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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung und betrifft insbesondere eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung, die leisten kann, dass das Gewicht einer Sensoreinheit so weit wie möglich reduziert wird, und die auch eine Unterdrückung einer Auswirkung auf ein Gewichtsgleichgewicht eines Reifens leisten kann.
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Stand der Technik
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Um interne Reifeninformationen wie Innendruck oder -temperatur zu erfassen, werden verschiedene Sensoren in einem Reifenhohlraum installiert. Bei solchen Sensoren sind zahlreiche Stromversorgungen erforderlich, um laufend fortgeschrittene Reifeninformationen zu erfassen.
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In einem Fall, in dem eine Batterie als Stromversorgung verwendet wird, besteht ein Problem darin, dass Strom nicht durchgängig für einen langen Zeitraum zugeführt werden kann. Außerdem ist in einem Fall, in dem Energy-Harvesting-Technologie, die Strom unter Nutzung von Rotationsenergie eines Reifens erzeugt, als Stromversorgung verwendet wird, eine Vorrichtung mit relativ großer Größe und relativ großem Gewicht erforderlich, um den Wirkungsgrad der Stromerzeugung zu erhöhen. Somit besteht, wenn eine solche Vorrichtung in einem Reifen installiert ist, ein Problem der signifikanten Auswirkung auf das Gewichtsgleichgewicht des Reifens. Ferner besteht in einem Fall, in dem zum Zuführen von Strom zu einem Sensor eine Stromversorgungsvorrichtung in einer Reifeninnenoberfläche installiert ist (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 1 und 2), ein Problem der Auswirkung auf das Gewichtsgleichgewicht eines Reifens und somit der Verschlechterung der Gleichförmigkeit.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
- Patentdokument 1: JP 2005-525265 T
- Patentdokument 2: JP 2005-335692 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die leisten kann, dass das Gewicht einer Sensoreinheit so weit wie möglich reduziert wird, und die auch die Unterdrückung einer Auswirkung auf das Gewichtsgleichgewicht eines Reifens leisten kann.
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Lösung des Problems
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Eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung zum Lösen der vorstehend beschriebenen Aufgabe schließt ein: eine Sensoreinheit, die auf einer Reifeninnenoberfläche montierbar ist und einen Sensor einschließt, der konfiguriert ist, um Reifeninformationen zu erfassen; und eine Stromversorgungseinheit, die auf einem Rad montierbar ist. Die Stromversorgungseinheit schließt einen Stromversorgungsmechanismus ein, der konfiguriert ist, um der Sensoreinheit auf berührungslose Weise Strom zuzuführen. Die Sensoreinheit schließt ein: einen Stromempfangsmechanismus, der konfiguriert ist, um auf berührungslose Weise Strom von der Stromversorgungseinheit zu empfangen; und eine Informationsübertragungseinheit, die konfiguriert ist, um erfasste Reifeninformationen drahtlos zu übertragen.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Sensoreinheit, die auf der Reifeninnenoberfläche montierbar ist und den Sensor einschließt, der konfiguriert ist, um Reifeninformationen zu erfassen, und die auf dem Rad montierbare Stromversorgungseinheit bereitgestellt. Die Stromversorgungseinheit schließt den Stromversorgungsmechanismus ein, der konfiguriert ist, um der Sensoreinheit auf berührungslose Weise Strom zuzuführen. Die Sensoreinheit schließt ein: den Stromempfangsmechanismus, der konfiguriert ist, um auf berührungslose Weise Strom von der Stromversorgungseinheit zu empfangen; und die Informationsübertragungseinheit, die konfiguriert ist, um erfasste Reifeninformationen drahtlos zu übertragen. Somit ist die Stromversorgungseinheit getrennt von der Sensoreinheit konfiguriert. Somit kann das Gewicht der Sensoreinheit so weit wie möglich reduziert werden. Außerdem kann, da die ein großes Gewicht aufweisende Stromversorgungseinheit in einem Rad angeordnet ist, ohne in der Reifeninnenoberfläche angeordnet zu sein, die Auswirkung auf das Gewichtsgleichgewicht eines Reifens unterdrückt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Stromversorgungseinheit vorzugsweise als den Stromversorgungsmechanismus eine Stromerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um elektrische Energie durch Rotation oder Vibration eines Reifens während der Fahrt zu erzeugen, eine elektrische Speichereinheit, die konfiguriert ist, um von der Stromerzeugungseinheit erzeugte elektrische Energie zu speichern, und eine Stromübertragungseinheit, die konfiguriert ist, um in der elektrischen Speichereinheit gespeicherte elektrische Energie nach außen zu übertragen, ein. Entsprechend kann die Stromversorgungseinheit unter Nutzung der Rotation oder Vibration eines Reifens während der Fahrt effizient Strom zuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Stromerzeugungseinheit vorzugsweise einen Elektret ein, der konfiguriert ist, um Strom durch eine Positionsänderung einer Elektrode zu erzeugen, die durch eine Rotationsbewegung oder eine Hin- und Herbewegung erfolgt. Entsprechend kann die Stromerzeugungseinheit durch ein Stromerzeugungssystem einschließlich des Elektrets effizient Strom erzeugen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Sensoreinheit vorzugsweise als den Stromempfangsmechanismus eine Antenne ein, die konfiguriert ist, um aus der Stromversorgungseinheit zugeführten Strom zu empfangen. Vorzugsweise ist die Antenne radial in einer Oberfläche einer Innenseelenschicht, welche die Reifeninnenoberfläche bildet, angeordnet und empfängt Strom auf berührungslose Weise durch Funkwellen, elektromagnetische Induktion oder magnetische Resonanz. Entsprechend kann die Beständigkeit der Antenne, welche die Sensoreinheit bildet, verbessert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Sensoreinheit vorzugsweise direkt durch aus der Stromversorgungseinheit zugeführten Strom angesteuert. Entsprechend kann die Sensoreinheit effizient angesteuert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Sensoreinheit vorzugsweise durch Vulkanisierung mit einer Innenseelenschicht verbunden, welche die Reifeninnenoberfläche bildet. Die Sensoreinheit wird zusammen mit einem Reifenbestandteil einem Vulkanisierungsverfahren unterzogen und kann somit effizient in der Reifeninnenoberfläche installiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Stromversorgungseinheit vorzugsweise eine Informationsempfangseinheit, die konfiguriert ist, um von der Sensoreinheit übertragene Reifeninformationen zu empfangen, und eine Informationsneuübertragungseinheit, die konfiguriert ist, um die empfangenen Reifeninformationen erneut zu übertragen, ein. Entsprechend kann, wenn die Stromversorgungseinheit die von der Sensoreinheit übertragenen Reifeninformationen empfängt und die Reifeninformationen erneut überträgt, die Stromversorgungseinheit die Übertragungsleistung verstärken, und dies führt zu einer Reduzierung des erforderlichen Stroms der Sensoreinheit.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Sensoreinheit vorzugsweise in der Reifeninnenoberfläche im Bereich von - 90° bis 90° in Bezug auf eine Reifenumfangsrichtung von einer Position der Stromversorgungseinheit in Reifenumfangsrichtung aus angeordnet. Entsprechend sind die Stromversorgungseinheit und die Sensoreinheit nahe beieinander angeordnet, und somit kann der Wirkungsgrad der Stromversorgung verbessert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Stromversorgungseinheit vorzugsweise in einem Ventil des Rads installiert. Entsprechend kann die Stromversorgungseinheit sehr leicht installiert werden. Insbesondere kann in einem Fall, in dem eine Luftdruckmessfunktion zu der Stromversorgungseinheit hinzugefügt wird, das Gewicht der Sensoreinheit reduziert werden, und somit führt dies zu einer weiteren Gewichtsreduzierung.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Luftreifen veranschaulicht, in dem eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Äquatorialebene genommen ist und einen Luftreifen veranschaulicht, in dem eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.
- 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 4 ist eine schematische Darstellung, die ein modifiziertes Beispiel einer Konfiguration einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Konfigurationen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 und 2 veranschaulichen einen Luftreifen, in dem eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist. 3 veranschaulicht eine Konfiguration einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 und 2 veranschaulicht, ist ein Reifenhohlraum zwischen einem Luftreifen 1 und einem Rad 3 ausgebildet, und eine Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 ist in dem Reifenhohlraum montiert. Die Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 schließt eine Sensoreinheit 20, die auf einer Reifeninnenoberfläche 2 montierbar ist, und eine Stromversorgungseinheit 30, die auf dem Rad 3 montierbar ist, ein. Die Reifeninnenoberfläche 2 schließt eine Innenseelenschicht ein, die ein Reifenbestandteil ist. Ein zylindrisches Ventil 4, das konfiguriert ist, um Druck von außerhalb nach innerhalb des Reifens einzuspritzen, ist in dem Rad 3 bereitgestellt.
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In 1 ist die Sensoreinheit 20 an einer Position bereitgestellt, die der Mitte eines Laufflächenabschnitts des Luftreifens 1 in Reifenquerrichtung entspricht. Wie in 3 veranschaulicht, schließt die Sensoreinheit 20 einen Sensor 21, einen Stromempfangsmechanismus 22 und eine Informationsübertragungseinheit 23 ein. Der Sensor 21 ist ein Sensor, der konfiguriert ist, um Reifeninformationen wie eine Innentemperatur oder einen Innendruck des Luftreifens 1 und den Abnutzungsgrad des Laufflächenabschnitts zu messen. Der Stromempfangsmechanismus 22 empfängt auf berührungslose Weise Strom von der Stromversorgungseinheit 30. Ein Beispiel eines berührungslosen Stromempfangssystems schließt Funkwellen, elektromagnetische Induktion oder magnetische Resonanz ein. Die Informationsübertragungseinheit 23 überträgt drahtlos verschiedene Arten von Reifeninformationen, die von dem Sensor 21 erfasst werden, nach außerhalb des Reifens oder an die Stromversorgungseinheit 30.
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Außerdem schließt die Sensoreinheit 20 eine Antenne 24 als den Stromempfangsmechanismus 22 ein, und die Antenne 24 empfängt aus der Stromversorgungseinheit 30 zugeführten Strom. Die Antenne 24 ist radial in der Reifeninnenoberfläche 2 (einer Oberfläche der Innenseelenschicht) angeordnet. Solch eine Antenne 24 empfängt vorzugsweise Strom auf berührungslose Weise durch Funkwellen, elektromagnetische Induktion oder magnetische Resonanz.
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Die Stromversorgungseinheit 30 schließt einen Stromversorgungsmechanismus 31 ein, der konfiguriert ist, um der Sensoreinheit 20 auf berührungslose Weise Strom zuzuführen. Ein Beispiel eines berührungslosen Stromversorgungssystems schließt Funkwellen, elektromagnetische Induktion oder magnetische Resonanz ein. Die Stromversorgungseinheit 30 ist vorzugsweise insbesondere in einem Bett angeordnet, das ein flacher Abschnitt einer Felge des Rads 3 ist.
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Außerdem schließt die Stromversorgungseinheit 30 als den Stromversorgungsmechanismus 31 eine Stromerzeugungseinheit 32, die konfiguriert ist, um elektrische Energie durch Rotation oder Vibration des Luftreifens 1 während der Fahrt zu erzeugen, eine elektrische Speichereinheit 33, die konfiguriert ist, um von der Stromerzeugungseinheit 32 erzeugte elektrische Energie zu speichern, und eine Stromübertragungseinheit 34, die konfiguriert ist, um in der elektrischen Speichereinheit 33 gespeicherte elektrische Energie nach außen zu übertragen, ein. Insbesondere schließt die Stromerzeugungseinheit 32 vorzugsweise eine Struktur ein, die elektrische Energie durch Rotation des Luftreifens 1 erzeugt.
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Die vorstehend beschriebene Reifeninformationserfassungsvorrichtung schließt ein: die Sensoreinheit 20, die auf der Reifeninnenoberfläche 2 montierbar ist und den Sensor 21 einschließt, der konfiguriert ist, um Reifeninformationen zu erfassen; und die Stromversorgungseinheit 30, die auf dem Rad 3 montierbar ist. Die Stromversorgungseinheit 30 schließt den Stromversorgungsmechanismus 31 ein, der konfiguriert ist, um der Sensoreinheit 20 auf berührungslose Weise Strom zuzuführen, und die Sensoreinheit 20 schließt ein: den Stromempfangsmechanismus 22, der konfiguriert ist, um auf berührungslose Weise Strom von der Stromversorgungseinheit 30 zu empfangen; und die Informationsübertragungseinheit 23, die konfiguriert ist, um erfasste Reifeninformationen drahtlos zu übertragen. Somit ist die Stromversorgungseinheit 30 getrennt von der Sensoreinheit 20 konfiguriert. Somit kann das Gewicht der Sensoreinheit 20 so weit wie möglich reduziert werden. Außerdem kann, da die ein großes Gewicht aufweisende Stromversorgungseinheit 30 in dem Rad 3 angeordnet ist, ohne in der Reifeninnenoberfläche 2 angeordnet zu sein, die Auswirkung auf das Gewichtsgleichgewicht des Luftreifens 1 unterdrückt werden.
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4 veranschaulicht ein modifiziertes Beispiel einer Konfiguration einer Reifeninformationserfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 4 schließt eine Stromversorgungseinheit 30 eine Informationsempfangseinheit 35, die konfiguriert ist, um von einer Sensoreinheit 20 übertragene Reifeninformationen zu empfangen, und eine Informationsneuübertragungseinheit 36, die konfiguriert ist, um die empfangenen Reifeninformationen erneut zu übertragen, ein. Das heißt, eine in 4 veranschaulichte Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 schließt eine Konfiguration ein, in der die Informationsempfangseinheit 35 und die Informationsneuübertragungseinheit 36 zu der in 3 veranschaulichten Reifeninformationserfassungsvorrichtung 10 hinzugefügt sind. Die Stromversorgungseinheit 30 ist auf diese Weise konfiguriert. Somit kann, wenn die Stromversorgungseinheit 30 von der Sensoreinheit 20 übertragene Reifeninformationen empfängt und die Reifeninformationen erneut überträgt, die Stromversorgungseinheit 30 die Übertragungsleistung verstärken, und dies führt zu einer Reduzierung des erforderlichen Stroms der Sensoreinheit 20.
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Bei der vorstehend beschriebenen Reifeninformationserfassungsvorrichtung kann die Sensoreinheit 20 direkt durch aus der Stromversorgungseinheit 30 zugeführten Strom angesteuert werden. Das heißt, die Sensoreinheit 20 wird durch ein HF-Tag-System angesteuert. Die Sensoreinheit 20 wird auf diese Weise direkt durch aus der Stromversorgungseinheit 30 zugeführten Strom angesteuert, und somit kann die Sensoreinheit 20 effizient angesteuert werden.
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Außerdem ist die Sensoreinheit 20 vorzugsweise durch Vulkanisierung mit der Innenseelenschicht verbunden, welche die Reifeninnenoberfläche 2 bildet. Da die Sensoreinheit 20 Strom von der Stromversorgungseinheit 30 empfängt, weist die Sensoreinheit 20 selbst keine Stromversorgungsvorrichtung auf. Somit kann die Sensoreinheit 20 zusammen mit einem Reifenbestandteil einem Vulkanisierungsverfahren unterzogen werden. Folglich kann die Sensoreinheit 20 effizient in der Reifeninnenoberfläche 2 installiert werden.
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Bei der vorstehend beschriebenen Reifeninformationserfassungsvorrichtung schließt eine Stromerzeugungseinheit 32, welche die Stromversorgungseinheit 30 bildet, vorzugsweise einen Elektret ein, der konfiguriert ist, um Strom durch eine Positionsänderung einer Elektrode zu erzeugen, die durch eine Rotationsbewegung oder eine Hin- und Herbewegung erfolgt, und die Stromerzeugungseinheit 32 erzeugt ferner vorzugsweise Strom unter Nutzung einer Positionsänderung der Elektrode, die durch eine Rotationsbewegung erfolgt. Die Stromerzeugungseinheit 32 schließt den Elektret auf diese Weise ein, und somit kann die Stromerzeugungseinheit 32 effizient Strom erzeugen.
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Außerdem ist die Stromversorgungseinheit 30 vorzugsweise an einem Ventil 4 eines Rads 3 befestigt. Die Stromversorgungseinheit 30 ist auf diese Weise installiert, und somit kann die Stromversorgungseinheit 30 sehr leicht installiert werden. Insbesondere kann in einem Fall, in dem eine Luftdruckmessfunktion zu der Stromversorgungseinheit 30 hinzugefügt wird, das Gewicht der Sensoreinheit 20 reduziert werden, und somit führt dies zu einer weiteren Gewichtsreduzierung.
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In 2 ist eine Position der Sensoreinheit 20 in Reifenumfangsrichtung in der Reifeninnenoberfläche 2 als eine Position L1 bestimmt, und eine Position der Stromversorgungseinheit 30 in Reifenumfangsrichtung in dem Rad 3 ist als eine Position L2 bestimmt. Außerdem ist ein Winkel, der zwischen der Position L1 der Sensoreinheit 20 und der Position L2 der Stromversorgungseinheit 30 gebildet wird, als ein Winkel θ bestimmt. In diesem Fall liegt der Winkel θ vorzugsweise im Bereich von -90° bis 90° und mehr bevorzugt im Bereich von -45° bis 45°. Der Winkel θ ist auf diese Weise geeignet festgelegt, und somit sind die Stromversorgungseinheit 30 und die Sensoreinheit 20 nahe beieinander angeordnet. Somit kann der Wirkungsgrad der Stromversorgung verbessert werden. Es ist zu beachten, dass jede der Positionen L1 und L2 auf der Mittelposition der Sensoreinheit 20 oder der Stromversorgungseinheit 30 in Reifenumfangsrichtung basiert.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform von 2 ist das Beispiel beschrieben, in dem die Antenne 24 in einem Bereich von dem Laufflächenabschnitt zu einem Seitenwandabschnitt des Luftreifens 1 angeordnet und in einer in dem Seitenwandabschnitt wiederholt gebogenen Form ausgebildet ist; jedoch ist die Form der Antenne 24 nicht auf diese Form beschränkt. Die Antenne 24 kann in einer Form ausgebildet sein, die einen radial lang gestreckten Abschnitt einschließt. In einem Fall, in dem die Antenne 24 einen in Reifenumfangsrichtung lang gestreckten Abschnitt einschließt, kann die Antenne 24 aufgrund einer Verzerrung des Luftreifens 1 beschädigt werden. Somit schließt die Antenne 24 den radial lang gestreckten Abschnitt ein, und somit kann die Beständigkeit verbessert werden.
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Außerdem wird in den Ausführungsformen von 3 und 4 das Beispiel beschrieben, in dem der Stromversorgungsmechanismus 31 die Stromerzeugungseinheit 32 und die elektrische Speichereinheit 33 einschließt; jedoch kann der Stromversorgungsmechanismus 31 eine Batterie anstelle der Stromerzeugungseinheit 32 und der elektrischen Speichereinheit 33 einschließen. Insbesondere kann in einem Fall, in dem der Stromversorgungsmechanismus 31 die Stromerzeugungseinheit 32 und die elektrische Speichereinheit 33 einschließt, der Stromversorgungsmechanismus 31 unter Nutzung der Rotation und Vibration des Luftreifens 1 während der Fahrt effizient Strom zuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftreifen
- 2
- Reifeninnenoberfläche
- 3
- Rad
- 4
- Ventil
- 10
- Reifeninformationserfassungsvorrichtung
- 20
- Sensoreinheit
- 21
- Sensor
- 22
- Stromempfangsmechanismus
- 23
- Informationsübertragungseinheit
- 30
- Stromversorgungseinheit
- 31
- Stromversorgungsmechanismus
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005525265 T [0004]
- JP 2005335692 A [0004]
