JP2008305218A

JP2008305218A - タイヤの回転数検出機構

Info

Publication number: JP2008305218A
Application number: JP2007152408A
Authority: JP
Inventors: Masanori Toyofuku; 雅宣豊福; Takao Kokubu; 孝夫國分
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-18
Also published as: EP2000776A2; EP2000776A3; US20080303634A1

Abstract

【課題】電力発生器23によって充分な起電力を発生しながら、ＲＦタグ27を長寿命とする。
【解決手段】タイヤ11の接地変形時における変形が最も大きなサイドウォール部14の内表面に圧電素子を有する電力発生器23を設けるようにしたので、該電力発生器23が発生する起電力を容易に充分な値まで大きくすることができ、一方、タイヤ11の接地変形時における変形が最も小さなビード部13に電子部品からなるＲＦタグ27を設けるようにしたので、タイヤ11からＲＦタグ27に付与される応力が小さくなってＲＦタグ27の長寿命化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、タイヤの回転により発生する起電力の数をタイヤに設けられたＲＦタグのメモリに記憶するとともに、該記憶されたデータを取り出すことでタイヤの回転数を検出するようにした回転数検出機構に関する。

従来のタイヤの回転数検出機構としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
特開２００６−０２４２２０号公報

このものは、タイヤに設けられ、該タイヤの接地変形により起電力を発生する電力発生器と、タイヤに設けられ、前記電力発生器が発生した起電力の電圧が所定値以上となる毎に１を加算してメモリに再記憶するとともに、外部の通信機と無線通信により接続されたとき、メモリに記憶されているデータを前記通信機に送出するＲＦタグとを備え、前記電力発生器、ＲＦタグを、図１に示すように、一体化してタイヤのトレッド部内周面に貼付けたものである。

しかしながら、このような従来のタイヤの回転数検出機構にあっては、電力発生器、ＲＦタグが貼付けられた場所が前述のようにタイヤのトレッド部内周面であるため、電力発生器にとっては接地時におけるタイヤの変形量が小さいため、充分な起電力を発生することができず、一方、ＲＦタグにとっては接地時におけるタイヤの変形量が大きいため、破損し易く寿命が短くなってしまうという課題があった。

この発明は、電力発生器によって充分な起電力を発生しながら、ＲＦタグを長寿命とすることができるタイヤの回転数検出機構を提供することを目的とする。

このような目的は、タイヤに設けられ、該タイヤの接地変形により起電力を発生する電力発生器と、タイヤに設けられ、前記電力発生器が発生した起電力の電圧が所定値以上となる毎に１を加算してメモリに再記憶するとともに、外部の通信機と無線通信により接続されたとき、メモリに記憶されているデータを前記通信機に送出するＲＦタグとを備えたタイヤの回転数検出機構において、前記電力発生器をタイヤのサイドウォール部に、ＲＦタグをビード部にそれぞれ設けることにより、達成することができる。

この発明においては、タイヤの接地変形時における変形が最も大きなサイドウォール部に電力発生器を設けるようにしたので、該電力発生器が発生する起電力を容易に充分な値まで大きくすることができ、一方、タイヤの接地変形時における変形が最も小さなビード部に電子部品からなるＲＦタグを設けるようにしたので、タイヤからＲＦタグに付与される応力が小さくなってＲＦタグの長寿命化を図ることができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、構造簡単としながら安価に製作することができる。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、市販品をそのまま使用することができ、安価となる。また、請求項４に記載のように構成すれば、電力発生器、ＲＦタグの破損を防止しながら、タイヤへの設置が容易となる。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は空気入りタイヤであり、この空気入りタイヤ11はビードコア12がそれぞれ埋設された一対のビード部13を有する。また、前記空気入りタイヤ11は、これらビード部13から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びる一対のサイドウォール部14と、両サイドウォール部14の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部15とをさらに備えている。

17は前記空気入りタイヤ11が装着されたリムであり、このリム17は一対のビードシート部18を有し、該ビードシート部18には空気入りタイヤ11のビード部13が着座されている。そして、このような空気入りタイヤ11とリム17で囲まれたタイヤ内室19には所定圧力の空気が充填されている。なお、20は前記ビードシート部18間のリム17に設けられ半径方向内側に凹んでいる環状のドロップ部である。

23は前記空気入りタイヤ11に、詳しくはタイヤ最大幅位置近傍のサイドウォール部14内表面に固着されることで設けられた電力発生器であり、この電力発生器23は、例えば酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛等からなる圧電素子を有している。そして、この電力発生器23は、空気入りタイヤ11が走行により回転して、電力発生器23が設けられている部位のサイドウォール部14が接地変形する度に、詳しくは、図３に示すように踏み込み側となって潰れるよう変形する度にプラスのパルス状起電力Ａ（電圧）を、一方、蹴り出し側となって潰れから復元するよう変形する度にマイナスのパルス状起電力Ｂを発生する。

このように電力発生器23を空気入りタイヤ11のサイドウォール部14内表面に設けるようにすれば、電力発生器23が空気入りタイヤ11の外表面に設置されている場合に比較し、該電力発生器23の破損を容易に防止することができ、また、空気入りタイヤ11の内部に電力発生器23を埋設する場合に比較し、その設置作業が容易となる。しかも、前述のように圧電素子を有する電力発生器23を用いるようにすると、構造が簡単でありながら安価に製作することもできる。

27は前記空気入りタイヤ11に、詳しくはビード部13の内表面に固着されることで設けられたＲＦタグであり、このＲＦタグ27は１Ｃチップ化されたパルス検出器、ＣＰＵ、電力調整器等を備えたコントローラ28を有する。そして、このＲＦタグ27には前記電力発生器23から空気入りタイヤ11の１回転に１個のパルス状をしたプラスの起電力Ａが入力されるが、このＲＦタグ27のパルス検出器は該起電力Ａが所定値Ｓ以上となる毎に、検知パルスをＣＰＵに出力する。

そして、このようにＣＰＵに検知パルスが入力されると、該ＣＰＵはコントローラ28に接続されているメモリ29に加算信号を出力し、該メモリ29に今まで記憶されていた数値に１を加算して再記憶させる。この結果、前記メモリ29には、該メモリ29が零にリセットされた後にコントローラ28に入力された起電力Ａの合計数、即ち、空気入りタイヤ11の累積回転数が記憶されていることになる。また、前記電力発生器23が発生した起電力はコンデンサ等からなる電力調整器に蓄積され、必要に応じて電源電力として前述したパルス検出器、ＣＰＵ等に供給されてこれらを動作させる。

ここで、前記ＲＦ（Radio Frequency）タグ27は、電波や電磁界などを用いた近距離の無線通信によって、即ち非接触によって情報のやり取りをするタグ（ラベル）であり、このため、このＲＦタグ27は無線通信用としてコントローラ28に接続されたアンテナ30（またはアンテナコイル）を有している。また、前述したメモリ29としては、通常、不揮発性のプログラム可能なフラッシュメモリ（EEPROM）が使用される。

そして、前述のように電力発生器23が発生した起電力Ａの電圧が所定値Ｓ以上となる毎に１を加算してメモリ29に再記憶するＲＦタグ27を空気入りタイヤ11、詳しくは、ビード部13の内表面に設けるようにしたので、ＲＦタグ27が空気入りタイヤ11の外表面に設置されている場合に比較し、該ＲＦタグ27の破損を容易に防止することができ、また、空気入りタイヤ11の内部にＲＦタグ27を埋設する場合に比較し、その設置作業が容易となる。

34は携帯型の外部通信機であり、この通信機34を作業者が回転の停止している空気入りタイヤ11、リム17の周囲近傍まで搬送した後、前記通信機34を作動させると、該通信機34から出力された電磁波が前記ＲＦタグ27のアンテナ30に捕捉される。このとき、コントローラ28はメモリ29に記憶されているデータ（空気入りタイヤ11の累積回転数）を読み出し、前記電磁波のアンテナ30による反射波に乗せて通信機34に送出する。このようにして通信機34は無線通信によりＲＦタグ27と接続されたとき、該ＲＦタグ27のメモリ29に記憶されているデータを受け取る。

ここで、前述の通信機34としては、リーダ（読み込み）機能のみを備えたタグリーダ、または、リーダ機能に加えライタ（書き込み）機能を備えたタグリーダ・ライタを用いることが好ましく、これは、市販品をそのまま使用することができ、安価であるからである。また、前述の読み出し時、コントローラ28等に供給される電源電力は、前述の電力調整器に蓄積されている電力発生器23からの起電力を用いてもよく、あるいは、アンテナ30が捕捉した通信機34からの電波エネルギーを電力調整器に蓄積して用いるようにしてもよい。このように、この実施形態におけるＲＦタグ27はパッシブタイプのＲＦタグであるが、この発明においては、前記ＲＦタグ27として、電源電力用の電池を内蔵したアクティブタイプのＲＦタグを用いてもよい。

そして、前述のように空気入りタイヤ11の接地変形時における変形が最も大きなサイドウォール部14に電力発生器23を設けるようにしたので、該電力発生器23に発生する起電力を容易に充分な値まで大きくすることができ、一方、空気入りタイヤ11の接地変形時における変形が最も小さなビード部13にＲＦタグ27を設けるようにしたので、空気入りタイヤ11からＲＦタグ27に付与される応力が小さくなって電子部品からなるＲＦタグ27の長寿命化を図ることができる。なお、この発明においては、前記ビード部13の内表面に温度センサ、圧力センサ等を設置するとともに、これら各種センサによる検出値をＲＦタグ27のコントローラ28によりメモリ29に記憶しておき、必要に応じて前述の通信機34を用いてこれらのデータを取り出すようにしてもよい。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
今、電力発生器23、ＲＦタグ27が設けられた空気入りタイヤ11が走行しているとする。このとき、空気入りタイヤ11が回転して電力発生器23が設けられている部位のサイドウォール部14が接地により変形する度に、詳しくは、踏み込み側となって潰れるよう変形する度に、該電力発生器23はプラスのパルス状起電力Ａ（電圧）を発生する。この起電力Ａは、前記電力発生器23にコード24を介し有線で接続されたＲＦタグ27のコントローラ28に出力されるが、このとき、コントローラ28のパルス検出器は該起電力Ａが所定値Ｓ以上となる毎に、検知パルスをＣＰＵに出力する。

このようにしてＣＰＵに検知パルスが入力されると、該ＣＰＵはコントローラ28に接続されているメモリ29に加算信号を出力し、該メモリ29に今まで記憶されていた数値に１を加算して再記憶させる。この結果、前記メモリ29には、該メモリ29が零にリセットされた後に入力された起電力Ａの合計数、即ち、空気入りタイヤ11の累積回転数が記憶される。ここで、前記ＣＰＵ等の動作には電力調整器に蓄積されている電力発生器23からの起電力が用いられる。

次に、空気入りタイヤ11の累積回転数を検出する場合には、作業者が回転の停止している空気入りタイヤ11の周囲近傍まで通信機34を搬送した後、前記通信機34を作動させる。この結果、通信機34から出力された電磁波が前記ＲＦタグ27のアンテナ30に捕捉されるが、このとき、コントローラ28はメモリ29に記憶されているデータ（空気入りタイヤ11の累積回転数）を読み出して、前記電磁波のアンテナ30による反射波に乗せて通信機34に送出する。このようにして通信機34は無線通信によりＲＦタグ27と接続されたとき、該ＲＦタグ27のメモリ29に記憶されているデータを受け取る。

この発明は、タイヤに設けられたＲＦタグからデータを取り出すことでタイヤの回転数を検出する産業分野に適用できる。

この発明の実施形態１を示すタイヤ・リムの子午線断面図である。回路のブロック図である。時間と起電力との関係を示すグラフである。

符号の説明

11…タイヤ 13…ビード部
14…サイドウォール部 23…電力発生器
27…ＲＦタグ 29…メモリ
34…通信機

Claims

タイヤに設けられ、該タイヤの接地変形により起電力を発生する電力発生器と、タイヤに設けられ、前記電力発生器が発生した起電力の電圧が所定値以上となる毎に１を加算してメモリに再記憶するとともに、外部の通信機と無線通信により接続されたとき、メモリに記憶されているデータを前記通信機に送出するＲＦタグとを備えたタイヤの回転数検出機構において、前記電力発生器をタイヤのサイドウォール部に、ＲＦタグをビード部にそれぞれ設けるようにしたことを特徴とするタイヤの回転数検出機構。
前記電力発生器は圧電素子を有し、接地時におけるサイドウォール部の変形により圧縮されることで起電力を発生するようにした請求項１記載のタイヤの回転数検出機構。
前記通信機はタグリーダまたはタグリーダ・ライタである請求項１または２記載のタイヤの回転数検出機構。
前記電力発生器をサイドウォール部内表面に、一方、ＲＦタグをビード部内表面に固着した請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤの回転数検出機構。