(57)【要約】【課題】便利で、コスト的に有利で、信頼性のある、タグ電子部品のタイヤへの取付けシステムおよび取付け方法を提供する。【解決手段】環状のアンテナアセンブリを、タイヤの硬化後にタイヤに取付ける装置および方法は、タイヤの内側表面を画定する剛体コア４８に、環状のアンテナアセンブリと相補的な形状を有するコアリセス６６を形成するステップと、環状のアンテナアセンブリをコアリセス６６内に設けるステップと、タイヤの未硬化のカーカスを、環状のアンテナアセンブリがコアリセス６６内に嵌めこまれている剛体コア４８の周りで組み立てるステップと、環状のアンテナアセンブリを、加硫サイクル中に、タイヤの内側表面に相互接着させるステップと、硬化されたタイヤと環状のアンテナアセンブリとを、剛体コア４８から取外すステップとを有している。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のアンテナアセンブリを、タイヤの硬化前にタイヤに取付ける方法において、
タイヤの内側表面を画定する剛体コアに、前記環状のアンテナアセンブリと相補的な形状を有するコアリセスを形成するステップと、
前記環状のアンテナアセンブリを前記コアリセス内に設けるステップと、
タイヤの未硬化のカーカスを、前記環状のアンテナアセンブリが前記コアリセス内に嵌めこまれている前記剛体コアの周りで組み立てるステップと、
前記環状のアンテナアセンブリを、加硫サイクル中に、前記タイヤの内側表面に相互接着させるステップと、
硬化された前記タイヤと前記環状のアンテナアセンブリとを、前記剛体コアから取外すステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記環状のアンテナアセンブリを、該環状のアンテナアセンブリが前記コアリセス内に設けられているときに、前記剛体コアの外表面から外側に突き出るような大きさに形成するステップを有している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記環状のアンテナアセンブリを、前記コアリセス内に設ける前に、あらかじめ組み立てるステップを有している、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、タイヤの状態パラメータを監視するために電子部品をタイヤに取り付ける装置および方法に関し、特に、環状のアンテナとこれに接続されている電子部品とをタイヤに組み込む装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤや車輪の識別情報や、その他のデータを無線周波数で電子的に伝送する、アンテナを含む環状装置が一般に用いられている。装置は、少なくともタイヤまたは車輪の識別情報を保持するために十分なデータ容量を有する一体型の回路チップを備えた無線周波数のタグ、すなわちトランスポンダを含んでいる。タイヤの空気圧や、トランスポンダの位置でのタイヤや車輪の温度など、他のデータは、識別情報とともにトランスポンダによって伝送される。
【０００３】
環状のアンテナは、タイヤに搭載され、トランスポンダからのデータを無線周波数で、車輪アセンブリに搭載された読取り機まで伝送する。アンテナおよびトランスポンダは、「硬化前」のタイヤ組立て工程で、タイヤに組込まれてもよい。アンテナを硬化前の工程で組立てることによって、タイヤとアンテナとの結合性は、大きく改善される。しかし、実際には、これをおこなうことは非常に難しい。ラジアルプライタイヤもバイアスプライタイヤも、製造過程において、実質的に直径方向に広げられる。バイアスプライタイヤは、グリーンタイヤを円環体のモールド内に押込めるブラッダを通常有している硬化用プレスに挿入されるときに、直径方向に広げられる。ラジアルプライタイヤは、タイヤ組立てプロセスまたは形成プロセスのときに直径方向に広げられ、さらに、硬化の工程で直径方向に広げられる。したがって、硬化工程の前にタイヤに組込まれた環状のアンテナおよびこれに接続された電子タグは、部材の損傷が生じる可能性のある大きな応力に耐えなければならない。特に、電子タグ、および、タグ・アンテナ間の接続部は、硬化前の組立てにおいてタイヤが受ける力によって、損傷を受けやすい。
【０００４】
電子タグ、または、タグ・環状アンテナ間の接続部が硬化中に損傷を受けることを避ける他の手段として、タグとアンテナとを独立した環状装置として組立て、硬化後にタイヤに取付けることが知られている。環状装置は、タイヤが硬化された後に、接着剤や他の公知技術によって、タイヤに取付けられることができる。このような手段は、タイヤ製造時にタグの電子部品が損傷することを防止できるが、硬化後の工程でアンテナとタグとを接着剤でタイヤに取付けることは、いくつかの欠点がある。まず、この方法は製造プロセスの労務量を増やし、従ってコストを増やす。次に、環状装置がタイヤにしっかりと取付けられるかどうかは、用いられる接着システムの効果に依存する。高価でなく、使いやすく、タイヤのライフサイクルを通じて機能が持続する適切な接着剤の開発は、課題が多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のことから、便利で、コスト的に有利で、信頼性のある、タグ電子部品のタイヤへの取付けシステムおよび取付け方法に対する必要性が存在している。その方法は、電子部品の機能上の安全性をより一層高め、アンテナ・タグ電子部品間の電気的結合をより確実とするものでなければならない。最後に、その方法は、理想的には、上述した硬化前組立ておよび硬化後組立ての双方の長所を取り込み、双方の欠点を避けるものであることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様では、本発明の環状のアンテナアセンブリを、タイヤの硬化前にタイヤに取付ける方法は、タイヤの内側表面を画定する剛体コアに、環状のアンテナアセンブリと相補的な形状を有するコアリセスを形成するステップと、環状のアンテナアセンブリをコアリセス内に設けるステップと、タイヤの未硬化のカーカスを、環状のアンテナアセンブリがコアリセス内に嵌めこまれている剛体コアの周りで組み立てるステップと、環状のアンテナアセンブリを、加硫サイクル中に、タイヤの内側表面に相互接着させるステップと、硬化されたタイヤと環状のアンテナアセンブリとを、剛体コアから取外すステップとを有している。
【０００７】
本発明の他の一実施態様では、環状のアンテナアセンブリは、剛体コア上で、部材から組み立てられてもよく、現場外であらかじめ組み立てられ、単一のアセンブリとして剛体コアまで輸送されてもよい。本発明と関連して、タイヤのモールドは、本発明の方法を実施する剛体コアを含むようにされている。本発明の方法によって製造されたタイヤもまた、本発明の他の実施態様を構成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を、添付の図面を参照して、例示によって説明する。図１，２を参照すると、本発明の好ましい実施形態が、タイヤ１２の内部まで展開されて示されている。タイヤ１２は、従来の方法によって、ゴムやゴム合成物等の従来の材料で形成されており、ラジアルプライ構成またはバイアスプライ構成のいずれでもよい。典型的なタイヤ１２は、トレッド１４と、ショルダ１６と、環状のサイドウォール１８と、終端部のビード２０とを有している。インナライナ２２が形成され、タイヤ空間２４を画定している。タイヤ１２は、外周リムフランジ２８と外側リムフランジ面３０とを有する環状リム２６に取付けられるようにされている。環状リム２６は、従来どおりの形状で、鋼等の適切な強度を有する金属からなっている。
【０００９】
環状のアンテナ３２は、好ましい実施形態では、正弦曲線状の形状を有している。アンテナ３２はまた、別のパターンに形成されていてもよく、必要に応じ１本または複数本のまっすぐなワイヤでもよく、フィラメントワイヤ、コード、または撚線でもよい。ワイヤの材料としては、鋼、アルミニウム、銅、または他の導電性ワイヤを用いることができる。ワイヤ径は一般的には、アンテナとしての作動上重要ではないと考えられているが、細径ワイヤの多条撚線構造が望ましい。アンテナ３２は、その曲線状の形状によって可撓性を備えており、タイヤ製造時および使用時の破断の危険性が最小化される。
【００１０】
引き続き、図１，２を参照すると、上述の一般的形状のタグキャリア３４が設けられている。タグキャリア３４は、圧力や温度等のパラメータを検出する手段を含んでいてもよい。図示のように環状に形成された支持ストリップ３６は、装置１０の一部として含まれている。支持ストリップ３６は、電気絶縁性を備えており、好ましくは、ゴムまたはプラスチック等の当産業において一般的な、半硬質のエラストマ材料で形成されている。ストリップ３６は、アンテナワイヤ３２を実質的に包むように、そして少なくともタグキャリア３４の部分を包むように形成されている。したがって、図１に示す製造後の状態では、装置１０は、アンテナ３２と、タグキャリア３４と、支持ストリップ３６とを有する、単一の概ね円形のアセンブリである。装置アセンブリ１０の直径は、タイヤ１２のサイズの関数である。アンテナアセンブリ１０のタイヤ上の好ましい設置位置は、リムフランジ３０の直上である。ここに設けることによって、タイヤの動きによってアセンブリが受ける応力を最小化し、他の場所に設けると金属製リムによって引き起こされるであろう、タグ・外部読取り機（図示せず）間の無線周波数通信への干渉を最小化する。なお、特定のタイヤへの適用にあたって必要であれば、アンテナアセンブリ１０を他の場所に設置することも可能である。
【００１１】
図３に、タイヤ１２の詳細図を示す。本発明は、様々な構成およびサイズのタイヤに用いることができる。タイヤ１２は、例えば、乗用車用または軽トラック用の、一般的に用いられているラジアルタイヤであってもよい。このようなタイヤの一例は米国特許第６３５８３４６号明細書に示されており、本発明をこれに限定する意図はないが、引用によって本明細書に組み込まれる。タイヤ１２は、トレッド領域１４と、ショルダ領域１６と、ショルダ１６から環状のビード２０まで延びるサイドウォール領域１８とを備えたカーカス４０を有している。一般に、プライ構造４２がサイドウォール１８の中に設けられ、１つまたは２つ以上のベルトプライ４４，４６がトレッド領域１４に設けられている。インナーライナ２２はタイヤの内側表面となっており、ビードからサイドウォール領域に沿って、トレッド領域を横切って連続的に延びている。
【００１２】
剛体コアによる組立て方法を使ってタイヤを製造することが知られている。このような方法は米国特許第４９８５６９２号明細書に示され、詳述されており、引用によって本明細書に組み込まれる。図３，４を参照すると、剛体コアによる組立て方法では、タイヤは剛体コア上で組み立てられる。「剛」とは、弾性的で変形を許容するタイヤ組立て技術と対比して、「実質的に変形しない」という意味に理解されるべきである。剛体コア４８を形成するのに適した材料は、鋼であるが、他の適切な剛性の高い材料も、必要に応じて使うことができる。さらに、米国特許第４８９５６９２号明細書に述べられているような、一般的な剛体コアによる組立て技術は、モールドを閉めるために複数のスライド式のセグメントを用いているが、本発明はこれに限定されない。本発明は、他の方法で閉まり、あるいは必要であれば一体の非分割式構造を有する、他のタイプの剛体コアに用いることもできる。
【００１３】
図４に、セグメント型の剛体コアモールド５０の一例を示すが、本発明が図示のモールド構成に限定される必要のないことは理解されよう。モールド５０は、接触面５６，５７を介して側方部５４と嵌合するセグメント５２を含んでいる。各セグメントはまた、閉められた位置で、隣接する両側のセグメントの各横断面と接する横断接触面（図示せず）を有している。コア４８の半径方向内側面５８は、モールドが閉められると、領域６４の先に設けられ、タイヤのビードの半径方向内側表面を確実に成形する各側方部５４の張出し部６２に設けられた、対応する面６０と接触する。コア４８とモールドセグメント５２，５４との間には、空洞部が形成される。空洞部は、成形されるタイヤの形状を形成するため、内側を向く円環状表面に沿って形成される。
【００１４】
本発明によれば、アンテナアセンブリ１０は硬化サイクル中にタイヤ１２に組み込まれ、タイヤ１２に固着されることが意図されている。この目的を容易にするため、環状の溝すなわちリセス６６が、モールドコア４８の外側表面に形成されている。コア４８は剛性の高い構造であるため、機械加工またはその他の公知の製造技術によって、環状リセスを容易に作ることができる。リセス６６は、図３，４に示すように、内部にアンテナアセンブリ１０を受け入れることのできる形状および寸法を有している。コア４８内のリセス６６の位置は、一般的には、図３に示すように、タイヤのビードの上方１インチ（呼び寸法）にあることが望ましい。しかし、ユーザの好みに応じ、他の場所でもかまわない。
【００１５】
リセス６６の内部には、アセンブリのトランスポンダ要素３４と相補的な形状をしている、拡大されたソケットが形成されている。アセンブリにある他の任意の、幾何学的に不規則な形状は、リセス６６内に相補的なリセスまたはソケットを設けることによって吸収される。リセス６６はコア４８の周りを円形の経路で延びていることが望ましいが、円形でない経路や不規則な経路でもかまわない。環状のリセスは、下記の目的のために、環状のアセンブリ１０がリセス６６からコア４８の外側表面の先まで突き出すことができるような、深さ方向寸法を有しているのが望ましい。リセス６６の環状アセンブリ１０への挿入は、タイヤカーカス４０をコア上で組み立てる前のステップとしておこなわれるのが望ましい。リセス６６の環状アセンブリ１０への挿入は、手動で、またはロボットその他の公知の組立て方法によっておこなうことができる。
【００１６】
環状アセンブリ１０がコア４８のリセス６６に挿入されると、インナーライナ２２を従来のやり方で取付けることから始めて、タイヤカーカスをコア上で組み立てることができる。カーカスはこうして、環状アセンブリ１０をリセス６６内に嵌めこみ、取り囲む。環状アセンブリ１０を、部材、すなわちトランスポンダ３４、アンテナワイヤ３２、およびカバー３６から、コア４８上で組み立ててもよいことが理解されよう。あるいは、アセンブリ１０を現場外で組立て、単一のアセンブリとしてコア４８に取付けてもよい。コア４８上でのタイヤ組立て工程が終了すると、タイヤは従来のやり方で硬化サイクルを受ける。
【００１７】
タイヤ１２の加硫の結果、アセンブリ１０のカバー３６はインナーライナ１０に相互接着(cross bond)され、それらの間に強固な機械的結合が確立される。コア４８のリセス６６から突き出すアセンブリ１０の突起によって、カバー３６とインナーライナ２２との相互接着は強固なものとなり、カバー３６の表面とインナーライナ２２の表面との間に空気が入っても接着性が悪化することはない。硬化サイクルが終わると、タイヤ１２はモールド５０およびコア４８から取外される。タイヤ１２は、インナーライナ２２を一周して正確に位置に設けられた環状アセンブリ１０を含んでいる。トランスポンダ３４は、リセス６６内で、センサ装置が完成タイヤ内で内側を向けるような方向を向いている。例えば、圧力センサは、必要に応じて、タイヤ１２の空洞２４内に向けて設置される。
【００１８】
以上述べたことから、本発明は、環状のアンテナアセンブリをタイヤの内側面に取付けるための、便利で、コスト優位性があり、信頼性の高い方法に対する当業界の必要性を満足していることが理解されよう。ユーザは、環状アセンブリの位置を容易に選択することができ、注意深く制御された繰り返し可能な方法によって、アセンブリ１０をタイヤ１２の正確な位置に設けることができる。さらに、アセンブリ１０とタイヤ１２とを結合するための、追加の接着剤や装置は不要である。溝は、環状アセンブリ１０と相補的な形状となっているので、アセンブリ１０は溝６６内にしっかりと取付けられることができる。必要に応じて、アセンブリ１０を溝６６内で所定の方向に向けさせるように、追加の突起をアセンブリカバー３６に組み込んでもよい。剛体コア４８の側面のうち、溝６６を形成する部分は、タイヤの加硫中に環状アセンブリ１０を保護し、硬化サイクル中にタイヤ内に生じる力によるアセンブリの損傷が避けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図示のためにタイヤの一部が切り取られて表示された、環状のアンテナアセンブリが組み込まれたタイヤの斜視図である。
【図２】環状のアンテナリングの一部とトランスポンダ要素の部分上面図である。
【図３】剛体のモールドコアと環状のアンテナアセンブリとを取り囲む、代表的なタイヤの横断面図である。
【図４】本発明にしたがって環状のアンテナアセンブリが組み込まれた、モールドの半径方向の概略部分断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  アンテナアセンブリ
１２  タイヤ
２２  インナーライナ
２６  環状リム
３２  アンテナワイヤ
３４  トランスポンダ要素
３６  カバー
４８  モールドコア
５０  剛体コアモールド
５２  セグメント
５４  側方部
６６  リセス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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