JP3960855B2 - 情報取得機能付タイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ内部の情報を取得することができる情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤに関して温度や内圧情報を得るために、タイヤにトランスポンダを埋設する従来技術が知られている。例えば、この従来技術は、特開平９−１３６５１７号公報に開示されている。この公報においては、タイヤの内周面に接着剤を塗布して接着部が接着され、この接着部上にトランスポンダ本体が設けられている。そして、このトランスポンダ本体中に受信用アンテナ及び送信用アンテナが設けられている。これらの受信用アンテナ及び送信用アンテナは、それぞれ整流回路や発信部等の内部回路に配線されている。また、トランスポンダに対しては、タイヤ外部のスキャナより電力供給を行っている。また、トランスポンダとスキャナ間で通信を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のタイヤに設けられたトランスポンダでは、送信用アンテナ及び受信用アンテナがタイヤの内周面に設けられているため、スキャナからの電力供給にロスが多く発生したり、スキャナとトランスポンダ間で通信が適切に行われなかったりする場合がある。特に、タイヤに金属製のカーカスコードが組み込まれている場合には、電力供給及び通信を妨害し、このような問題が発生しやすい。
【０００４】
また、送信用アンテナと受信用アンテナは、トランスポンダの内部回路と直接配線されているため、振動が激しい状況下では、断線が生じやすく、事後的に電力供給及び通信が遮断される可能性が高いという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、タイヤ内部の情報を精度よく取得できる情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、信頼性の高い情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる情報取得機能付タイヤは、情報取得部とアンテナ部を有する情報取得装置を備えたタイヤであって、前記情報取得部は、タイヤ内部の情報を検出する検出手段と、当該検出手段より検出された情報を無線信号により出力する無線信号出力手段とを有し、前記アンテナ部は、前記無線信号出力手段より出力された無線信号を入力する第１のアンテナと、外部に対して当該無線信号に対応する信号を出力する第２のアンテナとを有するものである。このような構成では、情報取得部とアンテナ部が分離され、両者が無線通信により通信する構成を採用しているため、両者が配線接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果を奏する。
【０００８】
ここで、検出手段は、タイヤの内周面に設けるとよい。このような構成により、タイヤ内の情報を正確に検出できる。
【０００９】
また、前記第１のアンテナは、タイヤの内周面に設けられ、前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナと接続部を介して接続され、カーカスコードの外部に設けられることが好ましい。このような構成により、カーカスコードによって外部との通信が妨げることを防止できる。
【００１０】
特に、前記検出手段は、タイヤの接地面と対向する面上に設けるとよい。このような構成により、検出手段は、遠心力により面上に付勢されるため、両者の接着度が向上する。
また、前記検出手段は、タイヤの接地面とほぼ垂直な面上に設けるようにしてもよい。このような構成により、ベルトを有しない領域に検出手段を設けることができるので、タイヤの強度を保つことができ、また、ベルトが金属の場合にはこの影響がないという効果を奏する。
【００１１】
さらに、第２のアンテナと同一面上又は内側に磁性体を設けるとよい。これにより、第２のアンテナと外部との通信状態を向上させることができる。
【００１２】
また、情報取得部は、複数の異なる情報を取得する検出手段を備えることが好ましい。このような構成により、複数の情報を取得できる。
【００１３】
また、前記第１のアンテナの巻き数よりも前記第２のアンテナの巻き数の方が多いことが望ましい。このような構成により、外部との通信距離を長くすることができる。
【００１４】
好ましい実施の形態における情報取得部は、アンテナコイル内蔵型のＩＣにより構成される。
【００１５】
特に、情報取得部は、球状半導体により構成されることが望ましい。
【００１６】
また、タイヤは、チューブを備え、当該チューブの内周面に情報取得部を設置し、前記第１のアンテナをタイヤの内周面に設置するとよい。
【００１７】
本発明にかかる情報取得システムは、情報取得部とアンテナ部を有する情報取得装置を備えたタイヤと、前記情報取得装置より情報を取得するリーダ装置とを備えた情報取得システムであって、前記情報取得部は、タイヤ内部の情報を検出する検出手段と、当該検出手段より検出された情報を無線信号により出力する無線信号出力手段とを有し、前記アンテナ部は、前記無線信号出力手段より出力された無線信号を入力する第１のアンテナと、前記リーダ装置に対して当該無線信号に対応する信号を出力する第２のアンテナとを有し、前記リーダ装置は、前記第２のアンテナより送信された信号を受信する手段を備えたものである。このような構成では、情報取得部とアンテナ部が分離され、両者が無線通信により通信する構成を採用しているため、両者が配線接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果を奏する。
【００１８】
リーダ装置を複数を備えることが望ましい。このような構成により、情報取得装置に対する電力供給が確実となり、かつ情報取得装置とリーダ装置間の通信状態を改善することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１にかかる情報取得システムのシステム構成を示す。この情報取得システムは、通常は、４輪の自動車において実現される。但し、情報取得システムは、４輪自動車以外であっても実現可能であり、単車や３輪の自動車であっても実現可能である。この発明の実施の形態では、道路上を走行するガソリンエンジン付の自動車を想定しているが、これに限らず、電気エンジン、ハイブリッドエンジンであってもよく、また、レール上を走行するモノレール、電車やさらには飛行機であっても適用可能である。
【００２０】
タイヤ１００は、情報取得装置８００を備えている。この情報取得装置８００は、送受信アンテナ２００を介してリーダ装置３００と通信可能である。リーダ装置３００は、車体のタイヤ１００近傍に設けられている。リーダ装置３００は、車体側制御装置４００と有線又は無線により通信可能な状態に接続されている。車体側制御装置４００は、さらに、出力装置５００と接続されている。
【００２１】
タイヤ１００は、空気入りのタイヤである。この発明の実施の形態１では、チューブレスタイヤの例を説明するが、チューブ入りタイヤであってもよい。タイヤ１００の具体的な構造については後述する。
【００２２】
情報取得装置８００は、タイヤ１００内の圧力、温度、ガスの種類等の情報を測定する装置である。この情報取得装置８００は、取得したこれらの測定情報を無線によりリーダ装置３００に送信する。情報取得装置８００は、リーダ装置３００より電力供給される。情報取得装置８００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２３】
リーダ装置３００は、情報取得装置８００が取得した圧力等の情報を受信し、車体側制御装置４００に出力する。リーダ装置３００は、例えば、発信機を有する発信部、受信機やＡ／Ｄ変換回路を有する受信部、ＣＰＵやメモリを有する制御部、電源部等を備えている。このリーダ装置３００は、情報取得装置８００に対して電源を与えるために無変調波を送信したり、情報の取得を命令する情報取得命令信号を送信することができる。
【００２４】
車体側制御装置４００は、リーダ装置３００より出力された情報を入力し、この情報に基づき所定の処理を行う。例えば、情報がタイヤ１００の圧力情報であった場合には、タイヤ圧が予め定められた所定値以下か否かを比較し、所定値以下のときに警告を出力装置５００により出力する。
【００２５】
出力装置５００は、自動車の運転席の前方に設けられたディスプレイやスピーカであり、警告や測定情報を出力する。
【００２６】
図２は、本発明にかかる情報取得機能付タイヤの半断面図である。タイヤ１００は、キャップトレッド１、ベルト２、サイドトレッド３、カーカスコード４、ビートワイヤ５、フィニッシング６、ビード部７、ＩＣチップ８、アンテナ９を備えている。
【００２７】
ここで、カーカスコード４は、ゴムで被覆された、繊維あるいはスチールからなるコード層で、斜めに、あるいは放射状に各コードが張り合わされ、タイヤの骨格を形成している。
【００２８】
ＩＣチップ８とアンテナ９によって、情報取得装置８００を構成している。ＩＣチップ８は、無線通信用コイルを内蔵したＩＣチップであり、より好ましくは、ボール形状の球状半導体が用いられる。つまりＩＣチップ８は、必ずしも平面ＩＣチップとする必要はなく、ＩＣ（集積回路）であればよい。以下の説明では、ＩＣチップを一例として説明する。このＩＣチップ８には、圧力センサ、温度センサ、ガスセンサ等の検出素子が内蔵されており、タイヤ内部の圧力、温度、ガス等を検出することができる。ＩＣチップ８は、タイヤ１００の内周面に接着剤等により接着されている。特に、このＩＣチップ８は、タイヤ１００の接地面に対向する内周面に設けられているため、タイヤ１００が回転するとＩＣチップ８には内周面と垂直に遠心力が生じる。即ち、ＩＣチップ８は、タイヤ１００が回転すると、内周面に押さえつけられる方向に付勢される。従って、ＩＣチップ８とタイヤ１００との間の密着度が高く、ＩＣチップ８がタイヤ１００とが離れにくいという点において信頼性の高い構造である。
【００２９】
アンテナ９は、リーダ装置３００との間で通信を行い、リーダ装置３００より電力供給を受けるためのアンテナである。この例では、アンテナ９は、内部アンテナコイル９ａ、外部アンテナコイル９ｃ、接続部９ｂを有する。内部アンテナコイル９ａは、ＩＣチップ８との間において通信等を行う。この内部アンテナコイル９ａは、タイヤ内周面に設けられている。図２のおいては、内部アンテナコイル９ａがタイヤ内部に露出しているように記載されているが、このような構成に限らず、ゴム等により被覆されていてもよい。外部アンテナコイル９ｃは、リーダ装置３００との間において通信等を行う。この外部アンテナコイル９ｃは、ベルト２及びカーカスコード４よりも外部に設けられている。接続部９ｂは、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃを電気的に接続する配線である。接続部９ｂは、ベルト２及びカーカスコード４を貫通している。
【００３０】
図３に、ＩＣチップ８とアンテナ９の構成を詳細に示す。図に示されるように、内部アンテナコイル９ａは、ＩＣチップ８の周囲を取り囲むように、トグル状に形成されている。好適な実施の形態にかかる内部アンテナコイル９ａは、１ターン又は２ターンである。外部アンテナコイル９ｃは、トグル状に形成されている。好適な実施の形態にかかる外部アンテナコイル９ｃは、１０〜２０ターンである。これら内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９は、いわゆるトランスとしての機能を有する。ＩＣチップ８内にもアンテナコイルが設けられているが、このようなアンテナ９を介することによって、通信距離を長くすることが可能となる。尚、この例では、各アンテナコイル９ａ、９ｃは、平面状に構成されているが、これに限らず、円筒状に構成されてもよい。
【００３１】
図４にＩＣチップ８の構成例を示す。ＩＣチップ８は、チップ本体８１とカバー８２を備えている。そして、チップ本体８１は、内部回路８３及びアンテナコイル８４を備えている。
【００３２】
図５にＩＣチップ８のチップ本体８１のブロック図を示す。チップ本体８１は、アンテナコイル８４に加えて、内部回路８３として中央制御装置（ＣＰＵ）８０１、変調回路８０２、復調回路８０３、電源回路８０４、無線周波数回路８０５及び検出素子８０６を備えている。
【００３３】
アンテナコイル８４は、無線周波数回路８０５及び電源回路８０４に接続されている。アンテナコイル８４は、ＩＣチップ８上にアルミ配線などでパターニングすることにより生成する。アンテナコイル８４は、アンテナ９を介してリーダ装置３００との間で通信を行うためのアンテナコイルである。また、このアンテナコイル８４は、アンテナ９を介してリーダ装置３００より無変調波（電波、電磁波）を受信するためにも用いられる。アンテナコイル８４は例えば１３．５６ＭＨｚの周波数を有する無線信号が入出力される。アンテナコイル８４より入出力される無線信号の周波数はこれに限らず、１００〜２００ｋＨｚ程度の長中波帯や２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯などであってもよい。
内部回路８３では、アンテナコイル８４に並列にコンデンサを接続して共振回路として形成し、その共振周波数と、リーダ装置３００から送信された電波の周波数を合わせ込むことにより受信効率を上げることができる。
【００３４】
中央制御装置（ＣＰＵ）８０１は、ＩＣチップ８１内の制御を行う機能を有する。ＣＰＵ８０１の代わりに制御機能を持つロジック回路でもよい。変調回路８０２は、主として検出素子８０６により検出された情報に対して変調処理を行う回路である。復調回路８０３は、主としてリーダ装置３００より送信された検出指示信号を復調する回路である。
【００３５】
電源回路８０４は、リーダ装置３００より供給された電波を、アンテナ９及びアンテナコイル８４を介して受けて、ＣＰＵ８０１やその他の回路に対し電力供給する回路である。電源回路８０４は、この電波を整流し安定化してＣＰＵ８０１等に供給し、ＩＣチップ８０１を活性化する。なお、電源回路８０４はコンデンサを内蔵し、電力を充電する。
【００３６】
無線周波数回路８０５は、変調回路８０２によって変調された信号に対して増幅処理等を行う。
【００３７】
検出素子８０６は、圧力、温度、ガスの種類等を検出し、電気信号に変換して、ＣＰＵ８０１に出力する。
【００３８】
続いて、本発明の実施の形態１にかかる情報取得システムによる情報取得処理例について説明する。
【００３９】
まず、車体側制御装置４００からリーダ装置３００に対して、タイヤ１００の情報取得を命令する。この情報取得命令に応じて、リーダ装置３００は、情報所得装置８００に対して電源を与えるための無変調波を送信する。情報取得装置８００は、この無変調波を受信する。この無変調波は、外部アンテナコイル９ｃ、接続部９ｂ、内部アンテナコイル９ａを経て、さらにＩＣチップ８のアンテナコイル８４により受信される。電源回路８４は、このアンテナコイル８４で受信した無変調波で誘起された電力を整流し、安定化してＣＰＵ８０１に供給し、ＩＣチップ本体８１を活性化する。活性化されたＩＣチップ８は、ＣＰＵ８０１において確認信号（Ａｃｋ信号）を生成し、変調回路８０２、無線周波数回路８０５及びアンテナコイル８４、アンテナ９を経てリーダ装置３００に対して送信される。
リーダ装置３００は、送受信アンテナ２００を介してこの確認信号を受信すると情報取得装置８００に対して情報取得命令信号を送信する。この情報取得命令信号は、リーダ装置３００より送受信アンテナ２００を介して情報取得装置８００に対して送信される。また、情報取得命令信号は、変調され、特定周波数の電波によって送信される。この変調には、例えば、振幅変調（ＡＳＫ）、周波数変調（ＦＳＫ）や位相変調（ＰＳＫ）等が用いられる。
【００４０】
情報取得装置８００では、情報取得命令信号は、外部アンテナコイル９ｃ、接続部９ｂ、内部アンテナコイル９ａを経て、さらにＩＣチップ８のアンテナコイル８４により受信される。また、アンテナコイル８４により受信した情報取得命令信号は、無線周波数回路８０５を介して復調回路８０３によってデジタル化される。ＣＰＵ８０１は、このデジタル化された情報取得命令信号を読み取り、検出素子８０６より測定情報を取得する。例えば、測定情報として圧力情報を取得する。
【００４１】
検出素子８０６によって取得された測定情報は、変調回路８０２によって変調処理され、無線周波数回路８０５によって増幅処理され、アンテナコイル８４を介して送信される。内部アンテナコイル９ａにより受信された測定情報にかかる無線信号は、接続部９ｂを経て外部アンテナコイル９ｃに伝達される。この測定情報にかかる無線信号は、外部アンテナコイル９ｃより送信され、リーダ装置３００の送受信アンテナ２００により受信される。リーダ装置３００は、無線信号を受信し、復調処理等を行い、測定情報を抽出する。リーダ装置３００は、抽出した測定情報を車体側制御装置４００に出力する。車体側制御装置４００は、この測定情報を受信し、例えば、予め定めた値と比較する。比較の結果、予め定めた値以上であると判定した場合には、出力装置５００によって警報を出力する。以上説明したような無変調波、確認信号、情報取得命令信号及び測定情報の送受信を回転中のタイヤに設けられた情報取得装置８００がリーダ装置３００の近傍に位置する状態中に連続的に実行する。
尚、上述した情報取得処理フローでは、確認信号及び情報取得命令信号のやりとりの後、情報取得装置８００から測定情報をリーダ装置３００に対して送信していたが、これに限らない。即ち、情報取得装置８００は、無変調波を受信し、電源が確保された状態になった場合には、確認信号を送信せずに、即座に測定情報を送信するようにしてもよい。
【００４２】
以上の通り、この発明の実施の形態１にかかる情報取得装置は、検出素子８０６を備えたＩＣチップ８がタイヤの内部に設けられているため、タイヤ内の情報を正確に測定することができる。また、アンテナ９がＩＣチップ８近傍から外側に延在しているため、タイヤ１００の外側に設置されたリーダ装置３００との通信環境が良くなる。特に、アンテナ９の一部がスチール製のカーカスコード４よりも外側に設けられているため、カーカスコード４によって通信を妨害されることなく、リーダ装置３００と通信できる。さらに、ＩＣチップ８とアンテナ９が分離され、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４とアンテナ９が通信する構成を採用しているため、両者が接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果も奏する。また、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４のみでは、通信距離が短いため、リーダ装置３００との通信が困難であるが、アンテナ９によって通信距離を長くすることができる。
【００４３】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図６に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８とアンテナ９により構成される情報取得装置８００は、タイヤ１００の側面に設けられている。つまり、情報取得装置８００は、タイヤ１００の接地面と略垂直な面上に設けられている。さらに詳細には、情報取得装置８００の構成要素であるＩＣチップ８は、タイヤ１００の側面であって、かつ内周面に接着剤等によって固定されている。そして、このＩＣチップ８から一定距離離れた位置において取り囲むようにして内部アンテナコイル９ａが設けられている。内部アンテナコイル９ａは、カーカスコード４の内側に設けられている。そして、内部アンテナコイル９ａは、接続部９ｂを介して、外部アンテナコイル９ｃと接続されている。接続部９ｂは、カーカスコード４を貫通するようにして外側に延在している。この外部アンテナコイル９ｃは、カーカスコード４の外側に設けられている。
【００４４】
その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００４５】
本発明の実施の形態２にかかる情報取得装置は、検出素子８０６を備えたＩＣチップ８がタイヤの内部に設けられているため、タイヤ内の情報を正確に測定することができる。また、アンテナ９がＩＣチップ８近傍から外側に延在しているため、タイヤ１００の外側に設置されたリーダ装置３００との通信環境が良くなる。特に、アンテナ９の一部がスチール製のカーカスコード４よりも外側に設けられているため、カーカスコード４によって通信を妨害されることなく、リーダ装置３００と通信できる。さらに、ＩＣチップ８とアンテナ９が分離され、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４とアンテナ９が通信する構成を採用しているため、両者が接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果も奏する。また、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４のみでは、通信距離が短いため、リーダ装置３００との通信が困難であるが、アンテナ９によって通信距離を長くすることができる。
特に、この発明の実施の形態２にかかる情報取得装置では、ベルト２を介さずに内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃとが接続されているので、タイヤの強度を保つことができ、また、ベルト２が金属の場合にはこの影響がないという効果を奏する。
【００４６】
発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図７に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８とアンテナ９により構成される情報取得装置８００は、タイヤ１００の接地面の内側に設けられており、基本的に図２によって説明した発明の実施の形態１と同じ位置にＩＣチップ８とアンテナ９が設けられている。この発明の実施の形態３では、磁性体１１が外部アンテナコイル９ｃと内部アンテナコイル９ａの間であって、ベルト２及びカーカスコード４よりも外側に設けられている。この磁性体１１は、リング状の形状を有し、その中央部を、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃをつなぐ接続部９ｂが貫通している。その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００４７】
本発明の実施の形態３にかかる情報取得装置では、特に、磁性体１１によって外部アンテナコイル９ｃを通過する磁束を強化することが可能となる。そのため、この外部アンテナコイル９ｃとリーダ装置３００との通信環境を改善することが可能となる。
【００４８】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図８に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８とアンテナ９により構成される情報取得装置８００は、タイヤ１００の接地面の内側に設けられており、基本的に図２によって説明した発明の実施の形態１と同じ位置にＩＣチップ８とアンテナ９が設けられている。この発明の実施の形態４では、磁性体１１が外部アンテナコイル９ｃのほぼ中央部であって、両者が同一面上となる位置に設けられている。この磁性体１１は、円板状の形状を有し、外部アンテナコイル９ｃの中央部においてコイルが設けられていない部分に位置している。磁性体１１は、例えば、フェライトやアモルファスシートであり、その厚さは１ｍｍ程度のものである。その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００４９】
本発明の実施の形態４にかかる情報取得装置では、特に、磁性体１１によって外部アンテナコイル９ｃを通過する磁束を強化することが可能となる。そのため、この外部アンテナコイル９ｃとリーダ装置３００との通信環境を改善することが可能となる。
【００５０】
発明の実施の形態５．
発明の実施の形態５にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図９に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８がタイヤ内部に埋設されている。より具体的には、ＩＣチップ８は、カーカスコード４とタイヤ内周面との間に埋設されている。ＩＣチップ８と同様にして、内部アンテナコイル９ａも埋設されている。さらに、タイヤ内周面には、ＩＣチップ８とは異なる情報、即ち異なる種類の情報或いは異なる範囲の情報を取得することが可能なＩＣチップ１０が設けられている。ＩＣチップ１０は、ＩＣチップ８とは異なる種類の検出素子を備えている。例えば、ＩＣチップ８の検出素子が温度センサ、ＩＣチップ１０の検出素子が圧力センサというような組み合わせである。また、ＩＣチップ８の検出素子が低温度域の温度センサ、ＩＣチップ１０の検出素子が高温度域の温度センサというような組み合わせである。この場合、ＩＣチップ８とＩＣチップ９とは測定情報の信号が混在しないように、測定時刻をずらしたり、リーダ装置３００に返信する信号の周波数を変えたりするとよい。その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００５１】
本発明の実施の形態５にかかる情報取得装置では、特に複数のＩＣチップ８、１０により複数の異なる情報を取得できるようにしたので、より正確にタイヤ内部の状況を把握することが可能となる。
【００５２】
尚、この例では、２つのＩＣチップ８、１０を設ける例を説明したが、これに限らず、３つ以上のＩＣチップを設けるようにしてもよい。
【００５３】
発明の実施の形態６．
発明の実施の形態６にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図１０に示す。図に示されるように、このタイヤはチューブ付きのタイヤであり、チューブ１２を有している。この例では、チューブ外側のタイヤの内周面に内部アンテナコイル９ａを設けている。この内部アンテナコイル９ａは、接続部９ｂを介して外部アンテナ９ｃと接続されている。他方、ＩＣチップ８は、チューブ１２の内周面に設けられている。このため、ＩＣチップ８は、チューブ内部の圧力や温度等の情報をより正確に取得することができる。チューブ１２とタイヤとは互いに分離しており、相対的な位置変化を伴うため、図１０に示すように、内部アンテナコイル９ａをタイヤ内周面に設け、チューブ内部に設けたＩＣチップ８と無線通信することによって初めてチューブ内部の情報を外に発信することが可能となる。
【００５４】
尚、この例では、内部アンテナコイル９ａは、タイヤの内周面に設けたがこれに限らず、タイヤに埋設するようにしてもよい。
【００５５】
発明の実施の形態７．
発明の実施の形態７にかかる情報取得システムの一部示す図を図１１に示す。図１１に示されるように、情報取得装置８００を有するタイヤ１００の周囲には、３つのリーダ装置３０１、３０２及び３０３が設置されている。それらのリーダ装置３０１、３０２及び３０３のそれぞれには、送受信アンテナ２０１、２０２及び２０３が設けられている。リーダ装置３０１、３０２及び３０３は、情報取得装置８００と通信可能であり、かつ情報取得装置８００に対して電力供給が可能である。そのため、リーダ装置と情報取得装置間の通信状態を良くすることが可能となる。
さらに、情報取得装置８００がリーダ装置３０１、３０２、３０３の順に接近するように、タイヤ１００が回転する場合、リーダ装置３０１は無変調波を送信し、リーダ装置３０２は確認信号を受信して情報取得命令信号を送信し、リーダ装置３０３は測定情報を受信するようにしてもよい。このように構成することによって、タイヤ１００が高速回転した場合でも確実に情報を取得することができる。
【００５６】
尚、リーダ装置を３つ設けなくとも、２つは電力供給のために無変調波を送信する装置とし、１つのみ情報通信機能を有しても良い。また、リーダ装置や電力供給のため装置は、複数であればよく、３つという数には限定されない。さらに、リーダ装置を複数設けずに、複数の送受信アンテナのみをタイヤの周囲に互いに離間して配置し、単一のリーダ装置で処理するようにしてもよい。
また、情報取得装置８００を１つのタイヤに複数設けるようにしてもよい。
【００５７】
その他の発明の実施の形態．
上述の例では、情報取得装置は、アンテナとＩＣチップにより構成されるものであったが、ＩＣチップは、必ずしも１チップ化されている必要はなく、複数のＩＣチップや外部回路により構成されるものであってもよい。但し、この場合にも、回路全体を合成樹脂等によりモールドされることが好ましい。
【００５８】
上述の例では、アンテナ９は、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃとが互いに別の面上に設けられ、相互に接続部９ｂにより接続する例について説明したが、これに限らず、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃとが同一面上に設けられていてもよい。この場合、タイヤの内周面に設けられたり、又はタイヤ内部に埋設されたりすることが好ましい。特に、カーカスコード４がスチール製でない場合には、このような構成であっても問題は生じない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、タイヤ内部の情報を精度よく取得できる情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することができる。また、信頼性の高い情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる情報取得システムの構成図である。
【図２】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図３】本発明にかかるＩＣチップ及びアンテナの構成例を示す図である。
【図４】本発明にかかるＩＣチップの構成を示す図である。
【図５】本発明にかかるＩＣチップの回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図７】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図８】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図９】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図１０】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図１１】本発明にかかる情報取得システムの一部を示す図である。
【符号の説明】
１００ タイヤ
２００ 送受信アンテナ
３００ リーダ装置
４ カーカスコード
８ ＩＣチップ
９ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ内部の情報を取得することができる情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤに関して温度や内圧情報を得るために、タイヤにトランスポンダを埋設する従来技術が知られている。例えば、この従来技術は、特開平９−１３６５１７号公報に開示されている。この公報においては、タイヤの内周面に接着剤を塗布して接着部が接着され、この接着部上にトランスポンダ本体が設けられている。そして、このトランスポンダ本体中に受信用アンテナ及び送信用アンテナが設けられている。これらの受信用アンテナ及び送信用アンテナは、それぞれ整流回路や発信部等の内部回路に配線されている。また、トランスポンダに対しては、タイヤ外部のスキャナより電力供給を行っている。また、トランスポンダとスキャナ間で通信を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のタイヤに設けられたトランスポンダでは、送信用アンテナ及び受信用アンテナがタイヤの内周面に設けられているため、スキャナからの電力供給にロスが多く発生したり、スキャナとトランスポンダ間で通信が適切に行われなかったりする場合がある。特に、タイヤに金属製のカーカスコードが組み込まれている場合には、電力供給及び通信を妨害し、このような問題が発生しやすい。
【０００４】
また、送信用アンテナと受信用アンテナは、トランスポンダの内部回路と直接配線されているため、振動が激しい状況下では、断線が生じやすく、事後的に電力供給及び通信が遮断される可能性が高いという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、タイヤ内部の情報を精度よく取得できる情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することを第１の目的とする。
【０００６】
また、信頼性の高い情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる情報取得機能付タイヤは、情報取得部とアンテナ部を有する情報取得装置を備えたタイヤであって、前記情報取得部は、タイヤ内部の情報を検出する検出手段と、当該検出手段より検出された情報を無線信号により出力する無線信号出力手段とを有し、前記アンテナ部は、前記無線信号出力手段より出力された無線信号を入力する第１のアンテナと、外部に対して当該無線信号に対応する信号を出力する第２のアンテナとを有するものである。このような構成では、情報取得部とアンテナ部が分離され、両者が無線通信により通信する構成を採用しているため、両者が配線接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果を奏する。
【０００８】
ここで、検出手段は、タイヤの内周面に設けるとよい。このような構成により、タイヤ内の情報を正確に検出できる。
【０００９】
また、前記第１のアンテナは、タイヤの内周面に設けられ、前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナと接続部を介して接続され、カーカスコードの外部に設けられることが好ましい。このような構成により、カーカスコードによって外部との通信が妨げることを防止できる。
【００１０】
特に、前記検出手段は、タイヤの接地面と対向する面上に設けるとよい。このような構成により、検出手段は、遠心力により面上に付勢されるため、両者の接着度が向上する。
また、前記検出手段は、タイヤの接地面とほぼ垂直な面上に設けるようにしてもよい。このような構成により、ベルトを有しない領域に検出手段を設けることができるので、タイヤの強度を保つことができ、また、ベルトが金属の場合にはこの影響がないという効果を奏する。
【００１１】
さらに、第２のアンテナと同一面上又は内側に磁性体を設けるとよい。これにより、第２のアンテナと外部との通信状態を向上させることができる。
【００１２】
また、情報取得部は、複数の異なる情報を取得する検出手段を備えることが好ましい。このような構成により、複数の情報を取得できる。
【００１３】
また、前記第１のアンテナの巻き数よりも前記第２のアンテナの巻き数の方が多いことが望ましい。このような構成により、外部との通信距離を長くすることができる。
【００１４】
好ましい実施の形態における情報取得部は、アンテナコイル内蔵型のＩＣにより構成される。
【００１５】
特に、情報取得部は、球状半導体により構成されることが望ましい。
【００１６】
また、タイヤは、チューブを備え、当該チューブの内周面に情報取得部を設置し、前記第１のアンテナをタイヤの内周面に設置するとよい。
【００１７】
本発明にかかる情報取得システムは、情報取得部とアンテナ部を有する情報取得装置を備えたタイヤと、前記情報取得装置より情報を取得するリーダ装置とを備えた情報取得システムであって、前記情報取得部は、タイヤ内部の情報を検出する検出手段と、当該検出手段より検出された情報を無線信号により出力する無線信号出力手段とを有し、前記アンテナ部は、前記無線信号出力手段より出力された無線信号を入力する第１のアンテナと、前記リーダ装置に対して当該無線信号に対応する信号を出力する第２のアンテナとを有し、前記リーダ装置は、前記第２のアンテナより送信された信号を受信する手段を備えたものである。このような構成では、情報取得部とアンテナ部が分離され、両者が無線通信により通信する構成を採用しているため、両者が配線接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果を奏する。
【００１８】
リーダ装置を複数を備えることが望ましい。このような構成により、情報取得装置に対する電力供給が確実となり、かつ情報取得装置とリーダ装置間の通信状態を改善することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１にかかる情報取得システムのシステム構成を示す。この情報取得システムは、通常は、４輪の自動車において実現される。但し、情報取得システムは、４輪自動車以外であっても実現可能であり、単車や３輪の自動車であっても実現可能である。この発明の実施の形態では、道路上を走行するガソリンエンジン付の自動車を想定しているが、これに限らず、電気エンジン、ハイブリッドエンジンであってもよく、また、レール上を走行するモノレール、電車やさらには飛行機であっても適用可能である。
【００２０】
タイヤ１００は、情報取得装置８００を備えている。この情報取得装置８００は、送受信アンテナ２００を介してリーダ装置３００と通信可能である。リーダ装置３００は、車体のタイヤ１００近傍に設けられている。リーダ装置３００は、車体側制御装置４００と有線又は無線により通信可能な状態に接続されている。車体側制御装置４００は、さらに、出力装置５００と接続されている。
【００２１】
タイヤ１００は、空気入りのタイヤである。この発明の実施の形態１では、チューブレスタイヤの例を説明するが、チューブ入りタイヤであってもよい。タイヤ１００の具体的な構造については後述する。
【００２２】
情報取得装置８００は、タイヤ１００内の圧力、温度、ガスの種類等の情報を測定する装置である。この情報取得装置８００は、取得したこれらの測定情報を無線によりリーダ装置３００に送信する。情報取得装置８００は、リーダ装置３００より電力供給される。情報取得装置８００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２３】
リーダ装置３００は、情報取得装置８００が取得した圧力等の情報を受信し、車体側制御装置４００に出力する。リーダ装置３００は、例えば、発信機を有する発信部、受信機やＡ／Ｄ変換回路を有する受信部、ＣＰＵやメモリを有する制御部、電源部等を備えている。このリーダ装置３００は、情報取得装置８００に対して電源を与えるために無変調波を送信したり、情報の取得を命令する情報取得命令信号を送信することができる。
【００２４】
車体側制御装置４００は、リーダ装置３００より出力された情報を入力し、この情報に基づき所定の処理を行う。例えば、情報がタイヤ１００の圧力情報であった場合には、タイヤ圧が予め定められた所定値以下か否かを比較し、所定値以下のときに警告を出力装置５００により出力する。
【００２５】
出力装置５００は、自動車の運転席の前方に設けられたディスプレイやスピーカであり、警告や測定情報を出力する。
【００２６】
図２は、本発明にかかる情報取得機能付タイヤの半断面図である。タイヤ１００は、キャップトレッド１、ベルト２、サイドトレッド３、カーカスコード４、ビートワイヤ５、フィニッシング６、ビード部７、ＩＣチップ８、アンテナ９を備えている。
【００２７】
ここで、カーカスコード４は、ゴムで被覆された、繊維あるいはスチールからなるコード層で、斜めに、あるいは放射状に各コードが張り合わされ、タイヤの骨格を形成している。
【００２８】
ＩＣチップ８とアンテナ９によって、情報取得装置８００を構成している。ＩＣチップ８は、無線通信用コイルを内蔵したＩＣチップであり、より好ましくは、ボール形状の球状半導体が用いられる。つまりＩＣチップ８は、必ずしも平面ＩＣチップとする必要はなく、ＩＣ（集積回路）であればよい。以下の説明では、ＩＣチップを一例として説明する。このＩＣチップ８には、圧力センサ、温度センサ、ガスセンサ等の検出素子が内蔵されており、タイヤ内部の圧力、温度、ガス等を検出することができる。ＩＣチップ８は、タイヤ１００の内周面に接着剤等により接着されている。特に、このＩＣチップ８は、タイヤ１００の接地面に対向する内周面に設けられているため、タイヤ１００が回転するとＩＣチップ８には内周面と垂直に遠心力が生じる。即ち、ＩＣチップ８は、タイヤ１００が回転すると、内周面に押さえつけられる方向に付勢される。従って、ＩＣチップ８とタイヤ１００との間の密着度が高く、ＩＣチップ８がタイヤ１００とが離れにくいという点において信頼性の高い構造である。
【００２９】
アンテナ９は、リーダ装置３００との間で通信を行い、リーダ装置３００より電力供給を受けるためのアンテナである。この例では、アンテナ９は、内部アンテナコイル９ａ、外部アンテナコイル９ｃ、接続部９ｂを有する。内部アンテナコイル９ａは、ＩＣチップ８との間において通信等を行う。この内部アンテナコイル９ａは、タイヤ内周面に設けられている。図２のおいては、内部アンテナコイル９ａがタイヤ内部に露出しているように記載されているが、このような構成に限らず、ゴム等により被覆されていてもよい。外部アンテナコイル９ｃは、リーダ装置３００との間において通信等を行う。この外部アンテナコイル９ｃは、ベルト２及びカーカスコード４よりも外部に設けられている。接続部９ｂは、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃを電気的に接続する配線である。接続部９ｂは、ベルト２及びカーカスコード４を貫通している。
【００３０】
図３に、ＩＣチップ８とアンテナ９の構成を詳細に示す。図に示されるように、内部アンテナコイル９ａは、ＩＣチップ８の周囲を取り囲むように、トグル状に形成されている。好適な実施の形態にかかる内部アンテナコイル９ａは、１ターン又は２ターンである。外部アンテナコイル９ｃは、トグル状に形成されている。好適な実施の形態にかかる外部アンテナコイル９ｃは、１０〜２０ターンである。これら内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９は、いわゆるトランスとしての機能を有する。ＩＣチップ８内にもアンテナコイルが設けられているが、このようなアンテナ９を介することによって、通信距離を長くすることが可能となる。尚、この例では、各アンテナコイル９ａ、９ｃは、平面状に構成されているが、これに限らず、円筒状に構成されてもよい。
【００３１】
図４にＩＣチップ８の構成例を示す。ＩＣチップ８は、チップ本体８１とカバー８２を備えている。そして、チップ本体８１は、内部回路８３及びアンテナコイル８４を備えている。
【００３２】
図５にＩＣチップ８のチップ本体８１のブロック図を示す。チップ本体８１は、アンテナコイル８４に加えて、内部回路８３として中央制御装置（ＣＰＵ）８０１、変調回路８０２、復調回路８０３、電源回路８０４、無線周波数回路８０５及び検出素子８０６を備えている。
【００３３】
アンテナコイル８４は、無線周波数回路８０５及び電源回路８０４に接続されている。アンテナコイル８４は、ＩＣチップ８上にアルミ配線などでパターニングすることにより生成する。アンテナコイル８４は、アンテナ９を介してリーダ装置３００との間で通信を行うためのアンテナコイルである。また、このアンテナコイル８４は、アンテナ９を介してリーダ装置３００より無変調波（電波、電磁波）を受信するためにも用いられる。アンテナコイル８４は例えば１３．５６ＭＨｚの周波数を有する無線信号が入出力される。アンテナコイル８４より入出力される無線信号の周波数はこれに限らず、１００〜２００ｋＨｚ程度の長中波帯や２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯などであってもよい。
内部回路８３では、アンテナコイル８４に並列にコンデンサを接続して共振回路として形成し、その共振周波数と、リーダ装置３００から送信された電波の周波数を合わせ込むことにより受信効率を上げることができる。
【００３４】
中央制御装置（ＣＰＵ）８０１は、ＩＣチップ８１内の制御を行う機能を有する。ＣＰＵ８０１の代わりに制御機能を持つロジック回路でもよい。変調回路８０２は、主として検出素子８０６により検出された情報に対して変調処理を行う回路である。復調回路８０３は、主としてリーダ装置３００より送信された検出指示信号を復調する回路である。
【００３５】
電源回路８０４は、リーダ装置３００より供給された電波を、アンテナ９及びアンテナコイル８４を介して受けて、ＣＰＵ８０１やその他の回路に対し電力供給する回路である。電源回路８０４は、この電波を整流し安定化してＣＰＵ８０１等に供給し、ＩＣチップ８０１を活性化する。なお、電源回路８０４はコンデンサを内蔵し、電力を充電する。
【００３６】
無線周波数回路８０５は、変調回路８０２によって変調された信号に対して増幅処理等を行う。
【００３７】
検出素子８０６は、圧力、温度、ガスの種類等を検出し、電気信号に変換して、ＣＰＵ８０１に出力する。
【００３８】
続いて、本発明の実施の形態１にかかる情報取得システムによる情報取得処理例について説明する。
【００３９】
まず、車体側制御装置４００からリーダ装置３００に対して、タイヤ１００の情報取得を命令する。この情報取得命令に応じて、リーダ装置３００は、情報所得装置８００に対して電源を与えるための無変調波を送信する。情報取得装置８００は、この無変調波を受信する。この無変調波は、外部アンテナコイル９ｃ、接続部９ｂ、内部アンテナコイル９ａを経て、さらにＩＣチップ８のアンテナコイル８４により受信される。電源回路８４は、このアンテナコイル８４で受信した無変調波で誘起された電力を整流し、安定化してＣＰＵ８０１に供給し、ＩＣチップ本体８１を活性化する。活性化されたＩＣチップ８は、ＣＰＵ８０１において確認信号（Ａｃｋ信号）を生成し、変調回路８０２、無線周波数回路８０５及びアンテナコイル８４、アンテナ９を経てリーダ装置３００に対して送信される。
リーダ装置３００は、送受信アンテナ２００を介してこの確認信号を受信すると情報取得装置８００に対して情報取得命令信号を送信する。この情報取得命令信号は、リーダ装置３００より送受信アンテナ２００を介して情報取得装置８００に対して送信される。また、情報取得命令信号は、変調され、特定周波数の電波によって送信される。この変調には、例えば、振幅変調（ＡＳＫ）、周波数変調（ＦＳＫ）や位相変調（ＰＳＫ）等が用いられる。
【００４０】
情報取得装置８００では、情報取得命令信号は、外部アンテナコイル９ｃ、接続部９ｂ、内部アンテナコイル９ａを経て、さらにＩＣチップ８のアンテナコイル８４により受信される。また、アンテナコイル８４により受信した情報取得命令信号は、無線周波数回路８０５を介して復調回路８０３によってデジタル化される。ＣＰＵ８０１は、このデジタル化された情報取得命令信号を読み取り、検出素子８０６より測定情報を取得する。例えば、測定情報として圧力情報を取得する。
【００４１】
検出素子８０６によって取得された測定情報は、変調回路８０２によって変調処理され、無線周波数回路８０５によって増幅処理され、アンテナコイル８４を介して送信される。内部アンテナコイル９ａにより受信された測定情報にかかる無線信号は、接続部９ｂを経て外部アンテナコイル９ｃに伝達される。この測定情報にかかる無線信号は、外部アンテナコイル９ｃより送信され、リーダ装置３００の送受信アンテナ２００により受信される。リーダ装置３００は、無線信号を受信し、復調処理等を行い、測定情報を抽出する。リーダ装置３００は、抽出した測定情報を車体側制御装置４００に出力する。車体側制御装置４００は、この測定情報を受信し、例えば、予め定めた値と比較する。比較の結果、予め定めた値以上であると判定した場合には、出力装置５００によって警報を出力する。以上説明したような無変調波、確認信号、情報取得命令信号及び測定情報の送受信を回転中のタイヤに設けられた情報取得装置８００がリーダ装置３００の近傍に位置する状態中に連続的に実行する。
尚、上述した情報取得処理フローでは、確認信号及び情報取得命令信号のやりとりの後、情報取得装置８００から測定情報をリーダ装置３００に対して送信していたが、これに限らない。即ち、情報取得装置８００は、無変調波を受信し、電源が確保された状態になった場合には、確認信号を送信せずに、即座に測定情報を送信するようにしてもよい。
【００４２】
以上の通り、この発明の実施の形態１にかかる情報取得装置は、検出素子８０６を備えたＩＣチップ８がタイヤの内部に設けられているため、タイヤ内の情報を正確に測定することができる。また、アンテナ９がＩＣチップ８近傍から外側に延在しているため、タイヤ１００の外側に設置されたリーダ装置３００との通信環境が良くなる。特に、アンテナ９の一部がスチール製のカーカスコード４よりも外側に設けられているため、カーカスコード４によって通信を妨害されることなく、リーダ装置３００と通信できる。さらに、ＩＣチップ８とアンテナ９が分離され、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４とアンテナ９が通信する構成を採用しているため、両者が接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果も奏する。また、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４のみでは、通信距離が短いため、リーダ装置３００との通信が困難であるが、アンテナ９によって通信距離を長くすることができる。
【００４３】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図６に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８とアンテナ９により構成される情報取得装置８００は、タイヤ１００の側面に設けられている。つまり、情報取得装置８００は、タイヤ１００の接地面と略垂直な面上に設けられている。さらに詳細には、情報取得装置８００の構成要素であるＩＣチップ８は、タイヤ１００の側面であって、かつ内周面に接着剤等によって固定されている。そして、このＩＣチップ８から一定距離離れた位置において取り囲むようにして内部アンテナコイル９ａが設けられている。内部アンテナコイル９ａは、カーカスコード４の内側に設けられている。そして、内部アンテナコイル９ａは、接続部９ｂを介して、外部アンテナコイル９ｃと接続されている。接続部９ｂは、カーカスコード４を貫通するようにして外側に延在している。この外部アンテナコイル９ｃは、カーカスコード４の外側に設けられている。
【００４４】
その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００４５】
本発明の実施の形態２にかかる情報取得装置は、検出素子８０６を備えたＩＣチップ８がタイヤの内部に設けられているため、タイヤ内の情報を正確に測定することができる。また、アンテナ９がＩＣチップ８近傍から外側に延在しているため、タイヤ１００の外側に設置されたリーダ装置３００との通信環境が良くなる。特に、アンテナ９の一部がスチール製のカーカスコード４よりも外側に設けられているため、カーカスコード４によって通信を妨害されることなく、リーダ装置３００と通信できる。さらに、ＩＣチップ８とアンテナ９が分離され、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４とアンテナ９が通信する構成を採用しているため、両者が接続されている場合に生じる断線の問題が生じないという効果も奏する。また、ＩＣチップ８内のアンテナコイル８４のみでは、通信距離が短いため、リーダ装置３００との通信が困難であるが、アンテナ９によって通信距離を長くすることができる。
特に、この発明の実施の形態２にかかる情報取得装置では、ベルト２を介さずに内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃとが接続されているので、タイヤの強度を保つことができ、また、ベルト２が金属の場合にはこの影響がないという効果を奏する。
【００４６】
発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図７に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８とアンテナ９により構成される情報取得装置８００は、タイヤ１００の接地面の内側に設けられており、基本的に図２によって説明した発明の実施の形態１と同じ位置にＩＣチップ８とアンテナ９が設けられている。この発明の実施の形態３では、磁性体１１が外部アンテナコイル９ｃと内部アンテナコイル９ａの間であって、ベルト２及びカーカスコード４よりも外側に設けられている。この磁性体１１は、リング状の形状を有し、その中央部を、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃをつなぐ接続部９ｂが貫通している。その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００４７】
本発明の実施の形態３にかかる情報取得装置では、特に、磁性体１１によって外部アンテナコイル９ｃを通過する磁束を強化することが可能となる。そのため、この外部アンテナコイル９ｃとリーダ装置３００との通信環境を改善することが可能となる。
【００４８】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態４にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図８に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８とアンテナ９により構成される情報取得装置８００は、タイヤ１００の接地面の内側に設けられており、基本的に図２によって説明した発明の実施の形態１と同じ位置にＩＣチップ８とアンテナ９が設けられている。この発明の実施の形態４では、磁性体１１が外部アンテナコイル９ｃのほぼ中央部であって、両者が同一面上となる位置に設けられている。この磁性体１１は、円板状の形状を有し、外部アンテナコイル９ｃの中央部においてコイルが設けられていない部分に位置している。磁性体１１は、例えば、フェライトやアモルファスシートであり、その厚さは１ｍｍ程度のものである。その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００４９】
本発明の実施の形態４にかかる情報取得装置では、特に、磁性体１１によって外部アンテナコイル９ｃを通過する磁束を強化することが可能となる。そのため、この外部アンテナコイル９ｃとリーダ装置３００との通信環境を改善することが可能となる。
【００５０】
発明の実施の形態５．
発明の実施の形態５にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図９に示す。図に示されるように、ＩＣチップ８がタイヤ内部に埋設されている。より具体的には、ＩＣチップ８は、カーカスコード４とタイヤ内周面との間に埋設されている。ＩＣチップ８と同様にして、内部アンテナコイル９ａも埋設されている。さらに、タイヤ内周面には、ＩＣチップ８とは異なる情報、即ち異なる種類の情報或いは異なる範囲の情報を取得することが可能なＩＣチップ１０が設けられている。ＩＣチップ１０は、ＩＣチップ８とは異なる種類の検出素子を備えている。例えば、ＩＣチップ８の検出素子が温度センサ、ＩＣチップ１０の検出素子が圧力センサというような組み合わせである。また、ＩＣチップ８の検出素子が低温度域の温度センサ、ＩＣチップ１０の検出素子が高温度域の温度センサというような組み合わせである。この場合、ＩＣチップ８とＩＣチップ９とは測定情報の信号が混在しないように、測定時刻をずらしたり、リーダ装置３００に返信する信号の周波数を変えたりするとよい。その他の構成については、発明の実施の形態１で説明した構成と同等であり、説明を省略する。
【００５１】
本発明の実施の形態５にかかる情報取得装置では、特に複数のＩＣチップ８、１０により複数の異なる情報を取得できるようにしたので、より正確にタイヤ内部の状況を把握することが可能となる。
【００５２】
尚、この例では、２つのＩＣチップ８、１０を設ける例を説明したが、これに限らず、３つ以上のＩＣチップを設けるようにしてもよい。
【００５３】
発明の実施の形態６．
発明の実施の形態６にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図を図１０に示す。図に示されるように、このタイヤはチューブ付きのタイヤであり、チューブ１２を有している。この例では、チューブ外側のタイヤの内周面に内部アンテナコイル９ａを設けている。この内部アンテナコイル９ａは、接続部９ｂを介して外部アンテナ９ｃと接続されている。他方、ＩＣチップ８は、チューブ１２の内周面に設けられている。このため、ＩＣチップ８は、チューブ内部の圧力や温度等の情報をより正確に取得することができる。チューブ１２とタイヤとは互いに分離しており、相対的な位置変化を伴うため、図１０に示すように、内部アンテナコイル９ａをタイヤ内周面に設け、チューブ内部に設けたＩＣチップ８と無線通信することによって初めてチューブ内部の情報を外に発信することが可能となる。
【００５４】
尚、この例では、内部アンテナコイル９ａは、タイヤの内周面に設けたがこれに限らず、タイヤに埋設するようにしてもよい。
【００５５】
発明の実施の形態７．
発明の実施の形態７にかかる情報取得システムの一部示す図を図１１に示す。図１１に示されるように、情報取得装置８００を有するタイヤ１００の周囲には、３つのリーダ装置３０１、３０２及び３０３が設置されている。それらのリーダ装置３０１、３０２及び３０３のそれぞれには、送受信アンテナ２０１、２０２及び２０３が設けられている。リーダ装置３０１、３０２及び３０３は、情報取得装置８００と通信可能であり、かつ情報取得装置８００に対して電力供給が可能である。そのため、リーダ装置と情報取得装置間の通信状態を良くすることが可能となる。
さらに、情報取得装置８００がリーダ装置３０１、３０２、３０３の順に接近するように、タイヤ１００が回転する場合、リーダ装置３０１は無変調波を送信し、リーダ装置３０２は確認信号を受信して情報取得命令信号を送信し、リーダ装置３０３は測定情報を受信するようにしてもよい。このように構成することによって、タイヤ１００が高速回転した場合でも確実に情報を取得することができる。
【００５６】
尚、リーダ装置を３つ設けなくとも、２つは電力供給のために無変調波を送信する装置とし、１つのみ情報通信機能を有しても良い。また、リーダ装置や電力供給のため装置は、複数であればよく、３つという数には限定されない。さらに、リーダ装置を複数設けずに、複数の送受信アンテナのみをタイヤの周囲に互いに離間して配置し、単一のリーダ装置で処理するようにしてもよい。
また、情報取得装置８００を１つのタイヤに複数設けるようにしてもよい。
【００５７】
その他の発明の実施の形態．
上述の例では、情報取得装置は、アンテナとＩＣチップにより構成されるものであったが、ＩＣチップは、必ずしも１チップ化されている必要はなく、複数のＩＣチップや外部回路により構成されるものであってもよい。但し、この場合にも、回路全体を合成樹脂等によりモールドされることが好ましい。
【００５８】
上述の例では、アンテナ９は、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃとが互いに別の面上に設けられ、相互に接続部９ｂにより接続する例について説明したが、これに限らず、内部アンテナコイル９ａと外部アンテナコイル９ｃとが同一面上に設けられていてもよい。この場合、タイヤの内周面に設けられたり、又はタイヤ内部に埋設されたりすることが好ましい。特に、カーカスコード４がスチール製でない場合には、このような構成であっても問題は生じない。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、タイヤ内部の情報を精度よく取得できる情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することができる。また、信頼性の高い情報取得機能付タイヤ及びタイヤ内部の情報を取得する情報取得システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる情報取得システムの構成図である。
【図２】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図３】本発明にかかるＩＣチップ及びアンテナの構成例を示す図である。
【図４】本発明にかかるＩＣチップの構成を示す図である。
【図５】本発明にかかるＩＣチップの回路構成を示すブロック図である。
【図６】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図７】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図８】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図９】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図１０】本発明にかかる情報取得機能付きタイヤの半断面図である。
【図１１】本発明にかかる情報取得システムの一部を示す図である。
【符号の説明】
１００ タイヤ
２００ 送受信アンテナ
３００ リーダ装置
４ カーカスコード
８ ＩＣチップ
９ アンテナ
Claims (2)
- 情報取得部とアンテナ部を有する情報取得装置を備えたタイヤであって、
前記情報取得部は、
タイヤ内部の情報を検出する検出手段と、当該検出手段より検出された情報を無線信号により出力する無線信号出力手段とを有し、
前記アンテナ部は、
前記無線信号出力手段より出力された無線信号を入力する第１のアンテナコイルと、外部に対して当該無線信号に対応する信号を出力する第２のアンテナコイルとを有し、
前記情報取得部及び前記第１のアンテナコイルはタイヤの内周面上に設けられ、
前記第２のアンテナコイルは、前記第１のアンテナコイルと接続部を介して接続され、カーカスコードの外部に設けられ、
前記第２のアンテナコイルと同一面上又は内側に磁性体を設けたことを特徴とする情報取得機能付タイヤ。 - 情報取得部とアンテナ部を有する情報取得装置を備えたタイヤであって、
前記情報取得部は、
タイヤ内部の情報を検出する検出手段と、当該検出手段より検出された情報を無線信号により出力する無線信号出力手段とを有し、
前記アンテナ部は、
前記無線信号出力手段より出力された無線信号を入力する第１のアンテナコイルと、外部に対して当該無線信号に対応する信号を出力する第２のアンテナコイルとを有し、
前記情報取得部及び前記第１のアンテナコイルはタイヤの内周面上に設けられ、
前記第２のアンテナコイルは、前記第１のアンテナコイルと接続部を介して接続され、カーカスコードの外部に設けられ、
前記第１のアンテナコイルの巻き数よりも前記第２のアンテナコイルの巻き数の方が多いことを特徴とする情報取得機能付タイヤ。
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