(57)【要約】【課題】空気圧検出システムのランニングコストを低減させることができるホイールを提供する。【解決手段】ホイール３は、タイヤ２の少なくとも空気圧及び前記タイヤ内の温度を検出するとともに、これら空気圧及び温度に基づいて空気圧データ信号及び温度データ信号を出力する各センサと、これら空気圧データ信号及び温度データ信号を含むデータ信号を無線送信する無線送信部とを有するタイヤセンサユニット１を備える。【選択図】      図３
2004237951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともタイヤの空気圧及び前記タイヤ内の温度を検出するとともに、これら空気圧及び温度に基づいて空気圧データ信号及び温度データ信号を出力する各センサと、
これら空気圧データ信号及び温度データ信号を含むデータ信号を無線送信する無線送信部とを有するタイヤセンサユニットを備えることを特徴とするホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のホイールにおいて、前記タイヤセンサユニットは、可撓性を有する板状体であることを特徴とするホイール。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のホイールにおいて、前記タイヤセンサユニットは、リムに取り付けられたエアバルブに隣接してリムのウエルに取り付けられているか、又はホイールの回転中心を挟んでエアバルブに対向するウエルに取り付けられていることを特徴とするホイール。
【請求項４】
請求項３に記載のホイールにおいて、前記タイヤセンサユニットは、接着剤又は粘着剤を介して前記ウエルに取り付けられていることを特徴とするホイール。
【請求項５】
請求項４に記載のホイールにおいて、前記接着剤は、可塑剤非含有接着剤であり、前記粘着剤は、可塑剤非含有粘着剤であることを特徴とするホイール。
【請求項６】
少なくともタイヤの空気圧及び前記タイヤ内の温度を検出するとともに、これら空気圧及び温度に基づいて空気圧データ信号及び温度データ信号を出力する各センサ並びにこれら空気圧データ信号及び温度データ信号を含むデータ信号を、無線送信する無線送信部を有するタイヤセンサユニットと、
このタイヤセンサユニットが取り付けられたホイールと、
無線送信された前記データ信号を受信する受信装置とを備えることを特徴とするタイヤの空気圧検出システム。
【請求項７】
請求項６に記載のタイヤの空気圧検出システムにおいて、前記タイヤセンサユニットに非接触で電力を供給する非接触電力供給機構を備えることを特徴とするタイヤの空気圧検出システム。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のタイヤの空気圧検出システムにおいて、前記無線送信部からの前記データ信号の無線送信及び前記受信装置での前記データ信号の受信には、キーレスエントリーシステムの信号の搬送波が使用されていることを特徴とするタイヤの空気圧検出システム。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のタイヤの空気圧検出システムにおいて、前記受信装置が受信した前記データ信号を受け取って、このデータ信号に基づいて特定したタイヤの空気圧が予め設定した閾値を下回り、かつ受信した前記データ信号に基づいて特定したタイヤ内の温度が予め設定した閾値を上回ったときに、音及び光の少なくともいずれかでタイヤの異常を報知するタイヤ異常判定部を有する表示装置を備えることを特徴とするタイヤの空気圧検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの空気圧検出システム及びこれに使用するホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤの空気圧や温度といった変数データを検出する変数データ検出装置（空気圧検出システム）が知られている（例えば、特許文献１）。この変数データ検出装置は、タイヤに取り付けられて、タイヤの空気圧や温度に基づいて変数データを出力するセンサと、この変数データを無線送信するトランスポンダと、このトランスポンダに対して遠隔に配置されるとともに、無線送信された変数データを受信する受信装置とで構成されている。
【０００３】
この変数データ検出装置は、例えば、タイヤがパンクした際に、タイヤの空気圧や温度といった変数データを、トランスポンダが受信装置に向けて無線送信するとともに、受信装置がこの変数データに基づいてタイヤがパンクしたことを検知することができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特表平９−５０９４８８号公報（第１６頁１７行〜第２２頁４行、図１〜図３、図７及び図８参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この変数データ検出装置では、図１２に示すように、トランスポンダ７０がタイヤ７１自体に取り付けられているので、トランスポンダ７０は、タイヤ７１の交換時にタイヤ７１とともに廃棄されていた。しかしながら、このトランスポンダ７０は、高価な無線周波数識別通信機（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を備えているため、この変数データ検出装置では、そのランニングコストが高くなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、ランニングコストを低減させることができる空気圧検出システム及びこれに使用するホイールを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のホイールは、少なくともタイヤの空気圧及び前記タイヤ内の温度を検出するとともに、これら空気圧及び温度に基づいて空気圧データ信号及び温度データ信号を出力する各センサと、これら空気圧データ信号及び温度データ信号を含むデータ信号を無線送信する無線送信部とを有するタイヤセンサユニットを備えることを特徴とする。
【０００８】
このホイールでは、ホイールがタイヤセンサユニットを備えているので、タイヤの交換時にタイヤとともにタイヤセンサユニットを廃棄しなくともよい。したがって、このホイールによれば、空気圧検出システムのランニングコストを低減させることができる。
【０００９】
請求項２に記載のホイールは、請求項１に記載のホイールにおいて、前記タイヤセンサユニットは、可撓性を有する板状体であることを特徴とする。
【００１０】
このホイールでは、タイヤセンサユニットが可撓性を有する板状体であるので、タイヤセンサユニットを取り付けるにあたって、タイヤセンサユニットは、タイヤセンサユニットの取付面に沿うように撓む。その結果、この取付面が曲面であったとしても、タイヤセンサユニットを取付面に良好に取り付けることができる。
【００１１】
請求項３に記載のホイールは、請求項１又は請求項２に記載のホイールにおいて、前記タイヤセンサユニットは、リムに取り付けられたエアバルブに隣接してリムのウエルに取り付けられているか、又はホイールの回転中心を挟んでエアバルブに対向するウエルに取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
このホイールでは、タイヤセンサユニットが、リムに取り付けられたエアバルブに隣接してリムのウエルに取り付けられているか、又はホイールの回転中心を挟んでエアバルブに対向するウエルに取り付けられているので、ホイールにおける重さの偏りを予想することができる。したがって、このホイールによれば、エアバルブの位置を基準としてホイールバランスの補正を容易に行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載のホイールは、請求項３に記載のホイールにおいて、前記タイヤセンサユニットは、接着剤又は粘着剤を介して前記ウエルに取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
このホイールでは、タイヤセンサユニットが接着剤又は粘着剤を介して取り付けられているので、従来の空気圧検出システムのように、タイヤ内にセンサを埋め込むといった煩雑な工程を要することもない。したがって、このホイールによれば、容易にタイヤの空気圧検出システムを構築することができる。
【００１５】
請求項５に記載のホイールは、請求項４に記載のホイールにおいて、前記接着剤は、可塑剤非含有接着剤であり、前記粘着剤は、可塑剤非含有粘着剤であることを特徴とする。
【００１６】
このホイールによれば、使用する接着剤や粘着剤に可塑剤を含んでいないので、ホイールの昇温やホイールの長期間の使用によって、可塑剤でホイールが腐食するのを防止することができる。また、このようにホイールが腐食するのを防止することができるので、ホイールからタイヤセンサユニットが剥がれ落ちるのを防止することができる。
【００１７】
請求項６に記載のタイヤの空気圧検出システムは、少なくともタイヤの空気圧及び前記タイヤ内の温度を検出するとともに、これら空気圧及び温度に基づいて空気圧データ信号及び温度データ信号を出力する各センサ並びにこれら空気圧データ信号及び温度データ信号を含むデータ信号を、無線送信する無線送信部を有するタイヤセンサユニットと、このタイヤセンサユニットが取り付けられたホイールと、無線送信された前記データ信号を受信する受信装置とを備えることを特徴とする。
【００１８】
このタイヤの空気圧検出システムでは、タイヤセンサユニットがタイヤの空気圧及びタイヤ内の温度に基づくデータ信号を無線送信する。その一方で、受信装置は、そのデータ信号を受信する。したがって、このタイヤの空気圧検出システムによれば、タイヤから離れた位置でタイヤの空気圧及びタイヤ内の温度を知ることができる。
【００１９】
また、この空気圧検出システムによれば、請求項１に記載した発明と同様に、タイヤの交換時にタイヤとともにタイヤセンサユニットを廃棄しなくともよい。したがって、このタイヤの空気圧検出システムによれば、空気圧検出システムのランニングコストを低減することができる。
【００２０】
請求項７に記載のタイヤの空気圧検出システムは、請求項６に記載のタイヤの空気圧検出システムにおいて、前記タイヤセンサユニットに非接触で電力を供給する非接触電力供給機構を備えることを特徴とする。
【００２１】
このタイヤの空気圧検出システムでは、タイヤセンサユニットの電源としてタイヤセンサユニットにバッテリを配設しなくともよいので、タイヤセンサユニットを軽量化することができる。したがって、このタイヤの空気圧検出システムによれば、ホイールのホイールバランスへの影響を低減することができる。
【００２２】
請求項８に記載のタイヤの空気圧検出システムは、請求項６又は請求項７に記載のタイヤの空気圧検出システムにおいて、前記無線送信部からの前記データ信号の無線送信及び前記受信装置での前記データ信号の受信には、キーレスエントリーシステムの信号の搬送波が使用されていることを特徴とする。
【００２３】
このタイヤの空気圧検出システムによれば、前記データ信号の搬送波の周波数領域を新たに確保する必要がないので、別途、受信装置を用意する必要がなく、このタイヤの空気圧検出システムの構築に要するコストを低減することができる。
【００２４】
請求項９に記載のタイヤの空気圧検出システムは、請求項６乃至請求項８のいずれかに記載のタイヤの空気圧検出システムにおいて、前記受信装置が受信した前記データ信号を受け取って、このデータ信号に基づいて特定したタイヤの空気圧が予め設定した閾値を下回り、かつ受信した前記データ信号に基づいて特定したタイヤ内の温度が予め設定した閾値を上回ったときに、音及び光の少なくともいずれかでタイヤの異常を報知するタイヤ異常判定部を有する表示装置を備えることを特徴とする。
【００２５】
このタイヤの空気圧検出システムでは、この空気圧検出システムを搭載した車両のタイヤがパンクしたときに、タイヤの空気圧が下がるとともに、タイヤ内の温度が上がる。そして、このときの空気圧及び温度に基づく空気圧データ信号及び温度データ信号を含むデータ信号は、タイヤ異常判定部に入力される。したがって、タイヤがパンクしたときの状態を表す基準となる空気圧及び温度を閾値として予め設定しておけば、タイヤ異常判定部は、データ信号に基づいて特定したタイヤの空気圧及びタイヤ内の温度と閾値とを比較することによって、タイヤがパンクしたことを認知することができる。そして、タイヤ異常判定部が、タイヤがパンクしたことを認知するとともに、音及び光の少なくともいずれかで報知すれば、このタイヤの空気圧検出システムを搭載した車両の運転者は、タイヤがパンクしたことを知ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るタイヤの空気圧検出システム（以下、単に「空気圧検出システム」という）について、適宜図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
参照する図面において、図１は、本発明の空気圧検出システムの構成を示す概略図、図２は、図１の空気圧検出システムに使用されるホイールの構成を示す側面図、図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図、図４は、図２のホイールを構成するタイヤセンサユニットを示す平面図、図５は、図４のタイヤセンサユニットの構成を示すブロック図、図６は、図１の空気圧検出システムを構成する非接触給電部及び図４のタイヤセンサユニットを構成する非接触受電部のブロック図である。
【００２８】
図１に示すように、空気圧検出システムＳは、タイヤ２ａ、２ｂ、２ｃ，２ｄ（以下、タイヤを特定しないときは単に「タイヤ２」という）の空気圧データ及びタイヤ２内の温度データに基づいて生成したデータ信号Ｄ１を無線送信するタイヤセンサユニット１を有するホイール３と、無線送信されたデータ信号Ｄ１を受信する受信装置２０と、出力されたデータ信号Ｄ１を受信するとともに、予め設定した空気圧及び温度の閾値と前記データ信号Ｄ１に基づいて特定したタイヤ２の空気圧及びタイヤ２内の温度とを比較することによって、タイヤ２が異常であると判断したときにその旨を表示する表示装置３０と、タイヤセンサユニット１に非接触で電力を供給する非接触給電部４０とを備えている。以下に、ホイール３、非接触給電部４０、受信装置２０及び表示装置３０の順番で説明する。
【００２９】
（ホイール）
図１に示すように、各ホイール３は、右前輪のタイヤ２ａ、左前輪のタイヤ２ｂ、右後輪のタイヤ２ｃ及び左後輪のタイヤ２ｄをそれぞれ装着している。ここで図２及び図３を併せて参照すると明らかなように、各ホイール３は、そのリム３ａのウエル３ｂの表面にタイヤセンサユニット１を備えている。このタイヤセンサユニット１の配置位置は、リム３ａに取り付けられているエアバルブ３ｃに隣接した位置であり、このエアバルブ３ｃに最も近接した位置が好ましい。また、他の好ましいタイヤセンサユニット１の配置位置は、例えば、図２に示すように、ホイール３の回転中心３ｄを挟んでエアバルブ３ｃと対向するウエル３ｂの表面３ｅや、エアバルブ３ｃの図２側面視左側でこのエアバルブ３ｃと隣接する位置、図示しないがエアバルブ３ｃの図２側面視右側でエアバルブ３ｃと隣接する位置が挙げられる。
【００３０】
このタイヤセンサユニット１は、ウエル３ｂに接着剤で接着されるか、あるいは基材に粘着剤が塗布された粘着テープで貼着されている。そして、本実施の形態では、これら接着剤及び粘着剤として、可塑剤を含まない可塑剤非含有接着剤及び可塑剤非含有粘着剤が使用されている。この可塑剤としては、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジル等が挙げられる。
【００３１】
接着剤としては、例えば、ジメトキシシリル基といった反応性官能基置換のシリル基を末端に有するポリマを主剤とし、これに例えば炭酸カルシウムといった無機充填剤や、必要に応じて硬化促進剤等をさらに含むものが好ましい。主剤の配合量は５０質量％〜６０質量％が好ましい。この主剤の配合量が５０質量％を下回ると、接着性が低下する場合があり、６０質量％を上回ると接着剤を均一に塗布することができない場合がある。無機充填剤の配合量は、３５質量％〜４５質量％が好ましい。この配合量が３５質量％を下回ると接着性が低減する場合があり、４５質量％を上回ると接着剤を均一に塗布することができない場合がある。なお、接着剤の残部は、硬化促進剤等を配合すればよい。
【００３２】
粘着テープとしては、例えばアクリルフォームといった基材上に粘着剤を塗布した両面テープが挙げられる。粘着剤としては、アルキル（メタ）アクリレート及びビニルエステルの少なくともいずれかを７０質量部並びに極性モノマ３０質量部を含むものが好ましい。極性モノマとしては、例えば、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロニトリル、ビニルアクリレート、ジアリルフタレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシアルキルアクリレート、シアノアルキルアクリレート、アクリルアミド、置換アクリルアミド及びこれらいずれかの混合物等が挙げられる。
【００３３】
タイヤセンサユニット１は、可撓性を有する板状体であり、図４に示すように、例えば半導体チップからなる空気圧センサ４及び温度センサ５、後記する送信制御部（図示せず）を構成するマイクロコンピュータチップ６１、無線送信部７、送信側アンテナ８ａ並びに電源回路部６３及びエネルギ受信領域６４からなる非接触受電部５０と、これらが配設される、例えばフレキシブル基板といった可撓性を有する基板６０と、この基板６０上でこれらを被覆する、図示しない可撓性シートとで構成されている。なお、可撓性シートとしては、例えばアクリル樹脂シート等の樹脂シートが挙げられる。
【００３４】
ここで図５を併せて参照すると明らかなように、前記した送信制御部１３は、空気圧センサ４及び温度センサ５と電気的に接続されているとともに、無線送信部７を介して送信側アンテナ８ａと電気的に接続されている。
【００３５】
この送信制御部１３は、Ａ／Ｄ変換器１３ａと、送信データ生成部１３ｂと、識別情報記憶部１３ｃと、書込・読出制御部１３ｄと、シリアル通信部１３ｅと、シリアルデータの入出力端子群１３ｆとを備えている。なお、この入出力端子群１３ｆは、タイヤセンサユニット１の外装に配設されており、タイヤセンサユニット１の外部からのアクセスが可能になっている。この入出力端子群１３ｆは、例えば、タイヤセンサユニット１を空気圧検出システムＳに組み込む前に、あるいはタイヤ２の交換時において、後記する識別情報記憶部１３ｃに車両ＩＤやタイヤＩＤを書き込むときに使用される。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器１３ａは、空気圧センサ４及び温度センサ５と電気的に接続されており、空気圧センサ４及び温度センサ５が、タイヤ２の空気圧及びタイヤ２内の温度を検出することによって出力したアナログの空気圧データ信号及び温度データ信号をデジタル信号に変換するように構成されている。
【００３７】
送信データ生成部１３ｂは、Ａ／Ｄ変換器１３ａと電気的に接続されており、予め設定した所定の時間ごとにＡ／Ｄ変換器１３ａを作動させるように構成されているとともに、Ａ／Ｄ変換器１３ａが出力した空気圧データ信号及び温度データ信号に基づいて空気圧データ及び温度データを一時記憶するように構成されている。また、送信データ生成部１３ｂは、所定の時間ごとにＡ／Ｄ変換器１３ａから出力される空気圧データ信号及び温度データ信号から得られる空気圧データ及び温度データについて、先に取得した空気圧データ及び温度データと、その次に取得した空気圧データ及び温度データとの差をそれぞれ演算し、それらの差が予め設定された許容値を超えたときに、次に説明する送信データを生成するように構成されている。
【００３８】
送信データは、前記した差を演算した空気圧データ及び温度データのうち、低い方の空気圧データ及び高い方の温度データと、この差を生じたタイヤを特定するタイヤＩＤ（タイヤ識別情報、以下同じ）と、本実施の形態の空気圧検出システムＳ（図１参照）を搭載した車両を特定するための車両ＩＤ（車両識別情報、以下、同じ）とで構成されている。
【００３９】
送信データ生成部１３ｂは、次に説明する識別情報記憶部１３ｃを参照して車両ＩＤ及びタイヤＩＤを取得することによって前記送信データを生成するとともに、生成した送信データを無線送信部７に向けて供給するように構成されている。
【００４０】
識別情報記憶部１３ｃは、送信データ生成部１３ｂと電気的に接続されている。この識別情報記憶部１３ｃは、例えば、不揮発性メモリといった記憶媒体で構成されており、右前輪のタイヤ２ａ、左前輪のタイヤ２ｂ、右後輪のタイヤ２ｃ及び左後輪のタイヤ２ｄ（図１参照）のそれぞれを区別するための前記タイヤＩＤ並びに前記車両ＩＤが格納されている。
【００４１】
書込・読出制御部１３ｄは、識別情報記憶部１３ｃと電気的に接続されるとともに、シリアル通信部１３ｅを介して入出力端子群１３ｆと電気的に接続されている。この書込・読出制御部１３ｄは、入出力端子群１３ｆから書込要求信号（車両ＩＤのデータ信号及びタイヤＩＤのデータ信号を含む。以下、同じ）が入力されることによって、識別情報記憶部１３ｃに車両ＩＤ及びタイヤＩＤを書き込むように構成されている。また、この書込・読出制御部１３ｄは、後記する非接触受電部５０の変調・復調回路５４と電気的に接続されている。書込・読出制御部１３ｄは、この変調・復調回路５４から出力される書込要求信号を受けることによっても、識別情報記憶部１３ｃに車両ＩＤ及びタイヤＩＤを書き込むように構成されている。なお、車両ＩＤ及びタイヤＩＤを格納している識別情報記憶部１３ｃは、新たな車両ＩＤ及びタイヤＩＤが書き込まれることによって、車両ＩＤ及びタイヤＩＤが更新されるようになっている。
【００４２】
また、この書込・読出制御部１３ｄは、シリアル通信部１３ｅを介してＡ／Ｄ変換器１３ａとも電気的に接続されている。書込・読出制御部１３ｄは、入出力端子群１３ｆから読出要求信号が入力されることによって、Ａ／Ｄ変換器１３ａから出力される空気圧データ信号及び温度データ信号を、シリアル通信部１３ｅを介して入出力端子群１３ｆから出力させるように構成されている。また、書込・読出制御部１３ｄは、変調・復調回路５４から出力される読出要求信号を受けることによっても、Ａ／Ｄ変換器１３ａから出力される空気圧データ信号及び温度データ信号を、シリアル通信部１３ｅを介して取得するとともに、取得した空気圧データ信号及び温度データ信号を変調・復調回路５４に向けて出力するように構成されている。なお、入出力端子群１３ｆ又は変調・復調回路５４を介して取得された空気圧データ信号及び温度データ信号は、空気圧センサ４及び温度センサ５並びにＡ／Ｄ変換器１３ａが正常に動作しているか否かを確認するために使用される。
【００４３】
無線送信部７は、送信データ生成部１３ｂが供給する送信データに基づいて所定の搬送周波数の搬送波を所定の変調方式で変調したデータ信号Ｄ１（図１参照）を生成するとともに、このデータ信号Ｄ１を送信側アンテナ８ａから無線送信するように構成されている。なお、本実施の形態に係る空気圧検出システムＳでは、これら搬送周波数及び変調方式として、キーレスエントリー信号送信機１２（図１参照）に使用される搬送周波数及び変調方式が使用されている。
【００４４】
非接触受電部５０は、主にタイヤセンサユニット１に電力を供給するものであり、図６に示すように、受信側コイル５１と、整流部５２と、定電圧部５３と、変調・復調回路５４とを備えている。なお、受信側コイル５１は、前記エネルギ受信領域６４（図４参照）に配設され、整流部５２、定電圧部５３及び変調・復調回路５４は、前記電源回路部６３（図４参照）に配設されている。
【００４５】
受信側コイル５１は、後記する非接触給電部４０の送信側コイル４４と電磁誘導結合しているとともに、送信側コイル４４が発信する電波を受けて交流電流を誘起するようになっている。整流部５２は、受信側コイル５１と電気的に接続しており、受信側コイル５１で誘起された交流電流を整流することによって、直流電流を生起するように構成されている。定電圧部５３は、整流部５２と電気的に接続されており、整流部５２で生起した直流電流を安定化させることによって、タイヤセンサユニット１に供給する一定電圧の直流電流ＶＤＣを出力するように構成されている。
【００４６】
また、変調・復調回路５４は、前記した識別情報記憶部１３ｃ（図５参照）に車両ＩＤやタイヤＩＤを書き込む際、あるいは空気圧センサ４及び温度センサ５並びにＡ／Ｄ変換器１３ａ（図５参照）が正常に動作しているか否かを確認する際に、後記するように非接触給電部４０の送信側コイル４４が発信する書込要求信号や読出要求信号を復調するように構成されている。
【００４７】
また、変調・復調回路５４は、前記したように読出要求信号を書込・読出制御部１３ｄに向けて送信することによって取得した空気圧データ信号及び温度データ信号を変調するとともに、変調した空気圧データ信号及び温度データ信号を、受信側コイル５１を介して後記する非接触給電部４０の送信側コイル４４に向けて送信するように構成されている。
【００４８】
（非接触給電部）
非接触給電部４０は、主に非接触受電部５０の受信側コイル５１に交流電流を誘起させる電波を発信するものであり、図６に示すように、発振器４１と、電力増幅器４２と、送信側コイル４４と、変調・復調回路４３とを備えている。本実施の形態で例示する発振器４１は、周波数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの高周波を発生するように構成されている。電力増幅器４２は、発振器４１と電気的に接続されており、発振器４１が発振した高周波を電力増幅するとともに、この電力増幅器４２に電気的に接続されている送信側コイル４４からその増幅した高周波を発信させるように構成されている。
【００４９】
変調・復調回路４３は、前記した非接触受電部５０の受信側コイル５１に向けて送信するための書込要求信号や読出要求信号を変調するように構成されている。また、変調・復調回路４３は、非接触受電部５０の受信側コイル５１から発信されるとともに、送信側コイル４４を介して受信した、変調された空気圧データ信号及び温度データ信号を復調するように構成されている。
【００５０】
この非接触給電部４０は、ホイール３（図１参照）が取り付けられる車体側に配置されればよいが、ホイール３に近接して配置されるのが好ましい。また、この非接触給電部４０は、アンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ）を構成する車速センサの取付部（図示せず）に併設してもよい。この非接触給電部４０を作動させるための電力は、車両に搭載されたバッテリ等から供給すればよい。
【００５１】
なお、この非接触給電部４０及び前記非接触受電部５０は、例えば、ＧａＡｓ半導体を用いて構成することができ、特許請求の範囲にいう「非接触電力供給機構」に相当する。
【００５２】
（受信装置）
受信装置２０は、再び図１を参照すると明らかなように、受信側アンテナ８ｂと、受信部２１と、解読部２２とを備えている。本実施の形態で例示する受信装置２０には、キーレスエントリーシステムに使用される受信装置が使用されている。受信部２１は、キーレスエントリー信号送信機１２から送信されてくるドアロック機構２４の施錠や開錠を要求するキーレスドアロックのオン信号及びオフ信号Ｄ２並びにタイヤセンサユニット１の送信側アンテナ８ａ（図４及び図５参照）から送信されてくる空気圧データ及び温度データのデータ信号Ｄ１を、受信側アンテナ８ｂを介して受信するとともに、これらを復調するように構成されている。解読部２２は、受信部２１と電気的に接続されており、受信部２１から送信されたキーレスドアロックのオン信号及びオフ信号Ｄ２並びに復調されたデータ信号Ｄ１を、これら信号に含まれる後記信号種別データに基づいてドアロック機構２４と次に説明する表示装置３０とに振り分けて送信するように構成されている。
【００５３】
（表示装置）
表示装置３０は、再び図１を参照すると明らかなように、タイヤ異常判定部３１と、このタイヤ異常判定部３１に接続された警告灯３２及び警報ブザー３３とを備えている。タイヤ異常判定部３１は、受信したデータ信号Ｄ１に基づいて、タイヤ２の空気圧が予め設定した閾値以下であるとともに、タイヤ２内の温度が予め設定した閾値以上であると認知した場合にタイヤが異常であると判断して警報ブザー３３を鳴らすように構成されている。また、タイヤ異常判定部３１は、データ信号Ｄ１に含まれるタイヤＩＤに基づいて、異常であるタイヤを特定するとともに、そのタイヤに対応する警告灯３２を点灯させるように構成されている。
【００５４】
次に、この空気圧検出システムの動作について説明する。ここでは、この空気圧検出システムでタイヤのパンクを検知する方法を例にとって説明する。
【００５５】
この空気圧検出システムＳでは、ホイール３に取り付けられたタイヤセンサユニット１の送信データ生成部１３ｂ（図５参照）が、予め設定した所定の時間ごとにＡ／Ｄ変換器１３ａを作動させることによって、空気圧センサ４及び温度センサ５が検出した空気圧データ信号及び温度データ信号をＡ／Ｄ変換器１３ａにデジタル化させるとともに、このデジタル信号に基づいて得られた空気圧データ及び温度データを一時記憶する。そして、送信データ生成部１３ｂは、所定の時間ごとにＡ／Ｄ変換器１３ａから得られる空気圧データ及び温度データについて、先に取得した空気圧データ及び温度データと、その次に取得した空気圧データ及び温度データとの差をそれぞれ演算する。さらに、送信データ生成部１３ｂは、それらの差が予め設定された許容値を超えたときに、識別情報記憶部１３ｃに格納されている車両ＩＤ及びタイヤＩＤを参照することによって、前記した送信データを生成するとともに、この送信データ信号を無線送信部７に出力する。
【００５６】
無線送信部７は、出力された送信データ信号に基づいてキーレスエントリー信号送信機１２（図１参照）に使用される搬送波に変調することによってデータ信号Ｄ１（図１参照）を生成するとともに、このデータ信号Ｄ１を送信側アンテナ８ａから無線送信する。このデータ信号Ｄ１は、次の表１に示すように、３６ビットのデータ信号であり、車両ＩＤのデータ信号（１６ビット）と、いずれのタイヤ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄであるかを特定するタイヤＩＤのデータ信号である信号種別データ信号（４ビット）と、空気圧データ信号（８ビット）と、温度データ信号（８ビット）とで構成されている。なお、キーレスエントリー信号送信機１２から発信されるキーレスドアのオン信号及びオフ信号Ｄ２は、前記信号種別データ信号で、データ信号Ｄ１と区別されている。そして、表１中、空気圧データ信号の欄に対応する欄に記載された信号（８ビット）がキーレスドアの施錠信号に割り当てられ、温度データ信号の欄に対応する欄に記載された信号（８ビット）がキーレスドアの開錠信号に割り当てられる。
【００５７】
【表１】
2004237951.tif 000003
【００５８】
次に、受信装置２０の受信部２１（図１参照）は、受信側アンテナ８ｂを介してデータ信号Ｄ１を受信するとともに、このデータ信号Ｄ１を復調する。そして、解読部２２は、前記信号種別データに基づいて送信データ信号Ｄ１を表示装置３０に振り分けて送信する。なお、キーレスドアのオン信号及びオフ信号Ｄ２は、解読部２２によってドアロック機構２４に振り分けられる。
【００５９】
そして、表示装置３０では、解読部２２から送信された前記送信データＤ１がタイヤ異常判定部３１（図１参照）に入力される。タイヤ異常判定部３１は、受信したデータ信号Ｄ１に基づいて、タイヤ２の空気圧が予め設定した閾値以下であり、かつタイヤ２内の温度が予め設定した閾値以上であると認知した場合に、タイヤ２が異常であると判断して警報ブザー３３を鳴らす。そして、タイヤ異常判定部３１は、データ信号Ｄ１に含まれるタイヤＩＤのデータ信号に基づいて、異常であるタイヤ２を特定するとともに、そのタイヤ２に対応する警告灯３２を点灯させる。したがって、この空気圧検出システムを搭載した車両の運転者は、このような警報ブザー３３の鳴笛及び警告灯３２の点灯によって、いずれのタイヤ２ａ、２ｂ、２ｃ，２ｄがパンクしたかを知ることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、この閾値を決定するにあたって、正常なタイヤ２の空気圧を１．９６×１０５  Ｐａ（２．０ｋｇｆ／ｃｍ２  ）前後に設定し、正常なタイヤ２内の温度が５０℃〜６０℃の範囲内に入るような条件を想定している。そして、このようなタイヤ２がパンクすると、図７に示すように、タイヤ２の空気圧が１．１８×１０５  Ｐａ〜０．７８×１０５  Ｐａ（１．２ｋｇｆ／ｃｍ２  〜０．８ｋｇｆ／ｃｍ２  ）の範囲（図７中、網掛け部分で示す）に入るまで低下するとともに、タイヤ２内の温度が６０℃〜７０℃範囲（図７中、網掛け部分で示す）に入るまで上昇する。したがって、本実施の形態では、タイヤ２の空気圧の閾値を１．１８×１０５  Ｐａに設定するとともに、タイヤ２内の温度の閾値を６０℃に設定している。そして、本実施の形態では、図７中、タイヤ２内の温度が６０℃を超えたＢの時点で、警報ブザー３３の鳴笛及び警告灯３２の点灯が実行されるように設定している。
【００６１】
次に、この空気圧検出システムで識別情報記憶部に車両ＩＤやタイヤＩＤを書き込む方法について説明する。まず、入出力端子群１３ｆ（図５参照）を介して車両ＩＤやタイヤＩＤを書き込む場合について説明する。
【００６２】
ここで再び図５を参照すると、送信制御部１３の入出力端子群１３ｆから書込要求信号を入力すると、入力された書込要求信号は、シリアル通信部１３ｅを介して書込・読出制御部１３ｄに送信される。なお、書込要求信号を入出力端子群１３ｆから入力するには、所定の入力端末を入出力端子群１３ｆに接続すればよい。そして、書込・読出制御部１３ｄが書込要求信号に基づいて車両ＩＤとタイヤＩＤを識別情報記憶部１３ｃに書き込むことによって、この車両ＩＤ及びタイヤＩＤの書込工程は終了する。
【００６３】
次に、非接触給電部４０（図６参照）を介して車両ＩＤとタイヤＩＤを識別情報記憶部１３ｃに書き込む場合について説明する。まず、非接触給電部４０（図６参照）の変調・復調回路４３に書込要求信号を入力する。なお、この書込要求信号を変調・復調回路４３に入力するには、例えば車両内、好ましくは車両のコックピットに配置されるとともに、変調・復調回路４３と電気的に接続された所定の入力端末を使用すればよい。
【００６４】
ここで再び図６を参照すると、書込要求信号が入力された変調・復調回路４３は、この書込要求信号を変調するとともに、変調された書込要求信号を送信側コイル４４から発信する。この書込要求信号を、受信側コイル５１を介して受信した変調・復調回路５４は、この書込要求信号を復調するとともに、この復調した書込要求信号を送信制御部１３の書込・読出制御部１３ｄに送信する。そして、書込・読出制御部１３ｄが書込要求信号に基づいて車両ＩＤとタイヤＩＤを識別情報記憶部１３ｃ（図５参照）に書き込むことによって、この車両ＩＤ及びタイヤＩＤの書込工程は終了する。
【００６５】
次に、この空気圧検出システムでＡ／Ｄ変換器が出力する空気圧データ信号及び温度データ信号を入出力端子群及び非接触給電部から出力させる方法について説明する。まず、入出力端子群１３ｆ（図５参照）から出力させる方法について説明する。
【００６６】
ここで再び図５を参照すると、送信制御部１３の入出力端子群１３ｆから読出要求信号を入力したときに、入力された読出要求信号は、シリアル通信部１３ｅを介して書込・読出制御部１３ｄに送信される。なお、読出要求信号を入出力端子群１３ｆから入力するには、所定の入力端末を入出力端子群１３ｆに接続すればよい。そして、書込・読出制御部１３ｄは読出要求信号に基づいてＡ／Ｄ変換器１３ａが出力する空気圧データ信号及び温度データ信号を、シリアル通信部１３ｅを介して入出力端子群１３ｆに出力させることによって、この出力工程は終了する。
【００６７】
次に、非接触給電部から出力させる方法について説明する。
まず、非接触給電部４０（図６参照）の変調・復調回路４３に読出要求信号を入力する。なお、この読出要求信号を変調・復調回路４３に入力するには、例えば車両内、好ましくは車両のコックピットに配置されるとともに、変調・復調回路４３と電気的に接続された所定の入力端末を使用すればよい。
【００６８】
ここで再び図６を参照すると、読出要求信号が入力された変調・復調回路４３は、この読出要求信号を変調するとともに、変調された読出要求信号を送信側コイル４４から発信する。この読出要求信号を、受信側コイル５１を介して受信した変調・復調回路５４は、この読出要求信号を復調するとともに、この復調された読出要求信号を送信制御部１３の書込・読出制御部１３ｄに送信する。そして、書込・読出制御部１３ｄは、この読出要求信号に基づいてＡ／Ｄ変換器１３ａ（図５参照）が出力する空気圧データ信号及び温度データ信号を、シリアル通信部１３ｅ（図５参照）を介して受信するとともに、受信した空気圧データ信号及び温度データ信号を変調・復調回路５４に向けて出力する。変調・復調回路５４は、受信した空気圧データ信号及び温度データ信号を変調するとともに、変調された空気圧データ信号及び温度データ信号を受信側コイル５１から発信する。これら空気圧データ信号及び温度データ信号を、受信側コイル５１を介して受信した変調・復調回路４３がこれら空気圧データ信号及び温度データ信号を復調するとともに、この復調された空気圧データ信号及び温度データ信号を出力することによって、この出力工程は終了する。
【００６９】
なお、入出力端子群１３ｆ（図５参照）や変調・復調回路４３から出力された空気圧データ信号及び温度データ信号を適当な表示装置（図示せず）で空気圧データ及び温度データとして表示させることによって、空気圧センサ４及び温度センサ５並びにＡ／Ｄ変換器１３ａ（図５参照）が正常に動作しているか否かを確認することができる。
【００７０】
このような空気圧検出システムに使用されるホイールについて、次のような評価試験を行った。評価試験に使用したホイールは、タイヤセンサユニットをエアバルブに隣接するようにリムのウエルに後記組成の接着剤で接着したものと、アクリルフォームの基材に粘着剤を塗布した両面粘着テープでタイヤセンサユニットをリムのウエルに貼着したものとの２種類である。
【００７１】
（接着剤の組成）
ジメトキシシリル基含有ポリプロピレンオキシド：５７質量％
炭酸カルシウム：４０質量％
反応触媒：３質量％
【００７２】
ホイールの評価試験は、ホイールを装着して６０ｋｍ／ｈで走行する車両を４．９ｍ／ｓ２  （０．５Ｇ）でブレーキングを行って４０ｋｍ／ｈまで減速した後、再び６０ｋｍ／ｈまで加速するといった加速及び減速の繰返しを１００回行った。その車両の停止後のブレーキロータ、アルミスポーク及びセンサ（温度センサ）の温度を経時的に測定した。その結果を次の表２及び図８に示す。
【００７３】
【表２】
2004237951.tif 000004
【００７４】
表２及び図８から明らかなように、センサの温度は５０℃前後でほぼ安定しており、ブレーキロータの温度にほとんど影響されないことが判明した。また、リムからのタイヤセンサユニットの剥離は全く認められなかった。
【００７５】
このようなホイール３によれば、ホイール３がタイヤセンサユニット１を備えているので、タイヤ２の交換時にタイヤ２とともにタイヤセンサユニット１を廃棄しなくともよい。したがって、空気圧検出システムＳのランニングコストを低減させることができる。
【００７６】
また、このようなホイール３では、タイヤセンサユニット１が可撓性を有する板状体であるので、タイヤセンサユニット１を取り付けるにあたって、タイヤセンサユニット１は、タイヤセンサユニット１の取付面に沿うように撓む。その結果、この取付面が曲面であったとしても、タイヤセンサユニット１を取付面に良好に取り付けることができる。
【００７７】
また、このようなホイール３では、タイヤセンサユニット１が、リム３ａに取り付けられたエアバルブ３ｃに隣接してリム３ａのウエル３ｂに取り付けられているか、又はホイール３の回転中心を挟んでエアバルブ３ｃに対向する位置でウエル３ｂに取り付けられているので、ホイール３における重さの偏りを予想することができる。そして、タイヤセンサユニット１が、リム３ａに取り付けられたエアバルブ３ｃに隣接してリム３ａのウエル３ｂに取り付けられている場合には、ホイール３にタイヤ２を取り付ける際に、タイヤ２の軽点とホイール３のエアバルブ３ｃの位置とを合わせることによって、タイヤ２を取り付けたホイール３のアンバランス量を小さくすることができる。また、タイヤセンサユニット１が、ホイール３の回転中心を挟んでエアバルブ３ｃに対向するウエル３ｂに取り付けられている場合には、タイヤセンサユニット１の重さと、エアバルブ３ｃの重さとが相殺されるので、ホイール３のアンバランス量を小さくすることができる。したがって、ホイールバランスの補正時に使用する錘量を少なくすることができる。
【００７８】
また、このようなホイール３では、タイヤセンサユニット１が接着剤又は粘着剤を介して取り付けられているので、従来の空気圧検出システムのように、タイヤ２内にセンサを埋め込むといった煩雑な工程を要することもない。したがって、このホイール３によれば、容易に空気圧検出システムＳを構築することができる。
【００７９】
また、このようなホイール３によれば、使用する接着剤や粘着剤に可塑剤を含んでいないので、ホイール３の昇温やホイールの長期間の使用によって、可塑剤でホイール３が腐食するのを防止することができる。また、このようにホイール３が腐食するのを防止することができるので、ホイール３からタイヤセンサユニット１が剥がれ落ちるのを防止することができる。
【００８０】
また、このような空気圧検出システムＳでは、タイヤセンサユニット１がタイヤ２の空気圧及びタイヤ２内の温度に基づくデータ信号Ｄ１を無線送信する。その一方で、受信装置２０は、そのデータ信号Ｄ１を受信する。したがって、このタイヤ２の空気圧検出システムＳによれば、タイヤ２から離れた位置でタイヤ２の空気圧及びタイヤ２内の温度を知ることができる。
【００８１】
また、このような空気圧検出システムＳによれば、タイヤ２の交換時にタイヤ２とともにタイヤセンサユニット１を廃棄しなくともよい。したがって、この空気圧検出システムＳによれば、空気圧検出システムＳのランニングコストを低減させることができる。
【００８２】
また、このような空気圧検出システムＳでは、タイヤセンサユニット１の電源としてタイヤセンサユニット１にバッテリを配設しなくともよいので、タイヤセンサユニット１を軽量化することができる。したがって、この空気圧検出システムＳによれば、ホイール３のホイールバランスへの影響を低減することができる。
【００８３】
また、このような空気圧検出システムＳによれば、前記データ信号Ｄ１の送受信に、キーレスエントリーシステムの信号の搬送波を使用しているので、前記データ信号Ｄ１の搬送波の周波数領域を新たに確保する必要がない。したがって、この空気圧検出システムＳによれば、前記データ信号Ｄ１の搬送波の周波数領域を新たに確保する必要がないので、別途、受信装置２０を用意する必要がなく、この空気圧検出システムＳの構築に要するコストを低減することができる。
【００８４】
このような空気圧検出システムＳによれば、この空気圧検出システムＳを搭載した車両のタイヤ２がパンクしたときに、タイヤ異常判定部３１が警告ブザー３３の鳴笛及び警告灯３２の点灯を実行するので、この車両の運転者は、タイヤ２がパンクしたことを知ることができる。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に何ら制限されるものではない。
【００８６】
例えば、本実施の形態に係るホイール３では、タイヤセンサユニット１をリム３ａのウエル３ｂに接着又は貼着して取り付けたが、本発明のホイールはこれに限定されるものではなく、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、リム３ｂにタイヤセンサユニット１を接着又は貼着するとともに、タイヤセンサユニット１の両端に長尺の弾性部材３ｆを掛け渡すとともに、この弾性部材３ｆをウエル３ｂの周面に巻くことによって、タイヤセンサユニット１をリム３ｂ方向に付勢するように取り付けてもよい。
【００８７】
また、本発明のホイールは、図１０に示すように、リム３ｂの周囲を取り巻くように配置された輪状の弾性部材３ｆで、タイヤセンサユニット１をリム３ｂ方向に付勢するように取り付けてもよい。
【００８８】
このようなホイール３によれば、リム３ｂにタイヤセンサユニット１をさらに強固に取り付けることができる。
【００８９】
また、本実施の形態に係る空気圧検出システムＳでは、非接触給電部４０及び非接触受電部５０間で送信し合う電波として、周波数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの高周波を使用したが、本発明の空気圧検出システムＳは、これに限定されるものではなく、この高周波に代えて周波数が数ギガＨｚのマイクロ波を使用してもよい。図１１に示すように、この空気圧検出システムの非接触給電部４０は、マイクロ波を発信させる発振器４５と、このマイクロ波を電力増幅することによって送信側アンテナ４８から送信する電力送信器４６と、変調・復調回路４７とで構成すればよい。また、非接触受電部５０は、マイクロ波を受信する受信側アンテナ５５と、受信したマイクロ波を検波し、そして整流することによって直流電流を生起させる検波整流部５６と、検波整流部５６で生起した直流電流を安定化させることによって、タイヤセンサユニット１（図１参照）に供給する一定電圧の直流電流ＶＤＣを出力する定電圧部５７と、変調・復調回路５８とで構成すればよい。
【００９０】
また、本実施の形態に係るホイール３に取り付けられるタイヤセンサユニット１の識別情報記憶部１３ｃ（図５参照）には、タイヤＩＤ（タイヤ識別情報）として、車両に使用されるタイヤ３の型式に関する情報が含まれていてもよい。
【００９１】
また、本実施の形態に係るホイール３に取り付けられるタイヤセンサユニット１の送信データ生成部１３ｂ（図５参照）は、無線送信部７及び送信側アンテナ８ａを介して送信データ信号Ｄ１を一旦送信した後、予め設定した任意の時間経過後に同一の送信データ信号Ｄ１を再度送信するように構成されていてもよい。このようなホイール３を備えた空気圧検出システムによれば、受信装置２０に誤りなく送信データ信号Ｄ１を受信させることができる。
【００９２】
また、本実施の形態に係る空気圧検出システムＳでは、表示装置３０のタイヤ異常判定部３１でタイヤ２の異常を判定するように構成しているが、本発明は、これに限定されず、タイヤセンサユニット１内にタイヤ異常判定部３１を配設するように構成してもよい。このようなタイヤセンサユニット１は、タイヤ異常判定部３１を、例えば、送信データ生成部１３ｂ（図５参照）と無線送信部７（図５参照）との間に配設するよう構成することができる。そして、このタイヤ異常判定部３１は、タイヤ３の異常を認知したときのみ、送信データ生成部１３ｂから受信した送信データ信号を無線送信部７に出力するように構成すればよい。
【００９３】
【発明の効果】
本発明の空気圧検出システム及びこれに使用するホイールによれば、空気圧検出システムのランニングコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの空気圧検出システムの構成を示す概略図である。
【図２】図１のタイヤの空気圧検出システムに使用されるホイールの構成を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図２のホイールを構成するタイヤセンサユニットを示す平面図である。
【図５】図４のタイヤセンサユニットの構成を示すブロック図である。
【図６】図１のタイヤの空気圧検出システムを構成する非接触給電部及び図４のタイヤセンサユニットを構成する非接触受電部のブロック図である。
【図７】タイヤがパンクしたときのタイヤの空気圧とタイヤ内の温度の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態に係るホイールの評価試験の結果を示すグラフである。
【図９】図９（ａ）は、本発明の他の実施の形態に係るホイールを示す斜視図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のホイールの部分断面図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係るホイールを示す部分断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係るホイールに取り付けられたタイヤセンサユニットの非接触給電部及び非接触受電部のブロック図である。
【図１２】従来のタイヤの空気圧検出システムを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１      タイヤセンサユニット
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  タイヤ
３      ホイール
３ａ    リム
３ｂ    ウエル
３ｃ    エアバルブ
４      空気圧センサ（センサ）
５      温度センサ（センサ）
７      無線送信部
２０    受信装置
３０    表示装置
３１    タイヤ異常判定部
３２    警告灯
３３    警告ブザー
４０    非接触給電部（非接触電力供給機構）
５０    非接触受電部（非接触電力供給機構）
Ｄ１    データ信号
Ｓ      タイヤの空気圧検出システム
【図１】
2004237951.tif 000005
【図２】
2004237951.tif 000006
【図３】
2004237951.tif 000007
【図４】
2004237951.tif 000008
【図５】
2004237951.tif 000009
【図６】
2004237951.tif 000010
【図７】
2004237951.tif 000011
【図８】
2004237951.tif 000012
【図９】
2004237951.tif 000013
【図１０】
2004237951.tif 000014
【図１１】
2004237951.tif 000015
【図１２】
2004237951.tif 000016