JP7457519B2 - 航空機用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、主に旅客機などに用いられる航空機用タイヤに関する。

電磁波を用いて情報の書き込み、読み出しが可能な非接触型のＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグが広く用いられている。

このＲＦＩＤタグを航空機用タイヤに取り付け、ＲＦＩＤタグにタイヤに関連する情報の書き込み、読み出しを行って、航空機用タイヤを管理することが行われている。

例えば、特許文献１には、航空機タイヤのクラウン領域の内部にＲＦＩＤを埋設し、ダイポールアンテナを軸方向に向けて配置した構造が開示されている。

米国特許出願公開第２０１１／０２２６４０１号明細書

しかしながら、上述した従来の航空機用タイヤでは、サイズが例えば２１インチ以上の大径である場合には、タイヤ幅が大きいため、電磁波が減衰するなどして通信性が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、サイズが２１インチ以上であってもＲＦＩＤタグの通信性を向上できる航空機用タイヤを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る航空機用タイヤ（Ｔ）は、一対のビード部（１００）と、該ビード部の径方向外側に連なるサイドウォール部（１０４）と、該サイドウォール部間に跨るトレッド部（１０６）とを有する航空機用タイヤにおいて、前記航空機用タイヤに関する情報を格納可能なタグ本体部（１１）と、該タグ本体部から延設されるアンテナ（Ａ１、Ａ２）とを備えたＲＦＩＤタグ（１０）を備え、トレッド面視において、前記アンテナは、その延設方向（Ｄ１）がタイヤ幅方向（Ｄ２）と平行または所定角度の範囲で交差するように配設され、前記航空機用タイヤの径サイズが２１インチ以上である場合において、該航空機用タイヤの幅寸法をＷ、前記アンテナの延設方向の長さの総和をＬとした場合に、０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２の条件を満たすことを要旨とする。

このような構成によれば、サイズが２１インチ以上である場合においても、上記条件を満たすことで電磁波の減衰等を低減して、ＲＦＩＤタグの通信性を向上することができる。

本発明によれば、サイズが２１インチ以上であってもＲＦＩＤタグの通信性を向上できる航空機用タイヤを提供することができる。

本実施形態に係る航空機用タイヤの概略構成を示すトレッド幅方向断面図である。 本実施形態に係る航空機用タイヤの概略構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る航空機用タイヤに適用されるＲＦＩＤタグの構成例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る航空機用タイヤに適用されるＲＦＩＤタグの内部構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る航空機用タイヤに適用されるＲＦＩＤタグの他の構成例を示す概略構成図（ａ）、（ｂ）である。 本実施形態に係る航空機用タイヤ（２１インチ）について、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）等の通信距離を示すグラフである。 比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）について、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）等の通信距離を示すグラフである。 本実施形態に係る航空機用タイヤ（２１インチ）と、比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）のＬ（アンテナ幅）／Ｗ（タイヤ幅）の値を比較する図表である。 本実施形態に係る航空機用タイヤ（２１インチ）と、比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）のＬ（アンテナ幅）／Ｗ（タイヤ幅）の値と通信距離との関係を示すグラフである。

図１～図９を参照して、本発明の実施の形態に係る航空機用タイヤＴについて説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（航空機用タイヤＴの構成例）
図１および図２を参照して航空機用タイヤＴの構成例について説明する。

ここで、図１は、本実施形態に係る航空機用タイヤＴの概略構成を示すトレッド幅方向断面図、図２は、航空機用タイヤＴの概略構成を示す斜視図である。

航空機用タイヤＴは、ホイール１５０に接するビード部１００と、航空機用タイヤＴの骨格を形成するカーカス部１０１と、カーカス部１０１のタイヤ径方向外側に配設される複数のベルト部１０３と、ベルト部１０３のタイヤ径方向外側に配設され、路面と接するトレッド部１０６とを備える。また、一対のビード部１００の径方向外側に連なるサイドウォール部１０４を備える。

そして、図１に示すように、本実施の形態に係る航空機用タイヤＴは、タイヤ内面１０２には、航空機用タイヤＴに関する情報（製造番号、サイズ、適正内圧等の情報）を格納したタグ本体部としてのＩＣチップ１１と、ＩＣチップ１１から延設されるアンテナＡ１、Ａ２とを備えたＲＦＩＤタグ１０を備えている。

より具体的には、ＲＦＩＤタグ１０は、ＩＣチップ１１およびアンテナＡ１、Ａ２をゴム製のパッチ１２内に封入して構成され、接着剤によりタイヤ内面１０２に貼付されている。

そして、図２に示すように、アンテナＡ１、Ａ２は、トレッド面視において、その延設方向Ｄ１がタイヤ幅方向Ｄ２と平行または所定角度（例えば、５°以内）の範囲で交差するように配設されている。

さらに 航空機用タイヤＴの径サイズが２１インチ以上である場合において、該航空機用タイヤの幅寸法をＷ、アンテナの延設方向Ｄ１の長さ（Ｌ１、Ｌ２）の総和をＬとした場合に、
０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２
の条件を満たすように構成されている。

なお、ＲＦＩＤタグ１０に対する情報の送受信は、図１に示すようなＲＦＩＤリーダ・ライタ２００によって行うことができる。

ＲＦＩＤリーダ・ライタ２００は、通信用アンテナ２０１、液晶ディスプレイ等で構成される情報表示部２０２を備え、ＲＦＩＤタグ１０から読み出した航空機用タイヤＴに関する情報（製造番号、サイズ、適正内圧等の情報）を表示して確認できるようになっている。

そして、航空機用タイヤＴは、このような構成により、航空機用タイヤＴの径サイズが２１インチ以上である場合において、電磁波の減衰等を低減して、ＲＦＩＤタグの通信性を向上することができる。なお、航空機用タイヤＴの通信性を確認する測定例等については後述する。

なお、ＲＦＩＤタグ１０は、タイヤ内面１０２にバランスパッチが設けられる場合には、そのバランスパッチと周方向に離間して配置される。これにより、航空機用タイヤＴのバランスを保った状態で、ＲＦＩＤタグ１０を設けることができる。

また、トレッド部１０６内に配置されるベルト部１０３は、非金属で構成されるようにするとよい。これにより、ＲＦＩＤタグ１０とＲＦＩＤリーダ・ライタ２００との間における電磁波の減衰等を低減して、通信性を向上できる。

また、ＲＦＩＤタグ１０をタイヤ内面１０２に貼付することにより、ビード部１００をアンテナとして機能させることができ、通信性がより向上する。また、ビード部１００で電磁波が反響することによりＲＦＩＤタグ１０の感度を高めることができる。

（ＲＦＩＤタグの構成例）
図３および図４を参照して、本実施の形態に係る航空機用タイヤＴに適用可能なＲＦＩＤタグ１０の構成例について説明する。

図３は、本実施形態に係る航空機用タイヤＴに適用されるＲＦＩＤタグ１０の構成例を示す概略構成図、図４は、ＲＦＩＤタグ１０の内部構成を示すブロック図である。

図３に示すように、ＲＦＩＤタグ１０は、ＩＣチップ１１およびアンテナＡ１、Ａ２をゴム製のパッチ１２内に封入して構成されている。また、パッチ１２の裏面には接着層が設けられ、タイヤ内面１０２に貼付できるように構成されている。

図４に示すように、ＲＦＩＤタグ１０は、アンテナＡ１、Ａ２と、ＲＦ回路および給電回路等を備える送受信ユニット３０１と、制御部としてのＣＰＵ３０２と、不揮発性メモリＲＯＭを備えるメモリ３０３および揮発性メモリ（ＲＡＭ）を備えるメモリ３０４とから構成される。

アンテナＡ１、Ａ２は、前述のＲＦＩＤリーダ・ライタ２００等との通信を行う。なお、アンテナＡ１、Ａ２は、ＲＦＩＤリーダ・ライタ２００等からの無線信号に応じて送受信ユニット３０１等に電力を供給する受電デバイスとしての役割も果たす。

送受信ユニット３０１は、ＲＦ回路で送受信するデータの変復調を行うと共に、給電回路でＣＰＵ３０２等に電力を供給する。

ＣＰＵ３０２は、アンテナＡ１、Ａ２から受信したコマンドに従って、メモリ３０３内に記録された固有ＩＤや航空機用タイヤＴに関するデータ（製造番号、サイズ、適正内圧等）の応答等の処理を行う。

なお、メモリ３０４は、ＣＰＵ３０２のワークエリア等として使用される。

（アンテナの構成例）
図３および図５を参照して、ＲＦＩＤタグ１０のアンテナの構成例について説明する。

図３に示すアンテナＡ１、Ａ２は、図上、ＩＣチップ１１の左右端部から直線状の同じ長さ（Ｌ１、Ｌ２）のアンテナ線が延設された所謂ダイポールアンテナで構成されている。なお、アンテナ線は、コイル状の巻線で構成してもよい。

そして、図３に示すアンテナＡ１、Ａ２において、上述の０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２の条件におけるパラメータＬは、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２で表される。

図５（ａ）に示すアンテナＡ３は、図上、ＩＣチップ１１の右端部から直線状の長さＬ３のアンテナ線が延設された所謂モノポールアンテナで構成されている。なお、アンテナ線は、コイル状の巻線で構成してもよい。

そして、図５（ａ）に示すＲＦＩＤタグ１０ａのアンテナＡ３において、上述の０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２の条件におけるパラメータＬは、Ｌ＝Ｌ３で表される。

図５（ｂ）に示すＲＦＩＤタグ１０ｂのアンテナＡ４ａ、Ａ４ｂは、図上、ＩＣチップ１１の左右端部から波線状のアンテナ線が延設された所謂ダイポールアンテナで構成されている。

ＩＣチップ１１の端部からアンテナＡ４ａ、Ａ４ｂの端部までの距離Ｌ４、Ｌ５は同じにされる。

そして、図５（ｂ）に示すアンテナＡ４ａ、Ａ４ｂにおいて、上述の０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２の条件におけるパラメータＬは、Ｌ＝Ｌ４＋Ｌ５で表される。

（通信距離の測定例）
図６および図７を参照して、ＲＦＩＤタグ１０の通信距離の測定例について説明する。

ここで、図６は、本実施形態に係る航空機用タイヤ（２１インチ）について、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）等の通信距離を示すグラフ、図７は、比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）について、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）等の通信距離を示すグラフである。

測定を行うにあたり、図３に示すようなダイポールアンテナを備えたＲＦＩＤタグ１０について、アンテナＡ１、Ａ２の長さ（アンテナ幅）を変えた３種類の実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）を用意した。

ここで、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）のアンテナの長さ（アンテナ幅）は６０ｍｍ、実験用ＲＦＩＤタグ（ロ）のアンテナの長さ（アンテナ幅）は７０ｍｍ、実験用ＲＦＩＤタグ（ハ）のアンテナの長さ（アンテナ幅）は５０ｍｍとした。

そして、航空機用タイヤ（２１インチ）と、比較例用の航空機用タイヤ（１５インチ）を用意し、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）を図２に示した場合と同様に、タイヤ内面１０２に、アンテナＡ１、Ａ２が、その延設方向Ｄ１がタイヤ幅方向Ｄ２と平行または所定角度（例えば、５°以内）の範囲で交差するように貼付し、ＲＦＩＤリーダ・ライタ２００で読み取りが可能な通信距離を測定した。

その結果、航空機用タイヤ（２１インチ）において、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）の通信距離は約９６ｃｍ、実験用ＲＦＩＤタグ（ロ）の通信距離は約８７ｃｍ、実験用ＲＦＩＤタグ（ハ）の通信距離は約２７０ｃｍであった。

これに対して、航空機用タイヤ（１５インチ）では、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）の通信距離は約３８ｃｍ、実験用ＲＦＩＤタグ（ロ）の通信距離は約３ｃｍ、実験用ＲＦＩＤタグ（ハ）の通信距離は約３２ｃｍであった。

なお、図６および図７における（ａ）～（ｃ）は、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）を航空機用タイヤの周方向に設けた場合の通信距離を参考として示している。

これらのグラフによれば、航空機用タイヤ（２１インチ）では、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）を幅方向に設けた場合の方が、周方向に設けた場合よりも通信距離が長くなる傾向にあることが分かる。

また、航空機用タイヤ（１５インチ）では、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）を周方向に設けた場合の方が、幅方向に設けた場合よりも通信距離が長くなる傾向にあることが分かる。

このように、実験用ＲＦＩＤタグ（イ）～（ハ）をタイヤ内面１０２に、アンテナＡ１、Ａ２が、その延設方向Ｄ１がタイヤ幅方向Ｄ２と平行または所定角度（例えば、５°以内）の範囲で交差するように貼付した場合に、比較的大径の航空機用タイヤ（２１インチ）の方が、比較的小径の航空機用タイヤ（１５インチ）よりも通信可能な距離が長いことが分かる。

（通信距離とＬ／Ｗとの関係について）
図８および図９を参照して、ＲＦＩＤタグ１０を設けた航空機用タイヤＴ（２１インチ）と、比較例用の航空機用タイヤ（１５インチ）につき、通信距離とＬ／Ｗとの関係について説明する。

ここで、図８は、本実施形態に係る航空機用タイヤＴ（２１インチ）と、比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）のＬ（アンテナ幅）／Ｗ（タイヤ幅）の値を比較する図表、図９は、航空機用タイヤＴ（２１インチ）と、比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）のＬ（アンテナ幅）／Ｗ（タイヤ幅）の値と通信距離との関係を示すグラフである。

図８に示すように、タイヤ幅３７２ｍｍの２１インチ（ラジアル）について、アンテナ幅：６０ｍｍの場合のＬ／Ｗは、０．１６１２９で、通信距離は９６ｃｍであった。

タイヤ幅３７２ｍｍの２１インチ（ラジアル）について、アンテナ幅：５０ｍｍの場合のＬ／Ｗは、０．１３４４０９で、通信距離は２７０ｃｍであった。

タイヤ幅４１４ｍｍの２１インチ（バイアス）について、アンテナ幅：６０ｍｍの場合のＬ／Ｗは、０．１４４９２８で、通信距離は９８ｃｍであった。

タイヤ幅４１４ｍｍの２１インチ（バイアス）について、アンテナ幅：５０ｍｍの場合のＬ／Ｗは、０．１２０７７３で、通信距離は１１６ｃｍであった。

一方、タイヤ幅１９３ｍｍの１５インチについて、アンテナ幅：６０ｍｍの場合のＬ／Ｗは、０．３１０８８１で、通信距離は３８ｃｍであった。

また、タイヤ幅１９３ｍｍの１５インチについて、アンテナ幅：５０ｍｍの場合のＬ／Ｗは、０．２５９０６７で、通信距離は３２ｃｍであった。

以上の数値を、縦軸を通信距離（ｃｍ）、横軸をＬ／Ｗの値としたグラフにプロットしたものが図９である。

図９を見ると分かるように、本実施形態に係る航空機用タイヤＴに相当する２１インチの方が、比較例に係る航空機用タイヤ（１５インチ）よりも通信距離で優れている。

また、本実施形態に係る航空機用タイヤＴ（２１インチ）では、Ｌ／Ｗは、０．１～０．２の範囲に収束していることが分かる。

そこで、本発明では、航空機用タイヤの径サイズが２１インチ以上である場合において、航空機用タイヤの幅寸法をＷ、アンテナの延設方向の長さの総和をＬとした場合に、
０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２ を満たすことを条件として設定した。

（作用・効果）
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。

即ち、本実施形態に係る航空機用タイヤＴは、航空機用タイヤに関する情報を格納したＩＣチップ１１と、ＩＣチップ１１から延設されるアンテナＡ１、Ａ２とを備えたＲＦＩＤタグ１０を備え、トレッド面視において、アンテナＡ１、Ａ２は、その延設方向Ｄ１がタイヤ幅方向Ｄ２と平行または所定角度の範囲で交差するように配設され、航空機用タイヤＴの径サイズが２１インチ以上である場合において、航空機用タイヤの幅寸法をＷ、アンテナの延設方向の長さの総和をＬとした場合に、
０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２ の条件を満たすことにより、通信性を向上することができる。

なお、Ｌ／Ｗが０．１より小さい場合には、タイヤ幅（Ｗ）に対してアンテナの長さ（Ｌ）（アンテナ幅）が短すぎるため、アンテナ特性が低下してしまう。

また、Ｌ／Ｗが０．２より大きい場合には、タイヤ幅（Ｗ）に対してアンテナの長さ（Ｌ）（アンテナ幅）が長すぎて、アンテナの取り付け時の作業性や取付性が低下してしまうという不都合を生じる。

また、アンテナは、直線状または波線状を呈するモノポールアンテナまたはダイポールアンテナで構成できるので、種々の形式のＲＦＩＤタグを採用することができる。

また、ＲＦＩＤタグ１０は、タイヤ内面１０２に貼付できるので、ビード部１００に近接させることができ、ビード部１００をアンテナとして機能させることで通信性がより向上する。また、ビード部１００で電磁波が反響することによりＲＦＩＤタグ１０の感度を高めることができる。

また、ＲＦＩＤタグ１０は、タイヤ内面に設けられるバランスパッチと周方向に離間して配置することにより、航空機用タイヤＴのバランスを保った状態で、ＲＦＩＤタグ１０を設けることができる。

また、トレッド部１０６内に配置されるベルト部１０３を非金属で構成することにより、ＲＦＩＤタグ１０とＲＦＩＤリーダ・ライタ２００との間における電磁波の減衰等を低減して、通信性を向上できる。

以上、本発明の航空機用タイヤＴを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

Ｔ 航空機用タイヤ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ａ、Ａ４ｂ アンテナ
Ｄ１ 延設方向
Ｄ２ タイヤ幅方向
１０ ＲＦＩＤタグ
１１ タグ本体部（ＩＣチップ）
１００ ビード部
１０２ タイヤ内面
１０４ サイドウォール部
１０６ トレッド部

Claims (5)

1. 一対のビード部と、該ビード部の径方向外側に連なるサイドウォール部と、該サイドウォール部間に跨るトレッド部とを有する航空機用タイヤにおいて、
   前記航空機用タイヤに関する情報を格納可能なタグ本体部と、該タグ本体部から延設されるアンテナとを備えたＲＦＩＤタグを備え、
   トレッド面視において、前記アンテナは、その延設方向がタイヤ幅方向と平行または５°以内の所定角度の範囲で交差するように配設され、
   前記航空機用タイヤの径サイズは、２１インチ以上であり、
   前記航空機用タイヤの幅寸法をＷ、前記アンテナの延設方向の長さの総和をＬとした場合に、
   ０．１＜ Ｌ／Ｗ ＜０．２
   の条件を満たす航空機用タイヤ。
2. 前記アンテナは、直線状または波線状を呈するモノポールアンテナまたはダイポールアンテナで構成される請求項１に記載の航空機用タイヤ。
3. 前記ＲＦＩＤタグは、タイヤ内面に貼付される請求項１または請求項２に記載の航空機用タイヤ。
4. 前記ＲＦＩＤタグは、タイヤ内面に設けられるバランスパッチと周方向に離間して配置される請求項３に記載の航空機用タイヤ。
5. 前記トレッド部内に配置されるベルト部は、非金属で構成される請求項１から請求項４の何れか１項に記載の航空機用タイヤ。

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