JP2015157577A - タイヤ状態検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品コストを抑制しつつ、故障を防止して、タイヤの内圧を確実に検知できるタイヤ状態検知装置を提供する。
【解決手段】タイヤ状態検知装置１００は、タイヤ圧力を検知する検知部２１０を含む電子部品２００と、電子部品２００を収容するケース３００とを有する。ケース３００は、電子部品２００を収容し、開口面３１０Ａが形成されたケース本体３１０と、開口面３１０Ａを覆う蓋体３２０とを有する。検知部２１０は、ダイヤフラム型素子を有する圧力センサ部と、圧力センサ部を制御するセンサ制御部、圧力センサ部とセンサ制御部とを覆うドーム状のシールドカバー２１５とを有する。蓋体３２０によって開口面３１０Ａが覆われたケース本体３１０の内部は、封止材３７０によって満たされており、ダイヤフラム型素子は、セラミックからなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤの内圧などのタイヤ状態を検知する検知部を含む電子部品を有するタイヤ状態検知装置に関する。

従来、タイヤの内圧を検知するタイヤ状態検知装置では、検知部や無線機などの電子部品が取り付けられた回路基板を合成樹脂製のケース（箱体）に収容する構造が広く用いられている。

このようなタイヤ状態検知装置において、開口面が形成されるケース内に収容された回路基板をエポキシ系樹脂などの封止材で封止する方法が知られている（例えば、特許文献１）。ケース内に収容された回路基板を封止材で封止することによって、振動や湿気によるタイヤ状態検知装置の故障を抑制できる。

このように防水性が強化されたタイヤ状態検知装置は、鉱山において使用されるダンプトラックに装着されるタイヤに広く導入されている。かかるタイヤには、走行に伴う温度上昇の抑制や防錆のための専用液体（以降クーラントと呼ぶ）がタイヤ内に注入されているからである。

特開２００６−３２９８８３号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、上述した従来のタイヤ状態検知装置には、次のような問題があった。

すなわち、クーラントなどの水分が注入されたタイヤ内の環境下において、タイヤ状態検知装置の設置位置やクーラントなどの水分量などによっては、タイヤ状態検知装置が完全に浸漬した状態になることや、または、タイヤ内部で飽和した水蒸気が封止材の開口面側の表面を完全に覆った状態となる。特に、上述のタイヤ内が高温、高圧な状況であるため、水分は封止材内部を透過する場合がある。これは、封止材が高分子材料からなることも理由の一つである。

このような場合には、封止材の劣化が進行しやすくなるため、封止材の劣化によって、封止材とケースとの接着界面が破壊されてしまう。その結果、クーラントなどの水分が電子部品に浸入し、当該電子部品が故障してしまうため、タイヤの内圧や温度などのタイヤ状態を検知できないという問題があった。

また、一般的に、従来のタイヤ状態検出装置では、タイヤの内圧を検出する検知部において、センサ素子として半導体素子が適用されてきたが、従来の検出装置で使用している半導体素子を適用した検知部は、上述のような特殊環境で使われる場合に、十分な信頼性があることを保証されたものではないため、ある程度の故障発生はやむを得ない状況であるものの、対策が望まれていた。また、従来の検出装置で使用している半導体素子は、一般的な半導体素子の中では特殊な部類に属するものであることから、コスト的にも高いものであった。

そこで、本発明は、製品コストを抑制しつつ、故障を防止して、タイヤの内圧を確実に検知できるタイヤ状態検知装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、 タイヤ圧力を検知する検知部（検知部２１０）を含む電子部品（電子部品２００）と、前記電子部品を収容するケース（ケース３００）とからなるタイヤ状態検知装置（タイヤ状態検知装置１００）であって、前記ケースは、前記電子部品を収容し、開口面（開口面３１０Ａ）が形成された箱体（ケース本体３１０）と、前記開口面を覆う蓋体（蓋体３２０）とを有し、前記検知部は、ダイヤフラム型素子（ダイヤフラム型素子２１１１）を有する圧力センサ部（圧力センサ部２１１）と、前記圧力センサ部を制御するセンサ制御部（センサ制御部２１２）と、前記圧力センサ部と前記センサ制御部とを覆うドーム状のカバー体（シールドカバー２１５）とを有し、前記蓋体によって前記開口面が覆われた前記箱体内部は、封止材（封止材３７０）によって満たされており、前記ダイヤフラム型素子は、セラミックからなることを要旨とする。

かかる特徴によれば、封止材が蓋体によって開口面が覆われた箱体内部に満たされている。これによれば、クーラントなどの水分が注入されたタイヤ内の環境下において、タイヤ状態検知装置が完全に浸漬した状態となった場合であっても、封止材が直接水分に浸漬することがない。このため、封止材の劣化が進行しにくくなるため、封止材の変形を防止でき、封止材とケースとの接着界面が破壊されることを確実に防止できる。従って、電子部品の故障を防止しつつ、タイヤの内圧を確実に検知できる。

また、ダイヤフラム型素子は、セラミックからなる。かかる構成によれば、従来技術のように、ダイヤフラム型素子が半導体からなる場合に比べて、ダイヤフラム型素子の構造が、セラミックの板状シートを重ねた簡素な構造であり、製造型を用いて一度に大量の素子を製造することができるため、製造コストを抑制できる。これにより、タイヤ状態検知装置の製品コストを抑制できる。

このように、かかる特徴によれば、製品コストを抑制しつつ、故障を防止して、タイヤの内圧を確実に検知できるタイヤ状態検知装置を提供できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の上記特徴に係り、前記検知部は、前記ダイヤフラム型素子の受圧面（受圧面２１１１Ａ）と前記ケースの外部とを連通する導入パイプ（導入パイプ２１３）を有し、前記カバー体には、前記導入パイプが挿通されるパイプ挿通孔（パイプ挿通孔２１６）が形成され、前記導入パイプは、円筒状に形成され、前記ダイヤフラム型素子の受圧面は、円形状に形成され、前記導入パイプの内径（内径Ｒ１）は、前記ダイヤフラム型素子の受圧面の直径（直径Ｒ２）以上であることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の上記特徴に係り、前記導入パイプの内径は、前記ダイヤフラム型素子の受圧面の直径と等しいことを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の上記特徴に係り、前記検知部において、前記圧力センサ部と前記センサ制御部とが、別体であることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の上記特徴に係り、前記箱体には、前記導入パイプが挿通される外部パイプ挿通孔（外部パイプ挿通孔３１２）が形成され、前記導入パイプの先端部（先端部２１３Ａ）は、前記外部パイプ挿通孔内に位置し、前記外部パイプ挿通孔の外側には、前記外部パイプ挿通孔を覆う外部キャップ（外部キャップ３８０）が設けられており、前記外部キャップには、１または複数の通気孔（通気孔３４３）が形成される。

本発明の特徴によれば、製品コストを抑制しつつ、故障を防止して、タイヤの内圧を確実に検知できるタイヤ状態検知装置を提供することができる。

図１は、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００が装着された空気入りタイヤ１を示すトレッド幅方向断面図である。 図２は、本実施形態に係る検知装置固定システム５００を示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００の一部を示す断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。 図４は、本実施形態に係る検知部２１０の斜視図である。 図５は、本実施形態に係る検知部２１０の断面図（図４のＸ−Ｘ断面図）である。 図６は、従来技術に係る検知部の断面図である。 図７は、比較例と実施例との評価結果を示すグラフ図である。

次に、本発明に係るタイヤ状態検知装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）検知装置固定システムの構成、（２）タイヤ状態検知装置の詳細構成、（３）封止材の充填方法、（４）検知部の詳細構成、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）検知装置固定システムの構成
まず、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００を空気入りタイヤ１に取り付ける検知装置固定システム５００の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００が装着された空気入りタイヤ１を示すトレッド幅方向断面図である。図２は、本実施形態に係る検知装置固定システム５００を示す斜視図である。

図１に示すように、タイヤ状態検知装置１００は、空気入りタイヤ１の内圧や温度などのタイヤ状態を検知する。つまり、タイヤ状態検知装置１００は、空気入りタイヤ１に取り付けられる。なお、タイヤ状態には、空気入りタイヤ１の内圧や温度の他、タイヤ摩耗状態や、タイヤの商品名、製造年月日、シリアル番号、ロット番号などが含まれていてもよいことは勿論である。

本実施形態では、空気入りタイヤ１は、鉱山において使用されるダンプトラックに装着されるタイヤである。空気入りタイヤ１の内部には、クーラントなどの水分が注入されている。このため、空気入りタイヤ１の内部は、高湿度かつ高圧な気体によって、常に高温、高圧な状況である。このような空気入りタイヤ１が回転すると、空気入りタイヤ１の内部にクーラントなどの水分が飛散する。また、タイヤ内のクーラントが気化して水蒸気となった場合、タイヤ内空間に飽和した水蒸気が、常に充満した状態となる。

このような空気入りタイヤ１は、リム（不図示）に接するビード部１０と、空気入りタイヤ１の骨格を形成するカーカス層２０と、カーカス層２０のタイヤ径方向外側に配設される複数のベルト層３０と、ベルト層３０のタイヤ径方向外側に配設され、路面と接するトレッド部４０とを備える。なお、空気入りタイヤ１には、空気ではなく、窒素ガスなどの不活性ガスが充填されてもよい。

カーカス層２０の内周面に位置する内側面５０に、検知装置固定システム５００によって、上述したタイヤ状態検知装置１００が取り付けられる。具体的には、タイヤ状態検知装置１００は、ビード部１０のトレッド幅方向内側のインナーライナーに取り付けられている。検知装置固定システム５００は、図２に示すように、台座部５１０と、固定部５２０とを備える。

台座部５１０は、固定部５２０を介して、タイヤ状態検知装置１００を空気入りタイヤ１の内側面５０に固定する。台座部５１０は、弾性材料によって形成される。特に、台座部５１０は、空気入りタイヤ１の内側面５０と同一の弾性材料によって形成されることが好ましい。

固定部５２０は、ボルト５３０（締付部材）などによってタイヤ状態検知装置１００と台座部５１０とを固定する。また、固定部５２０は、台座部５１０に形成される突出部分（不図示）に係合する。これにより、タイヤ状態検知装置１００は、空気入りタイヤ１の内側面５０に固定される。

（２）タイヤ状態検知装置の詳細構成
次に、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００の詳細構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００の一部を示す断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。

図３に示すように、タイヤ状態検知装置１００は、電子部品２００と、電子部品２００を収容するケース３００とを有する。電子部品２００が収容されたケース３００内の一部は、図３に示すように、高温、高圧、高湿度などの特殊環境下でも、変形や劣化しにくい高分子樹脂を用いた封止材３７０（例えば、エポキシ系樹脂）によって満たされている。

電子部品２００は、検知部２１０と、アンテナ２２０と、電池２３０と、電子回路部２４０とによって大略構成される。なお、電子部品２００は、他にも周辺機器が設けられているが、詳細な説明は省略する。

検知部２１０は、空気入りタイヤ１の内圧などのタイヤ状態を検知する。検知部２１０は、空気入りタイヤ１の温度も含むタイヤ状態を検知してもよい。検知部の詳細は、後述する。

アンテナ２２０は、無線信号を送受信する。電池２３０は、検知部２１０等にエネルギー（電力）を供給する。電子回路部２４０は、回路基板２５０を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）や、マイコンから出力された信号を高周波信号に変調する高周波変調集積回路、アンテナ２２０に入力される低周波信号を復調する低周波復調集積回路などを含む。なお、電子回路部２４０の筐体は、構成している部品のそのままの筐体材料であり、例えば、金属、樹脂、セラミック、ガラスエポキシなどで形成されている。

検知部２１０、アンテナ２２０、電池２３０及び電子回路部２４０は、回路基板２５０上に配設される。回路基板２５０は、電子部品２００を互いに電気的に接続する回路パターンが形成される。なお、回路基板２５０上には、検知部２１０、アンテナ２２０、電池２３０及び電子回路部２４０以外の部品が設けられていてもよい。

ケース３００は、例えば、非金属の有機材料（例えば、樹脂）等によって形成される。ケース３００は、ケース本体３１０（箱体）と、蓋体３２０と、固定フック３３０とを備える。ケース本体３１０は、電子部品２００を収容し、開口面３１０Ａが形成される。

ケース本体３１０の開口面３１０Ａを形成する縁部の外表面には、蓋体３２０と係止する係止凸部３１５が形成される（図３参照）。係止凸部３１５は、後述する蓋体３２０の係止凹部３４１に係止するように構成される。

このようなケース本体３１０は、ケース本体３１０の縁部に沿って設けられるＯリング３５１（弾性部材）を介して蓋体３２０と接触する。Ｏリング３５１は、断面円形状のゴム等によって形成される。なお、蓋体３２０によって開口面３１０Ａが覆われたケース本体３１０内部、つまり、電子部品２００が配置される内部の空間の全域は、上述した封止材３７０によって満たされている。

蓋体３２０は、ケース本体３１０の開口面３１０Ａを覆う。蓋体３２０は、封止材３７０の表面と面接触した状態でケース本体３１０に取り付けられることが好ましい。蓋体３２０の内表面には、ケース本体３１０と係止する係止凹部３４１が形成される（図３参照）。係止凹部３４１は、ケース本体３１０の係止凸部３１５が係止されるように構成される。

固定フック３３０は、ケース本体３１０に蓋体３２０が取り付けられた後、ボルト３２１（締付部材）によって蓋体３２０に固定される。固定フック３３０の一部は、ケース本体３１０の一部を係止する。これにより、固定フック３３０は、ケース本体３１０と蓋体３２０とを固定する。

ケース本体３１０には、外部パイプ挿通孔３１２が形成される。外部パイプ挿通孔３１２には、後述する導入パイプ２１３が挿通される。導入パイプ２１３の先端部２１３Ａは、外部パイプ挿通孔３１２内に位置する。外部パイプ挿通孔３１２の外側には、外部パイプ挿通孔３１２を覆う外部キャップ３８０が設けられている。

このような外部パイプ挿通孔３１２の周縁には、Ｏリング３５４が設けられる。なお、Ｏリング３５４（弾性部材）は、断面円形状のゴム等によって形成される。

外部キャップ３８０には、１または複数の通気孔３４３が形成される。通気孔３４３は、導入パイプ２１３とケース３００（ケース本体３１０）外部とを連通させる。通気孔３４３は、導入パイプ２１３の径よりも小さいことが好ましい。なお、上述した導入パイプ２１３の先端部は、外部パイプ挿通孔３１２と連通し、外部パイプ挿通孔３１２内に位置する。

（３）封止材の充填方法
次に、電子部品２００が収容されたケース３００内の一部に封止材３７０を充填する方法について、説明する。

第１に、ケース本体３１０の開口面３１０Ａ側を上側に向けた状態（図３のケース３００を反転させた状態）で、電子部品２００をケース本体３１０に取り付ける。

第２に、ケース本体３１０の開口面３１０Ａ側を上側に向けた状態で、開口面３１０Ａから封止材３７０を充填する。このとき、電子部品２００が封止材３７０によって確実に満たされるように封止材３７０を開口面３１０Ａまで充填することが好ましい。

第３に、ケース本体３１０に蓋体３２０を装着する。具体的には、ケース本体３１０の係止凸部３１５が、蓋体３２０の係止凹部３４１に係止されるように装着する。

第４に、固定フック３３０を蓋体３２０に取り付ける。具体的には、ケース本体３１０と蓋体３２０とを固定するように、固定フック３３０を装着して、ボルト３２１によって固定フック３３０を蓋体３２０に取り付ける。

（４）検知部の詳細構成
次に、本実施形態に係る検知部２１０の詳細構成について、図面を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る検知部２１０の斜視図である。図５は、本実施形態に係る検知部２１０の断面図（図４のＸ−Ｘ断面図）である。

検知部２１０は、圧力センサ部２１１と、圧力センサ部２１１を制御するセンサ制御部２１２と、ドーム状のシールドカバー２１５（カバー体）と、導入パイプ２１３と、を有する。

本実施形態では、検知部２１０において、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２とが、別体である。具体的には、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２とが別々の部品として構成されており、それぞれがケーブル（不図示）によって結線されている。

圧力センサ部２１１は、ダイヤフラム型素子２１１１を有する。具体的に、圧力センサ部２１１は、ダイヤフラム型素子２１１１と、複数のダイヤフラム基板２１１２とを有する。

本実施形態に係る圧力センサ部２１１は、静電容量式によって圧力を測定するように構成される。従って、ダイヤフラム基板２１１２には、測定電極（不図示）などが設けられ、ダイヤフラム型素子２１１１には、移動電極（不図示）などが設けられているが、本実施形態では、詳細な説明を省略する。

本実施形態では、ダイヤフラム型素子２１１１は、セラミックからなる。すなわち、ダイヤフラム型素子２１１１は、セラミック板からなる。また、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａは、円形状に形成される。なお、例えば、ダイヤフラム型素子２１１１の形状は、矩形の板状に形成され、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａは、円形状に形成されていてもよい。また、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａには、保護膜などが形成されていてもよい。

複数のダイヤフラム基板２１１２は、ダイヤフラム型素子２１１１を挟み込むように配置される。なお、図３には、複数のダイヤフラム基板２１１２として、５枚のダイヤフラム基板２１１２ａ〜２１１２ｅを例示しているが、ダイヤフラム基板２１１２の数は、これに限定されない。

センサ制御部２１２は、圧力センサ部２１１を制御する。センサ制御部２１２は、圧力センサ部２１１によって検出された圧力値を示す信号を変換して、電子回路部２４０に出力することができる。

導入パイプ２１３は、検知部２１０とケース３００とを連通する。導入パイプ２１３は、ステンレス鋼などの比較的腐食に強い金属によって構成されることが望ましい。さらに熱膨張率がセラミックに近い材料が好ましいが導入パイプ２１３は、黄銅などの金属によって構成されていてもよい。導入パイプ２１３の肉厚は、０．２〜０．５ｍｍであることが好ましい。これは、０．２ｍｍよりも小さいと、周辺材料の熱膨張応力の影響を受けるからであり、０．５ｍｍよりも大きいとパイプ自体の熱膨張がセラミックへ影響するからである。

本実施形態では、導入パイプ２１３は、円筒状に形成される。導入パイプ２１３は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａとケース３００の外部とを連通する。具体的には、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａは、外部キャップ３８０に設けられる通気孔３４３と導入パイプ２１３の内部とを介して、ケース３００の外部に連通する。

導入パイプ２１３は、導入パイプ２１３の中心軸Ａｘがダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの中心に直交する鉛直方向と略一致するように配置される。導入パイプ２１３は、導入パイプ２１３の中心軸Ａｘが、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの中心を通過するように配置されることが好ましい。

本実施形態では、導入パイプ２１３の内径Ｒ１は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２以上の大きさである。大きさについては特に条件はないが、コストや機械的なレイアウトなどの条件から選定すればよい。なお、導入パイプ２１３の内径Ｒ１は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２と等しいことが好ましい。

シールドカバー２１５は、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２とを覆うドーム状に形成される。シールドカバー２１５の縁部は、回路基板２５０に密着した状態で固定されている。シールドカバー２１５には、導入パイプ２１３が挿通されるパイプ挿通孔２１６が形成される。シールドカバー２１５は、パイプ挿通孔２１６の内面において、導入パイプ２１３の外周面と密着している。これにより、シールドカバー２１５の内部２１５Ａには、封止材３７０が侵入しない。特に、シールドカバー２１５と導入パイプ２１３とは、一体形成されていることが好ましい。また、シールドカバー２１５の内部２１５Ａは、標準気圧（１気圧）の環境下による密閉空間が形成されている。

ここで、シールドカバー２１５の内部２１５Ａには、封止材を封入することも考えられるが、圧力センサ部２１１は、静電容量式によって圧力を測定するように構成されるため、安定した圧力値を測定する観点から、標準気圧（１気圧）の環境下による密閉空間であることが好ましい。

（５）作用・効果
以上説明した実施形態では、封止材３７０が蓋体３２０によって開口面３１０Ａが覆われたケース本体３１０内部に満たされている。これによれば、クーラントなどの水分が注入された空気入りタイヤ１内の環境下において、タイヤ状態検知装置１００が完全に浸漬した状態となった場合であっても、封止材３７０が直接水分に浸漬することがない。このため、封止材３７０の劣化が進行しにくくなるため、封止材３７０の変形を防止でき、封止材３７０とケースとの接着界面が破壊されることを確実に防止できる。従って、電子部品２００の故障を防止しつつ、空気入りタイヤ１の内圧や温度などのタイヤ状態を確実に検知できる。

本実施形態では、ダイヤフラム型素子２１１１は、セラミックからなる。かかる構成によれば、従来技術のように、ダイヤフラム型素子が半導体からなる場合に比べて、製造時に厳密な防塵対策などの様々な対策が不要になるため、製造コストを抑制できる。これにより、タイヤ状態検知装置１００の製品コストを抑制できる。

更に、ダイヤフラム型素子２１１１の構造が、セラミックの板状シートを重ねた簡素な構造であり、製造型を用いて一度に大量の素子を製造することができるため、製造コストを抑制できる。

このように、本実施形態に係るタイヤ状態検知装置１００によれば、製品コストを抑制しつつ、故障を防止して、タイヤの内圧を確実に検知できる。

また、導入パイプ２１３は、円筒状に形成される。導入パイプ２１３は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａとケース３００の外部とを連通する。ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａは、円形状に形成される。導入パイプ２１３の内径Ｒ１は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２以上の大きさである。

ここで、図６には、従来技術において、一般に適用されてきた導入パイプ２１３Ｘが示されている。図６に示すように、導入パイプ２１３Ｘの内径Ｒ１は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２よりも小さい。このような場合、空気入りタイヤ１の内圧が、圧力１０００ｋＰａの条件下では、圧力Ｐは、導入パイプ２１３Ｘを介してダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａにかかるとともに、導入パイプ２１３Ｘの座台２１３Ｚにもかかる。このような圧力Ｐが座台２１３Ｚにかかると、歪みＤが発生する。

特に、シールドカバー２１５の内部２１５Ａは、標準気圧（１気圧）の環境下による密閉空間が形成されているため、歪みＤの値が大きくなりやすい。また、このような歪みＤが、繰り返し発生すると、導入パイプ２１３Ｘの座台２１３Ｚと、圧力センサ部２１１のダイヤフラム基板２１１２との接合強度が変化するだけでなく、ダイヤフラム型素子２１１１に歪みＤが伝搬して、ダイヤフラム型素子２１１１も変形する。この結果、検知部２１０によって検知される圧力値の精度が劣化していく。つまり、経時変化によって、圧力値の精度が劣化し易いという問題が発生していた。

実施形態では、導入パイプ２１３の内径Ｒ１は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２以上の大きさである。これにより、導入パイプ２１３では、内周面のみに圧力Ｐがかかるため、導入パイプ２１３には、図６に示すような歪みＤが、発生しない。従って、経時変化によって圧力値の精度が劣化することを抑制できる。

ここで、導入パイプ２１３の構成のみが互いに異なる比較例と実施例とを準備して、両者の圧力値の検出精度を比較評価した結果について説明する。具体的に、図６に示す導入パイプ２１３Ｘ（直径＝１．３ｍｍ）を比較例として準備するとともに、図３〜５に示す導入パイプ２１３（内径Ｒ１＝４．５ｍｍ）を実施例として準備した。また、圧力１０００ｋＰａの条件下において、比較例の圧力値の経時変化と、実施例の圧力値の経時変化とを比較評価した。なお、比較評価では、加速試験における圧力値の誤差を比較した。

図７は、評価結果を示すグラフ図である。図７に示すように、比較例では、時間の経過とともに、測定した圧力値の精度が劣化する傾向が見られた。また、比較例では、約２５０時間が経過すると、測定した圧力値の誤差が、誤差の許容範囲（真値に対して±２５ｋＰａの範囲）の外の値となった。なお、誤差の許容範囲は、検査規格に基づくものである。

一方、実施例では、６５０時間（使用３年間相当）が経過しても、測定した圧力値の誤差が、誤差の許容範囲（真値に対して±２５ｋＰａの範囲）の内の値となった。なお、実施例では、１０００時間が経過しても、測定した圧力値の誤差が、誤差の許容範囲の内の値となった。この結果、本実施形態に係る導入パイプ２１３は、経時変化によって圧力値の精度が劣化することを防止できることが証明された。

なお、導入パイプ２１３の内径Ｒ１は、ダイヤフラム型素子２１１１の受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２と等しいことが好ましい。かかる構成によれば、導入パイプ２１３の内径Ｒ１が受圧面２１１１Ａの直径Ｒ２よりも大きい場合に比べて、外周をより小さくできるため、導入パイプ２１３とシールドカバー２１５との密閉性や、導入パイプ２１３と圧力センサ部２１１との密閉性が確保し易くなる。

また、導入パイプ２１３の内径Ｒ１は、導入パイプ２１３の中心軸Ａｘに沿った延在方向において、一定であることが好ましい。かかる構成によれば、導入パイプ２１３が製造しやすくなり、製品コストを一層抑制できる。

実施形態では、検知部２１０において、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２とが、別体である。かかる構成によれば、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２とが一体に構成されている場合に比べて、製品コストを抑制できる。例えば、製造時において、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２との何れか一方が不良品であった場合にも、他方は引き続き利用できるため、圧力センサ部２１１とセンサ制御部２１２との両方を交換する場合に比べて、製品コストを抑制できる。

実施形態では、導入パイプ２１３の先端部２１１Ａは、ケース本体３１０に形成される外部パイプ挿通孔３１２内に位置する。また、外部パイプ挿通孔３１２の外側には、一つ又は複数の通気孔３４３を有する外部キャップ３８０が設けられる。これによれば、導入パイプ２１３の先端部２１１Ａ（導入口）が直接外部に露出することを防ぎ、検知部２１０が故障することを防止できる。

実施形態では、検知部２１０に設けられる導入パイプ２１３は、ケース本体３１０に形成される外部パイプ挿通孔３１２に挿通している。これによれば、導入パイプ２１３が直接空気入りタイヤ１の内部に連通しているため、封止材３７０が直接水分に浸漬することがない。このため、封止材３７０の劣化進行の防止や、封止材３７０の変形の防止、封止材３７０とケースとの接着界面における破壊の防止などをより確実に実現できる。

実施形態では、導入パイプ２１３の周縁には、Ｏリング３５４が設けられる。実施形態では、ケース本体３１０は、Ｏリング３５４を介して導入パイプ２１３と接触する。このため、導入パイプ２１３とケース本体３１０との間からケース本体３１０内にクーラントなどの水分が入り込むことをさらに確実に防止できる。よって、封止材３７０が直接水分に浸漬することを防止できる。

実施形態では、ケース本体３１０の周縁には、Ｏリング３５１が設けられる。実施形態では、ケース本体３１０と蓋体３２０との間には、Ｏリング３５１が設けられるため、ケース本体３１０と蓋体３２０との間からケース本体３１０内にクーラントなどの水分が入り込むことをさらに確実に防止できる。よって、封止材３７０が直接水分に浸漬することを防止できる。

実施形態では、通気孔３４３は、極力小さいことが好ましい。この場合、通気孔３４３からクーラントなどの水分が入り込むことを極力抑制できる。

（６）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、タイヤ状態検知装置１００は、鉱山において使用されるダンプトラックに装着される空気入りタイヤ１に取り付けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、ダンプ路ラック以外の大型の車両（グレーダー、ショベルダー、クレーンなど）に装着されるタイヤに取り付けられてもよい。

また、タイヤ状態検知装置１００は、ビード部１０のトレッド幅方向内側のインナーライナーに取り付けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、トレッド部４０やサイド部、リム部などの内側であってもよく、空気入りタイヤ１の内側面５０であればどこでもよい。

また、タイヤ状態検知装置１００は、台座部５１０及び固定部５２０を備える検知装置固定システム５００によって、空気入りタイヤ１に取り付けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、空気入りタイヤ１に取り付けられればよいことは勿論である。すなわち、検知装置固定システム５００は、実施形態で説明した以外の構成（例えば、台座部及び固定用バンド）であってもよい。

また、蓋体３２０は、１つの部材によって構成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、２つ以上の部材によって構成されていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…空気入りタイヤ、１０…ビード部、２０…カーカス層、３０…ベルト層、４０…トレッド部、５０…内側面、１００…タイヤ状態検知装置、２００…電子部品、２１０…検知部、２１１…圧力センサ部、２１１Ａ…先端部、２１２…センサ制御部、２１３…導入パイプ、２１３Ａ…先端部、２１３Ｘ…導入パイプ、２１３Ｚ…座台、２１５…シールドカバー、２１６…パイプ挿通孔、２２０…アンテナ、２３０…電池、２４０…電子回路部、２５０…回路基板、３００…ケース、３１０…ケース本体、３１０Ａ…開口面、３１２…外部パイプ挿通孔、３１５…係止凸部、３２０…蓋体、３２１…ボルト、３３０…固定フック、３４１…係止凹部、３４３…通気孔、３５１…Ｏリング、３５４…Ｏリング、３７０…封止材、３８０…外部キャップ、５００…検知装置固定システム、５１０…台座部、５２０…固定部、５３０…ボルト、２１１１…ダイヤフラム型素子、２１１１Ａ…受圧面、２１１２ａ〜２１１２ｅ…ダイヤフラム基板、Ａｘ…中心軸、Ｒ１…内径、Ｒ２…直径

Claims (5)

1. タイヤ圧力を検知する検知部を含む電子部品と、前記電子部品を収容するケースとからなるタイヤ状態検知装置であって、
   前記ケースは、
   前記電子部品を収容し、開口面が形成された箱体と、
   前記開口面を覆う蓋体と
   を有し、
   前記検知部は、ダイヤフラム型素子を有する圧力センサ部と、前記圧力センサ部を制御するセンサ制御部と、前記圧力センサ部と前記センサ制御部とを覆うドーム状のカバー体と
   を有し、
   前記蓋体によって前記開口面が覆われた前記箱体内部は、封止材によって満たされており、
   前記ダイヤフラム型素子は、セラミックからなる
   ことを特徴とするタイヤ状態検知装置。
2. 前記検知部は、前記ダイヤフラム型素子の受圧面と前記ケースの外部とを連通する導入パイプを有し、
   前記カバー体には、前記導入パイプが挿通されるパイプ挿通孔が形成されており、
   前記導入パイプは、円筒状に形成され、
   前記ダイヤフラム型素子の受圧面は、円形状に形成され、
   前記導入パイプの内径は、前記ダイヤフラム型素子の受圧面の直径以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態検知装置。
3. 前記導入パイプの内径は、前記ダイヤフラム型素子の受圧面の直径と等しい
   ことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ状態検知装置。
4. 前記検知部において、前記圧力センサ部と前記センサ制御部とが、別体である
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ状態検知装置。
5. 前記箱体には、前記導入パイプが挿通される外部パイプ挿通孔が形成され、
   前記導入パイプの先端部は、前記外部パイプ挿通孔内に位置し、
   前記外部パイプ挿通孔の外側には、前記外部パイプ挿通孔を覆う外部キャップが設けられており、
   前記外部キャップには、１または複数の通気孔が形成される
   ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載のタイヤ状態検知装置。

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