JP4397533B2 - Tire transponder - Google Patents

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    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤの温度等を測定するためのトランスポンダに関し、さらに詳しくは、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力に対して十分な保護効果を備えると共に、温度情報の時定数を小さくするようにしたタイヤ用トランスポンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの内部情報を監視する手段として、各種センサを備えたトランスポンダをタイヤ内に埋め込んだり、タイヤ内面に貼り付けることが提案されている。このようなトランスポンダでは、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力からトランスポンダ回路を保護するために、硬質な被覆材による保護構造を設ける必要がある。
【０００３】
しかしながら、従来のトランスポンダの被覆材は、周囲の熱からトランスポンダ回路を保護する役割も担っているため、これを温度センサ付きトランスポンダに使用すると、温度変化に対する応答性が低下し、言い換えれば、被測定物からの温度情報の時定数が大きくなってしまうという問題があった。特に、検知温度が互いに異なる複数の感熱素子を平面状に配置した所謂マルチチップタイプのトランスポンダ回路では、複数の感熱素子に対して熱伝達が均一に行われる必要があるため、上述のような時定数の増大は温度測定精度に大きな影響を与えることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力に対して十分な保護効果を備えると共に、温度情報の時定数を小さくすることを可能にしたタイヤ用トランスポンダを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のタイヤ用トランスポンダは、温度測定機能を有するトランスポンダ回路を硬質な基材上に組み立て、該トランスポンダ回路を熱伝導性フィラー入りの樹脂で被覆したタイヤ用トランスポンダであって、前記硬質な基材の外表面に窪みを形成し、該窪み内に前記トランスポンダ回路を配置したことを特徴とするものである。
【０００６】
このように温度測定機能を有するトランスポンダ回路を硬質な基材上に設けたので、上記トランスポンダをタイヤ内に埋め込んだり、タイヤ内面に貼り付けた場合であっても、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力などに対して十分な保護効果を発揮することができ、しかもトランスポンダ回路を熱伝導性フィラー入りの樹脂で被覆したので、被測定物からの温度情報の時定数を小さくすることができる。
【０００７】
本発明において、温度情報の時定数を十分に低減するために、熱伝導性フィラー入りの樹脂の熱伝導率は１．５×１０-3〔cal/cm・sec ・℃〕以上であることが好ましい。
【０００８】
また、応力に対する保護効果を高めるために、硬質な基材の外表面に窪みを形成し、該窪み内にトランスポンダ回路を配置する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２は本発明を説明するためのタイヤ用トランスポンダ（参考例）を示すものである。図１及び図２において、円盤状の硬質な基材１の上には、温度測定機能を有するトランスポンダ回路２が形成されている。このトランスポンダ回路２は、温度測定用チップ３と、該チップ３の周囲に配置したアンテナコイル４とから構成されている。温度測定用チップ３には、測温抵抗体と、該測温抵抗体の抵抗値を温度に変換するＡ／Ｄ変換回路と、外部からの質問信号に応じてＡ／Ｄ変換回路の出力をアンテナコイル４を介して送信する制御回路などが搭載されている。これらチップ３及びアンテナコイル４を含むトランスポンダ回路２は熱伝導性フィラー入りの樹脂５で被覆されている。
【００１１】
上記形態では、温度測定機能を有するトランスポンダ回路２を硬質な基材１上に設けているので、トランスポンダをタイヤ内に埋め込んだり、タイヤ内面に貼り付けた場合、例えば、タイヤ製造時にタイヤ変形に伴って発生する応力からトランスポンダ回路を保護することができ、またインフレート時に発生する引張り応力からトランスポンダ回路を保護することができ、更にはタイヤ使用時に発生する曲げ応力や圧縮応力や剪断応力からトランスポンダ回路を保護することができる。
【００１２】
しかも、トランスポンダ回路２を熱伝導性フィラー入りの樹脂５で被覆しているので、温度変化に対する応答性が向上し、被測定物からの温度情報の時定数を小さくすることができる。
【００１３】
図３及び図４は本発明を説明するための他のタイヤ用トランスポンダ（参考例）を示すものである。図３及び図４において、円盤状の硬質な基材１の上には、温度測定機能を有するマルチチップタイプのトランスポンダ回路６が形成されている。このトランスポンダ回路６は、平面上に複数の区画（本形態では１６区画）を有する温度測定用チップ７から構成されている。温度測定用チップ７の各区画には、アンテナアレイ８と、感熱素子からなる温感部９と、外部からの質問信号に応じて温感部９の感熱状態をアンテナアレイ８を介して送信する制御回路１０とが形成されている。これら感熱素子は検知温度が段階的に異なるように設定されているため、各感熱素子の感熱状態を検知することにより、被測定物の温度を特定することができる。上記温度測定用チップ７からなるトランスポンダ回路６は熱伝導性フィラー入りの樹脂５で被覆されている。
【００１４】
上記形態では、温度測定機能を有するトランスポンダ回路６を硬質な基材１上に設けているので、トランスポンダをタイヤ内に埋め込んだり、タイヤ内面に貼り付けた場合であっても、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力などに対して十分な保護効果を発揮することができ、しかもトランスポンダ回路６を熱伝導性フィラー入りの樹脂５で被覆しているので、被測定物からの温度情報の時定数を小さくすることができる。そのため、検知温度が互いに異なる複数の感熱素子を含むマルチチップタイプのトランスポンダ回路６の場合であっても、全ての感熱素子に対して熱伝達を均一に行うことができ、その温度測定精度を高めることができる。
【００１５】
図５〜図７はそれぞれ本発明の第１〜第３の実施形態からなるタイヤ用トランスポンダを示すものである。図５において、円盤状の硬質な基材１ａの外表面には窪み１１ａが形成され、該窪み１１ａ内にチップ３及びアンテナコイル４を含むトランスポンダ回路２が形成されている。そして、窪み１１内には熱伝導性フィラー入りの樹脂５が封入され、その樹脂５によりトランスポンダ回路２が被覆されている。
【００１６】
図６において、円盤状の硬質な基材１ｂの外表面には窪み１１ｂが形成され、該窪み１１ｂ内にチップ３及びアンテナコイル４を含むトランスポンダ回路２が形成されている。そして、窪み１１ｂ内には熱伝導性フィラー入りの樹脂５が封入され、その樹脂５によりトランスポンダ回路２が被覆されている。また、基材１ｂの外周面には円弧状の面取り加工が施されている。
【００１７】
図７において、球状の硬質な基材１ｃの外表面には窪み１１ｃが形成され、該窪み１１ｃ内にチップ３及びアンテナコイル４を含むトランスポンダ回路２が形成されている。そして、窪み１１ｃ内には熱伝導性フィラー入りの樹脂５が封入され、その樹脂５によりトランスポンダ回路２が被覆されている。
【００１８】
これら第１〜第３の実施形態では、温度測定機能を有するトランスポンダ回路２を硬質な基材１ａ〜１ｃ上に設けているので、トランスポンダをタイヤ内に埋め込んだり、タイヤ内面に貼り付けた場合であっても、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力などに対して十分な保護効果を発揮することができ、しかもトランスポンダ回路２を熱伝導性フィラー入りの樹脂５で被覆しているので、被測定物からの温度情報の時定数を小さくすることができる。
【００１９】
更に、硬質な基材１ａ〜１ｃの外表面に窪み１１ａ〜１１ｃを形成し、該窪み１１ａ〜１１ｃ内にトランスポンダ回路２を配置しているので、トランスポンダ回路２の保護効果を高めることができる。この場合、予め窪み１１ａ〜１１ｃを形成した桶状の基材１ａ〜１ｃにトランスポンダ回路を収容した後、樹脂を流し込むことでトランスポンダを簡単に作製することができる。また、図６のように基材１ｂの外周面に円弧状の面取りを施したり、図７のように基材１ｃを球状に成形した場合、タイヤ内部に埋設したときにゴムから剥離し難くなるという利点がある。図５〜図７において、チップ３及びアンテナコイル４を含むトランスポンダ回路２の替わりに、マルチチップタイプのトランスポンダ回路６を使用することも可能である。
【００２０】
上述した各実施形態において、熱伝導性フィラー入りの樹脂の熱伝導率は１．５×１０-3〔cal/cm・sec ・℃〕以上にすると良い。この熱伝導率が１．５×１０-3〔cal/cm・sec ・℃〕未満であると、温度情報の時定数の低減効果が不十分になる。このような熱伝導率を達成するための熱伝導性フィラーとしては、銅粉、鉄粉等の金属粉を用いることが好ましい。
【００２１】
また、トランスポンダ回路を被覆するための樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、特にシリコーン樹脂を用いることが好ましい。なお、トランスポンダ回路の熱破壊を回避するために、被覆樹脂は常温硬化型樹脂であることが望ましい。
【００２２】
トランスポンダ回路を搭載するための硬質な基材は、エポキシ樹脂等の樹脂やアルミナ等のセラミックスから構成することができる。この硬質な基材は硬度ＨS (JIS-A) が９０以上、好ましくは９５〜９９の範囲であることが好ましい。エポキシ樹脂等の樹脂の場合、樹脂中にガラス繊維等の補強繊維を配合すると良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、温度測定機能を有するトランスポンダ回路を硬質な基材上に組み立て、該トランスポンダ回路を熱伝導性フィラー入りの樹脂で被覆することに加えて、硬質な基材の外表面に窪みを形成し、該窪み内にトランスポンダ回路を配置したから、タイヤ変形時の曲げ応力やインフレート時の引張り応力などに対して十分な保護効果を発揮することができ、しかも被測定物からの温度情報の時定数を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を説明するためのタイヤ用トランスポンダ（参考例）を示す断面図である。
【図２】 本発明を説明するためのタイヤ用トランスポンダ（参考例）の被覆樹脂を除いた状態を示す斜視図である。
【図３】 本発明を説明するための他のタイヤ用トランスポンダ（参考例）を示す断面図である。
【図４】 本発明を説明するための他のタイヤ用トランスポンダ（参考例）の被覆樹脂を除いた状態を示す斜視図である。
【図５】 本発明の第１の実施形態からなるタイヤ用トランスポンダを示す断面図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態からなるタイヤ用トランスポンダを示す断面図である。
【図７】 本発明の第３の実施形態からなるタイヤ用トランスポンダを示す断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 基材
２，６ トランスポンダ回路
３，７ 温度測定用チップ
４ アンテナコイル
５ 樹脂
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 窪み [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transponder for measuring the temperature or the like of a pneumatic tire. More specifically, the present invention has a sufficient protective effect against bending stress at the time of tire deformation and tensile stress at the time of inflation, and at the time of temperature information. The present invention relates to a tire transponder whose constant is reduced.
[0002]
[Prior art]
As means for monitoring the internal information of a pneumatic tire, it has been proposed to embed a transponder equipped with various sensors in the tire or affix it to the inner surface of the tire. In such a transponder, in order to protect the transponder circuit from bending stress at the time of tire deformation and tensile stress at the time of inflation, it is necessary to provide a protective structure with a hard coating material.
[0003]
However, since the conventional transponder coating material also has a role to protect the transponder circuit from ambient heat, if it is used for a transponder with a temperature sensor, the response to temperature changes is lowered, in other words, the measurement target There is a problem that the time constant of temperature information from the object becomes large. In particular, in a so-called multi-chip type transponder circuit in which a plurality of thermosensitive elements having different detection temperatures are arranged in a plane, heat transfer needs to be performed uniformly with respect to the plurality of thermosensitive elements. The increase in the constant greatly affects the temperature measurement accuracy.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a tire transponder that has a sufficient protection effect against bending stress at the time of tire deformation and tensile stress at the time of inflation and that can reduce the time constant of temperature information. It is in.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Tire transponder of the present invention for achieving the above object, assembled on a rigid substrate a transponder circuit having a temperature measuring function, there the transponder circuit in a transponder for a tire coated with a thermally conductive filler-containing resin In addition, a recess is formed on the outer surface of the hard base material, and the transponder circuit is disposed in the recess .
[0006]
Since the transponder circuit having the temperature measuring function is provided on the hard base material in this way, even when the transponder is embedded in the tire or attached to the inner surface of the tire, the bending stress and the indentation during tire deformation are reduced. A sufficient protective effect against tensile stress during freight, etc. can be exhibited, and the transponder circuit is covered with a resin containing a thermally conductive filler, so the time constant of temperature information from the object to be measured must be reduced. Can do.
[0007]
In the present invention, in order to sufficiently reduce the time constant of temperature information, the thermal conductivity of the resin containing the thermally conductive filler is 1.5 × 10 −3 [cal / cm · sec · ° C.] or more. preferable.
[0008]
Further, in order to enhance the protective effect against stress, a recess is formed on the outer surface of the hard base material, and a transponder circuit is disposed in the recess.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0010]
1 and 2 show a tire transponder (reference example) for explaining the present invention. 1 and 2, a transponder circuit 2 having a temperature measuring function is formed on a disk-like hard base material 1. The transponder circuit 2 includes a temperature measuring chip 3 and an antenna coil 4 disposed around the chip 3. The temperature measuring chip 3 includes a resistance temperature detector, an A / D conversion circuit that converts the resistance value of the resistance temperature detector into temperature, and an output of the A / D conversion circuit in response to an external inquiry signal. A control circuit for transmitting via the antenna coil 4 is mounted. The transponder circuit 2 including the chip 3 and the antenna coil 4 is covered with a resin 5 containing a heat conductive filler.
[0011]
In the above embodiment , since the transponder circuit 2 having a temperature measuring function is provided on the hard base material 1, when the transponder is embedded in the tire or attached to the inner surface of the tire, for example, when the tire is manufactured, the tire is deformed. The transponder circuit can be protected from the stress generated during the inflation, the transponder circuit can be protected from the tensile stress generated during inflation, and the transponder circuit can be protected from bending stress, compression stress and shear stress generated during tire use. Can be protected.
[0012]
Moreover, since the transponder circuit 2 is covered with the resin 5 containing the heat conductive filler, the responsiveness to the temperature change is improved, and the time constant of the temperature information from the object to be measured can be reduced.
[0013]
3 and 4 show another tire transponder (reference example) for explaining the present invention. 3 and 4, a multi-chip type transponder circuit 6 having a temperature measuring function is formed on a disk-like hard base material 1. The transponder circuit 6 is composed of a temperature measuring chip 7 having a plurality of sections (16 sections in this embodiment ) on a plane. To each section of the temperature measuring chip 7, the antenna array 8, the temperature sensing part 9 made of a heat sensing element, and the thermal state of the temperature sensing part 9 are transmitted via the antenna array 8 in response to an external inquiry signal. A control circuit 10 is formed. Since these thermosensitive elements are set so that the detected temperatures differ stepwise, the temperature of the object to be measured can be specified by detecting the thermosensitive state of each thermosensitive element. The transponder circuit 6 comprising the temperature measuring chip 7 is covered with a resin 5 containing a heat conductive filler.
[0014]
In the above embodiment , since the transponder circuit 6 having the temperature measuring function is provided on the hard base material 1, even when the transponder is embedded in the tire or attached to the inner surface of the tire, bending at the time of tire deformation is performed. A sufficient protective effect against stress and tensile stress at the time of inflation can be exhibited, and the transponder circuit 6 is covered with the resin 5 containing the heat conductive filler, so that temperature information from the object to be measured can be obtained. The time constant of can be reduced. Therefore, even in the case of a multi-chip type transponder circuit 6 including a plurality of thermosensitive elements having different detection temperatures, heat transfer can be performed uniformly to all the thermosensitive elements, and the temperature measurement accuracy is increased. be able to.
[0015]
5 to 7 show tire transponders according to the first to third embodiments of the present invention, respectively. In FIG. 5, a recess 11a is formed on the outer surface of a disk-shaped hard substrate 1a, and a transponder circuit 2 including a chip 3 and an antenna coil 4 is formed in the recess 11a. A resin 5 containing a heat conductive filler is sealed in the recess 11, and the transponder circuit 2 is covered with the resin 5.
[0016]
In FIG. 6, a hollow 11b is formed on the outer surface of a disk-shaped hard base 1b, and a transponder circuit 2 including a chip 3 and an antenna coil 4 is formed in the hollow 11b. A resin 5 containing a heat conductive filler is sealed in the recess 11b, and the transponder circuit 2 is covered with the resin 5. Further, an arc-shaped chamfering process is performed on the outer peripheral surface of the substrate 1b.
[0017]
In FIG. 7, a hollow 11c is formed on the outer surface of a spherical hard substrate 1c, and a transponder circuit 2 including a chip 3 and an antenna coil 4 is formed in the hollow 11c. A resin 5 containing a heat conductive filler is sealed in the recess 11c, and the transponder circuit 2 is covered with the resin 5.
[0018]
In these first to third embodiments, since the transponder circuit 2 having a temperature measuring function is provided on the hard base materials 1a to 1c, the transponder is embedded in the tire or attached to the tire inner surface. Even in such a case, a sufficient protection effect can be exhibited against bending stress at the time of tire deformation and tensile stress at the time of inflation, and the transponder circuit 2 is covered with a resin 5 containing a heat conductive filler. Therefore, the time constant of the temperature information from the object to be measured can be reduced.
[0019]
Furthermore, since the depressions 11a to 11c are formed on the outer surfaces of the hard base materials 1a to 1c and the transponder circuit 2 is disposed in the depressions 11a to 11c, the protective effect of the transponder circuit 2 can be enhanced. In this case, after the transponder circuit is accommodated in the bowl-shaped bases 1a to 1c in which the depressions 11a to 11c are formed in advance, the transponder can be easily produced by pouring the resin. Further, when the outer peripheral surface of the base material 1b is chamfered in an arc shape as shown in FIG. 6 or the base material 1c is formed into a spherical shape as shown in FIG. 7, it is difficult to peel from the rubber when embedded in the tire. There is an advantage. 5 to 7, it is also possible to use a multi-chip type transponder circuit 6 instead of the transponder circuit 2 including the chip 3 and the antenna coil 4.
[0020]
In each of the embodiments described above, the thermal conductivity of the resin containing the thermally conductive filler is preferably 1.5 × 10 −3 [cal / cm · sec · ° C.] or higher. If the thermal conductivity is less than 1.5 × 10 −3 [cal / cm · sec · ° C.], the effect of reducing the time constant of temperature information becomes insufficient. As a heat conductive filler for achieving such heat conductivity, it is preferable to use metal powders, such as copper powder and iron powder.
[0021]
Examples of the resin for covering the transponder circuit include a polyimide resin, a phenol resin, an epoxy resin, a urethane resin, and a silicone resin, and it is particularly preferable to use a silicone resin. In order to avoid thermal destruction of the transponder circuit, the coating resin is preferably a room temperature curable resin.
[0022]
The hard base material for mounting the transponder circuit can be made of a resin such as an epoxy resin or a ceramic such as alumina. This hard base material has a hardness H S (JIS-A) of 90 or more, preferably 95 to 99. In the case of a resin such as an epoxy resin, a reinforcing fiber such as glass fiber may be blended in the resin.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in addition to assembling a transponder circuit having a temperature measuring function on a hard base material and coating the transponder circuit with a resin containing a heat conductive filler, the hard base material Since a depression is formed on the outer surface of the tire and a transponder circuit is disposed in the depression, a sufficient protective effect against bending stress at the time of tire deformation and tensile stress at the time of inflation can be exhibited. The time constant of temperature information from the measurement object can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a tire transponder (reference example) for explaining the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state where a coating resin is removed from a tire transponder (reference example) for explaining the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another tire transponder (reference example) for explaining the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a state where a coating resin is removed from another tire transponder (reference example) for explaining the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the tire transponder according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a tire transponder according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a tire transponder according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c base material 2, 6 transponder circuit 3, 7 temperature measuring chip 4 antenna coil 5 resin 11a, 11b, 11c recess

Claims (4)

温度測定機能を有するトランスポンダ回路を硬質な基材上に組み立て、該トランスポンダ回路を熱伝導性フィラー入りの樹脂で被覆したタイヤ用トランスポンダであって、前記硬質な基材の外表面に窪みを形成し、該窪み内に前記トランスポンダ回路を配置したタイヤ用トランスポンダ。A transponder circuit for a tire in which a transponder circuit having a temperature measuring function is assembled on a hard base material, and the transponder circuit is covered with a resin containing a heat conductive filler, and a depression is formed on the outer surface of the hard base material. A transponder for a tire in which the transponder circuit is disposed in the recess. 前記温度測定機能を有するトランスポンダ回路が、測温抵抗体と、該測温抵抗体の抵抗値を温度に変換するＡ／Ｄ変換回路とを含む請求項１に記載のタイヤ用トランスポンダ。  2. The tire transponder according to claim 1, wherein the transponder circuit having the temperature measurement function includes a resistance temperature detector and an A / D conversion circuit that converts a resistance value of the resistance temperature detector into a temperature. 前記温度測定機能を有するトランスポンダ回路が、検知温度が互いに異なる複数の感熱素子を含む請求項１に記載のタイヤ用トランスポンダ。  2. The tire transponder according to claim 1, wherein the transponder circuit having the temperature measuring function includes a plurality of thermosensitive elements having different detection temperatures. 前記熱伝導性フィラー入りの樹脂の熱伝導率が１．５×１０-3〔cal/cm・sec ・℃〕以上である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ用トランスポンダ。The tire transponder according to any one of claims 1 to 3, wherein a thermal conductivity of the resin containing the thermally conductive filler is 1.5 × 10 -3 [cal / cm · sec · ° C] or more.
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