(57)【要約】  本発明は特に車両タイヤに用いられる回路モジュールに関している。このモジュールはケーシング（２）と圧電発生器（３）を有しており、該圧電発生器（３）は前記ケーシング（２）内で可動な質量体要素（１０）と少なくとも１つの圧電素子（１４）を備えたバネ装置（１２，１４）を有している。前記質量体要素（１０）とバネ装置（１２，１４）が振動可能なシステムを形成し、前記圧電素子（１４）は振動可能なシステム（１０，１２，１４）の振動のもとで弾性的に変形可能であり、さらに前記圧電素子（１４）の機械的変形のもとで出力される圧電電圧の受入れと当該回路モジュール（１）の給電のための電流供給回路（５）が設けられている。
2010500225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に車両タイヤに用いるための回路モジュールであって、
前記回路モジュールは、少なくとも、
ケーシング（２）と、
圧電発生器（３）を有し、
前記圧電発生器（３）は、前記ケーシング（２）内で可動な質量体要素（１０）と、少なくとも１つの圧電素子（１４）を備えたバネ装置（１２，１４）とを有している回路モジュールにおいて、
前記質量体要素（１０）とバネ装置（１２，１４）が、振動可能なシステムを形成しており、
前記圧電素子（１４）は、振動可能なシステム（１０，１２，１４）の振動のもとで弾性的に変形可能であり、さらに、
前記圧電素子（１４）の機械的変形のもとで当該圧電素子から出力される圧電電圧の受入れと当該回路モジュール（１）の給電のための電流供給回路（５）が設けられていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項２】
前記バネ装置（１２，１４）は、相互接続されている圧電素子（１４）と少なくとも１つのバネ要素（１２）によって形成されている、請求項１記載の回路モジュール。
【請求項３】
前記バネ要素（１２）は、ケーシング（２）内に固定されている、請求項２記載の回路モジュール。
【請求項４】
前記バネ要素（１２）は、端部領域（１２ｅ）を有しており、該端部領域（１２ｅ）はケーシング（２）にクランプされている、請求項３記載の回路モジュール。
【請求項５】
前記端部領域（１２ｅ）の端面側縁部は、ケーシングの少なくとも１つのケーシング溝（１６）内で固定されず、振動運動のもとでそれらの間隔が相互に調整可能である、請求項４記載の回路モジュール。
【請求項６】
バネ要素（１２）が、質量体要素（１０）への当接のための少なくとも１つの質量体接触領域（１２ａ，１２ｂ）と、弾性的変形のための少なくとも１つの弾性的バネ領域（１２ｃ，１２ｄ）を有している、請求項２から５いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項７】
前記少なくとも１つの弾性的バネ領域（１２ｃ、１２ｄ）に圧電素子（１４）が固定され、当該弾性的バネ領域（１２ｃ，１２ｄ）の弾性的変形の際に歪みを生じている、請求項６記載の回路モジュール。
【請求項８】
バネ要素（１２）が半径方向で外方に向けて突出する２つの舌状の弾性的バネ領域（１２ｃ，１２ｄ）を有しており、前記圧電素子（１４）は歪み振動発生のために前記２つのバネ領域（１２ｃ，１２ｄ）に固定されている、請求項７記載の回路モジュール。
【請求項９】
圧電素子（１４）は、ケーシング（２）の垂直軸線方向（Ｖ）に直交する方向に延在する長い帯状の形態を有している、請求項１から８いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１０】
質量体要素（１０）はその振動運動の際にケーシング（２）の内壁に案内されている、請求項１から９いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１１】
質量体要素（１０）とバネ装置（１２，１４）はケーシング内部空間（２ｃ）の断面を充たしている、請求項１から１０いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１２】
電流供給回路（７）と少なくとも１つのさらなる構成要素（５）のための回路支持体（４）がケーシング内部空間（２ｃ）に収容されている、請求項１１記載の回路モジュール。
【請求項１３】
前記回路支持体（４）と、圧電素子（１４）と、バネ要素（１２）と、質量体要素（１０）がケーシング（２）内で積層されており、前記バネ要素（１２）は質量体要素（１０）に載置されており、前記圧電素子（１４）はバネ要素（１２）の上側又は下側に設けられており、前記回路支持体（４）は圧電素子に設けられている、請求項１２記載の回路モジュール。
【請求項１４】
前記圧電素子（１４）は下方電極として構成されたその下側（１４ｂ）が金属的に構成されたバネ要素（１２）を介して接触接続され、前記圧電素子の上方電極として構成された上側（１４ａ）は回路支持体（４）に接続するか若しくは配設された導体路、例えばワイヤ又は可撓性の金属板を介して接触接続される、請求項１２または１３記載の回路モジュール。
【請求項１５】
電流供給装置（５）は圧電素子から生成されたエネルギーを一時的に蓄えるためのエネルギー蓄積器を有している、請求項１から１４いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１６】
圧電素子（１４）が回路モジュール（１）の唯一のエネルギー源であり、当該回路モジュール（１）はエネルギーを自給自足し、消費型エネルギー源から開放されている、請求項１から１５いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１７】
圧力及び／又は温度及び／又は加速度の測定のためのセンサ（７）を有している、請求項１から１６いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１８】
振動可能なシステム（１０，１２，１４）は、１０〜６００Ｈｚの固有周波数、有利には３００〜５００Ｈｚの固有周波数を有している、請求項１から１７いずれか１項記載の回路モジュール。
【請求項１９】
前記質量体要素（１０）はその振動運動の際に両側でそれぞれ１つのストッパによって制限されている、請求項１０記載の回路モジュール。
【請求項２０】
静止位置の質量体要素とストッパの間の２つの間隔が異なっている、請求項１９記載の回路モジュール。
【請求項２１】
ストッパと静止位置の質量体要素の間で間隔が何も存在していない、請求項２０記載の回路モジュール。
【請求項２２】
静止位置の質量体要素に対する間隔を何も有さないストッパは質量体要素（１０）に当接するための弾性的バネ領域（１２ｃ，１２ｄ）である、請求項２１記載の回路モジュール。
【請求項２３】
回路モジュール（１）が車両タイヤのゴム材料内に挿入されて、例えば加硫処理されているか、又は接着されているか、又はポケット内に収容されているか、又はクランプされている、請求項１から２２いずれか１項記載の回路モジュールを備えた車両タイヤ。
【請求項２４】
回路モジュールが次のように車両タイヤに若しくは車両タイヤ内に設けられている、すなわちケーシングの垂直軸線方向（Ｖ）がタイヤの半径方向に配向されており、質量体要素（１０）が半径方向に関してさらに圧電素子（１４）よりも外方に配設されている、請求項１から２２いずれか１項記載の回路モジュールを備えた車両タイヤ。
【請求項２５】
タイヤの回転運動によって引き起こされる半径方向加速度に基づいて質量体要素がタイヤに関して半径方向に変位する、請求項２０記載の回路モジュールを備えた車両タイヤ。
【請求項２６】
回路モジュールが次のように車両タイヤに若しくは車両タイヤ内に設けられている、すなわちケーシングの垂直軸線方向（Ｖ）がタイヤの軸線方向又は接線方向に配向されている、請求項１から２２いずれか１項記載の回路モジュールを備えた車両タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有利にはタイヤセンサモジュールとして車両タイヤに用いることが可能である回路モジュール、特にセンサモジュールと、この種の回路モジュールを有する車両タイヤに関している。
【背景技術】
【０００２】
タイヤセンサは特にタイヤ内部圧力（タイヤ圧監視システム，ＴＰＭＳ）、温度、タイヤ内部に発生する加速度の測定のために用いられる。このセンサモジュールは通常は、回路支持体ないしは基板と、少なくとも１つのセンサ構成素子とアンテナを有しており、前記アンテナを介して送受信装置にデータが伝送されている。
【０００３】
エネルギーの供給に対しては、電磁波放射式の他にも特にバッテリーないしはガルヴァーニ電池による自給自足形のエネルギー供給システムが公知である。しかしながら環境保護の理由から、廃棄時の高いコストと、取り外しの際の高い分離コストが発生する。バッテリを備えたタイヤセンサモジュールは、通常はタイヤリムに取り付けられる。なぜならバッテリとして用いられるガルヴァーニ電池をタイヤのゴム材料とは別に廃棄でき、また加硫処理の際のタイヤ内に発生する温度に耐えられないからである。さらに作動持続時間がたいていは交換不可能なバッテリ容量によって制限される。なぜならセンサモジュールの大きさが限られており、バッテリもまた非常に大きなサイズには設計できないからである。
【０００４】
自給自足形モジュールの電流供給ないしはエネルギー供給のための圧電素子の適用は問題がないというわけではない。というのも圧電素子は通常はもろいセラミックから形成されるため、過度な偏倚の際のそのつどの撓み要求が破損につながるからである。圧電素子を備えた複雑なシステムは比較的大きな構造空間を頻繁に要求する。このことは過度に高いコストと車両タイヤへのモジュールの統合の際の許容されないくらいのサイズオーバーにつながる。
【０００５】
発明の開示
本発明によれば、圧電発生器がバネ質量体システムとして形成され、この発生器は電圧源として当該回路モジュール内で自給自足型のエネルギー供給を可能にする。これにより特にタイヤセンサ、例えばセンサ電子系と機能電子系を備えたタイヤ圧監視センサ（ＴＰＭＳ）にエネルギーが供給できる。さらに連続的若しくは不連続的な機械的負荷にさらされる自給型モジュールとして別の適用も可能である。
【０００６】
この圧電発生器は可動な質量体要素ないしは振動質量体を有し、該質量体要素は回路モジュールのケーシング内に案内され、ケーシング側に取り付けられるバネ装置と協働する。
【０００７】
圧電素子は本発明によればバネ装置の一部であり、この場合基本的には単独でもバネ装置を表し得る。しかしながら有利な実施形態によれば、付加的なバネ要素が設けられ、該付加的バネ要素に圧電素子が次のように固定されている。すなわち、振動質量体の振動の際のバネ装置の弾性的変形によって撓みが生じ、これによって圧電電圧が生成されるように固定されている。この圧電電圧はその上側と下側に形成される電極を介してタップされ、電流供給回路を介して回路モジュールの構成要素に供給される。
【０００８】
本発明によれば、有利には質量体バネシステムが用いられ、バネ定数と質量体の適切な設計仕様によって高いエネルギー効率が得られるように共鳴周波数が選択される。
【０００９】
本発明によれば次のような考察を基礎とする。すなわち僅かな速度のもとではタイヤ内において比較的小さな５００Ｈｚの周波数領域の最大加速度が得られることである。つまり広帯域な周波数スペクトルが特に比較的小さな周波数のもとで存在している。加速度値は周波数の減少に伴って増加する。本発明によれば圧電発生器は走行中の車両タイヤ内で発生するような広帯域な励起のもとで共鳴周波数によって振動する。そのため質量体値とバネ定数の適切な設計仕様によって高いエネルギー利用が可能となる。本発明によればこの共鳴周波数は最大加速度の領域の最大出力が出せるように設計される。その場合には特に低い固有周波数が設定されてもよい。
【００１０】
本発明によれば、得られる構造空間が考慮され、それによって質量体の寸法及びサイズ、バネの長さ、幅、厚みが設定される。比較的低い共鳴周波数の達成のために本発明によれば特に質量体とバネ長さが最大にされ、バネ幅とバネ厚みは最小にされる。
【００１１】
本発明によれば質量体要素の形態が直接ケーシングの内方断面に適合し得る。そのためその振動の際にケーシングによってガイドされ、少なくとも端部においてケーシング及び／又は回路支持体によって限定される。これにより質量体要素は得られる構造空間を充たし、それによって質量体要素は最大となる。基本的には場合によってさらなる手段ないし層が質量体要素の案内とストッパ確定のために設けられてもよい。
【００１２】
前記バネ装置は有利には金属製の板バネによって形成される。この板バネはケーシング内に固定的に収容され、有利には緊張される。前記板バネは特に延在した端部領域を有するケーシング溝に固定され得る。そしてこの固定点ないし緊張点を中心に振動が生じる。金属製の板バネを適用する場合には、その質量体接触領域は振動質量体に当接し、それと共に振動運動が生じ、バネ領域が弾性的バネ作用を形成する。この場合特に２つ（若しくはそれ以上）の質量体載置面に対向して調節可能なバネ領域の端部領域がケーシング内に終了され、それによって振動の際にそれらの間に含まれる角度が変更される。
【００１３】
ケーシングへのバネ領域の端部の収容は、当該バネ領域の適切な形態付与によるバネ定数の大きな可変性ないし設計可能性のもとで、所定の確実な振動を可能にする。この場合これらの端部はそれぞれそれらの上側と下側が収容されてもよい。但しそれらの端面側の縁部は固定されない。そのため当該縁部は振動の際に端面側ではケーシングに当接しない。
【００１４】
本発明による特に端面側にストッパを持たない、僅かな遊びを備えたバネ領域端部のクランプ式の収容によって、僅かな共鳴周波数、特に固定式の緊張時のものよりも低い共鳴周波数が達成される。さらに固定材料からなる付加的な安定係留部は必要ない。
【００１５】
このケーシングは特に丸い断面、すなわち実質的に円筒状ないしはレンズ状に構成されてもよい。これにより加硫処理の際の高い圧力耐性が可能となる。さらに使用可能な構造空間もさらなる構成要素によって有効に利用される。その場合質量体要素は相応に円筒状であり、ケーシング内で案内される。またバネ装置として相応に実質的に円形のバネ領域が構造化によって形成されたバネ領域を伴って形成される。この場合このバネ領域は突出する端部領域を伴ってケーシング内に収容される。
【００１６】
円筒状の質量体は構造空間全体を充たし、これによって幾何学的な最適化が達成される。この円筒状質量体要素の高さないしは軸方向の延在部分を介して質量体値が設定される。
【００１７】
圧電素子の脆いセラミック材料は本発明によれば緊張や質量体結合を伴わず、それによって衝撃や過負荷から保護される。
【００１８】
圧電素子はその長さと寸法が次のように構成される。すなわち形成されたバネ質量体システムのもとで良好な若しくは最適な撓みが得られる。この場合は実質的に帯状の圧電素子の長さ、幅及びバネ領域における係止点が選択可能である。
【００１９】
バネ質量体システムの最大偏倚の限界はケーシングにおける質量体ないしはバネ領域のストッパによって形成される。この場合圧電素子は保護され続ける。
【００２０】
バネ領域は僅かな材料強度のもとでも高い安定性を有し、かつバネ質量体システムの圧電素子のセラミック材料も重要ではないので、２つの素子の材料強度は低減できる。このことはより僅かな共鳴周波数につながる。
【００２１】
圧電素子はバネ装置に結合され、撓み振動を生じるので、相応にシステム全体のバネ定数に影響を及ぼす。このことは設計仕様においても考慮される。
【００２２】
圧電素子はその上側と下側に導電層を備えている。この導電層は下方電極ないし上方電極として用いられる。電気的な接触接続に対しては一方では金属性のバネ装置、すなわち特に金属性の板バネが使用され、この場合は下方電極が接触する。他方では圧電素子の上側に形成された上方電極はさらなる接触手段、例えばワイヤを介して可撓性のプリント基板若しくは金属板に接触接続する。
【００２３】
これにより本発明によれば材料を痛めない圧電素子の安全な収容と、そのパラメータに関して構造的に幅広い範囲に適したバネ質量体システムが、特に質量体要素の所定のストッパのもとでのケーシング内への確実な収容においてより少ない共鳴周波数を形成するためにも達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ａ，ｂは回路モジュールの圧電発生器の透視図（ａ）と破断図（ｂ）
【図２】本発明による回路モジュールの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図２に断面図が示されている回路モジュール１は鍋状のケーシング上部２ａと蓋状ないしディスク状のケーシング下部２ｂを備えたケーシング２を有しており、さらにケーシング内部空間２ｃを取り囲んでいる。このケーシング内部空間２ｃには図１ａ，図１ｂで詳細に示されている圧電発生器（ＰＥＧ）３と、表面実装ＳＭＤ素子からなるここでは象徴的にしか描写されていないモジュール電子系５，７，１５を備えた回路支持体４が収容されている。このモジュール電子系５，７，１５は、回路モジュール１の使用に応じて様々な構成素子を有し得る。この場合圧電電圧の受け入れと供給電圧の供給のための電流供給回路５と、有利には時折の断続的な作動モードにおけるエネルギーのバッファのためのエネルギー蓄積器も設けられる。タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）としての適用の際には、さらに圧力センサ７と、構成素子１５として制御ユニット、例えばＡＳＩＣ、アンテナの作動モードに係わるＨＦ構成部材、例えば発振器及び場合によってＨＦ−ＡＳＩＣが、例えばプリント基板として構成された回路支持体４に実装される。図２中に示されているアンテナ６は例えばループアンテナとして回路支持体４の外縁部を取り囲んではいるが、しかしながらこのアンテナ６は基本的にはケーシング２に若しくはその内部に例えばケーシング２の内壁において延在するか若しくはケーシング２内へ射出成形されてもよい。タイヤ圧監視システムとしての適用の場合には、ケーシング２は外部からの圧力供給として孔部を有している。
【００２６】
有利にはケーシング２と回路支持体４は少なくとも十分に回転対称な若しくは円形の形態を有している。そのため回路モジュール１がタイヤセンサモジュールとしてタイヤのゴム材料内への射出成形の際に不所望な配向方向、不所望な縁ないし縁部を伴うことがなく、そのアンテナ６も回転対称な放射特性を有するようになる。
【００２７】
ケーシング２内では例えば縁部ないし段部８が形成されていてもよい。この段部には回路支持体４が次のように当接ないし収容される。すなわちモジュール電子系５，７，１５が図２に示されている回路支持体の上側において上方のケーシング内部空間２ｃに向けて自由に突出できるように、すなわちケーシング２に接触しないように収容される。前記モジュール電子系５，７，１５はさらに回路支持体４の下方に設けられる圧電素子発生器３によっても損なわれない。
【００２８】
圧電発生器３は、図１ａ，図１ｂによればケーシング内部空間２ｃ内で可動な若しくは調整可能に収容された質量体要素１０、金属性バネ要素１２，圧電素子１４を有している。前記圧電素子１４は当該の実施形態によれば帯状の圧電セラミック単層として形成されている。前記金属性バネ要素１２は実質的に板バネとして形成されており、図１ａ，図１ｂの下側と上側に描写された質量体接触領域１２ａ，１２ｂを有しており、それらの下方側が質量体要素１０に当接している。前記質量体接触領域の間には弾性的ばね領域１２ｃ，１２ｄが配設されており、これらの領域は質量体接触領域に対して対向的に調節可能である。ここでは前記バネ領域１２ｃ，１２ｄ下方の質量体要素１０に相応の幅の溝若しくは凹部１０ａが形成されていてもよい。質量体要素１０が質量体接触領域１０ａ，１０ｂを上方へ押す出す場合には、前記溝１０ａにバネ領域１２ｃ、１２ｄが浸入し得る。
【００２９】
バネ領域１２ｃ，１２ｄは半径方向で外方へ向いて突出する外側の端部領域１２ｅを有し、該端部領域１２ｅは図２によればケーシング上部２ａのケーシング溝１６に挿入され、有利には固定される。基本的にこの端部領域１２ｅは端面側がケーシング溝１６の溝底部に固定されていてもよい。しかしながら有利には前記端部領域１２ｅの端面側縁部はバネ領域１２ｃ，１２ｄの振動運動を可能にするために端面側の溝底部には固定ないし接触されない。そこでは２つの端部領域１２ｅの間隔が変化している。それに伴って実質的に当該端部領域１２ｅの上側と下側における配置が自由な振動運動の可能性を伴って行われている。端面側での固定に代わるこのような上側と下側の配置により、低い共鳴周波数が可能となる。
【００３０】
帯状の圧電素子１４は、その上側１４ａには、上方電極として用いられる金属層を有し、その下側１４ｂには下方電極として用いられる金属層を有している。それにより前記上側１４ａと下側１４ｂは上方の電極１４ａないし下方の電極１４ｂとして直接用いられている。この場合圧電素子１４は２つのバネ領域１２ｃ，１２ｄに載置され、これらのバネ領域に対して圧電素子１４の下側１４ｂないし下方電極１４ｂが接続層１８にて例えば導電性接着剤または蝋付けを用いて導電的に固定される。これは圧電電圧Ｕｐのタップにも用いられる。圧電素子１４の上側１４ａないし上方電極１４ａのコンタクト形成は図２によれば回路支持体４の下側に対して直接的に行われてもよいし、例えば設置されたワイヤ、相応のコンタクトパッドないしは回路支持体４の金属性の平面領域によって行われるか、若しくは挿入された可撓性の金属板によって行われてもよい。
【００３１】
質量体要素１０は有利にはケーシング内部空間２ｃの全断面を充たしている。すなわち実質的に円筒状のディスクとして構成されている。これにより２つの利点が得られる。１つは大きな質量体が得られることであり、それによって低い共鳴周波数ないし低周波の固有振動が得られる。もう１つは質量体要素１０がこれによってケーシング２の内壁に案内され、それによって側方でのぐらつきがなくなり、均等な振動運動が保証される。
【００３２】
相応に有利には金属性のバネ要素１２もケーシング内部空間２ｃの断面にその形態が適応している。すなわち図示の実施形態によれば、円形ないしはディスク状に形成されており、その場合端部領域１２ｅが半径方向に延在してケーシング溝１６内へ収容されている。有利には回路支持体４も円形ないしは円筒状に形成され、それによって確実にケーシング２の内壁に当接し、使用可能な平面を有効利用している。
【００３３】
基本的にはケーシング２とそれに収容される構成要素４，１２，１０の構成は、円形の形状とは異なったものでも可能である。例えばほぼ楕円形または卵形の形状もあり得る。そのようなケースではいずれにせよアンテナ６は実質的に円形に囲むループアンテナとして形成される。これは均質な放射特性を保証するためである。
【００３４】
機械的な負荷、特に垂直（軸線）方向Ｖ、すなわち図示の装置ないしは円筒状ケーシング形態の対称軸の積層方向における加速度ないしは振動による機械的な負荷のもとでは、質量体要素１０が図２中のケーシング内部空間２ａの下方領域で振動を生じ得る。この振動はバネ要素１２によって制限される。ケーシング内部空間２内へ収容され固定されるバネ要素１２はそれによって質量体要素１０の振動運動の径路制限器ないしはストッパとして働く。このストッパの間隔はバネ要素１２と質量体要素１０の間隔、つまり質量体溝１０ａの深さによって定められる。
【００３５】
質量体要素１０の振動の際には、バネ領域１２ｃ，１２ｄが質量体接触領域１２ａ，１２ｂの水平方向のＸ軸平面から押し出され、再び引き込まれる。そこに固定される圧電素子は、相応に撓め振動を引き起こし、その上側１４ａと下側１４ｂの間で時間的に変化する圧電電圧Ｕｐが生成される（一般的にはその極性が変更される）。
【００３６】
図１，２による圧電発生器のバネ定数は、バネ領域１２ｃのバネ定数によって定められており、さらにまたバネ領域１２ｃ，１２ｄに固定される補強的に作用する圧電素子１４によっても確定する。バネ領域１２ｃ，１２ｄのバネ定数は、とりわけ適切な形状付与によって確定することができる。質量体要素１０の質量体ｍの適切な選択によって、バネ要素１２と圧電素子１４からなるバネ装置全体のバネ定数の選択によって固有周波数が選定される。有利には共鳴周波数は１０〜６００Ｈｚ、有利には３００〜５００Ｈｚの範囲で選択される。
【００３７】
図２に示されている回路モジュール１の放射状の直径は、有利には１５ｍｍと５ｍｍの間、特に２５ｍｍよりも短い。高さは有利には僅かに短い。
【００３８】
圧電セラミックの場合には、引張り緊張よりも数倍高い圧縮緊張が許容されるので、バネ質量体システムのストッパは次のように設計される。すなわち、圧縮方向での圧電素子の変位が伸長方向での圧電素子の変位よりも大きくなるように設計される。図２に示されている座標系によれば、圧縮方向とは符号Ｖに対向する方向であり、伸長方向とは符号Ｖに平行する方向である。回転するタイヤには圧電発生器は特に次のように組み込まれる。すなわち発生する半径方向加速度が、構成部材１０，１２，１４を備えたバネ質量体システムを常に圧電素子の圧縮方向に変位させるように組み込まれる。例えば凹凸路面に起因して発生する振動は当該システムをその状態で対称的に振動させる。発生器の作動点は静止位置と相対的にずれる変位によって定められ、タイヤの角速度と共に変化する。この特性は、任意の歪みビーム構想に対して用いることができる。特に片側のみ緊張する歪みビームに対しても用いることが可能である。
【００３９】
圧電素子の引張り緊張方向での機械的過負荷を避けるために、バネ要素と質量体要素の間のストッパが次のように設計される。すなわちバネがその静止位置において質量体要素に当接するように、つまり質量体要素に深さ方向の溝が何も設けられないように設計される。すなわち図１ｂ中の深さ方向の溝１０ａは除外される。
【００４０】
対称的に選択されるストッパに比べてバネ質量体システムのストッパのこのような特異的な実施形態は特に回転するタイヤにおいて著しく高い電気エネルギーを生成すると同時に機械的な信頼性も向上する。
【００４１】
最大変位を制限するためのバネ質量体システムのストッパは、モジュールケーシングによって両側で実現されてもよい。この場合には特に圧電素子に伸長を要求する変位方向に製造許容偏差の高い要求が課せられる。この変位は代替的に若しくは付加的に、バネ装置１２に対する質量体要素１０のストッパによって制限されてもよい。この方向の付加的な変位を可能にするために、質量体要素には深さ方向の溝１０ａが設けられる。溝の深さは許容される距離を定める。特にタイヤセンサモジュールでは優勢となる半径方向加速度に基づいて及び信頼性向上のために深さ方向の溝が省かれる。
【００４２】
一般に質量体要素１０はその振動運動の際に両側でそれぞれ１つのストッパによって制限される。ここでは次のことが可能である。すなわち静止位置における質量体要素とストッパの間の２つの間隔を異ならせること、若しくはストッパの１つと静止位置における質量体要素の間で間隔を存在させないことが可能である。静止位置の質量体要素まで何も間隔を持たないストッパとは例えば質量体要素１０に載置される板バネないし弾性的ばね領域１２ｃ，ｄである。
【００４３】
車両タイヤには当該の回路モジュールは次のように設けることが可能である。すなわちケーシングの垂直軸線方向（Ｖ）がタイヤの半径方向ないし放射方向に配向されるように設けることが可能である。その際には質量体要素１０が半径方向ないし放射方向に関して圧電素子１４よりもさらに外方へ配設され得る。というのもタイヤの回転運動によって引き起こされる半径方向の加速度に基づいて質量体要素がタイヤに対して半径方向に変位するからである。
【００４４】
また当該の回路モジュールは車両タイヤに対して、ケーシングの垂直軸線方向（Ｖ）がタイヤの軸方向若しくは接線方向に配向されるように設けることも可能である。
【００４５】
前述してきたタイヤセンサモジュール用の圧電発生器は当該の実施例においてはタイヤ内で発生した半径方向ないし放射方向の加速度を電気的なエネルギーに変換しているが、基本的には軸方向若しくは接線方向で発生する振動の変換も可能である。
【図１ａ】
2010500225.tif 000003
【図１ｂ】
2010500225.tif 000004
【図２】
2010500225.tif 000005
【国際調査報告】
2010500225.tif 000006
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