JP6314077B2 - トリガ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤについての状態を検知するタイヤ状態検知装置を制御するためのトリガ信号を送信するトリガ装置に関するものである。
従来、トリガ装置としては、タイヤについての状態(例えば空気圧など)を検知するタイヤ状態検知装置に対して、タイヤの状態に関する情報の送信を要求するトリガ信号を無線送信し、タイヤについての状態を特定可能とするものが知られている。
このようなトリガ装置としては、例えば、特許文献1に示すように、ユーザによって携帯可能なリモートコントローラに、車両の解錠や施錠を行うための機能に加えて、ユーザの操作に応じてトリガ信号を無線送信する機能を搭載したものが開示されている。これによって、ユーザが車両を運転する前に、車両の解錠を行うとともに、タイヤについての状態を確認するなどの始業点検を行うことができる。
特開2005−186659号公報
ところで、このようなトリガ装置では、例えば、ユーザにより携帯可能であるが電源電力を供給するための電池等が消耗してしまった場合には交換しなくてはならなかった。そこで、トリガ装置に電源電圧を給電する機能を搭載することが考えられているが、給電するための部材が搭載されてしまい、装置の大型化を招くため、装置の大型化を抑制することが望まれている。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、装置の大型化を抑制することができるトリガ装置を提供することにある。
上記問題点を解決するトリガ装置は、タイヤについての状態を検知するタイヤ状態検知装置を制御するためのトリガ信号を送信するトリガ装置において、前記トリガ信号を無線送信させる無線送信回路と、非接触で電源電力を受電可能な非接触給電回路と、前記無線送信回路による前記トリガ信号の無線送信と前記非接触給電回路による電源電力の受電とにおいて共用される共用コイルと、を備え、携帯端末と接続可能に構成され、前記非接触給電回路は、受電した電源電力を前記携帯端末に供給可能であることを要旨とする。
これによれば、無線送信回路によるトリガ信号の無線送信用のコイルと非接触給電回路による電源電力の受電用のコイルとを備える場合と比べて、コイルの数を少なくすることができ、コストを抑制するとともに、装置の大型化を抑制することができる。また、非接触給電回路は、受電した電源電力を携帯端末に供給可能であり、トリガ装置の機能を向上させることができ、簡便である。
上記トリガ装置について、前記無線送信回路による前記トリガ信号の無線送信と前記非接触給電回路による電源電力の受電との何れに前記共用コイルを用いるかを切替可能な切替スイッチを備えた構成としてもよい。
これによれば、切替スイッチを備えることによって、共用コイルを選択的に用いることができる。
上記トリガ装置について、前記共用コイルと接続可能なコンデンサを備え、前記切替スイッチは、前記無線送信回路による前記トリガ信号の無線送信に前記共用コイルを用いる場合、前記共用コイルと前記コンデンサとを直列に接続する直列共振回路を形成する一方で、前記非接触給電回路による電源電力の受電に前記共用コイルを用いる場合、前記共用コイルと前記コンデンサとを並列に接続する並列共振回路を形成する構成としてもよい。
これによれば、無線送信回路と非接触給電回路とに応じた共振回路を切替スイッチにより切替可能に接続することができ、直列共振回路と並列共振回路とを選択的に用いることができる。
本発明によれば、装置の大型化を抑制することができる。
実施形態のトリガ装置を含むタイヤ状態検知システムを示す概略構成図。 (a)は、実施形態のタイヤセンサユニットの回路構成を示す図、(b)は、実施形態のトリガ装置の回路構成を示す図。 (a)は、実施形態のトリガ装置の回路構成を示す図、(b)は、実施形態の携帯端末の回路構成を示す図。
以下、図1及び図2を用いてトリガ装置を含むタイヤ状態検知システムを具体化した一実施形態について説明する。
図1に示すように、車両110には、タイヤ状態検知システムSが搭載されている。車両110の4つの車輪101〜104は、ホイール部105と同ホイール部105に装着されるタイヤ106とから構成されている。
タイヤ状態検知システムSは、タイヤ106の状態を検知するためのタイヤ状態検知装置130と、タイヤ状態検知装置130を制御するためのトリガ信号を出力するトリガ装置10とを備えている。
タイヤ状態検知装置130は、車両110の4つの車輪101〜104にそれぞれ取り付けられるタイヤセンサユニット113と、車両110の車体に設置される受信機ユニット131と、を備えている。
ホイール部105には、タイヤバルブと一体的にタイヤセンサユニット113が配設されている。このタイヤセンサユニット113は、タイヤ106内の空気圧(タイヤ空気圧)や温度(タイヤ内温度)などのタイヤ106の状態を検出し、その検出結果に関する送信信号(検出結果情報)を受信機ユニット131やトリガ装置10に無線送信する。
本実施形態において、トリガ装置10は、操作部11の操作に応じて、タイヤ106の状態に関する信号の送信を要求するトリガ信号(以降、「状態要求トリガ信号」と示す)をタイヤセンサユニット113に無線送信する。そして、トリガ装置10は、タイヤセンサユニット113から検出結果に関する送信信号(以降、「状態検出結果信号」と示す)を受信することが可能であり、受信した状態検出結果信号に基づく情報が表示部12に表示されるように構成されている。
図2(b)に示すように、トリガ装置10は、操作部11、表示部12、LF送信回路13、共用コイル14、RF通信回路15、RF通信用アンテナ16、非接触給電回路17、蓄電池18、及びトリガコントローラ19を備える。トリガ装置10は、蓄電池18からの電力供給によって動作する。
操作部11は、ユーザによる操作が検出されると、操作検出信号をトリガコントローラ19に出力する。表示部12は、トリガコントローラ19からの制御信号に応じて、タイヤ106の状態の検出結果を表示する。
非接触給電回路17は、共用コイル14を介して供給された電源電力を蓄電池18に蓄電するための回路である。特に、本実施形態においては、電磁誘導方式が用いられており、共用コイル14は、外部に設けられた外部コイルと非接触で、その外部コイルに電流が流されることによる磁束を結合し、非接触給電回路17に電源電力を受電可能とする。このように、蓄電池18は、非接触給電回路17により受電された電源電力を蓄電する。
無線送信回路としてのLF送信回路13は、所定の周波数帯域(本実施形態では135kHz)の電波を用いて、LF送信用アンテナとしての共用コイル14を通じて信号の送信を行う回路であり、特に、状態要求トリガ信号を送信する回路である。
RF通信回路15は、所定の周波数帯域(本実施形態では2.4GHz)の電波を用いて、RF通信用アンテナ16を通じて信号の送受信を行う回路であり、特に、状態検出結果信号を受信する回路である。
また、本実施形態において、共用コイル14は、空芯コイルであり、LF送信回路13による状態要求トリガ信号の無線送信と非接触給電回路17による電源電力の受電とにおいて共用される。共用コイル14には、切替スイッチSWが接続されており、LF送信回路13による状態要求トリガ信号の無線送信と非接触給電回路17による電源電力の受電との何れに用いられるかを切替可能とする。
切替スイッチSWによりLF送信回路13に共用コイル14が接続されると、共用コイル14とコンデンサC1とを直列に接続した直列共振回路21が形成され、LF送信回路13には、直列共振回路21が接続されることとなる。切替スイッチSWにより非接触給電回路17に共用コイル14が接続されると、共用コイル14とコンデンサC2とを並列に接続した並列共振回路22が形成され、非接触給電回路17には、並列共振回路22が接続されることとなる。
図2(a)に示すように、トリガコントローラ19は、CPU19a及び記憶部19b(RAMやROM等)を含むマイクロコンピュータ等よりなる。トリガコントローラ19の記憶部19bには、トリガ装置10の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。また、トリガコントローラ19の記憶部19bには、各タイヤ106に配置されたタイヤセンサユニット113を識別可能とする識別情報が記憶されている。状態検出結果信号には、このような識別情報が含まれており、トリガコントローラ19は、このような状態検出結果信号を受信することによって、状態検出結果信号の送信元となるタイヤセンサユニット113を特定することができる。
トリガコントローラ19は、操作部11の操作が検出された場合、状態要求トリガ信号をLF送信回路13に送信させる。トリガコントローラ19は、状態検出結果信号をRF通信回路15から受信すると、その信号に基づいてタイヤ106の状態に関する情報を表示部12に表示させる。
また、トリガコントローラ19は、切替スイッチSWを切替可能に制御する。具体的には、通常時において、トリガコントローラ19は、非接触給電回路17に共用コイル14を接続させるように切替スイッチSWを制御する。これによって、非接触給電回路17に並列共振回路22が接続され、非接触給電回路17における電源電力の受電に共用コイル14が用いられる。操作部11の操作が検出された場合、状態要求トリガ信号が無線送信される前に、トリガコントローラ19は、LF送信回路13に共用コイル14を接続させるように切替スイッチSWを制御する。これによって、LF送信回路13に直列共振回路21が接続され、LF送信回路13における状態要求トリガ信号の無線送信に共用コイル14が用いられる。そして、LF送信回路13に状態要求トリガ信号を送信させた後、トリガコントローラ19は、非接触給電回路17に共用コイル14を接続させるように切替スイッチSWを制御する。
各タイヤセンサユニット113は、センサユニットコントローラ114、圧力センサ115、温度センサ116、LF受信回路117、LF受信用アンテナ118、RF通信回路119、RF通信用アンテナ120、及び電池121を備える。タイヤセンサユニット113は、電池121からの電力供給によって動作する。
圧力センサ115は、対応するタイヤ空気圧を検出する。温度センサ116は、対応するタイヤ内温度を検出する。
LF受信回路117は、所定の周波数帯域(本実施形態では135kHz)の電波を用いて、LF受信用アンテナ118を通じて信号の受信を行う回路であり、特に、トリガ装置10からの状態要求トリガ信号を受信する回路である。
RF通信回路119は、所定の周波数帯域(本実施形態では2.4GHz)の電波を用いて、RF通信用アンテナ120を通じて信号の送受信を行う回路であり、特に、状態検出結果信号を受信機ユニット131やトリガ装置10に送信する回路である。
センサユニットコントローラ114は、CPU114a及び記憶部114b(RAMやROM等)を含むマイクロコンピュータ等よりなる。センサユニットコントローラ114の記憶部114bには、タイヤセンサユニット113の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。
センサユニットコントローラ114は、所定の間隔毎に圧力センサ115からの検出信号を受け取り、それら検出信号に基づく圧力データを記憶部114bに記憶する。また、センサユニットコントローラ114は、所定の間隔毎に温度センサ116からの検出信号を受け取り、それら検出信号に基づく温度データを記憶部114bに記憶する。
センサユニットコントローラ114の記憶部114bには、圧力センサ115によって検出された圧力データと比較するための閾値が予め記憶されている。閾値は、タイヤ106固有の情報であり、ホイール部105とタイヤ106とによって封入されたタイヤ空気圧が過度に低くなったときに検出される圧力データよりも余裕を持って低目に設定されている。センサユニットコントローラ114は、圧力センサ115によって検出された圧力データが閾値を超えた場合には、空気圧の異常を示す状態検出結果信号を生成し、RF通信回路119に送信させる。
また、センサユニットコントローラ114の記憶部114bには、温度センサ116によって検出された温度データと比較するための閾値が予め記憶されている。閾値は、タイヤ106固有の情報であり、ホイール部105とタイヤ106とによって封入されたタイヤ内温度が過度に高くなったときに検出される温度データよりも余裕を持って高目に設定されている。センサユニットコントローラ114は、温度センサ116によって検出された温度データが閾値を超えた場合には、温度の異常を示す状態検出結果信号を生成し、RF通信回路119に送信させる。
一方、センサユニットコントローラ114は、圧力センサ115によって検出された圧力データが閾値を超えていない場合、及び、温度センサ116によって検出された温度データが閾値を超えていない場合には、異常を示す状態検出結果信号を生成させない。
なお、本実施形態において、センサユニットコントローラ114は、圧力センサ115によって検出された圧力データや温度センサ116によって検出された温度データが閾値を超えていない場合であっても、所定回(例えば4回)毎に正常を示す状態検出結果信号をRF通信回路119に送信させる。
また、本実施形態において、センサユニットコントローラ114は、LF受信回路117によりトリガ装置10からの状態要求トリガ信号を受信すると、状態検出結果信号をRF通信回路119に送信させる。
図1に示すように、受信機ユニット131は、受信機ユニットコントローラ133を備えるとともに、RF通信回路135を備えている。受信機ユニット131の受信機ユニットコントローラ133には、表示器138が接続されている。RF通信回路135は、各タイヤセンサユニット113からRF通信アンテナ132を通じて受信された状態検出結果信号を受信機ユニットコントローラ133に送る。
受信機ユニットコントローラ133は、RF通信回路135からの状態検出結果信号に基づき、送信元のタイヤセンサユニット113に対応するタイヤ106の状態(タイヤ空気圧やタイヤ内温度)に関するデータが閾値を超えた場合に、タイヤ106の状態に関する情報等を表示器138に表示させる。表示器138は、車室内等、車両110の搭乗者の視認範囲に配置され、受信機ユニットコントローラ133により特定されたタイヤ106の状態の異常を表示(報知)する。
次に、本実施形態のトリガ装置10を含むタイヤ状態検知システムSの作用について説明する。
本実施形態では、トリガ装置10は、内蔵されている蓄電池18からの電源電力が供給される。通常時、切替スイッチSWは、非接触給電回路17における電源電力の受電に共用コイル14を用いるように制御される。これによって、共用コイル14(並列共振回路22)を介して、電源電力が非接触給電回路17に供給可能に構成される。
そして、操作部11が操作されると、切替スイッチSWは、LF送信回路13における状態要求トリガ信号の無線送信に共用コイル14を用いるように制御される。これによって、LF送信回路13は、共用コイル14(直列共振回路21)を介して、状態要求トリガ信号を無線送信可能に構成される。
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)トリガ装置10は、LF送信回路13による状態要求トリガ信号の無線送信と非接触給電回路17による電源電力の受電とにおいて共用される共用コイル14を備える。これによって、例えば、無線送信回路によるトリガ信号の無線送信用のコイルと非接触給電回路による電源電力の受電用のコイルとを備える場合と比べて、コイルの数を少なくすることができ、コストを抑制するとともに、装置の大型化を抑制することができる。
(2)トリガ装置10は、状態要求トリガ信号の無線送信用と非接触給電回路17による電源電力の受電用との何れを共用コイルに用いるかを切替可能な切替スイッチSWを備える。これによって、共用コイル14を選択的に用いることができる。
(3)LF送信回路13による状態要求トリガ信号の無線送信に共用コイル14を用いる場合、共用コイル14とコンデンサC1とを直列に接続する直列共振回路21がLF送信回路13に接続される。その一方で、非接触給電回路17による電源電力の受電に共用コイル14を用いる場合、共用コイル14とコンデンサC2とを並列に接続する並列共振回路22が非接触給電回路17に接続される。このため、LF送信回路13と非接触給電回路17とに応じた共振回路を切替スイッチSWにより切替可能に接続することができ、直列共振回路21と並列共振回路22とを選択的に用いることができる。
[第2実施形態]
なお、第2実施形態では、トリガ装置10は、単体ではなく携帯端末と接続可能なように構成される。
図3(a)に示すように、具体的な一例として、トリガ装置10は、操作部や表示部を備えておらず、携帯端末200と接続可能な外部接続部20を備えている。外部接続部20としては、例えば、通信及び電源電力の供給が可能なユニバーサルシリアルバスなどが該当する。
トリガ装置10において、トリガコントローラ19は、携帯端末200から送信要求信号を受信した場合、状態要求トリガ信号をLF送信回路13に送信させる。また、トリガコントローラ19は、RF通信回路15からの状態検出結果信号を受信した場合には、状態検出結果信号に基づく信号を、外部接続部20を介して携帯端末200に送信する。
図3(b)に示すように、携帯端末200は、操作部201、表示部202、蓄電池203、外部接続部204、及びコントローラ205を備えている。携帯端末200は、蓄電池203からの電力供給によって動作する。この携帯端末200としては、携帯電話やタブレット端末などが該当する。
操作部201は、ユーザによる操作が検出されると、操作検出信号をコントローラ205に送信する。表示部202は、コントローラ205からの制御信号に応じて、所定の画像を表示する。外部接続部204は、トリガ装置10の外部接続部20と接続可能であり、通信及び電源電力の供給が可能である。
コントローラ205は、CPU205a及び記憶部205b(RAMやROM等)を含むマイクロコンピュータ等よりなる。コントローラ205の記憶部205bには、携帯端末200の動作を統括的に制御するプログラムが記憶されている。
コントローラ205は、操作部201からの所定の操作検出信号を受信すると、外部接続部204を介して送信要求信号をトリガ装置10に送信する。コントローラ205は、外部接続部204を介して状態検出結果信号を受信すると、状態検出結果信号に基づく画像を表示部202に表示させる。
また、本実施形態において、トリガ装置10の非接触給電回路17により受電した電源電力は、外部接続部20を介して携帯端末200に供給可能である。そして、携帯端末200において、外部接続部204を介して受電した電源電力は、蓄電池203に蓄電される。
以上詳述したように、第2実施形態は、第1実施形態における(1)〜(3)の効果に加えて、以下の効果を有する。
(4)非接触給電回路17は、受電した電源電力を、外部接続部20を介して携帯端末200に供給可能であり、トリガ装置10の機能を向上させることができ、簡便である。
(5)トリガ装置10は、操作部201を備えた携帯端末200と外部接続部20を介して通信可能に構成されている。このため、トリガ装置10は、操作部201の操作に応じた情報を携帯端末200から受信することができ、トリガ装置10に操作部自体を備えない構成とすることができ、コストを抑制するとともに、装置の大型化を抑制することができる。
(6)トリガ装置10は、表示部202を備えた携帯端末200と外部接続部20を介して通信可能に構成されている。このため、トリガ装置10は、制御に関する画像を表示させるための情報を携帯端末200に送信することができ、トリガ装置10に表示部自体を備えない構成とすることができ、コストを抑制するとともに、装置の大型化を抑制することができる。
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
・第2実施形態において、トリガ装置10に操作部や表示部を備えないように構成したが、これに限らず、例えば、トリガ装置10に操作部や表示部を備えてもよく、その場合、携帯端末200の操作部や表示部よりも簡素化された操作部や表示部をトリガ装置10に備えることが好ましい。
・第2実施形態において、外部接続部としては、ユニバーサルシリアルバス以外の接続方式であってもよく、通信及び電源電圧の供給が可能であることが好ましい。
・上記実施形態において、トリガコントローラ19により制御可能な電気的に切替可能な切替スイッチSWが採用されたが、これに限らず、トリガコントローラ19により制御不可能であるが、物理的に切替可能な切替スイッチが採用されてもよく、これらの組み合わせであってもよい。この場合、操作部11など、ユーザの操作によって切替可能であることが好ましい。
・上記実施形態において、共用コイルとして空芯コイルを採用したが、これに限らず、例えば、スパイラルパターンを使用した薄板形状のコイルを採用してもよく、例えば、金属部の特性の関係上、磁性体シートを共用コイルに張り付けてもよい。
・上記実施形態において、直列共振回路21に用いられるコンデンサC1と、並列共振回路22に用いられるコンデンサC2とでは、同じ容量であっても異なる容量であってもよい。この場合、例えば、LF送信回路13におけるトリガ信号の送信周波数と、非接触給電回路17における電源電力の受電周波数とが異なる場合には、各コンデンサの容量を異ならせることで、各回路13,17に適した容量のコンデンサを接続可能となる。
・蓄電池18としてリチウムを用いた蓄電池を採用したが、これに限らず、例えば、鉛蓄電池やニッケルを用いた蓄電池など、別の蓄電池を採用してもよく、蓄電池ではない一次電池や電池自体を備えない構成であってもよい。
・トリガ装置10は、タイヤ106の状態の検知結果を要求する状態要求トリガ信号を送信したが、これに限らず、例えば、タイヤセンサユニット113の設定変更に関する設定変更トリガ信号を送信してもよく、これらの組み合わせであってもよい。つまり、トリガ装置10は、タイヤについての状態を検知するタイヤ状態検知装置を制御するためのトリガ信号を送信するものであればよい。
・例えば、トリガ装置10が無線通信する対象としてはタイヤセンサユニット113が採用されたが、これに限らず、例えば、受信機ユニット131が採用されてもよい。
・例えば、タイヤについての状態を検知するタイヤ状態検知装置としては、少なくともタイヤセンサユニット113のような装置を備えていれば、受信機ユニット131を備えない構成であってもよい。
・例えば、トリガ装置10は、トリガ信号を送信可能であり、状態検出結果信号を受信可能なLF通信回路を備えてもよく、この場合、RF通信回路15を備えない構成であってもよい。また、例えば、共用コイル14を信号の送受信に用いてもよい。
・例えば、無線送信回路としてLF送信回路13が採用されたが、これに限らず、例えば、近距離無線通信など、別の周波数帯域の電波を用い、共用コイル14を通じて通信を行うものであればよい。
・タイヤ空気圧やタイヤ内温度について閾値と比較することで異常であるか否かを判定したが、これに限らず、例えば、タイヤ空気圧やタイヤ内温度の変化量を監視することで異常であるか否かを判定してもよく、これらの組み合わせであってもよい。
・タイヤ空気圧とタイヤ内温度との何れか一方を、タイヤ106についての状態として検知してもよく、タイヤ空気圧やタイヤ内温度以外を検知してもよい。例えば、タイヤ106の摩耗、異常振動、センサユニットコントローラ114自体の異常、圧力センサ115自体の異常、温度センサ116自体の異常、電池121の電圧低下などが検出され、送信信号が送信されてもよく、これらの組み合わせであってもよい。
・トリガ装置10において、タイヤ106についての状態が正常であるか異常であるかを判定してもよく、タイヤセンサユニット113において、タイヤ106についての状態が正常であるか異常であるかを判定しなくてもよい。つまり、タイヤセンサユニット113としては、タイヤ106についての状態を検知し、検知結果に関する信号が出力されればよい。
・例えば、上記のようなトリガ装置10を備えるタイヤ状態検知システムとしても同じような効果を奏し、そのような構成としてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)前記非接触給電回路により受電された電源電力を蓄電する蓄電池を備えたことを特徴とする。
(ロ)前記共用コイルは、外部に設けられた外部コイルと非接触で、当該外部コイルに電流が流されることによる磁束を結合し、前記非接触給電回路に電源電力を受電可能とすることを特徴とする。
S…タイヤ状態検知システム、10…トリガ装置、11,201…操作部、12,202…表示部、13…LF送信回路、14…共用コイル、15,119…RF通信回路、16,120…RF通信用アンテナ、17…非接触給電回路、18,203…蓄電池、19…トリガコントローラ、20,204…外部接続部、101〜104…車輪、105…ホイール部、106…タイヤ、110…車両、113…タイヤセンサユニット、114…センサユニットコントローラ、115…圧力センサ、116…温度センサ、117…LF受信回路、121…電池、130…タイヤ状態検知装置、133…受信機ユニットコントローラ、200…携帯端末。

Claims (3)

  1. タイヤについての状態を検知するタイヤ状態検知装置を制御するためのトリガ信号を送信するトリガ装置において、
    前記トリガ信号を無線送信させる無線送信回路と、
    非接触で電源電力を受電可能な非接触給電回路と、
    前記無線送信回路による前記トリガ信号の無線送信と前記非接触給電回路による電源電力の受電とにおいて共用される共用コイルと、を備え
    携帯端末と接続可能に構成され、
    前記非接触給電回路は、受電した電源電力を前記携帯端末に供給可能であるトリガ装置。
  2. 前記無線送信回路による前記トリガ信号の無線送信と前記非接触給電回路による電源電力の受電との何れに前記共用コイルを用いるかを切替可能な切替スイッチを備えた請求項1に記載のトリガ装置。
  3. 前記共用コイルと接続可能なコンデンサを備え、
    前記切替スイッチは、前記無線送信回路による前記トリガ信号の無線送信に前記共用コイルを用いる場合、前記共用コイルと前記コンデンサとを直列に接続する直列共振回路を形成する一方で、前記非接触給電回路による電源電力の受電に前記共用コイルを用いる場合、前記共用コイルと前記コンデンサとを並列に接続する並列共振回路を形成する請求項2に記載のトリガ装置
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