JP2022159314A - タイヤセンサモジュールおよびタイヤセンサ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
圧電センサと制御部との間に緩衝部を設けることで、タイヤに追従したシート状の圧電センサの変形が制御部によって妨げられることを抑制できる、すなわち、シート状の圧電センサは、タイヤの変形に追従して撓みやすい状態でタイヤセンサモジュールに組み込まれることが可能になる。
圧電センサの変形を吸収する柔軟部が圧電センサと制御部との両方に接することにより、両者の位置関係を維持できる。これにより、測定条件が一定になり、圧電センサの測定精度が向上する。
緩衝部に柔軟部が設けられていない空隙部を設けたり、柔軟部にスリットを設けたりすることで、緩衝部において柔軟部が変形しやすくなるから、圧電センサがより変形しやすくなる。
スリットを設けることにより柔軟部が変形し易くなるとともに、アンカーによって柔軟部と制御部との位置関係を安定的に維持することができる。これにより、測定条件が一定になり、圧電センサの測定精度が向上する。
前記コンテナは、前記タイヤセンサモジュールの前記圧電センサを所定の位置に保持するためのコンテナ側アンカーを備えていてもよい。
上記のタイヤセンサモジュールは、前記緩衝部が、前記制御部よりもヤング率が小さい柔軟部を備えており、前記柔軟部が、前記圧電センサおよび前記制御部と接触していてもよい。
円形とすることにより、圧電センサを設置する方向によらず、同一条件で測定することができるから、圧電センサをタイヤに設置する作業が容易になる。
図1(a)は、本実施形態の複合圧電素子10の構成を模式的に示す平面図であり、図1(b)は図1(a)のA-A矢視断面図であり、図1(c)は図1(a)のB-B矢視断面図である。これらの図に示すように、複合圧電素子10は、ベースフィルム11と、ベースフィルム11に配された第1電極層12と、前記第1電極層に配された圧電体層13と、圧電体層13に配された第2電極層14と、を備えている。
先ず、溶剤に可溶な非晶性ポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂を用い、このバインダー樹脂とカルビトールアセテート等の溶剤とニオブ酸カリウムの粒体とを所望の配合比で混合し、3本ロール等の混合機でそれぞれを均一に分散させ、誘電体ペーストを作製する。
図3(a)は、本実施形態の複合圧電素子30の構成を模式的に示す平面図、図3(b)は図3(a)のA-A矢視断面図、図3(c)は図3(a)のB-B矢視断面図、である。これらの図に示すように、本実施形態の複合圧電素子30は、平面視において、緩衝部16を含む複合圧電素子30全体にベースフィルム11が形成されている構成において、第1実施形態の複合圧電素子10と異なっている。
複合圧電素子を備えたタイヤ状態測定装置として本発明を実施する場合について、以下に説明する。
図5(a)および図5(b)は、複合圧電素子10を備えた本実施形態のタイヤ状態測定装置50により測定されるタイヤ60の状態を模式的に示す平面図である。
図5(a)は、自動車などに取り付けられたタイヤ60が回転していない状態を示している。同図に示すように、タイヤ60が回転しない自動車の駐停車中には、自動車の重量によってタイヤ60の接地部61すなわち路面70と接触する部分がタイヤの周方向において伸びる。
複合圧電素子を備えたタイヤ状態測定装置を、タイヤセンサモジュールとコンテナとを備えたタイヤセンサ装置として実施する態様について、以下に説明する。
図14は、分離された状態のタイヤセンサ装置を示す斜視図であり、図15は、タイヤセンサ装置がタイヤに取り付けられた状態を示す一部断面斜視図である。図14に示すように、タイヤセンサ装置100は、タイヤセンサモジュール80と、タイヤセンサモジュール80を内包可能なコンテナ85とを備えている。図15に示すように、タイヤセンサ装置100は、タイヤ60の内側面64に取り付けられたコンテナ85にタイヤセンサモジュール80が内包された状態で、タイヤ60の状態を測定する。
図8は、本実施形態のタイヤセンサモジュールおよびタイヤセンサ装置を示す断面図である。本実施形態のタイヤセンサ装置200のタイヤセンサモジュール90は、制御部82の硬質樹脂824よりもヤング率が小さい(柔らかい)柔軟部93が緩衝部83に設けられている構成において、第1実施形態のタイヤセンサ装置100のタイヤセンサモジュール80と異なっている。本発明において、素材の柔らかさはヤング率により評価し、ヤング率が小さいほど柔らかい(大きいほど硬い)という。
11 :ベースフィルム
12、14 :第1電極層
121、141 :端子部
13 :圧電体層
13a、13b、13c :帯状部
15 :測定部
16 :緩衝部
17 :切欠き部
50 :タイヤ状態測定装置
60 :タイヤ
61 :接地部
62 :上流部
63 :下流部
64 :内側面
70 :路面
80、90:タイヤセンサモジュール
81 :圧電センサ
82 :制御部
82R :保持部
82E :端部
821 :基板
822 :通信部
823 :電源
824 :硬質樹脂
83 :緩衝部
84 :アンカー
85 :コンテナ
86 :底内側面
87、88:コンテナ側アンカー
93 :柔軟部
94 :空隙部
95 :スリット
100、200 :タイヤセンサ装置(タイヤ状態測定装置)
h :高さ
L: 長さ
W1、W2: 幅
Claims (11)
- タイヤの変形を計測可能なシート状の圧電センサと、
前記圧電センサの計測結果を演算処理可能な制御部と、を備えたタイヤセンサモジュールにおいて、
前記圧電センサと前記制御部との間に緩衝部を備えていることを特徴とするタイヤセンサモジュール。 - 前記緩衝部は、前記制御部よりもヤング率が小さい柔軟部を備えており、
前記柔軟部が前記圧電センサおよび前記制御部と接触している、請求項1に記載のタイヤセンサモジュール。 - 前記柔軟部のヤング率が10~1000MPaである、請求項2に記載のタイヤセンサモジュール。
- 前記緩衝部は、前記柔軟部と空隙部とを備えている、請求項2に記載のタイヤセンサモジュール。
- 前記柔軟部にスリットを備えている、請求項2に記載のタイヤセンサモジュール。
- 前記制御部がアンカーを備えており、
前記アンカーが前記スリットに挿入されている、請求項5に記載のタイヤセンサモジュール。 - 前記制御部が、通信部を備えている、請求項1に記載のタイヤセンサモジュール。
- 前記制御部が、磁気センサ、加速度センサまたは磁石を備えている、請求項1に記載のタイヤセンサモジュール。
- 請求項1に記載のタイヤセンサモジュールと、
前記タイヤセンサモジュールを内包可能であり、タイヤの内側に固定される弾性変形可能なコンテナと、を備えていることを特徴とするタイヤセンサ装置。 - 前記コンテナは、前記タイヤセンサモジュールの前記圧電センサを所定の位置に保持するためのコンテナ側アンカーを備えている、請求項9に記載のタイヤセンサ装置。
- 前記タイヤセンサモジュールは、
前記緩衝部が、前記制御部よりもヤング率が小さい柔軟部を備えており、
前記柔軟部が、前記圧電センサおよび前記制御部と接触している、請求項10に記載のタイヤセンサ装置。
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