(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電源を設置せずにタイヤの圧力／温度を測定するタイヤの圧力／温度測定システムにおいて、
基板；
前記基板に備えられ、外部装置とマイクロ波を送／受信するアンテナ；
前記基板に備えられ、前記マイクロ波を表面弾性波（ＳＡＷ；ｓｕｒｆａｃｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｗａｖｅ）に変換するトランスデューサ（ＩＤＴ、ｉｎｔｅｒ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）；
前記トランスデューサに一つの頂点が位置する多角形状のループチャンネルを前記基板上に少なくとも一つ形成する導波部；及び
前記多角形状のループチャンネルの他の頂点に各々備えられる複数の反射板；
を含むことを特徴とするタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項２】
前記導波部は、前記ループチャンネルから前記ＳＡＷが逸脱しないようにＳＡＷを吸収する材質からなることを特徴とする、請求項１に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項３】
前記少なくとも一つのループチャンネルは、
前記トランスデューサに一つの頂点が位置する第１ループチャンネル；
前記トランスデューサに一つの頂点が位置する第２ループチャンネル；を含み、
前記第１ループチャンネル及び前記第２ループチャンネルが前記トランスデューサを基準に互いに対向する位置に位置することを特徴とする、請求項２に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項４】
前記第１ループチャンネルまたは前記第２ループチャンネルのうちのいずれか一つに連結された圧力センサをさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項５】
前記圧力センサは、前記複数の反射板のうちの少なくとも一つの反射板に連結されることを特徴とする、請求項４に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項６】
前記第１ループチャンネル及び前記第２ループチャンネルは互いに異なる長さを有することを特徴とする、請求項３に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項７】
前記少なくとも一つのループチャンネルは、長方形に形成され；
前記複数の反射板は、前記ループチャンネルの辺に対して４５°傾いて配置されることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【請求項８】
前記圧力センサは、前記トランスデューサの対角方向に配置された反射板に連結されることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の圧力／温度測定システム。
【請求項９】
前記少なくとも一つのループチャンネルは、長方形に形成され、
前記複数の反射板は、前記ループチャンネルの辺に対して４５°傾いて配置され、
前記圧力センサは、前記トランスデューサの対角方向に配置された反射板に連結されることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載のタイヤの圧力／温度測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤの圧力／温度測定システムに関し、より詳しくは、表面弾性波センサを用いたタイヤの圧力／温度測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤの温度／圧力測定システムの圧力測定には、圧力センサを用いたもの（例えば、特許文献１参照）、表面弾性波（ＳＡＷ、Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ；以下、‘ＳＡＷ’と称する）センサを用いたもの（例えば、特許文献２参照）等様々な種類がある。この中で表面弾性波センサを利用したタイヤの圧力／温度測定システムは、タイヤの温度／圧力測定情報を無線で送出するためのものであって、内部電源が必要ないという長所がある。
【０００３】
以下、図１を参照して、従来の技術によるＳＡＷセンサを利用したタイヤの圧力／温度測定システムを説明する。
図１に示すように、表面弾性波を利用したタイヤの圧力／温度測定システムは、アンテナ１０及びＳＡＷセンサ２０からなる。
ここで、アンテナ１０は、外部装置（図示せず）からマイクロ波を受信してタイヤの温度及び圧力に該当する情報を再び外部装置に送信する役割を果たす。
また、ＳＡＷセンサ２０は、基板２１と、基板２１に装着されてアンテナ１０と連結される指型トランスデューサ２３（ＩＤＴ、Ｉｎｔｅｒ−Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）と、第１反射板３１と、第２反射板３２と、第３反射板３３とからなる。
【０００４】
まず、トランスデューサ２３は、アンテナ１０からマイクロ波を受信してＳＡＷに変換する。
そして、トランスデューサ２３によって変換されたＳＡＷは、３つの反射板３１、３２、３３を経由してトランスデューサ２３に戻ってくる。そして、トランスデューサ２３は、戻ってきたＳＡＷを再びマイクロ波に変換し、変換されたマイクロ波は、アンテナ１０を通じて外部装置に送信される。
【０００５】
ＳＡＷの移動速度は周囲の空気の温度によって変化するため、ＳＡＷがトランスデューサ２３に戻ってくるのに要する所要時間も、周囲の空気の温度によって変化する。この所要時間の変化に基づいて、タイヤの温度を測定することができる。
【０００６】
また、３つの反射板３０のうちの第２反射板３２にインピーダンスが連結される場合、ＳＡＷの反射量がインピーダンスによって変化する。
即ち、圧力によってインピーダンスが変化する容量型センサ４０を第２反射板３２に連結する場合、第２反射板３２によって反射されるＳＡＷの量が変化する。
従って、第１、第３反射板３１、３３によって反射されたＳＡＷの量と、第２反射板３２によって反射されたＳＡＷの量との比較することにより、タイヤの圧力が測定される。
【０００７】
しかしながら、上記のように構成された従来のシステムは、次のような問題がある。
ＳＡＷの反射及び透過は、各反射板３０で同様に起こる。図１のような配置では、ＳＡＷは、第１、第２、第３、第２、及び第１反射板を順に透過することになる。即ち、ＳＡＷは、第１及び第２反射板を二回通過する。３つの反射板３０が順に配置されているので、第１反射板３１を透過したＳＡＷが第３反射板３３を通って再び第１反射板３１に到達するためには、各々の反射板３０の透過率が反射率より大きくなければならない。従って、各々の反射板３０の反射率が透過率より小さく設計されるべきである。
しかし、このように配置されて設計される反射板３０を含む従来のシステムは、トランスデューサ２３から出力されるマイクロ波がトランスデューサ２３に入力されるマイクロ波の大きさに比べて小さくなる問題点がある。
【０００８】
また、従来のシステムは、ＳＡＷセンサが外部装置と通信するために無線通信方式を使用しており、有線通信方式に使用される周波数より大きな周波数のマイクロ波が一般に使用される。
しかし、高周波のマイクロ波を使用する場合、トランスデューサ２３及び反射板３０の電極間の距離が短くなる問題点がある。
【０００９】
例えば、ニオブ酸リチウム［ＬｉＮｂＯ３（ＬＮ；Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ）］基板２１に使用される４３０ＭＨｚのトランスデューサを製作するためには、電極間の距離が各々２μｍ程度でなければならない。４３０ＭＨｚ以上の高周波を使用するためには、電極間の距離はさらに短くなり、トランスデューサ及び反射板の製作が難しくなり、製作費用が増加するし、内部の電場の大きさも増加してトランスデューサ及び反射板の信頼性が低下する等の問題点がある。
【特許文献１】特開２００２−２８６５８６号公報
【特許文献２】特表２００３−５０５６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記のような問題点を解決するためのものであって、ＳＡＷの反射率を向上させると共に、製作が容易なセンサを用いたタイヤの圧力／温度測定システム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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係るタイヤの圧力／温度測定システムは、タイヤの圧力／温度を測定することができるものであって、基板；前記基板に備えられ、外部装置とマイクロ波を送／受信するアンテナ；前記基板に備えられ、前記マイクロ波を表面弾性波に変換するトランスデューサ；前記トランスデューサに一つの頂点が位置する多角形状のループチャンネルを前記基板上に少なくとも一つ形成する導波部；及び前記多角形状のループチャンネルの他の頂点に各々備えられる複数の反射板；を含む。
ここで、前記導波部は、前記ループチャンネルから前記ＳＡＷが逸脱しないようにＳＡＷを吸収する材質からなるのが好ましい。
【００１２】
また、前記少なくとも一つのループチャンネルは、前記トランスデューサに一つの頂点が位置する第１ループチャンネル；及び前記トランスデューサに一つの頂点が位置する第２ループチャンネル；を含み、前記第１ループチャンネル及び前記第２ループチャンネルが前記トランスデューサを基準に互いに対応する位置に位置するのが好ましい。
また、前記第１ループチャンネルまたは前記第２ループチャンネルのうちのいずれか一つに連結された圧力センサをさらに含むのがより好ましい。
【００１３】
さらに、前記圧力センサは、前記複数の反射板のうちの少なくとも一つの反射板に連結されるのが好ましい。
また、前記第１ループチャンネル及び前記第２ループチャンネルは互いに異なる長さを有するのがより好ましい。
また、前記少なくとも一つのループチャンネルは、長方形ループ形状に形成され、前記複数の反射板は、前記ループチャンネルの辺に対して４５°傾いて配置されるのが好ましい。
また、圧力センサは、前記トランスデューサの対角方向に配置された反射板に連結されるのがより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るタイヤの圧力／温度測定システムは、次のような効果を有する。
多角形状の少なくとも一つのループチャンネルと、前記ループチャンネルの各頂点に備えられる反射板とを備える構造とすることにより、従来に比べてより大きな反射率を有する反射板を採用することができるようになり、入力されるマイクロ波の大きさと出力されるマイクロ波の大きさとがほとんど同一になる利点がある。
【００１５】
また、反射板に入射されるＳＡＷが所定の角度に傾いて入射及び反射されることにより、従来の技術と同一な特定の周波数に対応するための電極間の距離が、従来に比べて１／ｃｏｓ４５゜倍だけ長くなる利点がある。
即ち、電極を有する反射板及びトランスデューサの製作が容易で、これにより製作費用が低減され、内部の電場の大きさも減少させることができるので、反射板またはトランスデューサの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明による好ましい実施例を詳細に説明する。
図２は本発明の実施例によるタイヤの圧力／温度測定システムの構成図である。
本発明の実施例によるタイヤの圧力／温度測定システムは、タイヤの圧力／温度を測定するためのものであって、図２に示すように、基板１００と、基板１００に備えられ、外部装置（図示せず）とマイクロ波を送／受信するアンテナ２００と、基板１００に備えられ、マイクロ波を表面弾性波に変換するトランスデューサ３００と、トランスデューサ３００に一つの頂点が位置する多角形状のループチャンネルを基板上に少なくとも一つ形成する導波部６００と、多角形状のループチャンネル４００の他の頂点に各々備えられる複数の反射板５００と、を含む。
【００１７】
ここで、導波部６００は、ＳＡＷを案内する役割を果たし、反射板５００は、案内されたＳＡＷを反射させる役割を果たす。
特に、導波部６００は、ＳＡＷがループチャンネル４００から逸脱しないようにＳＡＷを吸収する材質からなる。このような材質の導波部６００は、ＳＡＷがループチャンネル４００の対角線方向に進むのを遮断する。
【００１８】
また、少なくとも一つのループチャンネル４００は、トランスデューサ３００の一側にその一つの頂点が位置する第１ループチャンネル４１０（図２の例では左側）と、トランスデューサ３００の他側（一例として図２の右側）にその一つの頂点が位置する第２ループチャンネル４２０（図２の例では右側）とを含む。
そして、第１ループチャンネル４１０及び第２ループチャンネル４２０は、トランスデューサ３００を基準に互いに対向する位置に位置するのが好ましい。その理由は、第１、２ループチャンネル４１０、４２０が周囲の空気により広く分布するようにさせるためである。
【００１９】
また、タイヤの圧力をインピーダンスの変化によって測定するために、第１、２ループチャンネル４１０、４２０のうちのいずれか一つに圧力センサ７００をさらに含むのがより好ましい。具体的に、圧力センサ７００は、第２ループチャンネル４２０に備えられた複数の反射板５００のうちの少なくとも一つに連結されるのが好ましい。最も好ましくは、圧力センサ７００は、トランスデューサ３００及びアンテナ２００などの干渉が最も少ない部位として、トランスデューサ３００の対角方向に配置される第５反射板５５０に連結される。
【００２０】
また、タイヤの温度を精密に測定するために、第１ループチャンネル４１０及び第２ループチャンネル４２０は互いに異なる長さを有するのがさらに好ましい。
また、第１ループチャンネル４１０は、長方形ループ形状に形成され、複数の反射板５００は、長方形の第１ループチャンネル４１０の辺に対して４５°傾いて備えられる第１反射板５１０、第２反射板５２０、及び第３反射板５３０を含む。
そして、第２ループチャンネル４２０は、長方形ループ形状に形成され、複数の反射板は、長方形の第２ループチャンネル４２０の辺に対して４５°傾いて備えられる第４反射板５４０、第５反射板５５０、及び第６反射板５６０を含む。
【００２１】
以下、本発明の実施例によるタイヤの圧力／温度測定システムの動作を具体的に説明する。
まず、タイヤの温度／圧力を測定するために、アンテナ２００は、外部装置（図示せず）からマイクロ波を受信して、トランスデューサ３００に送信する。
【００２２】
そして、トランスデューサ３００は、マイクロ波をＳＡＷに変換する。
このように変換されたＳＡＷは、第１、第２ループチャンネル４１０、４２０に沿って各々時計方向または反時計方向に移動する。
即ち、ＳＡＷは、第１ループチャンネル４１０に沿って、第１、第２、第３反射板５１０、５２０、５３０を順に経由して移動したり、或いは第３、第２、第１反射板５３０、５２０、５１０を順に経由して移動する。また、ＳＡＷは、第２ループチャンネル４２０に沿って、第４、第５、第６反射板５４０、５５０、５６０を順に経由して移動したり、或いは第６、第５、第４反射板５６０、５５０、５４０を順に経由して移動する。この間に、ＳＡＷは、各反射板５００によって順に反射される。
【００２３】
このように第１、２ループチャンネル４１０、４２０を一周したＳＡＷは、再びトランスデューサ３００に戻ってきてマイクロ波に変換される。
最後に、このマイクロ波は、アンテナ２００を通じて外部に送出されて外部装置に送信されるようになる。
【００２４】
以下、上記動作に基づいたタイヤ圧力の測定過程を説明する。
図２の実施例では、圧力によってインピーダンスが変化する容量型センサ７００が、第２ループチャンネル４２０に備えられた第５反射板５５０に連結されているため、第５反射板５５０によるＳＡＷの反射量が圧力によって変化する。
即ち、第４、第６反射板５４０、５６０によって反射されたＳＡＷの量と、第５反射板５５０によって反射されたＳＡＷの量とを比較すれば、タイヤの圧力が測定される。ここで、第４、第６反射板５４０、５６０には容量型センサ７００が連結されていないので、第４、第６反射板５４０、５６０によって反射されたＳＡＷの量が基準量となる。
【００２５】
圧力によってインピーダンスが変化する容量型センサ７００が、第２ループチャンネル４２０に備えられた第５反射板５５０に連結されるため、第５反射板５５０によるＳＡＷの反射量が圧力によって変化する。最終的に、トランスデューサ３００によって変換されたマイクロ波は圧力によって変化することになる。
【００２６】
或いは、第１ループチャンネル４１０を通じて発振されるマイクロ波と、第２ループチャンネル４２０を通じて発振されるマイクロ波とを比較することによって、タイヤの圧力を測定してもよい。ここで、第１ループチャンネル４１０の各反射板５００には容量型センサ７００が連結されていないので、第１ループチャンネル４１０を通じて発振されるマイクロ波の大きさが基準の大きさとなる。
【００２７】
以下、上記動作に基づいたタイヤ温度の測定過程を説明する。
ＳＡＷの移動速度は周囲の空気の温度によって変化するため、ＳＡＷがトランスデューサ３００に戻ってくるのに要する所要時間も周囲の空気の温度によって変化する。この所要時間の変化に基づいて、タイヤの温度が測定される。
【００２８】
即ち、測定された所要時間と基準となる温度の所要時間とを比較して、温度を測定することができる。
さらに、第１、第２ループチャンネル４１０、４２０の長さが互いに異なるので、第１ループチャンネルを通じて出力されるマイクロ波の第１所要時間と第２ループチャンネルを通じて出力されるマイクロ波の第２所要時間とは互いに異なる。第１所要時間と第２所要時間とを比較して温度をより微細に測定することができる。
【００２９】
一方、第１、第２ループチャンネル４１０、４２０に沿って時計方向及び反時計方向に移動するＳＡＷは、一周以上回転することもできる。しかし、ＳＡＷは、移動する間に減衰するため、ＳＡＷが一周以上回転する可能性はほとんどない。
さらに、アンテナ２００に送信されるマイクロ波の周期を制御することによって、このような可能性は完全に除去される。
【００３０】
一方、本発明の実施例によるシステムは、ループチャンネル４００と、そしてループチャンネル４００の各頂点に備えられる複数の反射板５００とを備えるので、反射板５００はＳＡＷが透過することは要求されない。
従って、本発明の実施例によるシステムは、従来の反射板に比べて高い反射率を有する反射板５００を使用することができる。
即ち、本発明の実施例によるシステムに備えられた反射板５００は、従来の反射板に比べて多量のＳＡＷを反射させることができるので、外部装置（図示せず）を通じてアンテナ２００に入力されるマイクロ波の大きさと、アンテナ２００を通じて外部装置（図示せず）に出力されるマイクロ波の大きさとはほとんど同一になる。
【００３１】
一方、トランスデューサ３００及び反射板５００は、特定の周波数にだけ反応する。そして、一般的に、トランスデューサ３００及び反射板５００の電極間の距離及び特定の周波数は反比例関係にある。したがって、高周波を使用するためには、トランスデューサ３００及び反射板５００の電極間の距離はさらに短く設計されなければならない。
【００３２】
しかし、本発明の実施例によるトランスデューサ３００及び反射板５００によれば、電極間の距離が長くても高い特定の周波数に対応することができるようになる。
なぜなら、本発明のシステムは、ＳＡＷが各反射板５００に４５゜で入射して４５゜で反射される方式であるため、従来の技術と同一な特定の周波数に対応するための電極間の距離は１／ｃｏｓ４５゜倍だけ長くなるからである。
これは、ブラッグ式により容易に確認することができる。つまり、電極間の距離を“ｄ”、ＳＡＷの波長を“λ”、ＳＡＷの各反射板５００に対する入射角を“θ”とすれば、任意の自然数ｎに対して反射される条件は下記のブラッグ式で示すことができる。
［数式１］
２ｄｃｏｓθ＝ｎλ
従って、ＳＡＷが角度θで入射する場合には、垂直に入射する場合に比べて、同一なｎλ値に対応する前記電極間の距離（ｄ）が１／ｃｏｓθ倍だけ長くなる。
【００３３】
上記に、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の技術的思想の範囲で様々な形態の実施例を実現することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の技術に係るタイヤの圧力／温度測定システムの構成を示した回路図である。
【図２】本発明の実施例に係るタイヤの圧力／温度測定システムの構成を示した回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    アンテナ
２０    ＳＡＷセンサ
２１    基板
２３    トランスデューサ
３０    反射板
３１、３２、３３    第１、２、３反射板
４０    容量型センサ
１００    基板
２００    アンテナ
３００    トランスデューサ
４１０、４２０    第１、第２ループチャンネル
５００    反射板
５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０    第１、２、３、４、５、６反射板
６００    導波部
７００    圧力センサ
【図１】
0004698197.tif 000002
【図２】
0004698197.tif 000003