(57)【要約】【課題】異物がセンサ本体に固着しても、該センサ本体を再利用することのできるセンサユニットを提供する。【解決手段】センサユニットは、タイヤの空気注入口となるバルブに対して着脱可能なケース２１、及びケース２１内に収容されてタイヤの空気圧を検出する電子回路装置２５を有するセンサ本体６を備える。そして、ケース２１は、互いに分離可能な第１〜第３子ケース３１ａ〜３１ｃが入れ子状に組み合わされてなる。【選択図】図３
2014108763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの空気注入口となるバルブに対して着脱可能なケース、及び前記ケース内に収容されて前記タイヤの空気圧を検出するセンサ部を有するセンサ本体を備えたセンサユニットであって、
前記ケースは、互いに分離可能な複数の子ケースが入れ子状に組み合わされてなることを特徴とするセンサユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサユニットにおいて、
前記センサ本体には、前記子ケースの数を検知する検知部が設けられたことを特徴とするセンサユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサユニットにおいて、
前記センサ部は、前記検知部により検知された前記子ケースの数に応じて検出した前記タイヤの空気圧を補正することを特徴とするセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの空気圧を検出するためのセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両には、各車輪のタイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システム（Tire Pressure Monitoring System）が搭載されている。これにより、いずれかのタイヤの空気圧が減少した場合等に、その旨を運転者に知らせることができ、異常が発生した車輪に対して速やかに必要な処置を施すことが可能になる。
【０００３】
一般にタイヤ空気圧監視システムでは、タイヤの空気圧を検出するとともに、検出した空気圧の情報を含む検出信号を送信するセンサユニットが各車輪に設けられる。こうしたセンサユニットとしては、タイヤへの空気注入口となる筒状のバルブと、ケース内に空気圧センサ等が収容されたセンサ本体とを備えたものが広く知られている（例えば特許文献１）。そして、この種のセンサユニットには、センサ本体（ケース）がバルブに対して着脱可能なものがあり、車輪を交換する際において、センサ本体をバルブから取り外して再利用することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３０７２４号公報（第３図等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、タイヤがパンクした場合において、樹脂材料等からなる修理剤（シーリング剤）をタイヤの内部に注入し、パンクの原因となった孔や亀裂等を修理剤で覆うことで、パンク修理を行うことがある。このとき、修理剤がタイヤの内部に配置されたセンサ本体のケースにも付着することで、センサ本体での空気圧の検出に影響を及ぼす虞がある。しかしながら、修理剤が硬化してケースに固着した後には、該修理剤をケースから除去することは非常に困難である。そのため、センサ本体がバルブに対して着脱可能なセンサユニットであっても、修理剤を用いてパンク修理を行った車輪に設けられたものを交換する場合には、該センサ本体を再利用することができないという問題があった。
【０００６】
なお、このような問題は、ケースにパンクの修理剤が固着した場合に限らず、ケースから除去することが困難な他の異物が固着した場合にも、同様に生じ得る。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、異物がセンサ本体に固着しても、該センサ本体を再利用することのできるセンサユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するセンサユニットは、タイヤの空気注入口となるバルブに対して着脱可能なケース、及び前記ケース内に収容されて前記タイヤの空気圧を検出するセンサ部を有するセンサ本体を備えたものであって、前記ケースは、互いに分離可能な複数の子ケースが入れ子状に組み合わされてなることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、ケースに異物が固着した場合には、該異物が固着した最も外側の子ケースを切り離すことで、ケース（センサ本体）から異物が除去される。これにより、ケースが最も内側の子ケースのみとなるまで、センサ本体を再利用することができる。
【０００９】
上記センサユニットにおいて、前記センサ本体には、前記子ケースの数を検知する検知部が設けられることが好ましい。
上記構成によれば、検知部によって子ケースの数が検知されるため、例えばタイヤ空気圧監視システムにおいて子ケースの数を把握して運転者等に知らせることが可能になる。
【００１０】
上記センサユニットにおいて、前記センサ部は、前記検知部により検知された前記子ケースの数に応じて検出した前記タイヤの空気圧を補正することが好ましい。
ここで、ケースの剛性は、入れ子状に組み合わされた子ケースの数に応じて変化する。そして、ケースの剛性によって、ケースをタイヤの内部に配置した状態（ケースにタイヤの空気圧が作用した状態）での該ケースのたわみ量が変化するため、子ケースの数が検出される空気圧の精度に影響を及ぼすことがある。この点、上記構成によれば、検知部により検知された子ケースの数に応じてセンサ部で検出する空気圧を補正することが可能になるため、空気圧の検出精度が低下することを抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異物がセンサ本体に固着しても、該センサ本体を再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）はセンサユニットが装着された車輪の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った車輪の部分断面図。
【図２】センサユニットの分解斜視図。
【図３】センサ本体の断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）。
【図４】（ａ）は修理剤等の異物がケースに付着した状態のセンサ本体の断面図、（ｂ）は異物が付着した第３子ケースを分離した状態のセンサ本体の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、各車輪のタイヤの空気圧を監視するタイヤ空気圧監視システムに用いられるセンサユニットの一実施形態を図面に従って説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、センサユニット１は、車両の車輪２に対して装着され、タイヤ３の空気圧を検出するとともに、検出したタイヤ３の空気圧の情報を含む検出信号を制御装置（図示略）に送信するものである。なお、制御装置は、受信した検出信号に基づいていずれかの車輪２の空気圧に異常があると判定した場合には、その旨をユーザ（運転者）に報知する。
【００１４】
同図（ｂ）に示すように、センサユニット１は、車輪２のタイヤ３の空気注入口となる筒状のバルブ５と、バルブ５に対して着脱可能なセンサ本体６とを備えている。そして、センサユニット１は、センサ本体６がタイヤ３の内部においてホイール７のリム底７ａに配設されるとともに、バルブ５の先端側がホイール７を貫通してその外部に導出されるように車輪２に装着されている。
【００１５】
詳述すると、図２に示すように、バルブ５の先端には、有底円筒状のキャップ１１が螺着されており、このキャップ１１によってバルブ５からの空気の漏れが抑制されている。また、バルブ５には、その基端から軸方向に突出した軸部１２が形成されている。軸部１２には、その側面に開口するとともにバルブ５内部に連通した連通孔１３が形成されるとともに、その端面に開口したネジ穴１４が形成されている。つまり、バルブ５の先端側の開口端から吸入される空気は、連通孔１３を介してタイヤ３の内部に導かれる。さらに、バルブ５は、その中央部から基端部にかけてゴム等の弾性部材１５に覆われており、この弾性部材１５の基端には、径方向外側に延出された円環状のフランジ部１６が形成されている。そして、図１（ｂ）に示すように、バルブ５は、フランジ部１６がタイヤ３の内部側からホイール７の装着孔７ｂの周縁に当接するように該装着孔７ｂ内に挿入されることでホイール７に固定されている。
【００１６】
センサ本体６は、バルブ５に対して着脱可能なケース２１を備えている。ケース２１は、樹脂材料からなり、長方形箱状に形成されている。ケース２１には、その面積の広い側面から突出した連結部２２が形成されるとともに、連結部２２には、該連結部２２の突出方向と略直交する方向に貫通した貫通孔２３が形成されている。そして、ケース２１は、連結ネジ２４が貫通孔２３を介してバルブ５のネジ穴１４に螺着されることで、バルブ５に対して着脱可能に連結されている。なお、貫通孔２３はケース２１内には連通しておらず、本実施形態のケース２１は、その内部空間の気密が保たれるように形成されている。
【００１７】
また、図３に示すように、センサ本体６は、ケース２１内に収容され、タイヤ３の空気圧を検出する空気圧センサや送信アンテナ等の各種電子部品が一体的に組み込まれたセンサ部としての電子回路装置２５を備えている。本実施形態の空気圧センサは、基準圧力室と圧力導入部とを隔絶するダイアフラム部が形成されたセンサチップを有しており、ケース２１の内部空間の圧力に基づいてタイヤ３の空気圧を検出する。なお、ケース２１内には、図示しない電池が内蔵されており、この電池が電子回路装置２５の動作電源となっている。
【００１８】
ここで、ケース２１は、互いに分離可能な複数の子ケース３１が入れ子状に組み合わされてなる。なお、本実施形態では、ケース２１は、第１〜第３子ケース３１ａ〜３１ｃの３つが入れ子状に組み合わされてなる。
【００１９】
詳述すると、第１子ケース３１ａは、長方形箱状に形成されている。第１子ケース３１ａには、その面積の広い側面から突出した第１連結部３２ａが形成されるとともに、第１連結部３２ａには、その突出方向と略直交する方向に貫通した第１貫通孔３３ａが形成されている。第２子ケース３１ｂは、第１子ケース３１ａよりも一回り大きな長方形箱状に形成されており、その内面が第１子ケース３１ａの外面の略全体に接触している。そして、第２子ケース３１ｂの面積の広い側面から突出した第２連結部３２ｂには、その突出方向と略直交する方向に貫通した第２貫通孔３３ｂが第１貫通孔３３ａと同軸上に形成されている。第３子ケース３１ｃは、第２子ケース３１ｂよりも一回り大きな長方形箱状に形成されており、その内面が第２子ケース３１ｂの外面の略全体に接触している。そして、第３子ケース３１ｃの面積の広い側面から突出した第３連結部３２ｃには、その突出方向と略直交する方向に貫通した第３貫通孔３３ｃが第２貫通孔３３ｂ（第１貫通孔３３ａ）と同軸上に形成されている。
【００２０】
つまり、第１〜第３子ケース３１ａ〜３１ｃは、互いに相似形状とされており、第１子ケース３１ａが一番小さく、第２子ケース３１ｂ、第３子ケース３１ｃの順に大きくなるように形成されている。そして、第１子ケース３１ａと第２子ケース３１ｂ、及び第２子ケース３１ｂと第３子ケース３１ｃとは、互いに接触しているのみであり、各子ケース３１を破壊等することで容易に分離可能となっている。なお、上記ケース２１の連結部２２は第１〜第３連結部３２ａ〜３２ｃによって構成され、貫通孔２３は第１〜第３貫通孔３３ａ〜３３ｃによって構成されている。
【００２１】
また、センサ本体６は、入れ子にされている子ケース３１の数を検知可能に構成されており、検出される空気圧を子ケース３１の数に応じて補正する。具体的には、第１子ケース３１ａの外面には、互いに平行となるように配置されるとともに、電子回路装置２５に電気的に接続された２本の検知電極３５ａ，３５ｂが設けられており、これら検知電極３５ａ，３５ｂによってコンデンサが構成されている。このコンデンサの誘電率は、上記第２及び第３子ケース３１ｂ，３１ｃの有無によって変化するため、コンデンサの静電容量は、子ケース３１の数によって変化する。そして、電子回路装置２５は、所定周期毎に、検知電極３５ａ，３５ｂに高周波の電圧を印加し、そのとき流れる電流に基づいて前記コンデンサの静電容量を演算し、この演算された静電容量に基づいて子ケース３１の数を検知する。つまり、本実施形態では、電子回路装置２５及び検知電極３５ａ，３５ｂにより検知部が構成されている。また、電子回路装置２５は、子ケース３１の数が多いほど、ケース２１の剛性が高くなることでケース２１がたわみ難くなるとともにケース２１の内部圧力が大きくなり難くなることを踏まえ、検出された空気圧が大きくなるように補正する。
【００２２】
次に、本実施形態のセンサユニットの作用について説明する。
図４（ａ）に示すように、タイヤ３がパンクした場合において、樹脂材料等からなる修理剤（シーリング剤）Ｓを用いてパンク修理を行った場合、修理剤Ｓがタイヤ３の内部に配置されたセンサ本体６のケース２１にも付着する。そして、修理剤Ｓが硬化すると、例えばタイヤ３の空気圧を受けてもケース２１がほとんどたわまなくなり、センサ本体６で空気圧の検出ができなくなる虞がある。
【００２３】
この点、図４（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサユニット１では、修理剤Ｓが固着した最も外側の第３子ケース３１ｃを破壊等して切り離す（剥ぎ取る）ことで、ケース２１（センサ本体６）から修理剤Ｓが除去される。これにより、車輪２を交換する際に、センサ本体６をバルブ５から取り外して再利用することが可能になる。なお、一度再利用したセンサ本体６に修理剤Ｓが固着した場合には、第２子ケース３１ｂを破壊等して分離することにより、ケース２１から修理剤Ｓが除去される。また、修理剤Ｓ以外の除去することが困難な他の異物がケース２１に固着した場合にも、同様に該異物が固着した最も外側の子ケース３１を切り離すことで、センサ本体６の再利用が可能になる。
【００２４】
次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）ケース２１に修理剤Ｓ等の異物が固着した場合に、該異物が固着した最も外側の子ケース３１を分離することで、ケース２１から異物が除去されるため、車輪２を交換する際等に、ケース２１が最も内側の第１子ケース３１ａのみとなるまで、センサ本体６を再利用することができる。
【００２５】
（２）電子回路装置２５が子ケース３１の数を検知するため、例えばタイヤ空気圧監視システムにおいて子ケース３１の数を把握して運転者等に知らせることが可能になる。
（３）電子回路装置２５は、入れ子にされている子ケース３１の数を検知し、その数に応じて検出した空気圧を補正するため、子ケース３１の数によって空気圧の検出精度が低下することを抑制できる。
【００２６】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、ケース２１をその内部空間の気密が保たれるように形成し、電子回路装置２５の空気圧センサは、内部圧力に基づいてタイヤ３の空気圧を間接的に検出するようにした。しかし、これに限らず、ケース２１に空気圧センサの圧力導入部に連通する孔を形成し、タイヤ３の空気圧を直接検出するようにしてもよい。
【００２７】
・上記実施形態では、子ケース３１の数を第１子ケース３１ａに設けられた検知電極３５ａ，３５ｂにより構成されるコンデンサの容量変化に基づいて検知するようにしたが、これに限らない。例えば、子ケース３１間に子ケース３１の切り離しによって開いた状態となる機械式のスイッチ（接点）等を設け、各スイッチの状態に基づいて子ケース３１の数を検知するようにしてもよい。
【００２８】
・上記実施形態において、電子回路装置２５が検知した子ケース３１の数を空気圧の補正以外に用いてもよい。また、電子回路装置２５が子ケース３１の数を検知せず、その数に応じて空気圧を補正しなくてもよい。
【００２９】
・上記実施形態において、子ケース３１を入れ子にする数は、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１…センサユニット、３…タイヤ、５…バルブ、６…センサ本体、２１…ケース、２２…連結部、２３…貫通孔、２４…連結ネジ、２５…電子回路装置、３１…子ケース、３１ａ…第１子ケース、３１ｂ…第２子ケース、３１ｃ…第３子ケース、３２ａ…第１連結部、３２ｂ…第２連結部、３２ｃ…第３連結部、３３ａ…第１貫通孔、３３ｂ…第２貫通孔、３３ｃ…第３貫通孔、３５ａ，３５ｂ…検知電極。
【図１】
2014108763.tif 000003
【図２】
2014108763.tif 000004
【図３】
2014108763.tif 000005
【図４】
2014108763.tif 000006