JPH10324120A - タイヤ装着用トランスポンダ及びトランスポンダ装着タイヤ - Google Patents

タイヤ装着用トランスポンダ及びトランスポンダ装着タイヤ

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JPH10324120A
JPH10324120A JP9136701A JP13670197A JPH10324120A JP H10324120 A JPH10324120 A JP H10324120A JP 9136701 A JP9136701 A JP 9136701A JP 13670197 A JP13670197 A JP 13670197A JP H10324120 A JPH10324120 A JP H10324120A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要とする種々の情報に加えて、個々のタイ
ヤの総回転数やタイヤに加えられた最大応力値等を自動
的に検出して記録することができるタイヤ装着用トラン
スポンダ及びトランスポンダ装着タイヤを提供する。 【解決手段】 電磁波を用いて情報の読み書きが行える
記憶部を備えたタイヤ装着用トランスポンダ１０に、可
撓性を有する平板状の圧電素子１０Ｂを設け、トランス
ポンダ１０自体も平板状に形成してタイヤトレッド部等
に埋設する。さらに、中央処理部１８によって圧電素子
１０Ｂからの出力電圧のピーク値を検出し、記憶部１７
に記憶されている最大電圧値を更新すると共に、圧電素
子１０Ｂから出力される電圧波形の立ち上がりを検出し
たときに、タイヤ総回転数計数値を＋１カウントアップ
して記録する。これらの情報を読み出して、タイヤの疲
労度に関しての把握が可能となり、タイヤケーシングの
リトレッドの可否判断を的確に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、タイヤ装着用トラ
ンスポンダ及びトランスポンダ装着タイヤに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、トレッドがすり減ったタイヤに対
してリトレッド処理を施し、タイヤケーシング（台タイ
ヤ）にトレッドを再生したリトレッドタイヤが用いられ
ている。このリトレッド処理を施すに際し、個々のタイ
ヤケーシングの寿命の程度（以下、タイヤの疲労度と称
する）を考量する必要がある。
【０００３】即ち、タイヤケーシングも構造物であるた
め、最大の負荷能力を超えた力が加われば破壊する。ま
た、最大負荷能力以下の力であっても、これに近い応力
が繰り返し加わったときはタイヤケーシングの寿命は短
くなり、繰り返し加わる応力が小さければタイヤケーシ
ングの寿命は長くなる。
【０００４】ここで、タイヤケーシングがまだ使用でき
るか否かの判断が重要となってくる。米国では、年間に
数人のリトレッド作業員が、作業中のタイヤ破壊によっ
て亡くなっているとも伝えられている。
【０００５】通常、リトレッド処理を行う際には、外観
検査や、超音波、Ｘ線を用いた内部検査を行うが、この
様な方法を用いてもタイヤの疲労度に関して把握するこ
とは不可能であった。また、転売されたタイヤケーシン
グは、どの様に使われてきたかという履歴が不明である
ことが多く、リトレッドの可否判断が一層難しく、判断
できないこともあった。
【０００６】リトレッドの可否は、タイヤケーシングが
受けた最大応力が最大負荷能力を越えたか、また、タイ
ヤメーカーが定めたリトレッド回数に達しているか否か
を目安に判断可能である。リトレッド回数は、２〜３回
が一般的であり、タイヤ毎に異なる。実際には、タイヤ
がどの程度走行したかを知り得ることが望ましい。
【０００７】この様な課題を解決するために、個々のタ
イヤの履歴をタイヤ自身に持たせることが考えられた。
この一例として、特開平５−１６９９３１号公報に開示
されるように、情報の読み書きを行える記憶手段を有す
るトランスポンダをタイヤに設ける方法が知られてい
る。
【０００８】この方法によれば、タイヤの製造年月日、
製造工場、リトレッド実施日等のタイヤの履歴に関する
情報をタイヤ自体に記録しておくことができる。
【０００９】しかし、前述したトランスポンダでは、個
々のタイヤの総回転数や延べ走行距離等を自動的に検出
して記録することができなかった。
【００１０】従来において、タイヤの回転数を検出する
システムとしては、例えば、図２に示すように、各車輪
の回転軸、又はタイヤ或いはリムに磁性体等からなる歯
車形状のパルス発生板１とパルスを検出するピックアッ
プコイル２をパルス発生板１の近傍に固定装着し、信号
処理装置３によってピックアップコイル２の出力信号を
検出すると共に、タイヤ４の回転によるパルス波信号の
時間間隔を計数し、タイヤの回転数、及びタイヤ速度を
演算するものが知られている。
【００１１】さらには、図３に示すように、タイヤ４或
いはリム５の回転体の一部に反射板６を設置すると共
に、光或いは赤外線を受光する光センサ７を反射板６の
近傍に固定装着し、信号処理装置８によって光センサ７
の出力信号を検出すると共に、タイヤ４の回転に伴う反
射板６の回転によるパルス波信号の時間間隔を計数し、
タイヤの回転数、及びタイヤ速度を演算するシステムが
知られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のタイヤ回転数検出システムにおいては、センサ
形状が大きくなる、並びに検出信号を伝達するための配
線を必要とする等の問題点があり、トランスポンダと組
み合わせてタイヤ自体に設けることはできなかった。
【００１３】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、必要
とする種々の情報に加えて、個々のタイヤの総回転数や
タイヤに加えられた最大応力値等を自動的に検出して記
録することができるタイヤ装着用トランスポンダ及びト
ランスポンダ装着タイヤを提供することにある。
【００１４】
【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、情報記憶手段を備え、所定
の信号によって前記情報記憶手段内の情報アクセスを行
うタイヤ装着用トランスポンダにおいて、前記情報記憶
手段は回転数計数値と最大応力値とを記憶すると共に、
所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、該電
磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを電気
エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、タイヤの
変形によって発生する応力などによって加えられた圧力
に対応した電圧を出力する圧電素子と、前記圧電素子の
出力電圧値をディジタルデータに変換して検出値として
出力するアナログ／ディジタル変換手段と、前記検出値
と前記最大応力値とを比較し、前記最大応力値よりも前
記検出値の方が大きいときに、前記検出値を用いて前記
最大応力値を更新する最大応力値更新手段と、前記圧電
素子の出力電圧値が予め設定されているしきい値を越え
たときに、回前記転数計数値を＋１カウントアップして
更新する回転数計数手段とを有し、前記エネルギー変換
手段によって供給される電気エネルギー又は前記圧電素
子から出力される電気エネルギーによって動作するタイ
ヤ装着用トランスポンダを提案する。
【００１５】該タイヤ装着用トランスポンダによれば、
電磁波受信手段によって所定周波数の電磁波が受信され
ると、該電磁波エネルギーはエネルギー変換手段によっ
て電気エネルギーに変換される。また、圧電素子によ
り、タイヤの変形によって発生する応力などによって加
えられた圧力に対応した電圧が出力され、該圧電素子の
出力電圧値はアナログ／ディジタル変換手段によってデ
ィジタルデータに変換されて検出値として出力される。
さらに、最大応力値更新手段によって、前記検出値と情
報記憶手段に記憶されている最大応力値とが比較され、
前記最大応力値よりも前記検出値の方が大きいときに、
前記検出値を用いて前記最大応力値が更新される。ま
た、回転数計数手段によって、前記圧電素子の出力電圧
値が予め設定されているしきい値を越えたときに、前記
情報記憶手段に記憶されている回転数計数値が＋１カウ
ントアップされて更新される。さらに、これら各種団を
有するトランスポンダは、前記エネルギー変換手段によ
って供給される電気エネルギー又は前記圧電素子から出
力される電気エネルギーによって動作する。
【００１６】また、請求項２では、請求項１記載のタイ
ヤ装着用トランスポンダにおいて、前記圧電素子から出
力された電気エネルギーを蓄積する電気エネルギー蓄積
手段を備えたタイヤ装着用トランスポンダを提案する。
【００１７】該タイヤ装着用トランスポンダによれば、
前記圧電素子から出力された電気エネルギーは、電気エ
ネルギー蓄積手段によって蓄積される。これにより、前
記圧電素子によって電気エネルギーが生成されず、且つ
前記エネルギー変換手段によっても電気エネルギーが供
給されないときは、前記電気エネルギー蓄積手段に蓄積
されている電気エネルギーによってトランスポンダが駆
動される。
【００１８】また、請求項３では、請求項１又は２記載
のタイヤ装着用トランスポンダにおいて、少なくとも前
記トランスポンダを構成する電子回路部は絶縁性の筐体
によってモールドされているタイヤ装着用トランスポン
ダを提案する。
【００１９】該タイヤ装着用トランスポンダによれば、
少なくともトランスポンダを構成する電子回路部は絶縁
性の筐体によってモールドされ、タイヤ変形による応力
や熱による影響が抑制される。
【００２０】また、請求項４では、請求項１乃至３の何
れかに記載のタイヤ装着用トランスポンダにおいて、前
記圧電素子は、高分子複合物圧電材料からなるタイヤ装
着用トランスポンダを提案する。
【００２１】該タイヤ装着用トランスポンダによれば、
高分子複合物圧電材料からなる圧電素子は、可撓性を有
すると共に耐衝撃性に優れ、任意の大きさへの加工が容
易である。
【００２２】また、請求項５では、請求項１乃至４の何
れかに記載のタイヤ装着用トランスポンダにおいて、前
記圧電素子は、所定の厚さと面積を有する平板状をなし
ているタイヤ装着用トランスポンダを提案する。
【００２３】該タイヤ装着用トランスポンダによれば、
前記圧電素子は所定の厚さと面積を有する平板状をなし
ているため、タイヤ内所望位置への埋設が比較的容易で
ある。
【００２４】また、請求項６では、情報記憶手段を備
え、所定の信号によって前記情報記憶手段内の情報アク
セスを行うタイヤ装着用トランスポンダを備えたトラン
スポンダ装着タイヤにおいて、前記トランスポンダの情
報記憶手段は回転数計数値と最大応力値とを記憶すると
共に、前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受
信する電磁波受信手段と、該電磁波受信手段によって受
信した電磁波エネルギーを電気エネルギーに変換するエ
ネルギー変換手段と、タイヤの変形によって発生する応
力などによって加えられた圧力に対応した電圧を出力す
る圧電素子と、前記圧電素子の出力電圧値をディジタル
データに変換して検出値として出力するアナログ／ディ
ジタル変換手段と、前記検出値と前記最大応力値とを比
較し、前記最大応力値よりも前記検出値の方が大きいと
きに、前記検出値を用いて前記最大応力値を更新する最
大応力値更新手段と、前記圧電素子の出力電圧値が予め
設定されているしきい値を越えたときに、前記回転数計
数値を＋１カウントアップして更新する回転数計数手段
とを有し、前記エネルギー変換手段によって供給される
電気エネルギー又は前記圧電素子から出力される電気エ
ネルギーによって動作するトランスポンダ装着タイヤを
提案する。
【００２５】該トランスポンダ装着タイヤによれば、電
磁波受信手段によって所定周波数の電磁波が受信される
と、該電磁波エネルギーはエネルギー変換手段によって
電気エネルギーに変換される。また、圧電素子により、
タイヤの変形によって発生する応力などによって加えら
れた圧力に対応した電圧が出力され、該圧電素子の出力
電圧値はアナログ／ディジタル変換手段によってディジ
タルデータに変換されて検出値として出力される。さら
に、最大応力値更新手段によって、前記検出値と情報記
憶手段に記憶されている最大応力値とが比較され、前記
最大応力値よりも前記検出値の方が大きいときに、前記
検出値を用いて前記最大応力値が更新される。また、回
転数計数手段によって、前記圧電素子の出力電圧値が予
め設定されているしきい値を越えたときに、前記情報記
憶手段に記憶されている回転数計数値が＋１カウントア
ップされて更新される。さらに、これら各種団を有する
トランスポンダは、前記エネルギー変換手段によって供
給される電気エネルギー又は前記圧電素子から出力され
る電気エネルギーによって動作する。
【００２６】また、請求項７では、請求項６記載のトラ
ンスポンダ装着タイヤにおいて、少なくとも前記圧電素
子は、空気入りタイヤのサイドウォール部に設けられて
いるトランスポンダ装着タイヤを提案する。
【００２７】該トランスポンダ装着タイヤによれば、少
なくとも圧電素子が、車両装着時にタイヤの変形量が多
いサイドウォール部に設けられる。
【００２８】また、請求項８では、請求項６記載のトラ
ンスポンダ装着タイヤにおいて、少なくとも前記圧電素
子は、空気入りタイヤのトレッド部に埋設されているス
チールベルトの端末部に設けられているトランスポンダ
装着タイヤを提案する。
【００２９】該トランスポンダ装着タイヤによれば、少
なくとも圧電素子は、車両装着時にタイヤの変形量が多
いトレッド部に埋設されているスチールベルトの端末部
に設けられる。
【００３０】
【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。図１は、本実施形態におけるタイ
ヤ装着用トランスポンダを示す外観図である。図におい
て、１０はトランスポンダで、トランスポンダ本体１０
Ａ、ループ状の送受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂ及び圧電
素子１０Ｂとから構成され、これらは未加硫ゴムからな
る非導電性のベースシート１０Ｃ，１０Ｄの間に挟まれ
たシート状に構成されている。これは、タイヤ内に使用
されている導電性ゴムから、トランスポンダ本体１０Ａ
の電子回路及び送受信アンテナ１１Ａ，１１Ｂを絶縁す
るため、及び成形時に各構成部が分離（断線）しないよ
うにするための役割をベースシート１０Ｃ，１０Ｄにも
たせるためである。
【００３１】トランスポンダ本体１０Ａは、セラミック
基板上に電子回路が印刷によって形成されると共に、こ
の電子回路がセラミック絶縁体によってモールドされ、
縦横１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの直方体形状をなしている。
【００３２】また、圧電素子１０Ｂは、外部より加わる
圧力に対応して電力が発生するものであり、タイヤに装
着した場合には、タイヤが変形することによって発生す
る応力が圧電素子１０Ｂに加わり、これにより起電力が
生じる。また、圧電素子１０Ｂは、例えばフッ素系高分
子の基材の中にセラミック圧電材料の微細に粒子を散布
させた高分子複合物圧電材料からなり、可撓性を有し、
耐衝撃性に優れたものである。
【００３３】さらに、送受信アンテナ１１Ａ、１１Ｂと
しては、使用する周波数によりコイル状、或いはプリン
ト状が考えられるが、タイヤ内に埋設する場合、浸透性
の良い低周波数が望ましいので、コイル状のアンテナと
した。また、トランスポンダ１０の通信形式としてはレ
クテナ（送受信同時）方式を用いている。
【００３４】図４は、トランスポンダ１０を示す電気系
回路のブロック図である。図において、１０Ａはトラン
スポンダ本体で、受信アンテナ１１Ａ、送信アンテナ１
１Ｂ、電磁誘導側整流回路１２Ａ、圧電素子側整流会路
１２Ｂ、受信機１３，アナログ／ディジタル（以下、Ａ
／Ｄと称する）変換回路１４，１５、蓄電器１６、記憶
部１７、中央処理部１８、発信部１９、から構成されて
いる。
【００３５】電磁誘導側整流回路１２Ａ及び圧電素子側
整流回路１２Ｂは、ダイオード121,122、コンデンサ12
3、及び抵抗器124から構成され、周知の全波整流回路を
形成している。また、電磁誘導側整流回路１２Ａの入力
側には受信アンテナ１１Ａが接続され、受信アンテナ１
１Ａに誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換
し、蓄電器１６に蓄えると同時に他の各構成部、即ち記
憶部１７、中央処理部１８及び発信部１９等の駆動電源
として出力するものである。同様に圧電素子側整流回路
１２Ｂの入力側には圧電素子１０Ｂが接続され、圧電素
子１０Ｂに発生した電流を整流して直流に変換し蓄電器
１６に蓄える。
【００３６】受信機１３は、受信アンテナ１１Ａに誘起
した高周波信号を検波してＡ／Ｄ変換回路１４に出力す
る。
【００３７】Ａ／Ｄ変換回路１４は、受信機１３から入
力したアナログ信号をディジタル信号に変換して中央処
理部１８に出力する。
【００３８】Ａ／Ｄ変換回路１５は、圧電素子１０Ｂの
アナログ出力電圧の値をディジタル値で中央処理部１８
に出力する。
【００３９】中央処理部１８は、周知のＣＰＵ181及び
ディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換器
182から構成され、ＣＰＵ181は電源が供給されて駆動す
るとＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記
憶部１７内に記憶されているプログラムによって動作
し、受信機１３によって受信した命令に従った処理を実
行する。また、この受信した命令が、情報送出命令であ
るときは、記憶部１７に記憶されている情報を読み出し
て、この情報をＤ／Ａ変換器182を介して発信部１９に
出力する。
【００４０】発信部１９は、発振回路191、変調回路192
及び高周波増幅回路193から構成され、発振回路191によ
って発振された、例えば３００ＭＨｚの搬送波を、中央
処理部１８から入力した情報信号に基づいて、変調回路
192で変調して、これを高周波増幅回路193を介して送信
用アンテナ１１Ｂに供給する。
【００４１】一方、前述したトランスポンダ１０に対し
て情報の読み書きを行うときは、例えば図５に示すよう
なスキャナが用いられる。図において、２０はスキャナ
で、受信アンテナ２１、受信部２２、中央処理部２３、
キーボード２４、表示部２５、発信部２６、送信アンテ
ナ２７、及びこれらへ電源を供給する電源部２８から構
成されている。
【００４２】ここで、本実施形態におけるスキャナ２０
とは、後述するようにトランスポンダ１０に対して第１
の周波数の電磁波を輻射しながら、これに伴ってトラン
スポンダ１０から輻射される第２の周波数の電磁波を受
信することにより、トランスポンダ１０への情報アクセ
スを行うものを言う。
【００４３】スキャナ２０の受信部２２は、受信機221
とアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換
器222から構成され、受信器221の入力側は受信アンテナ
２１に接続され、３００ＭＨｚの高周波を受信し、これ
を検波した後、Ａ／Ｄ変換器222を介して中央処理部２
３に出力する。
【００４４】中央処理部２３は、周知のＣＰＵ231、メ
モリ232及びスイッチ233から構成され、中央処理部231
はキーボード２４から入力された命令に基づいて、スイ
ッチ233がオンされたときに、情報読み出し命令、情報
書き込み命令、書き込み情報等を発信部２６に送出する
と共に、受信部２２から入力した情報をメモリ232に記
憶するし、表示部２５に表示する。
【００４５】さらに、発信部２６は、変調回路261と発
振回路262から構成され、発振回路262によって発振され
た、例えば１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの高周波信号搬
送波を、中央処理部２３から入力した命令或いは情報信
号に基づいて、変調回路261で変調して、これを送信用
アンテナ２７に出力する。
【００４６】また、スキャナ２０は、例えば図６に示す
ように、ピストル形状の筐体２０Ａ内に組み込まれてい
る。この筐体２０Ａの先端部には、受信アンテナ２１及
び送信アンテナ２７が配置され、上面にはキーボード２
４及び表示部２５が配置されている。さらに、グリップ
２０Ｂ前部のトリガー位置にはスイッチ233が配置され
ている。
【００４７】前述の構成よりなるトランスポンダ１０
は、図７及び図８に示すように、タイヤ４の内壁面４１
に貼り付けたり或いはタイヤ４内に埋設して取り付けら
れる。このとき、タイヤ４に発生する応力や圧力を的確
に検出できる位置及びタイヤ４の回転を的確に検出でき
る位置に取り付けることが望ましい。例えば、タイヤ４
のサイドウォール部４２やトレッド部４３に埋設されて
いるスチールベルト４４の端末部位置に取り付けると効
果的である。
【００４８】一方、図９に示すように、トランスポンダ
１０を取り付けたタイヤ４の管理は前述したハンディー
型のスキャナ２０を用いることにより、製造時等におい
ても簡単に行うことができると共に、データ処理装置５
１に送受信用のコントローラ５２を介してアンテナ５３
ａ、５３ｂを接続することにより、管理端末機５４によ
りトランスポンダ１０を取り付けた使用中のタイヤ４の
集中管理を行うことができる。この場合、図１０に示す
ように、トランスポンダ装着タイヤを付けたトラック等
の車両５８が走行する道路沿いに前記アンテナ５３ａを
設けておくことにより走行中の車両５８のタイヤも管理
することができる。
【００４９】さらに、図９に示すように車両内に処理装
置５５及びこれに接続された表示ユニット５６、並びに
車載アンテナ５７を設けることにより、運転席において
ドライバー自身が使用中のタイヤに関する情報を容易に
得ることができる。この場合、図１１に示すように、個
々のタイヤ４毎に車載アンテナ５７をタイヤ近傍に設け
て、複数の車載アンテナ５４をマルチプレクサなどを用
いて切り替えることにより、情報アクセスに用いる電波
の電力（パワー）を必要最小限に押さえることができ
る。
【００５０】また、各タイヤ４の内の複数のトランスポ
ンダ１０に対して情報アクセスするタイミングは、各ト
ランスポンダ１０に対してデータ送信命令を順次送信す
ればよい。トラック等の複輪の場合、呼び掛け波のパワ
ーによっては複数のトランスポンダ１０が通信範囲内に
入るため、個々のトランスポンダ１０を指定した個別送
信命令を用いる。また、呼び掛け波のパワーが少ない
（前述したハンドヘルドスキャナ等の）場合は、特定の
トランスポンダを指定しない一斉送信命令を送出する。
これによりトランスポンダ１０のＩＤコードが不明な場
合でも、データを読み出すことが可能となりトランスポ
ンダ１０からのデータが混信することもない。
【００５１】また、トランスポンダ１０の記憶部１７
に、タイヤ周長を記憶させておくことにより、これを用
いてタイヤの総回転数から延べ走行距離や走行速度を算
出することもできる。この演算処理は、トランスポンダ
１０内で行っても良いし、スキャナ２０、データ処理装
置５１、処理装置５５において行っても良い。
【００５２】次に、トランスポンダ１０における回転数
計数及び最大応力検出処理の動作例を図１２のフローチ
ャートに基づいて説明する。中央処理部１８は動作を開
始すると、電波受信による電力供給或いは圧電素子１０
Ｂからの電力供給があり、回路動作可能であるか否かを
判定する（ＳＡ１）。この判定の結果、回路動作可能で
あるときは、Ａ／Ｄ変換回路１５から入力したデータに
よって得られた圧電素子１０Ｂの出力電圧値Ｖａと、予
めプログラム内に設定されている閾値Ｖｔとを比較し、
圧電素子１０Ｂの出力電圧値Ｖａが閾値Ｖｔ以上である
か否かを判定する（ＳＡ２）。
【００５３】前記ＳＡ１２の判定の結果、圧電素子１０
Ｂの出力電圧値Ｖａが閾値Ｖｔよりも小さいときは、後
述するＳＡ７の処理に移行し、圧電素子１０Ｂの出力電
圧値Ｖａが閾値Ｖｔ以上のときは、圧電素子１０Ｂの出
力電圧波形の立ち上がりを検出できたか否かを判定する
（ＳＡ３）。
【００５４】この判定の結果、圧電素子１０Ｂの出力電
圧波形の立ち上がりを検出できないときは後述するＳＡ
５の処理に移行し、検出できたときは記憶部１７に記憶
しているタイヤ総回転数の計数値を＋１カウントアップ
して更新する（ＳＡ４）。
【００５５】タイヤの回転に伴う圧電素子１０Ｂの出力
電圧の変化を図１３に示す。ここでは、タイヤ４の９０
度の位置にトランスポンダ１０が埋設されているものと
する。図に示すように、トランスポンダ１０の圧電素子
１０Ｂに加わる応力が増加するに従って圧電素子１０Ｂ
からの出力電圧は正方向に増加し、圧電素子１０Ｂに加
わる応力が減少するに従って負方向に増加し、１周期の
サイン波形状の交流電圧が出力される。
【００５６】中央処理部１８は、Ａ／Ｄ変換回路１５か
ら入力したデータをもとに圧電素子１０Ｂの出力波形に
対してフィルタ処理を施し（フィルタ処理後波形Ｖ
ｆ）、これ（フィルタ処理を施した圧電素子１０Ｂの出
力電圧Ｖａ）を閾値Ｖｔと比較することにより二値化波
形（Ｖｂ）を生成した後、これに対して微分処理を施
し、圧電素子１０Ｂの電圧出力の立ち上がりを検出す
る。
【００５７】前記ＳＡ４の処理の後、中央処理部１８
は、圧電素子１０Ｂの出力電圧のピーク値Ｖｐが記憶部
１７に記憶している最大電圧値ＶMAXよりも大きいか否
かを判定し（ＳＡ５）、ピーク値Ｖｐが最大電圧値Ｖ
MAX以下のときは後述するＳＡ７の処理に移行し、ピー
ク値Ｖｐが最大電圧値ＶMAXよりも大きいときはピーク
値Ｖｐを用いて最大電圧値ＶMAXを更新する、即ちピー
ク値Ｖｐを最大電圧値ＶMAXとして記憶部１７に記憶す
る（ＳＡ６）。
【００５８】次いで、中央処理部１８は、検出情報送信
命令を受信したか否かを判定し（ＳＡ７）、検出情報送
信命令を受信していないときは前記ＳＡ１の処理に移行
し、受信したときは、タイヤ総回転数の計数値及び最大
電圧値ＶMAXを送信レジスタに格納し（ＳＡ８）、送信
レジスタ内のデータを発信部１９に送出する（ＳＡ
９）。
【００５９】この後、前記ＳＡ１の処理に移行する。
【００６０】次に、スキャナ２０、データ処理装置５１
及び処理装置５５における、タイヤ総回転数及び最大電
圧値ＶMAXの読み取り処理動作の一例について、図１４
のフローチャートに基づいて説明する。スキャナ２０
は、動作を開始すると中央処理部２３によってイニシャ
ル処理を行う（ＳＢ１）。イニシャル処理では、スイッ
チ入力、タイマー等を用いた定期入力などの設定を行う
と共に、複数の車輪のタイヤ内に埋設された複数のトラ
ンスポンダ１０から特定のものを選択する場合には、使
用するアンテナの位置又はトランスポンダ固有のＩＤ、
或いはこれらの両方を指定する。
【００６１】次いで、中央処理部２３は、データ読み出
しトリガがオンされたか否か、例えばスイッチ233がオ
ンされたか否かを判定し（ＳＢ２）、オンされたとき
に、トランスポンダ１０を指定するＩＤや情報読み出し
命令等のデータを送信レジスタに格納し（ＳＢ３）、送
信レジスタ内のデータを発信部２６に送出して送信する
と共に、ウォッチドックタイマー（ＷＤＴ）をスタート
させる（ＳＢ４）。これにより、送信レジスタに格納さ
れた命令がトランスポンダ１０に送信される。
【００６２】次に、中央処理部２３は、トランスポンダ
１０からの応答を受信したか否かを判定する（ＳＢ
５）。この判定の結果、トランスポンダ１０からの応答
を受信していないときは、ウォッチドックタイマーがタ
イムアップしたか否かを判定し（ＳＢ６）、タイムアッ
プしないときは前記ＳＢ５の処理に移行する。また、ウ
ォッチドックタイマーがタイムアップしたときはアラー
ムを出力し（ＳＢ７）、アラームリセットが入力された
か否かを判定する（ＳＢ８）。
【００６３】この判定の結果、アラームリセットが入力
されないときは前記ＳＢ７の処理を継続し、アラームリ
セットが入力されたときは後述するＳＢ１３の処理に移
行する。
【００６４】また、前記ＳＢ５の判定の結果、トランス
ポンダ１０からの応答を受信したときは、少なくともト
ランスポンダのＩＤ等の受信データを照合し（ＳＢ
９）、受信データが正常であるか否かを判定する（ＳＢ
１０）。
【００６５】この判定の結果、受信データに異常がある
場合は前記ＳＢ７の処理に移行してアラームを出力し、
受信データに異常がない場合は受信データ、即ちタイヤ
総回転数、最大電圧値ＶMAX等のデータをもとにして走
行距離、走行速度、タイヤに加わった最大応力等を算出
し（ＳＢ１１）、これを表示する（ＳＢ１２）。
【００６６】次いで、中央処理部２３は、これらのデー
タを検出日を示すデータと共にメモり232に記憶する
（ＳＢ１３）。
【００６７】前述したように本実施形態によれば、トラ
ンスポンダ１０のでは、スキャナ２０等から受信した電
磁波エネルギーは電気エネルギーに変換されて蓄電器１
６に蓄電されると共に、タイヤ４の変形によって圧電素
子１０Ｂから発生する電力が蓄電器１６に蓄電され、こ
れらの電気エネルギーによってトランスポンダ１０が駆
動されると共に、タイヤの総回転数及び最大応力値が自
動的に検出されて記憶部１７に記憶されるので、これら
の情報をもとにタイヤ４の疲労度に関しての把握が可能
となり、リトレッドの可否判断を的確に行うことができ
る。
【００６８】例えば、段差などを激しく乗り越えた場
合、タイヤ空気圧が規定値よりも低い場合、荷重が極端
に大きい場合（過積載）等には、タイヤの変形が大きく
なり、タイヤケーシングの破壊につながる。検出された
最大応力（最大電圧値ＶMAX）が、タイヤケーシングの
耐久力（タイヤにより異なる）を越えた場合には、タイ
ヤケーシング破壊の危険性があると判断して、使用の禁
止、リトレッド用台タイヤへの使用禁止等の処理をとる
ことができる。さらに、タイヤの補償問題の際のデータ
としても有効利用することができる。
【００６９】また、従来のように電池交換作業を行う必
要が無いので、タイヤ４内にトランスポンダ１０を埋め
込んでも、半永久的に使用可能となると共に、電池を用
いていないので、高温となるタイヤの製造或いは使用条
件下でもトランスポンダ１０としての機能の低下を招く
ことがない。
【００７０】さらに、電気エネルギーは蓄電器１６に蓄
電されるので、圧電素子１０Ｂによって電気エネルギー
が生成されず、且つスキャナ２０からの電磁波を受信し
ないときは、蓄電器１６に蓄積されている電気エネルギ
ーによってトランスポンダ１０が駆動されるので、必要
時にはいつでもトランスポンダ１０内に記憶されている
情報を得ることができる。
【００７１】また、トランスポンダ本体１０Ａを構成す
る電子回路部は絶縁性の筐体によってモールドされ、タ
イヤ変形による応力や熱による影響が抑制されるので、
高温となるタイヤ４の製造或いは使用条件下でもトラン
スポンダとしての機能低下をさらに防止することができ
る。
【００７２】また、高分子複合物圧電材料からなる圧電
素子は、可撓性を有すると共に耐衝撃性に優れ、任意の
大きさへの加工が容易であるので、タイヤ内の埋設所望
位置に合わせて圧電素子の形状を設定することができる
と共に、大きさを変えることにより所望の電圧を容易に
得ることができる。
【００７３】尚、本実施形態は一例であり、本発明がこ
れに限定されることはない。例えば、タイヤ４内へのト
ランスポンダ１０の装着個数は何個であってもよく、回
転数の検出及び最大応力の検出に有効な箇所に取り付け
ることが好ましい。
【００７４】また、圧電素子１０Ｂのピーク電圧検出に
おいて、閾値を数段階設ける、或いは検出範囲を数段階
設定するなどして、タイヤに加わった応力を段階的に検
出し、それぞれの回数を記録するようにしても良い。
【００７５】また、本実施形態では、トランスポンダ本
体１０Ａと圧電素子１０Ｂを一体に形成したが、これら
を分離しても良い。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載のタイヤ装着用トランスポンダによれば、電磁波受信
手段によって所定周波数の電磁波が受信されると、該電
磁波エネルギーはエネルギー変換手段によって電気エネ
ルギーに変換され、さらに電気エネルギー生成手段によ
って、タイヤの変形によって発生する応力が電気エネル
ギーに変換され、これらの電気エネルギーによってトラ
ンスポンダが駆動されると共に、タイヤの総回転数及び
最大応力値が自動的に検出されて情報記憶手段に記憶さ
れるので、これらの情報をもとにタイヤの疲労度に関し
ての把握が可能となり、リトレッドの可否判断を的確に
行うことができると共に、従来のように電池交換作業を
行う必要が無いので、タイヤ内にトランスポンダを埋め
込んでも、半永久的に使用可能となる。また、電池を用
いていないので、高温となるタイヤの製造或いは使用条
件下でもトランスポンダとしての機能の低下を招くこと
がない。
【００７７】また、請求項２記載のタイヤ装着用トラン
スポンダによれば、上記の効果に加えて、圧電素子によ
って生成された電気エネルギーは、電気エネルギー蓄積
手段によって蓄積される。これにより、前記圧電素子に
よって電気エネルギーが生成されず、且つエネルギー変
換手段によっても電気エネルギーが供給されないとき
は、前記電気エネルギー蓄積手段に蓄積されている電気
エネルギーによってトランスポンダが駆動されるので、
必要時にはいつでもトランスポンダ内に記憶されている
所定情報を得ることができる。
【００７８】また、請求項３記載のタイヤ装着用トラン
スポンダによれば、上記の効果に加えて、少なくともト
ランスポンダを構成する電子回路部は絶縁性の筐体によ
ってモールドされ、タイヤ変形による応力や熱による影
響が抑制されるので、高温となるタイヤの製造或いは使
用条件下でもトランスポンダとしての機能低下をさらに
防止することができる。
【００７９】また、請求項４記載のタイヤ装着用トラン
スポンダによれば、上記の効果に加えて、高分子複合物
圧電材料からなる圧電素子は、可撓性を有すると共に耐
衝撃性に優れ、任意の大きさへの加工が容易であるの
で、タイヤ内の埋設所望位置に合わせて圧電素子の形状
を設定することができると共に、大きさを変えることに
より所望の電圧を容易に得ることができる。
【００８０】また、請求項５記載のタイヤ装着用トラン
スポンダによれば、上記の効果に加えて、前記圧電素子
は所定の厚さと面積を有する平板状をなしているので、
タイヤ内への埋設によってタイヤ性能の低下を招くこと
がない。
【００８１】また、請求項６記載のトランスポンダ装着
タイヤによれば、電磁波受信手段によって所定周波数の
電磁波が受信されると、該電磁波エネルギーはエネルギ
ー変換手段によって電気エネルギーに変換され、さらに
電気エネルギー生成手段によって、タイヤの変形によっ
て発生する応力が電気エネルギーに変換され、これらの
電気エネルギーによってトランスポンダが駆動されると
共に、タイヤの総回転数及び最大応力値が自動的に検出
されてトランスポンダ内の情報記憶手段に記憶されるの
で、これらの情報をもとにタイヤの疲労度に関しての把
握が可能となり、リトレッドの可否判断を的確に行うこ
とができると共に、従来のように電池交換作業を行う必
要が無いので、半永久的に使用可能となる。また、トラ
ンスポンダの駆動電源として電池を用いていないので、
高温となるタイヤの製造或いは使用条件下でもトランス
ポンダとしての機能の低下を招くことがない。
【００８２】また、請求項７記載のトランスポンダ装着
タイヤによれば、上記の効果に加えて、少なくとも圧電
素子が車両装着時にタイヤの変形量が多いサイドウォー
ル部に設けられるので、タイヤに加わる最大応力を的確
に検出することができると共に、効率よく電気エネルギ
ーを得ることができる。
【００８３】また、請求項８記載のトランスポンダ装着
タイヤによれば、上記の効果に加えて、少なくとも圧電
素子は、車両装着時にタイヤの変形量が多いトレッド部
に埋設されているスチールベルトの端末部に設けられる
ので、タイヤに加わる最大応力及びタイヤの回転数を的
確に検出することができると共に、効率よく電気エネル
ギーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるタイヤ装着用トラ
ンスポンダを示す外観図
【図２】従来例のタイヤ回転数検出システムを示す構成
図
【図３】従来例のタイヤ回転数検出システムを示す構成
図
【図４】本発明の一実施形態におけるトランスポンダを
示す電気系回路のブロック図
【図５】本発明のトランスポンダに係るスキャナを示す
電気系回路のブロック図
【図６】本発明のトランスポンダに係るスキャナを示す
外観図
【図７】本発明のトランスポンダのタイヤ装着例を説明
する図
【図８】本発明のトランスポンダのタイヤ装着例を説明
する図
【図９】本発明のトランスポンダを用いたタイヤ管理シ
ステムを説明する図
【図１０】本発明のトランスポンダを用いたタイヤ管理
システムを説明する図
【図１１】本発明の一実施形態における車載アンテナの
配置例を説明する図
【図１２】本発明の一実施形態のトランスポンダにおけ
る回転数及び最大応力検出動作を説明するフローチャー
ト
【図１３】本発明の一実施形態のトランスポンダにおけ
る回転数及び最大応力検出時の波形処理を説明する図
【図１４】本発明の一実施形態のスキャナにおける回転
数及び最大応力読み出し動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
１０…トランスポンダ、１０Ａ…トランスポンダ本体、
１０Ｂ…圧電素子、１１Ａ…受信アンテナ、１１Ｂ…送
信アンテナ、１２Ａ…電磁誘導側整流回路、１２Ｂ…圧
電素子側整流回路、１３…受信機、１４，１５…Ａ／Ｄ
変換回路、１６…蓄電器、１７…記憶部、１８…中央処
理部、１９…発振部、１６…送信用アンテナ、１７…蓄
電器、１８…第２の整流回路、１９Ａ…圧電素子、２０
…スキャナ、２０Ａ…筐体、２０Ｂ…グリップ、２１…
受信アンテナ、２２…受信部、２３…中央処理部、２４
…キーボード、２５…表示部、２６…発信部、２７…送
信アンテナ、２８…電源部、４…タイヤ、４１…タイヤ
内壁面、４２…サイドウォール部、、４３…トレッド
部、４４…スチールベルト、５１…データ処理装置、５
２…コントローラ、５３ａ，５３ｂ…アンテナ、５４…
管理端末機、５５…処理装置、５６…表示ユニット、５
７…車載アンテナ、５８…車両。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 情報記憶手段を備え、所定の信号によっ
    て前記情報記憶手段内の情報アクセスを行うタイヤ装着
    用トランスポンダにおいて、 前記情報記憶手段は回転数計数値と最大応力値とを記憶
    すると共に、 所定周波数の電磁波を受信する電磁波受信手段と、 該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを
    電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、 タイヤの変形によって発生する応力などによって加えら
    れた圧力に対応した電圧を出力する圧電素子と、 前記圧電素子の出力電圧値をディジタルデータに変換し
    て検出値として出力するアナログ／ディジタル変換手段
    と、 前記検出値と前記最大応力値とを比較し、前記最大応力
    値よりも前記検出値の方が大きいときに、前記検出値を
    用いて前記最大応力値を更新する最大応力値更新手段
    と、 前記圧電素子の出力電圧値が予め設定されているしきい
    値を越えたときに、前記回転数計数値を＋１カウントア
    ップして更新する回転数計数手段とを有し、 前記エネルギー変換手段によって供給される電気エネル
    ギー又は前記圧電素子から出力される電気エネルギーに
    よって動作することを特徴とするタイヤ装着用トランス
    ポンダ。
  2. 【請求項２】 前記圧電素子から出力された電気エネル
    ギーを蓄積する電気エネルギー蓄積手段を備えたことを
    特徴とする請求項１記載のタイヤ装着用トランスポン
    ダ。
  3. 【請求項３】 少なくとも前記トランスポンダを構成す
    る電子回路部は絶縁性の筐体によってモールドされてい
    ることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ装着用
    トランスポンダ。
  4. 【請求項４】 前記圧電素子は、高分子複合物圧電材料
    からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記
    載のタイヤ装着用トランスポンダ。
  5. 【請求項５】 前記圧電素子は、所定の厚さと面積を有
    する平板状をなしていることを特徴とする請求項１乃至
    ４の何れかに記載のタイヤ装着用トランスポンダ。
  6. 【請求項６】 情報記憶手段を備え、所定の信号によっ
    て前記情報記憶手段内の情報アクセスを行うタイヤ装着
    用トランスポンダを備えたトランスポンダ装着タイヤに
    おいて、 前記トランスポンダの情報記憶手段は回転数計数値と最
    大応力値とを記憶すると共に、 前記トランスポンダは、所定周波数の電磁波を受信する
    電磁波受信手段と、 該電磁波受信手段によって受信した電磁波エネルギーを
    電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、 タイヤの変形によって発生する応力などによって加えら
    れた圧力に対応した電圧を出力する圧電素子と、 前記圧電素子の出力電圧値をディジタルデータに変換し
    て検出値として出力するアナログ／ディジタル変換手段
    と、 前記検出値と前記最大応力値とを比較し、前記最大応力
    値よりも前記検出値の方が大きいときに、前記検出値を
    用いて前記最大応力値を更新する最大応力値更新手段
    と、 前記圧電素子の出力電圧値が予め設定されているしきい
    値を越えたときに、前記回転数計数値を＋１カウントア
    ップし更新する回転数計数手段とを有し、 前記エネルギー変換手段によって供給される電気エネル
    ギー又は前記圧電素子から出力される電気エネルギーに
    よって動作することを特徴とするトランスポンダ装着タ
    イヤ。
  7. 【請求項７】 少なくとも前記圧電素子は、空気入りタ
    イヤのサイドウォール部に設けられていることを特徴と
    することを特徴とする請求項６記載のトランスポンダ装
    着タイヤ。
  8. 【請求項８】 少なくとも前記圧電素子は、空気入りタ
    イヤのトレッド部に埋設されているスチールベルトの端
    末部に設けられていることを特徴とする請求項６記載の
    トランスポンダ装着タイヤ。
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