[發明專利]用于輪胎的射頻通信模塊

有效

• 申請號: 201780074814.1
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN110035911B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: J·德斯特拉夫;A·圖雷納;S·諾埃爾;J-M·克萊雅
• 申請（專利權）人: 米其林集團總公司
• 主分類號: B60C23/04
• 分類號: B60C23/04;H01Q1/22
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;于高瞻

一種射頻通信模塊或半成品，其適于結合入輪胎的結構中并且包括嵌入橡膠共混物中的射頻應答器，所述射頻應答器包括電子芯片以及適于與射頻讀取器通信的輻射天線，其中，所述射頻應答器進一步包括電連接至電子芯片的主天線，所述主天線與所述輻射天線電磁耦合，輻射天線包括單股螺旋彈簧，所述輻射天線具有由鋼制成的芯部，所述芯部涂覆有金屬粘合外層，以粘合至包圍單股螺旋彈簧的橡膠共混物。

技術領域

本發明涉及一種能夠插入輪胎的結構中的射頻通信模塊或半成品，其包括嵌入橡膠共混物中的射頻應答器。

背景技術

在過去幾年中，集成到安裝組件(包括輪胎和車輪)中的電子設備的發展已經加強。具體地，這些電子設備，例如射頻應答器或RFID(射頻識別的首字母縮寫)標簽，包含有關安裝組件的信息，例如輪胎的標識符、其特征尺寸等，在所述制品的管理和存儲中這些信息是關鍵數據。另外，這些電子設備還能夠測量安裝組件的參數，例如，在安裝充氣狀態下由輪胎和輪輞形成的腔體內的溫度。這些參數對于安裝組件的安全使用至關重要。特別地，為了傳達安裝組件的參數，通常通過與外部發射器/接收器設備的射頻傳輸來實現與這些電子設備的通信。

將這種電子設備集成到安裝組件中，特別是集成到輪胎中并不簡單。具體地，為了在整個產品周期中確保這些電子設備中包含的信息(特別是與輪胎標識符有關的信息)的可靠性，優選的是將電子設備牢固地緊固至輪胎，所述電子設備包含所述輪胎的識別信息。將這種電子設備集成到輪胎結構中會造成一定數量的挑戰。首先，將電子設備插入輪胎的結構中可能導致輪胎劣化；因此有必要確保輪胎在其整個壽命周期中保持其物理完整性。第二個挑戰涉及電子設備的無線電通信性能。具體地，特別安裝有具有不同介電常數的橡膠共混物堆疊以及金屬元件的組件的復雜結構在電子設備的天線的射頻操作中產生干擾，特別是在UHF(超高頻率的首字母縮寫)頻帶中。最后，第三個挑戰在于在輪胎的整個壽命周期中確保電子設備本身的物理完整性，特別是因為輪胎在運行條件下承受的高熱機械應力。

文獻EP1977912 A1描述了一種輪胎，所述輪胎在其結構中包括電子通信模塊，所述電子通信模塊包括帶有電子芯片以及能夠與射頻讀取器通信的輻射天線的射頻應答器，其中，所述輻射天線包括兩個螺旋天線段，并且電子芯片電連接至兩個螺旋天線段。

發明內容

本發明的一個主題是一種電子射頻通信模塊或半成品，其能夠結合入輪胎的結構中并且包括嵌入橡膠共混物中的射頻應答器，所述射頻應答器包括電子芯片以及能夠與射頻讀取器通信的輻射天線，其中，所述射頻應答器進一步包括電連接至電子芯片的主天線，所述主天線與所述輻射天線電磁耦合，輻射天線包括單股螺旋彈簧，所述輻射天線具有由鋼制成的芯部，所述芯部帶有金屬粘合外層，以粘合至包圍單股螺旋彈簧的橡膠共混物。

優選地，輻射天線的金屬粘合層選自：鈷、鋅、鎳、鋁、銅、錫，以及銅、鋅、鋁、鎳、鈷和錫中的兩種或多種的合金。

有利地，橡膠共混物包括促粘劑，以促進與輻射天線的粘合層的粘合。

該促粘劑可以為鈷鹽或鎳鹽。

將這樣的電子模塊集成到輪胎中能夠降低設備由于其結構而劣化的風險，同時改善無線電通信性能并最小化與輪胎的物理完整性相關的風險。

具體地，電子設備的劣化通常是由設備的通信輻射天線與電子部分之間存在的電連接故障引起的。此處，不需要機械連接，因為通信天線與電子芯片之間的能量傳輸是通過主天線利用電磁場實現的。然而，盡管與通信頻帶及其遠場操作有關的輻射天線的尺寸本身很大，但是主天線不受這種限制。因此，它具有較小的尺寸，通常能夠容易地承受輪胎的變形而不會在其與電子芯片之間的電流結中產生過高的機械應力。最后，輻射天線的柔軟性質限制了應答器附近的輪胎區域惡化的風險。