(57)【要約】【課題】タイヤ内部の圧力を測定する圧力センサ60を支持する、タイヤを受けるリム23を有するホイール14と、軸受22を介してホイール14を回転自在に取付けるためのスピンドル12と、センサ60が測定した値を利用するためのスピンドルと組合された手段86とセンサ60との間の通信手段70とを有するホイール組立体10。【解決手段】上記通信手段70がホイール14に支持された回転アンテナ74とスピンドル12に支持された固定アンテナ78とを有し且つ50kHz以上の周波数でのラジオ周波数での伝送を行い、２つのアンテナ74、78は独自の回転案内手段を持たず、アンテナ74および78は環状で、ホイール14の転軸線に対して同一面内で同心状に配置され、アンテナ74と78との間の放射方向平均距離が２mm以上である。
2004529808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内部の圧力を測定する圧力センサ(60)を支持する、タイヤを受けるリム(23)を有するホイール(14)と、軸受(22)を介してホイール(14)を回転自在に取付けるためのスピンドル(12)と、センサ(60)が測定した値を利用するためのスピンドルと組合された手段(86)とセンサ(60)との間の通信手段(70)とを有するホイール組立体(10)において、
上記通信手段(70)がホイール(14)に支持された回転アンテナ(74)とスピンドル(12)に支持された固定アンテナ(78)とを有し且つ50kHz以上の周波数でのラジオ周波数での伝送を行い、２つのアンテナ(74、78)は独自の回転案内手段を持たず、回転アンテナ(74)および固定アンテナ(78)は一般に環状で、ホイール(14)の回転軸線（Ｘ−Ｘ）に対して同一面内で同心状に配置され、回転アンテナ(74)と固定アンテナ(78)との間の放射方向平均距離が２mm以上であることを特徴とするホイール組立体。
【請求項２】
回転アンテナ(74)と固定アンテナ(78)との間の放射方向平均距離が約５mmである請求項１に記載のホイール組立体。
【請求項３】
固定アンテナ(78)が回転アンテナ(74)の周りに延びている請求項１または２に記載のホイール組立体。
【請求項４】
ホイールのスピンドルの内側に補助装置(30)を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のホイール組立体。
【請求項５】
補助装置(30)が回転要素(34)を有し、この回転要素(34)とホイール(14)を回転自在に連結する手段(36)を有し、この手段(36)が回転アンテナ(74)および固定アンテナ(78)を介して一般にホイールの回転軸線に沿って延びている請求項４に記載のホイール組立体。
【請求項６】
回転自在に連結する上記手段(36)がホイール(14)に固定された且つスピンドル(12)を通って係合した回転コア(50、54、80)を有し、回転アンテナ(74)はこの回転コア(50、54、80)に支持されてそれと一緒に回転する請求項５に記載のホイール組立体。
【請求項７】
上記連結手段(36)がホイールと補助装置(32)の回転要素(34)とを回転自在に連結する機構(56)を有し、この機構(56)がホイール(14)と回転部材(34)との間の軸線のオフセットを補償する請求項５または６に記載のホイール組立体。
【請求項８】
補助装置が回転計(32)からなる請求項４〜７のいずれか一項に記載のホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホイール組立体に関するものであり、特に、タイヤの内部圧力を測定するセンサを支持し且つタイヤを受けるリムを備えたホイールと、このホイールに軸受を介して回転自在に取付けられたスピンドルと、センサの測定値を上記軸受およびセンサとスピンドル間を介して通信する手段と有するホイール組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛行機の着陸装置のタイヤホイールの空気圧をコックピットで知ることは有用であり、そのためにタイヤの空気圧を測定する圧力センサをホイールリムに取付けることは公知である。この圧力センサの測定値は着陸装置の固定部分または飛行機本体にあるデータ処理装置へ送信される。従って、着陸装置の固定部分と可動部分との間でデータを通信する手段が必要になる。
【０００３】
ホイールハブとこのハブを回転自在に支持するホイールスピンドルに変圧器を構成する２つの同心コイルを取付けることは既に公知である。ハブに支持されたコイルは圧力センサに連結され、ホイールスピンドルに支持されたコイルはデータ処理ユニットに連結される。
【０００４】
センサからタイヤの圧力値がハブに支持されたコイルに送られ、対応する信号が着陸装置のスピンドルに支持されたコイルに信号を誘導する。この信号をデータ処理ユニットが解析してタイヤ圧力を求める。
変圧器のコイルに流れる信号の周波数は約３kHzである。２つのコイル間で満足のいくデータ伝送を確実に行うためには同心状に配置した２つのコイルの間の半径方向距離を可能な限り狭くする必要があり、この距離は例えば約0.3mmで、いかなる場合でも１mm以下にはしなければならない。
【０００５】
コイルの全周にわたってこのような狭い距離を維持するために２つのコイルは正しい回転案内手段、例えば玉軸受を有するのが好ましい。そうした構成は例えば下記文献に記載されている。
【特許文献１】
フランス国特許第2,665,417号公報
【０００６】
この特許の構成では、ホイール組立体がホイールをホイールスピンドルの周りで確実に回転させるための２つの玉軸受と２つのコイルを半径方向に互いに正しく配置するための２つの追加の玉軸受とを有している。追加の玉軸受の存在によって２つのコイルは確実にセンタリングされる。しかし、ホイール組立体が複雑になるため、ホイールの回転モニター装置のような補助装置をホイールスピンドルの内部に配置するのが難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、コンパクトで信頼性に優れた構成によってホイールとホイールを支持する固定部分との間でデータ伝送ができ、しかも、ホイールスピンドルの内部に補助装置を容易に収容することができる機構が簡単なホイール組立体を提供することによって上記の問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の対象は、上記通信手段がホイールに支持された回転アンテナとスピンドルに支持された固定アンテナとを有し且つ50kHz以上の周波数でのラジオ周波数での伝送を行い、２つのアンテナは独自の回転案内手段を持たず、回転アンテナおよび固定アンテナは一般に環状で、ホイールの回転軸線に対して同一面内で同心状に配置され、回転アンテナと固定アンテナとの間の放射方向平均距離が２mm以上であることを特徴とするホイール組立体にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例のホイール組立体は下記の一つまたは複数の特徴を有する：
（1）  回転アンテナと固定アンテナとの間の放射方向平均距離は約５mmである。
（2）  固定アンテナは回転アンテナに沿って延びる。
（3）  ホイール組立体はホイールスピンドルの内側に補助装置を有する。
（4）  補助装置が回転要素を有し、この回転要素およびホイールを回転自在に連結する手段を有し、この手段は回転アンテナおよび固定アンテナを介して一般にホイールの回転軸線に沿って延びる。
（5）  回転自在に連結する手段が回転コアを有し、この回転コアはホイールに固定されかつスピンドルを介して係合し、回転アンテナは回転コアに支持されてそれと一緒に回転する。
（6）  連結手段は、ホイールおよび補助装置の回転要素を回転自在に連結する機構を有し、この機構がホイールと回転要素との間の軸線のオフセットを補償する。
（7）  補助装置が回転計からなる。
本発明は添付図面を参照した以下の実施例の説明からより良く理解できよう。しかし、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
［図1］に示すホイール組立体10は飛行機の着陸装置の一部である。このホイール組立体10は固定部分を構成するギアスピンドル12と、このスピンドルの軸線Ｘ−Ｘを中心として回転可能なホイール14とを有している。一般に、スピンドル12は軸線Ｘ−Ｘを有する管状の中空体16で、この中空体16の一端18は着陸装置の残りの部分に連結され、他端20がスピンドル12の自由端を形成する。
ホイール14は、スピンドル12の軸線に沿って配置された２つのころ軸受を介してスピンドル12に回転自在に取り付けられている。
【００１１】
ホイール14はタイヤ（図示せず）が取り付けられるリム23を有している。このリム23はハブ24を有し、このハブ24を一つの通路25が片側から反対側へ横断し、スピンドル12および軸受22はこの通路25内に配置されている。
リム23はタイヤを支持するための外側リング26を有し、ハブ24およびリング26は放射状アーム28によって互いに連結されている。各アームは換気口によって互いに分離されている。
補助装置30はスピンドル12の内側にある。この補助装置30は例えばホイールの回転をモニターするための回転計である。この補助装置30はスピンドル12と一体な本体32と、この本体32に対して回転自在な可動部分34とを有する。可動部分34は機械駆動系36を介してホイール14に固定され、それと一緒に回転する。機械駆動系36はスピンドル12の自由端40を通って軸線方向に延びている。
【００１２】
機械駆動系36は例えば皿状部材40を有している。この皿状部材40はリム23の軸線に沿ってリム23に取り付けられるキャップを形成している。この皿状部材40の基部42は一般に円筒形をした横壁44で囲まれている。この横壁の開口端の外周にはフランジ46がある。皿状部材40はこのフランジ46を介してネジ48によってリム23に連結することができる。
【００１３】
一般に、皿状部材40の軸線はホイールの回転軸線Ｘ−Ｘに沿って延びている。皿状部材40はスピンドルの方を向いた軸線方向のブッシュ50を有している。このブッシュ50は軸線Ｘ−Ｘに沿って延びる溝付ロッド54を受ける溝付穴52を有している。溝付ロッド54の自由端は回転連結機構56を介してホイールの回転をモニターする補助装置30の可動部分34に連結されている。回転連結機構56は補助装置30すなわち回転計の可動部分34の回転軸線と、ホイール14、皿状部材40および溝付ロッド54の回転軸線との間に軸線のズレがあった場合にそれを補償するためのものである。回転連結機構56は例えばゴム栓で構成でき、このゴム栓の一方を可動部分34と一体化し、他方をネジ付ロッド54と一体化する。
【００１４】
ホイールには圧力センサ60が取り付けられる。そのために、ホイールのリング26に収容部62を設け、この収容部62にタイヤの内部圧力を測定する圧力プローブ64を受ける。この構造自体は公知である。
圧力センサ60は信号を処理し、プローブを制御するためのモジュール66を有し、このモジュール66は圧力プローブ64に連結されている。モジュール66はプリント回路上に形成され、このプリント回路はブッシュ50の周りの皿状部材40の基部に固定されている。
【００１５】
データ処理ユニット68は飛行機の着陸装置の固定部分すなわち飛行機の本体に固定されている。このデータ処理ユニット68ではセンサ60で測定した圧力値が利用され、特に表示のために利用される。
圧力センサ60とデータ処理ユニット68とは通信手段（全体を参照番号70で示す）を介して連結される。この通信手段70は圧力センサ60とデータ処理ユニット68との間でラジオ周波数での伝送すなわち無線伝送を行うためのものである。この無線伝送は双方向性で、双方がデータを送受信できる。
【００１６】
この通信手段70は圧力センサ60を動作させるのに必要な電気エネルギーを無線で伝達できるものである。より正確には、通信手段70はホイール14に支持された信号の変調／復調ユニット72を有する。このユニット72は信号を整形するもので、このユニット72の一方は圧力センサ60の処理モジュール66に連結され、他方はホイールと一体な回転アンテナ74に連結されている。変調／復調ユニット72は皿状部材40に支持された圧力センサの処理モジュール66と同じプリント回路上に形成されている。
同様に、通信手段70は信号の変調／復調用のユニット76を有している。このユニット76はスピンドル12に支持され、データ処理ユニット68に連結されている。このユニット76はスピンドルに支持された固定アンテナ78に連結されている。
【００１７】
２つのアンテナ74、78は無線周波数の信号を送受信できるようになっている。この信号の周波数は50kHz以上、好ましくは125kHz〜2.2GHzであるのが有利である。
アンテナ74と78はホイール組立体の可動部分と固定部分との間で無線伝送が確立できるように互いに対向して配置されている。
本発明では、図示したように、回転するアンテナ（以下、回転アンテナ）74および固定されたアンテナ（以下、固定アンテナ）78が一般に軸線Ｘ−Ｘを有する環状をしている。これらのアンテナは軸線Ｘ−Ｘを中心にして同軸状に配置され、軸線Ｘ−Ｘを通る一つの同じ面内に配置されている。
【００１８】
回転アンテナ74は支持スリーブ80上に形成されており、この支持スリーブ80はネジ付ロッド54の外周と係合している。この支持スリーブ80は皿状部材406リム23と一体で、これらと一緒に回転する。そうするために、支持スリーブ80は上記のネジ付ロッド54によってブッシュ50に向かって軸線方向に押し込まれている。
回転アンテナ74は支持スリーブ80の表面上の例えば螺旋状導体によって形成され、このコイルの各螺旋は離れている。導体は例えば印刷された回路ストリップで形成される。
回転アンテナ74と変調／復調ユニット72を規定するプリント回路との連結は保護された導体82によって確実に行われる。
【００１９】
固定アンテナ78は回転アンテナ74の外周には配置される。この固定アンテナ78は支持リング84の内側表面に支持されている。支持リング84は連結用カラー86を有し、この連結用カラー86の所でネジ88によって支持リング84はスピンドル12に固定され、軸線方向および回転方向の移動が阻止される。
回転アンテナ74の場合と同様に、固定アンテナ78も不連続な螺旋状コイルの形をした導体によって形成され、この導体が支持リング84に支持されている。
固定アンテナ88は回転計30の本体に沿って延びた保護された導体90によって変調／復調ユニット76に連結されている。
【００２０】
２つのアンテナ74と78との間の平均放射方向距離は２mm以上、例えば約５mmである。
この距離でアンテナ74の支持ロッド54の回転軸線と、スピンドル12の軸線との間の軸線のオフセットを補償できる。従って、２つのアンテナ74、78を回転自在に案内する手段が無くても両者が互いに衝突することはない。
タイヤの圧力を測定する場合には、被変調信号を固定アンテナ78から回転アンテナ74へ送信するようにデータ処理ユニット68からユニット76へ指令が出る。この指令に従って圧力センサ60を作動させる信号が出る。ユニット72および圧力センサ60の給電に必要なエネルギーもこの信号によって伝達される。
【００２１】
２つのアンテナ間の距離はかなり大きいが、上記信号は周波数が高いためデータ伝送は可能である。
回転アンテナ74が受信した信号はユニット72で変調され、圧力センサ60に送信される。圧力センサ60はプローブ64が行った測定結果をモジュール66の制御下で返事として変調／復調ユニット72へ送信する。信号はこのユニット72によって整形された後、回転アンテナ74を介して送信され、固定アンテナ78によって受信される。受信された信号がデータ処理ユニット68へ送信されて使用される。
【００２２】
無線周波数の通信手段を使用することによってホイール組立体全体の寸法を小さくすることができるということは理解できよう。さらに、互いに相補形のアンテナを同心状に配置することによって２つのアンテナを最適状態で互いに近付けてコンパクトに配置できる。アンテナ用の独自のセンタリング手段は持っていないが、回転計と２つのアンテナをスピンドル内に同時に存在させることができる。回転アンテナ74はホイール14を回転計30に回転自在に連結する機械駆動系36に支持されているので、アンテナの存在によってハブ構造が複雑になることはない。
さらに、２つのアンテナは皿状部材40の後方に配置されているため機械的な外力や周囲電磁波の障害から保護される。
【００２３】
また、２つのアンテナの回転は不変で、ホイールの回転軸線に沿って同軸線上に配置され、常に互いに対向し、常に同じ面が対向している。従って、ホイールの回転によって伝送品質が変わることはない。
本発明の上記配置によって、圧力センサとその結果を利用する固定ユニットとの間で伝送が可能になると同時に、ホイール組立体の各部品の製造誤差および組立て誤差を補償できるということは理解できよう。すなわち、互いに相補形に配置された２つのアンテナの間隔がかなり大きいため伝送周波数が高くなり、補助装置を駆動するための機械要素上にアンテナを配置することができる。
変形例では、スピンドル内に配置する補助装置を回転計でなく、ブレーキのベンチレータにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のホイール組立体の縦断面図。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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