(57)【要約】【課題】パッシブ型の無線タグをタイヤに埋め込み、無線タグに記憶されているタイヤＩＤを無線タグの通信距離以遠の外部装置へ空気圧データと同時に送信可能にする。【解決手段】空気バルブ３のタイヤ内部空間１１側に空気圧監視ユニット４が取り付けられている。タイヤ１の構成部材の内部１２には無線タグ５が埋め込まれている。外部の無線通信装置（図示せず）から、空気圧監視ユニット４にアクセスがあると、空気圧監視ユニット４はタイヤ内部空間１１の空気圧を検出すると共に、無線タグ５にアクセスする。無線タグ５は、空気圧監視ユニット４のアクセス信号の電力を電源として動作し、予め記憶されているタイヤＩＤを空気圧監視ユニット４へ送信する。空気圧監視ユニット４は、受信したタイヤＩＤと、検出した空気圧データとを、同時に外部の無線通信装置へ送信する。【選択図】図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの空気圧を検知する機能及び該検知された空気圧データを無線で送信する機能を有する空気圧監視ユニットと、タイヤＩＤを記憶する機能及び該タイヤＩＤを無線で送信する機能を有する無線タグとを具備し、外部の無線通信装置からのアクセスに対して前記タイヤＩＤ及び前記空気圧データを同時に送信することを特徴とする車両用タイヤ。
【請求項２】
前記無線タグがタイヤ内に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
【請求項３】
前記空気圧監視ユニットがホイールの空気バルブのタイヤ内部側に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
【請求項４】
前記無線タグは、動作用電源を内蔵せず、受信した電磁界から動作用電力を取得することを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
【請求項５】
前記空気圧監視ユニットは、動作用電源を内蔵し、かつ前記無線タグへ動作用電力のための電磁界を放射することを特徴とする請求項４記載の車両用タイヤ。
【請求項６】
前記無線タグは、前記タイヤＩＤを前記空気圧監視ユニットへ送信し、前記空気圧監視ユニットは、該タイヤＩＤを受信し、前記空気圧データと共に外部の無線通信装置へ送信することを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
【請求項７】
前記空気圧監視ユニット及び前記無線タグは、それぞれ外部の無線通信装置と個別に無線通信が可能であることを特徴とする請求項１記載の車両用タイヤ。
【請求項８】
タイヤの空気圧を検知する機能及び該検知された空気圧データを無線で送信する機能を有する空気圧監視ユニットと、タイヤＩＤを記憶する機能及び該タイヤＩＤを無線で送信する機能を有する無線タグとからなり、外部の無線通信装置からのアクセスに対して前記タイヤＩＤ及び前記空気圧データを同時に送信する無線システムであって、前記空気圧監視ユニットから前記無線タグへ無線により電力の供給が可能であり、前記無線タグから前記空気圧監視ユニットへ無線によりタイヤＩＤの送信が可能であることを特徴とする無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から無線通信により空気圧データ及びタイヤＩＤを同時に読み取ることのできる車両用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のタイヤの空気圧を検出し、空気圧の異常を運転者等に知らせることは知られている。例えば、特許文献１には、タイヤのリムの取り付けられた空気圧センサの出力を車体側のブレーキカバーに取付けられた受信ユニットに無線で送信するように構成されたタイヤ内圧検出装置が開示されている。このタイヤ内圧検出装置は、受信ユニットのアンテナコイルから空気圧センサに向けて電磁波を放射し、かつ空気圧センサからのエコー信号を受信して、エコー信号の周波数変化により、タイヤの内圧異常を検出する。
【０００３】
また、自動車のタイヤ内にそのタイヤのＩＤ（識別コード）を有する電子装置を埋め込み、そのＩＤを外部から非接触で読み出せるようにしたシステムも知られている。例えば、特許文献２には、タイヤ内にＲＦＩＤタグ（Radio Frequency IDentificationタグ：以下、無線タグという）を埋め込み、外部のＲＦＩＤ質問機との間で無線通信を行うようにしたＲＦＩＤシステムが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２１９９２２号公報
【特許文献２】特開平７−３２１６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたタイヤ内圧検出装置では、タイヤの空気圧データを非接触で読み出すことはできても、タイヤのＩＤを読み出すことはできないため、例えばタイヤがパンクして場合、原因究明などの追跡調査が困難である。一方、特許文献２に記載されたＲＦＩＤシステムでは、タイヤのＩＤを非接触で読み出すことはできても、タイヤの空気圧データを読み出すことはできない。
【０００５】
また、タイヤに埋め込む無線タグは超小型とする必要があり、そのためには電池を内蔵していないパッシブ型が望ましい。しかし、パッシブ型の場合、動作に必要な電力を外部のＲＦＩＤ質問機の放射電磁界を整流することで取得しているため、電池を内蔵するアクティブ型の無線タグと比較すると、通信距離が短いという欠点がある。さらに、このパッシブ型の無線タグをタイヤに埋め込んだ場合、ゴムやその他の構成部材の影響を受け、通信距離が激減してしまう。我々の実験結果によれば、自由空間で３０ｃｍの通信距離があるパッシブ型の無線タグをタイヤ内に埋め込んだ場合、各種条件を最適化しても、通信距離は最大５ｃｍに低下してしまった。
【０００６】
一方、現在市販されているタイヤ内圧検出装置としてＴＰＭＳ（Tire Pressure Monitoring System ）がある。ＴＰＭＳは電池を内蔵しており、通信距離は１〜５ｍ程度あるため、通信距離に問題はない。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、タイヤの空気圧データ及びＩＤを非接触で同時に読み出すことが可能な車両用タイヤを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、パッシブ型の無線タグをタイヤに埋めみ、その無線タグに記憶されているタイヤＩＤを無線タグの通信距離以遠の外部装置へタイヤの空気圧データと共に同時に送信可能な車両用タイヤ、及びそのタイヤに内蔵される無線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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、タイヤの空気圧を検知する機能及び該検知された空気圧データを無線で送信する機能を有する空気圧監視ユニットと、タイヤＩＤを記憶する機能及び該タイヤＩＤを無線で送信する機能を有する無線タグとを具備し、外部の無線通信装置からのアクセスに対して前記タイヤＩＤ及び前記空気圧データを同時に送信することを特徴とする車両用タイヤである。この構成により、外部の無線通信装置からアクセスされたときに、空気圧監視ユニットで検知された空気圧データ、及び無線タグに記憶されているタイヤＩＤを外部の無線通信装置に対して同時に送信することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用タイヤにおいて、前記無線タグがタイヤ内に埋め込まれていることを特徴とするものである。この構成により、無線タグがタイヤの構成部材に囲まれて保持された状態になるため、無線タグをタイヤの内壁面に接着剤等で固定した場合と比較すると、接着不良等による剥離のおそれがないため、常時安定した状態で動作させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の車両用タイヤにおいて、前記空気圧監視ユニットがホイールの空気バルブのタイヤ内部側に取り付けられていることを特徴とするものである。この構成により、空気圧監視ユニットの取り付け及び取り外しが容易になる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の車両用タイヤにおいて、前記無線タグは、動作用電源を内蔵せず、受信した電磁界から動作用電力を取得することを特徴とするものである。この構成により、無線タグは、外部の無線通信装置から放射される電磁界または空気圧監視ユニットから放射される電磁界から動作用電力を取得することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の車両用タイヤにおいて、前記空気圧監視ユニットは、動作用電源を内蔵し、かつ前記無線タグへ動作用電力のための電磁界を放射することを特徴とするものである。この構成により、空気圧監視ユニットは、動作用電源を内蔵しない無線タグへ電力を供給することができる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の車両用タイヤにおいて、前記無線タグが、タイヤＩＤを前記空気圧監視ユニットへ送信し、前記空気圧監視ユニットが、そのタイヤＩＤを受信し、空気圧データと共に外部の無線通信装置へ送信することを特徴とするものである。この構成により、空気圧監視ユニットは、無線タグから受け取ったタイヤＩＤ、及び自分が検出した空気圧データを同時に外部の無線通信装置へ送信することができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の車両用タイヤにおいて、前記空気圧監視ユニット及び前記無線タグは、それぞれ外部の無線通信装置と個別に無線通信が可能であることを特徴とするものである。この構成により、空気圧監視ユニット及び前記無線タグは、外部の無線通信装置からのアクセスに対して、それぞれ空気圧データまたはタイヤＩＤを個別に送信することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、タイヤの空気圧を検知する機能及び該検知された空気圧データを無線で送信する機能を有する空気圧監視ユニットと、タイヤＩＤを記憶する機能及び該タイヤＩＤを無線で送信する機能を有する無線タグとからなり、外部の無線通信装置からのデータ送信要求に対して前記タイヤＩＤ及び前記空気圧データを同時に送信する無線システムであって、前記空気圧監視ユニットから前記無線タグへ無線により電力の供給が可能であり、前記無線タグから前記空気圧監視ユニットへ無線によりタイヤＩＤの送信が可能であることを特徴とするものである。この構成により、外部の無線通信装置からのアクセスに対して、空気圧監視ユニットは、動作用電源を内蔵しない無線タグへ電力を供給し、その無線タグは、タイヤＩＤを空気圧監視ユニットへ送信し、空気圧監視ユニットは、無線タグから受け取ったタイヤＩＤ、及び自分が検出した空気圧データを同時に外部の無線通信装置へ送信することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る車両用タイヤによれば、タイヤの空気圧を検知する機能及び該検知された空気圧データを無線で送信する機能を有する空気圧監視ユニットと、タイヤＩＤを記憶する機能及び該タイヤＩＤを無線で送信する機能を有する無線タグとを具備し、外部の無線通信装置からのデータ送信要求に対して前記タイヤＩＤ及び前記空気圧データを同時に送信するので、外部の無線通信装置から空気圧データ及びタイヤＩＤを非接触で同時に読み出すことが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る車両用タイヤによれば、無線タグは、動作用電源を内蔵せず、受信した電磁界から動作用電力を取得するので、パッシブ型の無線タグを用いても、タイヤＩＤを外部の無線通信装置から非接触で空気圧データと同時に読み出すことが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明に係る車両用タイヤによれば、前記無線タグが、タイヤＩＤを前記空気圧監視ユニットへ送信し、前記空気圧監視ユニットが、そのタイヤＩＤを受信し、空気圧データと共に外部の無線通信装置へ送信するので、通信距離の短い、パッシブ型の無線タグを用いても、無線タグの通信距離以遠の外部装置からタイヤＩＤを空気圧データと同時に非接触で読み出すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施形態であるタイヤの構成を示す図である。この図において、（ａ）はタイヤの水平方向の断面図ある。また、（ｂ）は（ａ）の構成に対応する側面図、（ｃ）は空気圧監視ユニット４と無線タグ５との位置関係を（ａ）、（ｂ）とは異ならせた場合の側面図である。なお、（ｂ）、（ｃ）は、便宜上、（ａ）の１／２のサイズで記載した。図２は図１における空気圧監視ユニット４及び無線タグ５の電気的構成を示すブロック図、図３は図１のタイヤから空気圧データ及びタイヤＩＤを読み出す動作を示すシーケンス図である。
【００２１】
図１（ａ）に示されているように、タイヤ１はホイール２のリム２１に装着されており、タイヤ１とリム２１との内側にタイヤ１の内部空間１１が形成される。リム２１にはタイヤ１の内部空間１１に空気を供給するための空気バルブ３が取り付けられている。以上は一般的なタイヤの構成と同じである。本実施形態においては、空気バルブ３のタイヤ内部空間１１側に空気圧監視ユニット４が固定されている。また、タイヤ１の構成部材の内部１２には無線タグ５が埋め込まれている。後述するように、空気圧監視ユニット４は、無線タグ５との間で無線通信を行うので、相互に通信可能な位置関係で配置することが必要である。そして、図１（ｂ）、（ｃ）共にそのような位置関係で配置されていることは当然であるが、図１（ｃ）のように、タイヤ１の側面から見てタイヤ１の同一半径方向に配置した場合、相互の距離が最短となるため、その位置関係で配置することが最良と言える。
【００２２】
図２（ａ）に示されているように、空気圧監視ユニット４は、制御部４１と、それぞれが制御部４１に接続された検出部４２、記憶部４３、及び送受信部４４と、電池４５とを備えている。送受信部４４にはアンテナ４６が接続されている。制御部４１は、この空気圧監視ユニット４全体の制御等を行う。検出部４２は、タイヤ１の内部空間１１の空気圧を検出する。記憶部４３には、制御部４１の動作に必要な各種プログラムが予め記憶されている。また、検出部４２で検出された空気圧データ、無線タグ５から受信したタイヤＩＤ等のデータを記憶する。送受信部４４は、外部の無線通信装置（図示せず）、及び無線タグ５との間で、無線通信を行う。アンテナ４６は無線通信時に電磁界の放射及び受信を行う。電池４５は各部に動作用電力を供給する。空気圧監視ユニット４は、電池を内蔵しており、その通信距離は電池を内蔵していないパッシブ型の無線タグ５の通信距離よりも十分に長い。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示されているように、無線タグ５は、制御部５１と、それぞれが制御部５１に接続された記憶部５２、及び送受信部５３を備えている。送受信部５３にはアンテナ５４が接続されている。制御部５１は、この無線タグ５全体の制御等を行う。記憶部５２には、制御部５１の動作に必要な各種プログラム、及びタイヤ１のタイヤＩＤが予め記憶されている。送受信部５３は、空気圧監視ユニット４との間で無線通信を行う。アンテナ５４は無線通信時に電磁界の放射及び受信を行う。また、送受信部５３は、アンテナ５４で受信された電磁界の搬送波を整流・保持して、送受信部５３自身の動作用電力にすると共に、制御部５１及び記憶部５２に動作用電力を供給する。
【００２４】
次に、以上のように構成されたタイヤ１に対して、外部の無線通信装置から空気圧データ及びタイヤＩＤを読み出すときの動作を説明する。外部の無線通信装置（図示せず）が、図１における空気圧監視ユニット４と無線通信が可能な位置に配置され、空気圧監視ユニット４にアクセス信号を送信する（図３の手順Ｓ１）。空気圧監視ユニット４では、アンテナ４６を通して送受信部４４によりアクセス信号を受信し、制御部４１へ送る。制御部４１は、アクセス信号を受け取ると、検出部４２により空気圧データの測定を行うように制御する共に、送受信部４４から無線タグ５に対してアクセス信号を送るように制御する（図３の手順Ｓ２）。検出部４２により測定された空気圧データは、記憶部４３に記憶される。無線タグ５では、空気圧監視ユニット４からのアクセス信号の電磁界がアンテナ５４で受信され、送受信部５３で整流・保持されて、送受信部５３自身の動作用電力になると共に、制御部５１及び記憶部５２に動作用電力として供給される。また、空気圧監視ユニット４からのアクセス信号は、アンテナ５４を通して送受信部５３で受信され、制御部５１へ送られる。制御部５１は、アクセス信号を受け取ると、記憶部５２に記憶されているタイヤＩＤを読み出し、送受信部５３及びアンテナ５４経由で空気圧監視ユニット４へ送信する（図３の手順Ｓ３）。空気圧監視ユニット４では、アンテナ４６を通して送受信部４４によりタイヤＩＤを受信し、制御部４１へ送る。制御部４１は、タイヤＩＤを一旦記憶部４３に記憶し、次に空気圧データと共に読み出し、送受信部４４及びアンテナ４６経由で外部の無線通信装置へ送信する（図３の手順Ｓ４）。このようにして、外部の無線通信装置は、タイヤ１の空気圧データ及びタイヤＩＤを同時に読み出す。
【００２５】
このように、本実施形態は以下の特徴を有するものである。
（１）外部の無線通信装置に対して、空気圧データ及びタイヤＩＤを同時に送信することができる。
（２）無線タグ５は、小型かつ軽量なパッシブ型の無線タグを採用しているため、タイヤ１の構成部材の内部１２に容易に埋め込むことができる。そして、タイヤ１の構成部材の内部１２に埋め込むことで、タイヤ１の構成部材の内壁面に固定する場合に比較すると、剥離のおそれがないため、常時、安定した状態で動作させることができる。
（３）無線タグ５と外部の無線通信装置とが直接無線通信を行うのではなく、無線タグ５よりも通信距離が十分に長い空気圧監視ユニット４を介して外部の無線通信装置と無線通信を行うので、外部の無線通信装置が無線タグ５単独の通信距離外に配置されていたとしても、空気圧監視ユニット４の通信距離内であれば、タイヤＩＤを読み出すことができる。これにより、無線タグ５単独の場合に比較して、無線タグ５と外部の無線通信装置との間の通信距離を飛躍的に延ばすことができる。
（４）空気圧監視ユニット４の取り付け及び取り外しが容易である。
なお、本発明者の実験によれば、１９５／６５  Ｒ１５のタイヤの内部に自由空間で７０ｃｍの通信距離があるパッシブ型の無線タグを貼り付け、ホイールを装着し、タイヤの外部に電波発信源を配置して仮想空気圧監視ユニットとして、通信実験を行ったところ、通信距離は５０ｃｍとなった。これにより、図１（ｃ）の位置関係で無線タグ５と空気圧監視ユニット４とを配置すれば、どのようなタイヤであっても、無線タグ５と空気圧監視ユニット４との交信が可能となることが確認できた。
【００２６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば下記（１）〜（４）のような種々の変形が可能である。
【００２７】
（１）無線タグ５を、電池を内蔵したタイプであるアクティブ型とする。
（２）空気圧監視ユニット４を、電池を内蔵しないタイプであるパッシブ型とする。
（３）無線タグ５及び空気圧監視ユニット４が、外部の無線通信装置からのアクセスに対して、個別かつ同時にデータを送信可能に構成する。
（４）無線タグ５をタイヤ１の構成部材の内部１２に埋め込むのではなく、構成部材の内壁面に固定する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態であるタイヤの構成を示す図である。
【図２】図１における空気圧監視ユニット及び無線タグの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１のタイヤから空気圧データ及びタイヤＩＤを読み出す動作を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・タイヤ、２・・・ホイール、３・・・空気バルブ、４・・・空気圧監視ユニット、５・・・無線タグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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