JP2009528713A - タイヤバルブアンテナを備えたタイヤモニタシステム - Google Patents

Abstract

タイヤモニタシステムは、タイヤ圧力検知器と、カプラと、タイヤバルブとを有するタイヤモニタセンサを備える。タイヤバルブは、タイヤ圧力検知器からのタイヤデータを送信するためのアンテナとして作用する。カプラは、タイヤ圧力検知器とタイヤバルブとを取り外し可能に連結する静電結合を提供する。カプラは、絶縁層により離間された２つの金属層を備える。２つの金属層は、タイヤバルブおよび連結チューブによって構成されてもよい。

Description

本発明は、広くはタイヤモニタシステムに関し、より具体的にはタイヤモニタシステムのセンサやタイヤバルブアンテナを採用した方法、特にそのようなアンテナのセンサユニット回路とのカップリングに関する。

タイヤモニタシステムは、タイヤの圧力、および／または、温度などの様々なタイヤの状態をモニタし、そのような状態、特に過度に高いまたは低い圧力や、過度に高い温度をドライバに報知する。典型的には、タイヤの圧力情報を車両の中央コンピュータなどへ遠隔送信するために無線周波数（ＲＦ）送信が用いられ、そしてダッシュボードのディスプレイ、警告ライト、警告音信号などを通してドライバに情報を伝える。タイヤモニタシステムのセンサユニットのあるものは、概ね典型的なタイヤバルブと接続されて装備されるタイヤ圧力検知器を備える。タイヤ圧力検知器は、一般に圧力センサなどの１個以上のセンサ、ＲＦ送信回路、制御回路、バッテリ等の電源などを備える。圧力センサは、タイヤ圧力を測定し、測定されたタイヤ圧力に関する信号を生成する。この信号は、例えばタイヤコンディション情報を生成するために制御回路によって使用される。タイヤ圧力センサユニットのあるものは、タイヤバルブとともに用いてホイールのリムに固定される。このような「嵌め込み式（スナップインタイプ）」タイヤ圧力センサユニットは、米国特許第６，００５，４８０号明細書や第６，１６３，２５５号明細書に開示されている。

タイヤコンディション情報を送信するために、従来のタイヤ圧力センサユニットは例えば外付けの平面アンテナなどを採用する。外付けアンテナはタイヤ圧力センサユニットの重量を増大させる。多くの場合、バッテリがタイヤ圧力センサユニットにおいて最大の構成部品である。ホイールとタイヤ圧力センサユニットの回転力を理由として、タイヤ圧力センサユニットは、バッテリに対して他のコンポーネントの重量をバランスさせるように注意深く設計される。タイヤ圧力センサユニットに搭載される外付けの平面アンテナは、バランスを損ねるかもしれず、タイヤ圧力センサユニットは、バッテリ重量のみならずアンテナの大きさを中心に設計することが要求される。また、結果として得られるタイヤ圧力センサユニットは、望まれるものよりも小型ではなく、かつ／または、軽量でないであろう。

問題となるように、ホイールに取り付けられたタイヤの内部に配置されたアンテナを備えるセンサにより送信される信号は著しく減衰される。したがって、ある既存のタイヤ圧力センサユニットはタイヤバルブのステムをアンテナとして利用する。しかし、そのようなセンサは通常タイヤバルブとセンサハウジングとを一体としており、あるいは少なくともタイヤ圧力センサハウジングとステムとを永続的に相互に固定し、かつ／または、一般的にセンサの回路構成部をバルブステムに恒久的に配線する。したがって、比較的安いタイヤバルブの交換のみが必要とされるときに、センサとバルブステムユニット全体を単独のユニットとして交換しなければならない。

本発明は、タイヤ圧力検知器、カプラ、タイヤバルブを備えるタイヤモニタセンサユニットを提供する装置、システム、および方法に向けられ、タイヤバルブはタイヤデータをタイヤ圧力検知器から送信するアンテナとして働き、カプラは好ましくはタイヤ圧力検知器とタイヤバルブとを取り外し可能に連結する実質的な静電結合を提供する。静電カプラは、絶縁層で隔てられる２つの金属層を含むものでもよい。本発明の様々な実施形態によれば、２つの金属層は、タイヤバルブと連結チューブから形成されてもよい。

例えば、タイヤモニタセンサの様々な実施形態は、タイヤ圧力を検出しタイヤ内の圧力を含むタイヤデータを生成するタイヤ圧力検知器を備える。タイヤバルブはこれらの実施形態において、タイヤデータをタイヤ圧力検知器から受信し、アンテナとしてタイヤデータを送信するように作用可能である。好ましくは、カプラは取り外し可能にタイヤ圧力検知器とタイヤバルブとを連結する。このカプラは、互いに隣接して配置される２つの金属層を備えることが好ましい。２つの金属層はタイヤバルブと連結チューブなどから形成されることが好ましい。カプラは例えば静電結合を提供する。そのような場合、２つの金属層は絶縁層により隔てられ、絶縁層は空気であってもよい。別の例として、絶縁層はタイヤバルブと連結チューブの少なくとも一方に設けられたプラスチックコーティングであってもよい。この結合を保証するために、連結チューブとタイヤバルブはタイヤ圧力検知器の筐体に一体成形された開口部に挿入されてもよい。本発明のタイヤモニタセンサユニットの実施形態は、２つの金属層の間において、更に、あるいは代替的に誘導結合、かつ／または、直接連結を使用してもよい。このように採用された直接連結は、時間の経過とともに、静電結合や誘導結合になるかもしれない。本発明の実施形態のあるものでは、第１金属層を提供するためにタイヤ圧力検知器から突出するタブを採用し、タイヤバルブを第２金属層とするかもしれない。タブとタイヤバルブは、少なくとも初期状態においては、直接連結され、ネジなどの電導性締結具を用いて相互に締結される。

本発明を実施するための方法の実施形態は、電導性の連結チューブを用い、この連結チューブをタイヤ圧力検知器の筐体によって形作られる開口部に挿入するものを含むかもしれない。導電性チューブは、好ましくはタイヤ圧力検知器の電気回路構成部と電気的に接続される。タイヤバルブのステムは、例えば開口部に挿入されて、連結チューブがタイヤバルブを取り囲み、これにより、タイヤ圧力検知器の回路構成部とタイヤバルブのステムとを結合する。このように配置されたタイヤバルブは、タイヤデータを送信するためのアンテナとして使用されるかもしれない。上述されたように、連結チューブとステムとの間のカップリングは、静電結合、誘導結合、直接連結の少なくとも１つであるかもしれず、カップリングが、連結チューブとステムとの間の直接連結のとき、直接連結は経時的に静電結合になりうる。

ここまでは、続く本発明の詳細な説明をより理解できるように、本発明の特徴と技術的な利点を比較的広く概説した。本発明の更なる特徴や利点は、これ以降において説明され、本発明の請求項の主題を形作る。開示された概念や具体的な実施形態は、設計の変更や本発明と同じ目的を遂行するための他の構成を設計するベースとして容易に利用できることは当業者であれば理解される。また、当業者であれば、そのような等価な構成が添付された特許請求の範囲において明らかにされる発明の意図と範囲から逸脱しないことも理解される。本発明の特徴と思われる新規な特徴は、その構成と作用の両方に関して、更なる目的と利点とともに、添付図面を参照するとき以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。しかし、各図面は、本発明の限定事項を規定するためものではなく、単に図解し解説する目的で提供されたに過ぎないことは明確に理解される。

この明細書に組み込まれその一部を構成し、同様の番号は同様の構成部を示す添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。

タイヤモニタセンサユニットの実施形態は、タイヤ圧力検知器とタイヤバルブとを備える。タイヤバルブは、タイヤデータを送信するためのアンテナとして作用してもよい。そのような場合、タイヤ圧力センサユニットは、タイヤデータをタイヤバルブを介して送信するであろう。このようなタイヤバルブアンテナは、タイヤデータの送信のために電気的にタイヤ圧力検知器に連結される。本発明において、タイヤバルブは、静電結合や誘導結合を用いてタイヤ圧力検知器に取り外し可能に連結されることが好ましい。カップリングは、タイヤバルブ、連結チューブ、そしてタイヤバルブと連結チューブとを離間する絶縁層を用いて形成される。この非直接的なカップリングを利用して、タイヤバルブは交換かつ／またはクリーニングのために、タイヤ圧力検知器から離間されていてもよい。タイヤデータは、タイヤバルブアンテナを介して遠隔受信器へと送信されるであろう。受信器は、タイヤデータをドライバに様々な形式で提供する表示装置あるいは他の警告システムと協働されているであろう。

図１は、タイヤモニタセンサユニット１００の実施形態を図解するブロック図である。センサユニット１００は、タイヤバルブ１７０に連結されたタイヤ圧力検知器１４０を備える。カプラ１５０は、タイヤバルブ１７０とタイヤ圧力検知器１４０とを連結する。タイヤバルブ１７０は、好ましくはアンテナとして作用する。

図示された実施形態のタイヤ圧力検知器１４０はバッテリ１１０、プリント配線板１２０、圧力センサ１３０を備える。別の実施形態では、圧力センサ１３０は、プリント配線板１２０と一体化されていてもよい。タイヤ圧力検知器１４０は、温度センサ、加速度センサ、回転センサ、速度センサなどの別のセンサを備えていてもよい。プリント配線板１２０は、タイヤ圧力のモニタリングを行うのに必要な回路構成を備える。例えば、一実施形態では、プリント配線板１２０は、マイクロコントローラ、電力管理回路、無線周波数（ＲＦ）送信回路、メモリなどを備える。バッテリ１１０、プリント配線板１２０、そして圧力センサ１３０は、好ましくは筐体１４５内に封入されている。

バッテリ１１０は、プリント配線板１２０と圧力センサ１３０に作動のための電力を供給する。タイヤ圧力検知器１４０の使用に適している限り、様々な種類のバッテリが利用できる。２００６年５月８日に出願された米国特許の仮出願第６０／７９８，７５１号明細書に開示されるバッテリを用いないシステムなどのように、他のエネルギ源を同様に代用することもできる。

バッテリ１１０は、一般に圧力モニタ１４０の他の回路素子よりも重い。ある実施形態では、タイヤ圧力検知器１４０の筐体１４５の内部において、バッテリ１１０は筐体１４５の下側中央部に配置されていてもよく、プリント配線板１２０は筐体の頂面に隣接して配置されるかもしれない。このようなセンサユニットは図５に示される。他の実施形態では、バッテリはタイヤバルブの一方の側に配置されていてもよく、その重量は、タイヤバルブの他方の側に配置されたプリント配線板と連携する注封材料とによりオフセットされ、そのような配置を有するセンサユニットは図４に示される。更に他の実施形態では、タイヤ圧力検知器１４０のコンポーネントの物理的配置は、他の設計目的を満たすために変更されるかもしれない。それでも、検知器１４０コンポーネントの配置は、カプラ１５０などの筐体１４５の外側のコンポーネントが、比較的簡単にプリント配線板１２０にアクセスできるようにする。

プリント配線板１２０上に形成される回路構成は、圧力センサ１３０からのタイヤ圧力値を、圧力値各々のタイヤデータへと変換するように動作する。タイヤデータは、デジタル論理回路による処理に便利なように、実際は２進数であるかもしれない。２進数データは、無線回路を制御するのに用いられ、例えばタイヤデータに含まれる情報を搬送するための搬送信号を周波数が変調することによる。無線送信は、例えば３１５ＭＨｚなど、規格化された周波数の周辺を利用して、規格化されたプロトコルに従って実行されてもよい。タイヤデータは、タイヤ圧力情報とともに、タイヤ検知器１４０を認識するための情報を含んでいてもよい。

タイヤデータは、タイヤバルブアンテナ１７０を介して、車両内に配置された中央制御ユニット（不図示）へと送信されるであろう。中央制御ユニットは、タイヤデータを受信し、タイヤ位置の自動特定、タイヤ圧力の表示、タイヤ圧力が低いことを示す警告音の発生などの機能を実行する。タイヤデータを受信し、中央制御ユニットへ送信するために、タイヤバルブアンテナは電気的にタイヤ圧力検知器１４０に連結されている。カプラ１５０は、タイヤバルブアンテナ１７０をプリント配線板１２０に連結する。

カプラ１５０とプリント配線板１２０の間の連結１５５は、タイヤデータがプリント配線板１２０からカプラ１５０へと送信される限り、特定の実施形態に限定されるものではない。図２〜図５と関連して以下においてより詳細に説明されるように、例えば、電線、引き込み線、タブなどの導体が、カプラ１５０からプリント配線板１２０へ向けて、あるいはプリント配線板１２０からカプラ１５０へ向けて延出していてもよい。一方、カプラ１５０とタイヤバルブアンテナ１７０の間の連結１６０は、タイヤバルブアンテナ１７０のデュアル機能、すなわち、タイヤバルブとアンテナの作用、に対して適合していることが要求されるかもしれない。タイヤバルブとして適正に機能するには、タイヤバルブ１７０は、必要に応じてタイヤ圧力検知器１４０に取り外し可能、かつ再取り付け可能である必要があり、タイヤの膨張と収縮を制御する必要がある。アンテナとして適切に機能するには、タイヤバルブ１７０は、電気素子として作用することが好ましく、例えばアンプよって駆動され、タイヤ圧力検知器１４０とともにデータ送信を実行する。もし、タイヤバルブ１７０がタイヤ圧力検知器１４０に、電線などによって配線かつ／または固定コネクタにより連結される場合、バルブ１７０を圧力検知器１４０から分離するために、コネクタは取り外され、かつ／または、破壊される必要がある。

図２は、本発明に従って利用される連結チューブ２２０の一実施形態の斜視図である。以下においてより詳細に説明されるように、連結チューブ２２０とタイヤバルブ１７０は、機械的におよび電気的に係合され、カプラ１５０を形成する。従来のタイヤバルブステムは一般に円筒形であることから、連結チューブ２２０は、タイヤバルブステムとの係合において、タイヤバルブステムの周りを取り囲むように円筒形状である。連結チューブ２２０は、連結チューブの取り巻き部分によって形作られる隙間２３２を備えた開ループを形成する。連結チューブ２２０は、タイヤ圧力検知器の筐体と一体的あるいは隣接して形成された開口部内に嵌合するように簡単にロールされ、以下において図３とともにより詳細に示される。別の実施形態では、連結チューブ２２０は、閉ループを形成するかもしれない。連結チューブ２２０は、図３に示され、以下において説明されるように、タイヤバルブステムの外径、あるいは開口部の内径など、内径または外径の一方との摩擦係合を行う寸法に作成される。連結チューブ２２０は、導電性金属、アルミ、真鍮、銅などの導電性部材から作られることが好ましい。ピンやタブなどの２３０は、連結チューブ２２０を図１のプリント配線板１２０に連結するために、連結チューブの取り巻き部分から延出し、タイヤデータは、プリント配線板１２０から連結チューブ２２０へと伝導されるであろう。

図３は、センサユニット１００内の連結チューブ２２０の配置の一実施形態を示す。図３では、連結チューブ２２０は、タイヤ圧力検知器１４０のフレーム３２０に形成された開口部３１０内に挿入される。連結チューブ２２０は、力によりフレーム３２０の開口部３１０に押し込まれる。連結チューブ２２０は、その後、フレーム３２０の開口部３１０内に開口部３１０の内周面に摩擦係合して保持される。別の実施形態では、連結チューブ２２０は、タイヤバルブアンテナ１７０のステム４１５の上を覆って、あるいは開口部３１０の内壁内へと形成（モルド）される。本発明の範囲内において様々な他の差し込み方法、かつ／または、保持方法が考え得る。

図２〜図５に示されるタイヤ圧力検知器１４０の実施形態は、筐体１４５の頂面に対して垂直に突出するフレーム３２０を形作る筐体１４５を備える。フレーム３２０は、筐体１４５と一体的に形成されてもよい。フレーム３２０は、連結チューブ２２０とタイヤバルブ１７０の両方を受容する開口部３１０を備える。ピン２３０が、筐体１４５に形成されたアパーチャ３３０を通して延在し、プリント配線板１２０と連結することが好ましい。別の実施形態では、ピン２３０は、筐体１４５の側面に沿って走り、プリント配線板１２０へと戻る。あるいは、回路板１２０から上向きに突出したタグまたはタブ（図５の５１０）などの他の手段をピン２３０の代わりに使用してもよい。タグ５１０は、図４、５に示されるように連結チューブ２２０の端部に、ネジ４２０などにより固定されてもよい。

開口部３１０と連結チューブ２２０の形と大きさは、タイヤバルブ、タイヤ圧力検知器、タイヤモニタセンサユニットのデザインに応じて変更されてもよい。開口部３１０は、円形状に描かれているが、他の様々な形状が可能である。開口部３１０の大きさは、例えばタイヤバルブステムの直径に基づいて決定される。タイヤバルブ１７０は、図４、５に示されるように、開口部３１０へと挿入される。この実施形態では、タイヤバルブ１７０は、上述したように例えば嵌め込み式（スナップインタイプ）であるが、これに限定されるものではない。例えば、タイヤバルブとタイヤバルブステムは、ナットとワッシャを用いてホイールに固定されてもよい。

図４は、連結チューブ２２０とタイヤバルブ１７０により形成されたカプラ１５０の一実施形態である。連結チューブ２２０とタイヤバルブ１７０と、これらの開口部３１０内における係合は、タイヤ圧力検知器１４０とタイヤバルブ１７０、特にタイヤバルブステム４１５、との間のカップリングを提供する。このカップリングは、連結チューブとタイヤバルブステムの素材における静電特性や誘導特性あるいは静電、誘導特性の組み合わせを利用するかもしれない。静電結合は、例えば絶縁素材により離間された２つの金属により実現される。連結チューブ２２０とタイヤバルブステム４１５は、２つの金属層を提供する。連結チューブ２２０とタイヤバルブステム４１５の間には、絶縁層として適切な材料が配置されてもよい。静電結合は、接触・固定された機械的な構造を用いないで電気的な連結を提供することができる。その結果として、静電結合は、タイヤバルブ１７０を取り外し可能とし、上述されたように、タイヤバルブとアンテナの両方の機能を果たすことを可能にする。図４の分解図に最もよく示されるように、本発明の実施形態は、タイヤバルブステム４１５が、連結チューブ２２０が配置されたフレーム３２０の開口部３１０へと挿入されることを求める。タイヤバルブ１７０は、タイヤバルブステム４１５の端部に螺入されたネジ４２０により適正な位置に固定されてもよい。

図６は、静電結合の一つの実施形態を示す。図６において、静電結合は、タイヤバルブステム４１５、連結チューブ２２０、そして絶縁材６１０から構成される多層構造６００を含む。図６では、多層構造６００は部分断面図として示される。図２〜図５を、連結チューブ２２０は、フレーム３２０の開口部３１０内に配置され、プリント配線板１２０に例えばピン２３０などを介して電気的に連結される。そしてタイヤバルブステム４１５は、連結チューブ内を通って開口部３１０に挿入される。タイヤバルブステム４１５は、アルミ、銅などの金属や、真鍮などの合金、あるいはその他何らかの電気伝導性の材料から形成されてもよい。連結チューブ２２０もまた、同様の導電材料から形成されることが好ましい。図６に示されるように、タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０の開口部３１０への挿入では、２つの金属層は互いに隣接して配置される。図６の断面図において、導電層は平面的に見える。図示された実施形態において、連結チューブとタイヤバルブステムによって形作られる導電層は一般に円筒形である。しかし、２つの金属層には対応する如何なる形状を用いてもよい。

絶縁材６１０が、タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０との間に配置されてもよい。絶縁材は空気であってもよい。そのような場合、タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０との間に、付加的な材料や層は必要ないであろう。別の実施形態では、絶縁材６１０は、プラスチックなどであるかもしれない。このような場合、連結チューブ２２０は、例えば片側あるいは両側にプラスチック保護コーティングを備えるように構成され、タイヤバルブステム４１５との係合において、保護コーティングは絶縁材として作用するであろう。また、このような保護コーティングと組み合わされた空気も絶縁材として作用するであろう。絶縁材の別の例としては、タイヤバルブステム４１５に成形（モルド）されたプラスチックコーティングであろう。更なる実施形態では、このプラスチックコーティングは、タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０との間に絶縁層６１０を形成するために、空気、および／または、連結チューブ２２０のプラスチックコーティングと組み合わされる。絶縁層６１０の厚さは、多層構造６００に要求される静電容量に応じて変わるであろう。

ここで示され、説明された構成部の物性は、特定の性能が得られるように選択されるであろう。例えば、絶縁材は特定の誘電率を有するように選択され、また導電材はタイヤ圧力検知器の厳しい作動環境に耐えるように選択されるであろう。更に、誘電率などの電気的な特性は、アンテナとしてのタイヤバルブの性能を調整するように選択されるかもしれない。例えば、アンテナに印加される無線周波数に対するフィルタとして構成部は作用するかもしれない。物理的な構成と材料は、対象となる周波数、例えば３１５ＭＨｚ、における減衰を最小にし、あるいは利得を最大にするように選択されてもよい。

図７は、空気を絶縁層として利用する多層構造７００を示す。多層構造７００では、タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０との間の境界面７１０に薄い空隙が形作られる。例えば、空気が絶縁層として利用される場合、この静電結合構造にまたがる電圧は例えば約６５ｄＢμＶである。タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０との間に僅かな空気しか存在しない場所でタイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０の直接的な連結が形成されてもよい。直接連結は、連結チューブ２２０を介してタイヤバルブステム４１５へタイヤデータを配送する通路となるであろう。直接的な連結があるとともに、タイヤバルブ１７０は必要に応じて取り外し可能である。直接連結が経時的に埃、および／または、塩類により信頼性を失っても、静電結合が直接連結に取って代わることができる。タイヤバルブステム４１５と連結チューブ２２０との間に堆積された埃、および／または、塩類は、絶縁層として作用し、タイヤバルブステムと連結チューブとの間の静電結合をもたらすであろう。

更なる例として、連結チューブ２２０とタイヤバルブステム４１５との間には、潤滑剤が配置されてもよい。本発明において、この潤滑剤は、導電性の潤滑剤であってもよいし、絶縁性の潤滑剤であってもよい。これにより、もし潤滑剤が導電体であれば、連結チューブとステムとの間には直接連結が形成され、上述されたように、経時的に静電的なものになるであろう。しかし、もし潤滑剤が絶縁体であれば、それは連結チューブとバルブステムとの間の絶縁結合を提供するであろう。どちらの場合でも、潤滑剤は、タイヤ圧力検知器１４０とのタイヤバルブの組み立て、分解、そして再組み立てを容易にする。

図８は、本発明によるタイヤバルブアンテナと連結チューブとの間の静電結合を形成する実施形態を説明するフローチャートである。８１０では、開口部を直接あるいはタイヤ圧力モニタに隣接させて形成するためのフレームが作成される。上述された例では、フレーム３２０は、タイヤ圧力検知器の筐体１４５に一体的に取り付けられ、あるいは形成される。説明されたタイヤ圧力検知器の実施形態では、フレーム３２０と開口部３１０は予め形作られており、タイヤバルブ１７０を収容する用意ができている。したがって、本発明により、静電結合を形成するのに必要とされる製造工程は最小となるであろう。フレーム３２０は、図３に示されるように、例えばその中央に円形開口部３１０を備えていてもよい。フレーム３２０と開口部３１０が形成されると、ステップ８２０において、連結チューブ２２０は開口部３１０内へと挿入できる。連結チューブ２２０は、８２０において例えば力、好ましくは最小の力、を用いて押圧、あるいは押入されるであろう。これは製造工程を簡素化するとともに製造コストを低減するであろう。しかし、連結チューブは検知器の筐体内に形成（モルド）されてもよいし、筐体によりオーバーモルドされてもよく、特に上述したように、フレーム３２０などの筐体部材内に形成される。

連結チューブ２２０は、８３０においてタイヤデータを受信するためにタイヤ圧力検知器１４０に連結される。連結チューブ２２０は、自身からタイヤ圧力検知器１４０のプリント配線板１２０へと延出するピン２３０を備えていてもよい。一つの実施形態では、ピン２３０は、タイヤ圧力検知器１４０の筐体１４５に形成された狭い開口、あるいは穴に挿通され、プリント配線板１２０に接続されるであろう。他の実施形態では、ピン２３０は、注型封入技術により、タイヤ圧力検知器１４０の筐体に沿って延在するかもしれない。代替的には、連結チューブ２２０は、例えばプリント配線板１２０から延出するタグ５１０を用いてプリント配線板１２０に連結されるかもしれない。タグ１５０の一方の端部は、８３０において、フレーム３２０あるいはバルブステム４１５の端部にネジや同様の締結具を用いて締結されるであろう。

連結チューブ２２０がプリント配線板１２０に連結されると、８４０において、タイヤバルブ１７０、特にタイヤステム４１５は、開口部３１０に挿入される。タイヤバルブステム４１５をタイヤ圧力検知器１４０に取り付ける様々な取り付け方法が考えられる。例えば、ネジ止め、締り嵌め、プラスチックオーバーモルドや、他のどのような取り付け方法も可能である。連結チューブ２２０とタイヤバルブステム４１５の間の空気、および／または、プラスチック境界面を絶縁体として、タイヤバルブ１７０と連結チューブ２２０との間のカップリングが形成される。このカップリングは、材料の静電特性、誘導特性あるいは静電特性と誘導特性の組み合わせを利用して、連結チューブ２２０における信号が、それ自身を受信タイヤバルブ１７０導電体における信号として現れることができるようにする効果がある。タイヤデータは、タイヤ圧力検知器１４０から連結チューブ２２０、そしてタイヤバルブ１７０へと伝導され、８５０において、最終的にタイヤバルブアンテナ１７０を介して中央制御ユニットへと送信される。

上述されたように、タイヤ圧力検知器とタイヤバルブアンテナは、静電結合あるいは誘導結合を用いて連結される。タイヤデータは、例えばタイヤバルブアンテナを介して送信される。しかし、タイヤバルブアンテナは、同時に比較的簡単に、配線などのセンサユニットの構造を損傷あるいは破壊することなく、取り外し、および／または、交換できる。したがって、タイヤバルブは、アンテナおよびタイヤバルブとしての両方の機能を十分に発揮することができる。静電結合を用いた連結は、信頼性があり、かつ費用効果があるであろう。タイヤバルブが開口部に挿入されさえすれば、信頼性があり、持続性のある連結が可能である。更に、静電結合は、埃や塩類に対して耐性を与える。本発明の静電結合の利用により、タイヤバルブと連結チューブとの間に堆積した埃、塩類、あるいは、腐食物（錆）が、タイヤバルブとタイヤ圧力検知器との間の連結に影響を及ぼすことはないであろう。本発明は外付け平面アンテナを使用する必要を回避したことにより、タイヤセンサユニットのデザインと構造は更に簡略化される。タイヤ圧力検知器は、外付けアンテナが全く必要がないことから、小型かつ軽量となるであろう。更に、センサの回路構成とタイヤバルブアンテナの間を連結するために付加的な構成部品を全く必要としない。少なくとも上述した理由から、タイヤモニタセンサの製造コストは適切に低減されるであろう。

本発明とその利点について詳細に説明したが、添付された請求項により定義される発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更、代用、そして改造を行うことができることを、ここで理解されるべきである。更に、本出願の範囲は、明細書で説明されたプロセス、装置、製品、組成物、手段、方法、ステップの特定の実施形態に限定することを意図されたものではない。本発明の開示から当業者であれば容易に理解されるように、既存のあるいは今後開発され、ここで説明された実施形態と実質的に同様の機能を果たし、実質的に同様の結果をもたらす、プロセス、装置、製品、組成物、手段、方法、ステップを本発明に従って利用することができるであろう。したがって、添付された請求項は、それらのプロセス、装置、製品、組成物、手段、方法、ステップなどの範囲を含むことを意図している。

図１はタイヤモニタセンサのブロック図である。 図２は、図１のタイヤモニタセンサユニットと使用されるカプラの一部を構成する連結チューブの一実施形態である。 図３は、タイヤセンサユニットの筐体から延出するフレームに形作られた開口部における図２の連結チューブの配置を示す。 図４は、本静電結合を採用するために適合されたタイヤセンサユニットの分解斜視図である。 図５は、本静電結合を採用する、組み立て後のタイヤセンサユニットの斜視図である。 図６は、多層構造により形成された静電結合の一実施形態を示す。 図７は、空気を絶縁層として利用する別の実施形態の静電結合を示す。 図８は、静電結合を形成するための方法を示すフローチャートである。

Claims (20)

1. タイヤ圧力を検知し、圧力を含むタイヤデータを生成するタイヤ圧力検知器と、
   前記タイヤ圧力検知器から前記タイヤデータを受信し、前記タイヤデータをアンテナとして送信するように作用可能なタイヤバルブと、
   前記タイヤ圧力検知器と前記タイヤバルブとを取り外し可能に連結するカプラとを備え、
   前記カプラが互いに隣接して配置される２つの金属層を有する
   ことを特徴とするタイヤモニタセンサ。
2. 前記カプラが、静電結合を備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤモニタセンサ。
3. 前記２つの金属層が、絶縁層により離間されたことを特徴とする請求項２に記載のタイヤモニタセンサ。
4. 前記タイヤバルブと連結チューブにより前記２つの金属層が与えられることを特徴とする請求項３に記載のタイヤモニタセンサ。
5. 前記連結チューブと前記タイヤバルブは、前記タイヤ圧力検知器の筐体に一体的に形成された開口部に挿入されることを特徴とする請求項４に記載のタイヤモニタセンサ。
6. 前記絶縁層に空気が含まれることを特徴とする請求項３に記載のタイヤモニタセンサ。
7. 前記絶縁層が、少なくとも前記タイヤバルブと前記連結チューブの一方に設けらえれたプラスチックコーティングを備えることを特徴とする請求項３に記載のタイヤモニタセンサ。
8. 前記カプラが、誘導結合を備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤモニタセンサ。
9. 前記カプラが、前記２つの金属層の間における直接連結を備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤモニタセンサ。
10. 前記直接連結が、経時的に静電結合となることを特徴とする請求項９に記載のタイヤモニタセンサ。
11. 前記カプラが、前記タイヤ圧力検知器から延出して、第１金属層となるタブを備え、前記タイヤバルブが第２金属層を提供することを特徴とする請求項１に記載のタイヤモニタセンサ。
12. 前記タブと前記タイヤバルブが、少なくとも初期状態において、離間可能に直接連結されることを特徴とする請求項１１に記載のタイヤモニタセンサ。
13. 前記第１金属層が、前記第２金属層に導電性締結具を用いて固定されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤモニタセンサ。
14. 導電性連結チューブを用意し、前記連結チューブをタイヤ圧力検知器の筐体により形作られる開口部に挿入し、前記導電性チューブを前記タイヤ圧力検知器の回路構成部に接続し、
    前記連結チューブがタイヤバルブステムを取り囲むように、前記開口部にタイヤバルブのステムを挿入し、これにより前記タイヤ圧力検知器の回路構成部と前記タイヤバルブのステムとをカップリングし、
    前記タイヤバルブをアンテナとして用いて前記タイヤデータを送信する
    ことを特徴とする方法。
15. 前記カップリングが、前記連結チューブと前記タイヤバルブステムとの間における静電結合、誘導結合、直接連結の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１４に方法。
16. 更に、前記タイヤバルブのステムと前記連結チューブとの間に絶縁層を形成することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 前記絶縁層に空気が含まれることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 更に前記連結チューブあるいは前記タイヤバルブステムの少なくとも一方にプラスチックコーティングを施すことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. 前記タイヤ圧力検知器の筐体に形作られた前記開口部への前記連結チューブの挿入に、前記連結チューブの前記筐体へのモルディグが含まれることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
20. 前記カップリングが前記連結チューブと前記ステムとの間の直接連結であり、前記直接連結が経時的に静電結合となることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
    

Images