JP4190965B2 - タイヤモニタ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用タイヤの状態を測定し、その情報を通知するタイヤモニタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
タイヤ内部の圧力低下や温度上昇は、交通事故の原因の1つとして良く知られている。タイヤ内部の温度上昇は、タイヤの破裂に直接つながる場合が多く、高速道路などでの重大事故原因の一端を占めている。近年、タイヤ内部の圧力や温度を検知して未然に重大事故を防ぐ取り組みがなされて来ており、タイヤ内部の情報はセンサ類をタイヤ内部に装着して得る事が出来る。タイヤは回転体であることから、センサ類やセンサ類が読み取った情報を処理し、有線や無線を利用して外部(運転者等)に伝える手段を稼働させる。
【0003】
例えば、圧力検出手段がタイヤの空気圧値を検出する。送信制御手段がマイコンなどを用いて、この空気圧値をタイヤの空気圧信号に変換する。空気圧信号は高周波送信装置により、変調されて高周波信号として送信される。このとき、これらの手段は、電池によって駆動される(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2003−2020号公報(第3−4頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、タイヤの状態を測定する機器を電池駆動する場合、電池の交換などの電力を補給する行為が定期的に必要となる。タイヤの寿命は一般的に走行距離に依存するため、タイヤの交換時期は不定期である。そのため、タイヤの交換と電池の交換とが必ずしも一致せず、タイヤ交換よりも電池交換が先になる場合もあり得る。
【0006】
一方、タイヤの状態を示す情報は、車両が動いている時に必要な情報である。従って、車両が動いている場合のみタイヤ内部の情報が伝達されれば良い。つまり、車両が動いている時だけタイヤモニタ装置が稼働すれば良いわけである。同様に、車両が動いている時だけ、タイヤモニタ装置に電力が供給されていれば良い事になる。特に、無線を利用してタイヤの状態を通知するような場合において、電池駆動式では一般的に電力が絶えず供給されているので、車両を使用しなくても、電池が消耗してしまうという課題があった。
【0007】
本発明は、電力供給が可能なタイヤモニタ装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のタイヤモニタ装置は、タイヤから得られる物理量を検出するセンサと、 前記センサから得られた前記物理量から、前記タイヤの状態を判断する判断手段と、前記判断手段で判断した前記タイヤの状態を表示する表示手段と、前記センサ、前記判断手段及び前記表示手段に電力を供給する発電回路とを有する。
【0009】
また、本発明のタイヤモニタ装置は、タイヤから得られる物理量を検出し、前記物理量を送信するタイヤモニタ送信機と、前記タイヤモニタ送信機から送信された前記物理量を受信し、前記物理量から前記タイヤの状態を表示するタイヤモニタ受信機とからなり、前記タイヤモニタ送信機は、前記タイヤから得られる前記物理量を検出するセンサと、前記物理量を送信する第1の通信装置と、前記タイヤが有するエネルギーを利用して前記センサと前記通信装置に電力を供給する発電回路とを有し、前記タイヤモニタ受信機は、前記第1の通信装置から送信された前記物理量を受信する第2の通信装置と、前記物理量から前記タイヤの状態を表示する表示装置とを有する。
【0010】
また、本発明のタイヤモニタ装置は、前記発電回路が、前記タイヤの回転力を利用して回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電器を有し、前記発電器が、前記タイヤの回転により回転する回転錘と、前記回転錘に固定され前記回転錘と一体に回転する回転軸と、前記回転軸に固定されて前記回転軸と共に回転する磁石と、前記磁石の外側に配置した電磁石を有する。
【0011】
また、本発明のタイヤモニタ装置は、前記発電回路が前記タイヤが回転することで発生する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電器を有し、前記発電器が、一方の電極を前記タイヤを保持するホイールに直接又は間接的に接触さて、他方の電極を前記タイヤの内部に配置し、前記タイヤの有する熱を前記電気エネルギーに変換する熱発電素子を有する。
【0012】
また、本発明のタイヤモニタ装置は、前記発電回路が、前記タイヤが回転することを利用して磁束を変化させて電気エネルギーを発生する発電器を有し、前記発電器が、前記タイヤの内部に配置された発電用コイルと、前記タイヤの外側に配置し、前記タイヤが回転したときに前記発電用コイルと対向する位置に取り付けた磁石とを有する。
【0013】
また、本発明のタイヤモニタ装置は、前記発電回路が、前記タイヤが回転することを利用して磁束を変化させてことで電気エネルギーを発生する発電器を有し、前記発電器が、前記タイヤを保持するホイールに配置された発電用コイルと、前記タイヤの外側に配置し、前記タイヤが回転したときに前記発電用コイルと対向する位置に取り付けた磁石とを有する。
【0014】
また、本発明のタイヤモニタ装置は、前記発電回路が、前記発電器が発電した電力を蓄えることができる充電可能な電池を有する。
【0015】
【発明の実施の態様】
(実施例1)
本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図1は、本発明におけるタイヤモニタ送信機の外観とのその装着状態を示す。
【0016】
タイヤモニタ送信機100は、発電機構を有すると共に、タイヤ130の空気圧や温度などのタイヤの状態を測定して無線で送信するための電子部品を内蔵するタイヤモニタ送信機本体110と、空気をバルブ140から構成される。タイヤモニタ送信機100は、タイヤ130の空気バルブ140に取り付けられる。
【0017】
次に、タイヤモニタ送信機のブロック図について説明する。図2は、本発明のタイヤモニタ送信機のブロック図を示す。タイヤモニタ送信機100は、タイヤ130内の温度を測定する温度センサ222と、タイヤ130内の圧力を測定する圧力センサ224と、タイヤ130の振動を測定する振動センサ226と、これらのセンサ222、224、226から得られた情報を検知する情報検知機構230と、検知した情報を情報検知機構230とやり取りする中央処理装置240と、中央処理装置240の処理を行うためにプログラム等を記憶した記憶装置250と、中央処理装置240が検知した情報をタイヤモニタ受信機300に送信するために中央処理装置240と情報のやり取りを行う通信用無線機260と、タイヤモニタ受信機300へ送信する空中線270と、情報検知機構230と中央処理装置240と記憶装置250と通信用無線機260に電力を供給する発電回路210とからなる。
【0018】
発電回路210は、タイヤ130から得られる様々な物理的エネルギーを利用して発電する小型発電器212と、発電された交流を直流に変換する全波整流回路214と、直流に変換された電力を一定の電圧に保つようにする定電圧回路216、一定の電圧になった電力を蓄える二次電池218で構成される。
【0019】
小型発電器212は、例えば、14インチ外形のタイヤの場合、その外周が2,233ミリとなり、時速60キロメートルで走行した場合に1時間で2万7千回転する計算となる。従って、発電にはタイヤ130の回転のモーメントを利用した発電器が考えられる。タイヤ130のモニタ機能は、タイヤ130が走行中に何らかの理由で異常になる事を検知し、タイヤ130の異常による事故を未然に防ぐ為の装置である。従って、車両が使われている時のタイヤ130内圧力や温度を監視する事が望まれるのであり、車両が使われていない場合や、走っていない場合はタイヤ130の情報を必要としない。即ち、タイヤ130が回転している時の情報のみが必須となる為、タイヤの回転を用いて発電した電気でシステムを動かし、データを電送する方法が可能となる。
【0020】
小型発電器212は、タイヤの回転エネルギーを電気に変換するので、多くの場合、振幅が変動する脈流や交流が発電される。全波整流回路214は、この脈流や交流を直流に変換する。なお、交流等から直流への効率は落ちるが半波整流回路であっても構わない。
【0021】
また、小型発電器212は、タイヤが前進以外に後進する場合も有り、タイヤの回転速度に依って発電量や電圧が変化する。定電圧回路216は、小型発電器212からの出力を一定にする。定電圧回路216には、ツェナーダイオードや3端子レギュレータ等の半導体素子が用いられている。
【0022】
二次電池218は、直流となった電力を蓄えて、各電子部品に電力を供給する。
二次電池218は、車両の置かれる環境によって、キャパシタ、蓄電池などの充電可能な電池を適宜用いる。なお、二次電池218の充電立ち上がりは、発電した電力を効率的に充電することができるように、立ち上がりの早いものが好ましい。
【0023】
次にタイヤの状態を受信するタイヤモニタ受信機に付いて説明する。図3はタイヤモニタ受信機のブロック図を示す。なお、図3では4つのタイヤを有する車両の例を示している。タイヤモニタ受信機300は、第1から第4までのタイヤに装着されたタイヤモニタ送信機100から送信されるタイヤの状態を表す信号を受信する空中線310a〜310dと、受信した信号を復調する通信用無線機320a〜320dと、第1〜第4のタイヤの状態を表す信号を受け取るインターフェース330と、タイヤの状態を表す信号からタイヤの状態を判断する中央処理装置340、タイヤの状態を判断するための各種プログラムを記憶する記憶装置350、タイヤの状態を表す表示装置360からなる。
【0024】
タイヤモニタ送信機100とタイヤモニタ受信機300の距離が短い方が、ノイズや混信に影響されにくい為、タイヤの状態を受信するタイヤモニタ受信機300はタイヤモニタ送信機100に出来るだけ近い距離に有ることが好ましい。従って、タイヤモニタ受信機300を設置する位置は、タイヤハウジングの中やタイヤの軸を固定するショックアブソーバーの上等に設置するのが好ましい。タイヤモニタ受信機300からダッシュボードまでケーブルを用いて配線し、ダッシュボード上またはその近傍に表示装置360を取り付ける。タイヤモニタ受信機300が復調したタイヤの状態情報は、ケーブルを通じてダッシュボードの表示装置360まで送られ、表示される。なお、タイヤモニタ受信機300や表示装置360の電源は、車両に搭載したバッテリーから供給を受ける事が出来る為、タイヤモニタ送信機100の様に、独自に発電機構を持つ必要はない。
【0025】
また、タイヤモニタ受信機300は、その構造を簡略にする目的から無線を用いる場合、車両のルームミラーの基台の部分に取り付けられることができる。ここに取り付けると、タイヤモニタ送信機100は、乗用車に於いても比較的大きな電力でデータを送信する必要がある。大型トラックの場合はタイヤとタイヤモニタ受信機300の距離が増す為に、タイヤモニタ受信機300が正確なデータを受信できるように、タイヤモニタ送信機100は更に大きな送信出力が要求される。通常、無線の効率は入力した電力の50%以下である為、タイヤモニタ送信機100は大きな電力を消費する事になる。タイヤモニタ送信機100が送信する内容は基本的には数値データであり、送信時間は短い事が一般的であるが、送信電力の増大は二次電池218に大きな負担を掛ける結果となる。タイヤは回転体であり、バランスが重要となるため、タイヤに効率の良い空中線270を設置したりや大きな二次電池218を搭載する事が難しい。従って、電波を用いてデータを伝達する距離を出来るだけ短くし、タイヤモニタ送信機100は小型軽量のものが好ましい。
【0026】
次に、タイヤの状態情報を得て、その値を送信するタイヤモニタ送信機100の動作に付いて説明する。タイヤ130が回転すると、小型発電器212が発電を開始する(工程101)。タイヤモニタ送信機100を構成する各種電子回路であるモニタ回路に電力が供給されると(工程102)、先ず、中央処理装置240が立ち上がる(工程103)。中央処理装置240は温度センサ222、圧力センサ224、振動センサ226に測定するように命じる(工程104)。各センサ222、224、226は情報検知機構230にその値を通知する(工程105)。情報検知機構230はセンサ222、224、226からの値を増幅する信号増幅機構とアナログ値をディジタル値に変換する機構からなっている。情報検知機構230は、受け取ったセンサ222、224、226の測定値をアナログ・ディジタル変換し、測定値を数値化する(工程106)。情報検知機構230は、数値化された測定値を中央処理装置240に転送する(工程107)。中央処理装置240は測定時間と共にその測定値を記憶装置250に格納する(工程108)。記憶装置250は、電源が切れてもその値が消滅しない記憶装置250、例えばスタティックRAM(Random Access Memory)等が好ましい。中央処理装置240は決められた間隔、又は必要に応じて、記憶装置250から測定値を取り出し(工程109)、その値を通信用無線機260に送る(工程110)。通信用無線機260は受け取った値を高周波変調し、電波として放射する。通信用無線機260は消費電力の点から近距離用無線、例えば微弱無線機が好ましい(工程111)。
【0027】
次に、小型発電器の発電機構について説明する。本実施例では、回転錘を用いて回転のエネルギーを電気エネルギーに変える。図5は回転錘を用いた小型発電器の外観図であり、図6は回転錘を用いた小型発電器の断面図である。
【0028】
回転錘を用いた小型発電器である回転錘式発電器500は、物理的な回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電器である。回転錘式発電器500は、回転エネルギーを得る回転錘510と、回転錘510が回転する回転軸520と、電気エネルギーを発生する発電器530と出力ケーブル540からなる。また、発電器530は、回転軸520を回転可能に保持するベアリング610と、回転軸520に固定されてて回転軸520とともに回転する磁石620と、磁石620の外側に配置したコイル630で構成されている。
【0029】
回転錘510は、回転軸520に固定されおり、回転錘510と回転軸520は一緒に回転する。回転軸520は、2つのベアリング610で回転可能に固定されている。この為、回転方向にのみ回転出来る構造になっている。回転軸520には磁石620が固定されており、その回りを覆う様な形でコイル630が配置されている。コイル630は発電器本体530に固定されている。
【0030】
次に、回転錘式発電器500の動作について説明する。図7は回転錘式発電器を組み込んだタイヤモニタ送信機の外観図、図8は回転錘式発電器を組み込んだタイヤモニタ送信機の装着状態を示す。回転錘510が取り付けられた回転軸520が回転すると、回転軸520に取り付けられた磁石620が回転する。磁石620が回転する事で、コイル630を通過する磁束が変化する。コイル630内の磁束が変化すると、コイル630内に起電力が起きる。この起電力の向きは、フレミングの左手の法則に従う。回転錘式発電器500は、中央処理装置240等と共に、タイヤモニタ送信機本体710の内部に配置されている。タイヤ130の状態を表す信号は、空中線720からタイヤモニタ受信機300に送信される。なお、タイヤモニタ送信機本体710の上部には、タイヤ130に空気を注入する空気バルブ720がある。空気バルブ720の上部は、空気バルブ用キャップ730で保護される。
【0031】
ここで、回転錘510はそれ自体重さが有る。その慣性の為、発電器本体530が動いても、直ぐには動かない性質を持つ。つまり、回転錘510が回転するのは、発電器本体530と回転錘510の動きが異なった場合、言い換えれば、発電器本体530に加速度がかかった場合に、回転錘510が回転した様に見える。ここで、車両の運動に付いて考える。車両は通常、加速や減速を繰り返しながら動く。また、道に沿って左右に方向を変えたりもする。この運動は加速度運動である。従って、タイヤモニタ送信機700を取り付けたタイヤ130を装着した車両の場合、回転錘式発電器500の回転錘510は、走行中に回転している事になる。回転錘510が発電器本体530に対して回転すると、コイル630内部に起電力が起き、発電された事になる。発電された電流は、回転錘510の回転向きで流れる向きが変わる為、どちら向きの起電力でも直流電流として変換出来る装置が必要である。発電回路210内に全波整流器214を用いて整流する事で、発電された無電流向きの異なる起電力を単一向きの脈流に変換し、更に直流に変換することが出来る。従って、発電された起電力を有効に使う事が出来る。
【0032】
(実施例2)
次に、温度差を用いて発電する熱発電式発電器に付いて説明する。熱発電は温度差を持つ2つの物体で起電力が発生する物理現象、つまり熱電効果を用いた発電方法である。図9は、発電素子を平面上に多数並べた状態を示す状態図である。また、図10は、熱発電素子が直列に接続された場合の熱発電素子の帯電方向と流れる電流の方向を示す。
【0033】
車両のタイヤ130は走行中に地面との間で摩擦が起こり、摩擦熱が発生する。摩擦熱はタイヤ130内部に蓄積され、タイヤ130内部は外気温より高い温度となる。実際、バーストと呼ばれるタイヤ130の破裂は、タイヤ130内の温度が異常に上昇した場合に起こる。従って、外気温とタイヤ130内温度の差を使って発電する事が可能である。
【0034】
この発電方法の特徴は2種類の物質910、930、特に、金属を接合して金属間に生じる起電力を得る方法だが、発電素子920の1個当たりの起電力は非常に弱く、殆どの場合、電圧は数マイクロボルトである。従って、半導体素子を駆動させるには、少なくとも1V以上の起電力を得る必要が有るため、発電素子920を直列につなぎ、必要な電圧を得る方法を取っている。
【0035】
小さな発電素子920を直列に配線する事が出来るので、熱発電素子920単体の起電力が非常に小さくても、直列配線する事で大きな電圧を得る事が出来る。
【0036】
次に、熱発電を用いた発電器をタイヤモニタ送信機に組み込んだ状態に付いて説明する。図11は、熱発電素子を有するタイヤモニタ送信機の内部を示す。図11Aはタイヤモニタ送信機の透視図、図11Bはタイヤモニタ送信機の断面図をぞれぞれ示す。
【0037】
タイヤモニタ送信機本体1140の上面は、金属の板1120になっている。金属板1120に熱発電素子1110が接合されている。金属板1120はホイールに伝わる外気温を熱発素子1110に伝える役目を持つ。金属板1120はタイヤモニタ送信機1110がタイヤ130に装着される時に、ホイールの金属面1130に接触する様に設計されている。空気バルブ720と、空気バルブ用キャップ730は実施例1と同じである。
【0038】
図12は、熱発電式発電器を組み込んだタイヤモニタ送信機の取り付け状態を示す図である。タイヤモニタ送信機1110は、タイヤ130用のホイール1210に配置される。構造としても非常に簡単である。しかし、この発電方法では、タイヤ130内部の温度が上昇しなければ発電出来ない。つまり、このタイヤモニタ送信機1110を装着した車両が充分な距離を走らないと、充分な発電が出来ない事もあり得る。従って、2次電池が充分な電力を保持出来る事が好ましい。
【0039】
(実施例3)
次に、電磁誘導で発電する方法に付いて説明する。図13は、本実施例に使われる電磁誘導の原理を示している。電磁誘導とはコイル1320の中を通過する磁束の量が変化する時、磁束の数を変化させない方向にコイル1320内部に起電力が発生する現象を言う。鉄心1310に巻いたコイル1320と磁石1330で構成されている。鉄心1310に巻いたコイル1320はタイヤ130の回転と共に回転し、鉄心1310に巻いたコイル1320と磁石1330の距離は経時的に変化する。鉄心1310に巻いたコイル1320を通過する磁束は、鉄心1310に巻いたコイル1320と磁石1330の距離の2乗に反比例する。従って、タイヤ130が回転する事で、磁石1330と鉄心1310に巻いたコイル1320の距離が変化する為、通過する磁束密度が変化する。時間的変化量はタイヤ130の回転が速いほど変化量は大きくなる。
【0040】
次に、鉄心に巻いたコイルが磁石に近づく場合に付いて説明する。図14は、タイヤが回転する時に緩衝装置1430に取り付けられた磁石とタイヤ上に固定された鉄心に巻いたコイルとの関係を示した模式図である。先ず、鉄心に巻いたコイル1410に磁石1420に近づくと、通過する磁束の量が増える。コイル1410内部には磁束の量を減らす方向に起電力が発生する。図14Aはその状態を示す。起電力の向きはフレミングの右手の法則に従う。電流の流れる方向を仮に正の方向とする。次に、鉄心に巻いたコイル1410が磁石1420に一番近づいた点に付いて説明する。図14Bは、鉄心に巻いたコイル1410が磁石1420に一番近づいた状態を示す状態図である。この点に於いて、鉄心に巻いたコイル1410を通過する磁束密度は最大となり、磁束密度の変化が無くなる為、起電力は起きなくなる。更に、鉄心に巻いたコイル1410が磁石から離れて行く場合に付いて説明する。図14Cは鉄心に巻いたコイル1410が磁石1420から離れて行く状態を示す状態図である。この場合には鉄心に巻いたコイル1410を通過する磁束密度は減少する。磁束密度が減少する事でコイル1410内部に起電力が発生するが、電流の向きは鉄心を巻いたコイル1410が磁石1420に近づく場合と反対になる。つまり、負の方向に電流が流れる。
【0041】
更に、鉄心に巻いたコイル1410が磁石1420から最大の距離となった時に付いて説明する。図14Dは、鉄心に巻いたコイルが磁石から最大の距離になった状態を示す状態図である。コイル1410を通過する磁束の変化は無くなる為、起電力は発生しなくなる。鉄心に巻いたコイル1410と磁石1420の距離が最大点を過ぎると、鉄心を巻いたコイル1410と磁石1420の距離が近づく為に、鉄心に巻いたコイル1410を通過する磁束は増加する。従って、起電力が発生する。このときの電流の向きは正の方向となる。タイヤ130が回転する事で正の電流が流る状態、電流が流れない状態、負の電流が流れる状態、電流が流れない状態の繰り返しが起こる。つまり、タイヤが回転する事で、交流が発電される事になる。これが図2に示す小型発電器212に当たり、ここで発生した交流が全波整流回路214で直流に変換される。更に、定電圧回路216で電圧を一定にし、二次電池218に蓄えられる。二次電池218に蓄えられて電力でタイヤモニタ送信機が可動する。
【0042】
次に、鉄心に巻いたコイル発電装置の装着方法に付いて説明する。装着方法は大きく分けて2つの方法が可能である。図15は、タイヤモニタ送信機の内部に鉄心にコイルを巻いた発電器が組み入れられる場合を示している。磁石1420は緩衝装置1430上に固定されている。その位置は、緩衝装置1430上で鉄心に巻いたコイル1515と磁石の距離が最短になる位置に固定する。鉄心に巻いたコイル1515は電磁誘導式タイヤモニタ送信機1510内部に固定されており、その形状は空気バルブ形状をしている為、ホイール1520上の空気バルブの穴にタイヤモニタ送信機1510を固定する。この方法の利点は、タイヤモニタ送信機1510内部に鉄心に巻いたコイル1515、つまり発電器が組み込まれる為、タイヤモニタ送信機1510の外部からの配線が必要無い。ただし、鉄心に巻いたコイル1515が磁石1420に近づいた時に、充分その距離を縮める事が出来ず、磁束密度の変化を大きく出来ない為、発電効率が落ちる傾向にある。
【0043】
次に、鉄心を巻いたコイルを、ホイールの内面に固定させて場合に付いて説明する。図16は、ホイールの内側に180度の角度を持って2個の鉄心に巻いたコイルを配置した状態を示す。この方法では、緩衝装置1430上の磁石1420とホイール1520上の鉄心に巻いたコイル1515の距離は、両者を動かす事で最適な位置に調整出来る為、タイヤ130が回転する事で起こる磁束密度の変化を最大にする事が出来る。従って、鉄心に巻いたコイル1515の1個の発電量を高める事ができる。また、ホイール1520上に複数の鉄心に巻いたコイル1515を配置出来る為、発電量を増やす事ができる。ただし、タイヤモニタ送信機1510は、それ自体がタイヤ130内部に格納される為、発電した電気を送る送電用の配線が必要となる。
【0044】
図17は、複数の発電用コイルと磁石の平面方向における取り付け位置を示したものである。磁石1420は、緩衝装置1430に取り付ける。鉄心に巻いたコイル1515は、タイヤ130を外周に取り付けたホイール1520に、合い向かう位置に取り付ける。
【0045】
【発明の効果】
タイヤモニタ装置自身が発電回路を有しているので、外部から電力を供給することなく、タイヤモニタ装置に電力を供給することができる。また、無線通信を利用してタイヤの状態についての情報をやり取りするので、配線を気にすることなく容易にタイヤモニタ装置を装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】タイヤモニタ送信機の外観とその取り付け位置を示した斜視図である。
【図2】タイヤモニタ送信機のブロック図である。
【図3】タイヤモニタ受信機のブロック図である。
【図4】タイヤモニタ送信機の電源入切に関するフローチャートである。
【図5】回転錘式発電器の外観を示す斜視図である。
【図6】回転錘式発電器の断面図と回転錘側から見た平面図である。
【図7】回転錘式発電器を組み込んだタイヤモニタ送信機の外観図である。
【図8】回転錘式発電器を組み込んだタイヤモニタ送信機の装着状態を示す図である。
【図9】熱発電素子の構造を表した透視図である。
【図10】熱発電素子の発電と電流の流れる方向を表した断面図である。
【図11】熱発電式発電器を有するタイヤモニタ送信機の透視図及び断面図である。
【図12】熱発電式発電器を有するタイヤモニタ送信機の装着状態を表した断面図である。
【図13】電磁誘導を用いた発電方式の原理を示す斜視図である。
【図14】電磁誘導発電と電流の向きをしめす平面図である。特に、図14Aはコイルが磁石に近づく場合、図14Bはコイルと磁石が最短距離の場合、図14Cはコイルが磁石に遠ざかる場合、図14Dはコイルと磁石が最長距離の場合である。
【図15】電磁誘導式タイヤモニタ送信機において、発電用コイルがタイヤモニタ送信機の内部に有る場合の断面図を示す。
【図16】電磁誘導式タイヤモニタ送信機において、発電用コイルがタイヤモニタ送信機の外部に有る場合の断面図を示す。
【図17】発電用コイルと磁石の平面的な位置を表した平面図である。
【符号の説明】
100 タイヤモニタ送信機
110 タイヤモニタ送信機本体
130 タイヤ
140 空気バルブ
210 発電回路
300 タイヤモニタ受信機
500 回転錘式発電器
700 回転錘式発電器を有するタイヤモニタ送信機
1100 熱発電式発電器を有するタイヤモニタ送信機
1510 電磁誘導式発電器を有するタイヤモニタ送信機
Claims (3)
- タイヤから得られる物理量を検出し、前記物理量を送信するタイヤモニタ送信機と、前記タイヤモニタ送信機から送信された前記物理量を受信し、前記物理量から前記タイヤの状態を表示するタイヤモニタ受信機とからなり、
前記タイヤモニタ送信機は、前記タイヤから得られる前記物理量を検出するセンサと、
前記センサの測定値を数値化し転送する情報検知機構と、測定されたデータを保存する記憶装置と、前記物理量にかかわる情報を送信する第1の通信装置と、前記情報検知機構から転送された測定値を測定時間と共に前記記憶装置に格納し、決められた間隔、又は必要に応じて、前記記憶装置から測定値を取り出し、その値を前記第1の通信装置に送る中央処理装置と、前記タイヤから得られるエネルギーを利用して前記情報検知機構と前記中央処理装置と前記記憶装置と前記第1の通信装置に電力を供給する発電回路とを有し、
前記タイヤモニタ受信機は、前記第1の通信装置から送信された前記物理量を受信する第2の通信装置と、前記物理量から前記タイヤの状態を判断する判断手段と、前記判断手段で判断した前記タイヤの状態を表示する表示装置とを有し、
前記発電回路は、前記タイヤの回転力を利用して回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電器と、前記発電器が発電した電力を蓄えることができる充電可能な電池とを有し、前記発電器は、前記タイヤの回転により回転する回転錘と、前記回転錘に固定され前記回転錘と一体に回転する回転軸と、前記回転軸に固定されて前記回転軸と共に回転する磁石と、前記磁石の外側に配置した電磁石を有するタイヤモニタ装置。 - タイヤから得られる物理量を検出し、前記物理量を送信するタイヤモニタ送信機と、前記タイヤモニタ送信機から送信された前記物理量を受信し、前記物理量から前記タイヤの状態を表示するタイヤモニタ受信機とからなり、
前記タイヤモニタ送信機は、前記タイヤから得られる前記物理量を検出するセンサと、
前記センサの測定値を数値化し転送する情報検知機構と、測定されたデータを保存する記憶装置と、前記物理量にかかわる情報を送信する第1の通信装置と、前記情報検知機構から転送された測定値を測定時間と共に前記記憶装置に格納し、決められた間隔、又は必要に応じて、前記記憶装置から測定値を取り出し、その値を前記第1の通信装置に送る中央処理装置と、前記タイヤから得られるエネルギーを利用して前記情報検知機構と前記中央処理装置と前記記憶装置と前記第1の通信装置に電力を供給する発電回路とを有し、
前記タイヤモニタ受信機は、前記第1の通信装置から送信された前記物理量を受信する第2の通信装置と、前記物理量から前記タイヤの状態を判断する判断手段と、前記判断手段で判断した前記タイヤの状態を表示する表示装置とを有し、
前記発電回路は、前記タイヤが回転することで発生する熱エネルギーを電気エネルギーに変換する発電器と、前記発電器が発電した電力を蓄えることができる充電可能な電池とを有し、前記発電器は、一方の電極を前記タイヤを保持するホイールに直接又は間接的に接触さて、他方の電極を前記タイヤの内部に配置し、前記タイヤの有する熱を前記電気エネルギーに変換する熱発電素子を有するタイヤモニタ装置。 - 前記タイヤモニタ送信機は、前記タイヤの空気バルブに取り付けられる請求項1又は2に記載のタイヤモニタ装置。
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