JP2010280389A - 車輪の空気圧検知装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】車輪１４は、ディスク形状のホイール４１と、このホイール４１に取り付けたタイヤ４２と、これらのホイール４１とタイヤ４２との間に収納したタイヤチューブ４３とからなり、タイヤチューブ４３とホイール４１との間に介在させた空気圧検知装置５０を備える。フロントフェンダ３２に、金属製の線状の受信アンテナ３９をインサート成形した。
【効果】空気圧センサに取り付けた送信手段から受信アンテナまでの距離が小さくなるので、受信感度を高くすることができる。また、受信アンテナをフェンダの大きさ程度にまで張ることができるので、受信感度を高くすることができる。さらに、アンテナを固定するための治具が不要になるので、部品数の削減を図ることができ、また、外観を損なうことなくアンテナを固定することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪の空気圧検知装置に係り、特に、受信アンテナを樹脂フェンダにインサート成形した構造を有する車輪の空気圧検知装置に関するものである。

車両の走行中でもタイヤの空気圧を運転者が認識することを可能にした車輪の空気圧検知装置として、例えば、特開平１０−４４７２６号公報「タイヤ空気圧警報装置」が知られている。
上記技術は、同公報の図１によれば、ホイールリム１（符号は公報の符号を流用した）にバルブステム１０を取付け、このバルブステム１０の下部にケース２を配置し、このケース２内に圧力検知部３、信号処理回路４及び電池５から構成する送信部７を納めたタイヤ空気圧警報装置である。

そのようなタイヤ空気圧警報装置の送信部から発信される電波を受信するためには、受信アンテナが必要となる。その受信アンテナとしては、一般に、受信機内に内蔵されたアンテナや受信機に接続された電線を使用していた。

特開平１０−４４７２６号公報

しかしながら、受信アンテナとして受信機内に内蔵されたアンテナを使用した場合、受信機を固定する位置にアンテナの位置も左右されるので、必然的に受信アンテナの位置も受信機を固定できる位置だけに制限される。その位置が送信機よりも遠い位置であるときには、受信アンテナの感度が低下するという問題点がある。

また、受信アンテナが受信機内に納めてあるので、受信アンテナの大きさが受信機の大きさに制限される。そのため、受信機を小さくした場合、受信アンテナを大きくすることはできず、その結果、受信アンテナの感度を大きくすることができないという問題点がある。

さらに、受信アンテナとして受信機に接続された電線を使用した場合、その電線を固定するために、固定用の治具が必要となる。そのために、治具の出っ張りなどが生じ、外観を損なうという問題点がある。

本発明の目的は、上記問題点を解決するため、広く張った感度の高い、また、外観を損なわない受信アンテナを有する車輪の空気圧検知装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、車両の車輪に、タイヤの空気圧を検知する空気圧センサと、この空気圧センサが検出した圧力情報を電気信号として取り出す検出手段と、前記電気信号を電波で送信する送信手段と、この送信手段及び前記検知手段の駆動源である電池とを備え、車体側に、前記電波を受信する受信手段を備えた車両において、前記検知手段と前記送信手段と前記電池はケースに収納されており、このケースは、ねじシャフトにナットをねじ込むことによりリムに取り付けられるとともに、空気を注入する空気バルブとは異なる位置に配置されており、前記受信手段の受信アンテナは、絶縁性樹脂からなるフェンダにインサート成形されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、受信アンテナは金属製のアンテナであることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、受信アンテナは通電性の樹脂アンテナであることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、受信アンテナをフェンダにインサート成形したので、タイヤと受信アンテナの距離を小さくすることができる。結果、タイヤに設けた送信手段から受信アンテナまでの距離が小さくなるので、受信感度を高くすることができる。また、受信アンテナをフェンダにインサート成形し、受信アンテナをフェンダの大きさ程度にまで張ることができるので、それによっても受信感度を高くすることができる。さらに、アンテナを固定するための治具が不要になるので、部品数の削減を図ることができ、また、外観を損なうことなくアンテナを固定することができる。

請求項２に係る発明によれば、受信アンテナが金属製のアンテナであるため、受信機への電線との接続を半田などで容易に行うことができるので、配線を容易に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、受信アンテナが通電性の樹脂アンテナであるため、フェンダを形成している樹脂と熱膨張を同程度にすることができる。それにより、温度変化によるインサート成形したアンテナとフェンダとの内部応力が発生しないので、温度変化の激しい環境で使用した場合でも長持ちさせることができる。

本発明に係る車輪の空気圧検知装置を搭載した自動二輪車の側面図 本発明に係る車輪の空気圧検知装置を搭載した自動二輪車のフロント廻りの側面図 本発明に係る車輪の空気圧検知装置を搭載する車輪の斜視図 図３の４−４線断面図 本発明に係る車輪の空気圧検知装置の表示・警報ユニットの平面図 本発明に係る車輪の空気圧検知装置のブロック図 電界強度と受信アンテナに誘起される電圧との関係を示す説明図

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係る車輪の空気圧検知装置を搭載した自動二輪車の側面図であり、自動二輪車１０は、車両の後方下部に向かって延ばした車体フレーム１１と、この車体フレーム１１に取付けたヘッドパイプ１２と、このヘッドパイプ１２に取付けたフロントフォーク１３と、フロントフォーク１３に取付けた前の車輪１４と、フロントフォーク１３に連結したハンドル１５と、車体フレーム１１の後上部に一端を取付けたリヤ・サスペンション１６と、このリヤ・サスペンション１６の他端と車体フレーム１１後下部との間にスイング自在に取付けたスイングアーム１７と、このスイングアーム１７の先端に取付けた後の車輪１８と、車体フレーム１１の後部上部に配置したシート１９と、車体フレーム１１の下方に配置したエンジン２２と変速機２３とからなるパワーユニット２１とを、主要構成とした原動機付き自動二輪車である。

図中、２４，２５は車軸、２７はドライブチェン・カバー、２８はブレーキペダル、２９はキックペダル、３１はレッグシールド、３２はフロントフェンダ、３３はリヤフェンダ、３４はヘッドランプ、３５はテールランプ、３６はバックミラー、３７はメータパネル、３８はスタンドを示す。フロントフェンダ３２とリヤフェンダ３３は、絶縁性樹脂から成っている。
５０は車輪の空気圧検知装置（以下、「空気圧検知装置５０」と略記する）であり、後述するように、タイヤの空気圧を検出して車両の走行中でもタイヤの空気圧を運転者が認識することを可能にする装置である。また、３９，４０は受信アンテナであり、フロントフェンダ３２およびリヤフェンダ３３に鋳込んである。

図２は本発明に係る車輪の空気圧検知装置を搭載した自動二輪車のフロント廻りの側面図である。
車輪１４は、ディスク形状のホイール４１と、このホイール４１に取付けたタイヤ４２と、これらのホイール４１とタイヤ４２との間に収納したタイヤチューブ４３とからなり、タイヤチューブ４３とホイール４１との間に介在させた空気圧検知装置５０を備える。また、フロントフェンダ３２には、金属製の線状の受信アンテナ３９がインサート成形してある。
なお、タイヤチューブ４３は、空気を注入するための空気バルブ４７を備える。

図３は本発明に係る車輪の空気圧検知装置を搭載する車輪の斜視図であり、ホイール４１は、車軸２４に回転自在に取付けるハブ４４と、タイヤ４２を取付けるリム４５と、これらのリム４５とハブ４４とを連結する複数のスポーク４６…（…は複数個を示す。以下同じ）とからなる。
ハブ４４は、車軸２４にベアリング（不図示）を介して嵌合させる軸受部４４ａと、複数のスポーク４６…を掛けるディスク部４４ｂ…を備え、リム４５は、タイヤ４２に空気を注入する空気バルブ４７を備える。
スポーク４６は、一端をハブ４４のディスク部４４ｂに掛け、他端をニップル４８を介してリム４５に取付けることで、リム４５とハブ４４とを一体的に結合させるものである。
なお、図１に示す後の車輪１８は、前の車輪１４の車輪と略同一構成の部材であり、詳細な説明を省略する。

図４は図３の４−４線断面図であり、空気圧検知装置５０の正面断面を示す。また、図の上部には、フロントフェンダ３２の断面を示す。
空気圧検知装置５０は、タイヤチューブ４３の外面に設けた受圧板５１と、この受圧板５１の圧力を検出する圧力センサ５５から成る空気圧センサ５５ａを設け、この空気圧センサ５５ａからの圧力情報を検出し電気信号に変換して電波で飛ばす検出・送信回路としての検出・送信ユニット５２からなる送信手段を設け、この検出・送信ユニット５２からの圧力情報を受信するフロントフェンダ３２内にインサート成形した受信アンテナ３９と、その受信アンテナ３９から接続された表示又は警報を発する表示・警報ユニット５３を設けたものであり、リム４５からタイヤチューブ４３向かってラジアル方向に、受圧板５１、圧力センサ５５からなる空気圧センサ５５ａ及び検出・送信ユニット５２をこの順に重ねたものである。

検出・送信ユニット５２は、空気圧センサ５５ａを接続することで圧力情報を電気信号として取出す検出回路５６と、この検出回路５６の電気信号を電波で送信する送信回路５７と、これらの検出回路５６及び送信回路５７を駆動するための電池５８と、これらの検出回路５６、送信回路５７及び電池５８を一括して収納したケース５９とからなる。
ケース５９は、リム４５に止めるためのねじシャフト５９ａを備え、このねじシャフト５９ａにナット５９ｂを捩じ込むことでリム４５に取り付けるようにしたものである。

受信アンテナ３９は、金属からなる線状アンテナであり、それを絶縁性の樹脂でできたフロントフェンダ３２に、フェンダの前後方向に伸ばしてインサート成形してあり、受信アンテナ３９からの電線は、ヘッドパイプ１２内を通して、次に述べる表示・警報ユニットの受信回路に接続してある。

図５は本発明に係る車輪の空気圧検知装置の表示・警報ユニットの平面図であり、ハンドル１５に取付けたメータパネル３７の平面を示す。
表示・警報ユニット５３は、メータパネル３７に設けたものであって、図３に示す検出・送信ユニット５２から送信した電波をフェンダ３２，３３内にインサート成形した受信アンテナ３９，４０を通して受信する受信回路６１からなる受信手段と、この受信回路６１で受けた信号を増幅する電圧増幅回路６２と、この電圧増幅回路６２で増幅した電圧値に基いてタイヤ圧を表示するための表示回路６３と、この表示回路６３で駆動する表示手段６４と、電圧増幅回路６２で増幅した電圧値が予め設定した電圧値を下回るときに作動させる警報駆動回路６５と、この警報駆動回路６５で駆動する警報手段６６と、これらの受信回路６１、電圧増幅回路６２、表示回路６３、表示手段６４、警報駆動回路６５及び警報手段６６を一括して収納するハウジング６７とからなる。

以上に述べた空気圧検知装置５０の作用を次に説明する。
図６は本発明に係る車輪の空気圧検知装置のブロック図であり、空気圧センサ５５ａでタイヤ圧を検出し、検出回路５６で圧力情報を電気信号として取出し、送信回路５７で表示・警報ユニット５３側に接続された受信アンテナ３９に送信する。
検出・送信ユニット５２から送信した電波を受信アンテナ３９を通して受信回路６１で受信し、受信回路６１で受けた信号を電圧増幅回路６２で増幅し、電圧増幅回路６２で増幅した電圧値に基いてタイヤ圧を表示するために表示回路６３で所定の信号に変換し、表示手段６４でタイヤ圧を表示する。
電圧増幅回路６２で増幅した電圧値が予め設定した電圧値を下回るときに警報駆動回路６５を作動させ、警報手段６６でタイヤ圧が不足した状態であることを知らせる。

このときの受信アンテナ３９で受ける誘起電圧について考えるために、次図にて、送信機（電波源）からの距離がｒの位置にある長さＬの線状アンテナを考察する。
図７は電界強度と受信アンテナに誘起される電圧との関係を示す説明図であり、一般に放射電力Ｐの電波源が点光源のようにあらゆる方向に均一に電波を放射する場合、電波源からの距離がｒの球面上では、電力密度の大きさは、Ｐ／４πｒ2である。このとき、球面上の電磁界を平面波とみなすと距離ｒにおける電界強度Ｅは、距離ｒに反比例し、電波源からの距離ｒが大きいほど小さくなる。また、その距離ｒでの電界強度をＥとすると、その電界強度Ｅの電磁界中に線状アンテナを置いたときに線状アンテナに誘起される電圧は、ＬEFFＥｃｏｓθである。ここで、ＬEFFは受信アンテナの実効長であり、波長に比べて十分短い線状アンテナ（長さＬ）に対する実効長ＬEFFは、Ｌ／２と近似される。また、θは、線状アンテナと電界ベクトルとなす角である。このように、送信機から受信アンテナまでの距離が短いほど、受信アンテナの位置での電界強度は大きく、受信アンテナの長さが長いほど誘起される電圧は大きくなり、受信感度が増加する。

以上の考察から、受信アンテナ３９，４０は、フロントフェンダ３２、リヤフェンダ３３内にインサート成形してあるため、受信アンテナの長さは、受信アンテナをユニットに内蔵したものよりも長くなっており、誘起電圧Ｖは、大きく得られる。また、受信アンテナと送信回路との距離ｒがフェンダ３２、３３までの距離であるため、短くなり、受信アンテナの位置での電界強度が大きくなる。そのため、受信アンテナの感度が増加し、空気圧センサからの信号を確実に受信することができる。

なお、実施の形態では、受信アンテナとして金属製のものを用いたが、通電性の樹脂アンテナを用いることもできる。そのときには、樹脂製のフェンダにインサート成形した受信アンテナも樹脂製であるので、フェンダと受信アンテナの熱膨張係数を同じものにすることができる。そのため、温度変化が起こってもフェンダと受信アンテナとの熱膨張による内部応力が生じないので、温度変化の激しい環境においても長持ちする。

また、実施の形態では、フェンダにインサート成形した受信アンテナとして線状アンテナを用いたが、ループアンテナなどの他の形状のアンテナをインサート成形しても良い。

さらに、実施の形態では、タイヤチューブを有するタイヤに対する空気圧検知装置について説明したが、チューブレスタイヤに対してもこの受信アンテナを有する空気圧検知装置を用いることができる。

また、実施の形態では図１に示すように、車両は自動二輪車１０として説明したが、二輪車に限るものではなく、車両は四輪又は三輪車であってもよい。
さらに、実施の形態では図４に示すように、表示手段６４及び警報手段６６をメータパネル３７に設けたが、これに限るものではない。例えば、警報を発するものであれば車体フレーム、ヘルメットなどに、バイブレーションを利用するものであればシート、ヘルメットなどに設けたものであってもよい。また、受信アンテナ３９と表示・警報ユニット５３は、前の車輪１４（図１参照）のためのユニットとして説明したが、後の車輪１８（図１参照）の受信アンテナ４０についても同様に接続され、表示・警報を行なうことができる。

１０…車両、１４，１８…車輪、３２…フロントフェンダ、３３…リアフェンダ、３９，４０…受信アンテナ、４１…ホイール、４２…タイヤ、４３…タイヤチューブ、５０…車両の空気圧検知装置、５２…送信手段、５５ａ…空気圧センサ、６１…受信回路。

Claims (3)

1. 車両（１０）の車輪（１４）に、タイヤ（４２）の空気圧を検出する空気圧センサ（５５ａ）と、この空気圧センサ（５５ａ）が検出した圧力情報を電気信号として取り出す検出手段（５６）と、前記電気信号を電波で送信する送信手段（５７）と、この送信手段（５７）及び前記検出手段（５６）の駆動源である電池（５８）とを備え、車体側に、前記電波を受信する受信手段（６１）を備えた車両において、
   前記検出手段（５６）と前記送信手段（５７）と前記電池（５８）はケース（５９）に収納されており、
   このケース（５９）は、ねじシャフト（５９ａ）にナット（５９ｂ）をねじ込むことによりリム（４５）に取り付けられるとともに、空気を注入する空気バルブ（４７）とは異なる位置に配置されており、
   前記受信手段（６１）の受信アンテナ（３９）は、絶縁性樹脂からなるフェンダ（３２）にインサート成形されていることを特徴とする車輪の空気圧検知装置。
2. 前記受信アンテナ（３９）は金属製のアンテナであることを特徴とする請求項１記載の車輪の空気圧検知装置。
3. 前記受信アンテナ（３９）は通電性の樹脂アンテナであることを特徴とする請求項１記載の車輪の空気圧検知装置。

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