JP3626269B2 - Transponder fitted tire - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、トランスポンダ装着タイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤに関して識別、内圧、温度、及び回転数等を得ようとする場合、特定のタイヤから離れた位置より電気的発振エネルギーを受けて、そのタイヤに埋設したトランスポンダから信号を送るタイプの技術が知られている。
【０００３】
また、トランスポンダは集積回路と、これを保護する外殻からなり、その形状は小さなコイン状、または円柱状など様々である。
【０００４】
この種の技術の一例が実開平２−１２３４０４号公報に開示されている。この技術では、トランスポンダのタイヤにおける埋設位置は、カーカスプライ巻き上げ部先端レベルの中央部、またはバットレス部のカーカスプライ外面上に設定されている。
【０００５】
また、他の例として実開平７−１３５０５号公報にトランスポンダを装着した空気入りタイヤが開示されている。これは前述した技術を改良したものである。即ち、前述した技術においては、トランスポンダはタイヤにとって異物であるため、タイヤ実質中に埋設すると、タイヤ製造時の加硫工程でトランスポンダが受ける高温・高圧、及びタイヤの負荷転動時にトランスポンダが受ける外力と、タイヤが発する熱等によって、トランスポンダ自体の故障の発生が懸念される。これらの問題点を解決するため、この空気入りタイヤでは、トロイダル状タイヤのビード部内周面に備えた降起部にトランスポンダ収納用ポケットを設けている。
【０００６】
これにより、トランスポンダ収納用ポケットを有する降起部を、タイヤを構成する部分から外れた、タイヤ内周面における走行時に動きの少ないビード部に設けているので、タイヤに与える悪影響が無く、またポケットに対するトランスポンダの入出が自在にできるため、収納したトランスポンダの点検、または必要な場合の取り替えを自由に行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のトランスポンダでは、内部の電子回路を動作させるために電池を用いる場合が殆どであり、電池が消耗すると動作しなくなる。このため、定期的に電池を交換する必要があり、交換作業に多大な手間を必要とした。また、タイヤ内にトランスポンダを埋め込んだものでは、電池交換を行うことができなかった。
【０００８】
さらに、電池は熱による影響を受けやすく、高温となるタイヤの製造或いは使用条件下ではトランスポンダとしての機能の低下を招く恐れがあった。
【０００９】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、電池を必要としないトランスポンダ装着タイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、前記トランスポンダは、タイヤの変形等によってタイヤ内に発生する熱を電気エネルギーに変換する電気エネルギー生成手段を有し、少なくとも該電気エネルギー生成手段は、空気入りタイヤのカーカス巻き上げ端末部よりもややトレッド側に設けられ、該電気エネルギー生成手段により供給される電気エネルギーによって動作するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１１】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、少なくとも電気エネルギー生成手段は、空気入りタイヤのカーカス巻き上げ端末部よりもややトレッド側に設けられ、該電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形等によりタイヤ内に発生する熱が電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによりトランスポンダが駆動される。
【００１２】
また、請求項２では、所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、前記トランスポンダは、タイヤの変形等によってタイヤ内に発生する熱を電気エネルギーに変換する電気エネルギー生成手段を有し、少なくとも該電気エネルギー生成手段は、空気入りタイヤのトレッド部に埋設されているスチールベルトの端末部に設けられ、該電気エネルギー生成手段により供給される電気エネルギーによって動作するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１３】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、少なくとも電気エネルギー生成手段は、車両走行時に発熱量の多いタイヤのトレッド部に埋設されているスチールベルトの端末部に設けられ、該電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形等によりタイヤ内に発生する熱が電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによりトランスポンダが駆動される。
【００１４】
また、請求項３では、請求項１又は２記載のトランスポンダ装着タイヤにおいて、前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーと前記電気エネルギー生成手段により供給される電気エネルギーとを併用するトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００１５】
該トランスポンダ装着タイヤによれば、電磁波受信手段によって所定周波数の電磁波が受信されると、該電磁波エネルギーはエネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換される。さらに、電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形等によって発生する応力或いは熱が電気エネルギーに変換され、これらの電気エネルギーによってトランスポンダが駆動される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る参考例におけるタイヤ装着用トランスポンダを示す外観図である。図において、１はトランスポンダで、トランスポンダ本体１Ａと発電部１Ｂとから構成されている。トランスポンダ本体１Ａは、セラミック基板上に電子回路及びアンテナ線が印刷によって形成され、この電子回路がセラミック絶縁体によってモールドされ、直径１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの直方体形状をなしている。
【００１７】
また、トランスポンダ本体１Ａの下面には、トランスポンダ本体１Ａと同様の形状の発電部１Ｂが張り付けられている。この発電部１Ｂは、周知の圧電素子によって構成され、外部より加わる圧力に対応して電力が発生するものである。タイヤに装着した場合には、タイヤが変形することによって発生する応力が発電部１Ｂに加わり、これにより起電力が生じる。
【００１８】
図２は、トランスポンダ本体１Ａ及び発電部１Ｂを示す電気系回路のブロック図である。図において、１Ａはトランスポンダ本体で、受信用アンテナ１１、第１の整流回路１２、中央処理部１３、記憶部１４、発信部１５、送信用アンテナ１６、蓄電器１７及び第２の整流回路１８から構成されている。
【００１９】
また、発電部１Ｂは周知の圧電素子１９Ａによって構成されている。この圧電素子１９Ａは、例えば水晶（ＳｉＯ2 ）、ロッシェル塩（ＫＮａＣ4Ｈ4Ｏ6）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、或いは強誘電ポリマーからなるものである。
【００２０】
第１の整流回路１２は、ダイオード121,122、コンデンサ123、及び抵抗器124から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路１２の入力側には受信用アンテナ１１が接続され、受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換して、蓄電器１７に蓄えると同時に中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。
【００２１】
中央処理部１３は、周知のＣＰＵ131及びディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器132から構成され、ＣＰＵ131は電源が供給されて駆動するとＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部１４内に記憶されている情報を読み出して、この情報をＤ／Ａ変換器132を介して発信部１５に出力する。
【００２２】
発信部１５は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、発振回路151によって発振された、例えば３００ＭＨｚの搬送波を、中央処理部１３から入力した情報信号に基づいて、変調回路152で変調して、これを高周波増幅回路153を介して送信用アンテナ１６に供給する。
【００２３】
第２の整流回路１８は、ダイオード181,182、コンデンサ183、及び抵抗器184から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路１８の入力側には発電部１Ｂが接続され、発電部１Ｂの圧電素子１９Ａに誘起した交流電流を整流して直流電流に変換して、蓄電器１７に蓄えると同時に中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。
【００２４】
一方、前述したトランスポンダ１に対しては、例えば図３に示すようなスキャナが用いられる。図において、２はスキャナで、受信用アンテナ２１、受信部２２、中央処理部２３、キーボード２４、表示部２５、発信部２６、送信用アンテナ２７、及びこれらへ電源を供給する電源部２８から構成されている。
【００２５】
ここで、参考例におけるスキャナ２とは、後述するようにトランスポンダ１に対して第１の周波数の電磁波を輻射しながら、これに伴ってトランスポンダ１から輻射される第２の周波数の電磁波を受信することにより、トランスポンダ１への情報アクセスを行うものを言う。
【００２６】
スキャナ２の受信部２２は、受信機221とアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換器222から構成され、受信器221の入力側は受信用アンテナ２１に接続され、３００ＭＨｚの高周波を受信し、これを検波した後、Ａ／Ｄ変換器222を介して中央処理部２３に出力する。
【００２７】
中央処理部２３は、周知のＣＰＵ231及びメモリ232から構成され、中央処理部231はキーボード２４から入力された命令に基づいて、受信部２２から入力した情報をメモリ232に記憶すると共に表示部２５に表示する。
【００２８】
さらに、発振部２６は発信回路261とスイッチ262から構成され、発信回路261はスイッチ262がオンされたときに、例えば１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号を送信用アンテナ２７に出力する。
【００２９】
また、スキャナ２は、例えば図４に示すように、ピストル形状の筐体２Ａ内に組み込まれている。この筐体２Ａの先端部には、受信用アンテナ２１及び送信用アンテナ２７が配置され、上面にはキーボード２４及び表示部２５が配置されている。さらに、グリップ２Ｂ前部のトリガー位置にはスイッチ262が配置されている。
【００３０】
前述の構成よりなるトランスポンダ１は、図５に示すように、タイヤ３の内壁面３１に貼り付けたり或いはタイヤ３内に埋設して取り付けられる。このとき、タイヤ３に発生する応力や圧力が発電部１Ｂに効率よく伝わる位置に取り付けることが望ましい。例えば、図６に示すように、タイヤ３のサイドウォール部３２やトレッド部３３に埋設されているスチールベルト３４の端末部位置に取り付けると効果的である。
【００３１】
一方、図７に示すように、トランスポンダを取り付けたタイヤの管理は前述したハンディー型のスキャナ２を用いることにより、製造時等においても簡単に行うことができると共に、データ処理装置４１に送受信用のコントローラ４２を介してアンテナ４３ａ、４３ｂを接続することにより、管理端末機４４によりトランスポンダ１を取り付けた使用中のタイヤの集中管理を行うことができる。この場合、図８に示すように、トランスポンダ装着タイヤを付けたトラック等の車両５が走行する道路沿いに前記アンテナ４３ａを設けておくことにより走行中の車両５のタイヤも管理することができる。
【００３２】
さらに、図７に示すように車両内に処理装置４５及びこれに接続された表示ユニット４６、並びに車載アンテナ４７を設けることにより、運転席においてドライバー自身が使用中のタイヤに関する情報を容易に得ることができる。
【００３３】
前述したように参考例によれば、内部の電子回路を動作させるために電池を用いず、電磁波エネルギー或いは圧電素子１９Ａの発生する電気エネルギーを用い、これを蓄電器１７に蓄えながら動作させているため、従来のように電池の消耗によって動作しなくなることがなく、また定期的に電池を交換する必要も無い。従って、従来のように電池交換作業を行う必要が無く、この作業に要していた多大な手間を省くことができる。さらに、タイヤ３内にトランスポンダ１を埋め込んだものでも、半永久的に使用可能となる。また、電池を用いず、且つ電子回路をセラミックスによってモールドしているので、高温となるタイヤの製造或いは使用条件下でもトランスポンダとしての機能の低下を招くことがない。
【００３４】
次に、本発明の実施例を説明する。
図９は実施例のタイヤ装着用トランスポンダを示す外観図、図１０は電気系回路のブロック図である。図において、前述した参考例と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。また、参考例と実施例との相違点は、参考例における発電部１Ｂに代えて熱電素子１９Ｂからなる発電部１Ｃを設け、第２の整流回路１８を除去したことにある。
【００３５】
この発電部１Ｃの熱電素子１９Ｂは、例えばＰ型半導体とＮ型半導体からなり、それぞれの一端が導体によって接続され、それぞれの他端から直流電流が得られるようになっている。この場合、Ｐ型半導体とＮ型半導体の一端を高温に、他端を低温とすることにより、熱起電力を得ることができる。
【００３６】
この場合、Ｐ型半導体としては、例えば（ＢｉＳｂ）2Ｔｅ3、ＦｅＳｉ2、ＳｉＧｅ、ＴＡＧＳ等が用いられ、Ｎ型半導体としては例えばＢｉ2（ＳｅＴｅ）3、ＦｅＳｉ2、ＳｉＧｅ、ＰｂＴｅ等が用いられる。また、タイヤ３に取り付けるには（ＢｉＳｂ）2Ｔｅ3とＢｉ2（ＳｅＴｅ）3の組み合わせが好ましい。
【００３７】
熱電素子１９Ｂから出力される直流電流は、蓄電器１７に入力され、蓄電器１７に蓄えられると同時に中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５に供給され、これらの駆動電源とされる。
【００３８】
前述の構成よりなるトランスポンダ１は、図１１に示すように、タイヤ３の内壁面３１に貼り付けたり或いはタイヤ３内に埋設して取り付けられる。このとき、タイヤ３に発生する熱が発電部１Ｃに効率よく伝わる位置に取り付けることが望ましい。例えば、図１２に示すように、タイヤ３のトレッド部３３に埋設されているスチールベルト３４の端末部やカーカス巻き上げ端部３５より内側（トレッド側）のインナーライナー部分３６に取り付けると効果的である。これは、前述したように熱電素子は形状に自由度が少なく、高温側、低温側を作る必要があるためである。また、製造時に、インナーライナーにプレアッシーしての取付が可能となる。
【００３９】
前述したように実施例によっても、内部の電子回路を動作させるために電池を用いず、電磁波エネルギー或いは熱電素子１９Ｂの発生する電気エネルギーを用い、これを蓄電器１７に蓄えながら動作させているため、従来のように電池の消耗によって動作しなくなることがなく、また定期的に電池を交換する必要も無い。従って、従来のように電池交換作業を行う必要が無く、この作業に要していた多大な手間を省くことができる。さらに、タイヤ３内にトランスポンダ１を埋め込んだものでも、半永久的に使用可能となる。また、電池を用いず、且つ電子回路をセラミックスによってモールドしているので、高温となるタイヤの製造或いは使用条件下でもトランスポンダとしての機能の低下を招くことがない。
【００４０】
尚、前述した実施例は一例でありこれに限定されることはない。例えば、実施例では１つの発電部１Ｂ，１Ｃを設けたが、複数の発電部１Ｂ，１Ｃを設け、これら複数の発電部１Ｂ，１Ｃからの起電力によってトランスポンダ１を駆動するようにしても良い。
【００４１】
また、本実施例では、受信した電磁波を電気エネルギーに変換し、これによってもトランスポンダ１を駆動できるようにしたが、電源部１Ｂ，１Ｃによる起電力によってのみで駆動するようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形等によりタイヤ内に発生する熱が電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによりトランスポンダが駆動されるので、従来のように内部の電子回路を動作させるために電池を用いず、電磁波エネルギー或いは電気エネルギー生成手段の発生する電気エネルギーを用いて動作させているため、従来のように電池の消耗によって動作しなくなることがなく、また定期的に電池を交換する必要も無い。従って、従来のように電池交換作業を行う必要が無く、この作業に要していた多大な手間を省くことができる。さらに、タイヤ内にトランスポンダを埋め込んだものでも、半永久的に使用可能となる。また、電池を用いていないので、高温となるタイヤの製造或いは使用条件下でもトランスポンダの機能低下を招くことがない。また、少なくとも電気エネルギー生成手段は、車両走行時に発熱量の多いタイヤのカーカス巻き上げ端末部よりもややトレッド側に設けられるので、前記電気エネルギー生成手段によって効率よく電気エネルギーを得ることができる。
【００４３】
また、請求項２記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形等によりタイヤ内に発生する熱が電気エネルギーに変換され、該電気エネルギーによりトランスポンダが駆動されるので、従来のように内部の電子回路を動作させるために電池を用いず、電磁波エネルギー或いは電気エネルギー生成手段の発生する電気エネルギーを用いて動作させているため、従来のように電池の消耗によって動作しなくなることがなく、また定期的に電池を交換する必要も無い。従って、従来のように電池交換作業を行う必要が無く、この作業に要していた多大な手間を省くことができる。さらに、タイヤ内にトランスポンダを埋め込んだものでも、半永久的に使用可能となる。また、電池を用いていないので、高温となるタイヤの製造或いは使用条件下でもトランスポンダの機能低下を招くことがない。また、少なくとも電気エネルギー生成手段は、車両走行時に発熱量の多いタイヤのトレッド部に埋設されているスチールベルトの端末部に設けられるので、前記電気エネルギー生成手段によって効率よく電気エネルギーを得ることができる。
【００４４】
また、請求項３記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、上記の効果に加えて、電磁波受信手段によって所定周波数の電磁波が受信されると、該電磁波エネルギーはエネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換され、さらに電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形等によって発生する応力或いは熱が電気エネルギーに変換され、これらの電気エネルギーによってトランスポンダが駆動されるので、外部から電磁波を照射することによっても前記トランスポンダを駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る参考例におけるタイヤ装着用トランスポンダを示す外観図
【図２】本発明に係る参考例におけるトランスポンダを示す電気系回路のブロック図
【図３】本発明のトランスポンダに係るスキャナを示す電気系回路のブロック図
【図４】本発明のトランスポンダに係るスキャナを示す外観図
【図５】本発明のトランスポンダのタイヤ装着例を説明する図
【図６】本発明のトランスポンダのタイヤ装着例を説明する図
【図７】本発明のトランスポンダを用いた管理システムを説明する図
【図８】本発明のトランスポンダを用いた管理システムを説明する図
【図９】本発明の実施例のトランスポンダを示す外観図
【図１０】本発明の実施例におけるトランスポンダを示す電気系回路のブロック図
【図１１】本発明の実施例のトランスポンダの取付例を説明する図
【図１２】本発明の実施例のトランスポンダの取付例を説明する図
【符号の説明】
１…トランスポンダ、１Ａ…トランスポンダ本体、１Ｂ，１Ｃ…電源部、１１…受信用アンテナ、１２…第１の整流回路、１３…中央処理部、１４…記憶部、１５…発振部、１６…送信用アンテナ、１７…蓄電器、１８…第２の整流回路、１９Ａ…圧電素子、１９Ｂ…熱電素子、２…スキャナ、２Ａ…筐体、２Ｂ…グリップ、２１…受信用アンテナ、２２…受信部、２３…中央処理部、２４…キーボード、２５…表示部、２６…発信部、２７…送信用アンテナ、２８…電源部、３…タイヤ、３１…タイヤ内壁面、３２…サイドウォール部、、３３…トレッド部、３４…スチールベルト、３５…カーカス巻き上げ端部、３６…インナーライナー部分３６、４１…データ処理装置、４２…コントローラ、４３ａ，４３ｂ…アンテナ、４４…管理端末機、４５…処理装置、４６…表示ユニット、４７…車載アンテナ、５…車両。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to transponders mounted tire.
[0002]
[Prior art]
When obtaining identification, internal pressure, temperature, rotation speed, etc. with respect to a tire, a technology of a type that receives electrical oscillation energy from a position away from a specific tire and sends a signal from a transponder embedded in the tire is known. It has been.
[0003]
In addition, the transponder includes an integrated circuit and an outer shell that protects the integrated circuit. The shape of the transponder is various, such as a small coin shape or a cylindrical shape.
[0004]
An example of this type of technology is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-123404. In this technique, the embedding position of the transponder in the tire is set at the center portion of the tip of the carcass ply winding portion or on the outer surface of the carcass ply of the buttress portion.
[0005]
As another example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 7-13505 discloses a pneumatic tire equipped with a transponder. This is an improvement of the technique described above. That is, in the above-described technology, the transponder is a foreign matter for the tire. Therefore, if it is embedded in the tire, the high temperature and high pressure that the transponder receives in the vulcanization process during tire manufacture and the external force that the transponder receives during load rolling of the tire There is a concern about the failure of the transponder itself due to heat generated by the tire. In order to solve these problems, in this pneumatic tire, a pocket for storing a transponder is provided in a raising part provided on the inner peripheral surface of the bead part of the toroidal tire.
[0006]
As a result, the raised part having the pocket for storing the transponder is provided in the bead part that moves less on the inner peripheral surface of the tire, which is removed from the part constituting the tire, so there is no adverse effect on the tire, and the pocket Since the transponder can freely enter and exit, the stored transponder can be inspected or replaced when necessary.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional transponder, a battery is mostly used to operate an internal electronic circuit, and when the battery is exhausted, it does not operate. For this reason, it is necessary to periodically replace the battery, and much labor is required for the replacement work. In addition, batteries with a transponder embedded in the tire could not be replaced.
[0008]
Furthermore, the battery is easily affected by heat, and the function as a transponder may be deteriorated under the conditions of manufacturing or using a tire at a high temperature.
[0009]
An object of the present invention is to overcome the above-described problems, is to provide a yarn transponder mounted tires such require batteries.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the invention according to claim 1 in order to achieve the above object, in a transponder mounted tire having a transponder for sending and receiving information by Jo Tokoro signal, the transponder, the heat generated in the tire by deformation of the tire An electric energy generating means for converting the electric energy into electric energy, and at least the electric energy generating means is provided on the tread side slightly from the carcass winding terminal portion of the pneumatic tire, and is supplied by the electric energy generating means A transponder-equipped tire that works with
[0011]
According to the transponder-equipped tire, at least the electric energy generating means is provided on the tread side slightly from the carcass winding terminal portion of the pneumatic tire, and heat generated in the tire due to deformation of the tire or the like by the electric energy generating means. Is converted into electric energy, and the transponder is driven by the electric energy.
[0012]
According to a second aspect of the present invention , in the transponder-equipped tire provided with a transponder that transmits and receives information by a predetermined signal, the transponder generates electric energy generating means for converting heat generated in the tire due to deformation of the tire into electric energy. And at least the electric energy generating means is provided at a terminal portion of a steel belt embedded in a tread portion of the pneumatic tire, and a transponder-equipped tire that operates by electric energy supplied by the electric energy generating means. suggest.
[0013]
According to the transponder-equipped tire, at least the electric energy generation means is provided at the end portion of the steel belt embedded in the tread portion of the tire that generates a large amount of heat when the vehicle is running, and the deformation of the tire is performed by the electric energy generation means. For example, heat generated in the tire is converted into electric energy, and the transponder is driven by the electric energy.
[0014]
According to a third aspect of the present invention , in the transponder-equipped tire according to the first or second aspect , the transponder converts an electromagnetic wave received by the electromagnetic wave receiving unit into an electric energy, and an electromagnetic wave receiving unit that receives an electromagnetic wave having a predetermined frequency. There is proposed a transponder-equipped tire having an energy conversion means and using both the electric energy generated by the energy conversion means and the electric energy supplied by the electric energy generation means.
[0015]
According to the transponder-equipped tire, when an electromagnetic wave having a predetermined frequency is received by the electromagnetic wave receiving means, the electromagnetic wave energy is converted into electric energy by the energy converting means. Furthermore, the electric energy generating means converts stress or heat generated by deformation of the tire or the like into electric energy, and the transponder is driven by the electric energy.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view showing a tire mounting transponder in a reference example according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a transponder, which is composed of a transponder body 1A and a power generation unit 1B. In the transponder body 1A, an electronic circuit and an antenna line are formed on a ceramic substrate by printing, and the electronic circuit is molded with a ceramic insulator to form a rectangular parallelepiped shape having a diameter of 10 mm and a thickness of 2 mm.
[0017]
A power generation unit 1B having the same shape as the transponder body 1A is attached to the lower surface of the transponder body 1A. The power generation unit 1B is configured by a known piezoelectric element, and generates electric power corresponding to the pressure applied from the outside. When mounted on the tire, stress generated by the deformation of the tire is applied to the power generation unit 1B, thereby generating an electromotive force.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit showing the transponder body 1A and the power generation unit 1B. In the figure, reference numeral 1A denotes a transponder body, which includes a reception antenna 11, a first rectifier circuit 12, a central processing unit 13, a storage unit 14, a transmission unit 15, a transmission antenna 16, a capacitor 17, and a second rectification circuit 18. Has been.
[0019]
The power generation unit 1B is configured by a known piezoelectric element 19A. The piezoelectric element 19A is made of, for example, quartz (SiO 2 ), Rochelle salt (KNaC 4 H 4 O 6 ), barium titanate (BaTiO 3 ), or a ferroelectric polymer.
[0020]
The first rectifier circuit 12 includes diodes 121 and 122, a capacitor 123, and a resistor 124, and forms a known full-wave rectifier circuit. A receiving antenna 11 is connected to the input side of the rectifying circuit 12, and a high-frequency current induced in the receiving antenna 11 is rectified and converted into a direct current and stored in the capacitor 17, and at the same time, the central processing unit 13 and the storage unit 14 and the power source for the transmitter 15 are output.
[0021]
The central processing unit 13 includes a well-known CPU 131 and a digital / analog (hereinafter referred to as D / A) converter 132. When the CPU 131 is driven by being supplied with power, it is stored in a storage unit 14 including a semiconductor memory such as an EEPROM. The stored information is read and this information is output to the transmitter 15 via the D / A converter 132.
[0022]
The transmission unit 15 includes an oscillation circuit 151, a modulation circuit 152, and a high-frequency amplifier circuit 153. Based on an information signal input from the central processing unit 13, for example, a 300 MHz carrier wave oscillated by the oscillation circuit 151, the modulation circuit 15 The signal is modulated by 152 and supplied to the transmitting antenna 16 via the high-frequency amplifier circuit 153.
[0023]
The second rectifier circuit 18 includes diodes 181 and 182, a capacitor 183, and a resistor 184, and forms a known full-wave rectifier circuit. The power generation unit 1B is connected to the input side of the rectifier circuit 18, and the alternating current induced in the piezoelectric element 19A of the power generation unit 1B is rectified to be converted into a direct current and stored in the capacitor 17, and at the same time the central processing unit 13, This is output as a drive power source for the storage unit 14 and the transmission unit 15.
[0024]
On the other hand, for the above-described transponder 1, for example, a scanner as shown in FIG. 3 is used. In the figure, reference numeral 2 denotes a scanner, which includes a receiving antenna 21, a receiving unit 22, a central processing unit 23, a keyboard 24, a display unit 25, a transmitting unit 26, a transmitting antenna 27, and a power supply unit 28 that supplies power to these. Has been.
[0025]
Here, as described later, the scanner 2 in the reference example radiates the first frequency electromagnetic wave to the transponder 1 and receives the second frequency electromagnetic wave radiated from the transponder 1 along with this. Thus, the information access to the transponder 1 is performed.
[0026]
The receiving unit 22 of the scanner 2 includes a receiver 221 and an analog / digital (hereinafter referred to as A / D) converter 222. The input side of the receiver 221 is connected to the receiving antenna 21, and has a high frequency of 300 MHz. After receiving and detecting this, it is output to the central processing unit 23 via the A / D converter 222.
[0027]
The central processing unit 23 includes a well-known CPU 231 and a memory 232, and the central processing unit 231 stores information input from the receiving unit 22 in the memory 232 based on a command input from the keyboard 24 and displays the information in the display unit 25. indicate.
[0028]
Further, the oscillation unit 26 includes a transmission circuit 261 and a switch 262. The transmission circuit 261 outputs a high frequency signal of, for example, 100 KHz to 300 KHz to the transmission antenna 27 when the switch 262 is turned on.
[0029]
The scanner 2 is incorporated in a pistol-shaped housing 2A, for example, as shown in FIG. A receiving antenna 21 and a transmitting antenna 27 are arranged at the front end of the housing 2A, and a keyboard 24 and a display unit 25 are arranged on the top surface. Further, a switch 262 is disposed at the trigger position in front of the grip 2B.
[0030]
As shown in FIG. 5, the transponder 1 configured as described above is attached to the inner wall surface 31 of the tire 3 or embedded in the tire 3. At this time, it is desirable to attach to the position where the stress and pressure generated in the tire 3 are efficiently transmitted to the power generation unit 1B. For example, as shown in FIG. 6, it is effective to attach to the end portion position of the steel belt 34 embedded in the sidewall portion 32 or the tread portion 33 of the tire 3.
[0031]
On the other hand, as shown in FIG. 7, the management of the tire with the transponder attached can be easily performed at the time of manufacture or the like by using the above-described handy scanner 2, and the data processor 41 can be used for transmission and reception. By connecting the antennas 43a and 43b via the controller 42, the management terminal 44 can perform centralized management of tires in use with the transponder 1 attached. In this case, as shown in FIG. 8, by providing the antenna 43a along the road along which the vehicle 5 such as a truck with a transponder-equipped tire travels, the tire of the traveling vehicle 5 can also be managed.
[0032]
Furthermore, as shown in FIG. 7, by providing a processing device 45, a display unit 46 connected thereto, and an in-vehicle antenna 47 in the vehicle, it is possible to easily obtain information on tires used by the driver in the driver's seat. Can do.
[0033]
As described above, according to the reference example, the battery is not used to operate the internal electronic circuit, but the electromagnetic energy or the electric energy generated by the piezoelectric element 19A is used and the electric circuit 17 is operated while being stored. Thus, it does not become inoperable due to battery exhaustion as in the prior art, and there is no need to periodically replace the battery. Therefore, there is no need to perform battery replacement work as in the prior art, and a great amount of labor required for this work can be saved. Furthermore, even if the transponder 1 is embedded in the tire 3, it can be used semipermanently. In addition, since the battery is not used and the electronic circuit is molded with ceramics, the function as a transponder is not deteriorated even under conditions of manufacturing or using a tire that becomes high temperature.
[0034]
Next, examples of the present invention will be described.
FIG. 9 is an external view showing the tire mounting transponder of the embodiment, and FIG. 10 is a block diagram of an electric system circuit. In the figure, the same components as those in the reference example described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Further, the difference between the reference example and the example is that the power generation unit 1C including the thermoelectric element 19B is provided instead of the power generation unit 1B in the reference example, and the second rectifier circuit 18 is removed.
[0035]
The thermoelectric element 19B of the power generation unit 1C is made of, for example, a P-type semiconductor and an N-type semiconductor, and one end of each is connected by a conductor, and a direct current can be obtained from each other end. In this case, the thermoelectromotive force can be obtained by setting one end of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor to a high temperature and the other end to a low temperature.
[0036]
In this case, (BiSb) 2 Te 3 , FeSi 2 , SiGe, TAGS, or the like is used as the P-type semiconductor, and Bi 2 (SeTe) 3 , FeSi 2 , SiGe, PbTe, or the like is used as the N-type semiconductor. It is done. In order to attach to the tire 3, a combination of (BiSb) 2 Te 3 and Bi 2 (SeTe) 3 is preferable.
[0037]
The direct current output from the thermoelectric element 19B is input to the capacitor 17 and stored in the capacitor 17, and at the same time, supplied to the central processing unit 13, the storage unit 14, and the transmission unit 15, and serves as a driving power source thereof.
[0038]
As shown in FIG. 11, the transponder 1 having the above-described configuration is attached to the inner wall surface 31 of the tire 3 or embedded in the tire 3. At this time, it is desirable to attach to the position where the heat generated in the tire 3 is efficiently transmitted to the power generation unit 1C. For example, as shown in FIG. 12, it is effective to attach to the end portion of the steel belt 34 embedded in the tread portion 33 of the tire 3 or the inner liner portion 36 inside (tread side) from the carcass winding end portion 35. . This is because, as described above, the thermoelectric element has a low degree of freedom in shape, and it is necessary to make a high temperature side and a low temperature side. In addition, it is possible to attach the inner liner in a pre-assembled manner at the time of manufacture.
[0039]
As described above, according to the embodiment, the battery is not used to operate the internal electronic circuit, but the electromagnetic energy or the electric energy generated by the thermoelectric element 19B is used, and this is operated while being stored in the capacitor 17, It does not become inoperable due to battery exhaustion as in the prior art, and it is not necessary to replace the battery regularly. Therefore, there is no need to perform battery replacement work as in the prior art, and a great amount of labor required for this work can be saved. Furthermore, even if the transponder 1 is embedded in the tire 3, it can be used semipermanently. In addition, since the battery is not used and the electronic circuit is molded with ceramics, the function as a transponder is not deteriorated even under conditions of manufacturing or using a tire that becomes high temperature.
[0040]
The above-described embodiment is an example, and the present invention is not limited to this. For example, although one power generation unit 1B, 1C is provided in the embodiment, a plurality of power generation units 1B, 1C may be provided, and the transponder 1 may be driven by electromotive force from the plurality of power generation units 1B, 1C. .
[0041]
In the present embodiment, the received electromagnetic wave is converted into electric energy, and the transponder 1 can be driven by this. However, it may be driven only by the electromotive force generated by the power supply units 1B and 1C.
[ 0042]
【The invention's effect】
According to a transponder fitted tire according to claim 1, wherein of the present invention as described above, the electrical energy generating means, the heat generated in the tire is converted into electric energy by the deformation of the tire, the transponder by the electrical energy Because the battery is driven, the battery is not used to operate the internal electronic circuit as in the prior art, but is operated using electromagnetic energy or electric energy generated by the electric energy generating means. It does not stop operating due to the exhaustion of the battery, and there is no need to periodically replace the battery. Therefore, it is not necessary to perform battery replacement work as in the prior art, and a great amount of labor required for this work can be saved. Furthermore, even if a transponder is embedded in the tire, it can be used semipermanently. Further, since no battery is used, the function of the transponder is not deteriorated even under conditions of manufacturing or using a tire that becomes high temperature. Further, at least the electric energy generating means is provided on the tread side slightly from the carcass winding terminal portion of the tire that generates a large amount of heat when the vehicle is traveling, so that the electric energy generating means can efficiently obtain electric energy.
[0043]
According to the transponder-equipped tire according to claim 2, heat generated in the tire due to deformation of the tire or the like is converted into electric energy by the electric energy generating means, and the transponder is driven by the electric energy. In this way, the battery is not used to operate the internal electronic circuit, but is operated using the electromagnetic energy or the electric energy generated by the electric energy generating means. There is no need to replace the battery regularly. Therefore, there is no need to perform battery replacement work as in the prior art, and a great amount of labor required for this work can be saved. Furthermore, even if a transponder is embedded in the tire, it can be used semipermanently. Further, since no battery is used, the function of the transponder is not deteriorated even under conditions of manufacturing or using a tire that becomes high temperature. In addition, at least the electric energy generating means is provided at the end portion of the steel belt embedded in the tread portion of the tire that generates a large amount of heat when the vehicle is running, so that the electric energy generating means can efficiently obtain electric energy. .
[0044]
According to the transponder-equipped tire according to claim 3 , in addition to the above effect, when electromagnetic waves having a predetermined frequency are received by the electromagnetic wave receiving means, the electromagnetic wave energy is converted into electrical energy by the energy converting means, and Stress or heat generated by deformation of the tire or the like is converted into electric energy by the electric energy generating means, and the transponder is driven by these electric energy. Therefore, the transponder is also driven by irradiating electromagnetic waves from the outside. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view showing a transponder for mounting a tire in a reference example according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram of an electric circuit showing the transponder in a reference example according to the present invention. FIG. 4 is an external view showing a scanner according to the transponder of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining an example of tire mounting of the transponder of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating a management system using a transponder according to the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating a management system using a transponder according to the present invention. FIG. 9 is a diagram illustrating a transponder according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram of an electric circuit showing a transponder in an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a block diagram of an embodiment of the present invention. Figure [EXPLANATION OF SYMBOLS] describing the attachment example of a transponder in the embodiment of FIGS. 12A and 12B present invention illustrating the attachment example of Suponda
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transponder, 1A ... Transponder main body, 1B, 1C ... Power supply part, 11 ... Reception antenna, 12 ... 1st rectifier circuit, 13 ... Central processing part, 14 ... Memory | storage part, 15 ... Oscillation part, 16 ... For transmission Antenna, 17 ... Accumulator, 18 ... Second rectifier circuit, 19A ... piezoelectric element, 19B ... thermoelectric element, 2 ... scanner, 2A ... housing, 2B ... grip, 21 ... receiving antenna, 22 ... receiving unit, 23 ... Central processing unit, 24 ... keyboard, 25 ... display unit, 26 ... transmitting unit, 27 ... transmitting antenna, 28 ... power supply unit, 3 ... tire, 31 ... tire inner wall surface, 32 ... side wall unit, 33 ... tread unit 34 ... Steel belt, 35 ... Carcass winding end, 36 ... Inner liner portion 36, 41 ... Data processing device, 42 ... Controller, 43a, 43b ... Antenna, 44 ... Management end Machine, 45 ... processing device, 46 ... display unit, 47 ... vehicle-mounted antenna, 5 ... vehicle.

Claims (3)

所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、
前記トランスポンダは、タイヤの変形等によってタイヤ内に発生する熱を電気エネルギーに変換する電気エネルギー生成手段を有し、少なくとも該電気エネルギー生成手段は、空気入りタイヤのカーカス巻き上げ端末部よりもややトレッド側に設けられ、該電気エネルギー生成手段により供給される電気エネルギーによって動作する
ことを特徴とするトランスポンダ装着タイヤ。In a transponder-equipped tire equipped with a transponder that exchanges information by a predetermined signal,
The transponder has an electric energy generating means for converting heat generated in the tire due to deformation of the tire into electric energy, and at least the electric energy generating means is slightly on the tread side from the carcass hoisting terminal portion of the pneumatic tire. A transponder-equipped tire provided on the vehicle and operated by electric energy supplied by the electric energy generating means. 所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、
前記トランスポンダは、タイヤの変形等によってタイヤ内に発生する熱を電気エネルギーに変換する電気エネルギー生成手段を有し、少なくとも該電気エネルギー生成手段は、空気入りタイヤのトレッド部に埋設されているスチールベルトの端末部に設けられ、該電気エネルギー生成手段により供給される電気エネルギーによって動作する
ことを特徴とするトランスポンダ装着タイヤ。In a transponder-equipped tire equipped with a transponder that exchanges information by a predetermined signal,
The transponder has electric energy generating means for converting heat generated in the tire due to deformation of the tire into electric energy, and at least the electric energy generating means is a steel belt embedded in a tread portion of a pneumatic tire. A transponder-equipped tire, which is provided at a terminal portion of the tire and operates by electric energy supplied by the electric energy generating means. 前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段とを有し、該エネルギー変換手段によって生成された電気エネルギーと前記電気エネルギー生成手段により供給される電気エネルギーとを併用することを特徴とする請求項１又は２記載のトランスポンダ装着タイヤ。The transponder has electromagnetic wave receiving means for receiving an electromagnetic wave of a predetermined frequency, and energy conversion means for converting electromagnetic wave energy received by the electromagnetic wave receiving means into electric energy, and the electric energy generated by the energy conversion means The transponder-equipped tire according to claim 1 or 2, wherein the electric energy supplied by the electric energy generating means is used in combination.
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