JP6009426B2 - タイヤ状態監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの内圧を検出して、その検出結果を車両本体に無線送信するタイヤ状態監視装置に関する。

従来、この種のタイヤ状態監視装置として、圧力センサ及び無線回路を含むセンサ通信回路とは別に、車輪の回転や振動等によって往復移動する錘を備え、その錘の運動エネルギーを電力に変換してセンサ通信回路の駆動電力を得る、所謂、自己発電機能を有したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１８７４２９号公報（段落［００２４］〜［００２６］、図４）

しかしながら、上述した従来のタイヤ状態監視装置では、十分な発電量を確保するために錘を大きくすると、タイヤ状態監視装置全体が嵩張るという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、自己発電機能を備えつつ小型化を図ることが可能なタイヤ状態監視装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るタイヤ状態監視装置（１０）は、圧力センサ（３０）及び無線回路（３４）を含むセンサ通信回路（１０Ａ）を有して、車輪（９１）に取り付けられ、車輪（９１）に備えたタイヤ（９２）の内圧を圧力センサ（３０）にて検出し、その検出結果を前記無線回路（３４）にて車両本体（９０Ｈ）に送信するタイヤ状態監視装置（１０）であって、車輪（９１）に固定される固定ベース（２０）と、センサ通信回路（１０Ａ）及びそのセンサ通信回路（１０Ａ）に給電する蓄電手段（３７）を搭載しかつ固定ベース（２０）に往復移動可能に支持され、車輪（９１）の動きの変化に伴って生じる慣性力により固定ベース（２０）に対して往復移動するタイヤ状態監視装置本体（１１）と、タイヤ状態監視装置本体（１１）の固定ベース（２０）に対する往復移動の運動エネルギーを電力に変換して蓄電手段（３７）に給電する発電手段（２５）と、を備えたところに特徴を有する。

なお、ここで、発電手段としては、変形により発電する圧電素子（２５）や、電磁誘導により発電するコイル（５６Ｗ）及び磁石（５３Ｗ）や、静電誘導により発電するエレクトレット材料などが挙げられる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤ状態監視装置（１０）において、固定ベース（２０）とタイヤ状態監視装置本体（１１）との間を連絡し、タイヤ状態監視装置本体（１１）の慣性力を受けて弾性変形すると共に、その弾性復元によってタイヤ状態監視装置本体（１１）を固定ベース（２０）に対して振動するように往復移動させる弾性部材（２２）を備えたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のタイヤ状態監視装置（１０Ｖ）において、タイヤ状態監視装置本体（１１）に、凹部（１５）を形成して、凹部（１５）の奥面（１５Ｍ）に弾性部材（２２）の端部を固定したところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載のタイヤ状態監視装置（１０）において、固定ベース（２０）に設けられ、タイヤ状態監視装置本体（１１）を往復移動可能に収容した収容ケース（２１）と、収容ケース（２１）に設けられ、タイヤ状態監視装置本体（１１）と当接してタイヤ状態監視装置本体（１１）の移動範囲を制限するストッパ部（２３）と、を備えたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項２乃至４のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０）において、タイヤ状態監視装置本体（１１）の慣性力を受けて曲げ変形する弾性部材（２２）としての板バネ（２２）と、板バネ（２２）と平行に配置されて固定ベース（２０）とタイヤ状態監視装置本体（１１）との間を連絡し、タイヤ状態監視装置本体（１１）の慣性力を受けて変形して電力を生成する発電手段（２５）としての圧電素子（２５）と、を備えたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０Ｗ）において、固定ベース（２０）とタイヤ状態監視装置本体（１１）との一方に固定された挿通シャフト（５２）と、挿通シャフト（５２）に挿通されたスリーブ（５５）とで構成されて、タイヤ状態監視装置本体（１１）を固定ベース（２０）に対して直線往復移動させる直動ガイド機構（５０）を備えて、スリーブ（５５）に巻回されたコイル（５６Ｗ）と、挿通シャフト（５２）に備えられてコイル（５６Ｗ）を貫通する磁束を生じさせる磁石（５３Ｗ）とで、発電手段（５３Ｗ，５６Ｗ）が構成されたところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０Ｙ）において、固定ベース（２０）とタイヤ状態監視装置本体（１１）との一方に固定されたコイル（５６Ｙ）と、固定ベース（２０）とタイヤ状態監視装置本体（１１）とに分けて固定されかつ何れか一方に磁石（５３Ｙ）を含んだ第１と第２の磁路構成体（５３Ｙ，７１）とからなって、コイル（５６Ｙ）を貫通する磁気回路（７５）を構成すると共に、第１と第２の磁路構成体（５３Ｙ，７１）の間に、タイヤ状態監視装置本体（１１）の往復移動により拡縮するギャップ（Ｌ）を有した可変磁気回路機構（７６）とで、発電手段（５６Ｙ，７６）が構成されたところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０）において、センサ通信回路（１０Ａ）及び蓄電手段（３７）を実装した回路基板（４０）を封止樹脂部材（４５）にて封止してなるタイヤ状態監視装置本体（１１）を備えたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
本発明では、センサ通信回路（１０Ａ）及び蓄電手段（３７）を搭載したタイヤ状態監視装置本体（１１）が固定ベースに対して往復移動すると、そのタイヤ状態監視装置本体（１１）のセンサ通信回路（１０Ａ）を駆動する電力が生成される。このように、本発明では、センサ通信回路（１０Ａ）の駆動電力を生成する発電手段（２５）が、センサ通信回路（１０Ａ）を搭載したタイヤ状態監視装置本体（１１）の運動エネルギーを利用しているので、タイヤ状態監視装置本体（１１）とは別個に設けた錘等の運動エネルギーを利用する場合と比較して、タイヤ状態監視装置（１０）の小型化が図られる。

［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、車輪（９１）の動きの変化によってタイヤ状態監視装置本体（１１）が慣性力を受けたときに、タイヤ状態監視装置本体（１１）が固定ベース（２０）に対して振動するように往復移動するので、１回の車輪（９１）の動きの変化に対する発電量を大きくすることができ、発電効率の向上が図られる。

［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、凹部（１５）の深さ分だけ弾性部材（２２）を長くすることができるので、弾性部材（２２）が過度に変形されることが抑えられ、弾性部材（２２）の耐久性向上が図られる。

［請求項４の発明］
請求項４の発明では、タイヤ状態監視装置本体（１１）が収容ケース（２１）内を移動すると、収容ケース（２１）のストッパ部（２３）と当接して、タイヤ状態監視装置本体（１１）の過度の移動が抑えられる。これにより、弾性部材（２２）の過度の変形が防がれ、弾性部材（２２）の耐久性の向上が図られる。

［請求項５の発明］
本発明によれば、センサ通信回路（１０Ａ）の駆動電力を得るために必要なタイヤ状態監視装置本体（１１）の往復移動量を小さくすることが可能になる。これにより、タイヤ状態監視装置（１０）の小型化が図られる。なお、本発明の構成を請求項３の発明に適用した場合には、圧電素子（２５）の変形量を大きくして、発電量を大きくすることができる。

［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、発電手段（５３Ｗ，５６Ｗ）としてのコイル（５６Ｗ）及び磁石（５３Ｗ）が、タイヤ状態監視装置本体（１１）を固定ベース（２０）に対して直線往復移動させる直動ガイド機構（５０）に兼用されているので、タイヤ状態監視装置（１０）の小型化が図られる。

［請求項７の発明］
請求項７の発明では、第１と第２の磁路構成体（５３Ｙ，７１）の間のギャップ（Ｌ）が拡縮すると、コイル（５６Ｙ）を貫通する磁束が変化して発電する。そして、本発明によれば、磁路構成体（５３Ｙ，７１）の移動距離を小さくして、センサ通信回路（１０Ａ）を駆動するために必要な発電量を確保することが可能となるので、コイル（５６Ｙ）の軸方向に磁石を移動させてコイル（５６Ｙ）内の磁束を変化させる場合と比較して、タイヤ状態監視装置（１０Ｙ）の小型化が図られる。

［請求項８の発明］
請求項８の発明によれば、センサ通信回路（１０Ａ）及び蓄電手段（３７）の保護が図られる。また、本発明の構成を請求項２の発明に適用した場合には、封止樹脂材料（４５）によってタイヤ状態監視装置本体（１１）の重量が増すので、車輪（９１）の動きによって加速度変化があったときにタイヤ状態監視装置本体（１１）が受ける慣性力が大きくなり、タイヤ状態監視装置本体（１１）の振動しやすくなって発電量の向上が図られる。

本発明の第１実施形態に係るタイヤ状態監視装置が取り付けられた車両の概念図 タイヤ状態監視装置の斜視図 タイヤ状態監視装置の平断面図 （Ａ）タイヤ状態監視装置本体の平断面図、（Ｂ）タイヤ状態監視装置本体の側断面図 タイヤ状態監視装置の平断面図 タイヤ状態監視装置本体のブロック図 本発明の第２実施形態に係るタイヤ状態監視装置の平断面図 タイヤ状態監視装置本体の平断面図 タイヤ状態監視装置の平断面図 本発明の第３実施形態に係るタイヤ状態監視装置の平断面図 本発明の第４実施形態に係るタイヤ状態監視装置の平断面図 本発明の第５実施形態に係るタイヤ状態監視装置の平断面図 変形例に係るタイヤ状態監視装置の平断面図 変形例に係るタイヤ状態監視装置の平断面図

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態に係るタイヤ状態監視装置１０は、タイヤバルブ８０と共に車両９０の各車輪９１（図１には、そのうちの１つの車輪９１のみが示されている。）に取り付けられてタイヤ９２の密閉空間内に配置されている。

図６には、タイヤ状態監視装置１０の電気的な構成が示されている。同図に示すように、タイヤ状態監視装置１０には、センサ通信回路１０Ａと、電源回路１０Ｂとが備えられ、センサ通信回路１０Ａは、電源回路１０Ｂから供給された電力により駆動される。

センサ通信回路１０Ａには、圧力センサ３０、計測回路３１、マイコン３２、メモリ３３及び無線回路３４が備えられている。また、図示はしないが、圧力センサ３０の他に、センサ通信回路１０Ａには、温度センサ及び加速度センサも備えられている。

そして、タイヤ状態監視装置１０は、例えば、車輪９１の回転により加速度センサが遠心力を検出したことを条件に、圧力センサ３０及び温度センサにて検出したタイヤ９２内の圧力及び温度を無線回路３４により無線送信する。これに対し、図１に示すように、車両本体９０Ｈには、無線回路９６を有する信号処理装置９５が備えられている。そして、タイヤ状態監視装置１０が出力した無線信号を無線回路９６が受信し、例えば、車両本体９０Ｈに備えた表示器９７でタイヤ９２の内圧や温度に関する情報を表示する。

図６に示すように、タイヤ状態監視装置１０の電源回路１０Ｂには、１次電池３５と２次電池３７とが備えられている。２次電池３７には、圧電素子２５により生成された電力が整流回路３６を介して蓄えられる。１次電池３５と２次電池３７には、切替スイッチ３９が接続され、何れかの電池を電源として使用するようになっている。この切り替えは、以下のようにして行われる。

即ち、２次電池３７には、切替スイッチ３９とは別に、電源監視回路３８が接続され、２次電池３７の充電量が一定以上になると、切替スイッチ３９に制御信号を送る。切替スイッチ３９は、電源監視回路３８から制御信号を受けていないときは、１次電池３５に接続され、電源監視回路３８からの制御信号を受けている間だけ、２次電池３７に接続される。

次に、タイヤ状態監視装置１０の具体的な構造について説明する。図２に示すように、タイヤ状態監視装置１０は、タイヤバルブ８０に固定された収容ケース２１の内部に、タイヤ状態監視装置本体１１を備えている。タイヤ状態監視装置本体１１には、上述した圧電素子２５（図６参照）を除く各部品が搭載されている。具体的には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、タイヤ状態監視装置本体１１は、センサＩＣ４１、２次電池３７及びアンテナ４４等が実装された回路基板４０を封止樹脂部材４５（例えば、ウレタン樹脂）で封止してなる。センサＩＣ４１には、図６に示したセンサ通信回路１０Ａの各部品（圧力センサ３０、計測回路３２、無線回路３４等）が実装されている。

なお、図２に示すように、収容ケース２１には、通気孔２１Ａが設けられ、タイヤ９２内の空気が収容ケース２１内に流通するようになっている。また、タイヤ状態監視装置本体１１には、センサＩＣ４１に実装された圧力センサ３０（図６参照）に収容ケース２１内の空気を導入するための圧力導入筒４２が設けられている（図３（Ｂ）参照）。

ところで、本実施形態のタイヤ状態監視装置１０では、図４に示すように、タイヤ状態監視装置本体１１は、収容ケース２１に基端部が固定された板バネ２２にて片持ちに支持されている。詳細には、板バネ２２は、収容ケース２１の支持壁２１Ｈから内側に突出し、収容ケース２１の幅方向（図４の左右方向）に弾性変形可能となっている。

そして、タイヤ状態監視装置本体１１は、車輪９１の回転や振動等によって収容ケース２１の幅方向に加速度の変化があると、その慣性力によって、図４から図５への変化に示すように、板バネ２２の基端部を中心として振動する。即ち、タイヤ状態監視装置本体１１は、収容ケース２１に対して幅方向に往復移動可能となっている。なお、本実施形態では、タイヤバルブ８０と収容ケース２１とで、本発明に係る固定ベース２０が構成され、板バネ２２が本発明の「弾性部材」に相当する。

また、タイヤ状態監視装置１０では、帯状の圧電素子２５が板バネ２２と平行に配置され、この圧電素子２５の両端部が収容ケース２１の支持壁２１Ｈとタイヤ状態監視装置本体１１の支持壁２１Ｈとの対向面１１Ｍとに固定されている。そして、上述の如く、タイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１に対して振動すると、圧電素子２５が収容ケース２１の幅方向に変形して電力を生成し、この電力が、上述した２次電池３７に蓄えられる。

なお、図３（Ａ）に示すように、センサＩＣ４１及び２次電池３７は、回路基板４０のうち板バネ２２から離れた側に寄せて配置されている。即ち、本実施形態では、タイヤ状態監視装置本体１１の重心が、板バネ２２から遠い側に偏在されている。これにより、板バネ２２が弾性変形し易くなり、発電量を増やすことができる。また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の例では、タイヤ状態監視装置本体１１の重量及び重心位置を調整するための調整用ウェイト４３が、回路基板４０の板バネから離れた側に備えられているが、この調整用ウェイト４３を備えない構成としてもよい。

図５に示すように、タイヤ状態監視装置本体１１は、板バネ２２の弾性変形量が大きくなると、収容ケース２１のうち幅方向で対向した１対の対向壁２３，２３と当接して、振動が規制される。即ち、１対の対向壁２３，２３は、タイヤ状態監視装置本体１１の移動範囲を制限するストッパ部となっている。これにより、板バネ２２及び圧電素子２５の過度の変形を抑えて、板バネ２２及び圧電素子２５の耐久性向上が図られる。しかも、タイヤ状態監視装置本体１１を保護する収容ケース１１を、タイヤ状態監視装置本体１１の移動範囲を制限するストッパ部に兼用したので、タイヤ状態監視装置１０の小型化が図られる。

本実施形態に係るタイヤ状態監視装置１０の構成に関する説明は以上である。次に、タイヤ状態監視装置１０の作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０では、車輪９１の回転又は振動等によって収容ケース２１の幅方向に加速度の変化が生じると、慣性力によってタイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１（固定ベース２０）に対して幅方向に往復移動する。すると、その往復移動の運動エネルギーが圧電素子２５によって電力に変換され、その電力が２次電池３７に蓄電される。即ち、センサ通信回路１０Ａ及び２次電池３７を搭載したタイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１（固定ベース２０）に対して往復移動すると、そのタイヤ状態監視装置本体１１のセンサ通信回路１０Ａを駆動する電力が生成される。このように、本実施形態では、センサ通信回路（１０Ａ）の駆動電力を生成する圧電素子２５が、センサ通信回路１０Ａを搭載したタイヤ状態監視装置本体１１の運動エネルギーを利用しているので、タイヤ状態監視装置本体１１とは別個に設けた錘等の運動エネルギーを利用する場合と比較して、タイヤ状態監視装置１０の小型化が図られる。

また、本実施形態では、車輪９１の動きの変化によってタイヤ状態監視装置本体１１が慣性力を受けたときに、板バネ２２によって、タイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１（固定ベース２０）に対して振動するように往復移動するので、１回の車輪９１の動きの変化に対する発電量を大きくすることができ、発電効率の向上が図られる。しかも、タイヤ状態監視装置本体１１は、収容ケース２１内を移動すると、収容ケース２１の１対の対向壁２３，２３と当接して、過度の移動が抑えられる。これにより、板バネ２２の過度の変形を防がれ、板バネ２２の耐久性の向上が図られる。

さらに、本実施形態では、タイヤ状態監視装置本体１１の運動エネルギーを電力に変換する発電手段として、タイヤ状態監視装置本体１１の慣性力を受けて変形する圧電素子２５を用いたので、センサ通信回路１０Ａの駆動電力を得るために必要なタイヤ状態監視装置本体１１の往復移動量を小さくすることができ、これにより、タイヤ状態監視装置１０の小型化が図られる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態を変形したものであり、タイヤ状態監視装置本体の構造が異なっている。具体的には、図７に示すように、本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｖでは、タイヤ状態監視装置本体１１における収容ケース２１の支持壁２１との対向面１１Ｍに、凹部１５が形成されている。

凹部１５は、タイヤ状態監視装置本体１１の幅方向の中央部に配置されて、板バネ２２と圧電素子２５の先端部を受容している。そして、凹部１５の奥面１５Ｍに、板バネ２２と圧電素子２５の両先端部が固定されている。即ち、板バネ２２及び圧電素子２５は、上記第１実施形態と比較して、凹部１５の深さ分だけ長くなっている。

なお、図８に示すように、センサＩＣ４１、調整用ウェイト４３及び２次電池３７は、凹部１５の奥面１５Ｍよりも支持壁２１Ｈから離れた側に寄せて配置されている。従って、上記第１実施形態と同様に、板バネ２２が弾性変形し易くなり、発電量を増やすことができる。

タイヤ状態監視装置１０Ｖのその他の構成については、上記第１実施形態と同様になっているので、同一符号を付すことで説明を省略する。次に、タイヤ状態監視装置１０Ｖの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｖでは、上記第１実施形態と同様に、車輪の回転又は振動等によって収容ケース２１の幅方向で加速度変化が生じると、慣性力によってタイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１（固定ベース２０）に対して幅方向に往復移動する（図９参照）。そして、このタイヤ状態監視装置本体１１の運動エネルギーが圧電素子２５によって、タイヤ状態監視装置本体１１に搭載したセンサ通信回路１０Ａ（上記第１実施形態の図６を参照）の駆動電力に変換される。従って、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施形態では、上記第１実施形態と比較して、凹部１５の深さ分だけ板バネ２２を長くすることができるので、板バネ２２にかかる負荷を分散させることができ、板バネ２２の耐久性向上が図られる。また、圧電素子２５についても、凹部１５の深さ分だけ長くすることができるので、圧電素子２５の変形量が大きくなり、発電量を大きくすることができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態を図１０に基づいて説明する。本実施形態のタイヤ状態監視装置では、タイヤ状態監視装置本体が収容ケース（固定ベース）に直動可能に支持されている。

具体的には、図１０に示すように、タイヤ状態監視装置１０Ｗは、収容ケース２１内に、収容ケース２１の幅方向に中心軸を有したスリーブ５５を備えている。スリーブ５５は、収容ケース２１の支持壁２１Ｈに固定されている。

一方、タイヤ状態監視装置本体１１には、スリーブ５５を挿通する挿通シャフト５２が固定されている。詳細には、挿通シャフト５２は、タイヤ状態監視装置本体１１における支持壁２１との対向面１１Ｍから張り出した張り出し突部５１の先端部から収容ケース２１の幅方向の一方側に延びている。そして、挿通シャフト５２が、スリーブ５５の軸方向に沿って移動することで、タイヤ状態監視装置本体１１は、収容ケース２１の幅方向に往復移動する。なお、本実施形態では、挿通シャフト５２とスリーブ５５とで、本発明の直動ガイド機構５０が構成されている。

なお、タイヤ状態監視装置本体１１と収容ケース２１の対向壁２３，２３との間には、圧縮コイルバネ５４，５４（本発明の「弾性部材」に相当する。）が設けられていて、タイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１の幅方向で振動するようになっている。

さて、本実施形態では、挿通シャフト５２の一端部が磁石５３Ｗで構成される一方、スリーブ５５の外側には、コイル５６Ｗが巻回されている。即ち、本実施形態では、収容ケース２１に、収容ケース２１の幅方向に中心軸を有するコイル５６Ｗが固定される一方、そのコイル５６Ｗ内を挿通する磁石５３Ｗがタイヤ状態監視装置本体１１と一体に移動するようになっている。

そして、車輪９１（上記第１実施形態の図１を参照）の回転又は振動等によって収容ケース２１の幅方向に加速度変化が生じると、慣性力によってタイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１の幅方向に振動する。すると、タイヤ状態監視装置本体１１と一体に移動する挿通シャフト５２の磁石５３Ｗがコイル５６Ｗ内を往復移動し、電磁誘導によりコイル５６Ｗに誘導起電力が発生する。なお、コイル５６Ｗの末端は、タイヤ状態監視装置本体１１まで取り回されて２次電池３７（第１実施形態の図３（Ａ）及び図６を参照）に接続され、誘導起電力に起因した電力が２次電池３７に蓄えられる。即ち、本実施形態では、磁石５３Ｗとコイル５６Ｗとで本発明の「発電手段」が構成されている。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｗのその他の構成については、上記第１実施形態と同様になっているので、同一符号を付すことで説明を省略する。次に、タイヤ状態監視装置１０Ｗの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｗでは、タイヤ状態監視装置本体１１に搭載したセンサ通信回路１０Ａ（上記第１実施形態の図６を参照）の駆動電力を生成するコイル５６Ｗ及び磁石５３Ｗが、センサ通信回路１０Ａを搭載したタイヤ状態監視装置本体１１の運動エネルギーを利用しているのでタイヤ状態監視装置本体１１とは別個に設けた錘等の運動エネルギーを利用する場合と比較して、タイヤ状態監視装置１０の小型化が図られる。また、圧縮コイルバネ５４，５４によって、タイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１（固定ベース２０）に対して振動するように往復移動するので、１回の車輪９１の動きの変化に対する発電量を大きくすることができ、発電効率の向上が図られる。

また、本実施形態では、発電手段としてのコイル５６Ｗ及び磁石５３Ｗが、タイヤ状態監視装置本体１１を収容ケース２１（固定ベース２０）に対して直線往復移動させる直動ガイド機構５０に兼用されているので、タイヤ状態監視装置１０の小型化が図られる。しかも、磁石５３Ｗは、タイヤ状態監視装置本体１１と一体に移動する構成になっているので、車輪９１の動きの変化によって加速度変化があったときにタイヤ状態監視装置本体１１が受ける慣性力を大きくして、タイヤ状態監視装置本体１１を移動させやすくすることができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態を図１１に基づいて説明する。図１１に示すように、本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｘでは、収容ケース２１に、収容ケース２１の幅方向で直線状に延びた挿通シャフト６１が固定されている。詳細には、挿通シャフト６１は、支持壁２１Ｈから内側に突出した連絡壁６２，６２に両端部が固定されている。

一方、タイヤ状態監視装置本体１１には、挿通シャフト６１に挿通されるスリーブ６５が固定されている。そして、スリーブ６５が挿通シャフト６１に沿って移動することで、タイヤ状態監視装置本体１１は、収容ケース２１の幅方向に往復移動する。なお、本実施形態では、挿通シャフト６１とスリーブ６５とで本発明の直動ガイド機構６０が構成されている。

そして、本実施形態では、挿通シャフト６１の一端部が磁石５３Ｘで構成される一方、スリーブ６５の外側にコイル５６Ｘが巻回されている。即ち、本実施形態では、収容ケース２１に、収容ケース２１の幅方向に延びた磁石５３Ｘが固定される一方、磁石５３Ｘに挿通されるコイル５６Ｘが、タイヤ状態監視装置本体１１と一体に移動するようになっている。

なお、上記第３実施形態と同様に、タイヤ状態監視装置本体１１Ｘと収容ケース２１の対向壁２３，２３との間には、圧縮コイルバネ５４，５４が設けられていて、タイヤ状態監視装置本体１１Ｘは、収容ケース２１の幅方向で振動するようになっている。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｘのその他の構成については、上記第１，３実施形態と同様になっているので、同一符号を付すことで説明を省略する。次に、タイヤ状態監視装置１０Ｘの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｘによれば、上記第３実施形態と同様の効果を奏することができる。また、コイル５６Ｘをタイヤ状態監視装置本体１１に固定したので、上記第３実施形態のように、コイルを収容ケースに固定した場合と比較して、コイル５６Ｘの末端部を取り回してタイヤ状態監視装置本体１１に接続する必要がなくなる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態を図１２に基づいて説明する。図１２に示すように、本実施形態のタイヤ監視圧装置１０Ｙでは、収容ケース２１に設けられた図示しない直動ガイドによってタイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１内を幅方向（図１２の左右方向）に直動可能となっている。

また、収容ケース２１における１対の対向壁２３，２３のうち一方の対向壁２３（図１２の例では、左側の対向壁２３）とタイヤ状態監視装置本体１１との間には、圧縮コイルバネ５４Ｙ，５４Ｙが備えられ、タイヤ状態監視装置本体１１が収容ケース２１の幅方向の一方側に付勢されている。なお、以下では、１対の対向壁２３，２３のうちタイヤ状態監視装置本体１１が付勢される側の対向壁２３（図１２の右側の対向壁２３）を、第１の対向壁２３Ａと、他方の対向壁２３（図１２の左側の対向壁）を第２の対向壁２３Ｂと称して、適宜区別することにする。

図１２に示すように、第２の対向壁２３Ｂには、磁石５３Ｙが固定されている。詳細には、磁石５３Ｙは、第２の対向壁２３Ｂの厚さ方向に扁平な形状をなして、第２の対向壁２３Ｂの内面に固定されている。

また、タイヤ状態監視装置本体１１の第２の対向壁２３Ｂ側の端部には、第２の対向壁２３Ｂと平行な中心軸を有した支持筒７０が固定され、この支持筒７０の外側にコイル５６Ｙが巻回されている。

また、支持筒７０の内側には、磁性材料で構成された磁性コア部材７１が挿通されている。磁性コア部材７１は、支持筒７０を軸方向に貫通し、両端部を第２の対向壁２３Ｂ側に折り曲げてなる屈曲部７１Ａによって支持筒７０から抜け止めされている。磁性コア部材７１の屈曲部７１Ａ，７１Ａは、通常は、圧縮コイルバネ５４，５４の付勢力によって磁石５３Ｙから離れた位置に配置され、タイヤ状態監視装置本体１１が第２の対向壁２３Ｂに近づくと、磁石５３Ｙとの間隔Ｌが小さくなる。

なお、本実施形態では、磁石５３Ｙと磁性コア部材７１とによって、支持筒７０に巻回されたコイル５６Ｙを貫通する磁気回路７５が形成されている。即ち、磁石５３Ｙと磁性コア部材７１とが本発明の「第１と第２の磁路構成体」に相当する。また、磁石５３Ｙと屈曲部７１Ａ，７１Ａとの間隔Ｌが本発明の「ギャップ」に相当し、磁石５３Ｙと磁性コア部材７１とで、本発明の可変磁気回路機構７６が構成されている。

さて、車輪の回転又は振動等によってタイヤ状態監視装置本体１１に収容ケース２１の幅方向で慣性力が作用すると、タイヤ状態監視装置本体１１は、収容ケース２１の幅方向に振動する。このとき、磁性コア部材７１が磁石５３Ｙに対して接近、離間を繰り返すことで、コイル５６Ｙ内を貫く磁場が変化し、コイル５６Ｙに誘導起電力が発生する。コイル５６Ｙの末端部は、タイヤ状態監視装置本体１１の２次電池３７（上記第１実施形態の図６を参照）に接続され、誘導起電力に起因した電力が２次電池３７に蓄えられる。なお、本実施形態では、上述の可変磁気回路機構７６と、コイル５６Ｙとで、本発明の「発電手段」が構成されている。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｙのその他の構成については、上記第１実施形態と同様になっているので、同一符号を付すことで説明を省略する。次に、タイヤ状態監視装置１０Ｙの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤ状態監視装置１０Ｙによれば、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によれば、磁石５３Ｙの接近、離間により磁性コア部材７１が発生する磁場の変化を大きくすることで、十分な発電量を確保するために必要なタイヤ状態監視装置本体１１のストロークを小さくすることができ、タイヤ状態監視装置１０Ｙの小型化が図られる。

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態において、２次電池３７の代わりにコンデンサを用いてもよい。なお、本構成では、コンデンサが本発明の「蓄電手段」に相当する。また、１次電池３５との切り替えは、コンデンサの電圧が一定以上になったときに電源監視回路３８が制御信号を発するように構成すればよい。

（２）上記実施形態では、タイヤ状態監視装置本体１１は、１次電池３５と２次電池３７とを切り替えて駆動される構成であったが、２次電池３７のみで駆動される構成であってもよい。

（３）上記第５実施形態では、磁石５３Ｙが収容ケース２１に固定され、コイル５６Ｙ及び磁性コア部材７１がタイヤ状態監視装置本体１１に固定された構成であったが、図１３に示すタイヤ状態監視装置１１０のように、磁石５３Ｙがタイヤ状態監視装置本体１１に固定され、支持筒７０（コイル５６Ｙ）及び磁性コア部材７１が収容ケース２１に固定された構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、タイヤ状態監視装置本体１１は、回路基板４０を封止樹脂材料４５で封止してなる構成であったが、回路基板４０をケースで覆っただけの構成であってもよいし、タイヤ状態監視装置本体１１をさらにケースで覆った構成としてもよい。なお、後者の構成は、ケース内に回路基板４０を収容した状態で、そのケースに封止樹脂材料４５を充填固化することで得られる。

（５）図１４に示すように、上記第３実施形態において、タイヤ状態監視装置本体１１の両側部に凹部１５Ｗ，１５Ｗを形成し、それら凹部１５Ｗ，１５Ｗに圧縮コイルバネ５４，５４の端部を受容させて、各凹部１５Ｗの奥面１５Ｍに圧縮コイルバネ５４を固定した構成としてもよい。本構成によれば、圧縮コイルバネ５４の耐久性向上が図られる。また、本構成を上記第４実施形態に適用してもよい。

（６）上記第３〜５実施形態において、圧縮コイルバネ５４Ｗ〜５４Ｙを備えない構成としてもよい。このような構成であっても、タイヤ状態監視装置本体１１が往復移動したときに、その運動エネルギーを電力に変換することは可能である。

１０，１０Ｖ，１０Ｗ，１０Ｘ，１０Ｙ，１１０ タイヤ状態監視装置
１１ タイヤ状態監視装置本体
２０ 固定ベース
２１ 収容ケース
２２ 板バネ
２５ 圧電素子
３０ 圧力センサ
３４ 無線回路
３７ ２次電池（蓄電手段）
４５ 封止樹脂材料
５０，６０ 直動ガイド機構
５３Ｗ，５３Ｘ，５３Ｙ 磁石
５６Ｗ，５６Ｘ，５６Ｙ コイル
７１ 磁性コア部材
７６ 可変磁気回路機構

Claims (8)

1. 圧力センサ（３０）及び無線回路（３４）を含むセンサ通信回路（１０Ａ）を有して、車輪（９１）に取り付けられ、前記車輪（９１）に備えたタイヤ（９２）の内圧を前記圧力センサ（３０）にて検出し、その検出結果を前記無線回路（３４）にて車両本体（９０Ｈ）に送信するタイヤ状態監視装置（１０）であって、
   前記車輪（９１）に固定される固定ベース（２０）と、
   前記センサ通信回路（１０Ａ）及びそのセンサ通信回路（１０Ａ）に給電する蓄電手段（３７）を搭載しかつ前記固定ベース（２０）に往復移動可能に支持され、前記車輪（９１）の動きの変化に伴って生じる慣性力により前記固定ベース（２０）に対して往復移動するタイヤ状態監視装置本体（１１）と、
   前記タイヤ状態監視装置本体（１１）の前記固定ベース（２０）に対する前記往復移動の運動エネルギーを電力に変換して前記蓄電手段（３７）に給電する発電手段（２５）と、を備えたことを特徴とするタイヤ状態監視装置（１０）。
2. 前記固定ベース（２０）と前記タイヤ状態監視装置本体（１１）との間を連絡し、前記タイヤ状態監視装置本体（１１）の前記慣性力を受けて弾性変形すると共に、その弾性復元によって前記タイヤ状態監視装置本体（１１）を前記固定ベース（２０）に対して振動するように往復移動させる弾性部材（２２）を備えたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態監視装置（１０）。
3. 前記タイヤ状態監視装置本体（１１）に、凹部（１５）を形成して、前記凹部（１５）の奥面（１５Ｍ）に前記弾性部材（２２）の端部を固定したことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ状態監視装置（１０Ｖ）。
4. 前記固定ベース（２０）に設けられ、前記タイヤ状態監視装置本体（１１）を往復移動可能に収容した収容ケース（２１）と、
   前記収容ケース（２１）に設けられ、前記タイヤ状態監視装置本体（１１）と当接して前記タイヤ状態監視装置本体（１１）の移動範囲を制限するストッパ部（２３）と、を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載のタイヤ状態監視装置（１０）。
5. 前記タイヤ状態監視装置本体（１１）の前記慣性力を受けて曲げ変形する前記弾性部材（２２）としての板バネ（２２）と、
   前記板バネ（２２）と平行に配置されて前記固定ベース（２０）と前記タイヤ状態監視装置本体（１１）との間を連絡し、前記タイヤ状態監視装置本体（１１）の前記慣性力を受けて変形して前記電力を生成する前記発電手段（２５）としての圧電素子（２５）と、を備えたことを特徴とする請求項２乃至４のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０）。
6. 前記固定ベース（２０）と前記タイヤ状態監視装置本体（１１）との一方に固定された挿通シャフト（５２）と、前記挿通シャフト（５２）に挿通されたスリーブ（５５）とで構成されて、前記タイヤ状態監視装置本体（１１）を前記固定ベースに対して直線往復移動させる直動ガイド機構（５０）を備えて、
   前記スリーブ（５５）に巻回されたコイル（５６Ｗ）と、前記挿通シャフト（５２）に備えられて前記コイル（５６Ｗ）を貫通する磁束を生じさせる磁石（５３Ｗ）とで、前記発電手段（５３Ｗ，５６Ｗ）が構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０Ｗ）。
7. 前記固定ベース（２０）と前記タイヤ状態監視装置本体（１１）との一方に固定されたコイル（５６Ｙ）と、
   前記固定ベース（２０）と前記タイヤ状態監視装置本体（１１）とに分けて固定されかつ何れか一方に磁石（５３Ｙ）を含んだ第１と第２の磁路構成体（５３Ｙ，７１）とからなって、前記コイル（５６Ｙ）を貫通する磁気回路（７５）を構成すると共に、前記第１と第２の磁路構成体（５３Ｙ，７１）の間に、前記タイヤ状態監視装置本体（１１）の往復移動により拡縮するギャップ（Ｌ）を有した可変磁気回路機構（７６）とで、前記発電手段（５６Ｙ，７６）が構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０Ｙ）。
8. 前記センサ通信回路（１０Ａ）及び前記蓄電手段（３７）を実装した回路基板（４０）を封止樹脂部材（４５）にて封止してなる前記タイヤ状態監視装置本体（１１）を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１の請求項に記載のタイヤ状態監視装置（１０）。

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