JP6475340B2 - タイヤ用途のためのｒｆｉｄ摩耗検知 - Google Patents

Description

本開示は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）デバイスを特徴とするタイヤ及びタイヤトレッド並びにタイヤ用途においてＲＦＩＤを使用し、設ける方法に関する。より具体的には、本開示は、トレッド摩耗を検知するためのＲＦＩＤを有するタイヤ及びタイヤトレッド、並びにトレッド摩耗を検知するためにＲＦＩＤを使用し、設ける方法に関する。タイヤは、空気式であっても非空気式であってもよい。

公知のＲＦＩＤデバイスは、チップ及びアンテナを特徴とし、識別目的及びメモリ記憶目的に使用されている。ＲＦＩＤデバイスは、読み出し専用デバイス、書き込み専用デバイス、読み書きデバイスであり得る。情報は、ＲＦＩＤデバイスへ、又はＲＦＩＤデバイスから、アンテナを通じて送信される。情報は、所望の周波数で送信され、所望の周波数は、部分的にはアンテナの長さに応じて決まる。

一実施形態では、タイヤは、第１環状ビード及び第２環状ビードを含む。ボディプライが、第１環状ビードと第２環状ビードとの間に延在し、周方向ベルトが、ボディプライの径方向上方に配設されている。周方向ベルトは、ボディプライの一部分にわたって軸方向に延在する。周方向トレッドが、周方向ベルトの径方向上方に配設され、ボディプライの一部分にわたって軸方向に延在する。第１サイドウォールが、第１環状ビードと第１ショルダーとの間に延在し、第１ショルダーは、周方向トレッドに付随する。第２サイドウォールは、第２環状ビードと第２ショルダーとの間に延在する。第２ショルダーは、周方向トレッドに付随する。無線周波数識別（ＲＦＩＤ）チップが、径方向において周方向ベルトと周方向トレッドとの間に配設されている。ＲＦＩＤタグアンテナが、径方向においてＲＦＩＤチップと周方向トレッドの径方向外側の表面との間に配設されている。ＲＦＩＤチップは、チップケーシング及びローカルアンテナを備える。ＲＦＩＤタグアンテナは、あるコイル長及びあるコイル径を有する細長い金属製の渦巻形である。ＲＦＩＤタグアンテナは、ローカルアンテナに使用可能に接続されている。

別の実施形態では、タイヤトレッドは、トレッドの表面に少なくとも１つのトレッド特徴部を備え、該少なくとも１つのトレッド特徴部は、リブ、ラグ、ブロック、及び滑らかな表面からなる群から選択される。タイヤトレッドは、１２〜２４ｄＢｍの電力を有する電磁波を受信すると９００〜９３０ＭＨｚの使用可能な周波数応答を提供するように構成された、少なくとも１つの螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナを更に備える。螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナは、該少なくとも１つのトレッド特徴部内に配設され、該少なくとも１つのトレッド特徴部の摩耗速度に相応の摩耗速度を有する。

別の実施形態では、タイヤ摩耗を検知するための方法は、ＲＦＩＤチップをタイヤ構造体内に設けることと、ＲＦＩＤタグアンテナをタイヤトレッド内に設けることと、ＲＦＩＤチップ及びＲＦＩＤタグアンテナを相互に連通して位置決めすることとを含む。電磁波は、ＲＦＩＤタグアンテナに向かって方向付けられ、ＲＦＩＤタグアンテナからの応答が受信され、応答は、９００〜９３０ＭＨｚの周波数及び１０〜３０ｄＢｍの電力を有する。応答の電力又は周波数は、摩耗の程度に相関している。

添付図面には、以下に提供する詳細な説明と合せて、請求対象の発明の例示的な実施形態を説明する諸構造が示されている。同様の要素は、同様の参照番号で示される。単一のコンポーネントとして示される要素は、複数のコンポーネントに置き換えられてもよく、複数のコンポーネントとして示されている要素は、単一のコンポーネントに置き換えられてもよいことが理解されるべきである。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の比率が説明のために誇張されている場合がある。
ＲＦＩＤデバイスを特徴とするタイヤのある実施形態の、外側を剥がした断面斜視図である。 ＲＦＩＤデバイスを特徴とするタイヤの断面図である。 図２に示すタイヤの代替的な実施形態の断面図である。 図２に示すタイヤの代替的な実施形態の断面図である。 図２に示すタイヤの代替的な実施形態の断面図である。 図２に示すタイヤの代替的な実施形態の断面図である。 図２に示すタイヤの代替的な実施形態の断面図である。 アンテナからの周波数応答を示すグラフである。 アンテナからの周波数応答を示すグラフである。 タイヤ又はタイヤトレッドにＲＦＩＤを設け、使用するための方法の一実施形態を説明する流れ図である。

以下は、本明細書で用いられる選択された用語の定義である。これらの定義には、用語の範囲に該当し、実施のために使用され得るコンポーネントの様々な例及び／又は形態が含まれる。例は、制限的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。

「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延びる方向を指す。

「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。

本明細書で使用するとき、「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を指す。

本明細書で使用するとき、「トレッド」は、標準的な膨張度及び標準的な荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。

「トレッド深さ」は、トレッドの頂面と主要トレッド溝の底部との間の距離を指す。

「トレッド幅」は、標準的な膨張度及び荷重において、タイヤの回転中に路面と接触するトレッドの地面接触区域の幅を指す。

以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤコンポーネントが説明されるが、用語は若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか１つが、一般的なタイヤコンポーネントの説明に使用される別の用語と単に交換できるとは見なさないであろうことが理解される。更に、用語「下に（under）」が本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りにおいて、「直接下に（directly under）」だけではなく、２つの特定したコンポーネント又は層の間に中間のタイヤ層又はコンポーネントが配設されている「間接的に下に（indirectly under）」も意味することが意図されている。

本明細書では、方向は、タイヤの回転軸を基準にして述べられる。用語「上方」及び「上方に」は、タイヤのトレッドに向かう一般方向を指し、「下方」及び「下方に」は、タイヤの回転軸に向かう一般方向を指す。したがって、「上部の」及び「下部の」又は「頂部の」及び「底部の」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、「上部の」又は「頂部の」要素は、「下部」又は「底部」の要素よりもトレッドに近い位置に離間配置される。加えて、「上」又は「下」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、別の要素の「上」にある要素は、他の要素よりもトレッドに近い。

用語「内側の」及び「内側に」は、タイヤの赤道面に向かう一般方向を指し、「外側の」及び「外側に」は、タイヤの赤道面から離れ、タイヤのサイドウォールに向かう一般方向を指す。したがって、「内部」及び「外部」など相対的な方向用語が要素と関連して使用されるとき、「内部」要素は、「外部」要素よりもタイヤの赤道面の近くに離間配置される。

図１は、新規タイヤ１００のある実施形態の、外側を剥がした断面斜視図である。タイヤ１００は、第１環状ビード１０５及び第２環状ビード１１０を特徴とする。環状ビードは、タイヤをホイールに部分的に固定する。代替的な実施形態（図示せず）では、タイヤは、４つ以上のビードを備える。

図示するように、タイヤ１００は、第１環状ビード１０５と第２環状ビード１１０との間に延在するボディプライ１１５を更に特徴とする。ボディプライ１１５は、円環を形成し、タイヤに形状を付与する。当業者であれば理解できるように、ボディプライ１１５は、補強コード又は補強織物（図示せず）を含んでもよい。代替的な実施形態（図示せず）では、様々な折り上げ形状及び折り下げ形状、又は複数のボディプライが使用される。

タイヤ１００は、周方向ベルト１２０を更に備える。周方向ベルト１２０は、ボディプライ１１５の径方向上方に配設され、ボディプライ１１５の一部分にわたって軸方向に延在する。周方向ベルト１２０は、スチールコード及び補強コード（両方とも図示せず）を含んでもよい。ベルト領域はまた、更なる補強プライ及びキャッププライ（ラベル付けせず）を含んでもよい。代替的な実施形態（図示せず）では、周方向ベルトは、金属を欠いている。

タイヤ１００は、周方向溝１３０を有する周方向トレッド１２５を更に備える。周方向トレッド１２５は、周方向ベルト１２０の径方向上方に配設され、ボディプライ１１５の一部分にわたって軸方向に延在する。周方向溝１３０は、周方向トレッド１２５をリブに分割する。図１において、ＴＷは、周方向トレッド１２５のトレッド幅を表す。

当業者であれば理解できるように、周方向トレッド１２５は、タイヤ１００が新しいとき、タイヤ１００に固着される。代替的な実施形態（図示せず）では、周方向トレッドは、リトレッドとして固着される。

タイヤ１００は、第１サイドウォール１３５及び第２サイドウォール１４０を更に備える。第１サイドウォール１３５は、第１環状ビード１０５と、周方向トレッド１２５の縁部に近接して付随する第１ショルダー１４５との間に延在する。第２サイドウォール１４０は、第２環状ビード１１０と、周方向トレッド１２５の対向縁部に近接して付随する第２ショルダー１５０との間に延在する。代替的な実施形態（図示せず）では、サイドウォールは、アンダートレッド（図示せず）に近接して付随する。

タイヤ１００は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）チップ１５５を更に備える。ＲＦＩＤチップ１５５は、径方向において周方向ベルト１２０と周方向トレッド１２５との間に配設されている。図示しないものの、ＲＦＩＤチップ１５５は、該チップを取り囲むケーシングと、他のアンテナに連結するように構成されたローカルアンテナとを特徴とする。ＲＦＩＤチップ１５５は、加硫処理、接着剤、パッチ、かかりによって、又は当業者に公知の他の手段及び方法で、タイヤ１００内で固定される。ＲＦＩＤチップ１５５はタイヤ１００内で固定されるので、ＲＦＩＤチップ１５５は、タイヤ１００内で動かず、ある使用期間後にタイヤ１００から外れ、排出され、又は消え去ることがない。ＲＦＩＤチップ１５５は、腐食されるか、又は損なわれても、意図的に動作を中止しない。代替的な実施形態（図示せず）では、ＲＦＩＤチップは、アンダートレッド（図示せず）内に配設されている。異なる実施形態では、ＲＦＩＤチップは、タイヤケーシングとリトレッドとの間に配設されている。更なる実施形態では、ＲＦＩＤチップは、せん断帯内に、せん断帯上に、又はせん断帯に隣接して配設されている。

タイヤ１００は、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０を更に備える。ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、径方向において、ＲＦＩＤチップ１５５と、周方向トレッド１２５の径方向外側の表面との間に配設されている。ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、タイヤ１００内で動かず、ある使用期間後にタイヤ１００から外れ、排出され、又は消え去ることがないように、タイヤ１００内で固定される。ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、腐食されるか、又は損なわれても、意図的に動作を中止しない。

図１に描かれているように、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、コイル形状に形成されたワイヤである。このワイヤは、あるワイヤ長及びあるワイヤ径を有する。このワイヤがコイル形状に形成されると、得られるコイルは、あるコイル径及びあるコイル長を有する。本明細書でアンテナの寸法を論じるとき、言及されている寸法はコイル（又は他の代替的な形状）の寸法であり、アンテナを形成するワイヤの寸法ではないことが理解されるべきである。

任意追加的に、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、かかりを含む。ある代替的な実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、螺旋状である。別の実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、シリンダー形である。異なる実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、角柱である。更に別の実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、ねじれた角柱である。更なる実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、平面状であり、正弦波、Ｓ字曲線、長円形、及び輪形からなる群から選択された形状に構成される。

ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、周方向トレッド１２５の径方向外側の表面と同一の広がりを有する。したがって、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０の径方向外側の表面は、この周方向トレッドが新しいとき、露出している。代替的な実施形態（図示せず）では、ＲＦＩＤタグアンテナは、タイヤが新しいとき、周方向トレッドの下に隠れており、初期量の摩耗後に露出する。

同様に図１に示すように、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、トレッド深さの１００％に及ぶコイル長を有する。したがって、図示するように、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０は、周方向トレッド１２５の径方向外側の表面から周方向トレッド１２５の基部に（周方向溝１３０の深さを越えて）延在する。代替的な実施形態（図示せず）では、ＲＦＩＤタグアンテナは、トレッド深さの５０〜１５０％に及ぶ。ＲＦＩＤタグアンテナの長さがトレッド深さよりも大きい場合、ＲＦＩＤタグアンテナは、続いてタイヤの他の部分の中に進む。

図１に更に示すように、ＲＦＩＤタグアンテナ１６０のコイル径は、ＲＦＩＤチップ１５５の幅の数分の１である。代替的な実施形態（図示せず）では、ＲＦＩＤタグアンテナは、トレッド幅の０．００１〜５％のコイル幅を有する。別の実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、０．１〜７ｍｍのコイル径を有する。異なる実施形態では、アンテナは、７．１〜２０ｍｍのコイル径を有する。

図示していないものの、ＲＦＩＤタグアンテナは、導電材料から作製されている。例示的な材料としては、アルミニウム、銅、並びにアルミニウム及び銅の合金が挙げられるがそれらには限定されない。一実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、実質的な純アルミニウムから作製されている。別の実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、４．０未満のモース硬度を有する。異なる実施形態では、ＲＦＩＤタグアンテナは、３．１未満のモース硬度を有する。

図１には空気式タイヤが示されているものの、ＲＦＩＤ及びアンテナは、非空気式タイヤのトレッドにも用いることができる。非空気式タイヤの基本的構造は、当技術分野で公知であり、ここでは提示しない。

図２は、タイヤ２００の一実施形態の断面図である。図示するように、タイヤ２００は、トレッド面ＴＳ及びトレッド基部ＴＢにより画定される。トレッド面ＴＳは、タイヤ２００の外周面を形成し、タイヤ２００の全幅及び全長（存在するいずれの溝又はサイプも含む）にわたって延在する。トレッド基部ＴＢは、タイヤ２００の内周面を形成し、タイヤ２００の全幅及び全長にわたって延在する。トレッド基部ＴＢは、硬化工程及び付着加工工程の間に生タイヤ又はタイヤカーカス上に配置される。

図示するように、タイヤ２００は、リブ２０５及び周方向溝２１０を特徴とする。周方向溝２１０は、タイヤ２００をリブ２０５に分割する。当業者であれば理解できるように、周方向溝２１０は、湿潤条件下でタイヤ性能を向上させる。

タイヤ２００は、アンテナ２２０を受容する空隙であるアンテナスロット２１５を更に備える。描かれているように、アンテナスロット２１５は、径方向に配向された狭いシリンダーであり、その高さ及び直径は、アンテナ２２０の高さ及び直径に実質的に一致する。代替的な実施形態（図示せず）では、アンテナスロットの高さ又は直径は、それぞれアンテナの高さ又は直径の８０〜１２０％で変化する。他の実施形態では、アンテナスロットは、渦巻形、角柱、又はねじれた角柱である。異なる実施形態では、スロットよりも大きい孔が利用される。

タイヤ２００は、螺旋状のアンテナ２２０を更に備える。アンテナ２２０は、アンテナスロット２１５の中に嵌合し、タイヤ２００が新しいとき、トレッド面ＴＳの一部分を形成する。アンテナ２２０は、摩擦力により適所に保持され得るか、又は加硫処理の前はアンテナスロット２１５から自由に動くことができる。アンテナは、トレッド基部の下に配設されているＲＦＩＤチップ（図示せず）に連結する。代替的な実施形態（図示せず）では、ＲＦＩＤチップは、トレッド基部内に配設されている。別の実施形態では、ＲＦＩＤチップは、トレッド基部内の孔の中に設けられている。

図３ａ〜３ｄは、図２のタイヤの代替的な実施形態である。図３ａ〜３ｄに示す実施形態は、乗用車、軽トラック、大型車、及びレーシングカー用途で実装することができる。ある実施形態に関連して説明する特徴を、本開示で説明する他の実施形態において実装することができることを当業者は理解するであろう。

図３ａは、タイヤ３００ａの断面図である。図示するように、タイヤ３００ａは、第１リブ３０５及び第２リブ３１０を特徴とする。

図示するように、第１トレッドブロック３０５は、アンテナスロット２１５（アンテナなしで示す）を特徴とする。アンテナスロット２１５は、径方向に配設されている。当業者であれば理解できるように、アンテナスロット２１５は、第１トレッドブロック３０５内の任意の場所に配設することができる。代替的な実施形態（図示せず）では、第１トレッドブロックは、２つ以上のアンテナスロットを特徴とする。別の実施形態では、アンテナスロットは、径方向に対してわずかに曲がっているので、実質的に径方向に配設されている。

第２トレッドブロック３１０は、アンテナスロット２１５と頂部がゴムキャップで覆われたアンテナ２２０とを特徴とし、したがってトレッド面の下にわずかに隠れている。当業者であれば理解できるように、アンテナスロット２１５又はアンテナ２２０は、アンテナ２２０がアンテナスロット２１５に挿入される前に、接着剤で被覆されてもよい。

図３ｂは、図３ａと同様に、第１リブ３０５及び第２リブ３１０を特徴とするタイヤ３００ｂの断面図である。

第１リブ３０５は、腐食性物質（ゴム又は熱可塑性物質など）に包囲されたアンテナを受容する孔３２５（未充填状態で示す）を特徴とする。描かれているように、孔３２５は、シリンダー形であるが、孔３２５はシリンダー形状には限定されない。同様に、孔３２５は、トレッド深さに等しい高さを有するが、孔３２５の深さは、トレッド深さに等しくなくてもよい。一般に、孔３２５は、アンテナスロット２１５よりも大きい容積を有する。

第２リブ３１０は、包囲体３３０で充填された孔３２５を特徴とする。図示するように、包囲体３３０は、アンテナ２２０を径方向に保持する。包囲体３３０はシリンダーとして示されているものの、包囲体３３０は、シリンダー形状には限定されない。当業者であれば理解できるように、包囲体３３０又は孔３２５は、包囲体３３０及び孔３２５が接合される前に、接着剤で被覆されてもよい。

図３ｃは、タイヤ３００ｃの断面図である。図示するように、タイヤ３００ｃは、第１トレッドブロック３１５及び第２トレッドブロック３２０を特徴とする。

第１トレッドブロック３１５は、アンテナ２２０を特徴とするが、アンテナスロットを欠いている。この実施形態では、アンテナ２２０は、鋭利な先端２２５を更に備える。アンテナは、第１トレッドブロック３０５内へ力を込めて推進される。アンテナは、第１トレッドブロック３０５内へ力を込めて推進されるとき、回転又は旋回されることになる。この実施形態では、アンテナ２２０は、アンテナの動きを妨げる少なくとも１つのかかり２３０を更に備える。代替的な実施形態（図示せず）では、トレッドブロックは、アンテナスロットを特徴とし、アンテナの該少なくとも１つのかかりは、アンテナスロットの壁に食い込む。

図３ｄは、タイヤ３００ｄの断面図である。図示するように、タイヤ３００ｄは、少なくとも１つの孔３２５を特徴とする。タイヤ３００ｄは、包囲体３３０で充填された孔を更に含む。図示するように、包囲体３３０は、アンテナ２２０を径方向に保持する。

代替的な実施形態（図示せず）では、１つの孔が、トレッドの外側３分の１内に配置され、別の孔が、トレッドの中央の３分の１内に配置される。別の実施形態では、１つの孔が、ラグの前方半分内に配置され、別の孔が、ラグの後方半分内に配置される。

図３ｅは、航空機用タイヤ又はレース用タイヤが必要とし得るような、高グリップを必要とする用途に適したタイヤ３００ｅの断面図である。図示するように、タイヤ３００ｅは、狭い溝、主として平坦なトレッド面、及び少なくとも１つのアンテナ３４０を特徴とする。図３ｅでは、アンテナ３４０は、単純なシリンダーである。この単純なシリンダーは、ＲＦＩＤ信号を送信することができる導電材料から作製されてもよい。一実施形態では、この単純なシリンダーは、高濃度のカーボンブラックを含有する。別の実施形態では、この単純なシリンダーは、この単純なシリンダーの材料内に分散された導電性液体を含有する。

代替的な実施形態（図示せず）では、トレッド内の狭い溝は、省略されている。別の実施形態では、トレッド内の溝は、全周溝である。当業者であれば理解できるように、この段落で開示した実施形態の各々は、滑らかな表面を特徴とする。

図３ａ〜３ｅに描かれている実施形態は複数のＲＦＩＤタグアンテナを示しているものの、これらの実施形態に従って構築されるタイヤでは単一のＲＦＩＤタグアンテナが使用されてもよいことが理解されるべきである。また、各図には単一の種類のＲＦＩＤタグアンテナが示されているものの、同タイヤにおいて異なる種類のＲＦＩＤタグアンテナを用いることが望ましいことがあり得ることも理解されるべきである。

図４ａは、アンテナの第１周波数応答４０５を示すグラフである。図示するように、このアンテナは、初期の長さを有し、最適に同調され、タイヤ内に埋め込まれている。この条件下では、アンテナは、約９１５ＭＨｚの応答を１２ｄＢｍの初期（最小）しきい値電力で発する。代替的な実施形態（図示せず）では、アンテナは、１０〜３０ｄＢｍの電力を有する電磁波を受信すると、９００〜９３０ＭＨｚの使用可能な周波数応答を発する。別の実施形態では、アンテナは、１２〜２４ｄＢｍの電力を有する電磁波を受信すると、９００〜９３０ＭＨｚの使用可能な周波数応答を発する。異なる実施形態では、アンテナは、１４〜１８ｄＢｍの電力を有する電磁波を受信すると、９００〜９３０ＭＨｚの使用可能な周波数応答を発する。更なる実施形態（図示せず）では、使用可能な周波数応答の範囲は、９０２〜９２８ＭＨｚ、９０２〜９１８ＭＨｚ、９１０〜９２０ＭＨｚ、９１２〜９１８ＭＨｚ、及び９０５〜９１０ＭＨｚである。

図４ｂは、図４ａで第１周波数応答４０５を生成するために利用されたのと同じアンテナを使用して取得された第２周波数応答４１０を示すグラフである。この例において、図４ｂに示されている第２周波数応答４１０は、アンテナが摩耗してより短い長さになった後に取得された測定値を表している。第２周波数応答４１０は、特定のアンテナ長に相関する。この特定のアンテナ長は、トレッド深さに相関する。したがって、所与の周波数においてアンテナから応答を引き出すために必要とされる電力の差異を使用して、トレッド摩耗を追跡することができる。あるいは、所与の電力における周波数応答の差異を使用して、トレッド摩耗を追跡することができる。

図５は、タイヤ又はタイヤトレッド内でＲＦＩＤを使用する方法５００の一実施形態を説明する流れ図である。

図５に描かれているように、方法５００は、ＲＦＩＤコンポーネントを設けることから始まる。具体的には、方法５００は、チップを設けること５１０及び腐食性アンテナを設けること５２０から始まる。提供工程５１０及び提供工程５２０は、同時に行われても、独立して行われてもよい。同様に、提供工程５１０及び提供工程５２０は、加硫処理（又は他の硬化処理前工程及び硬化処理後工程）の前に行われても、その後に行われてもよい。

提供工程５１０では、チップが、タイヤ構造体内に設けられる。一実施形態では、製造プロセスの間にチップをタイヤ構造体上に配置し、次いで更なるタイヤコンポーネントをチップの上に層状に形成し、それによりチップをタイヤ内に埋め込むことにより、チップはタイヤ構造体内に設けられる。異なる実施形態では、チップがタイヤ構造体内に設けられ、加硫処理、接着剤、パッチ、かかりを使用して、チップの動きを阻止する。

提供工程５２０では、腐食性アンテナが、タイヤトレッド内に設けられる。一実施形態では、アンテナは、トレッド内へ力を込めて推進される。アンテナは、脈動する力（例えば、軽打若しくは強打）、定力（例えば、押圧若しくはネジ締め）、空気圧力（例えば、空気銃）、又は電磁力（例えば、釘銃）により、力を込めて推進することができる。

提供工程５２０の別の実施形態では、アンテナは、アンテナスロット内に配置されるか、又はその中へ力を込めて推進されることにより、設けられる。アンテナスロットは、針、カニューレ、ブレード、ピン、釘、ドリル、又はタイヤモールドを使用して作ることができるが、これらには限定されない。あるいは、アンテナスロットは、３Ｄ印刷又はサブトラクティブ製造法を使用して作ることができる。アンテナスロットの直径は、アンテナの直径の８０〜１２０％である。当業者であれば理解できるように、アンテナをアンテナスロット内で固定するために接着剤又は液体ゴムを使用することができる。

ある代替的な実施形態では、アンテナは、孔内に配置されるか、又はその中へ力を込めて推進されることにより、設けられる孔は、針、カニューレ、ブレード、ピン、釘、ドリル、タイヤモールド、３Ｄ印刷、又はサブトラクティブ製造法を使用して作ることができるが、これらには限定されない。代替的な実施形態では、孔の直径は、アンテナの直径の１２０〜２００％である。当業者であれば理解できるように、アンテナを孔内に設けるのと併せて、接着剤又は液体ゴムを使用することができる。

提供工程５２０の更に別の実施形態では、アンテナは、腐食性物質で包囲される。アンテナは、腐食性物質で完全に包囲されてもよく、又は径方向外側の表面などの、アンテナの１つ又は複数の表面が、露出したままにされてもよい。アンテナは、腐食性物質内に力を込めて推進すること、射出成形、又は当業者に公知の他の方法により、腐食性物質で包囲することができる。次いで、包囲体は、孔内に配置されるか、又はその中へ力を込めて推進される。当業者であれば理解できるように、包囲体を孔内に設けるのと併せて、接着剤又は液体ゴムを使用することができる。

提供工程５１０及び提供工程５２０に関連して、ユーザー又は機械が、チップ及び腐食性アンテナを相互通信が使用可能な範囲内に位置決めする５３０。位置決め工程５３０は、提供工程５１０及び提供工程５２０と同時に行われても、独立して行われてもよい。同様に、位置決め工程５３０は、加硫処理（又は他の硬化処理前工程及び硬化処理後工程）の前に行われても、その後に行われてもよい。

位置決め工程５３０では、チップ及び腐食性アンテナは、相互通信が使用可能な範囲内（例えば、数ミリメートル）に位置決めされる。別の実施形態では、チップ及び腐食性アンテナは、アンテナの端部をチップから１ｃｍ以下に位置決めすることにより、相互通信が使用可能な範囲内に位置決めされるある代替的な実施形態では、腐食性アンテナは、チップに接触している。

ひとたび提供工程５１０、提供工程５２０、及び位置決め工程５３０が行われると、電磁波がアンテナに向かって方向付けられる５４０。電磁波は、車両に取り付けられた質問器、据え置き式通過型構造物に取り付けられた質問器、又は可搬式の質問器により、アンテナに向かって方向付けることができる。据え置き式通過型質問器のための好適な場所及び実施形態としては、ガレージ、職場、又は給油所が挙げられるがそれらには限定されない。

方向付け工程５４０では、電磁波は、据え置き条件下で（タイヤが動いていないときなど）、又はタイヤが動いているときに、アンテナに向かって方向付けられる。電磁波の電力は、応答が受信される５５０まで増大される。応答を受信するために必要とされる最小量の電力、すなわちしきい値電力が、記録される。受信工程５５０は、方向付け工程５４０と同時に行われても、独立して行われてもよい。

一実施形態では、応答は、９００〜９３０ＭＨｚの周波数及び１０〜３０ｄＢｍの電力を有する。応答は、上記の質問器又は異なるデバイスにより受信され得る。

一実施形態では、応答は、車両に取り付けられた応答器で受信される。別の実施形態では、応答は、据え置き式通過型読み取り機に取り付けられた応答器で受信される。異なる実施形態では、可搬式の読み取り機が応答を受信する。

受信工程５５０が開始された後、応答は、摩耗度に相関付けられる５６０。相関付け工程５６０は、方向付け工程５４０及び受信工程５５０と同時に行われても、独立して行われてもよい。

相関付け工程５６０では、応答を受信するために必要とされる応答のしきい値電力を使用して、アンテナ長、及び敷衍によりトレッド深さを推定する。次いで、質問器は、ＲＦＩＤチップ上に記憶された値をルックアップして、アンテナ長を計算することができる。下の表１は、トレッド摩耗を計算するために使用される例示的なルックアップテーブルである。

相関付け工程５６０の代替的な実施形態では、電磁波をアンテナに方向付けることにより受信される応答の電力又は周波数が、アンテナの初期（未摩耗）状態に対応する初期応答値と比較される。次いで、受信した応答の値は、初期応答値と共に、摩耗したアンテナの高さを計算するために使用されるアルゴリズムの中で処理される。敷衍により、トレッド摩耗が計算される。一実施形態では、電力又は周波数の測定値は、アンテナ長を表し、特定のＲＦＩＤタグアンテナの以前の履歴を知らなくても利用することができる。ある代替的な実施形態では、ＲＦＩＤチップは、ＩＤ情報及びアンテナ履歴も記憶することができ、質問器は、ＲＦＩＤチップ上に記憶された過去の値をルックアップし、履歴を使用してアンテナ長を計算することができる。

相関付け工程５６０の別の代替的な実施形態では、周波数を使用して、トレッド深さを推定する。ＲＦＩＤタグアンテナは、９１５ＭＨｚでアンテナ長の変化１ｍｍ当たり０．１〜０．９ｄＢｍのしきい値電力の低下率を有する。

相関付け工程５６０が開始された後、相関関係を使用して、トレッド摩耗が所定のしきい値に到達したとき警告を生成する５７０ことができる。生成工程５７０は、方向付け工程５４０、受信工程５５０、及び相関付け工程５６０と同時に行われても、独立して行われてもよい。

生成工程５７０では、摩耗したアンテナの高さが所定のしきい値に比較される。摩耗したアンテナの高さがしきい値に到達している場合、摩耗状態に関する警告が生成される。別の実施形態では、摩耗警告（又は報告）が、予知保全の目的のために通常の間隔で生成される。異なる実施形態では、摩耗警告（又は報告）が、品質保証及び性能追跡の目的のために通常の間隔で生成される。

方法５００の更なる工程では、提供工程５２０で設けられるアンテナが、第２のアンテナと交換される５８０。交換工程５８０は、修理又はリトレッドの行為に関連して行われてもよい。

当業者であれば理解できるように、本開示に記載のタイヤの実施形態は、オートバイ、トラクター、農業用車両、芝刈り機、ゴルフカート、スクーター、飛行機、軍用車両、乗用車、ハイブリッド車両、高性能車両、スポーツ用途車、軽トラック、大型トラック、大型車、及びバスからなる群から選択される車両で使用するために構成されてよい。

当業者はまた、本開示に記載の実施形態は、対称、非対称、有向性、スタッド、及びスタッドレストレッドパターンが挙げられるが、これらに限定されない様々なトレッドパターンと共に用いられ得ることを理解するであろう。

当業者はまた、本開示に記載の実施形態が高性能タイヤ、冬季タイヤ、オールシーズンタイヤ、ツーリングタイヤ、非空気式タイヤ、及びリトレッドタイヤ用途で利用することができるがそれらには限定されないことを理解するであろう。

当業者はまた、本開示に記載の実施形態が大型タイヤで利用され得ることを理解するであろう。大型タイヤの例としては、農業用タイヤ、鉱業用タイヤ、林業用タイヤ、スキッドステア用タイヤ、建設用タイヤ、モンスタートラック用タイヤ、及び他の大型車用タイヤが挙げられるがそれらには限定されない。

用語「含む（includes）」又は「含むこと（including）」が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、用語「含む（comprising）」が特許請求の範囲で移行句として用いられる際の解釈と同様に包括的であることが意図される。更に、用語「又は（or）」が用いられる範囲において（例えば、Ａ又はＢなど）、「Ａ又はＢ、又はＡとＢの両方とも」を意味することが意図されている。本出願人らが「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」を示すことを意図する場合、用語「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」が用いられるであろう。したがって、本明細書における用語「又は」の使用は、排他的ではなく、包含的である。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ、Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（１９９５年、第２版）を参照されたい。また、用語「中に（in）」又は「中へ（into）」が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「上に（on）」又は「上へ（onto）」を更に意味することが意図される。更に、用語「接続する（connect）」が本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りにおいて、「直接〜に接続する（directly connected to）」だけではなく、別のコンポーネント（複数可）を介して接続するなど「間接的に〜に接続する（indirectly connected to）」も意味することが意図されている。

本開示はその実施形態の記述によって例解され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、出願人らの本意ではない。更なる利点及び改良は、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本開示は、示され説明される、特定の詳細、例示的な機器及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、なされ得る。

Claims (5)

1. タイヤトレッドであって、
   表面を有するトレッドと、
   前記トレッドの前記表面における少なくとも１つのトレッド特徴部であり、リブ、ラグ、ブロック、及び滑らかな表面からなる群から選択される、少なくとも１つのトレッド特徴部と、
   前記トレッド内に配設され、チップケーシング及びローカルアンテナを有するＲＦＩＤチップと、
   前記ＲＦＩＤチップの前記ローカルアンテナに使用可能に接続され、１２〜２４ｄＢｍの電力を有する電磁波を受信すると９００〜９３０ＭＨｚの使用可能な周波数応答を提供するように構成された螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナと、
   を備え、
   前記螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナが、前記少なくとも１つのトレッド特徴部内に半径方向に配設され、
   前記螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナは、前記少なくとも１つのトレッド特徴部の摩耗速度に相応の摩耗速度を有する、
   タイヤトレッド。
2. 前記少なくとも１つのトレッド特徴部が、前記少なくとも１つの螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナの少なくとも２つの側部を取り囲むゴム包囲体を更に備える、請求項１に記載のタイヤトレッド。
3. 前記螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナが、第２アンテナを含み、第２ゴムシリンダーが、前記第２アンテナの少なくとも２つの側部を取り囲んでいる、請求項２に記載のタイヤトレッド。
4. 前記螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナが、１４〜１８ｄＢｍの電力を有する電磁波を受信すると９００〜９３０ＭＨｚの使用可能な周波数応答を提供するように構成されている、請求項１に記載のタイヤトレッド。
5. 前記螺旋状の金属製ＲＦＩＤタグアンテナが、９１５ＭＨｚでアンテナ長の変化１ｍｍ当たり０．１〜０．９ｄＢｍのしきい値電力の低下率を有する、請求項１に記載のタイヤトレッド。