JP2009255613A - タイヤ空気圧センサ、及びタイヤ空気圧センサを備えるタイヤ空気圧監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】駐車時や停車時等のタイヤが回転しない時に充電することができるタイヤ空気圧センサ及びタイヤ空気圧センサを備えるタイヤ空気圧監視システムを提供すること。
【解決手段】タイヤ２ａに空気を注入するためのバルブステム２２と一体的に設けられ、タイヤ２ａの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサ２０において、バルブステム２２内に回転可能に設置されるファン２４と、ファン２４の回転力により発電する発電機２６と、発電機２６により発電された電力を蓄電する蓄電池２８と、を備え、蓄電池２８から電力が供給され駆動される。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤに空気を注入するためのバルブステムと一体的に設けられ、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサ、及びタイヤ空気圧センサを備える空気圧監視システムに関する。

タイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システム（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）では、タイヤ空気圧センサが、各車輪に設置され、所定時間毎にタイヤの空気圧の情報を取得して車体に向けて無線送信する。

このタイヤ空気圧センサは、内蔵電池から供給される電力により駆動されるので、内蔵電池を定期的に交換する必要がある。この交換作業は繁雑であり、特に、タイヤ空気圧センサがタイヤに空気を注入するためのバルブステムと一体的に設けられる場合、交換作業前に、タイヤをホイールから取り外す作業が必要になる。

このような、電池交換の必要性を低減するタイヤ空気圧監視システムとして、従来から、タイヤの回転エネルギーを利用して蓄電池を充電するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００４−５２４５３７号公報

しかしながら、上記従来の構成のタイヤ空気圧監視システムでは、タイヤの回転エネルギーを利用するものであるため、駐車時や停車時等のタイヤが回転しない時に、充電することができない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駐車時や停車時等のタイヤが回転しない時に充電することができるタイヤ空気圧センサ及びタイヤ空気圧センサを備えるタイヤ空気圧監視システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、第１の発明は、タイヤに空気を注入するためのバルブステムと一体的に設けられ、前記タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサにおいて、
前記バルブステム内に回転可能に設置されるファンと、
前記ファンの回転力により発電する発電機と、
前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、
を備え、前記蓄電池から電力が供給され駆動される。

また、第２の発明は、車輪に設置され、タイヤの空気圧の情報を取得して車体に向けて無線送信するタイヤ空気圧センサと、車体に設置され、前記タイヤ空気圧センサにより無線送信される前記情報を受信してユーザに伝達する車体側装置と、を備えるタイヤ空気圧監視システムにおいて、
前記タイヤ空気圧センサは、
前記タイヤに空気を注入するためのバルブステムと一体的に設けられ、
前記バルブステム内に回転可能に設置されるファンと、
前記ファンの回転力により発電する発電機と、
前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、
を備え、前記蓄電池から電力が供給され駆動される。

本発明によれば、駐車時や停車時等のタイヤが回転しない時に充電することができるタイヤ空気圧センサ及びタイヤ空気圧センサを備えるタイヤ空気圧監視システムを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明のタイヤ空気圧監視システムの車両搭載状態の一実施例を示す模式図である。タイヤ空気圧監視システム１０は、図１に示すように、各車輪２に設置されたタイヤ空気圧センサ２０と、車体４に設置された車体側装置４０とを備える。タイヤ空気圧センサ２０は、所定時間毎にタイヤ２ａの空気圧や温度の情報を取得して車体４に向けて無線送信する。一方、車体側装置４０は、タイヤ空気圧センサ２０により無線送信されるタイヤ２ａに関する情報を受信してユーザに伝達する。これにより、ユーザは、各タイヤ２ａの状態を知ることができる。

図２は、タイヤ空気圧センサ２０のタイヤ搭載状態例を示す一部切り欠き断面図である。図３は、図２の領域Ａの拡大図である。

タイヤ空気圧センサ２０は、図２、図３に示すように、タイヤ２ａに空気を注入するためのバルブステム２２と一体的に設けられ、タイヤ２ａの空気圧を検出するものである。このタイヤ空気圧センサ２０は、圧力センサ３２と、温度センサ３４と、送受信回路３６と、コントローラ３８とを備える。

圧力センサ３２は、タイヤ２ａの空気圧を検出するためのものであり、例えば、半導体圧力センサで構成される。半導体圧力センサは、圧力による電極間の距離の変化を静電容量の変化として検知し、圧力に応じた電気信号をコントローラ３８へ出力する。

温度センサ３４は、タイヤ２ａの温度を検出するためのものであり、例えば、半導体温度センサで構成される。半導体温度センサは、温度の変化をＰＮ接合の電圧変化として検知し、温度に応じた電気信号をコントローラ３８へ出力する。

コントローラ３８は、各種センサ３２、３４、送受信回路３６を制御するものであり、マイクロコンピュータによって構成される。コントローラ３８は、所定時間毎に、各種センサ３２、３４により、タイヤ２ａの空気圧や温度の情報を取得させ、送受信回路３６により、これらの情報を車体４に向けて無線送信させる。

車体側装置４０は、マイクロコンピュータからなるタイヤ空気圧監視ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）４２により制御される。タイヤ空気圧監視ＥＣＵ４２には、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の車内ネットワークを介して、送受信回路４４と、ディスプレイ４６とが接続されている。

車体側装置４０は、タイヤ空気圧センサ２０により無線送信された情報を各タイヤ２ａの近傍に設置された送受信回路４４で受信させ、受信された情報を車室内に設置されたディスプレイ４６で画像表示させる。このディスプレイ４６を見たユーザは、車室内で各タイヤ２ａの状態を知ることができる。

車体側装置４０には、電源として、エンジンの回転力により発電するオルタネータ（図示せず）や、オルタネータで発電された余剰の電力を蓄電する鉛蓄電池（図示せず）が接続されている。車体側装置４０は、これらの電源から供給される電力によって駆動される。

他方、タイヤ空気圧センサ２０は、電源として、図２に示すように、ファン２４と、発電機２６と、蓄電池２８とを備え、蓄電池２８から電力が供給され駆動される。なお、タイヤ空気圧センサ２０は、電源として、蓄電池２８の他、一次電池（図示せず）を備えてもよく、この場合、蓄電池２８は、一次電池を補助する電源として機能する。

バルブステム２２は、図３に示すように、ホイール２ｂのリムに貫通形成された貫通孔に挿着され、ホイール２ｂに装着されたタイヤ２ａの内側と外側との間を開閉可能に連通している。バルブステム２２内では、タイヤ２ａに空気を注入する際、空気がタイヤ２ａの外側から内側に向けて矢印Ｄ方向に流入する。

ファン２４は、例えば、羽根車状の形状であり、バルブステム２２の軸方向に平行に配置される回転軸２４ａの一端を内嵌する円筒状のハブ２４ｂと、ハブ２４ｂの外周面に等間隔で複数設置される渦巻き状の羽根２４ｃとからなる。このファン２４は、バルブステム２２内に回転可能に設置され、バルブステム２２内を流れる空気流によって回転する。

発電機２６は、ファン２４の回転力により発電するものであり、例えば、回転軸２４ａの他端に連結される永久磁石（図示せず）と、永久磁石の近傍に設置される発電用コイル（図示せず）と、交流電力を直流電力に変換する整流器（図示せず）と、を含み構成される。ファン２４と共に永久磁石が回転すると、発電用コイル内に磁束変化が生じ、電磁誘導によって交流電力が出力される。この交流電力は、整流器によって直流電力に変換される。

蓄電池２８は、リチウムイオン電池等の化学電池で構成され、発電機２６により発電された電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄える。この蓄電池２８は、必要に応じて、電力を圧力センサ３２や送受信回路３６等に供給する。

このように、タイヤ空気圧センサ２０（つまり、タイヤ空気圧監視システム１０）は、タイヤ２ａに空気を注入する際のファン２４の回転を利用して発電するので、駐車時や停車時等のタイヤ２ａが回転しない時に充電することができる。この充電は、タイヤ２ａ内への空気の補充により、定期的に行なわれる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、本実施例のタイヤ空気圧センサ２０は、タイヤ２ａに空気を注入する際のファン２４の回転を利用して発電するとしたが、タイヤ２ａ内の空気がバルブステム２２から徐々に漏れる際のファン２４の回転や、車両走行時にタイヤ２ａが振動する際のファン２４の回転を利用して発電してもよい。この場合、タイヤ２ａが回転する時にも充電することができる。

また、本実施例のファン２４の回転軸２４ａは、バルブステム２２の軸方向に平行に配置されるとしたが、ファン２４がバルブステム２２内を流れる空気流によって回転することができる限り、回転軸２４ａの配置に制限はなく、例えば、バルブステム２２の軸方向と略直交する方向に配置されてもよい。

本発明のタイヤ空気圧監視システムの車両搭載状態の一実施例を示す模式図である。 タイヤ空気圧センサ２０のタイヤ搭載状態例を示す一部切り欠き断面図である。 図２の領域Ａの拡大図である。

符号の説明

２ 車輪
２ａ タイヤ
１０ タイヤ空気圧監視システム
２０ タイヤ空気圧センサ
２２ バルブステム
２４ ファン
２６ 発電機
２８ 蓄電池

Claims (2)

1. タイヤに空気を注入するためのバルブステムと一体的に設けられ、前記タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサにおいて、
   前記バルブステム内に回転可能に設置されるファンと、
   前記ファンの回転力により発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、
   を備え、前記蓄電池から電力が供給され駆動されるタイヤ空気圧センサ。
2. 車輪に設置され、タイヤの空気圧の情報を取得して車体に向けて無線送信するタイヤ空気圧センサと、車体に設置され、前記タイヤ空気圧センサにより無線送信される前記情報を受信してユーザに伝達する車体側装置と、を備えるタイヤ空気圧監視システムにおいて、
   前記タイヤ空気圧センサは、
   前記タイヤに空気を注入するためのバルブステムと一体的に設けられ、
   前記バルブステム内に回転可能に設置されるファンと、
   前記ファンの回転力により発電する発電機と、
   前記発電機により発電された電力を蓄電する蓄電池と、
   を備え、前記蓄電池から電力が供給され駆動されるタイヤ空気圧監視システム。

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