(57)【要約】【課題】圧力を正確に計測することができるとともに、小型軽量化に寄与することが可能な圧力センサ、その圧力センサを有する送信機、及びその送信機を備えたタイヤ状態監視装置を提供すること。【解決手段】上台座１００の上面には、ダイヤフラム１０３を覆うように、第１電極１０１が形成されている。そして、上台座１００の第１電極１０１は、リード線３００及び基板８０上の電源パターンを介して電池３５のＶｄｄ（＋３Ｖ）又はＧＮＤ（０Ｖ）に接続されている。このため、上台座１００における第１電極１０１の電位は、電池３５と同電位に維持される。その結果、圧力センサ３２は、第１電極１０１によってシールドされる。従って、圧力センサ３２が外部からの電磁界の影響を受けにくくなり、タイヤ内の空気圧を正確に計測することができる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムを有する圧力センサであって、
被計測気体に晒されるダイヤフラムを覆う電極と、
その電極の電位を電源と同電位する接続手段とを備えた圧力センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
接続手段は、リード線である圧力センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の圧力センサにおいて、
接続手段は、スルーホールである圧力センサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧力センサを有する送信機であって、車両に設けられたタイヤの状態を示すデータを無線送信する送信機。
【請求項５】
ダイヤフラムを有する圧力センサと、
その圧力センサを有する送信機であって、車両に設けられたタイヤの状態を示すデータを無線送信する送信機と、
その送信機を収容するケーシングと、
そのケーシングの開口部を塞ぐ蓋と、
その蓋に設けた金属体とを備え、
ケーシングの開口部を蓋で塞いだときに、被計測気体に晒されるダイヤフラムを覆う電極は、蓋に設けられた金属体を介して電源に接続される送信機。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の送信機と、
その送信機から送信されてきたデータを受信アンテナで受信して、受信したデータを処理する受信機とを備えたタイヤ状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力センサ、その圧力センサを有する送信機、及びその送信機を備えたタイヤ状態監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド材を兼ねているリード端子上に圧力センサを接着させるとともに、圧力センサをシールド材を兼ねているリード端子で立体的に覆う構成がある。このような構成によれば、圧力センサが外部からの電磁界の影響を受けにくくなり、圧力を正確に計測することができる（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９４４６８号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、圧力センサをシールド材を兼ねているリード端子で立体的に覆う構成である。このため、シールド材を含めた圧力センサが大きくなる。換言すれば、このような構成では、シールド材を含めた圧力センサを小型軽量化することは困難である。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、圧力を正確に計測することができるとともに、小型軽量化に寄与することが可能な圧力センサ、その圧力センサを有する送信機、及びその送信機を備えたタイヤ状態監視装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、ダイヤフラムを有する圧力センサであって、被計測気体に晒されるダイヤフラムを覆う電極と、その電極の電位を電源と同電位する接続手段とを備えた。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の圧力センサにおいて、接続手段は、リード線である。
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の圧力センサにおいて、接続手段は、スルーホールである。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧力センサを有する送信機であって、車両に設けられたタイヤの状態を示すデータを無線送信する。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、ダイヤフラムを有する圧力センサと、その圧力センサを有する送信機であって、車両に設けられたタイヤの状態を示すデータを無線送信する送信機と、その送信機を収容するケーシングと、そのケーシングの開口部を塞ぐ蓋と、その蓋に設けた金属体とを備え、ケーシングの開口部を蓋で塞いだときに、被計測気体に晒されるダイヤフラムを覆う電極は、蓋に設けられた金属体を介して電源に接続される。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の送信機と、その送信機から送信されてきたデータを受信アンテナで受信して、受信したデータを処理する受信機とを備えた。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る圧力センサ、送信機、及びタイヤ状態監視装置の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１２】
図１に示すように、タイヤ状態監視装置１は、車両１０の４つのタイヤ２０に設けらた４つの送信機３０と、車両１０の車体１１に設けられた１つの受信機４０とを備えている。
【００１３】
各送信機３０は、それぞれ対応するタイヤ２０の内部、例えばタイヤ２０のホイール２１に固定されている。そして、各送信機３０は、対応するタイヤ２０の状態、すなわち対応するタイヤ２０内の空気圧を計測して、その計測によって得られた空気圧データを含むデータを無線送信する。
【００１４】
受信機４０は、車体１１の所定箇所に設置され、例えば車両１０のバッテリ（図示略）からの電力によって動作する。受信機４０は、１つの受信アンテナ４１を備え、ケーブル４２を介して受信機４０に接続されている。受信機４０は、各送信機３０から送信されたデータを受信アンテナ４１を介して受信する。
【００１５】
表示器５０は、車室内等、車両１０の運転者の視認範囲に配置される。この表示器５０は、ケーブル４３を介して受信機４０に接続されている。
図２に示すように、バルブステム６０の下部には、送信機３０を収容するケーシング７０が配設されている。このバルブステム６０を介して、空気がタイヤ２０内に注入される。ケーシング７０は、略四角形の箱状に形成されている。ケーシング７０は、略四角形状に形成された基板８０を収容している。この基板８０上には、送信コントローラ３１、圧力センサ３２、送信回路３３、送信アンテナ３４及び電池３５を含む電子部品が実装されている。基板８０は、ケーシング７０に一体形成された一対のボス７１に固定されている。ケーシング７０には、圧力センサ３２でタイヤ２０内の空気圧を計測するための通気孔（図示略）が透設されている。ケーシング７０の開口部７２は、電子部品を保護するための蓋（図示略）で塞がれる。
【００１６】
図３に示すように、各送信機３０は、マイクロコンピュータ等よりなる送信コントローラ３１を備える。送信コントローラ３１は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備えている。送信コントローラ３１の内部メモリ、例えばＲＯＭには、予め固有のＩＤコードが登録されている。このＩＤコードは、車両１０に設けられる４つの送信機３０を識別するために利用されている。
【００１７】
圧力センサ３２は、タイヤ２０内の空気圧を計測して、その計測によって得られた空気圧データを送信コントローラ３１に出力する。送信コントローラ３１は、入力された空気圧データ及び内部メモリに登録されているＩＤコードを含むデータを送信回路３３に出力する。送信回路３３は、送信コントローラ３１から送られてきたデータを符号化及び変調した後、そのデータを送信アンテナ３４を介して無線送信する。送信機３０は、電池３５を備えている。送信機３０は、その電池３５からの電力によって動作する。
【００１８】
図４に示すように、セラミックからなる圧力センサ３２は、上台座１００と、下台座２００とを備えている。上台座１００の上面には、第１電極１０１が形成されている。上台座１００の中央には、円錐台状の窪み部１０２が形成されている。その結果、上台座１００の上面中央には、ダイヤフラム１０３が形成されている。ダイヤフラム１０３の下面には、第２電極１０４が形成されている。
【００１９】
下台座２００の上面中央には、第３電極２０１が形成されている。これら第１電極１０１、第２電極１０４、第３電極２０１は、アルミニウム蒸着で形成されている。そして、第２電極１０４と第３電極２０１とが対向するように、上台座１００と下台座２００とが気密接合されている。その結果、第２電極１０４と第３電極２０１との間には、気密空間１０５が形成されている。この気密空間１０５には、所定の圧力で気体が充填されている。
【００２０】
ダイヤフラム１０３を覆う第１電極１０１は、ケーシング７０に透設された通気孔（図示略）を介してタイヤ２０内の空気に晒されている。すなわち、被計測気体としての空気に晒されている。このため、タイヤ２０内の空気圧が変化すると、タイヤ２０内の空気圧と気密空間１０５に充填された気体の圧力との間に圧力差が生じて、ダイヤフラム１０３が撓む。ダイヤフラム１０３が撓むと、第２電極１０４と第３電極２０１との距離が変化し、その変化した距離に応じて静電容量が変化する。従って、第２電極１０４と第３電極２０１との間の静電容量に基づいて、タイヤ２０内の空気圧を計測することができる。すなわち、圧力センサ３２は、静電容量式圧力センサである。
【００２１】
図５に示すように、上台座１００の第１電極１０１は、接続手段としてのリード線３００及び基板８０上の電源パターンを介して電源に接続されている。具体的には、電池３５のＶｄｄ（＋３Ｖ）又はＧＮＤ（０Ｖ）に接続されている。その結果、上台座１００における第１電極１０１の電位を、電池３５のＶｄｄ（＋３Ｖ）又はＧＮＤ（０Ｖ）と同電位に維持することができる。
【００２２】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）上台座１００の上面には、ダイヤフラム１０３を覆うように第１電極１０１が形成されている。そして、上台座１００の第１電極１０１は、リード線３００及び基板８０上の電源パターンを介して電池３５のＶｄｄ（＋３Ｖ）又はＧＮＤ（０Ｖ）に接続されている。このため、上台座１００における第１電極１０１の電位は、電池３５と同電位に維持される。その結果、圧力センサ３２は、第１電極１０１によってシールドされる。従って、圧力センサ３２が外部からの電磁界の影響を受けにくくなり、タイヤ２０内の空気圧を正確に計測することができる。また、特許文献１のように、圧力センサ３２をシールド材を兼ねているリード端子で立体的に覆う構成ではなく、上台座１００の第１電極１０１をリード線３００を介して基板８０上のＧＮＤに接続する構成である。従って、圧力センサ３２の小型軽量化に寄与することができる。
【００２３】
（２）また、圧力センサ３２が小型軽量化することができるため、送信機３０も小型軽量化することができる。このため、タイヤ２０をホイール２１に組み付ける場合であっても、タイヤ２０のビード部が送信機３０を収容するケーシング７０に当接するおそれが抑制される。従って、タイヤ２０の組付時にタイヤ２０のビード部がケーシング７０に当接して、ケーシング７０や送信機３０が損傷するおそれを抑制することもできる。
【００２４】
（３）加えて、圧力センサ３２が外部からの電磁界の影響を受けにくい。このため、圧力センサ３２は、タイヤ２０内の僅かな空気圧の変化であっても、正確に計測することができる。従って、タイヤ２０内の空気圧を正確に計測することが可能な送信機３０を提供することができる。その結果、送信機３０は、正確な空気圧データを受信機４０に無線送信することができる。
【００２５】
（４）併せて、受信機４０は、受信アンテナ４１を介して受信したデータに基づいて、空気圧データを表示器５０に表示している。このため、車両１０の運転者に対して、正確な空気圧データが表示される。従って、タイヤ２０内の空気圧を正確に計測することが可能なタイヤ状態監視装置１を提供することができる。
【００２６】
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・基板８０上の電源パターンを介することなく、上台座１００の第１電極１０１と電池３５のＶｄｄ（＋３Ｖ）又はＧＮＤ（０Ｖ）とを直接リード線３００で接続する構成にしても良い。
【００２７】
・図６に示すように、上台座１００の第１電極１０１を、例えばタングステンでめっきされたスルーホール４００及び基板８０上の電源パターンを介して電池３５のＶｄｄ（＋３Ｖ）又はＧＮＤ（０Ｖ）に接続する構成にしても良い。
【００２８】
・図７に示すように、両端をクリンチさせた金属体５００をケーシング７０の開口部７２を塞ぐ蓋７３に設ける。そして、開口部７２を蓋７３で塞いだときに、上台座１００の第１電極１０１と電池３５（例えば＋側）とが金属体５００で接続される構成にしても良い。このように構成すれば、ケーシング７０の開口部７２を金属体５００が設けられた蓋７３で塞ぐだけでシールド効果を得ることができる。つまり、従来の組付工程と比較して金属体５００を蓋７３に設ける工程が増加するだけである。従って、シールド効果を得るために特別面倒な作業工程が発生することはない。よって、金属体５００を蓋７３に設けた構成であっても、容易に送信機３０をケーシング７０に組み付けることができる。
【００２９】
・前記実施形態では、第１電極１０１を上台座１００の上面全体に形成したが、ダイヤフラム１０３（上台座１００の上面中央のみ）を覆うように第１電極１０１を上台座１００の上面に形成する構成であっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
圧力を正確に計測することができるとともに、小型軽量化に寄与することが可能な圧力センサ、その圧力センサを有する送信機、及びその送信機を備えたタイヤ状態監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タイヤ状態監視装置を示すブロック構成図。
【図２】送信機の構造を示す説明図。
【図３】送信機を示すブロック構成図。
【図４】圧力センサの概略断面図。
【図５】送信機の一部断面図。
【図６】別の実施形態における圧力センサの概略断面図。
【図７】別の実施形態における送信機を収容するケーシングの断面図。
【符号の説明】
１…タイヤ状態監視装置、１０…車両、２０…タイヤ、３０…送信機、３２…圧力センサ、３５…電源としての電池、４０…受信機、４１…受信アンテナ、７０…ケーシング、７２…開口部、７３…蓋、１０１…電極としての第１電極、１０３…ダイヤフラム、３００…接続手段としてのリード線、４００…接続手段としてのスルーホール、５００…金属体。
【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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