(57)【要約】送信機は、タイヤ内に設けられ、タイヤ圧力警報装置に警報を行わせる。送信機は、端子を有する送信部と、圧力スイッチと、を備える。圧力スイッチは、中空状の箱と、箱内とタイヤ内とを連通させる流路と、を備える。箱は、箱内の圧力とタイヤ内の圧力との差が所定値未満のときには端子から離間しており、タイヤ内の圧力に比べて箱内の圧力が所定値以上高くなることで弾性変形して送信部の端子に接触する金属製の変形部を備える。送信部は、変形部と、端子との接触を契機としてタイヤ圧力警報装置に警報を行わせるための警報信号を送信する。
2019082353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内に設けられ、タイヤ圧力警報装置に警報を行わせる送信機であって、
端子を有する送信部と、
圧力スイッチと、を備え、
前記圧力スイッチは、中空状の箱と、前記箱内と前記タイヤ内とを連通させる流路と、を備え、
前記箱は、前記箱内の圧力と前記タイヤ内の圧力との差が所定値未満のときには前記送信部の前記端子から離間しており、前記タイヤ内の圧力に比べて前記箱内の圧力が前記所定値以上高くなることで弾性変形して前記端子に接触するように構成された導電性の変形部を備え、
前記送信部は、前記変形部と前記端子との接触を契機として前記タイヤ圧力警報装置に警報を行わせるための警報信号を送信するように構成される送信機。
【請求項２】
前記送信機は、
前記タイヤ内の圧力が前記箱内の圧力よりも低い状態において、前記変形部と前記端子とが接触していない場合に比べて、前記変形部と前記端子とが接触している場合のほうが前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を少なくするように構成された流量低下部を備える請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記流路は前記変形部に形成されており、
前記端子は前記変形部と接触したときに前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を制限するように構成される請求項１又は２に記載の送信機。
【請求項４】
前記送信機は、
前記タイヤ内の圧力が前記箱内の圧力よりも低い状態において、前記変形部と前記端子とが接触している場合に比べて、前記変形部と前記端子とが接触していない場合のほうが前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を少なくするように構成された流量増加部を備える請求項１に記載の送信機。
【請求項５】
前記流路は前記変形部に形成されており、
前記流量増加部は前記箱内に設けられる流量制限部を含み、前記流量制限部は、前記変形部と前記端子とが接触していないときに前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を制限するように構成される請求項４に記載の送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられた複数の車輪のそれぞれに取り付けられる送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の車輪を備える車両に設けられた送信機としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のタイヤ圧力監視装置は、各車輪に設けられた送信機と、受信機と、を備える。送信機は、タイヤの圧力（タイヤの内圧）を検出する圧力センサと、この圧力センサによって検出されたタイヤの圧力データを間欠的に取得するコントローラと、圧力データを含むデータ信号を受信機に向けて送信する送信部と、を備える。受信機は、各車輪に設けられた送信機から送信されるデータ信号を受信することで、タイヤの圧力が急激に低下したり、タイヤの圧力が過度に低下したことを把握できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９１３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、コントローラが圧力データを間欠的に取得する場合、圧力データを取得してから、次に圧力データを取得するまでの間は、圧力データの取得が行われない。即ち、受信機がタイヤの圧力を把握できない期間が生じることになる。この期間内にタイヤの圧力が急激に低下した場合、圧力データが取得されるまでの間は、タイヤの圧力が急激に低下したことを受信機に把握させることができない。【０００５】
本発明の目的は、タイヤの圧力が急激に低下した場合に、タイヤ圧力警報装置に逸早く警報を行わせることができる送信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する送信機は、タイヤ内に設けられ、タイヤ圧力警報装置に警報を行わせる送信機であって、端子を有する送信部と、圧力スイッチと、を備え、前記圧力スイッチは、中空状の箱と、前記箱内と前記タイヤ内とを連通させる流路と、を備え、前記箱は、前記箱内の圧力と前記タイヤ内の圧力との差が所定値未満のときには前記送信部の前記端子から離間しており、前記タイヤ内の圧力に比べて前記箱内の圧力が前記所定値以上高くなることで弾性変形して前記端子に接触するように構成された導電性の変形部を備え、前記送信部は、前記変形部と前記端子との接触を契機として前記タイヤ圧力警報装置に警報を行わせるための警報信号を送信するように構成される。【０００７】
箱内と、タイヤ内とは流路によって連通しているため、タイヤの圧力変動が僅かな場合には、箱内とタイヤ内とは同圧とみなすことができる。タイヤの圧力が急激に低下すると、箱内の圧力もタイヤ内の圧力に追従して低下する。この際、流路がオリフィスとして機能することで、流路を介した箱内からの気体の排出が制限され、箱内の圧力はタイヤ内の圧力よりも緩やかに低下する。このため、タイヤの圧力が急激に低下した場合には、一時的に箱内の圧力がタイヤ内の圧力よりも高くなる。変形部は、タイヤ内の圧力に比べて箱内の圧力が所定値以上高くなると、弾性変形し、端子に接触する。これにより、送信部からタイヤ圧力警報装置に警報信号が送られ、タイヤ圧力警報装置に警報を行わせることができる。時間経過に伴い、箱内の圧力とタイヤ内の圧力とが小さくなると、変形部は弾性力によって復元することで、端子から離間する。変形部の弾性変形を契機として警報信号が送信されることで、タイヤの圧力が急激に低下した場合に、警報装置に逸早く警報を行わせることができる。【０００８】
上記送信機について、前記タイヤ内の圧力が前記箱内の圧力よりも低い状態において、前記変形部と前記端子とが接触していない場合に比べて、前記変形部と前記端子とが接触している場合のほうが前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を少なくするように構成された流量低下部を備えていてもよい。一例として、前記流路は前記変形部に形成されており、前記端子は前記変形部と接触したときに前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を制限するように構成される。【０００９】
これによれば、変形部と端子とが接触すると、流路を介して箱から排出される気体の流量が少なくなる。したがって、タイヤ内の圧力と箱内の圧力との差が小さくなりにくく、変形部が端子に接触している時間を長くすることができる。このため、警報信号が送信される時間を長くすることができる。【００１０】
上記送信機について、前記タイヤ内の圧力が前記箱内の圧力よりも低い状態において、前記変形部と前記端子とが接触している場合に比べて、前記変形部と前記端子とが接触していない場合のほうが前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を少なくするように構成された流量増加部を備えていてもよい。一例として、前記流路は前記変形部に形成されており、前記流量増加部は前記箱内に設けられる流量制限部を含み、前記流量制限部は、前記変形部と前記端子とが接触していないときに前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を制限するように構成される。【００１１】
これによれば、タイヤ内の圧力と、箱内の圧力との差に応じて、変形部は端子への接触と、端子からの離間とを繰り返すことになる。変形部の端子への接触と、端子からの離間とは単位時間当たりのタイヤ内の圧力の低下量が多いほど短い間隔で繰り返されることになる。警報信号は、変形部が端子に接触する度に送信される。タイヤ圧力警報装置は、警報信号を受信する間隔から、タイヤに生じた異常の度合いを把握できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、タイヤの圧力が急変した場合に、警報装置に逸早く警報を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両の概略構成図。
【図２】車輪に取り付けられた送信機を示す斜視図。
【図３】定常送信装置の概略構成図。
【図４】タイヤ内の圧力、定常送信装置から送信される圧力低下信号、及び、圧力急変用送信装置から送信される警報信号の関係を示すタイムチャート。
【図５】圧力急変用送信機を示す断面図。
【図６】圧力スイッチの変形部が弾性変形した際の変形部と端子との関係を模式的に示す断面図。
【図７】圧力急変用送信装置を示す等価回路。
【図８】比較例の圧力スイッチを模式的に示す断面図。
【図９】比較例の圧力スイッチを模式的に示す断面図。
【図１０】変形例の圧力急変用送信装置を示す等価回路。
【図１１】変形例の圧力スイッチを模式的に示す断面図。
【図１２】変形例の圧力急変用送信装置を模式的に示す断面図。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は変形例の圧力スイッチを模式的に示す断面図。
【図１４】変形例の圧力急変用送信装置を模式的に示す断面図。
【図１５】変形例の圧力急変用送信装置を模式的に示す断面図。
【図１６】変形例の送信機を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、送信機の一実施形態について説明する。
図１に示すように、タイヤ圧力監視装置１０は、車両１１の４つの車輪１２にそれぞれ取り付けられる送信機２０と、車両１１の車体に設置されるタイヤ圧力警報装置６０と、を備える。各車輪１２は、ホイール部１３と、このホイール部１３に装着されるタイヤ１４とを含む。タイヤ圧力警報装置６０は、受信機６１と、警報器６５と、を備える。
【００１５】
図２に示すように、各送信機２０は、ホイール部１３のリム１５に装着されたタイヤバルブ１６と一体化されている。各送信機２０は、タイヤ１４の内部空間に配置されるように、そのタイヤ１４が装着されたホイール部１３に対して取り付けられている。
【００１６】
送信機２０は、定常送信装置２０Ａと、圧力急変用送信装置２０Ｂと、を備える。定常送信装置２０Ａと、圧力急変用送信装置２０Ｂとは一体化されている。
図３に示すように、各定常送信装置２０Ａは、圧力センサ２１、温度センサ２２、コントローラ２４、定常送信回路２５、アンテナ２７、及び、バッテリ２６を備える。定常送信装置２０Ａは、バッテリ２６によって動作する。コントローラ２４は定常送信装置２０Ａの動作を統括的に制御する。圧力センサ２１は、対応するタイヤ１４内の圧力（タイヤ内圧力）を検出して、その検出によって得られたタイヤ１４内の圧力データをコントローラ２４に出力する。温度センサ２２は、対応するタイヤ１４内の温度（タイヤ内温度）を検出して、その検出によって得られたタイヤ内の温度データをコントローラ２４に出力する。
【００１７】
コントローラ２４は、ＣＰＵ２４ａ、記憶部２４ｂ（ＲＡＭやＲＯＭ等）及びタイマを含むマイクロコンピュータ等よりなり、記憶部２４ｂには各定常送信装置２０Ａの固有の識別情報であるＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、各定常送信装置２０Ａを受信機６１に識別させるために使用される情報である。コントローラ２４は、圧力データ、温度データ、及び、ＩＤコードを含むデータを生成し、定常送信回路２５に出力する。定常送信回路２５は、コントローラ２４からのデータを変調してデータ信号（ＲＦ信号）を生成し、データ信号をアンテナ２７から無線送信する。データ信号は、ＲＦ帯（例えば、３１５ＭＨｚ帯や、４３４ＭＨｚ帯）の信号として送信される。
【００１８】
コントローラ２４は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア（特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣ）を備えたものであってもよい。すなわち、コントローラ２４は、１）コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、２）ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、或いは３）それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
【００１９】
図４に示すように、コントローラ２４は、圧力センサ２１によって検出された圧力データを予め定められた取得間隔ｔ１１で間欠的に取得している。取得間隔ｔ１１は、例えば、１０秒〜数十秒である。コントローラ２４は、予め定められた間隔毎にデータ信号を送信する定常送信を行う。また、コントローラ２４は、タイヤ１４内の圧力が急激に低下したり、タイヤ１４内の圧力が過度に低い場合には、タイヤ１４に異常が生じたと判断し、圧力低下信号を送信する。圧力低下信号は、データ信号と同様の信号であってもよいし、警報フラグを含んだ信号など、どのようなフォーマットの信号であってもよい。
【００２０】
図５に示すように、圧力急変用送信装置２０Ｂは、バッテリ３０と、送信回路３４と、圧力スイッチ４０と、金属製の導電部材５０と、これらを収容するケース５１と、を備える。送信回路３４、バッテリ３０、圧力スイッチ４０は、積層配置されている。
【００２１】
バッテリ３０は、円盤状である。バッテリ３０は、送信回路３４の電力源となる。送信回路３４は、電力が供給されることで、予め定められた警報信号を送信する。警報信号としては、少なくとも、ＩＤコードを含む信号であればよい。送信回路３４は、バッテリ３０から電力が供給されている間は、警報信号を送信し続ける。なお、警報信号に含まれるＩＤコードとしては、圧力急変用送信装置２０Ｂに一体の定常送信装置２０Ａと同一のＩＤコードであってもよいし、異なるＩＤコードであってもよい。送信回路３４は、２つの端子３５，３６を備える。本実施形態の端子３５，３６は、電力供給用の端子である。
【００２２】
圧力スイッチ４０は、金属製の箱４１を備える。箱４１は、中空状である。箱４１は、円筒状の周壁４２と、壁部４４と、変形部４５と、を備える。壁部４４は、周壁４２の両端（軸線方向の両端）のうちの一方に設けられており、変形部４５は周壁４２の両端のうちの他方に設けられている。壁部４４は、円形であり、平板状である。
【００２３】
変形部４５は、周壁４２の周縁４３から周壁４２の軸線方向に凹むように設けられている。変形部４５は、円形の接点部４６と、接点部４６の周縁と周壁４２の周縁４３とを接続する反転部４７と、を備える。周壁４２の軸線方向に対する接点部４６から壁部４４までの寸法Ｌ１は、周壁４２の軸線方向に対する周縁４３から壁部４４までの寸法Ｌ２よりも短い。即ち、変形部４５は、周壁４２の内側に入り込んでいる。
【００２４】
圧力スイッチ４０は、箱４１の内外を連通させている複数の流路４８を備える。流路４８は、接点部４６を貫通している。
送信部としての送信回路３４と、バッテリ３０の端面３１とは、向かい合って配置されている。２つの端子３５，３６のうち、１つの端子３５は、バッテリ３０の端面３１に接合されている。バッテリ３０の端面３１とは反対側の端面３２と、圧力スイッチ４０の壁部４４とは向かい合って配置されている。導電部材５０は、バッテリ３０と、圧力スイッチ４０との間に配置されている。導電部材５０は、バッテリ３０の端面３２と、圧力スイッチ４０の壁部４４に接合されている。
【００２５】
送信回路３４の２つの端子３５，３６のうち、端子３５とは異なる端子３６の一部は、圧力スイッチ４０の変形部４５に向かい合って配置されている。詳細にいえば、端子３６は、バッテリ３０及び圧力スイッチ４０に沿って送信回路３４から延びている第１部位３７と、第１部位３７から接点部４６に向かい合う位置まで延びる第２部位３８と、を備える。
【００２６】
第２部位３８は、圧力スイッチ４０の接点部４６から離間した状態で設けられている。第２部位３８は、接点部４６のうち、流路４８が設けられた部分に向かい合っている。詳細に言うと、第２部位３８は、流路４８のうち箱４１の外側に位置する開口部４９に向かい合っている。
【００２７】
ケース５１は、例えば、樹脂などの絶縁材料製である。ケース５１は、バッテリ３０を保持するバッテリ保持部５２と、圧力スイッチ４０を保持するスイッチ保持部５３と、を備える。バッテリ保持部５２は、バッテリ３０の使用に伴うバッテリ３０の膨張・収縮を阻害しないように設けられている。バッテリ３０の膨張・収縮は、導電部材５０の弾性変形により吸収される。これにより、バッテリ３０の膨張・収縮に伴う圧力スイッチ４０の位置変動を規制している。
【００２８】
図示は省略するが、ケース５１は、ケース５１の内外を連通させる孔を備える。以下の説明において、説明の便宜上、ケース５１内の圧力は、タイヤ１４内の圧力と常に同一とみなして説明を行う。
【００２９】
前述したように、箱４１の内外は、流路４８によって連通している。このため、タイヤ１４内の圧力変動に追従して、箱４１内の圧力も変動する。タイヤ１４内の圧力変動が僅かな場合には、タイヤ１４内の圧力と、箱４１内の圧力とは同圧とみなすことができる。タイヤ１４内の圧力と、箱４１内の圧力とが同圧の場合、変形部４５は、周壁４２内に位置し、接点部４６と、端子３６とは離間した状態に維持される。
【００３０】
図６に示すように、圧力スイッチ４０の変形部４５は、箱４１の内外の圧力差により弾性変形する。詳細に言えば、変形部４５の反転部４７は、箱４１外の圧力（タイヤ１４内の圧力）に比べて箱４１内の圧力が所定値以上高いときに弾性変形する。変形部４５は、周壁４２の軸線方向に向けて周壁４２の周縁４３よりも外側に突出するように弾性変形する。変形部４５が弾性変形することで、寸法Ｌ１は、寸法Ｌ２よりも長くなる。変形部４５が弾性変形することで、接点部４６と、端子３６とが接触し、送信回路３４には電力が供給される。送信回路３４からは警報信号が送信されることになる。
【００３１】
前述した「所定値」は、圧力急変時に圧力スイッチ４０の変形部４５を変形させることができる範囲内で任意の値を設定することができる。なお、圧力急変とは、車両の走行により自然に低下する圧力の変動量（単位時間当たりの変動量）よりも、圧力が大きく低下する状態を示す。圧力急変は、例えば、タイヤ１４のバースト時に生じる。圧力急変時には、タイヤ１４内の圧力が急激に低下する一方で、流路４８がオリフィスとして機能することで、箱４１内の圧力はタイヤ１４内の圧力よりも緩やかに低下する。これにより、圧力急変時には、タイヤ１４内の圧力と、箱４１内の圧力に圧力差が生じることになる。この圧力差により、変形部４５が弾性変形するようにしている。
【００３２】
上記した条件に基づき、「所定値」としては、例えば、タイヤ１４が推奨圧力の状態でバーストしたときにタイヤ１４内と、箱４１内に生じる圧力差を想定した上で、この圧力差よりも小さい圧力差で変形部４５が弾性変形するように設定される。
【００３３】
なお、変形部４５の形状、変形部４５の材料、変形部４５の寸法、流路４８の流路断面積、箱４１の容積などにより、変形部４５が弾性変形するのに要する箱４１の内外の圧力差は変化する。変形部４５は、上記した「所定値」を満たすように設けられている。これにより、タイヤ１４内の圧力に比べて箱４１内の圧力が所定値以上高いときに変形部４５を弾性変形させることが可能となる。
【００３４】
上述したように、変形部４５は、タイヤ１４内の圧力に比べて箱４１内の圧力が所定値以上高いときに弾性変形するように設けられるが、公差を原因として、変形部４５が変形するのに要する圧力差には若干の誤差が生じ得る。「所定値」は、公差を原因とした若干の誤差を許容するものである。
【００３５】
箱４１の内外の圧力差により変形部４５が弾性変形すると、流路４８の開口部４９は、端子３６によって塞がれる。箱４１内の気体は、開口部４９と端子３６との間の隙間から排出されることになる。箱４１からは、流路４８を介して気体が排出されることで、箱４１内の圧力は緩やかに低下していく。
【００３６】
流路４８の開口部４９が端子３６によって塞がれることで、流路４８の開口部４９が端子３６によって塞がれていない場合に比べて、開口部４９の開口面積が小さくなる。これにより、流路４８から排出される気体の流量が制限された状態となる。タイヤ１４内の圧力が箱４１内の圧力よりも低い状態において、変形部４５と端子３６とが接触していない場合に比べて、変形部４５と端子３６とが接触している場合のほうが流路４８を介して箱４１から排出される気体の流量が少なくなるといえる。本実施形態では、端子３６が流量低下部として機能する。なお、開口部４９と端子３６との間の隙間、及び、流路４８の両方が箱４１内とタイヤ１４内とを連通させる流路とみなすと、流量低下部は、変形部４５と端子３６とが接触することで流路の流路断面積を小さくしているともいえる。
【００３７】
タイヤ１４内の圧力と、箱４１内の圧力との差が小さくなると、変形部４５の弾性力により、変形部４５は元の形状に復元する。これにより、変形部４５と、端子３６とは離間し、送信回路３４には電力が供給されなくなる。即ち、送信回路３４には、タイヤ１４の圧力急変が生じたときに一時的に電力が供給されることになる。
【００３８】
なお、変形部４５の弾性変形が維持される時間、即ち、変形部４５と端子３６とが接触している時間は、変形部４５の形状、変形部４５の材料、変形部４５の寸法、流路４８から排出される気体の流量などを変更することで、適宜調整可能である。流路４８から排出される気体の流量は、流路４８の流路断面積や開口部４９の開口面積を変更することで調整可能である。本実施形態において、タイヤ１４内の圧力が推奨圧力の状態でタイヤ１４がバーストした際に、変形部４５の弾性変形が取得間隔ｔ１１以上の時間維持されるように変形部４５の形状などは定められている。なお、本実施形態のように箱４１が複数の流路４８を備えている場合、流路断面積とは、複数の流路４８の流路断面積の合計である。
【００３９】
図７にしたように、圧力スイッチ４０は、圧力差に応じて、オン／オフが切り替わることで、送信回路３４に電力を供給するか否かを切り替える機械的スイッチとして機能しているといえる。
【００４０】
図１に示すように、受信機６１は、受信コントローラ６２、受信回路６３、及び、受信アンテナ６４を備える。受信機６１の受信コントローラ６２は、警報器６５に接続されている。受信コントローラ６２はＣＰＵ６２ａ及び受信側記憶部６２ｂ（ＲＯＭやＲＡＭ等）を含むマイクロコンピュータ等よりなり、受信機６１の動作を統括的に制御する。受信側記憶部６２ｂには、各送信機２０のＩＤコードが記憶されている。定常送信装置２０Ａと、圧力急変用送信装置２０Ｂとで、異なるＩＤコードを用いている場合、それぞれのＩＤコードが記憶される。
【００４１】
受信回路６３は、受信アンテナ６４を介して、送信機２０から送信されるデータ信号、圧力低下信号、及び、警報信号を受信する。受信回路６３は、データ信号、圧力低下信号、及び、警報信号を復調して、受信コントローラ６２に出力する。
【００４２】
受信コントローラ６２は、データ信号に基づき、タイヤ１４内の圧力や、タイヤ１４の温度など、タイヤ１４の状態を把握する。また、受信コントローラ６２は、圧力低下信号、及び、警報信号に基づき、タイヤ１４に異常が生じていることを把握する。受信コントローラ６２は、タイヤ１４に異常が生じている場合には、警報器６５による警報を行う。
【００４３】
警報器６５としては、音や振動によって警報を行うものや、点灯することで警報を行うものであってもよいし、タイヤ１４に異常が生じたことを表示できる表示器であってもよい。
【００４４】
次に、本実施形態の送信機２０の作用について説明する。
図４に示すように、時刻Ｔ１でタイヤ１４がバーストし、タイヤ１４に圧力急変が生じたとする。コントローラ２４は、時刻Ｔ０で圧力データを取得し、次の周期において時刻Ｔ２で圧力データを取得する。時刻Ｔ１は、時刻Ｔ０と時刻Ｔ２との間の時刻である。
【００４５】
コントローラ２４は、時刻Ｔ１より後の時刻Ｔ２で圧力データを取得した際に圧力急変を検知する。コントローラ２４は、圧力急変を検知すると、圧力低下信号を送信する。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間は、圧力急変が生じているにも関わらず、圧力低下信号が送信されない期間となる。
【００４６】
圧力スイッチ４０の変形部４５は、時刻Ｔ１で圧力急変が生じると、端子３６と接触する。これにより、送信回路３４からは警報信号が送信される。変形部４５が弾性変形するのに要する時間は僅かであるため、圧力急変が生じた場合、警報信号は即座に送信されることになる。警報信号は圧力低下信号よりも早く送信されているといえる。
【００４７】
上記したように、通常送信装置２０Ａは、間欠的に圧力データを取得しているため、圧力急変が生じたとしても、圧力データを取得しなければ圧力急変を検知することができない。このため、圧力急変の検知が、遅くなる場合がある。具体的にいえば、圧力急変が生じてから、コントローラ２４が圧力急変を検知するまでに、取得間隔ｔ１１と略同一の時間を要する場合がある。
【００４８】
これに対し、圧力急変用送信装置２０Ｂは、所定値以上の圧力差が生じると、変形部４５が弾性変形して、端子３６に接触することで警報信号が送信される。圧力差により、送信回路３４とバッテリ３０とを繋ぐスイッチが機械的にオンされることで、警報信号が送信されることになる。このため、圧力急変時には、即座に警報信号が送信されることになる。
【００４９】
時間経過に伴い、箱４１の内外の圧力差が小さくなると、圧力急変用送信装置２０Ｂからは警報信号が送信されなくなる。変形部４５の弾性変形が取得間隔ｔ１１以上の時間維持されるようにすることで、警報信号が送信されなくなる時点では、定常送信装置２０Ａから圧力低下信号が送信されていることになる。このため、警報信号が送信されなくなっても、タイヤ１４に異常が生じていることを継続して受信機６１に把握させることができる。
【００５０】
なお、図８に示すように、圧力スイッチ２００として、本実施形態の箱４１から流路４８を省略したものを用いることも考えられる。大気圧環境下において、圧力スイッチ２００の変形部４５は、周壁４２の外側に突出しており、端子３６と接触している。圧力スイッチ２００がタイヤ１４内に配置されると、箱４１内の圧力に比べて、箱４１外の圧力が高くなる。すると、図９に示すように、圧力スイッチ２００の変形部４５は周壁４２内に向けて凹むように弾性変形し、端子３６から離間する。圧力スイッチ２００の変形部４５は、箱４１外の圧力（絶対圧）によって変形するといえる。
【００５１】
タイヤ１４にバーストが生じると、タイヤ１４内の圧力は、大気圧となる。これにより、変形部４５が端子３６と接触し、警報信号が送信される。
上記した圧力スイッチ２００を用いる場合、圧力スイッチ２００を用いた圧力急変用送信装置を製造してから、当該圧力急変用送信装置を車輪１２に装着するまでは、変形部４５と端子３６とが接触している。したがって、圧力急変用送信装置を車輪１２に装着するまでは警報信号が送信され続けることになり、バッテリ３０の消費電力が大きくなる。圧力急変用送信装置を車輪１２に装着するまで、変形部４５と端子３６との間に絶縁部材を介在させることで、変形部４５と端子３６との接触を防止することも考えられる。しかしながら、絶縁部材の着脱には手間がかかる。車輪１２に圧力急変用送信装置が取り付けられるまでは警報信号を送信しないようにロックをし、車輪１２への装着後にロックを解除することも考えられるが、この場合にも、トリガ装置などを用いてロック、及び、ロックの解除を行う必要があり手間がかかる。
【００５２】
これに対して、本実施形態の圧力急変用送信装置２０Ｂは、箱４１の内外に圧力差が生じた場合に変形部４５が弾性変形する。圧力急変用送信装置２０Ｂを製造し、車輪１２に装着するまでの間に変形部４５と端子３６とが接触することは稀であると考えられる。仮に、圧力急変用送信装置２０Ｂを車輪１２に装着するまでに変形部４５が弾性変形し、端子３６と接触した場合であっても、変形部４５は弾性力により復元するため、警報信号が長期間に亘って送信され続けることは抑止されている。
【００５３】
したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）箱４１は、タイヤ１４内の圧力に比べて箱４１内の圧力が所定値以上高くなると弾性変形する変形部４５を備える。タイヤ１４内の圧力が急激に低下した場合には、一時的に箱４１内の圧力がタイヤ１４内の圧力よりも高くなる。これを利用して、変形部４５を弾性変形させて、変形部４５を端子３６に接触させている。変形部４５と端子３６との接触を契機として、送信回路３４からタイヤ圧力警報装置６０に警報信号が送信され、タイヤ圧力警報装置６０に警報を行わせることができる。変形部４５の弾性変形を契機として、警報信号が送信されるようにすることで、圧力急変時に逸早く警報を行わせることができる。
【００５４】
（２）接点部４６と、端子３６とが接触すると、流路４８の開口部４９は端子３６に閉塞されることで、流路４８を介した気体の排出が制限される。接点部４６と端子３６とが接触している状態では、箱４１内の圧力が低下しにくくなる。したがって、接点部４６と端子３６との接触状態が維持されやすく、警報信号が送信される時間を長くすることができる。
【００５５】
なお、流路４８の流路断面積を小さくすることで、接点部４６と端子３６とが接触している時間を長くすることも考えられる。しかしながら、流路４８の流路断面積を小さくすると、変形部４５の受圧面積や、圧力急変時に箱４１の内外に生じる圧力差に影響を与える。すると、僅かな圧力変化であっても変形部４５が変形するおそれがある。このため、流路４８の流路断面積には設計上の制約が生じ得る。接点部４６と、端子３６とが接触している場合にのみ流路４８から排出される気体の流量を制限することで、流路４８の流路断面積を維持したまま、流路４８から排出される気体の流量を低下させることができる。
【００５６】
（３）送信機２０は、圧力急変用送信装置２０Ｂに加えて、定常送信装置２０Ａを備える。定常送信装置２０Ａは、定期的にデータ信号を送信しているため、タイヤ圧力警報装置６０にタイヤ１４内の圧力を認識させることができる。定常送信装置２０Ａは、タイヤ１４内の圧力を検出しているため、タイヤ１４内の圧力が緩やかに低下し、過度にタイヤ１４内の圧力が低くなった場合にも警報を行わせることができる。即ち、定常送信装置２０Ａは、圧力急変用送信装置２０Ｂでは検出することができないタイヤ１４の異常を検出し、タイヤ圧力警報装置６０に警報を行わせることができる。したがって、圧力急変用送信装置２０Ｂと定常送信装置２０Ａとを併用することで、圧力急変によるタイヤ１４の異常だけではなく、タイヤ１４内の圧力が緩やかに低下し、過度に低い圧力となった場合にも警報を行わせることができる。
【００５７】
（４）圧力センサ２１から圧力データを取得する取得間隔を短くすることで、圧力急変時に逸早くタイヤ圧力警報装置６０に警報を行わせることもできる。しかしながら、取得間隔を短くすると、バッテリ２６の消費電力が増大する。圧力急変用送信装置２０Ｂを用いることで、圧力データの取得間隔を短くすることなく、圧力急変時には逸早くタイヤ圧力警報装置６０に警報を行わせることができる。
【００５８】
（５）圧力スイッチ４０によりタイヤ１４の圧力急変を検知することで、圧力急変用送信装置２０Ｂは、圧力センサ及びコントローラ（マイコン）を備えることなく警報信号を送信することができる。このため、圧力センサやコントローラを備える場合に比べ、バッテリ３０の消費電力が少ない。また、圧力センサやコントローラを備える場合に比べて、軽量化が図られる。
【００５９】
なお、実施形態は以下のように変更してもよい。
・実施形態では、圧力急変時に警報信号を送信する専用の圧力急変用送信装置２０Ｂを設けたが、定常送信装置２０Ａが警報信号を送信する機能を備えていてもよい。送信機２０は、圧力急変用送信装置２０Ｂを備えず、定常送信装置２０Ａのみを備える。
【００６０】
この場合、図１０に示すように、定常送信装置２０Ａのコントローラ２４及び定常送信回路２５が送信部となる。なお、送信部とは、警報信号を送信するのに必要となる部材である。実施形態に記載したように、送信回路３４のみで警報信号を送信することができれば、送信部は送信回路３４となる。図１０に記載のように、コントローラ２４によって生成したデータを定常送信回路２５から送信する場合、両者が送信部となる。
【００６１】
送信部８２の端子８１は、割り込み端子である。端子８１として割り込み端子を用いる場合、箱４１内の圧力がタイヤ１４内の圧力よりも所定値以上高くなると、変形部４５は端子８１と接触する。変形部４５が端子８１に接触すると、電圧レベルが変化することで、コントローラ２４は、割り込み処理を行う。この割り込み処理は、定常送信装置２０Ａから警報信号を送信する処理であってもよい。また、圧力センサ２１から圧力データを取得する処理であってもよい。圧力センサ２１から圧力データが取得されると、送信部８２からは警報信号としての圧力低下信号が送信される。いずれの場合も、変形部４５と端子８１との接触を契機として、圧力急変時にタイヤ圧力警報装置６０に警報を行わせることができる。
【００６２】
この場合、警報信号を送信する送信回路とデータ信号を送信する送信回路（定常送信回路２５）とを共通化することができ、これらの電力源となるバッテリも共通化することができる。したがって、送信機２０が定常送信装置２０Ａ、及び、圧力急変用送信装置２０Ｂの両方を備えている場合に比べて、小型化が図られる。また、トリガ装置などで、送信機２０の動作確認などを行いやすい。
【００６３】
・図１１に示すように、圧力スイッチ４０は、箱４１に収容された収容体７０を備えていてもよい。流量制限部として機能する収容体７０は、接点部４６と接触する接触部７１と、接触部７１から壁部４４まで延びる側壁７２と、を備える。収容体７０は、接触部７１を貫通する連通流路７３と、側壁７２を貫通する貫通孔７４と、を備える。連通流路７３は、接点部４６に設けられた流路７５よりも流路断面積が小さい。接点部４６と、接触部７１とが接触している状態で、連通流路７３と、流路７５とは連通している。
【００６４】
端子３６には、流路７５と向かい合うように端子流路７６が設けられている。端子流路７６の流路断面積は、連通流路７３の流路断面積よりも大きい。変形部４５が弾性変形したときには、流路７５と端子流路７６とが連通する。タイヤ１４内の圧力が急激に低下し、流路７５を介して箱４１から気体が排出される際には、連通流路７３から排出された気体が流路７５から排出される。変形部４５と接触部７１とが接触している場合、流路７５を介して箱４１から排出される気体の流量は連通流路７３の流路断面積に依存しているといえる。一方で、変形部４５と端子３６とが接触しているときには流路７５と端子流路７６とが連通する。この際、流路７５を介して排出される気体の流量は、端子流路７６の流路断面積に依存する。端子流路７６の流路断面積は、連通流路７３の流路断面積よりも大きいため、変形部４５と端子３６とが接触している場合に比べて、変形部４５と端子３６とが接触していない場合のほうが流路７５から排出される気体の流量が少なくなる。収容体７０、及び、端子流路７６は流量増加部として機能しているといえる。
【００６５】
圧力が急激に低下すると、変形部４５は端子３６に接触する。変形部４５が端子３６に接触することで、変形部４５が接触部７１に接触している場合に比べて、排出される気体の流量が多くなる。このため、箱４１内の圧力が低下しやすく、変形部４５は元の形状に復元する。変形部４５が元の形状に復元すると、変形部４５と接触部７１とが接触することで、箱４１から排出される気体の流量は少なくなる。すると、タイヤ１４内の圧力と、箱４１内の圧力との差が大きくなりやすく、変形部４５は再度弾性変形する。この繰り返しにより、変形部４５は端子３６への接触と、端子３６からの離間を繰り返すことになる。変形部４５の端子３６への接触と、端子３６からの離間とは単位時間当たりの圧力の低下量が多いほど短い間隔で繰り返されることになる。警報信号は、端子３６が接触する毎に送信される。即ち、変形部４５が端子３６に接触する間隔と、警報信号が送信される間隔とは同期することになる。
【００６６】
受信コントローラ６２は、警報信号を受信することで、警報を行うことができる。また、受信コントローラ６２は、警報信号を受信する間隔から、タイヤ１４に生じた異常の度合いを把握できる。受信コントローラ６２は、警報信号を受信する間隔が短いほど、タイヤ１４の圧力が急激に低下したと把握することができる。また、受信コントローラ６２は、警報信号を受信する間隔から、単位時間当たりの圧力の低下量（＝低下率）を算出することができる。
【００６７】
・送信回路３４、バッテリ３０、及び、圧力スイッチ４０の配置は、適宜変更してもよい。例えば、図１２に示すように、周壁４２と、バッテリ３０の側面とが向かい合い、バッテリ３０の側面と送信回路３４とが向かい合っていてもよい。
【００６８】
・図１３（ａ）に示すように、端子３６は、第２部位３８から接点部４６に向けて突出する筒部８４を備えていてもよい。筒部８４は、端子３６から接点部４６に向けて延びている。筒部８４の一部には、筒部８４の内外を連通させる端子流路８５が設けられている。端子流路８５の流路断面積は、流路４８の流路断面積よりも小さい。
【００６９】
変形部４５が弾性変形すると、変形部４５は筒部８４に接触する。この際、流路４８は、筒部８４と接点部４６に囲まれた領域に連通する。この領域と、タイヤ１４内とは、端子流路８５によって連通している。端子流路８５の流路断面積は、流路４８の流路断面積に比べて小さいため、変形部４５と接点部４６とが接触している場合、流路４８から排出される気体の流量は少なくなる。この場合、筒部８４、及び、端子流路８５が流量低減部として機能することになる。
【００７０】
・図１３（ｂ）に示すように、端子３６は、接点部４６に設けられた流路８７よりも流路断面積の小さい端子流路８８を備えていてもよい。端子流路８８は、変形部４５と端子３６とが接触したときに、流路８７と連通する位置に設けられる。この場合、端子流路８８が流量低減部として機能することで、変形部４５と端子３６とが接触している場合、流路８７から排出される気体の流量は少なくなる。
【００７１】
図１３（ｃ）に示すように、端子３６は、変形部４５と端子３６とが接触したときに、接点部４６に設けられた流路９０の一部と重なり合う端子流路９１を備えていてもよい。端子流路９１は、流路９０の流路断面積以上の流路断面積である。変形部４５が端子３６に接触した際に、端子流路９１と流路９０とが重なり合う面積は、流路９０の流路断面積未満である。これにより、端子流路９１が流量低減部として機能することで、変形部４５と接点部４６とが接触している場合、流路９０から排出される気体の流量は少なくなる。
【００７２】
図１３（ｄ）に示すように、端子３６は、変形部４５と端子３６とが接触したときに、接点部４６に設けられた複数の流路４８のうち、一部と連通する端子流路９３を備えていてもよい。端子流路９３が流量低減部として機能することで、変形部４５と接点部４６とが接触している場合、流路４８から排出される気体の流量は少なくなる。
【００７３】
・図１４に示すように、流路４８は、壁部４４に設けられていてもよい。また、流路４８は周壁４２に設けられていてもよいし、反転部４７に設けられていてもよい。
・図１５に示すように、圧力スイッチ４０の流路９６には通気性のフィルタ９７が設けられていてもよい。フィルタ９７を設けることで、圧力損失が生じるため、流路９６の流路断面積は、フィルタ９７の通気性を加味して設定される。
【００７４】
・送信機２０は、どのような態様で車輪に取り付けられていてもよい。例えば、送信機２０は、タイヤ１４に貼り付けられていてもよい。
・送信機２０は、定常送信装置２０Ａを備えず、圧力急変用送信装置２０Ｂを備える構成であってもよい。この場合であっても、タイヤ１４内の圧力が急変した場合には、圧力急変用送信装置２０Ｂから送信される警報信号により警報器６５に警報を行わせることができる。また、圧力急変用送信装置２０Ｂは、圧力急変が生じた場合に警報信号を一時的に送信するため、定常送信装置２０Ａに比べて、信号を送信する機会が少ない。このため、定常送信装置２０Ａに比べて、消費電力が少ない。圧力急変用送信装置２０Ｂのバッテリ３０として、定常送信装置２０Ａのバッテリ２６と同一容量のものを用いる場合、送信機２０の寿命が長くなる。
【００７５】
また、圧力急変用送信装置２０Ｂは、定常送信装置２０Ａに比べて部品点数が少ない。このため、送信機２０の製造コストの低減が図られる。
・箱４１の形状は、変形部を備えており、箱４１の内外の圧力差により変形部を変形させることができる形状であれば、どのような形状であってもよい。例えば、周壁４２を四角筒状などにしてもよい。
【００７６】
・変形部は、導電性であり、かつ、弾性変形可能であればよく、金属製でなくてもよい。例えば、変形部は、弾性変形可能な導電性樹脂製、弾性変形可能な樹脂の表面に金属メッキや導電性塗装を施したもの、弾性変形可能な樹脂に金属メッシュを取り付けたものであってもよい。変形部は、全体が導電性でなくてもよく、少なくとも端子３６に接する部分が導電性であればよい。変形部として、上記したものを用いることで、金属製の変形部に比べて軽量化、及び、形状の自由度の向上が図られる。更に、金属製の変形部に比べて加工が容易である。
【００７７】
・流路４８は、単一の流路４８であってもよい。
・圧力スイッチ４０の壁部４４と、バッテリ３０の端面３２とは直接接されていてもよい。この場合、導電部材５０は設けられない。
【００７８】
・圧力スイッチ４０の周壁４２、及び、壁部４４は、樹脂など金属以外の材料製でもよい。即ち、圧力スイッチ４０は、少なくとも変形部４５のみが金属製であればよい。
・図１６に示すように、定常送信装置２０Ａと、圧力急変用送信装置２０Ｂとは一体化されていなくてもよく、個別に車輪１２に取り付けられていてもよい。例えば、定常送信装置２０Ａ、及び、圧力急変用送信装置２０Ｂは、それぞれ、タイヤバルブ１６との一体化、ホイール部１３の内側への貼り付け、タイヤ１４の内側への貼り付けなどで車輪１２に取り付けられていてもよい。即ち、タイヤ１４内に設けられ、タイヤ１４の圧力を検出することができれば、定常送信装置２０Ａ、及び、圧力急変用送信装置２０Ｂは、任意の部位に取り付けられていてもよい。なお、定常送信装置２０Ａの取り付け位置と、圧力急変用送信装置２０Ｂの取り付け位置とをホイール部１３の回転中心を挟んで反対側とすることで、タイヤ１４のバランス調整をする際のバランスウェイトの軽量化を図ることができる。
【００７９】
・タイヤ圧力警報装置としては、車両の搭乗者が所持する携帯端末など、警報信号を受信する機能と、警報を行う機能とを備える装置であれば、どのような装置であってもよい。
【００８０】
・車両は、二輪車や、５つ以上の車輪を備える車両であってもよい。
・データ信号、圧力低下信号、及び、警報信号として、２．４ＧＨｚ帯の信号などを用いてもよい。
【００８１】
・データ信号には、温度データが含まれていなくてもよい。この場合、定常送信装置２０Ａは温度センサ２２を備えていなくてもよい。
・送信機２０は、データ信号の送信を一定位置（例えば、最下位置）で行ってもよい。受信コントローラ６２は、各送信機２０から送信されるデータ信号を受信したタイミングと、当該データ信号を受信した際の車輪１２の回転角度との相関関係に基づき、各送信機２０がいずれの車輪１２に装着されているかの判定（所謂、オートロケーション）を行ってもよい。なお、車輪１２の回転角度は、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキシステム）から取得する。この場合、定常送信装置２０ＡのＩＤコードと、圧力急変用送信装置２０ＢのＩＤコードを同一とすることで、警報信号がいずれの車輪１２に装着された圧力急変用送信装置２０Ｂから送信されたものかを受信機６１に把握させることができる。即ち、複数の車輪１２のうちいずれの車輪１２のタイヤ１４に異常が生じたかを受信機６１が把握できる。なお、定常送信装置２０ＡのＩＤコードと、圧力急変用送信装置２０ＢのＩＤコードとが異なる場合であっても、両者を対応付けて受信側記憶部６２ｂに記憶することで同様の効果を得ることができる。
【００８２】
・箱４１や、端子３５，３６を送信回路３４のアンテナとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１４…タイヤ、２０…送信機、３４…送信回路（送信部）３６…端子（流量低下部）、４０…圧力スイッチ、４１…箱、４５…変形部、４８…流路、６０…タイヤ圧力警報装置。
【図１】
2019082353.tif 000003
【図２】
2019082353.tif 000004
【図３】
2019082353.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019082353.tif 000009
【図８】
2019082353.tif 000010
【図９】
2019082353.tif 000011
【図１０】
2019082353.tif 000012
【図１１】
2019082353.tif 000013
【図１２】
2019082353.tif 000014
【図１３】
2019082353.tif 000015
【図１４】
2019082353.tif 000016
【図１５】
2019082353.tif 000017
【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月31日(2018.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内に設けられ、タイヤ圧力警報装置に警報を行わせる送信機であって、
端子を有する送信部と、
圧力スイッチと、を備え、
前記圧力スイッチは、中空状の箱と、前記箱内と前記タイヤ内とを連通させる流路と、を備え、
前記箱は、前記箱内の圧力と前記タイヤ内の圧力との差が所定値未満のときには前記送信部の前記端子から離間しており、前記タイヤ内の圧力に比べて前記箱内の圧力が前記所定値以上高くなることで弾性変形して前記端子に接触するように構成された導電性の変形部を備え、
前記送信部は、前記変形部と前記端子との接触を契機として前記タイヤ圧力警報装置に警報を行わせるための警報信号を送信するように構成され、
前記送信機は、前記タイヤ内の圧力が前記箱内の圧力よりも低い状態において、前記変形部と前記端子とが接触していない場合に比べて、前記変形部と前記端子とが接触している場合のほうが前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を少なくするように構成された流量低下部を備える送信機。
【請求項２】
前記流路は前記変形部に形成されており、
前記端子は前記変形部と接触したときに前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を制限するように構成される請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
タイヤ内に設けられ、タイヤ圧力警報装置に警報を行わせる送信機であって、
端子を有する送信部と、
圧力スイッチと、を備え、
前記圧力スイッチは、中空状の箱と、前記箱内と前記タイヤ内とを連通させる流路と、を備え、
前記箱は、前記箱内の圧力と前記タイヤ内の圧力との差が所定値未満のときには前記送信部の前記端子から離間しており、前記タイヤ内の圧力に比べて前記箱内の圧力が前記所定値以上高くなることで弾性変形して前記端子に接触するように構成された導電性の変形部を備え、
前記送信部は、前記変形部と前記端子との接触を契機として前記タイヤ圧力警報装置に警報を行わせるための警報信号を送信するように構成され、
前記送信機は、前記タイヤ内の圧力が前記箱内の圧力よりも低い状態において、前記変形部と前記端子とが接触している場合に比べて、前記変形部と前記端子とが接触していない場合のほうが前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を少なくするように構成された流量増加部を備える送信機。
【請求項４】
前記流路は前記変形部に形成されており、
前記流量増加部は前記箱内に設けられる流量制限部を含み、前記流量制限部は、前記変形部と前記端子とが接触していないときに前記流路を介して前記箱から排出される気体の流量を制限するように構成される請求項３に記載の送信機。
【国際調査報告】
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