JP2003094917A - 空気タイヤモニターシステムおよび空気タイヤモニター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タイヤの回転数を計測するとともに、タイヤ圧
をモニターし、調整することができる空気タイヤモニタ
ーを提供する。 【解決手段】 タイヤ加圧・調整機器１８３と組み合わ
さった、自動車に取り付けられるタイヤ／ホイール組立
体の空気タイヤの状態をモニターする空気タイヤモニタ
ーシステム１５６は、ホイール１７２に取り付けられた
送信アンテナを有する、タイヤの状態を示す信号を送信
する応答機１８８と、自動車に固定して取り付けられた
受信アンテナを有する、１つまたは複数の受信器と、受
信した信号を処理する回路とを有し、各応答機の回路が
ホイールまたはホイールキャリア１７２のハブ１７０に
同軸の保護ハウジング１８０の中のプリント回路基板１
８５上にあることと、各送信アンテナは、部分的ループ
アンテナと、らせんアンテナと、円の双極子アンテナ
と、端を有しない輪のアンテナに隣接した小さい結合コ
イルとを含むグループから選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力のような、空
気タイヤの少なくとも１つの動的な状態をモニターする
システムと方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、空気タイヤの状態、最も重要
なことには空気圧、そして任意に温度および/またはタ
イヤの回転数をモニターすることに関する。圧力（空気
圧）は、最も重要なことには、例えば「パンク」のよう
に、タイヤを安全に作動させるのに十分な圧力が損失し
ている場合、空気タイヤの作動において重要な因子とし
てよく知られている。（空気）温度は一般に２番目に重
要である。温度はタイヤと空気圧キャビティを囲むホイ
ールの平均温度を示すために使用されるが、温度は、タ
イヤが熱いときに測定された圧力を「冷たい圧力」値、
すなわち、タイヤが「冷たい」状態にあると仮定した場
合の圧力に規格化するために、たいてい使用される。ポ
ンプシステムがタイヤの空気圧を調整するために含めら
れると、圧力モニターは、例えばタイヤに穴が空くこと
による大きなパンク、または破裂によるパンクのような
極端な状況下で、圧力を調整することがあまりうまくで
きない圧力調整状態について、自動車の運転者に情報を
与えることができる。回転数の計測はタイヤの使用頻度
を示すものとしてしばしば望まれる。一般的に言って、
タイヤの使用頻度が増すと、タイヤのトラブルが発生す
る危険も増大する。

【０００３】大部分の従来技術は、特に回転素子と空気
の状態が空気タイヤの状態に関する場合、それらを測定
し、モニターする機器と方法に向けられている。

【０００４】譲受人の進行中の開発努力 一世紀の間、本発明の譲受人であるオハイオ（Ohio）州
アクロン（Akron）のグッドイヤー・タイヤ・アンド・
ラバー・カンパニー社（Goodyear Tire & Rubber Compa
ny）は、タイヤ製品技術の競争相手のない産業リーダー
であった。例えば、早くも１８９２年には、パンクしに
くいタイヤの特許権を取得した。グッドイヤー社は、ラ
ンフラット時代の幕開けと認知されている１９３４年に
は、自動車メーカーによって、および、トラック上で商
業的に使用されている、タイヤの中の布チューブである
ライフガード（Lifeguard (tm)） 安全チューブを導入
した。１９９３年には、グッドイヤー社のイーグル（Ea
gle）ＧＳ−Ｃ ＥＭＴ(Extended Mobility Technolog
y、移動度増進技術)タイヤは、自動車技術革新に対する
発見賞（Discover Award for Automotive Technologica
l Innovation）を受賞した。１９９６年には、グッドイ
ヤー社のイーグルＦ１ランフラットタイヤは、１９９７
年型シボレー（Chevrolet） Ｃ−５ コルベット（Corve
tte）で標準装備として選ばれた。

【０００５】グッドイヤー社がタイヤとその関連技術の
発展において歩んできた足跡の他の例は、以下の特許権
を取得した発明を含むが、これらに限られるものではな
い。

【０００６】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る、「自動車の低タイヤ圧状態を知らせるシステム」
（SIGNALLING SYSTEM FOR LOW TIRE CONDITION ON A VE
HICLE）という名称の共有米国特許3,665,387号（１９７
２年Enabnit）は、自動車の任意の数のホイールに対応
でき、自動車が走行している間、システム動作と低圧状
態をダッシュボードに表示する低タイヤ圧警告システム
を開示している。

【０００７】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る、「フェイル―セーフモニター機器」（FAIL-SAFE MO
NITERING APPARANTUS）という名称の共有米国特許3,83
1,161号（１９７４年Enabnit）は、運転者に１つあるい
は複数のタイヤの、異常もしくは危険な状態を警告す
る、自動車のタイヤ圧をモニターする方法を開示してい
る。

【０００８】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る、「タイヤ状態モニター」（TIRECONDITION MONITO
R）という名称の共有米国特許4,052,696号（１９７７年
Enabnit）は、物質のキュリー点を超える温度上昇に応
答して、強磁性から非磁性の状態に変化するフェライト
素子を含むタイヤ状態検出回路を開示している。

【０００９】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る、「タイヤ識別のための、空気タイヤにおける集積回
路応答機」（INTEGRATED CIRCUIT TRANSPONDER IN A PN
EUMATIC TIRE FOR TIRE IDENTIFICATION）という名称の
共有米国特許4,911,217号（１９９０年Dunnら）は、空
気タイヤのＲＦ応答機を開示している。この特許の図1
ａは、タイヤ内の応答機に無線送信し、電力を供給する
ために使用される従来技術の識別システム（「読み取り
機」）を説明している。この識別システムは、無線送信
信号に応答してタイヤ／応答機の数字による識別をユー
ザに示す、励起器と関連回路を内部に有する携帯可能で
手のひらサイズのモジュールを含む。

【００１０】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る、「タイヤの識別に使用される、空気タイヤ内のコイ
ルアンテナ付き集積回路応答機」（INTEGRATED CIRCUIT
TRANSPONDER WITH COIL ANNTENA IN A PNEUMATIC TIRE
FOR USE IN TIRE IDENTIFICATION）という名称の共有
米国特許5,181,975号（１９９３年Pollackら）は、集積
回路（ＩＣ）応答機と圧力変換器を有する空気タイヤを
開示している。この特許で説明されているように、すで
に製造されたタイヤでは、応答機はタイヤパッチまたは
他の似たような材料または装置によってタイヤの内側表
面に取り付けられる。

【００１１】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る、「集積回路応答機と圧力変換器を有する空気タイ
ヤ」（PNEUMATIC TIRE HAVING AN INTEGRATED CIRCUIT
TRANSPONDER AND PRESSURE TRANSDUCER）という名称の
共有米国特許5,218,816号（１９９３年Brownら）は、空
気タイヤ内に搭載された集積回路（ＩＣ）応答機と圧力
変換器を有する空気タイヤを開示している。「読み取り
機」によって出力された外部ＲＦ信号によって無線送信
（ポーリング）すると、応答機はディジタル符号化され
た形式で、タイヤの識別とタイヤの圧力データを送信す
る。応答機は自己で電源を供給するのではなく、むしろ
外部から与えられるＲＦ信号から動作電力を得るという
点で「受動的」である。

【００１２】すぐ上記で参照した共有米国特許は、特に
タイヤの動作状態のモニタリングの領域で、タイヤ製品
技術を進展させるうえで、グッドイヤー・タイヤ・アン
ド・ラバー・カンパニー社によってなされている長年に
わたる、広範な、進行中の努力を示すものである。

【００１３】動的状態 回転数のような動的状態は容易に求められる。タイヤの
簡単な回転計数器はよく知られており、例えば、双方が
引用によって全体が本明細書に含まれている米国特許4,
842,486号と5,524,034号で開示されている。

【００１４】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,218,862号は、自動車のホイールに位置
し、ホイールの速度情報を電子制御器に送信するホイー
ル速度センサを有するタイヤ圧モニターを開示してい
る。この特許は、あるタイヤと他のタイヤの間のホイー
ルの速度の違いは相対的なタイヤ圧を示すと述べている
が、この違いは、自動車の旋回、加速または減速、急な
坂の上昇・下降、ホイールのスリップ、横殴りの風が自
動車に襲いかかったことも示しているかもしれない。

【００１５】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,345,217号は、各ホイールの角度回転の等
しい増分だけ間隔が離れた一連のパルスを生成する、
（電子アンチロック・ブレーキング・システムで使用さ
れているような）、各ホイール上の多重歯状パルス生成
器で、自動車のホイールの速度を測定することを開示し
ている。各ホイールの速度は、タイヤの空気が減ってい
るかどうか、そして、どの程度減っているかを判定する
ため、他のホイールの速度と比較される。

【００１６】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,569,848号は、各ホイール組立体に取り付
けられた歯状リングセンサと、各歯状リングに作動的に
関連し、ホイールの回転速度の目安となる信号を生成す
るセンサと、センサからの信号を受信するコンピュータ
を有する、タイヤ圧をモニターするシステムを開示して
いる。コンピュータは、自動車の速度、自動車の走行距
離、低タイヤ圧を計算し、表示しながら、自動車の走行
中、ホイールの速度センサをモニターする。

【００１７】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許3,588,814号は、静止したリードスイッチ
と、ホイールとともに回転する磁石によって、タイヤの
各ホイールの回転走行速度をモニターすることにより、
タイヤの充填状態を判定する電子タイヤ充填表示計器を
開示している。

【００１８】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,749,984号は、タイヤのサイドウォールの
ゆがみを検出し、それによってタイヤ圧とタイヤ速度と
タイヤの回転数を求める、タイヤ内のセンサを利用する
タイヤモニターシステムと方法を開示している。

【００１９】静的状態 上述した動的状態に加えて、静的状態、例えば圧力と温
度もまた空気タイヤのような回転素子と関連している。
適正でないタイヤ圧を迅速に修正しないと、タイヤの過
度の摩耗、パンク、ガソリンの燃費の悪さ、操縦の困難
につながることがある。タイヤの空気減少を自動的に警
告するシステムは、特に、空気の減った状態が運転者自
身ではほとんど検出できない「ランフラット」タイヤに
とっては重要である。静的パラメータに対するセンサ
は、通常、回転するタイヤの中に配置され、関連する回
路は、検出された状態を示すデータを自動車内の車搭受
信器に送信する。

【００２０】空気タイヤの応答機システム 「応答機」は無線周波数（ＲＦ）信号の受信と送信の両
方ができる電子デバイスである。通常、複数の応答機と
１つの無線送信機を含む応答機システムがよく知られて
おり、例えば、引用によって全体が本明細書に含まれて
いる米国特許5,339,073号に開示されている。

【００２１】自動車の空気タイヤの中に応答機（と関連
するセンサ）を配置することは知られている。これらの
応答機はタイヤの外へ、変数データ（例えばタイヤ圧、
温度、位置）および／または固定データ（例えばタイヤ
のＩＤ）をのせて、あるいはのせずに、ＲＦ波を送信
し、タイヤの外部からデータがのった、あるいは、のっ
ていないＲＦ信号を受信する。個々の応答機は、通常、
タイヤに関連したデータをモニターし、送信するため
に、自動車の各タイヤと関連している。送信と受信の両
方ができる「無線送信機」は、通常、応答機と通信する
ために用いられる。無線送信機は、「携帯型」でもよい
し、自動車の「車内」に搭載されてもよいし、道路に沿
って、あるいは、道路内に配置（例えば「ドライブオー
バー」または「ドライブバイ」）されてもよい。

【００２２】「能動」応答機は、それ自身の電源（例え
ばバッテリー）を有する。それらは信号を送信し、通
常、その機能を制御する信号を受信することもできる。

【００２３】「受動」応答機は、例えば無線送信機から
入射するＲＦ信号のエネルギーによって電力が供給され
る。受動応答機は、２つの一般的なカテゴリー、すなわ
ち、受動回路だけを有するものと、何らかの能動回路を
有するものに分かれる。

【００２４】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,612,671号は、各ホイールに圧力センサと
無線送信器を有する低タイヤ圧力警告システムと、マイ
クロプロセッサを含む車内受信器を開示している。

【００２５】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,609,905号は、受動回路のみを有する受動
応答機を開示している。自動車内のＲＦ送信器は応答機
に無線送信し、応答機は関連する圧力スイッチの状態の
関数として、ＲＦ信号の所定の調波を受信器に返す。

【００２６】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,067,235号は、タイヤ圧センサを有する受
動応答機を開示している。電力送信器によって生成され
た電磁放射は、タイヤ圧センサ内のインダクタとキャパ
シタを有する受信アンテナによって受信される。この放
射は、応答機の能動部品（発振器、バッファ増幅器、送
信器）に電力を供給するために、整流フィルタによって
電気に変換される。

【００２７】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,724,427号は、無線送信機からの搬送信号
を受信する受動応答機を開示している。搬送信号は、電
気を生成して応答機に電力を供給するため、応答機のア
ンテナのコイルの両端に接続されている整流回路によっ
て整流される。データは平衡変調回路で符号化され、搬
送信号と混合される。平衡変調回路の出力は、無線送信
ユニットに返送される。

【００２８】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,703,650号は、タイヤ内で測定された変数
の値を送信するための多くの符号化方法の１つに適した
回路と、このような回路を用いるタイヤをモニターする
装置を開示している。無安定マルチバイブレータは、例
えば圧力や温度である、問題になっている変数の測定を
時間測定に変換する。無安定マルチバイブレータは、パ
ルス幅が温度の関数であり、周期比が圧力の関数である
パルス信号を送信する。この信号は、タイヤから自動車
へ、例えば誘導結合によって送信されるのが適切であ
る。

【００２９】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,730,188号は、無線送信機からの誘導結合
によって励起される受動応答機を開示している。応答機
は、データの流れを構成する信号との誘導結合を介して
無線送信機に応答する。応答機は、応答機内の能動回路
にＤＣ電圧（電力）を印加（供給）するために、応答機
のアンテナとして働く誘導コイルと、アンテナの両端に
接続された完全波整流ブリッジと平滑キャパシタを有す
る。

【００３０】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,969,239号は、タイヤ内の動く応答機と自
動車上の静止したアンテナを電気磁気的に結合させる、
ある形態のアンテナを開示している。この特許は、環状
コイル型の回転アンテナを、ホイールに取り付けられ、
かつ、ホイールと同軸の閉じた円形の鉄―ストリップ結
合リングと、ホイールにしっかり取り付けられた1つの
小さいボックスの中の測定用センサ（応答機）と一体化
された、より小型のアンテナに置き換えることに関す
る。回転アンテナ、静止アンテナ、結合リングは、電流
がいずれかのアンテナの磁気的流れによって結合リング
中で誘起されるか、逆に、磁気的流れが結合リング中の
電流によっていずれかのアンテナで誘起されるように配
置される。鉄ストリップの代わりに、「金属環境」、例
えばホイール自体、または、少なくとも１つのタイヤの
金属ビードを使用することを考慮する他の実施態様が説
明されている。送信周波数は３０ｋＨｚから１００ｋＨ
ｚである。

【００３１】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,824,891号は、フレーム部材上に取り付け
られる送信回路を開示している。この送信回路は送信用
コイルを含み、電気エネルギーを生成する。受信は、送
信回路に誘導的に結合されることによってなされる。受
信回路は自動車のホイールの物理的特性に対応するデー
タを生成するセンサと、遠隔から受信回路に電力を供給
する送信用コイルから電気エネルギーを受信し、受信回
路からのデータ信号を送信回路に転送するワイヤレスの
通信回路を含む。

【００３２】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,911,217号は、空気タイヤ内のＲＦ応答機
を開示している。図１ａは、タイヤ内の応答機に無線送
信し、電力を供給するために用いられる従来技術の識別
システム（「読み取り機」）を示す。携帯可能な手のひ
らサイズのモジュールは、その内部に、タイヤ／応答機
の数字の識別子を示すための励起器と回路を有する。

【００３３】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,181,975号と5,218,861号は、タイヤの識別
と圧力データの送信に使用される、タイヤの構造中に配
置された集積回路の受動応答機を有する空気タイヤを開
示している。無線送信機の信号は応答機の回路によって
整流され、その後、応答機は、ディジタル符号化された
信号の送信に用いる電力源として、整流された信号を利
用する。

【００３４】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る4,220,907号は、自動車のための低タイヤ圧警告シス
テムを開示している。各ホイールは送信器を備え、フェ
ライト・ループスティックのような適切なアンテナを有
する共通の受信器が存在する。

【００３５】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,319,220号は、タイヤのホイールユニット
と共通の受信器を有するタイヤ圧モニターシステムを開
示している。各ホイールユニットは、信号を送信し、電
力の供給を受ける、タイヤの内周に貼り付けられる連続
的なワイヤループを有するアンテナを有する。複数のア
ンテナを受信器に備え、フェライト・ループスティック
の形をとってもよい。

【００３６】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,319,354号は、空気タイヤ内に埋め込まれ
た電子タグ（応答機）と通信するアンテナ構造を開示し
ている。この特許は、応答機と通信するアンテナに対す
る応答機の向きが、無線送信機のアンテナと応答機のア
ンテナの間の結合に悪影響を与えることを認めている。
無線送信機のアンテナの構造が、空気タイヤ内の応答機
の位置に関係なく、その位置がわからなくても、結合は
いつも同じ質になるように説明されている。

【００３７】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る国際公開ＷＯ９９／５２７２２（１９９９年１０月２
１日）は、自動車のホイールのタイヤ圧を検出する、ワ
イヤレスの方法と機器を開示している。これは、「既
知」の圧力・温度センサと、「既知」の回転検出器（例
えば、アンチロック・ブレーキング・システム）と、
「既知」の制御器を用いている。変換器とセンサと電源
（例えばバッテリ）と送信器が、タイヤの内部で、ホイ
ールリム上に搭載される。変換器は、送信器によってワ
イヤレスのデータ信号に変換される空気圧および／また
は温度および／またはホイールの速度を測定する。受信
器コイル（アンテナ）が、ホイールウェルの部材のよう
な自動車のある部分に、好ましくは変換器／送信器コイ
ルから０．３ｍ以内に接続されるのが好ましい。自動車
に接続される別のコイルは、「既知のタイプ」のホイー
ル速度センサからのホイール速度信号を受信するように
チューニングされ、これらの信号は受信器によって調整
され、圧力・温度信号とともに制御器を通過する。圧力
／温度信号とホイールの速度信号は、周波数あるいは変
調のようなさまざまな既知の手段によって区別される
か、または、分割された受信器を利用できる。

【００３８】従来技術のいくつかは、電力の生成および
／または回転のカウントをするためにホイールの回転を
用いる装置としばしば組み合わせて、ホイールハブ上
で、かつ、回転軸と同軸に、タイヤモニター・送信電子
回路パッケージを搭載している。この構成例は、以下に
説明される米国特許4,229,728号、4,300,120号、5,315,
866号に見出される。

【００３９】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,229,728号と4,300,120号はともに、各ホイ
ールに取り付けられ、振り子磁石を有する、必要物がす
べて完備した生成器―送信器ユニットと、ホイール搭載
ユニットの個々の電子部品を含んだ回路基板（４８）に
取り付けられた回転インダクタを有するタイヤ圧モニタ
ーを開示している。回路基板は、ホイールの回転軸の中
心にあるピン（３８）のあたりでホイールに取り付けら
れているのがわかる。回路基板上にある送信器はアンテ
ナ（２２）を有するが、アンテナの配置や構造について
の詳細はない。

【００４０】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,315,866号は、特にタイヤの圧力状態を示
す、正確に同軸の位置でホイールに固定できるタイプの
指示装置を開示している。この装置は、外部のボックス
の拡張部分に、ホイールに固定するための穴が設けられ
た、開けることが可能な円筒ボックス（６）の中に収容
される。ボックス（６）内に収容される装置は、チュー
ブ（４）によってタイヤ膨張バルブに接続される圧力測
定装置（７）と、プリントされた回路（基板）のみが示
されている変換器／送信器（図３では、ボックスとホイ
ールに平行に、回転軸と同軸なように見える）と、ボッ
クスに取り付けられたローター（１２）と、釣り合いお
もり（１４）とおもり（１５）によって回転しないよう
になっているステータ（１３）を含む。回路基板（８）
は、中心のローターとステータの周りで同軸として示さ
れているが、釣り合いおもりとおもりはボード（８）の
大部分にわたって半径方向に広がっている。変換器／送
信器または圧力測定装置の回路に関しては、詳細な説明
はなく、送信アンテナについては全く言及されていな
い。

【００４１】タイヤの圧力調整 空気タイヤの圧力を測定／モニターしない場合にも、空
気タイヤの圧力を検出することに加えて、タイヤ内の空
気媒体を調整・調節し、および／または、再び満たすい
ろいろなシステムが開発されている。

【００４２】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,505,080号は、タイヤ内の空気圧と相互作
用するようにタイヤに接続され、タイヤ内の圧力を選択
的に測定するタイヤ状態モニターと、制御器と、表示器
を含むタイヤ圧維持システムを開示している。タイヤ状
態モニターは送信器と受信器を含む。制御器も制御器に
接続されている送信器と受信器を有し、状態モニターと
制御器は無線信号を介して通信する。空気コンプレッサ
ーが、タイヤの圧力が所定値を下回ったときに、タイヤ
の内部に空気を送り込むように、タイヤのホイールに取
り付けられている。電力生成器がタイヤのホイールに接
続され、交流磁石組立体と誘導コイル組立体を含み、タ
イヤが回転すると、両者の間に相対的な回転が起こるよ
うに、タイヤのホイールに接続されている。図１３は、
すべてが状態モニターのマイクロプロセッサ・チップに
接続されている、タイヤ圧センサと、温度センサと、回
転数計数のためのピックアップコイルを示している。回
転数計数器は、「ハボメータ（hubometer）の代わり
に」使用できると言われている。

【００４３】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,667,606号（以下、「レニエ／サイクロイ
ド６０６’特許」と呼ぶ）は、ポンプから生成された圧
縮空気を空気タイヤ内へ導入する空気圧接続管を有す
る、自動車のホイール上に軸方向に取り付けられる容積
形空気ポンプを有するタイヤ加圧・調整機器を開示して
いる。タイヤ内の所望の空気圧を所定レベルに設定し維
持する従来の（機械的な）圧力のレベル装置も備えら
れ、ポンプに接続されている。カムとカムフォロアから
なる機構は、ポンプのハウジングに取り付けられ、ポン
プのハウジングに対して自由に軸回転する振り子が取り
付けられる。振り子はカムまたはカムフォロアの一方に
接続され、カムまたはカムフォロアの他方は、一緒に回
転し、カムが作動する駆動運動をポンプに与える、ポン
プのハウジングに固定されている。

【００４４】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許4,742,857号は、所望のタイヤ圧を維持する
タイヤ圧センサと空気供給器を開示している。自動車の
走行中、各ホイールの空気圧を（可動磁石圧力センサに
よって）検出し、各ホイールに（可動磁石に接続された
バルブによって）空気を入れたり抜いたりする、この開
示されているシステムは、各ホイールに取り付けられた
制御器と高圧蓄積器を含む。データプロセッサが自動車
の運転者にタイヤ圧を表示し、運転者はバルブの手動作
動でタイヤ圧を上げたり下げたりすることができる。

【００４５】引用によって全体が本明細書に含まれてい
る米国特許5,413,159号は、タイヤ内の圧力が作動圧力
を下回ったとき、（ホイールに取り付けられている）高
圧蓄積器からの空気がタイヤ内の圧力を補給することが
でき、タイヤ圧が、タイヤ内に閉じ込められている圧力
が作動圧力より大きくなるところまで増大してはじめて
動作を停止する、双安定バルブを用いた自己調整タイヤ
圧システムと方法を開示している。このシステムは、周
波数、ゆっくりとしたタイヤのリークを示すものとして
のバルブ動作の回数および間隔、パンク、または、低蓄
積圧力をそれぞれ検出することができる。

【００４６】タイヤに取り付けられる空気圧供給器を必
要としない変形例においては、引用によって全体が本明
細書に含まれているブラジル特許PI9603529-3A号が、自
動車に取り付けられ、回転空気結合によってタイヤに結
合する圧力センサを有する１つまたは複数のミニコンプ
レッサを有するシステムを開示している。

【００４７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タイ
ヤの回転数を計測するとともに、タイヤ圧をモニター
し、タイヤ圧を調整することができる空気タイヤモニタ
ーを提供することにある。

【００４８】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、おのおのがホイールまたはホイールキャリアに取り
付けられたタイヤを含む、乗りものに取り付けられた１
つまたは複数のタイヤ／ホイール組立体の空気タイヤの
状態をモニターするシステムであって、前記１つまたは
複数のタイヤ／ホイール組立体のホイールまたはホイー
ルキャリアに取り付けられ、前記１つまたは複数のタイ
ヤ／ホイール組立体のタイヤの状態を示す信号を送信す
る、送信アンテナを有する応答機と、おのおのが前記乗
り物に固定して取り付けられた１つまたは複数の受信ア
ンテナを有する１つまたは複数の受信器と、前記１つま
たは複数のタイヤ／ホイール組立体のタイヤの状態を判
定するために、前記１つまたは複数の受信アンテナによ
って受信された信号を処理する回路とを有するシステム
において、各応答機の回路が、前記ホイールまたはホイ
ールキャリアのハブと同軸の保護ハウジングの中のプリ
ント回路基板上にあることと、各送信アンテナが、部分
ループアンテナと、らせんアンテナと、円形の双極子ア
ンテナと、無端の輪のアンテナに隣接した小さい結合コ
イルとを含むグループから選択されることを特徴とす
る。

【００４９】本発明によれば、部分ループアンテナが送
信アンテナとして選択されると、部分ループアンテナ
は、プリント回路基板の円周の一部のまわりでプリント
回路基板の表面上に固定され、円弧長を有し、部分ルー
プアンテナは、円弧長を延ばすことなく部分ループアン
テナの有効長を増大させる曲がりくねった部分を有す
る。応答機は１つまたは複数のＲＦ送信妨害物体を有し
てもよく、部分ループアンテナの円弧長と固定場所は、
妨害を避けるように決定される。部分ループアンテナ
は、適切なアンテナ切り取りガイドとしてその端部分を
切り取る位置を示す、プリント回路基板上に刻まれた切
り取りスケールに隣接した端部分を有してもよい。部分
ループアンテナの端部分は、異なる無線送信周波数で最
適の送信を行うため、アンテナのチューニングを可能に
するように切り取られる。

【００５０】本発明によれば、本システムは、１つまた
は複数のタイヤ／ホイール組立体のホイールまたはホイ
ールキャリアに取り付けられた、タイヤ圧調整のための
ポンプシステムと、ホイールまたはホイールキャリアの
応答機に接続され、タイヤ圧を測定するタイヤ圧センサ
を有する。

【００５１】本発明によれば、送信される信号は、乗り
物がその予想される最も速い速度で走行しているとき、
ホイールまたはホイールキャリアの１回転の期間よりも
短い期間で送信するのに十分短いメッセージパケットを
有する。このメッセージパケットはこれ以上符号化され
ない１０ビットの同期パターンで始まり、このメッセー
ジパケットの残りは、符号化される８ビットのＣＲＣで
終わるデータビットを有し、かつ、ビット判定のために
ＮＲＺＩをそのまま用いた４Ｂ／５Ｂ符号化方法によっ
て符号化されるのが好ましい。

【００５２】本発明の他の態様によれば、乗り物の１つ
または複数のホイールまたはホイールキャリアのそれぞ
れに取り付けられたハウジングの中のポンプシステム
が、前記ホイールまたはホイールキャリアに取り付けら
れた空気タイヤの設定圧力を自動的に維持するために利
用される、前記乗り物の１つまたは複数のタイヤの自動
タイヤ圧維持をモニターするシステムにおいて、前記ポ
ンプシステムとともに前記ハウジングの中に搭載される
応答機であって、その回路が、前記ハウジングの中の、
前記ホイールまたはホイールキャリアのハブと同軸のプ
リント回路基板上にある応答機と、前記応答機に関連す
る送信アンテナと、前記乗り物に取り付けられた受信器
と、前記受信器に関連する受信アンテナと、前記応答機
に接続されたタイヤ圧センサと、前記タイヤ圧センサを
用いてタイヤ圧を測定し、該タイヤ圧測定結果をＲＦ信
号に変換し、前記送信アンテナを用いて該ＲＦ信号を前
記受信アンテナと受信器に送信する、前記応答機に関連
する制御回路を有することを特徴とする。

【００５３】本発明によれば、送信アンテナは、部分ル
ープアンテナと、らせんアンテナと、円形の双極子アン
テナと、無端の輪のアンテナに隣接した小さい結合コイ
ルとを含むグループから選択される。部分ループアンテ
ナは送信アンテナとして選択され、部分ループアンテナ
は、プリント回路基板の円周の一部のまわりで、プリン
ト回路基板上に固定されて、かつ、円弧長を有し、部分
ループアンテナは、円弧長を延ばすことなく部分ループ
アンテナの有効長を増大させる、曲がりくねった部分を
有するのが好ましい。さらに、本システムは、ハウジン
グ内に含まれる１つまたは複数のＲＦ送信妨害物体を有
し、部分ループアンテナの円弧長と固定位置は、妨害を
避けるように決定される。送信される信号は、乗り物が
その予想される最も速い速度で走行しているとき、ホイ
ールまたはホイールキャリアの１回転の期間よりも短い
期間で送信するのに十分短いメッセージパケットを有す
る。このメッセージパケットはこれ以上符号化されない
１０ビットの同期パターンで始まり、このメッセージパ
ケットの残りは、符号化される８ビットのＣＲＣで終わ
るデータビットを有し、かつ、ビット判定のためにＮＲ
ＺＩをそのまま用いた４Ｂ／５Ｂ符号化方法によって符
号化されるのが好ましい。

【００５４】本発明によれば、ポンプシステムは振り子
を有し、応答機の回路は、回転角度位置または回転数を
決定するために、振り子と相互作用する１つまたは複数
のコイルを有し、制御回路は、送信されたＲＦ信号の回
転数計数をすることを含む。

【００５５】本発明によれば、温度を測定する温度セン
サは応答機に接続され、制御回路は送信されたＲＦ信号
の中に温度測定結果を含む。

【００５６】本発明によれば、受信器は単一のユニット
であり、表示器が受信器と組み合わされて、１つまたは
複数のタイヤのそれぞれのタイヤ圧維持について、乗り
物の運転者に知らせる。受信アンテナは単一のアンテナ
であり、乗り物の１つまたは複数のホイールまたはホイ
ールキャリアのそれぞれに応答機と組み合わされた制御
回路は、応答機のＲＦ信号内のコードを識別する固有の
応答機を含む。

【００５７】本発明の態様によれば、乗り物の１つまた
は複数のホイールまたはホイールキャリアのそれぞれに
取り付けられたハウジングの中にあるタイヤ加圧・調整
機器と組み合わされた、前記乗り物の１つまたは複数の
タイヤの空気タイヤ状態モニターにおいて、前記機器と
ともに各ハウジングの中に取り付けられ、前記ホイール
またはホイールキャリアのハブと同軸のプリント回路基
板上に固定された部分ループアンテナを有し、前記部分
ループアンテナは、前記プリント回路基板の円周の一部
のまわりに固定され、円弧長を有し、前記部分ループア
ンテナは、前記円弧長を延ばすことなく、前記部分ルー
プアンテナの有効長を増大させる曲がりくねった部分を
有し、前記部分ループアンテナの前記円弧長と固定位置
は、前記ハウジング内の信号妨害物体との相互作用に起
因する、ＲＦ信号の干渉を避けるように決定されること
を特徴とする。この部分ループアンテナは、異なる無線
送信周波数で最適な送信を行うため、アンテナのチュー
ニングを可能にするように有効長を調整するために切り
取られる端部を有してもよい。

【００５８】

【発明の実施の形態】例が添付の図面に示されている本
発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図は例示の
ためのものであり、本発明を限定するためのものではな
い。本発明を一般に、これらの好ましい実施形態に即し
て説明するが、本発明の要旨と範囲をこれら特定の実施
形態に限定しようとしているのではないことが理解され
るべきである。

【００５９】いくつかの図面のある要素は、説明を明確
にするために、スケールどおりには示されていない。本
明細書で示されている断面図は、もしあれば、説明を明
確にするために、省略しなければ真の断面図に見えるで
あろう背景線を省略した「スライス」または「近視野」
の断面図の形式である。

【００６０】図面全体を通して同じような要素には同じ
ような参照番号が付けられている。例えば、ある図にお
ける要素１９９は、別の図における要素２９９と同じよ
うなものか、おそらくこれと同一の場合である。ある場
合には、（同一の場合も含めて）同じような要素は１つ
の図で同じような番号で参照されている。例えば、複数
の要素１９９のそれぞれには、１９９ａ、１９９ｂ、１
９９ｃ、１９９ｄとそれぞれ参照されているか、また
は、まとめて１９９として、あるいは、１９９ａ．．１
９９ｄとして参照されている。同じまたは異なる図の同
じような要素の間におけるこのような関係は、もしあれ
ば、適用できるなら請求項および要約書を含めて、明細
書全体を通じて明らかになるであろう。

【００６１】本発明のこの好ましい実施形態の構成、動
作、利点は、添付の図面とともに以下の説明を考慮する
とさらに明らかになるであろう。

【００６２】図１は、４つの各ホイール（不図示）に取
り付けられる４つの空気タイヤ１０４ａ．．１０４ｄ
（１０４）を有する自動車１０２（破線で示されてい
る）に搭載された、従来技術の典型的なタイヤ圧モニタ
ーシステム１００を示す。応答機（「タグ」）１０６
ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ（１０６）はそれぞ
れ、各タイヤ１０４の中に配置されている。応答機１０
６は、通常、自動車内に搭載された車内無線送信機１０
８によって生成されるようなＲＦ信号から動作電力を得
る受動応答機であるのが好ましい。

【００６３】無線送信機１０８は、（例えば、受動応答
機に電力を供給する）ＲＦ送信器１１２と、ＲＦ受信器
１１４と、マイクロプロセッサを含む制御論理回路１１
６と、場合によっては音声警報を含む、画像表示器のよ
うな表示装置１１８を有する。アンテナ１１０ａ．．１
１０ｄが、自動車のホイールウェルのような、タイヤ１
０４ａ．．１０４ｄにそれぞれ、好ましくは隣接して、
自動車１０２に配置されている。アンテナ１１０はフェ
ライト・ループスティック・アンテナであるのが適切で
ある。

【００６４】複数の自動車アンテナ１１０ａ．．１１０
ｄを、各タイヤ１０４ａ．．１０４に隣接した自動車上
の一定の位置でそれぞれ使用することはよく知られ、か
つ、好ましく、引用によって全体が本明細書に含まれる
米国特許3,553,060号、3,810,090号、4,220,907号、5,5
41,574号、5,774,047号に開示されている。

【００６５】使用時、無線送信機１０８は応答機１０６
ａ．．１０６ｄに電力を供給し、応答機は無線送信機１
０８に測定された状態（例えば空気圧）を示すデータを
返送する。このようなシステムならどんなものでも、固
定されたアンテナ１１０ａ．．１１０ｄ（あるいは、自
動車の中心に位置する１つの固定されたアンテナ）と動
いている（すなわち、自動車が走行しているとき）応答
機（図示されていないが、それぞれが自身のアンテナを
有している）の間の信号を効率的に、そして効果的に結
合させるのが望ましい。

【００６６】図２は、本発明の実施形態の特徴を有する
タイヤモニター・調整システム１５０を示す。システム
１５０は、４つの各タイヤ／ホイール組立体１０５
ａ．．１０５ｄ（１０５）を構成するように、４つの各
ホイール（不図示）に取り付けられた４つの空気タイヤ
１０４ａ．．１０４ｄ（１０４）を有する自動車１５２
（破線で示されている）に搭載されている。図１に示さ
れているように、タイヤ１０４内に配置された応答機１
０６に多くの点で類似している、少なくとも１つのタイ
ヤ状態モニター１５７ａ．．１５７ｄ（１５７）を含む
タイヤモニター・調整装置１５６ａ．．１５６ｄ（１５
６）が、各タイヤ／ホイール組立体１０５のホイールま
たはホイールキャリアに取り付けられている。各モニタ
ー１５７は、各タイヤ１０４の空気圧を（場合によって
は温度をも）測定することができ、組立体１０５のホイ
ールまたはホイールキャリアの回転数を測定することが
でき、アンテナ（不図示）によって圧力のようなデータ
を含むＲＦ信号を送信することができる（例えば、バッ
テリで電力が供給される）能動回路であるのが好まし
い。場合によっては音声の警報を含む、画像表示器のよ
うな表示装置１６２を含む受信器１６６は、好ましく
は、自動車の運転席の中に、または、これに隣接して、
自動車１５２に搭載されている。

【００６７】受信器１６６は、受信器の電子回路ＰＣ基
板上にエッチングで形成された内部のパッチ型アンテナ
のような、または、外部の双極子型アンテナのような単
一のアンテナ１６０を有するのが好ましい。この好まし
い実施形態の変形例が、アンテナ１６０が４つのアンテ
ナ１６０ａ．．１６０ｄ（例えば、ループスティックア
ンテナ）として示され、各アンテナ１６０ａ．．１６０
ｄは関連するサブ受信器モジュール１６１ａ．．１６１
ｄ（１６１）を任意に有し、各アンテナ１６０ａ．．１
６０ｄはホイールまたはホイールキャリアに取り付けら
れたモニター１５７ａ．．１５７ｄの送信器の近傍、例
えば、ホイールハブの近くの車軸ハウジングで、自動車
１５２上に固定して取り付けられている、分配された受
信システムを示す図２に示されている。サブ受信器１６
１が、さまざまな手段、例えば、各ワイヤ１６３ａ．．
１６３ｄ（１６３）、または、ワイヤレスのＲＦ送信に
よって、受信器１６６と通信することは本発明の範囲に
含まれる。ワイヤ１６３はまた、例えば、多重シリアル
データバス（例えば、ＲＳ−４８５、または、それと同
等の自動車データバス）でもよい。単一の受信アンテナ
１６０を有する機器では、モニター１５７ａ．．１５７
ｄのそれぞれは、モニター１５７によって送信されるＲ
Ｆ信号の中に含まれるデータの一部として、固有の識別
コード（ＩＤ）、例えば、１０ビットの数を含む。受信
器１６６は、特定の自動車１５２に搭載されたモニター
１５７からのＩＤコードだけを識別し、各識別されたＩ
Ｄコードを、自動車１５２上の適切なタイヤ／ホイール
位置と関連付けるように調整される。アンテナ１６０
ａ．．１６０ｄを有するシステムでは、自動車１５２の
タイヤ／ホイール位置は、どのアンテナ１６０ａ．．１
６０ｄが信号を受信しているかだけによって決定される
ので、ＩＤコードを利用しない、より簡易なモニター１
５７が使用される。この複数アンテナの配置によって、
タイヤのどんなローテーション、交換の作業も簡単にな
ることがわかる。

【００６８】システム１５０の自動車１５２は、乗用車
のような４つのホイールを有する自動車として説明され
てきた。本発明の範囲は、もっと多い、または、もっと
少ないタイヤ／ホイール組立体を有する他の実施形態、
例えば、１６個、または、それより多いタイヤ／ホイー
ル組立体を有するトラック、または、飛行機の着陸装置
の１つまたは複数のタイヤ／ホイール組立体を含むと理
解されるべきである。

【００６９】図３は、図２のタイヤモニター・調整シス
テムのホイール搭載部の断面図である。タイヤモニター
・調整装置１５６はホイール１７２に取り付けられ、装
置１５６とホイール１７２はともに、ホイール取り付け
ナット１７４のような標準的な手段によって車軸ハブ１
７０に取り付けられている。タイヤモニター・調整装置
１５６は保護ハウジング１８０を有し、回路素子が取り
付けられたプリント回路（ＰＣ）基板１８５として示さ
れているタイヤ状態モニター１５７を少なくとも含む。
示されているシステムでは、ハウジング１８０はまた、
上記の従来の技術で説明したレニエ／サイクロイド’６
０６特許の機器のようなタイヤ加圧・調整機器１８３を
含む。機器１８３の重要な特徴は、空気圧接続管１９０
によって、ホイール１７２に取り付けられたタイヤ１０
４（不図示）の内部に接続されたキャビティ１８１を加
圧する空気ポンプ１８２と、ポンプ１８２とモニター１
５７が、それらが取り付けられるホイール１７２と車軸
ハブ１７０とともに回転している間、垂直につるすこと
によってポンプ１８２に（不図示のカムの機構を介し
て）駆動力を与える振り子１８４を含む。

【００７０】タイヤ状態モニター１５７は、（以下で説
明される回路を有する）ＰＣ基板１８５と、１つまたは
複数のコイル１８６と応答機回路チップ１８８を含む素
子を有する。ホイールまたはホイールキャリアに取り付
けられた外部のアンテナ（例えば、図１４（ａ）と図１
４（ｂ）に示されているアンテナ１６５０）に接続さ
れ、ＰＣ基板１８５から延びるアンテナワイヤ１９２が
示されている。代わりのアンテナは、図４と図５を参照
して以下で説明する。

【００７１】状態センサ１８７と１８９が応答機回路チ
ップ１８８と関連している。センサ１８７は圧力センサ
であり、キャビティ１８１内（したがって、タイヤ１０
４内）の空気圧を検出するために、キャビティ１８１の
中に取り付けられるか、または、キャビティ１８１と通
じている。センサ１８９は、任意に、サーミスタのよう
な温度センサであり、図示されているようにキャビティ
１８１内に取り付けられるか、応答機回路チップ１８８
に組み込まれるか、プリント回路基板１８５上、また
は、ホイール１７２上のような他のどこかに取り付けら
れる。明らかに、任意の温度センサ１８９の取り付け位
置によって、センサ１８９がタイヤ１０４内の空気の実
際の温度をどれだけ正確に検出できるかが決まる。

【００７２】１つまたは複数のコイル１８６は、磁石ま
たは適切な金属含有物を含むのが適している振り子１８
４の下をコイル１８６が通過するときにはいつでも、パ
ルスを生成するような公知の手段を用いて、ホイール１
７２の回転を示すために利用される。単一のコイル１８
６と、このコイル１８６の上を通過する単一のアームを
有する振り子１８４を用いると、たった１つのパルスが
ホイール１７２の１回転ごとに生成されるのがわかり、
このようなパルスは、回転数と平均回転速度を決定する
ために計数され、計時される。コイル１８６以外の他の
手段、例えば、光センサが、振り子１８４に対するホイ
ール１７２（とＰＣ基板１８５）の回転を検出するため
に利用できる。複数のコイル１８６を用いる、すなわ
ち、振り子に複数のローブを加える（例えば、星型ホイ
ールまたは歯形ホイール）ことによって、回転角のいか
なる所望の分解能が、角度位置エンコーダの場合と同じ
ように得られる。

【００７３】図４は、アンテナワイヤ１９２と外部アン
テナ１６５０（以下で説明する図１４（ａ）と図１４
（ｂ）を参照されたい）の代わりに、必要物がすべて完
備した応答機アンテナとして使用するために、部分的ル
ープ型アンテナ１９１がＰＣ基板１８５’の外側表面に
トレースとしてエッチングにより形成されている点以外
は回路基板１８５に類似したＰＣ基板１８５’の上面図
を示す。ＰＣ基板１８５’は、図３に示されているタイ
ヤ加圧・調整機器１８３をともに、または、ともなわず
に使用される。機器１８３とともに使用されると、ポン
プ１８２がＰＣ基板１８５’の中央を貫く。回転数の計
数を含めるならば、任意の１つまたは複数のコイル１８
６が、必要な回路（以下で説明される図９の回路１１０
０と図１１の回路１２００を参照されたい）とともにＰ
Ｃ基板１８５’上に含められる。１つまたは複数のコイ
ル１８６と相互作用する振り子（例えば、図３の１８
４）は、上記で説明したような、回転数計数のためのパ
ルスを生成する。振り子１８４に類似した振り子が、た
とえポンプ１８２が無くても使える。もし回転数計数が
含められないならば、ＰＣ基板１８５’は、１つまたは
複数のコイル１８６と、関連する回転数計数回路（以下
で説明されるような、図１１の回路１２００と組み合わ
された図１０の単純化された回路１１００’）を取り除
くことによって簡素化される。

【００７４】どのような構成が選択されるかに関係な
く、タイヤ状態モニター１５７’（タイヤ状態モニター
１５７と同等である）は、（場合によっては、図９とし
て拡大されている）図１０と図１１を参照して以下で説
明されるような他の関連する回路とともに応答機回路チ
ップ１８８を含む。

【００７５】部分ループアンテナ１９１は、曲がりくね
った部分１９１ｂと、ＰＣ基板１８５’の上部表面に刻
まれた切り取りスケール１９５に隣接した端部１９１ａ
を有する。曲がりくねった部分１９１ｂは、ＰＣ基板１
８５’の円周のまわりのアンテナトレースの円弧長を延
ばすことなく、アンテナの有効長を増大させる。端部１
９１ａは、プリント回路基板のコーティング物質で全く
覆われていないので、アンテナ１９１のコーティングさ
れていない金属トレース物質の部分を容易に切って、取
り除くことができる。切り取りスケール１９５は、アン
テナ１９１の端部１９１ａを切り取る最適な位置を示す
ために用いられる。このようなアンテナの切り取りには
複数の目的がある。１つ目の目的は、違う国（例えば、
図１２の受信器１３００を参照して以下で説明されるよ
うに、米国、ヨーロッパ）での動作に適するように、ア
ンテナのチューニングを、異なる無線送信周波数での最
適の送信をするように、可能にすることである。アンテ
ナの切り取りの２つ目の目的は、特に送信が、振り子１
８４、および／または、１つまたは複数のコイル１８６
のような妨害物体との相互作用に適応しなければならな
いときに、送信をこまかくチューニングすることであ
る。このこまかいチューニングは、タイヤモニター・調
整装置１５６の構造の開発における実験方法として行わ
れるか、または、各装置１５６の製造や組立の最終段階
でなされる工場での調整の一部である。切り取りスケー
ル１９５は、このようなすべての目的での、アンテナの
切り取りを適切に行うためのガイドとして有用である。

【００７６】部分ループアンテナ１９１は、ＰＣ基板１
８５’の円周の一部にのみ延び、任意の１つまたは複数
のコイル１８６の近傍を避けていることに注目すべきで
ある。アンテナ１９１とコイル１８６のこの配置は、ア
ンテナ１９１によって送信されたＲＦ信号のコイル１８
６による干渉を避けるためである。また、振り子（例え
ば１８４）が存在した場合、アンテナ１９１の一部に隣
接してつるされたときはいつでもＲＦ信号送信と振り子
が干渉することがある。アンテナ１９１の部分的ループ
のこの構造は、有利なことに、このような干渉が起こら
ない円周の重要な部分を生じ、これによってホイール１
７０とホイールに取り付けられたＰＣ基板１８５’の各
回転の間、送信の時間ウインドウを生じる。以下で説明
するように、本発明は、このような送信ウインドウを最
適に利用するために、送信されたメッセージの全パケッ
ト長を最小にする。

【００７７】図５と図６は、それぞれ横方向断面図と端
面断面図で、ほぼ円筒の形をした保護ハウジング１８
０’の中に含まれるのが好ましいヘリカルアンテナ１９
３を有する他のタイヤモニター・調整装置１５６’を示
している。図示されている実施形態は、ポンプ、振り
子、コイルのないＰＣ基板１８５’’を有する。ＰＣ基
板１８５’’上のタイヤ状態モニター１５７’’の回路
（例えば、回路１１００’と１２００）は、関連する圧
力センサ１８７と、任意に含む温度センサ１８９を有す
る応答機１８８を有する。状態センサ１８７、１８９
は、空気圧接続管１９０’によって、ホイール１７２に
取り付けられたタイヤ１０４（不図示）の内部に接続さ
れたキャビティ１８１’の中に取り付けられるものとし
て示されている。タイヤモニター・調整装置１５６’
は、ホイール１７２に取り付けられ、装置１５６’とホ
イール１７２はともに、ホイール取り付けナット１７４
のような標準的な手段で車軸ハブ１７０に取り付けられ
る。

【００７８】応答機１８８に関連するアンテナ１９３
は、ＰＣ基板１８５’’から、ＰＣ基板１８５’’から
適当な距離まで、例えば、保護ハウジング１８０’の内
側表面まで外へ延びている水平部分１９３ａを有する。
アンテナ１９３はその後、図６で最もよく分かるよう
に、らせん部分１９３ｂを形成するように、垂直面内で
らせん状に巻かれる。アンテナ１９３は一般に、保護ハ
ウジング１８０’の内側表面の形に合致し、保護ハウジ
ング１８０’によって保持されるのが好ましい。例え
ば、アンテナ１９３は、アンテナの水平部分１９３ａと
ＰＣ基板１８５’’上の回路１５７’’の間の取り外し
できる適当な電気的接続手段で、保護ハウジング１８
０’に取りつけられるか、または、保護ハウジング１８
０’に形成される。保護ハウジング１８０’は、例え
ば、熱可塑物質のような非伝導性物質から作られるのが
好ましい。

【００７９】図７は一般に、代表的な従来技術の受動応
答機２００（１０６、１８８と比較されたい）を示して
いる。コイルアンテナのようなアンテナ２０２が、無線
送信機１０８から（アンテナ１１０ａ．．１１０ｄを介
して）搬送信号を受信する。周波数Ｆの搬送信号は、応
答機の能動回路、この例では、クロック・制御論理回路
２０６とセンサインターフェース／データ生成回路２０
８の動作電力を生成するために、応答機のアンテナ２０
２に接続された整流回路２０４によって整流される。温
度センサと圧力センサのような１つまたは複数の状態セ
ンサ２１０から得られたデータは、場合によってはメモ
リ２１２に保存され、変調回路２１４において符号化
（例えば、ディジタル化）され、搬送信号に混合され
る。変調回路２１４の出力は、アンテナ２０２を介して
無線送信機１０８（受信器１６１、１６６と比較された
い）に返送される。クロック・制御論理回路２０６は、
無線送信機１０８によって送信されたＲＦ搬送信号から
直接、クロック信号を得ることが理解される。例えば、
応答機を照射する（応答機に電力を供給する）搬送信号
が１２５ｋＨｚならば、１２．５ｋＨｚのクロックパル
スを生成するため、「１０で割る」分周回路（不図示）
を通過させられる。クロック信号はカウンタ（不図示）
によってカウントされ、カウンタの累積カウント数は、
ディジタル化され、応答機によって送信されることもま
たよく理解される。

【００８０】図１３は、図２と図３で示されたモニター
機器１５７に含まれる応答機１８８として使用するのに
特に適している代表的な応答機回路チップ１４００（１
０６、１８８、２００と比較されたい）の全体回路を示
す。応答機１４００は、参照により全体が本明細書に含
まれ、本出願と共通の譲受人を有する共有の係属中のＰ
ＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／１８６１０で詳細に説
明されているグッドイヤー／フェーズＩＶ“ＲＦＩＱ−
Ｄ”カスタムＡＳＩＣである。インターフェース１４２
２と変調１４４６セクション（２１４と比較されたい）
と外部アンテナ（２０２、１９２と比較されたい）の接
続パッドＶＡおよびＶＢが、ＩＣチップ１４０２上に含
まれる。整流１４２２および調整１４２３セクション
（２０４と比較されたい）は動作電力を供給し、タイミ
ング／クロックセクション１４２４は、制御ロジック
（２０６と比較されたい）を生成するため、コラムデコ
ーダ１４４０、コラム−データ変換器１４４１、列デコ
ーダ／制御１４４２セクションとともに動作する。温度
４１６（１８９と比較されたい）、圧力４１８（１８７
と比較されたい）、過度温度１４１９の外部の状態セン
サ（２１０と比較されたい）から得られたデータは、セ
ンサインターフェース／データ生成セクション１４０６
（２０８と比較されたい）で処理され、メモリ１４３８
（２１２と比較されたい）で記憶され、変調セクション
１４４６（２１４と比較されたい）によって送信のため
に符号化される。応答機１４００が、以下で説明される
モニター１５７回路のようなより大きな回路の一部とし
て用いられる場合には、テストロジックセクション１４
８４が、ＲＦ送信の代わりにＤＡＴＡ端子を介したデー
タの直接出力のために用いられる。温度を検出する主要
な手段は、ＩＣチップ１４０２に集積され、外部の正確
な抵抗Ｒｅｘｔを利用するベース・エミッタ電圧−電流
変換器１４５０であることは注目すべきであるが、外部
の「温度センサ」１４１６もまた、例えば、正確な抵抗
Ｒｅｘｔの代わりに、または、Ｒｅｘｔと組み合わせて
サーミスタを利用することによって、温度を感知するこ
とができる。外部の圧力センサ１４１８は、例えばＤｅ
ｌｃｏＴＣＡＰ−４またはフジクラＦＣＡＰ−４である
キャパシタンスの圧力センサであるのが適切である。

【００８１】図９（回路部１１００）と図１１（回路部
１２００）は、プリント回路基板１８５上に実装された
モニター１５７回路を示す。この実装では、振り子１８
４に対するＰＣＢ１８５の回転を計数するために用いら
れる単一のコイルＬ３（１８６と比較されたい）があ
る。回路１１００は、センサＣＰ（１４１８）とＲＥＸ
Ｔ（１４１６）とコイルＬ３（１８６）からの入力デー
タを集めることを制御するために、２つのマイクロコン
トローラＵ３、Ｕ４と、ＲＦＩＱ−Ｄ応答機Ｕ５（１４
００、１８８と比較されたい）を用いる。出力データ
は、アンテナＡＮＴ１（１９２と比較されたい）によっ
てＲＦ送信を行うＲＦ回路部１２００に送られる。モニ
ター１５７は、回路１１００への電源ＶＣＣとＶＤＤの
バッテリＢＴ１（イーグル・ピッチャーＬＴＣ−３ＰＮ
バッテリ、３５０ｍＡ−Ｈｒ、公称３．６Ｖのようなリ
チウムチオン酸塩化物のバッテリが適切である）を用
い、ＲＦＰＯＷＥＲをＲＦ回路１２００に供給するため
に、回路素子Ｕ２（ＮＤＳ０６１０ＣＴチップが適切で
ある）によってインターフェースされる。このようなバ
ッテリＢＴ１を用いることによって、応答機チップＵ５
を、内部で電力を生成するためにＲＦ送信に頼る代わり
に、能動モードで使用することが可能になり、したがっ
て、応答機チップＵ５は、マイクロコントローラＵ３に
よって供給される電力で、すべての電圧端子Ｖａ、ＶＣ
Ｃ、ＶＸＸ、ＶＰＰ、ＶＤＤに適切に接続される。

【００８２】自動車の走行（コイルＬ３によって検出さ
れる）中の動作では、クロック用マイクロコントローラ
Ｕ４（例えば、発振器Ｙ１と組み合わさって３２ｋＨｚ
で動作するマイクロチップＰＩＣ１２ＣＬＣ５０９Ａ）
が連続的に動作しており、モニター用マイクロコントロ
ーラＵ３（例えば、発振器Ｕ１と組み合わさって４ＭＨ
ｚで動作するマイクロチップＰＩＣ１６ＬＣ６２２Ａ）
を周期的に起動する。クロック用マイクロコントローラ
Ｕ４はコイルＬ３をモニターし、回転数を累積して保存
し、ＧＰ０ピン７上のクロック信号出力を含む基本シス
テムタイミングをモニター用マイクロコントローラＵ３
（ピン１）と応答機Ｕ５（ＶＢ端子）に与える。モニタ
ー用マイクロコントローラＵ３がピン７の「ＲＢ０／Ｉ
ＮＴ」での割り込みによって起動されると、センサの読
み取り値のために応答機Ｕ５を起動するために、ピン９
とピン１０、すなわち、「ＲＢ２」と「ＲＢ３」をオン
にする。応答機Ｕ５からのデータ（圧力、温度、ＩＤコ
ードを含む）は、応答機Ｕ５のＤＡＴＡ端子にシリアル
データ列として出力され、モニター用マイクロコントロ
ーラＵ３のピン８の「ＲＢ１」端子で受信される。モニ
ター用マイクロコントローラＵ３は、ＲＦ回路１２００
のＤＡＴＡ線へのピン２の「ＲＡ３／ＡＮ２」端子上に
出力される送信データ列を形成するために、応答機Ｕ５
からのセンサデータと、クロック用マイクロコントロー
ラＵ４からの回転数を組み合わせる。４Ｂ／５Ｂ符号化
は、データストリームにおいて、１または０のいずれか
が長く続くことを防ぐ。

【００８３】送信データ列は、例えば、ビット判定のた
めにＮＲＺＩをそのまま用いる４Ｂ／５Ｂフォーマット
のメッセージパケットに形成される。各パケットは、こ
れ以上は符号化されない１０ビットの同期パターンで始
まる。この同期パターンは、１１０１００１０１０であ
る。この同期パターンの後には１０ビットのＩＤ番号が
続き、その最後の２ビットは、ホイールまたはホイール
キャリアの位置を決める。次に続くのは、６ビットの圧
力データ（０−６３ＰＳＩゲージ）、８ビットの温度デ
ータ（符号付き℃）、１６ビットの累積回転数である。
パケットの最後は、８ビットのＣＲＣである。これらは
合計で４８ビット（同期パターンビットは除く）にな
り、４Ｂ／５Ｂ符号化方式によって６０ビットに符号化
される。同期パターンビットを含む全パケットの長さは
７０ビットであり、パケットは３６００ビット／秒（Ｂ
ＰＳ）の速度で、１９．４４ミリ秒で送信できる。この
送信速度によって、振り子１８４が、ＰＣ基板１８５’
上に形成された部分ループアンテナ１９１のようなアン
テナと干渉したり、そこからの送信を妨害したりする時
間の間では完全なパケットを送信することが可能にな
る。例えば、１０００ＲＰＭ（自動車のタイヤ／ホイー
ル組立体には高速である）で回転するホイール１７２
は、６０ミリ秒ごとに３６０°の完全回転をする。１
９．４４ミリ秒で送信されるメッセージパケットは、ホ
イール１７２が１０００ＲＰＭで回転しているとき、少
なくとも１１６．６４°の送信ウインドウの間、送信可
能である。

【００８４】図１１は、ＲＦ送信器回路１２００の一実
施形態を示す。回路１２００は、図９の回路１１００に
よって供給されるような、ＤＡＴＡ線上の送信データパ
ケットを送信するため、所望のＲＦ送信特性を達成する
のに適したコンポーネント値を有する標準的なＲＦ回路
構造素子を用いる。ＲＦ送信器は、アンテナポートで約
０ｄＢＭのＲＦ電力出力（日本ではかなり小さい点を除
いて）を有し、基本ＲＦ周波数生成素子としてＳＡＷ
（表面音響波）共振器を用い、例えば、米国とカナダで
は３１５ＭＨｚまたは４１８ＭＨｚで動作し、ヨーロッ
パでは４３３．９２ＭＨｚで動作し、日本では３０３．
８２５ＭＨｚで動作する。送信器は、米国ではＦＣＣパ
ート１５．２３１のもとで、他の国では似たような規定
のもとでライセンスを受けていない送信器として用いら
れることを証明できる。周波数の安定性は、０．０３２
ｐｐｍ／℃より大きくならない温度係数で、２５℃にお
いて±７５ｋＨｚである。

【００８５】図１２は、単一アンテナシステム（例え
ば、単一の、中央に配置されたアンテナ１６０を有し、
任意のサブ受信器１６１がない図２のシステム１５０）
用に構成されるような受信器１３６６（１６６と比較さ
れたい）の一実施形態を示す。受信器１３６６は、アン
テナＡＮＴ２（１６０と比較されたい）によってシリア
ルデータ列のメッセージパケットを受信し、このパケッ
トデータをデコードし、各タイヤ／ホイール組立体１０
４の全回転カウントを累積し、これらのカウントをＥＥ
ＰＲＯＭメモリチップＵ１６に保存し、このパケットデ
ータから温度補正された圧力を計算し、表示器１３６２
（１６２と比較されたい。例えば、１６文字のＬＣＤデ
ィスプレイによる２行）と、ＲＳ−２３２シリアルライ
ン（例えば、任意の外部ＰＣコンピュータへの接続用）
のコネクタＷＰ４と、アラーム（例えば、ディスプレイ
１６２に含まれるビープ音生成器）のコネクタＪ３に適
切な情報を出力するマイクロコントローラＵ１５（例え
ば、セラミック共振器Ｙ１１と組み合わさった、４ＭＨ
ｚで動作するマイクロチップＰＩＣ１６Ｃ７３Ｂ）によ
って制御される。マイクロコントローラＵ１５はまた、
瞬間作動のプッシュボタンＳＷ１からの入力を受信し、
プッシュボタンＳＷ１スイッチが閉じるときはいつで
も、すべての回転カウントをゼロにリセットする。ＲＳ
−２３２ＣシリアルコネクションＷＰ４は、外へ通信す
る（例えば、パケットデータからデコードされた生デー
タを出力するため）ばかりではなく、外部のＰＣからマ
イクロコントローラＵ１５に通信する（例えば、マイク
ロコントローラＵ１５をプログラミングするため）こと
が可能な２方向リンクである。

【００８６】受信器１３６６は、電力コネクタＷＰ１、
ＷＰ３を介して、公称ＤＣ電圧レベルＶＰ（通常１２Ｖ
ＤＣ）の、自動車１５２の電気システムに接続されるこ
とによって、電力の供給を受ける。ＤＣ電圧変換器Ｕ１
２は、示した場合を除いて、多くの回路で使用できるよ
うに、ＶＰをＶＣＣ電圧レベル（例えば、５ＶＤＣ）に
変換する。ＲＦ変調解読器Ｕ１３が、アンテナＡＴＮ２
をマイクロコントローラＵ１５にインターフェースす
る。代表的なＲＦ変調解読器Ｕ１３は、ＤＣ電圧変換器
Ｕ１４によって供給される３．３ＶＤＣの別個の電源を
必要とする。

【００８７】表示器１３６２のピン番号Ｐ１．．Ｐ１４
は、コネクタＪＰ３のピン１．．１０に接続されるべき
ものとして示されている。ＲＳ２３２ライン（コネクタ
ＷＰ４）は、マイクロコントローラＵ１５の送信ＴＸラ
イン（ピン１７）が、データをシリアルポートチップＵ
１１の送信入力Ｔ１ｉｎ（ピン１１）に送信し、次にシ
リアルポートチップＵ１１の送信入力Ｔ１ｉｎがこのデ
ータをＲＳ２３２の電圧レベルにしたがって変換し、そ
れをＴ１ｏｕｔ（ピン１４）からコネクタＷＰ４のピン
２（Ｐ２）へ送信するように、シリアルポートチップＵ
１１によってマイクロコントローラＵ１５にインターフ
ェースされる。入ってくるシリアル通信データは、シリ
アルポートチップＵ１１の受信入力Ｒ１ｉｎ（ピン１
３）に導かれるコネクタＷＰ４のピン３（Ｐ３）上で受
信され、次にこのＲＳ２３２プロトコルデータを、Ｕ１
１の受信出力Ｒ１ｏｕｔ（ピン１２）から出力され、マ
イクロコントローラＵ１５の受信ＲＸライン（ピン１
８）に送られるシリアルデータ列に変換する。

【００８８】回転数計数が状態モニターに含まれない場
合、図１０に示された簡単化された回路１１００’が、
回路１１００の代わりに用いられる。回路１１００’
は、回転数検出・計数回路が取り除かれた以外は回路１
１００と本質的には同じである。したがって、回路１１
００’は、バッテリＢＴ１、応答機Ｕ５，マイクロコン
トローラＵ３、および、関連する回路を有しているが、
コイルＬ３、マイクロコントローラＵ４、および、これ
らに関連する回路は、回路１１００’から取り除かれて
いる。図９ではマイクロコントローラＵ４に接続されて
いたマイクロコントローラＵ３のピン７は、図１０では
適切に接地されている。図９、図１０、図１１、図１２
の回路に対して上述した特別の部品と値は、本発明の好
ましい一実施形態に含めるために例示したものである。
疑いなく、当業者はこれらの教示を利用し、本発明の目
的を達成するこれら詳細を変更することができるであろ
うが、このような変更は本発明の範囲に含まれるとみな
される。

【００８９】通常の受信器１３６６、１６６の動作の一
例は、次のようなものである。受信器が妥当なメッセー
ジをデコードするごとに、受信器はビープ音を生成し、
メッセージのＩＤで識別される、特定のホイールまたは
ホイールキャリアの位置に関する情報を表示する。表示
された圧力はＰＳＩＧ（平方インチゲージあたりポン
ド）単位であり、温度は±℃として示され、ホイールま
たはホイールキャリアの回転は累積され、合計が戻って
再びゼロから開始される点である合計１千万回まで表示
される。表示器の第１の行は、ホイールまたはホイール
キャリアの位置、圧力、温度を示す。第２の行は、合計
の回転数（「ＲＯＴ」）を示す。例えば、 ＬＦ＿Ｐ：３５＿Ｔ：＋６５Ｃ ＲＯＴ：０８，５５５，４４４＿ 図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、空気タイヤ３
０４（１０４ａ．．１０４ｄのいずれか１つと比較され
たい）の中に配置された受動応答機３０２（１０６
ａ．．１０６ｄ、２００のいずれか１つと比較された
い）を有する従来技術のＲＦ応答機システム３００を示
す。この例では、応答機３０２は受動応答機で、タイヤ
３０４の内側表面３０６に、任意の適切な方法で取り付
けられている。アンテナ３２０（１１０ａ．．１１０ｄ
のいずれか１つと比較されたい）は、応答機３０２から
の信号を受信するばかりではなく、（受動応答機の場合
には）応答機３０２に電力を供給する電磁放射を与える
ために、ホイールウェルのように、タイヤ３０４に近い
自動車上の位置に配置される。

【００９０】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示
されているように、自動車アンテナ３２０は、タイヤの
頂点部分に並ぶように、タイヤ３０４に対して「１２
時」の方向に固定して配置されている。アンテナ３２０
は、タイヤ３０４の動き（例えば、回転、方向転換、リ
バウンド）と干渉することなく、応答機３０２と電磁気
的に結合するために、任意の適切な位置に配置されるこ
とが理解されるべきである。

【００９１】（矢印３３０で示すように）タイヤ３０４
が回転すると、応答機３０２は、アンテナ３２０から交
互に近づいたり離れたりする。図８（ａ）と図８（ｂ）
に示すように、タイヤ３０４は、応答機３０２がアンテ
ナ３２０に対して「６時」の位置になるように向けられ
ている。これは、応答機３０２がアンテナ３２０から最
も離れており、アンテナ３２０と応答機３０２の間のＲ
Ｆ結合は、タイヤが１８０°回転し、応答機３０２が図
８（ｃ）に示す「１２時」の位置にあるときの、アンテ
ナ３２０と応答機３０２の間の結合に比べて比較的弱
い。したがって、タイヤ３０４が回転すると、アンテナ
３２０と応答機３０２の間のＲＦエネルギーの結合に周
期的なゆらぎがあることは明らかである。

【００９２】したがって、応答機アンテナをホイール上
に置く（例えば、図１４（ａ）と図１４（ｂ）のアンテ
ナ１６５０に示されているように）ことによって、また
は、応答機アンテナをホイールの回転軸の近くに置く
（例えば、アンテナ１９１と１９３で示されているよう
に）ことによって、ホイールの回転に関係なく、送信ア
ンテナと受信アンテナの間の距離がほぼ一定になるた
め、受信アンテナ１６０へのより均一な結合という利点
が結果として得られる。

【００９３】図１４（ａ）と図１４（ｂ）は、タイヤ１
６０４（１０４と比較されたい）がホイールまたはホイ
ールキャリア１６７２（１７２と比較されたい）に取り
付けられる、図２の状態モニターシステム１５０のタイ
ヤ／ホイールまたはホイールキャリア組立体１０５部の
好ましい一実施形態１６００を、側面図と断面図でそれ
ぞれ示している。

【００９４】ホイールまたはホイールキャリアの応答機
１６５７（１５７と比較されたい）は、例えば、好まし
くはホイール取り付けナット１６７４（１７４と比較さ
れたい）によって適当な位置に保持される保護ハウジン
グ１６８０（１８０と比較されたい）の中で、ホイール
またはホイールキャリア１６７２（１７２と比較された
い）に取り付けられる応答機（例えば１４００）であ
る。ホイールまたはホイールキャリア応答機１６５７
は、装置１６５６からタイヤ１６０４へ延びる空気圧接
続管１６９０（１９０と比較されたい）を有するタイヤ
モニター・調整装置１６５６（１５６と比較されたい）
に含めてもよい（例えば１８８）。

【００９５】ホイールまたはホイールキャリア応答機１
６５７に関連するアンテナとして、応答機システム１６
００の本実施形態は、都合のよい位置でホイールまたは
ホイールキャリア１６７２に取り付けられているように
示されている円形の双極子アンテナ１６５０を含む。ア
ンテナ１６５０は、ホイール１６７２の外側に、同軸に
取り付けられているものとして示されているが、ホイー
ル１６７２の内側に、同軸に取り付けることを含めて、
ホイール１６７２のどこにでも取り付けることが可能で
あることが理解されるべきである。アンテナワイヤ１６
９２（１９２と比較されたい）は、ホイールまたはホイ
ールキャリアアンテナ１６５０をホイールまたはホイー
ルキャリア応答機１６５７に接続する。他の実施形態
は、例えば、ホイールまたはホイールキャリア応答機１
８８に関連する、回路基板１８５’上にトレースとして
エッチングにより形成された部分ループアンテナ１９１
（図４を参照されたい）、または、例えば、ＰＣ基板１
８５’’から外へ向かって延びるが、保護ハウジング１
８０’（１６８０と比較されたい）の中に含まれるらせ
んアンテナ１９３（図５を参照されたい）、または、例
えば、無端の輪型のアンテナとして形成されたアンテナ
１６５０に隣接した小さい結合コイルでアンテナワイヤ
１６９２を終端することを含む。

【００９６】受信アンテナ１６６０（１６０と比較され
たい）は、アンテナ１６５０に近接して自動車（不図
示）に取り付けられるものとして示されている。上述し
たように、受信アンテナ１６０、１６６０は自動車上の
どこにでも取り付けることができ、例えば、単一の受信
器１６６とともに、自動車の中心に位置する単一の受信
アンテナ１６０を有するのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるタイヤ圧モニターシステムの単
純化されたブロック図である。

【図２】本発明の特徴を有するタイヤモニター・調整シ
ステムの単純化されたブロック図である。

【図３】図２のタイヤモニター・調整システムのホイー
ル装備部の断面図である。

【図４】本発明による、部分ループアンテナを有するＰ
Ｃ基板の上面図である。

【図５】本発明による、らせんアンテナを有する別のタ
イヤモニター・調整装置の横方向断面図である。

【図６】本発明による、らせんアンテナを有する別のタ
イヤモニター・調整装置の内部端面図である。

【図７】従来技術による受動応答機の単純化されたブロ
ック図である。

【図８】（ａ）は、従来技術による、内部に応答機が装
備されたタイヤの、一部が断面の側面図である。（ｂ）
は、従来技術による（ａ）のタイヤを、線３Ｂ−３Ｂで
（ａ）を切った断面図である。（ｃ）は、従来技術によ
る（ａ）のタイヤを１８０°回転して、線３Ｃ−３Ｃで
（ａ）を切った断面図である。

【図９】ホイールに装備されたタイヤ状態モニターの回
路の概要図である。

【図１０】ホイールに装備されたタイヤ状態モニターの
単純化された回路の概要図である。

【図１１】図９と図１０のタイヤ状態モニターと組み合
わせて使用される送信器部の回路の概要図である。

【図１２】タイヤ状態モニターシステムの受信器の回路
の概要図である。

【図１３】図９と図１０のタイヤ状態モニターによって
使用される代表的なタイヤ状態モニター集積回路チップ
の回路の概要図である。

【図１４】（ａ）は、本発明による、ホイールまたはホ
イールキャリアに装備される送信器とアンテナの側面図
である。（ｂ）は、本発明による（ａ）のタイヤとホイ
ールを、線８Ｂ−８Ｂで（ａ）を切った断面図である。

【符号の説明】

１００ タイヤ圧モニターシステム １０２ 自動車 １０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ 空気タイヤ １０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ タイヤ／ホ
イール組立体 １０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ 応答機（タ
グ） １０８ 車内無線送信機 １１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ アンテナ １１２ ＲＦ送信器 １１４ ＲＦ受信器 １１６ 制御論理回路 １１８ 表示器 １５０ タイヤモニター・調整システム １５２ 自動車 １５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ、１５６’
タイヤモニター・調整装置 １５７ａ、１５７ｂ、１５７ｃ、１５７ｄ、１５７’、
１５７’’ タイヤ状態モニター １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ アンテナ １６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ サブ受信器 １６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ アンテナ １６２ 表示器 １６３ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、１６３ｄ ワイヤ １６６ 受信器 １７０ ハブ １７２ ホイール １７４ ホイール取り付けナット １８０、１８０’ 保護ハウジング １８１、１８１’ キャビティ １８２ 空気ポンプ １８３ タイヤ加圧・調整機器 １８４ 振り子 １８５、１８５’、１８５’’ プリント回路（ＰＣ）
基板 １８６ コイル １８７ 圧力センサ １８８ 応答機回路チップ １８９ 温度センサ １９０、１９０’ 空気圧接続管 １９１ 部分ループアンテナ １９１ａ 端部 １９１ｂ 曲がりくねった部分 １９２ アンテナワイヤ １９３ らせんアンテナ １９３ａ 水平部分 １９３ｂ らせん部分 １９５ 切り取りスケール ２００ 受動ＲＦ応答機 ２０２ アンテナ ２０４ 整流器 ２０６ クロック・制御論理回路 ２０８ センサインターフェース／データ生成器 ２１０ 状態センサ ２１２ メモリ ２１４ 変調器 ３００ ＲＦ応答機システム ３０２ 受動応答機 ３０４ 空気タイヤ ３０６ 内側表面 ３２０ アンテナ ３３０ 回転を示す矢印 １１００、１１００’ 回路部 １２００ 回路部 １３６６ 受信器 １３６２ 表示器 １４００ 応答機回路チップ １４０２ ＩＣチップ １４０６ センサインターフェース／データ生成セクシ
ョン １４１６ 温度センサ １４１８ 圧力センサ １４１９ 過度温度センサ １４２２ インターフェース・整流セクション １４２３ 調整・バンドギャップ参照セクション １４２４ タイミング・クロック生成セクション １４３８ メモリ １４４０ コラムデコーダ １４４１ コラム―データ変換器 １４４２ 列デコーダ・ＮＴ、ＮＰ制御セクション １４４６ 変調セクション １４５０ ベース―エミッタ電圧―電流変換器 １４８４ テストロジック １６００ 応答機システム １６０４ タイヤ １６５０ アンテナ １６５６ タイヤモニター・調整装置 １６５７ 応答機 １６６０ 受信アンテナ １６７２ ホイール １６７４ ホイール取り付けナット １６８０ 保護ハウジング １６９０ 空気圧接続管 １６９２ アンテナワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジーン レイモンド スターキー アメリカ合衆国 80503 コロラド州 ニ ウォット 297番 カントリーサイド レ ーン 6822 (72)発明者 ジョセフ ポール デジモン セカンド アメリカ合衆国 80431 コロラド州 ワ ード ロック レイク ロード 289 (72)発明者 デール リー ヨーンズ アメリカ合衆国 80303 コロラド州 ボ ウルダー アパートメント 133 アラパ ホウ ロード 5610 (72)発明者 ジョセフ マイケル レトコミラー アメリカ合衆国 80241 コロラド州 ソ ーントン バーチ ストリート 12195 Ｆターム(参考） 5C086 AA44 BA22 CA16 CB20 DA40

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々がホイールまたはホイールキャリア
   に取り付けられたタイヤを含む、乗りものに取り付けら
   れた１つまたは複数のタイヤ／ホイール組立体の空気タ
   イヤの状態をモニターするシステムであって、前記１つ
   または複数のタイヤ／ホイール組立体のホイールまたは
   ホイールキャリアに取り付けられ、前記１つまたは複数
   のタイヤ／ホイール組立体のタイヤの状態を示す信号を
   送信する、送信アンテナを有する応答機と、各々が前記
   乗り物に固定して取り付けられた１つまたは複数の受信
   アンテナを有する１つまたは複数の受信器と、前記１つ
   または複数のタイヤ／ホイール組立体のタイヤの状態を
   判定するために、前記１つまたは複数の受信アンテナに
   よって受信された信号を処理する回路とを有するシステ
   ムにおいて、 各応答機の回路が、前記ホイールまたはホイールキャリ
   アのハブと同軸の保護ハウジングの中のプリント回路基
   板上にあることと、 各送信アンテナが、部分ループアンテナと、らせんアン
   テナと、円形の双極子アンテナと、無端の輪のアンテナ
   に隣接した小さい結合コイルとを含むグループから選択
   されることを特徴とするシステム。
2. 【請求項２】 乗り物の１つまたは複数のホイールまた
   はホイールキャリアのそれぞれに取り付けられたハウジ
   ングの中のポンプシステムが、前記ホイールまたはホイ
   ールキャリアに取り付けられた空気タイヤの設定圧力を
   自動的に維持するために利用される、前記乗り物の１つ
   または複数のタイヤの自動タイヤ圧維持をモニターする
   システムにおいて、 前記ポンプシステムとともに前記ハウジングの中に搭載
   される応答機であって、その回路が、前記ハウジングの
   中の、前記ホイールまたはホイールキャリアのハブと同
   軸のプリント回路基板上にある応答機と、 前記応答機に関連する送信アンテナと、 前記乗り物に取り付けられた受信器と、 前記受信器に関連する受信アンテナと、 前記応答機に接続されたタイヤ圧センサと、 前記タイヤ圧センサを用いてタイヤ圧を測定し、該タイ
   ヤ圧測定結果をＲＦ信号に変換し、前記送信アンテナを
   用いて該ＲＦ信号を前記受信アンテナと受信器に送信す
   る、前記応答機に関連する制御回路を有することを特徴
   とするシステム。
3. 【請求項３】 乗り物の１つまたは複数のホイールまた
   はホイールキャリアのそれぞれに取り付けられたハウジ
   ングの中にあるタイヤ加圧・調整機器と組み合わされ
   た、前記乗り物の１つまたは複数のタイヤの空気タイヤ
   状態モニターにおいて、 前記機器とともに各ハウジングの中に取り付けられ、前
   記ホイールまたはホイールキャリアのハブと同軸のプリ
   ント回路基板上に固定された部分ループアンテナを有
   し、 前記部分ループアンテナは、前記プリント回路基板の円
   周の一部のまわりに固定され、円弧長を有し、 前記部分ループアンテナは、前記円弧長を延ばすことな
   く、前記部分ループアンテナの有効長を増大させる曲が
   りくねった部分を有し、 前記部分ループアンテナの前記円弧長と固定位置は、前
   記ハウジング内の信号妨害物体との相互作用に起因す
   る、ＲＦ信号の干渉を避けるように決定されることを特
   徴とするモニター。