JP2008232659A

JP2008232659A - タイヤ内トランスポンダ

Info

Publication number: JP2008232659A
Application number: JP2007069003A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Inoue; 明彦井上
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】ケース内に液状物質が溜まりにくく長期に亘って高信頼性を維持できるタイヤ内トランスポンダを提供すること。
【解決手段】タイヤ内トランスポンダ１は、タイヤ３０のトレッド部３１の裏面側に存するインナーライナー３２に取付ダンパ１０を介して装着されている。このトランスポンダ１の検出回路ユニット２や送受信回路ユニット３やアンテナ素子４等を格納しているケース７は、タイヤ周方向に沿って延在する略平行な一対の側壁７ａを有しており、これら側壁７ａの取付ダンパ１０側の縁部（側壁７ａの高さ方向の一端側でタイヤ径方向外寄りの縁部）に、ケース７の内部空間と対向して空気や液状物質を通過せしめる切欠き部７ｃを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤの内周面に装着されてタイヤ空気圧等を監視するシステムに用いられるタイヤ内トランスポンダに関する。

自動車の走行中に運転者がタイヤ空気圧やその異常を速やかに把握できるようにするため、近年、検出素子やアンテナ素子等を備えたトランスポンダをタイヤ内の適宜箇所に装着することによって、タイヤ空気圧等を運転席で監視できるようにしたシステムが普及しつつある。かかるタイヤ内トランスポンダをタイヤの内周面に装着する際には、タイヤ着脱時に邪魔にならず走行中の変形も少ない部位が装着場所として好適なため、トレッド部の裏面側に存するインナーライナーに取付部材を介してトランスポンダを取り付けることが多い（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の一般的なタイヤ内トランスポンダには電源電池が組み込まれているが、電池を用いた構造にすると、電池の長寿命化を図るためにタイヤ空気圧等の検出頻度を抑制しなければならず、かつ電池交換時に煩雑な作業を余儀なくされてしまう。そこで最近、車体側の外部アンテナから送信される電波によってタイヤ内のアンテナ素子を励振させ、このアンテナ素子に検出素子の検出した情報に基づく信号電流が供給されるように構成することで、電源電池が不要なタイヤ内トランスポンダが提案されている。このようにタイヤ内トランスポンダが電池不要な構成になっていると、タイヤ空気圧等の検出頻度を高めることができるため検出精度が向上させやすくなり、かつ電池交換の必要がないためメンテナンス費用も低減できる。
特開２００６−２３４５７８号公報（第４−６頁、図１）

ところで、タイヤの内周面に装着して使用されるタイヤ内トランスポンダは、検出素子やアンテナ素子等を箱状のケースに格納した構造になっており、このケースがタイヤのインナーライナー等に載置固定されている。そして、タイヤ空気圧等を検出するためにケースには空気孔が設けられており、この空気孔を介してケース内へ空気が取り込めるようになっている。しかしながら、タイヤ内には空気だけでなく水や潤滑油等の液状物質も若干存在し、こうした液状物質が空気孔を介してケース内へ入り込むと排出されにくいため、ケース内に滞留した液状物質が電子回路部品の劣化要因となりやすく、その対策が望まれていた。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ケース内に液状物質が溜まりにくく長期に亘って高信頼性を維持できるタイヤ内トランスポンダを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、タイヤ内の状態を検出する検出素子と、この検出素子の検出した情報を外部へ送信するアンテナ素子と、これら検出素子およびアンテナ素子を格納しているケースとを備え、このケースをタイヤの内周面上に搭載して該タイヤに装着されたタイヤ内トランスポンダであって、前記ケースがタイヤ周方向に沿って延在する略平行な一対の側壁を有しており、これら側壁の高さ方向の一端側でタイヤ径方向外寄りの縁部に前記ケースの内部空間と連通する切欠き部をそれぞれ設けた。

このように構成されたタイヤ内トランスポンダでは、切欠き部を介して空気だけでなく水や潤滑油等の液状物質もケース内へ入り込むが、走行中にタイヤは高速回転するので、ケース内の液状物質は遠心力によってタイヤ径方向外向きに加圧される。つまり、走行中にケース内の液状物質には周囲へ押し出そうとする力が作用するので、ケースの内部空間を包囲する側壁のタイヤ径方向外寄りの縁部（ケース搭載箇所に近い側の縁部）に切欠き部が設けてあれば、ケース内の液状物質を走行時の遠心力を利用してケース外へ円滑に排出させることが可能となる。ただし、タイヤ幅方向に沿って延在する略平行な一対の側壁に同様の切欠き部を設けた場合、回転方向上流側に位置する一方の側壁にタイヤ内の空気の風圧が強く作用するため、当該側壁に設けた切欠き部からはケース内の液状物質の排出が円滑に行われず、結果的にケース内に液状物質が滞留してしまう。しかるに、タイヤ周方向に沿って延在する略平行な一対の側壁に前記切欠き部を設けた場合には、タイヤ内の空気の風圧がケース内の液状物質の排出にさほど影響しないため、液状物質を効率よくケース外へ排出させることができる。

上記の構成において、ケースがタイヤのトレッド部の裏面側に存するインナーライナーに装着されていると、このケースを含むトランスポンダがタイヤ着脱時に邪魔にならず、かつトレッド部は走行中の変形が少ないため、トランスポンダの脱落や破損も防止しやすくなる。

また、上記の構成において、アンテナ素子が車体に取り付けられた外部アンテナからの電波によって励振されるものであると、タイヤ空気圧等の検出頻度を高めて検出精度が向上させやすくなり、かつ電池交換の必要がないためメンテナンス費用も低減できる。

本発明のタイヤ内トランスポンダは、ケース内に入り込んだ水や潤滑油等の液状物質を走行時の遠心力を利用して切欠き部から排出させるというものであり、この切欠き部がタイヤ周方向に沿って延在する略平行な一対の側壁のタイヤ径方向外寄りの縁部にそれぞれ設けてあるため、タイヤ内の空気の風圧がケース内の液状物質の排出にさほど影響せず、液状物質を効率よくケース外へ排出させることができる。それゆえ、ケース内に液状物質が溜まりにくくなって、液状物質に起因する電子回路部品の劣化が防止しやすい。また、タイヤ内の空気は切欠き部を介してケース内へ取り込めるため、タイヤ空気圧等の検出も支障なく行える。したがって、このタイヤ内トランスポンダは長期に亘って高い信頼性が維持しやすい。

発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係るタイヤ内トランスポンダを装着したタイヤの断面図、図２は該トランスポンダの外観図、図３は該トランスポンダの内部構造を示す断面図、図４は該トランスポンダのケースの切欠き部から液状物質が排出される様子を模式的に示す説明図である。

これらの図に示すタイヤ内トランスポンダ１は、タイヤ３０の内周面に取付ダンパ１０を介して装着されて、タイヤ３０内の空気の圧力や温度を運転席で監視できるようにするためのものである。このトランスポンダ１は、圧力センサや温度センサ等の検出素子を配設した検出回路ユニット２と、送受信回路ユニット３およびアンテナ素子４と、両回路ユニット２，３およびアンテナ素子４を実装している基板５と、基板５を載置固定している底板６と、底板６上に一体的に取り付けられたケース７とによって概略構成されており、ケース７の内部に両回路ユニット２，３やアンテナ素子４や基板５等が格納されている。取付ダンパ１０はゴム等の弾性材料からなり、タイヤ３０のトレッド部３１の裏面側に存するインナーライナー３２に接着固定されている。そして、この取付ダンパ１０上に底板６が接着固定されているため、タイヤ内トランスポンダ１はトレッド部３１の裏面側でインナーライナー３２に保持されている。このようにタイヤ内トランスポンダ１がタイヤ３０のトレッド部３１の裏面側に装着されていると、該トランスポンダ１がタイヤ３０の着脱時に邪魔にならず、かつトレッド部３１は走行中の変形が少ないため、該トランスポンダ１の脱落や破損も防止しやすくなる。

また、このタイヤ内トランスポンダ１には電源電池は内蔵されておらず、車体側のタイヤハウス等に設置された外部アンテナ５０（図１参照）からの電波によってアンテナ素子４が励振されるようになっている。なお、図１に示すように、タイヤ３０はホイールリム４０に取り付けられており、このホイールリム４０に装着された空気バルブ２０を介してタイヤ３０内へ空気が注入される。また、図２において符号３３はタイヤ３０のトレッド部３１に埋設されたスチールベルトを示している。

ケース７は箱状に成形されたモールド品であり、タイヤ周方向（図２の矢印Ａ方向）に沿って延在する略平行な一対の側壁７ａと、タイヤ幅方向（図２の矢印Ｂ方向）に沿って延在する略平行な一対の側壁７ｂとを有する。ケース７の内部空間はこれら二対の側壁７ａ，７ｂによって囲繞されている。タイヤ周方向に沿って延在する一対の側壁７ａには、取付ダンパ１０側の縁部（図示下縁部）の複数箇所に切欠き部７ｃがそれぞれ形成されている。ここで、側壁７ａの取付ダンパ１０側の縁部とは、側壁７ａの高さ方向の一端側でタイヤ径方向（図２の矢印Ｃ方向）外寄りの縁部のことである。切欠き部７ｃは小径な孔としてケース７の内部空間と対向しており、タイヤ３０内の空気は切欠き部７ｃを介してケース７内へ取り込まれる。また、水や潤滑油等の液状物質も切欠き部７ｃを通過可能となっている。

検出回路ユニット２は、切欠き部７ｃを介してケース７内へ入り込むタイヤ３０内の空気の圧力や温度を圧力センサや温度センサ等の検出素子によって検出するためのものである。送受信回路ユニット３には、車体側の外部アンテナ５０からアンテナ素子４へ送信された質問信号が入力されると共に、検出回路ユニット２から検出情報に基づく信号（検出信号）が入力される。送受信回路ユニット３はこの検出信号を処理してアンテナ素子４へ出力する。図３に示すように、基板５にはアンテナ素子４用の接地電極８や給電電極９が設けられている。

アンテナ素子４は、金属板をフォーミングして形成された逆Ｆ型アンテナであり、基板５に対して起立する接地端子４ａおよび給電端子４ｂと、基板５に対して略平行に延在する放射導体４ｃとを有する。このアンテナ素子４は、接地端子４ａと給電端子４ｂの各先端部がそれぞれ放射導体４ｃの所定位置に連続している。また、接地端子４ａの基端部は接地電極８に半田接合されており、給電端子４ｂの基端部は給電電極９に半田接合されている。なお、本実施形態例では、検出回路ユニット２の外殻部材を利用してアンテナ素子４の放射導体４ｃを支持しているが、基板５上に搭載した専用の支持部材によってアンテナ素子４を支持する構成にしてもよい。

このようにトレッド部３１の裏面側でインナーライナー３２に装着されたタイヤ内トランスポンダ１は、車体側の外部アンテナ５０から質問信号となる電波が発信されると、アンテナ素子４が励振されて高周波電流を生じる。そして、この高周波電流に圧力センサや温度センサによって検出されたタイヤ空気圧やタイヤ内温度の情報を重畳した信号電流（検出信号）が、検出回路ユニット２から送受信回路ユニット３へ供給される。送受信回路ユニット３はこの検出信号を処理してアンテナ素子４に供給するため、アンテナ素子４から応答信号となる電波が外部アンテナ５０へ送信される。なお、アンテナ素子４と車体側の外部アンテナ５０との間の送受信には２．４ＧＨｚの電波が使用される。

また、タイヤ内トランスポンダ１のケース７内には、切欠き部７ｃを介して空気だけでなく水や潤滑油等の液状物質も入り込むが、走行中にタイヤ３０は高速回転するので、図４に示すように、ケース７内の液状物質Ｌは遠心力Ｆによってタイヤ径方向外向きに加圧される。そのため、ケース７内の液状物質Ｌは側壁７ａの切欠き部７ｃからケース７外へ自動的に排出されて、ケース７内には液状物質Ｌが溜まらないようになっている。

以上説明したように本実施形態例に係るタイヤ内トランスポンダ１は、検出回路ユニット２や送受信回路ユニット３やアンテナ素子４等を格納しているケース７に設けられてタイヤ３０内の空気を取り込む切欠き部７ｃが、タイヤ周方向に沿って延在する略平行な一対の側壁７ａの取付ダンパ１０側の縁部（換言するなら側壁７ａの高さ方向の一端側でタイヤ径方向外寄りの縁部）に形成されているため、ケース７内の液状物質Ｌを走行時の遠心力Ｆを利用してケース７外へ自動的に排出させることができる。つまり、走行中にケース７内の液状物質Ｌには該液状物質Ｌを周囲へ押し出そうとする力が作用し、かつタイヤ周方向に沿って延在する側壁７ａには走行中でもタイヤ３０内の空気の風圧がケース７内の液状物質Ｌの排出にさほど影響しないため、この液状物質Ｌを効率よくケース７外へ排出させることができる。それゆえ、このタイヤ内トランスポンダ１は、タイヤ３０内の液状物質Ｌによって電子回路部品が劣化する危険性が低く、長期に亘って高い信頼性を維持することができる。

また、このバルブ一体型トランスポンダ１は電源電池を有さず、車体に取り付けられた外部アンテナ５０からの電波によってアンテナ素子４が励振されるように構成されているため、検出頻度を高めることができてメンテナンス費用も低減できる。なお、アンテナ素子４は金属板をフォーミングして安価に作製することができる。

本発明の実施形態例に係るタイヤ内トランスポンダを装着したタイヤの断面図である。該トランスポンダの外観図である。該トランスポンダの内部構造を示す断面図である。該トランスポンダのケースの切欠き部から液状物質が排出される様子を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１タイヤ内トランスポンダ
２検出回路ユニット
３送受信回路ユニット
４アンテナ素子
５基板
６底板
７ケース
７ａ側壁
７ｃ切欠き部
１０取付ダンパ
３０タイヤ
３１トレッド部
３２インナーライナー
４０ホイールリム
５０外部アンテナ
Ｌ液状物質

Claims

タイヤ内の状態を検出する検出素子と、この検出素子の検出した情報を外部へ送信するアンテナ素子と、これら検出素子およびアンテナ素子を格納しているケースとを備え、このケースをタイヤの内周面上に搭載して該タイヤに装着されたタイヤ内トランスポンダであって、
前記ケースがタイヤ周方向に沿って延在する略平行な一対の側壁を有しており、これら側壁の高さ方向の一端側でタイヤ径方向外寄りの縁部に前記ケースの内部空間と連通する切欠き部をそれぞれ設けたことを特徴とするタイヤ内トランスポンダ。
請求項１の記載において、前記ケースがタイヤのトレッド部の裏面側に存するインナーライナーに装着されていることを特徴とするタイヤ内トランスポンダ。
請求項１または２の記載において、前記アンテナ素子が車体に取り付けられた外部アンテナからの電波によって励振されるようにしたことを特徴とするタイヤ内トランスポンダ。