JP2009268087A - Ferrite antenna, and tire condition detection system - Google Patents

Ferrite antenna, and tire condition detection system Download PDF

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ホクホア ウー
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve full-circumferential power feeding for a tire by suppressing a null point in a property of power feeding to a tire information detection device. <P>SOLUTION: A ferrite antenna 10a is constituted of a horizontal solenoid 6 and a vertical solenoid 7 around which a coated lead wire is wound along a surface of a ferrite core 5 in an approximately cubic shape, a high frequency magnetic field radiated from each of the solenoids generates an induction current of an opposite phase in a conductor wire or conductor mesh 310, generates a high frequency magnetic field of an opposite phase soon, and directly feeds power to an electromagnetic power feeding device such as a small-sized coil, for example, provided as an antenna but since a line B1 of a magnetic force of the horizontal solenoid 6 and a line B4 of magnetic force of the vertical solenoid 7 are brought into an approximately opposite-phase state with respect to each other in the vicinity of a tire information detection device, both the lines are offset, and only the high frequency magnetic field of the opposite phase generated by the induction current of a conductor wire or a conductor mesh 310 feeds power to the small-sized coil of the electromagnetic power feeding device, so that even if a tire information detection device 200 is located at any position, it can be stably supplied with power. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、タイヤを介して高周波磁界で結合させるフェライトアンテナとタイヤ情報検出装置を用いたタイヤ状態検知システムに関する。   The present invention relates to a tire condition detection system using a ferrite antenna and a tire information detection device coupled with a high-frequency magnetic field through a tire.

まず、一般的にすべてのアンテナには可逆定理が成立しているため送信特性と受信特性はまったく同じなので以下に述べる説明は断りがない限りすべて送信の場合の説明であるが、受信の場合も同様であるから説明は省略する。   First, since the reversibility theorem holds for all antennas in general, the transmission characteristics and reception characteristics are exactly the same, so the following explanation is for all transmissions unless otherwise noted. Since it is the same, description is abbreviate | omitted.

車両用タイヤの空気圧、温度等のタイヤ情報を検知するためにタイヤ内部にタイヤ情報検出装置が設けられることがある。タイヤ情報検出装置は、タイヤ内部に設けられるため、駆動電力を有線で供給することが不可能である。このため、車両のタイヤ近傍にリーダアンテナを設け、前記リーダアンテナが、高周波電磁界で駆動電力をタイヤ情報検出装置に供給し、タイヤ情報検出装置と送受信することが行われる。例えば、特許文献1には、134kHzのパワーパルスが間欠的にリーダアンテナからセンサーのアンテナに送り出されるように構成されたタイヤ用の圧力検出装置が開示されている。

特開平8−136383号公報(段落0014) 特開2008−230325号公報
A tire information detection device may be provided inside the tire in order to detect tire information such as air pressure and temperature of the vehicle tire. Since the tire information detection device is provided inside the tire, it is impossible to supply driving power in a wired manner. For this reason, a reader antenna is provided in the vicinity of the tire of the vehicle, and the reader antenna supplies driving power to the tire information detection device by a high-frequency electromagnetic field, and transmits and receives the tire information detection device. For example, Patent Document 1 discloses a tire pressure detection device configured to intermittently send a 134 kHz power pulse from a reader antenna to a sensor antenna.

JP-A-8-136383 (paragraph 0014) JP 2008-230325 A

図5は、単一ソレノイドで構成されたリーダアンテナを用いたタイヤ状態検知システムの構成図である。ここでは、20は高周波電源、15はリーダアンテナ、C1とC2は前記高周波電源20と前記リーダアンテナ15間の整合回路を構成するコンデンサ、300はタイヤ、320はタイヤのゴム層、310はタイヤのゴム層内部に設けた導体ワイヤや導体メッシュ、330はホイールリム、340はタイヤのバルブ、200は前記バルブ340内に収納されているタイヤ情報検出装置である。   FIG. 5 is a configuration diagram of a tire condition detection system using a reader antenna configured with a single solenoid. Here, 20 is a high-frequency power source, 15 is a reader antenna, C1 and C2 are capacitors constituting a matching circuit between the high-frequency power source 20 and the reader antenna 15, 300 is a tire, 320 is a rubber layer of the tire, and 310 is a tire A conductor wire or conductor mesh provided inside the rubber layer, 330 is a wheel rim, 340 is a tire valve, and 200 is a tire information detection device housed in the valve 340.

図5のタイヤ状態検知システムは、タイヤ300のゴム層320の側面にリーダアンテナ15を設置したものである。リーダアンテナ15は、フェライトコアの無い円形ソレノイドであり、中心軸がタイヤ300の幅方向に設定されている。このため、リーダアンテナ15は、タイヤ300の幅方向の磁界B6を照射し、磁力線(実線矢印)が導体ワイヤ310を鎖交する。このため、導体ワイヤ310に、ローレンツの法則に従って前記磁界B6を打ち消せるような誘導電流が流れ、この誘導電流の発生する磁界は誘導磁界B8である。前記誘導磁界B8は、理論的にリーダアンテナ15の発生する磁界B6と方向が逆であり、強度は前記導体ワイヤ310の配置状態、タイヤ材質や形状で決まり、理論的に前記磁界B6より弱い。   In the tire condition detection system of FIG. 5, the reader antenna 15 is installed on the side surface of the rubber layer 320 of the tire 300. The reader antenna 15 is a circular solenoid without a ferrite core, and the central axis is set in the width direction of the tire 300. For this reason, the reader antenna 15 irradiates the magnetic field B <b> 6 in the width direction of the tire 300, and the lines of magnetic force (solid arrows) link the conductor wires 310. Therefore, an induced current that can cancel the magnetic field B6 flows through the conductor wire 310 according to Lorentz's law, and the magnetic field generated by the induced current is an induced magnetic field B8. The induction magnetic field B8 is theoretically opposite in direction to the magnetic field B6 generated by the reader antenna 15, and the strength is determined by the arrangement state of the conductor wire 310, the tire material and the shape, and is theoretically weaker than the magnetic field B6.

図5では、前記タイヤ情報検出装置200を収納しているバルブ340がタイヤの回転で前記リーダアンテナ15に一番近い位置にあり、前記タイヤ情報検出装置200のアンテナは前記リーダアンテナ15の照射する前記磁界B6と前記誘導磁界B8の作用を受けるが、両方の磁界の方向が完全に逆、強度が略同じなので、互いに打ち消し合い、前記タイヤ情報検出装置200は高周波磁界による給電を受けられず、前記リーダアンテナ15との信号送受信は正常に行えず、または完全に途絶えてしまう。これは前記タイヤ情報検出装置200の給電特性にヌルポイント、すなわち通信電力の極めて低い通信不良な領域が生じるわけである。   In FIG. 5, the valve 340 housing the tire information detection device 200 is positioned closest to the reader antenna 15 due to rotation of the tire, and the antenna of the tire information detection device 200 irradiates the reader antenna 15. Under the action of the magnetic field B6 and the induction magnetic field B8, since the directions of both magnetic fields are completely opposite and the strengths are substantially the same, they cancel each other, and the tire information detection device 200 is not supplied with power by a high-frequency magnetic field, Signal transmission / reception with the reader antenna 15 cannot be performed normally or is completely interrupted. This is because a null point in the power feeding characteristic of the tire information detecting device 200, that is, a communication poor region with extremely low communication power is generated.

しかし、図6では、タイヤの回転で前記タイヤ情報検出装置200を収納しているバルブ340が前記リーダアンテナ15から遠く離れた位置にあり、前記タイヤ情報検出装置200のアンテナは前記リーダアンテナ15の照射する前記磁界B6の作用をほとんど受けずに、前記誘導磁界B8の作用だけを受けることになる。結果的に、前記誘導磁界B8が前記タイヤ情報検出装置200のアンテナに誘導電流を発生させ、整流回路等を通して前記タイヤ情報検出装置200の電力源となるので、前記タイヤ情報検出装置200と前記リーダアンテナ15との送受信は正常に行えるわけである。   However, in FIG. 6, the valve 340 housing the tire information detection device 200 is rotated away from the reader antenna 15 due to rotation of the tire, and the antenna of the tire information detection device 200 is connected to the reader antenna 15. Only the action of the induction magnetic field B8 is received without substantially receiving the action of the magnetic field B6 to be irradiated. As a result, the induced magnetic field B8 generates an induced current in the antenna of the tire information detecting device 200, and becomes a power source of the tire information detecting device 200 through a rectifier circuit or the like. Therefore, the tire information detecting device 200 and the reader Transmission and reception with the antenna 15 can be normally performed.

また、前記タイヤ情報検出装置200を収納しているバルブ340の位置は必ずしも前記リーダアンテナ15から一番遠く離れる必要はなく、前記リーダアンテナ15からの照射磁界B6の作用を受けない位置に移動すればよい。すなわち、前記タイヤ情報検出装置200を収納しているバルブ340が前記リーダアンテナ15の真正面領域から少しずれた位置にあれば前記タイヤ情報検出装置200と前記リーダアンテナ15との送受信は正常に行える。   Further, the position of the valve 340 housing the tire information detection device 200 is not necessarily the furthest away from the reader antenna 15, and is moved to a position where it is not affected by the irradiation magnetic field B6 from the reader antenna 15. That's fine. That is, if the valve 340 housing the tire information detection device 200 is at a position slightly deviated from the area directly in front of the reader antenna 15, transmission / reception between the tire information detection device 200 and the reader antenna 15 can be performed normally.

図7乃至図10はタイヤの回転角度θと前記タイヤ情報検出装置200の給電特性の説明図である。   7 to 10 are explanatory diagrams of the tire rotation angle θ and the power feeding characteristics of the tire information detection device 200. FIG.

図7 では、タイヤ300の中心を原点とする zy 座標系を設け、タイヤの回転で前記タイヤ情報検出装置200を収納しているバルブ340が z 軸から角度θの位置に移動する。16はリーダアンテナ15からタイヤ側面に破線17に沿って投影する位置を示し、リーダアンテナ15の照射磁界B6の最も強い領域である。ここでは、バルブ340が16領域から z 軸に対して時計回り方向に θ の角度で離れており、前記磁界B6の作用を受けずに、前記誘導磁界B8の作用だけを受けることになる。   In FIG. 7, a zy coordinate system having the origin at the center of the tire 300 is provided, and the valve 340 housing the tire information detection device 200 moves to the position of the angle θ from the z axis by rotation of the tire. Reference numeral 16 denotes a position projected from the reader antenna 15 onto the tire side surface along the broken line 17, and is the strongest region of the irradiation magnetic field B 6 of the reader antenna 15. Here, the valve 340 is separated from the 16 region in the clockwise direction with respect to the z axis at an angle θ, and is only affected by the induced magnetic field B8 without being affected by the magnetic field B6.

図8 では、図7 を真正面からみた図である。バルブ340が時計周り方向にθの角度で前記磁界B6照射領域16の中心から離れている。   In FIG. 8, it is the figure which looked at FIG. 7 from the front. The bulb 340 is away from the center of the magnetic field B6 irradiation region 16 at an angle θ in the clockwise direction.

図9 は、同じ zy 座標系とタイヤの角度θで表す前記タイヤ情報検出装置200の給電特性で、前記リーダアンテナ15と前記タイヤ情報検出装置200間の伝送損失特性、Sパラメータで表せば S21 に相当する。ここでは、前記タイヤ情報検出装置200の給電特性18をθの極座標で表し、前記バルブ340の相対的な位置と前記タイヤ情報検出装置200の給電特性を容易に理解できる。θが 0°前後の位置では S21 が極端に低下し、ヌルポイント19を示している。   FIG. 9 shows the power feeding characteristics of the tire information detection device 200 expressed by the same zy coordinate system and the tire angle θ. The transmission loss characteristics between the reader antenna 15 and the tire information detection device 200 are expressed as S21 in terms of the S parameter. Equivalent to. Here, the power feeding characteristic 18 of the tire information detecting device 200 is represented by the polar coordinate of θ, and the relative position of the valve 340 and the power feeding characteristic of the tire information detecting device 200 can be easily understood. At a position where θ is around 0 °, S21 is extremely lowered, indicating a null point 19.

また、Sパラメータの S21 から前記タイヤ情報検出装置200への給電電力や誘導電流等を容易に算出できる。   In addition, it is possible to easily calculate the power supplied to the tire information detecting apparatus 200, the induced current, and the like from the S parameter S21.

図10 は、図9 に示された極座標の給電特性を直交座標で描き直す給電特性である。θが 0または 2π付近では S21 が極端に低下し、ヌルポイント19を示している。   FIG. 10 shows the feed characteristics of the polar coordinates shown in FIG. When θ is in the vicinity of 0 or 2π, S21 decreases extremely, indicating a null point 19.

前記ヌルポイントにおいて、厳密に言えば、前記タイヤ情報検出装置200にまったく電力が給電されないわけではなく、給電電力が十分でないから前記タイヤ情報検出装置200が作動できないだけである。   Strictly speaking, at the null point, power is not supplied to the tire information detection device 200 at all, and the tire information detection device 200 cannot be operated because of insufficient power supply.

また、図9 に示された給電特性18に示されたように z 軸に対してθが略−45°〜+45°の範囲で前記タイヤ情報検出装置200への給電が不十分になる可能性がある。すなわち、前記タイヤ情報検出装置200を収納するタイヤ300のバルブ340が、対向するリーダアンテナ15に対して略−45°〜+45°の範囲で前記タイヤ情報検出装置200が動作不良を起こしやすいことがわかる。   Further, as shown in the power supply characteristic 18 shown in FIG. 9, there is a possibility that the power supply to the tire information detection device 200 is insufficient when θ is in the range of approximately −45 ° to + 45 ° with respect to the z axis. There is. That is, the tire information detection device 200 is likely to malfunction when the valve 340 of the tire 300 that houses the tire information detection device 200 is in a range of approximately −45 ° to + 45 ° with respect to the reader antenna 15 facing the tire. Recognize.

しかしながら、一般的にタイヤは、周方向の張力を補強するためにベルト層が設けられ、このベルト層の内部に複数の導体ワイヤが配列され、この導体ワイヤを編み込んで網状に形成した導体メッシュが配設されている。また、従来、リーダアンテナとして用いられるループアンテナは、タイヤの回転によりタイヤの回転角との関係を示すタイヤ情報検出装置への給電電力特性を変化させる。前記ループアンテナは、放射する高周波磁界をタイヤ内の導体ワイヤや導体メッシュに誘導電流を発生させることで、この導体ワイヤや導体メッシュから逆相の誘導磁界が放射する。前記タイヤ情報検出装置のアンテナは、前記の逆相の誘導磁界と前記リーダアンテナの放射高周波磁界の作用を受け起電力を発生させ、電力源とする。   However, in general, a tire is provided with a belt layer to reinforce the circumferential tension, and a plurality of conductor wires are arranged inside the belt layer, and a conductor mesh formed by braiding the conductor wires into a net-like shape is provided. It is arranged. Conventionally, a loop antenna used as a reader antenna changes the power supply power characteristic to the tire information detection device that indicates the relationship with the rotation angle of the tire by the rotation of the tire. The loop antenna generates an induced current in a conductor wire or a conductor mesh in a tire by radiating a high-frequency magnetic field to radiate a reverse-phase induced magnetic field from the conductor wire or the conductor mesh. The antenna of the tire information detection device generates an electromotive force by the action of the induction magnetic field having the opposite phase and the radiated high frequency magnetic field of the reader antenna, and serves as a power source.

しかし、タイヤの回転で前記タイヤ情報検出装置は、前記リーダアンテナに近づいたり離れたりし、前記リーダアンテナの近傍に来ると前記の逆相の誘導磁界と前記リーダアンテナの放射高周波磁界の作用を受けるが、前記リーダアンテナからちょっと離れるとほとんど前記の逆相の誘導磁界の作用だけを受けることになる。したがって、前記タイヤ情報検出装置が前記リーダアンテナから離れた位置にあるとき、前記の逆相の誘導磁界の作用しか受けないから、かなり広いタイヤの回転領域において、前記給電電力特性は安定するが、前記タイヤ情報検出装置が前記リーダアンテナの近傍にあるとき、前記の逆相の誘導磁界と前記リーダアンテナの放射高周波磁界の作用を同時に受け、両者は互いに逆相状態であるので打ち消し合うことになり、結果的に前記給電電力特性にヌルポイントが生じて、前記タイヤ情報検出装置が前記リーダアンテナの近傍に来るたびに給電を受けられず、すなわち通信不良な領域が生じる問題がある。   However, when the tire rotates, the tire information detection device approaches or moves away from the reader antenna, and when it comes close to the reader antenna, it is affected by the opposite-phase induced magnetic field and the radiated high-frequency magnetic field of the reader antenna. However, when it is slightly away from the reader antenna, it is almost only affected by the reversed-phase induced magnetic field. Therefore, when the tire information detection device is at a position away from the reader antenna, it is only affected by the opposite-phase induced magnetic field, so that the power supply power characteristics are stable in a considerably wide tire rotation region, When the tire information detection device is in the vicinity of the reader antenna, the effects of the opposite phase induction magnetic field and the radiated high frequency magnetic field of the reader antenna are simultaneously received, and both cancel each other because they are in the opposite phase state. As a result, there is a problem that a null point is generated in the power supply power characteristic, and power is not received every time the tire information detection device comes close to the reader antenna, that is, there is a poor communication area.

そこで、本発明は、前記リーダアンテナの給電電力特性のヌルポイントを抑制または改善できるフェライトアンテナ、及びこれを用いたタイヤ状態検知システムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the ferrite antenna which can suppress or improve the null point of the electric power feeding characteristic of the said reader antenna, and a tire condition detection system using the same.

前記課題を解決するため、本願発明はリーダアンテナとして略立方体形状のフェライトアンテナを提案する。   In order to solve the above problems, the present invention proposes a substantially cubic ferrite antenna as a reader antenna.

前記フェライトアンテナは、略立方体形状のフェライト材の表面に沿って、導体線で巻回された第1のソレノイドと、他の導体線で前記導体線と略直交する方向でフェライト材の表面に沿って巻回された第2のソレノイドとを備え、前記第1のソレノイドの断面と前記第2のソレノイドの断面とが互いに略直交し、前記第1のソレノイドの一端と前記第2のソレノイドの一端とは互いに電気的に接続され、前記第1のソレノイドの他端と前記第2のソレノイドの他端との双方が入出力端子として使用されることを特徴とする。   The ferrite antenna includes a first solenoid wound with a conductor wire along a surface of a substantially cubic ferrite material, and a surface of the ferrite material in a direction substantially orthogonal to the conductor wire with another conductor wire. A second solenoid wound around the first solenoid, wherein a cross section of the first solenoid and a cross section of the second solenoid are substantially orthogonal to each other, and one end of the first solenoid and one end of the second solenoid Are electrically connected to each other, and both the other end of the first solenoid and the other end of the second solenoid are used as input / output terminals.

前記第1のソレノイドと前記第2のソレノイドの巻き方としては、前記第1のソレノイドの発生する第1の磁界の方向がタイヤ回転軸およびタイヤ表面に略直交し、タイヤ表面から前記第1のソレノイドに向かうときは、前記第2のソレノイドの発生する第2の磁界がタイヤ回転軸に略並行し、前記タイヤ情報検出装置を収納するバルブのない側から前記バルブのある側に向かうように施す。また、前記それぞれのソレノイドに高周波電流が流れるので電流の方向が変わると、このような巻き方では、前記第1の磁界の方向が前記第1のソレノイドからタイヤ表面に向かうとき、前記第2の磁界の方向が前記タイヤ情報検出装置を収納するバルブのある側から前記バルブのない側に向かうようになる。   As a method of winding the first solenoid and the second solenoid, the direction of the first magnetic field generated by the first solenoid is substantially orthogonal to the tire rotation axis and the tire surface, and the first solenoid When going to the solenoid, the second magnetic field generated by the second solenoid is applied substantially in parallel with the tire rotation axis so as to go from the side without the valve housing the tire information detection device to the side with the valve. . In addition, when the direction of the current is changed because a high-frequency current flows through each of the solenoids, in such a winding method, when the direction of the first magnetic field is directed from the first solenoid toward the tire surface, the second The direction of the magnetic field is directed from the side with the valve housing the tire information detection device to the side without the valve.

前記第1の磁界と第2の磁界はそれぞれタイヤの導体ワイヤまたは導体メッシュに第1の誘導電流と第2の誘導電流を発生させ、やがて前記第1の誘導電流と第2の誘導電流は第1の誘導磁界と第2の誘導磁界を発生させるが、それぞれの誘導磁界の方向および強度の調整で前記リーダアンテナの給電電力特性のヌルポイントを改善することが可能である。   The first magnetic field and the second magnetic field respectively generate a first induced current and a second induced current in a conductor wire or a conductive mesh of a tire, and the first induced current and the second induced current are eventually Although one induction magnetic field and a second induction magnetic field are generated, it is possible to improve the null point of the feeding power characteristic of the reader antenna by adjusting the direction and intensity of each induction magnetic field.

図1乃至図4は、本願発明第1実施例の構成図である。   1 to 4 are configuration diagrams of the first embodiment of the present invention.

図1において、タイヤ状態検知システム給電部500は、リーダアンテナ系100と、タイヤ300と、タイヤ300のバルブ340内に収納されたタイヤ情報検出装置200とを備え、リーダアンテナ系100とタイヤ情報検出装置200とはタイヤを介して電磁界結合で送受信可能なように構成されている。このほかに、前記タイヤ状態検知システム給電部500は信号処理回路、制御回路、方向性結合回路等も有するが、本願発明と無関係なので説明を省略する。   In FIG. 1, the tire condition detection system power supply unit 500 includes a reader antenna system 100, a tire 300, and a tire information detection device 200 housed in a valve 340 of the tire 300. The apparatus 200 is configured to be able to transmit and receive via electromagnetic coupling via a tire. In addition, the tire condition detection system power supply unit 500 includes a signal processing circuit, a control circuit, a directional coupling circuit, and the like.

リーダアンテナ系100は、リーダアンテナを構成するフェライトアンテナ10aと高周波電源20と、コンデンサC1,C2とを備えている。フェライトアンテナ10aは、フェライトコア5の表面に被覆導線が巻回され、互いに直交する第1のソレノイドである水平ソレノイド6と第2のソレノイドである垂直ソレノイド7とが形成されている。フェライトコア5は、対向する二面が平行であり、隣接する面が互いに直交する立方体に形成されている。なお、水平ソレノイド6及び垂直ソレノイド7の組み合わせは、1本の被覆導線が二分割されて巻回されており、電気的に直列接続された二端子の合成ソレノイドである。すなわち、水平ソレノイド6の一端と垂直ソレノイド7の一端とは、1本の被覆導線で電気的に接続されており、水平ソレノイド6の他端とソレノイド7の他端との双方が入出力端子として使用される。また、フェライトコア5は、立方体でなくとも直方体であってもよい。   The reader antenna system 100 includes a ferrite antenna 10a, a high-frequency power source 20, and capacitors C1 and C2 that constitute the reader antenna. In the ferrite antenna 10a, a coated conductor is wound around the surface of the ferrite core 5, and a horizontal solenoid 6 as a first solenoid and a vertical solenoid 7 as a second solenoid are formed orthogonal to each other. The ferrite core 5 is formed in a cube in which two opposing surfaces are parallel and adjacent surfaces are orthogonal to each other. Note that the combination of the horizontal solenoid 6 and the vertical solenoid 7 is a two-terminal composite solenoid in which one coated conductor is divided and wound and electrically connected in series. That is, one end of the horizontal solenoid 6 and one end of the vertical solenoid 7 are electrically connected by a single coated conductor, and both the other end of the horizontal solenoid 6 and the other end of the solenoid 7 serve as input / output terminals. used. The ferrite core 5 may be a rectangular parallelepiped instead of a cube.

フェライトアンテナ10aは、コンデンサC2とコンデンサC1を介して高周波電源20に接続されている。C1とC2は整合回路を構成しており、前記フェライトアンテナ10aと前記高周波電源20間のインピーダンスを整合する。なお、高周波電源20は、例えば、13.56MHzの周波数が使用される。また、水平ソレノイド6及び垂直ソレノイド7の導体線の合計長さは、高周波電源20の波長の0.05倍以下であることが望ましく、これは、cos(0.05×360°)=cos(18°)=0.95であるので、各ソレノイドが発生する高周波磁界の位相差が無視できるからである。また、フェライトコア5の最大寸法が入出力端子に入力される高周波電流の波長の(0.05/(2×4×N))倍以下であることが望ましく、ここでは、Nが前記第1ソレノイド6と前記第2ソレノイド7の巻き数の少ない方の巻き数である。   The ferrite antenna 10a is connected to the high frequency power supply 20 via the capacitor C2 and the capacitor C1. C1 and C2 constitute a matching circuit, which matches the impedance between the ferrite antenna 10a and the high-frequency power source 20. The high frequency power supply 20 uses a frequency of 13.56 MHz, for example. Further, the total length of the conductor wires of the horizontal solenoid 6 and the vertical solenoid 7 is desirably 0.05 times or less of the wavelength of the high-frequency power source 20, and this is expressed as cos (0.05 × 360 °) = cos ( 18 °) = 0.95, the phase difference of the high-frequency magnetic field generated by each solenoid can be ignored. The maximum dimension of the ferrite core 5 is preferably not more than (0.05 / (2 × 4 × N)) times the wavelength of the high-frequency current input to the input / output terminal, where N is the first value. The number of turns of the solenoid 6 and the second solenoid 7 is smaller.

タイヤ300は、ホイールリム330と、ゴム層320と、バルブ340とを備えており、ゴム層320の内部には複数の導体ワイヤ310が設けられている。なお、ゴム層320は、内面に放射状に配列され、タイヤの骨格の役割を果たし、放射方向の力を支えている。なお、複数の導体ワイヤ310が周方向の力を支え、ベルト層を形成している。バルブ340は、ホイールリム330の縁部を貫通するバルブ入り口を介して、タイヤ300内に空気を注入するものであり、空気圧、温度等のタイヤ情報を検出する情報検出装置200を内部に配設している。   The tire 300 includes a wheel rim 330, a rubber layer 320, and a valve 340, and a plurality of conductor wires 310 are provided inside the rubber layer 320. The rubber layer 320 is radially arranged on the inner surface, serves as a tire skeleton, and supports the radial force. The plurality of conductor wires 310 support the circumferential force and form a belt layer. The valve 340 is for injecting air into the tire 300 through a valve inlet penetrating the edge of the wheel rim 330, and an information detection device 200 for detecting tire information such as air pressure and temperature is disposed inside the valve 340. is doing.

図 1 において、タイヤ300は上部半分の断面図しか示していないが、下部半分も存在し、便宜上示していないだけである。   In FIG. 1, the tire 300 only shows a cross-sectional view of the upper half, but a lower half also exists and is not shown for convenience.

フェライトアンテナ10aは、等方性フェライト材のコア5の各稜線の方向が導体ワイヤ310の方向と略一致し、あるいは略直交するように配置されている。すなわち、水平ソレノイド6がタイヤ300の幅方向である x 方向(6a)及び導体ワイヤ310の方向である y 方向(6b)に巻回されており、垂直ソレノイド7が y 方向(7b)及び径方向である z 方向(7a)に巻回されている。すなわち、水平ソレノイド6の磁界B12は z 方向(タイヤ300の外周表面の法線方向)に発生し、垂直ソレノイド7の磁界B4は x 方向(タイヤ300の外周表面に平行であり、タイヤ300の回転軸の方向)に発生する。   The ferrite antenna 10a is arranged so that the direction of each ridge line of the core 5 of isotropic ferrite material substantially coincides with or substantially orthogonal to the direction of the conductor wire 310. That is, the horizontal solenoid 6 is wound in the x direction (6a) which is the width direction of the tire 300 and the y direction (6b) which is the direction of the conductor wire 310, and the vertical solenoid 7 is wound in the y direction (7b) and the radial direction. Are wound in the z direction (7a). That is, the magnetic field B12 of the horizontal solenoid 6 is generated in the z direction (normal direction of the outer peripheral surface of the tire 300), and the magnetic field B4 of the vertical solenoid 7 is parallel to the outer peripheral surface of the tire 300 and rotates the tire 300. Occurs in the direction of the axis).

図 2 と図 3 は、フェライトアンテナが発生する磁界による影響を説明するための図であり、フェライトアンテナの各ソレノイドの巻回方向と、導体ワイヤ310の方向との位置関係による影響を説明している。   2 and 3 are diagrams for explaining the influence of the magnetic field generated by the ferrite antenna. The influence of the positional relationship between the winding direction of each solenoid of the ferrite antenna and the direction of the conductor wire 310 is described. Yes.

図 2 は、x 方向と y 方向とに沿って被覆導線を巻回したフェライトアンテナ 10b を示し、図3 は、y 方向と z 方向とに沿って巻回したフェライトアンテナ 10c を示している。なお、図 1 のフェライトアンテナ 10a は、図 2 のフェライトアンテナ 10b の水平ソレノイドと図 3 のフェライトアンテナ 10c の垂直ソレノイドとの組み合わせであるといえる。   FIG. 2 shows a ferrite antenna 10b wound with a coated conducting wire along the x direction and the y direction, and FIG. 3 shows a ferrite antenna 10c wound along the y direction and the z direction. It can be said that the ferrite antenna 10a in FIG. 1 is a combination of the horizontal solenoid of the ferrite antenna 10b in FIG. 2 and the vertical solenoid of the ferrite antenna 10c in FIG.

図2のフェライトアンテナ 10b において、水平ソレノイド6を構成する被覆導体線が x 方向と y 方向に沿って巻回されているので、電流I12が流れると第1の磁界B12は z 方向に発生する。このとき、フェライトコア5の一方の xy 面から発生した磁力線は、フェライトコア5の外部を周回して対向面に戻る。また、第1の磁界B12の磁力線が鎖交することによって導体ワイヤ310に流れる電流を第1誘導電流といい、この第1の誘導電流によって第1の誘導磁界が発生する。しかし、前記第1の磁界B12の方向がほぼタイヤ表面に垂直するので前記第1誘導電流および前記第1誘導磁界は次に説明する第2の誘導電流および前記第2の誘導磁界と比べて比較的に弱く無視可能である。ここで、便宜上、前記第1の磁界B12が前記水平ソレノイド6を通過する前に、前記タイヤ情報検出装置200を収納するバルブ340のある側の磁界をB1、その反対側の磁界をB2と呼ぶことにし、実質的に第1の磁界B12と同じである。なお、図面上は、導体ワイヤ310を鎖交する磁力線が xz 面で周回しているように記載されているが、中心を通る z 軸を通過するすべての面内で磁力線が周回し、導体ワイヤ310を鎖交しない yz 面内の磁力線も存在するが、前記第1誘導電流の発生にほとんど寄与しないので説明を省略する。   In the ferrite antenna 10b of FIG. 2, since the coated conductor wire constituting the horizontal solenoid 6 is wound along the x direction and the y direction, the first magnetic field B12 is generated in the z direction when the current I12 flows. At this time, the lines of magnetic force generated from one xy plane of the ferrite core 5 go around the outside of the ferrite core 5 and return to the facing surface. Further, the current flowing through the conductor wire 310 when the magnetic field lines of the first magnetic field B12 are linked is referred to as a first induced current, and a first induced magnetic field is generated by the first induced current. However, since the direction of the first magnetic field B12 is substantially perpendicular to the tire surface, the first induced current and the first induced magnetic field are compared with the second induced current and the second induced magnetic field described below. Weak and negligible. Here, for the sake of convenience, before the first magnetic field B12 passes through the horizontal solenoid 6, the magnetic field on the side where the valve 340 for housing the tire information detection device 200 is located is called B1, and the magnetic field on the opposite side is called B2. In particular, it is substantially the same as the first magnetic field B12. In the drawing, it is described that the magnetic force lines interlinking the conductor wire 310 circulate in the xz plane. However, the magnetic field lines circulate in all the planes passing through the z axis passing through the center. Although there are magnetic field lines in the yz plane that do not link 310, the description will be omitted because it hardly contributes to the generation of the first induced current.

したがって、前記タイヤ情報検出装置に作用を及ぼす前記水平ソレノイド6の発生する磁界はB1だけと考えてよいわけである。   Therefore, the magnetic field generated by the horizontal solenoid 6 acting on the tire information detection device may be considered to be only B1.

図3のフェライトアンテナ10cにおいて、垂直ソレノイド7を構成する被覆導体線が y 方向と z 方向に沿って巻回されているので、電流I4が流れると第2の磁界B4は x 方向に沿って発生し、特に、xz 面内の磁力線は導体ワイヤ310に鎖交する。また、磁力線が鎖交することによって導体ワイヤ310に流れる電流を第2誘導電流I42といい、この第2誘導電流によって第2誘導磁界B42が発生する。なお、xy 面内の磁界は、導体ワイヤ310を鎖交しない。   In the ferrite antenna 10c of FIG. 3, since the coated conductor wire constituting the vertical solenoid 7 is wound along the y direction and the z direction, the second magnetic field B4 is generated along the x direction when the current I4 flows. In particular, the magnetic field lines in the xz plane are linked to the conductor wire 310. Further, the current flowing through the conductor wire 310 due to the linkage of the magnetic lines of force is referred to as a second induced current I42, and the second induced magnetic field B42 is generated by the second induced current. The magnetic field in the xy plane does not interlink the conductor wire 310.

また、図1において、第1の磁界B12がタイヤ外周側面からタイヤ内部を通して水平ソレノイド6に(+z 方向に)向かっていくときに、第2の磁界B4は情報検出装置200の収納されているバルブの反対側からバルブ側に(−x 方向に)向かっているが、高周波電源20の位相が反転したときには、第1の磁界B12が水平ソレノイド6からタイヤ内部を通してタイヤ外周側面に(−z 方向に)向かっていくときに、第2の磁界B4は情報検出装置200の収納されているバルブ側からバルブの反対側に(+x 方向に)向かっている。   Further, in FIG. 1, when the first magnetic field B <b> 12 moves from the tire outer peripheral side surface toward the horizontal solenoid 6 (in the + z direction) through the inside of the tire, the second magnetic field B <b> 4 is a valve in which the information detection device 200 is accommodated. However, when the phase of the high-frequency power supply 20 is reversed, the first magnetic field B12 passes from the horizontal solenoid 6 to the tire outer peripheral side (in the -z direction) through the inside of the tire. ), The second magnetic field B4 is directed from the valve side in which the information detection apparatus 200 is stored toward the opposite side of the valve (in the + x direction).

また、水平ソレノイド6の発生する磁界B1と磁界B2はタイヤの左右側面において常に方向が逆であり、タイヤ内の中央部辺りで同じ方向に束ねるように磁界B12となる。したがって、前記磁界B1と前記磁界B2が鎖交することによって発生するタイヤの導体ワイヤや導体メッシュの第1誘導電流I1とI2の方向も互いに逆になり、結果的に前記それぞれの誘導電流で発生する第1誘導磁界 B11とB21の方向も互いに逆である。このため、タイヤ内部中央の空間における前記水平ソレノイド6の誘導磁界が互いにほとんど打ち消され、存在しないと考えてよいわけである。すなわち、タイヤ内部の空間において存在する誘導磁界は、前記垂直ソレノイド7の第2の磁界B4の誘導によって発生するタイヤの導体ワイヤや導体メッシュの第2誘導電流I4、そしてこれによって発生する第2誘導磁界B42だけである。   Further, the magnetic field B1 and the magnetic field B2 generated by the horizontal solenoid 6 are always in opposite directions on the left and right side surfaces of the tire, and become the magnetic field B12 so as to be bundled in the same direction around the center in the tire. Therefore, the directions of the first induced currents I1 and I2 of the tire conductor wire and the conductor mesh generated by the linkage of the magnetic field B1 and the magnetic field B2 are also opposite to each other, resulting in the respective induced currents. The directions of the first induction magnetic fields B11 and B21 are also opposite to each other. For this reason, it can be considered that the induction magnetic fields of the horizontal solenoids 6 in the space inside the tire are almost canceled out and do not exist. That is, the induced magnetic field existing in the space inside the tire is the second induced current I4 of the tire conductor wire or conductor mesh generated by the induction of the second magnetic field B4 of the vertical solenoid 7, and the second induction generated thereby. Only the magnetic field B42.

言い換えれば、水平ソレノイド6、垂直ソレノイド7から放射する高周波磁界(磁界B1とB2、B4)は、導体ワイヤ310に誘導電流を発生させ、この誘導電流が誘導磁界を発生させるとともに、直接にアンテナとして設けたタイヤ情報検出装置200のアンテナにも作用する。しかし、前述したように、前記水平ソレノイド6による誘導磁界がタイヤ内部の空間において存在しないから、実質的に前記情報検出装置200のアンテナに作用するのは前記水平ソレノイド6の磁界B1、前記垂直ソレノイド7の第2の磁界B4と第2の磁界B4の誘導でタイヤの導体ワイヤや導体メッシュに作用して発生させる第2誘導磁界B42だけである。これらの磁界の方向は、次の通りである:
1- 第1の磁界B1は第2の磁界B4と方向が逆
2- 第1の磁界B1は第2誘導磁界B42と方向が同じ
3- 第2の磁界B4は第2誘導磁界B42と方向が逆
In other words, the high-frequency magnetic fields (magnetic fields B1, B2, and B4) radiated from the horizontal solenoid 6 and the vertical solenoid 7 generate an induced current in the conductor wire 310, and this induced current generates an induced magnetic field and directly serves as an antenna. It also acts on the antenna of the provided tire information detection apparatus 200. However, as described above, since the magnetic field induced by the horizontal solenoid 6 does not exist in the space inside the tire, the magnetic field B1 of the horizontal solenoid 6 and the vertical solenoid substantially act on the antenna of the information detecting device 200. The second induction magnetic field B42 generated by acting on the conductor wire or the conductor mesh of the tire by induction of the second magnetic field B4 and the second magnetic field B4. The directions of these magnetic fields are as follows:
1- First magnetic field B1 is opposite in direction to second magnetic field B4
2- The first magnetic field B1 has the same direction as the second induction magnetic field B42
3- The second magnetic field B4 has the opposite direction to the second induction magnetic field B42

また、タイヤの回転でバルブ340に収納されている前記情報検出装置200も回転し、位置的にはフェライトアンテナ10aから離れたり近づいたりする。前記フェライトアンテナ10aに近づいたとき、第1の磁界B1、第2の磁界B4と第2誘導磁界B42が同時に前記タイヤ情報検出装置200のアンテナに作用するが、前記フェライトアンテナ10aから離れたとき、第1の磁界B1と第2の磁界B4の作用はなく第2誘導磁界B42だけが前記情報検出装置200のアンテナに作用する。しかし、第1の磁界B1と第2の磁界B4は強度がほぼ同じで、方向が逆なので互いに打ち消され、結果的にほとんど強度的に変わらない第2誘導磁界B42だけが前記情報検出装置200のアンテナに作用することになる。結局、前記情報検出装置200への給電特性はほぼ円形になることがわかる。   Further, the information detection device 200 housed in the valve 340 also rotates due to the rotation of the tire, and the position of the information detection device 200 moves away from or approaches the ferrite antenna 10a. When approaching the ferrite antenna 10a, the first magnetic field B1, the second magnetic field B4 and the second induction magnetic field B42 simultaneously act on the antenna of the tire information detection device 200, but when separated from the ferrite antenna 10a, There is no action of the first magnetic field B1 and the second magnetic field B4, and only the second induction magnetic field B42 acts on the antenna of the information detection apparatus 200. However, the first magnetic field B1 and the second magnetic field B4 have substantially the same strength and are opposite in direction, so that they cancel each other, and as a result, only the second induction magnetic field B42 that hardly changes in strength is the only feature of the information detecting device 200. It will act on the antenna. As a result, it can be seen that the power supply characteristic to the information detection apparatus 200 is almost circular.

図4 は本願発明のフェライトアンテナとタイヤ情報検出装置との間のSパラメータのひとつである伝送損失特性 S21 を給電特性として示している。図4―(a) は極座標、図4−(b)は直交座標で描かれた前記給電特性である。破線18は、図5や図6に示されたタイヤ状態検知システムにおけるリーダアンテナ15とタイヤ情報検出装置200との間の給電特性(図9)で、ヌルポイント19を有しており、実線21はヌルポイントを除去された本願発明のフェライトアンテナ10aとタイヤ情報検出装置200との間の給電特性である。   FIG. 4 shows a transmission loss characteristic S21, which is one of S parameters between the ferrite antenna of the present invention and the tire information detection apparatus, as a feeding characteristic. FIG. 4- (a) shows the above-mentioned feeding characteristics drawn in polar coordinates, and FIG. A broken line 18 is a power feeding characteristic (FIG. 9) between the reader antenna 15 and the tire information detection device 200 in the tire condition detection system shown in FIGS. 5 and 6, and has a null point 19. Is a feeding characteristic between the ferrite antenna 10a of the present invention from which the null point is removed and the tire information detection apparatus 200.

本願発明のリーダアンテナであるフェライトアンテナ10aは図1が示すように前記タイヤ300の外周表面から離間して配置されたので、図5および図6に示されたようにタイヤ側面から離間して配置する場合と比べて給電特性21の強度はやや低いが、タイヤの回転に関わらずほぼ安定である。前記給電特性は実質的にリーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の伝送損失特性 S21 なので前記高周波電源20の出力電力を上げればタイヤの回転と関係なくリーダアンテナからタイヤ情報検出装置に必要な電力を安定的に給電可能である。   Since the ferrite antenna 10a, which is the reader antenna of the present invention, is arranged away from the outer peripheral surface of the tire 300 as shown in FIG. 1, it is arranged away from the side surface of the tire as shown in FIGS. Although the strength of the power supply characteristic 21 is slightly lower than that in the case of doing so, it is almost stable regardless of the rotation of the tire. Since the power feeding characteristic is substantially a transmission loss characteristic S21 between the reader antenna and the tire information detecting device, if the output power of the high-frequency power source 20 is increased, the power necessary for the tire information detecting device from the reader antenna regardless of the rotation of the tire. Can be stably fed.

動作の説明Explanation of operation

まず図1を用いて説明する。   First, a description will be given with reference to FIG.

高周波電源20から高周波電力、例えば13.56MHzの信号が、コンデンサC1とC2が構成する整合回路を通して、水平ソレノイド6と垂直ソレノイド7およびフェライトコア5で構成したリーダアンテナ10aに給電されて、前記リーダアンテナ10aはタイヤ300の外周表面から離間して配置され、第1磁界B12および第2磁界B4を発生する。ここでは、図の左側、すなわちタイヤ情報装置を収納するバルブ340側のB12をB1とし、その反対側の右側のB12をB2とする。前記第1磁界B12および第2磁界B4は、タイヤ300の導体ワイヤ310に作用し、第1の誘導電流と第2の誘導電流I42を発生させ、前記第1誘導電流と前記第2誘導電流I42が第1誘導磁界と第2誘導磁界B42をタイヤ内の空間に発生させる結果になる。タイヤ300の回転に関わらず、前記リーダアンテナ10aとタイヤ300との相対的な位置は不変なので、前記第1の誘導電流と第2の誘導電流I42の強度は変わらず、結果的に前記第1誘導磁界と第2誘導磁界B42の強度も変わらないわけである。   A high-frequency power, for example, a signal of 13.56 MHz is fed from a high-frequency power source 20 to a reader antenna 10a composed of a horizontal solenoid 6, a vertical solenoid 7 and a ferrite core 5 through a matching circuit formed by capacitors C1 and C2, and the reader The antenna 10a is disposed away from the outer peripheral surface of the tire 300, and generates a first magnetic field B12 and a second magnetic field B4. Here, B12 on the left side of the drawing, that is, the valve 340 side that houses the tire information device is B1, and B12 on the right side on the opposite side is B2. The first magnetic field B12 and the second magnetic field B4 act on the conductor wire 310 of the tire 300 to generate a first induced current and a second induced current I42, and the first induced current and the second induced current I42. As a result, the first induction magnetic field and the second induction magnetic field B42 are generated in the space in the tire. Regardless of the rotation of the tire 300, the relative position between the reader antenna 10a and the tire 300 does not change, so the intensity of the first induced current and the second induced current I42 does not change, and as a result, the first The strengths of the induction magnetic field and the second induction magnetic field B42 are not changed.

前記高周波電源20からの給電で発生したこれらの磁界は実質的にタイヤ情報検出装置200に作用するのは第1磁界B1、第2磁界B4と第2誘導磁界B42である。タイヤの回転でバルブ340に収納されている前記情報検出装置200も回転し、位置的にはフェライトアンテナ10aから離れたり近づいたりする。前記フェライトアンテナ10aに近づいたとき、第1磁界B1、第2磁界B4と第2誘導磁界B42が同時に前記タイヤ情報検出装置200のアンテナに作用するが、前記フェライトアンテナ10aから離れたとき、第1磁界B1と第2磁界B4の作用はなく第2誘導磁界B42だけが前記情報検出装置200のアンテナに作用する。しかし、第1磁界B1と第2磁界B4は強度がほぼ同じで、方向が逆なので互いに打ち消され、結果的にほとんど強度的に変わらない第2誘導磁界B42だけが前記情報検出装置200のアンテナに作用することになる。結局、前記情報検出装置200への給電特性はほぼ円形になることがわかる。   It is the first magnetic field B1, the second magnetic field B4, and the second induction magnetic field B42 that these magnetic fields generated by the power supply from the high frequency power supply 20 substantially act on the tire information detection apparatus 200. As the tire rotates, the information detection device 200 housed in the valve 340 also rotates and moves away from or close to the ferrite antenna 10a. When approaching the ferrite antenna 10a, the first magnetic field B1, the second magnetic field B4, and the second induction magnetic field B42 simultaneously act on the antenna of the tire information detecting device 200. There is no action of the magnetic field B1 and the second magnetic field B4, and only the second induction magnetic field B42 acts on the antenna of the information detection apparatus 200. However, since the first magnetic field B1 and the second magnetic field B4 have substantially the same strength and are opposite in direction, they cancel each other, and as a result, only the second induction magnetic field B42 that hardly changes in strength is applied to the antenna of the information detection apparatus 200. Will work. As a result, it can be seen that the power supply characteristic to the information detection apparatus 200 is almost circular.

前記第2誘導磁界B42は高周波磁界なので前記タイヤ情報検出装置200に備えてあるアンテナ、例えば小型ループアンテナ、を通過すると磁束の変動で誘導高周波電流を発生させ、この誘導電流が備えてある整流回路によって整流されて直流電流に変わり、タイヤ情報検出装置200の各種センサー回路や制御回路の電力源となる。また、各種センサーの測定結果は、変調回路を通してタイヤ情報を有する送信信号となり、前記小型ループアンテナを通って前記リーダアンテナ10aに戻るが、前記高周波電源20に戻らず、前記送信信号は前記リーダアンテナ10aの端子から、例えばサーキュレータのような信号の伝搬方向を変える回路を通って、信号処理回路に入力され、そこで復調作業でタイヤ情報を検出し、表示装置に表示される。ドライバーはこの表示装置からタイヤの状態を知ることができるわけである。   Since the second induction magnetic field B42 is a high-frequency magnetic field, when passing through an antenna provided in the tire information detection apparatus 200, for example, a small loop antenna, an induction high-frequency current is generated due to fluctuation of magnetic flux, and the rectifier circuit provided with this induction current Is converted into a direct current and becomes a power source for various sensor circuits and control circuits of the tire information detection apparatus 200. The measurement results of the various sensors become transmission signals having tire information through a modulation circuit, and return to the reader antenna 10a through the small loop antenna, but do not return to the high-frequency power source 20, and the transmission signal is not transmitted to the reader antenna. The signal is input to the signal processing circuit from the terminal 10a through a circuit that changes the propagation direction of the signal, such as a circulator, for example, where tire information is detected by demodulation and displayed on the display device. The driver can know the condition of the tire from this display device.

効果の説明Effect description

本願発明によれば、前記タイヤ情報検出装置のアンテナに作用する前記第2の磁界B4は逆方向の前記第1磁界B1によって緩和され、タイヤの導体ワイヤ又は導体メッシュに流れる第2誘導電流I42によって発生する第2誘導磁界B42だけが前記タイヤ情報検出装置のアンテナに作用することになる。結果的に、タイヤ情報検出システムの給電特性のヌルポイントの発生が抑制され、タイヤ全周の給電が実現されるわけである。   According to the present invention, the second magnetic field B4 acting on the antenna of the tire information detection device is relaxed by the first magnetic field B1 in the reverse direction, and is caused by the second induced current I42 flowing in the conductor wire or conductor mesh of the tire. Only the generated second induction magnetic field B42 acts on the antenna of the tire information detection device. As a result, the generation of null points in the power feeding characteristics of the tire information detection system is suppressed, and power feeding around the entire tire is realized.

したがって、タイヤの回転によって、リーダアンテナに対して相対的に移動するタイヤ情報検出装置への給電電力は比較的に安定し、常にリーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の給電およびタイヤ情報の送受信は可能になる。   Therefore, the power supplied to the tire information detection device that moves relative to the reader antenna is relatively stable due to the rotation of the tire, and power supply and transmission / reception of tire information between the reader antenna and the tire information detection device are always performed. Will be possible.

利用形態の説明Explanation of usage

本願発明第1実施例、まず現段階では従来電池で動作するタイヤ内空気圧力や温度の検出装置と同様、タイヤ内空気圧や温度に関する情報をドライバーに提供することであるが、検出データの品質向上、すなわち細かさおよび正確さは前者と比べてかなり信頼性は高く、将来の自動車の自動運転にも応用される可能性がある。   The first embodiment of the present invention is to provide the driver with information related to the tire air pressure and temperature at the same time as in the tire air pressure and temperature detection device that operates on conventional batteries. In other words, the fineness and accuracy are much more reliable than the former, and may be applied to automatic driving of future vehicles.

変形例の説明Description of modification

本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as those described below are possible.

前記実施例のフェライトコア5は、立方体形状であったが、直方体、直径と高さとが略等しい略円柱形、略球形、及び、長軸が短軸の略4倍あるいは4倍以内の略楕円体あるいは略鶏卵形の何れかであってもよい。   The ferrite core 5 of the above embodiment has a cubic shape, but is a rectangular parallelepiped, a substantially cylindrical shape having a substantially equal diameter and height, a substantially spherical shape, and a substantially elliptical shape whose major axis is approximately 4 times or less than 4 times the minor axis. It may be either a body or a substantially hen egg shape.

前記実施例のいかなる形状のフェライトコア5の代わりに、フェライト材の粉末または破片を同じ形状の樹脂またはプラスティック類で固められてコアを形成してもよい。   Instead of the ferrite core 5 having any shape in the above-described embodiment, a ferrite material powder or fragments may be hardened with a resin or plastic having the same shape to form the core.

タイヤ状態検知システムの給電原理を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding principle of a tire condition detection system. 水平ソレノイドを備えたフェライトアンテナの発生する磁界の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic field which a ferrite antenna provided with a horizontal solenoid generate | occur | produces. 垂直ソレノイドを備えたフェライトアンテナの派生する磁界の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic field which the ferrite antenna provided with the vertical solenoid derives. 本実施例のリーダアンテナとタイヤ情報検出装置との給電特性を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding characteristic of the reader antenna and tire information detection apparatus of a present Example. タイヤ側面にリーダアンテナを配置した従来のタイヤ状態検知システムの説明(1)Description of a conventional tire condition detection system in which a reader antenna is disposed on the side of a tire (1) タイヤ側面にリーダアンテナを配置した従来のタイヤ状態検知システムの説明(2)Description of a conventional tire condition detection system in which a reader antenna is disposed on the side of a tire (2) 斜めから見たタイヤ、タイヤ情報検出装置とリーダアンテナの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the tire seen from diagonally, a tire information detection apparatus, and a reader antenna. 正面から見たタイヤ、タイヤ情報検出装置とリーダアンテナの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the tire seen from the front, a tire information detection apparatus, and a reader antenna. リーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の給電特性(極座標)を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding characteristic (polar coordinate) between a reader antenna and a tire information detection apparatus. リーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の給電特性(直交座標)を示す図である。It is a figure which shows the electric power feeding characteristic (orthogonal coordinate) between a reader antenna and a tire information detection apparatus.

5 フェライトコア
6 6a 6b 水平ソレノイド
7 7a 6b 垂直ソレノイド
10a 10b 10c フェライトアンテナ
15 リーダアンテナ
18 タイヤ情報検出装置の給電特性
19 ヌルポイント
20 高周波電源
21 本願発明フェライトアンテナの給電特性
100 リーダアンテナ系
200 タイヤ情報検出装置
300 タイヤ
310 タイヤのゴム層内部に設けた導体ワイヤやメッシュ
320 タイヤのゴム層
330 ホイールリム
340 タイヤのバルブ
500 タイヤ状態検知システム給電部
B1 B2 B4 B8 B12 B42 磁界
C1 C2 コンデンサ
I12 I42 電流
5 Ferrite core 6 6a 6b Horizontal solenoid 7 7a 6b Vertical solenoid 10a 10b 10c Ferrite antenna 15 Leader antenna 18 Feeding characteristic 19 of tire information detecting device 19 Null point 20 High frequency power supply 21 Feeding characteristic 100 of ferrite antenna of the present invention Leader antenna system 200 Tire information Detection device 300 Tire 310 Conductor wire or mesh 320 provided inside tire rubber layer 330 Tire rubber layer 330 Wheel rim 340 Tire valve 500 Tire condition detection system power supply unit B1 B2 B4 B8 B12 B42 Magnetic field C1 C2 Capacitor I12 I42 Current

Claims (10)

略立方体形状のフェライト材と、
前記フェライト材の表面に沿って、導体線で巻回された第1のソレノイドと、
他の導体線で前記導体線と略直交する方向でフェライト材の表面に沿って巻回された第2のソレノイドとを備え、
前記第1のソレノイドの断面と前記第2のソレノイドの断面とが互いに略直交し、
前記第1のソレノイドの一端と前記第2のソレノイドの一端とは互いに電気的に接続され、
前記第1のソレノイドの他端と前記第2のソレノイドの他端との双方が入出力端子として使用されることを特徴とするフェライトアンテナ。
A substantially cubic ferrite material;
A first solenoid wound with a conductor wire along the surface of the ferrite material;
A second solenoid wound along the surface of the ferrite material in a direction substantially perpendicular to the conductor wire with another conductor wire,
A cross section of the first solenoid and a cross section of the second solenoid are substantially orthogonal to each other;
One end of the first solenoid and one end of the second solenoid are electrically connected to each other;
A ferrite antenna, wherein both the other end of the first solenoid and the other end of the second solenoid are used as input / output terminals.
前記第1のソレノイドと前記第2のソレノイドとの双方は、1本の導体線で形成されていることを特徴とする請求項1に記載のフェライトアンテナ。   The ferrite antenna according to claim 1, wherein both the first solenoid and the second solenoid are formed by a single conductor wire. 前記第1のソレノイドと前記第2のソレノイドとの双方は、これらの導体線が絶縁被覆されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフェライトアンテナ。   The ferrite antenna according to claim 1 or 2, wherein both of the first solenoid and the second solenoid are covered with an insulating coating of these conductor wires. 前記第1のソレノイドと前記第2のソレノイドとの双方は、これらの導体線の合計長さが前記入出力端子に入力される高周波電流の波長の0.05倍以下であることを特徴とする請求項1に記載のフェライトアンテナ。   Both the first solenoid and the second solenoid are characterized in that the total length of these conductor wires is not more than 0.05 times the wavelength of the high-frequency current input to the input / output terminal. The ferrite antenna according to claim 1. フェライト材と、
前記フェライト材に沿って、導体線で巻回された第1のソレノイドと、
他の導体線で前記導体線と略直交する方向でフェライト材の表面に沿って巻回された第2のソレノイドとを備え、
前記フェライト材は、直径と高さとが略等しい略円柱形、略球形、及び、長軸が短軸の略4倍あるいは4倍以内の略楕円体あるいは略鶏卵形の何れかの形状であり、
前記第1のソレノイドの断面と前記第2のソレノイドの断面とが互いに略直交し、
前記第1のソレノイドの一端と前記第2のソレノイドの一端とは電気的に接続され、
前記第1のソレノイドの他端と前記第2のソレノイドの他端との双方が入出力端子として使用されることを特徴とするフェライトアンテナ。
Ferrite material,
A first solenoid wound with a conductor wire along the ferrite material;
A second solenoid wound along the surface of the ferrite material in a direction substantially perpendicular to the conductor wire with another conductor wire,
The ferrite material has a substantially cylindrical shape, a substantially spherical shape, and a substantially elliptical shape or a substantially hen egg shape whose major axis is approximately 4 times or less than 4 times the minor axis,
A cross section of the first solenoid and a cross section of the second solenoid are substantially orthogonal to each other;
One end of the first solenoid and one end of the second solenoid are electrically connected;
A ferrite antenna, wherein both the other end of the first solenoid and the other end of the second solenoid are used as input / output terminals.
前記第1のソレノイドと前記第2のソレノイドとで少ない方の巻数をNとしたとき、
前記フェライト材は、その最大寸法が前記入出力端子に入力される高周波電流の波長の(0.05/(2×4×N))倍以下であることを特徴とする請求項1に記載のフェライトアンテナ。
When the smaller number of turns in the first solenoid and the second solenoid is N,
2. The ferrite material according to claim 1, wherein a maximum dimension of the ferrite material is not more than (0.05 / (2 × 4 × N)) times a wavelength of a high-frequency current input to the input / output terminal. Ferrite antenna.
前記請求項1から請求項6に記載のフェライトアンテナにおいて、
前記フェライトアンテナのコアはフェライト材の粉末や破片で樹脂またはプラスティック類で固められて形成されることを特徴とするフェライトアンテナ。
In the ferrite antenna according to any one of claims 1 to 6,
The ferrite antenna is characterized in that the core of the ferrite antenna is formed of a ferrite material powder or debris which is hardened with resin or plastic.
導体ワイヤや導体メッシュを有するタイヤと、
前記タイヤの外周表面から離間して配置された、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のフェライトアンテナと、
前記タイヤの内部に配置され、前記タイヤ内の情報を検出し、この検出した情報を送信するタイヤ情報検出装置とを備え、
前記第1のソレノイドの発生する第1の磁界の方向は、前記タイヤの外周表面の法線方向であり、
前記第2ソレノイドの発生する第2の磁界の方向は、前記タイヤの回転軸に対して略平行であり、
前記第1の磁界、及び前記第2の磁界は、前記タイヤ情報検出装置のアンテナに作用して電力源となることにより、前記タイヤ情報検出装置を駆動させることを特徴とするタイヤ状態検知システム。
A tire having a conductor wire or a conductor mesh;
The ferrite antenna according to any one of claims 1 to 7, which is disposed apart from an outer peripheral surface of the tire,
A tire information detection device that is arranged inside the tire, detects information in the tire, and transmits the detected information;
The direction of the first magnetic field generated by the first solenoid is a normal direction of the outer peripheral surface of the tire,
The direction of the second magnetic field generated by the second solenoid is substantially parallel to the rotation axis of the tire,
The tire state detection system, wherein the first magnetic field and the second magnetic field act on an antenna of the tire information detection device to become a power source, thereby driving the tire information detection device.
前記導体ワイヤまたは導体メッシュは、前記タイヤの外周部に備えられ、
前記タイヤ内の情報は、タイヤ内空気の圧力、タイヤ内空気の温度、タイヤ内空気の酸性度、加速度等のような情報であることを特徴とする請求項8に記載のタイヤ状態検知システム。
The conductor wire or conductor mesh is provided on the outer periphery of the tire,
9. The tire condition detection system according to claim 8, wherein the information in the tire is information such as a pressure of air in the tire, a temperature of air in the tire, an acidity of air in the tire, an acceleration, and the like.
前記第1のソレノイドの発生する第1の磁界の方向は、
前記タイヤの外周表面の法線方向であり、
前記第1の磁界がタイヤ外周表面から前記第1のソレノイドに向かっているときに、前記第2の磁界が前記タイヤ情報検出装置のない側からタイヤを通過し、前記タイヤ情報検出装置のある側に向かうように、あるいは、
前記第1の磁界が前記第1のソレノイドから前記タイヤ外周表面に向かっているとき、前記第2の磁界が前記タイヤ情報検出装置のある側からタイヤを通過し、前記タイヤ情報検出装置のない側に向かうように、前記フェライトアンテナが構成されていることを特徴とする請求項8及び請求項9に記載のタイヤ状態検知システム。
The direction of the first magnetic field generated by the first solenoid is:
The normal direction of the outer peripheral surface of the tire,
When the first magnetic field is directed from the outer peripheral surface of the tire toward the first solenoid, the second magnetic field passes through the tire from the side without the tire information detection device, and the side with the tire information detection device Or head to
When the first magnetic field is directed from the first solenoid toward the tire outer peripheral surface, the second magnetic field passes through the tire from the side where the tire information detection device is present, and the side where the tire information detection device is not present 10. The tire state detection system according to claim 8, wherein the ferrite antenna is configured to go to
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070369A (en) * 2011-09-07 2013-04-18 Hitachi Metals Ltd Short-range radiocommunication antenna device
CN105552562A (en) * 2016-02-03 2016-05-04 深圳市信维通信股份有限公司 Z-shaped patch NFC antenna and antenna system
JP2019096879A (en) * 2017-11-27 2019-06-20 プレモ・エセ・アPremo, S.A. Inductor device of light-weight configuration
CN115782479A (en) * 2022-11-25 2023-03-14 安徽拓扑思汽车零部件有限公司 TPMS (tire pressure monitor System) inflating valve and manufacturing method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63312480A (en) * 1987-06-16 1988-12-20 日産自動車株式会社 Locking and release controller for car
JP2001148608A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Smart Card Technologies:Kk Stereoscopic antenna
JP2003335116A (en) * 2002-05-16 2003-11-25 Yamatake Corp Tire with information acquiring function
WO2008018179A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Mitsui Chemicals, Inc. Antenna core and antenna

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63312480A (en) * 1987-06-16 1988-12-20 日産自動車株式会社 Locking and release controller for car
JP2001148608A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Smart Card Technologies:Kk Stereoscopic antenna
JP2003335116A (en) * 2002-05-16 2003-11-25 Yamatake Corp Tire with information acquiring function
WO2008018179A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Mitsui Chemicals, Inc. Antenna core and antenna

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013070369A (en) * 2011-09-07 2013-04-18 Hitachi Metals Ltd Short-range radiocommunication antenna device
CN105552562A (en) * 2016-02-03 2016-05-04 深圳市信维通信股份有限公司 Z-shaped patch NFC antenna and antenna system
JP2019096879A (en) * 2017-11-27 2019-06-20 プレモ・エセ・アPremo, S.A. Inductor device of light-weight configuration
CN115782479A (en) * 2022-11-25 2023-03-14 安徽拓扑思汽车零部件有限公司 TPMS (tire pressure monitor System) inflating valve and manufacturing method thereof

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