JP2003002019A - タイヤ圧力注入バルブのキャップ及びタイヤ圧力注入バルブ並びにタイヤ監視システム - Google Patents

タイヤ圧力注入バルブのキャップ及びタイヤ圧力注入バルブ並びにタイヤ監視システム

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JP2003002019A JP2001191044A JP2001191044A JP2003002019A JP 2003002019 A JP2003002019 A JP 2003002019A JP 2001191044 A JP2001191044 A JP 2001191044A JP 2001191044 A JP2001191044 A JP 2001191044A JP 2003002019 A JP2003002019 A JP 2003002019A
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detection device
injection valve
monitoring system
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保夫 波多野
Tomohiko Kogure
知彦 小暮
Kazuhiro Shimura
一浩 志村
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池不要の検知装置を備えた簡単な構造を有
するタイヤ圧力注入バルブのキャップ及びこれを備えた
タイヤ圧力注入バルブ並びに電池不要の検知装置と該検
知装置にワイヤレスで電力を供給すると共に電池交換の
容易な中継装置とを備えたタイヤ監視システムを提供す
る。 【解決手段】 車両１の車輪２のバルブキャップ内に情
報要求信号の電磁波によって電力供給されて駆動する検
知装置３を設け、タイヤホイール上のタイヤ気室外部に
中継装置４を設け、中継装置４によってモニター装置５
からの情報要求信号を増幅して検知装置３に送信すると
共に検知装置３からの応答信号を増幅してモニター装置
５に送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの物理量を
検知するセンサを備えたタイヤ圧力注入バルブのキャッ
プ及びタイヤ圧力注入バルブ並びにタイヤ監視システム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、タイヤ気室内雰囲気中の圧力や温
度等のタイヤの状態に関する情報を得るためのタイヤ監
視システムが知られている。この種の技術の一例が特開
平１１−２５４９２６号公報（第１従来例）や、特開平
１１−２４０３１５号公報（第２従来例）、特開平６−
２１１０１０号公報（第３従来例）、特開平８−１７８
７８４号公報（第４従来例）等に開示されている。
【０００３】上記第１従来例では、タイヤ気室内のタイ
ヤ内壁に記憶装置を設けると共にタイヤ気室内のリム内
壁面にモニター装置を固定したタイヤ監視システムであ
る。このシステムでは、記憶装置はアンテナとバッテリ
ー及び電子チップを含み、モニター装置はバッテリーと
アンテナ及び増幅器に接続されたマイクロチップを具備
している。また、モニター装置のバッテリーとしては、
記憶装置のバッテリーよりも容量の大きいものが備えら
れている。
【０００４】上記構成により、第１従来例のシステムで
は、記憶装置によって検知されたタイヤ気室内の物理量
の情報が電磁波で送信され、この情報がモニター装置に
よって受信される。さらに、モニター装置は、受信した
情報を記憶装置よりも大きな出力の電磁波で送信する。
これによって、記憶装置とモニター装置のバッテリーの
電力消費を低減し、バッテリーの交換を頻繁に行うこと
なくシステムの動作を継続できるようにしている。
【０００５】さらに、第１従来例では、モニター装置の
バッテリーのみをタイヤ気室外に設け、リムを貫通して
設けたコネクタを介してモニター装置に接続することに
より、モニター装置のバッテリーの交換を容易にしてい
る。
【０００６】上記第２従来例も第１従来例とほぼ同様で
あり、タイヤタグによって検知されたタイヤ気室内の物
理量の情報が電磁波で送信され、この情報がトランスポ
ンダによって受信される。さらに、トランスポンダは、
受信した情報をタイヤタグよりも大きな出力の電磁波で
送信する。これによって、タイヤタグとトランスポンダ
のバッテリーの電力消費を低減し、バッテリーの交換を
頻繁に行うことなくシステムの動作を継続できるように
している。
【０００７】上記第３従来例では、タイヤ圧力注入バル
ブにねじ込まれるキャップ状のバルブハウジング内にタ
イヤ圧で付勢されるピストンと、タイヤ圧と逆向きに作
用するバネ装置と、ピストンに取り付けられたトランス
ポンダとを備え、タイヤ圧が低下してピストンと共にト
ランスポンダがバルブハウジング内に入り込んだときに
トランスポンダを遮蔽して通信不可能にすることによっ
てタイヤ圧を検出している。
【０００８】上記構成によって、第３従来例ではトラン
スポンダをタイヤに容易に取り付けられるようにしてい
る。
【０００９】上記第４従来例は、特公平４−７４２０２
号公報に加持されるタイヤ空気圧警報装置と実開平６−
４３５３６号公報に開示されるタイヤ空気圧警報装置を
改良したもので、導電性のバルブステムのタイヤ気室内
に位置する部分にダイヤフラムに連結してオン・オフす
るスイッチを設けると共に、バルブキャップ内に送信回
路とアンテナ及び電池を設け、上記スイッチのオン・オ
フ信号をバルブステムとバルブコアの導電性金属部分を
介して上記送信回路に伝達して送信する装置である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た第１乃至第４従来例では次のような問題点があった。
【００１１】即ち、第１従来例においては、記憶装置と
モニター装置のバッテリーの電力消費を低減することに
よって、バッテリーの交換頻度を低減しているが、記憶
装置のバッテリーを交換するときはタイヤを分解しなく
てはならず、分解作業に多くの手間を要する。
【００１２】また、第２従来例においては、タイヤタグ
とトランスポンダのバッテリーの電力消費を低減するこ
とによって、バッテリーの交換頻度を低減しているが、
タイヤタグ及びトランスポンダがタイヤ気室内に設けら
れているので、これらのバッテリーを交換するときはタ
イヤを分解しなくてはならず、分解作業に多くの手間を
要する。
【００１３】また、第３従来例では、タイヤ気室内の空
気圧に異常が生じたときに、トランスポンダが遮蔽され
てトランスポンダとの間の通信が不能になる構成である
ため、異常であるか正常であるかの２値判定しかできな
いので、タイヤ圧と逆向きにピストンに作用してトラン
スポンダをハウジング内に移動させて遮蔽するためのバ
ネ装置の調整が非常に面倒である。さらに、バネ装置の
劣化や温度による膨張収縮が生ずると、タイヤ空気圧の
正常と異常とを判定する基準がずれてしまう恐れがあ
る。
【００１４】また、第４従来例では、ダイヤフラムとこ
れに連結したスイッチとをバルブステム側に設けている
ので、既存のタイヤに適用するためにはタイヤを分解し
てバルブステムを交換しなければならず、交換に手間が
かかる。さらに、キャップ側に設けられた送信回路と上
記スイッチとの電気的接続が導電性のバルブステム自体
とバルブコアの軸及びこの軸に連結するスプリングコイ
ルを介して行われているため、電気的な接続不良が生ず
る恐れがある。また、上記ダイヤフラムに隣接して基準
圧力室を設けなくてはならないので、構造が複雑になる
と共に基準圧力室内の圧力調整が面倒であった。
【００１５】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、電池
不要の検知装置を備えた簡単な構造を有するタイヤ圧力
注入バルブのキャップ及びこれを備えたタイヤ圧力注入
バルブ並びに電池不要の検知装置と該検知装置にワイヤ
レスで電力を供給すると共に電池交換の容易な中継装置
とを備えたタイヤ監視システムを提供することである。
【００１６】
【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、タイヤ気室内へ流体を流通
するための流通路と、タイヤ気室外に配置され端面に前
記流通路の一端側開口が形成されている先端部とを有す
ると共に、前記流通路内にタイヤ気室内と外部との間を
遮断する気密弁が設けられているタイヤ圧力注入バルブ
の前記先端部に装着して前記開口を密閉するタイヤ圧力
注入バルブのキャップであって、一端が閉塞されると共
に他端から前記タイヤ圧力注入バルブの先端部が嵌入可
能な内筒部を有する筐体と、前記筐体の一端側内部に配
置され、外部からワイヤレスで供給される電力によって
動作する検知装置と、前記筐体が前記タイヤ圧力注入バ
ルブの先端部に装着されたときに前記気密弁を開放状態
にする弁開放手段と、前記内筒部内の流体を前記検知装
置に導通する手段とを備え、前記検知装置は、タイヤ気
室内の雰囲気中の物理量を検知して該物理量に対応した
電気信号を出力するセンサ回路と、前記センサ回路から
出力される電気信号に基づいて前記検知結果を電磁波を
用いてワイヤレスで送信するワイヤレス通信手段と、主
装置から送信される電磁波を受信して該電磁波のエネル
ギーを前記センサ回路とワイヤレス通信手段とを駆動す
るための電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段
とを備えているタイヤ圧力注入バルブのキャップを提案
する。
【００１７】該タイヤ圧力注入バルブのキャップによれ
ば、該キャップがタイヤ圧力注入バルブの先端部に装着
されると弁開放手段によって前記タイヤ圧力注入バルブ
の気密弁が開放され、タイヤ気室内部の流体が検知装置
に流通される。該検知装置は外部の主装置から輻射され
る電磁波がエネルギー変換手段によって受信され、該エ
ネルギー変換手段は受信した電磁波のエネルギーを電気
エネルギーに変換し、該電気エネルギーによってセンサ
回路とワイヤレス通信手段が駆動される。
【００１８】さらに、検知装置に流通された流体中の物
理量が前記センサ回路によって検知され、該検知された
物理量に対応した電気信号が前記センサ回路から出力さ
れ、該電気信号に基づいて、前記ワイヤレス通信手段に
よって電磁波を用いて検知結果がワイヤレスで送信され
る。
【００１９】これにより、前記キャップを既存タイヤの
タイヤ圧力注入バルブに装着して、前記ワイヤレス通信
手段によって送信された電磁波を受信することによりワ
イヤレスで検知結果を知ることができる。また、検知装
置には電池を備える必要がないので、電池交換作業を必
要としない。
【００２０】また、請求項２では、請求項１に記載のタ
イヤ圧力注入バルブのキャップにおいて、前記タイヤ圧
力注入バルブは、前記開口付近に先端が配置され気密弁
に連結された摺動自在の心棒と、前記心棒を前記先端部
の開口側に付勢して前記気密弁を通常閉塞状態に維持す
る付勢部材とを有し、前記キャップは、前記内筒部内の
一端部閉塞側に設けられ、前記内筒部の他端側から前記
タイヤ圧力注入バルブの先端部が前記内筒部内に嵌入し
たときに前記付勢部材の付勢に抗して前記心棒をバルブ
内に押し入れて前記気密弁を開放する突出部とを備えて
いるタイヤ圧力注入バルブのキャップを提案する。
【００２１】該タイヤ圧力注入バルブのキャップがタイ
ヤ圧力注入バルブの先端部に装着され、該先端部がキャ
ップの内筒部に嵌入されると、前記突出部がタイヤ圧力
注入バルブの心棒をバルブ内部に押し入れる。これによ
り、前記心棒に連結された気密弁が開放状態にされて、
タイヤ気室内の流体が検知装置に流入する。また、タイ
ヤ圧力注入バブルから前記キャップを外すと、前記心棒
は前記付勢部材によってタイヤ圧力注入バルブの先端部
開口側に付勢され、該付勢による前記心棒の摺動と共に
前記気密弁が閉塞される。
【００２２】また、請求項３では、請求項１に記載のタ
イヤ圧力注入バルブのキャップにおいて、前記検知装置
は、前記主装置との間で通信を行い、前記主装置から所
定の情報要求信号を受信したときに前記タイヤ気室内に
存在する流体の圧力の検知結果を含む検知情報を前記主
装置へ送信する手段を備えているタイヤ圧力注入バルブ
のキャップを提案する。
【００２３】該タイヤ圧力注入バルブのキャップによれ
ば、前記検知装置が前記主装置との間で通信を行い、前
記検知装置が前記主装置から情報要求信号を受信したと
きに、前記検知装置によって圧力の検知結果を含む検知
情報が前記主装置へ送信される。
【００２４】また、請求項４では、請求項１に記載のタ
イヤ圧力注入バルブのキャップにおいて、前記検知装置
は、個々の検知装置に固有の識別情報を記憶している記
憶手段を有し、前記識別情報と前記検知結果とを含む検
知情報を送信するタイヤ圧力注入バルブのキャップを提
案する。
【００２５】該タイヤ圧力注入バルブのキャップによれ
ば、前記検知装置の記憶手段に個々の検知装置に固有の
識別情報が記憶され、該記憶されている識別情報と前記
検知結果とを含む検知情報が主装置に送信される。これ
により、前記主装置は受信した検知情報に含まれる識別
情報によって検知装置を判別可能になる。
【００２６】また、請求項５では、請求項１に記載のタ
イヤ圧力注入バルブのキャップにおいて、前記検知装置
は、前記タイヤ気室内の雰囲気中の圧力を検知する手段
を備えているタイヤ圧力注入バルブのキャップを提案す
る。
【００２７】該タイヤ圧力注入バルブのキャップによれ
ば、前記検知装置によって前記タイヤ気室内の雰囲気中
の物理量としてタイヤ気室内の流体の圧力が検知され
る。
【００２８】また、請求項６では、請求項１に記載のタ
イヤ圧力注入バルブのキャップにおいて、前記ワイヤレ
ス通信手段が用いる電磁波の周波数と前記エネルギー変
換手段が受信する電磁波の周波数が、長波帯の周波数又
は中波帯の周波数の何れかに設定されているタイヤ圧力
注入バルブのキャップを提案する。
【００２９】該タイヤ圧力注入バルブのキャップによれ
ば、前記ワイヤレス通信手段が用いる電磁波の周波数と
前記エネルギー変換手段が受信する電磁波の周波数とし
て、長波帯の周波数又は中波帯の周波数の何れかを用い
るように設定されている。この様に波長の長い周波数で
ある長波帯或いは中波帯の周波数を用いることにより、
短波帯以上の周波数に比べて通信距離は短くなるが、回
曲性や浸透性に優れているため送信側アンテナと受信側
アンテナが互いに直視不可能な位置に配置されている場
合でも電磁波の授受を容易に行うことができる。
【００３０】また、請求項７では、前記請求項１乃至請
求項６の何れかに記載のキャップを備えているタイヤ圧
力注入バルブを提案する。
【００３１】該タイヤ圧力注入バルブによれば、前記キ
ャップを備えているので、タイヤ気室内の物理量を容易
に検知可能になる。
【００３２】また、請求項８では、車両のタイヤの物理
量を検出して運転者や管理者に検出結果を報知するタイ
ヤ監視システムにおいて、各タイヤに装着され、外部か
らワイヤレスで供給される電力によって動作する複数の
検知装置と、タイヤ気室外であり且つタイヤの近傍位置
に配置された複数の中継装置とを有し、前記検知装置
は、タイヤの物理量を検知して該物理量に対応した電気
信号を出力するセンサ回路と、該電気信号に基づいて検
知結果を電磁波を用いてワイヤレスで送信するワイヤレ
ス通信手段と、中継装置から送信される電磁波を受信し
て該電磁波のエネルギーを前記センサ回路とワイヤレス
通信手段とを駆動するための電気エネルギーに変換する
エネルギー変換手段とを備え、前記中継装置は、前記検
知装置のエネルギー変換手段に対して電磁波を輻射する
電磁波輻射手段と、前記検知装置のワイヤレス通信手段
から送信された検知結果を受信する手段と、前記運転者
や管理者に検出結果を報知する主装置に対して、前記受
信した検知結果の電気信号を増幅して送信する手段とを
備えているタイヤ監視システムを提案する。
【００３３】該タイヤ監視システムによれば、前記中継
装置から輻射された電磁波が前記検知装置のエネルギー
変換手段によって受信され、該受信された電磁波のエネ
ルギーが前記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、該電気エネルギーによって前記センサ回
路とワイヤレス通信手段が駆動される。
【００３４】さらに、タイヤの物理量が前記センサ回路
によって検知され、該検知された物理量に対応した電気
信号が前記センサ回路から出力され、該電気信号に基づ
いて、前記ワイヤレス通信手段によって電磁波を用いて
検知結果がワイヤレスで送信される。該検知結果は前記
中継装置によって受信され、該受信された検知結果の電
気信号が前記中継装置によって増幅されて主装置に送信
され、該主装置によって前記運転者や管理者に検出結果
が報知される。
【００３５】これにより、前記検知装置は電池を用いず
に動作するため電池交換の必要がない。また、前記中継
装置がタイヤ気室外のタイヤ近傍位置に配置されている
ので、中継装置の電源として電池を用いている場合には
電池交換を容易に行うことができると共に、検知装置か
らの微弱な高周波信号を増幅して主装置に送信するの
で、主装置が検知装置から離れた位置にあっても検知結
果を得ることができる。
【００３６】また、請求項９では、請求項８に記載のタ
イヤ監視システムにおいて、前記中継装置は、車体のホ
イールハウスに固定された装置本体とフェンダーに固定
されたアンテナとを有するタイヤ監視システムを提案す
る。
【００３７】該タイヤ監視システムによれば、車体のホ
イールハウスに前記中継装置の装置本体が固定され、該
装置本体に接続されたアンテナがフェンダーに固定され
る。これにより、前記中継装置が車体側に固定されてい
るので、タイヤを交換したときにも同じ中継装置を用い
ることができる。
【００３８】また、請求項１０では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記中継装置は、タイヤ
ホイール上の前記タイヤ気室外の領域に固定された装置
本体とアンテナとを有し、前記アンテナは前記タイヤの
回転軸と同心の環状をなしたループコイルからなるタイ
ヤ監視システムを提案する。
【００３９】該タイヤ監視システムによれば、前記中継
装置の装置本体とアンテナがタイヤホイール上の前記タ
イヤ気室外の領域に固定されているので、前記中継装置
と検知装置との間の距離を短く設定することができるた
め、前記中継装置から検知装置への電力供給の効率を高
めることができると共に検知装置からの検知結果を中継
装置によって確実に受信することができる。さらに、前
記アンテナがタイヤの回転軸と同心の環状をなしたルー
プコイルからなるため、前記検知装置がタイヤの何れの
領域に設けられていてもほぼ同じ強度で検知装置からの
検知結果を受信することができる。
【００４０】また、請求項１１では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記中継装置の装置本体
とアンテナは、タイヤホイールのキャップに固定されて
おり、前記アンテナは前記タイヤの回転軸と同心の環状
をなしたループコイルからなるタイヤ監視システムを提
案する。
【００４１】該タイヤ監視システムによれば、前記中継
装置の装置本体とアンテナがタイヤホイールのキャップ
に固定されているので、前記中継装置と検知装置との間
の距離を短く設定することができるため、前記中継装置
から検知装置への電力供給の効率を高めることができる
と共に検知装置からの検知結果を中継装置によって確実
に受信することができる。さらに、前記アンテナがタイ
ヤの回転軸と同心の環状をなしたループコイルからなる
ため、前記検知装置がタイヤの何れの領域に設けられて
いてもほぼ同じ強度で検知装置からの検知結果を受信す
ることができる。
【００４２】また、請求項１２では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、ホイールに装着されたタ
イヤが２つ併設された複輪用の中継装置を備え、前記複
輪用の中継装置は、前記ホイールに固定された装置本体
と、ループコイルアンテナとを有し、前記ループコイル
アンテナは、前記２つのホイールの連結部分に外嵌する
直径を有する環状をなし、前記連結部分に外嵌されて固
定されているタイヤ監視システムを提案する。
【００４３】該タイヤ監視システムによれば、複輪用の
中継装置がタイヤホイールに固定されているので、前記
中継装置と２つのタイヤのそれぞれの検知装置との間の
距離を短く設定することができるため、前記中継装置か
ら検知装置への電力供給の効率を高めることができると
共に検知装置からの検知結果を中継装置によって確実に
受信することができる。さらに、前記アンテナがタイヤ
の回転軸と同心の環状をなしたループコイルからなるた
め、２つのタイヤの検知装置がタイヤの何れの領域に設
けられていても２つの検知装置からの検知結果をほぼ同
じ強度で受信することができる。
【００４４】また、請求項１３では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記中継装置は、２次電
池と、該２次電池を充電するための発電手段とを有し、
前記２次電池或いは前記発電手段が出力する電力によっ
て動作するタイヤ監視システムを提案する。
【００４５】該タイヤ監視システムによれば、前記中継
装置は２次電池或いは発電手段が出力する電力によって
動作すると共に前記発電手段によって前記２次電池が充
電されるので、電池交換の回数を低減することができ
る。
【００４６】また、請求項１４では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記検知装置は、タイヤ
圧力注入バルブに連結してタイヤ気室外に着脱可能に設
けられていると共に、前記タイヤ気室内の圧力を検知す
るセンサ回路を備えているタイヤ監視システムを提案す
る。
【００４７】該タイヤ監視システムによれば、前記検知
装置がタイヤ圧力注入バルブに連結してタイヤ気室外に
着脱可能に設けられているので、既存のタイヤに対して
も検知装置を容易に装着することができる。さらに、前
記検知装置が前記タイヤ気室内の圧力を検知するセンサ
回路を備えているので、タイヤ気室内の圧力を検知する
ことができる。
【００４８】また、請求項１５では、請求項１４に記載
のタイヤ監視システムにおいて、前記検知装置は、前記
タイヤ圧力注入バルブの外部開口を密閉する着脱可能な
キャップ内に設けられており、前記キャップは、前記タ
イヤ圧力注入バルブの先端部に装着されたときに該バル
ブ内の気密弁を開放状態にしてタイヤ気室内の流体を前
記検知装置に導通する手段を備えているタイヤ監視シス
テムを提案する。
【００４９】該タイヤ監視システムによれば、前記検知
装置はタイヤ圧力注入バルブのキャップ内に設けられて
いるので、前記キャップの交換のみで検知装置を装着す
ることができる。
【００５０】また、請求項１６では、請求項１４に記載
のタイヤ監視システムにおいて、前記検知装置は、前記
検知した圧力を少なくとも３段階で表した圧力検知情報
を送信する手段を備えているタイヤ監視システムを提案
する。
【００５１】該タイヤ監視システムによれば、前記検知
装置によって送信される圧力の検知情報は少なくとも３
段階で表されている。これにより、正常と異常を判別で
きるほかに要注意状態であることを認識することが可能
になる。
【００５２】また、請求項１７では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記検知装置は、前記主
装置から送信された情報要求信号を受信する手段と、前
記情報要求信号を受信したときに前記検知結果を含む検
知情報を送信する手段とを備えているタイヤ監視システ
ムを提案する。
【００５３】該タイヤ監視システムによれば、前記検知
装置は主装置から送信された情報要求信号を受信したと
きに圧力の検知結果を含む検知情報を送信するので、前
記検知装置からの不要な電磁波の発射を防止することが
できる。
【００５４】また、請求項１８では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記検知装置は、個々の
検知装置に固有の識別情報を記憶している記憶手段と、
前記主装置から発信された情報要求信号を受信する手段
と、前記受信した情報要求信号に自己の識別情報を含ま
れているときに前記識別情報と前記検知結果とを含む検
知情報を送信する手段とを備えているタイヤ監視システ
ムを提案する。
【００５５】該タイヤ監視システムによれば、前記検知
装置は主装置から送信された情報要求信号を受信し、該
受信した情報要求信号に自己の識別情報が含まれている
ときに圧力の検知結果を含む検知情報を送信するので、
前記検知装置からの不要な電磁波の発射を防止すること
ができ、複数の検知装置間の混信の発生を防止すること
ができる。
【００５６】また、請求項１９では、請求項１７又は請
求項１８に記載のタイヤ監視システムにおいて、前記中
継装置は、前記主装置から送信された情報要求信号を受
信する手段と、前記受信した情報要求信号を前記検知装
置に対して送信する手段とを備えているタイヤ監視シス
テムを提案する。
【００５７】該タイヤ監視システムによれば、前記中継
装置によって前記主装置から送信された情報要求信号が
中継されて検知装置に伝送される。このため、前記主装
置から送信された電磁波強度が微弱であっても前記中継
装置によって受信可能になる。さらに、前記中継装置か
ら送信される電磁波のエネルギーによって前記検知装置
が確実に駆動され、検知結果が前記中継装置を介して主
装置に送信される。
【００５８】また、請求項２０では、請求項８に記載の
タイヤ監視システムにおいて、前記中継装置から前記検
知装置に送信される電磁波の周波数及び前記検知装置か
ら送信される電磁波の周波数が、長波帯の周波数又は中
波帯の周波数の何れかに設定されているタイヤ監視シス
テムを提案する。
【００５９】該タイヤ監視システムによれば、前記中継
装置から前記検知装置に送信される電磁波の周波数及び
前記検知装置から送信される電磁波の周波数として、波
長の長い周波数である長波帯或いは中波帯の周波数を用
いることにより、短波帯以上の周波数に比べて通信距離
は短くなるが、回曲性や浸透性に優れているため送信側
アンテナと受信側アンテナが互いに直視不可能な位置に
配置されている場合でも電磁波の授受を容易に行うこと
ができる。
【００６０】
【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。
【００６１】図１は本発明の第１実施形態におけるタイ
ヤ監視システムの全体を示す構成図である。
【００６２】図１において、１は車両であり、例えば４
輪の普通乗用車で、４つの車輪２のそれぞれにはタイヤ
の状態を検知する検知装置３が設けられ、検知装置３の
近傍には中継装置４が設けられている。さらに、運転席
近傍にはコントローラ５ａと表示パネル５ｂとを含むモ
ニター装置本体５が設置されている。さらに、モニター
装置本体５に接続されたアンテナ６Ａ，６Ｂが前輪と後
輪の近傍に設けられている。
【００６３】車輪２は、図２に示すように、周知のタイ
ヤホイール２１に空気タイヤ２２が装着されたもので、
タイヤホイール２１のリム２１ａにはバルブステム２３
が設けられており、このバルブステム２３を介してタイ
ヤ気室２２ａ内に空気を送り込み、所望の空気圧に設定
できるようになっている。さらに、バルブステム２３の
先端部にはバルブキャップ２４が装着されている。
【００６４】また、タイヤホイール２１上のタイヤ気室
２２ａの外部には中継装置４を構成する装置本体と４ａ
とアンテナ４ｂが設けられている。
【００６５】上記検知装置３は、前述したバルブキャッ
プ２４内に設けられている。図３はバルブキャップ２４
を示す側断面図、図４は図３におけるＡ−Ａ線矢視方向
断面図である。これらの図に示すように、バルブキャッ
プ２４は、一端側から円形の内筒部242が形成され、他
端側が閉塞されている６角柱の筐体241を有し、内筒部2
42の奥部には突出部244が設けられている。筐体241は、
例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂からなる。尚、
筐体241の材質は上記ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
に限定されることはなく、タイヤ気室内の空気圧によっ
てバルブステム２３から脱落したり破損変形しないもの
であれば他種のものであっても良いが、本実施形態にお
いては少なくともアンテナ３１の外周部分が電磁波を透
過する材質でなければならない。
【００６６】突出部244は内筒部242の軸上に配置された
所定長さの円柱形をなし、その一端が内筒部242の開口
方向に突出するように他端が支持部243によって支持さ
れている。支持部243は内筒部242の半径方向に延ばして
３つ設けられ、隣り合う支持部243間には最奥部247に連
通する開口245が設けられている。また、突出部244の周
囲には開口245が露出するように環状のパッキン246が設
けられている。
【００６７】内筒部242の最奥部247には検知装置３を構
成する回路基板248が配置され、内筒部242の周囲にあた
る筐体241の内部にはコイル状に巻回された導体線から
なるアンテナ３１が埋設され、このアンテナ３１の両端
が回路基板248に接続されている。
【００６８】回路基板248は、図５に示すように、その
表面に複数の半導体ＩＣチップ248aと複数のチップ状電
子部品248b及びセンサ素子248cが実装されている。ま
た、回路基板248はセンサ素子248cが開口245の側に位置
するように配置され、開口245を介して流入したタイヤ
気室内の空気の物理量を検知できるようになっている。
さらに、回路基板248には、センサ素子248cの感知部分
を除いて実装電子部品を覆うように絶縁性及び耐湿性を
有する樹脂によってオーバーコート処理が施されてい
る。
【００６９】本実施形態ではセンサ素子248cとしてサー
ミスタと半導体式ピエゾ抵抗型ダイヤフラムを用い、サ
ーミスタによって温度を検知し、半導体式ピエゾ抵抗型
ダイヤフラムによって圧力を検知している。
【００７０】半導体式圧力センサは圧力感知部の機械的
な動きが小さいため、タイヤ回転中に生じる遠心力の影
響を受け難いので正確な空気圧を検出することができ
る。また、この種の半導体式ダイヤフラムにはピエゾ抵
抗型の他に容量型と薄膜型が一般的に知られているが、
容量型ダイヤフラムは電磁波ノイズの影響を受けやす
く、また薄膜型ダイヤフラムは信頼性が低い。これらに
比べて半導体式ピエゾ抵抗型ダイヤフラムは高い信頼性
が得られる。
【００７１】一方、バルブステム２３の開口端は、図６
に示すような構造をなしている。即ち、略円筒形の筐体
の開口231が形成されている一端部外側には上記のバル
ブキャップ２４に嵌合する雄ねじ部232が設けられ、内
筒部233にはネジ溝が形成されてバルブコア２５が嵌入
されている。バルブコア２５の胴体251の外壁にはパッ
キン252が設けられており、バルブコア２５がバルブス
テム２３内に嵌入されたときにバルブステム２３のテー
パー状の内壁面にパッキン252が密接して気密性が保持
できるようになっている。
【００７２】バルブコア２５の胴体251は略円筒形をな
し、胴体251の内部には軸に沿って摺動する芯棒253が設
けられている。この芯棒253の先端は、バルブコア２５
がバルブステム２３内に嵌入された状態において、バル
ブステム２３の開口端に位置するように設定されてい
る。
【００７３】また、芯棒253の他端部には円環状の気密
弁256とパッキン257が外嵌されて固定されている。パッ
キン257は胴体251の他端251bの開口よりも大きい直径を
有し、胴体251の他端251b開口に当接して密閉するよう
になっている。また、気密弁256は、胴体251の他端251b
開口に嵌入しやすいように形成されたテーパー面を有
し、胴体251の他端開口に嵌入して気密性を保持する。
【００７４】バルブコア２５の胴体251内には一端部が
芯棒253の一端部においてバネ受け255によって係止さ
れ、他端が胴体251他端部によって係止されたコイルバ
ネ254が設けられている。このコイルバネ254は芯棒253
の周囲に巻回されるように配置され、芯棒253をその一
端部方向に付勢している。
【００７５】前述したバルブステム２３とバルブコア２
５によってタイヤ圧力注入バルブが構成されている。
【００７６】上記構成により、図７に示すように、バル
ブステム２３の端部にバルブキャップ２４が装着される
と、バルブキャップ２４の突出部244によって芯棒253が
コイルバネ254の付勢力に抗して胴体251内部に押し込ま
れるので、芯棒253の移動に伴ってパッキン257が胴体25
1の他端251bから離れると共に気密弁256が胴体251内か
ら外部のバルブ室に234に移動する。これにより、胴体2
51の他端251bが開放されてタイヤ気室内の空気が胴体25
1の他端251b開口から胴体251内部に流入し、胴体251の
一端251aの開口部258及びバルブキャップ２４の開口245
を介して検知装置３を構成する回路基板248へ至る。こ
のとき、バルブステム２３とバルブキャップ２４との間
はパッキン246によって密閉状態が保たれているため、
気密性が保持される。
【００７７】図８は検知装置３の電気系回路を示す構成
図である。図において、３は検知装置で、アンテナ３１
と、アンテナ切替器３２、整流回路３３、中央処理部３
４、検波部３５、発信部３６、センサ部３７から構成さ
れている。
【００７８】アンテナ３１は、中継装置４との間で電磁
波を用いて通信するためのもので、長波帯又は中波帯の
周波数、例えば長波帯の１２５ｋＨｚの通信周波数に整
合されている。
【００７９】アンテナ切替器３２は、例えば電子スイッ
チ等から構成され、中央処理部３４の制御によってアン
テナ３１と整流回路３３及び検波部３５との接続と、ア
ンテナ３１と発信部３６との接続とを切り替える。
【００８０】整流回路３３は、ダイオード331,332と、
コンデンサ333、抵抗器334から構成され、周知の全波整
流回路を形成している。この整流回路３３の入力側には
アンテナ切替器３２を介してアンテナ３２が接続されて
いる。整流回路３３は、中継装置４から送信された情報
要求信号によってアンテナ３１に誘起した高周波電流を
整流して直流電流に変換してコンデンサ333に蓄え、こ
れを中央処理部３４、検波部３５、及び発信部３６の駆
動電源として出力するものである。コンデンサ333は平
滑と蓄電の両作用をなすが、一時的な蓄電用にスーパー
キャパシタや２次電池を設けても良い。
【００８１】中央処理部３４は、周知のＣＰＵ341と、
ディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換回
路342、記憶部343から構成されている。ＣＰＵ341は、
記憶部343の半導体メモリに格納されているプログラム
に基づいて動作し、電源が供給されて駆動すると、セン
サ部３７に対して電源部３８の電池381を接続してセン
サ部３７を駆動し、センサ検知データを中継装置４にワ
イヤレスで送信する。さらに、ＣＰＵ341は、受信した
信号の中に書き込み命令と共に書き込み対象情報が含ま
れているときには、この書き込み命令に従って記憶部34
1内の情報の書き換えや追加或いは削除を行う。
【００８２】また、ＣＰＵ341のプログラムには、中継
装置４から後述する自己の識別情報を指定した情報要求
信号を受信したときに応答信号を送信するように設定さ
れている。本実施形態では、情報要求信号には情報要求
であることを示すヘッダ部を設け、応答信号には応答で
あることを表すヘッダ部を設けることによって、情報要
求信号と応答信号とを区別できるようにしている。
【００８３】記憶部343は、ＣＰＵ341を動作させるプロ
グラムが記録されたＲＯＭと、例えばＥＥＰＲＯＭ（el
ectrically erasable programmable read-only memor
y）等の電気的に書き換え可能な不揮発性の半導体メモ
リとからなり、個々の検知装置３に固有の識別情報が、
製造時に記憶部343内の書き換え不可に指定された領域
に予め記憶されている。
【００８４】検波部３５は、ダイオード351とＡ／Ｄ変
換器352からなり、ダイオード351のアノードはアンテナ
３１に接続され、カソードはＡ／Ｄ変換器352を介して
中央処理部３４のＣＰＵ341に接続されている。これに
より、受信した信号は検波部３５によってディジタルデ
ータに変換されてＣＰＵ341に入力される。
【００８５】発信部３６は、発振回路361、変調回路362
及び高周波増幅回路363から構成され、発振回路361によ
って発振された搬送波を、中央処理部３４から入力した
情報信号に基づいて変調回路362で変調し、これを高周
波増幅回路363及びアンテナ切替器３２を介してアンテ
ナ３１に供給する。
【００８６】センサ部３７は、第１及び第２センサ371,
372と、切替器373、Ａ／Ｄ変換回路374から構成されて
いる。第１及び第２センサ371,372としてはタイヤ２の
状態を検知して電気信号に変換して出力するセンサが用
いられ、例えば空気圧センサや温度センサ、圧力セン
サ、湿度センサ、振動センサなどである。本実施形態で
は、前述したようにサーミスタと半導体式ピエゾ抵抗型
ダイヤフラムとを用いて、第１センサ371としてタイヤ
内部の空気圧を検知して空気圧に対応した電圧を出力す
る空気圧センサを構成し、第２センサ372としてタイヤ
内の温度を検知して温度に対応する電圧を出力する温度
センサを構成した。
【００８７】切替器373は、例えば電子スイッチ等から
構成され、中央処理部３４の制御によって第１センサ37
1の出力と第２センサ372の出力とを切り替えてＡ／Ｄ変
換回路374の入力に接続する。
【００８８】Ａ／Ｄ変換回路374は、入力された第１セ
ンサ371の出力電圧或いは第２センサ372の出力電圧をデ
ィジタル値に変換してＣＰＵ341に対して出力する。
尚、第１及び第２センサ371,372の検知結果は正常と異
常とを判別できるほかに要注意状態にあることを判別で
きるように３段階以上に表すことが好ましく、ディジタ
ル値では２ビット以上のディジタル値に変換することが
好ましい。本実施形態では８ビットのディジタル値に変
換するＡ／Ｄ変換回路374を用いている。
【００８９】次に、前述した中継装置４の構成を説明す
る。
【００９０】図９は中継装置４の構成を示す外観図、図
１０は図９におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図、図１１は
図９におけるＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。図におい
て４は中継装置で、装置本体４ａとループコイルからな
るアンテナ４ｂとから構成されている。
【００９１】装置本体４ａは電池交換用の蓋（図示せ
ず）を備えたケーシング401に収納された回路基板402か
らなり、アンテナ４ｂは所定の直径の円環状に導体線40
3を多数回巻回して前述した通信周波数の１２５ｋＨｚ
に整合されたもので、巻回された導体線403の全体が電
磁波透過性の絶縁部材404で被覆されている。
【００９２】また、装置本体４ａはアンテナ４ｂの一部
に装着されて、アンテナ４ｂの導体線403の両端が回路
基板402に接続されている。この状態で装置本体４ａと
アンテナ４ｂの全体が、さらに電磁波透過性の絶縁部材
405によって被覆されている。尚、図示していないが、
装置本体４ａの部分はケーシング401に設けられた電池
交換用の蓋の開閉を行えるようになっている。
【００９３】装置本体４ａとアンテナ４ｂの全体の円環
直径はタイヤホール２１のリム２１ａの外面に内接する
ように設定され、装置本体４ａとアンテナ４ｂは接着テ
ープ406を用いて図２に示したようにリム２１ａの表面
にタイヤの回転軸と同心になるように固定されている。
尚、リム２１ａへの装置本体４ａとアンテナ４ｂの固定
方法は接着テープを用いる方法に限定されることはな
く、適宜好適な方法を用いて良い。
【００９４】中継装置４の電気系回路は図１２に示す構
成をなしている。即ち、図１２において、４は中継装置
で、装置本体４ａとアンテナ４ｂからなり、装置本体４
ａはアンテナ切替器４１、受信部４２、送信部４３、中
央処理部４４、２次電池４５とから構成されている。
【００９５】アンテナ切替器４１は、例えば電子スイッ
チ等から構成され、中央処理部４４の制御によってアン
テナ４ｂと受信部４２との接続と、アンテナ切替器５１
Ａと送信部４３との接続とを切り替える。
【００９６】受信部４２は、受信機421とＡ／Ｄ変換回
路422から構成され、受信機421の入力側はアンテナ切替
器４１を介してアンテナ４ｂに接続され、検知装置３が
送信した応答信号或いはモニター装置５送信した情報要
求信号を受信して検波した後にＡ／Ｄ変換回路422を介
して中央処理部４４に出力する。
【００９７】送信部４３は、送信機431とＤ／Ａ変換回
路432から構成され、送信機431は中央処理部４４から入
力した検知装置３に対する情報要求信号或いはモニター
装置５に対する応答信号を高周波信号に変換してアンテ
ナ切替器４１を介してアンテナ４ｂに出力する。
【００９８】中央処理部４４は、周知のＣＰＵ441及び
メモリ442から構成され、モニター装置５と検知装置３
との間の通信の中継を行うようにプログラムされてい
る。即ち、モニター装置５から送信された情報要求信号
を受信したときにこの情報要求信号を検知装置３に向け
て送信し、検知装置３から送信された応答信号を受信し
たときにこの応答信号をモニター装置５に向けて送信す
る。
【００９９】尚、本実施形態では中継装置４と検知装置
３との間の通信周波数と中継装置４とモニター装置５と
の間の通信周波数とを同一に設定しているが、これらの
周波数を異なる周波数に設定しても良い。この様に異な
る周波数を用いるときは、中継装置４は２組の送受信部
を備える必要がある。
【０１００】一方、モニター装置本体５は、図１３に示
すように、切替器５１Ａ，５１Ｂ、受信部５２、送信部
５３、中央処理部５４、表示部５５から構成されてい
る。このモニター装置本体５には車両１のバッテリーか
ら駆動電力が供給されている。
【０１０１】アンテナ６Ａ，６Ｂは、４つの中継装置４
との間で電磁波を用いて通信するためのもので、上記と
同様に１２５ｋＨｚの通信周波数に整合されている。
【０１０２】アンテナ切替器５１Ａは、例えば電子スイ
ッチ等から構成され、中央処理部５４の制御によってア
ンテナ６Ａ，６Ｂの何れかとアンテナ切替器５１Ｂとの
接続を切り替える。
【０１０３】アンテナ切替器５１Ｂは、同様に電子スイ
ッチ等から構成され、中央処理部５４の制御によってア
ンテナ切替器５１Ａと受信部５２との接続と、アンテナ
切替器５１Ａと送信部５３との接続とを切り替える。
【０１０４】受信部５２は、受信機521とＡ／Ｄ変換回
路522から構成され、受信機521の入力側はアンテナ切替
器５１Ａ，５１Ｂを介してアンテナ６Ａ，６Ｂに接続さ
れ、中継装置４が送信した応答信号を受信して検波した
後にＡ／Ｄ変換回路522を介して中央処理部５４に出力
する。
【０１０５】送信部５３は、送信機531とＤ／Ａ変換回
路532から構成され、送信機531は中央処理部５４から入
力した検知装置３に対する情報要求信号を高周波信号に
変換してアンテナ切替器５１Ａ，５１Ｂを介してアンテ
ナ６Ａ，６Ｂに出力する。
【０１０６】中央処理部５４は、周知のＣＰＵ541及び
メモリ542から構成され、時間Ｔ１おきに各検知装置３
に対してその識別情報を含む情報要求信号を送信し、こ
れに対する応答信号を受信して表示部５５に表示する。
また、メモリ542は、ＣＰＵ541を動作させるプログラム
が記録されたＲＯＭと、例えばＥＥＰＲＯＭ等の電気的
に書き換え可能な不揮発性の半導体メモリとからなり、
個々の検知装置３に固有の識別情報が各車輪２の位置に
対応して書き換え可能に指定された領域に予め記憶され
ている。
【０１０７】表示部５５は、ＣＰＵ541から入力した各
検知装置３のセンサ検知情報を表示する。また、表示部
５５は、図１４に示すような表示パネル５ｂを備えてい
る。この表示パネル５ｂの上部には、中央部にタイヤの
装着位置が容易にわかるような車両の図が描かれ、その
両側に各タイヤに対応してタイヤ空気圧の良否を示す赤
と黄と緑の３色切替型のＬＥＤ551a〜551dとタイヤ内温
度の良否を示す赤と黄と緑の３色切替型のＬＥＤ552a〜
552dが配置されている。この様に３色切替型のＬＥＤを
用いることにより、異常状態、要注意状態、及び正常状
態の３つの状態を視覚によって容易に認識することがで
きる。さらに、表示パネル５ｂの下部には液晶表示器55
3が配置され、各タイヤ２の空気圧と温度が数字表示さ
れるようになっているので、より詳細な検知情報を得る
ことができる。
【０１０８】次に、前述の構成よりなるタイヤ監視シス
テムの動作を図１５乃至図１７に示すフローチャートを
参照して説明する。尚、図１５はモニター装置５の動作
を示すフローチャート、図１６は中継装置４の動作を示
すフローチャート、図１７は検知装置の動作を示すフロ
ーチャートである。
【０１０９】モニター装置５は、各検知装置３に対する
情報要求信号を送信する（ＳＡ１）。このときモニタ装
置５は、個々の検知装置３毎にその識別情報を指定した
情報要求信号を送信する。さらに、前輪の検知装置３に
対して情報要求信号を送信し、これに対応する応答信号
を受信するときは切替器５１Ａによって前輪用アンテナ
６Ａを接続し、後輪の検知装置３に対して情報要求信号
を送信しこれに対応する応答信号を受信するときは切替
器５１Ａによって後輪用アンテナ６Ｂを接続する。
【０１１０】次いで、モニター装置５は、送信した情報
要求信号に対する全ての検知装置３からの応答信号を受
信したか否かを判定し（ＳＡ２）、全ての応答信号を受
信できたときは、受信した応答信号から識別情報と検知
情報とを抽出する（ＳＡ３，ＳＡ４）。さらに、抽出し
た検知情報から空気圧データと温度データを解析してＬ
ＥＤ551a〜551d，552a〜552dを解析結果を表す色で点灯
すると共に、液晶表示器553に各タイヤ２２の空気圧と
温度を数字表示する（ＳＡ５）。
【０１１１】この後、モニター装置５は、タイマーをリ
セットしてタイマー計時を開始し（ＳＡ６）、タイマー
の計時時間が時間Ｔ１を経過したか否かを監視し（ＳＡ
７）、時間Ｔ１を経過したときに前記ＳＡ１の処理に移
行し、前述した処理を繰り返す。尚、本実施形態では時
間Ｔ１を１０分に設定している。
【０１１２】中継装置４は、モニター装置５から送信さ
れた情報要求信号を受信したか否かを監視する（ＳＢ
１）と共に検知装置３から送信された応答信号を受信し
たか否かを監視する（ＳＢ２）。この監視中にモニター
装置５から送信された情報要求信号を受信したときは、
受信した情報要求信号から識別情報を抽出して（ＳＢ
３）、この識別情報を含む情報要求信号を検知装置３に
送信する（ＳＢ４）。
【０１１３】また、検知装置３から送信された応答信号
を受信したときは、受信した応答信号から検知情報を抽
出して（ＳＢ５）、この検知情報を含む応答信号をモニ
ター装置５に送信する（ＳＢ６）。
【０１１４】上記中継装置４の中継処理によって、モニ
ター装置５からの情報要求信号の強度が減衰して微弱に
なっても、中継装置４によって増幅されることになるの
で、中継装置４から検知装置３へ送信される情報要求信
号の強度は検知装置３に駆動エネルギーを供給するに十
分な強度となる。また、検知装置３から送信される応答
信号の強度が微弱であっても、同様に中継装置４によっ
て増幅されるので、モニター装置５に対して確実に応答
信号を伝達することができる。
【０１１５】一方、検知装置３は、中継装置４から送信
された情報要求信号によって駆動エネルギーが供給され
て動作を開始すると、自己の識別情報を指定した情報要
求信号を受信したか否かを判定し（ＳＣ１）、自己の識
別情報を含む情報要求信号を受信したときはセンサ部３
７が検知した空気圧と温度のセンサデータを取り込み
（ＳＣ２）、これらのデータと自己の識別情報を含む応
答信号を生成してこれを送信する（ＳＣ３）。
【０１１６】前述したように第１実施形態のタイヤ監視
システムでは、タイヤバルブのキャップ２４に検知装置
３を設けると共に、検知装置３の近傍に設けたので、検
知装置３に電池を設けることなく中継装置４から駆動電
力をワイヤレスで供給して検知装置３を駆動することが
できる。
【０１１７】また、中継装置４のアンテナ４ｂをタイヤ
ホール２１のリム２１ａに沿って配置した環状に形成し
たので、車輪２或いはタイヤ２２の何れの位置に検知装
置３が配置されていても、中継装置４と検知装置３との
間の距離を短く設定することができるため、中継装置４
から検知装置３への駆動電力供給の効率を高めることが
できると共に検知装置３からの応答信号を中継装置４に
よって確実に受信することができる。さらに、アンテナ
４ｂが車輪２の回転軸すなわちタイヤの回転軸と同心の
環状をなしたループコイルからなるため、検知装置３が
車輪２或いはタイヤ２２の何れの領域に設けられていて
もほぼ同じ強度で検知装置からの検知結果を受信するこ
とができる。
【０１１８】さらに、中継装置４をタイヤ気室外に設け
たので、中継装置４の電池交換を容易に行うことができ
ると共に、既存の車輪２にも容易に装着することができ
る。
【０１１９】また、上記実施形態では検知装置３をタイ
ヤ圧力注入バルブのキャップ２４内に設けたので、既存
の車輪２へもバルブキャップ２４の交換のみで検知装置
３を容易に装着することができる。
【０１２０】また、中継装置４から検知装置３に送信さ
れる電磁波の周波数及び検知装置３から送信される電磁
波の周波数として、波長の長い周波数である長波帯の１
２５ｋＨｚの周波数を用いているので、短波帯以上の周
波数に比べて通信距離は短くなるが、回曲性や浸透性に
優れているため送信側アンテナと受信側アンテナが互い
に直視不可能な位置に配置されている場合でも電磁波の
授受を容易に行うことができる。
【０１２１】尚、通信周波数は１２５ｋＨｚに限定され
ることはないが、上記の回曲性や浸透性を考慮すると長
波帯或いは中波帯の周波数を用いることが好ましい。
【０１２２】また、上記第１実施形態では、バルブキャ
ップ２４内に検知装置３を設けたが、これに限定される
ことはなく、検知装置３をタイヤ２２内部に埋設したり
或いはタイヤ気室２２ａ内に設けても良い。
【０１２３】また、中継装置４を車輪に設ける場合は、
ホイールディスクの外周部や、ホイールのセンターオー
ナメントの突部、ホイールキャップ、リムの裏側等の何
れであっても同様の効果を得ることができる。
【０１２４】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【０１２５】第２実施形態では、図１８に示すように、
中継装置４をタイヤホイール２１のキャップ２６の内側
に設けた。中継装置４の構成及びその他の構成は前述し
た第１実施形態と同じである。この様に中継装置４をホ
イールキャップの内側に設けても同様の効果が得られ
る。
【０１２６】また、図１９に示す第３実施形態のよう
に、車両１のホイールハウス１ａに中継装置本体４ａを
固定して、フェンダー１ｂにアンテナ４ｂを配置しても
同様な効果が得られる。尚、フェンダー１ｂ上のアンテ
ナ４ｂの取り付け位置は、電磁波の伝搬状態を考慮する
と、ホールハウス１ａ内のできるだけ外側が好ましい。
【０１２７】次に、本発明の第４実施形態を説明する。
【０１２８】第４実施形態では、図２０に示すように、
中継装置４の装置本体４ａに発電器４６を設けて２次電
池４５を充電できるようにした。発電器４６としては、
ＡＧＳのような自動巻発電機構や太陽電池を用いること
ができる。また、中継装置４をタイヤ気室外に設置して
いるので、太陽電池を用いても容易に２次電池を充電す
ることができる。
【０１２９】次に、本発明の第５実施形態を説明する。
【０１３０】図２１は第５実施形態におけるタイヤ監視
システムの全体を示す構成図である。図において、前述
した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表
しその説明を省略する。また、第５実施形態と第１実施
形との相違点は、第５実施形態では後輪を２つの車輪２
を１組とした複輪としたことである。
【０１３１】即ち、上記複輪は、図２２に示すように、
２つの車輪２のタイヤホイール２１のディスク部同士を
当接した状態で車軸に取り付けられることにより構成さ
れている。各車輪２のバルブステム２３には第１実施形
態と同様の検知装置３を備えたバルブキャップ２４が装
着されている。
【０１３２】また、２つのタイヤホイール２１の連結部
に１つの中継装置４が設けられている。中継装置４の構
成は第１実施形態と同様であり、ループアンテナ４ｂの
内径がタイヤホイール２１のディスク部の外径に合わせ
て設定され、上記連結部に外嵌されている。
【０１３３】上記構成により、複輪をなした後輪におい
ては１つの中継装置４によって２つの検知装置３との間
の通信及び検知装置３への駆動電力の供給を行うことが
でき、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３４】尚、上記各実施形態は本願発明の一具体例
であって本願発明が上記実施形態の構成のみに限定され
ることはない。
【０１３５】例えば、電力供給の所定周波数に整合され
た電力供給用ループアンテナとこのアンテナに接続され
た整流回路３３とを中継装置４に設けておき、整流回路
３３から出力される電気エネルギーによって２次電池４
５を充電するようにしても良い。これにより、車両１の
外部から電力供給用の電磁波を輻射することによって２
次電池４５を充電することができるので、電池交換の手
間を低減することができる。
【０１３６】また、上記実施形態ではタイヤの物理量を
検出するセンサとして空気圧センサと温度センサのみを
備えたが、その他の物理量、例えば振動や湿度などの物
理量を検出するセンサを備えても良いし、複数種のセン
サを備えても良い。
【０１３７】また、上記実施形態では空気圧センサとし
て半導体式ピエゾ抵抗型ダイヤフラムを用いたがこれ以
外の種類の空気圧センサを用いても良い。
【０１３８】また、上記実施形態では電磁波を用いてワ
イヤレス通信と検知装置３への電力供給と同時に行うよ
うにしたが、中継装置４から検知装置３への電力供給に
電磁波を用い、ワイヤレス通信には電磁波以外の通信手
段、例えば超音波を用いても良い。
【０１３９】また、上記実施形態ではタイヤをチューブ
レスラジアルタイヤとしたが他種のタイヤであっても同
様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【０１４０】また、上記実施形態では車両１内のモニタ
ー装置５によって検知装置３による検知情報を得る構成
としたが、モニター装置５とそのアンテナをハンドヘル
ド型のケーシングに収納して、車両外から検知装置３の
検知情報を得る構成としても良い。この場合も、上記実
施形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１４１】上記実施形態では、情報要求信号には情報
要求であることを示すヘッダ部を設け、応答信号には応
答であることを表すヘッダ部を設けることによって、情
報要求信号と応答信号とを区別できるようにすると共に
中継装置４と検知装置３との間の通信周波数と中継装置
４とモニター装置５との間の通信周波数を同じに設定し
ているので、上記のようにモニター装置５をハンドヘル
ド型にした場合は、ハンドヘルド型モニター装置を検知
装置３に近づけることにより中継装置４を介さなくても
検知情報を得ることができる。
【０１４２】この様なハンドヘルド型のモニター装置と
バルブキャップ型の検知装置３とを組み合わせたシステ
ム或いはさらに中継装置４を組み合わせたシステムは普
及性が高い。即ち、車両の運転者が、タイヤ空気圧を測
定する際にはバルブキャップを外して空気圧の測定を行
うが、この際にバルブステム内にゴミや砂塵が入り込む
ことが多々生じ、バルブ内のパッキン部分に挟まり気密
性が損なわれて空気漏れを起こすことがある。このた
め、タイヤの空気圧測定には多大の注意を必要とするの
で、タイヤ空気圧の測定頻度が低下している。上記検知
装置３を備えたバルブキャップ２４は既存のタイヤに容
易に装着することができ、一旦装着すればバルブキャッ
プを外すことなくタイヤ空気圧を容易に検知することが
できるので、タイヤ空気圧の測定頻度向上にも貢献する
ことができる。
【０１４３】また、上記実施形態ではタイヤ気室内に空
気を満たしたタイヤを例として説明したが、空気以外の
流体、例えば窒素ガスや不活性ガスを満たしたタイヤで
あっても同様の効果を得られることは言うまでもないこ
とである。また、液体を含むパンク修理剤をタイヤ内に
注入したときも同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１乃
至請求項６に記載のタイヤ圧力注入バルブのキャップに
よれば、検知装置を備えているので、既存タイヤのタイ
ヤ圧力注入バルブに装着して、検知装置から送信された
電磁波を受信することによりワイヤレスで検知結果を知
ることができると共に、検知装置には電池を備える必要
がないので、電池交換作業の手間を省くことができる。
【０１４５】また、請求項７に記載のタイヤ圧力注入バ
ルブによれば、バルブキャップが検知装置を備えている
ので、検知装置から送信された電磁波を受信することに
よりワイヤレスで検知結果を知ることができると共に、
検知装置には電池を備える必要がないので、電池交換作
業の手間を省くことができる。
【０１４６】また、請求項８乃至請求項２０に記載のタ
イヤ監視システムによれば、検知装置が電池を用いずに
動作するため検知装置の電池交換が不要であり、中継装
置がタイヤ気室外のタイヤ近傍位置に配置されているの
で、中継装置の電源として電池を用いている場合には電
池交換を容易に行うことができると共に、検知装置から
の微弱な高周波信号を増幅して主装置に送信するので、
主装置が検知装置から離れた位置にあっても検知結果を
確実に得ることができるという非常に優れた効果を奏す
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるタイヤ監視シス
テムの全体を示す構成図
【図２】本発明の第１実施形態における車両の車輪を示
す断面図
【図３】本発明の第１実施形態におけるバルブキャップ
を示す側断面図
【図４】図３におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図
【図５】本発明の第１実施形態における検知装置の回路
基板を示す外観図
【図６】本発明の第１実施形態におけるバルブステムの
要部を示す断面図
【図７】本発明の第１実施形態におけるバルブステムの
キャップ装着状態を示す断面図
【図８】本発明の第１実施形態における検知装置の電機
系回路を示す構成図
【図９】本発明の第１実施形態における中継装置の構成
を示す外観図
【図１０】図９におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図
【図１１】図９におけるＢ−Ｂ線矢視方向断面図
【図１２】本発明の第１実施形態における中継装置の電
気系回路示す構成図
【図１３】本発明の第１実施形態におけるモニター装置
の電気系回路を示す構成図
【図１４】本発明の第１実施形態におけるモニター装置
の表示パネルを示す構成図
【図１５】本発明の第１実施形態におけるモニター装置
の動作を示すフローチャート
【図１６】本発明の第１実施形態における中継装置装置
の動作を示すフローチャート
【図１７】本発明の第１実施形態における検知装置の動
作を示すフローチャート
【図１８】本発明の第２実施形態における中継装置の装
着場所を示す車輪の断面図
【図１９】本発明の第３実施形態における中継装置の装
着場所を示す図
【図２０】本発明の第４実施形態における中継装置の電
気系回路示す構成図
【図２１】本発明の第５実施形態におけるタイヤ監視シ
ステムの全体を示す構成図
【図２２】本発明の第５実施形態における複輪の構成を
示す断面図
【符号の説明】
１…車両、２…車輪、２１…タイヤホイール、２１ａ…
リム、２２…タイヤ、２２ａ…タイヤ気室、２３…バル
ブステム、232…雄ねじ部、233…内筒部、234…バルブ
室、２４…バルブキャップ、241…筐体、242…内筒部、
243…支持部、244…突出部、245…開口、246…パッキ
ン、247…最奥部、248…回路基板、２５…バルブコア、
251…胴体、252…パッキン、253…芯棒、254…コイルバ
ネ、256…気密弁、257…パッキン、258…開口部、３…
検知装置、３１…アンテナ、３２…アンテナ切替器、３
３…整流回路、３４…中央処理部、３５…検波部、３６
…発信部、３７…センサ部、371…第１センサ、372…第
２センサ、４…中継装置、４ａ…中継装置本体、４ｂ…
アンテナ、４１…アンテナ切替器、４２…受信部、４３
…送信部、４４…中央処理部、４５…２次電池、５…モ
ニター装置、５ａ…コントローラ、５ｂ…表示パネル、
５１Ａ，５１Ｂ…切替器、５２…受信部、５３…送信
部、５４…中央処理部、５５…表示部、551a〜551d,552
a〜552d…ＬＥＤ、553…液晶表示器、６Ａ，６Ｂ…アン
テナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志村 一浩 神奈川県平塚市追分２番１号 横浜ゴム株 式会社平塚製造所内

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タイヤ気室内へ流体を流通するための流
    通路と、タイヤ気室外に配置され端面に前記流通路の一
    端側開口が形成されている先端部とを有すると共に、前
    記流通路内にタイヤ気室内と外部との間を遮断する気密
    弁が設けられているタイヤ圧力注入バルブの前記先端部
    に装着して前記開口を密閉するタイヤ圧力注入バルブの
    キャップであって、 一端が閉塞されると共に他端から前記タイヤ圧力注入バ
    ルブの先端部が嵌入可能な内筒部を有する筐体と、 前記筐体の一端側内部に配置され、外部からワイヤレス
    で供給される電力によって動作する検知装置と、 前記筐体が前記タイヤ圧力注入バルブの先端部に装着さ
    れたときに前記気密弁を開放状態にする弁開放手段と、 前記内筒部内の流体を前記検知装置に導通する手段とを
    備え、 前記検知装置は、タイヤ気室内の雰囲気中の物理量を検
    知して該物理量に対応した電気信号を出力するセンサ回
    路と、 前記センサ回路から出力される電気信号に基づいて前記
    検知結果を電磁波を用いてワイヤレスで送信するワイヤ
    レス通信手段と、 主装置から送信される電磁波を受信して該電磁波のエネ
    ルギーを前記センサ回路とワイヤレス通信手段とを駆動
    するための電気エネルギーに変換するエネルギー変換手
    段とを備えていることを特徴とするタイヤ圧力注入バル
    ブのキャップ。
  2. 【請求項２】 前記タイヤ圧力注入バルブは、前記開口
    付近に先端が配置され気密弁に連結された摺動自在の心
    棒と、前記心棒を前記先端部の開口側に付勢して前記気
    密弁を通常閉塞状態に維持する付勢部材とを有し、 前記キャップは、前記内筒部内の一端部閉塞側に設けら
    れ、前記内筒部の他端側から前記タイヤ圧力注入バルブ
    の先端部が前記内筒部内に嵌入したときに前記付勢部材
    の付勢に抗して前記心棒をバルブ内に押し入れて前記気
    密弁を開放する突出部とを備えていることを特徴とする
    請求項１に記載のタイヤ圧力注入バルブのキャップ。
  3. 【請求項３】 前記検知装置は、前記主装置との間で通
    信を行い、前記主装置から所定の情報要求信号を受信し
    たときに前記タイヤ気室内に存在する流体の圧力の検知
    結果を含む検知情報を前記主装置へ送信する手段を備え
    ていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ圧力注
    入バルブのキャップ。
  4. 【請求項４】 前記検知装置は、個々の検知装置に固有
    の識別情報を記憶している記憶手段を有し、前記識別情
    報と前記検知結果とを含む検知情報を送信することを特
    徴とする請求項１に記載のタイヤ圧力注入バルブのキャ
    ップ。
  5. 【請求項５】 前記検知装置は、前記タイヤ気室内の雰
    囲気中の圧力を検知する手段を備えていることを特徴と
    する請求項１に記載のタイヤ圧力注入バルブのキャッ
    プ。
  6. 【請求項６】 前記ワイヤレス通信手段が用いる電磁波
    の周波数と前記エネルギー変換手段が受信する電磁波の
    周波数が、長波帯の周波数又は中波帯の周波数の何れか
    に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタ
    イヤ圧力注入バルブのキャップ。
  7. 【請求項７】 前記請求項１乃至請求項６の何れかに記
    載のキャップを備えていることを特徴とするタイヤ圧力
    注入バルブ。
  8. 【請求項８】 車両のタイヤの物理量を検出して運転者
    や管理者に検出結果を報知するタイヤ監視システムにお
    いて、 各タイヤに装着され、外部からワイヤレスで供給される
    電力によって動作する複数の検知装置と、 タイヤ気室外であり且つタイヤの近傍位置に配置された
    複数の中継装置とを有し、 前記検知装置は、タイヤの物理量を検知して該物理量に
    対応した電気信号を出力するセンサ回路と、 該電気信号に基づいて検知結果を電磁波を用いてワイヤ
    レスで送信するワイヤレス通信手段と、 中継装置から送信される電磁波を受信して該電磁波のエ
    ネルギーを前記センサ回路とワイヤレス通信手段とを駆
    動するための電気エネルギーに変換するエネルギー変換
    手段とを備え、 前記中継装置は、前記検知装置のエネルギー変換手段に
    対して電磁波を輻射する電磁波輻射手段と、 前記検知装置のワイヤレス通信手段から送信された検知
    結果を受信する手段と、 前記運転者や管理者に検出結果を報知する主装置に対し
    て、前記受信した検知結果の電気信号を増幅して送信す
    る手段とを備えていることを特徴とするタイヤ監視シス
    テム。
  9. 【請求項９】 前記中継装置は、車体のホイールハウス
    に固定された装置本体とフェンダーに固定されたアンテ
    ナとを有することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ
    監視システム。
  10. 【請求項１０】 前記中継装置は、タイヤホイール上の
    前記タイヤ気室外の領域に固定された装置本体とアンテ
    ナとを有し、 前記アンテナは前記タイヤの回転軸と同心の環状をなし
    たループコイルからなることを特徴とする請求項８に記
    載のタイヤ監視システム。
  11. 【請求項１１】 前記中継装置の装置本体とアンテナ
    は、タイヤホイールのキャップに固定されており、 前記アンテナは前記タイヤの回転軸と同心の環状をなし
    たループコイルからなることを特徴とする請求項８に記
    載のタイヤ監視システム。
  12. 【請求項１２】 ホイールに装着されたタイヤが２つ併
    設された複輪用の中継装置を備え、 前記複輪用の中継装置は、前記ホイールに固定された装
    置本体と、ループコイルアンテナとを有し、 前記ループコイルアンテナは、前記２つのホイールの連
    結部分に外嵌する直径を有する環状をなし、前記連結部
    分に外嵌されて固定されていることを特徴とする請求項
    ８に記載のタイヤ監視システム。
  13. 【請求項１３】 前記中継装置は、２次電池と、該２次
    電池を充電するための発電手段とを有し、前記２次電池
    或いは前記発電手段が出力する電力によって動作するこ
    とを特徴とする請求項８に記載のタイヤ監視システム。
  14. 【請求項１４】 前記検知装置は、タイヤ圧力注入バル
    ブに連結してタイヤ気室外に着脱可能に設けられている
    と共に、前記タイヤ気室内の圧力を検知するセンサ回路
    を備えていることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ
    監視システム。
  15. 【請求項１５】 前記検知装置は、前記タイヤ圧力注入
    バルブの外部開口を密閉する着脱可能なキャップ内に設
    けられており、 前記キャップは、前記タイヤ圧力注入バルブの先端部に
    装着されたときに該バルブ内の気密弁を開放状態にして
    タイヤ気室内の流体を前記検知装置に導通する手段を備
    えていることを特徴とする請求項１４に記載のタイヤ監
    視システム。
  16. 【請求項１６】 前記検知装置は、前記検知した圧力を
    少なくとも３段階で表した圧力検知情報を送信する手段
    を備えていることを特徴とする請求項１４に記載のタイ
    ヤ監視システム。
  17. 【請求項１７】 前記検知装置は、前記主装置から送信
    された情報要求信号を受信する手段と、 前記情報要求信号を受信したときに前記検知結果を含む
    検知情報を送信する手段とを備えていることを特徴とす
    る請求項８に記載のタイヤ監視システム。
  18. 【請求項１８】 前記検知装置は、個々の検知装置に固
    有の識別情報を記憶している記憶手段と、 前記主装置から発信された情報要求信号を受信する手段
    と、 前記受信した情報要求信号に自己の識別情報を含まれて
    いるときに前記識別情報と前記検知結果とを含む検知情
    報を送信する手段とを備えていることを特徴とする請求
    項８に記載のタイヤ監視システム。
  19. 【請求項１９】 前記中継装置は、前記主装置から送信
    された情報要求信号を受信する手段と、 前記受信した情報要求信号を前記検知装置に対して送信
    する手段とを備えていることを特徴とする請求項１７又
    は請求項１８に記載のタイヤ監視システム。
  20. 【請求項２０】 前記中継装置から前記検知装置に送信
    される電磁波の周波数及び前記検知装置から送信される
    電磁波の周波数が、長波帯の周波数又は中波帯の周波数
    の何れかに設定されていることを特徴とする請求項８に
    記載のタイヤ監視システム。
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