(57)【要約】【課題】常に十分な電力をタイヤ内装置に供給する給電アンテナ、およびこの給電アンテナおよびタイヤ内装置を用いてタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出システムを提供。【解決手段】タイヤ情報検出システム10は、車輪12におけるチューブレスタイヤ42の情報をタイヤ情報検出器38が検出して情報送信アンテナを介して送信し、そのタイヤ情報を情報受信アンテナで受信してシステム処理部30および表示器32によってタイヤ内の状態を監視するもので、高周波電源34から供給される交流の高周波電力をシステム処理部30を介してリーダアンテナ22に供給し、このアンテナ22で高周波電力に基づく交流磁界を発生させて、この交流磁界を給電アンテナ40が受けて交流磁界に応じて発生する起電力をタイヤ情報検出器38に給電する。したがって、本システム10は、検出器38における電池が不要で、きめ細かく正確なデータを得ることができる。【選択図】図１
2008022265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を備えた自動車などの移動手段にて、外周に金属ワイヤが張られたチューブレスタイヤなどのゴムタイヤである前記車輪のタイヤの内部に設置される給電アンテナにおいて、該アンテナは、
前記車輪が高周波電力に応じた第１の交流磁界を外部から受けて、前記金属ワイヤが電磁誘導によって前記タイヤ内にほぼ均一な第２の交流磁界を発生させ、該アンテナが第２の交流磁界を受けて電磁誘導によって第２の交流磁界に応じた第１の誘導起電力を発生させ、
タイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出回路などのタイヤ内装置に対して、第１の誘導起電力に起因する電力を給電することを特徴とする給電アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、前記検出回路で検出されたタイヤ情報を、電磁波で前記車輪の外部へと送信することを特徴とする給電アンテナ。
【請求項３】
請求項１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、１つの閉ループを数字の８の形にねじって形成される大小２つの閉ループを有して、大きい前記閉ループである第１の電線部と、小さい前記閉ループである第２の電線部とが、円周上の１つの接点で折り曲げられて構成され、
第１の電線部は、そのループ平面が第２の交流磁界を垂直に受けるように前記タイヤ内装置に立てられて設置され、
第２の電線部は、前記タイヤ内装置上に設置されて、第１の誘導起電力に応じて、そのループ平面に垂直に向かって、前記タイヤ内装置に向かう第３の交流磁界を発生させ、
前記タイヤ内装置では、第２の電線部のループ平面にほぼ並行であって該ループと対面してほぼ同軸であるソレノイドで第３の交流磁界を受けて、電磁誘導によって第３の交流磁界に応じて発生する第２の誘導起電力が給電されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項４】
請求項１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、１つの閉ループが半ループ状に曲げられて構成され、
一方の半ループである第１の電線部は、そのループ平面が第２の交流磁界を受けるように前記タイヤ内装置に立てられて設置され、
他方の半ループである第２の電線部は、前記タイヤ内装置上に設置されて、前記タイヤ内装置と直接、電気的に接続して、第２の電線部からの第１の誘導起電力を前記タイヤ内装置に給電することを特徴とする給電アンテナ。
【請求項５】
請求項１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、１つの閉ループが半ループ状に曲げられて構成され、
一方の半ループである第１の電線部は、そのループ平面が第２の交流磁界を受けるように前記タイヤ内装置に立てられて設置され、
他方の半ループである第２の電線部は、前記タイヤ内装置上に設置されて、第１の誘導起電力に応じて、そのループ平面に垂直に向かって、前記タイヤ内装置に向かう第３の交流磁界を発生させ、
前記タイヤ内装置では、第２の電線部のループ平面にほぼ並行であって該ループと対面してほぼ同軸であるソレノイドで第３の交流磁界を受けて、電磁誘導によって第３の交流磁界に応じて発生する第２の誘導起電力が給電されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかに記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、第１の電線部のループ平面が第２の交流磁界を垂直に受ける位置を最良位置とし、前記タイヤ内装置および該アンテナが前記車輪に装着されるときに第１の電線部が第２の電線部に対して折り畳まれる位置を装着位置として、第１の電線部が前記装着位置へと折り畳まれても前記最良位置に復元するような形状復元力を有して構成されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項７】
請求項６に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、第１の電線部において、第２の電線部と接する直前に前記形状復元力を有するようなバネを形成して構成され、第１の電線部が前記装着位置から前記最良位置に復元されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項８】
請求項６に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、第１の電線部および第２の電線部が、前記形状復元力を有する形状記憶合金で形成されて、第１の電線部が前記装着位置から前記最良位置に復元されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項９】
請求項６に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、前記形状復元力を有する形状記憶樹脂によって第１の電線部および第２の電線部の形状で形成される復元支持部を含み、第１の電線部および第２の電線部が前記復元支持部に沿って形成され、第１の電線部が前記装着位置から前記最良位置に復元されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１０】
請求項６に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、第１の電線部および第２の電線部を形成できる大きさであって前記形状復元力を有する誘電体基板を含み、第１の電線部および第２の電線部が前記誘電体基板上に形成され、第１の電線部が前記装着位置から前記最良位置に復元されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１１】
請求項１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、閉ループを有して構成されて前記タイヤの内側側面に備えられ、
前記タイヤ内装置と直接、電気的に接続して、前記閉ループから第１の誘導起電力を給電することを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、前記閉ループが絶縁体基板上に形成され、該絶縁体基板が前記タイヤの内側側面に貼り付けられて構成されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１３】
請求項１１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、前記閉ループが前記タイヤの内側側面に直接、描画または印刷されて形成されて構成されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１４】
請求項１１に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、前記閉ループが前記タイヤの内側側面に直接、貼り付けられて形成されて構成されることを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１５】
請求項１２、１３または１４に記載の給電アンテナにおいて、該アンテナは、前記閉ループが前記タイヤの内側側面に複数備えられ、
複数の前記閉ループは、直列に接続されて直列誘導アンテナ系を構成し、
前記複数の閉ループのそれぞれで発生する複数の第１の誘導起電力を合わせて前記タイヤ内装置に給電することを特徴とする給電アンテナ。
【請求項１６】
車輪を備えた自動車などの移動手段にて、
前記車輪が、タイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出手段と、前記タイヤ情報を送信する情報送信手段とを含み、
前記移動手段が、前記車輪に近接して設置されて、前記タイヤ情報を前記情報送信手段から受信する情報受信手段を含んで、該情報受信手段が受信した前記タイヤ情報をユーザに提供するタイヤ情報検出システムにおいて、該システムは、
高周波電力を電力送信手段に供給する電力供給手段を含み、
前記電力送信手段は、前記高周波電力に応じて励振された第１の交流磁界を発生させ、
前記車輪は、請求項１に記載の給電アンテナを用いて交流磁界を受ける電力受信手段を含み、該車輪のタイヤは、外周に金属ワイヤが張られて形成され、
前記金属ワイヤは、第１の交流磁界を受けて、該交流磁界に応じた電磁誘導によって、前記タイヤ内にほぼ均一な第２の交流磁界を発生させ、
前記電力受信手段は、前記給電アンテナで第２の交流磁界に応じた電磁誘導によって、第１の誘導起電力を発生させ、
前記タイヤ情報検出手段は、前記タイヤ内装置に備えられて、前記電力受信手段から第１の誘導起電力に起因する電力が給電され、
前記情報送信手段は、前記所定の周波数帯域で前記タイヤ情報を送信することを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記情報送信手段は、情報送信アンテナを含み、
前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして前記情報送信アンテナを利用することを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項１８】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力送信手段は、前記車輪の車軸と同軸を有して設置されるリングアンテナであることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項１９】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力送信手段は、前記車輪の車軸と並行な中心軸を有して設置されるソレノイド状ループアンテナであることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２０】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項３に記載の給電アンテナを用い、
前記タイヤ情報検出手段は、第３の交流磁界を受けるソレノイドを含み、
該ソレノイドは、第２の電線部のループ平面に並行に設置されて、第３の交流磁界に応じた電磁誘導によって、第２の誘導起電力を発生させ、
前記タイヤ情報検出手段は、前記ソレノイドから第２の誘導起電力が給電されることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２１】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項４に記載の給電アンテナを用い、
前記タイヤ情報検出手段は、第２の電線部と直接、電気的に接続されて、第２の電線部から第１の誘導起電力が給電されることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２２】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項５に記載の給電アンテナを用い、
前記タイヤ情報検出手段は、第３の交流磁界を受けるソレノイドを含み、
該ソレノイドは、第２の電線部のループ平面に並行に設置されて、第３の交流磁界に応じた電磁誘導によって、第２の誘導起電力を発生させ、
前記タイヤ情報検出手段は、前記ソレノイドから第２の誘導起電力が給電されることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２３】
請求項２０ないし２２のいずれかに記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項６に記載の給電アンテナを用いることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項７ないし１０のいずれかに記載の給電アンテナを用いることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２５】
請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項１１に記載の給電アンテナを用い、
前記タイヤ情報検出手段は、前記給電アンテナと直接、電気的に接続されて、前記閉ループから第１の誘導起電力が給電されることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項１２、１３または１４に記載の給電アンテナを用いることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のタイヤ情報検出システムにおいて、前記電力受信手段は、前記給電アンテナとして請求項１５に記載の給電アンテナを用い、
前記タイヤ情報検出手段は、複数の前記給電アンテナのそれぞれで発生する複数の第１の誘導起電力が合わせて給電されることを特徴とするタイヤ情報検出システム。
【請求項２８】
自動車などの移動手段に備わる車輪に含まれてタイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出手段が要する電力を送信するために、請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムに備わる電力送信手段において、該手段は、前記車輪の車軸と同軸を有して設置されるリングアンテナであることを特徴とする電力送信手段。
【請求項２９】
自動車などの移動手段に備わる車輪に含まれてタイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出手段が要する電力を送信するために、請求項１６に記載のタイヤ情報検出システムに備わる電力送信手段において、該手段は、前記車輪の車軸と並行な中心軸を有して設置されるソレノイド状ループアンテナであることを特徴とする電力送信手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪のタイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出する装置に備わる給電アンテナおよびタイヤ情報検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年では、コンピュータの超小型化やワンチップ化が可能になり、自動車の開発技術において目覚ましい発展を遂げた。自動車に備わる各通信機器、エンジン制御機構、および運転補助機構は、ほとんどコンピュータにて制御され、自動車の性能は、進化し続けている。また、自動車の車体を支えて移動させる車輪の役割も非常に重要である。
【０００３】
自動車の車輪は、単にタイヤと称される場合もあるが、とくに乗用車の車輪は、チューブレスタイヤなどのゴムタイヤおよびホイールリムで構成されているので、以下においてタイヤは、チューブレスタイヤなどのゴムタイヤを称するものとする。
【０００４】
このタイヤは、たとえば、その空気圧が不適切である場合に、急に破裂（バースト）することがあり、重大な交通事故を引き起こす原因にもなる。
【０００５】
さらに、タイヤ内の空気圧は、エンジンの燃費と深く関係し、最適な空気圧は、不適切な空気圧に比べて、走行するときの燃費効率を良好にし、同量の燃料での走行距離を伸ばす。
【０００６】
ただし、タイヤ内の空気圧が最適であっても、車が高速で長時間走行すると、タイヤ内の空気が激しく運動し、またタイヤが変形しながら回転するので、大量の熱が発生して、たとえばタイヤ内の温度が150℃にまで上昇することがある。したがって、走行前にタイヤ内の空気圧が最適であっても、走行してタイヤ内の温度が上昇すると、空気圧が上昇して、タイヤがパンクすることがある。
【０００７】
従来から、このようなタイヤの破損を未然に防ぐために、タイヤ内の空気圧および温度を検出する装置、すなわちタイヤ情報検出装置が各車輪に備えられ、とくに米国では、新型車は、この検出装置の搭載が義務付けられている。
【０００８】
タイヤ情報検出装置は、たとえば、空気圧センサおよび温度センサを備え、集積回路において各センサが検出したデータを処理して、送信アンテナを用いて車輪外部の受信アンテナに送信するもので、装置全体に電力を供給して稼動させる電源である小型電池（ボタン電池）を含む。この検出装置は、タイヤに空気を出入りするバルブにおけるバルブケースに収納される。
【０００９】
ところで、従来のタイヤ情報検出システムは、このバルブを各車輪のホイールリムに着装してタイヤ情報検出装置をタイヤ内に備えるもので、車輪の外部に受信アンテナを備えて、各タイヤ内の空気圧や温度などのタイヤ情報を、この受信アンテナを介して得ることができる。また、タイヤ情報検出システムでは、受信アンテナを介して得たタイヤ情報をシステム処理部で処理して、タイヤ情報を表示装置に表示することができる。
【００１０】
このように、タイヤ情報検出システムを備えた自動車では、運転者は、運転席に座り、または運転した状況でも、タイヤ内の空気圧や温度などのタイヤ情報を知ることができる。したがって、運転者は、このタイヤ情報を確認して、タイヤが危険な状態であることを判断し、タイヤのパンクやそれによる交通事故を未然に回避することができる。
【００１１】
ところで、特許文献１に記載のタイヤ空気圧情報送信装置は、給電電極を備えた回路基板と、この回路基板の主面に対してほぼ垂直なループ面を有する放射電極とを含んで構成され、車輪のホイールリムに搭載される。この装置は、回路基板の主面上にタイヤ内の空気圧情報を電波として送信して、放射電極を送信用アンテナとして用いている。
【特許文献１】特開2005-269608号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のタイヤ情報検出システムでは、タイヤ情報検出装置の電力源が乾電池型のボタン電池であるので、装置に組み込んでから電力が消耗され続ける。このシステムでは、ボタン電池の寿命は、約10年間以上耐えられるとされているが、ボタン電池は、実際には、10年間以上もタイヤ情報検出装置において電力を供給することはできるが、送信の回数は、電池容量によって制限され、空気圧、温度といったゆっくりと変化する情報以外のもっと応答性を必要とするようなデータでは、その送信回数を多くする必要があり、車体の制御に使うというようなときには、複雑な機構、大きな電池が必要であった。また、タイヤ情報検出装置は、タイヤ情報を１秒に１回検出すると、電池の寿命は短く、数ヶ月間になるので、１分に１回程度しか検出することができない。また、電池が消耗することにより、タイヤ情報検出装置は、検出したデータの誤り率が増加する。
【００１３】
また、このシステムで用いられる電池は、高温な状況で使用されても、ガスが放出されず、また化学分解もしない特殊なもので高価であるので、この電池の交換にはコストがかかり、また容易にすることはできない。
【００１４】
本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、常に十分な電力をタイヤ情報検出装置に供給する給電アンテナ、およびこの給電アンテナを用いて、タイヤ情報の検出頻度を向上するタイヤ情報検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上述の課題を解決するために、車輪を備えた自動車などの移動手段にて、外周に金属ワイヤが張られたチューブレスタイヤなどのゴムタイヤであるこの車輪のタイヤの内部に設置される給電アンテナは、この車輪が高周波電力に応じた第１の交流磁界を外部から受けて、この金属ワイヤが電磁誘導によってこのタイヤ内にほぼ均一な第２の交流磁界を発生させ、このアンテナが第２の交流磁界を受けて電磁誘導によって第２の交流磁界に応じた第１の誘導起電力を発生させ、タイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出回路などのタイヤ内装置に対して、第１の誘導起電力に起因する電力を給電することを特徴とする。
【００１６】
また、車輪を備えた自動車などの移動手段にて、この車輪が、タイヤ内空気の空気圧や温度などのタイヤ情報を検出するタイヤ情報検出手段と、このタイヤ情報を送信する情報送信手段とを含み、この移動手段が、この車輪に近接して設置されて、このタイヤ情報をこの情報送信手段から受信する情報受信手段を含んで、この情報受信手段が受信したこのタイヤ情報をユーザに提供するタイヤ情報検出システムは、高周波電力を電力送信手段に供給する電力供給手段を含み、この電力送信手段は、この高周波電力に応じて励振された第１の交流磁界を発生させ、この車輪は、上述した給電アンテナを用いて交流磁界を受ける電力受信手段を含み、この車輪のタイヤは、外周に金属ワイヤが張られて形成され、この金属ワイヤは、第１の交流磁界を受けて、この交流磁界に応じた電磁誘導によって、このタイヤ内にほぼ均一な第２の交流磁界を発生させ、この電力受信手段は、この給電アンテナで第２の交流磁界に応じた電磁誘導によって、第１の誘導起電力を発生させ、このタイヤ情報検出手段は、このタイヤ内装置に備えられて、この電力受信手段から第１の誘導起電力に起因する電力が給電され、この情報送信手段は、この所定の周波数帯域でこのタイヤ情報を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のタイヤ情報検出システムによれば、リーダアンテナが、高周波電源から得られる高周波電力に応じて交流磁界を発生させて、各車輪における給電アンテナが、この交流磁界に応じて発生する誘導起電力をタイヤ情報検出器の電力源とすることにより、電池の寿命および残留電力が失われて枯渇することはなく、高い回数頻度、たとえば１秒間に２回程度でタイヤ情報を検出および送信して、きめ細かく正確なデータを運転者に提供することができる。このようなきめ細かいデータが得られる本システムは、自動運転を行う自動車の開発および実現に適用することができる。
【００１８】
このようなタイヤ情報検出システムでは、タイヤ情報検出器が電池を備える必要がなく、電池代が不要になり、電池交換による手間、手数料は発生しない。このシステムでは、自動車の駐車状況に拘らず電気系統が作動すれば、従来より早くタイヤの状態を知ることができ、車体の制御に対応したセンサ信号を得ることも可能になる。
【００１９】
また、本発明のタイヤ情報検出システムは、リーダアンテナとしてソレノイド状ループアンテナを使用することにより、システム全体が低価格化され、カーメーカは、リーダアンテナを容易に取り付けおよび交換することができる。また、ソレノイド状ループアンテナは、車軸の上方に設置されて、小石などの異物によって走行中に衝撃および破損されることを回避できる。
【００２０】
本発明のタイヤ情報検出システムにおいて、給電アンテナは、１つの閉ループが半ループ状に曲げて形成することにより、簡潔に生成されて、また発生した誘導電流を容易に整合することができる。このような給電アンテナは、タイヤ情報検出器の低価格化および小型化を促進する。
【００２１】
また、本発明のタイヤ情報検出システムによれば、給電アンテナは、簡潔に形成されてタイヤ情報検出器に直接接続され、誘導的に発生した誘導交流電流をこの検出器に直接給電することができる。この給電アンテナは、二次的な誘導起電力を発生させないので、誘導により消費される電力を低減して、リーダアンテナとの結合量S21が増加し、高性能化される。本システムでは、タイヤ情報検出器において、給電用の構成部品であるソレノイドが設置不要となるので、タイヤ情報検出器の低価格化および小型化が促進される。
【００２２】
さらに、本発明のタイヤ情報検出システムによれば、給電アンテナは、車輪に装着するときに装着位置へと折り畳まれても最良位置に復元するような形状復元力を有して構成することができ、これによって、カーメーカは、給電アンテナおよびタイヤ情報検出器を容易に車輪に装着することができ、給電アンテナが破損されたり形状が崩れたりして電磁誘導特性が不安定になることはなく、また装着作業時間を短縮することができる。
【００２３】
また、本発明のタイヤ情報検出システムでは、給電アンテナは、形状記憶合金を用いて所定の形状に形成することにより、形状を大きく変形させても、装着後に温かい空気で温めることによって所定の形状に戻り、所望の電磁誘導特性を得ることができる。
【００２４】
このようなタイヤ情報検出システムでは、給電アンテナとして、形状記憶樹脂や誘電体基板を用いて所定の形状に形成されるものを用いることもでき、軽量でかつ化学的に安定的な材料を使用するので、高温および高酸性雰囲気であるタイヤ内の過酷な環境、および車輪の高速回転に対する耐久性が最大限に発揮される。また、誘電体基板上の銀箔線路は、腐食防止樹脂でコーティングされ、または金メッキされて、タイヤ内の厳しい環境に対して耐久性を有することができる。また、誘電体基板は、安価であるので、給電アンテナの低価格化を促進する。
【００２５】
さらに、本発明のタイヤ情報検出システムによれば、給電アンテナは、タイヤの内側側面に備えられて、たとえば、貼り付けられ、または描画されて形成されてもよく、これによって装着作業が簡単になり、車輪の高速回転や急ブレーキによるタイヤ内強風の悪影響が極めて減少する。また、給電アンテナは、描画されて形成される場合には、タイヤ曲面になじみ易く精巧に形成することができる。
【００２６】
このようなタイヤ情報検出システムによれば、複数の給電アンテナが、タイヤの内側側面に備えられて、給電アンテナ数に応じた誘導起電力を得ることができ、タイヤ情報検出器に対して不自由なく電力を供給することができる。また、複数の給電アンテナは、直列に接続されて直列給電アンテナ系を構成するので、整合回路数を減らすことができる。
【００２７】
このタイヤ情報検出システムでは、複数の給電アンテナが備えられると、ソレノイド状ループアンテナをリーダアンテナとして備える場合でも、車輪の回転に拘らず、いずれかの給電アンテナが常に磁界強度が高い位置で交流磁界を受けることができ、常に大きな誘導起電力を発生させることができる。
【００２８】
また、本発明のタイヤ情報検出システムおける複数の給電アンテナは、タイヤメーカがタイヤ生成段階で事前に形成することができ、これによってタイヤに付加価値を与えることができる。また、このようなタイヤを使用するユーザおよびカーメーカは、各自が給電アンテナを使用するか否かを判断すればよく、また車輪に備えるタイヤ情報検出器に応じて適切な数の給電アンテナを接続すればよい。このように、複数の給電アンテナが形成されたタイヤは、ユーザの選択範囲を広く確保する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に添付図面を参照して、本発明によるタイヤ情報検出システムの実施例を詳細に説明する。たとえば、本発明のタイヤ情報検出システム10は、図１に示すように、車輪12の情報をバルブ38内のタイヤ情報検出器が検出して情報送信アンテナを介して送信し、そのタイヤ情報を情報受信アンテナ22で受信してシステム処理部30に供給し、この処理部30でタイヤ情報を処理して表示器32によってユーザに示してタイヤ内の状態を監視するもので、とくに、高周波電源34から供給される交流の高周波電力をシステム処理部30を介してリーダアンテナ22に供給し、このアンテナ22で高周波電力に基づく交流磁界を発生させて、この交流磁界を給電アンテナ40が受けて交流磁界に応じて発生する起電力をタイヤ情報検出器に給電するものである。なお、本発明の理解に直接関係のない部分は、図示を省略し、冗長な説明を避ける。
【００３０】
本システム10は、車輪によって移動可能な自動車や航空機などのすべての移動手段に適用することができる。また、本システム10は、実際には、１本以上の車輪を備えた移動手段に適用するものでよいが、本実施例において、本システム10は、図１に示すように、４本の車輪12、14、16および18を備えた一般的な自動車に適用する。
【００３１】
図１では、便宜上、自動車本体を図示せずに、車輪および車軸を図示する。本システム10では、車輪12、14、16および18のそれぞれに近接してリーダアンテナ22、24、26および28が配置される。以下では、とくに車輪12ならびにリーダアンテナ22について説明するが、車輪14、16および18ならびにリーダアンテナ24、26および28についても同様である。
【００３２】
本システム10では、タイヤ情報を受信する情報受信アンテナとして、リーダアンテナ22、24、26および28または別個に備わるアンテナを利用してよい。
【００３３】
車輪12は、図２に示すように、タイヤ42およびホイールリム44で構成され、タイヤ42は、車輪12の強度を高めるスチルワイヤなどの金属ワイヤ46を含んで形成されるもので、たとえば30〜120cmのタイヤ直径を有する。
【００３４】
本実施例の車輪12は、バルブ38および給電アンテナ40を備えている。バルブ38は、タイヤ42内に空気を出し入れする口金48およびバルブケース50とからなるもので、バルブケース50内にタイヤ情報検出器58を備えている。口金48は、バルブケース50に接続されて、このケース50を介してタイヤ42の内部に通じている。
【００３５】
本実施例の金属ワイヤ46は、タイヤ42の外周円と同様の形状で、複数の一重の輪、または少数の多重のコイル状の輪が使用されてよい。金属ワイヤ46は、リーダアンテナ22により発生する交流磁界102に応じた電磁誘導によってタイヤ42およびホイールリム44間の空間内、すなわちタイヤ42内部にほぼ均一な交流磁界104を分布させる。
【００３６】
リーダアンテナ22は、車体に対して離れてまたは接して設置されるもので、タイヤ情報の受信機能を有してもよく、この場合には情報送信アンテナからタイヤ情報を受信し、このタイヤ情報を同軸ケーブルなどの伝送路36を介してシステム処理部30に供給する。
【００３７】
本実施例において、リーダアンテナ22は、電力送信アンテナとして機能して、システム処理部30から交流の高周波電力が供給され、この電力で励振されて交流磁界102をその周囲に発生させて、ここでは車輪12の方向に発生させている。すなわち、リーダアンテナ22は、交流の電流に応じて電磁波を発生させ、この電磁波の磁界成分を示す交流磁界102が発生する。
【００３８】
リーダアンテナ22は、図１に示すように、車軸と同軸を有して設置されるリングアンテナや、図５に示すように、車軸の周囲、たとえば上方に、この車軸と並行な中心軸を有して設置されるソレノイド状ループアンテナが用いられてよい。
【００３９】
リングアンテナであるリーダアンテナ22は、抵抗およびインダクタンスを有するもので、たとえば図３に示すように、１ターンで巻いて形成されるループアンテナなどのリング状のアンテナでよく、真円を含む低離心率0.2以下の楕円形、または正多角形の形状のアンテナでよい。
【００４０】
また、ソレノイド状ループアンテナであるリーダアンテナ22は、抵抗およびソレノイドを有するもので、たとえば図６に示すように、直径1mm程度の銅線を、直径12cm程度で巻いて、５ターン程度で形成されるものでよく、真円を含む低離心率0.2以下の楕円形、または正多角形の形状のアンテナでよい。また、ソレノイド状ループアンテナ22は、その線間隔を狭くしてループアンテナのように形成される。
【００４１】
また、リーダアンテナ22は、コンデンサ52および54で構成された整合回路に接続して、高周波電源34からの高周波電力をより効率よく受け取ることができる。
【００４２】
システム処理部30は、信号受信器の機能を有して、情報受信アンテナから伝送路36を介して供給されるタイヤ情報を受けて、このタイヤ情報に復調などの処理を施して表示器32で表示可能な信号を生成し、表示器32に伝送する。また、システム処理部30は、電力送信機の機能をも有して、高周波電源34から供給される交流の高周波電力を、所要の電力に分配してリーダアンテナ22、24、26および28に伝送する。
【００４３】
表示器32は、各タイヤ情報をユーザに示すもので、たとえば、自動車の運転席付近に設置されるものでよい。表示器32は、各タイヤ情報を文字や画像などの表示手段でユーザに示すもので、音声手段によって示してもよい。
【００４４】
高周波電源34は、所定の周波数帯域、たとえば５〜50MHzの周波数帯域で、交流の高周波電力を供給するもので、本実施例では、数ワットであって13MHz帯の高周波電力をシステム処理部30に供給する。高周波電源34は、たとえば、自動車のバッテリなどの電源手段からの給電を利用するものでもよい。
【００４５】
タイヤ情報検出器58は、図４に示すように、回路素子を搭載する基板60に、空気圧センサ62、温度センサ64およびデータ処理回路66を配置し、この基板60に電線などの伝送路68を介してソレノイド70を接続して構成される。また、タイヤ情報検出器58は、ホイールリム44の外周上に設置されてよい。
【００４６】
本実施例のタイヤ情報検出器58は、タイヤ情報として、タイヤ42の情報を検出するもので、たとえば、給電アンテナ40または別個に備わるアンテナを情報送信アンテナとして利用して、検出したタイヤ情報を情報受信アンテナへ送信させる。この検出器58は、タイヤ情報の検出および送信を、たとえば１秒間に２回行うことができる。
【００４７】
空気圧センサ62および温度センサ64は、タイヤ42内の空気の圧力および温度をそれぞれタイヤ情報として検出し、その検出結果のタイヤ情報をデータ処理回路66に供給する。また、タイヤ情報検出器58は、空気のpH、湿度およびタイヤ内風速などの他のタイヤ情報を検出するセンサを含んでもよい。
【００４８】
データ処理回路66は、検出器58の装置全体を制御する電子回路であって、各センサからのタイヤ情報をデータ処理する機能を有する。この処理回路66は、タイヤ情報を、高周波電源34が供給する高周波電力と異なる周波数帯域の信号に変調して、情報送信アンテナに供給するとよい。
【００４９】
ソレノイド70は、ボタン電池と同程度の、たとえば10mmの直径で、銅線を巻いて形成されるものでよく、10ターンぐらいのものでよい。ソレノイド70は、電磁誘導によって、磁界成分のエネルギを利用して誘導的に交流の起電力を発生させて、その内部を貫く磁束に応じて、この磁束と反対方向に磁界を発生させるような誘導電流110を銅線に流すことができ、この起電力を伝送路68を介して基板60に供給する。また、ソレノイド70は、整合上、可変容量コンデンサ72を介して電力を基板60に供給するとよい。
【００５０】
ファラデーの電磁誘導法則によれば、ループ状の導体は、磁束Φの磁界が通過して時間的に変化すると、磁束変化量を弱めるように誘導的に起電力Ｅが発生して、この磁界と反対方向に磁界を発生させるような電流がループ状導体に流される。この誘導起電力Ｅは、数式Ｅ＝−ｄΦ／ｄｔで算出される。
【００５１】
本実施例のタイヤ情報検出器58は、ソレノイド70からの電力を、基板60に設けられた空気圧センサ62、温度センサ64およびデータ処理回路66に供給して作動することにより、タイヤ42の情報を検出することができる。
【００５２】
また、給電アンテナ40は、電力受信アンテナとして機能して、タイヤ情報検出器58の電力源の構成部品として用いられる。給電アンテナ40は、タイヤ情報の送信機能を有してもよく、この場合にはタイヤ情報検出器58から供給されるタイヤ情報を情報受信アンテナに送信する。
【００５３】
給電アンテナ40は、たとえば、ビニールで被服した直径1mmの銅線などの導体線を、１ターンまたは２ターンで巻いて形成される、ソレノイド状またはループ状の閉ループを含んで構成される。この給電アンテナ40は、タイヤ42の内部に発生する交流磁界104を受けて電磁誘導により交流の起電力を発生させ、交流の誘導電流106を閉ループに流す。
【００５４】
本実施例の給電アンテナ40は、みかけ上直径の大きい閉ループ74（以下、大ループと称する）と、みかけ上直径の小さい閉ループ76（以下、小ループと称する）とを有する。本実施例の大ループ74は、整合上、可変容量コンデンサ78を接続している。このコンデンサ78は、大ループ74および小ループ76のインピーダンスを整合する機能を有する。
【００５５】
これらの大ループ74および小ループ76は、１つの閉ループが数字の「８」の形にねじられ、その接点で折り曲げられて形成される。給電アンテナ40は、大ループ74のループ平面がタイヤ42の内部に発生する交流磁界104に垂直になって大ループ74がバルブケース50の上面に立てられ、小ループ74のループ平面がバルブケース50の上面に水平になるように、このケース50上に設置される。大ループ74は、タイヤ42およびホイールリム44間の空間の縦の寸法より少し小さい寸法で立てられるとよい。
【００５６】
本実施例の給電アンテナ40における大ループ74は、タイヤ42の内部に分布する交流磁界104に応じた電磁誘導により交流の起電力を発生させ、導体線に交流の誘導電流106を流す。また、大ループ74は、直列につながる小ループ76にもこの交流電流106を流すので、小ループ76は、この交流電流106に励振されてそのループ平面に垂直な方向に交流磁界108を発生させる。この磁界108がタイヤ情報検出器58の電力源となる。
【００５７】
ところで、タイヤ情報検出器58におけるソレノイド70は、そのループ平面が小ループ76のループ平面と水平にされて検出器58に設置され、ソレノイド70と小ループ76とがほぼ同軸にされる。これによって、ソレノイド70は、小ループ76で発生する交流磁界108に応じた電磁誘導により交流の起電力を発生させて銅線に誘導電流110を流す。
【００５８】
次に、本実施例におけるタイヤ情報検出システム10の動作について、タイヤ情報検出器58に電力を給電する動作を説明する。
【００５９】
本実施例では、まず、高周波電源34から、所定の周波数帯域の交流の高周波電力がシステム処理部30に送信され、この処理部30が電力送信器として動作して、高周波電力は、所要の電力に分配されて伝送路36を介してリーダアンテナ22、24、26および28に給電される。
【００６０】
各リーダアンテナ、たとえばアンテナ22において、高周波電源34からの交流の高周波電力は、コンデンサ52および54で構成される整合回路を介して効率よくに供給される。電源34からの交流の高周波電力は、リーダアンテナ22で励振されて電磁波が放射される。本実施例では、リーダアンテナ22が閉ループの構造であるので、この電磁波は、車軸方向に強い磁界成分を有して、この磁界成分を示す交流磁界102が車輪12に向かって発生する。
【００６１】
本実施例のリーダアンテナ22にリングアンテナが用いられる場合、各車軸と同軸を有して配置されるので、交流磁界102は、図２に示すように、そのループ面にほぼ垂直に発生して車輪12の円形面のどの位置に対して軸対称の磁界分布が発生する。交流磁界102は、タイヤ42の内部に達し、金属ワイヤ46の影響を受けて、電磁誘導により交流磁界104が発生して車輪12の円形面に垂直な方向に分布する。
【００６２】
他方、リーダアンテナ22にソレノイド状ループアンテナが用いられる場合、図６に示すように、車輪12の円形面の一部だけに交流磁界エネルギ、すなわち交流磁界102を分布する。しかし、交流磁界102は、タイヤ42の内部では、金属ワイヤ46の影響を受けるので、タイヤ42の内部にほぼ均一な交流磁界104が発生して車輪12の円形面に垂直な方向に分布する。
【００６３】
交流磁界104は、給電アンテナ40の大ループ74のループ面をほぼ垂直に貫いて分布し、大ループ74では、交流磁界104に応じた電磁誘導によって交流の起電力が発生して交流の誘導電流106が流れる。この交流電流106は、給電アンテナ40の小ループ76にも流れる。
【００６４】
小ループ76では、この交流電流106に応じて交流磁界108がそのループ面に垂直方向に発生し、この交流磁界108は、タイヤ情報検出器58におけるソレノイド70のループ面をほぼ垂直に貫いて分布する。
【００６５】
ソレノイド70では、この交流磁界108に応じた電磁誘導によって交流の起電力が発生して誘導電流110が銅線に流れる。この電力は、伝送路68および可変容量コンデンサ72を介して基板60に供給される。
【００６６】
このようにしてタイヤ情報検出器58への給電が行われ、空気圧センサ、温度センサおよび電子回路の電源として従来用いられたボタン電池の代わりに、これらの給電アンテナ40およびソレノイド70が、消耗しない電源の役割を担っている。
【００６７】
また、空気圧センサおよび温度センサで得られたタイヤ情報は、データ処理回路66で、高周波電源34が供給する高周波電力の周波数から少しずらした周波数帯域の信号に変換されて、情報送信アンテナを介して送信される。このように送信されたタイヤ情報は、情報受信アンテナで受信されてシステム処理部30に供給される。このタイヤ情報は、システム処理部30で処理され、表示器32で表示されて、運転者などのユーザにその情報が提供される。
【００６８】
本実施例の本システム10では、リーダアンテナ22で発生する交流磁界102が大ループ74のループ面を垂直に貫くように大ループ74の位置を調整し、小ループ76で発生する交流磁界108がソレノイド70のループ面を垂直に貫くように小ループ76およびソレノイド70の位置を調整して設置することにより、タイヤ情報検出器58に最大の電力を供給することができる。
【００６９】
このように、本システム10では、車輪12の外部に設置する電力送信アンテナ、すなわちリーダアンテナ22と、タイヤ42の内部に設置する電力受信アンテナ、すなわち給電アンテナ40とを用いて、所定の周波数帯域を有する電磁波を電力送受信することによって、タイヤ情報検出器58の電力源を実現している。
【００７０】
本システム10において、所定の周波数帯域を有する電磁波は、タイヤ42の物理的および電気的な構造に効果的に整合して、タイヤ42内部にて、交流磁界104が車輪12の円形面に垂直な方向に分布する。給電アンテナ40は、交流磁界104を最も効率よく受けるような位置に調整されて設置されれば、車輪12の回転に拘らず、ほぼ安定した電力を受信することができる。
【００７１】
したがって、本システム10では、電池の寿命および残留電力を心配する必要はなく、高い回数頻度でタイヤ情報を検出および送信することができる。このように、本発明では、完全な電池レスのタイヤ情報検出システム10が実現される。
【００７２】
また、他の実施例として、本システム10において用いられる給電アンテナ202は、図７に示すように、半ループ状に曲げた１つの閉ループ204を含んで構成される。
【００７３】
給電アンテナ202は、たとえばビニールで被服した直径1mm程度の銅線などの導体線を、直径8cm程度で巻いて、１ターンまたは２ターンで形成される、ソレノイド状またはループ状の閉ループ204を含む。この閉ループ204は、ほぼ半ループ状に曲げられて形成され、整合上、可変容量コンデンサ206が接続される。このコンデンサ206は、閉ループ204のインピーダンスを整合する機能を有する。
【００７４】
また、給電アンテナ202は、閉ループ204のループ面がほぼ半分に折り曲がるように形成される。閉ループ204において、一方の半ループ208は、そのループ平面がタイヤ42の内部に発生する交流磁界104に垂直に貫かれるように調整され、他方の半ループ210は、そのループ平面がバルブケース50の上面、すなわちソレノイド70のループ平面に水平になるように調整されて、このケース50上に設置されるとタイヤ情報検出器58に最大の電力を供給することができる。
【００７５】
閉ループ204における一方の半ループ208は、タイヤ42の内部に分布する交流磁界104に応じた電磁誘導によって交流の起電力を発生させて、導体線に交流の誘導電流220を流す。また、閉ループ204は、他方の半ループ210にもこの交流電流220を流すので、他方の半ループ210は、この交流電流220に励振されてそのループ平面に垂直な方向に交流磁界222を発生させる。この交流磁界222は、タイヤ情報検出器58のソレノイド70を貫くように通過して、この検出器58の電力源となる。
【００７６】
ソレノイド70では、この交流磁界222に応じた電磁誘導によって交流の起電力が発生して誘導電流110が銅線に流れる。この電力が基板60に供給されて、タイヤ情報検出器58への給電が行われる。
【００７７】
また、この実施例における給電アンテナ202は、図８に示すように、タイヤ情報検出器58における基板60に直接、電気的に接続されて構成されてもよく、このとき、検出器58は、ソレノイド70を省いて構成されてよい。以下では、半ループ状の閉ループを有する給電アンテナ202が検出器58に直接接続される構成について説明する。
【００７８】
図８に示すように、給電アンテナ202では、閉ループ204の他方の半ループ210は、その一部がバルブケース50上に空けられた貫通穴230に通されて、閉ループ204の両端子が伝送路232を介してタイヤ情報検出器58に接続される。また、伝送路232は、整合上接続される可変容量コンデンサ234を介して基板60に接続される。
【００７９】
ここでは、閉ループ204の一方の半ループ208は、タイヤ42の内部に分布する交流磁界104に応じた電磁誘導によって、交流の誘導起電力を発生させて導体線に誘導電流220を流し、また、他方の半ループ210にも誘導電流220を流す。他方の半ループ210は、この起電力をコンデンサ234を介して基板60に供給する。このとき、給電アンテナ202におけるコンデンサ206、およびタイヤ情報検出器58におけるコンデンサ234の両方が作用して、基板60に供給される電力を整合するとよい。
【００８０】
また、本システム10における給電アンテナ202は、一方の半ループ208が、タイヤ42の内部に発生する交流磁界104にほぼ垂直な位置であって、磁界104を最も効率よく受ける最良位置208Aで固定されてもよいが、図９に示すように、他方の半ループ210に対して折り畳み可能で、ユーザにより装着位置208Bに折り畳まれても最良位置208Aに復元するような形状復元力を有して構成されてもよい。
【００８１】
この給電アンテナ202は、通常、高さ10cm程度の一方の半ループ208がバルブケース50上に最良位置208Aで立てられるが、アンテナ202およびバルブ38を車輪12に装着するときにユーザにより一方の半ループ208が装着位置208Bに折り畳まれる。
【００８２】
このような形状復元力は、図４に示す大小の閉ループを有する給電アンテナ40も有することができ、この場合、大ループ74および小ループ76が、給電アンテナ202における一方の半ループ208および他方の半ループ210にそれぞれ対応する。以下では、半ループ状の閉ループを有する給電アンテナ202が形状復元力を有する構成について説明する。
【００８３】
給電アンテナ202は、たとえば、図９に示すように、閉ループ204が、材質が柔らかくて形状復元力が低く、かつ純度の高い銅線、銀線および鉄線などの導体線で形成される場合には、一方の半ループ208において他方の半ループ210と接続する直前の位置に、導体線、たとえば直径1mmの黄銅線を巻いた短いバネ240を電気的に直列に接続させる。この短いバネ240は、黄銅が純銅より硬いので復元力を有し、装着位置208Bに折り畳まれた一方の半ループ208を最良位置208Aに戻すことができる。また、短いバネ240は、一方の半ループ208が他方の半ループ210と接する２点の直前の２つの位置に配備されるとよい。
【００８４】
また、給電アンテナ202は、図10に示すように、形状復元力を有する所定の導体線で形成されてもよく、この所定の導体線は、スチルワイヤなどの材質の硬い導体線や、金・カドミニウム合金、チタン・ニッケル合金、または銀・カドミニウム合金もしくはこれらの合金を主原料とした形状記憶合金で形成した導体線でよい。この給電アンテナ202は、導体線自体または形状記憶合金の形状復元力によって装着位置208Bに折り畳まれた一方の半ループ208を最良位置208Aに戻すことができる。この場合、一方の半ループ208は、復元力を有するバネ240を配備しなくてよい。
【００８５】
この給電アンテナ202は、たとえば、導体線または形状記憶合金を直径8cm程度で巻いて、１ターンまたは２ターンで形成されるものでよい。形状記憶合金は、高温で所定の形に成型すると、常温で変形させても加熱すればその所定の形に戻る復元力を有するので、他方の半ループ210に対する一方の半ループ208が最良位置208Aであるように形状記憶合金を高温で成型し、その後、常温になるまで放置して、給電アンテナ202が生成される。
【００８６】
形状記憶合金で生成された給電アンテナ202は、ユーザが所要の力を加えて変形され、一方の半ループ208が装着位置208Bに折り畳まれて車輪12に装着された後、タイヤ42の内部に温かい空気を入れることにより、形状記憶合金が元の形状に戻って一方の半ループ208が最良位置208Aに戻ることができる。
【００８７】
また、給電アンテナ202は、図11に示すように、導電性のないポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン、ブタジエン、ポリノルボルネンまたはトランスポリイソプレンなどの形状記憶樹脂で形成される復元支持部250を含んで形成されてもよく、復元支持部250は、形状記憶樹脂の形状復元力によって装着位置208Bに折り畳まれた一方の半ループ208を最良位置208Aに戻すことができる。
【００８８】
給電アンテナ202は、たとえば銅や銀のような電気伝導率のよい導体線であって、直径0.3mm程度に細く単芯または多芯である導体線を、閉ループ204と同様の形状に形成された復元支持部250に沿って備えている。復元支持部250は、形状記憶樹脂がこの導体線を被覆するように形成されるものや、形状記憶樹脂が直径数mmの棒状に形成されてこの導体線が巻きつけられ、もしくは貼りつけられるもの、または形状記憶樹脂が繊維状に加工されてこの導体線と編み合わされるものでよい。
【００８９】
形状記憶樹脂は、ポリマーなどの有機高分子材料であり、加熱されて、たとえば80℃の高温状態にされると変形可能になり、所定の形状に成型されて、この所定の形状を記憶する。形状記憶樹脂は、冷却されて常温状態でこの所定の形状に固定される。また、この所定の形状を有する形状記憶樹脂は、常温状態で変形されても、再度加熱されると所定の形状に戻る。
【００９０】
本実施例の復元支持部250は、形状記憶樹脂により最良位置250Aの形状であらかじめ成型されて一方の半ループ208が最良位置208Aにあるように生成されるとよく、また、装着位置250Bに折り畳まれて一方の半ループ208を装着位置208Bにすることができる。
【００９１】
給電アンテナ202が車輪12に装着される場合には、復元支持部250は、ヘアドライヤなどの温風装置で温められて変形され、装着位置250Bに折り畳まれた状態にされるとよい。また、給電アンテナ202が車輪12に装着された後、タイヤ42の内部に温かい空気を入れることにより、復元支持部250が元の形状に戻って最良位置250Aに戻る。
【００９２】
また、給電アンテナ202は、図12に示すように、アクリル板またはポリエチレン板などの誘電体基板260上に、半ループ208および210が、厚み0.03mmおよび幅2.0mm程度の銅箔の導体薄膜または線状の導体で形成され、誘電体基板260自体の形状復元力によって装着位置208Bに折り畳まれた一方の半ループ208を最良位置208Aに戻すことができる。
【００９３】
誘電体基板260は、厚さ0.5〜1.5mmで復元力を得やすいアクリル板またはポリエチレン板などのプラスチックで形成されるもので、ユーザが所要の力を加えて変形しても元の形に戻る弾力性がある。本実施例では、誘電体基板260は、温熱や金型を利用して折り曲げられて、その下部がバルブケース50の上面と同じ寸法で、その上部が一方の半ループ208を形成できる大きさを有する。また、誘電体基板260は、接着剤などでバルブケース50上に固定されてよい。
【００９４】
本実施例の誘電体基板260は、最良位置260Aの形状であらかじめ折り曲げられて一方の半ループ208が最良位置208Aにあるように生成されるとよく、また、装着位置260Bに折り畳まれて一方の半ループ208を装着位置208Bにすることができる。
【００９５】
また、誘電体基板260は、その片面が厚み0.03mm程度の銅箔で覆われてエッチング処理されることにより、幅2mm程度の半ループ208および210が形成される。このような銀箔線路の半ループ208および210は、腐食防止樹脂でコーティングされ、または金メッキされて、高温および高酸性雰囲気であるタイヤ42内部の厳しい環境に対して耐久性を有することができる。また、誘電体基板260では、整合上、可変容量コンデンサ206が、一方の半ループ208に接続されるとよい。
【００９６】
本実施例の誘電体基板260は、弾力性に富んでいるので、口金48側に押し倒されて装着位置260Bに折り畳まれても、加熱を要さずに自然と元の位置に戻って最良位置260Aに戻る性質を有している。誘電体基板260では、コンデンサ206の値を調整して、整合状態が良好であることを確認してからコンデンサ206を固定するとよい。
【００９７】
また、他の実施例として、本システム10において用いられる給電アンテナ302は、図13に示すように、タイヤ42の内側側面に備えられ、導体線304を介してバルブ38内のタイヤ情報検出器58に直接接続される。
【００９８】
給電アンテナ302は、閉ループ306ならびに可変容量コンデンサ308および310で構成される整合回路を含んで構成され、タイヤ42の内側側面であって、バルブ38を設置する位置付近に備えられる。
【００９９】
また、給電アンテナ302は、その閉ループ306の平面がリーダアンテナにより発生する交流磁界102と垂直になるように設置されて、最大の起電力を発生させてタイヤ情報検出器58に供給する。給電アンテナ302は、コンデンサ308および310によって、発生した交流の誘導起電力を効率よく検出器58に供給する。
【０１００】
給電アンテナ302は、たとえば、図13に示すように、閉ループ306ならびにコンデンサ308および310を絶縁体基板320上に形成して構成されてよい。この絶縁体基板320は、誘電体シートまたは薄い誘電体でよく、たとえば、アクリル板またはポリエチレン板などの絶縁体を主材料とする厚さ0.5〜1.5mm程度の基板でよい。絶縁体基板320は、タイヤ42の内側側面に強力なゴム接着剤などで貼り付けられてよい。
【０１０１】
この閉ループ306は、エッチング処理で形成される銅箔の伝送路、またはビニールで被服した直径1mmの銅線などの導体線を直径8cmで巻いて、１ターンまたは２ターンで形成されるものでよい。また、コンデンサ308および310は、閉ループ306に対してそれぞれ直列および並列に接続される。給電アンテナ302は、その両端子が導体線304を介してバルブ38内のタイヤ情報検出器58に接続される。
【０１０２】
また、給電アンテナ302は、たとえば図14に示すように、閉ループ306ならびにコンデンサ308および310をタイヤ42の内側側面に直接、物理的に形成して構成されてもよい。
【０１０３】
このような給電アンテナ302を物理的に形成する場合には、たとえば、タイヤ42の内側側面の所定の位置に閉ループ306のパターンを切り抜いた厚紙を貼り付け、そこに導電性のスプレーまたはペンキを塗ることにより、導電性を有する閉ループ306がそのパターンを描画または印刷するように形成される。また、給電アンテナ302は、数ターンの巻き数を有するソレノイド状またはループ状の閉ループ306が、タイヤ42の内側側面に直接、強力なゴム接着剤などで貼り付けられて形成されてもよい。
【０１０４】
このとき、閉ループ306は、コンデンサ308および310を設置する位置を断線にして形成され、これらのコンデンサ308および310は、強力なゴム系接着剤でそれぞれの位置に固定される。閉ループ306とコンデンサ308および310とは導電性接着剤で接続させる。
【０１０５】
また、給電アンテナ302は、その両端子が導体線304と強力なゴム系接着剤で固定され、さらに導電性接着剤で電気的に接続される。給電アンテナ302は、この導体線304を介してバルブ38内のタイヤ情報検出器58に接続される。
【０１０６】
また、この実施例において、本システム10は、図15に示すように、複数の給電アンテナ330および332を備えてもよく、これら複数の給電アンテナ330および332は、直列に接続されて、それぞれの給電アンテナで発生する交流の誘導起電力を合わせてタイヤ情報検出器58に供給することができる。
【０１０７】
本システム10では、たとえば、隣接する２つの給電アンテナ330および332の極性が異なる端子同士が導体線314で接続されて、複数の給電アンテナ330および332が直列接続された直列給電アンテナ系からなる給電アンテナが構成される。
【０１０８】
このような給電アンテナは、両端の給電アンテナ330および332が導体線314に接続されない端子、すなわち両端子を有するが、これらの両端子は、導体線304に接続され、この導体線304は、バルブ38内のタイヤ情報検出器58に接続される。
【０１０９】
複数の給電アンテナ330および332は、リーダアンテナにより発生する交流磁界102を受けて複数の誘導起電力をそれぞれ発生させるので、導体線304では、１つの給電アンテナ使用時と比べて、給電アンテナ数のほぼ倍数に当たる所定倍の線間電圧が得られ、所定倍の電力をタイヤ情報検出器58に給電することができる。
【０１１０】
この実施例では、給電アンテナの数に応じてタイヤ情報検出器58に給電する電力を増やすことができ、複数の給電アンテナ330および332がタイヤ42の内側側面におけるかなり広い領域にわたって設置されるとよい。また、本システム10では、最大でタイヤ42の内側側面を満たす数の給電アンテナが設置されて、より多くの起電力を得てタイヤ情報検出器58に安定した給電を行うことができる。
【０１１１】
また、本システム10において、複数の給電アンテナ330および332は、それぞれ整合回路を備えているが、整合回路の数を減らして構成されてもよい。複数の給電アンテナ330および332は、直列接続されて直列給電アンテナ系が構成されるので、整合回路の数が減少しても、安定した電力を導体線304上に発生させることができる。
【０１１２】
複数の給電アンテナ330および332は、たとえば、図15に示すように、絶縁体基板320上に閉ループ306を備えた図13に示す給電アンテナ302が使用されてよい。また、複数の給電アンテナ330および332は、たとえば、図16に示すように、タイヤ42の内側側面に閉ループ306を直接形成した図14に示す給電アンテナ302が使用されてもよい。さらに、複数の給電アンテナ330および332は、たとえば、図13に示す給電アンテナと、図14に示す給電アンテナとが混成されて使用されてもよい。
【０１１３】
また、図５に示すようにソレノイド状ループアンテナをリーダアンテナ22として車輪12に近接して配置する場合には、タイヤ42の内部において、ソレノイド状ループアンテナ22から近いほど強い交流磁界104が発生して、タイヤ42の内部に分布される交流磁界104の強度がばらつくことがある。このように位置によって強度に濃淡がある交流磁界104が発生する場合には、車輪12の回転に応じて唯一の給電アンテナ40とソレノイド状ループアンテナ22との距離が変化すると、この距離に応じて給電アンテナ40に発生する起電力の強度が変化するので、給電アンテナおよびソレノイド状ループアンテナ間の結合力（SパラメータにおけるS21）が劣化する。
【０１１４】
しかし、本システム10において、複数の給電アンテナ330および332が備えられて、たとえば５つまたは６つ以上の給電アンテナが備えられた給電アンテナでは、それらのうちで１つまたは２つの給電アンテナが、車輪12の回転に拘らず、磁界強度が高い位置で交流磁界104を受けることができ、常に大きな誘導起電力を発生させることができる。
【０１１５】
各給電アンテナで発生する起電力は、ソレノイド状ループアンテナ22との相対的な位置に応じて強度が異なるが、複数の給電アンテナ330および332は、直列に接続されるので、全体として安定した電力を導体線304を介してタイヤ情報検出器58に給電することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係るタイヤ情報検出システムの一実施例を示す概要図である。
【図２】図１に示す実施例のタイヤ情報検出システムのタイヤ情報検出器の設置例を示す概要図である。
【図３】図１に示す実施例のタイヤ情報検出システムのリングアンテナの構成例を示す概要図である。
【図４】図１に示す実施例のタイヤ情報検出システムの給電アンテナの設置例を示す概要図である。
【図５】本発明に係るタイヤ情報検出システムの一実施例を示す概要図である。
【図６】図６に示す実施例のタイヤ情報検出システムのソレノイド状ループアンテナの構成例を示す概要図である。
【図７】本発明に係るタイヤ情報検出システムの給電アンテナの他の実施例を示す概要図である。
【図８】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の設置例を示す概要図である。
【図９】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の構成例を示す概要図である。
【図１０】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の構成例を示す概要図である。
【図１１】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の構成例を示す概要図である。
【図１２】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の構成例を示す概要図である。
【図１３】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の設置例を示す概要図である。
【図１４】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の設置例を示す概要図である。
【図１５】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の設置例を示す概要図である。
【図１６】図７に示す他の実施例の給電アンテナの他の設置例を示す概要図である。
【符号の説明】
【０１１７】
10  タイヤ情報検出システム
12、14、16、18  車輪
22、24、26、28  リーダアンテナ
30  システム処理部
32  表示器
34  高周波電源
36  伝送路
38  バルブ
40  給電アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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