JP3940146B2 - タイヤ装着用トランスポンダ及びその取り付け方法並びにトランスポンダ装着タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ装着用トランスポンダ及びその取り付け方法並びにトランスポンダ装着タイヤに関するものである。

タイヤに関して識別、内圧、温度、及び回転数等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、そのタイヤに埋設したトランスポンダから信号を送るタイプの技術が知られている。

また、トランスポンダは集積回路と、これを保護する外殻からなり、その形状は小さなコイン状、または円柱状など様々である。

この種の技術の一例が実開平２−１２３４０４号公報に開示されている。この技術では、トランスポンダのタイヤにおける埋設位置は、カーカスプライ巻き上げ部先端レベルの中央部、またはバットレス部のカーカスプライ外面上に設定されている。

また、他の例として実開平７−１３５０５号公報にトランスポンダを装着した空気入りタイヤが開示されている。これは前述した技術を改良したものである。即ち、前述した技術においては、トランスポンダはタイヤにとって異物であるため、タイヤ実質中に埋設すると、タイヤ製造時の加硫工程でトランスポンダが受ける高温・高圧、及びタイヤの負荷転動時にトランスポンダが受ける外力と、タイヤが発する熱等によって、トランスポンダ自体の故障の発生が懸念される。これらの問題点を解決するため、この空気入りタイヤでは、トロイダル状タイヤのビード部内周面に備えた降起部にトランスポンダ収納用ポケットを設けている。

これにより、トランスポンダ収納用ポケットを有する降起部を、タイヤを構成する部分から外れた、タイヤ内周面における走行時に動きの少ないビード部に設けているので、タイヤに与える悪影響が無く、またポケットに対するトランスポンダの入出が自在にできるため、収納したトランスポンダの点検、または必要な場合の取り替えを自由に行うことができる。

しかしながら、従来例の前者においては、前述したようにトランスポンダはタイヤにとって異物であるため、タイヤ実質中に埋設すると、タイヤ製造時の加硫工程でトランスポンダが受ける高温・高圧、及びタイヤの負荷転動時にトランスポンダが受ける外力と、タイヤが発する熱等によって、トランスポンダ自体の故障の発生が懸念される。

また、後者においては、トランスポンダの取り付け位置が限定されてしまうと共に、ポケットの形成加工が必要なので既存のタイヤへのトランスポンダの取り付けができないという問題点があった。

本発明の目的は上記の問題点に鑑み、既存のタイヤへも自由に取り付け可能であると共に、タイヤの変形等の外力によるトランスポンダ自体及びトランスポンダに接続されるアンテナの故障を防止することが可能なタイヤ装着用トランスポンダ及びその取り付け方法並びにトランスポンダ装着タイヤを提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、所定の信号によって情報の授受を行うタイヤ装着用トランスポンダにおいて、弾性部材からなる接着部を設け、該接着部は所定長さの帯状をなし、該接着部の長手方向中央部にトランスポンダ本体が設けられていると共に、該接着部の長手方向中央部を非接着とするとともに長手方向両端部のみに接着剤を塗布し、該接着部内に該トランスポンダ本体に接続されたアンテナが埋設され、該アンテナの少なくとも一部は螺旋状又は波形状に形成されているタイヤ装着用トランスポンダを提案する。

該タイヤ装着用トランスポンダによれば、弾性部材からなる接着部によってタイヤ内の任意の箇所にトランスポンダが装着されるので、既存のタイヤに、或いはタイヤを製造した後に容易にトランスポンダを装着することができる。また、前記接着部は帯状をなしているので、例えば接着部の長手方向に沿って前記アンテナが埋設されると、アンテナの長さを長くすることができると共にタイヤ内周全域にアンテナを巡らすことも可能となる。

これにより、タイヤ外部の任意の箇所から前記トランスポンダへのアクセスが可能となる。更に、前記接着部内に埋設されたアンテナの少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されるので、弾性を有するタイヤが変形した際にも、前記螺旋状又は波形状部分でアンテナが伸縮してアンテナが切れることがなくなる。

該タイヤ装着用トランスポンダによれば、接着剤は、接着部の長手方向両端部に塗布されているので、その中央部分は非接着となり、変形するタイヤに接着した場合にも、接着部に装着されたトランスポンダにタイヤの変形が直接に加わらない。

また、請求項２では、所定の信号によって情報の授受を行うタイヤ装着用トランスポンダの取り付け方法において、所定長さの帯状をなす弾性部材の長手方向ほぼ中央部にトランスポンダ本体を取り付けると共に、該弾性部材内に該トランスポンダ本体に接続され、少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されたアンテナを埋設し、該弾性部材の長手方向中央部を非接着とし、長手方向両端部のみをタイヤ内周面に接着するタイヤ装着用トランスポンダの取り付け方法を提案する。

該タイヤ装着用トランスポンダの取り付け方法によれば、弾性部材の長手方向のほぼ中央部にトランスポンダが取り付けられ、該弾性部材の長手方向両端部がタイヤ内周面に接着されるため、タイヤが変形した際に、トランスポンダが取り付けられた弾性部材の中央部はタイヤ内周面から離間して、タイヤ内周面の歪みが直接トランスポンダに加わることがないので、トランスポンダ自体に加わる歪みを大幅に低減でき、トランスポンダの故障発生を低減できる。

また、請求項３では、所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、請求項１に記載のタイヤ装着用トランスポンダが空気入りタイヤの内周面に接着されたトランスポンダ装着タイヤを提案する。

該トランスポンダ装着タイヤによれば、接着部は帯状をなしているので、例えば接着部の長手方向に沿って前記アンテナが埋設されると、アンテナの長さを長くすることができると共にタイヤ内周全域にアンテナを巡らすことも可能となる。これにより、タイヤ外部の任意の箇所から前記トランスポンダへのアクセスが可能となる。更に、前記接着部内に埋設されたアンテナの少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されるので、弾性を有するタイヤが変形した際にも、前記螺旋状又は波形状部分でアンテナが伸縮してアンテナが切れることがなくなる。

本発明の請求項１記載のタイヤ装着用トランスポンダによれば、弾性部材からなる帯状の接着部によってタイヤ内の任意の箇所にトランスポンダが装着されるので、既存のタイヤに、或いはタイヤを製造した後に容易にトランスポンダを装着することができ、タイヤ製造時の環境条件をトランスポンダの耐久条件に含める必要が無く、トランスポンダ自体の故障発生も従来に比べて大幅に低減される。また、接着部は帯状をなしているので、例えば接着部の長手方向に沿って前記アンテナが埋設されると、アンテナの長さを長くすることができると共にタイヤ内周全域にアンテナを巡らすことも可能となる。これにより、タイヤ外部の任意の箇所から前記トランスポンダへのアクセスが可能となる。更に、前記接着部内に埋設されたアンテナの少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されるので、弾性を有するタイヤが変形した際にも、前記螺旋状又は波形状部分でアンテナが伸縮してアンテナが切れることがなくなり、アンテナ切断による故障の低減を図ることができる。

また、上記の効果に加えて、弾性部材からなる帯状の接着部によってタイヤ内の任意の箇所にトランスポンダが装着され、この際、接着剤は、接着部の長手方向両端部に塗布されているため、その中央部分は非接着となり、変形するタイヤに接着した場合にも、接着部に装着されたトランスポンダにタイヤの変形が直接に加わらないので、トランスポンダ自体に加わる歪みを大幅に低減でき、トランスポンダの故障発生を低減できる。

また、請求項２記載のタイヤ装着用トランスポンダの取り付け方法によれば、弾性部材の長手方向のほぼ中央部にトランスポンダが取り付けられ、該弾性部材の長手方向両端部がタイヤ内周面に接着されるため、タイヤが変形した際に、トランスポンダが取り付けられた弾性部材の中央部はタイヤ内周面から離間して、タイヤ内周面の歪みが直接トランスポンダに加わることがないので、トランスポンダ自体に加わる歪みを大幅に低減でき、トランスポンダの故障発生を低減できる。

また、請求項３記載のトランスポンダ装着タイヤによれば、接着部は帯状をなしているので、例えば接着部の長手方向に沿って前記アンテナが埋設されると、アンテナの長さを長くすることができると共にタイヤ内周全域にアンテナを巡らすことも可能となる。これにより、タイヤ外部の任意の箇所から前記トランスポンダへのアクセスが可能となる。更に、前記接着部内に埋設されたアンテナの少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されるので、弾性を有するタイヤが変形した際にも、前記螺旋状又は波形状部分でアンテナが伸縮してアンテナが切れることがなくなる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

図１は、本実施形態の第１の実施例におけるタイヤ装着用トランスポンダを示す外観図である。図において、１はトランスポンダで、トランスポンダ本体１Ａと接着部１Ｂとアンテナ１１、１６とから構成されている。トランスポンダ本体１Ａは、セラミック基板上に電子回路及びアンテナ線が印刷によって形成され、この電子回路がセラミック絶縁体によってモールドされ、縦横それぞれ１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの直方体形状をなしている。

また、接着部１Ｂは絶縁性を有する弾性部材からなり、その表面のほぼ中央部にトランスポンダ本体１Ａが接着され、接着部１Ｂの裏面に接着剤等を塗布することにより、装着対象となる任意のタイヤ内にトランスポンダ１を取り付けることができるようになっている。

また、アンテナ１１，１６は接着部１Ｂの内部に埋設されており、トランスポンダ本体１Ａと接続されている。このアンテナ１１、１６の少なくとも一部は螺旋状、或いは波形状に形成されているので、弾性を有するタイヤが変形した際にも、前記螺旋状又は波形状部分でアンテナ線が伸縮してアンテナが切れることがない。ここで、アンテナ１１，１６は使用周波数のλ／４の整数倍の長さであることが望ましい。

図２は、トランスポンダ本体１Ａを示す電気系回路のブロック図である。図において、１Ａはトランスポンダ本体で、受信用アンテナ１１、整流回路１２、中央処理部１３、記憶部１４、発信部１５及び送信用アンテナ１６から構成されている。

整流回路１２は、ダイオード121,122、コンデンサ123、及び抵抗器124から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路１２の入力側には受信用アンテナ１１が接続され、受信用アンテナ１１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換して、中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。

中央処理部１３は、周知のＣＰＵ131及びディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器132から構成され、ＣＰＵ131は電源が供給されて駆動するとＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部１４内に記憶されている情報を読み出して、この情報をＤ／Ａ変換器132を介して発信部１５に出力する。

発信部１５は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、発振回路151によって発振された、例えば３００ＭＨｚの搬送波を、中央処理部１３から入力した情報信号に基づいて、変調回路152で変調して、これを高周波増幅回路153を介して送信用アンテナ１６に供給する。

一方、前述したトランスポンダ１に対しては、例えば図３に示すようなスキャナが用いられる。図において、２はスキャナで、受信用アンテナ２１、受信部２２、中央処理部２３、キーボード２４、表示部２５、発信部２６、送信用アンテナ２７、及びこれらへ電源を供給する電源部２８から構成されている。

ここで、本実施例におけるスキャナ２とは、後述するようにトランスポンダ１に対して第１の周波数の電磁波を輻射しながら、これに伴ってトランスポンダ１から輻射される第２の周波数の電磁波を受信することにより、トランスポンダ１への情報アクセスを行うものを言う。

スキャナ２の受信部２２は、受信機221とアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換器222から構成され、受信器221の入力側は受信用アンテナ２１に接続され、３００ＭＨｚの高周波を受信し、これを検波した後、Ａ／Ｄ変換器222を介して中央処理部２３に出力する。

中央処理部２３は、周知のＣＰＵ231及びメモリ232から構成され、中央処理部231はキーボード２４から入力された命令に基づいて、受信部２２から入力した情報をメモり232に記憶すると共に表示部２５に表示する。

さらに、発振部２６は発信回路261とスイッチ262から構成され、発信回路261はスイッチ262がオンされたときに、例えば１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号を送信用アンテナ２７に出力する。

また、スキャナ２は、例えば図４に示すように、ピストル形状の筐体２Ａ内に組み込まれている。この筐体２Ａの先端部には、受信用アンテナ２１及び送信用アンテナ２７が配置され、上面にはキーボード２４及び表示部２５が配置されている。さらに、グリップ２Ｂ前部のトリガー位置にはスイッチ262が配置されている。

前述の構成よりなるトランスポンダ１は、図５に示すように、タイヤ３の内壁面３１或いはリム３２の表面、若しくは中子３３等に接着されて取り付けられる。従って、既存のタイヤは勿論のこと、あらゆる種類のタイヤに装着することができ、従来のようなタイヤの剥離故障等の発生の恐れがないと共に、製造後のタイヤに取り付けるため、タイヤ製造時の環境条件をトランスポンダの耐久条件に含める必要が無く、トランスポンダ自体の故障発生も従来に比べて大幅に低減される。

さらに、絶縁性及び断熱性を有する弾性部材を介してトランスポンダ１を取り付けているので、タイヤからの熱伝導及び衝撃並びにタイヤにおいて発生した静電気の伝導等が前記弾性部材によって吸収或いは緩和され、トランスポンダへの影響が回避される。

また、図６に示すように、トランスポンダを取り付けたタイヤの管理は前述したハンディー型のスキャナ２を用いることにより、製造時等においても簡単に行うことができると共に、データ処理装置４１に送受信用のコントローラ４２を介してアンテナ４３ａ、４３ｂを接続することにより、管理端末機４４によりトランスポンダ１を取り付けた使用中のタイヤの集中管理を行うことができる。この場合、図７に示すように、トランスポンダ装着タイヤを付けたトラック等の車両５が走行する道路沿いに前記アンテナ４３ａを設けておくことにより走行中の車両５のタイヤも管理することができる。

さらに、図６に示すように車両内に処理装置４５及びこれに接続された表示ユニット４６、並びに車載アンテナ４７を設けることにより、運転席においてドライバー自身が使用中のタイヤに関する情報を容易に得ることができる。

次に、トランスポンダをタイヤに取り付ける方法について説明する。タイヤのリム表面にトランスポンダ１を取り付ける場合は、接着部１Ｂの裏面全体に接着剤を塗布して取り付けることが好ましい。これにより、トランスポンダ１はリムに安定して完全に固定される。また、タイヤ内壁面にトランスポンダ１を取り付ける際には、図８に示すように、接着部１Ｂの裏面の長手方向両端部に接着剤Ｃｔを塗布してトランスポンダ本体１Ａが固定されている中央部分は接着剤を塗布せずに取り付けることが好ましい。これにより、図９に示すように、タイヤ３の変形に伴いタイヤ内壁面３１が変形しても、この変形による力がトランスポンダ本体１Ａに直接加わることがない。これにより、トランスポンダ本体１Ａに加わる歪みを大幅に低減でき、トランスポンダ本体１Ａの劣化及び故障の発生を大幅に低減することができる。

以上の構成よりなるトランスポンダ１によれば、接着部１Ｂ内にアンテナ１１，１６が埋設され、この接着部１Ｂは帯状をなしているので、例えば接着部１Ｂの長手方向に沿ってアンテナ１１，１６が埋設されると、アンテナの長さを長くすることができると共に、タイヤの周方向に接着部１Ｂを延ばしてトランスポンダ１を取り付ければ、タイヤ内周全域にアンテナを巡らすことも可能となる。これにより、タイヤ外部の任意の箇所からトランスポンダ１へのアクセスが可能となる。更に、アンテナ１１，１６の少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されるので、弾性を有するタイヤが変形した際にも、前記螺旋状又は波形状部分でアンテナ線が伸縮してアンテナが切れることがなくなり、アンテナ切断による故障の低減を図ることができる。

尚、前述した実施例は一例でありこれに限定されることはない。

本発明の第１の実施例におけるタイヤ装着用トランスポンダを示す外観図 本発明のトランスポンダ本体を示す電気回路のブロック図 本発明のトランスポンダに係るスキャナを示す電気系回路のブロック図 本発明のトランスポンダに係るスキャナを示す外観図 本発明のトランスポンダのタイヤ装着例を説明する図 本発明のトランスポンダを用いた管理システムを説明する図 本発明のトランスポンダを用いた管理システムを説明する図 本発明の第１の実施例のトランスポンダの取付例を説明する図 本発明の第１の実施例のトランスポンダのタイヤ装着時の例を示す図

符号の説明

１…トランスポンダ、１Ａ…トランスポンダ本体、１Ｂ…接着部、１１…受信用アンテナ、１２…整流回路、１３…中央処理部、１４…記憶部、１５…発振部、１６…送信用アンテナ、２…スキャナ、２Ａ…筐体、２Ｂ…グリップ、２１…受信用アンテナ、２２…受信部、２３…中央処理部、２４…キーボード、２５…表示部、２６…発信部、２７…送信用アンテナ、２８…電源部、３…タイヤ、３１…タイヤ内壁面、３２…リム、３３…中子、４１…データ処理装置、４２…コントローラ、４３ａ，４３ｂ…アンテナ、４４…管理端末機、４５…処理装置、４６…表示ユニット、４７…車載アンテナ、５…車両。

Claims (3)

1. 所定の信号によって情報の授受を行うタイヤ装着用トランスポンダにおいて、
   弾性部材からなる接着部を設け、
   該接着部は所定長さの帯状をなし、該接着部の長手方向中央部にトランスポンダ本体が設けられていると共に、
   該接着部の長手方向中央部を非接着とするとともに長手方向両端部のみに接着剤を塗布し、
   該接着部内に該トランスポンダ本体に接続されたアンテナが埋設され、該アンテナの少なくとも一部は螺旋状又は波形状に形成されている
   ことを特徴とするタイヤ装着用トランスポンダ。
2. 所定の信号によって情報の授受を行うタイヤ装着用トランスポンダの取り付け方法において、
   所定長さの帯状をなす弾性部材の長手方向ほぼ中央部にトランスポンダ本体を取り付けると共に、
   該弾性部材内に該トランスポンダ本体に接続され、少なくとも一部が螺旋状又は波形状に形成されたアンテナを埋設し、
   該弾性部材の長手方向中央部を非接着とし、長手方向両端部のみをタイヤ内周面に接着する
   ことを特徴とするタイヤ装着用トランスポンダの取り付け方法。
3. 所定の信号によって情報の授受を行うトランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤにおいて、
   請求項１に記載のタイヤ装着用トランスポンダが空気入りタイヤの内周面に接着されている
   ことを特徴とするトランスポンダ装着タイヤ。

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