JP2018065494A - タイヤ情報取得装置及びゴム台座付きタイヤ情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム台座への負荷を小さくできる構成のタイヤ情報取得装置と耐久性に優れたゴム台座付きタイヤ情報取得装置を提供する。【解決手段】電源部１２と、タイヤの情報を取得するセンサ１４を備えたセンサモジュールと、電源部１２とセンサモジュールとを収納する筺体１３とを備え、タイヤ内面に設置されるタイヤ情報取得装置１０において、筺体１３を、一方の面がタイヤ内面に取付けられ、他方の面に電源部１２とセンサモジュールとが取付けられる板状の底部１３ａと、底部１３ａに接続されて、電源部１２とセンサモジュールとを覆う被覆部１３ｂ，１３ｃとを備えた構成とするとともに、センサモジュールを、電源部１２の両側に配置される第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂから構成し、更に、電源部１２と第１のモジュール部と前記第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂとを、タイヤ径方向とは垂直な方向に沿って配列した。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの情報を取得するセンサを有するセンサモジュールを備え、タイヤの内面に取付けられるタイヤ情報取得装置に関する。

従来、圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等のセンサと増幅器及び送信器が配置されたセンサモジュールと、電池又は発電素子から成る電源部とを一体化したタイヤ情報取得装置を、ゴム台座を介してタイヤの内面に装着し、タイヤ内圧などの走行中のタイヤの状態を検出するとともに、検出されたセンサ情報を車両側に送信する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１６０５１２号公報

しかしながら、上記特許文献１のタイヤ情報取得装置では、センサモジュールと電源部とがタイヤ径方向に積み重なっているため、タイヤの踏込時には、タイヤ情報取得装置に大きな曲げモーメントが作用し、その結果、ゴム台座に大きな負荷がかかっていた。
ゴム台座に繰り返し大きな負荷がかかると、ゴム台座に亀裂が入るなどして、タイヤ情報取得装置がゴム台座から外れてしまうなど、といった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム台座への負荷を小さくできる構成のタイヤ情報取得装置と耐久性に優れたゴム台座付きタイヤ情報取得装置を提供することを目的とする。

本発明は、電源部と、タイヤの情報を取得するセンサを備えたセンサモジュールと、前記電源部と前記センサモジュールとを収納する筺体とを備え、タイヤ内面に設置されるタイヤ情報取得装置であって、前記筺体が、一方の面がタイヤ内面に取付けられ、他方の面に前記電源部と前記センサモジュールとが取付けられる板状の底部と、前記底部に接続されて、前記電源部と前記センサモジュールとを覆う被覆部とを備え、前記センサモジュールが、前記電源部の両側に配置される第１及び第２のモジュール部を備え、前記電源部と前記第１のモジュール部と前記第２のモジュール部とが、前記タイヤの径方向とは垂直な方向に沿って配列されていることを特徴とする。
このように、センサや回路基板などを備えたセンサモジュールと、電池などの電源部とを平積み（タイヤの径方向とは垂直な面内に配置）して筺体に収納することで、タイヤ情報取得装置に作用するモーメントを低減するようにしたので、タイヤ情報取得装置の耐久性を向上させることができる。
また、センサモジュールを、センサモジュールよりも厚みがあり重量も重い電源部の両側に配置したので、筺体の上下の肉厚を薄くしてタイヤ情報取得装置を軽量化できる。それと同時に、重量も重い電源部が中央に配置されているので、タイヤ情報取得装置に作用する回転モーメントを小さくできる。したがって、ゴム台座への負荷が更に小さくなり、タイヤ情報取得装置の耐久性が向上する。

また、前記底部のタイヤ内面側の面を、前記タイヤの内面に沿った凸面として、タイヤの踏込時における衝撃を緩和できるようにしたので、タイヤ情報取得装置の耐久性が更に向上する。なお、タイヤ情報取得装置を接着剤などで直接タイヤ内面に取付けた場合も、タイヤ転動による接着層への負荷を低減できるので、タイヤ情報取得装置の耐久性が向上する。

また、前記第１及び第２のモジュール部の前記電源部側の面の形状を、前記電源部の外周面に沿った形状としたので、タイヤ情報取得装置を軽量化できる。
また、前記第１及び第２のモジュール部を、前記凸面の形状に沿って傾いた状態で前記底部に取付けたので、筺体の底面側及び側面側の肉厚を薄型化でき、タイヤ情報取得装置を軽量化できる。

また、本発明は、電源部と、タイヤの情報を取得するセンサを備えたセンサモジュールと、前記電源部と前記センサモジュールとを収納する筺体とを備えたタイヤ情報取得装置と、前記タイヤ情報取得装置を装着して前記タイヤの内面に取付けられるゴム製の台座とを備えたゴム台座付きタイヤ情報取得装置であって、前記タイヤ情報取得装置が、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置であることを特徴とする。
このような、ゴム台座付きタイヤ情報取得装置をタイヤ内面に装着すれば、長期間に亘り、タイヤの情報を安定して取得することができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本実施の形態１に係る台座付きタイヤ情報取得装置を示す図である。 本実施の形態２に係るタイヤ情報取得装置を示す図である。 本実施の形態３に係るタイヤ情報取得装置を示す図である。

実施の形態１．
図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態１に係るゴム台座付きタイヤ情報取得装置１０Ｇを示す図で、（ａ）図は側面図、（ｂ）図は平面図、（ｃ）図はゴム台座２０に装着されるタイヤ情報取得装置１０の平面図である。
ゴム台座付きタイヤ情報取得装置１０Ｇは、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂと電源部１２と筺体１３とを備えたタイヤ情報取得装置１０と、底板２１と一対の保持部２２Ａ，２２Ｂとを備えタイヤ情報取得装置１０を装着してタイヤ３０の内面に取付けられるゴム台座２０とを備える。

本例のタイヤ情報取得装置１０は、電源部１２として、円板状の電池（いわゆる、ボタン電池）を用いるとともに、円板状のセンサモジュールを半分に分割した形態の第１のモジュール部１１Ａと第２のモジュール部１１Ｂとを、第１のモジュール部１１Ａの円弧部がタイヤ周方向の踏み込み側に位置し、第２のモジュール部１１Ｂの円弧部が蹴り出し側に位置するように、電源部１２の両側に配置した。
以下、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂ及び電源部１２の配列方向であるタイヤ周方向を長さ方向、タイヤ径方向を上下方向、タイヤ幅方向を幅方向とする。

第１のモジュール部１１Ａには、例えば、タイヤの情報を取得するセンサ１４、増幅器１５、ＡＤ変換器１６などが平面視半円の回路基板１７Ａ上に搭載され、第２のモジュール部１１Ｂには、送信機１８や平面アンテナ１９などが平面視半円の回路基板１７Ｂ上に搭載される。センサ１４としては、圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等のうちの一つもしくは複数が用いられる。
なお、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂと電源部１２と電気的に接続する電源線とアース線、及び、第１のモジュール部１１Ａと第２のモジュール部１１Ｂとを電気的に接続する信号線とアース線については省略した。
第１のモジュール部１１Ａと第２のモジュール部１１Ｂは、それぞれ、円板状のセンサモジュールを２分割したものであるが、電源部１２は、分割前のセンサモジュールよりも厚みがあり重量も重いため、電源部１２と分割前のセンサモジュールとをタイヤ周方向に配列した場合には、踏み込み側もしくは蹴りだし側が重くなり、その結果、タイヤ３０の転動時には、タイヤ幅方向周りのモーメントが作用する。
これに対して、本例では、センサモジュールを、互いに対称な２つのモジュール部（第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂ）に分割して電源部１２の両側に配置することで、タイヤ３０の転動時に作用するタイヤ幅方向周りのモーメントを低減することができるようにしている。したがって、ゴム台座にかかる負荷を小さくできるので、ゴム台座２０に亀裂が入るなどして、タイヤ情報取得装置１０がゴム台座から外れることを防止することができ、タイヤ情報取得装置１０の耐久性を向上させることができる。
なお、タイヤ情報取得装置１０を接着剤などで直接タイヤ内面に取付けた場合も、タイヤ転動による接着層への負荷を低減できるので、タイヤ情報取得装置１０の耐久性が向上する。
また、最も厚みのある電源部１２（電池）を中央に配置し、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂを長さ方向に振り分けて配置したので、筺体１３の上下の肉厚を薄くすることができ、タイヤ情報取得装置１０を軽量化できる。

筺体１３は、ウレタン樹脂やフッ素化樹脂などの樹脂材料から成り、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂと電源部１２（以下、装置本体１０Ｓという）を覆うもので、例えば、装置本体１０Ｓが設置されたモールド内にウレタン樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂材料を注入して固化させることで形成することができる。
あるいは、装置本体１０Ｓの表面に、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂などをコーティングして筐体１３を形成してもよい。コーティングの方法としては、デッピングや塗布など、周知の方法を用いることができる。
以下、筐体１３のタイヤ内面側（後述するゴム台座２０の底板２１側）を筺体底部１３ａ、側面側を筐体側部１３ｂ、上部側を筐体上部１３ｃという。図１（ｂ），（ｃ）では、図を見やすくするため、筐体上部１３ｃを示す右下がりの斜線を省略した。
本例では、筺体底部１３ａの下側の面（タイヤ内面側の面）を、タイヤの内面に沿った凸な面とした。このように、筺体底部１３ａの下側の面を、タイヤ周方向Ｒを考慮した面とすることで、タイヤの踏込時における衝撃を緩和することができる。

ゴム台座２０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、底板２１と一対の保持部２２Ａ，２２Ｂとを備えたゴム部材から成る。
底板２１は、電源部１２のタイヤ周方向長さである電池の直径よりも長い片を有する正方形と、この正方形の両側に配置された第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂの半径よりも大きな半径を有する２つの半円部とを有する平面視トラック状を成す平板状の部材である。
保持部２２Ａは、踏み込み側とタイヤ幅方向両側の周縁部が底板２１に接続され、蹴りだし側に開口部を有する平面視半円状の袋状の部材で、底板２１の踏み込み側に配置されて、底板２１のタイヤ内面側とは反対側の面との間に、タイヤ情報取得装置１０の第１のモジュール部１１Ａ側を収納するための収納空間を形成する。
保持部２２Ｂは、蹴りだし側とタイヤ幅方向両側の周縁部が底板２１に接続され、踏み込み側に開口部を有する平面視半円状の袋状の部材で、底板２１の踏み込み側に配置されて、底板２１のタイヤ内面側とは反対側の面との間に、タイヤ情報取得装置１０の第２のモジュール部１１Ｂ側を収納するための収納空間を形成する。
なお、収納空間の半円部の半径は第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂの半径よりも若干小さめにすることはいうまでもない。
これにより、タイヤ情報取得装置１０は、筺体１３の、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂを覆う部分の電源部１２とは反対側の部分がゴム台座２０との嵌め合い部となって、ゴム台座２０に装着されることになる。
タイヤ情報取得装置１０をゴム台座２０に装着すると、ゴム台座２０の底板２１は、タイヤ情報取得装置１０の筺体底部１３ａの下側の面と同じく、タイヤ周方向Ｒを考慮した面になるよう変形するので、ゴム台座２０をタイヤ内面との間に不要な隙間をつくることなく接着することができる。
したがって、このようなゴム台座付きタイヤ情報取得装置１０Ｇをタイヤ内面に取付けて、タイヤ気室内の圧力やタイヤ３０に作用する加速度などのタイヤ情報を取得すれば、長期間に亘り、タイヤ情報を安定して取得することができる。

実施の形態２．
前記実施の形態１では、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂの形状を平面視半円状としたが、図２（ａ），（ｂ）に示すように、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂの電源部１２側の面の形状を、電源部１２の外周面である円筒の側面に沿った形状とすれば、タイヤ情報取得装置１０を軽量化することができる。
すなわち、基板やＩＣチップなどから成る第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂ部の密度は、一般に、樹脂などの筺体１３を構成する材料の密度よりも低いので、第１及び第２のモジュール部の体積を増やし、筺体１３の体積を減ずるようにすれば、タイヤ情報取得装置１０全体の重量を効果的に低減することができる。

実施の形態３．
前記実施の形態２では、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂの形状を、電源部１２の外周面である円筒の側面に沿った形状としたが、それに加えて、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂを、筺体底部１３ａの下側の面に沿った凸面（タイヤの内面に沿った凸面）の形状に沿って傾いた状態で配置すれば、装置本体１０Ｓのタイヤ周方向長さが短くなるので、筺体底部１３ａの凸面形状に対する第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂ下部と電源部１２下部の肉厚を薄くできるとともに、筺体１３の側面側の肉厚についても薄くできるので、タイヤ情報取得装置１０を更に軽量化できる。

以上、本発明を実施の形態及び実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態１〜３では、電源部１２と第１のモジュール部１１Ａと第２のモジュール部１１Ｂの配列方向をタイヤ周方向としたが、タイヤ幅方向でもよいし、タイヤ周方向とタイヤ幅方向とに交差する方向であってもよい。
また、前記実施の形態１〜３では、筐体１３を、モールド内にウレタン樹脂やエポキシ樹脂などの樹脂材料を注入・固化させて装置本体１０Ｓを覆うことで、筐体１３を形成したが、図１の筺体１３をタイヤ幅方向もしくはタイヤ周方向に半割りした一対の樹脂成形物から筺体を構成してもよい。
また、前記実施の形態１〜３では、分割前のセンサモジュールを円板状としたが、分割前のセンサモジュールの形状はこれに限るものではなく、矩形状あるいは多角形状であってもよい。要は、センサモジュールを、互いに対称な２つのモジュール部（第１及び第２のモジュール部１１Ａ，１１Ｂ）に分割して電源部１２の両側に配置する構成とすれば、タイヤ３０の転動時に作用するイヤ幅方向周りのモーメントを低減することができ、タイヤ情報取得装置１０の耐久性を向上させることができる。

１０Ｇ ゴム台座付きタイヤ情報取得装置、１０ タイヤ情報取得装置、
１１Ａ 第１のモジュール部、１１Ｂ 第２のモジュール部、１２ 電源部、
１３ 筐体、１３ａ 筺体底部、１３ｂ 筐体側部、１３ｃ 筐体上部、
１４ センサ、１５ 増幅器、１６ ＡＤ変換器、１７Ａ，１７Ｂ 回路基板、
１８ 送信機、１９ 平面アンテナ、
２０ ゴム台座、２１ 底板、２２Ａ，２２Ｂ 保持部材、３０ タイヤ。

Claims (5)

1. 電源部と、タイヤの情報を取得するセンサを備えたセンサモジュールと、前記電源部と前記センサモジュールとを収納する筺体とを備え、タイヤ内面に設置されるタイヤ情報取得装置であって、
   前記筺体が、
   一方の面がタイヤ内面に取付けられ、他方の面に前記電源部と前記センサモジュールとが取付けられる板状の底部と、
   前記底部に接続されて、前記電源部と前記センサモジュールとを覆う被覆部とを備え、
   前記センサモジュールが、
   前記電源部の両側に配置される第１及び第２のモジュール部を備え、
   前記電源部と前記第１のモジュール部と前記第２のモジュール部とが、
   前記タイヤの径方向とは垂直な方向に沿って配列されていることを特徴とするタイヤ情報取得装置。
2. 前記底部のタイヤ内面側の面を、前記タイヤの内面に沿った凸な面としたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報取得装置。
3. 前記第１及び第２のモジュール部の前記電源部側の面の形状を、前記電源部の外周面に沿った形状としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ情報取得装置。
4. 前記第１及び第２のモジュール部が、前記凸面の形状に沿って傾いた状態で前記底部に取付けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のタイヤ情報取得装置。
5. 電源部と、タイヤの情報を取得するセンサを備えたセンサモジュールと、前記電源部と前記センサモジュールとを収納する筺体とを備えたタイヤ情報取得装置と、前記タイヤ情報取得装置を装着して前記タイヤの内面に取付けられるゴム製の台座とを備えたゴム台座付きタイヤ情報取得装置であって、
   前記タイヤ情報取得装置が、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置であることを特徴とするゴム台座付きタイヤ情報取得装置。
   

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