(57)【要約】【課題】センサユニットの重量を可及的に低減すると共に、タイヤの重量バランスへの影響を抑制することを可能にしたタイヤ情報取得装置を提供する。【解決手段】タイヤ内面２に装着され、タイヤ情報を取得するセンサ２１を含むセンサユニット２０と、ホイール３に装着される電源ユニット３０とを備え、電源ユニット３０がセンサユニット２０に非接触で電力を供給する電力供給機構３１を有し、センサユニット２０が、電源ユニット３０から非接触で電力を受信する電力受信機構２２と、取得したタイヤ情報を無線により送信する情報送信部２３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内面に装着され、タイヤ情報を取得するセンサを含むセンサユニットと、ホイールに装着される電源ユニットとを備え、該電源ユニットが前記センサユニットに非接触で電力を供給する電力供給機構を有し、前記センサユニットが、前記電源ユニットから非接触で電力を受信する電力受信機構と、取得したタイヤ情報を無線により送信する情報送信部とを有することを特徴とするタイヤ情報取得装置。
【請求項２】
前記電源ユニットは前記電力供給機構として、走行時のタイヤの回転又は振動により電気エネルギーを発生させる発電部と、該発電部で発生した電気エネルギーを蓄電する蓄電部と、該蓄電部で蓄電した電気エネルギーを外部に送信する電力送信部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報取得装置。
【請求項３】
前記発電部が回転運動又は往復運動による電極の位置変化により発電するエレクトレットから構成されることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ情報取得装置
【請求項４】
前記センサユニットは前記電力受信機構として前記電源ユニットから供給された電力を受信するアンテナを有し、該アンテナは、前記タイヤ内面を構成するインナーライナー層の表面にラジアル方向に沿って配置されると共に、電波、電磁誘導又は磁気共鳴により非接触で電力を受信することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
【請求項５】
前記センサユニットが前記電源ユニットから供給された電力により直接駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
【請求項６】
前記センサユニットが前記タイヤ内面を構成するインナーライナー層に加硫接着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
【請求項７】
前記電源ユニットが、前記センサユニットから送信されたタイヤ情報を受信する情報受信部と、その受信したタイヤ情報を再送信する情報再送信部とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
【請求項８】
前記センサユニットが前記タイヤ内面において前記電源ユニットのタイヤ周方向の位置を基準としてタイヤ周方向に対して−９０°〜９０°の範囲に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
【請求項９】
前記電源ユニットが前記ホイールのバルブに設置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ情報取得装置に関し、更に詳しくは、センサユニットの重量を可及的に低減すると共に、タイヤの重量バランスへの影響を抑制することを可能にしたタイヤ情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内圧や温度等のタイヤ内部情報を取得するために、タイヤ内腔に各種のセンサを設置することが行われている。このようなセンサにおいて、高度なタイヤ情報を継続的に取得するためには豊富な電源が必要である。
【０００３】
電源として電池を用いた場合には、長期間にわたって継続的に電力を供給することができないという問題がある。また、電源としてタイヤの回転エネルギーを利用して発電するエナジーハーベスト技術を用いた場合には、発電効率を上げるには比較的大きなサイズと重量を有する装置が必要になるので、そうした装置をタイヤに設置すると、タイヤの重量バランスに大きな影響を及ぼすという問題がある。更に、センサに電力を供給するために電源装置をタイヤ内面に設置した場合（例えば、特許文献１，２参照）、タイヤの重量バランスに影響を及ぼし、ユニフォーミティーが悪化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５２５２６５号公報
【特許文献２】特開２００５−３３５６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、センサユニットの重量を可及的に低減すると共に、タイヤの重量バランスへの影響を抑制することを可能にしたタイヤ情報取得装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためのタイヤ情報取得装置は、タイヤ内面に装着され、タイヤ情報を取得するセンサを含むセンサユニットと、ホイールに装着される電源ユニットとを備え、該電源ユニットが前記センサユニットに非接触で電力を供給する電力供給機構を有し、前記センサユニットが、前記電源ユニットから非接触で電力を受信する電力受信機構と、取得したタイヤ情報を無線により送信する情報送信部とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、タイヤ内面に装着され、タイヤ情報を取得するセンサを含むセンサユニットと、ホイールに装着される電源ユニットとを備え、電源ユニットはセンサユニットに非接触で電力を供給する電力供給機構を有し、センサユニットは、電源ユニットから非接触で電力を受信する電力受信機構と、取得したタイヤ情報を無線により送信する情報送信部とを有することで、電源ユニットがセンサユニットとは別体で構成されているため、センサユニットの重量を可及的に低減することができる。また、重量が大きい電源ユニットをタイヤ内面に配置せずにホイールに配置しているため、タイヤの重量バランスへの影響を抑制することが可能になる。
【０００８】
本発明では、電源ユニットは電力供給機構として、走行時のタイヤの回転又は振動により電気エネルギーを発生させる発電部と、発電部で発生した電気エネルギーを蓄電する蓄電部と、蓄電部で蓄電した電気エネルギーを外部に送信する電力送信部とを備えることが好ましい。これにより、電源ユニットは走行時のタイヤの回転や振動を利用して効率的に電力を供給することができる。
【０００９】
本発明では、発電部は回転運動又は往復運動による電極の位置変化により発電するエレクトレットから構成されることが好ましい。これにより、発電部はエレクトレットからなる発電方式により効率的に発電することができる。
【００１０】
本発明では、センサユニットは電力受信機構として電源ユニットから供給された電力を受信するアンテナを有し、アンテナは、タイヤ内面を構成するインナーライナー層の表面にラジアル方向に沿って配置されると共に、電波、電磁誘導又は磁気共鳴により非接触で電力を受信することが好ましい。これにより、センサユニットを構成するアンテナの耐久性を向上させることができる。
【００１１】
本発明では、センサユニットは電源ユニットから供給された電力により直接駆動することが好ましい。これにより、センサユニットを効率的に駆動することができる。
【００１２】
本発明では、センサユニットはタイヤ内面を構成するインナーライナー層に加硫接着されることが好ましい。センサユニットをタイヤ構成部材と共に加硫工程に供することでタイヤ内面に効率的に設置することができる。
【００１３】
本発明では、電源ユニットは、センサユニットから送信されたタイヤ情報を受信する情報受信部と、その受信したタイヤ情報を再送信する情報再送信部とを有することが好ましい。これにより、電源ユニットがセンサユニットから送信されたタイヤ情報を受信して再送信する際に送信出力を増幅させることができ、センサユニットの必要電力の低減に繋がる。
【００１４】
本発明では、センサユニットはタイヤ内面において電源ユニットのタイヤ周方向の位置を基準としてタイヤ周方向に対して−９０°〜９０°の範囲に配置されていることが好ましい。これにより、電源ユニットとセンサユニットが互いに近接して配置されるので、電力供給の効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明では、電源ユニットはホイールのバルブに設置されていることが好ましい。これにより、電源ユニットを非常に簡単に設置することができる。特に、電源ユニットに空気圧測定機能を付加した場合には、センサユニットの重量を低減することができるので更なる軽量化に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を装着した空気入りタイヤを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を装着した空気入りタイヤを示す赤道断面図である。
【図３】本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置の変形例の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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及び図２は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を装着した空気入りタイヤを示すものである。図３は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置の構成を示すものである。
【００１８】
図１及び図２に示すように、空気入りタイヤ１とホイール３との間にはタイヤ内腔が形成され、タイヤ内腔においてタイヤ情報取得装置１０が装着されている。タイヤ情報取得装置１０は、タイヤ内面２に装着されるセンサユニット２０と、ホイール３に装着される電源ユニット３０とを備える。タイヤ内面２はタイヤ構成部材であるインナーライナー層から構成される。ホイール３には、タイヤ外部から内部へ圧力を注入する筒状のバルブ４が設けられている。
【００１９】
図１において、センサユニット２０は空気入りタイヤ１のトレッド部のタイヤ幅方向中央部に対応する位置に設けられている。センサユニット２０は、図３に示すように、センサ２１と電力受信機構２２と情報送信部２３とを有する。センサ２１は、空気入りタイヤ１の内部温度や内圧、トレッド部の摩耗量等のタイヤ情報を測定するセンサである。電力受信機構２２は、電源ユニット３０から非接触で電力を受信する。非接触の電力受信方式としては、電波、電磁誘導又は磁気共鳴によるものが例示される。情報送信部２３は、センサ２１が取得した各種のタイヤ情報を無線によりタイヤ外部又は電源ユニット３０に送信する。
【００２０】
また、センサユニット２０は電力受信機構２２としてアンテナ２４を有し、このアンテナ２４は電源ユニット３０から供給された電力を受信する。アンテナ２４は、タイヤ内面２（インナーライナー層の表面）にラジアル方向に沿って配置される。このようなアンテナ２４は、電波、電磁誘導又は磁気共鳴により非接触で電力を受信することが好ましい。
【００２１】
電源ユニット３０は、センサユニット２０に非接触で電力を供給する電力供給機構３１を有する。非接触の電力供給方式としては、電波、電磁誘導又は磁気共鳴によるものが例示される。電源ユニット３０は、特にホイール３のリムの平坦な部分であるウェルに配置されることが好ましい。
【００２２】
また、電源ユニット３０は、電力供給機構３１として、走行時の空気入りタイヤ１の回転又は振動により電気エネルギーを発生させる発電部３２と、発電部３２で発生した電気エネルギーを蓄電する蓄電部３３と、蓄電部３３で蓄電した電気エネルギーを外部に送信する電力送信部３４とを備えている。特に、発電部３２は、空気入りタイヤ１の回転により電気エネルギーを発生させる構造を有することが好ましい。
【００２３】
上述したタイヤ情報取得装置では、タイヤ内面２に装着され、タイヤ情報を取得するセンサ２１を含むセンサユニット２０と、ホイール３に装着される電源ユニット３０とを備え、電源ユニット３０がセンサユニット２０に非接触で電力を供給する電力供給機構３１を有し、センサユニット２０が、電源ユニット３０から非接触で電力を受信する電力受信機構２２と、取得したタイヤ情報を無線により送信する情報送信部２３とを有することで、電源ユニット３０がセンサユニット２０と別体で構成されているため、センサユニット２０の重量を可及的に低減することができる。また、重量が大きい電源ユニット３０をタイヤ内面２に配置せずにホイール３に配置しているため、空気入りタイヤ１の重量バランスへの影響を抑制することが可能になる。
【００２４】
図４は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置の変形例の構成を示すものである。図４において、電源ユニット３０は、センサユニット２０から送信されたタイヤ情報を受信する情報受信部３５と、その受信したタイヤ情報を再送信する情報再送信部３６とを備える。即ち、図４に示すタイヤ情報取得装置１０は、図３に示すタイヤ情報取得装置１０に情報受信部３５及び情報再送信部３６を付加した構成を有する。このように電源ユニット３０を構成することで、電源ユニット３０がセンサユニット２０から送信されたタイヤ情報を受信して再送信する際に送信出力を増幅させることができ、センサユニット２０の必要電力の低減に繋がる。
【００２５】
上記タイヤ情報取得装置において、センサユニット２０は電源ユニット３０から供給された電力により直接駆動すると良い。即ち、センサユニット２０はＲＦタグ方式により駆動する。このようにセンサユニット２０が電源ユニット３０から供給された電力により直接駆動することで、センサユニット２０を効率的に駆動することができる。
【００２６】
また、センサユニット２０はタイヤ内面２を構成するインナーライナー層に加硫接着されることが好ましい。センサユニット２０は電源ユニット３０から電力の供給を受けることからそれ自体に電源装置を有しないので、センサユニット２０をタイヤ構成部材と共に加硫工程に供することが可能になる。そのため、センサユニット２０をタイヤ内面２に効率的に設置することができる。
【００２７】
上記タイヤ情報取得装置において、電源ユニット３０を構成する発電部３２は、回転運動又は往復運動による電極の位置変化により発電するエレクトレットから構成されることが好ましく、更には、回転運動による電極の位置変化を利用して発電するものがより好ましい。このように発電部３２がエレクトレットからなることで、発電部３２は効率的に発電することができる。
【００２８】
また、電源ユニット３０はホイール３のバルブ４に固定されていることが好ましい。このように電源ユニット３０を設置することで、電源ユニット３０を非常に簡単に設置することができる。特に、電源ユニット３０に空気圧測定機能を付加した場合には、センサユニット２０の重量を低減することができるので更なる軽量化に繋がる。
【００２９】
図２において、タイヤ内面２におけるセンサユニット２０のタイヤ周方向の位置を位置Ｌ１とし、ホイール３における電源ユニット３０のタイヤ周方向の位置を位置Ｌ２とする。また、センサユニット２０の位置Ｌ１と電源ユニット３０の位置Ｌ２とのなす角度を角度θとする。このとき、角度θは−９０°〜９０°の範囲であることが好ましく、−４５°〜４５°の範囲であることがより好ましい。このように角度θを適度に設定することで、電源ユニット３０とセンサユニット２０が互いに近接して配置されるので、電力供給の効率を向上させることができる。なお、位置Ｌ１，Ｌ２は、いずれもセンサユニット２０又は電源ユニット３０におけるタイヤ周方向の中心位置を基準とする。
【００３０】
上述した図２の実施形態では、アンテナ２４が、空気入りタイヤ１のトレッド部からサイドウォール部までの領域に配置され、サイドウォール部では反復して折り曲げられた形状を有する例を示したが、アンテナ２４の形状はこれに限定されるものではなく、アンテナ２４がラジアル方向に沿って長手部分を有する形状であれば良い。アンテナ２４がタイヤ周方向に沿って長手部分が形成される場合、アンテナ２４が空気入りタイヤ１の歪みにより損傷するおそれがあるので、アンテナ２４がラジアル方向に沿って長手部分を有することで耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、図３及び図４の実施形態では、電力供給機構３１が発電部３２及び蓄電部３３を備える例を示したが、電力供給機構３１が発電部３２及び蓄電部３３の替わりに電池を備える構成とすることもできる。特に、電力供給機構３１が発電部３２及び蓄電部３３を備える場合には、走行時の空気入りタイヤ１の回転や振動を利用して効率的に電力を供給することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  空気入りタイヤ
２  タイヤ内面
３  ホイール
４  バルブ
１０  タイヤ情報取得装置
２０  センサユニット
２１  センサ
２２  電力受信機構
２３  情報送信部
３０  電源ユニット
３１  電力供給機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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