(57)【要約】【課題】  送信性能に優れ且つ送信機の小型化を可能とするアンテナを備えた送信機及び製造が容易なアンテナの製造方法を提供すること。【解決手段】  タイヤ状態監視装置の送信機３０は、ケーシング７０と、そのケーシング７０内に収容された回路ユニット８０とを備えている。回路ユニット８０は、回路基板８１と、その回路基板８１上に実装された複数の電子部品３１，３２，３３とを含む。送信アンテナ３４は、回路基板８１の外周端面８３に沿って延びるように同外周端面８３上に設けられている。この送信アンテナ３４はメッキ層よりなり、回路基板８１にスルーホールをメッキ形成するのと同時に形成される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視装置の送信機であって、
前記タイヤの状態を検出し且つ検出されたタイヤの状態を示すデータを含む送信信号を生成する電子回路を備えた回路基板と、
前記送信信号を無線送信するアンテナと、
前記回路基板及び前記アンテナを収容するケーシングと
を備え、前記アンテナが前記回路基板の外周端面に沿って延びるように同外周端面に設けられることを特徴とする送信機。
【請求項２】
前記アンテナは、前記回路基板の外周端面に設けられた帯状の導電体よりなることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
【請求項３】
前記アンテナは、前記回路基板の外周端面に形成されたメッキ層よりなることを特徴とする請求項１又は２に記載の送信機。
【請求項４】
請求項１に記載の送信機におけるアンテナの製造方法であって、
スルーホール用の孔を備えた回路基板を準備する工程と、
前記回路基板の外周端面と前記孔の内周面とに、導電材料よりなるメッキ層を同時に形成する工程と
を備え、前記外周端面上のメッキ層が前記アンテナとして用いられるとともに、前記孔の内周面上のメッキ層が前記回路基板の表裏両面の配線パターンを相互に接続するスルーホールの導通層として用いられることを特徴とする製造方法。
【請求項５】
前記メッキ層を形成する工程は、
前記回路基板の外表面上において、メッキ層を形成すべき部位以外の部位にメッキレジスト膜を施す工程と、
前記メッキレジスト膜が施された回路基板上にメッキ層を形成する工程と、
前記メッキレジスト膜を除去する工程と
を含むことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記回路基板は一つの基板素材から打ち抜き形成される複数の回路基板であり、打ち抜き後の回路基板は基板素材に対して部分的に接続されており、前記基板素材上の複数の回路基板に対して、同時に前記メッキ層が形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ状態監視装置の送信機に関し、詳しくはタイヤ状態を示すデータを含む信号を無線送信するためのアンテナの構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に装着された複数のタイヤの状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態監視装置が提案されている。そのタイヤ状態監視装置は、タイヤの内部に配置されるように車両ホイールにそれぞれ装着される複数の送信機と、車両の車体に設けられる受信機とを備えている。各送信機は、対応するタイヤの状態、即ち内部空気圧や内部温度等を検出し、検出されたタイヤ状態を示すデータを含む信号を、アンテナを通じて無線送信する。受信機は、送信機から無線送信された信号を受信して、タイヤ状態に関する情報を、車室内に設けられた表示器に必要に応じて表示させる。
【０００３】
前記送信機は、一般的に、電子回路を備えた回路基板と、その回路基板を収容するケーシングとを備えている。電子回路は、回路基板上に実装された圧力センサや信号処理素子等の複数の電子部品を含んでいる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１２５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記送信機においては、ワイヤ状をなすアンテナが回路基板の表面又は裏面に取り付けられるのが一般的である。そのため、回路基板の表面又は裏面にアンテナを取り付けるための専用のスペースを確保する必要がある。これは、回路基板及び同回路基板を収容するケーシングの大型化を招く。また、アンテナは回路基板から張り出しているので、ケーシング内にアンテナのための十分な占有スペースを確保する必要がある。これもケーシングの大型化を招く原因となる。
【０００５】
アンテナの送信性能を高めるためには、できる限り表面積の大きい大型のアンテナを使用するのが望ましい。しかしながら、アンテナの大型化は回路基板及びケーシングの一層の大型化を招く。そのため、送信機の小型化とアンテナの送信性能の向上とを両立させることは困難である。
【０００６】
車両のホイールに装着される前記送信機は、ホイールの回転バランスに影響を及ぼすため、小型で且つ軽量であることが要求される。よって、送信機の大型化を招く従来のアンテナの構造は、そのような要求に十分に答えることができない。
【０００７】
また、従来では、アンテナを専用部品として単独で準備する必要があるとともに、同アンテナをハンダ等を用いて回路基板上に取り付ける必要があり、製造が面倒である。
本発明の目的は、送信性能に優れ且つ送信機の小型化を可能とするアンテナを備えたタイヤ状態監視装置の送信機を提供することにある。
【０００８】
本発明の目的はまた、製造が容易なアンテナの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本願発明は、車両のタイヤの状態を監視するためのタイヤ状態監視装置の送信機であって、タイヤの状態を検出し且つ検出されたタイヤの状態を示すデータを含む送信信号を生成する電子回路を備えた回路基板と、送信信号を無線送信するアンテナと、回路基板及びアンテナを収容するケーシングとを備え、アンテナが回路基板の外周端面に沿って延びるように同外周端面に設けられる送信機を提供する。
【００１０】
好ましくは、前記アンテナは回路基板の外周端面に設けられた帯状の導電体よりなる。特に、前記アンテナをメッキ層にて形成するのが好ましい。
本願発明はまた、前記送信機におけるアンテナの製造方法を提供する。その製造方法は、スルーホール用の孔を備えた回路基板を準備する工程と、回路基板の外周端面と前記孔の内周面とに、導電材料よりなるメッキ層を同時に形成する工程とを備え、外周端面上のメッキ層がアンテナとして用いられるとともに、孔の内周面上のメッキ層が回路基板の表裏両面の配線パターンを相互に接続するスルーホールの導通層として用いられる。
【００１１】
好ましくは、前記メッキ層を形成する工程は、回路基板の外表面上において、メッキ層を形成すべき部位以外の部位にメッキレジスト膜を施す工程と、メッキレジスト膜が施された回路基板上にメッキ層を形成する工程と、前記メッキレジスト膜を除去する工程とを含む。
【００１２】
好適な例では、前記回路基板は一つの基板素材から打ち抜き形成される複数の回路基板であり、打ち抜き後の回路基板は基板素材に対して部分的に接続されている。そして、基板素材上の複数の回路基板に対して、同時にメッキ層が形成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、送信性能に優れ且つ送信機の小型化を可能とするアンテナを備えた送信機を提供することができる。また、そのようなアンテナを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
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にそれぞれ設けられた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。
【００１５】
各送信機３０は、対応するタイヤ２０の内部に配置されるように、同タイヤ２０が装着されたホイール２１に固定されている。各送信機３０は、対応するタイヤ２０の状態、即ち対応するタイヤ２０の内部空気圧を計測して、その計測によって得られた空気圧データを含む信号を無線送信する。
【００１６】
前記受信機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には、少なくとも１つの受信アンテナ４１がケーブル４２を介して接続されている。受信機４０は、各送信機３０から無線送信された信号を、受信アンテナ４１を通じて受信する。
【００１７】
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、各送信機３０は、マイクロコンピュータ等よりなるコントローラ３１を備えている。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。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る。
【００１８】
タイヤ状態センサとしての圧力センサ３２は、タイヤ２０の内部空気圧を検出し、検出によって得られた空気圧データをコントローラ３１に出力する。コントローラ３１は、入力された空気圧データと内部メモリに登録されているＩＤコードとを含むデータを、送信回路３３に出力する。送信回路３３は、コントローラ３１から受け取ったデータを符号化及び変調して送信信号を生成し、その送信信号を送信アンテナ３４を通じて無線送信する。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。
【００１９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、前記送信機３０は、開口を有するケーシング７０と、そのケーシング７０から延びるバルブステム６０とを備えている。ケーシング７０はタイヤ２０の内部に配置され、バルブステム６０はホイール２１を貫通してタイヤ２０の外部に延びる。バルブステム６０は内部空気通路（図示せず）を有し、その内部空気通路を通じて空気がタイヤ２０の内部に注入される。
【００２０】
前記ケーシング７０には、回路ユニット８０と、その回路ユニット８０に電力を供給する前記電池３５とが収容されている。電池３５は一対の端子板３６，３７を介して回路ユニット８０に接続されている。図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４に示すように、回路ユニット８０は、回路基板８１と、その回路基板８１上に実装された複数の電子部品、即ちそれぞれチップとして構成された前記コントローラ３１、前記圧力センサ３２及び前記送信回路３３とを含む。回路基板８１の表裏両面には配線パターン８２が形成されている（図６及び図７参照）。なお、図面では、回路基板８１の表面の配線パターン８２のみを示している。配線パターン８２及び前記電子部品３１，３２，３３は、タイヤの状態を検出し且つ検出されたタイヤの状態を示すデータを含む送信信号を生成する電子回路を構成している。前記両端子板３６，３７の端部は、回路基板８１に形成された２つの連結孔８６にそれぞれ挿入されるとともに、配線パターン８２に対して接続されている。
【００２１】
図３（ａ）及び図４に示すように、前記送信アンテナ３４は、前記回路基板８１の外周端面８３に沿って延びるように同外周端面８３上に設けられている。この送信アンテナ３４は薄い帯状の導電体よりなり、本実施形態では銅等の導電材料よりなるメッキ層によって形成される。特に図示しないが、送信アンテナ３４の両端部は前記配線パターン８２に対して接続されている。送信アンテナ３４は、外周端面８３上において複数（本実施形態では３つ）の切れ目３４ａを有する。各切れ目３４ａと対応する回路基板８１の表面縁部付近には、切れ目３４ａを挟んで隣接する送信アンテナ３４の両部分を相互に接続する導通層３４ｂが設けられている。この導通層３４ｂは、前記配線パターン８２を回路基板８１上に形成する際に同配線パターン８２の一部として形成することができる。或いは、導通層３４ｂは、外周端面８３にメッキ層を形成するのと同時にメッキ層として形成することもできる。導通層３４ｂは送信アンテナ３４の一部を構成する。なお、実際は送信アンテナ３４及び導通層３４ｂは極めて薄いものであるが、図面では送信アンテナ３４及び導通層３４ｂの厚みが実際の厚みよりも大きく描かれている。
【００２２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、前記ケーシング７０の内面には少なくとも一つの固定ボス７１が立設され、前記回路基板８１はこの固定ボス７１に対して固定される。固定ボス７１が回路基板８１に形成された固定孔８７に挿通された後、同固定ボス７１の先端が熱かしめされる。
【００２３】
ケーシング７０内にはポッティング材７２が充填され、ケーシング７０内の電池３５及び回路ユニット８０は、圧力検知面である圧力センサ３２の上面を除いて、このポッティング材７２によって覆われる。ケーシング７０の開口は蓋７３によって塞がれる。蓋７３には、或いは蓋７３とケーシング７０との間には、タイヤ２０の内部空気を圧力センサ３２の圧力検知面に導くための通気口（図示せず）が設けられる。なお、図３（ａ）では、蓋７３が取り外されるとともに、ポッティング材７２が省略されている。
【００２４】
次に、前記送信アンテナ３４の製造方法について説明する。
図５及び図６は、エポキシ樹脂等の絶縁材料よりなる一つの基板素材９０から、複数の回路基板８１が打ち抜き形成された状態を示す。打ち抜き工程は、通常、打ち抜き形成すべき複数の回路基板８１にそれぞれ対応する配線パターン８２が基板素材９０上に形成された後に行われるが、配線パターン８２が基板素材９０上に形成される前に行われても良い。なお、導通層３４ｂは、配線パターン８２の一部として、配線パターン８２と同時に形成される。打ち抜きに伴い、各回路基板８１の周りには、基板素材９０を貫通する切り込み８４が形成される。但し、各回路基板８１は、その外周端面８３から延びる複数（本実施形態では４つ）の接続部８５を介して基板素材９０に接続されている。すなわち、回路基板８１が基板素材９０から完全に切り離されないように、言い換えれば回路基板８１が基板素材９０に対して部分的に接続された状態となるように、基板素材９０の打ち抜きが行われる。
【００２５】
続いて、基板素材９０上の回路基板８１の各々に対して、各種の孔が形成される。それらの孔は、前記連結孔８６及び前記固定孔８７に加えて、スルーホール８９のための孔８８を含む。スルーホール８９は、対応する回路基板８１の表裏両面の配線パターン８２を相互に接続するためのものである。
【００２６】
次に、複数の回路基板８１を含む基板素材９０の外表面上において、メッキ層を形成すべき部位以外の部位にメッキレジスト膜（図示せず）が施される。メッキ層を形成すべき部位は、送信アンテナ３４を形成すべき外周端面８３の部位と、孔８８の内周面とを含む。
【００２７】
そして、メッキレジスト膜が施された基板素材９０がメッキ浴に浸漬されることにより、同基板素材９０上にメッキ層が形成される。メッキ層は公知の手法によって形成することができ、電解メッキ法によって形成されてもよいし、無電解メッキ法によって形成されてもよい。
【００２８】
メッキ層の形成後、メッキレジスト膜が除去されると、図７に示すように、メッキレジスト膜が施されていなかった各回路基板８１の部位、即ち送信アンテナ３４を形成すべき外周端面８３の部位と孔８８の内周面とに、メッキ層が残る。外周端面８３上のメッキ層は送信アンテナ３４として用いられ、孔８８の内周面上のメッキ層はスルーホール８９の導通層８９ａとして用いられる。
【００２９】
次に、コントローラ３１、圧力センサ３２及び送信回路３３を含む電子部品が、各回路基板８１上に実装される。その後、各回路基板８１と基板素材９０との間の接続部８５が切断されて（図７の一点鎖線を参照）、回路基板８１が基板素材９０から切り離される。その結果、図４に示す回路ユニット８０が完成する。なお、回路基板８１が基板素材９０から切り離された後に、電子部品が回路基板８１上に実装されてもよい。
【００３０】
接続部８５を切断することにより、回路基板８１の外周端面８３には接続部８５の切断面（図４のハッチングで示す面）が出現する。その切断面の部分は、外周端面８３上における送信アンテナ３４の切れ目３４ａとなる。この切れ目３４ａを挟んで隣接する送信アンテナ３４の両部分は、回路基板８１の表面に設けられた導通層３４ｂによって接続されている。よって、外周端面８３のほぼ全周に亘って延びる送信アンテナ３４を形成することができる。
【００３１】
以上詳述した本実施形態は、下記の利点を有する。
（１）送信アンテナ３４は、回路基板８１の外周端面８３に沿って延びるように同外周端面８３上に設けられる。そのため、回路基板８１の表面又は裏面に送信アンテナ３４を配置するための専用のスペースを確保する必要がないとともに、送信アンテナ３４が回路基板８１上の電子部品と干渉するおそれもない。また、メッキ層よりなる送信アンテナ３４は極めて薄く、回路基板８１から張り出すこともない。そのため、送信アンテナ３４のための占有スペースをケーシング７０内に確保する必要もない。よって、回路基板８１及びケーシング７０の小型化を図ることができる。
【００３２】
（２）送信アンテナ３４は、ある程度の厚みを有する回路基板８１の外周端面８３のほぼ全周に亘って延びる。そのため、送信アンテナ３４の全長及び表面積を大きくすることが可能であり、送信性能に優れた送信アンテナ３４を実現することができる。しかも、そのような大型の送信アンテナ３４であるにも関わらず、回路基板８１及びケーシング７０を大きくする必要がない。よって、送信アンテナ３４の送信性能を向上させつつ、送信機３０の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【００３３】
（３）送信アンテナ３４はメッキ層よりなり、回路基板８１にスルーホール８９をメッキ形成するのと同時に形成される。そのため、送信アンテナ３４を形成するための専用の工程が不要となり、送信アンテナ３４の製造が極めて容易で且つ効率の良いものとなる。また、送信アンテナを専用部品として単独で準備する必要もないので、製造コストも軽減される。
【００３４】
（４）打ち抜き形成された複数の回路基板８１を備えた基板素材９０に対して、送信アンテナ３４及びスルーホール８９のためのメッキ層が形成される。そのため、複数の回路基板８１上に送信アンテナ３４を同時に形成することができ、製造効率が向上する。
【００３５】
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。
送信アンテナ３４をメッキによって形成するのに代えて、銅箔のような薄い帯状の導電体を回路基板８１の外周端面８３に貼り付けてもよい。
【００３６】
タイヤ状態センサとして、圧力センサ３２に加えて或いは代えて、タイヤ２０の内部温度を検出する温度センサを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態におけるタイヤ状態監視装置を示す概略図。
【図２】図１のタイヤ状態監視装置における送信機を示すブロック図。
【図３】（ａ）は図２の送信機の機械的構造を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】図３（ａ）の回路ユニットを示す斜視図。
【図５】打ち抜き形成された複数の回路基板を備えた基板素材を示す平面図。
【図６】図５の部分拡大図。
【図７】図６の回路基板上にメッキ層を形成した状態を示す部分拡大図。
【符号の説明】
【００３８】
１…タイヤ状態監視装置、１０…車両、２０…タイヤ、３０…送信機、３１…電子回路の一部を構成するコントローラ、３２…電子回路の一部を構成する圧力センサ、３３…電子回路の一部を構成する送信回路、３４…送信アンテナ、３４ｂ…送信アンテナの一部を構成する導通層、７０…ケーシング、８０…回路ユニット、８１…回路基板、８２…電子回路の一部を構成する配線パターン、８３…外周端面、８８…孔、８９…スルーホール、８９ａ…導通層、９０…基板素材。
【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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