(57)【要約】  コイル状アンテナ（４５０）のコイル軸（Ｃ）を含み且つタイヤの回転軸（ｘ）に直交する垂線（Ｐ）を有する仮想平面内において、タイヤ回転軸（ｘ）に対してアンテナ（４５０）のコイル軸（Ｃ）がなす角度が０度から４０度の範囲内となるように情報取得装置を設ける。これにより、アンテナ（４５０）からタイヤ外部に放射される電波の減衰量が低減される。
2012073973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物理情報を検出するセンサと、該センサによって検出された物理情報を送信する送信回路と、前記送信回路に接続され前記物理情報を含む信号を所定周波数の電波として放射するコイル状のアンテナとを有する情報取得装置を備えたタイヤであって、
前記タイヤの回転軸に対して前記アンテナのコイル軸のなす角度が０度から４０度の範囲内となるように前記タイヤの内部空間に前記情報取得装置が設けられていることを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記情報取得装置は、前記アンテナのコイル軸を含み且つ前記タイヤの回転軸に直交する垂線を有する仮想平面内に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記タイヤ回転軸に対して前記アンテナのコイル軸が平行になるように前記情報取得装置が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
【請求項４】
前記情報取得装置が前記タイヤのリム上に固定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ。
【請求項５】
前記タイヤはスチールカーカスを有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のタイヤ。
【請求項６】
前記タイヤの側面において、前記スチールカーカスは前記タイヤの回転軸を中心とした半径方向のみに延ばしてタイヤ内に埋設されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル状アンテナを用いて情報を電波で送信する情報取得装置を備えたタイヤに関するものであり、特に、情報取得装置からの送信電波の減衰を低減させたタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両においてはタイヤの空気圧の点検管理が重要であり、タイヤ空気圧が異常値になると事故を引き起こす原因となることが多々ある。このため、車輪のタイヤ内の空気圧を検出してその情報を送信するタイヤ情報取得装置を各車輪に設けるとともに、各タイヤ情報取得装置から送信されたタイヤ空気圧の情報を取得して各タイヤの空気圧を監視し、空気圧に異常が生じたときに警報を発する監視装置を備えたタイヤ状態監視システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
このタイヤ状態監視システムにおけるタイヤ情報取得装置は、タイヤとホイールとの間に形成された内部空間に配置される。このタイヤ情報取得装置は、タイヤ内の空気圧を検出する圧力検出素子からなる空気圧センサや、空気圧センサの検出結果を電気信号に変換して無線で監視装置へ送信する送信機等をケースに収容して構成される。ケースには、タイヤとホイールとの間に形成された上記内部空間の空気を内部の空気圧センサに導入するための通気孔が設けられている。監視装置は運転席近傍に配置されている。監視装置は、タイヤ情報取得装置から送信されたタイヤの空気圧情報を受信し、タイヤの空気圧が予め設定された基準圧力よりも低い場合に、運転者に対して所定の警報を発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９６２０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記情報取得装置を例えば大型タイヤの内部空間に設けた場合、タイヤの強度を増すためにタイヤ内に埋設されている金属部材（スチールカーカス等）によって電波が遮蔽され、タイヤの外部に放射される送信電波が大きく減衰されてしまうことがある。【０００６】
本発明は、タイヤの外部に放射される送信電波の減衰を低減するようにタイヤ内部空間に情報取得装置を備えたタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するために、所定の物理情報を検出するセンサと、該センサによって検出された物理情報を送信する送信回路と、前記送信回路に接続され前記物理情報を含む信号を所定周波数の電波として放射するコイル状のアンテナとを有する情報取得装置を備えたタイヤであって、前記タイヤ回転軸に対して前記アンテナのコイル軸のなす角度が０度から４０度の範囲内となるように前記タイヤの内部空間に前記情報取得装置が設けられているタイヤを提案する。【０００８】
例えば大型車両用のタイヤのようにスチールカーカスがタイヤ内に埋設されている場合、タイヤ側面に埋設されるスチールカーカスは、タイヤ半径方向のみに延ばして配置される。このため、本発明を大型車両用のタイヤに適用した場合、隣接するスチールカーカス間の間隙を利用して、アンテナから放射される電波のタイヤ外への放射性を高めることができる。すなわち、アンテナからの放射電界の方向が、タイヤ半径方向に延在するスチールカーカスの方向にできるだけ直交するようにアンテナを配置することで、スチールカーカスによる電波の遮蔽が低下し、タイヤ外部に放射される送信電波の減衰の程度を抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナからタイヤ外部へ放射される電波の放射効率を向上させることができ、送信電波の減衰を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態におけるタイヤ情報取得装置を実装したタイヤを示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態におけるタイヤ構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における情報取得装置を示す外観斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態における情報取得装置を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態における情報取得装置を示す側面断面図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態における装置本体を示す外観斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態における装置本体を示す外観斜視図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態における装置本体の要部を示す外観斜視図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態における装置本体に設けられる第１プリント配線を概略的に示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態における装置本体に設けられる第２プリント配線を概略的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態における図９と図１０とを重ねて示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態における装置本体に設けられる柱状接続導体の配置を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態における情報取得装置の電気系回路を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態における平面導体板と保持材を示す外観斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態における保持材を示す外観斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態におけるタイヤ回転軸に対するアンテナの配置を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態におけるタイヤ回転軸に対するアンテナの配置を示す平面図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態におけるタイヤ回転軸に対するアンテナの配置を示す平面図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態におけるコイル状アンテナの放射電界とスチールカーカスとの関係を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施形態における放射変化量を表す特性曲線を示す図である。
【図２１】図２１は、コイル状アンテナの他の構成例を示す図である。
【図２２】図２２は、コイル状アンテナの他の構成例を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明の一実施形態における放射変化量を表す特性曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施形態における情報取得装置を実装したタイヤを示す図であり、図２は本発明の一実施形態におけるタイヤ構造を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るタイヤ１は、タイヤ本体２と、リム４と、ホイール５と、情報取得装置１００とを有する。情報取得装置１００は、リム４の外周面に固定され、タイヤ１の空気室３の内部に情報取得装置１００が設けられる。情報取得装置１００は、後述するように圧力検出素子と温度検出素子とを有するセンサ部を備え、センサ部は空気室３内の圧力と温度とを検出する。情報取得装置１００は、この温度と圧力の検出結果をディジタル値に変換するとともに、これらのディジタル値を含むディジタル情報を生成して送信する。このディジタル情報には、空気室３内の温度と圧力の検出結果のディジタル値の他に、情報取得装置１００に固有の識別情報が含まれる。
【００１４】
本実施形態に係るタイヤ１は、通常、大型トラック、バス、建設車両などの大型車両に用いられる。タイヤ１は、例えば、周知のチューブレスラジアルタイヤである。図２に示すように、タイヤ１内（タイヤ本体２内）には、スチール製のベルト２３Ａ，２３Ｂ（スチールベルト）とスチール製のカーカス２４（スチールカーカス）が埋設されている。タイヤ本体２は周知のキャップトレッド２１、アンダートレッド２２、ベルト２３Ａ，２３Ｂ、カーカス２４等から構成されている。
【００１５】
図３は情報取得装置１００の外観斜視図、図４は情報取得装置１００の平面図、図５は情報取得装置１００の側面断面図（図４のV-V線断面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、情報取得装置１００の互いに直交する長手方向、幅方向および高さ方向を、それぞれ前後方向、左右方向および上下方向と定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。前後方向は、例えばタイヤ１の進行方向に一致し、左右方向は例えばタイヤ１の回転軸の方向に一致する。
【００１６】
図３に示すように、情報取得装置１００は、その最外部に、前後方向に延在する略直方体形状のケース１３０を備える。なお、略直方体形状とは、直方体形状あるいはほぼ直方体形状のことをいい、直方体と実質的に同一形状のものを含む。図３，４に示すように、ケース１３０は、上面が開放されたケース本体１３１と、ケース本体１３１の上面に取り付けられる蓋体１３２とから構成されている。ケース本体１３１は、前後両端部にそれぞれねじ止め用の突起部１３１ａを有し、これに対応して蓋体１３２も、前後両端部にそれぞれ突起部１３２ａを有する。
【００１７】
図５に示すように、ケース本体１３１の内部には装置本体３００を収納するための収納空間１３４が形成されている。ケース本体１３１の突起部１３１ａには、ねじ孔１３１ｂが設けられ、蓋体１３２の突起部１３２ａを貫通したねじ１４１をねじ孔１３１ｂに螺合することにより、ケース本体１３１の上面に蓋体１３２が固定されている。これにより収納空間１３４の上面の開口が閉鎖される。ケース本体１３１の底面１３１ｃには、情報取得装置１００の取付部が形成されている。情報取得装置１００は、底面１３１ｃの取付部をリム４の外周面に接触させてリム４に、取り付けられる。情報取得装置１００は、接着剤、取り付けバンド等によって、リム４に取り付けられたり、リム４のタイヤバルブに取り付けられる。
【００１８】
図４に示すように、蓋体１３２の前端部（突起部１３２ａよりも後方）には通気孔１３３が開口されている。これにより、ケース本体１３１に蓋体１３２を固定した状態で、通気孔１３３を介してケース１３０の内部と外部との間を空気が流通し、タイヤ室３の空気の温度と圧力の検出が可能となる。
【００１９】
図６、図７は、それぞれケース１３０内に収納される装置本体３００の外観斜視図であり、図８は、装置本体３００の要部（前側部分）を示す外観斜視図である。なお、図６は、装置本体３００を斜め上方から見た図であり、図７は、斜め下方から見た図である。
【００２０】
図６〜図８に示すように、装置本体３００は、収納空間１３４の平面視形状に対応した略長方形状の第１プリント配線基板３５１と、第１プリント配線基板３５１から所定間隔を開けて第１プリント配線基板３５１の上方に、かつ、第１プリント配線基板３５１に対して略平行に配置された略長方形状の第２プリント配線基板３５２と、装置本体３００の後端部において上下方向に延在し、第１プリント配線基板３５１の後端部と第２プリント配線基板３５２の後端部とを連結する第３プリント配線基板３５３と、装置本体３００の前側部分において上下方向に延在し、第１プリント配線基板３５１と第２プリント配線基板３５２とを連結する複数の柱状の接続導体３５４とを有する。ここで、略長方形状とは、長方形状あるいはほぼ長方形状のことをいい、長方形と実質的に同一形状のものを含む。略平行とは、平行あるいはほぼ平行のことをいい、実質的に平行なものを含む。第３プリント配線基板３５３および接続導体３５４は、半田付けにより第１プリント配線基板３５１と第２プリント配線基板３５２とにそれぞれ連結されている。
【００２１】
第１プリント配線基板３５１には、前後方向に延在する複数の第１プリント配線３５１ａを含む所定の導体パターンが形成されている。第２プリント配線基板３５２には、前後方向に延在する複数の第２プリント配線３５２ａを含む所定の導体パターンが形成されている。図９は、第１プリント配線３５１ａを概略的に示す平面図、図１０は、第２プリント配線３５２ａを概略的に示す平面図であり、図１１は、第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａの位置関係を概略的に示す平面図（図９と図１０を重ねて示す図）である。なお、図９〜図１１では、第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａの数をそれぞれ４本としているが、プリント配線３５１ａ，３５２ａの数はこれに限らない。
【００２２】
図９に示すように、第１プリント配線基板３５１の前端部には、左右方向等間隔に複数（ここでは４個）の接続部Ｃ１１〜Ｃ１４が設けられている。さらに、第１プリント配線基板３５１には、接続部Ｃ１１〜Ｃ１４から所定距離Ｌ０だけ後方に離れた位置に、左右方向等間隔に複数（ここでは５個）の接続部Ｃ１５〜Ｃ１９が設けられている。第１プリント配線３５１ａは、Ｃ１１からＣ１５、Ｃ１２からＣ１６、Ｃ１３からＣ１７、Ｃ１４からＣ１８にかけてそれぞれ延設されている。これにより各第１プリント配線３５１ａは、互いに左右方向に等間隔にかつ平行に配置されている。
【００２３】
図１０に示すように、第２プリント配線基板３５２の前端部には、左右方向等間隔に複数（ここでは４個）の接続部Ｃ２１〜Ｃ２４が設けられている。さらに、第２プリント配線基板３５２には、接続部Ｃ２１〜Ｃ２４から所定距離Ｌ０だけ後方に離れた位置に、左右方向等間隔に複数（ここでは４個）の接続部Ｃ２５〜Ｃ２８が設けられている。第２プリント配線３５２ａは、Ｃ２１からＣ２５、Ｃ２２からＣ２６、Ｃ２３からＣ２７、Ｃ２４からＣ２８にかけてそれぞれ延設されている。これにより各第２プリント配線３５２ａは、互いに左右方向に等間隔にかつ平行に配置されている。
【００２４】
図１１に示すように、第１プリント配線基板３５１の接続部Ｃ１１〜Ｃ１４と第２プリント配線基板３５２の接続部Ｃ２１〜Ｃ２４は、平面視で互いに同一位置に設けられている。第１プリント配線基板３５１の接続部Ｃ１６〜Ｃ１９と第２プリント配線基板３５２の接続部Ｃ２５〜Ｃ２８も、平面視で互いに同一位置に設けられている。第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａとは、接続部Ｃ１１〜Ｃ１９，Ｃ２１〜Ｃ２８を介して連続しており、全体がジグザグ形状をなしている。
【００２５】
図６〜図８に示すように、複数の柱状接続導体３５４は、接続部Ｃ１１〜Ｃ１９，Ｃ２１〜Ｃ２８の位置に対応して、前後に分かれて配置されている。図１２は、装置本体３００を前方から見た図であり、主に柱状接続導体３５４の配置を示す。なお、図１２では、前側の接続導体３５４（第１接続導体３５４ａと呼ぶ）の左右方向位置と後側の接続導体３５４（第２接続導体３５４ｂと呼ぶ）の左右方向位置を互いにずらしているが、両者の左右方向位置が重なるようにプリント配線３５１ａ，３５２ａを形成してもよい。各接続導体３５４の長さは、第１プリント配線基板３５１と第２プリント配線基板３５２との間の距離Ｈ０に等しい。第１接続導体３５４ａおよび第２接続導体３５４ｂは、それぞれ４本設けられ、接続導体３５４は全体で８本設けられている。なお、接続導体３５４の本数は、第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａの数に応じて決定されるものであり、８本に限らない。
【００２６】
図１２に示すように、各第１接続導体３５４ａの上端部および下端部は、それぞれ第２プリント配線基板３５２の接続部Ｃ２１〜Ｃ２４および第１プリント配線基板３５１の接続部Ｃ１１〜Ｃ１４に半田付けにより接続されている。各第２接続導体３５４ｂの上端部および下端部は、それぞれ第２プリント配線基板３５２の接続部Ｃ２５〜Ｃ２８および第１プリント配線基板３５１の接続部Ｃ１６〜Ｃ１９に半田付けにより接続されている。
【００２７】
これにより、図６〜図８に示すように第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａとが接続導体３５４を介して接続され、第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａと接続導体３５４とにより、螺旋状に巻回されたアンテナ４５０が形成される。すなわち、各接続導体３５４の上下端部が第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａに連結され、全体がコイル状のアンテナ４５０が形成される。ここで、コイル状とは、導体が円筒面に沿って巻かれたものだけでなく、本実施形態のように直方体の側面に沿って巻かれたものも含む。すなわち、第１プリント配線３５１ａと第１接続導体３５４ａと第２プリント配線３５１ｂと第２接続導体３５４ｂとを順次接続してなる螺旋状のアンテナ４５０は、曲線によって形成されても折れ曲がり直線によって形成されてもよい。
【００２８】
第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａと接続導体３５４とによって構成されたアンテナ４５０の螺旋の始点は、第１プリント配線基板３５１の右後端側の接続部Ｃ１５であり、終点は第１プリント配線基板３５１の左後端側の接続部Ｃ１９である。これら接続部Ｃ１５、Ｃ１９は、第１プリント配線基板３５１の導体パターン（電源回路等）に接続され、接続部Ｃ１５，Ｃ１９を介してアンテナ４５０に電流が流れる。第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａと第１接続導体３５４ａと第２接続導体３５４ｂとによって囲まれた直方体空間の中心を通る軸線、すなわち、コイル状のアンテナ４５０の中心を通るコイル軸Ｃは、図１１に示すように左右方向（情報取得装置１００の幅方向）に延びる。
【００２９】
図６〜図８に示すように、アンテナ４５０は、装置本体３００の前端部に形成され、装置本体３００の後端側には、センサ部４１０及び電池４２０などの電子部品が実装されている。これらセンサ部４１０及び電池４２０は、電子回路を構成する。
【００３０】
図１３は、情報取得装置１００の電気系回路を示すブロック図である。図１３に示すように、装置本体３００は検出・送受信回路４００を有する。検出・送受信回路４００は、センサ部４１０と、電池４２０と、主制御部４３０と、送受信部４４０と、アンテナ４５０とを含んで構成されている。
【００３１】
図７に示すように、センサ部４１０は、装置本体３００の表面（第１プリント配線基板３５１の下面）に実装されている。図１３に示すように、センサ部４１０は、空気圧検出素子４１１と、温度検出素子４１２と、アナログ／ディジタル変換回路４１３とから構成されている。センサ部４１０は、例えば空気式防舷材の空気室内の空気圧と温度とを、空気圧検出素子４１１と温度検出素子４１２とによってそれぞれ検出し、この検出結果をアナログ／ディジタル変換回路４１３によってディジタル値に変換して主制御部４３０に出力する。
【００３２】
電池４２０は、不図示の接続導体によって装置本体３００に接続され、装置本体３００の検出・送受信回路４００に電力を供給する。
【００３３】
主制御部４３０は、周知のＣＰＵとメモリなどから構成されている。主制御部４３０は、センサ部４１０による検出結果をディジタル値で受け取り、このディジタル値を含むディジタル情報を生成して送受信部４４０に出力する。なお、このディジタル情報には、上記検出結果のディジタル値の他に、予め設定されている装置本体３００に固有の識別情報（予めメモリに書き込まれているか又はディップスイッチによって設定されている）が含まれる。
【００３４】
送受信部４４０は、主制御部４３０からの指示に基づいて送信と受信とを切り替える。送受信部４４０は、送信時には主制御部４３０から入力したディジタル情報を所定周波数、例えば３１５ＭＨｚの電波によってアンテナ４５０から送信する。送受信部４４０は、受信時にはアンテナ４５０を介して受信した所定周波数（３１５ＭＨｚ）の電波からディジタル信号を検出し、検出したディジタル信号からディジタル情報を抽出して主制御部４３０に出力する。なお、送受信部４４０の送信周波数と受信周波数とは同一周波数に設定されている。
【００３５】
アンテナ４５０は、共振周波数が送受信部４４０の送受信周波数に設定されたコイル状アンテナである。アンテナ４５０は、上述したように第１プリント配線基板３５１に設けられた第１プリント配線３５１ａと、第２プリント配線基板３５２に設けられた第２プリント配線３５２ａと、第１プリント配線３５１ａと第２プリント配線３５２ａとを導電接続するとともにプリント配線基板３５１，３５２を互いに固定する柱状接続導体３５４とによって構成されている。
【００３６】
図８に示すように、第１プリント配線基板３５１の下面には長方形状の平面導体板３６１が４つの保持材３７１によって固定されている。平面導体板３６１は、装置本体３００をケース１３０に収納した時にケース本体１３１の底面側に位置する第１プリント配線基板３５１と平行になるように、アンテナ４５０の下方に配置されている。平面導体板３６１と第１プリント配線基板３５１との間には、保持材３７１によって所定の間隔Ｄが維持されている。平面導体板３６１は、第１プリント配線基板３５１の所定の導体パターン（電池４２０の負極に接続されている導体パターン）に導電接続されて基準電位に設定されている。
【００３７】
図１４は、平面導体板３６１を斜め上方から見た斜視図であり、図１５は、保持材３７１の斜視図である。図１４に示すように、各保持材３７１は、平面導体板３６１の上面の四隅にそれぞれ固設されている。図１５に示すように、保持材３７１は、円柱形状の本体３７１ａと、本体３７１ａの両端面から突設された本体３７１ａよりも小さい直径の円柱形状の一対の突起部３７１ｂとを有する。一方の突起部３７１ｂは、平面導体板３６１の四隅に設けられた凹部あるいは貫通孔に嵌合し、これにより平面導体板３６１と保持材３７１とが一体化される。他方の突起部３７１ｂは、第１プリント配線基板３５１に設けられた凹部あるいは貫通孔に嵌合し、これにより保持材３７１を介して平面導体板３６１が第１プリント配線基板３５１に固定される。
【００３８】
第１プリント配線基板３５１に平面導体板３６１を固定した状態において、アンテナ４５０の共振周波数は例えば３１５ＭＨｚである。この３１５ＭＨｚにおけるアンテナインピーダンスは、５０オームである。このときの第１プリント配線基板３５１と平面導体板３６１との間隔Ｄ（図８）は、保持材３７１によって例えば１．５ｍｍに設定されている。
【００３９】
以上のように構成された情報取得装置１００のタイヤ１内への配置について説明する。図１６は、本実施形態に係るアンテナ４５０の配置を３次元的に示す図であり、図１７、図１８は、アンテナ４５０の配置を示す平面図である。図１９は、コイル状アンテナ４５０の放射電界とタイヤ１内のスチールカーカス２４との関係を３次元的に示す図である。
【００４０】
図１６に示すように、アンテナ４５０のコイル軸Ｃを含み且つタイヤ１の回転軸ｘに直交する垂線Ｐを有する平面を仮想平面ＰＬとして定義すると、図１７、図１８は、仮想平面ＰＬ上におけるアンテナ４５０の配置を示している。図１６〜図１８に示すように、情報取得装置１００は、仮想平面ＰＬ内において、タイヤ回転軸ｘに対してコイル軸Ｃがなす角度が０度から±４０度の範囲内となるように、タイヤ１内に配置されている。このとき、図１９に示すように、アンテナ４５０からの放射電界（Ｅφ）は、コイル軸Ｃを中心とする円周方向に生成される。なお、図１９には、コイル軸Ｃがタイヤ回転軸ｘと平行となるように配置されたアンテナを４５０ａとして、直交するように配置されたアンテナを４５０ｂとしてそれぞれ示している。
【００４１】
図１７，図１９に示すようにコイル軸Ｃがタイヤ１の回転軸ｘに対して０度（平行）に設定されていると（図１９の４５０ａ）、スチールカーカス２４に直交する電界（Ｅφ）が存在する。この直交成分は、スチールカーカス２４の存在に影響されずに、タイヤ外へ放射される。これに対し、コイル軸Ｃがタイヤ１の回転軸ｘに対して９０度に設定されていると（図１９の４５０ｂ）、全ての電界（Ｅφ）がスチールカーカス２４と平行となるため、タイヤ外への電界放射は大きく低減する。
【００４２】
図２０は、実際に測定した放射変化量の特性を示す図である。図２０において、縦軸は放射変化量（ｄＢ）を表し、横軸はタイヤ側面に埋設されるカーカス２４の本数を表している。例えば、タイヤ回転軸ｘに対してアンテナ４５０のコイル軸Ｃが平行になるように情報取得装置１００を配置したときは、図２０の曲線Ａで示すような放射変化量が測定された。これに対し、タイヤ回転軸ｘに対してアンテナ４５０のコイル軸Ｃが９０度の角度をなすように情報取得装置１００を配置したときは、図２０の曲線Ｂで示すような放射変化量が測定された。このように、タイヤ回転軸ｘに対してコイル軸Ｃが平行となるように情報取得装置１００を配置したときには、タイヤ回転軸ｘに対してコイル軸Ｃが９０度の角度をなすように配置したときに比べて、放射変化量を６ｄＢ程度改善することができた。
【００４３】
以上より、タイヤ回転軸ｘに対するコイル軸Ｃのなす角度は、０度に近い方が好ましい。但し、タイヤ回転軸ｘに対するコイル軸Ｃのなす角度が±４０度の範囲内にあれば、曲線Ａよりも放射変化量は低下するものの、その低下量は２ｄＢ以内に抑えることができる。このため、図１８に示すようにタイヤ回転軸ｘに対するコイル軸Ｃのなす角度が±４０度である場合にも、図２０の曲線Ｂに比べ、放射変化量を大きく低減することができる。
【００４４】
以上のように本実施形態に係る情報取得装置１００を備えたタイヤ１では、タイヤ回転軸ｘに対するアンテナ４５０のコイル軸Ｃのなす角度が±４０度以内となるように、タイヤ１内に情報取得装置１００が配置される。例えば大型車両用のタイヤ１のようにスチールカーカス２４がタイヤ１内に埋設されているものにおいては、タイヤ側面に埋設されているスチールカーカス２４は、一般にタイヤ半径方向に延ばして配置される。すなわち、タイヤ回転軸ｘを含む平面上に配置される。このため、タイヤ側面は、スチールベルト２３Ａ，２３Ｂとスチールカーカス２４が埋設されているトレッド部（キャップトレッド２１）に比べて、磁界型アンテナであるコイル状アンテナ４５０における磁界を形成する磁流を妨げることが少ない。その結果、スチールカーカス２４による、アンテナ４５０から放射された電波の遮蔽が低下し、タイヤ１の外部に放射される送信電波の減衰を低減することができる。これにより、情報取得装置１００とタイヤ外部の通信機能を有する装置との間の電波の送受信距離を伸ばすことができる。
【００４５】
上記実施形態では、タイヤ１内の空気圧と温度の両方を検出するように情報取得装置１００を構成したが、空気圧または温度の何れか一方を検出するように情報取得装置を構成しても良い。タイヤ１内の空気圧または温度と相関関係を有する他の物理量、すなわちタイヤ１内やタイヤ１自体の状態を表す他の物理量、たとえば、タイヤ自体の温度、タイヤの歪量、加速度などを検出するように情報取得装置を構成することもできる。
【００４６】
上記実施形態では、情報取得装置１００のアンテナ４５０をプリント配線基板のプリントパターンを用いて形成するようにしたが、アンテナ４５０の構成はこれに限定されることはない。例えば、図２１に示すように磁性体に導電線を巻いて形成したバーアンテナ４６０、或いは図２２に示すような導電線を単に空心コイル状に巻いただけのコイルアンテナ４７０を用いても同様の効果を得ることができる。すなわち、アンテナのコイル軸Ｃを含みタイヤ１の回転軸ｘに直交する垂線を有する仮想平面ＰＬ内において、タイヤ回転軸ｘに対してコイル軸Ｃのなす角度が０度から４０度の範囲内となるように情報取得装置を設けるのであれば、アンテナの構成はいかなるものでもよい。
【００４７】
図２３は、情報取得装置１００の設置角（タイヤ回転軸ｘに対するコイル軸Ｃのなす角度）と、放射変化量（ｄＢ）との関係を示す図である。図２３に示すように、情報取得装置１００の設置角が大きくなるに従い、放射変化量が大きくなっている。放射変化量は、実用上、２ｄＢ以下とすることが好ましく、設置角が０度から４０度の範囲内であれば、この要件を満たす。
【００４８】
上記実施形態では、情報取得装置１００をリム４に取り付けたが、情報取得装置１００の取付位置はこれに限定されることはない。情報取得装置１００をリム４以外の場所、例えばタイヤ本体２の内側面などに取り付けてもよく、この場合にも上述したのと同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
コイル状アンテナと送信回路とを備えた情報取得装置を内部空間に備えたタイヤであって、アンテナからタイヤ外部への電波の放射変化量を低減したタイヤを構築することができ、情報取得装置とタイヤ外部の装置との間の電波の送受信距離を伸ばすことが可能になる。
【符号の説明】
【００５０】
１…タイヤ、２…タイヤ本体、３…空気室、４…リム、１００…情報取得装置、１３０…ケース、１３１…ケース本体、１３２…蓋体、１３３…通気孔、１３４…収納空間、１４１…ねじ、３００…装置本体、３５１…第１プリント配線基板、３５１ａ…第１プリント配線、３５２…第２プリント配線基板、３５２ａ…第２プリント配線、３５３…第３プリント配線基板、３５４…柱状接続導体、３６１…平面導体板、３７１…保持材、４００…検出・送受信回路、４１０…センサ部、４１１…空気圧検出素子、４１２…温度検出素子、４１３…アナログ／ディジタル変換回路、４２０…電池、４３０…主制御部、４４０…送受信部、４５０…アンテナ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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