JP2010125920A

JP2010125920A - タイヤ情報送信機の取付け構造

Info

Publication number: JP2010125920A
Application number: JP2008300956A
Authority: JP
Inventors: Kota Iijima; 浩太飯島; Takashi Sano; 崇佐野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-06-10

Abstract

【課題】タイヤの回転等に伴う振動のタイヤ情報送信機への影響を最小限に抑えることができ、振動によってタイヤ情報送信機がタイヤ内壁から外れ落ちたり、タイヤ情報送信機の回路が破損したりする不具合を防止すること。
【解決手段】タイヤ側に取り付けられてタイヤ内の情報を測定し車両側装置に対してタイヤ情報を送信するトランスポンダ４０の取付け構造１０において、タイヤ本体２００の内側に緩衝材からなる保持体２０を一体形成し、前記保持体２０にタイヤ中心方向に開口した収容空間３０を形成し、前記収容空間３０にトランスポンダ４０を収容し、収容空間３０の開口部を蓋体５０で塞いだことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ情報送信機の取付け構造に係り、特にタイヤ内に装着されるタイヤ情報送信機（以下、「トランスポンダ」という）の取付け構造に関する。

従来、各種センサ（圧力センサ、温度センサ等）を組み込んだトランスポンダをタイヤ内に装着し、トランスポンダでタイヤ空気圧、タイヤ内温度等のタイヤ情報を検出して車両側装置に送信するタイヤ情報監視システムが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、タイヤ空気圧監視システムを構成するトランスポンダを取り付けたタイヤの断面構造の概略図である。図８はトランスポンダの取付け構造を抜き出して示す斜視図である。トランスポンダ１００はタイヤ本体２００の内壁に固定されている。トランスポンダ１００の取付け構造は、タイヤ本体２００の内壁の略中央部分に取り付けられる台形状のゴム台座１１０と、ゴム台座１１０上に取り付けられるアルミ台座１２０とからなり、アルミ台座１２０上にトランスポンダ１００の筺体が接着材などで固定されている。ゴム台座１１０は、タイヤ回転の加減速に伴う振動によるアルミ台座１２０への衝撃を和らげるためのものである。アルミ台座１２０は、強度を得るために肉厚に形成されている。なお、図７中の符号３００はホイールである。
特開２００４−０９８９２９号公報

しかしながら、従来のトランスポンダ取付け構造は、ゴム台座１１０上にアルミ台座１２０を介してトランスポンダ１００をタイヤ本体２００の内壁に取り付けるものであるので、タイヤの回転等の振動による首振りが生じ易く、それに伴いアルミ台座１２０がゴム台座１１０から剥離する可能性があり、また振動によってトランスポンダ１００内部の回路が破損する虞があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、タイヤの回転等に伴う振動のタイヤ情報送信機への影響を最小限に抑えることができ、振動によってタイヤ情報送信機がタイヤ内壁から外れ落ちたり、タイヤ情報送信機の回路が破損したりする不具合を防止でき、信頼性の向上したタイヤ情報送信機の取付け構造を提供することを目的とする。

本発明のタイヤ情報送信機の取付け構造は、タイヤ側に取り付けられてタイヤ内の情報を測定し車両側装置に対してタイヤ情報を送信するタイヤ情報送信機の取付け構造であって、タイヤの内周に緩衝材からなる保持体を一体形成し、前記保持体にタイヤ中心方向に開口した収容空間を形成し、前記収容空間に前記タイヤ情報送信機を収容し、前記収容空間の開口部を蓋体で塞いだことを特徴とする。

この構成によれば、タイヤの内周に一体形成した緩衝素材からなる保持体に収容空間を形成し、該収容空間にタイヤ情報送信機を収容する構成としたので、タイヤ回転時は遠心力によって収容空間の開口方向とは反対側に押し付ける力が作用し、緩衝素材からなる保持体の内壁で安定して保持される。したがって、タイヤ情報送信機を保持体の収容空間に収容するだけで簡単に取り付けることができ、しかも緩衝素材からなる保持体の収容空間内に収容されることからタイヤの回転等に伴う振動の影響を最小限に抑えることができ、タイヤ情報送信機を固定するための台座の剥離や、回路の破損を防止できる。

また本発明は、上記タイヤ情報送信機の取付け構造において、前記保持体は、タイヤの内周に沿ってリング状に形成され、タイヤ内の振動を吸収する吸音スポンジからなることを特徴とする。

この構成によれば、タイヤ内の振動を吸収する吸音スポンジを利用して保持部を構成でき、タイヤ内の構造を簡素化することかができる。

また本発明は、上記タイヤ情報送信機の取付け構造において、前記保持体は、前記収容空間がタイヤの内周方向に沿った複数箇所に形成され、いずれか１つの収納空間に前記タイヤ情報送信機を収容してなることを特徴とする。

この構成によれば、収容空間がタイヤの内周方向に沿った複数箇所に形成されるので、当初設置した収容空間で不具合が発生しても、予め形成した他の収納空間にタイヤ情報送信機を収容するだけの簡単な作業で修復作業を完了することができ、メンテナンス性の改善を図ることができる。

また本発明は、上記タイヤ情報送信機の取付け構造において、前記複数の収容空間のうち１つに前記タイヤ情報送信機が収容され、残りの少なくとも１つの収容空間に前記タイヤ情報送信機から送信された電波を受けて放射する補助アンテナが収容されたことを特徴とする。

この構成によれば、収容空間に収容されたタイヤ情報送信機が電波を放射困難な位置（例えば、路面と対向する位置）にある時でも、相対的に電波を放射可能な位置にある他の収容空間に収容された補助アンテナがタイヤ情報送信機から送信された電波を受けて放射するので、タイヤの回転角度によって電波が途切れることを防止できる。

本発明によれば、タイヤの回転等に伴う振動のタイヤ情報送信機への影響を最小限に抑えることができ、振動によってタイヤ情報送信機がタイヤ内壁から外れ落ちたり、タイヤ情報送信機の回路が破損したりする不具合を防止でき、信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、タイヤ情報監視システムにおけるトランスポンダのタイヤ内部への取付け構造を示す図である。図２は、トランスポンダ取付け構造をタイヤ回転軸と平行な面で切断した断面図である。トランスポンダ取付け構造１０は、タイヤ本体２００の内周に沿って当該タイヤ本体２００と一体に形成された断面台形状の緩衝素材からなりトランスポンダを保持するリング状の保持体２０と、リング状の保持体２０に形成された複数個（図２には８個を例示）の収容空間３０と、収容空間３０にタイヤ十法送信機となるトランスポンダ４０を収容した状態で収容空間３０の開口を閉塞する蓋体５０とを備える。

収容空間３０は、タイヤ中心からみて遠心力が作用する方向となる放射方向に向かって凹部状に形成され、タイヤ中心に向かって開放している。リング状の保持体２０は、緩衝素材の一つとしてタイヤ内部の空気の振動を吸収する吸音スポンジで構成されている。本発明は、保持体２０を構成する緩衝素材としてスポンジ材に限定されない。保持体２０を構成する緩衝素材としては、収容空間３０を形成する保持体２０の内壁がトランスポンダ４０に加えられる衝撃又は振動を緩めるように作用する緩衝機能と、タイヤ回転時においてもトランスポンダ４０を固定した状態で安定的に保持できる適度な剛性とを併せ持つ材料が適している。例えば、多孔質のウレタン発泡体が好適である。本実施の形態では、保持体２０を、タイヤ内部の空気の振動を吸収する吸音機能を有する吸音スポンジで構成している。好ましくは、タイヤ内部の空気の振動を吸収するためにタイヤ内部にリング状に一体形成した吸音スポンジを、トランスポンダ４０を保持するための保持体２０として用いる。

保持体２０に形成された８つの収容空間３０のうち１つに上述したトランスポンダ４０が収容される。また、トランスポンダ４０が収容された収容空間３０は閉塞した空間となるように蓋体５０で蓋がされる。蓋体５０は、保持体２０と同じ材料で肉厚に形成してもよいが、トランスポンダ４０が収容空間３０から外れるのを防止できればよい。例えばビニール製のテープであってもよい。つまり、トランスポンダ４０に加わる加重は主にタイヤ本体２００の回転による遠心力であるため、タイヤ回転中はトランスポンダ４０本体がタイヤ内壁側に押し付けられるので、トランスポンダ４０を封止する強度はそれ程要求されない。したがって、蓋体５０はタイヤ本体２００が停止しているときに収容空間３０からトランスポンダ４０が外れないように押さえる保持力が得られれば十分である。

なお、本実施の形態では保持体２０に８つの収容空間３０を設けたが、この数に限定はなく８つ未満でも９つ以上であっても構わない。収容空間３０を複数設けることで、現時点でトランスポンダ４０を収容している収容空間３０に不具合が生じても他の収容空間３０にトランスポンダ４０を移し替えることができ、継続使用が可能となる。
また、図１において、タイヤ本体２００にはそのトレッド面２０１が形成される部分に金属製ワイヤ２１０が内蔵されている。この金属製ワイヤ２１０はホイール３００とともに導波路を形成するが、その詳細については後述する。

図３は、収容空間３０とトランスポンダ４０と収容空間３０に蓋をする蓋体５０を示す斜視図である。収容空間３０は、大小２つの空間３０ａ，３０ｂからなり、奥側の小さい方の空間３０ａにトランスポンダ４０が収容され、手前側の大きい方の空間３０ｂに蓋体５０が収容される。トランスポンダ４０を収容する空間３０ａは、トランスポンダ４０の筺体外形より僅かに大きく形成されており、トランスポンダ４０を押し込んで挿入でき、挿入後はトランスポンダ４０の外周面に接触するようになっている。蓋体５０を収容する空間３０ｂは、蓋体５０の４つの側面が空間３０ｂを形成する４つ面と密着する大きさに形成されている。つまり、空間３０ｂは蓋体５０が隙間無く収まる大きさになっている。このように、トランスポンダ４０は空間３０ａ及び蓋体５０によって包み込まれるようにして保持されるので、外部からの振動によるトランスポンダ４０への影響が最小限に抑えられ、トランスポンダ４０の回路が破損することを防止できる。

タイヤ回転時は、遠心力が作用する方向となる放射方向に向かって凹部状に形成された収容空間３０の奥側にトランスポンダ４０が遠心力によって押圧されるので、トランスポンダ４０は収容空間３０に安定して保持される。よって、トランスポンダ４０を台座等に接着固定することなく、安定して固定でき、振動によってタイヤ情報送信機がタイヤ内壁から外れ落ちたり、タイヤ情報送信機の回路が破損したりする不具合を防止できる。

図４は、トランスポンダ４０の概略構成を示す断面図である。同図に示すようにトランスポンダ４０は、ジュラルミンからなる台座４１と、台座４１の上面に配設されるプリント基板４２と、プリント基板４２に実装された圧電素子４３、回路部品４４及び板状逆Ｆアンテナ４５と、部品が実装された状態のプリント基板４２を覆うケース４６とを備えて構成される。トランスポンダ４０は、圧電素子４３の出力からタイヤ空気圧等のタイヤ情報を検出して、それを高周波信号に変換して板状逆Ｆアンテナ４５から送信する。

このように本実施の形態に係るトランスポンダの取付け構造によれば、タイヤ本体２００の内周に沿ってタイヤ本体２００と一体に保持体２０を形成し、さらに保持体２０に複数の収容空間３０を形成して、そのうちの１つにトランスポンダ４０を収容するようにしたので、タイヤ回転に伴う振動のトランスポンダ４０への影響を最小限に抑えることができ、振動によってトランスポンダ４０が保持体２０から外れたり、トランスポンダ４０の回路が破損したりする虞を極力少なくできる。

また、トランスポンダ４０を収容する収容空間３０を複数形成したことで、現在トランスポンダ４０を収容している収容空間３０に不具合が生じても他の収容空間３０にトランスポンダ４０を移し替えることができるので、継続使用が可能となる。

また、保持体２０としてタイヤ内部の空気の振動を吸収する吸音スポンジを用いることにより、タイヤ内に吸音スポンジとは別に保持体２０を設ける必要がなくなり、構造の簡素化とコストダウンを図ることができる。特に、吸音スポンジは保持体２０に要求される緩衝機能と剛性とを併せ持っているので既存の吸音スポンジを加工するだけで保持体２０としての所要の機能を得ることができる。

ところで、トランスポンダ４０が路面と対向する位置に来ると電波の放射の効率が低下することが知られているが、上記実施の形態のトランスポンダ取付け構造を利用して別途補助アンテナを設けることで、電波の放射効率低下を防ぐことができる。補助アンテナはトランスポンダ４０が収容されていない空きの収容空間３０に収容する。

図５は、３個の補助アンテナ６０を空きの収容空間３０に設けたタイヤ断面構造を示す図である。３個の補助アンテナ６０は、１つがトランスポンダ４０と対向する反対側の位置に設置され、この補助アンテナ６０に対して９０度ずれた位置に残りの２つが設置されている。このような配置によりタイヤ本体２００がいずれの回転角度であっても必ず放射可能な状態にある補助アンテナ６０が存在する。また、トランスポンダ４０から放射された電波（高周波信号）は、図１に示すタイヤ本体２００のトレッド面２０１が形成される部分に内蔵された金属製ワイヤ２１０とホイール３００との間で形成される導波路を伝わり、放射可能な状態にある補助アンテナ６０から中空へ放射される。これにより、トランスポンダ４０が路面と対向する位置に来ても継続して電波を効率よく放射することが可能となる。

図６は、収容空間３０と補助アンテナ６０と収容空間３０を閉塞する蓋体５０Ａを示す斜視図である。補助アンテナ６０は、板状の台座６０ａと、台座６０ａの中央部分に取り付けられたアンテナ素子６０ｂとから構成される。補助アンテナ６０は、収容空間３０の奥側の小さい方の空間３０ａに収容される。補助アンテナ６０の台座６０ａは空間３０ａより僅かに小さく形成されており、補助アンテナ６０がその中で僅かに動くことができるようになっている。蓋体５０Ａは、収容空間３０の手前側の大きい方の空間３０ｂに収容される。蓋体５０Ａは、前述した蓋体５０と同様にその４つの側面が空間３０ｂを形成する４面と密着する大きさに形成されている。また、蓋体５０Ａには、補助アンテナ６０のアンテナ素子６０ｂが通過する孔５０Ａａが形成されている。

このように、タイヤ本体２００に形成した収容空間３０に補助アンテナ６０を簡易に固定することができ、トランスポンダ４０が路面と対向する位置に来ても継続して電波を効率よく放射することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものでは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。たとえば、保持体２０は、タイヤの内周に沿ってリング状に連続していなくても良く、分離された１つ又は複数の保持体で構成することもできる。

本発明は、タイヤ情報監視システムのタイヤ側デバイスであるトランスポンダの取付け構造に適用可能である。

本発明の一実施の形態に係るトランスポンダ取付け構造をタイヤ回転軸と直交する面で切断した断面図である。上記一実施の形態に係るトランスポンダ取付け構造をタイヤ回転軸と平行な面で切断した断面図である。上記一実施の形態に係るトランスポンダ取付け構造の斜視図である。タイヤ情報監視システムを構成する通信機の概略構成を示す断面図である。上記一実施の形態に係るトランスポンダ取付け構造の応用例のアンテナ装着状況を概念的に示す図である。図５に示す応用例での収容空間とアンテナと蓋体とを示す斜視図である。従来のトランスポンダ取付け構造を概念的に示す図である。図７の従来のトランスポンダ取付け構造を示す斜視図である。

符号の説明

１０…トランスポンダ取付け構造
２０…保持体
３０…収容空間
３０ａ…空間（トランスポンダ収納用）
３０ｂ…空間（蓋体はめ込み用）
４０…トランスポンダ
４１…台座
４２…プリント基板
４３…圧電素子
４４…回路部品
４５…板状逆Ｆアンテナ
４６…ケース
５０…蓋体
５０Ａ…蓋体（アンテナ用）
６０…補助アンテナ
６０ａ…台座
６０ｂ…アンテナ素子
２００…タイヤ本体
２０１…トレッド面
２１０…金属製ワイヤ
３００…ホイール

Claims

タイヤ側に取り付けられてタイヤ内の情報を測定し車両側装置に対してタイヤ情報を送信するタイヤ情報送信機の取付け構造であって、
タイヤの内周に緩衝材からなる保持体を一体形成し、前記保持体にタイヤ中心方向に開口した収容空間を形成し、前記収容空間に前記タイヤ情報送信機を収容し、前記収容空間の開口部を蓋体で塞いだことを特徴とするタイヤ情報送信機の取付け構造。
前記保持体は、タイヤの内周に沿ってリング状に形成され、タイヤ内の振動を吸収する吸音スポンジからなることを特徴とする請求項１記載のタイヤ情報送信機の取付け構造。
前記保持体は、前記収容空間がタイヤの内周方向に沿った複数箇所に形成され、いずれか１つの収納空間に前記タイヤ情報送信機を収容してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ情報送信機の取付け構造。
前記複数の収容空間のうち１つに前記タイヤ情報送信機が収容され、残りの少なくとも１つの収容空間に前記タイヤ情報送信機から送信された電波を受けて放射する補助アンテナが収容されたことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ情報送信機の取付け構造。