JP2012144246A - タイヤ空気圧監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤより外部に露出したタイヤバルブに装着しタイヤ圧、温度などのタイヤ情報の検出及び送信の機能を有し、また、タイヤ空気圧充填に支障のないタイヤ空気圧監視装置構造を提供する。
【解決手段】タイヤ空気圧監視装置１０は、内部空間２５を密閉する細長い本体２０と、装置をタイヤバルブに取り付けタイヤの内部空間及び本体の内部空間間の気体連通を可能にするようタイヤバルブを開く手段を備えた取り付け手段３０と、本体２０の内部空間２５と気体連通し、装置１０を介してタイヤに空気充填を可能にするためのタイヤインフレーションデバイスを収容するバルブ４０と、取り付け手段３０と気体連通し、装置１０を取り付けるタイヤの内圧を受ける密閉圧力チャンバ５０を備える。チャンバ５０内には電池、制御回路として形成した圧力センサ、及びチャンバ５０内の圧力を示す信号を発するアンテナを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ用のタイヤ空気圧監視装置、特に、限定はしないが、トラック又は旅客バス等の車両向けの空気入りタイヤ用のタイヤ空気圧監視装置に関する。

タイヤ空気圧監視システムを用いて、自動車又は他の車両における１つ又は複数の空気入りタイヤの内部の空気圧を監視することができる。このシステムは、リアルタイムのタイヤ空気圧情報を、一般には車両の運転者に報告することができる。このような空気圧監視システムは、直接システム及び間接システムという２つの群に分けることができる。

直接センサシステムは、各タイヤに関連付けられた物理的圧力センサを用い、この圧力センサは、測定した圧力を受信機に送る。間接センサシステムは、個々の車輪回転速度及びタイヤ自体の外部で入手可能な他の信号を監視する。例えば、内圧が低下したタイヤは、概して正しい内圧のタイヤよりもわずかに直径が小さいため、正しい内圧のタイヤと同じ距離に対応するにはより速く回転しなければならない。振動解析も用いることができる。

直接センサシステムは、概してセンサ及び送信機を駆動するための電池を含む。電池の寸法、したがってデバイスの寸法を最小化するために、このようなデバイスの電力消費は可能な限り小さくなければならない。さらに、このようなシステムは、自動車ソリューションにおいて−４０℃〜＋１２５℃の範囲にわたって動作可能であるべきである。

本発明は、従来技術に関連する欠点の少なくとも１つを克服又は改善することを目的とする。

本発明の第１態様によれば、密閉内部空間を有する本体と、装置をタイヤバルブに取り付ける取り付け手段であり、タイヤの内部空間及び本体の内部空間間の気体連通を可能にするようタイヤバルブを開く手段を備えた取り付け手段と、本体の内部空間と気体連通し、装置を介したタイヤへの空気充填を可能にするためのタイヤインフレーションデバイスを収容するバルブと、取り付け手段と気体連通し、装置を取り付けたタイヤの内圧を受ける密閉圧力チャンバであり、電源（いくつかの実施形態における電池）、圧力センサ、及びチャンバ内の圧力を示す信号を発するアンテナを収納する密閉圧力チャンバと、を備え、電源、圧力センサ、及びアンテナを結合材料で少なくとも部分的に包被して、圧力チャンバ内でそれらの相対位置を維持した、タイヤ空気圧監視装置が提供される。結合材料は、加熱、ＵＶ照射、又は別の方法により硬化させることができるゲルであり得る。結合材料を設けることで、電源、圧力センサ、及びアンテナを圧力チャンバ内に入れる前にまとめて包被することが可能となるため、これらを１ステップで圧力チャンバ内に入れることで装置の組み立ての複雑性を低減することができる。さらに、ゲルは、弾性及び／又は軟質材料から形成することができ、こうした材料は、外部温度変化から熱的に、且つ衝撃から物理的に、圧力チャンバ内のコンポーネントを保護及び絶縁する役割を果たすことができる。圧力センサは、好ましくは結合材料で完全に包被せずに、チャンバ内の周囲圧力を受けてその圧力を正確に測定することが可能である。

チャンバは、バルブを閉じると密閉されて実質的に気密となる。本体の内部空間及びチャンバは、相互に連通しつつも一体で気密とすることができる。したがって、装置をタイヤに取り付けると、タイヤの内圧が本体の内部空間及びチャンバに供給されるが、装置からの空気漏れは実質的にない。

装置をタイヤバルブに取り付け、装置を取り外すことなくバルブ及び装置を通してタイヤに空気を充填することが可能である。さらに、電源、圧力センサ、及びアンテナをチャンバ内に取り付けてこれら全部をチャンバ内の空気圧にさらすことにより、装置の寸法及び複雑性を低減することができる。さらにまた、部品数の減少により、装置の製造及び組み立てを単純化することもできる。

一実施形態では、アンテナは、温度、センサＩＤ、及び／又は電源の充電状態を示す信号を受信機に対して発することもできる。いくつかの実施形態では、取り付け手段は、装置をタイヤバルブに取り付けるよう構成したねじ付きコネクタを含む。

いくつかの実施形態では、タイヤバルブを開く手段は、タイヤバルブ内のバルブピンを変位させるための当接部を含む。このような当接部は、ばね付勢式ピンバルブを設けたバルブを用いる用途で有用である。

いくつかの実施形態では、電源は電池を含む。これは、圧力センサ及びアンテナに確実な電力を供給する。しかしながら、圧力センサ及びアンテナの所要電力の全部又は一部を供給するために、タイヤの動きから発電することができる他の電源を用いることもできる。これらは、電池又は他の蓄電デバイスと組み合わせて設けることができる。

いくつかの実施形態では、圧力センサを備えた制御回路を設け、制御回路を圧力チャンバに取り付ける。

電源、圧力センサ、及びアンテナの全部をチャンバ内で圧力にさらすことができる。このような圧力チャンバを設けることにより、装置の種々の部品間に別個のシールを設ける必要がないことで、装置の複雑性が低減する。さらに、部品数の減少により、装置の堅牢性を高めることができる。さらに、上記のように、装置の寸法を結果として縮小することができる。装置の寸法の縮小により、タイヤ及び車輪の回転時に装置がこれらに及ぼす影響も減る。さらに、組み立て中に、電源、圧力センサ、及びアンテナの全部を単一の組み立てステップでチャンバに入れてから、チャンバを閉じてシールすることで、組み立て時間及び複雑性を低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態では、制御回路を、所定の圧力を受けたら起動し、その後にアンテナを制御して信号を発するようよう構成した。このような起動基準は、加圧されたタイヤに取着されるまで装置が動作可能にならないため、装置の保存寿命を延ばす。代替的に、制御回路を、起動信号を受け取ることにより起動するよう構成することもできる。このような実施形態では、装置も受信機を含む。受信機は、アンテナに接続してもよく、制御回路の一部を形成してもよい。

チャンバは、筐体により画定することができ、筐体の少なくとも一部を、装置と一体形成することができる。チャンバは、バルブと連通する第１入口と、取り付け手段と連通する第２入口とを備え得る。代替的に、単一の入口をバルブ及び取り付け手段とチャンバとの間に設けてもよい。特に、本体は、長手方向に細長くして内部に内部空間を画定することができ、内部空間は、バルブと取り付け手段との間の気体連通をもたらし、チャンバは、本体の内部空間と気体連通する。したがって、チャンバを本体の長手方向から横方向にずらしてもよく、又は本体の内部空間がチャンバを通過するようチャンバを配置してもよい。例えば、電源、圧力センサ、及び／又はアンテナは、長手方向に細長い本体から長手方向にずれるのではなく、その内部空間と「一列に」（すなわち、本体の長手方向軸に沿って）収納され得る。チャンバが本体から横方向にずれている場合、バルブをチャンバの長手方向の長さ内に少なくとも部分的に重なるよう位置決めすることができるため、装置は特に長手方向に小型になり得る。これにより、装置を取り付けたタイヤの回転時に装置が物体に衝突する可能性を低減することができる。

チャンバが本体から長手方向にずれている場合、単一の入口をチャンバと本体の内部空間との間に設けることができる。この入口は、直径約０．２ｍｍの孔であり得る。チャンバの筐体は、２分割で形成することができ、筐体の第１半体を例えばろう付けにより本体に取着して、入口の周りに気密シールを形成することができる。筐体の第２半体を第１半体に取り付け、そこにシールして気密シールを形成することにより、圧力チャンバを形成することができるが、これは、収納すべきコンポーネント（電源、アンテナ、及び圧力センサ）をチャンバ内に入れた後で行う。

コンポーネントは、これらをまとめて所定位置に保持する円筒形ハウジング内に取り付けることができるため、これらを筐体の第１半体に容易に入れることができ、その後で第２半体を所定位置に置き、筐体をシールしてチャンバを形成する。したがって、装置の組み立てを著しく簡略化することができる。さらに、ハウジングは、コンポーネントを損傷から保護することができる。いくつかの実施形態では、ハウジングは円筒形であり、いくつかの実施形態では、電源、アンテナ、及び圧力センサは、実質的に平面状であり実質的に互いに平行に取り付けられる。いくつかの実施形態では、アンテナはコイルアンテナである。さらに、圧力センサ（及び制御回路）は、チャンバ内で、本体の長手方向軸に近い側に取り付けた電源と本体から離れた反対側に取り付けたアンテナとの間に取り付けることができる。筐体の最も内側に、すなわち本体の最も近くに電池を設けることで、装置が被り得る極端な温度及び他の物体との物理的接触による衝撃の可能性から電池を保護する。さらに、外側にアンテナがあることで、電力消費を減らすとともに圧力センサ及び制御回路を衝撃からある程度保護することができる。

本発明の一態様は、非限定的に、自動車のタイヤ空気圧を監視する送信機デバイスで特に使用可能なマイクロアンテナにも関する。

本発明のこの態様は、単純且つ経済的に実現することができ、経時的にばらつきが制限され良好な安定性を有する特徴を備えた、改良型のマイクロアンテナを提供しようとするものである。

本発明の一態様では、マイクロアンテナであって、電気絶縁材料でできた環状部材を含む支持構造体であり、上記環状部材の外面に螺旋溝を設け、上記環状部材の軸と直交する平面内に延びる回路担持板を上記環状部材の一端に結合した支持構造体と、導電材料でできたワイヤであり、上記環状部材の溝に巻き付けられ、上記環状支持部材の第１保持手段と係合する第１端部及び上記回路担持板に締結される第２端部を有するワイヤとを備えた、マイクロアンテナが提供される。マイクロアンテナは、本発明の第１態様のタイヤ空気圧監視装置に組み込むことができる。

本発明は、特に上記特徴を有するマイクロアンテナを備えた自動車のタイヤ空気圧を監視するデバイス用の無線送信機デバイスにも関する。

一態様では、上記無線送信機は、アンテナの回路板により担持された電気式圧力変換器及び関連の送信回路と、上記回路板に固定され該板により担持された回路に接続された端子を有する電圧供給電池と、電気絶縁シーリング材料塊であり、上記変換器を露出させておくように上記回路板を組み込み、該板に隣接するアンテナの部分、好ましくは上記電池の少なくとも一部をさらに組み込んで、アンテナ、回路板、及び電池が一体式組立体を形成するようにした電気絶縁シーリング材料と、を備える。

自動車のタイヤ空気圧を監視するために、このような無線送信機は、タイヤの空気充填弁に空気圧式に結合するよう構成した開口を有する支持ケーシングも備えることができ、該ケーシング内に、アンテナ、回路板、及び電池を含む上記一体式組立体を取り付けて、上記ケーシングの開口を圧力変換器が面する領域と気体連通させるようにする。

アンテナ、回路板、及び電池を含む一体式組立体を、支持ケーシング内にリングシールで取り付けて、上記ケーシング内の領域が使用時にデバイスが関連するタイヤ内の領域とのみ連通するようにすることができる。

ケーシングは、一端をタイヤの空気充填弁にシール結合されるよう構成した延長管に横から結合することができ、他端部には取り外し可能なシーリングキャップを設け、ケーシングの上記開口は、上記延長管に画定した導管と気体連通させる。

本発明の一態様では、特に自動車のタイヤの空気圧と、場合によっては温度とを監視するデバイス用の無線送信機であって、マイクロアンテナを備え、マイクロアンテナは、電気絶縁材料でできた環状部材を含む支持構造体であり、上記環状部材の外面に螺旋溝を設け、上記環状部材の軸と直交する平面内に延びる回路担持板を上記環状部材の一端に結合した支持構造体と、導電材料でできたワイヤであり、上記環状部材の溝に巻き付けられ、上記環状支持部材の第１保持手段と係合する第１端部及び上記回路担持板に締結される第２端部を有するワイヤとを備える、無線送信機が提供される。送信機は、アンテナの回路板により担持された電気式圧力変換器及び関連の送信回路と、上記回路板に固定され該板により担持された回路に接続された端子を有する電圧供給電池と、電気絶縁シーリング材料塊、場合によっては制振材料塊であり、上記変換器を露出させておくように上記回路板を組み込み、該板に隣接するアンテナの部分、好ましくは上記電池の少なくとも一部をさらに組み込んで、アンテナ、回路板、及び電池が一体式組立体を形成するようにした電気絶縁シーリング材料と、をさらに備える。

次に、本発明の実施形態を、単なる例として添付図面を参照して説明する。

本発明の第１実施形態による装置を示す。 一部が隠れた状態の、第１実施形態による装置を示す。 第１実施形態による電池を示す。 第１実施形態による制御回路を示す。 第１実施形態による装置におけるアンテナコイルを示す。 図３ａ〜図３ｃのアンテナコイル、制御回路、及び電池の組立体を示す。 第１実施形態によるハウジングを示す。 ハウジング内にアンテナ、制御回路、及び電池を取り付けるステップを示す。 第１実施形態による装置の断面を示す。 本発明の第１実施形態の変形形態による装置の分解図を示す。 本発明の第２実施形態による装置の断面を示す。 図６に記した断面を示す。 本発明の実施形態による装置の代替的な実施形態を示す。 本発明の実施形態による装置の代替的な実施形態を示す。 本発明のさらに別の実施形態による装置のさらに別の代替的な実施形態を示す。 本発明のさらに別の実施形態による装置のさらに別の代替的な実施形態を示す。 本発明のさらに別の実施形態による装置のさらに別の代替的な実施形態を示す。 本発明のさらに別の実施形態による装置のさらに別の代替的な実施形態を示す。

図面の図１〜図５を全体的に参照すると、タイヤ空気圧監視装置１０は、内部空間２５を密閉する、本発明では細長い本体２０と、装置をタイヤバルブに取り付ける取り付け手段３０であり、タイヤの内部空間及び本体の内部空間間の気体連通を可能にするようタイヤバルブを開く手段を備えた取り付け手段３０と、本体２０の内部空間２５と気体連通し、装置１０を介してタイヤに空気充填を可能にするためのタイヤインフレーションデバイスを収容するバルブ４０と、取り付け手段３０と気体連通し、装置１０を取り付けるタイヤの内圧を受ける密閉圧力チャンバ５０であり、本実施形態では電池５２の形態の電源、本実施形態では制御回路５４として形成した圧力センサ、及びチャンバ５０内の圧力を示す信号を発するアンテナ５６を収容する密閉圧力チャンバ５０と、を備える。電源５２、制御回路５４、及びアンテナ５６の全部が、チャンバ５０内の圧力を部分的に受ける。電源５２、制御回路５４、及びアンテナ５６は、中空の円筒形ハウジング６０内に取り付ける。

チャンバ５０は、第１部分８２及び第２部分を有する筐体により形成する。取り付け手段３０（タイヤバルブへの取着用）を細長い本体２０の一端に形成し、装置のバルブ４０（タイヤインフレーションデバイスの収容用）を他端部に形成する。図１及び図２は、チャンバ５０を画定する筐体を本体２０の長手方向軸に対して横方向にずらして取り付けることを示す。

次に図３ａ〜図３ｆを参照すると、電池５２とアンテナ５６との間に制御回路５４が挟まれる。電源５２、制御回路５４、及びアンテナ５６は、それぞれが実質的に円盤形である。特に図３ａに示すように、電池５２には、円盤形電池５２の主面の一方から横方向にその縁部に延びる起立部６２を設ける。起立部は、電池５２の直径方向に対向している。図３ｂに示すように、制御回路５４は、それに対応してその縁部に直径方向に対向した凹部６４を有し、これらは起立部６２を受け入れて電池５２を制御回路５４と位置合わせするためのものである。さらに、付加的な凹部６６を制御回路５４の縁部に設けるが、これは、アンテナ５６の主面の一方から離れる方向にその縁部に延びるアンテナ５６の位置合わせ起立部６８を受け入れるためのものである。これは、アンテナ５６を制御回路５４に対して位置合わせする役割を果たす。

図３ｃに示すように、本実施形態では、アンテナ５６は、アンテナ５６の遠位側の端に保持用返し部を有する２つの直径方向に対向したクリップ７０も備える。代替的な実施形態では、このようなクリップを３つ以上形成してもよい。図３ｄに示すように、電池５２、制御回路５４、及びアンテナ５６を互いに接合すると、起立部６２及び６８が凹部６４内に延びる。こうして形成された組立体は、概ね円筒形であり、起立部及びクリップがシリンダの長手方向軸と平行に延びている。クリップ７０は、アンテナ７０から制御回路５４及び電池５２の縁部の周りに延び、保持用返し部を電池５２の外面（すなわち、制御回路５４に隣接する面とは反対側の面）と係合させて組立体を繋ぎ合わせる。電池５２、制御回路５４、及びアンテナ５６はそれぞれ、円筒長手方向軸に対して横断方向に実質的に円形であり、それぞれが実質的に同じ直径を有する。図３ｅに示すように、続いて、アンテナ５６をハウジング６０の一方の軸方向端部を越えて露出させた状態で、組立体をハウジング６０に入れる。図３ｆに示すように、ハウジング６０及び組立体をチャンバ５０に入れ、筐体の上側部分８４を第１部分８２に接続してシールし、組立体を筐体内に密閉する。

図４に示すように、チャンバ５０を、連通孔８０を介して細長い本体の内部空間２５に接続する。本実施形態では、孔８０の直径は約０．２ｍｍであり、チャンバ５０及びその内部の組立体と本体２０の内部空間２５との間の気体連通を可能にする。連通孔８０は、本体の長手方向軸を横切る方向に延びるよう配置する。

使用時の装置からの空気漏れを防止するために、筐体の第１部分８２を本体２０に８６においてろう付け又ははんだ付け等により取着して両者間に気密シールを形成する。上述のように、筐体のこの第１部分８２は、本体から最も遠い端部が開いてもいることでハウジング６０及び組立体の容易な収容を可能にする。続いて、筐体の第２部分を組立体の上に載せ、第１部分にシールして気密チャンバを形成し、これに通じる唯一の開口を孔８０とする。

図５は、第１実施形態の変形形態を分解図の形態で示す。この変形形態は、第１実施形態と同様であるため、本明細書では相違点のみを説明する。この図は、筐体の上側の第２部分１８４と、第２部分１８４が嵌まり込む下側の第１部分１８２とを示す。電池１５２、回路１５４、及びアンテナ１５６は、この場合も上述のように筐体内に嵌まるが、これらのコンポーネントを筐体に入れる前にこれらを繋ぎ合わせるためのハウジングを設けない点が異なる。Ｏリング１９０を筐体の第１部分及び第２部分の表面間に設けて、これらにより形成されるチャンバをシールする。

図４を再度参照すると、装置のコネクタ３０をタイヤバルブに螺合して、タイヤバルブと装置１０との間にシール接続を形成する。当接部が、タイヤバルブのピンを変位させ、タイヤバルブを開いて本体２０の内部空間２５とタイヤとの間の気体連通を可能にする。本体２０の内部空間２５がチャンバ５０と気体連通するため、チャンバ５０は、このときタイヤの内圧と同じ圧力を受ける。タイヤに空気を充填し、又はタイヤから空気を抜くために、装置を取り外す必要はない。その代わりに、インフレーションデバイスを装置１０のバルブ４０に接続して、本体２０とインフレーションデバイスとの間にシール接続を形成することができる。それから、本体２０の内部空間２５を介してタイヤへの空気充填を行うことができる。

チャンバ５０内の組立体は、タイヤ内の圧力を受ける。制御回路５４の圧力センサは、チャンバ５０内の圧力を検出し、制御回路５４は、チャンバ内の圧力が所定の閾値よりも上昇することにより起動されると、チャンバ５０内の圧力を示す信号を発するようアンテナ５６の制御も行う。この圧力に達するまでは、制御回路は待機モードで起動圧力を待機する。代替的な実施形態では、制御回路は、別個のデバイスからの起動信号により待機モードから起動される。

起動されると、制御回路５４は、少なくともチャンバ５０内の圧力を示す無線信号を少なくとも１分に１回発するようアンテナ５６を制御する。本実施形態では、信号を４秒毎に発する。信号は、高い信号対雑音比を保ちながら約５ｍの距離範囲に達することができるため、この範囲で明確な信号が得られる。装置の有効範囲は８ｍであり得る。

信号は別個の受信機により読み取られる。受信機は、携帯型受信機であってもよく、又は車載型であってもよい。信号は、３１５ＭＨｚ、４３４ＭＨｚ、８６８ＭＨｚ、又は９１５ＭＨｚを含む周波数範囲の１つ又は複数で伝送され得る。本実施形態における装置の伝送時のエネルギー消費は、約３００ｎＡであるが、起動中のデバイスの総消費は約６００ｎＡである。電池５２は、リチウムイオン電池、例えばＣＲ１２２５であり得る。

いくつかの実施形態では、装置が起動されると、初期圧力信号に加えて個々の装置に固有の識別コードが受信機に送信される。同時に、装置を取り付けたタイヤの識別コードも受信機で受け取ることができるため、タイヤ及び装置の特定の組み合わせを記録することができる。

図６及び図７は、本発明の第２実施形態を示す。この場合も、本実施形態は、上述の実施形態と同様であり、先の実施形態との相違点のみを説明する。第２実施形態では、電池、回路、及びアンテナを繋ぎ合わせるためのハウジングの代わりに、電池、回路、及びアンテナを弾性ゲルに埋め込んでから、これを筐体に嵌め込む。図６で見ることができるように、本発明の第２実施形態によれば、上述のように内部空間２２５を有する本体２２０が設けられる。同じく上述のように、チャンバ２５０を筐体により画定し、筐体は、本体２２０との間に連通孔２８０を形成して本体２２０の側面にはんだ付けされる第１部分２８２と、第１部分２８２内に嵌まって気密チャンバ２５０を形成する第２部分２８４とから形成され、チャンバ２５０への唯一の空気連通は孔２８０を介して得られる。Ｏリング２９０を第１部分及び第２部分の当接部間に位置決めして、両者間にシールを形成する。第１部分及び第２部分は、一端が閉じた実質的に円筒形の要素として形成し、孔２８０を第１部品に形成して本体２２０との連通を可能にする。第２部分の直径を、第２部分と第１部分との間の隙間を最小限にしつつ第２部分が第１部分の開放円筒形範囲内に嵌まることを可能にするのに十分なほど第１部分の直径よりも小さくして、相対的な横方向移動を制限又は防止する。第１部分２８４の自由端部２８５を、第２部分に向けて半径方向内方に曲げるか又は圧着して、第２部分を第１部分とシール協働状態に維持する。本実施形態では、電池２５２、圧力センサを有する回路２５４、及びアンテナ２５６をゲル２９５で包被する。図６は、第２実施形態のセンサデバイスを、図７に示すような断面と共に示す。図７は、筐体の第１部分及び筐体の第２部分が概ね円筒形であり、第２部分が第１部分内に半径方向に嵌まっていることを示す。さらに、電池２５２、回路２５４、及びアンテナ２５６を包被する包被ゲルも概ね円筒形である。

図７で見ることができるように、包被ゲル２９５の下端部（すなわち、筐体の第１部分２８２内で最も遠い端部）には、半径方向に延びる６つの突出部があり、ゲル２９５のこれらの突出部が第１部分２８２の平坦な底面に載る。これらの突出部は、本体２２５内の圧力がこれらの間からチャンバ２５０入ることを可能にする。さらに、図７に示すように、包被ゲル２９５の円筒形側面に沿って、規則的に軸方向に延びる（すなわち、筐体２８０の円筒軸と平行な）窪み２９７を設ける。これらは、本体２２０から筐体の第２部分２８４の側面を上る空気の連通を可能にして、本体の内部空間２２５と回路２５４の圧力センサとを連通させる。

第２実施形態では、回路２５４は、図示されていない隆起した中空の円筒形ハウジングを備え、ゲル２９５は、この円筒形ハウジングの外側面に沿って延びるが頂部までは達さず、頂部は回路２５４の圧力センサをチャンバ内の空気圧に直接さらすよう開いている。円筒形ハウジングは、制御回路２５４上の圧力センサを包囲し、ゲル２９５が圧力センサを覆わないことを確実にすることにより、圧力センサがチャンバ２５０内の空気圧を検出できるようにする。

包被ゲルの製造に用いる金型を用いることができる。金型は、概ね円筒形の凹部を含む。凹部の底に、複数（本実施形態では６つ）の窪みを設ける。さらに、凹部の円筒縁部の周りに、複数の軸方向に延びる窪みを設ける。凹部は完全な円筒形ではなく、その閉鎖端に向けてわずかにテーパ状にすることで、ゲルを金型に入れて硬化させてからのゲルの取り出しを容易にする。

本実施形態では、ゲルを続いて液体形態で流し込む。ゲルは、電池２５２及び回路２５４を覆ってアンテナ２５６を部分的に覆うようになるまで流し込む。ゲル２９５が固化すると、圧力センサがチャンバ内の空気に曝されたまま、アンテナ２５６、回路２５４、及び電池２５２がゲル２９５により少なくとも部分的に包被され保護されるよう、ゲルの高さをハウジングの頂部よりも下で止める。

本実施形態では、Ｏリング２９０を、第２部分２８４の自由円筒端部のフランジの周りに配置する。凹部に加えて、金型のテーパ部は、ゲル２９５と第２部分２８４との間で第２部分２９４の自由端部の領域に隙間を作り、これが、本体２２０の内部空間２２５とチャンバ２５０との均圧化を可能にする付加的な空隙を提供する。

使用中、第２実施形態によるデバイスは、図１〜図５を参照して上述したのと同様に機能する。

さらに他の実施形態を図８及び図９に示す。装置の動作は上述と同様である。しかしながら、図８に示す実施形態は、装置のコネクタとチャンバとの間に嵌まる可撓性延長部を本体の一部として備え、内部空間はこの可撓部の長さに沿って延びる。図９に示す実施形態も同様であるが、細長い本体をチャンバとコネクタとの間で延長させた点が異なる。

図１０〜図１３は、本発明のさらに別の実施形態を示す。本実施形態の１つ又は複数の特徴は、上述の実施形態の特徴と置換することができる。本実施形態に関して説明する多くの特徴は、対応する上述の特徴と同一又は同様であり得る。図１０において、３０１は、自動車のタイヤの内圧を（及び場合によっては、温度及び／又は他のパラメータも）監視するデバイス／タイヤ内圧監視装置の全体を示す。

例として示す実施形態では、上記デバイスは、例えば金属材料でできた延長管／本体３０２を備え、延長管３０２の第１端部３０２ａは、タイヤの空気充填弁の口にシール結合するよう構成し、取り付け手段を備えることができ、延長管３０２の他端部３０２ｂには、バルブを含み得る取り外し可能なシーリングキャップ３０３を設けた。

軸方向導管／内部空間３０４を、延長管３０２内に画定し、使用時にデバイス３０１が関連するタイヤの内部と気体連通させる。

延長管３０２の中間部は、横方向突出部３０５を有し、ここに導管３０４と連通する横断通路／連通孔３０６が形成される。

突出部３０５の周りで、全体として３０７で示す支持ケーシング／筐体を、例えば溶接により延長管３０２に横から接続する。例として示す実施形態では、上記支持ケーシングは、例えば金属材料でできた本質的にカップ形の部材／第１部分３０８を備え、これは下壁に開口３０８ａを有し、開口３０８ａ内に延長管３０２の突出部３０５が延びてシールされる。本質的にグラスを上下反転させた形状の本体／第２部分３０９を、カップ形本体３０８に結合する。例として示す実施形態では、本体３０８の口を本体３０９に向けて曲げ戻す。

全体として３１１で示す組立体を内部に装着する領域又はチャンバ３１０を、本体３０８と３０９との間に画定し、本体３０８及び３０９を組み合わせて支持ケーシング３０７を形成する。

以下の本文から明確となるように、組立体３１１は、回路担持板／制御回路３１３を有するアンテナ３１２と電圧供給電池３１４とを含む。

アンテナ３１２、回路担持板３１３、及び電池３１４は、鋳造により、ゲル等の電気絶縁シール材料、場合によっては制振材料塊３１５を少なくとも部分的に組み込むことが得策である。

図１１〜図１３を参照すると、寸法が小さいためここではマイクロアンテナとも称するアンテナ３１２は、電気絶縁材料でできた環状部材３１６を含む支持構造体を備え、これを回路担持板３１３に結合する。

環状部材３１６の外側面は、螺旋溝３１７を有し、導電材料、特に錫めっき銅でできたワイヤ３１８をここに巻き付ける。

導電ワイヤ３１８は、アンテナの放射部材を形成し、ほぼ半径方向に曲がってホルダ３１９により係合保持される第１端部３１８ａ（図１１及び図１２）を有し、ホルダ３１９は、環状支持部材３１６と一体形成されることが得策である。図１１及び図１２に３１８ｂで示す導電ワイヤ３１８の他端部は、環状部材３１６の軸と少なくともほぼ平行な方向に曲がり、回路担持板３１３（図１２）に事前配置した対応の貫通孔を貫通し、回路担持板３１３に例えば溶接により締結される。

底部において、環状支持部材３１６は一対の弾性ラグ３２０を有し、これらの各遠位端部に保持歯３２０ａ（図１１）を設ける。上記ラグ３２０は、回路担持板３１３における対応の周辺切欠部１３ａ（図１２）に係合し、各歯３２０ａを上記板の下に係合させる。

図１３でより明確に見ることができるように、回路担持板３１３の上面は、３２１で示す電気式圧力変換器を担持し、場合によっては温度センサも担持する。上記板３１３は、全体として３２２で示す複数のさらに他の電気／電子コンポーネントも有する。

管状保護部材３２３を、板３１３の上面で圧力変換器３２１（図１０、図１１、及び図１３）の周りに配置し、例えば接着結合により締結するが、その機能は本明細書中で後述する。

電池３１４の接続用の導電板３２４も、板３１３に接続する。

図１２及び図１３に示すように、アンテナ３１２を回路担持板３１３及び電池３１４と組み立てた後、この組立体を金型に入れ、そこに電気絶縁シール材料を鋳込んで、図１０に３１５で示す材料塊を形成することが得策である。この作業の実行中、管状部材３２３は、鋳造材料が圧力変換器３２１及び場合によっては関連の温度センサに組み込まれることも防止する。

図１０で見ることができるように、電気絶縁材料塊３１５は、アンテナ３１２の下側部分、回路担持板、及び関連コンポーネントを組み込むが、言及したように、圧力変換器３２１及び少なくとも電池３１４の一部は組み込まない。こうして形成した組立体３１１は、個別に扱うことができ、支持ケーシング３０７（図１０）内に画定した領域又はチャンバ３１０内に容易に装着することができる。

組立状態（図１０）では、領域３１０のうち圧力変換器３２１の上方に位置する部分を、延長管３０２の通路３０６と、したがって上記管内に形成した導管３０４と気体連通させるような構成になる。結果として、使用中に変換器３２１は、監視デバイス３０１が動作的に関連するタイヤ内圧の値を示す電気信号を発生することができる。この信号は、回路板３１３が担持したデバイス３２２により処理され、アンテナ３１２により車載の受信・処理・制御装置に送られる。

弾性リングシール３２５（図１０）を、本体３０９と本体３０８の側壁との間で半径方向に圧縮するように本体３０９の外側環状凹部３２６内に配置する。上記弾性リング３２５は、通路６が圧力変換器及び場合によっては温度変換器が存在しない領域と気体連通することを防止する。

環状支持部材３１６は、所定の誘電率を有するプラスチック材料を成形することにより個別に形成することが得策である。一括成形という解決手段は、絶縁管の切断により環状支持部材を得るのと比較して好ましいが、その理由は、寸法精度及び再現性の改善が確保されるからである。

環状支持部材３１６の溝に導電ワイヤ３１８を巻き付けることで、自由螺旋ワイヤを用いる解決手段と比較してアンテナの特徴部の寸法安定性の改善及びばらつきの低減が保証される。さらに、デバイスが高度な機械的応力を受けた場合でも、その動作寿命にわたって導電ワイヤ３１８の寸法安定性の改善が確保される。

本発明は、単に例として本明細書で説明したものであり、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに種々の変更、省略、及び追加を行うことができる。本発明において、文脈により別段の要求がない限り、「備える」等の用語は網羅的ではなく包括的な意味で、すなわち「非限定的に含む」という意味で解釈されるものとする。

Claims (17)

1. タイヤ空気圧監視装置であって、
   密閉内部空間を備えた本体と、
   該装置をタイヤバルブに取り付ける取り付け手段であり、前記タイヤの内部空間及び前記本体の前記内部空間間の気体連通を可能にするよう前記タイヤバルブを開く手段を備えた取り付け手段と、
   前記本体の前記内部空間と気体連通し、該装置を介した前記タイヤへの空気充填を可能にするためのタイヤインフレーションデバイスを収容するバルブと、
   前記取り付け手段と気体連通し、該装置を取り付けた前記タイヤの内圧を受ける密閉圧力チャンバであり、少なくとも、
   電源、
   圧力センサ、及び
   前記チャンバ内の圧力を示す信号を発するアンテナ、
   を収納する密閉圧力チャンバと、
   を備え、前記電源、前記圧力センサ、及び前記アンテナを結合材料で少なくとも部分的に包被して、前記圧力チャンバ内でそれらの相対位置を維持したことを特徴とするタイヤ空気圧監視装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記電源、前記圧力センサ、及び前記アンテナのそれぞれの少なくとも一部に前記チャンバ内の圧力をかけた、装置。
3. 請求項１又は２に記載の装置において、前記アンテナは、温度、センサＩＤ、又は電池充電レベルの少なくとも１つを示す信号を発する、装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、前記圧力チャンバ内に収納された制御回路を備え、該制御回路は、前記圧力センサを含み、所定の圧力を受けると起動して、その後に信号を発するよう前記アンテナを制御するよう構成した、装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、前記圧力チャンバ内に収納された制御回路を備え、該制御回路は、前記圧力センサを含み、起動信号を受け取ることにより起動されて、その後に前記信号を発するよう前記アンテナを制御するよう構成した、装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、前記圧力チャンバ内に収納された制御回路を備え、該制御回路は、前記圧力センサを含み、少なくとも前記チャンバ内の圧力を示す周期的信号を生成するよう前記アンテナを制御するよう構成した、装置。
7. 請求項６に記載の装置において、該装置の起動後に１分毎に少なくとも１つの信号を発する、装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置において、前記結合材料はゲルを含む、装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置において、前記本体は長手方向に細長く、前記内部空間は前記バルブと前記取り付け手段との間に気体連通をもたらす、装置。
10. 請求項９に記載の装置において、前記チャンバを前記本体の前記内部空間と気体連通させた、装置。
11. 請求項９又は１０に記載の装置において、前記チャンバを前記本体の長手方向から横方向にずらした、装置。
12. 請求項９〜１１のいずれか１項に記載の装置において、前記圧力センサを、前記チャンバ内で、前記本体の近くで該本体の長手方向から横方向にずらして取り付けた前記電源と前記本体から離して取り付けた前記アンテナとの間に取り付けた、装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置において、前記チャンバを２つの密閉部分から形成し、該チャンバの第１部分を前記本体に結合し、前記圧力センサ、前記電源、及び前記アンテナを前記２つの部分内に密閉した後に、前記チャンバの第２部分を前記第１部分に結合した、装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置において、前記電源、前記圧力センサ、及び前記アンテナを合わせて整列保持するハウジングをさらに備える、装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置において、前記電源、前記アンテナ、及び前記圧力センサは、実質的に平面状であり、互いに実質的に平行に取り付けられる、装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置において、前記アンテナはコイルアンテナである、装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の装置において、前記アンテナは、電気絶縁材料でできた環状部材を含む支持構造体であり、前記環状部材の外面に螺旋溝を設け、前記環状部材の軸と直交する平面内に延びる回路担持板を前記環状部材の一端に結合した支持構造体と、導電材料でできたワイヤであり、前記環状部材の前記溝に巻き付けられ、前記環状支持部材の第１保持手段と係合する第１端部及び前記回路担持板に締結される第２端部を有するワイヤとを備えた、装置。

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