特許 7109355 機能部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-21

(45)【発行日】2022-07-29

(54)【発明の名称】機能部品

(51)【国際特許分類】

   B60C 23/04 20060101AFI20220722BHJP

【ＦＩ】

B60C23/04 110E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018234655

(22)【出願日】2018-12-14

(65)【公開番号】P2020093751

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-07-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】100141243

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】山口 滋

【審査官】上谷 公治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５７５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５４５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７５１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１４０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５４６４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｃ ２３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤ内に取り付けられ、タイヤの状態を情報として検出するための機能部品であって、
タイヤの一の状態を検出する第１センサを有する第１基板と、
前記第１センサにより検出されるタイヤの状態とは異なるタイヤの状態を検出する第２センサを有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とを電気的に接続する接続部と、を備え、
前記第１基板は、前記第１センサ及び前記第２センサにより検出された情報をタイヤの外部に出力する通信手段をさらに備え、
前記第１基板及び前記第２基板は、タイヤ半径方向に重ねて設けられ、前記第２基板がタイヤ半径方向外側に配置されたことを特徴とする機能部品。

【請求項2】

前記接続部は、連結ピンからなることを特徴とする請求項１に記載の機能部品。

【請求項3】

前記第１基板及び前記第２基板は、樹脂で一体化されたことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の機能部品。

【請求項4】

前記第１基板は、前記第１センサにより検出された情報を処理する第１処理手段を有し、
前記第２基板は、前記第２センサにより検出された情報を処理する第２処理手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の機能部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤに取り付け可能な機能部品等に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、タイヤ内の温度や圧力を検出する温度センサや圧力センサを設けるとともに、検出した温度や圧力をドライバー等に報知するためにタイヤ外に出力する通信装置とを備えた機能部品をタイヤ内に装着する技術が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２２６８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような機能部品は、タイヤの種類、或いは、用途に応じた専用設計により製作されるため、例えば１０種の用途があった場合には１０種類の専用設計された実装基板を製作し性能確認をする必要があった。また、機能部品では、無線機器を通信装置として利用し、検出した情報を外部に出力しているため、公道での使用時には公的機関による使用許可の承認を取得する必要がある。このため、タイヤの種類や用途に応じて基板を製作した場合には、開発や製作に係る工数が増え、費用も増加する傾向となる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、機能部品として要求される性能に対応して、開発、製作工数を削減可能な機能部品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】

【0005】

上記課題を解決するための機能部品の構成として、タイヤ内に取り付けられ、タイヤの状態を情報として検出するための機能部品であって、タイヤの一の状態を検出する第１センサを有する第１基板と、第１センサにより検出されるタイヤの状態とは異なるタイヤの状態を検出する第２センサを有する第２基板と、第１基板と第２基板とを電気的に接続する接続部とを備え、第１基板は、第１センサ及び第２センサにより検出された情報をタイヤの外部に出力する通信手段をさらに備え、第１基板及び第２基板は、タイヤ半径方向に重ねて設けられ、第２基板がタイヤ半径方向外側に配置された構成とした。
本構成によれば、通信手段が設けられた第１基板を共通の基板として利用し、機能部品として要求される性能に対応して第２基板を開発、製作すれば良いので、開発、製作工数を削減することができる。また、通信手段が設けられていない第２基板をタイヤ半径方向外側に配置することにより、通信手段からタイヤの外部に情報を出力するときに電波を遮るものがないので、タイヤの外部に精度良く情報を出力することができる。
また、機能部品の他の構成として、接続部に連結ピンを用いたり、第１基板及び第２基板を樹脂で一体化したり、第１基板が第１センサにより検出された情報を処理する第１処理手段を備え、第２基板が第２センサにより検出された情報を処理する第２処理手段を備える構成としたりしても良い。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】機能部品のタイヤへの取付例を示す図である。

【図2】機能部品の分解斜視図、収容ケースの平面図及び部分断面図である。

【図3】モジュールの分解斜視図である。

【図4】基本基板のブロック図である。

【図5】拡張基板のブロック図である。

【図6】ひずみセンサの概略構成図を示す図である。

【図7】機能部品の概略組立工程図である。

【図8】基本基板に電池を接続した平面図である。

【図9】拡張基板の他の構成を示すブロック図である。

【0007】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、機能部品１のタイヤ１０への取付例を示す図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、機能部品１は、タイヤ１０の路面と接するトレッド１１の裏側である内周面１０ｓの幅方向中央に配置される。機能部品１は、例えば、接着剤等によりタイヤ１０の内面（内周面）１０ｓに強固に固定される。

【0009】

そして、機能部品１は、タイヤ１０をホイールリム１５に組み付けて形成された閉空間（以下、タイヤ気室という）に充填された空気の圧力や温度を含むタイヤ１０の状態を示す情報を検出し、検出した情報を例えば、図外の車両に設けられた本体ユニットに送信可能に構成される。

【0010】

図２（ａ）は、機能部品１の構成の一例を示す分解斜視図、図２（ｂ）は、収容ケース２０の平面図、図２（ｃ）は、スカート４の断面図である。図２（ａ）に示すように、機能部品１は、概略、タイヤ１０の状態を検出するモジュール６と、モジュール６を収容する筐体２とで構成される。

【0011】

筐体２は、モジュール６の収容空間Ｓ（収容部）を有する収容ケース２０と、収容ケース２０に対する蓋体として機能するキャップ３０とを備え、収容ケース２０とキャップ３０とを組み合わせることで概ね円盤状に形成される。

【0012】

収容ケース２０は、円形の底部２１と、底部２１の外周縁からの外周に沿って延長し、底部２１から環状に立ち上がる周壁部２２とで形成された一方開口の有底円筒状に形成され、底部２１の内底面２０ｃ及び周壁部２２の内周面２０ａとでモジュール６を収容可能な収容空間Ｓを形成する。以下の説明では、周壁部２２の軸Ｏを基準として軸方向、周方向、径方向等の用語を用いて説明する。

【0013】

周壁部２２の内周面２０ａには、軸Ｏの径方向外側に向けて窪む凹部２０Ａや、軸Ｏ方向に向けて突出し、軸Ｏに沿って延長する複数の凸部２０Ｂが形成され、収容空間Ｓに収容されたモジュール６を所定の位置に位置決めする。収容ケース２０の底部２１には、内底面２０ｃから外底面２０ｄへと貫通する貫通孔２９が設けられている。さらに、底部２１の内底面２０ｃには、収容空間Ｓに収容されたモジュール６を下方から支持する図外の突起等の支持手段が設けられている。

【0014】

図２（ｂ）に示すように、底部２１の外底面２０ｄは、軸Ｏ上に曲率中心が設けられ、該外底面２０ｄの外周縁側よりも中央部分が軸方向外側に突出する、例えば、球面状に形成される。なお、上述の外底面２０ｄの形状は、球面状に限定されず、適宜設定すれば良い。この外底面２０ｄには、該外底面２０ｄからタイヤ１０の内周面１０ｓに向けて突出する複数の凸部２４が形成される。複数の凸部２４は、例えば、外底面２０ｄの軸Ｏに対して放射状、かつ、円周方向に均等な間隔（軸Ｏ周りに均等な間隔）で配置され、外底面２０ｄの法線方向に延長するように形成されている。凸部２４の延長する長さは、例えば、後述のスカート４を筐体２に装着したときに、スカート４の先端部４４Ａよりも突出しない長さで設定すると良い。複数の凸部２４は、例えば、円柱等の柱形状や錐形状、或は、それらを組み合わせたり、凸部２４に代えて、外底面２０ｄから内底面２０ｃ側に窪む凹部としても良く、また凸部と凹部を組み合わせて形成しても良い。

【0015】

周壁部２２の外周面２０ｂには、後述のスカート４を取り付けるためのスカート取付部２６が設けられる。スカート取付部２６は、例えば、周壁部２２の下側半部に設けられた複数の環状凸部２３により構成される。環状凸部２３は、外周面２０ｂの円周方向に亘って延長する環状体であって、軸方向に所定の間隔で複数（本例では３本）設けられる。なお、環状凸部２３は、一周に亘り延長することなく円周方向に断続的に延長する構成であっても良い。

【0016】

図２（ｃ）に示すように、スカート４は、スカート取付部２６を囲繞可能に円筒状に形成された筒部４０と、当該筒部４０から内周面１０ｓ側に延長する拡大部４２とを備える。筒部４０の内周面４０ａには、円周方向に沿って延長し、径方向に窪む環状凹部４３が複数形成され、収容ケース２０の外周にスカート取付部２６を構成する環状凸部２３と嵌合するケース取付部４６が設けられる。

【0017】

拡大部４２は、筒部４０から連続し、末広がりのラッパ状に形成される。拡大部４２の内周面４２ａは、軸断面において収容ケース２０の外底面２０ｄの外周縁からタイヤ１０の内周面１０ｓ側に向けて徐々に拡径する曲面として形成される。外周面４２ｂは、筒部４０の外周面４０ｂと滑らかに連続し、タイヤ１０の内周面１０ｓに向けて徐々に拡径する曲面として形成される。内周面４２ａ及び外周面４２ｂで形成される拡大部４２の厚みは、内周面１０ｓ側の軸方向端部に向かうに従い、徐々に薄くなるように先細り状に設定される。内周面４２ａの先端部４４Ａ及び外周面４２ｂの先端部４４Ｂは、平坦面４２ｃを介して接続される。つまり、平坦面４２ｃは、内周面４２ａの先端部４４Ａと、外周面４２ｂの先端部４４Ｂと、軸Ｏと直交する平面により囲まれる環状面である。

【0018】

そして、スカート４は、収容ケース２０のスカート取付部２６に装着されることにより、筐体２の外底面２０ｄからタイヤ１０の内周面１０ｓ側（外底面２０ｄから離間する方向）に延長する。

【0019】

図２（ａ）に示すように、キャップ３０は、円形の天井部３２と、天井部３２の外周縁に沿って延長する周壁部３４とを備える。天井部３２の外側面３２ａには、機能部品１をタイヤ１０に装着する時の方向を示す取付マークＭが形成される。取付マークＭは、例えば、刻印や印刷等により表示される。図１（ｂ）に示すように、取付マークＭは、矢印をタイヤ円周方向に向けて、機能部品１をタイヤ１０の内周面１０ｓに取り付けることを示している。なお、取付マークＭが示す方向は、モジュール６の検出方向に対応して適宜設定すれば良い。天井部３２には、軸Ｏ方向に貫通する孔３３が形成される。孔３３は、キャップ３０により収容ケース２０の開口を閉鎖したときに、収容ケース２０の収容空間Ｓに、タイヤ内の空気を取り入れるための導入孔として機能する。周壁部３４は、収容ケース２０の周壁部２２の外周面２０ｂの外周を囲繞可能な内径が設定される。上記構成からなるキャップ３０は、収容ケース２０に対して外側面３２ａに設けられた取付マークＭが所定の方向を向いた状態で図外のはめ込み固定手段等により収容ケース２０と一体化される。

【0020】

上述の収容ケース２０及びキャップ３０は、例えば、機能部品１の軽量化及び強度の観点から合成樹脂等の素材が好適である。また、スカート４は、例えば、ゴム等のエラストマーからなる弾性素材や可撓性を有する樹脂等が好ましい。

【0021】

図３は、モジュール６の分解斜視図である。本実施形態に係るモジュール６は、第１基板及び第２基板としての複数の基板６０；８０と、基板６０と基板８０とに電力を供給する電池１００とを備える。基板６０及び基板８０は、収容ケース２０に設けられた凹部２０Ａ及び複数の凸部２０Ｂに対応するように、例えば、概略８角形に形成され、周縁を凸部２０Ｂに接触させるとともに、周縁の一部から突出する突片６０ｚ；８０ｚを凹部２０Ａに一致させて収容可能に形成される。

【0022】

基板６０及び基板８０には、それぞれタイヤ１０の状態を検出するための異なる機能が設定される。例えば、基板６０には、基本的な情報として、タイヤ１０が正常な状態にあるかどうかを検出するための検出手段が設けられ、基板８０には、基板６０により検出された情報に加え、拡張的な機能を付加するために、さらにタイヤ１０における他の状態を検出する検出手段が設けられる。以下、基板６０を基本基板６０、基板８０を拡張基板８０という。

【0023】

図４は、基本基板６０のブロック図である。以下、基本基板６０及び拡張基板８０に設定される機能の一例について説明する。図４（ａ）に示すように、基本基板６０は、第１センサとしてのタイヤ１０の気室内の温度を取得する温度センサ６２及び気室内の圧力を取得する圧力センサ６４、各センサ６２；６４により検出された検出値をタイヤの外部に出力するための通信装置６７、複数のセンサ６２；６４により検出された情報を処理するとともに、複数のセンサ６２；６４及び通信装置６７の動作、拡張基板８０との情報の授受を処理する第１処理手段としての制御処理装置７０を備える。

【0024】

温度センサ６２及び圧力センサ６４は、キャップ３０に設けられた孔３３を介して収容空間Ｓ内に導入されたタイヤ気室内の空気によりタイヤ気室内の空気の温度及び圧力を検出する。温度センサ６２及び圧力センサ６４は、制御処理装置７０から出力される信号に基づいて動作する。

【0025】

図４（ｂ）に示すように、通信装置６７は、送信部６８と、受信部６９とを備える。送信部６８は、概略送信回路６８Ａ及び送信アンテナ６８Ｂで構成され、受信部６９は、概略受信回路６９Ａ及び受信アンテナ６９Ｂとで構成される。
送信部６８は、制御処理装置７０から入力された情報を送信回路６８Ａにより所定の
信号に変換し、送信アンテナ６８Ｂから図外の車両に設けられた本体ユニットに送信する。送信部６８は、例えば、制御処理装置７０から情報が入力される毎に動作する。

【0026】

受信部６９は、機能部品１を管理するための図外の機能部品管理装置から受信アンテナ６９Ｂに対して所定の電波が入力されたときに、受信回路６９Ａが電波の受信ありと判定し、外部から制御処理装置７０への通信回路を開き、入力された情報を制御処理装置７０に出力する。また、電波の受信が所定時間ない場合には、受信部６９は、機能を停止する。

【0027】

制御処理装置７０は、プログラム等が記憶されるメモリ等の記憶手段７２，演算処理手段として機能するＣＰＵ７４、入出力手段７６を備え、所謂コンピュータとして動作する。

【0028】

記憶手段７２には、例えば、基本基板６０に設定される固有の識別番号や、温度センサ６２及び圧力センサ６４の動作を制御するためのプログラム、通信装置６７を動作させるためのプログラム、通信装置６７の受信部６９に外部から信号が入力されたときの処理を実行するためのプログラム、拡張基板８０を制御するためのプログラム等が記憶される。また、記憶手段７２には、温度センサ６２、圧力センサ６４により検出されたタイヤ１０内の温度、圧力等の情報が履歴として記憶される。

【0029】

入出力手段７６は、温度センサ６２及び圧力センサ６４を動作させるための信号の出力や、温度センサ６２及び圧力センサ６４により検出された温度及び圧力の入力のインターフェース、拡張基板８０との通信を可能にするインターフェースとして機能する。

【0030】

制御処理装置７０は、ＣＰＵ７４が記憶手段７２に記憶されたプログラムを実行することにより、例えば、温度センサ６２及び圧力センサ６４等による温度及び圧力の検出を制御するセンサの動作、通信装置６７の動作、拡張基板８０との情報の授受等の動作を制御する。

【0031】

制御処理装置７０は、例えば、記憶に設定されたサンプリングタイムに基づいて、温度センサ６２及び圧力センサ６４に信号を出力し、温度センサ６２及び圧力センサ６４により温度及び圧力を検出させる。そして、温度センサ６２及び圧力センサ６４により検出された温度及び圧力の情報を、例えばデジタル信号等の所定の信号に変換し、通信装置６７に出力する。

【0032】

また、制御処理装置７０は、受信部６９との通信回路が開かれたときに、機能部品１を管理する図外の機能部品管理装置から電波により入力される指令に基づいて、記憶手段７２に記憶された情報を出力したり、更新したり、追加したりする。例えば、機能部品管理装置から識別番号の入力があった場合には、記憶手段７２に識別番号を記憶させ、識別番号の要求があった場合には、識別番号を送信部６８を介して出力する。
つまり、所謂ＲＦＩＤとしての機能を有する。

【0033】

また、制御処理装置７０は、拡張基板８０から情報が入力された場合、入力された情報を通信装置６７の送信部６８に出力する。また、制御処理装置７０は、受信部６９との通信回路が開かれた状態において、機能部品管理装置から拡張基板８０に関する指令が入力された場合、入力された指令を拡張基板８０に出力する。

【0034】

図３に示すように、上述の温度センサ６２、圧力センサ６４、通信装置６７の送信回路６８Ａ及び受信回路６９Ａ並びに制御処理装置７０として機能する制御回路は、例えば、一つのチップに機能を集約したモジュールとして一体化され、センサユニット６１として基板表面に実装される。また、通信装置６７を構成する送信アンテナ６８Ｂ及び受信アンテナ６９Ｂは、アンテナユニット６３として、センサユニット６１とは別体として基板表面に実装され、例えば、基板の同一面に設けられる。

【0035】

図５は、拡張基板８０のブロック図である。図６は、ひずみセンサ８２の概略構成図を示す図である。図５に示すように、拡張基板８０は、第２センサとしてのタイヤの変形を検出するひずみセンサ８２と、ひずみセンサ８２により検出された情報を処理するとともに、ひずみセンサ８２の動作を制御する第２処理手段としての制御処理装置９０とを備える。

【0036】

図３，図６に示すように、ひずみセンサ８２は、フレキシブルケーブル等の接続線８３により、拡張基板８０に接続される。ひずみセンサ８２は、例えば、ひずみゲージ８４、ブリッジ回路８６、ストレインアンプ８８等を備える。ひずみゲージ８４は、ブリッジ回路８６の一部を構成する。ブリッジ回路８６には、例えば、ストレインアンプ８８から電圧が印加され、ひずみゲージ８４がひずみを検出したときの抵抗値の変化に伴う電圧値の差分を信号としてストレインアンプ８８に出力する。

【0037】

ストレインアンプ８８は、信号増幅回路８８Ａ、Ａ／Ｄ変換器８８Ｂ、電力供給部８８Ｃとを備え、ブリッジ回路８６から入力される信号を信号増幅回路８８Ａで増幅し、増幅された信号をＡ/Ｄ変換器８８Ｂによりデジタル信号に変換して制御処理装置９０に出力する。つまり、ひずみゲージ８４により検出されたひずみ量に応じた電圧値がストレインアンプ８８によって、拡張基板８０にデジタル信号として出力される。

【0038】

本実施形態では、図３に示すように、ひずみセンサ８２には、例えば、ひずみゲージ８４、ブリッジ回路８６、ストレインアンプ８８の機能を一つのチップに集積し、矩形状の所謂ピエゾ抵抗式半導体として構成されたセンサチップを適用した。ひずみセンサ８２は、例えば、計測面８２ａが規定され、この計測面８２ａをタイヤ１０の内周面１０ｓに対向するように、筐体２の外底面２０ｄに取り付けられる（図７（ｃ）参照）。このようにひずみセンサ８２を取り付けることにより、タイヤ１０が周方向や幅方向等に変形したときのひずみを等方的に検出することができる。また、ひずみセンサ８２に半導体のものを用いることにより、信頼性、及び耐久性を向上させることができる消費電力を少なくすることができる。

【0039】

図５（ｂ）に示すように、制御処理装置９０は、プログラム等が記憶される記憶手段９２，演算処理手段として機能するＣＰＵ９４、入出力手段９６を備え、所謂コンピュータとしての機能を有する。制御処理装置９０は、例えば、ひずみセンサ８２によるタイヤのひずみの検出動作、及びひずみセンサ８２により検出されたひずみを、基本基板６０に設けられた制御処理装置７０に規定されたフォーマットで出力するための処理を実行するとともに、記憶手段９２にひずみを記憶する。また、制御処理装置９０は、制御処理装置７０を介して、機能部品管理装置から入力された指令に基づいて動作し、指令に基づく処理を実行した結果を基本基板６０に出力する。図３に示すように、制御処理装置９０は、例えば、ワンチップコンピュータとして構成され、拡張基板８０に実装される。

【0040】

上述の基本基板６０には、拡張基板８０を接続するための基板接続手段７８、拡張基板８０には、基本基板６０と接続するための基板接続手段９８が設けられている。
基板接続手段７８は、基本基板６０のセンサユニット６１及びアンテナユニット６３が実装された実装面の裏面に設けられ、基板接続手段９８は、拡張基板８０の制御処理装置９０が実装された実装面と同一面側に設けられている。つまり、機能部品１をタイヤ１０の内周面１０ｓに取り付けたときに、基本基板６０が拡張基板８０よりも半径方向内側に位置するように接続される。

【0041】

基板接続手段７８は、拡張基板８０との情報の授受が行われる入出力部７８Ａと、拡張基板８０から供給される電力を受電する受電部７８Ｂとを備える。また、基板接続手段９８は、基本基板６０との情報の授受が行われる入出力部９８Ａと、基本基板６０に電力を供給する給電部９８Ｂとを備える。

【0042】

基本基板６０の基板接続手段７８及び拡張基板８０の基板接続手段９８を互いに電気的に接続する方法として、例えば、連結ピンによる接続が好適である。連結ピンによる接続の例としては、基本基板６０の入出力部７８Ａ及び受電部７８Ｂに、基板に実装可能なピンソケットを適用し、拡張基板８０の入出力部９８Ａ及び給電部９８Ｂにピンソケットに対応し、ピンソケットに挿入可能なピンを有するピンヘッダを基板に実装して物理的に接続すれば良い。つまり、ピンソケット及びピンヘッダにより基本基板６０と拡張基板８０とを接続する接続部を構成する。このように連結ピンを用いて基本基板６０と拡張基板８０とを接続することにより、連結ピンにより互いの位置関係が保持することができるため、基本基板６０と拡張基板８０との距離を最小限に設定することができる。その結果、収容空間Ｓ内における基板６０；８０の占有空間が小さくなり、スペース効率を向上させることができる。
なお、基本基板６０と拡張基板８０との接続は、ピンソケット及びピンヘッダによる接続に限定されず、直接、導電性を有するピンによりはんだ付け等により互いを接続しても良い。また、連結ピンによる接続に限定されず、フレキシブルケーブル等により電気的に接続しても良い。

【0043】

また、基本基板６０及び拡張基板８０は、それぞれ電池１００を接続可能な受電端子７９及び受電端子９９を備える。受電端子７９；９９は、それぞれの基板６０；８０において、板厚方向に貫通する長孔として２箇所所定距離離間して設けられる。各長孔は、内周面及び周縁部の所定範囲が導電体により覆われ、電極として基板表面に露出するように構成される。各基板６０；８０において、一方の長孔がプラス極、他方の長孔がマイナス極に設定される。拡張基板８０に設けられた受電端子９９は、給電部９８Ｂと接続される。

【0044】

図３に示すように、電池１００は、所謂ボタン電池であって、基本基板６０や拡張基板８０に設けられた受電端子７９；９９に挿入可能な接続端子１０２を備える。接続端子１０２は、例えば、電池１００に設定された各電極にはんだ付け等により接合され、それぞれ同一方向に向けて延長する延長片１０２Ａを備える。延長片１０２Ａ；１０２Ａは、互いの延長する間隔が、各基板６０；８０に設けられた一対の受電端子７９；９９の離間する距離よりもやや短く設定され、受電端子７９；９９を挟持可能に形成される。一方の延長片１０２Ａが受電端子７９或いは受電端子９９のプラス極、他方の延長片１０２Ａが受電端子７９或いは受電端子９９のマイナス極に接続可能に形成される。

【0045】

図７（ｂ）に示すように、上記構成によれば、モジュール６は、基本基板６０の基板接続手段７８と、拡張基板８０の基板接続手段９８とを接続することで、基本基板６０と拡張基板８０とが一体化され、次に、拡張基板８０の受電端子９９に電池１００の接続端子１０２を接続することで拡張基板８０に電池１００を取り付けられて構成される。つまり、電池１００の電力は、拡張基板８０の受電端子９９に供給され、拡張基板８０の給電部９８Ｂに接続される基本基板６０の受電部７８Ｂを介して基本基板６０に電力が供給される。

【0046】

そして、基本基板６０と一体化された拡張基板８０に電池１００を装着した状態で、収容ケース２０に収容される。まず、収容ケース２０の底部２１に設けられた貫通孔２９にひずみセンサ８２を接続線８３を貫通させながら、モジュール６を収容空間Ｓ内の所定の位置に配置しつつ、ひずみセンサ８２を外底面２０ｄの中央に配置し、ひずみセンサ８２と、接続線８３とを外底面２０ｄに接着剤等の固定手段により固定する。

【0047】

次に、モジュール６が収容された収容空間Ｓに充填材５０を充填し、硬化させることにより、基本基板６０と拡張基板８０とが固定され、拡張基板８０と電池１００が固定される。その結果として、充填材５０により互いに固定された基本基板６０、拡張基板８０及び電池１００で構成されたモジュール６が収容ケース２０に固定されるとともに、底部２１に設けられた貫通孔２９が閉塞される。充填材５０の充填される位置は、例えば、温度センサ６２及び圧力センサ６４がセンサユニット６１として一体化されているため、センサユニット６１に設けられた空気取り入れ孔を塞がないように、例えば、センサユニット６１の上面に達しない位置まで充填すると良い。充填材５０には、例えば、合成樹脂等を素材とするものが好適である。充填材５０の素材としては、筐体２内に収容されたモジュール６への防水、防塵、基板保護ができるものであれば良く、例えば、ウレタン系樹脂、或いは、エポキシ系樹脂の合成樹脂が挙げられる。このような素材を充填材５０に適用することにより、タイヤ１０の回転時、特に高速回転したときであっても充填材５０が電池１００や基本基板６０；８０から受ける力に対して十分な耐性を維持できる。特に、エポキシ系の樹脂を用いることにより、防水、防塵、基板保護の保護に加え、さらに耐候性を向上させることができる。

【0048】

上述のように構成された機能部品１は、筐体２の外周に取り付けられたスカート４の内周面４２ａと、筐体２の外底面２０ｄで形成されたカップ状の空間に接着剤を充填してタイヤ１０の内周面１０ｓに接着される。つまり、ひずみセンサ８２は、接着剤に埋設した状態でタイヤ１０の内周面１０ｓに接着される。

【0049】

なお、上記実施形態では、基本基板６０に拡張基板８０を取り付けた例を示したが、タイヤ１０の温度、圧力をモニタリングする場合には、図８に示すように、基本基板６０に電池１００を直接取り付けても良い。

【0050】

図９は、拡張基板８０の他の形態を示すブロック図である。上記実施形態では、拡張基板８０にひずみセンサ８２を取り付けるものとして説明したが、これに限定されず、拡張基板８０に搭載される機能は、必要に応じて設定すれば良い。即ち、加速度センサであっても良く、また、図９（ａ）に示すように、基本基板６０に設けた圧力センサ６４よりも高圧の範囲を測定する高圧用圧力センサ８２であっても良く、また、鉱山などで使用される重荷重車用のタイヤのようにタイヤ気室内に水が注入される場合には、水圧用圧力センサ８２等としても良い。なお、いずれの場合であっても、各センサに対応した制御処理装置９０を拡張基板８０に設け、センサにより検出した情報を、基本基板６０の制御処理装置７０が対応可能なフォーマットで基本基板６０に出力するように構成することが好ましい。また、拡張基板８０により検出した情報は、拡張基板８０が備える制御処理装置９０の記憶手段９２に記憶させておくことで、基本基板６０の記憶手段７２への負担を軽減できる。これにより、記憶手段７２の容量を小さく、即ち、記憶手段７２としてのメモリを小型化することができる。

【0051】

また、上記実施形態では、基本基板６０に温度センサ６２及び圧力センサ６４を設け、拡張基板８０にひずみセンサ８２を設けるものとして説明したが、基本基板６０や拡張基板８０に設けられるセンサの数量はこれに限定されず、適宜設定すれば良い。

【0052】

また、上記実施形態では、モジュール６を２枚の基板６０；８０により構成した場合について説明したが、これに限定されず、３枚以上であっても良い。この場合、各拡張基板には、拡張基板同士を接続する、上述の接続ピン等のような接続部を設けて電気的に接続すれば良い。

【0053】

以上説明したように、タイヤの基本となる状態を検出する検出手段と通信装置６７を備える基本基板６０を作成し、タイヤの種類、或いは、用途に応じて拡張基板８０を作成することにより、通信装置６７が設けられた基本基板６０を共通の基板として利用し、機能部品として要求される性能に対応して基本基板６０の機能を拡張する拡張基板８０を開発、製作すれば良いので、開発、製作工数を削減することができる。
また、通信装置６７が設けられていない拡張基板８０をタイヤ半径方向外側、即ち、機能部品１におけるタイヤ１０への取付部（スカート４）側に上下方向に配置することにより、通信装置６７からタイヤ１０の外部に情報を出力するときに電波を遮るものがないので、確実にタイヤ１０の外部にタイヤ１０の状態を示す情報を出力することができ、通信性能を向上させることができる。
また、基本基板６０と拡張基板８０とを上下方向に連段させて配置するように各基板を構成することで、各基板を小型化することができ、モジュール６のタイヤ１０への取付面積を最小化することができる。
なお、基本基板の構成は、上記実施形態で説明したものに限定されず、例えば、タイヤの種類、或いは、機能部品１に求められる用途に応じて、基本となる基板の機能を抽出し、選択的に必要とされる機能については拡張基板に機能を移行すれば良い。

【符号の説明】

【0054】

１ 機能部品、２ 筐体、４ スカート、６ モジュール、１０ タイヤ、
５０ 充填材、６０ 基本基板、６２ 温度センサ、６４ 圧力センサ、
６７ 通信装置、８０ 拡張基板、８２ ひずみセンサ、１００ 電池、
Ｓ 収容空間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】