(57)【要約】【課題】少なくとも停車した状態で、受信機がセンサユニットの送信信号を確実に受信できるセンサユニットの設置構造を提供する。【解決手段】センサユニット１５がタイヤ上部に位置するときに、センサユニット１５からの無線を受信可能となるように受信機のアンテナを配置しておき、車輪のリムに固定された内側リング１１の外側に、内側リング１１に対してスリップする外側リング１３を設け、この外側リング１３は一部に重り部１３ａを有し、車輪の回転軸Ｏを中心として外側リング１３の重り部１３ａの位置と点対称となる外側リング１３にセンサユニット１５を固定する。外側リング１３の重り部１３ａは、重力により外側リング１３の下端に位置するため、センサユニット１５はタイヤ上部に位置し、受信機は、センサユニットからの無線を確実に受信できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪内に設けられ車輪の状態を検出して無線で送信するセンサユニットと、前記センサユニットからの無線を受信する受信機とを備えた車輪状態検出装置における前記センサユニットの設置構造であって、
前記車輪の回転が停止している状態において、重力または浮力の作用により、前記センサユニットを、前記受信機の前記受信を可能とする受信可能域に位置させる手段を備えたことを特徴とする車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造。
【請求項２】
車輪内に設けられ車輪の状態を検出して無線で送信するセンサユニットと、前記センサユニットからの無線を受信する受信機とを備えた車輪状態検出装置における前記センサユニットの設置構造であって、
前記車輪内に設けられ前記車輪の回転に対しスリップするように構成されたリング部材と、
このリング部材に取り付けられた重り部とを備え、
前記センサユニットは前記リング部材に取り付けられており、前記車輪の回転が停止している状態において、前記重り部が重力により前記リング部材の所定の位置にあることによって、前記センサユニットが、前記受信機の前記受信を可能とする受信可能域に位置されるようになっていることを特徴とする車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造。
【請求項３】
前記リング部材は、前記車輪のリムに固定された内側リングに対しスリップするように構成された外側リングであって、前記内側リングの外側の面と前記外側リングの内側の面がそれぞれ磁化されて、互いに反発する力が作用するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造。
【請求項４】
前記リング部材は、前記車輪のリムに固定された内側リングに対しスリップするように構成された外側リングであって、前記内側リングと前記外側リングの間のすべり摩擦係数を低減する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造。
【請求項５】
車輪内に設けられ車輪の状態を検出して無線で送信するセンサユニットと、前記センサユニットからの無線を受信する受信機とを備えた車輪状態検出装置における前記センサユニットの設置構造であって、
前記車輪の内部が液体で満たされ、前記センサユニットを収納する容器ごと前記液体で満たされた車輪の内部に収納されており、前記車輪の回転が停止している状態において、前記容器が浮力により前記受信機の前記受信を可能とする受信可能域に位置されるようになっていることを特徴とする車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車輪に設けられ車輪の状態を検出して無線で送信する送信装置としてのセンサユニットと、車体側に設けられセンサユニットからの無線を受信する受信機を備え、タイヤの空気圧やタイヤの温度などの車輪状態に関連する情報を運転者に報知する車輪状態検出装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２３８５１５号公報（「０００５」〜「０００９」）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した車輪状態検出装置におけるセンサユニットは、回転する車輪に設けられ、タイヤの回転とともに回転する。したがって、車輪の回転に伴ってセンサユニットと受信機との位置関係が変化し、受信機の受信レベルは変化する。
【０００５】
図８に、タイヤ回転角度に対する受信機の受信レベル特性を示す。図に示すように、タイヤ回転角度に対して受信レベルが変動し、タイヤ回転角度によっては、受信不能域が生じてしまう。
【０００６】
受信不能域となるタイヤ回転角度を有していても、走行中のようにタイヤが回転していれば、受信機は受信可能域で受信したデータから車輪状態に関連する情報を得ることができるが、受信不能域の状態で車両が停車してしまうと、受信機はセンサユニットからの無線を受信できない。このため、例えば、停車した状態で運転者がイグニッションキーをオンする際に、受信機がセンサユニットの送信信号を受信できない場合が生じる。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みたもので、停車した状態で、受信機がセンサユニットの送信信号を確実に受信できるセンサユニットの設置構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車輪の回転が停止している状態において、重力または浮力の作用により、センサユニットを、受信機の受信を可能とする受信可能域に位置させる手段を備えているから、停車した状態で、受信機がセンサユニットの送信信号を確実に受信することができる。
【０００９】
上記した手段としては、請求項２〜４に記載したように、車輪の回転に対しスリップするように構成されたリング部材と、このリング部材に取り付けられた重り部としたもの、あるいは請求項４に記載したように車輪の内部に満たされた液体に浮かぶセンサユニットの収納容器とすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係る車輪状態検出装置におけるセンサユニットの設置構造を説明するための図を図１〜３に示す。図１は、タイヤ上部の拡大断面図、図２は、タイヤの断面図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
図１に示すように、車輪のリム２にはタイヤ３が取り付けられ、この車輪のリム２とタイヤ３によって形成される空間に、内側リング１１、ガイド板１２、外側リング１３および外側リング１３に接着剤１４で固定されたセンサユニット１５が設けられている。外側リング１３およびセンサユニット１５は、車輪のリム２に固定された内側リング１１およびガイド板１２に対してスリップするように構成されている、なお、図２における点線部分は、内側リング１１、ガイド板１２、外側リング１３およびセンサユニット１５からなる構造物１０の位置するエリアを示したものである。
【００１２】
内側リング１１は、金属製のリングで、車輪のリムに固定されている。
【００１３】
外側リング１３は、内側リング１１の外側に形成された金属製の略リング状のリングで、図３に示すように、一部に重り部１３ａを有している。外側リング１３の内径は、内側リング１１の外径よりも十分大きくなっており、外側リング１３は内側リング１１に対してスリップし、停車中あるいは低速走行時には、図３に示すように、重り部１３ａが重力により下端に位置するように構成されている。なお、高速走行時には、外側リング１３と内側リング１１との間のすべり摩擦係数が無視できなくなり、外側リング１３の重り部１３ａが下端に位置するとは限らない。
【００１４】
センサユニット１５は、空気圧力センサ、空気温度センサ、送信部、制御部および電池（いずれも図示せず）を有している。制御部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部（いずれも図示せず）を有し、入出力部には、送信部が接続されている。この制御部のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって作動する。この制御部のＣＰＵは、定期的にセンサＩＤとともに、空気圧力センサによって測定されたタイヤ内の空気圧力、空気温度センサによって測定されたタイヤ内の空気温度などのタイヤ内の状態に関連する情報を送信部を介して無線で送信する。また、タイヤ内の状態に異常が発生すると、送信周期が短くなるように構成されている。
【００１５】
また、センサユニット１５は、図３に示すように、車輪の回転軸Ｏを中心として外側リング１３の重り部１３ａの位置と点対称となる外側リング１３の外側に接着剤１４により固定されている。外側リング１３の重り部１３ａは、重力により外側リング１３の下端に位置するため、センサユニット１５はタイヤ上部に位置する。
【００１６】
ガイド板１２は、金属製の略リング状のガイドで、図１に示すように、外側リング１３を隙間を設けて挟むように外側リング１３の両側に設けられ、それぞれ車輪のリム２に固定されている。このガイド板１２の外径は、外側リング１３の内径よりも大きく形成され、外側リング１３が図面左右方向に移動するのを防止するガイドの役割を果たす。
【００１７】
なお、内側リング１１の外側リング１３と接する面およびガイド板１２の外側リング１３と接する面はすべり摩擦係数が小さくなるように処理が施され、外側リング１３が内側リング１１に対してスリップし易くなっている。このため、停車中だけでなく、低速走行で内側リング１１が回転しても、外側リング１３の重り部１３ａが下端に位置し、すなわち、センサユニット１５がタイヤ上部に位置するように構成されている。
【００１８】
図４に、受信機およびアンテナの構成を示す。図に示すように、車体のタイヤハウス上部にアンテナ４０ａが設けられ、このアンテナ４０ａは受信機４０に接続されている。なお、図では省略してあるが、アンテナ４０ａは、各タイヤ毎にタイヤハウス上部に設けられている。
【００１９】
受信機４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力部（いずれも図示せず）を有し、入出力部には、各タイヤハウス上部に設けられたアンテナ４０ａが接続されている。受信機４０のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって作動し、各タイヤハウス上部に設けられたアンテナ４０ａを介してセンサユニット１５から送信される無線を受信し、センサユニット１５からタイヤの異常を通知する信号を受信すると、出力部に接続された図示しない警告ランプを点滅制御して運転者にタイヤ内の異常を報知する。
【００２０】
また、センサユニット１５がタイヤ上部に位置するときに、受信機の受信状態が、図８に示す受信可能域となるように、各アンテナ４０ａの位置および角度が調整されている。
【００２１】
上記した構成において、停車した状態で運転者がイグニッションキーをオンする際に、図３に示すように、外側リング１３の重り部１３ａは重力により外側リング１３の下端に位置し、センサユニット１５は、受信機４０の受信状態が受信可能域となるタイヤ上部に位置する。すなわち、車輪の回転と関係なく、受信機４０とセンサユニット１５の位置関係が一定となるように構成されている。このため、少なくとも停車した状態で、受信機４０がセンサユニット１５の送信信号を確実に受信することができる。
【００２２】
また、走行を開始して内側リング１１が回転しても、低速走行時には内側リング１１の外側リング１３と接する面およびガイド板１２の外側リング１３と接する面のすべり摩擦係数が小さくなっているため、外側リング１３の重り部１３ａが下端に位置し、すなわち、センサユニット１５が安定してタイヤ上部に位置し、受信機４０は、センサユニット１５からの無線を確実に受信することができる。
【００２３】
また、高速道路を走行するような高速走行時においては、内側リング１１の外側リング１３と接する面およびガイド板１２の外側リング１３と接する面のすべり摩擦係数が無視できなくなり、外側リング１３も回転する。この場合、受信機４０は、図８に示す受信可能域で受信するデータからタイヤ内の状態に関連する情報を得ることができる。
【００２４】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。図５（ａ）、（ｂ）に、第２の実施形態のセンサユニットの設置構造を説明するための図を示す。図５（ａ）は、本実施形態におけるセンサユニットの設置構造を説明するための図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図に示すセンサユニットの設置構造は、基本的に第１実施形態のセンサユニットの設置構造と同じであるが、本実施形態におけるセンサユニットの設置構造は、内側リングと外側リングがそれぞれ磁化されている。
【００２５】
内側リング１１は、金属製のリングで、外側の面がＮ極、内側の面がＳ極となるように磁化されている。
【００２６】
外側リング１３は、内側リング１１の外側に形成された金属製の略リング状のリングで、外側の面がＳ極、内側の面がＮ極となるように磁化されている。
【００２７】
上記した構成において、内側リング１１の外側の面と外側リング１３の内側の面がそれぞれＮ極となるため、内側リング１１と外側リング１３には互いに反発する力が作用し、この反発力によって外側リング１３は内側リング１１から浮上する。このため、内側リング１１の外側リング１３と接する面のすべり摩擦係数は極めて小さくなり、第１実施形態の構成よりもセンサユニット１５がタイヤ上部に位置し易くなり、受信機４０は、センサユニット１５からの無線をより確実に受信することができる。
【００２８】
（第３実施形態）
図６に、第３の実施形態のセンサユニットの設置構造を説明するための図を示す。図３は、図２の点線部分１０の構造物としてリング状の容器１７を設けた例を示したもので、リング状の容器１７の内部には、容積の９割程度まで液体が満たされている。また、センサユニット１５は、耐水性が高く、浮力の高い容器１６内に収納されており、センサユニット１５は、この容器１６ごと液体で満たされたリング状の容器１７の内部に収納されている。
【００２９】
センサユニット１５が収納された容器１６は、タイヤの走行時には液体と一緒に回転するが、停車した状態では浮力によってタイヤ上部に位置する。したがって、受信機４０は、センサユニット１５からの無線を確実に受信することができる。
【００３０】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態において、センサユニットがタイヤの上部に位置するときに、受信機がセンサユニットからの無線を受信可能となるように構成された例について示したが、タイヤの上部に限ることなく、少なくとも停車した状態で、受信機の受信状態が受信可能域となるような位置であればよい。
【００３１】
また、上記実施形態において、電池で動作するセンサを例に示したが、電池で動作するセンサに限ることなく、例えば、アンテナを有し、このアンテナで外部から電波を受信し、この電波により供給されるエネルギーで内部のＩＣが動作する、いわゆるトランスポンダーを利用して構成されたセンサに適用してもよい。この場合、停車した状態で、外部から受信する電波を受信可能となる箇所にセンサユニットが位置するように構成しているので、停車した状態で運転者がイグニッションキーをオンする際に、センサユニットは、外部から受信する電波を確実に受信して動作することできる。
【００３２】
また、上記実施形態において、センサユニット１５は、センサＩＤとともに、空気圧力センサによって測定されたタイヤ内の空気圧力、空気温度センサによって測定されたタイヤ内の空気温度などのタイヤ内の状態に関連する情報を無線で送信する例について示したが、これらの情報に限ることなく、例えば、センサユニット１５内に加速度センサを設け、この加速度センサにより測定された加速度情報や、各種制御情報など、あらゆる情報を送信するように構成してもよい。
【００３３】
また、上記実施形態において、センサユニット１５から受信機４０に対して、タイヤ内の状態に関連する情報を無線で送信する例について示したが、センサユニット１５と受信機４０間の通信は双方向であってもよい。
【００３４】
また、第１実施形態において、内側リング１１、外側リング１３は金属で形成された例について示したが、金属に限ることなく、例えば、樹脂により形成されたものであってもよい。
【００３５】
また、第１実施形態において、ガイド板１２は金属で形成された例について示したが、金属に限ることなく、例えば、樹脂によって形成されたものであってもよく、図７に示すようなチューブによって車輪のリム２の外周にリング状に設けられた構成としてもよい。
【００３６】
また、内側リング１１と外側リング１３の間に、すべり摩擦係数を低減する手段、例えばベアリングを備えた構成としてもよい。これにより、内側リング１１と外側リング１３間の各回転中心が一致するため、ホイールバランスを安定させることができる。
【００３７】
また、タイヤとしては、例えば、ラジアルタイヤ、バイアスタイヤ、ランフラットタイヤなどに適用できる。
【００３８】
また、上記した実施形態では、本発明を車両に適用するものを示したが、航空機などの移動体に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるセンサユニットが設置されたタイヤ上部の拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態におけるセンサユニットが設置されたタイヤ断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】受信機およびアンテナの構成を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態におけるセンサユニットの設置構造の説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態におけるセンサユニットの設置構造の説明図である。
【図７】その他の実施形態におけるガイド板の構成例を示す図である。
【図８】タイヤ回転角度に対する受信機の受信レベル特性を示す図である。
【符号の説明】
２…リム、３…タイヤ、５…液体、１１…内側リング、１２…ガイド板、
１３…外側リング、１３ａ…重り部、１４…接着剤、１５…センサユニット、
１６、１７…容器、４０…受信機、４０ａ…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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