KR101312841B1 - 알에프아이디 안테나를 내장한 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RFID 안테나를 내장한 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 RFID 안테나를 내장한 타이어는 트레드부로부터 사이드월부(side wall)를 거치고 비드부(bead)의 비드코어(bead core)에 이르는 카카스 코드를 내장한 카카스(carcass)플라이를 가진 타이어(tire)에 있어서, 상기 카카스 코드와 평행한 방향으로 배치되고, 상기 카카스 코드의 사이에 매설되는 안테나를 포함하되, 상기 안테나는 구리인 것을 특징으로 하는데, 이에 의하여 타이어의 필요한 정보를 담은 RFID 태그 안테나를 내입하여 타이어의 이력관리가 가능할 뿐만 아니라, 타이어의 내구성 또한 향상시키게 된다.

Description

알에프아이디 안테나를 내장한 타이어{Tire with RFID antenna}

본 발명은 타이어 정보를 저장하고 있는 RFID 태그 안테나를 내장한 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 필요한 정보를 담은 RFID 태그 안테나를 내입하여 타이어의 이력관리가 가능할 뿐만 아니라, 타이어의 내구성 또한 향상시키는 RFID 안테나를 내장한 타이어에 관한 것이다.

종래, 타이어용 RFID 태그 안테나는 타이어에 삽입 또는 부착되어 사용되기 때문에 차량에 취부되어 사용되는 기간 동안 반복적인 굴신과 하중을 받아야 한다.

타이어용 RFID 태그 안테나의 내구성이 떨어지면 사용환경에서 받는 반복적인 굴신과 하중에 의해 RFID 태그 안테나 부위에 크랙이 발생하게 되어, RFID 태그의 기능을 상실하게 된다.

그러한 이유로 대한민국특허 제2008-0077425호에서는 RFID 태그를 구성하는 칩과 안테나의 연결선을 타이어 주변형 방향의 수직방향으로 배치하여 타이어 변형에 영향을 적게 받도록 하여 안테나의 파손을 방지하고자 하지만, 카카스 코드를 구성하는 섬유와 섬유 사이의 골을 가로질러 배치되어서 결국, 타이이 자체 뿐만 아니라 안테나의 내구성에도 악영향을 미치는 문제가 있었다.

또한, 대한민국특허 제2010-0082464호에서는 RFID 태그를 절연성 고무쿠션 층 내에 삽입하여 RFID 칩과 안테나가 외부 충격과 피로 현상에 의하여 파손되는 것을 방지하고자 하지만, 특허는 2장의 절연 고무 Sheet층 사이에 RFID tag을 삽입하는 공정이 번거롭고 더욱이 카카스 코드의 섬유나 금속에 의한 내구성 저하를 극복하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 타이어의 필요한 정보를 담은 RFID 태그 안테나를 내입하여 타이어의 이력관리가 가능할 뿐만 아니라, 타이어의 내구성 또한 향상시키는 RFID 안테나를 내장한 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여,

트레드부로부터 사이드월부(side wall)를 거치고 비드부(bead)의 비드코어(bead core)에 이르는 카카스 코드를 내장한 카카스(carcass)플라이를 가진 타이어(tire)에 있어서, 상기 카카스 코드와 평행한 방향으로 배치되고, 상기 카카스 코드의 사이에 매설되는 안테나를 포함하되, 상기 안테나는 구리인 것을 특징으로 하는 RFID 안테나를 내장한 타이어를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 안테나는 복수개이며, 각각의 직경이 0.03 내지 0.08㎜일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 안테나는 꼬임수를 가지며, 상기 꼬임수는 0.5 내지 5 피치/인치(inch)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 안테나는 그 외부면을 따라 절연층을 구비할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 안테나는 인장강도 15 내지 25 ㎏f/㎠이며 신장율 10 내지 15%일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 타이어가 장착되는 기구에서 상기 기구의 내측과 외측이 구별되는 경우에 상기 내측의 사이드월부에 RFID칩을 더 내장할 수 있다.

본 발명에 의하면, 타이어의 필요한 정보를 담은 RFID 태그 안테나를 내입하여 타이어의 이력관리가 가능할 뿐만 아니라, 타이어의 내구성 또한 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어의 우반단면도이다.

본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 도면을 들어 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 트레드부로부터 사이드월부(side wall)를 거치고 비드부(bead)의 비드코어(bead core)에 이르는 카카스 코드를 내장한 카카스(carcass)플라이를 가진 타이어(tire)에 있어서, 상기 카카스 코드와 평행한 방향으로 배치되고, 상기 카카스 코드의 사이에 매설되는 안테나를 포함하되, 상기 안테나는 구리인 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어의 우반단면도인데, 이를 참조하면, 타이어(10)에서는 영역별로 트레드부(1)로부터 사이드월부(side wall, 2)를 거치고 비드부(bead, 3)으로 구분되며, 카카스플라이(20)는 비드부(3)에서 다수개의 코드가 다발로 이루어지는 비드코어(50) 및 에이펙스(40)를 감싸도록 턴업되어 보강부(30)를 구비하도록 설치되는데, 상기 카카스플라이(20)는 그 복수개의 카카스코드(미도시)를 구비하여 타이어의 골격을 이루고, 내부 공기압을 유지하여 하중을 지탱하는 구조이다. 상기 카카스 코드의 사이로 안테나(30)가 매설되어 있다.

상기 카카스 코드의 사이는 코드의 배열과 안테나(30)의 배열이 겹짐으로 하여 안테나(30)이 파손되는 것을 방지하기 위한 것으로, 양자는 개념적으로 평행하게 배치되며, 상기 안테나(30)는 구리인 금속재료로 구성된다.

또한, 상기 안테나(30)은 복수개이며, 그 각각의 직경이 0.03 내지 0.08㎜일 수 있는데, 만일 상기 하한치 미만이면, 저항 손실이 커져 안테나 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 반대로 상한치를 초과하면 반복 굴신에 의한 피로 특성이 저하되는 문제가 생길 수 있다.

아울러, 상기 안테나(30)는 꼬임수를 가지며, 상기 꼬임수는 0.5 내지 5 피치/인치(inch)일 수 있는데, 만일 하한치 미만이면, 타이어에 RFID 태그를 부착하는 공정상에서 안테나를 이루는 코일 개별 가닥으로 분리되는 문제가 생길 수 있고, 반대로, 상한치를 초과하면, 타이어 주행중 반복되는 굴신에 의해 히스테리스 손실이 커지는 문제가 생길 수 있다.

여기서, 피치/인치 단위의 의미는, 1인치당 꼬이는 횟수를 의미한다.

또한, 상기 안테나(30)는 그 외부면을 따라 절연층을 구비할 수 있는데, 이에 의하여 타이어에 가해지는 외력이나 압력에 내구성을 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 물성의 간섭을 방지할 수 있게 되며, 이러한 범위내에서 특별하게 한정하여 그 재료를 사용할 것은 아니다.

아울러, 상기 안테나(30)는 인장강도 15 내지 25 ㎏f/㎠이며 신장율 10 내지 15%일 수 있는데, 인장강도가 만일 하한치 미만이면, 성형 공정 중, 그린 케이스 팽창시 RFID 태그 안테나가 끊어지는 문제가 생길 수 있으며, 반대로 상한치를 초과하면 타이어 주행중 반복되는 굴신이 RFID 안테나 부위에 집중되어 발열에 의한 타이어 피로 파괴가 발생 할 수 있고, 또한, 신장율이 하한치 미만이면 성형 공정 중, 그린 케이스 팽창시 RFID 안테나가 끊어지는 문제가 생길 수 있다.

한편, 상술한 타이어가 장착되는 기구에서 상기 기구의 내측과 외측이 구별되는 경우에 상기 내측의 사이드월부에 RFID칩을 더 내장할 수 있다.

상기 기구는 타이어가 사용되는 기계장치를 의미하는 것으로, 예를 들면, 승용차용, 중하중용, 건설용, 농기계용, 항공기용 기구로 탈 것(vehicle)을 의미한다.

상기 기구의 내측과 외측이 구별되는 경우는 타이어의 좌측과 우측이 구별되어 상기 기구에 장착시에 기구쪽으로 향하는 면(내측)과 기구바깥쪽으로 향하는 면(외측)이 구별되는 경우를 의미한다.

상기 기구의 내측에 배치되는 사이드월부에 RFID 칩을 내장하게 되면, 외부의 충격에 의하여 상기 칩이 파손되는 것을 최소화시킬 수 있다.

아울러, 상기 칩은 상기 안테나의 일단과 전기적, 물리적으로 결합되어 외부의 회로나 시스템에 무선으로 연결될 수 있음은 물론이다.

다음으로, 상기 안테나의 길이 및 합사를 이루는 가닥 수에 따른 저항값은 아래 표 1과 같다.

구분	1줄	2줄	3줄	5줄	10줄
1 cm	2.4	1.4	1.1	0.7	0.5
5 cm	10.4	5.9	4	2.5	1.3
10 cm	21.8	11.9	8.2	4.9	2.5
15 cm	33.8	18.3	12.5	7.4	3.6
20 cm	46.4	25	16.9	9.7	4.6

* 측정값 단위는 Ω이다.

* 2줄 이상의 안테나는 피치를 5피치/인치로 동일하다.

다음으로, 상기 기구 중 자동차용 타이어의 내측 사이드월부에 RFID 칩을 내삽하고, 본 발명에 따르는 구리재질의 안테나 연결하여 그 특성치는 아래 표 2와 같다.

구분	실시예 1
RFID 태그 안테나 재질	구리
타이어 규격	P205/65R16
RFID 태그 삽입 위치	사이드월 부
RFID 태그 인식거리 - 초기	1.1 m
RFID 태그 인식거리 - 5만 Km 주행 후	1.1 m

* 위 표 2에서 상기 안테나 길이는 5 cm 길이, 5줄, 5피치/인치이다.

트레드부 1, 사이드월부 2
비드부 3, 타이어 10
카카스플라이 20, 안테나 30
비드코어 50, 에이펙스 40

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 트레드부로부터 사이드월부(side wall)를 거치고 비드부(bead)의 비드코어(bead core)에 이르는 카카스 코드를 내장한 카카스(carcass)플라이를 가진 타이어(tire)에 있어서,
   상기 카카스 코드와 평행한 방향으로 배치되고, 상기 카카스 코드의 사이에 매설되는 안테나를 포함하되, 상기 안테나는 구리이며,
   상기 안테나는 복수개이고, 각각의 직경이 0.03 내지 0.08㎜이며,
   상기 안테나는 꼬임수를 가지고, 상기 꼬임수는 0.5 내지 5 피치/인치인 것을 특징으로 하는 RFID 안테나를 내장한 타이어.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 안테나는 그 외부면을 따라 절연층을 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 안테나를 내장한 타이어.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 안테나는 인장강도 15 내지 25 ㎏f/㎠이며 신장율 10 내지 15% 인 것을 특징으로 하는 RFID 안테나를 내장한 타이어.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 타이어가 장착되는 기구에서 상기 기구의 내측과 외측이 구별되는 경우에 상기 내측의 사이드월부에 RFID칩을 더 내장하는 것을 특징으로 하는 RFID 안테나를 내장한 타이어.

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