WO2004087439A1 - タイヤ用センサ装置 - Google Patents

Abstract

タイヤのリム組み作業を阻害することなく、送信能力を高めることを可能にしたタイヤ用センサ装置である。このタイヤ用センサ装置は、タイヤ気室内に設置された状態でタイヤ内部情報を検出し、その検出結果を外部に送信するタイヤ用センサ装置において、電子部品を収容するケースと、前記電子部品に電気的に接続されると共に前記ケースの外部に延出するアンテナとを備え、該アンテナの先端部をタイヤ回転時の遠心力によりタイヤ径方向外側へ変位自在にしたものである。

Description

明 細 書

タイヤ用センサ装置

技術分野

本発明は、 内圧等のタイヤ内部情報を検出するためのタイヤ用センサ 装置に関し、 さらに詳しくは、 タイヤのリム組み作業を阻害することな く、 送信能力を高めたタイヤ用センサ装置に関する。

背景技術

従来、 内圧や温度等のタイヤ内部情報を監視するために、 リムのゥェ ル部にセンサ装置を取り付け、 該センサ装置で夕ィャ内部情報を検出し、 その検出結果を電波を利用してタイヤ外部の受信装置に送信することが 行われてい 。

このようなタイヤ用センサ装置では、 一般に、 センサや送信器がプリ ント基板上に搭載され、 該プリント基板上に送信用のアンテナが印刷さ れ、 これらセンサや送信器がプリント基板と共に薄型のケースに収容さ れている。

上記センサ装置をリムのゥエル部に装着するに際し、 ケースの底面を ゥエル部の表面に沿わせるようにすれば、 センサ装置がタイヤのリム組 み作業を阻害することはない。 ところが、 上述したように殆どのセンサ 装置はプリント基板上に印刷されたアンテナを備えているので、 プリン ト基板をゥエル部と平行に配置すると、 送信効率が非常に悪くなるとい う問題がある。 そのため、 リムのゥエル部に対して基板が立つようにセ ンサ装置を装着し、 その替わりにリム組み作業性の低下を甘受している のが現状である。 また、 ケースの外部に送信用のアンテナを突出させた センサ装置が提案されているが、 この場合もリム組み作業性の低下は避 けられないのである （例えば、 日本国特表平 1 0— 5 0 4 7 8 3号公報 発明の開示 本発明の目的は、 タイヤのリム組み作業を阻害することなく、 送信能 力を高めることを可能にしたタィャ用センサ装置を提供することにある。 上記目的を達成するための本発明のタイヤ用センサ装置は、 タイヤ気 室内に設置された状態でタイヤ内部情報を検出し、 その検出結果を外部 に送信するタイヤ用センサ装置において、 電子部品を収容するケースと、 前記電子部品に電気的に接続されると共に前記ケースの外部に延出する アンテナとを備え、 該アンテナの先端部をタイヤ回転時の遠心力により タイヤ径方向外側へ変位自在にしたことを特徴とするものである。

より具体的には、 本発明のタイヤ用センサ装置は、 タイヤ気室内に設 置された状態でタイヤ内部情報を検出し、 その検出結果を外部に送信す るタイヤ用センサ装置において、 前記タイャ内部情報を検出するセンサ と、 前記タイヤ内部情報を送信する送信器と、 これらセンサ及び送信器 の電子部品を収容するケースと、 前記電子部品に電気的に接続されると 共に前記ケースの外部に延出するアンテナとを備え、 該アンテナの先端 部をタイヤ回転時の遠心力によりタイヤ径方向外側へ変位自在にしたこ とを特徴とするものである。

このようにアンテナをケース外部に延出させると共に該アンテナの先 端部をタイヤ回転時の遠心力によりタイヤ径方向外側へ変位自在にした ことにより、 走行時にアンテナの先端部がタイヤ径方向外側へ変位し、 優れた送信能力を発揮することができる。 また、 センサ装置をリムのゥ エル部に装着するに際し、 例えば、 ケースをゥエル部の表面に対して略 平行に配置し、 ゥエル部の表面からの突出量を可及的に小さくすれば、 タイヤのリム組み作業を阻害することはない。

本発明では、 ランフラット走行時にタイヤのトレツ ド中央部にバック リングが生じても、 タイヤ気室内に設置されたセンサ装置がタイヤ内面 に衝突し難いという利点もある。

本発明において、 アンテナの先端部を変位自在にするための手法とし て、 了ンテナは柔軟性を有する導電性素材から構成することが好ましい。 例えば、 アンテナは導電性フィラーを充填したエラストマ一から構成し たり、 導電性の芯線に絶縁被覆を施した被覆電線から構成することがで きる。 いずれの場合も、 良好な柔軟性を得るために、 アンテナの取り付 け部の曲げ硬さは 6 0 N mm ² 以下であることが好ましい。

アンテナの先端部を変位自在にするための他の手法として、 アンテナ を回転機構により揺動自在に構成したり、 アンテナを摺動機構により伸 縮自在に構成することができる。

アンテナの長さは通信に使用する電磁波の波長の 1 / 2、 1 / 4、 1 / 8又は 1 / 1 6であることが好ましい。 これにより、 より優れた送信 能力を発揮することが可能になる。 また、 アンテナの先端部には絶縁性 の錘を装着することが好ましい。 これにより、 遠心力によるアンテナの 先端部の変位を促進することができる。 更に、 アンテナの周りには絶縁 性のスぺーサを被覆することが好ましい。 これにより、 停車時にアンテ ナとリムとの間隔が狭くなって電波干渉が生じることを確実に回避し、 より優れた送信能力を発揮することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1実施形態からなるタイヤ用センサ装置をリムの ゥェル部に装着した状態を示す斜視図である。

図 2は、 本発明の第 1実施形態からなるタイヤ用センサ装置を示す側 面図である。

図 3は、 本発明の第 1実施形態からなるタイヤ用センサ装置を示す平 面図である。

図 4は、 本発明におけるセンサュニッ トを例示する平面図である。 図 5は、 本発明の第 1実施形態からなるタイヤ用センサ装置の変形例 を示す側面図である。

図 6は、 本発明の第 1実施形態からなるタイヤ用センサ装置の他の変 形例を示す側面図である。

図 7は、 本発明の第 1実施形態からなるタイャ用センサ装置を示す側 面図である。

図 8は、 本発明の第 1実施形態からなるタイャ用センサ装置を示す平 面図である。

図 9は、 本発明の第 2実施形態からなるタイヤ用センサ装置の変形例 を示す側面図である。

図 1 0は、 本発明の第 2実施形態からなるタイヤ用センサ装置の他の 変形例を示す側面図である。

図 1 1は、 本発明の第 3実施形態からなるタイヤ用センサ装置を示す 側面図である。

図 1 2は、 本発明の第 3実施形態からなるタイヤ用センサ装置を示す 平面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明す る。

図 1〜図 3は本発明の第 1実施形態からなるタイャ用センサ装置を示 し、 図 4はセンサュニッ トを例示するものである。 本実施形態のタイヤ 用センサ装置は、 図 1に示すように、 タイヤ気室内において例えばリム のゥエル部 Wに設置された状態でタイヤ内部情報を検出し、 その検出結 果を外部に送信するタィャ用センサ装置であつて、 図 2及び図 3に示す ように、 電子部品を収容するケース 1 と、 該ケース 1の外部に延出する アンテナ 2とを備えている。

ケース 1の内部には、 図 4に示すようなセンサュニッ ト 1 0が収容さ れている。 このセンサユニッ ト 1 0は、 プリント基板 1 1上に、 センサ 1 2、 送信器 1 3、 電池 1 4及び制御回路 1 5等の電子部品を搭載した ものである。 センサ 1 2 としては、 圧力センサ及び温度センサの少なく とも一方を用いることができる。 送信器 1 3を構成する電子部品にはァ ンテナ 2が電気的に接続されている。 つまり、 センサュニット 1 0は、 圧力センサでタイヤ空気圧を測定し、 温度センサでタイヤ内の温度を測 定し、 その測定結果をアンテナ 2を介してタイヤ外部へ送信するように なっている。

アンテナ 2は柔軟性を有する導電性素材から構成されている。 そのた め、 アンテナ 2の先端部 2 aはタイヤ回転時の遠心力によりタイヤ径方 向外側へ変位自在である。 これにより、 走行時にアンテナ 2がタイヤ径 方向外側へ起立し、 その先端部 2 aがタイヤ径方向外側へ変位するので、 優れた送信能力を発揮することができる。 また、 アンテナ 2は柔軟性を 持っているので、 ケース 1をゥエル部の表面に対して略平行に配置すれ ば、 タイヤのリム組み作業を阻害することはない。 特に、 アンテナ 2が 柔軟性を有する導電性素材からなる場合、 アンテナ構造が簡単であると いう利点もある。

アンテナ 2は、 その材料が特に限定されるものではないが、 導電性フ イラ一を充填したエラストマ一から構成することができる。 例えば、 ゴ ムゃ合成樹脂にカーボンブラック等を充填したものを使用することがで きる。 また、 アンテナ 2は導電性の芯線に絶縁被覆を施した被覆電線か ら構成することができる。 ここで、 アンテナ 2のケース 1への取り付け 部 2 bの曲げ硬さは 6 0 N mm² 以下である。 この部分の曲げ硬さが 6 0 N mm ² 超であると柔軟性が不十分になる。 この曲げ硬さは、 A S T M D 7 4 7の試験で得られる曲げモジュラス E ( N/mm ² ) と断面 二次モ一メント I ( mm ⁴ ) との積 E Iである。

アンテナ 2の長さは通信に使用する電磁波の波長の 1 / 2、 1 / 4、 ' 1 / 8又は 1 / 1 6である。 アンテナ 2の長さを上記長さに設定するこ とにより、 より優れた送信能力を発揮することができる。

図 5は、 第 1実施形態のタイヤ用センサ装置において、 アンテナ 2の 先端部 2 aに絶縁性の錘 3を装着した状態を示すものである。 図 5に示 すように、 アンテナ 2の先端部 2 aに錘 3を装着することにより、 タイ ャ回転時に錘 3に対して生じる遠心力によりアンテナ 1の先端部 2 aの 変位を促進することができる。 しかも、 錘 3は絶縁性であるので、 アン テナ 2とリムとが電気的に接続されることはない。

図 6は、 第 1実施形態のタイヤ用センサ装置において、 アンテナ 2の 周りに絶縁性のスぺーサ 4を被覆した状態を示すものである。 図 6に示 すように、 アンテナ 2の周りに絶縁性のスぺ一サ 4を被覆することによ り、 停車時におけるリムによる電波干渉を回避し、 より優れた送信能力 を発揮することができる。 このようなスぺ一サとしてはスポンジ等を使 用することができる。

なお、 アンテナ 1に対して錘 3とスぺーサ 4とを同時に装着すること が可能であるが、 スぺーサ 4を錘として機能させても良い。

図 7及び図 8は本発明の第 2実施形態からなるタイャ用センサ装置を 示すものである。 本実施形態のタイヤ用センサ装置は、 タイヤ気室内に 設置された状態でタイヤ内部情報を検出し、 その検出結果を外部に送信 するタイヤ用センサ装置であって、 図 7及び図 8に示すように、 電子部 品を収容するケース 2 1 と、 該ケース 2 1の外部に延出するアンテナ 2 2とを備えている。 ケース 2 1には前記同様のセンサュニッ 卜が収容さ れている。

2 2は回転機構により揺動自在に構成されている。 つまり、 2 2はケース幅方向に延長する回転軸 2 5の廻りに回転自在に 支持されている。 そのため、 アンテナ I 2の先端部 2 2 aはタイヤ回転 時の遠心力により回転機構が働いてタイヤ径方向外側へ変位自在である。 これにより、 走行時にアンテナ 2 2がタイヤ径方向外側に起立し、 その 先端部 2 2 aがタイヤ径方向外側へ変位するので、 優れた送信能力を発 揮することができる。 また、 ケース 2 1をゥエル部の表面に対して略平 行に配置すれば、 タイヤのリム組み作業を阻害することはない。 なお、 アンテナ 2 2は遠心力が生じていないときケース 2 1から突き出ない状 態となるようにパネ等で付勢されていると良い。

図 9は、 第 2実施形態のタイヤ用センサ装置において、 アンテナ 2 2 の先端部 2 2 aに絶縁性の錘 2 3を装着した状態を示すものである。 図 9に示すように、 アンテナ 2 2の先端部 2 2 aに錘 2 3を装着すること により、 タイヤ回転時に錘 2 3に対して生じる遠心力によりアンテナ 2 2の先端部 2 2 aの変位を促進することができる。 しかも、 錘 2 3は絶 縁性であるので、 アンテナ 2 2とリムとが電気的に接続されることはな い。

図 1 0は、 第 2実施形態のタイヤ用センサ装置において、 アンテナ 2 2の周りに絶縁性のスぺーサ 2 4を被覆した状態を示すものである。 図 1 0に示すように、 アンテナ 2 2の周りに絶縁性のスぺ一サ 2 4を被覆 することにより、 停車時におけるリムによる電波干渉を回避し、 より優 れた送信能力を発揮することができる。

図 1 1及び図 1 2は本発明の第 3実施形態からなるタイヤ用センサ装 置を示すものである。 本実施形態のタイヤ用センサ装置は、 タイヤ気室 内に設置された状態でタイヤ内部情報を検出し、 その検出結果を外部に 送信するタイヤ用センサ装置であって、 図 1 1及び図 1 2に示すように、 電子部品を収容するケース 3 1 と、 該ケース 3 1の外部に延出するアン テナ 3 2とを備えている。 ケース 3 1には前記同様のセンサユニッ トが 収容されている。

アンテナ 3 2は回転機構により揺動自在に構成され、 かつ摺動機構に より伸縮自在に構成されている。 つまり、 アンテナ 3 2はケース幅方向 に延長する回転軸 3 5の廻りに回転自在に支持されている。 しかも、 ァ ンテナ 3 2は摺動自在に積層された複数本のパイプ材から構成され、 そ の最大伸長量が規制されている。 そのため、 アンテナ 3 2の先端部 3 2 aはタイヤ回転時の遠心力により回転機構及び摺動機構が働'

径方向外側へ変位自在である。 これにより、 走行時にアンテナ 3 2が夕 ィャ径方向外側に起立し、 その先端部 3 2 aがタイヤ径方向外側へ変位 するので、 優れた送信能力を発揮することができる。 また、 ケース 3 1 をゥエル部の表面に対して略平行に配置すれば、 タイヤのリム組み作業 を阻害することはない。 なお、 アンテナ 3 2は遠心力が生じていないと きケース 3 1から突き出ない状態となるようにパネ等で付勢されている と良い。

図 1 1及び図 1 2において、 ァンテナ 3 2の先端部 3 2 aには絶縁性 の錘 3 3が装着されている。 このようにアンテナ 3 2の先端部 3 2 aに 錘 3 3を装着することにより、 タイヤ回転時に錘 3 3に対して生じる遠 心力によりアンテナ 3 2の先端部 3 2 aの変位を促進することができる。 しかも、 錘 3 3は絶縁性であるので、 アンテナ 3 2とゥエル部とが電気 的に接続されることはない。

以上、 本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、 添付ク レームによって規定される本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにお いて、 これに対して種々の変更、 代用及び置換を行うことができると理 解されるべきである。

産業上の利用可能性

本発明は、 タイヤ製造産業、 ひいては自動車製造産業において有効に 利用できるものである。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . タイヤ気室内に設置された状態でタイヤ内部情報を検出し、 そ の検出結果を外部に送信するタイヤ用センサ装置において、 電子部品を 収容するケースと、 前記電子部品に電気的に接続されると共に前記ケー スの外部に延出するアンテナとを備え、 該アンテナの先端部をタイヤ回 転時の遠心力によりタイヤ径方向外側へ変位自在にしたタイヤ用センサ

2 . 前記アンテナが柔軟性を有する導電性素材からなる請求の範囲 第 1項に記載のタイヤ用センサ装置。

3 . 前記アンテナが導電性フイラ一を充填したエラストマ一からな る請求の範囲第 1項に記載の夕ィャ用センサ装置。

4 . 前記アンテナが導電性の芯線に絶縁被覆を施した被覆電線から なる請求の範囲第 1項に記載のタイヤ用センサ装置。

5 . 前記アンテナの取り付け部の曲げ硬さが 6 0 N mm ² 以下であ る請求の範囲第 項乃至第 4項のいずれかに記載の夕ィャ用センサ装置 _c

6 . 前記アンテナを回転機構により揺動自在に構成した請求の範囲 第 1項に記載のタイヤ用センサ装置。

7 . 前記アンテナを摺動機構により伸縮自在に構成した請求の範囲 第 1項に記載の夕ィャ用センサ装置。

8 . 前記アンテナの長さが通信に使用する電磁波の波長の 1 / 2、

1 / 4、 1 / 8又は 1 / 1 6である請求の範囲第 1項乃至第 7項のいず れかに記載の夕ィャ用センサ装置。

9 . 前記アンテナの先端部に絶縁性の錘を装着した請求の範囲第 1 項乃至第 8項のいずれかに記載のタィャ用センサ装置。

10. 前記アンテナの周りに絶縁性のスぺ一サを被覆した請求の範囲 第 1項乃至第 9項のいずれかに記載の夕ィャ用センサ装置。