(57)【要約】  本発明は、タイヤのゴム状材料の層の厚さを測定するシステムであって、隣接の金属フレームに連結されているフェース及び空気と接触状態にある自由フェースを有し、システムは、ゴム状材料層の自由フェースと接触関係をなすようになっている衝合フェースを備えたハウジング及びハウジング内に配置されていて連結フェースとゴム状材料層の自由フェースとの間の距離ｄを測定することができるセンサを含み、センサは、交番磁界源及び隣接の高感度素子を有し、交番磁界源は、巻線であり、高感度素子は、出力信号が局所誘導磁界の大きさに依存するセンサであり、源巻線の周波数及び励起電力は、隣接の金属フレームと源巻線との間の誘導磁界が距離ｄの減少につれて増強するようなものであることを特徴とする測定システムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのゴム材料の層の厚さを測定するシステムであって、前記ゴム材料層は、空気の透磁率よりも高い透磁率を有する少なくとも１種類の材料で作られた隣接の補強材に接合されているフェースと、空気と接触状態にある自由フェースとを有し、前記システムは、前記ゴム材料層の前記自由フェースと接触関係をなすようになっている衝合フェースを備えたケーシングと、前記ケーシング内に配置されていて前記接合フェースと前記ゴム材料層の前記自由フェースとの間の距離ｄを測定することができるセンサとを含む、測定システムにおいて、前記センサは交番磁界源及び隣接の高感度素子を有し、前記交番磁界源はコイルであり、前記高感度素子は局所誘導磁界の大きさに出力信号が依存するセンサであり、前記源コイルの励起電力及び周波数は、前記隣接の補強材と前記源コイルとの間に誘導された磁界の強さが距離ｄの減少につれて増大するようになっている、測定システム。
【請求項２】
前記高感度素子の前記センサは、ホール効果センサ及び磁気抵抗センサから成る群から選択される、請求項１記載の測定システム。
【請求項３】
前記高感度素子は、前記源コイルと前記ケーシングの前記衝合フェースとの間に設けられている、請求項１又は２記載の測定システム。
【請求項４】
前記源コイルは、前記高感度素子と前記ケーシングの前記衝合フェースとの間に設けられている、請求項１又は２記載の測定システム。
【請求項５】
前記高感度素子及び前記源コイルは、前記衝合フェースに隣接して且つ前記衝合フェースから実質的に同一の距離のところに設けられている、請求項１又は２記載の測定システム。
【請求項６】
前記源コイルは、例えばフェライトのような高い電気抵抗及び高い透磁率を有する材料の周りに設けられているか、又は該材料によって包囲されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項７】
前記高感度素子の前記センサは、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する前記材料の枝のうちの１本の端のところに設けられている、請求項６記載の測定システム。
【請求項８】
高い電気抵抗及び高い透磁率を有する前記材料は、Ｕ字形である、請求項６又は７記載の測定システム。
【請求項９】
高い電気抵抗及び高い透磁率を有する前記材料は、Ｅ字形である、請求項６又は７記載の測定システム。
【請求項１０】
前記高感度素子は、各々が高い電気抵抗及び高い透磁率を有する材料の外側磁極の端のところに設けられた２つのセンサから成る、請求項９記載の測定システム。
【請求項１１】
高い電気抵抗及び高い透磁率を有する前記材料は、任意の軸方向断面で見て対称軸を有すると共にＥ字形である、請求項６又は７記載の測定システム。
【請求項１２】
前記高感度素子は、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する前記材料の中心軸線の端のところに設けられている、請求項１１記載の測定システム。
【請求項１３】
前記源コイルは、高い電位抵抗及び高い透磁率を有する前記材料の中央バーの周りに設けられている、請求項９〜１２のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項１４】
高い電気抵抗及び高い透磁率を有する前記材料は、Ｈ字形である、請求項６又は７記載の測定システム。
【請求項１５】
前記源コイルは、前記Ｈの中央バーの周りに設けられている、請求項１４記載の測定システム。
【請求項１６】
前記源は、前記Ｈの側枝の周りに好ましくは前記Ｈの中央バーの各側で１つずつ設けられた２つの励磁コイルから成る、請求項１４記載の測定システム。
【請求項１７】
前記源は、前記Ｈの各側枝の半部の周りにそれぞれ設けられた４つの励磁コイルから成る、請求項１４記載の測定システム。
【請求項１８】
前記高感度素子は、前記Ｈの同一の側枝の周りに前記Ｈの中央バーの各側で１つずつ設けられた２つのセンサから成る、請求項１４〜１７のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項１９】
前記高感度素子は、前記Ｈの別個の側枝に前記Ｈの中央バーの各側で１つずつ設けられた２つのセンサから成る、請求項１４〜１７のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項２０】
前記高感度素子は、各々が前記Ｈの各側枝の半部にそれぞれ設けられた４つのセンサから成る、請求項１４〜１７のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項２１】
前記源コイルには周波数が５００ｋＨｚ未満の交番電流又は電圧が供給される、請求項１〜２０のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項２２】
前記源コイルには周波数が１０ｋＨｚを超える交番電流又は電圧が供給される、請求項２１記載の測定システム。
【請求項２３】
前記源コイルには周波数が４０ｋＨｚから８０ｋＨｚまでの範囲にある交番電流又は電圧が供給される、請求項２２記載の測定システム。
【請求項２４】
前記測定システムは、非導電性ケーシング内に位置決めされ、前記ケーシングの磁気特性を空気の磁気特性になぞらえることができ、前記ケーシングは、前記源コイルの感度の軸線に平行又は垂直な衝合フェースを有する、請求項１〜２３のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項２５】
前記ケーシングは、携帯可能なケーシングである、請求項１〜２４のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項２６】
前記ケーシングは、道路上への設置又は道路中への埋め込みに適している、請求項１〜２５のうちいずれか一に記載の測定システム。
【請求項２７】
請求項１〜２６のうちいずれか一に記載の測定システムの使用であって、前記タイヤのトレッド上の残存するゴム材料の厚さを測定するための使用。
【請求項２８】
請求項１〜２５のうちいずれか一に記載の測定システムの使用であって、前記タイヤのサイドウォール又はインナーライナのゴム材料の厚さを測定するための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムの層の厚さを測定するシステム、特にタイヤのトレッド上の残存するゴムの厚さの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
知られているように、空気タイヤ又は単にタイヤのトレッドは、タイヤが乗用車に取り付けられるか、重量物運搬車両に取り付けられるか、土木工学車両に取り付けられるか又は他の車両に取り付けられるかどうかとは無関係に、特に種々の主要溝、長手方向溝、横方向溝又は斜めの溝によって画定されたパターン要素又は要素ブロックを有するトレッドパターンを備えており、要素ブロックは又、種々の細いスリット又はサイプを有する場合がある。溝は、濡れた路面上における走行中、水を排出するようになったチャネルを形成し、そしてパターン要素の前縁を構成する。
【０００３】
タイヤが新品の場合、トレッドの深さは、最大の状態にある。この初期深さは、問題のタイヤのタイプ並びにタイヤが意図されている使用によって変化する場合があり、一例を挙げると、「冬用」タイヤは、一般的に言って、「夏用」タイヤのパターン深さよりも深いパターン深さを有する。タイヤが摩耗状態になると、パターンの要素ブロックの深さが減少し、これら要素のブロックのスチフネスが増大する。要素パターンブロックのスチフネスの増大により、タイヤの幾つかの性能特性、例えば濡れた路面上におけるグリップが低下する。パターンのチャネルの深さが減少すると、排水能力も又顕著に低下する。
【０００４】
したがって、タイヤのトレッドの摩耗の進み具合をモニタすることができるようにすることが望ましい。
【０００５】
このモニタは、通常、トレッドの目視観察によって実施されるが、この場合、ユーザ又は整備士によって深さゲージを用いた実際の測定が行われることがあるが、行われない場合もある。しかしながら、この目視観察は、特に接近するのが困難なリヤタイヤについて実施するのがそれほど容易なことではなく、更に、この観察は、それほど正確であるというわけではない。
【０００６】
タイヤトレッドパターンの深さの測定を自動化する多くの提案がなされた。かかる装置は、車両が走行する道路上に設置される場合がある。これら装置は、通常、カメラ又はレーザを用いた光学システムを利用するか或いは渦電流を利用するかのいずれかによる２つの技術によって作動する。
【０００７】
光学システムを利用したシステムは、コスト高であり、道路内に埋め込まれなければならず、しかも定期的な保守を必要とする。さらに、測定は、汚れや水、泥、雪等の存在又は跳ねかけに起因して妨害を受ける。
【０００８】
特許文献である米国特許第７，５７８，１８０（Ｂ２）号明細書及び国際公開第２００８／０５９２８３号パンフレットは、タイヤのトレッドの厚さを測定するシステムを提案しており、このシステムは、タイヤのクラウン補強材中に励起磁界によって生じた渦電流に敏感なセンサを含む。これらシステムは、道路上に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７，５７８，１８０（Ｂ２）号明細書
【特許文献２】国際公開第２００８／０５９２８３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これら測定システムは、全く満足の行くものであるというわけではない。と言うのは、これら測定システムは、或る１本のタイヤと別の１本のタイヤとではそれ自体ばらつきがあり、しかも更にタイヤ摩耗度に従って変化するタイヤのクラウンの導電性に敏感だからである。測定は、精度が不十分でありしかも感度が不十分であるということが判明している。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一要旨は、タイヤのゴム材料の層の厚さを測定するシステムであって、ゴム材料層は、空気の透磁率よりも高い透磁率を有する少なくとも１種類の材料で作られた隣接の補強材に接合されているフェース及び空気と接触状態にある自由フェースを有し、システムは、ゴム材料層の自由フェースと接触関係をなすようになっている衝合フェースを備えたケーシング及びケーシング内に配置されていて接合フェースとゴム材料層の自由フェースとの間の距離ｄを測定することができるセンサを含む。この測定システムは、センサが交番磁界源及び隣接の高感度素子を有し、交番磁界源がコイルであり、高感度素子が出力信号が局所誘導磁界の大きさに依存するセンサであり、源コイル（source coil）の励起電力及び周波数は、隣接の補強材と源コイルとの間に誘導された磁界の強さが距離ｄの減少につれて増大するようなものであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一要旨によれば、測定システムのセンサは、リラクタンスモードで動作し、したがって、渦電流に敏感なモードで動作する同様なセンサの場合よりも電力が所与の場合に低いコイル励起周波数で動作するという利点を有する。注目されるべきこととして、かろうじて導電性があるに過ぎないゴム材料中に埋め込まれた金属レインフォーサ（補強要素）で構成されている通常のタイヤクラウン補強材の場合、これら動作条件下で検出される渦電流はゼロであり又はほんの僅かである。
【００１３】
また、リラクタンスモードでの測定は、隣接の補強材の透磁率を利用しており、したがって距離ｄの変化に対して高い測定感度をもたらすことが判明している。
【００１４】
好ましくは、高感度素子のセンサは、ホール効果センサ及び磁気抵抗センサから成る群から選択される。
【００１５】
ホール効果センサは、電流が半導体を通っていると共に磁界が電流の通過している方向とは垂直に半導体に加えられた場合、加えられた磁界に比例すると共にこの磁界の方向に測定できる電圧を発生させる半導体の特性を利用している。すると、この電圧を測定することにより、半導体の入っている磁界の強度を推定することが可能である。
【００１６】
磁気抵抗センサは、半導体のもつ特性を利用しており、半導体は、半導体が磁界を受けると変化する抵抗を示す。かかる材料に既知の電流を流すと共にこの材料の端子のところに現れる電圧を測定することによって、磁気抵抗材料が入っている磁界の強度を推定することが可能になる。
【００１７】
好ましい一実施形態によれば、高感度素子は、源コイルとケーシングの衝合フェースとの間に設けられる。
【００１８】
この実施形態では、高感度素子により測定される誘導磁界の強度は、距離ｄが減少するにつれて増大する。
【００１９】
別の実施形態では、源コイルは、高感度素子と衝合フェースとの間に設けられる。
【００２０】
この実施形態では、高感度素子により測定される誘導磁界の強度は、距離ｄが減少するにつれて減少する。
【００２１】
高感度素子及び源コイルは又、ケーシングの衝合フェースに隣接して且つケーシングの衝合フェースから実質的に同一の距離のところに設けられている。
【００２２】
この実施形態では、高感度素子により測定される誘導磁界の強度も又、距離ｄが減少するにつれて減少する。
【００２３】
有利な一実施形態では、源コイルは、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する例えばフェライトのような材料の周りに設けられ又はこの材料によって包囲される。
【００２４】
高い電気抵抗及び高い透磁率を有するこの材料、例えばフェライトの存在は、磁力線を局在化し、かくして、層厚さのより局所的な測定を可能にするという利点を有する。
【００２５】
好ましくは、材料が高い電気抵抗及び高い透磁率を有する実施形態の全てに関し、高感度素子のセンサは、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する材料の枝のうちの１本の端のところに設けられる。
【００２６】
フェライトは、様々な形態のものであって良く、特に、Ｕの形状であるのが良い。この場合、励磁コイル又は源コイルは、好ましくは、Ｕの側枝のうちの一方の周りに設けられる。
【００２７】
変形例として、源コイルは、フェライトのＵの底辺の周りに設けられても良い。
【００２８】
この実施形態では、単にＵの２つの端相互間の間隔を広げるだけでセンサの有効レンジを向上させることができる。
【００２９】
また、Ｕ字形フェライトの２本の平行なバーにより形成される磁極の断面を増大させることによってこのレンジを広げることができる。
【００３０】
別の実施形態によれば、源コイルは、高い電気抵抗及び高い透磁率を有するＥ字形材料の周りに設けられる。
【００３１】
この実施形態では、源コイルは、有利には、Ｅの中央バーの周りに設けられる。
【００３２】
この実施形態では、単にＥの中央バーとその２本の外側のバーとの間の間隔を広げるだけでセンサの有効レンジを向上させることができる。
【００３３】
また、Ｅ字形フェライトの３本の平行なバーにより形成される磁極の断面を増大させることによってこのレンジを広げることができる。
【００３４】
Ｅ字形フェライトを利用するこの実施形態では、隣接の補強材に向いた各外側磁極の端のところに高感度素子を設けることも又可能である。このようにすると、磁界の１つの源だけを用いて測定を２箇所で行うことができる。
【００３５】
第３の実施形態によれば、源コイルは、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する材料の周りに設けられ、この材料は、任意の軸方向断面で見て対称軸を有する共にＥ字形である。
【００３６】
このいわゆる「鉢植え形」実施形態では、源コイルは、有利には、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する材料の中心軸線周りに設けられ、高感度素子は、鉢の中心軸線の端のところに設けられる。
【００３７】
この実施形態では、単に鉢構造体の外径を増大させるだけでセンサの有効レンジを向上させることができ、したがって、中央磁極と外側磁極との間の間隔は、増大するようになる。
【００３８】
鉢構造体の２つの磁極の断面を増大させることによってもこの有効レンジを広げることができる。
【００３９】
この非対称実施形態は、隣接の補強材を形成する金属コードの向きの影響を受けにくいという利点を有する。したがって、センサは、この隣接の層の異方性の影響を受けにくい。
【００４０】
幾つかの好ましさの高い実施形態によれば、源コイルに隣接して位置した状態で互いに連結された数個の高感度要素を使用するのが良く、種々の高感度要素の組み合わせによりピックアップされる誘導磁界の差は、隣接の補強材が存在しない場合には低く又はゼロであり、隣接の補強材が存在する場合にはゼロではない。
【００４１】
この実施形態は、センサの感度を向上させるという利点、制御エレクトロニクス及び関連の測定エレクトロニクスを単純化するという利点及びこれらエレクトロニクスのコストを減少させるという利点を有する。
【００４２】
特定の一実施形態によれば、高い電気抵抗及び高い透磁率を有する材料は、Ｈ字形である。
【００４３】
好ましくは、Ｈは、側枝がケーシングの衝合フェースに垂直な状態で、ケーシング内に位置決めされる。
【００４４】
上述したように、Ｈの２本の側方バーが相互間の間隔を広げることにより又はこれら２本の側方バーにより形成される磁極の断面を増大させることによってセンサの有効レンジを広げることができる。
【００４５】
この場合、交番磁界源は、Ｈの中央バーの周りに設けられたコイルであるのが良い。
【００４６】
交番磁界源は又、Ｈの側枝の周りに好ましくはＨの中央バーの各側で１つずつ設けられた２つのコイルから成るのが良い。
【００４７】
交番磁界源は又、Ｈの各側枝の半部の周りにそれぞれ設けられた４つのコイルから成るのが良い。
【００４８】
Ｈ字形のフェライトのこの特定の場合、高感度素子は、Ｈの同一の側枝の周りにＨの中央バーの各側で１つずつ設けられた２つのセンサから成るのが良い。また、高感度素子は、Ｈの別個の側枝にＨの中央バーの各側で１つずつ設けられた２つのセンサから成っていても良い。また、各々がＨの各側枝半部の一端にそれぞれ設けられた４個のセンサを用いることが可能である。
【００４９】
隣接の層が存在しない場合、即ち、自由条件下において、一方においてＨの頂端のところに設けられた１つ又は複数のセンサにより測定される局所誘導磁界は、他方においてＨの磁極の底端のところに設けられた１つ又は複数のセンサにより測定される局所誘導磁界に等しい。したがって、これらセンサ相互間の出力信号の差は、小さく又はゼロである。
【００５０】
したがって、高感度素子のこれら種々のセンサを互いに有利に連結することによって、装置は、低い又はゼロの共通モードを含む差分モードで動作することができる。これは、測定感度を向上させるという利点、制御エレクトロニクス及び関連の測定エレクトロニクスを単純化するという利点及びこれらエレクトロニクスのコストを減少させるという利点をもたらす。
【００５１】
タイヤトレッドについて取られた測定値の場合、Ｈの２本の枝（又は磁極）は、好ましくは、走行方向に配置され、各枝は、垂直に位置決めされ、したがって、測定値は、センサと隣接の層の補強材との間の距離の平均測定値であり、この距離は、Ｈの２本の枝相互間の距離と関連している。
【００５２】
実施形態の全てにおいて、源は、１つ又は２つ以上のコイルから成るのが良い。
【００５３】
源コイルには有利には周波数が５００ｋＨｚ未満の交番電流又は電圧が供給され、これは、層の隣接の補強材中の渦電流の発生を非常に大きく制限する。加うるに、１０ｋＨｚという周波数を超えた場合、近接場に位置するアンテナにより測定される従来のノイズが回避される。
【００５４】
さらに、電流が所与の場合に供給周波数が増大すると、特定の時間分解能が向上する。
【００５５】
加うるに、周波数を増大させることにより、測定時間を短縮することができ、これは、システム全体の電力消費量に対して望ましい影響をもたらす。
【００５６】
４０ｋＨｚから１５０ｋＨｚまでの範囲の供給周波数を用いることが有利であることが判明した。
【００５７】
周波数に対するこれらの限度により、タイヤ補強材の金属レインフォーサ中に生じる可能性がある渦電流を制限することができる。
【００５８】
好ましくは、測定システムは、高感度素子の１つ又は２つ以上のセンサの端子のところの信号の振幅を想定する装置を含む。
【００５９】
これを行うため、源コイルには既知の定常正弦波電流を供給するのが良く、それにより、センサの付近で測定できる誘導磁界を繰り返し固定することが可能であり、高感度素子を形成する１つ又は複数のセンサの端子のところに現れる電圧の大きさを測定する装置を使用することができる。
【００６０】
高感度素子の端子のところに現れる電圧の大きさを測定するこの装置は、電圧を連続的に測定することができ又は振幅復調システムを用いることができる。
【００６１】
測定システムは、有利には、材料がゼロに等しく又は空気若しくは真空の磁化率とほぼ同じほど十分に低い磁化率を有する非導電性ケーシング内に配置される。
【００６２】
好ましくは、源コイルが感度軸線を有し、ケーシングが、厚さが測定されるべき層の自由フェースに衝合するフェースを有する場合、ケーシングの衝合フェースは、実施形態によれば、源コイルの感度軸線に垂直又は平行である。
【００６３】
ケーシングは、携帯可能なケーシングであるのが良い。
【００６４】
この場合、本発明の一要旨としての測定システムは、タイヤのサイドウォール又はインナーライナのゴム材料の厚さを測定するために使用できる。この測定は、タイヤの製造中又はこの作業の完了後に実施されるのが良い。
【００６５】
ケーシングは又、道路上への設置又は道路中への埋め込みに適しているのが良い。
【００６６】
この場合、測定システムは、好ましくは、タイヤトレッド上の残存ゴム材料の厚さを測定するために用いられる。
【００６７】
明らかなこととして、本発明の一要旨としての測定システムの各源コイルは、直列に又は並列に接続された複数のコイルによって形成されるのが良い。
【００６８】
好ましくは用いられるコイルが平べったいコイルである場合、源コイルの各々は、ＰＣＢ又はプラストロニック（plastronic）支持体上に螺旋の形態に巻かれた導電性トラックの形態で製作されるのが良い。
【００６９】
プラストロニック支持体は、プリント及び電子部品であるべき導電性トラックを射出成形プラスチックコンポーネント上に直接固定することができるようにする技術を意味している。
【００７０】
本発明は、特に、クラウン及び／又はこれらのカーカスプライ内に金属レインフォーサを有するタイヤ、例えば、乗用車若しくはＳＵＶ（「スポーツ・ユーティリティ・ビークル」）又はバン、重量物運搬車両―即ち軽線路車両、バス、路上輸送重車両（ローリ、トラクタ及びトレーラ）及びオフロード車、例えば土木工学車両―及び他の輸送又は取り扱い車両の中から選択された産業車両に取り付けられるタイヤに利用できる。
【００７１】
添付の図は、主要な例としてタイヤトレッドの厚さの測定に対する本発明の利用を考慮した本発明の一要旨としての測定システムの多くの実施形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】タイヤが本発明の一要旨としての測定システムを有するケーシング上を通っている車両の斜視図である。
【図２】測定システムを備えたケーシングを示す図である。
【図３】測定システムのケーシングと接触状態にあるタイヤの断面図である。
【図４】空心コイルの場合の測定システムの動作原理を示す図であり、金属プレートが設けられていない場合（ａ）及び金属プレートが設けられている場合（ｂ）を示す図である。
【図５】Ｕ字形フェライトを備えた励磁コイルの場合の測定システムの動作の一例を概略的に示す図である。
【図６】図５のシステムの変形実施形態を示す図である。
【図７】Ｅ字形フェライトを有する第２の実施形態を示す図である。
【図８】鉢形フェライトを有する第３の実施形態を示す図である。
【図９】Ｈ字形フェライトを有する実施形態を示す図である。
【図１０】測定システムの電子回路の構造を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１は、タイヤ８が摩耗測定システムを有するケーシング６上を走行している車両５を示している。この図は、乗用車を示しているが、かかる測定システムは、任意他の車両、例えば重量物運搬車両又はバスにも使用できる。タイヤ８のトレッド上のゴム材料の残存厚さは、車両を停止させる必要なく又はタイヤを車両から取り外す必要なく、ケーシング６上を走行しているときに測定される。
【００７４】
図２は、本発明の要旨のうちの１つとしてのケーシング１２を示している。このケーシングは、道路上に設置可能な携帯可能な組立体の形態を取っている。ケーシングは、実質的に台形の断面を有する。ケーシングは、２つの傾斜した部分、即ち、接近用坂路１５及び出口用坂路１６を有する。これらの２つの部分相互間に実質的に水平の部分１８が存在する。ケーシング１２の部分１８は、距離測定を行うためのセンサ又は列状に配置されたセンサ５０を保護する。ケーシングのベース２０は、道路に当てて配置され、このベースは、システムの動作中、ケーシングに必要な安定性を与える。ケーシング１２は、センサ５０に交流電流を供給する電源を備えた電子回路４０を更に有する。測定は、タイヤ接触パッチが水平部分１８上に載っているときに行われる。この水平部分は、タイヤトレッドの表面に当てられるケーシングのフェースである。ケーシング１２は、測定に対する妨害を回避するために磁気特性が空気の磁気特性に関連付け可能な非導電性材料で作られている。
【００７５】
他の実施形態によれば、ケーシングは、道路内に埋め込まれても良く、或いは、タイヤのサイドウォール又はインナーライナに当たるのに適した寸法及び重量を有しても良い。
【００７６】
タイヤトレッド上に残存しているゴム材料の厚さの測定方法が図３に示されている。この図は、ケーシング１２の衝合フェース１８上に載っているタイヤ８の部分断面を示している。タイヤ８は、特に、パターン８２を備えたトレッド８０、金属補強材（図示せず）の２枚又は３枚以上のプライから成るコラム補強材８４及びサイドウォール８６を有している。ケーシング１２は、衝合フェース１８、ベース２０及び列状に配置されたセンサ５０を有する。トレッド８０の走行面８８は、ケーシング１２の衝合フェース１８上に載っている。
【００７７】
センサ５０は、以下に説明するように、これらセンサをタイヤ８のクラウンの金属補強材８４から隔てる距離Ｄ１を測定する。Ｄ１は、３つの成分を有する。これら成分のうちの２つは、一定であり、即ち、パターン８２の底を補強材８４から隔てる距離Ｄ２及びセンサ５０をケーシング１２の衝合フェース１８から隔てる距離Ｄ３である。１つの成分は、トレッドの摩耗度、即ちｄにつれて可変であり、この距離ｄは、トレッドの残存厚さに一致している。かくして、次式が成り立つ。
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【００７８】
距離Ｄ２は、測定対象のタイヤのタイプの識別に基づいて知ることができる。この識別は、手動であっても良く又は自動であっても良く、例えば、タイヤ構造体中に組み込まれたトランスポンダ、例えばＲＦＩＤデバイス中に記録された識別データを検索することによって行われる。
【００７９】
図４は、本発明の一要旨としての測定システムのセンサの動作原理を示している。
【００８０】
図４（ａ）は、対称軸を備えると共に感度Ａの空心コイル１０を示している。コイルの端子に交流電流が供給されると、この装置によって放出される磁力線５４は、図４（ａ）に概略的に示されているように、コイルの周りをぐるりと空気を貫通する。
【００８１】
良好な磁界導体であり且つ電気不良導体である金属補強材１４、例えば低導電率のゴム材料の２つの層中に埋め込まれた互いに平行な金属レインフォーサから成るタイヤのクラウンプライがこの装置に近づけられた場合、磁力線は、当然のことながら、空気を通るのではなくこの金属補強材を通ろうとする。と言うのは、空気のリラクタンスが金属補強材のリラクタンスよりも大きいからである。金属補強材１４を通る磁力線５４の局所化を観察することができる。
【００８２】
その結果として、コイル１０と金属補強材との間に位置した領域中に誘導される磁界の強度が増大することになる。
【００８３】
かくして、コイル１０と金属補強材１４との間に誘導される局所磁界を測定することによってコイル１０に対する金属補強材１４の位置の変化を測定することができる。これは、局所誘導磁界５３に対して敏感なセンサ、例えばホール効果センサ又は磁気抵抗センサを用いて実施できる。
【００８４】
図５は、励磁コイル及びＵ字形フェライトの場合の測定システムの実施形態の動作の概略的な例を示している。
【００８５】
厚さｄが測定されるべき層２１は、透磁率が空気の透磁率よりも高いレインフォーサ、例えば、通常タイヤのカーカスプライ又はクラウンプライに用いられるレインフォーサ、特に重量物運搬車両のレインフォーサにより形成される補強材２２に隣接して位置するゴム材料の層２４を含む。
【００８６】
測定システムのケーシング１２は、Ｕ字形フェライト３０の側枝３６のうちの一方の周りに設けられた励磁コイル１０を含むセンサ５０及びホール効果センサ５６を有する。センサ５６は、フェライト３０の側枝３６の端のところに配置されている。フェライト３０が設けられていることにより、磁力線の循環をフェライト内に局所化することができ、それにより測定ゾーンを局所化することができる。Ｕの２本のバーは、距離ｌ１だけ互いに隔てられている。
【００８７】
ケーシング１２は、層２１の自由フェース２６に当たり又は衝合するその衝合フェース１８を有している。
【００８８】
測定システムの必要不可欠な特徴によれば、励磁コイル１０の励振周波数及び電力は、フェライト３０の磁極の端と隣接の補強材２２との間に誘導される磁界の強度が距離ｄの減少につれて増大するようなものである。
【００８９】
かくして、センサの動作モードは、リラクタンスモードであり、したがって、磁気回路の互いに異なる部分の透磁率に関連付けられる。
【００９０】
ゴム材料の透磁率は、隣接の補強材の透磁率よりも極めて低く、この隣接の補強材の透磁率はそれ自体、フェライトの透磁率よりも低い。
【００９１】
その結果、ゴム材料の層２４のリラクタンスは、隣接の補強材２２のリラクタンスよりも極めて高く、隣接の補強材２２のリラクタンスはそれ自体、フェライト３０のリラクタンスよりも高い。このことは、フェライト３０の端のところで測定される誘導磁界の変化が主としてゴム材料の層の厚さである距離ｄの変化に起因していることを意味している。と言うのは、例えばレインフォーサの数又はこれらレインフォーサの構成によって引き起こされる隣接の補強材のリラクタンスの変化が生じたとしてもこれが測定の精度にほんの僅かな影響しか及ぼさないからである。したがって、リラクタンスモードでのかかるセンサの精度及び感度は、良好である。センサの有効レンジは、Ｕの２本のバー相互間の距離である距離ｌ１及びこれら２本の平行なバーにより形成される磁極の断面で決まる。
【００９２】
図６〜図９は、センサの変形実施形態を示している。
【００９３】
図６では、センサ６０は、Ｕ字形フェライト６４と、Ｕの中央バーの周りに設けられた励磁コイル６２と、Ｕの側枝のうちの一方の端のところに配置されたホール効果センサ５６とから成る。
【００９４】
図７では、センサ７０は、Ｅ字形フェライト７４と、Ｅの中央バーの周りに設けられたコイル７２と、任意の側枝のうちの一方の端のところに配置されたホール効果センサ５６とから成る。
【００９５】
図８では、センサ９０は、対称軸及び実質的にこの対称軸に沿って設けられている中央バーを備えた鉢形フェライト９４と、鉢の中央バーの周りに設けられた励磁コイル９２とから成る。センサ９０は、フェライト９４の中央バーの端の近くに設けられたホール効果センサ５６を更に有する。図８（ａ）は、センサの斜視図であり、図８（ｂ）は、対称軸に沿う断面を示している。
【００９６】
この鉢構造は、タイヤ内部の金属アーキテクチャの異方性の影響を受けにくいという利点を有する。これがそうである理由は、ホール効果センサが鉢の中央バーの端のところに設けられているからであり、そして任意の軸方向断面で見て、測定システムが非対称であるからである。
【００９７】
図９は、別の実施形態としてのセンサ９５を示している。このセンサは、Ｈ字形フェライト９７の中央バーの周りに設けられた励磁コイル９６を有している。このセンサは、各々がフェライト９７の側方バー又は側枝９８の各端のところにそれぞれ設けられた２つのホール効果センサ５６，５７を含む。自由状態では、２つのセンサは、同一の測定信号を有する。したがって、２つの信号相互間の差は、かかる条件下においてはゼロである。このことは、共通モードを完全に又はほぼ完全に打ち消すことができ、それによりセンサの感度が向上することを意味している。したがって、測定されるべき距離は、非線形法則によってこの差に関連付けられる。
【００９８】
図１０は、源コイル１０２から成るセンサ及び局所誘導磁界を測定する単一のセンサ又は互いに接続された数個のセンサで構成される高感度素子１０３の場合にタイヤのゴムの層の厚さを測定することができるようにする電子回路の構造の一例を示している。
【００９９】
この電子回路は、「センサモジュール」１００及び「マザーボード」１２０によって形成される。したがって、この電子回路は、層の単一の箇所の厚さを測定するために使用できる。
【０１００】
この構成の原理を多数のセンサから成るシステムに拡張するためには、全てが同一の「マザーボード」に接続された複数の「センサモジュール」を用いることが必要なだけである。
【０１０１】
リラクタンスモードでは、隣接の層の補強材と源コイルとの間に設けられた高感度素子１０３によって測定される誘導磁界は、センサと金属タイヤコードから成る隣接の補強材との間の距離ｄが減少するにつれて増強する。したがって、この電子回路の目的は、センサと隣接の層の補強材との間のこの距離を導き出すことができるよう高感度素子の端子のところに現れるこの電圧Ｕの大きさを測定することにある。
【０１０２】
「センサモジュール」１００は、源コイル１０２及び高感度素子１０３を有することに加えて、とりわけ、周波数がタイムベース１０７によって課される発振器１０６によって駆動される電流増幅器１０４を有している。増幅器、発振器、及びタイムベースは、「センサモジュール」の一部をなしている。増幅器１０４によって生じて源コイル１０２中に流される電流は、位相基準（φ＝０）と解される。
【０１０３】
高感度素子１０３の端子のところに集められた電流Ｉに対してゼロではない位相φの電圧Ｕは、先ず最初に、増幅器１０８によって増幅され、次に、発振器１０６の出力信号と一緒に二重復調器１１０中に投入される。
【０１０４】
復調器１１０の出力部のところには、高感度素子の端子のところに現れる電圧を示す２つの複素成分を表す信号Ｘ，Ｙが見受けられ、次式が成り立つ。
2016529494.tif 000004
上式において、Ｋは、電子回路に沿って存在する増幅率で決まる係数である。
【０１０５】
次に、２つの信号Ｘ，Ｙは、フィルタ１１２によって濾波され、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１１４によってディジタル化され、次に、「マザーボード」１２０のマイクロコントローラ１２２中に投入される。
【０１０６】
マイクロコントローラ１２２は、Ｘ及びＹから、上述の方程式を用いることによって高感度素子１０３の端子のところに現れる電圧Ｕの大きさを導き出す。
【０１０７】
マザーボードは、多数の追加の機能ユニット、即ち、
・源コイル１０２と高感度素子１０３とから成るセンサにより取られた測定値を記録することができるメモリ１２４、
・アンテナ１２８によってタイヤを識別するＲＦＩＤ復号器１２６（これがタイヤ構造体中に組み込まれて存在するＲＦＩＤデバイスを用いることによって実施することができることを条件とする）、
・補助アンテナ１３２を介してデータを或る距離にわたって送るワイヤレス通信モジュール１３０、及び
・システム全体に必要な電流をバッテリ１３６から分配する電力源１３４を更に備えている。
【０１０８】
この組立体は、バッテリを交換しないでタイヤに対して多数回の測定を実施することができ、それにより人間の介在なしでシステムに数年間の有効寿命を与える。
【図１】
2016529494.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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