JP6342896B2 - タイヤパッチにおける圧電素子のための１アップ１ダウン接続構造体 - Google Patents

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Description

本開示は、概して、タイヤパッチの一部として用いられる圧電素子に関し、より詳細には、タイヤパッチの一部として用いられる圧電素子のための電気接続構造体に関する。
タイヤ構造体による電子デバイスの組み込みは、多くの実利を生み出すことが示されている。圧電素子は、タイヤパッチに組み込まれて、タイヤパラメータの測定に用いられる種々のセンサおよび他のタイヤパッチの部品に電力源を付与することができる。圧電素子はまた、タイヤの回転の際のタイヤの種々の物理パラメータに関するデータを取得するのに用いられている。かかる情報は、タイヤの監視・警報システムにおいてだけでなく、タイヤの試験および設計においても有用であり得る。
圧電素子のための１つの公知の構造体は、電力発生部品および信号発生部品などの１つ以上の圧電部品を有する基板を含む。圧電部品は、それぞれ、圧電層を挟持する上部導電層および下部導電層を含む挟持構造体を含むことができる。基板は、圧電部品を保護および絶縁するための種々の絶縁層、例えば、上部絶縁層および底部絶縁層を含むことができる。圧電素子の種々の圧電部品は、導電端子を用いて、外部デバイス、例えば、プリント回路板に電気的に結合され得る。
圧電素子に典型的な接続では、基板の圧電部品のための導電端子が、全て、基板の１つの面、例えば、圧電基板の上面に近接して位置しており、また、該面にむき出しになっている。これらの接続では、圧電基板の上面に近接して位置する導電端子と下部導電層との間の電気接続は、圧縮接続を用いてなされる。この圧縮接続は、局所的に適用される高圧圧縮技術を用いて、導電端子と連通している上部導電層に近接した導体と、下部導電層と連通している導体とに、導電端子と下部導電層との間の電気的な接触を作り出させることを含む。
例えば、図１は、公知の接続構造体３０を有する例示的な圧電素子１０を示す。示すように、接続構造体３０は、複数の導電端子３２、３４、３６、３８を含む。導電端子３２、３４、３６、および３８は、それぞれ、圧電素子１０の同じ絶縁層４０を通って、圧電素子１０の同じ面にむき出しになっている。一部の導電端子３４および３６は、圧縮接続部５０によって、圧電素子１０における圧電部品に結合されている。圧縮接続部５０は、圧電素子１０の１つの層に設けられた導体が、圧電素子１０の別の層に設けられた導体と、高圧圧縮によって接触されることを必要とする。図示のように、圧縮接続部５０に必要とされる空間は、圧電素子１０上の貴重なスペースを占領する可能性がある。
タイヤの回転の際に圧電素子がさらされ得る歪みを考慮すると、圧電素子において導電端子を下部導電層に結合させる圧縮接続は、圧電素子の使用の際に中断され得るか、または機能しなくなり得る。また、多くの用途において、基板の絶縁層には、比較的剛性の材料、例えばＦＲ４が用いられている。これらの剛性絶縁層を通って機能し得る圧縮接続を、局所的に適用される高圧圧縮技術を用いて作り出すことは、困難である可能性がある。
そのため、圧電素子のための改良された電気接続構造体の必要性が存在する。タイヤパッチへの圧電素子の組み込みを可能にし易くする接続構造体が特に有用である。
本発明の態様および利点は、以下の記載において一部が明記されており、当該記載から明らかとなり得るか、または、本発明の実施を通して教示され得る。
本開示の１つの例示的な態様は、タイヤ取り付け可能装置を対象とする。タイヤ取り付け可能装置は、圧電部品を有する基板を含む。圧電部品は、第１および第２導電層、ならびに第１および第２導電層間に配置された圧電層を含む。基板は、圧電部品が、基板において、第１導電層に設けられた第１絶縁層と第２導電層に設けられた第２絶縁層との間に配置されるように、該第１絶縁層および該第２絶縁層をさらに含む。基板は、導電端子構造体をさらに含む。導電端子構造体は、第１導電層に電気的に結合された第１導電端子および第２導電層に電気的に結合された第２導電端子を含めた複数の導電端子を含む。第１導電端子は、基板の第１絶縁層を通ってむき出しになっており、第２導電端子は、基板の第２絶縁層を通ってむき出しになっている。
本開示の別の例示的な態様は、タイヤ取り付け可能装置を製造する方法を対象とする。該方法は、第１支持棒を基板に形成された複数の導電端子と整列させる工程を含み、基板が、第１絶縁層と第２絶縁層との間に配置された圧電部品を含む。複数の導電端子は、基板の第１絶縁層を通ってむき出しになっている第１導電端子、および基板の第２絶縁層を通ってむき出しになっている第２導電端子を含む。該方法は、基板の第２絶縁層に形成された第２半田溜に半田を付与する工程をさらに含む。第２半田溜は、第２導電端子に付随している。該方法は、第１支持棒に位置する電気コネクタを第２導電端子と半田付けする工程をさらに含む。
本開示のこの例示的な態様の具体的な実施において、該方法は、基板の第１絶縁層に形成された第１半田溜に半田を付与する工程をさらに含むことができる。第１半田溜は、第１導電端子に付随し得る。該方法は、電気コネクタを第１導電端子と半田付けする工程をさらに含むことができる。
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の記載および添付の特許請求の範囲を参照して、より理解されることとなるであろう。本明細書に組み込まれてその一部を構成するものである添付の図、および本発明の説明的な実施形態は、当該記載と共に、本発明の原理を説明する働きをする。
本発明の完全かつ実施可能な程度の開示は、最良の形態を含み、当業者を対象としたものであり、本明細書に記載されていて、添付の図を参照するものである。
図１は、公知の接続構造体を有する圧電素子の平面図を示す。 図２は、本開示の例示的な実施形態による例示的なタイヤ取り付け可能装置の分解図を示す。 図３は、本開示の例示的な実施形態による圧電部品を含む基板の断面図を示す。 図４は、本開示の例示的な実施形態による導電端子構造体を含む基板の第１面の平面図を示す。 図５は、本開示の例示的な実施形態による導電端子構造体を含む基板の第２面の平面図を示す。 図６は、本開示の例示的な実施形態による導電端子構造体の断面図を示す。 図７は、本開示の例示的な実施形態によるタイヤ取り付け可能装置の分解図を示す。 図８は、本開示の例示的な実施形態による例示的な方法のフロー図を示す。
本発明の実施形態をここで詳細に参照し、その１つ以上の例を図に示す。各例は、本発明の説明により付与されるものであり、本発明を限定しない。実際に、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本発明において種々の修飾および変更がなされ得ることが当業者に明らかである。例えば、一実施形態の一部として示されているまたは記載されている特徴は、別の実施形態と一緒に用いられて、なおさらなる実施形態を生じることができる。このように、本発明は、かかる修飾および変更を、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価の範囲内にあるとして包含することが意図される。
概して、本開示は、タイヤの種々のパラメータを測定するためにタイヤによって組み込まれ得るタイヤパッチなどのタイヤ取り付け可能装置の一部として用いられる圧電素子のための改良された導電端子構造体を対象とする。特に、圧電素子は、エネルギーを取り込む、および／またはタイヤ回転／歪みを示す信号を付与するのに用いられる１つ以上の圧電部品を含むことができる。圧電部品は、一対の導電層の間に配置された圧電層、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）層を含む挟持構造体を有することができる。圧電部品は、一対の絶縁層、例えばＦＲ４層間に配置されていてよい。圧電素子は、基板として実装され得、または他の任意の好適な形態、例えば、フィルム形態をとることもできる。電気接続構造体は、圧電素子に設けられて、圧電部品をプリント回路板またはタイヤパッチの一部として用いられる他のデバイスに電気的に接続することができる。圧電部品は、エネルギーおよび／または信号を、電気接続構造体を通して、プリント回路板に位置する種々のデバイスに付与することができる。
基板の１つの絶縁層、例えば、基板の上層を通って全てがむき出しになっている複数の導電端子を含む公知の電気接続構造体とは異なり、本開示の態様による電気接続構造体は、１アップ１ダウン構成で配置されている。この構成では、圧電部品の上部導電層に電気的に結合されている少なくとも１つの導電端子が、基板の上部絶縁層を通ってむき出しになっている。また、圧電部品の底部導電層に電気的に結合されている少なくとも１つの導電端子が、基板の底部絶縁層を通ってむき出しになっている。その結果、電気接続構造体の少なくとも一対の導電端子は、少なくとも、１つの「上向き」導電端子および１つの「下向き」導電端子が存在するように、基板の対向する面を通って電気接続のためにむき出しになっている。
本開示の態様による１アップ１ダウン電気接続構造体は、導電端子を圧電部品の導電層と電気的に結合させる圧縮接続の必要性を排除する。圧縮接続の排除は、多くの利点を付与する。例えば、圧縮接続の排除は、圧電部品とプリント回路板との間の電気接続の耐久性を改善して、タイヤパッチの信頼性および性能寿命を増大させる。さらに、比較的剛性の材料、例えばＦＲ４材料を、基板内の電気接続の質に影響することなく、基板の絶縁層として用いることができる。
本開示の特定の態様によると、１アップ１ダウン電気接続構造体は、電気接続構造体とプリント回路板との間の電気接続の一体性を維持するコネクタアセンブリ設計と併用され得る。例えば、電気接続構造体は、第１支持棒と第２支持棒との間に配置されていてよい。第１支持棒に設けられた電気コネクタは、第１支持棒と隣接する絶縁材の層を通ってむき出しになっている「下向き」導電端子に半田付けされていてよい。同様に、電気コネクタは、第２支持棒と隣接する絶縁材の層を通ってむき出しになっている「上向き」導電端子に半田付けされていてよい。プリント回路板は、第１および第２支持棒間で接続構造体を圧縮するのに用いられ得る導電ポスト、例えばねじ棒を用いて、電気接続構造体に電気的および機械的に結合され得る。その結果、プリント回路板と電気接続構造体との間の電気的界面は、通常の半田および圧縮負荷を用いて化学的および電気的に保存され得る。
ここで図を参照して、本開示の例示的な実施形態を詳細に考察する。図２は、本開示の例示的な実施形態による例示的なタイヤ取り付け可能装置１００（例えば、タイヤパッチ）の分解図を示す。タイヤ取り付け可能装置１００は、タイヤ、例えば空気タイヤのインナーライナーに固定されて、タイヤの種々のパラメータを監視することができる。
示すように、タイヤ取り付け可能装置１００は、長さＬおよび幅Ｗを有する基板２００を含む。示すように、基板２００の幅Ｗは、長さＬよりも大幅に小さい。例えば、長さＬは、幅Ｗの少なくとも２倍であってよい。これに関して、タイヤ取り付け可能装置は、一次元タイヤ取り付け可能装置１００とみなすことができる、なぜなら、長さＬの寸法が、幅Ｗの寸法よりも大幅に大きいからである。しかし、図２から分かるように、一次元タイヤ取り付け可能装置１００は、実際には３次元を有する。
基板２００は、エラストマーパッチ１１０に固定されてよく、エラストマーパッチ１１０は、ベース部１１２と、エラストマーパッチ１１０のベース部１１２の上に高さＨを有する高くなったメサ部１１４とを含む。エラストマーパッチ１１０は、空気タイヤの構造物において側壁材料として通常は使用されるエラストマー材料、例えば、ゴム材料から形成され得る。一例において、基板２００は、基板２００に接着剤を塗布し、基板２００を収容するように設計された特別設計金型に基板２００を置き、残りの金型をエラストマー材料で充填し、パッチ１１０を硬化させることによってエラストマーパッチ１１０に固定され得る。
図２に示すように、基板２００は、第１圧電部品２１０および第２圧電部品２２０を含む。第１圧電部品２１０は、第１圧電部品２１０の屈曲時にエネルギーを取り込むのに用いられる発電機用圧電部品であってよい。第２圧電部品２２０は、第２圧電部品２２０の屈曲時に分析のための電気信号を付与するのに用いられる信号／センサ用圧電部品であってよい。第２圧電部品２２０によって付与される電気信号を分析して、例えば、タイヤのコンタクトパッチの特性を決定する、またはタイヤの回転をカウントすることができる。
圧電部品２１０および２２０は、それぞれ、２つの導電層間に配置された圧電層を含む挟持構造体を含むことができる。図３は、基板２００の圧電部品２１０の断面図を示す。圧電部品２１０は、圧電層２１６の第１の側における第１導電層２１２と、圧電層２１６の第２の側における第２導電層２１４との間に配置された圧電層２１６を含む。圧電層２１６は、任意の好適な圧電材料、例えば、ＰＺＴ材料から形成されていてよい。導電層２１２および２１４は、任意の好適な導電材料、例えば銅から形成されていてよい。
図３に示すように、圧電部品２１０は、基板２００の第１絶縁層２４０と基板２００の第２絶縁層２５０との間に配置されている。タイヤの回転の際に基板２００がさらされる歪みに起因して、第１絶縁層２４０および第２絶縁層２５０は、比較的剛性の材料、例えば、耐火性材料ＦＲ４または他の好適な材料から形成され得る。一態様において、第２絶縁層２５０を絶縁層２４０よりも厚くして圧電層２１６を基板２００の中立面からずらすことにより、圧電部品２１０の屈曲時のエネルギー発生を増大させることができる。
図２に戻って参照すると、タイヤ取り付け可能装置１００は、プリント回路板１２０をさらに含むことができる。プリント回路板１２０は、種々の部品およびデバイス、例えば、マイクロプロセッサ、メモリー、温度および／または圧力センサ、フィルター回路、通信回路、電池、離れたデバイスに情報を伝達するための１つ以上のアンテナ、ならびに他のデバイスを含むことができる。発電機用圧電部品２１０は、圧電部品２１０の屈曲時にエネルギーを付与して、プリント回路板１２０の種々の部品に電力を与えることができる。信号用圧電部品２２０は、圧電部品２２０の屈曲時にタイヤに誘発された歪みに関連する信号をプリント回路板に付与して、分析することができる。
以下により詳細に考察するように、プリント回路板１２０は、１アップ１ダウン電気接続構造体２３０を通して、基板の発電機用圧電部品２１０および信号用圧電部品２２０に電気的に結合され得る。接続構造体２３０は、複数の導電端子を含むことができる。４つの導電端子が図２に示されているが、当業者は、本明細書において提供される開示を用いて、本開示の範囲から逸脱することなく、より多くのまたはより少ない導電端子が設けられ得ることを理解するであろう。
図２に示すように、複数の導電端子が略直線関係で配置されていてよい。句「略直線関係」は、本明細書において用いられるとき、完全な直線関係からの整列のずれが存在し得ることを示すことが意図されていると認識されるべきである。導電端子は、使用の際に導電端子に適用される機械的な歪みを低減できるように基板２００の長さに垂直な線に沿って配置され得る。
１アップ１ダウン接続構造体２３０には、少なくとも１つの導電端子が基板２００の上面を通ってむき出しになり、少なくとも１つの他の導電端子が基板２００の底面を通ってむき出しになるように、複数の導電端子が配置されている。接続構造体２３０は、圧縮負荷を接続構造体２３０に付与するのに用いられ得る第１支持棒１３０および第２支持棒１４０の間に配置されていてよい。この圧縮負荷を用いることにより、より詳細に以下で考察されるように、通常の半田接続を用いたプリント回路板１４０と電気接続構造体２３０との間の電気接続の化学的および電気的一体性を確保することができる。
１アップ１ダウン接続構造体２３０の例示的な態様を、図４〜６を参照して考察する。図４は、本開示の例示的な実施形態による１アップ１ダウン接続構造体２３０を含む基板２００の上面図を示す。接続構造体２３０は、好適な導電トレース２３３を介して圧電部品２１０の第１導電層２１２に電気的に結合された第１導電端子２３２を含む。第１導電端子２３２は、基板２００の第１絶縁層２４０を通って基板２００の上面にむき出しになっている導電環帯または他の好適な導電構造体を含む。
図５は、基板２００の対向面の平面図を示す。示すように、接続構造体２３０は、好適な導電トレース２３５を介して圧電部品２１０の第２導電層２１４に電気的に結合された第２導電端子２３４を含む。第２導電端子２３４は、基板２００の第２絶縁層２５０を通って基板２００の底面にむき出しになっている導電環帯または他の好適な導電構造体を含む。このように、圧電部品２１０は、第１絶縁層２４０を通ってむき出しになっている１つの導電端子２３２と、第２絶縁層２５０を通ってむき出しになっている別の導電端子２３４とを含む。第１導電端子２３２を圧電部品２１０の第１導電層２１２に結合するために、または第２導電端子２３４を圧電部品２１０の第２導電層２１４に結合するために圧縮接続を必要としない。
図４に戻って参照すると、接続構造体２３０は、好適な導電トレース２３７を介して第２圧電部品２２０の第１導電層２２２に電気的に結合された第３導電端子２３６をさらに含むことができる。第３導電端子２３６は、第１絶縁層２４０を通って基板２００の上面にむき出しになっている導電環帯または他の好適な導電構造体を含む。
図５に示すように、接続構造体２３０は、好適な導電トレース２３９を介して圧電部品２２０の第２導電層２２４に電気的に結合された第４導電端子２３８を含むこともできる。第４導電端子２３８は、基板２００の第２絶縁層２５０を通って基板２００の底面にむき出しになっている導電環帯または他の好適な導電構造体を含む。このように、圧電部品２２０は、第１絶縁層２４０を通ってむき出しになっている１つの導電端子２３６と、第２絶縁層２５０を通ってむき出しになっている別の導電端子２３８とを含む。第１圧電部品２１０用の導電端子２３２、２３４と同様に、第３導電端子２３６を圧電部品２２０の第１導電層２２２に結合させるために、または第２導電端子２３８を圧電部品２２０の第２導電層２２４に結合させるために圧縮接続を必要としない。
図６は、図４の基板２００の接続構造体２３０の、線６−６’に沿った断面図を示す。図６は、第１圧電部品２１０に付随する導電端子２３２および２３４が、基板２００の対向側でむき出しになっていることを示している。特に、導電端子２３２は、第１絶縁層２４０を通ってむき出しになっている。導電端子２３４は、第２絶縁層２５０を通ってむき出しになっている。導電端子２３２は、圧電部品２１０の第１導電層２１２に電気的に結合され得る（図４に示す）。導電端子２３４は、圧電部品２１０の第２導電層２１４に電気的に結合され得る（図５に示す）。図６を参照すると、導電端子２３２は、第１絶縁層２４０に形成された半田溜２４２を含む。導電端子２３４は、第２絶縁層２５０に形成された半田溜２５４を含む。半田溜２３４および２５４は、電気コネクタに半田接続を付与するための半田を収容することができる。
図６は、第２圧電部品２２０に付随する導電端子２３６および２３８が、基板２００の対向側でむき出しになっていることをさらに示す。特に、導電端子２３６は、第１絶縁層２４０を通ってむき出しになっている。導電端子２３８は、第２絶縁層２５０を通ってむき出しになっている。導電端子２３６は、圧電部品２２０の第１導電層２２２に電気的に結合され得る（図４に示す）。導電端子２３８は、圧電部品２２０の第２導電層２２４に電気的に結合され得る（図５に示す）。導電端子２３２および２３４と同様に、導電端子２３６は、第１絶縁層２４０に形成された半田溜２４６を含む。導電端子２３８は、第２絶縁層２５０に形成された半田溜２５８を含む。半田溜２４６および２５８は、電気コネクタに半田接続を付与するための半田を収容することができる。
図４〜６は、圧電部品２１０および２２０に接続を付与する電気接続構造体のための１アップ１ダウン構成の１つの例示的な構成を示す。当業者は、本明細書において提供される開示を用いて、本開示の範囲から逸脱することなく例示的な接続構造体を種々の方法で修飾することができると理解するであろう。例えば、外側の導電端子は、信号用圧電部品２１０に結合され得る。内側の導電端子は、発電機用圧電部品２２０に結合され得る。他の好適な構成も可能である。
図７は、プリント回路板１２０を電気接続構造体２３０に電気的および機械的に結合させるための例示的なコネクタアセンブリ３００の分解図を示す。示すように、コネクタアセンブリ３００は、接続構造体２３０と整列させた第１支持棒１３０を含む。第１支持棒１３０は、接続構造体２３０の導体端子２３２、２３４、２３６、および２３８に機械的支持および保護を付与するような剛性度を有することができる。第１支持棒１３０は、任意の絶縁または非導電材料、例えばＦＲ４から形成され得る。
第１支持棒１３０は、ＬＯＲＤ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＣｈｅｍｌｏｋ（登録商標）接着剤などの接着剤によってエラストマーパッチ１１０に付着され得る（図２に示す）。別の実施形態において、第１支持棒１３０は、エラストマーパッチ１１０に埋め込まれている、これと一体である、またはこれの一部である硬質ゴムまたは他の剛性材料で形成され得る。この実施形態では、第１支持棒１３０をエラストマーパッチ１１０に付着させるのに接着剤を必要としない。第１支持棒１３０はまた、エラストマーパッチ１１０にまたは基板２００に適用される応力の局所集中を低減するように、円形状またはテーパ状の縁部を含むこともできる。
図７に戻って参照すると、接続アセンブリ３００は、第２支持棒１４０をさらに含むことができる。第２支持棒１４０は、接続構造体２３０と整列させられて、接続構造体２３０の導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８を保護することができる。第２支持棒１４０はまた、基板２００とプリント回路板１２０との間のスペーサとして作用することもできる。第２支持棒１４０は、プリント回路板１２０が、例えばタイヤの回転の際に機械的な応力に付されたときに基板２００と接触することを防止するのに十分な高さを有することができる。第１支持棒１３０と同様に、第２支持棒１４０は、任意の絶縁または非導電材料、例えばＦＲ４から形成され得る。
図７に示すように、第１支持棒１３０と第２支持棒１４０との間には複数の導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８が配置されている。第１支持棒１３０および第２支持棒１４０は、一緒に作動して、導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８に機械的支持および保護を付与することができ、例として、導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８における半田界面の機械的一体性を保護することができる。例えば、第１支持棒１３０および第２支持棒１４０は、一緒に圧縮されて、圧縮負荷を接続構造体２３０の導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８に付与することにより、接続構造体２３０の導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８の電気的接触を保存することができる。
プリント回路板１２０は、導電ポスト３１０および３２０ならびに種々の電気コネクタを用いて、接続構造体２３０の導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８に機械的および電気的に接続され得る。特に、第１支持棒１３０は、複数のねじ式電気コネクタ３３２、３３４、３３６、および３３８を含むことができる。電気コネクタ３３２および３３６は、フランジなしの黄銅インサートであってよい。電気コネクタ３３４および３３８は、フランジ付きの黄銅インサートであってよい。電気コネクタ３３４および３３８は、接続構造体２３０の「下向き」導電端子２３４および２３８に半田付けされて、導電端子２３４、２３８と電気コネクタ３３４、３３８との間に電気接続を付与することができる。
コネクタアセンブリ３００は、「上向き」導電端子２３２および２３６に結合されたねじ式電気コネクタ３４２および３４６を含むこともできる。電気コネクタ３４２および３４６は、接続構造体２３０の「上向き」導電端子２３２および２３６に半田付けされて、導電端子２３２、２３６と電気コネクタ３４２、３４６との間に電気接続を付与することができる。電気コネクタ３４２は、フランジ付きの黄銅インサートであってよい。一実施において、電気コネクタ３４２は、電気コネクタ３４２と電気コネクタ３３２との間のねじ山を合わせるように電気コネクタ３３２と整列させられていてよい。電気コネクタ３４６は、電気コネクタ３３６に螺入されているねじ式スタンドオフであってよい。
導電ポスト３１０および３２０は、コネクタアセンブリ３００に配置されて、プリント回路板１２０と接続構造体２３０との間に機械および電気接続を付与することができる。導電ポスト３１０および３２０は、ステンレス鋼などの任意の好適な導電材料から形成されていてよい。導電ポスト３１０および３２０は、ねじ式電気コネクタへの接続のためのねじ山を含んでいてよい。
導電ポスト３１０は、第１支持棒１３０において電気コネクタ３３２に電気的に結合され得、第１支持棒１３０から導電端子２３２および電気コネクタ３４２を通り、さらに第２支持棒１４０を通って延在するように配置され得る。導電ポスト３１０は、次いで、ナット３６２および任意のワッシャ３５２配置を用いてプリント回路板１２０に電気的および機械的に結合され得る。特に、ナット３６２および任意のワッシャ３５２配置は、緊締されて、プリント回路板１２０において導電ポスト３１０と導電端子１２２との間に電気接続を付与することができる。
導電ポスト３２０は、第１支持棒１３０において電気コネクタ３３４に電気的に結合され得、第１支持棒１３０から導電端子２３４を通って、さらに第２支持棒１４０を通って延在するように配置され得る。導電ポスト３２０は、次いで、ナット３６４および任意のワッシャ３５４配置を用いてプリント回路板１２０に電気的および機械的に結合され得る。特に、ナット３６４および任意のワッシャ３５４配置は、緊締されて、プリント回路板１２０において導電ポスト３２０と導電端子１２４との間に電気接続を付与することができる。
導電ポスト３１０および導電ポスト３２０は、一緒になって、導電端子２３２および２３４を介してプリント回路板１２０と基板２００の第１圧電部品２１０との間に電気接続を付与することができる。導電ポスト３１０および３２０はまた、プリント回路板１２０と基板２００との間に機械接続を付与するようにも作用し、第１支持棒１３０および第２支持棒１４０を圧縮することによって接続構造体２３０に圧縮負荷を付与する働きをすることができる。
プリント回路板１２０は、電気コネクタ３６６および３６８を介して基板の第２圧電部品２２０に電気的に結合されていてもよい。特に、電気コネクタ３６６および３６８は、プリント回路板１２０における導電端子に、任意のワッシャ３５６および３５８を用いて結合されていてよい。電気コネクタ３６６および３６８は、導電ビスであってよい。電気コネクタ３６６は、任意のワッシャ３５６、プリント回路板１２０の導電端子１２６、および第２支持棒１４０を通って延在していてよく、プリント回路板１２０の導電端子１２６と導電端子２３６との間に電気接続を付与するようにスタンドオフ電気コネクタ３４６に螺入されていてよい。
電気コネクタ３６８は、任意のワッシャ３５８、プリント回路板１２０の導電端子１２８、第２支持棒１４０、導電端子１３８を通って、電気コネクタ３３８内へと延在し、プリント回路板１２０の導電端子１２８と導電端子２３８との間に電気接続を付与することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の好適な電気コネクタをコネクタアセンブリにおいて用いて、プリント回路板１２０を接続構造体２３０に電気的に結合することもできる。
図８は、本開示の例示的な実施形態によるタイヤ取り付け可能装置を製造する例示的な方法（５００）のフロー図を示す。図８は、図示および考察の目的で特定の順序で実施される工程を示しているが、本明細書において考察されている方法は、いずれの特定の順序または配置にも限定されない。当業者は、本明細書において提供されている開示を用いて、方法における種々の工程が、種々の方式で省略、再配置、組み合わせ、および／または適応され得ることを認識するであろう。
（５０２）において、該方法は、電気コネクタを第１支持棒に固定する工程を含む。例えば、図７の電気コネクタ３３２、３３４、３３６、および３３８を、支持棒１３０に押圧することができる。（５０４）において、該方法は、基板の「下向き」導電端子に付随する半田溜に半田を付与する工程を含む。例えば、半田を、基板２００の第２絶縁層２５０に画定された下向き導電端子２３４および２３８に付随する半田溜２５４および２５８（図５に示す）に付与することができる。
図８の（５０６）において、第１支持棒を、基板の接続構造体と整列させる。例えば、電気コネクタ３３２、３３４、３３６、および３３８を有する図７の第１支持棒１３０を、電気コネクタ３３２、３３４、３３６、および３３８が接続構造体２３０の導電端子２３２、２３４、２３６、および２３８と整列するように、基板２００の接続構造体２３０と整列させる。図９の（５０８）において、電気コネクタを下向き導電端子に半田付けする。例えば、フランジ付きの電気コネクタ３３４および３３８を、基板２００の接続構造体２３０の下向き導電端子２３４および２３８に半田付けする。
図８の（５１０）において、該方法は、基板をエラストマーパッチに硬化させる工程を含む。例えば、図１に示すように、第１支持棒１３０を含む基板２００を、エラストマーパッチ１１０と共に硬化させて、基板２００および第１支持棒１３０をエラストマーパッチ１１０のメサ部１１４に固定することができる。第１支持棒１３０は、エラストマー部材１１０に埋め込まれていてよい。一例において、基板２００は、接着剤を基板２００に塗布し、基板２００を収容するように設計された特別設計金型に基板２００を置き、残りの金型をゴムなどのエラストマー材料で充填し、パッチ１１０を硬化させることによってエラストマーパッチ１１０に固定することができる。
図８の（５１２）において、該方法は、基板の「上向き」導電端子に付随する半田溜に半田を付与する工程を含む。例えば、半田を、基板２００の第１絶縁層２４０に画定された上向き導電端子２３２および２３６に付随する半田溜２４２および２４６（図５に示す）に付与することができる。図８の（５１４）において、電気コネクタを基板の上向き導電端子に半田付けする。例えば、図７の電気コネクタ３４２および３４６を、上向き導電端子２３２および２３６に半田付けすることができる。
図８の（５１６）において、該方法は、導電ポストを接続構造体に固定する工程を含む。例えば、図７の導電ポスト３１０を、電気コネクタ３３２および３４２ならびに導電端子２３２に固定することができる。導電ポスト３２０を、電気コネクタ３３４および導電端子２３４に固定することができる。
図８の（５１８）において、第２支持棒を接続構造体と整列させる。例えば、図７の第２支持棒１４０を、導電ポスト３１０および３２０ならびに電気コネクタ３４６が第２支持棒１４０を少なくとも部分的に通って延在するように、接続構造体１３０の上方に位置付ける。図８の（５２０）において、プリント回路板を導電ポストに固定する。例えば、図７のプリント回路板１２０を、導電ポスト３１０がプリント回路板１２０の導電端子１２２と電気的に連通するように、ナット３６２および任意のワッシャ３５２を用いて、導電ポスト３１０に固定することができる。また、回路板１２０を、導電ポスト３２０がプリント回路板１２０の導電端子１２４と電気的に連通するように、ナット３６４および任意のワッシャ３５４を用いて、導電ポスト３２０にも固定する。
図８の（５２２）において、基板とプリント回路板との間の残りのあらゆる接続を完成させる。例えば、図７の電気コネクタ３６６を、任意のワッシャ３５６およびプリント回路板１２０の導電端子１２６を通して、スタンドオフ電気コネクタ３４６に螺入させる。電気コネクタ３６８を、任意のワッシャ３５８、プリント回路板の導電端子１２８、接続構造体２３０の導電端子２３８、および電気コネクタ３３８を通して螺合する。
本発明の主題をその具体的な例示的実施形態および方法を参照して詳細に説明したが、上記の理解を得るにあたり、かかる実施形態の改変、変更および等価物を容易に作り出すことができることが認識されよう。したがって、本開示の範囲は、限定としてよりもむしろ例としてのものであり、主題の開示は、本明細書に開示されている教示を用いて当業者が容易に理解できるような、本発明の主題のかかる修飾、変更および／または追加を包含することを排除しないものとする。

Claims (12)

  1. 基板を含むタイヤ取り付け可能装置であって、前記基板が：
    前記基板の第１絶縁層と前記基板の第２絶縁層との間に配置された第１圧電部品であって、第１および第２導電層、ならびに前記第１および第２導電層間に配置されている第１圧電層を含む第１圧電部品と；
    前記基板の第１絶縁層と前記基板の第２絶縁層との間に配置された第２圧電部品であって、第３および第４導電層、ならびに前記第３および第４導電層間に配置されている第２圧電層を含む第２圧電部品と；
    前記第１および第３導電層に設けられた第１絶縁層ならびに前記第２および第４導電層に設けられた第２絶縁層であって、前記第１及び第２の圧電部品が、前記基板において前記第１絶縁層と前記第２絶縁層との間に配置されるようになっている、前記第１絶縁層ならびに前記第２絶縁層と；
    前記第１導電層に電気的に結合された第１導電端子と、前記第２導電層に電気的に結合された第２導電端子と、前記第３導電層に電気的に結合された第３導電端子と、前記第４導電層に電気的に結合された第４導電端子と、を含む複数の導電端子を含む導電端子構造体と
    を含み、
    前記第１導電端子が前記基板の前記第１絶縁層において露出しており、前記第２導電端子が前記基板の前記第２絶縁層において露出しており、
    前記第３導電端子は、前記基板の前記第１絶縁層において露出しており、前記第４導電端子は、前記基板の前記第２絶縁層において露出しており、
    前記第１導電端子と前記第２導電端子とは前記基板の対向側に互い違いに露出しており、前記第３導電端子と前記第４導電端子とは前記基板の対向側に互い違いに露出している、前記タイヤ取り付け可能装置。
  2. 第１半田溜が前記第１導電端子に付随して前記第１絶縁層に形成され、第２半田溜が前記第２導電端子に付随して前記第２絶縁層に形成されている、請求項１に記載のタイヤ取り付け可能装置。
  3. 前記複数の導電端子が、略直線関係で配置されている、請求項１に記載のタイヤ取り付け可能装置。
  4. 第３半田溜が前記第３導電端子に付随して前記第１絶縁層に形成され、第４半田溜が前記第４導電端子に付随して前記第２絶縁層に形成されている、請求項１に記載のタイヤ取り付け可能装置。
  5. 前記複数の導電端子が、それぞれ、導電環帯を含む、請求項１に記載のタイヤ取り付け可能装置。
  6. 前記第１および第２絶縁層が、ＦＲ４から形成されている、請求項１に記載のタイヤ取り付け可能装置。
  7. タイヤ取り付け可能装置を製造する方法であって：
    第１支持棒を基板に整列させて、前記第１支持棒に配置された複数の電気コネクタのそれぞれを、基板に形成された複数の導電端子のそれぞれと整列させる工程を含み、
    前記基板が、第１絶縁層および第２絶縁層の間に配置された第１圧電部品と、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の間に配置された第２圧電部品とを含み、
    前記第１圧電部材は、第１および第２導電層、ならびに前記第１および第２導電層間に配置されている第１圧電層を含み、
    前記第２圧電部品は、第３および第４導電層ならびに前記第３および第４導電層間に配置された第２圧電層を含み、
    前記第１および第３の絶縁層は前記第１導電層に設けられ、前記第２および第４の絶縁層は前記第２導電層に設けられ、
    前記複数の導電端子が、前記基板の前記第１絶縁層において露出している第１導電層に結合された第１導電端子と、前記基板の前記第２絶縁層において露出している第２導電層に結合された第２導電端子と、前記第１絶縁層において露出している第３導電層に結合された第３導電端子と、前記第２絶縁層において露出している第４導電層に結合された第４導電端子と、を含み、
    前記第１導電端子と前記第２導電端子とは前記基板の対向側に互い違いに露出しており、前記第３導電端子と前記第４導電端子とは前記基板の対向側に互い違いに露出しており、
    さらに、
    前記基板の前記第２絶縁層に形成された、前記第２導電端子に付随する第２半田溜に半田を付与する工程と；
    前記第１支持棒に位置する複数の電気コネクタのそれぞれを前記第２導電端子と共に半田付けする工程とを含む方法。
  8. 前記基板をエラストマー部材に固定する工程であって、前記エラストマー部材がベース部およびメサ部を含み、前記基板を、前記第１支持棒が前記エラストマー部材に埋め込まれるように前記エラストマー部材の前記メサ部に固定する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記基板の前記第１絶縁層に形成された、前記第１導電端子に付随する第１半田溜に半田を付与する工程と；
    前記第１支持棒に位置する複数の電気コネクタのそれぞれを前記第１導電端子と共に半田付けする工程と
    をさらに含む、請求項７に記載の方法。
  10. 前記第１導電端子に半田付けされた前記電気コネクタに第１導電ポストを固定する工程と；
    前記第２導電端子に半田付けされた前記電気コネクタに第２導電ポストを固定する工程と
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. 前記第１および第２導電ポストが第２支持棒を通って延在するように、前記第２支持棒を前記複数の導電端子の上方に位置付けする工程を含む、請求項１０に記載の方法。
  12. プリント回路板が前記第１および第２導電端子と電気的に接続されるように、かつ、前記プリント回路板が前記第１および第２導電ポストによって機械的に支持されるように、前記プリント回路板を前記第１および第２導電ポストに固定する工程を含む、請求項１１に記載の方法。
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