JP2006062414A - センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ空気圧監視システムにおいて、設置や交換が容易で低コストのセンサユニットを提供することを課題とする。
【解決手段】 タイヤのバルブ６に装着するバルブキャップ７に内蔵されたセンサユニット３であって、前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサ１０と、前記圧力センサ１０の検出結果を送信する制御手段と、前記圧力センサおよび前記制御手段を駆動するための電源手段と、前記バルブ６の弁体６２を押下する弁体押下部とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両のタイヤのバルブキャップに内蔵され、タイヤの空気圧を検出してその検出信号を送信するセンサユニットに関する。

自動車等の車両において、自然にあるいは外的要因（例えば、クギがささること等）により、タイヤの空気圧が低下することがある。そして、いずれかのタイヤの空気が完全に抜けていて、使用者が走行前あるいは走行開始直後に気付けば、空気補充やタイヤ交換等によって対応することができる。

しかし、いわゆるスローリーク（タイヤの空気が少しずつ抜けていくこと）が起きていると、車両の使用者もタイヤの空気圧が低下していることに気付きにくく、そのまま走行を続けることになってしまう。そして、タイヤの空気圧が所定よりも低い状態で走行を続けると、燃費が悪いというだけでなく、タイヤの破損等の原因にもなりかねない。そこで、従来から、車両のタイヤの空気圧を監視する装置、システムが種々提案されている。

一般にＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれているタイヤ空気圧監視システムでは、タイヤの空気圧を検出する圧力センサ、その検出信号を車両側に送信する発信機およびそれらに電力を供給するバッテリを、ホイールに設置したケースに収納し、圧力センサからの検出信号を車両側の監視装置で受信して表示等を行うことで、タイヤの空気圧を監視している。

例えば、特許文献１では、タイヤの空気圧を検出する圧力検出部、その検出圧力を電波で送信するための信号処理回路および電池を収納したケースがリム（ホイールにおけるタイヤ設置部分）内に設置され、リムに取り付けられるゴム製のグロメット内部のコイル状アンテナを経由して電波送信するタイヤ空気圧警報装置が提案されている。

また、特許文献２では、タイヤの空気圧を検出するための圧力センサ、発信機および電源をホイールの中心部に設置し、圧力センサからの検出信号を車両側の受信機に送信するタイヤ空気圧警報装置が提案されている（特許文献２の図１）。さらに、圧力センサをバルブキャップに設置し、発信機と電源をホイールの中心部に設置し、圧力センサからの検出信号を車両側の受信機に送信するタイヤ空気圧警報装置が提案されている（特許文献２の図２）。
特開平１０−４４７２６号公報 特開２００２−１７８７２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたタイヤ空気圧警報装置は、圧力検出部、信号処理回路および電池がリム内に設置されているため、電池等を交換するためには、その度にタイヤをリムから取り外さなければならず、作業が煩雑であった。

また、特許文献２において、図１に記載されたタイヤ空気圧警報装置は、圧力センサとバルブを連通管で繋がなければならず、設置に手間がかかるという問題があった。また、図１、図２のいずれのタイヤ空気圧警報装置においても、圧力センサおよび発信機を駆動するための電源がホイールに備えられているので、電源を交換するためにはホイールの一部を分解しなければならず、交換作業が面倒という問題があった。そして、いずれの場合でも、構造や設置が大がかりであることから、コストが高くつくという問題があった。

本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであり、バルブキャップに内蔵され、設置や交換が容易で、かつ低コストのセンサユニットを提供することを課題とする。

請求項１の発明に係るセンサユニットは、タイヤのバルブに装着するバルブキャップに内蔵されたセンサユニットであって、前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出結果を送信する制御手段と、前記圧力センサおよび前記制御手段を駆動するための電源手段と、前記バルブの弁体を押下する弁体押下部とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係るセンサユニットは、前記バルブキャップのすそが前記タイヤのリムに接する形状であることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニットである。

請求項３の発明に係るセンサユニットは、前記バルブキャップが、前記センサユニットを内蔵したバルブキャップ本体と、前記バルブキャップ本体と前記リムの間に設けられ、前記バルブキャップ本体を前記バルブに装着したときに前記バルブキャップ本体および前記リムに接するステー部とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニットである。

請求項１の発明によれば、圧力センサ、制御手段、電源手段および弁体押下部からなるセンサユニットをバルブキャップに内蔵することで、センサユニットの設置や電源手段等の交換が容易で、かつ構造がシンプルで低コストのセンサユニットを実現することができる。

また、請求項２の発明によれば、バルブキャップのすそがリムと接することによって、タイヤの回転中でも揺れずに安定した動作をするセンサユニットを実現することができる。

また、請求項３の発明によれば、バルブキャップ本体がステー部を介してリムと固定されることによって、タイヤの回転中でも揺れずに安定した動作をするセンサユニットを実現することができ、また従来のバルブキャップを流用することができる。

以下、本発明に係るセンサユニットの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

〔第一実施形態〕
図１（ａ）は、タイヤ空気圧監視システムの構成を示す概略図である。図１（ｂ）は、センサユニットを内蔵したバルブキャップの使用状態を示す断面図である。図２は、バルブキャップに内蔵されるセンサユニットの分解斜視図である。図３は、センサユニットの構成を示すブロック図である。図４（ａ）は、センサユニットを内蔵したバルブキャップをバルブに装着していない状態の断面図である。図４（ｂ）は、センサユニットを内蔵したバルブキャップをバルブに装着した状態の断面図である。図５は、センサユニットを内蔵し、リムに接する形状のバルブキャップをバルブに装着した状態の断面図である。図６（ａ）は、バルブキャップ本体とステー部の外観を示す斜視図である。図６（ｂ）は、センサユニットを内蔵したバルブキャップ本体とステー部をバルブに装着した状態の断面図である。図７は、センサユニットをバルブキャップに収納する際に収納手段を用いた場合の断面図である。図８は、センサユニットを内蔵したバルブキャップと空気圧監視装置の間に中継器を設置した場合のタイヤおよびホイールの模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の矢視（Ａ−Ａ）部分の断面図である。

≪構成≫
まず、図１（ａ）を参照して、タイヤ空気圧監視システムの構成について説明する。タイヤ空気圧監視システムは、センサユニット３と空気圧監視装置４から構成される。車両１の４つのタイヤ２（厳密には後述のリム５０）には、それぞれバルブが取り付けられており、それらのバルブの先端に螺着されるバルブキャップにセンサユニット３が取り付けられている（その具体的構造については図１（ｂ）で説明）。センサユニット３は、タイヤ２の空気圧を検出し、その検出信号（以後、空気圧信号という）を車両１側の空気圧監視装置４にアンテナ４０経由で送信するもので、具体的構成については後述する。空気圧監視装置４は、モニタ（図示せず）や音声等により乗員に空気圧に関する情報を提供する。

次に、図１（ｂ）を参照して、センサユニット３を内蔵したバルブキャップ７の使用状態について説明する。ホイール５は、リム５０とディスク５１から構成され、リム５０にはタイヤ２が装着されている。また、リム５０には、タイヤ２内への空気の出し入れを行うためのバルブ６が挿通、固着されている。バルブ６には、センサユニット３を内蔵したバルブキャップ７が装着されている。

続いて、図２を参照して、バルブキャップ７および内蔵されたセンサユニット３について説明する。Ｏリング１２は、バルブキャップ７をバルブ６に螺着した際にバルブキャップ７内部の気密性を保つためのものであり、弾力性のある輪状のゴム等で構成されている。弁体押下ピン１１は、バルブ６（図１（ｂ）参照）の弁体を押下するためのものである。圧力センサ１０は、タイヤ２内の空気圧を検出し、空気圧信号を送出するものである。

ＣＰＵボード９には、ＣＰＵ９０とＬＳＩチップ９１が実装されている。ＣＰＵ９０は、種々の演算／制御機能のほか記憶機能も一体化されているものである。ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）チップ９１は、無線通信に必要な信号の変調／復調等を行うものである。なお、ＬＳＩチップ９１は、近年の小型化により数ミリメートル四方大のサイズのものまで開発されてきていて、こうした小さなＣＰＵボード９にも搭載することができる。また、ＬＳＩチップ９１は、ＬＳＩでなくても、同様の機能を有せばＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）等、他の技術を使用してもよいのは言うまでもない。

バッテリ８は、電源手段として圧力センサ１０とＣＰＵボード９に電力を供給するものである。Ｏリング１２、弁体押下ピン１１、圧力センサ１０、ＣＰＵボード９、バッテリ８を合わせてセンサユニット３と呼ぶ。また、バルブキャップ７は金属製であり、アンテナの役割も兼ねている。

なお、アンテナはバルブキャップ７自体ではなく、別途設けてもよい。その場合、アンテナは、受信する電波の波長等を考慮して設置する必要があり、たとえばＣＰＵボード９の内部あるいは外周部に適当な長さのコイルとして設置すればよい。また、そのとき、バルブキャップ７は、耐光性（紫外線等により劣化しにくい）や耐油性に優れたＡＢＳ樹脂やノリル樹脂のような材料により構成するのが望ましい。

そして、Ｏリング１２と弁体押下ピン１１は圧力センサ１０に固着され、バッテリ８はＣＰＵボード９と圧力センサ１０に駆動電力を供給するべく接続され、圧力センサ１０とＣＰＵ９０が接続され、それら弁体押下ピン１１、圧力センサ１０、ＣＰＵボード９、バッテリ８がバルブキャップ７内に収納、固定され、さらにバルブキャップ７とＬＳＩチップ９１が接続されるが、それらの場合のインターフェイス、コネクタ、ネジ等の接続機構については公知技術であり省略する。

なお、図２では、ＣＰＵボード９と圧力センサ１０はそれぞれ独立、分離した部品であって、電気的に接続する構成としているが、それらは元から一体の部品として構成されていてもよい。

また、Ｏリング１２、弁体押下ピン１１、圧力センサ１０、ＣＰＵボード９、バッテリ８の形状や配置はこれに限定されるわけではなく、たとえば、バッテリ８の形状が四角形であったり、ＣＰＵボード９とバッテリ８の位置を入れ替えたり、各部品をすべて縦に積み重ねるのではなく一部を横に並べたりする等、適宜変更が可能である。なお、バルブキャップ７は内側下部に雌螺旋溝を有しているが、その点は図４（ａ）で詳述する。また、圧力センサ１０のほかに、必要に応じて温度センサ等を追加設置してもよい。

次に、図３を参照して、センサユニット３の構成について、改めて説明する。ＣＰＵボード９は、ＣＰＵ９０とＬＳＩチップ９１を実装し、制御手段の役割を果たす。つまり、ＣＰＵ９０は、自身が記憶しているプログラムを実行したり、圧力センサ１０から入力した空気圧信号を記憶したり、ＬＳＩチップ９１に空気圧信号等を出力したり等、種々の記憶、演算、制御を行う。

また、ＬＳＩチップ９１は、ＣＰＵ９０を経由して受信した空気圧信号等をアンテナ１３に送信したり、アンテナ１３から入力した空気圧送信要求信号等をＣＰＵ９０に出力したりする。アンテナ１３は、ここではバルブキャップ７がその役割を果たしており、ＬＳＩチップ９１を経由して受信した空気圧信号を車両１側の空気圧監視装置４（図１）に送信したり、空気圧監視装置４（図１）から受信した空気圧送信要求信号等をＣＰＵ９０に送信したりする。

圧力センサ１０は、たとえば圧電素子を使用したもので、空気圧を検出し、空気圧信号をＣＰＵ９０に送信する。バッテリ８は、ＣＰＵボード９と圧力センサ１０に駆動電力を供給する。弁体押下ピン１１は、弁体押下部であり、詳細は図４（ａ）（ｂ）の説明のところで述べる。Ｏリング１２は、バルブキャップ７内の気密性保持のための部品で、必要に応じて取り付けるものであり、必須の部品ではない。

続いて、図４（ａ）を参照して、センサユニット３を内蔵したバルブキャップ７をバルブ６に装着していない状態について説明する。リム５０は、図１（ｂ）で説明したようにホイール５においてタイヤ２を嵌め込む部分のことであり、図４（ａ）のリム５０の下方はタイヤ２の内部を表わしていて、タイヤ２内の空気が存在している。なお、リム５０は、ホイール５の一部であるので厳密には直線状ではなく、図４（ａ）において少し下に凸の形状であるが、ここでは便宜上直線状としている。

リム５０に、タイヤ２内の空気の出し入れを行うバルブ６が設置されている。バルブ６は、内部にタイヤ２内の空気の逆流を防ぐ弁体６２を有している。弁体６２は、バネ６０によって図４（ａ）上方に付勢されており、弁体６２がバルブシート６３と接触しているこの状態ではタイヤ２内の空気はバルブ６から流出しない。なお、バネ６０は、同様の機能を有するものであれば、他の弾性体でも構わない。また、図４（ａ）は模式図であり、バルブ６の形状や縦横の長さの比等は、これに限定されるものではない。

バルブ６は雄螺旋溝６１を有し、バルブキャップ７の内側下部の雌螺旋溝７２と螺合する構造となっている。なお、本図のバルブキャップ７において、ＣＰＵボード９におけるＣＰＵ９０とＬＳＩチップ９１の配置は、一例を模式的に表わしたものである。

次に、図４（ｂ）を参照して、センサユニット３を内蔵したバルブキャップ７をバルブ６に装着した状態について説明する。バルブ６に対して、バルブキャップ７を螺着することで装着することができる。その場合、図４（ａ）の状態からバルブキャップ７をバルブ６に螺着する動作の途中、弁体押下ピン１１が弁体６２の上端部に当接する前に、Ｏリング１２がバルブ６の上面に当接する構造となっている。

そうすることで、弁体押下ピン１１の押下によって弁体６２が移動し始めてタイヤ２内部の空気がバルブ６からバルブキャップ７側に流れ出したときには、すでにＯリング１２がバルブ６の上面に当接することでバルブキャップ７の内部は気密性が保たれており、タイヤ２内の空気がバルブキャップ７の外部に漏れることを防止できる。そして、そのまま螺着動作を続けることで、弾性のあるＯリング１２は押圧変形し、図４（ｂ）のようにバルブキャップ７内部のスペース７３の気密性がより完全に保たれるようになる。

このとき、スペース７３の空気圧はタイヤ２内の空気圧と等しくなっており、その空気圧を圧力センサ１０が検出する。また、このとき、圧力センサ１０は、弁体押下ピン１１とＯリング１２から受ける圧力は検出せず、スペース７３の空気圧のみを検出するようになっている。たとえば、圧力センサ１０が、弁体押下ピン１１とＯリング１２からの圧力を受ける部分には感圧手段（圧電素子等）を有していないような構成になっている、あるいは、空気以外からの圧力による検出信号は圧力センサ１０あるいはＣＰＵ９においてキャンセルするようにしてもよい。

なお、ここでは、バルブキャップ７、バルブ６ともに螺旋溝を有するとしたが、ワンタッチの嵌め込み式等によって装着するようにしてよい。また、バルブキャップ７内の気密性を高めるためにバルブキャップ７にＯリング１２を用いた例を示したが、Ｏリング１２の設置位置はバルブキャップ７内部の気密性を保てるのであればこの位置でなくてもよく、また、必要が無ければＯリング１２を省略することも可能である。

≪作用≫
続いて、図４（ｂ）を参照しながら、タイヤ空気圧監視システムの作用について説明する。タイヤ空気圧監視システム稼動中における通常時、ＣＰＵ９０は内部プログラムに応じて、圧力センサ１０からの空気圧信号を数秒ごと、たとえば５秒ごとに取り込み、記憶する。

＜定期送信＞
本実施形態では、所定時間ごと、たとえば３分ごとに、ＣＰＵ９０はＬＳＩチップ９１、バルブキャップ７を経由して、車両１側の空気圧監視装置４（図１）に空気圧信号を送信する。そして、監視装置４側のモニタ（図示せず）等でタイヤ２の空気圧を表示等することによって、乗員はタイヤ２の空気圧の値および空気圧が正常か異常か等を知ることができる。

＜非常送信＞
前記定期送信以外に、ＣＰＵ９０は、５秒ごとに取り込んでいる空気圧信号のうちの最新のものとその直前のものを比較することによって、タイヤ２の空気圧の変化量をその都度計算している。そして、ＣＰＵ９０はその変化量が所定値を超えたときにＬＳＩチップ９１、バルブキャップ７経由で、車両１側の空気圧監視装置４（図１）へ異常信号を送信し、空気圧監視装置４（図１）側のモニタ（図示せず）等でその異常を表示等する。これによって、乗員はタイヤ２の空気圧が急激に変化したことを知ることができる。

＜送信要求＞
乗員がタイヤ２の空気圧を知りたい場合は、車両１側の空気圧監視装置４（図１）からバルブキャップ７、ＬＳＩチップ９１経由でＣＰＵ９０に空気圧送信要求信号を送信することにより、ＣＰＵ９０は最新の空気圧に関する空気圧信号を空気圧監視装置４（図１）に送り返す。そして、空気圧監視装置４（図１）で表示等することにより、乗員は最新の空気圧を知ることができる。

≪設置、交換作業≫
次に、図４（ｂ）を参照しながら、本実施形態のセンサユニット３を内蔵したバルブキャップ７の設置、バッテリ８等の部品の交換作業について説明する。

＜設置＞
センサユニット３を内蔵したバルブキャップ７をバルブ６に設置するには、バルブキャップ７をバルブ６に螺着するだけでよい。したがって、ホイール５（図１（ｂ））の形状を考慮する必要がなく、また、ホイール５（図１（ｂ））の一部を分解したり、タイヤ２をリム５０からはずしたりしなくてよいので、センサユニット３を設置するための工数が少なく、設置が極めて容易である。また、設置の容易さに加えて、バルブキャップ７がセンサケースの機能も兼備しているため、部品点数や組立工数が少なく、また構造がシンプルなことからも、コストが安く済む。

さらに、ホイール５（図１（ｂ））に細工を施す必要がないことから、車両やタイヤの購入時だけでなく、後からいつでもセンサユニット３を内蔵したバルブキャップ７を部品店等で購入すること等により入手することで設置することができ、利便性、汎用性が高い。また、自動車等の車両だけでなく、二輪車（自動二輪を含む）、車椅子（電動車椅子を含む）等にも簡単に設置することができ、広い応用が可能である。

＜交換＞
バッテリ８や圧力センサ１０等の部品を交換するときは、バルブキャップ７をバルブ６から取り外してバルブキャップ７内のそれらの部品を交換し、その後またバルブキャップ７をバルブ６に取り付ければよく、ホイール５（図１（ｂ））の一部を分解したり、タイヤ２をリム５０からはずしたりしなくてよいので、極めて容易に部品を交換することができる。

また、センサユニット３がバルブキャップ７に内蔵される構造であるため、バルブキャップ７に対してバッテリ８や圧力センサ１０等を部品単位で交換するのではなく、予め用意した別のセンサユニット３内蔵のバルブキャップ７を新たに取り付けるようにすれば、さらに迅速かつ確実な交換が可能となる。

〔第二実施形態〕
続いて、図５を参照しながら、本発明に係るセンサユニットの第二実施形態について説明する。バルブキャップ７０以外の構成は、図４（ｂ）のときとまったく同様であるので説明を省略する。

バルブキャップ７０は、バルブ６に装着したときに下面の少なくとも一部がリム５０と接する構造となっている。タイヤ２の回転時はバルブ６が本図における左右方向に振り子のように揺れようとすることも考えられるが、バルブキャップ７０のすそがリム５０と接していることにより、その揺れを防止することができ、圧力センサ１０等の各部品の接続状態や動作がより安定することになる。

なお、前記したようにリム５０の面は少し曲がっており、密着の具合等を考慮して、バルブキャップ７０のリム５０に接する部分付近は、それ以外の部分よりも柔軟な材料（たとえば弾力性のあるゴム等）により構成するようにしてもよい。また、作用と設置、交換作業については、第一実施形態のときと同様である。

〔第三実施形態〕
次に、図６（ａ）および図６（ｂ）を参照しながら、本発明に係るセンサユニットの第三実施形態について説明する。バルブキャップ本体７１は図４（ａ）のバルブキャップ７とまったく同一の構成であるので説明を省略する。

ステー部１４は、図６（ａ）のように下方に少し広がった略円筒形をしており、バルブキャップ本体７１と同一の材料により構成してもよいが、リム５０への密着の具合等を考慮して、バルブキャップ本体７１よりも柔軟な材料（たとえば弾力性のあるゴム等）により構成するようにしてもよい。そして、図６（ｂ）において、バルブキャップ本体７１とステー部１４以外の構成は、図４（ｂ）のときとまったく同様であるので説明を省略する。

バルブキャップ本体７１をバルブ６に装着したこの状態のとき、バルブキャップ本体７１の下面とステー部１４の上面、ステー部１４の下面とリム５０とは、少なくとも一部が接しており、それによってタイヤ２の回転時でもバルブ６およびバルブキャップ本体７１が図６（ｂ）における左右等に揺れることなく、圧力センサ１０等の各部品の接続状態や動作がより安定することになる。また、この構成であれば、従来のバルブキャップ７をそのままバルブキャップ本体７１として使用することができ、低コスト化が可能となる。作用と設置、交換作業については、第一実施形態のときと同様である。

〔第四実施形態〕
次に、図７を参照しながら、本発明に係るセンサユニットの第四実施形態について説明する。図４（ａ）のバルブキャップ７およびその内部の部品と比べて、収納手段１５以外の構成はまったく同じである。収納手段１５は、バッテリ８、ＣＰＵボード９、圧力センサ１０を収納するもので、底面を有する中空円筒状の形態で底面に空気孔１５０を有しており、プラスチック等相応の強度の部材により構成されている。

そして、バッテリ８、ＣＰＵボード９、圧力センサ１０を収納した収納手段１５をバルブキャップ７内部に取り付け、収納手段１５の底面外側にＯリング１２と弁体押下ピン１１を固着する。そうすることで、圧力センサ１０は、空気孔１５０により空気圧を検出することができ、またバルブキャップ３のバルブ６への装着時にＯリング１２と弁体押下ピン１１による圧力を受けずに済む。さらに、収納手段１５に収納されていることにより、バッテリ８、ＣＰＵボード９、圧力センサ１０のバルブキャップ７に対する取り付け強度が上がるという利点も生じる。作用と設置、交換作業については、第一実施形態のときと同様である。

〔第五実施形態〕
続いて、図８を参照しながら、第五実施形態として、バルブキャップ７に内蔵されたセンサユニット３と空気圧監視装置４が無線通信を行う場合に、それらの間に介在する中継器１７を設置した場合について説明する。図８（ａ）はホイール５およびタイヤ２の正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の矢視（Ａ−Ａ）部分の断面図である。

中継器１７は、空気圧監視装置４（図１）との無線通信を行うための対空気圧監視装置アンテナ１７０と、図示していないが必要に応じてＣＰＵ、バッテリ等を有し、バルブキャップ７に内蔵されたセンサユニット３と空気圧監視装置４（図１）の間に介在し、無線通信を中継する役割を担う。

対センサユニットアンテナ１６は、通信線１８によって中継器１７と接続され、またバルブキャップ７に内蔵されたセンサユニット３とは数センチほどの距離の間での無線通信を行う。対センサユニットアンテナ１６とセンサユニット３の間の無線通信方式としては、例えば、ブルートゥース（登録商標）を利用することができる。ブルートゥース（登録商標）は、数ｍ以内の近距離通信に適し、低消費電力化が容易であり、また、通信における耐ノイズ性が大きいとされている。すなわち、ブルートゥース（登録商標）を使用することによって、低電力化および通信の安定性を図ることができる。

中継器１７および対空気圧監視装置アンテナ１７０は、ホイール５に装着されたホイールカバー５００の中心部に設置されている。また、対センサユニットアンテナ１６は、ホイールカバー５００に設けられた貫通孔５２の近傍に取り付けられている。

センサユニット３と空気圧監視装置４が無線通信を行う際、中継器１７を経由するという他は、作用や設置、交換作業については第一実施形態のときと同様である。そして、第五実施形態によれば、センサユニット３が空気圧監視装置４（図１）よりも近距離の対センサユニットアンテナ１６と無線通信を行うようにしたことで、センサユニット３のバッテリ８の消耗を小さく抑えることができ、バッテリ８の交換頻度を下げることができる。あるいは、センサユニット３において、中継器１７から送信される送信される電波により発電するような構成にすれば、バッテリレスとすることもできる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は前記各実施形態に限られるものではない。たとえば、電源手段はバッテリに限るものではなく、外部から供給されるマイクロ波のような電波を受信して発電するような電源手段であってもよいし、また、タイヤ回転時の回転や振動を利用して発電するような電源手段でもよい。さらに、ホイールカバーにソーラーパネルを設置すること等により太陽光発電により電力供給を行うようにしてもよい。また、バルブキャップの形状は従来のものに限定する必要はなく、内蔵するバッテリ、制御手段等の部品のサイズや形に合わせて、部分的に突出している等種々の変形が可能である。

さらに、空気圧信号を取り込むタイミングや定期送信を行う場合の時間間隔等は、使用者の要望や行政の基準に合わせて適宜設定することができる。なお、ここでは弁体押下ピン１１を独立の部品として構成しているが、弁体を押下することができれば、圧力センサ１０等に突起部を設けること等で代用してもよい。また、弁体押下部として、弁体押下ピンを独立の部品として設けたが、弁体押下ピンは必須の構成要素ではなく、弁体を押下することができれば、圧力センサ等に突起部を設けること等で代用してもよい。

さらに、同一車両において、各タイヤの識別ＩＤが制御手段等に登録されている場合で、各タイヤの磨耗具合等の都合によって行う各タイヤ同士のローテーション（たとえば、右前輪と右後輪、左前輪と左後輪の交換）を行うときでも、それぞれのバルブキャップを付け替えてその位置を維持するだけでよく、識別ＩＤを登録してある部品がバルブキャップ以外（たとえばホイール等）に取り付けられている場合に比べて、対応が格段に楽に済む。その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

（ａ）タイヤ空気圧監視システムの構成を示す概略図である。 （ｂ）センサユニットを内蔵したバルブキャップの使用状態を示す断面図である。 バルブキャップに内蔵されるセンサユニットの分解斜視図である。 センサユニットの構成を示すブロック図である。 （ａ）センサユニットを内蔵したバルブキャップをバルブに装着していない状態の断面図である。（ｂ）センサユニットを内蔵したバルブキャップをバルブに装着した状態の断面図である。 センサユニットを内蔵し、リムに接する形状のバルブキャップをバルブに装着した状態の断面図である。 （ａ）バルブキャップ本体とステー部の外観を示す斜視図である。（ｂ）センサユニットを内蔵したバルブキャップ本体とステー部をバルブに装着した状態の断面図である。 センサユニットをバルブキャップに収納する際に収納手段を用いた場合の断面図である。 センサユニットを内蔵したバルブキャップと空気圧監視装置の間に中継器を設置した場合のタイヤおよびホイールの模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の矢視（Ａ−Ａ）部分の断面図である。

符号の説明

１ 車両
２ タイヤ
３ センサユニット
４ 空気圧監視装置
４０ アンテナ
５ ホイール
５０ リム
５１ ディスク
５２ 貫通孔
５００ ホイールカバー
６ バルブ
６０ バネ
６１ 雄螺旋溝
６２ 弁体
７、７０ バルブキャップ
７１ バルブキャップ本体
７２ 雌螺旋溝
７３ スペース
８ バッテリ（電源手段）
９ ＣＰＵボード（制御手段）
９０ ＣＰＵ
９１ ＬＳＩチップ
１０ 圧力センサ
１１ 弁体押下ピン（弁体押下部）
１２ Ｏリング
１３ アンテナ
１４ ステー部
１５ 収納手段
１５０ 空気孔
１６ 対センサユニットアンテナ
１７ 中継器
１７０ 対空気圧監視装置アンテナ
１８ 通信線

Claims (3)

1. タイヤのバルブに装着するバルブキャップに内蔵されたセンサユニットであって、
   前記タイヤの空気圧を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサの検出結果を送信する制御手段と、
   前記圧力センサおよび前記制御手段を駆動するための電源手段と、
   前記バルブの弁体を押下する弁体押下部とを備えたことを特徴とするセンサユニット。
2. 前記バルブキャップのすそが前記タイヤのリムに接する形状であることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニット。
3. 前記バルブキャップが、
   前記センサユニットを内蔵したバルブキャップ本体と、
   前記バルブキャップ本体と前記リムの間に設けられ、前記バルブキャップ本体を前記バルブに装着したときに前記バルブキャップ本体および前記リムに接するステー部とから構成されることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニット。

Images