(57)【要約】【課題】空気圧検知手段が発信する無線信号を感度よく受信できると共に構成を簡素化して製造コストを削減することができるタイヤ空気圧監視システムを提供する。【解決手段】タイヤハウスに配置される車輪速検知手段の信号線に沿わせた同軸ケーブルの先端部に形成され、タイヤに装着される空気圧検知手段が発信する無線信号を受信するアンテナ素子を有することを特徴とするタイヤ空気圧監視システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤハウスに配置される車輪速検知手段の信号線に沿わせた同軸ケーブルの先端部に形成され、タイヤに装着される空気圧検知手段が発信する無線信号を受信するアンテナ素子を有することを特徴とするタイヤ空気圧監視システム。
【請求項２】
前記アンテナ素子は前記同軸ケーブルのシールド導体を前記無線信号の波長帯域の１／４の整数倍に相当する長さだけ取り除いた部分である請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システム。
【請求項３】
前記アンテナ素子は前記同軸ケーブルの中心導体の先端部に接続された金属部材である請求項１に記載のタイヤ空気圧監視システム。
【請求項４】
前記アンテナ素子の形状はコイル状である請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のタイヤ空気圧監視システム。
【請求項５】
前記アンテナ素子を車輪速検知手段と共に被覆するカバー体を有する請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のタイヤ空気圧監視システム。
【請求項６】
前記同軸ケーブルを介してアンテナ素子に接続され、前記空気圧検知手段からの無線信号に加えて同じ周波数帯域を用いる別の無線信号も共に受信する受信部を有する請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のタイヤ空気圧監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧監視システムに関し、特に製造コストを削減することができると共に安定したタイヤ空気圧の監視を行うことができるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のタイヤに空気圧を検出する圧力センサを用いた空気圧検知手段を設け、該空気圧検出手段の検出信号を無線で送信し、この無線の信号を車体側に固定した受信装置のアンテナ素子で受信することにより、タイヤ空気圧の情報を取得するタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire  Pressure  Monitoring  System）が提供されている。このＴＰＭＳを採用する車両は、微弱な無線信号を受信するためにタイヤの本数分の受信アンテナをタイヤ近傍に設ける必要がある。
【０００３】
特許第３３７０８９９号公報（特許文献１）などには、図９（Ａ），図９（Ｂ）に示すように、タイヤ９０内に空気圧センサ９１、送信機９２を備えた空気圧検出手段（ホイールユニット）９３が取り付けられ、車体側の車室内に受信ユニット９４が搭載され、該受信ユニット９４に接続されたアンテナ９５を介してタイヤ９０側の送信機９２からの無線信号を受信する構成が記載されている。
【０００４】
前記アンテナ９５は、タイヤ９０の車軸端部近傍またはブレーキディスク近傍に取り付けられる車輪速センサ９６と車輪速ＥＣＵ９７とを接続するハーネス９８を用いて形成している。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３７０８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、受信ユニット９４とアンテナ素子９５を構成するハーネス９８が物理的に離れた位置にあるので、前記ハーネス９８による無線信号の減衰が受信感度に悪影響を与えるという問題がある。また、前記アンテナ素子９５として、車輪速センサ９６のように比較的低周波の信号を送受信するハーネス９８をそのまま用いた場合には、受信できる電磁波の周波数帯域を定めることができないという問題がある。そして、前記無線信号の減衰が大きくなることや、外部からの電磁波ノイズの混入によって微弱な無線信号のＳ／Ｎ比が低下するという問題が発生する。
【０００７】
また、車輪測センサ９６に接続されるハーネス９８は車軸端部近傍やブレーキディスク近傍などの配索しずらい位置に配索されるので、このハーネス９８には十分な屈曲性が求められ、このハーネス９８に必要とする周波数帯域において減衰の少ない信号伝送線を束ねることも困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は前記問題を考慮に入れてなされたものであり、空気圧検知手段が発信する無線信号を感度よく受信できると共に構成を簡素化して製造コストを削減することができるタイヤ空気圧監視システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、
タイヤハウスに配置される車輪速検知手段の信号線に沿わせた同軸ケーブルの先端部に形成され、タイヤに装着される空気圧検知手段が発信する無線信号を受信するアンテナ素子を有することを特徴とするタイヤ空気圧監視システムを提供している。
【００１０】
前記アンテナ素子によって受信する無線信号は同軸ケーブルによって受信ユニットまで伝送する。前記同軸ケーブルは、外部からの電磁波ノイズによる影響をシールド導体によって理論上完全に遮断することができるものである。また、同軸ケーブルは、その線路インピーダンスを適宜設定できる。したがって、アンテナ素子によって受信する微弱な無線信号を物理的に離れた車両側の室内に配置された受信ユニットまで、ほとんど減衰することなく伝送することができる。
【００１１】
なお、同軸ケーブルはその構成上、シールド導体を有さないケーブルに比べて屈曲性に乏しいが、本発明における前記同軸ケーブルは、車輪速検知手段の信号線と一緒に束ねられるものではなく、この信号線に沿わせる（つまり、近い距離を保って離れずに配索する）ものであるから、車輪速検知手段の信号線の配索が困難なところでは車輪速検知手段の信号線から離れない程度に近くを沿わせるように配索することができる。一方、アンテナ素子は車輪速検知手段の信号線に抱き合わせるように固定することが好ましく、アンテナ素子の抱き合わせには熱収縮チューブを用いることができる。
【００１２】
本発明のタイヤ空気圧監視システムによれば、アンテナ素子と同軸ケーブルの特性を適宜設定することにより、受信したい無線信号の周波数帯域に合わせてアンテナ素子によって受信した無線信号を、ほとんど減衰させることなく伝送することができ、また外部からのノイズの混入を遮断できるので前記無線信号の受信レベルが上がり、タイヤ空気圧の監視を確実に行うことができる。また、アンテナ素子は車輪速検知手段の信号線に沿わせた同軸ケーブルの先端部に形成されるものであるから、アンテナ素子の配置のために特別な固定具を不要としてその製造コストを削減することができる。
【００１３】
前記アンテナ素子は前記同軸ケーブルのシールド導体を前記無線信号の波長帯域の１／４の整数倍に相当する長さだけ取り除いた部分であることが好ましい。シールド導体を取り除いた部分の中心導体は周囲の電磁波に曝されるので、これをアンテナ素子とすることができる。前記無線信号の波長帯域を、波長λを中心とする波長帯域（λ±α）であるとするとき、前記シールド導体を取り除く長さは少なくとも（λ±α）／４の整数倍である。すなわち、同軸ケーブルの構造を利用してその中心導体をアンテナ素子として用いることにより、アンテナ素子の形成にかかる製造コストを可及的に削減することができる。なお、同軸ケーブルのシールド導体を取り除いた前記アンテナ素子を熱収縮チューブなどを用いて被覆することが好ましい。また、前記αの値は任意であるが、他の波長帯域を用いた無線信号による影響を受けることなく中心波長λの無線信号を効率よく受信できる程度の大きさに設定することが好ましいことはいうまでもない。
【００１４】
前記アンテナ素子は前記同軸ケーブルの中心導体の先端部に接続された金属部材であることが好ましい。アンテナ素子の形状は受信するべき無線信号の周波数帯域および指向性などの特性を設定するものである。アンテナ素子は同軸ケーブルの中心導体と半田付けまたは圧着によって接続される。
すなわち、前記構成によれば、アンテナ素子の特性を容易にそろえることができる。また、アンテナ素子を構成する金属として同軸ケーブルの中心導体を構成する金属より高い強度を有するものを用いることにより、アンテナ素子を外力によって変形しにくくすることができる。さらに、アンテナ素子を車輪速検知手段またはその信号線に接続した後に、このアンテナ素子に同軸ケーブルを接続することにより、車輪速検知手段の信号線および同軸ケーブルの長さを任意に設定できる。
【００１５】
前記アンテナ素子の形状はコイル状であることが好ましい。すなわち、アンテナ素子の全長を無線信号の周波数帯域に合わせて十分に大きく形成することができない場合にも、アンテナ素子の形状はコイル状であるから、所望の周波数帯域の受信感度を高く設定することができる。特にアンテナ素子をコイル状に形成する場合は、その形状が重要であるからアンテナ素子を同軸ケーブルの中心導体よりも堅い別の金属部材によって形成することが好ましく、これによって受信周波数帯域をより確実に受信することができる。
【００１６】
前記アンテナ素子を車輪速検知手段と共に被覆するカバー体を有することが好ましい。すなわち、前記構成によればアンテナ素子がカバー対によって保護される共に、車輪速検知手段とアンテナ素子を一体的に形成することができるので見栄えが良い。
【００１７】
なお、前記同軸ケーブルを前記信号線に間欠的に結束する結束手段を有することも考えられる。この構成により、結束手段は同軸ケーブルは車輪速検知手段の信号線に間欠的に結束されるので、車輪速検知手段の信号線の配索は車輪速検知手段の信号線を介して間接的に行うことができ、同軸ケーブルの屈曲性が問題となることを防止できる。また、前記結束手段は車輪速検知手段の信号線をシャーシに取り付けるブラケットに設けることが考えられる。
【００１８】
さらに、前記同軸ケーブルと前記信号線をまとめて覆うと共に側面を長手方向に切り開いてなる可撓性の管を有することも考えられる。また、前記可撓性の管はコルゲートチューブであってもよい。この構成により、同軸ケーブルが可撓性の管によって保護される。
【００１９】
前記同軸ケーブルを介してアンテナ素子に接続され、前記空気圧検知手段からの無線信号に加えて同じ周波数帯域を用いる別の無線信号も共に受信する受信部を有することが好ましい。同じ周波数帯域の無線信号を用いる制御システムは例えばキーレスエントリーシステム等がある。
前記構成によれば、アンテナ素子と同軸ケーブルの特性を適宜設定することにより、受信したい無線信号の周波数帯域に合わせてアンテナ素子によって受信した無線信号を、ほとんど減衰させることなく伝送することができるので、無線信号の受信レベルが上がり、タイヤ空気圧の監視を確実に行うことができる。また、アンテナ素子の配置のために特別な固定具を不要としてその製造コストを削減することができる。
【発明の効果】
【００２０】
前述したように、本発明によれば、アンテナ素子と同軸ケーブルの特性を適宜設定することにより、受信したい無線信号の周波数帯域に合わせてアンテナ素子によって受信した無線信号を同軸ケーブルによってほとんど減衰させることなく伝送することができ、また外部からのノイズの混入を遮断できるので、前記無線信号の受信レベルが上がり、タイヤ空気圧の監視を確実に行うことができる。また、アンテナ素子は車輪速検知手段の信号線に沿わせた同軸ケーブルの先端部に形成されるものであるから、アンテナ素子の配置のために特別な固定具を不要としてその製造コストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は、本発明の第一実施形態を示す。
図１において、１は車両、２は前記車両１の前後左右に形成されたタイヤハウス１ａ〜１ｄ内に配置されるタイヤ、３はタイヤ２の空気圧などの物理量を監視するタイヤ空気圧監視システム、４はＡＢＳシステムなどに用いるタイヤ２の回転速度を検出して車輪速検知システムである。
【００２２】
前記タイヤ空気圧監視システム３は前記タイヤ２のそれぞれに装着する空気圧センサモジュール（ＴＰＭＳセンサ）１０と、該空気圧センサモジュール１０から発信される無線信号を受信するタイヤ情報の受信モジュール（受信部）１１と、該受信モジュール１１から各タイヤ２のタイヤハウス１ａ〜１ｄまで車内を配索する４本の同軸ケーブル１２と、各同軸ケーブル１２の先端部にそれぞれ形成されてタイヤハウス１ａ〜１ｄ内に配置されるアンテナ素子１３と、前記受信モジュール１１に接続されるタイヤ空気圧監視ＥＣＵ１４と、該タイヤ空気圧監視ＥＣＵ１４に接続される表示部１５とを有する。
【００２３】
前記空気圧センサモジュール１０は例えばタイヤホイールのバルブ部分に取り付けられて、少なくともタイヤ２内の空気圧を検出する圧力センサ部１０ａと、この圧力センサ１０ａに接続される送信部１０ｂと、送信アンテナ１０ｃとを備える。当該空気圧センサモジュール１０は例えばタイヤ２内の温度などの物理量を同時に測定するものであってもよい。
【００２４】
一方、前記車輪速検知システム４は各タイヤ２の軸受けの外面にそれぞれ配置された車輪速センサモジュール（車輪速検知手段）２０と、該車輪速センサモジュール２０にそれぞれ接続された信号線２１と、該信号線２１に接続された車輪速ＥＣＵ２２とを有する。
【００２５】
前記同軸ケーブル１２は車輪速センサモジュール２０の信号線２１に沿わせて配置されるものであり、３０は同軸ケーブル１２を前記信号線２１に間欠的に結束する結束手段であり、該結束手段３０は例えば合成樹脂によって同軸ケーブル１２と信号線２１を挟み込むようにして保持するクリップである。また、前記車輪速センサモジュール２０は信号線２１と同軸ケーブル１２の端部を結束した状態で保持するものであるから、前記結束手段としても機能するものである。
【００２６】
図２に示すように、前記信号線２１は車両１の適所にブラケット３１によって保持されており、前記車輪速センサモジュール２０は例えばタイヤ２と一緒に回転するギアパルサー３２の突起部分に近接する位置に固定できるように、図３に示すブラケット３３によって固定されている。前記ブラケット３１，３３は同軸ケーブル１２に比べて屈曲しやすい信号線２１をタイヤハウス１ａ〜１ｄ内の適所に固定することにより、信号線２１の位置を固定するものである。そして、このようにして固定された信号線２１に対して結束手段３０によって間欠的に結束される同軸ケーブル１２は、信号線２１と各ブラケット３１，３３によって間接的にシャーシに固定されている。これによって、屈曲性に乏しい同軸ケーブル１２を信号線２１に沿わせると共に、同軸ケーブル１２を無理に曲げることがないようにしている。また、同軸ケーブル１２の屈曲性が問題となって信号線２１の配策が難しくなることがない。
【００２７】
さらに、図３に示すように、前記アンテナ素子１３は車輪速センサモジュール２０を被覆する非誘電体の一例としての合成樹脂からなるカバー体内に収容されている。また、アンテナ素子１３の形状はコイル状であり、ステンレスなどの十分な硬度を有する金属部材からなる。アンテナ素子１３は一点鎖線で囲った拡大断面図に示すように、その基端部に設けた接続部１３ａが同軸ケーブル１２の中心導体１２ａと半田付け接続されることにより電気的に接続される。
【００２８】
なお、前記アンテナ素子１３の形状は空気圧センサモジュール１０が発信する無線信号の周波数帯域を最もよく受信できると共に、その指向性がタイヤ２内の空気圧センサモジュール１０の位置に合わせて形成された独特の形状を有するものであり、同軸ケーブル１２はこの周波数帯域の無線信号を減衰することなく受信モジュールまで伝送するのに最適な線路インピーダンスを有するように形成している。
【００２９】
前記アンテナ素子１３を中心導体１２ａと異なる金属によって形成し、アンテナ素子１３の接続部１３ａを中心導体１２ａに接続するように構成することにより、アンテナ素子１３を比較的硬い金属によって形成することができるので、受信感度に影響するその形を保つことができる。また、同軸ケーブル１２の長さを自在に調節できるという利点もある。しかしながら、前記同軸ケーブル１２のシールド導体１２ｂを取り除いた中心導体１２ａをコイル状に巻くことにより、前記アンテナ素子１３を形成して、その製造コストを削減してもよい。
【００３０】
上記構成のタイヤ空気圧監視システム３によれば、各タイヤ２内の空気圧センサモジュール１０に設けた圧力センサ１０ａがタイヤ２内の空気圧を測定し、送信部１０ｂが生成した微弱の電磁波からなる無線信号を送信アンテナ１０ｃから放射する。この無線信号は同じタイヤハウス１ａ〜１ｄ内に配置されたアンテナ素子１３によって受信でき、アンテナ素子１３によって受信できた無線信号は同軸ケーブル１２を介して受信モジュール１１まで伝送される。このとき、同軸ケーブル１２において減衰がほとんど生じないので、受信モジュール１１では無線信号を感度よく受信することができる。
【００３１】
次いで、前記タイヤ空気圧監視ＥＣＵ１４は受信した各空気圧センサモジュール１０から受信した無線信号を解読することにより、各タイヤ２の空気圧を監視し、この空気圧が所定の閾値以下になった場合に、前記表示部１５に警告を表示させる。また、前記空気圧センサモジュール１０から温度などの他の物理量も測定し、前記空気圧の測定値を補正することにより、各タイヤ２の空気圧の監視を行って危険予知を行うことができる。
【００３２】
図４は前記タイヤ空気圧監視システム３の第２実施形態を示す図である。
図４に示す例の場合、アンテナ素子１３を車輪速センサモジュール２０のカバー体内に収容するのではなく、信号線１２の周囲に巻くように配置してもよい。また、４０は前記信号線１２の周囲に配置するアンテナ素子１３を包み込むように設けた熱伸縮チューブである。
【００３３】
図４のように構成することにより、アンテナ素子１３の接続部１３ａと中心導体１２ａの接続を容易に行うことができる。その他の構成は図１乃至図３と同様であるからその詳細な構成の説明を省略する。
【００３４】
図５は前記タイヤ空気圧監視システム３の第３実施形態を示す図である。
図５に示す例の場合、アンテナ素子１３を車輪速センサモジュール２０の固定用のブラケット３３に固定する留め具５０，５１を設けている。なお、該留め具５０，５１は合成樹脂からなる抑え片であることが好ましいが、本発明は留め具５０，５１の構成を限定するものではない。また、留め具５０は同軸ケーブル１２をブラケット３３上に固定することにより同軸ケーブル１２を信号線２１に結束するものであるから、このような意味において留め具５０は結束手段としても機能しているということができる。
【００３５】
図５のように構成することにより、同軸ケーブル１２の屈曲性が問題とならない位置にアンテナ素子１３を取り付けるようにすることが可能となる。その他の構成および作用効果は図１乃至図３と同様であるからその詳細な構成の説明を省略する。
【００３６】
図６は前記タイヤ空気圧監視システム３の第４実施形態を示す図である。
図６に示す例の場合、二点鎖線で囲った一部透視拡大図に示すように、アンテナ素子１３として、同軸ケーブル１２のシールド導体１２ｂを取り除いた中心導体１２ａをそのまま用いている。この場合、シールド導体１２ｂを取り除いた部分の長さＬは受信したい無線信号の波長λの１／４の整数倍であることが好ましい。また、６０はシールド導体１２ｂを取り除いた部分を信号線１２ｂと共に束ねるように設けた熱収縮チューブである。
【００３７】
つまり、タイヤハウス１ａ〜１ｄ内に配索される信号線１２の長さが受信する無線信号の１／４波長の整数倍およびその近傍の長さ（すなわち、無線信号の波長帯域の１／４の整数倍に相当する長さ）である場合には、第４実施形態のように構成することにより、アンテナ素子１３の構成を簡略化して、その製造コストを削減することができる。その他の構成および作用効果は図１乃至図３と同様であるからその詳細な構成の説明を省略する。
【００３８】
図７は前記同軸ケーブル１２を信号線２１に沿わせる構成の変形例を示す図である。
すなわち、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、同軸ケーブル１２と前記信号線２１をまとめて覆うと共に側面を長手方向に切り開いてなる開口７０ａを有する可撓性の管、すなわち、コルゲートチューブ７０を用いてもよい。このように構成することにより、同軸ケーブル１２をコルゲートチューブ７０によって保護することができる。
【００３９】
図８は前記タイヤ空気圧監視システム３の第５実施形態を示す図である。
図８に示す例の場合、キーレスエントリーシステムを構成するキーレス制御ＥＣＵ８０が前記受信モジュール１１に接続されている点において、図１乃至図７に示すものと異なっている。本実施形態のように、前記受信モジュール１１は、同じ周波数帯域を用いる別の制御システムにおいて用いられる無線信号を、前記アンテナ素子１３を共有して受信することができるので、その製造コストを削減することができる。
【００４０】
特にキーレスエントリーシステムの場合、使用者が所持する鍵からの無線信号をタイヤハウス１ａ〜１ｄにおいて受信でき、電磁波の遮蔽となるものが少ないので、良好な受信感度を得ることができる。その他の構成および作用効果は図１乃至図７と同様であるからその詳細な構成の説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態のタイヤ空気圧監視システムの構成を示す図である。
【図２】前記タイヤ空気圧監視システムの要部を拡大して示す図である。
【図３】前記タイヤ空気圧監視システムの要部を更に拡大して示す図である。
【図４】第２実施形態のタイヤ空気圧監視システムの構成を示す図である。
【図５】第３実施形態のタイヤ空気圧監視システムの構成を示す図である。
【図６】第４実施形態のタイヤ空気圧監視システムの構成を示す図である。
【図７】前記タイヤ空気圧監視システムの変形例を示す図であり、（Ａ）は同軸ケーブルをその長手方向に直角な面で切断した断面図、（Ｂ）は同軸ケーブルを側面から見た図である。
【図８】第５実施形態のタイヤ空気圧監視システムの構成を示す図である。
【図９】従来のタイヤ空気圧監視システムの構成を示す図であり、（Ａ）は全体構成を示す平面図、（Ｂ）は要部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      車両
２      タイヤ
３      タイヤ空気圧監視システム
１０    空気圧検知手段
１１    受信部
１２    同軸ケーブル
１２ａ  中心導体
１２ｂ  シールド導体
１３    アンテナ素子
２０    車輪速検知手段
２１    信号線
３０    結束手段
７０    可撓性の管
【図１】
2007320418.tif 000003
【図２】
2007320418.tif 000004
【図３】
2007320418.tif 000005
【図４】
2007320418.tif 000006
【図５】
2007320418.tif 000007
【図６】
2007320418.tif 000008
【図７】
2007320418.tif 000009
【図８】
2007320418.tif 000010
【図９】
2007320418.tif 000011