JP4034316B2 - タイヤの技術的状態を監視する装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの種々の状態を監視する方法及び監視用デバイスを有するタイヤに関する。より特別には、本発明は、一般に空気入りタイヤの内部又はタイヤリムに取り付けられた能動形で自己駆動式のプログラム可能な電子デバイスを使用したタイヤ監視方法に関する。このデバイスは、空気入りタイヤの温度、圧力、走行距離及び／又はその他の運転状態のような情報をタイヤの識別情報と共に監視し、蓄積し、更に遠隔測定するために使用することができる。

摩耗、内部温度及び内圧に関するタイヤの情報を監視することが望ましい。大型トラック用タイヤは高価でありかつ車両の効率を最大にするように定期的に整備しなければならないので、これらタイヤを監視することが特に有利である。

過去には、タイヤの本体内に埋設され電磁誘導結合により回路にエネルギーを供給する高周波送信により作動させられる受動形の集積回路が一般に使用されてきた。電磁誘導結合又は容量結合による受動形デバイスは長いコイル巻線を必要とし、従ってタイヤの構成及び組立工程に大きな変更を要するという欠点がある。かかる受動形デバイスに伴う別の重要な欠点は、タイヤとデバイスとの間で情報伝達ができるためには質問器をタイヤのごく近く、通常はほぼ１０ｃｍ（数インチ）以内に置かねばならないことである。接近の要求のため、車両の各車輪に質問器を取り付ける必要があるので、連続監視は実行不能である。駐車した車両のタイヤの各に埋設された受動形デバイスからのデータの手動式収集もまた接近の必要性のため厄介であり多くの時間を要する。

タイヤ状態の監視に使用されるその他の従来技術のデバイスは、バルブステムのようなタイヤの外部に置かれた自己駆動式回路を備えている。外部取付け式のデバイスは、天候及び乱暴な取扱いのような損傷に曝される欠点がある。タイヤ外部に設置したデバイスの別の欠点は、デバイス自体が空気漏れのあるかもしれない別のシールされた継手を導入することである。更に、外部設置デバイスは監視している特定のタイヤから容易に外れる可能性がある。

公知のタイヤ監視及び識別用のデバイスの別の欠点は、通信の発信が通常の高周波を使用して行われることであり、これはタイヤの外部に取り付けられ又は固定される一般に比較的大きなアンテナを必要とし、このためタイヤの構成及び組立工程に比較的大きな変更が必要となる。

本発明の１態様により、作動化可能な監視用のデバイス又はタグが車両の少なくも１個のタイヤの内面又はタイヤリム上に取り付けられるタイヤ監視方法が提供される。このデバイスはマイクロ波範囲の周波数を有する質問信号の手段により作動化される。監視用デバイスは、信号に応答して、タイヤの内圧と温度、タイヤの回転数のような１個又は複数個の状態に関する情報を測定し送信する。望ましくは、タイヤ情報は監視ステーションで受信され、ここで情報をカラーコード化された視覚表示で観察でき、更に受容可能な値に関して望ましくない状態を示すために音響信号及び／又はフラッシュライトも持つ。表示装置は車両の総てのタイヤを順次に又は同時に示すことができる。或いは、重量計測ステーション、トラックターミナル等に置かれたホスト記憶装置に種々の状態を送信するように監視用デバイスを作動化させることができる。この記憶装置は個々のタイヤの送信された状態値の履歴を記録し蓄積できる。

監視用デバイスは、専用の長寿命形ミニアチュア電池により駆動される能動回路及び運転状態の検出と送信のための１個又は複数個のセンサーを備える。デバイスは、更に、集積回路；センサーからの電気信号を処理するためとタイヤ識別情報を含んだデータを記憶するためのプログラム可能なマイクロプロセッサー；及び外部の質問器からの電磁信号を受信しこれに応答してセンサーからの処理された電気信号を送信するためのマイクロ波送受信装置を備える。マイクロ波周波数送信の使用により、比較的小さなアンテナの使用で比較的広い範囲への送信を行うことができる。この監視用デバイスは、製造工程中に新しいタイヤに設置すること又は現存のタイヤに付加することのいずれも可能である。

監視用デバイスは、状態がその限界値を超えない限り監視用デバイスが通常の質問に応答しないように、状態が限界値を超えない限り休止モードに留まるようにプログラムできることが好ましい。

監視用デバイスは、これをタイヤに保持するポケット又はカバーの手段によりタイヤに固定することができる。カバー又はポケットは、化学的又は加熱により活性化する接着剤を利用してタイヤに固定することができる。監視用デバイスは、応力、歪、繰返し疲労、衝撃及び振動を最小にする方法及び場所でタイヤに固定される。

本発明の１実施例により、内部取付け式の監視用デバイスを有するタイヤを準備し；限定するものではないが温度、圧力、距離、速度などを含んだ技術的条件を感知して測定し及び／又は監視された状態に関するデバイスのデータとして感知された状態を記憶し；測定データを送信させるようにデバイスを作動させ；そして予め選定された限界値とデータとを選択的に比較し限界値を超えた場合に警告する諸段階を包含したタイヤの少なくも１個の状態の監視方法が提供される。用語「内部取付け式」は、監視用デバイスがタイヤ内に組み込まれ、或いはタイヤとタイヤ／リム組合せ体のリムとの間に形成される加圧可能な空洞部の内面又はタイヤリム自体の上に取り付けられることを意味する。監視用デバイスは、タイヤが所望の信号送信範囲内にあるときに高周波質問信号の送信により作動化されることが望ましい。監視される状態には、圧力、温度、又は回転数及び／又は走行距離情報、並びに製造業者のシリアル番号、タイヤサイズ、年月日と場所のようなタイヤ履歴又は識別情報、トレッド再生の情報及び類似情報も含むことができる。

本発明の別の態様により、上述の用語で示されたような位置においてタイヤ内部に取り付けられた監視用デバイスを有する空気入りタイヤが提供される。監視用デバイスは、その位置とは無関係に以下説明される材料でこれを囲むことができる。凹所内又はタイヤ内面上に置かれたときは、選択的にカバー又はポケット内にこれを収容することができる。特定の取付け用又は接着用の手段は、室温硬化性のアミン接着剤又は高温硬化性の接着剤を含んだ化学硬化接着剤（ｃｕｒｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ）の使用によることができる。

さて、図面を参照すれば、図１には、２カ所の好ましい位置において空気入りタイヤ５の内壁に固定された監視用デバイス１０又は１０’を有する空気入りタイヤ５の部分的断面図が示される。実際は、空気入りタイヤは、一般にタイヤ内部の適宜位置又はタイヤリム１２にただ１個の電子式監視用デバイスを持つだけである。図１に明らかなように、一つの好ましい位置はボディプライの折返し端部の下方のタイヤビードの付近であり、ここはサイドウオールの曲げ強度が最大でありかつ転動しているタイヤの応力が最小の位置である。かかる特性の得られるタイヤビードの最下方部分は一般にタイヤビードの底部である。ある特定のタイヤ、例えば２８５／７５Ｒ２４．５ Ｒ２９９トラック／バス用ラジアルタイヤ（ＴＢＲ）においては、この好ましい位置はタイヤのトウボトムから約２５．７から５１．４ｍｍ（約１から２インチ）上方の距離である。この示された範囲より上方では、繰返し応力の振幅が極めて速やかに増大する。監視用デバイスの別の好ましい位置は、図１に示されるようにタイヤ内部のトレッドクラウンの中央であり、ここでは取付け取外しによるタイヤの応力が最小である。

監視用デバイス１０は、図２に示されるように回路基板４８にあるマイクロチップ２０、アンテナ３０、増幅器４２、電池４４、圧力センサー４６、及び選択的に温度と走行距離センサー（図示せず）とより構成される。図２の実施例には示されないが、マイクロチップ２０自体に上述の構成要素の総て又は一部を含むことができる。

選択的ではあるが、監視用デバイスの剛性を高くして歪を受けることを阻止するためにデバイスを固体又は半固体のケース内に収容することが望ましい。この強化用のケース又はカプセルは固体材料、即ち、種々のウレタン、エポキシ、不飽和ポリエステル−スチレン樹脂、及び硬質ゴム組成のようなタイヤゴムと代置可能な非発泡性コンパウンドである。硬質ゴム組成は、一般に、架橋されてショアーＡで約５０から約１００の硬さ、望ましくはショアーＤで約５から約８０の硬さ、更に好ましくはショアーＤで約４０から約１００の硬さを持った任意形式のゴム又はエラストマーである。本デバイスの強化用ケース又はカプセルに最適の固体材料は、典型的に約７０．３ｋｇ／ｍｍ^２から約３５１．６ｋｇ／ｍｍ^２（約１００ｋｓｉ（１００００ポンド／平方インチ）から約５００ｋｓｉ（５０００００ポンド／平方インチ））の範囲の弾性係数（ヤング係数 Ｅ）を持つことが見いだされた。デバイスを囲うために使用される強固な補強用ケースの材料の実際に選定される弾性係数は監視用デバイス自体の剛性の関数である。

カプセルに入れられている監視用デバイスの例が図６に示され、この図では監視用デバイス１０は、監視用デバイス組立体１７を形成するようにケース又はカプセル用材料１６内に囲まれる。図６に示されるように、タイヤ内圧の測定ができるようにセンサーへの空気の通路を与えるために、圧力測定センサー４６が開口又は穴など１８を有することが本発明の重要な態様である。

さて、図７及び８を参照すれば、上述のように、監視用デバイス組立体１７は選択的にポケット７５又はカバー８０のような柔軟なハウジングを持つことができる。監視用デバイスをタイヤに保持するように機能する適切なハウジング材料は、天然ゴム、或いは合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、及び同等品のような４ないし１０個の炭素原子を持った共役ジエン、柔軟ポリウレタン、柔軟エポキシ及び同等品のから作られかつショアーＡスケールで約５０から約９５、好ましくは約５５から約７５の硬さを有するゴムのような一般に柔軟でかつ弾力性のあるゴムを含む。

図９は図７及び８の斜視図であり、タイヤ５の内壁７に固定されたカバー８０を示す。カバー８０は、好ましくは加圧可能なタイヤ空洞部内のタイヤ面に監視用デバイス組立体を固定する接着面を持つ。圧力センサーが空気圧を適切に監視できるようにスリット８４が空気通路を提供する。

図７はカバー８０によりタイヤ５に固定された監視用デバイス組立体１７を示す。カバーは、デバイスの圧力センサーがタイヤ内圧を検知できるようにスリット８４を持つ。一般に、カバー８０はタイヤの内部部分に固定される。圧力感知用に必要な開口又はスリット８４を除いて、カバー８０は図７に示されるように監視用デバイス組立体１７を囲み、監視用デバイス組立体の外周の周りのタイヤ内部部分に固定される。

図８に見られるように、監視用デバイス組立体１７はタイヤのポケット又は凹所７５内に置かれる。タイヤのポケット又は凹所７５は、適切な寸法の長方形のテフロン（商品名、ＰＴＦＥ）片を所望の凹所７５の位置において未加硫のタイヤインターライナー上に差し込むことによりこれを作ることができる。タイヤの製造中、型の加硫用圧力がこの小片をタイヤインターライナー内に押し込み図８に示されるように凹所ポケット７５内で硬化する。次に、カバー８０が監視用デバイス組立体の周囲の回りでタイヤインターライナーに取り付けられる。カバー８０も、空気圧の検知ができるようにスリット８４を持つ。カバー８０は未加硫タイヤと一緒に加硫でき、或いは以下説明されるように種々の形式の接着剤の使用により加硫後にタイヤに取り付けることができる。

さて、図１０を参照すれば、図７及び８の形状で示されたようなカバー８０が使用されるときは、例えばテフロン（商品名、ＰＴＦＥ）又はシリコン剥離材料で構成された接着防止用シート８６をカバー８０とその下のタイヤ内壁７との間に置き、監視用デバイス組立体を収容するための空洞部を確実に形成することができる。次いで、適切な接着用材料を用いてカバーをタイヤ内部に接着する。接着用材料の硬化後に接着防止用シート８６が取り去られる。次に、監視用デバイスを、カプセル入りであるか否かにかかわらず、柔軟なカバー８０のスロットを通して挿入することができる。或いは、監視用デバイスを、カプセル入りであるか否かにかかわらず、タイヤ５に当てて位置決めし、この上にカバー８０を取り付け、適切な接着剤によりカバーの周囲においてタイヤ５に接着することができる。

図１１及び１２に示された好ましい実施例においては、監視用デバイスはハウジングポケット９０内に収容され、このポケットはこの中に組立体を取り付けるためのスロットを有し、組立後、このスロットを通して監視用デバイスのアンテナを突き出すことができる。更に、ポケット９０は、これをタイヤ５に確実に接着するために選択的に基層１１０を備える。ハウジングポケット９０は、開口９６を通じて監視用デバイス組立体を受け入れかつ収納するように、ポケット空洞部９４を有する頂部部分又はキャップ９２を備える。ポケット空洞部９４は、一般に監視用デバイス組立体をきちんと保持し又は固定するに適した寸法と形状のものである。ポケット９０は、監視用デバイス組立体のアンテナ３０をポケット９０の台状部分１０２に固定しかつ強制するためにバンド９８も備える。

監視用デバイス組立体１７をタイヤ５に固定する別の方法は、監視用デバイスを未加硫タイヤのタイゴムプライ１９９とインナーライナープライ２００との間に置くことにより、製造中に監視用デバイス組立体１７をタイヤ５内に物理的に埋設する方法である。加硫後、デバイスは永久的にタイヤ構造内に収容される。図１３は、この方法によりタイヤクラウン２０２又はこの付近に置かれたインナーライナーボデイプライ部分２００に位置決めされた埋設監視用デバイス組立体１７を備えたタイヤ断面を示す。クラウン２０２は監視用デバイスの設置に好ましい位置の一つである。監視用デバイスがボディプライ２０４に接触するとボディプライ２０４の耐久性と構造性能とを低下させる可能性があるため、かかる接触はすべきでないことが経験により示された。別の好ましい位置は図１４に示されたようなタイヤビード２１０の付近である。未加硫タイヤ内に設置の際に、小さな取去り可能なダボ２０６が監視用デバイス組立体１７内に入れられる。ダボ２０６は加硫圧力を加えたときにインナーライナープライ部分２００を通して穴を空け、監視用デバイス組立体１７内の圧力センサーへの空気通路用の穴又は開口を形成する。ダボ２０６は、タイヤ加硫作業中に使用される成形ブラダー（図示せず）を破損させることなく柔らかなインナーライナーゴムを通る通路を確保するために適切な寸法でかつ平滑で丸い端部を持つべきである。希望するならば、成形ブラダーは、これを監視用デバイス組立体１７とダボ２０６の位置で補強するすることができる。ダボ２０６は、タイヤの加硫後に、仕上がった空気穴を残して取り去られる。

監視用デバイス組立体を具体化するための第２の実施例が図１５に示される。この方法では、ダボ２２０は、まずインナーライナーパッチ２２２を通して差し込まれ、次いで監視用デバイス組立体１７内に差し込まれる。次に、監視用デバイス組立体１７が未加硫のタイヤインナーライナープライ２００とインナーライナーパッチ２２２との間に挟まれる。この手順において、成形ブラダー（図示せず）への傷を更に減らすために、より大きく輪郭付けられたダボ頭部２２４を使用することができる。

監視用デバイスをタイヤに接着するために使用し得る種々の接着用材料は、室温硬化性のアミン接着剤を含んだ多くの化学硬化性接着剤を含む。熱硬化性接着剤も使用できる。適切な化学硬化性接着剤には、ノースカロライナ州ロアノク・ラピッドのザ・パッチ・ラバー・カンパニーより発売の種々の自己加硫接着剤、種々の化学的加硫流体、及び同等品のような通常の加硫用材料を含む。

室温又は周囲温度硬化性のアミン接着用材料は、種々の硬化性アミンのポリマー又はプレポリマーの適用に先行して、まず、種々の接着面（例えば、タイヤ、カバー等）への処理剤の適用を含む。適切な処理剤には、種々のＮ−ハロアミド、種々のＮ−ハロヒダントイン、種々のＮ−ハロイミド、及びこれらの組合せが含まれる。種々の望ましいＮ−ハロヒダントインの例には、１，３−ジクロロ−５，５−ジメチルヒダントイン；１，３−ジブロモ−５，５−ジメチルヒダントイン；１，３−ジクロロ−５−メチル−５−イソブチルヒダントイン；及び１，３−ジクロロ−５−メチル−５−ヘキシルヒダントインが含まれる。Ｎ−ハロアミドの例には、Ｎ−ブロモアセトアミド及びテトラクロログリコリルが含まれる。Ｎ−ハロイミドの例には、Ｎ−ブロモスクシンイミド及び通常はモノ−、ジ−、及びトリ−クロロイソシアヌル酸として知られる種々のクロロ置換ｓ−トリアジントリトンが含まれる。本発明の実行に使用する好ましい処理用の組成は、種々のモノ−、ジ−、及びトリ−クロロイソシアヌル酸又はこれらの混合物を含む。トリクロロイソシアヌル酸が特に好ましい。

処理剤は、通常は固体状で存在する。これらは、アセトン及び同等品のような溶媒に容易に溶解され、従って液状で塗布することができる。処理剤の塗布は、一般に周囲温度で行われる。ハケ塗り、スプレイ及び同様方法によるような適宜の通常の方法で塗布することができる。塗布量は基層が塗布されるような量である。好ましくは、加硫されたゴム面の全部が確実に塗布されるように、処理剤又は接着剤コンパウンドの２回以上の塗布が使用される。

前記周囲温度硬化性接着用材料は、ここに参考文献として完全に組み入れられた米国特許第４７１８４６９号、第４７６５８５２号、及び第４９２３５４３号に説明された技術及び文章で知られる。

熱硬化性接着用材料は、少なくも１００℃、一般には約１１５から約１７０℃の温度に加熱すると直接的又は間接的にタイヤ基層及び監視用デバイスとの間の接合を形成する種々の接着剤を使用する。所要硬化時間は温度に依存し、温度が高くなると所要時間は短くなる。適切な通常の熱硬化性接着剤は公知であり、例えばノースカロライナ州ロアノク・ラピッドのザ・パッチ・ラバー・コンパニーより発売の種々の押出しセメント、種々のトレッド再生及び加硫用のセメント、及び同等品を含む。

接着剤は、これを監視用デバイスに、ケース又はカプセル入りの監視用デバイス組立体に、監視用デバイス用のカバー又はポケットに、或いはこれらのいかなる組合せにも直接塗布することができる。或いは、監視用デバイス又は監視デバイス組立体は、これを適切な接着剤によりタイヤリムに取り付けることができる。カバー又はポケットが利用される場合は、タイヤへの監視用デバイスのより良き接着を確保するために、一方ではカバー又はポケットに塗布される接着剤と他方ではタイヤ内部に塗布される接着剤との間に緩衝用ゴム層のような中間層を有することが選択的ではあるが好ましい。望ましくは、タイヤ及びカバー又はポケットの両者は、予めバフをかけられ溶媒で清浄にされ、そして接着剤が塗布される。

監視用のデバイス又はタグ１０を参照すれば、これは種々の構成要素を保持するために適切な材料で作られた基板を備える。これら要素の一つは図４のブロック線図に示されたような集積回路又はマイクロチップ２０である。好ましくは、集積回路は、内部又は外部のアナログ信号をデジタル化する１個又は複数個のアナログデジタル変換器を含む。本発明の使用に適切な集積回路は市販のものであり及び／又は作ることができる。本発明による使用に特によく適すると見いだされた一つのかかる市販の回路２０は、アイダホ州ボイスのミクロン・コミュニケーションズ・インクより発売のＲＦＩＤ「ミクロン」チップである。図４は、本発明による使用に適した「ミクロン」チップのブロック線図である。

チップ２０は、コマンド処理用の中央処理装置、２５６バイトランダムアクセスメモリー、及びデータ送受用の高周波回路を含む。送信の中心周波数は２．４５ＧＨｚである。低周波及び高周波送信バンド用の回路がチップにより使用され、ミクロンにより開発されかつ１９９３年７月２２日付けの同社のプロトコール出版物、プレリリーズＶｅｒ．０．９５の形式に従って、外部送信（指示）するように始動させ又は停止させる。温度、供給電圧、磁場の強さ及び周囲光の強さの監視用の内部センサーがチップ内に含まれる。チップはデジタル及びアナログの入力／出力機能を支持する通信ポートも持つ。アナログポートは電流２ｍＡまでの電源にプログラムすることができる。監視用外部センサーのために、０から２．５Ｖまでのアナログ入力電圧を読み取ることができる。多重化により２５６個までのアナログポートの試料採取ができる。チップは、高周波伝達により送られる３０個までの予定された指令を実施できる。これら指令には、タグ識別、メモリーの読出し／書込み、Ｉ／Ｏポートの読出し／書込み、警告閾値の設定、パスワード／秘密保持及び使用可能／不可能の指令を扱う機能が含まれる。

集積回路２０は、既に説明された内部センサー及び／又は１個又は複数個の外部センサーからのアナログ信号を受け入れる１個又は複数個の外部アナログポートを備えることが好ましい。デバイスは、選択的ではあるが好ましくは圧力センサーを備え、このセンサーは好ましくは圧電式圧力センサーのような固体デバイスである。適切な圧電式センサーがルーカス・ノバセンサーより入手可能である。特にルーカス・ノバセンサーのＮＰＣ−１０３シリーズのセンサーが好ましい。

温度センサーも、ナショナル・セミコンダクター製のモデルＮｏ．ＬＭ ３５ ＣＡＺのような適宜の通常のセンサーとすることができる。タイヤ走行距離検出器はマイル、キロメーター等の読出し信号を出すことができ、更に好ましくはタイヤの各回転毎に検出器で感知される外部磁場に応じたマイルド磁気検出器の形式のものとすることができる。或いは、検出器はタイヤの各作動サイクル又は休止サイクルを検出し計数される信号を作る。次いで、この計測数がタイヤ走行距離の算出に使用できる。使用可能な付加的なセンサーは車両速度を監視する速度センサーである。

電子式監視用デバイス又はタグ１０は、質問器と情報を授受するための種々の構成要素を収容する。特別な構成要素は増幅器４２であり、これは種々のセンサーから受けたアナログ信号を増幅しこれをチップに送り次いで質問器に送るために使用される。増幅器は、これをマイクロチップ２０の外部アナログポートに接続することができる。電子式監視用デバイスは、これが電池のような電源を有し自己駆動式である限りは能動的である。電池には、マサチューセッツ州ハイド・パークのバッテリー・エンジニヤーリング・インク製のタイプ７−１０の０．０７アンペア・アワー、リチウム塩化チオニル電池のような適宜の通常の長寿命電池４４を利用できる。

モニター１０は、図２に示された監視用デバイスの付近、又は図３に示されたようにモニター後ろ側のいずれかに置き得るマイクロ波アンテナ３０も備える。アンテナ３０は、マイクロ波の送信周波数に近い共振周波数を有する限り、単一波状（ｓｉｎｇｌｅ ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ）の狭い電線又は金属箔、例えば銅の薄板のような適切な導電手段とすることができる。マイクロ波は、一般に適切な周波数は約２．４０から約２．４９ヘルツであるが、約１×１０９から約５×１０９ヘルツまでのような適宜の周波数を使用することができる。

別の実施例（図示せず）は、監視用チップに至る導線を有する転写形式の監視用デバイス１０の外部のセンサーを使用する。

図５は、電子式監視用デバイスからのデジタル化された情報で通信しかつ検索するために使用される一般形式の質問器６０のブロック線図である。質問器は、マイクロチップと通信するためにマイクロ波の送受信用回路を備える。高周波送信機は２重周波数帯を使用し、従ってある周波数に応答するようにプログラムされたタグ（即ち、監視用デバイス）だけが作動し、その他は休止状態に止まり電池電力を節約する。これは「データ・バンド・スイッチング」と呼ばれ公共ドメインミクロン（ｐｕｂｌｉｃ ｄｏｍａｉｎ Ｍｉｃｒｏｎ）プロトコールの一部として定義される。質問器は、ミクロンプロトコールにおいて定義されかつマイクロ波通信デバイスのためにＦＣＣにより要求されるような拡張（ｓｐｒｅａｄ）スペクトル変調を使用して受信と送信とをする回路を含む。送信の電力レベルは使用者の選択が可能であり、受信の改善のために質問器は１個又は２個のアンテナを使用できる。質問器はＩ／Ｏ通信用ハードウエアを有し、並列、直列のＲＳ−２３２、ＲＳ−４８５及びエサーネットリンクを介してホストコンピューターとの質問を支持する。説明された形式の商業生産された質問器は、ユタ州ソートレーク市のユニシス・コーポより入手できる。質問器は、電子式監視用デバイス１０から送られたデータのダウンロード、集積、及び解析ができるようにコンピューター７０と整合される。更に、異なった質問の状況に応じて別の質問器又は複数の質問器を使用することができる。

質問器は車両、例えばトラック内に離して置き、圧力の過大又は過小、或いは温度の異常上昇のような何らかの危機又は切迫した問題を車両運転手に警告するために、各３０分毎のような規則的な間隔で断続的に監視することができる。或いは、質問器を車両のサービス用停車地点、例えば注油ステーション、トラックターミナル、又はその他の都合のよい位置に置き、視覚的読取り、フラッシュライト等により、上述のようにタイヤ圧力及びタイヤ温度等を記録し及び／又はそのときのセンサーの読取りを行う。各タイヤの監視用デバイスは、規則的又は任意の時間間隔で情報に対する質問を行い、その質問器に接続されたコンピューターにデータを蓄積することができる。監視用デバイス１０は極端な温度又は圧力状態を警告するために作動するようにプログラムすることもでき、或いはタイヤ作動中の圧力及び／又は温度の履歴を記録するために使用することもできる。かかるデータは、これを、例えばトラック用タイヤの評価に使用できる。

質問器は、分類、識別及び複数の監視用デバイスとの通信のためのソフトウエアプロトコールのような種々の特徴を有し、このため１基の質問器で１台又は複数台の車両の個々のタイヤと組み合わせられた多数の監視用デバイスからの情報を迅速に分類しかつ記憶できる。タイヤ内からの送信範囲は約１５ｍ（５０フィート）以上のように変えることができ、このため、静止した質問器で、この質問器を通過して行く車両又は広い車両位置の車両の総てのタイヤチップに対して迅速に質問することができる。

本発明の好ましいモードにより、タイヤには、タイヤの内部又はタイヤ内又はタイヤ材料上に自己駆動式の監視用デバイスが設けられる。この監視用デバイスは温度又は圧力のようなタイヤ状態に関するデータを感知し記憶するための手段を備える。監視データの電源は、トリガー信号に応答して作動され、データは状態のデータを送信する。例えば、監視用デバイスは、監視用デバイスの固定されたタイヤと組み合わせられた識別コードを読み取る質問器を持つことによりこれを識別することができる。識別コードは、例えば１０バイト数で記憶され、その初めの４バイトが標準国際分類（ＳＩＣ）を含み、次の２バイトは特定のコードを含み、そして最後の４バイトが特定のタイヤを識別する。更に本発明の好ましいモードにより、監視用デバイス１０は、複数の質問器と複数の監視用デバイスとの間で選択的に通信するため、低いデータバンドから高いデータバンドへの切替えを持つ。低いバンドは電池電力を節約する休止モードに相当する。質問器がデバイスを作動させるように低いバンド指示を送信しない限り、監視用デバイス１０は休止状態に留まるであろう。監視用デバイスの周波数と質問器の周波数とは指令により切り替えることができる。これにより、監視用デバイスの選択されたグループが作動され質問器の送信に応答し、一方その他のものは休止状態に留まることができる。監視用デバイスの周波数は、感知用デバイスにより監視される外部の被測定事項（例えば温度）により切り替えられ、従って、これは、監視状態に対して予め設定された限界値を超したときに質問器に応答して作動させられる。高低のセンサー閾値は周波数切替えの生じたときを判定するようにプログラムされ、従って監視用デバイスを警告モードで作動させることができる。

更に、本発明の好ましいモードにより、複数の監視用デバイスと質問器又は複数の質問器との間の通信は仲裁（ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ）方法の手段により容易にされ、これにより明確な通信ができる。質問器、監視用デバイス、及びデータ通信プロトコールは、種々の指令を質問器から監視用デバイスに送信できることが好ましい。希望の指令の例には、タイヤの識別、記憶、デジタルポート及びアナログポートの読出し／書込み、警告閾値の設定、パスワード及び秘密保持用データ、並びに可能化及び不可能化の指令を関する機能が含まれる。これらの指令は監視用デバイスの機能を決定し、異なった応用に対すの作動の特定化を許す。例えば、ソフトウエアにより監視用デバイスに指令して、タイヤ温度がある閾値を越し、又は空気圧が与えれた設定点以下に落ちない限り、質問器からの質問を無効にするように設定することができる。或いは、路上でのタイヤ運転中に温度及び圧力の周期的な読取りについての車両質問器の要求を基板上で応答するように設定することができる。電池寿命は通信可能な回数と時間とを決めるであろう。

本発明による最良のモード及び好ましい実施例が説明されたが、本発明の範囲は、これには限定されず、特許請求の範囲により定められる。

本発明の実施態様は以下の通りである。
１．ショアＡスケールで約５０から約９５の硬さを有する柔軟なハウジングであって、タイヤの加圧可能な空洞部内にハウジングを配置するために、タイヤの内側表面に取り付けることができる第１の面を有するハウジングと、
前記ハウジング内に置かれた監視用デバイスとを具備し、
該監視用デバイスが、
（ａ）活動モードと休止モードとを有する電池である電源、送信されたマイクロ波周波数の信号に応答して前記監視用デバイスを作動させるために前記電池を前記休止モードから前記活動モードに切り替え、且つ前記監視用デバイスが前記データの送信を完了した後に前記電池を前記活動モードから前記休止モードに切り替えるデータバンド切り替え回路、
（ｂ）技術的状態を感知する少なくとも１つのセンサー、
（ｃ）前記感知された技術的状態をデータに変換する手段、
（ｄ）前記電池が前記活動モードである間、信号に応答して前記データを送信する手段、
（ｅ）前記データを記憶する手段、
（ｆ）マイクロ波周波数の信号を受信する手段、及び
（ｇ）前記マイクロ波周波数の信号に応答して前記データを送信する手段を有する
ことを特徴とする内側表面を有するタイヤの技術的状態を監視する装置。
２．前記監視用デバイスが、回路基板、タイヤの技術的状態を監視するための少なくも１個のセンサー、前記回路基板上に取り付けられ前記感知された単数又は複数の状態を信号として受信するマイクロチップ、外部信号に応答して前記条件信号を増幅する増幅器、前記増幅された条件信号を送信するためのアンテナ、及び前記マイクロチップと前記増幅器とに電力を供給する電池を備えた実施態様１に記載の装置。
３．前記監視用デバイスが監視用デバイス組立体を形成するために、ショアＤで約５から８０の硬さ及び約７０．３ｋｇ／ｍｍ^２から約３５１．６ｋｇ／ｍｍ^２（約１００ｋｓｉ（１００００ポンド／平方インチ）から約５００ｋｓｉ（５０００００ポンド／平方インチ））の弾性係数を有する固体材料で包まれる実施態様１に記載の装置。
４．タイヤの加圧可能な空洞部内に置かれた面に取り付けられ、前記ハウジングが第２のタイヤ面内に形成された凹所、及び前記凹所の上に位置決めされたカバーを有し、前記カバーが前記監視用デバイスを前記ハウジング内に差し込むためのスロットを有する実施態様１に記載の装置。
５．前記信号受信用手段と前記信号送信用手段とアンテナであり、前記ハウジングが前記アンテナを前記ハウジングの外の位置に保持するためのバンドを有する実施態様１に記載の装置。

空気入りタイヤの加圧可能な空洞部内の２カ所の代置可能な位置に設置された監視用デバイスを有する本発明による空気入りタイヤの部分断面図である。 本発明を使用した監視用デバイスの電子的構成部品とアンテナのブロック線図である。 図２に示された監視用デバイスの電子的構成部品とアンテナの別の形状の側面図である。 図２に示された監視用デバイスに含まれるマイクロチップのブロック線図である。 監視用デバイスと通信しこれからの情報を検索する質問器のブロック線図である。 カプセル入りの電子式監視用デバイス組立体の断面図である 空気入りタイヤの内壁に固定されたカバーの手段により空気入りタイヤの内壁に取り付けられた監視用デバイス組立体の断面図である。 空気入りタイヤの内壁に固定されたカバーの手段により空気入りタイヤの内壁の凹所内に位置決めされかつこの内壁に取り付けられた監視用デバイス組立体の断面図である。 ハウジング内壁に監視用デバイス組立体を固定するカバーの斜視図である。 監視用デバイスを固定するために空気入りタイヤの内壁に形成された適切なカバーの断面図である。 本発明の別の実施例によるポケット組立体の断面図である。 図１１のポケット組立体の平面図である。 タイヤクラウンの付近でタイヤの内部に埋設された監視用デバイス組立体を有するタイヤの断面図である。 タイヤビードの付近でタイヤの内部に埋設された監視用デバイス組立体を有するタイヤの断面図である。 タイヤクラウンの付近でタイヤの内部に取り付けられた監視用デバイス組立体を示すタイヤの別の実施例の断面図である。

符号の説明

１０ 監視用デバイス
１２ タイヤリム
２０ マイクロチップ
３０ アンテナ
４２ 増幅器
４４ 電池
４６ 圧力センサー

Claims (1)

1. ショアＡスケールで約５０から約９５の硬さを有する柔軟なハウジングであって、タイヤの加圧可能な空洞部内にハウジングを配置するために、タイヤの内側表面に取り付けることができる第１の面を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に置かれた監視用デバイスとを具備し、
   該監視用デバイスが、
   （ａ）活動モードと休止モードとを有する電池である電源、送信されたマイクロ波周波数の信号に応答して前記監視用デバイスを作動させるために前記電池を前記休止モードから前記活動モードに切り替え、且つ前記監視用デバイスが前記データの送信を完了した後に前記電池を前記活動モードから前記休止モードに切り替えるデータバンド切り替え回路、
   （ｂ）技術的状態を感知する少なくとも１つのセンサー、
   （ｃ）前記感知された技術的状態をデータに変換する手段、
   （ｄ）前記電池が前記活動モードである間、信号に応答して前記データを送信する手段、
   （ｅ）前記データを記憶する手段、
   （ｆ）マイクロ波周波数の信号を受信する手段、及び
   （ｇ）前記マイクロ波周波数の信号に応答して前記データを送信する手段を有する
   ことを特徴とする内側表面を有するタイヤの技術的状態を監視する装置。

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