(57)【要約】【課題】タイヤに設けられた通信装置と外部の通信装置との通信性能を向上させることができるタイヤ用アンテナ装置及び通信機能を有するタイヤを提供すること。【解決手段】本発明にかかるタイヤ用アンテナ装置は、タイヤ１００の全周にわたって取り付けられたベルト２の一部をループアンテナとして機能させている。このため、ベルト２の任意の点である点Ｃ及び点Ｄとをバイパス配線８２により接続する。このバイパス配線８２に通信回路部８１を接続する。さらに、点Ｃと点Ｄの間におけるベルト２の近傍に磁性体８３を設けている。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの全周にわたって取り付けられたベルトと、
前記ベルトの任意の点である第１の点及び第２の点と接続されたバイパス配線と、
前記バイパス配線と接続された通信回路部と、
前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトの近傍に設けられた磁性体とを備えたタイヤ用アンテナ装置。
【請求項２】
タイヤの全周にわたって取り付けられたベルトと、
前記ベルトの任意の点である第１の点及び第２の点のそれぞれの近傍であって、前記ベルトと離間した位置に設けられた第１の電極及び第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極と接続されたバイパス配線と、
前記バイパス配線と接続された通信回路部と、
前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトの近傍に設けられた磁性体とを備え、
前記第１の電極と前記ベルトの第１の点の間及び前記第２の電極と前記ベルトの第２の点の間が、静電的に結合されるタイヤ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記第１の点及び前記第２の点には、それぞれ第３の電極と第４の電極とが設けられ、
前記第１の電極と前記第３の電極の間及び前記第２の電極と前記第４の電極の間が、静電的に結合されることを特徴とする請求項２記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項４】
前記バイパス配線はコンデンサを備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項５】
前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲のベルトのインダクタンスをＬ’とし、前記通信回路部及びバイパス配線のインピーダンスをＺとし、前記通信回路部の通信周波数をωとしたとき、ωＬ’がＺよりも十分に大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項６】
前記第１の電極と前記ベルトの第１の点の間に生じるキャパシタンスをＣとし、前記第２の電極と前記ベルトの第２の点の間に生じるキャパシタンスをＣ’とし、前記通信回路部の通信周波数をωとしたとき、１／ωＣ及び１／ωＣ’は共に十分に小さくなるように設定したことを特徴とする請求項２乃至４いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲以外のベルトのインダクタンスをＬとし、前記第１の電極と前記ベルトの第１の点の間に生じるキャパシタンスをＣとし、前記第２の電極と前記ベルトの第２の点の間に生じるキャパシタンスをＣ’としたとき、前記キャパシタンスＣ及びＣ’を、インダクタンスＬと前記通信回路部の通信周波数ωに対し直列共振するように設定したことを特徴とする請求項２、３、４又は６記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項８】
前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲のベルトのインダクタンスをＬ’とし、前記コンデンサのキャパシタンスをＣ’’としたとき、前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲のベルトと前記バイパス配線及び前記通信回路部によって構成されるループが前記通信回路部の通信周波数ωに対し並列共振するようにＬ’及びＣ’’を設定したことを特徴とする請求項４記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項９】
前記ベルトは、メッシュ状に構成されていることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１０】
前記磁性体は、前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトの内周と外周の両方に設けたことを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１１】
前記磁性体は、前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトに対して磁性塗料を塗布することによって構成したことを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１２】
前記通信回路部は、アンテナコイルを内蔵したボール半導体により構成され、前記バイパス配線の一部にコイルが形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１３】
タイヤの内周面に取り付けられるタイヤ用アンテナ装置であって、
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極と接続されたバイパス配線と、
前記バイパス配線と接続された通信回路部と、
前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置された磁性体と、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記バイパス配線、前記通信回路部と前記磁性体が取り付けられたシート状部材とを備えたタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１４】
前記シート状部材の一面には、接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１３記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１５】
前記シート状部材は、柔軟性を有することを特徴とする請求項１３記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１６】
タイヤの全周にわたって取り付けられたカーカスコードと、
前記カーカスコードの任意の点である第１の点及び第２の点と接続されたバイパス配線と、
前記バイパス配線と接続された通信回路部と、
前記第１の点と前記第２の点の間におけるカーカスコードの近傍に設けられた磁性体とを備えたタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１７】
タイヤの円周に取り付けられたカーカスコードと、
前記カーカスコードの任意の点である第１の点及び第２の点のそれぞれの近傍であって、離間した位置に設けられた第１の電極及び第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極と接続されたバイパス配線と、
前記バイパス配線と接続された通信回路部と、
前記第１の点と前記第２の点の間におけるカーカスコードの近傍に設けられた磁性体とを備え、
前記第１の電極と前記カーカスコードの第１の点の間及び前記第２の電極と前記カーカスコードの第２の点の間が、静電的に結合されるタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１８】
前記第１の点及び前記第２の点には、それぞれ第３の電極と第４の電極とが設けられ、
前記第１の電極と前記第３の電極の間及び前記第２の電極と前記第４の電極の間が、静電的に結合されることを特徴とする請求項１７記載のタイヤ用アンテナ装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかに記載のタイヤ用アンテナ装置を備えた通信機能付タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤに取り付けられるタイヤ用アンテナ装置及び、タイヤ用アンテナ装置を備えた通信機能付タイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤに関して温度や内圧情報を得るために、タイヤにトランスポンダを埋設する従来技術が知られている。例えば、この従来技術は、特開平９−１３６５１７号公報に開示されている。この従来技術では、タイヤの内周面にトランスポンダ本体が設けられている。そして、このトランスポンダ本体中に受信用アンテナ及び送信用アンテナが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のタイヤに設けられたトランスポンダ等の通信装置のアンテナは、小型であり、通信距離が短く、外部の通信装置との間の通信において情報が適切に伝達されない場合があった。
【０００４】
他方、タイヤ内部に新たに大型のアンテナを設けることは、強度やバランスに悪影響を及ぼすため、困難である。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、タイヤに設けられた通信装置と外部の通信装置との通信性能を向上させることができるタイヤ用アンテナ装置及び通信機能を有するタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるタイヤ用アンテナ装置は、タイヤの全周にわたって取り付けられたベルトと、前記ベルトの任意の点である第１の点及び第２の点と接続されたバイパス配線と、前記バイパス配線と接続された通信回路部と、前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトの近傍に設けられた磁性体とを備えたものである。このような構成により、ベルトの機能を損なうことなく、その一部をループアンテナとして機能させることができる。
【０００７】
本発明にかかる他のタイヤ用アンテナ装置は、タイヤの全周にわたって取り付けられたベルトと、前記ベルトの任意の点である第１の点及び第２の点のそれぞれの近傍であって、前記ベルトと離間した位置に設けられた第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極と接続されたバイパス配線と、前記バイパス配線と接続された通信回路部と、前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトの近傍に設けられた磁性体とを備え、前記第１の電極と前記ベルトの第１の点の間及び前記第２の電極と前記ベルトの第２の点の間が、静電的に結合されるように構成したものである。このような構成によっても、ベルトの機能を損なうことなく、その一部をループアンテナとして機能させることができる。さらに、ベルトとバイパス配線とが直接接続されていないので、製造が容易となる。特に、通常のタイヤの内周面に電極とバイパス配線及び通信回路部を設けることによって、いわゆる後付けにより、ループアンテナを構成することができる。
【０００８】
上述のタイヤ用アンテナ装置における第１の点及び第２の点には、それぞれ第３の電極と第４の電極とが設けられ、前記第１の電極と前記第３の電極の間及び前記第２の電極と前記第４の電極の間が、静電的に結合されるようにしてもよい。このような構成により、静電結合度を高めることができる。
【０００９】
さらに、バイパス配線はコンデンサを備えるようにしてもよい。
【００１０】
また、前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲のベルトのインダクタンスをＬ’とし、前記通信回路部及びバイパス配線のインピーダンスをＺとし、前記通信回路部の通信周波数をωとしたとき、ωＬ’がＺよりも十分に大きくなるように設定することが好ましい。これにより、ループアンテナの通信機能を向上させることができる。
【００１１】
また、第１の電極と前記ベルトの第１の点の間に生じるキャパシタンスをＣとし、前記第２の電極と前記ベルトの第２の点の間に生じるキャパシタンスをＣ’とし、前記通信回路部の通信周波数をωとしたとき、１／ωＣ及び１／ωＣ’は共に十分に小さくなるように設定するとよい。これにより、ループアンテナの通信機能を向上させることができる。
また、前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲以外のベルトのインダクタンスをＬとしたとき、前記キャパシタンスＣ及びＣ’を、インダクタンスＬと前記通信回路部の通信周波数ωに対し直列共振するように設定するとよい。これにより、ループアンテナの通信機能を向上させることができる。
【００１２】
さらに、また、第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲のベルトのインダクタンスをＬ’とし、前記コンデンサのキャパシタンスをＣ’’としたとき、前記第１の点と前記第２の点間であって前記磁性体を近傍に設けた範囲のベルトと前記バイパス配線及び前記通信回路部によって構成されるループが前記通信回路部の通信周波数ωに対し並列共振するようにＬ’及びＣ’’を設定するとよい。これにより、ループアンテナの通信機能を向上させることができる。
【００１３】
ここで、前記ベルトは、メッシュ状に構成するとよい。これにより、磁性体によるインダクタンスの向上効果を高めることができる。
【００１４】
また、前記磁性体は、前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトの内周と外周の両方に設けることが望ましい。これにより、磁性体によるインダクタンスの向上効果を高めることができる。
【００１５】
また、前記磁性体は、前記第１の点と前記第２の点の間におけるベルトに対して磁性塗料を塗布することによって構成するとよい。このような構成の場合には、製造が容易となる。
【００１６】
好適な実施の形態における通信回路部は、アンテナコイルを内蔵したボール半導体により構成され、前記バイパス配線の一部にコイルが形成されている。
【００１７】
本発明にかかる他のタイヤ用アンテナ装置は、タイヤの内周面に取り付けられるタイヤ用アンテナ装置であって、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極と接続されたバイパス配線と、前記バイパス配線と接続された通信回路部と、前記第１の電極と前記第２の電極の間に配置された磁性体と、前記第１の電極、前記第２の電極、前記バイパス配線、前記通信回路部と前記磁性体が取り付けられたシート状部材とを備えたものである。これにより、容易にループアンテナを構成することができる。
【００１８】
このシート状部材の一面に、接着剤を塗布するとよい。これにより、タイヤへの装着が容易となる。
【００１９】
さらに、前記シート状部材は、柔軟性を有するとよい。これにより、タイヤの形状に合わせて取り付けることができる。
【００２０】
本発明にかかる他のタイヤ用アンテナ装置は、タイヤの全周にわたって取り付けられたカーカスコードと、前記カーカスコードの任意の点である第１の点及び第２の点と接続されたバイパス配線と、前記バイパス配線と接続された通信回路部と、前記第１の点と前記第２の点の間におけるカーカスコードの近傍に設けられた磁性体とを備えたものである。このような構成により、カーカスコードの機能を損なうことなく、その一部をループアンテナとして機能させることができる。
【００２１】
本発明にかかる他のタイヤ用アンテナ装置は、タイヤの円周に取り付けられたカーカスコードと、前記カーカスコードの任意の点である第１の点及び第２の点のそれぞれの近傍であって、離間した位置に設けられた第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極及び前記第２の電極と接続されたバイパス配線と、前記バイパス配線と接続された通信回路部と、前記第１の点と前記第２の点の間におけるカーカスコードの近傍に設けられた磁性体とを備え、前記第１の電極と前記カーカスコードの第１の点の間及び前記第２の電極と前記カーカスコードの第２の点の間が、静電的に結合されるものである。このような構成により、カーカスコードの機能を損なうことなく、その一部をループアンテナとして機能させることができる。さらに、カーカスコードとバイパス配線とが直接接続されていないので、製造が容易となる。特に、通常のタイヤの内周面に電極とバイパス配線及び通信回路部を設けることによって、いわゆる後付けにより、ループアンテナを構成することができる。
【００２２】
ここで、前記第１の点及び前記第２の点には、それぞれ第３の電極と第４の電極とが設けられ、前記第１の電極と前記第３の電極の間及び前記第２の電極と前記第４の電極の間が、静電的に結合されるようにしてもよい。このような構成により、静電結合度を高めることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
最初に図１を用いて本発明の実施の形態１にかかるタイヤ用アンテナ装置が適用される情報取得システムのシステム構成例を説明する。但し、本発明にかかるタイヤ用アンテナ装置の適用対象は、ここで説明する情報取得システムに限定されるものではない。この情報取得システムは、通常は、４輪の自動車において実現される。但し、情報取得システムは、４輪自動車以外であっても実現可能であり、単車や３輪の自動車であっても実現可能である。この発明の実施の形態では、道路上を走行するガソリンエンジン付の自動車を想定しているが、これに限らず、電気エンジン、ハイブリッドエンジンであってもよく、また、レール上を走行するモノレール、電車やさらには飛行機であっても適用可能である。
【００２４】
タイヤ１００は、情報取得装置８００を備えている。この情報取得装置８００は、送受信アンテナ２００を介して送受信器３００と通信可能である。送受信器３００は、車体のタイヤ１００近傍に設けられている。送受信器３００は、車体側制御装置４００と有線又は無線により通信可能な状態に接続されている。車体側制御装置４００は、さらに、出力装置５００と接続されている。
【００２５】
タイヤ１００は、空気入りのタイヤである。この発明の実施の形態１では、チューブレスタイヤの例を説明するが、チューブ入りタイヤであってもよい。タイヤ１００の具体的な構造については後述する。
【００２６】
情報取得装置８００は、タイヤ１００内の圧力、温度、ガスの種類等の情報を測定する装置である。この情報取得装置８００は、取得したこれらの測定情報を無線により送受信器３００に送信する。情報取得装置８００は、電源を備えている。但し、ボール半導体等のＲＦＩＤにより情報取得装置８００を構成した場合には、情報取得装置８００に電源を備えずに、送受信器３００より給電されるよう構成してもよい。
【００２７】
送受信器３００は、情報取得装置８００が取得した圧力等の情報を受信し、車体側制御装置４００に出力する。送受信器３００は、例えば、発信機を有する発信部、受信機やＡ／Ｄ変換回路を有する受信部、ＣＰＵやメモリを有する制御部、電源部等を備えている。この送受信器３００は、情報取得装置８００に対して電源を与えるために無変調波を送信したり、情報の取得を命令する情報取得命令信号を送信することができる。
【００２８】
車体側制御装置４００は、送受信器３００より出力された情報を入力し、この情報に基づき所定の処理を行う。例えば、情報がタイヤ１００の圧力情報であった場合には、タイヤ圧が予め定められた所定値以下か否かを比較し、所定値以下のときに警告を出力装置５００により出力する。
【００２９】
出力装置５００は、自動車の運転席の前方に設けられたディスプレイやスピーカであり、警告や測定情報を出力する。
【００３０】
図２は、本発明にかかる通信機能付タイヤの模式図である。このタイヤ１００には、ベルト２が全周にわたって設けられている。このベルト２は、トレッドとカーカスコードの間に円周方向に張られた補強帯である。また、ベルト２は、カーカスコードを桶のたがのように強く締め付けて、トレッドの剛性を高めている。ベルト２は、通常、１層又は複数の層により構成され、有機繊維コードやスチールコードにより構成されている。但し、この発明の実施の形態におけるベルト２は、少なくとも一層が導電性を有したものである。また、ベルト２の形状は、メッシュ状、即ち網目状であることが好ましい。ベルト２の一部をループアンテナとして機能させた場合、メッシュ状とする方が、後述する磁性体との磁束結合の効率が良く、アンテナとしての通信機能を高めることができるからである。
【００３１】
導電性を有するベルト２の一部は、バイパス配線８２に接続されている。図２に示されるように、ベルト２上の点Ｃ及び点Ｄがバイパス配線８２と接続されている。バイパス配線８２とベルト２とは、並列に接続されることになる。このバイパス配線８２に直列に通信回路部８１が設けられている。
【００３２】
通信回路部８１は、図１に示す情報取得装置８００の一部を構成するものであり、高周波の無線信号の送受信を行うことにより通信する通信機能を有する。この通信回路部８１は、例えば、タイヤ１００内の圧力、温度、ガスの種類等の情報を測定するセンサを備えるようにしてもよい。通信回路部８１は、単に、外部から読み出し可能な状態で識別情報や履歴情報、販売情報等を記憶するものであってもよい。また、この例における通信回路部８１は、電源を備えている。但し、送受信器３００から給電されるよう構成してもよい。
【００３３】
ベルト２上の点Ｃと点Ｄの間に、そのベルト２に沿って磁性体８３が設けられている。この磁性体８３は、ベルト２の一部を電気的に遮断に近い状態にするために設けられる。ベルト２の一部を電気的に遮断に近い状態にすることによって、ベルト２を通信回路部８１のループアンテナとして機能させることができる。より厳密には、磁性体８３が設けられていない部分のベルト２とバイパス配線８２によってループアンテナが構成される。ここで、ベルト２を物理的に遮断することや、一部を絶縁体にすることによってもループアンテナとして機能させることが可能であるが、このようにするとベルト２の強度が弱まり、補強帯としての機能が著しく低下する。そのため、本発明では、ベルト２自体には変更を加えずに磁性体８３を設けることによってベルト２の一部を電気的に遮断に近い状態としている。尚、この発明の実施の形態の説明では、ベルト２のＣ点とＤ点の間のうち、磁性体８３が設けられた部分をベルト２ａとし、磁性体８３が設けられていない部分をベルト２ｂとしている。
【００３４】
ここで、ベルト２ａの長さよりもベルト２ｂの長さが長くなるように点Ｃ、点Ｄの位置を定めることが望ましい。ベルト２ａの長さが長く、ベルト２ａ、通信回路部８１とバイパス配線８２により構成されるループの面積が大きくなると、この部分がループアンテナとして機能し、本来ループアンテナとして機能すべきベルト２ｂ、通信回路部８１及びバイパス配線８２により構成されるループによる通信を妨害することになるからである。
【００３５】
磁性体８３は、例えば、ゴムフェライト、フェライトシートである。また、ベルト２に対して磁性塗料を塗布することによっても磁性体８３を形成することができる。さらに、ベルト２にフェライトビーズを散布することによっても磁性体８３を形成することができる。磁性体８３は、ベルト２と接触していてもよく、離れていてもよい。さらに、磁性体８３は、ベルト２の外周、内周のいずれに設けられてもよく、ベルト２の外周と内周の双方に設けられてもよい。さらには、磁性体８３の全体を取り囲むようにして設けるようにしてもよい。また、磁性体８３は、複数層のベルト２の間に設けられてもよい。
【００３６】
図３に本発明にかかるタイヤの等価的な回路を示す。この回路では、通信回路部８１及びバイパス配線８２のインピーダンスをＺとし、ベルト２ａのインダクタンスをＬ’、ベルト２ｂのインダクタンスをＬとしている。通信回路部８１の通信周波数をωとしたとき、ωＬ’は、通信回路部８１のインピーダンスＺよりも十分に大きくする。このようにすると、バイパス配線８２及び通信回路部８１の経路の方が、ベルト２ａよりも多くの電流が流れ、バイパス配線８２、通信回路部８１とベルト２ｂにより形成されるループがループアンテナとして機能する。
【００３７】
図４及び図５は、本発明にかかる通信機能付タイヤの半断面図である。図４は、図２のＡ−Ａ部分の断面を、図５は同Ｂ−Ｂ部分の断面をそれぞれ示す。図に示されるようにタイヤ１００は、キャップトレッド１、ベルト２、サイドトレッド３、カーカスコード４、ビートワイヤ５、フィニッシング６、ビード部７、ＩＣチップ８、アンテナ９を備えている。
【００３８】
ここで、カーカスコード４は、ゴムで被覆された、繊維あるいはスチールからなるコード層で、斜めに、あるいは放射状に各コードが張り合わされ、タイヤの骨格を形成している。
【００３９】
図４に示すように、Ａ−Ａ部分の断面における通信機能付タイヤは、二層からなるベルト２の下層の下面にバイパス配線８２と接触している。この例では、バイパス配線８２は、ベルト２との接触面積を広くしている。また、バイパス配線８２の下端は、通信回路部８１と接続されている。通信回路部８１は、タイヤの内周面に接着剤等によって接着されている。
【００４０】
図５に示すように、Ｂ−Ｂ部分の断面における通信機能付きタイヤは、二層からなるベルト２の下層の下方であって、この下層と略平行に磁性体８３が設けられている。この磁性体８３は、ベルト２とほぼ同じ幅にわたって延在している。
【００４１】
図６は、本発明にかかる通信機能付きタイヤを外側から見た構成図である。図に示されるように、一番下層に磁性体８３が位置し、その上層にベルト２の下層２２、さらにその上層にベルト２の上層２１が設けられている。ベルト２の上層２１は、複数本のスチールコード２１０より構成され、下層２２は、複数本のスチールコード２２０より構成される。
【００４２】
このように、発明の実施の形態１にかかる通信機能付タイヤは、ベルトの機能を損なうことなく、ベルトの一部をループアンテナとして機能させることができる。
【００４３】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２にかかる通信機能付きタイヤは、ベルト２とバイパス配線２とが物理的な接触が行なわれずに、静電的な結合により接続されている。このため、図７に示されるように、ベルト２の２箇所に電極８５を設け、それらの電極８５の近傍であり、かつベルト２の内側に、バイパス配線２と物理的な接触を有する電極８４を設けている。このような構成において、電極８４と電極８５は、一定の距離分だけ離れて位置し、静電的な結合により接続される。これら電極８４と電極８５の間は、タイヤのゴムが充填される。電極８４及び電極８５は、それぞれ導電性材料より構成される平板であり、静電的な結合度を増加させるために、面積が一定以上であることが望ましい。尚、電極８５は、必ずしも必要はなく、電極８４とベルト２との間で静電的な結合が生じるようにしてもよい。
【００４４】
この発明の実施の形態２においても、発明の実施の形態１と同様にベルト２の内側に磁性体８３が設けられている。この磁性体８３は、発明の実施の形態１と同様であり、発明の実施の形態１において説明した様々な変形例も含まれる。その他の構成については、発明の実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００４５】
このような構成によれば、ベルト２とバイパス配線８２とが直接接続されていないので、製造が容易となる。特に、電極８５が存在しない場合には、通常のタイヤの内周面に電極８４とバイパス配線８２及び通信回路部８１を設けることによって、いわゆる後付けにより、本発明の実施の形態２にかかる通信機能付きタイヤを構成することができる。また、通信回路部８１等が故障した場合に、交換が容易となる。
【００４６】
図８に本発明の実施の形態２にかかるタイヤの等価的な回路を示す。この回路では、通信回路部８１及びバイパス配線８２のインピーダンスをＺとし、ベルト２ａのインダクタンスをＬ’、ベルト２ｂのインダクタンスをＬとしている。また、電極８４と電極８５の間のキャパシタンスをＣ、Ｃ’としている。通信回路部８１の通信周波数をωとしたとき、ωＬ’は、通信回路部８１のインピーダンスＺよりも十分に大きくする。このようにすると、バイパス配線８２及び通信回路部８１の経路の方が、ベルト２ａよりも多くの電流が流れ、バイパス配線８２、通信回路部８１とベルト２ｂにより形成される回路がループアンテナとして機能する。また、１／ωＣ及び１／ωＣ’は十分小さくなるようにすることが好ましい。
【００４７】
尚、この例では、バイパス配線８２の両端に電極８４を設けたが、一端のみ電極８４を設け、他端は、直接ベルト２と接続するようにしてもよい。
【００４８】
発明の実施の形態３．
発明の実施の形態３にかかる通信機能付きタイヤは、発明の実施の形態２と同様に、ベルト２とバイパス配線８２とが物理的な接触が行なわれずに、静電的な結合により接続されている。このため、図９に示されるように、ベルト２の２箇所に電極８５を設け、それらの電極８５の近傍であり、かつベルト２の内側に、バイパス配線２と物理的な接触を有する電極８４を設けている。
【００４９】
この発明の実施の形態２においても、発明の実施の形態１と同様にベルト２の内側に磁性体８３が設けられている。この磁性体８３は、発明の実施の形態１と同様であり、発明の実施の形態１において説明した様々な変形例も含まれる。その他の構成については、発明の実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
このような構成によれば、ベルト２とバイパス配線８２とが直接接続されていないので、製造が容易となる。特に、電極８５が存在しない場合には、通常のタイヤの内周面に電極８４とバイパス配線８２及び通信回路部８１を設けることによって、いわゆる後付けにより、本発明の実施の形態２にかかる通信機能付きタイヤを構成することができる。
【００５１】
さらに、この発明の実施の形態３では、通信回路部８１と並列になるようにバイパス配線８２にコンデンサ８１が設けられている。
【００５２】
図１０に本発明の実施の形態３にかかるタイヤの等価的な回路を示す。この回路では、通信回路部８１のインピーダンスをＺとし、ベルト２ａのインダクタンスをＬ’、ベルト２ｂのインダクタンスをＬとしている。また、電極８４と電極８５の間のキャパシタンスをＣ、Ｃ’としている。さらに、コンデンサ８６のキャパシタンスをＣ’’としている。通信回路部８１の通信周波数をωとしたとき、ωＬ’は、通信回路部８１のインピーダンスＺよりも十分に大きくする。このようにすると、バイパス配線８２及び通信回路部８１の経路の方が、ベルト２ａよりも多くの電流が流れ、バイパス配線８２、通信回路部８１とベルト２ｂにより形成される回路がループアンテナとして機能する。また、１／ωＣ及び１／ωＣ’は十分小さくなるようにする。このように設定することにより
【００５３】
さらに、Ｃ＋Ｃ’＋Ｃ’’をＬ’と並列共振させるとよい。このように設定することにより、ベルト２ａ部分のインピーダンスを高くすることができ、ベルト２ｂ、通信回路部８１及びバイパス配線８２によって構成されるループのアンテナとしての機能を向上させることができる。尚、共振の条件は、Ｌ’ω＝１／Ｃｅｆｆ
【００５４】
・ωである。ここで、Ｃｅｆｆは、次のように表すことができる。
１／Ｃｅｆｆ＝１／Ｃ　＋　１／Ｃ’　＋　１／Ｃ’’
【００５５】
また、Ｃ、Ｃ’をＬと直列共振するように設定するとさらによい。
【００５６】
尚、本発明の実施の形態３では、発明の実施の形態２にかかるタイヤの構成において、新たにコンデンサ８６を設けたが、これに限らず、発明の実施の形態１にかかるタイヤの構成において、新たにコンデンサ８６を設けるようにしてもよい。
【００５７】
発明の実施の形態４．
本発明の実施の形態４は、発明の実施の形態３における情報機能付きタイヤを、いわゆる後付けにより構成するための部材に関する。図１１にこの部材の構成例を示す。図に示されるように、上述した通信回路部８１、バイパス配線８２、磁性体８３、電極８４、コンデンサ８６は、全て貼り付けシート８７の上面に設けられている。貼り付けシート８７の下面は、タイヤ１００の内周面に貼り付けられる。例えば、貼り付けシート８７とタイヤ１００の内周面とは、接着剤により貼り付けられる。このとき、貼り付けシート８７の下面には、予め接着剤が塗布され、シール状に構成されていてもよい。貼り付けシート８７は、柔軟性を有し、例えば、ビニール、セロファン等の素材により構成される。好ましい実施の形態によれば、バイパス配線８２、磁性体８３、電極８４等も柔軟性を有する。
【００５８】
このような貼り付けシート８７をタイヤ１００の内周面に取り付けることによって、ベルト２の一部をループアンテナとして機能させることができる。特に、この発明の実施の形態によれば、貼り付けシート８７に、ベルト２の一部をループアンテナとして機能させるための部品が一体化されているので、単にタイヤ１００の内周面に取り付ければよいため、製造が極めて容易となる。
【００５９】
尚、この例では、ベルト２の一部をループアンテナとして機能させるための部品を貼り付けシート８７の、タイヤの内周面と接着する面と反対の面に設けたが、これに限らず、タイヤの内周面と接着する面に設けてもよい。さらには、一部の部品をタイヤの内周面と接着する面に、また残りの部品を反対の面に設けるようにしてもよい。さらにまた、貼り付けシート８７が多層構造になっている場合には、その層間にこれらの部品を配置するようにしてもよい。
【００６０】
発明の実施の形態５．
この発明の実施の形態５にかかる通信機能付きタイヤは、磁性体８３ａ、８３ｂをベルト２の一部において内周と外周の双方に設けたことを特徴とする。図１２にこの発明の実施の形態５にかかる通信機能付きタイヤの半断面図を示す。この例では、ベルト２の外側にベルト２とほぼ同じ幅を有する磁性体８３ａを設け、ベルト２の内側にベルト２とほぼ同じ幅を有する磁性体８３ｂを設けている。
【００６１】
このような構成により、ベルト２の一部を効果的に遮断に近い状態にすることができる。
【００６２】
発明の実施の形態６．
この発明の実施の形態６にかかる通信機能付きタイヤは、カーカスコード４の一部をループアンテナとして機能させている。このため、カーカスコード４は導電性を有する素材により構成されている。
【００６３】
この発明の実施の形態６にかかる通信機能付きタイヤの構成は、基本的に、バイパス配線２の接続先がカーカスコード４であり、磁性体８３がカーカスコード４の近傍に設けられている点を除き、発明の実施の形態１乃至５と同じである。
【００６４】
図１３は、バイパス配線８２がカーカスコード４に接続された部分における半断面図である。図に示されるように、通信回路部８１はタイヤ１００の内周面に設けられている。また、その通信回路部８１とカーカスコード４との間にはバイパス配線４が設けられ、両者を接続している。
【００６５】
図１４は、カーカスコード４の近傍に磁性体８３が設けられた部分における半断面図である。図に示されるように、磁性体８３がカーカスコード４の全長に沿って、その内側に設けられている。
【００６６】
このような構成により、カーカスコードの一部をループアンテナとして機能させることができる。
【００６７】
その他の発明の実施の形態．
図１５に示されるように、通信回路部８１をアンテナコイルを内蔵したボール半導体８８によって構成してもよい。この場合には、バイパス配線２の代わりに、ボール半導体８８の近傍において、コイル状に形成され、その両端がベルト２又はカーカスコード４と接続されるようにしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、タイヤに設けられた通信装置と外部の通信装置との通信性能を向上させることができるタイヤ用アンテナ装置及び通信機能を有するタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる情報取得システムの構成図である。
【図２】本発明にかかる通信機能付きタイヤの模式図である。
【図３】本発明にかかる通信機能付きタイヤの等価回路である。
【図４】本発明にかかる通信機能付きタイヤの半断面図である。
【図５】本発明にかかる通信機能付きタイヤの半断面図である。
【図６】本発明にかかる通信機能付きタイヤの上面図である。
【図７】本発明にかかる通信機能付きタイヤの模式図である。
【図８】本発明にかかる通信機能付きタイヤの等価回路である。
【図９】本発明にかかる通信機能付きタイヤの模式図である。
【図１０】本発明にかかる通信機能付きタイヤの等価回路である。
【図１１】本発明にかかる通信機能付きタイヤに貼り付ける部材の構成図である。
【図１２】本発明にかかる通信機能付きタイヤの半断面図である。
【図１３】本発明にかかる通信機能付きタイヤの半断面図である。
【図１４】本発明にかかる通信機能付きタイヤの半断面図である。
【図１５】本発明にかかる通信機能付きタイヤの模式図である。
【符号の説明】
１００　タイヤ
２００　送受信アンテナ
３００　送受信器
２　ベルト
４　カーカスコード
８１　通信回路部
８２　バイパス回路
８３　磁性体
８４　電極
８５　電極
８６　コンデンサ
８７　貼り付けシート
８８　ボール半導体
【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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