センサモジュール、及びセンサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体
【課題】専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を更に低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能なセンサモジュール、及び当該センサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体の提供。
【解決手段】本発明に係るセンサモジュール１００は、内圧を検出する圧力センサ、無線信号を受信する受信アンテナ１８、無線信号を送信する送信アンテナ４４、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサと接続され、センサモジュール１００を構成する電子回路部を収容する箱体１０を備え、圧力センサは、電気抵抗の変化により箱体１０のひずみを検出するひずみゲージを含み、ひずみゲージは、箱体１０の内壁に接着され、箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成される。
【解決手段】本発明に係るセンサモジュール１００は、内圧を検出する圧力センサ、無線信号を受信する受信アンテナ１８、無線信号を送信する送信アンテナ４４、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサと接続され、センサモジュール１００を構成する電子回路部を収容する箱体１０を備え、圧力センサは、電気抵抗の変化により箱体１０のひずみを検出するひずみゲージを含み、ひずみゲージは、箱体１０の内壁に接着され、箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ・ホイール組立体の内部に設置されるセンサモジュール、及びセンサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤがリムホイールに組み付けられたタイヤ・ホイール組立体に充填された空気の内圧や、タイヤ・ホイール組立体の内部の温度を常時監視するモニタリングシステムとして機能するセンサモジュールが、広く用いられている。
【０００３】
具体的には、センサモジュールは、タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサ、温度を検出する温度センサ、無線信号を送受信する無線通信機によって構成され、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれる、またはタイヤ・ホイール組立体の内壁に設置される。
【０００４】
このようなセンサモジュールにおいて、センサモジュールを構成する電子部品を樹脂ケースに収容し、水分の浸入を防止する方法が知られている。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２３４４８１号公報（第５−６頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、建設車両などの大型のタイヤ・ホイール組立体では、内圧が高く設定されると共に、タイヤ・ホイール組立体の内部に専用クーラントなどが注入される。このようなタイヤ・ホイール組立体の転動に伴い、タイヤ・ホイール組立体の内部は、湿度が上昇し、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる。
【０００６】
このようなタイヤ・ホイール組立体の内部に、樹脂ケースを備えるセンサモジュールを設置した場合、高湿度かつ高圧な気体が樹脂ケースを透過してしまい、センサモジュールを構成する電子部品の故障確率が増大しやすい点で更なる改良が求められていた。
【０００７】
また、センサモジュールは、タイヤ・ホイール組立体が成型された後に、タイヤ・ホイール組立体へ設置される工程を新たに必要とする。このため、センサモジュールの設置に伴う、新たな処理、例えば、センサモジュールを埋め込むための切削等を削減するために、タイヤ・ホイール組立体へのタイヤ・ホイール組立体の架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれることが求められていた。
【０００８】
しかしながら、樹脂ケースに収容されたセンサモジュールでは、架硫工程で用いられる高温、高圧な気体により、樹脂ケースが変形してしまうことが懸念されていた。
【０００９】
そこで、本発明は、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を更に低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能なセンサモジュール、及び当該センサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ・ホイール組立体（タイヤ・ホイール組立体１）の内部に設置されるセンサモジュール（センサモジュール１００）であって、タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサ（圧力センサ３４）と、無線信号を受信する受信アンテナ（受信アンテナ１８）と、無線信号を送信する送信アンテナ（送信アンテナ４４）と、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサと接続され、センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体（箱体１０）を備え、圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により箱体のひずみを検出するひずみゲージ３６を含み、ひずみゲージは、箱体の内壁に接着され、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されることを要旨とする。
【００１１】
このような、センサモジュールによれば、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサ及び電子回路部は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成された箱体に収容されるため、タイヤ・ホイール組立体の内部が、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる場合でも、箱体は、内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００１２】
また、センサモジュールが、架硫工程の前にタイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれた場合おいても、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、架硫工程において、高温、高圧な状況で処理をされても、箱体の内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００１３】
また、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、受信アンテナ及び送信アンテナが無線信号を受信することを妨げることはない。
【００１４】
従って、センサモジュールは、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能となる。
【００１５】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、箱体には、電子回路部に必要な電力を供給する発電部（発電部４８）が収容され、発電部は、箱体内部の振動により発電する圧電素子（圧電素子５０）を含むことを要旨とする。
【００１６】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、箱体には、電子回路部に必要な電力を供給する発電部（発電部４８ａ）が収容され、発電部は、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるアンテナコイル(アンテナコイル5４)を含むことを要旨とする。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の何れか一つの特徴に係り、電子回路部には、タイヤ・ホイール組立体内部の温度を検出する温度センサ（温度センサ３８）が含まれることを要旨とする。
【００１８】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の何れか一つの特徴に係り、非金属無機質材料は、セラミック、ガラスセラミックの何れかであることを要旨とする。
【００１９】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至５の何れか一つの特徴に係り、センサモジュールは、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態、内圧が５００ｋＰａ以上の環境下で利用されることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、センサモジュールが内部に設置されたタイヤ・ホイール組立体であって、センサモジュールは、タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサと、無線信号を受信する受信アンテナと、無線信号を送信する送信アンテナと、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサと接続され、センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体を備え、圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により箱体のひずみを測定するひずみゲージを含み、ひずみゲージは、箱体の内壁に接着され、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるセンサモジュールセンサモジュールを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の特徴によれば、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置した場合でも、故障の発生確率を更に低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能なセンサモジュール、及び当該センサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２３】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２４】
[実施形態]
本実施形態においては、（１）タイヤ・ホイール組立体の全体構成、（２）センサモジュールの詳細構成、（３）箱体の構成、（４）比較評価、（５）作用・効果、（６）変形例、（７）その他の実施形態について説明する。
【００２５】
（１）タイヤ・ホイール組立体の全体構成
図１は、本発明の実施形態に係るセンサモジュール１００を備えたタイヤ・ホイール組立体１のトレッド幅方向に沿った一部断面図である。図２は、本発明の実施形態におけるセンサモジュール１００を拡大した斜視図であり、車両装着時におけるタイヤ・ホイール組立体の内部に配置された状態を示している。
【００２６】
タイヤ・ホイール組立体１には、センサモジュール１００が内部に設置される。タイヤ・ホイール組立体１は、建設車両などの大型の車両に適用されるタイヤ・ホイール組立体である。建設車両などの大型の車両は、タイヤ・ホイール組立体１も大型であるとともに、交代制の作業で２４時間使い続けられる事が多いため、タイヤ・ホイール組立体１の内部は、常に高温、高圧な状況に保たれる。
【００２７】
更に、タイヤ・ホイール組立体１は、内部に水及びＬＬＣが注入されているため、高湿度かつ高圧な気体によって、タイヤ・ホイール組立体の内部が満たされる。具体的には、タイヤ・ホイール組立体には、容積に対して、１/５０〜１/４０ほどの水及びＬＬＣの混合液（約５０リットル）が注入されている。
【００２８】
図１に示すように、タイヤ・ホイール組立体１は、一対のビード部２と、一対のサイド部３と、カーカス層４ と、ベルト層５と、トレッド部６とにより構成されるタイヤと、タイヤが固定されているリム７とにより構成される。
【００２９】
ビード部２は、タイヤ周方向に沿って、リング状に形成されており、トレッド幅方向に沿って、タイヤの両端にそれぞれに備えられている。ビード部２は、タイヤをリム７に固定するための補強材である。
【００３０】
サイド部３は、後述するトレッド部６を介してトレッド幅方向に沿って、タイヤの両端に形成された壁面である。
【００３１】
図１、２に示すように、センサモジュール１００は、サイド部３の内側に埋め込まれる。
【００３２】
カーカス層４は、サイド部３を構成しており、荷重や衝撃に耐え、タイヤ構造を保持するための層である。カーカス層４のトレッド幅方向に沿った両端部は、ビード部２で折り返されている。
【００３３】
ベルト層５は、タイヤ周方向に沿って、カーカス層４と後述するトレッド部６との間に配置される。
【００３４】
（２）センサモジュールの詳細構成
センサモジュール１００の詳細構成について、説明する。
【００３５】
上述したタイヤ・ホイール組立体１は、内部にＬＬＣが注入されているため、高湿度かつ高圧な気体によって、タイヤ・ホイール組立体の内部が満たされる。従って、センサモジュール１００は、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態（つまり、相対湿度１００％）、内圧が、５００kPa以上の環境下で利用される。具体的には、センサモジュール１００は、温度が、２５度〜９０度(平均６４度)、湿度が、２０％〜１００％、内圧が、５００ｋＰａの環境下で利用される。
【００３６】
センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体に充填された空気の内圧を常時監視するタイヤ・プレッシャー・モニタリングシステム（以下ＴＰＭＳ装置）として機能する。
【００３７】
（３）箱体の構成
箱体１０の詳細構成について、説明する。具体的には、（３．１）箱体の詳細構成、（３．２）箱体本体の詳細構成、（３．３）電子回路部の詳細構成について、図３乃至５を用いて説明する。図３は、本発明の実施形態に係る箱体１０の一部を分解した分解斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る箱体１０の上蓋１４を取り外した場合の平面図である。
【００３８】
（３．１）箱体の詳細構成
図３に示すように、センサモジュール１００は、箱体１０を備える。箱体１０は、箱体本体１２と、上蓋１４と、下蓋１６とにより構成される。
【００３９】
箱体１０は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の内圧を検出する圧力センサ３４と、無線信号を受信するコイル状の受信アンテナ１８と、無線信号を送信する送信アンテナ４４と、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサ３４と接続され、センサモジュール１００を構成する電子回路部を少なくとも収容する。
【００４０】
箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成される。具体的には、箱体１０を形成する非金属無機質材料は、セラミック又は、ガラスセラミックが用いられる。例えば、箱体１０を形成する非金属無機質材料として、アルミナセラミック等が好適に用いられる。
【００４１】
上蓋１４及び下蓋１６は、上記非金属無機質材料からなる板状の蓋である。上蓋１４及び下蓋１６は、箱体本体１２にそれぞれ溶着されることにより、電子回路部は、箱体１０の内部に封止される。具体的には、上蓋１４及び下蓋１６は、箱体本体１２にシーム溶接、またはハンダ付けされる。
【００４２】
圧力センサ３４は、抵抗体の電気抵抗の変化により箱体１０のひずみを検出するひずみゲージ３６を含む。
【００４３】
ひずみゲージ３６は、箱体の内壁に接着される。具体的には、ひずみゲージ３６は、上蓋１４の内壁に専用の接着剤で接着される。ひずみゲージ３６は、箱体本体１２の内壁だけでなく、箱体本体１２及び下蓋１６の内壁に接着されてもよい。例えば、ひずみゲージ３６は、薄い電気絶縁物のベース体３６ａと、ベース体３６ａの上に重ねられ、格子状に形成される抵抗体３６ｂと、抵抗体３６ｂと接続される引き出し線３６ｃとにより構成される。
【００４４】
（３．２）箱体本体の詳細構成
図４に示すように、箱体本体１２は、内部に受信アンテナ１８と、送信アンテナ４４と、電子回路部とを少なくとも収容する。受信アンテナ１８は、無線信号を受信し、コイル状に形成される。送信アンテナ４４は、無線信号を受信し、コイル状に形成される。箱体本体１２は、非金属無機質材料からなる基板の積層体と、非金属無機質材料からなるケースとにより構成される。
【００４５】
例えば、非金属無機質材料として、セラミックが用いられる場合、箱体本体１２は、セラミック基板の積層体と、セラミックからなるケースとを焼結する事により製造される。
【００４６】
（３．３）電子回路部の詳細構成
電子回路部には、マイクロコンピュータ２０（以下、マイコン２０）と、高周波変調集積回路２２（以下、ＲＦ変調ＩＣ２２）と、コンデンサ２４と、水晶発振器２６と、低周波復調集積回路２８（以下、ＬＦ復調ＩＣ２８）と、温度センサ３８と、電池４６と、電子回路基板３０とが少なくとも含まれる。
【００４７】
マイコン２０は、他の電子回路部を制御する。具体的には、マイコン２０から他の電子回路部に情報信号が入出力される。ＲＦ変調ＩＣ２２は、マイコン２０から出力された信号を高周波信号に変調する。コンデンサ２４は、電圧低下時の電力をサポートする。水晶発振器２６は、マイコン２０が起動するための基本クロックを出力する。ＬＦ復調ＩＣ２８は、受信アンテナ１８に入力される低周波信号を復調する。温度センサ３８は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を検出する。電池４６は、電子回路部に必要な電力を供給する。
【００４８】
電子回路基板３０には、マイコン２０、ＲＦ変調ＩＣ２２、コンデンサ２４、水晶発振器２６、ＬＦ復調ＩＣ２８、温度センサ３８、電池４６を少なくとも含む電子部品が、配置されると共に、これらの電子部品を互いに電気的に接続する回路パターンが形成される。が含まれる。
【００４９】
（４）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（４．１）評価方法、（４．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００５０】
（４．１）評価方法
２種類のセンサモジュールをそれぞれ備えたタイヤ・ホイール組立体を用いて、温度に対する耐久性について評価を行った。空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。
【００５１】
・ タイヤ・ホイール組立体内のクーラント ：水、専用クーラント（混合比０：１００、つまり専用クーラントのみ）
・ クーラント注入量／タイヤ・ホイール組立体の内部容積 ：１／５０（５０リットル）
・ 湿度 ：相対湿度１００％（飽和状態）
・ 圧力 ：１ＭＰａ
【００５２】
（耐久性比較試験）
評価方法 ：各タイヤ・ホイール組立体について、タイヤ・ホイール組立体内を設定温度（６５℃、８０℃、１００℃）環境に保持し、各センサモジュールが、故障に至るまでの時間（寿命）を測定した。
【００５３】
実施例のタイヤ・ホイール組立体には、図３に示すような、センサモジュール１００が、設置される。具体的には、センサモジュール１００は、箱体１０を備える。
【００５４】
比較例のタイヤ・ホイール組立体に設置されるセンサモジュールは、実施例が、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成される箱体１０を用いているのに対して、樹脂によって形成されるケースを用いている点で異なる。
【００５５】
具体的には、実施例のセンサモジュール１００において、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサは、箱体１０に収容される。これに対して、比較例のセンサモジュールにおいて、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサは、箱体１０に収容されることなく、樹脂によって形成されるケースに収容される。
【００５６】
（４．２）評価結果
各センサモジュールの評価結果について、図５を参照しながら説明する。図５は、タイヤ・ホイール組立体内の設定温度に対する、寿命（単位は、時間）を示した図である。
【００５７】
図５に示すように、比較例のタイヤ・ホイール組立体に備えられたセンサモジュールは、全ての設定温度下において、実施例のタイヤ・ホイール組立体に備えられたセンサモジュールと比べて、寿命が短かった。
【００５８】
（５）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサ３４及び電子回路部は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成された箱体１０に収容されるため、タイヤ・ホイール組立体１の内部が、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる場合でも、箱体１０は、内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００５９】
また、センサモジュール１００が、架硫工程の前にタイヤ・ホイール組立体１の内部に埋め込まれた場合おいても、箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、架硫工程において、高温、高圧な状況で処理をされても、箱体１０の内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００６０】
また、箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、受信アンテナ１８及び送信アンテナ４４が無線信号を受信することを妨げることはない。
【００６１】
従って、センサモジュール１００は、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体１の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体１の内部に埋め込むことが可能となる。
【００６２】
本実施形態によれば、架硫工程の前にセンサモジュール１００をタイヤ・ホイール組立体１の内部に埋め込むことが可能となるため、タイヤ・ホイール組立体１が成型された後に、タイヤ・ホイール組立体１へセンサモジュール１００を設置する工程を削除することができる。
【００６３】
本実施形態によれば、圧力センサ３４は、箱体１０のひずみを検出するひずみゲージ３６を含み、タイヤ・ホイール組立体１の内部の内圧を検出できる。このため、圧力センサ３４は、圧力センサ３４の一部をタイヤ・ホイール組立体１の内部に通じるような構成を必要としない。
【００６４】
本実施形態に撚れば、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサ３４及び電子回路部は、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる環境では、故障する可能性のある汎用の電子部品等を用いた場合でも、箱体１０に収容されるため、故障の発生要因となることを抑制できる。
【００６５】
本実施形態では、電子回路部には、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を検出する温度センサ３８が含まれるため、センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を測定できる。
【００６６】
本実施形態では、非金属無機質材料は、セラミック、ガラスセラミックの何れかであるため、受信アンテナ１８及び送信アンテナ４４は、無線信号を受信できるとともに、箱体１０は、箱体１０の内部への水分の透過を更に防止できる。
【００６７】
本実施形態では、センサモジュール１００は、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態、内圧が５００ｋＰａ以上の環境下で利用される場合でも、箱体１０の内部への水分の透過を充分に防止できるため、故障の発生確率を低減できる。
【００６８】
本実施形態では、センサモジュール１００には、電子回路部に接続され、無線信号を送受信する受信アンテナ１８、送信アンテナ４４が含まれるため、センサモジュール１００は、何らかの情報を送受信できる装置として機能する。
【００６９】
具体的には、センサモジュール１００は、タイヤ製造番号や、タイヤ・ホイール組立体１内部の圧力に関する情報を送信するＴＰＭＳ装置装置として機能できる。
【００７０】
本実施形態では、電子回路部には、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を検出する温度センサ３８が含まれるため、センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を測定できる。更に、センサモジュール１００は、無線信号を送信する送信アンテナ４４が含まれるため、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度に関する情報を送信する装置として機能できる。
【００７１】
本実施形態では、センサモジュール１００には、電子回路部に必要な電力を供給する電池４６が含まれるため、センサモジュール１００は、外部より電気の供給が不要で有るとともに、電池４６を交換することで、繰り返し使用できる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態のセンサモジュール１００を備えたタイヤ・ホイール組立体１は、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体１の内部にセンサモジュール１００を設置した場合でも、故障の発生確率を低減したセンサモジュール１００を備えることができる。
【００７３】
（６）変形例
上述した実施形態に係るセンサモジュール１００は、以下の（６．１）変形例１、（６．２）変形例２のように変更してもよい。
【００７４】
（６．１）変形例１
上述した実施形態にかかる箱体１０は、電池４６を収容しているが、図６に示すように、箱体本体１２ａは、電池４６の代わりに、電子回路部に必要な電力を供給する発電部４８を収容していてもよい。具体的には、発電部４８は、箱体１０内部の振動により発電する圧電素子５０を含む。圧電素子５０の両面には、電極５２が備えられており、圧電素子５０より生じた電力を供給する。
【００７５】
これによれば、発電部４８は、箱体１０内部の振動により発電するため、上述した実施形態のような電池切れによる、交換作業が不要になる。つまり、センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体１の架硫工程の前にタイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれれば、電子部品の故障が無い限り、交換作業が不要になる。
【００７６】
（６．２）変形例２
上述した実施形態にかかる箱体１０は、電池４６を収容しているが、図７に示すように、箱体本体１２ｂは、電池４６の代わりに、電子回路部に必要な電力を供給する発電部４８ａを収容していてもよい。具体的には、発電部４８ａは、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるアンテナコイル5４を含む。
【００７７】
これによれば、発電部４８ａは、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるため、上述した実施形態のような電池切れによる、交換作業が不要になる。つまり、センサモジュール１００は、変形例１と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（７）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７９】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。
【００８０】
上記実施形態において、センサモジュール１００は、サイド部３の内側に沿って埋め込まれるが、これに限られず、例えば、リム７の内側に沿って設置される、又は、タイヤ内面に沿って貼り付けられてもよい。
【００８１】
上記実施形態において、箱体１０を形成する非金属無機質材料は、セラミック又は、ガラスセラミックが用いられるが、これに限られず、非金属無機質材料は、透磁性が非常に高く、磁気を通しやすい性質を有するものであればよい。具体的には、非金属無機質材料は、ガラス繊維によって形成されていてもよい。
【００８２】
上記実施形態において、箱体１０は、箱体本体１２、上蓋１４及び下蓋１６により構成されているが、これに限られず、箱体は、底部を備える箱形の箱体本体と、上蓋１４とにより構成されていてもよい。
【００８３】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る本センサモジュール１００を備えたタイヤ・ホイール組立体１のトレッド幅方向に沿った一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るセンサモジュール１００の一部を分解した分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る箱体１０の一部を分解した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る箱体１０の一部を分解した分解平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るタイヤ・ホイール組立体内の設定温度に対する、寿命を示した図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る箱体の一部を分解した分解平面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例に係る箱体の一部を分解した分解平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…タイヤ・ホイール組立体、 ２…ビード部、 ３…サイド部、 ４…カーカス層、
５…ベルト層、 ６…トレッド部、 ７…リム、 １０…箱体、 １２…箱体本体、 １４…上蓋、 １６…下蓋、 １８…受信アンテナ、 ２０…マイコン、 ２２…RF波変調ＩＣ、 ２４…コンデンサ、 ２６…水晶発振器、 ２８…LF復調IC、 ３０…電子回路基板、 ３２…リード、 ３４…圧力センサ、 ４０…基板、 ４４…送信アンテナ、 ４６…電池、 ４８、４８a…発電部、 ５０…圧電素子、 １００…無線通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ・ホイール組立体の内部に設置されるセンサモジュール、及びセンサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤがリムホイールに組み付けられたタイヤ・ホイール組立体に充填された空気の内圧や、タイヤ・ホイール組立体の内部の温度を常時監視するモニタリングシステムとして機能するセンサモジュールが、広く用いられている。
【０００３】
具体的には、センサモジュールは、タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサ、温度を検出する温度センサ、無線信号を送受信する無線通信機によって構成され、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれる、またはタイヤ・ホイール組立体の内壁に設置される。
【０００４】
このようなセンサモジュールにおいて、センサモジュールを構成する電子部品を樹脂ケースに収容し、水分の浸入を防止する方法が知られている。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２３４４８１号公報（第５−６頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、建設車両などの大型のタイヤ・ホイール組立体では、内圧が高く設定されると共に、タイヤ・ホイール組立体の内部に専用クーラントなどが注入される。このようなタイヤ・ホイール組立体の転動に伴い、タイヤ・ホイール組立体の内部は、湿度が上昇し、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる。
【０００６】
このようなタイヤ・ホイール組立体の内部に、樹脂ケースを備えるセンサモジュールを設置した場合、高湿度かつ高圧な気体が樹脂ケースを透過してしまい、センサモジュールを構成する電子部品の故障確率が増大しやすい点で更なる改良が求められていた。
【０００７】
また、センサモジュールは、タイヤ・ホイール組立体が成型された後に、タイヤ・ホイール組立体へ設置される工程を新たに必要とする。このため、センサモジュールの設置に伴う、新たな処理、例えば、センサモジュールを埋め込むための切削等を削減するために、タイヤ・ホイール組立体へのタイヤ・ホイール組立体の架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれることが求められていた。
【０００８】
しかしながら、樹脂ケースに収容されたセンサモジュールでは、架硫工程で用いられる高温、高圧な気体により、樹脂ケースが変形してしまうことが懸念されていた。
【０００９】
そこで、本発明は、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を更に低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能なセンサモジュール、及び当該センサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ・ホイール組立体（タイヤ・ホイール組立体１）の内部に設置されるセンサモジュール（センサモジュール１００）であって、タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサ（圧力センサ３４）と、無線信号を受信する受信アンテナ（受信アンテナ１８）と、無線信号を送信する送信アンテナ（送信アンテナ４４）と、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサと接続され、センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体（箱体１０）を備え、圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により箱体のひずみを検出するひずみゲージ３６を含み、ひずみゲージは、箱体の内壁に接着され、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されることを要旨とする。
【００１１】
このような、センサモジュールによれば、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサ及び電子回路部は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成された箱体に収容されるため、タイヤ・ホイール組立体の内部が、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる場合でも、箱体は、内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００１２】
また、センサモジュールが、架硫工程の前にタイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれた場合おいても、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、架硫工程において、高温、高圧な状況で処理をされても、箱体の内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００１３】
また、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、受信アンテナ及び送信アンテナが無線信号を受信することを妨げることはない。
【００１４】
従って、センサモジュールは、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能となる。
【００１５】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、箱体には、電子回路部に必要な電力を供給する発電部（発電部４８）が収容され、発電部は、箱体内部の振動により発電する圧電素子（圧電素子５０）を含むことを要旨とする。
【００１６】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、箱体には、電子回路部に必要な電力を供給する発電部（発電部４８ａ）が収容され、発電部は、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるアンテナコイル(アンテナコイル5４)を含むことを要旨とする。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の何れか一つの特徴に係り、電子回路部には、タイヤ・ホイール組立体内部の温度を検出する温度センサ（温度センサ３８）が含まれることを要旨とする。
【００１８】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の何れか一つの特徴に係り、非金属無機質材料は、セラミック、ガラスセラミックの何れかであることを要旨とする。
【００１９】
本発明の第６の特徴は、本発明の第１乃至５の何れか一つの特徴に係り、センサモジュールは、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態、内圧が５００ｋＰａ以上の環境下で利用されることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第７の特徴は、センサモジュールが内部に設置されたタイヤ・ホイール組立体であって、センサモジュールは、タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサと、無線信号を受信する受信アンテナと、無線信号を送信する送信アンテナと、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサと接続され、センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体を備え、圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により箱体のひずみを測定するひずみゲージを含み、ひずみゲージは、箱体の内壁に接着され、箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるセンサモジュールセンサモジュールを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の特徴によれば、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体の内部に設置した場合でも、故障の発生確率を更に低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込むことが可能なセンサモジュール、及び当該センサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２３】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２４】
[実施形態]
本実施形態においては、（１）タイヤ・ホイール組立体の全体構成、（２）センサモジュールの詳細構成、（３）箱体の構成、（４）比較評価、（５）作用・効果、（６）変形例、（７）その他の実施形態について説明する。
【００２５】
（１）タイヤ・ホイール組立体の全体構成
図１は、本発明の実施形態に係るセンサモジュール１００を備えたタイヤ・ホイール組立体１のトレッド幅方向に沿った一部断面図である。図２は、本発明の実施形態におけるセンサモジュール１００を拡大した斜視図であり、車両装着時におけるタイヤ・ホイール組立体の内部に配置された状態を示している。
【００２６】
タイヤ・ホイール組立体１には、センサモジュール１００が内部に設置される。タイヤ・ホイール組立体１は、建設車両などの大型の車両に適用されるタイヤ・ホイール組立体である。建設車両などの大型の車両は、タイヤ・ホイール組立体１も大型であるとともに、交代制の作業で２４時間使い続けられる事が多いため、タイヤ・ホイール組立体１の内部は、常に高温、高圧な状況に保たれる。
【００２７】
更に、タイヤ・ホイール組立体１は、内部に水及びＬＬＣが注入されているため、高湿度かつ高圧な気体によって、タイヤ・ホイール組立体の内部が満たされる。具体的には、タイヤ・ホイール組立体には、容積に対して、１/５０〜１/４０ほどの水及びＬＬＣの混合液（約５０リットル）が注入されている。
【００２８】
図１に示すように、タイヤ・ホイール組立体１は、一対のビード部２と、一対のサイド部３と、カーカス層４ と、ベルト層５と、トレッド部６とにより構成されるタイヤと、タイヤが固定されているリム７とにより構成される。
【００２９】
ビード部２は、タイヤ周方向に沿って、リング状に形成されており、トレッド幅方向に沿って、タイヤの両端にそれぞれに備えられている。ビード部２は、タイヤをリム７に固定するための補強材である。
【００３０】
サイド部３は、後述するトレッド部６を介してトレッド幅方向に沿って、タイヤの両端に形成された壁面である。
【００３１】
図１、２に示すように、センサモジュール１００は、サイド部３の内側に埋め込まれる。
【００３２】
カーカス層４は、サイド部３を構成しており、荷重や衝撃に耐え、タイヤ構造を保持するための層である。カーカス層４のトレッド幅方向に沿った両端部は、ビード部２で折り返されている。
【００３３】
ベルト層５は、タイヤ周方向に沿って、カーカス層４と後述するトレッド部６との間に配置される。
【００３４】
（２）センサモジュールの詳細構成
センサモジュール１００の詳細構成について、説明する。
【００３５】
上述したタイヤ・ホイール組立体１は、内部にＬＬＣが注入されているため、高湿度かつ高圧な気体によって、タイヤ・ホイール組立体の内部が満たされる。従って、センサモジュール１００は、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態（つまり、相対湿度１００％）、内圧が、５００kPa以上の環境下で利用される。具体的には、センサモジュール１００は、温度が、２５度〜９０度(平均６４度)、湿度が、２０％〜１００％、内圧が、５００ｋＰａの環境下で利用される。
【００３６】
センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体に充填された空気の内圧を常時監視するタイヤ・プレッシャー・モニタリングシステム（以下ＴＰＭＳ装置）として機能する。
【００３７】
（３）箱体の構成
箱体１０の詳細構成について、説明する。具体的には、（３．１）箱体の詳細構成、（３．２）箱体本体の詳細構成、（３．３）電子回路部の詳細構成について、図３乃至５を用いて説明する。図３は、本発明の実施形態に係る箱体１０の一部を分解した分解斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る箱体１０の上蓋１４を取り外した場合の平面図である。
【００３８】
（３．１）箱体の詳細構成
図３に示すように、センサモジュール１００は、箱体１０を備える。箱体１０は、箱体本体１２と、上蓋１４と、下蓋１６とにより構成される。
【００３９】
箱体１０は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の内圧を検出する圧力センサ３４と、無線信号を受信するコイル状の受信アンテナ１８と、無線信号を送信する送信アンテナ４４と、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサ３４と接続され、センサモジュール１００を構成する電子回路部を少なくとも収容する。
【００４０】
箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成される。具体的には、箱体１０を形成する非金属無機質材料は、セラミック又は、ガラスセラミックが用いられる。例えば、箱体１０を形成する非金属無機質材料として、アルミナセラミック等が好適に用いられる。
【００４１】
上蓋１４及び下蓋１６は、上記非金属無機質材料からなる板状の蓋である。上蓋１４及び下蓋１６は、箱体本体１２にそれぞれ溶着されることにより、電子回路部は、箱体１０の内部に封止される。具体的には、上蓋１４及び下蓋１６は、箱体本体１２にシーム溶接、またはハンダ付けされる。
【００４２】
圧力センサ３４は、抵抗体の電気抵抗の変化により箱体１０のひずみを検出するひずみゲージ３６を含む。
【００４３】
ひずみゲージ３６は、箱体の内壁に接着される。具体的には、ひずみゲージ３６は、上蓋１４の内壁に専用の接着剤で接着される。ひずみゲージ３６は、箱体本体１２の内壁だけでなく、箱体本体１２及び下蓋１６の内壁に接着されてもよい。例えば、ひずみゲージ３６は、薄い電気絶縁物のベース体３６ａと、ベース体３６ａの上に重ねられ、格子状に形成される抵抗体３６ｂと、抵抗体３６ｂと接続される引き出し線３６ｃとにより構成される。
【００４４】
（３．２）箱体本体の詳細構成
図４に示すように、箱体本体１２は、内部に受信アンテナ１８と、送信アンテナ４４と、電子回路部とを少なくとも収容する。受信アンテナ１８は、無線信号を受信し、コイル状に形成される。送信アンテナ４４は、無線信号を受信し、コイル状に形成される。箱体本体１２は、非金属無機質材料からなる基板の積層体と、非金属無機質材料からなるケースとにより構成される。
【００４５】
例えば、非金属無機質材料として、セラミックが用いられる場合、箱体本体１２は、セラミック基板の積層体と、セラミックからなるケースとを焼結する事により製造される。
【００４６】
（３．３）電子回路部の詳細構成
電子回路部には、マイクロコンピュータ２０（以下、マイコン２０）と、高周波変調集積回路２２（以下、ＲＦ変調ＩＣ２２）と、コンデンサ２４と、水晶発振器２６と、低周波復調集積回路２８（以下、ＬＦ復調ＩＣ２８）と、温度センサ３８と、電池４６と、電子回路基板３０とが少なくとも含まれる。
【００４７】
マイコン２０は、他の電子回路部を制御する。具体的には、マイコン２０から他の電子回路部に情報信号が入出力される。ＲＦ変調ＩＣ２２は、マイコン２０から出力された信号を高周波信号に変調する。コンデンサ２４は、電圧低下時の電力をサポートする。水晶発振器２６は、マイコン２０が起動するための基本クロックを出力する。ＬＦ復調ＩＣ２８は、受信アンテナ１８に入力される低周波信号を復調する。温度センサ３８は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を検出する。電池４６は、電子回路部に必要な電力を供給する。
【００４８】
電子回路基板３０には、マイコン２０、ＲＦ変調ＩＣ２２、コンデンサ２４、水晶発振器２６、ＬＦ復調ＩＣ２８、温度センサ３８、電池４６を少なくとも含む電子部品が、配置されると共に、これらの電子部品を互いに電気的に接続する回路パターンが形成される。が含まれる。
【００４９】
（４）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（４．１）評価方法、（４．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【００５０】
（４．１）評価方法
２種類のセンサモジュールをそれぞれ備えたタイヤ・ホイール組立体を用いて、温度に対する耐久性について評価を行った。空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。
【００５１】
・ タイヤ・ホイール組立体内のクーラント ：水、専用クーラント（混合比０：１００、つまり専用クーラントのみ）
・ クーラント注入量／タイヤ・ホイール組立体の内部容積 ：１／５０（５０リットル）
・ 湿度 ：相対湿度１００％（飽和状態）
・ 圧力 ：１ＭＰａ
【００５２】
（耐久性比較試験）
評価方法 ：各タイヤ・ホイール組立体について、タイヤ・ホイール組立体内を設定温度（６５℃、８０℃、１００℃）環境に保持し、各センサモジュールが、故障に至るまでの時間（寿命）を測定した。
【００５３】
実施例のタイヤ・ホイール組立体には、図３に示すような、センサモジュール１００が、設置される。具体的には、センサモジュール１００は、箱体１０を備える。
【００５４】
比較例のタイヤ・ホイール組立体に設置されるセンサモジュールは、実施例が、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成される箱体１０を用いているのに対して、樹脂によって形成されるケースを用いている点で異なる。
【００５５】
具体的には、実施例のセンサモジュール１００において、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサは、箱体１０に収容される。これに対して、比較例のセンサモジュールにおいて、受信アンテナ、送信アンテナ、圧力センサは、箱体１０に収容されることなく、樹脂によって形成されるケースに収容される。
【００５６】
（４．２）評価結果
各センサモジュールの評価結果について、図５を参照しながら説明する。図５は、タイヤ・ホイール組立体内の設定温度に対する、寿命（単位は、時間）を示した図である。
【００５７】
図５に示すように、比較例のタイヤ・ホイール組立体に備えられたセンサモジュールは、全ての設定温度下において、実施例のタイヤ・ホイール組立体に備えられたセンサモジュールと比べて、寿命が短かった。
【００５８】
（５）作用・効果
以上説明したように、本実施形態によれば、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサ３４及び電子回路部は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成された箱体１０に収容されるため、タイヤ・ホイール組立体１の内部が、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる場合でも、箱体１０は、内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００５９】
また、センサモジュール１００が、架硫工程の前にタイヤ・ホイール組立体１の内部に埋め込まれた場合おいても、箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、架硫工程において、高温、高圧な状況で処理をされても、箱体１０の内部への水分の透過を充分に防止できる。
【００６０】
また、箱体１０は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるため、受信アンテナ１８及び送信アンテナ４４が無線信号を受信することを妨げることはない。
【００６１】
従って、センサモジュール１００は、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体１の内部に設置された場合でも、故障の発生確率を低減しつつ、架硫工程の前に、タイヤ・ホイール組立体１の内部に埋め込むことが可能となる。
【００６２】
本実施形態によれば、架硫工程の前にセンサモジュール１００をタイヤ・ホイール組立体１の内部に埋め込むことが可能となるため、タイヤ・ホイール組立体１が成型された後に、タイヤ・ホイール組立体１へセンサモジュール１００を設置する工程を削除することができる。
【００６３】
本実施形態によれば、圧力センサ３４は、箱体１０のひずみを検出するひずみゲージ３６を含み、タイヤ・ホイール組立体１の内部の内圧を検出できる。このため、圧力センサ３４は、圧力センサ３４の一部をタイヤ・ホイール組立体１の内部に通じるような構成を必要としない。
【００６４】
本実施形態に撚れば、受信アンテナ１８、送信アンテナ４４、圧力センサ３４及び電子回路部は、高湿度かつ高圧な気体によって満たされる環境では、故障する可能性のある汎用の電子部品等を用いた場合でも、箱体１０に収容されるため、故障の発生要因となることを抑制できる。
【００６５】
本実施形態では、電子回路部には、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を検出する温度センサ３８が含まれるため、センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を測定できる。
【００６６】
本実施形態では、非金属無機質材料は、セラミック、ガラスセラミックの何れかであるため、受信アンテナ１８及び送信アンテナ４４は、無線信号を受信できるとともに、箱体１０は、箱体１０の内部への水分の透過を更に防止できる。
【００６７】
本実施形態では、センサモジュール１００は、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態、内圧が５００ｋＰａ以上の環境下で利用される場合でも、箱体１０の内部への水分の透過を充分に防止できるため、故障の発生確率を低減できる。
【００６８】
本実施形態では、センサモジュール１００には、電子回路部に接続され、無線信号を送受信する受信アンテナ１８、送信アンテナ４４が含まれるため、センサモジュール１００は、何らかの情報を送受信できる装置として機能する。
【００６９】
具体的には、センサモジュール１００は、タイヤ製造番号や、タイヤ・ホイール組立体１内部の圧力に関する情報を送信するＴＰＭＳ装置装置として機能できる。
【００７０】
本実施形態では、電子回路部には、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を検出する温度センサ３８が含まれるため、センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度を測定できる。更に、センサモジュール１００は、無線信号を送信する送信アンテナ４４が含まれるため、タイヤ・ホイール組立体１の内部の温度に関する情報を送信する装置として機能できる。
【００７１】
本実施形態では、センサモジュール１００には、電子回路部に必要な電力を供給する電池４６が含まれるため、センサモジュール１００は、外部より電気の供給が不要で有るとともに、電池４６を交換することで、繰り返し使用できる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態のセンサモジュール１００を備えたタイヤ・ホイール組立体１は、専用クーラントなどが注入されることによって、高湿度かつ高圧な気体によって満たされるタイヤ・ホイール組立体１の内部にセンサモジュール１００を設置した場合でも、故障の発生確率を低減したセンサモジュール１００を備えることができる。
【００７３】
（６）変形例
上述した実施形態に係るセンサモジュール１００は、以下の（６．１）変形例１、（６．２）変形例２のように変更してもよい。
【００７４】
（６．１）変形例１
上述した実施形態にかかる箱体１０は、電池４６を収容しているが、図６に示すように、箱体本体１２ａは、電池４６の代わりに、電子回路部に必要な電力を供給する発電部４８を収容していてもよい。具体的には、発電部４８は、箱体１０内部の振動により発電する圧電素子５０を含む。圧電素子５０の両面には、電極５２が備えられており、圧電素子５０より生じた電力を供給する。
【００７５】
これによれば、発電部４８は、箱体１０内部の振動により発電するため、上述した実施形態のような電池切れによる、交換作業が不要になる。つまり、センサモジュール１００は、タイヤ・ホイール組立体１の架硫工程の前にタイヤ・ホイール組立体の内部に埋め込まれれば、電子部品の故障が無い限り、交換作業が不要になる。
【００７６】
（６．２）変形例２
上述した実施形態にかかる箱体１０は、電池４６を収容しているが、図７に示すように、箱体本体１２ｂは、電池４６の代わりに、電子回路部に必要な電力を供給する発電部４８ａを収容していてもよい。具体的には、発電部４８ａは、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるアンテナコイル5４を含む。
【００７７】
これによれば、発電部４８ａは、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるため、上述した実施形態のような電池切れによる、交換作業が不要になる。つまり、センサモジュール１００は、変形例１と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（７）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７９】
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。
【００８０】
上記実施形態において、センサモジュール１００は、サイド部３の内側に沿って埋め込まれるが、これに限られず、例えば、リム７の内側に沿って設置される、又は、タイヤ内面に沿って貼り付けられてもよい。
【００８１】
上記実施形態において、箱体１０を形成する非金属無機質材料は、セラミック又は、ガラスセラミックが用いられるが、これに限られず、非金属無機質材料は、透磁性が非常に高く、磁気を通しやすい性質を有するものであればよい。具体的には、非金属無機質材料は、ガラス繊維によって形成されていてもよい。
【００８２】
上記実施形態において、箱体１０は、箱体本体１２、上蓋１４及び下蓋１６により構成されているが、これに限られず、箱体は、底部を備える箱形の箱体本体と、上蓋１４とにより構成されていてもよい。
【００８３】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る本センサモジュール１００を備えたタイヤ・ホイール組立体１のトレッド幅方向に沿った一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るセンサモジュール１００の一部を分解した分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る箱体１０の一部を分解した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る箱体１０の一部を分解した分解平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るタイヤ・ホイール組立体内の設定温度に対する、寿命を示した図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る箱体の一部を分解した分解平面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例に係る箱体の一部を分解した分解平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…タイヤ・ホイール組立体、 ２…ビード部、 ３…サイド部、 ４…カーカス層、
５…ベルト層、 ６…トレッド部、 ７…リム、 １０…箱体、 １２…箱体本体、 １４…上蓋、 １６…下蓋、 １８…受信アンテナ、 ２０…マイコン、 ２２…RF波変調ＩＣ、 ２４…コンデンサ、 ２６…水晶発振器、 ２８…LF復調IC、 ３０…電子回路基板、 ３２…リード、 ３４…圧力センサ、 ４０…基板、 ４４…送信アンテナ、 ４６…電池、 ４８、４８a…発電部、 ５０…圧電素子、 １００…無線通信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ・ホイール組立体の内部に設置されるセンサモジュールであって、
前記タイヤ・ホイール組立体内部の内圧を検出する圧力センサと、
無線信号を受信する受信アンテナと、
前記無線信号を送信する送信アンテナと、
前記受信アンテナ、前記送信アンテナ、前記圧力センサと接続され、前記センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体を備え、
前記圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により前記箱体のひずみを検出するひずみゲージを含み、
前記ひずみゲージは、前記箱体の内壁に接着され、
前記箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるセンサモジュール。
【請求項２】
前記箱体には、前記電子回路部に必要な電力を供給する発電部が収容され、
前記発電部は、前記箱体内部の振動により発電する圧電素子を含む請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記箱体には、前記電子回路部に必要な電力を供給する発電部が収容され、
前記発電部は、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるアンテナコイルを含む請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項４】
前記電子回路部には、前記タイヤ・ホイール組立体内部の温度を検出する温度センサが含まれる請求項１乃至３の何れか一項に記載のセンサモジュール。
【請求項５】
前記非金属無機質材料は、セラミック、ガラスセラミックの何れかである請求項１乃至４の何れか一項に記載のセンサモジュール。
【請求項６】
前記センサモジュールは、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態、内圧が５００ｋＰａ以上の環境下で利用される請求項１乃至５の何れか一項に記載のセンサモジュール。
【請求項７】
センサモジュールが内部に設置されたタイヤ・ホイール組立体であって、
前記センサモジュールは、
前記タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサと、
無線信号を受信する受信アンテナと、
前記無線信号を送信する送信アンテナと、
前記受信アンテナ、前記送信アンテナ、前記圧力センサと接続され、前記センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体を備え、
前記圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により前記箱体のひずみを測定するひずみゲージを含み、
前記ひずみゲージは、前記箱体の内壁に接着され、
前記箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるセンサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体。
【請求項１】
タイヤ・ホイール組立体の内部に設置されるセンサモジュールであって、
前記タイヤ・ホイール組立体内部の内圧を検出する圧力センサと、
無線信号を受信する受信アンテナと、
前記無線信号を送信する送信アンテナと、
前記受信アンテナ、前記送信アンテナ、前記圧力センサと接続され、前記センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体を備え、
前記圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により前記箱体のひずみを検出するひずみゲージを含み、
前記ひずみゲージは、前記箱体の内壁に接着され、
前記箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるセンサモジュール。
【請求項２】
前記箱体には、前記電子回路部に必要な電力を供給する発電部が収容され、
前記発電部は、前記箱体内部の振動により発電する圧電素子を含む請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記箱体には、前記電子回路部に必要な電力を供給する発電部が収容され、
前記発電部は、無線信号を受信し、磁界の変化により電力を生じるアンテナコイルを含む請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項４】
前記電子回路部には、前記タイヤ・ホイール組立体内部の温度を検出する温度センサが含まれる請求項１乃至３の何れか一項に記載のセンサモジュール。
【請求項５】
前記非金属無機質材料は、セラミック、ガラスセラミックの何れかである請求項１乃至４の何れか一項に記載のセンサモジュール。
【請求項６】
前記センサモジュールは、温度が、４０度以上、湿度が、飽和状態、内圧が５００ｋＰａ以上の環境下で利用される請求項１乃至５の何れか一項に記載のセンサモジュール。
【請求項７】
センサモジュールが内部に設置されたタイヤ・ホイール組立体であって、
前記センサモジュールは、
前記タイヤ・ホイール組立体の内部の内圧を検出する圧力センサと、
無線信号を受信する受信アンテナと、
前記無線信号を送信する送信アンテナと、
前記受信アンテナ、前記送信アンテナ、前記圧力センサと接続され、前記センサモジュールを構成する電子回路部を少なくとも収容する箱体を備え、
前記圧力センサは、抵抗体の電気抵抗の変化により前記箱体のひずみを測定するひずみゲージを含み、
前記ひずみゲージは、前記箱体の内壁に接着され、
前記箱体は、非金属の無機質材料である非金属無機質材料によって形成されるセンサモジュールを備えたタイヤ・ホイール組立体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１４５２７７（Ｐ２０１０−１４５２７７Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２３８７９（Ｐ２００８−３２３８７９）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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