホイールリムに装着するビード部と、各ビード部とクラウン部との間に延在するサイドウォール部と、インナーライナーとを具備する空気タイヤ構造体を提供する工程を含むことができる。かかるタイヤはタイヤ構造体に蓄積される電荷をトレッド部と接触する地面に流すことができる導電路を形成するためにインナーライナーとトレッド部との間に設けられた少なくとも１つの導電性材料部分を更に含むのが好ましい。本発明の電力回収方法と組み合わされる追加の工程はタイヤ構造体の外側トレッド部が地面と接触するようにタイヤ構造体を回転させることを含んでいる。このような回転工程はタイヤ構造体内で静電荷を発生し、この静電荷は続いて少なくとも１つの導電性材料部分を流れるのが好ましい。かかる実施例と組み合わされる最後の工程は、上記の回転工程で発生した静電荷の一部をエネルギー蓄積装置、例えばキャパシタ又は再充電可能な電池に蓄積することである。
【００２８】
本発明のその他の特徴及び効果は、以下の詳細な説明において述べると共に、以下の詳細な説明から当業者には明らかになる筈である。更に、以下に詳細に図示し説明し参照し検討する本発明の特徴や工程に対する変更や修正は、本発明の技術思想の範囲から離れることなく、本発明の様々な実施例や使用方法において実現可能であることも理解される筈である。変更や修正には、限定するものではないが、図示し説明し参照し検討した様々な要素、特徴、工程などの均等手段への置換並びに図示し説明し参照し検討した様々な要素、特徴、工程などの機能上、動作上、位置上の逆転も含まれる。
【００２９】
更に、本発明の様々な実施例や様々な現在好ましい実施例は、ここに開示する特徴や工程や要素やそれらの均等物の様々な組合せや配置（図面に明確に示されていない又は図面を参照しての詳細な説明に記載さていない特徴や部品や工程や配置の組合せも含む）を含むものである。本明細書の「課題を解決するための手段」において必ずしも説明していない本発明の他の実施例は、本明細書の「課題を解決するための手段」において言及した特徴や部品や工程、及び／又は本明細書において別に検討している他の特徴や部品や工程の性質の様々の組合せも含むこともできる。本明細書の他の部分を検討することにより、当業者は、上記した実施例及びほかの特徴を更に良く理解できるであろう。
【実施例】
【００３０】
添付図面を参照した本明細書において、当業者に向けた最良態様を含めて本発明を十分且つ実施可能に説明する。
本発明の同一又は同様な特徴又は要素を指示するために、本明細書全体及び全添付図面において同一の参照番号を使用する。
【００３１】
本明細書の「課題を解決するための手段」において述べたように、本発明は、タイヤ構造体からの電荷の蓄積を消散するための特徴を提供すると同時に、タイヤ構造体内の電力を回収するための改良システム及び方法に特に係るものである。回収された電荷が十分に蓄積されると、タイヤの各種物理的パラメータを識別するための部品並びに無線（ＲＦ）送信装置などの電子システムに電力を供給するのに使用することができる。
【００３２】
タイヤ構造体内からの静電荷の蓄積を消散するための特徴は、タイヤ構造体の内側表面と外側表面との間に設けられた導電性材料部分を含んでいる。導電性材料のこのような一部及びこれらのタイヤ構造体との組み合せの典型的な特徴は図１〜図３を参照して説明する。タイヤ内の導電性材料部分によって規定されるような導電路と共に使用するエネルギー蓄積装置及び他の電力回収回路は図２〜図４を参照して説明する。状態応答装置、マイクロコントローラ及び無線送信器を具備するタイヤ電子システムの例を図６に示す。電力回収回路とタイヤ電子システムとの間の典型的な相互作用の特徴はそれぞれ図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明する。最後に、典型的なタイヤ電子システムから送信された情報を得るための遠隔受信器の形状の典型的な実施例は図７を参照して示す。
【００３３】
本発明の上述した特徴の選択的な組合せは、本発明の複数の様々な実施例となる。以下に説明する代表的な実施例の各々は、本発明を限定するものではない。１つの実施例部分として図示し又は説明した特徴又は工程は、別の実施例の特徴と組み合せて、更に別の実施例を構成することができる。更に、或る特徴は、同一又は類似の機能を達成する明示的に説明していない同様な装置又は特徴と置換することができる。同様に、或る工程は、他の工程と置換し又は組み合せて使用して、回転するタイヤの機械エネルギーから電力を発生する方法の更に別の実施例を構成できる。
【００３４】
ここに提案する本発明の対象である電力回収特徴の能力は、タイヤ構造体内で電力を供給するための従来技術より優れた多数の利点がある。上述したようなアンテナビームパワー回収技術は、タイヤ電子組立体に電力を供給するために選択する限られた選択肢の１つでは最早なくなった。従って、様々なタイヤ電子装置の機能を全体に高めることができる。電力発生のために電池を利用する選択肢は最早重要ではなく、費用が嵩み面倒な電池交換は不要になった。ここに開示する技術が、アンテナビーム及び電池を不要にする電力発生装置を実現しているが、電力発生装置が、ホイール組立体内の異なる選択した電子構成要素の電力を供給するために、圧電技術及び／又は電池及び／又はアンテナビーム回収技術を混合して組み合せて使用することも可能であることは理解すべきである。
【００３５】
典型的な空気タイヤ構造体１０は外部トレッド部１８を支持するクラウン１５と、ビード部２２まで延在するサイドウォール２０とを有する。サイドウォール２０は一般に切断線１７及び１９の間に延在し、クラウン１５は一般に２つの切断線１９の間に延在している。タイヤビード２２はタイヤ構造体１０をホイール組立体のリムに効果的に取付け且つ固定できるように設けられている。内側クラウン表面２４及び内側サイドウォール表面２６などのタイヤの内側表面は空気非透過性材料によって形成される。サイドウォール部２０及びクラウン１５にはビード２２間にカーカス２３が延び、タイヤ空気圧下では、タイヤの形状を規定し、トラクション及びステアリングのための力を伝達している。タイヤ構造体１６内にはベルトパッケージ２１がほぼクラウン１５に沿って設けられている。膨張したタイヤが車両のホイール上で回転するにつれて、外側トレッド表面の少なくとも一部が地面と連続的に接触するのが好ましい。
【００３６】
本明細書の「背景技術」において述べたように、タイヤの成形ではタイヤのクラウン、サイドウォール及びトレッド部中の種々のゴム混合物などの種々の材料を使用することができる。このような各タイヤ材料は或るレベルの導電性又は抵抗性（導電性と反比例である）で特徴付けられる。一般に、導電性ゴム組成物は導電性カーボンブラックの比率をかなり高くしたものである。逆に、相対的に非導電性のゴム組成物はカーボンブラックに対するシリカの比率が高い。一般に、カーボンブラックに対するシリカの相対比率を上げるとタイヤ導電性が低下するが、湿った条件下でのブレーキ性能を上げることができ、しかも、回転抵抗が低いタイヤを得ることができる。
【００３７】
図２は種々の電力回収回路及びそれと組み合わされた電子部品を更に有する、図１のような典型的なタイヤ構造体１０の詳細図を示している。図２の詳細図は外側トレッド部１８と内側クラウン表面２４に沿ったインナーライナーとの間のタイヤクラウン１５の一部を示している。タイヤの一部はほぼ非導電性のシリカ材料で形成され、通常のタイヤ回転又は他の現象の間に蓄積されることがあるタイヤ構造体１０内の静電気のいかなる蓄積をも消散させるために地面への導電路を含むことができることが好ましい。このように、第１導電セグメント３０と第２導電セグメント３２とによって規定された導電性材料部分は外側トレッド部１８と内側表面２４（又は内側サイドウォール表面２６）との間に設けられる。静電荷（負に帯電した粒子２７で示す）がタイヤに蓄積するにつれて、帯電した粒子はタイヤ構造体１０に隣接する地面に存在しうる正の電荷２９に引き付けられる。このような電荷は導電性材料部分を介して図２に示すように引き付けられ、この導電性材料部分はタイヤ構造体１０に対して放射方向に延びることができる。
【００３８】
更に図２を参照すると、第１セグメント３０と第２セグメント３２との間にエネルギー蓄積装置２８が設けられ、このような導電セグメントによって規定された導電路を流れる静電荷又は電荷をエネルギー蓄積装置２８に蓄積することができる。エネルギー蓄積装置２８はいくつかの実施例で、例えばキャパシタ、例えば電解キャパシタ、スーパーキャパシタ、又は、非電解キャパシタに対応することができる。エネルギー蓄積装置２８は他の実施例で、更に再充電可能な固体電池、再充電可能な化学電池に対応することができる。後述するように、エネルギー蓄積装置２８と組み合わせて追加の電力回収回路を設けることもできる。エネルギー蓄積装置２８は導電セグメント３０及び３２間に示されているが、エネルギー蓄積装置２８をタイヤ構造体１０に対して様々な位置に設けることができ、ここに開示した技術に限定されるものではないことは理解できよう。更に、本発明の他の実施例では、導電セグメント３０及び３２のそれぞれの対向する面から、エネルギー蓄積装置を生むために２つのキャパシタプレートを作ることができることは理解できよう。
【００３９】
蓄積された静電荷をエネルギー蓄積装置２８に確実に蓄積するためには、タイヤ構造物と組み合わされた他の或る位置で電荷を消散するのではなく、地面への導電路を電荷が流れやすい限定されたチャネルにするのが好ましい。タイヤゴムの主成分が相対的に非導電性のゴム、例えば表面抵抗率が約１０12Ω／□以上であるゴムでつくられている場合は、導電セグメント３０及び３２で使用される材料は電荷が規定された導電路を流れるように抵抗率を十分に低くするほうがよい。いくつかの実施例では、このような導電路での材料の表面抵抗率を約１０6Ω／□以下にできるのが好ましいが、表面抵抗率が約１０6Ω／□〜約１０9Ω／□である材料でも電荷を地面又は他の導電性物体に運ぶことができる。セグメント３０及び３２によって規定された導電材料部分は、タイヤ構造体１０の他の部分で通常使用されているゴム材料よりも導電性の高い、すなわち抵抗率の低いゴム材料にしたり、他の実施例では、相対的に導電性である金属の有線部分、例えば導電性ステープル又は導線にすることができる。このような導電材料部分によって規定された導電路は導電性ゴムと金属リード線との或る組合せによって形成することもできる。
【００４０】
本発明の技術のいくつかの実施例では、地面への導電路を規定する領域の周りに絶縁材料の追加部分を提供することによって、導電性材料部分によって規定された導電路を更に限定できるのが好ましい。絶縁材料３４は第１及び第２の導電セグメント３０及び３２に隣接して設けることができ、しかも、タイヤに埋め込むことができる任意の電力回収回路、例えばエネルギー蓄積装置２８を取り囲むことができる。絶縁材料３４は約１０12Ω／□以上の表面抵抗率によって特徴付けることができる。タイヤ内の適した絶縁材料の例としては、Lord Manufacturing Corporationから販売されている商品名CHEMLOKの材料があり、この材料は材料の別個の部分の互いに対する接着（例えば、ゴムの相対的に非導電性の部分とゴム又は金属の相対的に導電性である部分との接着）を助けるのに利用することもできる。絶縁材料３４を提供することによって、カーカス２３及びベルトパッケージ２１（図２には示されていない）などのタイヤの他の導電性の可能性のある部分からの導電路の限定を助けることもできる。いくつかの実施例では、セグメント３２及びそれを取り囲む任意の絶縁部がベルトパッケージ２１及び／又はカーカス２３に対して選択された位置までタイヤ１０を通って延びることができる。タイヤ構造体に対する導電路の形成の更なる特徴は、本出願人の米国特許出願第10/271331号「非導電性タイヤトレッド用の導電路」に記載されている。ここに引用して下記の特許出願の全内容を本明細書に組み入れる。
【特許文献１４】米国特許出願第10/271331号発明の名称「非導電性タイヤトレッド用の導電路」
【００４１】
上記の本出願人の特許文献には更に、導電性及び非導電性のゴム材料の更なる組合せを有する典型的なタイヤ構造体の実施例が開示されている。図３はこのような一実施例の特徴を示している。この実施例では、タイヤ構造体１０がクラウンとトレッド部とを含み、このトレッド部は一般に非導電性であるトレッド基部材料３６と、一般に導電性であるトレッド頂部分３８とからなる。この場合は、導電セグメント３０及び３２によって規定された導電路及びエネルギー蓄積装置２８が導電性トレッド頂ゴム３８まで延びるだけでよい。導電性部分３０及び３２を相対的に導電性であるゴム材料ではなくて導線又は導電性ステープルにすることはが図２の実施例よりも図３の実施例でより実現可能である。
【００４２】
ここに開示する技術に従って複数の導電路を利用できること、及び、このような複数の導電路と組み合わせて複数のエネルギー蓄積装置を設けることができることは更に理解できよう。このような導電路は例えばタイヤの円周の方向に間隔をあけて配置することができる。
【００４３】
本発明によれば、蓄積された電荷が中を通って消散することができる導電路は少なくとも１つの導電性材料部分とエネルギー蓄積装置２８とを含んでいる。追加の電力回収回路はエネルギー蓄積装置と接続して追加のタイヤ電子部品用の調整された電源にすることができる。エネルギー蓄積装置２８を含む追加の電力回収回路４０の典型的な実施例は図４に概略的に示されている。エネルギー蓄積装置２８は約４７μＦのキャパシタンスを有するパナソニックＴＥＬシリーズのタンタルキャパシタのような電解キャパシタとすることができる。スーパーキャパシタ又は非電解キャパシタのような他の型式のキャパシタをエネルギー蓄積装置２８として使用することも同様に適している。更に、エネルギー蓄積装置２８は、Infinite Power Solutionsからブランド名「LiteStar」で販売されている再充電可能な固体電池ような再充電可能な電池とすることもできる。他の再充電可能な固体電池や再充電可能な化学電池もエネルギー蓄積装置２８として使用することも可能である。
【００４４】
図４を更に参照すると、エネルギー蓄積装置に電荷が蓄積された後でエネルギー蓄積装置が逆方向に放電するのを防ぐために、エネルギー蓄積装置２８はダイオード４２と直列に接続されるのが好ましい。ダイオード４２とエネルギー蓄積装置２８とは導電セグメント３０と３２との間に配置することができ、好ましくはタイヤ構造体１０に埋め込まれる。電力回収回路の他の部品もタイヤ構造体１０、例えば絶縁材料３４又はタイヤ自体の他の埋め込み位置に埋め込むことができる。このような電力回収電子装置は更に、図２及び図３の電子モジュール４４で示されるように、タイヤ構造体の内側ライニングに、例えば内側クラウン表面２４に沿って取り付けることもできる。電子モジュール４４は更に、追加の部品、例えば後述する種々のタイヤ電子システムを含むことができる。電力回収電子装置に適した別の位置としては、選択された内側サイドウォール表面２６に沿った位置がある。更に、電力回収回路４０の選択された部品はタイヤ構造体１０内、例えばカーカス２３と表面２４及び／又は２６に沿って設けられたインナーライナーとの間に取り付けて硬化させることができる。電力回収回路及び／又は追加のタイヤ電子装置は変形例として追加のゴム又はエラストマーケーシングに接して設置した後、タイヤに接着又は埋め込んで更に保護することができる。このようなケーシングによってタイヤ構造体に対する回路の取付けが更に容易になる。電力回収回路４０及びそれによって電力が供給される任意の電子部品は様々な場所に配置できるので、「一体化」とは、タイヤ構造体に又はタイヤ構造体内に取り付ける可能な配置場所の全てを含むものである。
【００４５】
図４を更に参照すると、十分な量のエネルギーがエネルギー蓄積装置２８に蓄積されると、バイポーラートランジスター５０がスイッチの役目をしてエネルギー蓄積装置２８に蓄積されたエネルギーを電圧レギュレータ５２へ放出する。図３の典型的な実施例に適した電圧レギュレータの例としては、Maxim Integrated Productsから販売されている商品名MAX666のようなデュアルモードの５Ｖのプログラム可能なマイクロパワー線形電圧レギュレータがある。このような電圧レギュレータは、一般に電池から電力が供給されるシステムにすることができる電子システムに良く適し、更に、エネルギー蓄積装置２８上の電圧を調整された５Ｖの出力電圧４４に変換することができる。他の電圧レギュレータ、例えば線形レギュレータよりも効率レベルが高いことが多いマイクロパワースイッチングレギュレータもここに開示する技術に従って使用することができる。二重拡散金属酸化物半導体（DMOS）FETトランジスタ５４及びツエナダイオード５６は図３の典型的な電力調整モジュール内に設けられる。ツエナダイオード５６はエネルギー蓄積装置２８と並列に設けられ、エネルギー蓄積装置２８に蓄積された電荷の量を制限することによってエネルギー蓄積装置２８の過電圧保護を提供する。
【００４６】
最初は、トランジスタ５０及び５４がオフであり、トランジスタ５４のドレインでのせっちはフローティング状態であり、出力電圧が供給されない。エネルギー蓄積装置２８が十分な電圧レベル（ツエナダイオード５６及びトランジスタ５０のベースエミッター接合によって決定される）まで充電された時に、トランジスタ５０は起動トランジスタ５４及びラッチトランジスタ５０をオンにする。この時点で、エネルギー蓄積装置２８は５Ｖに調整された出力４４を供給する回路を通って電子システムに放電することができる。一般には、出力電圧４４が供給される電子応用装置がその有効な作業を完了した時に、電子システムが信号を抵抗６０及びキャパシタ６２を通じて信号経路５８に戻し、トランジスタ５０をオフにし、トランジスタ５４を停止してエネルギーが再びエネルギー蓄積装置２８に蓄積できるようにする。
【００４７】
電力回収回路４０によって蓄積されたエネルギーは本発明に従って種々の部品又は各種タイヤ電子組立体に適用することができる。図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ電力回収回路４０と典型的な電子システム（ＴＥＳ）４８との相互作用の典型的な特徴を示している。
【００４８】
図５Ａによれば、エネルギーはＴＥＳ４８内の所望の機能を果たすのに十分な電荷が得られるまで、電力回収回路内のエネルギー蓄積装置２８（例えば、キャパシタ又は再充電可能な電池）に蓄積することができる。発電サイクルの合間は、ＴＥＳ４８に電力が供給されず、従って、ＴＥＳ４８の起動はエネルギーが電力回収回路４０のエネルギー蓄積装置に蓄積される速度によって律速される。電力回収回路に十分なエネルギーが蓄積されると、電源電圧「Ｖdd」及び接地電圧「Ｖss」がそれぞれ経路６４及び６６でＴＥＳ４８に供給される。ＴＥＳ４８はＴＥＳ４８内の電子装置が現在機能していることを示す「Ａｃｔｉｖｅ」信号を経路５８で戻す。ＴＥＳ４８内の所定の電子装置がそれぞれの作業を終えると、「Ａｃｔｉｖｅ」信号が低くなり、再びエネルギー蓄積装置２８がエネルギーを蓄積し始める。このサイクルは所定の閾値速度で又はそれ以上の速度、一般には時速約２０ｋｍにすることができる速度でタイヤ組立体が回転している限り、繰り返される。
【００４９】
図５Ｂを参照して図示及び説明した相互作用に従って、電力回収回路は電圧「Ｖdd」及び接地電圧「Ｖss」の信号を、電力回収回路４０に蓄積されたエネルギーの量を表す「ＦｕｅｌＧａｇｅ」信号と一緒にＴＥＳ４８に連続的に供給する。ＴＥＳ４８に電力が加えられると、マイクロプロセッサ又は他の適した電子部品は定期的にそれ自身を起動し、電力回収回路４０からのＦｕｅｌＧａｇｅ信号を監視することができる。エネルギー蓄積装置２８で十分な量のエネルギーが利用可能である場合は、ＴＥＳ４８は特定の作業を行う。エネルギー蓄積装置２８で十分な量のエネルギーが利用可能でない場合は、ＴＥＳ４８は約１μＡ以下の電力を消費する低電力モードになる。その後、エネルギーが十分に蓄積されるまでＦｕｅｌＧａｇｅ信号が定期的にチェックされる。エネルギーが十分に蓄積されるのを待つ、特定の作業を行う、そして、低電力モードに戻るというこのサイクルはタイヤが所定の閾値速度又はそれ以上で回転している限り、連続的に繰り返されるのが好ましい。
【００５０】
上述したように、ＴＥＳ４８はタイヤ又はホイール組立体に含まれる部品の種類に応じて種々の電子応用装置を具備することができる。タイヤ電子システム４８の特定の例としては、図６に示す装置を組み合せたものがある。特に、このような電子部品組立体はタイヤ構造体内の温度及び圧力を測定してその結果を無線周波数（ＲＦ）送信器６８を介して遠隔の受信器の場所に送るタイヤ監視システムの役目をする。本発明に使用できる送信器モジュールと受信器モジュールのそれぞれの例としては、Radiometrix Ltd.から販売されている商品名TX2とRX2のUHF FMデータ送信器モジュールとUHF FMデータ受信器モジュールがある。
【００５１】
図５Ａ及び図５Ｂを参照して説明した５Ｖ電力信号「Ｖdd」、接地信号「Ｖss」、及び、「Ａｃｔｉｖｅ」又は「ＦｕｅｌＧａｇｅ」のいずれかの信号は電力回収回路からマイクロコントローラ７０に供給されるのが好ましい。ここに開示する技術と一緒に用いるのに適したマイクロコントローラの例としては、マイクロチップ商品名PIC16LF876 28ピンCMOS RISCマイクロコントローラがある。マイクロコントローラ７０は入力経路６４に電力が加えられた時に作動し、次に、電力を温度センサ７２と圧力センサ７４の両方（及びＴＥＳ１２内の任意の追加のセンサ又は適当な電子装置）に加える。ここに開示する技術と一緒に用いるのに適した温度センサ７２の例としては、National Semiconductorから販売されているようなLM50 SOT-23単一電源摂氏温度センサ（Single-Supply Centigrade Temperature Sensor）がある。ここに開示する技術と一緒に用いるのに適した圧力センサ７４の例としては、ICsensors及びMeasurement Specialties Inc.から販売されているようなModel 1471 PC 基盤が取付け可能な圧力センサ（Board Mountable Pressure Sensor）がある。変形例では、所定の場所で温度と圧力の両方を測定するために表面弾性波（ＳＡＷ）装置を使用することができる。追加のセンサ７６、７８、８０はそれぞれタイヤ構造体又はそれに対応するホイール組立体の追加の特徴を測定することができる。本発明によれば、状態応答装置には、センサ、弾性装置、又は、入力状態の変化に応答して或る種の出力を発生するその他の構成要素が含まれる。
【００５２】
図６の典型的なＴＥＳ実施例４８の更に別の部品としては、エネルギー蓄積装置２８に蓄積された電荷を受け取り且つ一体化されたタイヤ電子装置又は車両中の他の電子装置のための追加のエネルギーを蓄積する形にすることもできる再充電可能な電池８１がある。本発明と一緒に用いられる再充電可能な電池の例としては、Infinite Power Solutionsからブランド名「LiteStar」で販売されている再充電可能な固体電池のような再充電可能な電池がある。電池８１に蓄積されたエネルギーは一般的にはキャパシタのようなエネルギー蓄積装置に蓄積されたものよりはるかに長い時間蓄積しておくことができ、従って、再充電可能な電池又はキャパシタと組み合わせた再充電可能な電池を使用するのが理想的である。圧電ファイバの動作によって作られるエネルギー蓄積装置に電力が十分に蓄積されていない時に、電池８１に蓄積されたエネルギーをマイクロコントローラ７０に供給することができる。このような状態は例えば車両が静止している時又は車両からタイヤが外されている時に起こる。例えば、地上整備員が民間航空機の静止したタイヤ内の空気圧をチェックする時に、ＴＥＳ４８に電力を供給するために蓄積されたエネルギーを必要と
することがある。更に、電池８１は車両からタイヤが外されている時に、タイヤ在庫又は再生タイヤを管理するための情報が利用可能となるように、ＴＥＳ４８に電力を供給することができる。
【００５３】
図６の典型的なＴＥＳ実施例４８を更に参照すると、マイクロコントローラ７０はセンサ７２からの情報を８０を介してそれぞれ受信し且つその情報をデジタル情報に変換するアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを含んでいるのが好ましい。マイクロコントローラ７０は更に、タイヤ又はホイール組立体を識別するのに十分な情報を提供する独自の識別タグを蓄積するメモリ、好ましくは不揮発性ＥＥＰＲＯＭを具備している。かかる識別変数は、車両群、航空機群などの商業分野でのタイヤや車両を追跡するのに有用である。マイクロコントローラ７０が所望の情報、例えばセンサ７２から８０によってそれぞれ提供された情報を入手してデジタル情報に変換した後、マイクロコントローラ７０はセンサの電源を切り、ライン８４及び８４の無線送信器６８の電源をそれぞれ入れるのが好ましい。所望のデジタル化された情報は次にデータライン８６で無線送信器６８に出力され、ここでデータはＦＭ搬送信号に変調され、アンテナ８８を介して遠隔の受信器の場所に送信される。
【００５４】
本発明の対象である電力回収技術を介して電力が供給可能となるタイヤ電子組立体の追加の実施例としては、図６の典型的なＴＥＳ実施例４８よりもはるかに少ない部品を組み合わせたもの、更には、単一の部品、例えば回転数カウンタ、状態応答装置、再充電可能電池、又は、フラッシュライト装置が挙げられる。
【００５５】
或る種の送信装置を含む電力自己電力供給式電子装置を有するタイヤ組立体を使用する車両には、各タイヤ組立体から無線送信された情報を受けるための単一の受信器を装備するのが好ましい。図７は本発明による典型的な遠隔受信器の構成９０を示すブロック図を示している。受信器アンテナ９２は各ホイール組立体から送信された情報の受信を容易にし、その情報を無線受信器９４に中継し、ここで受信された情報は、搬送信号から復調されて、経路９６で信号プロセッサ９８に供給される。搬送波検出信号を、無線受信器９４から信号経路１００を介して信号プロセッサ９８に送ることもできる。好ましくは、無線受信器９４からのデータと搬送波検出信号は、信号プロセッサ９８で一緒に乗算されて、スプリアスノイズがない信号が得られる。エラーの蓋然性が減少したこのデータ信号は、好ましくは、ドライバ回路に送られ、そのドライバ回路は、デジタル信号を、ホストコンピュータ１０４へのＲＳ２３２インターフェイスを介しての送信に適した電圧レベルを有する信号に変換する。ホストコンピュータ１０４には好ましくはターミナルエミュレーションソフトウエアが装備されており、受信したデータが、読み取り可能なディスプレイモジュールに供給されるようなエンドユーザが容易に利用可能な情報に変換される。
【００５６】
本発明によるならば、本明細書において具体的に開示した電子装置以外の電子装置を電力発生装置と組合せて使用することもできることは理解されたい。例えば、温度、圧力、及び、識別以外の他の型式の情報を送信するのが望ましい場合もある。例としては、タイヤ回転数、車両速度、及び、タイヤ構造体に作用する静的な又は動的な力がある。上記した特許文献１は、本発明と組合せて使用できるタイヤ監視システムの他の特徴も開示しており、改めてここに引用してその全内容を本明細書に組み入れる。タイヤ電子システムをＧＰＳシステムと組合せることにより、車両の正確な位置をピンポイントで示すこともできる。又は、回収された電力は、ホイール組立体内の発光組立体又はフィードバックシステムに電力を供給するように使用することもできる。本発明によって電力供給できる電子応用例の数は、膨大であり、本発明を一切限定するものではない。
【００５７】
以上、特定な実施例を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明では上記実施例を変更、変形し、均等物に置換できるということは当業者には理解できよう。従って、上記の開示は単なる例であって本発明がそれに限定されるものではなく、本発明は変更、変形および／または追加を除外するものではないということは当業者には理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】典型的な空気タイヤ構造体の概略横断面図。
【図２】静電荷をエネルギー蓄積装置に流すため、且つ、静電荷を地面に消散するためにタイヤ構造内に形成された導電路を有する本発明の実施例の詳細断面図。
【図３】静電荷をエネルギー蓄積装置に流すため、且つ、静電荷を地面に消散するためにタイヤ構造内に形成された導電路を有する本発明の別の実施例の詳細断面図。
【図４】エネルギー蓄積装置と組み合わせるための、本発明による典型的な電力回収回路を示す概略図。
【図５Ａ】電力回収回路装置及びタイヤ電子組立体を含む典型的な電力自己電力供給式電子装置及び本発明によるそれらの典型的な相互作用を示すブロック図。
【図５Ｂ】電力回収回路装置及びタイヤ電子組立体を含む典型的な電力自己電力供給式電子装置及び本発明によるそれらの別の典型的な相互作用を示すブロック図。
【図６】本発明による典型的なタイヤ電子組立体のブロック図。
【図７】本発明による典型的な遠隔受信器の形状を示すブロック図。
【図１】
0004809211.tif 000002
【図２】
0004809211.tif 000003
【図３】
0004809211.tif 000004
【図４】
0004809211.tif 000005
【図５Ａ】
0004809211.tif 000006
【図５Ｂ】
0004809211.tif 000007
【図６】
0004809211.tif 000008
【図７】
0004809211.tif 000009