(57)【要約】【課題】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。【解決手段】ＩＣ２２ａの送信回路の出力にマイクロストリップライン２１ａを介して接続されたアンテナ２６をセンサ装置本体２５を覆うケース２５の蓋部材２５ｂの表面に形成する。これにより、アンテナ２６から輻射された電磁波がケース２５を透過することなく、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、装置の小型化を図ることができる。【選択図】  図３
2004330842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【図１】
2004330842.tif 000003
【図２】
2004330842.tif 000004
【図３】
2004330842.tif 000005
【図４】
2004330842.tif 000006
【図５】
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