JP2004330842A - Sensor device for mounting tire and tire mounted with sensor - Google Patents

Sensor device for mounting tire and tire mounted with sensor Download PDF

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JP2004330842A
JP2004330842A JP2003128252A JP2003128252A JP2004330842A JP 2004330842 A JP2004330842 A JP 2004330842A JP 2003128252 A JP2003128252 A JP 2003128252A JP 2003128252 A JP2003128252 A JP 2003128252A JP 2004330842 A JP2004330842 A JP 2004330842A
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JP
Japan
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tire
sensor device
sensor
antenna
covering member
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Application number
JP2003128252A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Hattori
泰 服部
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in or for vehicle tyres

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor device for mounting a tire and a tire mounted with the sensor device capable of reducing damping of electromagnetic wave due to covering members such as cases or the like covering a sensor device body. <P>SOLUTION: An antenna 26 connected to the output of a transmission circuit of an IC 22a through a micro strip line 21a is formed on the surface of a cover member 25b of the case 25 covering the sensor device body 25. Attenuation of the electromagnetic wave due to the case 25 can be reduced thereby without the electromagnetic wave radiated from the antenna 26 penetrating into the case 25. Since the antenna 26 is formed on the surface of the cover member 25b, the space occupied by the antenna 26 can be minimized and the device can be miniaturized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ装着用センサ装置及びセンサ装着タイヤに関し、特にセンサ装置のアンテナの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤに関して識別したり、タイヤの内圧や、温度、回転数等の物理量の情報を得ようとする場合、特定のタイヤから離れた位置より電気的発振エネルギーを受けて、そのタイヤに設けたセンサ装置から電磁波によって信号を送るタイプの技術が知られている。
【０００３】
また、センサ装置は、センサとセンサによる検出結果を信号として送信する送信回路を含むセンサ装置本体と、送信回路から高周波電力の供給を受けて電磁波を輻射するアンテナ、及びこれらを保護するケースからなり、その形状は様々である。
【０００４】
この種の技術の一例が、特開平１０−３１５７２０号公報、特開平１１−２５４９２６号公報、特開２０００−１５３７０３号公報に開示されている。これらの公報に開示されているセンサ装置は、タイヤの高速回転にも耐えられるようにタイヤのリムに固定されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３１５７２０号公報
【特許文献２】
特開平１１−２５４９２６号公報
【特許文献３】
特開２０００−１５３７０３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のセンサ装置においては、ケース内にアンテナが設けられているため、ケース内部から電磁波が輻射されるので、ケースによる損失が生じる。また、リムは金属であるためリムの表面にアンテナを近づけすぎると損失が増すため、リム表面からアンテナを離す必要があるが、リム表面とアンテナとの間の距離以上の高さを有するケースが必要になり、センサ装置が大型化してしまうので、リム表面とアンテナとの間の距離にも限度が生じる。
【０００７】
また、上記特許文献２にはセンサ装置のケースからワイヤーアンテナを引き出した例が開示されているが、ワイヤーアンテナは固定されていないため、リムとのタイヤの回転にともなって、リムとの距離が変化するので、輻射電磁波の強度に変化が生じ、安定した通信を行えないこともある。
【０００８】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、センサ装置本体を覆うケース等の被覆部材による電磁波の減衰を低減し、小型に形成可能なタイヤ装着用センサ装置及びこれを装着したタイヤを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、タイヤに装着され、タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電磁波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、前記タイヤ内部の物理量を検出するセンサと、該センサによる検出結果を高周波電流の信号変換して出力する送信回路とを有するセンサ装置本体と、前記センサ装置本体の周囲を覆う電気的な絶縁性を有する被覆部材と、前記被覆部材の表面に形成され、前記送信回路の出力に接続されたアンテナとを備えてなるタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１０】
本発明によれば、前記送信回路の出力に接続されたアンテナが前記センサ装置本体を覆う被覆部材の表面に形成されているので、被覆部材を透過することなく電磁波を輻射することができ、被覆部材による電磁波の減衰を低減することができる。さらに、アンテナが被覆部材の表面に形成されているので、アンテナが占有する空間を最小限にでき、装置の小型化を図ることができる。
【００１１】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記被覆部材は開閉可能なケースであり、該ケースの蓋の外表面に前記アンテナが形成されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１２】
本発明によれば、前記被覆部材が開閉可能なケースであるため、センサ装置本体のメンテナンス等を容易に行うことができる。さらに、ケースの蓋の外表面に前記アンテナが形成されているので、アンテナの着脱も可能になる。
【００１３】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記被覆部材は所定の誘電率を有する誘電体からなるタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１４】
本発明によれば、被覆部材が誘電率を有するので、一般的に誘電体アンテナと称されるアンテナを構成することができ、誘電体アンテナの特性を得ることができる。
【００１５】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記アンテナは前記被覆部材の表面に蒸着された導電性金属からなるタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１６】
本発明によれば、被覆部材の表面に蒸着された導電性金属によってアンテナが構成される。
【００１７】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記アンテナは前記被覆部材の表面にメッキされた導電性金属からなるタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００１８】
本発明によれば、被覆部材の表面にメッキされた導電性金属によってアンテナが構成される。
【００１９】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記アンテナを構成する前記導電性金属の表面に多数の炭素分子が付着されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００２０】
本発明によれば、アンテナを構成する前記導電性金属の表面に多数の炭素分子が付着されている。一般的に高周波電流は表皮効果によって導体の表面のみを流れる。上記のようにアンテナを構成する導電性金属の表面に炭素分子が付着されている場合、高周波電流は炭素分子間の容量結合によって流れ、炭素分子がない場合に比べて減衰を低減することができる。
【００２１】
また、本発明は上記構成のタイヤ装着用センサ装置において、前記被覆部の底部がタイヤのリムへの取付部を構成し、前記被覆部の上面外側に前記アンテナが形成されているタイヤ装着用センサ装置を提案する。
【００２２】
本発明によれば、タイヤのリムへの取付部より最も離れた位置にアンテナが形成されているため、取付部に接触する金属の影響を低減することができる。
【００２３】
また、本発明は上記の目的を達成するために、タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電磁波によってタイヤの外部に送信するセンサ装置を備えたセンサ装着タイヤにおいて、前記タイヤ内部の物理量を検出するセンサと、該センサによる検出結果を高周波電流の信号変換して出力する送信回路とを有するセンサ装置本体と、前記センサ装置本体の周囲を覆う電気的な絶縁性を有する被覆部材と、前記被覆部材の表面に形成され、前記送信回路の出力に接続されたアンテナとを有するセンサ装置を備えているセンサ装着タイヤを提案する。
【００２４】
本発明によれば、前記送信回路の出力に接続されたアンテナが前記センサ装置本体を覆う被覆部材の表面に形成されているので、被覆部材を透過することなく電磁波を輻射することができ、被覆部材による電磁波の減衰を低減することができる。さらに、アンテナが被覆部材の表面に形成されているので、アンテナが占有する空間を最小限にでき、装置の小型化を図ることができる。
【００２５】
また、本発明は上記構成のセンサ装着タイヤにおいて、前記センサ装置は、前記アンテナがタイヤの半径方向の外側に位置し、前記被覆部材の一面がタイヤ内のリムに接触するように取りつけられているセンサ装着タイヤを提案する。
【００２６】
本発明によれば、アンテナがタイヤの半径方向の外側に位置し、被覆部材の一面がタイヤ内のリムに接触するように取りつけられているので、タイヤのリム等への取付部より最も離れた位置にアンテナが形成されているため、取付部に接触する金属の影響を低減することができる。
【００２７】
また、本発明は上記構成のセンサ装着タイヤにおいて、前記センサ装置として上記のセンサ装置を用いたセンサ装着タイヤを提案する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施形態におけるセンサ装着タイヤを示す一部破断斜視図、図２は本発明の一実施形態におけるセンサ装置を示す外観斜視図、図３はセンサ装置の分解斜視図、図４は図２におけるＡ−Ａ線矢視方向の側断面図である。図において、１０はセンサ装着タイヤ（以下、単にタイヤと称する）で、周知のチューブレスラジアルタイヤである。１１はカーカス、１２Ａ，１２Ｂはベルト、１３はアンダートレッド、１４はキャップトレッド、１５はリム、２０はリム１５に固定されたセンサ装置である。
【００３０】
このラジアル構造では、カーカス１１は、そのカーカスコードが周方向に対してほぼ９０度に配置され、１層或いは２層のカーカスで作られ、その上に２０〜３０度程度のコード角を有するベルト１２Ａ，１２Ｂが互いにコードが交差するように配置されている。
【００３１】
さらに、これらのベルト１２Ａ，１２Ｂの上にアンダートレッド１３、及びキャップトレッド１４が記述の順に配置されている。
【００３２】
ここで、キャップトレッド１４とカーカス１１との間に配置された、ゴム引きコード層はラジアルタイヤの場合はベルトと呼ばれ、バイアスタイヤの場合はブレーカと呼ばれている。即ち、バイアス構造では、カーカスが周方向に対して３５〜４５度で配置されており、複数層のカーカスをコードが互いに交差するように重ね合わせられ、この上にカーカスを保護するブレーカが配置される。
【００３３】
センサ装置２０は、図２乃至図４に示すように、絶縁性を有する回路基板２１と、回路基板２１上に設けられたＩＣ等の電子部品２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と電池２３とからなるセンサ装置本体２４と、センサ装置本体２４を収納するケース（被覆部材）２５とから構成され、ケース２５は所定の誘電率を有する部材からなり、ケース本体２５ａと蓋部材２５ｂとから構成され、ケース本体２５ａの底部がリム１５に接着剤等によって固定されている。
【００３４】
さらに、蓋部材２５ｂの外表面にはメッキ或いは蒸着若しくは導体片を貼り付けることによりモノポール型のアンテナ２６が形成されている。また、アンテナ２６は、蓋部材２５ｂをケース本体２５ａに装着した状態すなわち使用状態で３１５ＭＨｚの周波数に共振するように形成されている。
【００３５】
回路基板２１の表面側には電子部品２２ａ，２２ｂ，２２ｃが配置され、裏面側には電池２３が設けられている。また、電子部品２２ａはＩＣ（集積回路）であり、このＩＣ内部には周囲の空気圧を検出する圧力センサと、この圧力センサによる検出結果を信号に変換して高周波電流として出力する送信回路が含まれている。これにより、上記圧力センサによる検出結果はディジタルデータとして周波数３１５ＭＨｚの電磁波によって送信回路からアンテナ２６を介して送信される。
【００３６】
さらに、回路基板２１の表面から裏面の一部にかけて、送信回路の出力に接続されたマイクロストリップライン２１ａが形成され、回路基板２１の裏面には接地導体２１ｂが設けられている。
【００３７】
ケース２５の本体２５ａ上面側には開口部が形成され、その内部にはセンサ装置本体２４を収納するスペースが形成されると共に、開口部の内側面に係止溝２５１，２５２，２５３が形成されている。また、ケース２５の蓋部材２５ｂはケース本体２５ａの開口部に嵌入する形状をなし、その外側面には係止溝２５１，２５２，２５３に嵌合する係止部２５４，２５５，２５６が設けられている。さらに、蓋部材２５ｂには貫通孔２５ｃが形成され、ケース２５の内部に外気圧が伝わるようになっている。
【００３８】
ケース本体２５ａに対して蓋部材２５ｂを装着したときにアンテナ２６の一端がケース本体２５ａの内側面に設けられた導体２５７を介して回路基板２１のストリップライン２１ａに導通するようになっている。また、ケース本体２５ａに対して蓋部材２５ｂを装着したとき、回路基板２１の周縁部がケース本体２５ａと蓋部材２５ｂとの間に挟まれて固定されるような構造を有している。
【００３９】
上記構成よりなるセンサ装置２０では、アンテナ２６がセンサ装置本体２４を覆うケース２５の蓋部材２５ｂの表面に形成されているので、ケース２５を透過することなく電磁波を輻射することができ、ケース２５による電磁波の減衰を低減することができる。さらに、アンテナ２６が蓋部材２５ｂの表面に形成されているので、アンテナ２６が占有する空間を最小限にでき、センサ装置２０の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、ケース２５は開閉可能であるため、センサ装置本体２４のメンテナンス等を容易に行うことができる。さらに、ケース２５の蓋部材２５ｂの外表面にアンテナ２６が形成されているので、蓋部材２５ｂの着脱によってアンテナ２６の着脱も可能になり、アンテナ２６の交換も容易に行うことができる。
【００４１】
ケース２５が誘電率を有するので、蓋部材２５ｂの表面に形成されたアンテナ２６は、一般的に誘電体アンテナと称されるアンテナとなり、誘電体アンテナの特性を得ることができる。
【００４２】
尚、上記実施形態における構成は一例であって、ケース２５の形状やアンテナ２６の形状はどのようなものであっても良い。例えば、図５に示すようにケース本体２５ａ及び蓋部材２５ｂ共に円盤状であっても良い。また、アンテナ２６は、図５に示すように矩形波形状に折り返されたミアンダアンテナであっても良い。
【００４３】
また、アンテナ２６を形成する導体の表面及びストリップライン２１ａの表面に多数の炭素分子を付着させることにより、一般的に高周波電流は表皮効果によって導体の表面のみを流れることから、高周波電流が炭素分子間の容量結合によって流れ、炭素分子がない場合に比べて減衰を低減することができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、タイヤ内の空気圧を検出するセンサ装置を構成したが、空気圧以外のタイヤ内物理量を検出するセンサ装置であっても良い。
【００４５】
また、センサ装置２０の外周を電気的な絶縁性を有する樹脂によってモールドし、その表面にアンテナ２６を形成するようにしても良い。
【００４６】
また、本実施形態では、リム１５に取り付けことを目的としたセンサ装置２０を構成したが、リム１５に取り付けないタイプのセンサ装置であっても、そのケースの外表面にアンテナを形成することにより、ケース内にアンテナを設けた場合に生じるケースによる電磁波の減衰を低減することができることは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のタイヤ装着用センサ装置によれば、センサ装置の送信回路の出力に接続されたアンテナがセンサ装置本体を覆う被覆部材の表面に形成されているので、被覆部材を透過することなく電磁波を輻射することができ、被覆部材による電磁波の減衰を低減することができる。さらに、アンテナが被覆部材の表面に形成されているので、アンテナが占有する空間を最小限にでき、装置の小型化を図ることができる。
【００４８】
また、被覆部材を開閉可能なケースとすることにより、センサ装置本体のメンテナンス等を容易に行うことができると共に、ケースの蓋の外表面に前記アンテナを形成することによりアンテナの着脱も容易に可能になる。
【００４９】
さらに、誘電率を有する被覆部材を用いることにより、一般的に誘電体アンテナと称されるアンテナを構成することができ、誘電体アンテナの特性を得ることができる。
【００５０】
また、一般的に高周波電流は表皮効果によって導体の表面のみを流れるため、アンテナを構成する導電性金属の表面に多数の炭素分子を付着することにより、高周波電流が炭素分子間の容量結合によって流れ、炭素分子がない場合に比べて減衰を低減することができる。
【００５１】
また、本発明のセンサ装着タイヤによれば、センサ装置のアンテナがセンサ装置本体を覆う被覆部材の表面に形成されているので、センサ装置から被覆部材を透過することなく電磁波が輻射されるので、被覆部材による電磁波の減衰を低減することができ、安定した通信を行うことができるという非常に優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるセンサ装着タイヤを示す一部破断斜視図
【図２】本発明の一実施形態におけるセンサ装置を示す外観斜視図
【図３】本発明の一実施形態におけるセンサ装置の分解斜視図
【図４】図２におけるＡ−Ａ線矢視方向の側断面図
【図５】本発明の一実施形態における他の実施例のセンサ装置を示す外観斜視図
【符号の説明】
１０…センサ装着タイヤ、１１…カーカス、１２Ａ，１２Ｂ…ベルト、１３…アンダートレッド、１４…キャップトレッド、１５…リム、２０…センサ装置、２１…回路基板、２１ａ…マイクロストリップライン、２１ｂ…接地導体、２１ｃ…貫通孔、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…電子部品、２３…電池、２４…センサ装置本体、２５…ケース、２５ａ…ケース本体、２５ｂ…蓋部材、２５１，２５２，２５３…係止溝、２５４，２５５，２５６…係止部、２６…アンテナ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire mounting sensor device and a sensor mounting tire, and more particularly to an improvement in an antenna of the sensor device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when identifying the tire, or when trying to obtain information on the internal pressure of the tire, temperature, physical quantity such as the number of revolutions, received electrical oscillation energy from a position away from a specific tire, provided in the tire 2. Description of the Related Art A technique of transmitting a signal from a sensor device by an electromagnetic wave is known.
[0003]
Further, the sensor device includes a sensor device main body including a sensor and a transmission circuit that transmits a detection result by the sensor as a signal, an antenna that receives a supply of high-frequency power from the transmission circuit and radiates electromagnetic waves, and a case that protects them. , In various shapes.
[0004]
Examples of this kind of technology are disclosed in JP-A-10-315720, JP-A-11-254926, and JP-A-2000-153703. The sensor devices disclosed in these publications are fixed to the rim of the tire so as to withstand high-speed rotation of the tire.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-315720 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-254926 [Patent Document 3]
JP 2000-153703 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional sensor device, since the antenna is provided in the case, electromagnetic waves are radiated from the inside of the case, resulting in loss due to the case. Also, since the rim is made of metal, the loss increases if the antenna is too close to the surface of the rim, so it is necessary to separate the antenna from the rim surface.However, there are cases where the height is greater than the distance between the rim surface and the antenna. This necessitates an increase in the size of the sensor device, which limits the distance between the rim surface and the antenna.
[0007]
Patent Document 2 discloses an example in which a wire antenna is pulled out of a case of a sensor device. However, since the wire antenna is not fixed, the distance between the rim and the rim increases as the tire rotates with the rim. As a result, the intensity of the radiated electromagnetic wave changes, and stable communication may not be performed.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a tire mounting sensor device capable of reducing electromagnetic wave attenuation by a covering member such as a case that covers a sensor device main body and capable of being formed in a small size, and a tire mounting the same. It is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a tire mounting device which has a sensor mounted on a tire and detects a physical quantity inside the tire, and transmits a detection result by the sensor to the outside of the tire by electromagnetic waves. In the sensor device, a sensor for detecting a physical quantity inside the tire, a sensor device main body including a transmission circuit for converting a result of detection by the sensor into a signal of a high-frequency current and outputting the signal, and an electric covering the sensor device main body. The present invention proposes a sensor device for mounting a tire, comprising: a covering member having excellent insulating properties; and an antenna formed on the surface of the covering member and connected to an output of the transmission circuit.
[0010]
According to the present invention, since the antenna connected to the output of the transmission circuit is formed on the surface of the covering member that covers the sensor device main body, it is possible to radiate electromagnetic waves without transmitting through the covering member. Electromagnetic wave attenuation by the member can be reduced. Further, since the antenna is formed on the surface of the covering member, the space occupied by the antenna can be minimized, and the size of the device can be reduced.
[0011]
Further, the present invention proposes the tire mounting sensor device having the above configuration, wherein the covering member is an openable / closable case, and the antenna is formed on an outer surface of a lid of the case.
[0012]
According to the present invention, since the cover member is a case that can be opened and closed, maintenance of the sensor device main body and the like can be easily performed. Further, since the antenna is formed on the outer surface of the case lid, the antenna can be attached and detached.
[0013]
Further, the present invention proposes the tire mounting sensor device having the above configuration, wherein the covering member is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant.
[0014]
According to the present invention, since the covering member has a dielectric constant, an antenna generally called a dielectric antenna can be formed, and characteristics of the dielectric antenna can be obtained.
[0015]
Further, the present invention proposes the tire mounting sensor device having the above configuration, wherein the antenna is made of a conductive metal deposited on the surface of the covering member.
[0016]
According to the present invention, the antenna is constituted by the conductive metal deposited on the surface of the covering member.
[0017]
The present invention also proposes the tire mounting sensor device having the above-described configuration, wherein the antenna is made of a conductive metal plated on a surface of the covering member.
[0018]
According to the present invention, the antenna is formed by the conductive metal plated on the surface of the covering member.
[0019]
The present invention also proposes a tire mounting sensor device having the above-described configuration, wherein a large number of carbon molecules are attached to a surface of the conductive metal forming the antenna.
[0020]
According to the present invention, a large number of carbon molecules are attached to the surface of the conductive metal constituting the antenna. Generally, high-frequency current flows only on the surface of the conductor due to the skin effect. When carbon molecules are attached to the surface of the conductive metal constituting the antenna as described above, high-frequency current flows due to capacitive coupling between the carbon molecules, and attenuation can be reduced compared to the case where there are no carbon molecules. .
[0021]
The present invention also provides the tire mounting sensor device according to the above configuration, wherein the bottom of the covering portion forms a mounting portion to a rim of the tire, and the antenna is formed on an outer surface of an upper surface of the covering portion. Suggest a device.
[0022]
According to the present invention, since the antenna is formed at a position farthest from the attachment portion to the rim of the tire, the influence of metal contacting the attachment portion can be reduced.
[0023]
Further, in order to achieve the above object, the present invention has a sensor for detecting a physical quantity inside the tire, a sensor-equipped tire equipped with a sensor device for transmitting the detection result by the sensor to the outside of the tire by electromagnetic waves, A sensor device main body including a sensor for detecting a physical quantity inside the tire, and a transmission circuit for converting a result of detection by the sensor into a high-frequency current signal and outputting the signal, and an electrical insulation covering the sensor device main body. A sensor-equipped tire including a sensor device having a covering member having the antenna and an antenna formed on a surface of the covering member and connected to an output of the transmission circuit is proposed.
[0024]
According to the present invention, since the antenna connected to the output of the transmission circuit is formed on the surface of the covering member that covers the sensor device main body, it is possible to radiate electromagnetic waves without transmitting through the covering member. Electromagnetic wave attenuation by the member can be reduced. Further, since the antenna is formed on the surface of the covering member, the space occupied by the antenna can be minimized, and the size of the device can be reduced.
[0025]
Further, in the sensor-equipped tire according to the present invention, in the sensor device, the sensor device is mounted such that the antenna is located outside in a radial direction of the tire, and one surface of the covering member contacts a rim in the tire. A sensor-mounted tire is proposed.
[0026]
According to the present invention, since the antenna is located outside the tire in the radial direction and one surface of the covering member is attached so as to contact the rim in the tire, the antenna is furthest away from the mounting portion to the rim or the like of the tire. Since the antenna is formed at the position, it is possible to reduce the influence of the metal contacting the mounting portion.
[0027]
The present invention also proposes a sensor-equipped tire using the above-described sensor device as the sensor device in the sensor-equipped tire configured as described above.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a sensor-mounted tire according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external perspective view showing a sensor device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the sensor device. FIG. 4 is a side sectional view taken along the line AA in FIG. 2. In the figure, reference numeral 10 denotes a sensor-equipped tire (hereinafter simply referred to as a tire), which is a well-known tubeless radial tire. 11 is a carcass, 12A and 12B are belts, 13 is an undertread, 14 is a cap tread, 15 is a rim, and 20 is a sensor device fixed to the rim 15.
[0030]
In this radial structure, the carcass 11 has a carcass cord which is arranged at substantially 90 degrees with respect to the circumferential direction, is made of one or two layers of carcass, and has a belt having a cord angle of about 20 to 30 degrees thereon. 12A and 12B are arranged such that the codes cross each other.
[0031]
Further, an undertread 13 and a cap tread 14 are arranged on the belts 12A and 12B in the order described.
[0032]
Here, the rubberized cord layer disposed between the cap tread 14 and the carcass 11 is called a belt in the case of a radial tire, and is called a breaker in the case of a bias tire. That is, in the bias structure, the carcass is arranged at 35 to 45 degrees with respect to the circumferential direction, a plurality of layers of carcass are overlapped so that the cords cross each other, and a breaker for protecting the carcass is arranged thereon. You.
[0033]
As shown in FIGS. 2 to 4, the sensor device 20 includes a circuit board 21 having an insulating property, an electronic component 22 (22a, 22b, 22c) such as an IC provided on the circuit board 21 and a battery 23. And a case (covering member) 25 for housing the sensor device main body 24. The case 25 is made of a member having a predetermined dielectric constant, and is made up of a case main body 25a and a lid member 25b. The bottom of the case body 25a is fixed to the rim 15 with an adhesive or the like.
[0034]
Further, a monopole antenna 26 is formed on the outer surface of the lid member 25b by plating, vapor deposition, or pasting a conductor piece. The antenna 26 is formed so as to resonate at a frequency of 315 MHz in a state where the cover member 25b is mounted on the case main body 25a, that is, in a use state.
[0035]
Electronic components 22a, 22b and 22c are arranged on the front side of the circuit board 21, and a battery 23 is provided on the back side. The electronic component 22a is an IC (integrated circuit), and includes a pressure sensor for detecting ambient air pressure and a transmission circuit for converting a detection result of the pressure sensor into a signal and outputting the signal as a high-frequency current. Have been. As a result, the result of detection by the pressure sensor is transmitted as digital data from the transmission circuit via the antenna 26 by an electromagnetic wave having a frequency of 315 MHz.
[0036]
Further, a microstrip line 21a connected to the output of the transmission circuit is formed from the front surface to a part of the back surface of the circuit board 21, and a ground conductor 21b is provided on the back surface of the circuit board 21.
[0037]
An opening is formed on the upper surface side of the main body 25a of the case 25, a space for accommodating the sensor device main body 24 is formed therein, and locking grooves 251, 252, and 253 are formed on the inner side surface of the opening. ing. The lid member 25b of the case 25 has a shape that fits into the opening of the case body 25a, and locking portions 254, 255, and 256 that fit into the locking grooves 251, 252, and 253 are provided on the outer surface thereof. ing. Further, a through hole 25c is formed in the lid member 25b so that the outside air pressure is transmitted to the inside of the case 25.
[0038]
When the lid member 25b is attached to the case main body 25a, one end of the antenna 26 is electrically connected to the strip line 21a of the circuit board 21 via a conductor 257 provided on the inner surface of the case main body 25a. Further, when the cover member 25b is mounted on the case body 25a, the peripheral portion of the circuit board 21 is sandwiched and fixed between the case body 25a and the cover member 25b.
[0039]
In the sensor device 20 having the above configuration, since the antenna 26 is formed on the surface of the lid member 25b of the case 25 that covers the sensor device main body 24, electromagnetic waves can be radiated without transmitting through the case 25. , The attenuation of the electromagnetic wave can be reduced. Further, since the antenna 26 is formed on the surface of the lid member 25b, the space occupied by the antenna 26 can be minimized, and the size of the sensor device 20 can be reduced.
[0040]
In addition, since the case 25 can be opened and closed, maintenance of the sensor device main body 24 can be easily performed. Further, since the antenna 26 is formed on the outer surface of the lid member 25b of the case 25, the antenna 26 can be attached and detached by attaching and detaching the lid member 25b, and the antenna 26 can be easily replaced.
[0041]
Since the case 25 has a dielectric constant, the antenna 26 formed on the surface of the lid member 25b becomes an antenna generally called a dielectric antenna, and the characteristics of the dielectric antenna can be obtained.
[0042]
The configuration in the above embodiment is an example, and the shape of the case 25 and the shape of the antenna 26 may be any shape. For example, as shown in FIG. 5, both the case body 25a and the lid member 25b may be disk-shaped. Further, the antenna 26 may be a meander antenna folded in a rectangular wave shape as shown in FIG.
[0043]
Also, since a large number of carbon molecules are attached to the surface of the conductor forming the antenna 26 and the surface of the strip line 21a, the high-frequency current generally flows only on the surface of the conductor due to the skin effect. The flow is caused by the capacitive coupling therebetween, and the attenuation can be reduced as compared with the case where there is no carbon molecule.
[0044]
Further, in the above embodiment, the sensor device for detecting the air pressure in the tire is configured, but a sensor device for detecting a physical quantity in the tire other than the air pressure may be used.
[0045]
Alternatively, the outer periphery of the sensor device 20 may be molded with an electrically insulating resin, and the antenna 26 may be formed on the surface.
[0046]
Further, in the present embodiment, the sensor device 20 intended to be attached to the rim 15 is configured. However, even if the sensor device is not attached to the rim 15, the antenna device is formed on the outer surface of the case. Needless to say, it is possible to reduce the attenuation of electromagnetic waves caused by the case where the antenna is provided in the case.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the tire mounting sensor device of the present invention, since the antenna connected to the output of the transmission circuit of the sensor device is formed on the surface of the covering member that covers the sensor device main body, the antenna transmits through the covering member. The electromagnetic wave can be radiated without performing, and the attenuation of the electromagnetic wave by the covering member can be reduced. Further, since the antenna is formed on the surface of the covering member, the space occupied by the antenna can be minimized, and the size of the device can be reduced.
[0048]
In addition, by making the cover member a case that can be opened and closed, maintenance and the like of the sensor device main body can be easily performed, and the antenna can be easily attached and detached by forming the antenna on the outer surface of the case lid. become.
[0049]
Further, by using a covering member having a dielectric constant, an antenna generally called a dielectric antenna can be formed, and characteristics of the dielectric antenna can be obtained.
[0050]
In general, since high-frequency current flows only on the surface of a conductor due to the skin effect, a large number of carbon molecules are attached to the surface of a conductive metal forming an antenna, so that high-frequency current flows due to capacitive coupling between carbon molecules. Thus, the attenuation can be reduced as compared with the case where there is no carbon molecule.
[0051]
Further, according to the sensor-mounted tire of the present invention, since the antenna of the sensor device is formed on the surface of the covering member that covers the sensor device body, electromagnetic waves are radiated from the sensor device without passing through the covering member, This is an extremely excellent effect that the attenuation of the electromagnetic wave by the covering member can be reduced and stable communication can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a sensor mounting tire according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view showing a sensor device according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the sensor device. FIG. 4 is a side cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. FIG. 5 is an external perspective view showing a sensor device of another example according to an embodiment of the present invention. Description】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tire mounting tire, 11 ... Carcass, 12A, 12B ... Belt, 13 ... Under tread, 14 ... Cap tread, 15 ... Rim, 20 ... Sensor device, 21 ... Circuit board, 21a ... Microstrip line, 21b ... Grounding conductor , 21c: through hole, 22a, 22b, 22c: electronic component, 23: battery, 24: sensor device body, 25: case, 25a: case body, 25b: lid member, 251, 252, 253: locking groove, 254 , 255, 256 ... locking part, 26 ... antenna.

Claims (10)

タイヤに装着され、タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電磁波によってタイヤの外部に送信するタイヤ装着用センサ装置において、
前記タイヤ内部の物理量を検出するセンサと、該センサによる検出結果を高周波電流の信号変換して出力する送信回路とを有するセンサ装置本体と、
前記センサ装置本体の周囲を覆う電気的な絶縁性を有する被覆部材と、
前記被覆部材の表面に形成され、前記送信回路の出力に接続されたアンテナとを備えてなる
ことを特徴とするタイヤ装着用センサ装置。A tire mounting sensor device which is mounted on the tire and has a sensor for detecting a physical quantity inside the tire, and transmits a detection result by the sensor to the outside of the tire by electromagnetic waves.
A sensor device main body having a sensor for detecting a physical quantity inside the tire, and a transmission circuit for converting a result of detection by the sensor into a signal of a high-frequency current and outputting the signal.
A covering member having electrical insulation covering the periphery of the sensor device main body,
An antenna formed on a surface of the covering member and connected to an output of the transmission circuit, the tire mounting sensor device. 前記被覆部材は開閉可能なケースであり、該ケースの蓋の外表面に前記アンテナが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ装着用センサ装置。The tire mounting sensor device according to claim 1, wherein the covering member is an openable / closable case, and the antenna is formed on an outer surface of a lid of the case. 前記被覆部材は所定の誘電率を有する誘電体からなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ装着用センサ装置。3. The sensor device according to claim 1, wherein the covering member is made of a dielectric material having a predetermined dielectric constant. 4. 前記アンテナは前記被覆部材の表面に蒸着された導電性金属からなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のタイヤ装着用センサ装置。4. The sensor device according to claim 1, wherein the antenna is formed of a conductive metal deposited on a surface of the covering member. 5. 前記アンテナは前記被覆部材の表面にメッキされた導電性金属からなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のタイヤ装着用センサ装置。4. The sensor device according to claim 1, wherein the antenna is made of a conductive metal plated on a surface of the covering member. 5. 前記アンテナを構成する前記導電性金属の表面に多数の炭素分子が付着されている
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のタイヤ装着用センサ装置。The tire mounting sensor device according to claim 4 or 5, wherein a large number of carbon molecules are attached to a surface of the conductive metal forming the antenna. 前記被覆部の底部がタイヤのリムへの取付部を構成し、前記被覆部の上面外側に前記アンテナが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ装着用センサ装置。2. The sensor device according to claim 1, wherein a bottom portion of the covering portion forms a mounting portion to a rim of the tire, and the antenna is formed outside an upper surface of the covering portion. タイヤ内部の物理量を検出するセンサを有し、該センサによる検出結果を電磁波によってタイヤの外部に送信するセンサ装置を備えたセンサ装着タイヤにおいて、
前記タイヤ内部の物理量を検出するセンサと、該センサによる検出結果を高周波電流の信号変換して出力する送信回路とを有するセンサ装置本体と、
前記センサ装置本体の周囲を覆う電気的な絶縁性を有する被覆部材と、
前記被覆部材の表面に形成され、前記送信回路の出力に接続されたアンテナとを有するセンサ装置を備えている
ことを特徴とするセンサ装着タイヤ。A sensor-equipped tire having a sensor that detects a physical quantity inside the tire and having a sensor device that transmits a detection result by the sensor to the outside of the tire by electromagnetic waves,
A sensor device main body having a sensor for detecting a physical quantity inside the tire, and a transmission circuit for converting a result of detection by the sensor into a signal of a high-frequency current and outputting the signal.
A covering member having electrical insulation covering the periphery of the sensor device main body,
A sensor mounting tire, comprising: a sensor device having an antenna formed on a surface of the covering member and connected to an output of the transmission circuit. 前記センサ装置は、前記アンテナがタイヤの半径方向の外側に位置し、前記被覆部材の一面がタイヤ内のリムに接触するように取りつけられている
ことを特徴とする請求項８に記載のセンサ装着タイヤ。9. The sensor mounting according to claim 8, wherein in the sensor device, the antenna is located outside the tire in a radial direction, and is mounted such that one surface of the covering member contacts a rim in the tire. 10. tire. 前記センサ装置として前記請求項１乃至請求項７の何れかに記載のセンサ装置を用いた
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のセンサ装着タイヤ。The sensor mounting tire according to claim 8 or 9, wherein the sensor device according to any one of claims 1 to 7 is used as the sensor device.
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