JP2005136937A - 放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを放射型漏洩同軸ケーブル（RCX）から構成することにより、タイヤ内の温度及び圧力センサで測定されたタイヤ空気圧のデータを送信機が無線送信する際に、その無線送信される測定データの受信性能をより向上させることを可能にする放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを提供する。
【解決手段】タイヤ内部の温度と圧力などを測定するセンサと、前記センサで測定されたデータをＵＨＦ帯域に変調してタイヤの外部へ無線伝送する送信機と、前記送信機から無線伝送される測定データを受信する受信機と、前記受信機で受信した測定データを運転者が閲覧し得るようにＬＣＤ画面にディスプレイする表示装置とを含むタイヤ空気圧警報装置において、前記受信機には、位置変更が自由に行われるとともに、送信機からＵＨＦ帯域に変調されてタイヤの外部へ無線伝送されるタイヤの温度及び圧力などに対する測定データの受信率を高めるケーブル型アンテナを連結する。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ空気圧警報装置（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）の受信アンテナシステムに関し、特に、タイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを放射型漏洩同軸ケーブル（RCX）から構成することにより、タイヤ内の温度及び圧力センサで測定されたタイヤ空気圧のデータを送信機が無線送信する際に、その無線送信される測定データの受信性能をより向上させることを可能にする放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナに関する。

周知の如く、車両に使用されるタイヤ空気圧警報装置は、図１に示すように、タイヤ内部の温度と圧力などを測定するセンサ１と、前記センサ１で測定されたデータをＵＨＦ(Ultra High Frequency)帯域に変調してタイヤの外部へ無線伝送する送信機２と、前記送信機２から無線伝送される測定データを受信する受信機３と、前記受信機３で受信した測定データを運転者が閲覧し得るようにＬＣＤ画面にディスプレイする表示装置４とから構成されている。

この際、前記センサ１と送信機２はタイヤ内に設置され、前記受信機３と表示部４はタイヤの外部に設置されるようにした。

このように、前記タイヤ空気圧警報装置は、タイヤ内に構成されたセンサ１がタイヤの温度及び圧力などを測定する場合、前記測定されたタイヤの温度及び圧力データを送信機２を介してタイヤの外部の受信機３へ無線伝送し、前記受信機３が受信情報を表示装置４へ伝達することにより、前記表示装置４がタイヤの圧力及び温度などの測定情報をＬＣＤ画面にディスプレイする。

この際、前記タイヤ空気圧警報装置は、その特性上、信頼性と安定性が確保されなければならないので、前記センサ１から測定データが正確に受信できるようにする無線インタフェース機能の受信アンテナを備えるが、前記受信アンテナは、図１に示すように、１／４（λ／４）のモノポールアンテナ５、５’を主に使用した。

ところが、このような通常のモノポールアンテナ５、５’は車両の材質、構造、大きさ、形態による電磁気的特性によってその受信特性が左右されるので、これにより、従来では、車両の材質、構造、大きさ及び形状などに応じてモノポールアンテナ５、５’の受信感度がそれぞれ異なり、平均的な基準を満足させていない。

このため、従来では、受信感度を高めるための方便として、モノポールアンテナ５、５’の位置を変更し、或いは２つ以上のλ／４モノポールアンテナ５、５’を適切な位置に配置する方法などを使用した。

しかし、上記のような方法は、車両が大きくなりタイヤの数が多くなるにつれて、モノポールアンテナ５、５’の最適位置の推定による多大な努力が要求され、その所要個数の増加により経済的負担が加重された。

しかも、モノポールアンテナ５、５’の金属部位が外部環境に常に露光されている関係で、前記モノポールアンテナ５、５’が外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生してその寿命が短縮されるという短所をもっていた。

一例として、１０個のタイヤが装着されたトラックにλ／４のモノポールアンテナを適用した後、そのモノポールアンテナの受信感度を測定した結果、図２に示すように、前記モノポールアンテナによる測定データの受信感度が著しく低くなり、その受信感度の低下によって１０個のタイヤからそれぞれ得られた測定データの偏差が激しく発生することが分った。

したがって、本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたもので、その目的は、位置変更が自由に行われるようにタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを放射型漏洩同軸ケーブルから構成することにより、タイヤの内部に位置する温度及び圧力センサでタイヤ空気圧に対する情報が測定された後、タイヤ空気圧警報送信機を介して無線送信が行われるとき、その送信される測定データの受信感度を高めてタイヤに対する測定データの信頼性を向上させるとともに、測定データに対する受信感度の信頼性に基づいてタイヤに対する安定性を図ることを可能にするタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、放射型漏洩同軸ケーブルをタイヤと近接させて設置することにより、車両の構造、形態、材質及び大きさから殆ど影響されないようにするとともに、各タイヤから測定されたデータの受信偏差を減らすことができるようにするタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを提供することにある。

また、本発明のさらに他の目的は、受信アンテナを成す放射型漏洩同軸ケーブルを耐環境性に強い被覆材で被覆処理することにより、外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生しないようにするとともに、従来の寿命短縮の問題が改善できるようにするタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、タイヤ内部の温度と圧力などを測定するセンサと、前記センサで測定されたデータをＵＨＦ帯域に変調してタイヤの外部へ無線伝送する送信機と、前記送信機から無線伝送される測定データを受信する受信機と、前記受信機で受信した測定データを運転者が閲覧し得るようにＬＣＤ画面にディスプレイする表示装置とを含むタイヤ空気圧警報装置において、前記受信機には、位置変更が自由に行われるとともに、送信機からＵＨＦ帯域に変調されてタイヤの外部へ無線伝送されるタイヤの温度及び圧力などに対する測定データの受信率を高めるケーブル型アンテナを連結する、放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを提供する。

具体的には、請求項１に係る発明の採った手段は、
「タイヤ内部の温度と圧力などを測定するセンサと、前記センサで測定されたデータをＵＨＦ(Ultra High Frequency)帯域に変調してタイヤの外部へ無線伝送する送信機と、前記送信機から無線伝送される測定データを受信する受信機と、前記受信機で受信した測定データを運転者が閲覧し得るようにＬＣＤ画面にディスプレイする表示装置とを含むタイヤ空気圧警報装置において、
前記受信機には、位置変更が自由に行われるとともに、送信機からＵＨＦ帯域に変調されてタイヤの外部へ無線伝送されるタイヤの温度及び圧力などに対する測定データの受信率を高めるケーブル型アンテナを連結することを特徴とする放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ」
である。

また、請求項２に係る発明の採った手段は、上記請求項１記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナについて、
「前記ケーブル型アンテナは、設置位置を問わずに十分な大きさの利得パターンを形成しながら、送信機から無線伝送されるタイヤの測定データを受信するように、誘電体の外郭の皺寄った導体部分に一定間隔の溝を設けて広帯域の周波数帯域で動作する放射型漏洩同軸ケーブルと、前記放射型漏洩同軸ケーブルが測定データを受信する際に終端整合を行う整合端末器とから構成すること」
を特徴とするものである。

上記課題を解決するために、請求項３に係る発明の採った手段は、上記請求項２記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナについて、
「前記放射型漏洩同軸ケーブルは、タイヤの最近接距離に布設した後、受信機に直接連結すること」
を特徴とするものである。

請求項４に係る発明の採った手段は、上記請求項２記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナについて、
「前記放射型漏洩同軸ケーブルは、タイヤの配置に応じてそのタイヤ別に個別的な布設が行われるようにするが、その布設によって受信機から離隔するときの接続が、ＵＨＦ帯域の測定データ信号を減衰なしで受信機へ伝達するように外部導体にジグザグ状のスロットが加工されて特定の周波数帯でのみ動作する漏洩同軸ケーブルで行われるように構成すること」
を特徴とするものである。

そして、請求項５に係る発明の採った手段は、上記請求項２又は４記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナについて、
「前記放射型漏洩同軸ケーブル、整合端末器及び漏洩同軸ケーブルの接合部位は、外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生してその寿命が短縮されることを防止するように、防水材で防水処理すること」
を特徴とするものである。

本発明は、タイヤ空気圧警報装置の受信アンテナを放射型漏洩同軸ケーブルから構成することにより、タイヤの内部に位置する温度及び圧力センサでタイヤの空気圧に対する情報が測定された後、タイヤ空気圧警報送信機を介して無線送信が行われる際、その送信される測定データの受信感度を高めてタイヤに対する測定データの信頼性を向上させるとともに、測定データに対する受信感度の信頼性に基づいてタイヤに対する安定性を図るという効果がある。

また、本発明は、放射型漏洩同軸ケーブルをタイヤと近接させて設置することを可能にすることで、車両の構造、形態、材質及び大きさから殆ど影響されないようにし且つ各タイヤから測定されたデータの受信偏差を減らすことができるとともに、放射型漏洩同軸ケーブルを耐環境性に強い被覆材で被覆処理することで、外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生しないようにし且つ従来の寿命短縮の問題を改善することができるという効果がある。

以下、添付図面に基づいて本発明の好適な一実施例を説明する。説明の便宜上、参照図面において、従来と同一の部分は従来と同一の参照符号を付して説明する。図３は本発明の一実施例に係る受信アンテナを放射型漏洩同軸ケーブルから構成したタイヤ空気圧警報装置の構成図である。

本発明のタイヤ空気圧警報装置は、図３に示すように、タイヤ内部の温度と圧力などを測定するセンサ１と、前記センサ１で測定されたデータをＵＨＦ帯域に変調してタイヤの外部へ無線伝送する送信機２と、前記送信機２から無線伝送される測定データを受信する受信機３と、前記受信機３で受信した測定データを運転者が閲覧し得るようにＬＣＤ画面にディスプレイする表示装置４とを含んでなり、前記受信機３には、位置変更が自由に行われるとともに、送信機２からＵＨＦ帯域に変調されてタイヤの外部へ無線伝送されるタイヤの温度及び圧力などに対する測定データの受信率を高めるケーブル型アンテナを連結する。

前記ケーブル型アンテナは、設置位置を問わずに十分な大きさの利得パターンを形成しながら、送信機２から無線伝送されるタイヤの測定データを受信するように、誘電体の外郭の皺寄った導体部分に一定間隔の溝を設けて広帯域の周波数帯域で動作する放射型漏洩同軸ケーブル（RCX）１１と、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１が測定データを受信する際に終端整合（例：５０Ω）を行う整合端末器１２とから構成する。

前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は、表面汚染又は経年変化による特性の低下を防止するように、耐環境性に優れた被覆材で保護する。

前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は、タイヤの最近接距離に布設した後、受信機３と直列連結して構成する。

前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は、タイヤの配置に応じてそのタイヤ別に個別的な布設が行われるようにするが、その布設によって受信機３から離隔するときの接続が、ＵＨＦ帯域の測定データ信号を減衰なしで受信機３へ伝達するように外部導体にジグザグ状のスロット(slot)が加工されて特定の周波数帯でのみ動作する漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ；Leaky Coaxial Cable）１３で行われるように構成する。

前記放射型漏洩同軸ケーブル１１、整合端末器１２及び漏洩同軸ケーブル１３の接合部位は、外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生してその寿命が短縮されることを防止するように、防水材で防水処理する。

以下、このように構成された本発明の一実施例に対する作用を図３及び図５を参照して説明する。

まず、タイヤの内部にはタイヤ空気圧警報装置としてセンサ１と送信機２を構成し、タイヤの外部には受信機３及び表示装置４を構成する。

この際、前記受信機３には、送信機２から無線伝送されるセンサ１の測定データを無線受信するためのケーブルアンテナを連結しておく。

即ち、前記ケーブルアンテナは、設置位置を問わずに十分な大きさの利得パターンを形成しながら、送信機２から無線伝送されるタイヤの測定データを容易に受信できるように、誘電体の外郭の皺寄った導体部分に一定の間隔の溝を設けて広帯域の周波数帯域で動作する放射型漏洩同軸ケーブル１１と、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１が測定データを受信する際に終端整合（例：５０Ω）を行う整合端末器１２とから構成する。

その後、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は、表面汚染又は経年変化による特性の低下を防止するように、耐環境性に優れた被覆材を被覆させた後、受信機３に直接連結し且つタイヤの最近接距離に布設しておく。

すると、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は、送信機１２からＵＨＦ帯域に変調されてタイヤの外部にセンサ１の測定データが無線伝送されるとき、その測定データを受信した後、これを受信機３へ伝達することができる。

この際、前記放射型漏洩同軸ケーブル１には整合端末器１２が連結されているので、前記整合端末器１２は、放射型漏洩同軸ケーブル１１によってＵＨＦ帯域の測定データが受信されるとき、５０Ωの終端整合を行う。

一例として、図４に示すように、１０個のタイヤが装着されたトラックからタイヤの温度及び圧力などを実測する場合、その受信感度は良好であり、１０個のタイヤから測定されたデータの結果はその偏差が殆どないことが分る。

一方、タイヤの個数が多くて多数のグループに集まっているか、或いは各タイヤが遠く離れている場合、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は各グループ又はタイヤ別に布設が行われるようにする。

この際、上述したように放射型漏洩同軸ケーブル１１がグループ又はタイヤ別に布設される場合には、放射型漏洩同軸ケーブル１１と受信機３との間は、設置の環境上、離隔するしかないので、前記漏洩同軸ケーブル１１と受信機３は、外部導体にジグザグ状のスロットが加工されて特定の周波数帯でのみ動作する漏洩同軸ケーブル１３で連結する。

すると、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１によってタイヤの測定データ受信が行われる際、その受信されたＵＨＦ帯域の測定データは漏洩同軸ケーブル１３によって減衰なく受信機３へ容易に伝達できる。

ここで、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１に漏洩同軸ケーブル１３が連結される際、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１と漏洩同軸ケーブル１３との接合部位だけでなく、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１と整合端末器１２との接合部位は、防水材で防水処理することにより、外部の物理的衝撃、水分及び粉塵などの外部要因によって、形態歪みや腐食などが発生してその寿命が短縮されることを防止するようにした。

そして、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１は、バスやトラックなどの商用車に布設が行われる場合、商用車の下体フレームの周囲に電気的絶縁体を用いて締結されるようにした。これは外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生してその寿命が短縮されることを防止するためである。

ここで、前記放射型漏洩同軸ケーブル１１をアンテナとして使用することは、単一ケーブルのみから構成されて別途の支持用鉄線が平行に取り付けられた漏洩同軸ケーブル１３より許容曲率半径が小さくてその装着作業による自由度が高いためである。

本発明は、上述した特定の好適な実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく、当該発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、様々な変形実施が可能であることは勿論であり、そのような変更は特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内にある。

従来の線形アンテナが適用されたタイヤ空気圧警報装置の構成図である。 従来のタイヤ空気圧警報装置に適用されたモノポールアンテナの受信感度を測定したグラフである。 本発明の一実施例に係る受信アンテナを放射型漏洩同軸ケーブルから構成したタイヤ空気圧警報装置の構成図である。 本発明の一実施例に係るタイヤ空気圧警報装置に適用された放射型漏洩同軸ケーブルアンテナの受信感度を測定したグラフである。

符号の説明

１ センサ
２ 送信機
３ 受信機
４ 表示装置
１１ 放射型漏洩同軸ケーブル
１２ 整合端末器
１３ 漏洩同軸ケーブル

Claims (5)

1. タイヤ内部の温度と圧力などを測定するセンサと、前記センサで測定されたデータをＵＨＦ(Ultra High Frequency)帯域に変調してタイヤの外部へ無線伝送する送信機と、前記送信機から無線伝送される測定データを受信する受信機と、前記受信機で受信した測定データを運転者が閲覧し得るようにＬＣＤ画面にディスプレイする表示装置とを含むタイヤ空気圧警報装置において、
   前記受信機には、位置変更が自由に行われるとともに、送信機からＵＨＦ帯域に変調されてタイヤの外部へ無線伝送されるタイヤの温度及び圧力などに対する測定データの受信率を高めるケーブル型アンテナを連結することを特徴とする放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ。
2. 前記ケーブル型アンテナは、設置位置を問わずに十分な大きさの利得パターンを形成しながら、送信機から無線伝送されるタイヤの測定データを受信するように、誘電体の外郭の皺寄った導体部分に一定間隔の溝を設けて広帯域の周波数帯域で動作する放射型漏洩同軸ケーブルと、前記放射型漏洩同軸ケーブルが測定データを受信する際に終端整合を行う整合端末器とから構成することを特徴とする請求項１記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ。
3. 前記放射型漏洩同軸ケーブルは、タイヤの最近接距離に布設した後、受信機に直接連結することを特徴とする請求項２記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ。
4. 前記放射型漏洩同軸ケーブルは、タイヤの配置に応じてそのタイヤ別に個別的な布設が行われるようにするが、その布設によって受信機から離隔するときの接続が、ＵＨＦ帯域の測定データ信号を減衰なしで受信機へ伝達するように外部導体にジグザグ状のスロットが加工されて特定の周波数帯でのみ動作する漏洩同軸ケーブルで行われるように構成することを特徴とする請求項２記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ。
5. 前記放射型漏洩同軸ケーブル、整合端末器及び漏洩同軸ケーブルの接合部位は、外部の物理的衝撃だけでなく、水分及び粉塵などの外部要因によって形態歪みや腐食などが発生してその寿命が短縮されることを防止するように、防水材で防水処理することを特徴とする請求項２又は４記載の放射型漏洩同軸ケーブルを用いたタイヤ空気圧警報装置の受信アンテナ。

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