專利名稱：平衡環(huán)形輪胎轉(zhuǎn)發(fā)器組件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及一種用于輪胎中以便傳送輪胎或車輪數(shù)據(jù)的包括天線和轉(zhuǎn)發(fā)器的環(huán)形設(shè)備，更具體而言，涉及其裝配方法。
背景技術(shù)：
通常使用包括天線在內(nèi)的環(huán)形設(shè)備來以射頻按照電子方式傳送輪胎或車輪標(biāo)識數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)。這種設(shè)備包括射頻轉(zhuǎn)發(fā)器，其包括數(shù)據(jù)容量至少足以保存輪胎或車輪的標(biāo)識信息的集成電路芯片。其它數(shù)據(jù)如轉(zhuǎn)發(fā)器處的輪胎膨脹壓力或輪胎或車輪溫度，可以與標(biāo)識數(shù)據(jù)一起通過轉(zhuǎn)發(fā)器被傳送。
使用環(huán)形天線以射頻傳送來自包含于輪胎與車輪組件的結(jié)構(gòu)內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)據(jù)在本領(lǐng)域內(nèi)已眾所周知。天線和轉(zhuǎn)發(fā)器可以在輪胎的“預(yù)硫化”制造過程中被加入輪胎中。然而，在實(shí)踐中非常難以這樣做。在制造過程中，子午線輪胎與斜交輪胎都經(jīng)受相當(dāng)大的直徑擴(kuò)大過程。斜交輪胎在被插入通常具有膠囊的硫化機(jī)中時沿直徑方向膨脹，該膠囊用于將生胎壓成封閉著其模具的環(huán)形形狀。子午線輪胎在輪胎成型或成形過程期間經(jīng)受沿直徑的膨脹，并且在硫化過程期間經(jīng)受進(jìn)一步的沿直徑的膨脹。在輪胎制造過程中的輪胎直徑擴(kuò)大期間，嵌入輪胎中的任何環(huán)形天線及與其相關(guān)聯(lián)的電子電路必須能夠保持結(jié)構(gòu)完整性和天線與轉(zhuǎn)發(fā)器封裝之間的機(jī)械連接。一旦裝配于輪胎中，天線、轉(zhuǎn)發(fā)器或者天線與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的連接所發(fā)生的任何檢測到的不能修復(fù)的故障都會破壞輪胎的效用，并且可能造成輪胎報廢。因此，在輪胎的制造過程中將環(huán)形天線轉(zhuǎn)發(fā)器組件放置于輪胎中就會帶來以下風(fēng)險，即組件成分的隨后失效或破損將會對否則就會適用的主胎造成破壞。
不僅在制造過程中將其加入輪胎期間存在對環(huán)形天線-轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)造成損壞的風(fēng)險，而且由于對車輛上輪胎的操作而對這些系統(tǒng)造成的損壞也不少見。在硫化過程期間，已知輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)中的環(huán)形天線在此以前已經(jīng)放置于輪胎中的輪胎的胎冠、輪胎的胎圈或胎側(cè)處。位于胎冠中的天線與轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)受相當(dāng)大的壓縮應(yīng)變并且在胎側(cè)處具有高應(yīng)變幅值。這些位置就代表輪胎的高負(fù)載與變形區(qū)域。因此，在這些位置中的天線、轉(zhuǎn)發(fā)器以及其間的連接就易于發(fā)生損壞并且發(fā)生機(jī)械或電的故障。
由于輪胎成型過程的性質(zhì)，所制造的輪胎具有不平衡性并不少見，這種不平衡性最終將需要通過使用配重來抵消。環(huán)形天線-轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)同樣代表不平衡系統(tǒng)，因?yàn)橛捎谵D(zhuǎn)發(fā)器封裝所造成的重量分布不對稱。當(dāng)附連于輪胎上時，轉(zhuǎn)發(fā)器或傳感器的重量可能增強(qiáng)輪胎的固有不平衡性，從而產(chǎn)生增加配重平衡措施的需求。
因此，就需要一種用于將轉(zhuǎn)發(fā)器模塊安裝于充氣輪胎中的方法及設(shè)備，以便使得轉(zhuǎn)發(fā)器不會加劇輪胎的固有不平衡性。
還需要提供一種用于在輪胎制造過程中將充氣輪胎中的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊安裝于任意點(diǎn)處的方法，以便增強(qiáng)輪胎的性能與壽命。
此外，還需要提供一種用于按照經(jīng)濟(jì)、有效的方式連接包括環(huán)形天線和轉(zhuǎn)發(fā)器在內(nèi)的環(huán)形設(shè)備的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明滿足了對將轉(zhuǎn)發(fā)器固定于輪胎上所用的改進(jìn)型環(huán)形設(shè)備和方法的工業(yè)需要。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有環(huán)形天線和轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備的輪胎。對輪胎進(jìn)行分析以便確定輪胎不平衡的位置。環(huán)形轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備附連于輪胎上以便按照戰(zhàn)略放置轉(zhuǎn)發(fā)器從而抵消輪胎的不平衡性。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種連接天線與轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備的方法，包括以下步驟識別輪胎中的輪胎不平衡位置；將環(huán)形天線和轉(zhuǎn)發(fā)器組件連接于輪胎上以便將轉(zhuǎn)發(fā)器放置成用于抵消輪胎的不平衡性。
通過閱讀以下詳細(xì)描述并且通過附圖示出的優(yōu)選和替代實(shí)施例，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會清楚本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為輪胎與本環(huán)形設(shè)備的透視圖，其中為了便于示出而將輪胎的一部分拆下。
圖2為安裝于輪輞上的輪胎的剖面示意圖，并且示出了本環(huán)形設(shè)備所安裝于的替代位置。
圖3為具有頂靠著輪胎胎側(cè)表面放置的轉(zhuǎn)發(fā)器和天線組件的輪胎部分的放大透視圖。
圖4為安裝于車輛車架上的輪胎與車輪組件的示意性剖視圖。
圖5為伸過轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的本天線的放大透視圖。
圖6為本環(huán)形組件的轉(zhuǎn)發(fā)器部分的放大透視圖。
圖7為本轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的部件分解透視圖。
圖8為其俯視圖。
圖9為沿線9-9剖開的圖9的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的縱向剖視圖。
圖10為沿著線10-10剖開的圖9的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的橫向剖視圖。
圖11為代表性模塊電路板的透視圖。
圖12為轉(zhuǎn)發(fā)器至收發(fā)器聯(lián)接系統(tǒng)的方塊圖。
圖13為天線的一部分的透視圖并且示出了其上的粘結(jié)材料的涂敷情況。
圖14為天線與轉(zhuǎn)發(fā)器的一部分的透視圖并且示出了粘結(jié)材料的涂敷情況。
圖15為示出了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備安裝的方法的方塊圖。
定義“軸向”和“沿軸向”是指平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的線或方向。
“胎圈”或“胎圈芯”通常是指輪胎的包括徑向內(nèi)側(cè)胎圈的環(huán)狀抗拉構(gòu)件的那部分，其與將輪胎保持于輪輞上相關(guān)聯(lián)；胎圈由簾布卷繞并成形，其帶有或不帶其它加強(qiáng)元件。
“圓周方向”大多數(shù)情況下是指沿著與軸向垂直的環(huán)形胎面表面的周長延伸的線或方向；其還可以指一組相鄰圓曲線的方向，當(dāng)沿截面進(jìn)行觀察時，這些圓曲線的半徑確定了胎面的軸向曲度。
“內(nèi)側(cè)”是指朝向輪胎的內(nèi)側(cè)，而“外側(cè)”是指朝向其外部。
“側(cè)向”是指平行于軸向方向的方向。
“徑向的”和“徑向地”是指沿徑向朝向或背離輪胎轉(zhuǎn)動軸線的方向。
“胎肩”是指剛好位于胎面邊緣之下的胎側(cè)的上部。
“胎側(cè)”是指位于胎面與胎圈之間的輪胎的那部分。
具體實(shí)施例方式
在本文中使用時，“轉(zhuǎn)發(fā)器”為能夠監(jiān)控例如充氣輪胎內(nèi)的空氣壓力之類的條件并隨后將該信息傳送至外部裝置的電子設(shè)備(裝置)。外部裝置可為RF(射頻)讀數(shù)器/詢問器，或者僅為RF接收器。當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器為“有源”并且具有其自己的電源時，可以使用簡單的接收器。當(dāng)接收器為“無源”并且由來自讀數(shù)器/詢問器的射頻信號提供動力時，將使用讀數(shù)器/詢問器。在任一種情況中，轉(zhuǎn)發(fā)器都與外部裝置相結(jié)合形成總體輪胎條件監(jiān)控/警報系統(tǒng)的部件。包括高具有電磁導(dǎo)磁率的材料的環(huán)形體通過線圈聯(lián)接于轉(zhuǎn)發(fā)器上。在常規(guī)型系統(tǒng)中，天線通過初級線圈聯(lián)接于環(huán)形體上，而轉(zhuǎn)發(fā)器通過次級線圈聯(lián)接于環(huán)形體上。如下所述，可以將初級線圈去除。因此，將轉(zhuǎn)發(fā)器聯(lián)接于環(huán)形體上的“次級”線圈在本文中只是稱作“線圈”。為了本公開內(nèi)容與本發(fā)明的目的，環(huán)形系統(tǒng)并非轉(zhuǎn)發(fā)器專用。即，在實(shí)踐本發(fā)明時，可以包裝和使用較寬范圍的常見轉(zhuǎn)發(fā)器、傳感器及相關(guān)電子電路。
在本文中使用時，“環(huán)”是通過連續(xù)彎曲表面由具有高電磁導(dǎo)磁率的材料形成的體并且包括中心通孔。在不背離本文中所述的本發(fā)明的情況下，“環(huán)形體可以是圓柱形、長方形、對稱或不對稱形。因此，在本文中使用時，“環(huán)形體”包括具有一個或多個線圈的轉(zhuǎn)發(fā)器。
為了發(fā)送或接收RF信號，轉(zhuǎn)發(fā)器必須具有天線。天線在本發(fā)明中為環(huán)形構(gòu)型并且可以在制造期間加入輪胎中或通過后制造程序固定于輪胎上。在本文中使用時，在不背離本發(fā)明原理的情況下，“環(huán)形天線”可為圓形、長方形、對稱或不對稱形。然而，天線的優(yōu)選構(gòu)型為圓形并且其尺寸適于與其所連接的輪胎胎側(cè)區(qū)域重疊。天線可以包括單根金屬線或多根線股。各種可從市場上得到的轉(zhuǎn)發(fā)器、傳感器以及其它電裝置與由常規(guī)傳導(dǎo)材料形成的環(huán)形天線結(jié)合配置適用于符合本發(fā)明的原理。
天線金屬線的適用材料包括鋼、鋁、銅或其它導(dǎo)電金屬線。如本專利文獻(xiàn)所公開，一般認(rèn)為金屬線直徑對于用作轉(zhuǎn)發(fā)器的天線來說并無嚴(yán)格要求。為了提高耐用性，優(yōu)選使用包括多股細(xì)線的鋼絞線。其它可用的導(dǎo)線選擇包括帶狀纜線、柔性電路、導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電橡膠等等。
首先參看圖1，所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例布置于輪胎12內(nèi)。輪胎12由如橡膠或橡膠混合物之類的常規(guī)材料利用常規(guī)裝置而形成，并且輪胎可以包括子午線型或斜交簾布層構(gòu)型。典型輪胎12構(gòu)置成具有胎面14、胎肩16、環(huán)形胎側(cè)18以及終端胎圈20。形成的內(nèi)襯層22限定了胎腔24。輪胎12意欲用于具有周邊輪輞凸緣和外部輪輞凸緣表面30的環(huán)形輪輞26上的安裝位置上。輪輞26具有常規(guī)構(gòu)型，并且包括具有適當(dāng)強(qiáng)度的金屬如鋼。
提供了環(huán)形天線32，并且在優(yōu)選的實(shí)施例中具體實(shí)現(xiàn)為正弦構(gòu)型。替代地，天線32在需要的情況下可以構(gòu)置成替代型式或者包括直形金屬線，并且天線32可以是細(xì)絲金屬線或軟線或膠合線。金屬線的適用材料包括鋼、鋁、銅或其它導(dǎo)電金屬線。如前所述，一般認(rèn)為金屬線直徑對于用作天線并非關(guān)鍵因素，并且優(yōu)選地采用多股細(xì)線。天線32的曲線形式提供了靈活性并且使得其在制造與使用期間被損壞的風(fēng)險最小化，如下所述。
繼續(xù)參看圖1，提供了上述一般類型的轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34，并且可以包括用于檢測輪胎參數(shù)如壓力和溫度的裝置。示出了形成所示環(huán)形構(gòu)型的材料的任選承載條36。承載條36由工業(yè)上常見的電絕緣的、優(yōu)選半剛性的彈性材料例如橡膠或塑料形成。形成的條36按照以下所述的方式大致封裝著天線金屬線32以及轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34的至少一部分。因此，在后制造階段中，設(shè)備10包括基本上為圓形的半剛性整體式組件中的環(huán)形裸線天線32、轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34，其易于運(yùn)輸以及進(jìn)行處理以便附連于輪胎12上。設(shè)備組件10的直徑為輪胎12的尺寸和其上優(yōu)選附連位置的函數(shù)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的環(huán)形設(shè)備10在輪胎上的優(yōu)選位置。輪胎12按照常規(guī)方式安裝于輪輞26上。輪胎12的胎圈20置于輪輞26內(nèi)靠著凸緣28。凸緣28的上表面30位于輪胎胎圈20的下邊緣上方。應(yīng)當(dāng)理解，凸緣28遮蔽著包括胎圈20在內(nèi)的輪胎12的下部，并且確定了輪胎的“射頻干擾”區(qū)38。位于胎側(cè)18處區(qū)域38上方的輪胎12的區(qū)域40還被確定為“高應(yīng)變幅值”區(qū)。當(dāng)胎側(cè)18在車輛上的輪胎工作期間彎曲時，區(qū)域40承受高水平的應(yīng)變。在本文中為了進(jìn)行說明，位于輪胎的胎面部分處的區(qū)域42在此處被稱作“壓縮應(yīng)變”區(qū)。在區(qū)域42處，當(dāng)輪胎工作時，輪胎12就經(jīng)受高水平的壓縮應(yīng)變。
結(jié)合參看圖1和2，設(shè)備10在輪胎的制造過程期間或者優(yōu)選地在后制造組件裝配期間固定于輪胎12的內(nèi)襯層22上。連接可以通過粘合劑來實(shí)現(xiàn)或者設(shè)備可以在制造期間嵌入輪胎本身中。可以使用工業(yè)中通常用于補(bǔ)胎襯墊和修理的粘合劑。根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備10附連于輪胎上的位置為位于射頻干涉區(qū)38與高應(yīng)變幅值區(qū)40之間的圖2中的區(qū)域44。應(yīng)當(dāng)理解，由于輪輞凸緣28所保護(hù)的輪胎區(qū)域38剛性比較大并且在輪胎工作期間經(jīng)受比較低的應(yīng)變水平，所以從機(jī)械的觀點(diǎn)來看，區(qū)域38將會比較合理。然而，從電學(xué)的觀點(diǎn)來看，由輪輞凸緣28所遮蔽的輪胎12的區(qū)域38難以適合用作轉(zhuǎn)發(fā)器34的位置。
將設(shè)備10置于輪胎胎側(cè)18的區(qū)域40內(nèi)的位置上可供選擇。這一位置將會避免由輪輞所致的RF干涉。然而，在輪胎工作期間，輪胎胎側(cè)18經(jīng)受高水平的應(yīng)變。固定于胎側(cè)上的部件可能因此發(fā)生損壞或斷裂。類似地，將設(shè)備10置于輪胎12的胎面區(qū)域42處將會避免來自輪輞的RF干涉，但在輪胎工作期間，胎面區(qū)域卻經(jīng)受高水平的應(yīng)變。因此，從機(jī)械的觀點(diǎn)來看，將輪胎監(jiān)控系統(tǒng)裝置置于這一位置將不合需要。
因此，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)備10優(yōu)選地位于輪胎12的區(qū)域44內(nèi)。當(dāng)輪胎12安裝于輪輞26上時，區(qū)域44一般為位于輪輞凸緣28的上表面30上方大致10至30毫米之間的環(huán)形區(qū)域。在區(qū)域44之內(nèi)，設(shè)備不受輪輞26的凸緣28的RF干涉。區(qū)域44還是輪胎12的比較低的應(yīng)變幅值區(qū)。因此，輪胎12的區(qū)域44代表設(shè)備10的最佳位置，其平衡了使得來自輪輞的RF干涉最小化同時在機(jī)械上保護(hù)設(shè)備10在其工作期間免受由于將應(yīng)力引入輪胎中而造成損壞這兩方面的需求。
圖3以放大方式示出了靠著輪胎12放置的本設(shè)備10。同樣，天線32的位置位于前段中稱為最佳位置的區(qū)域44內(nèi)；就是說，當(dāng)輪胎12安裝于輪輞26上時，其位于輪輞凸緣表面30上方大約10-30毫米處。根據(jù)本發(fā)明，可以在其制造期間將設(shè)備10附連于輪胎12上，但是由于這種程序在輪胎形成時必然會將轉(zhuǎn)發(fā)器34和天線暴露于可能具有破壞性的力之下，所以這樣做并非優(yōu)選。因此，優(yōu)選的是在后制造過程中利用粘合劑等等將設(shè)備10附連于輪胎12上。后制造組件的優(yōu)點(diǎn)在于避免了設(shè)備10在輪胎制造過程所承受的應(yīng)力，并且在發(fā)生斷裂的情況下可以容易地將設(shè)備10去除及更換。而且，可以容易地將圖1中所示的整體式設(shè)備10通過粘合劑改裝于預(yù)制造輪胎或舊輪胎上。最后，環(huán)形設(shè)備為整體式組件，并且可以方便地按照直徑尺寸范圍編目以便適合于各種尺寸的預(yù)制造輪胎。
圖4示出了位于其在輪胎14上的優(yōu)選位置并且暴露于輪胎胎腔24中的轉(zhuǎn)發(fā)器34。轉(zhuǎn)發(fā)器可以包括用于監(jiān)控胎腔24的狀態(tài)的壓力與溫度傳感器并且將這種信息傳送至安裝于車輛車架46上的遠(yuǎn)程收發(fā)器48。收發(fā)器48與設(shè)備10的天線位置相對并且在輪胎14的整個360度轉(zhuǎn)動中都與其持續(xù)保持通信。收發(fā)器為在工業(yè)上可從市場買到的類型并且通過引線50而電連接至車輛的常規(guī)邏輯、處理與顯示電子裝置(未示出)上。如前所述，轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34的位置位于輪輞凸緣28上方以便使得轉(zhuǎn)發(fā)器與收發(fā)器48之間的RF通信不會受損。
一起參看圖5-12，將更詳細(xì)地說明環(huán)形設(shè)備10的構(gòu)型。轉(zhuǎn)發(fā)器模塊通常包括由橡膠或塑料材料利用常規(guī)裝置形成的基座外殼52。外殼52包括相對側(cè)壁54、56，它們沿著輻射式底面55連接于相對垂直端壁58、60上。壁54、55、56、58和60確定了中央室62。通孔64延伸穿過與室62連通的端壁58、60的下部。
外殼52還包括同樣由常規(guī)橡膠或塑料材料通過常規(guī)裝置例如注模法形成的帽構(gòu)件68。帽構(gòu)件68包括上部突起或“噴口”70，其包括終止于水平上表面74處的垂直側(cè)壁72。傳感器端口或孔76位于表面74的中間，并且由此延伸穿過。凸緣78沿外周限定了帽68的下部邊界并且提供了水平凸耳表面80，該表面80與垂直側(cè)壁72成直角匯合。應(yīng)當(dāng)理解，凸緣78的尺寸適于停靠在模塊基座外殼52的上端上。帽68的水平凸耳表面80置于凸緣78與垂直側(cè)壁72之間。所提供的上部側(cè)壁部分81向內(nèi)朝向上表面74逐漸變細(xì)。帽68的錐形型面便于方便且可靠地制造設(shè)備10。
在所示的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34還包括環(huán)形體(環(huán))82，其包括具有高電磁導(dǎo)磁率的材料，例如鐵素體。體82通常包括具有橢圓截面構(gòu)型的圓柱體。體82的橢圓截面構(gòu)型用于減少其垂直尺寸并且容許體82在轉(zhuǎn)發(fā)器模塊內(nèi)更緊湊地封裝。體82包括終止于導(dǎo)體引線86處的線圈84，如所示。中心通孔88沿軸向或縱向方向穿過體82伸出。
還提供了保護(hù)套筒構(gòu)件90，其尺寸適于利用體82的孔88來容留。套筒90一般包括具有橢圓形截面的細(xì)長圓柱體。套筒90還包括圓周側(cè)壁92和軸向或縱向通孔94。孔94相對于套筒90的縱向軸線偏移以便產(chǎn)生在套筒90的外側(cè)厚度增加的壁95。向外開口的縱向通道96形成于壁95內(nèi)，如所示。套筒90緊緊容放于體82的孔88內(nèi)，而線圈84容放于套筒90的通道96內(nèi)。
繼續(xù)參看圖5-12，電路板98安裝于轉(zhuǎn)發(fā)器基座外殼52的中央室62內(nèi)。電路板98通常配置成包括安裝于上表面102上的電子封裝100，并且可以包括安裝于下側(cè)104上的電子封裝106。電子封裝100、106在圖5-12中被一般示出，并且包括用于執(zhí)行輪胎胎腔監(jiān)控活動所需的轉(zhuǎn)發(fā)器傳感器、邏輯電路以及RF傳送系統(tǒng)。本發(fā)明并非為轉(zhuǎn)發(fā)器特別設(shè)計(jì)，可以使用多種常規(guī)型轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)中的任何一種并且將其安裝于電路板98的一個或全部兩個表面100、104上。板98還包括制造于板側(cè)面內(nèi)的引線容放通道108。
轉(zhuǎn)發(fā)器模塊的裝配通常按照如下方式進(jìn)行。將套筒10插入環(huán)形體82的通孔88內(nèi)，環(huán)形體82隨后插入外殼基座52的室62內(nèi)。位于室62內(nèi)之后，套筒90的通孔94和主體82的孔99與外殼通孔64同軸對齊。體82的線圈84容放于套筒90的通道96內(nèi)并且引線86的路徑向上前行。線圈84中的匝數(shù)按照常規(guī)方式設(shè)計(jì)成阻抗與轉(zhuǎn)發(fā)器電子裝置相匹配。在優(yōu)選實(shí)施例中，板98通過通道水平安裝于套筒90和環(huán)形體82上方外殼52內(nèi)。來自線圈84的引線86途經(jīng)通道108中并且電連接于電路板98上的電子裝置100、106上。其后，將帽構(gòu)件68的周邊凸緣78放置于外殼52的上表面66上，并且通過應(yīng)用適用的粘合劑而將界面密封。
在裝配條件下，轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34如圖6中所示。在本發(fā)明的實(shí)踐中，如果需要就可以改變轉(zhuǎn)發(fā)器模塊外殼、內(nèi)部組件以及部件方位。因此，轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34包括密封式獨(dú)立單元，該獨(dú)立單元包括用于監(jiān)控輪胎胎腔的參數(shù)如壓力與溫度的電路板和轉(zhuǎn)發(fā)器電子裝置。轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34的電子裝置還可以包括輪胎標(biāo)識信息。環(huán)形體82通過線圈84電磁聯(lián)接并機(jī)械聯(lián)接于轉(zhuǎn)發(fā)器封裝24上。替代地，可以去除體82，而天線32直接電聯(lián)接于轉(zhuǎn)發(fā)器上。所得到的環(huán)形組件將同樣被放置于輪胎中的上述最佳位置上。另一種替代方案就是通過具有初級和次級線圈的常規(guī)構(gòu)型的變壓器將天線32聯(lián)接于轉(zhuǎn)發(fā)器上。
從圖5中看得最為清楚，天線32的路徑穿過轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34并且包括連續(xù)的環(huán)。在優(yōu)選實(shí)施例中，天線32形成為正弦曲線構(gòu)型，正弦曲線形狀用于提供天線伸長能力，利用這種天線伸長能力來反抗輪胎中的由于輪胎工作而產(chǎn)生的應(yīng)變力。天線32按照非接觸的方式穿過套筒90的通孔94、體82的孔88以及外殼52的通孔64伸出。這樣，就在機(jī)械上將天線32從轉(zhuǎn)發(fā)器模塊34上拆下。應(yīng)當(dāng)指出，環(huán)形體82用作其中去除了初級線圈的變壓器。天線環(huán)32直接穿過環(huán)82的通孔88并且與缺少了初級線圈的體保持磁性聯(lián)接。電聯(lián)接發(fā)生于環(huán)32與環(huán)形體82之間，進(jìn)而聯(lián)接至線圈84，由于右收發(fā)器48磁場在環(huán)形天線32中感生的電流在環(huán)附近形成磁場。磁場直接感生于緊緊圍繞著天線環(huán)金屬線32的環(huán)形體82中。
這種在本文中表示為直接磁性連接(DMC)的聯(lián)接方式提供了若干顯著優(yōu)點(diǎn)。DMC方法使得天線環(huán)在沒有機(jī)械連接的情況下穿過轉(zhuǎn)發(fā)器封裝，從而就消除了前述在環(huán)金屬線與轉(zhuǎn)發(fā)器封裝之間建立并保持連接的問題。線圈84的匝數(shù)比可以改變以便適于最佳阻抗匹配。其次，DMC技術(shù)提供了高能聯(lián)接方式。此外，將天線環(huán)附連于轉(zhuǎn)發(fā)器上的過程得以簡化，從而使得金屬線束或纜線與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的遠(yuǎn)程聯(lián)接的難度大大減小。而且，使用DMC技術(shù)的環(huán)形天線與轉(zhuǎn)發(fā)器之間的磁性聯(lián)接方式得以在連續(xù)360度讀數(shù)中保持，并且可以避免詢問區(qū)中的死區(qū)。
如前所述，圖5的組件可以在其制造過程中嵌入輪胎中，盡管這樣做并非優(yōu)選。在輪胎成型期間加入環(huán)形設(shè)備就對輪胎監(jiān)控部件施加相當(dāng)大的應(yīng)變并且可能造成部件斷裂。在后硫化情況下，可能難以或者不可能將其中的環(huán)形組件或任何部件去除。因此，優(yōu)選的是作為后輪胎成型操作來將本環(huán)形組件固定于輪胎上。
為此，首先將天線32和轉(zhuǎn)發(fā)器34制成獨(dú)立式組件。環(huán)形組件為整體式并且易于運(yùn)輸、存儲及處理。由于形成了天線與轉(zhuǎn)發(fā)器的整體組合，就便于在后成型程序中將環(huán)形組件加入輪胎中。該組件被置于在前述的最佳區(qū)域44內(nèi)的位置處緊靠著輪胎內(nèi)襯層22。天線32至少部分地嵌入常見的粘合劑內(nèi)并且固定于輪胎內(nèi)襯層上。如果天線轉(zhuǎn)發(fā)器模塊在運(yùn)輸中斷裂或發(fā)生故障，就可以在不會損壞輪胎的情況下將組件10去除并更換。此外，密封劑材料還用于將天線與環(huán)形體保持于其預(yù)期相互方位。
參看圖13-15，通過閱讀以下內(nèi)容將會理解本環(huán)形設(shè)備的裝配方法。應(yīng)當(dāng)理解，環(huán)形天線環(huán)分開進(jìn)行制造并且可以在輪胎廠、倉庫、輪胎安裝設(shè)施或其它適當(dāng)位置處安裝于硫化輪胎中。本發(fā)明考慮選擇包括裸線的適當(dāng)天線(圖15的步驟154)。金屬線天線材料被輸送至裝配區(qū)，在此處其被松開并切成適當(dāng)長度(步驟158)，對于十六英寸輪胎而言該長度通常但是并非必須為六十英寸。這樣就形成了環(huán)的天線部分32。金屬線可以具有任意數(shù)量的各種金屬線構(gòu)造或者金屬線與其它材料的組合。例如，金屬線可以是帶有紡織品或橡膠細(xì)絲的雙絞線。
所切出的天線金屬線的第一端138穿過轉(zhuǎn)發(fā)器34中的鐵素體孔。如果優(yōu)選建立必要的磁性聯(lián)接，那么就可以使用將金屬線連接于轉(zhuǎn)發(fā)器上的替代裝置。然后，將所切出的天線金屬線的兩端138、140連接起來以便提供機(jī)械與電接頭。這種接頭可以是焊接、壓接或一些其它方式的接頭，它們能夠滿足系統(tǒng)的強(qiáng)度與電力連續(xù)性需求。所得到的組件包括360度環(huán)?？梢允褂糜糜谘b配環(huán)形天線與轉(zhuǎn)發(fā)器的替代裝置，從而形成環(huán)形轉(zhuǎn)發(fā)器組件。
圖15以方塊圖形式示出了本發(fā)明的方法。從起始方塊153開始，環(huán)形轉(zhuǎn)發(fā)器通過任何優(yōu)選的裝置而形成(步驟156)。對輪胎進(jìn)行測量以便確定輪胎不平衡的有效區(qū)的位置與量值(步驟158)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以使用視覺或其它標(biāo)記來標(biāo)出與不平衡的有效區(qū)域相對的輪胎表面上的目標(biāo)區(qū)。然后，將環(huán)形天線環(huán)與轉(zhuǎn)發(fā)器組件靠著輪胎上的表面位置放置(步驟160)以便使得轉(zhuǎn)發(fā)器起到平衡輪胎不平衡的有效區(qū)域的作用。例如，如果輪胎中的嚴(yán)重不平衡位于徑向方向的零度處，那么轉(zhuǎn)發(fā)器將會被放置于與徑向方向成180度處。這樣，轉(zhuǎn)發(fā)器就用作配重并且抵消而非增強(qiáng)輪胎的固有不平衡。然后，通過適當(dāng)方法例如通過粘合劑將環(huán)形轉(zhuǎn)發(fā)器組件固定于輪胎上(步驟162)，進(jìn)而完成裝配(步驟164)。
盡管以上對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和替代實(shí)施例進(jìn)行了闡述，但本發(fā)明并不限定于此。本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會清楚并且使用了本文中所述技術(shù)的其它實(shí)施例也在本發(fā)明的范圍與精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于將天線與轉(zhuǎn)發(fā)器組件固定于輪胎表面上的方法，其特征在于以下步驟a.將天線與轉(zhuǎn)發(fā)器配置成聯(lián)接式組件；b.確定輪胎內(nèi)的輪胎不平衡的有效區(qū)；c.將環(huán)形組件靠著輪胎表面放置，其中轉(zhuǎn)發(fā)器的方位沿著相對于輪胎不平衡的有效區(qū)的平衡方位；d.將環(huán)形組件附連于輪胎表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于以下步驟e.將天線與轉(zhuǎn)發(fā)器配置成環(huán)形組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于以下步驟在與輪胎不平衡的有效區(qū)域相對的平衡位置處在輪胎表面上標(biāo)記目標(biāo)位置；以及將聯(lián)接式組件的轉(zhuǎn)發(fā)器定位于目標(biāo)位置處。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征還在于通過粘合劑將轉(zhuǎn)發(fā)器固定于輪胎表面上的目標(biāo)位置的步驟。
5.在具有安裝于輪胎表面上的轉(zhuǎn)發(fā)器與天線組件的輪胎中，改進(jìn)之處的特征在于轉(zhuǎn)發(fā)器位于平衡位置中從而抵消輪胎不平衡的有效區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎，其特征在于轉(zhuǎn)發(fā)器與天線為配置成環(huán)形環(huán)的組件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎，其特征在于天線包括至少一個由導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)體線。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎，其特征在于天線與轉(zhuǎn)發(fā)器通過粘合材料固定于輪胎表面上。
全文摘要
一種環(huán)形天線和轉(zhuǎn)發(fā)器固定于輪胎上，其使用轉(zhuǎn)發(fā)器作為配重以便抵消輪胎的不平衡性。環(huán)形天線附連于內(nèi)部輪胎表面上并且電聯(lián)接于轉(zhuǎn)發(fā)器裝置上，并且相對于其中封裝著轉(zhuǎn)發(fā)器裝置的外殼固定。轉(zhuǎn)發(fā)器外殼的質(zhì)量通過以下方式特別用于平衡輪胎的不平衡性，首先確定其中配重將被證實(shí)有益的位置，然后將環(huán)形組件固定于輪胎上以便將轉(zhuǎn)發(fā)器外殼的質(zhì)量定位于最佳位置處以獲得平衡利益。
文檔編號B60C19/00GK1769081SQ20051010700
公開日2006年5月10日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月6日
發(fā)明者G·S·約翰寧, J·C·萊蒂里, B·M·羅甘, G·E·塔布, J·M·哈特 申請人:固特異輪胎和橡膠公司