(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤ情報検出装置への給電特性のヌルポイントを抑制し、タイヤの全周給電を実現。【解決手段】フェライトアンテナ10aは、略立方体形状をなすフェライトコア５の表面に沿って被覆導線が巻回された水平ソレノイド６と垂直ソレノイド７で構成するアンテナで、それぞれのソレノイドから放射する高周波磁界は、導体ワイヤまたは導体メッシュ３１０に逆相の誘導電流を発生させ、やがて逆相の高周波磁界を発生させるとともに、直接にアンテナとして設けた電磁給電装置、例えば小型コイルに給電するが、水平ソレノイド６の磁力線B1と垂直ソレノイド７磁力線B4はタイヤ情報検出装置近傍において互いにほぼ逆相状態になっているので互いに打ち消され、導体ワイヤまたは導体メッシュ３１０の誘導電流で発生した逆相の高周波磁界だけが電磁給電装置の小型コイルに給電し、タイヤ情報検出装置２００がどの位置にあっても安定な給電を受けられる。【選択図】図１
2009268087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略立方体形状のフェライト材と、
前記フェライト材の表面に沿って、導体線で巻回された第１のソレノイドと、
他の導体線で前記導体線と略直交する方向でフェライト材の表面に沿って巻回された第２のソレノイドとを備え、
前記第１のソレノイドの断面と前記第２のソレノイドの断面とが互いに略直交し、
前記第１のソレノイドの一端と前記第２のソレノイドの一端とは互いに電気的に接続され、
前記第１のソレノイドの他端と前記第２のソレノイドの他端との双方が入出力端子として使用されることを特徴とするフェライトアンテナ。
【請求項２】
前記第１のソレノイドと前記第２のソレノイドとの双方は、１本の導体線で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフェライトアンテナ。
【請求項３】
前記第１のソレノイドと前記第２のソレノイドとの双方は、これらの導体線が絶縁被覆されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフェライトアンテナ。
【請求項４】
前記第１のソレノイドと前記第２のソレノイドとの双方は、これらの導体線の合計長さが前記入出力端子に入力される高周波電流の波長の０．０５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のフェライトアンテナ。
【請求項５】
フェライト材と、
前記フェライト材に沿って、導体線で巻回された第１のソレノイドと、
他の導体線で前記導体線と略直交する方向でフェライト材の表面に沿って巻回された第２のソレノイドとを備え、
前記フェライト材は、直径と高さとが略等しい略円柱形、略球形、及び、長軸が短軸の略４倍あるいは４倍以内の略楕円体あるいは略鶏卵形の何れかの形状であり、
前記第１のソレノイドの断面と前記第２のソレノイドの断面とが互いに略直交し、
前記第１のソレノイドの一端と前記第２のソレノイドの一端とは電気的に接続され、
前記第１のソレノイドの他端と前記第２のソレノイドの他端との双方が入出力端子として使用されることを特徴とするフェライトアンテナ。
【請求項６】
前記第１のソレノイドと前記第２のソレノイドとで少ない方の巻数をＮとしたとき、
前記フェライト材は、その最大寸法が前記入出力端子に入力される高周波電流の波長の（０．０５／（２×４×Ｎ））倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のフェライトアンテナ。
【請求項７】
前記請求項１から請求項６に記載のフェライトアンテナにおいて、
前記フェライトアンテナのコアはフェライト材の粉末や破片で樹脂またはプラスティック類で固められて形成されることを特徴とするフェライトアンテナ。
【請求項８】
導体ワイヤや導体メッシュを有するタイヤと、
前記タイヤの外周表面から離間して配置された、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載のフェライトアンテナと、
前記タイヤの内部に配置され、前記タイヤ内の情報を検出し、この検出した情報を送信するタイヤ情報検出装置とを備え、
前記第１のソレノイドの発生する第１の磁界の方向は、前記タイヤの外周表面の法線方向であり、
前記第２ソレノイドの発生する第２の磁界の方向は、前記タイヤの回転軸に対して略平行であり、
前記第１の磁界、及び前記第２の磁界は、前記タイヤ情報検出装置のアンテナに作用して電力源となることにより、前記タイヤ情報検出装置を駆動させることを特徴とするタイヤ状態検知システム。
【請求項９】
前記導体ワイヤまたは導体メッシュは、前記タイヤの外周部に備えられ、
前記タイヤ内の情報は、タイヤ内空気の圧力、タイヤ内空気の温度、タイヤ内空気の酸性度、加速度等のような情報であることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ状態検知システム。
【請求項１０】
前記第１のソレノイドの発生する第１の磁界の方向は、
前記タイヤの外周表面の法線方向であり、
前記第１の磁界がタイヤ外周表面から前記第１のソレノイドに向かっているときに、前記第２の磁界が前記タイヤ情報検出装置のない側からタイヤを通過し、前記タイヤ情報検出装置のある側に向かうように、あるいは、
前記第１の磁界が前記第１のソレノイドから前記タイヤ外周表面に向かっているとき、前記第２の磁界が前記タイヤ情報検出装置のある側からタイヤを通過し、前記タイヤ情報検出装置のない側に向かうように、前記フェライトアンテナが構成されていることを特徴とする請求項８及び請求項９に記載のタイヤ状態検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤを介して高周波磁界で結合させるフェライトアンテナとタイヤ情報検出装置を用いたタイヤ状態検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
まず、一般的にすべてのアンテナには可逆定理が成立しているため送信特性と受信特性はまったく同じなので以下に述べる説明は断りがない限りすべて送信の場合の説明であるが、受信の場合も同様であるから説明は省略する。
【０００３】
車両用タイヤの空気圧、温度等のタイヤ情報を検知するためにタイヤ内部にタイヤ情報検出装置が設けられることがある。タイヤ情報検出装置は、タイヤ内部に設けられるため、駆動電力を有線で供給することが不可能である。このため、車両のタイヤ近傍にリーダアンテナを設け、前記リーダアンテナが、高周波電磁界で駆動電力をタイヤ情報検出装置に供給し、タイヤ情報検出装置と送受信することが行われる。例えば、特許文献１には、１３４ｋＨｚのパワーパルスが間欠的にリーダアンテナからセンサーのアンテナに送り出されるように構成されたタイヤ用の圧力検出装置が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１３６３８３号公報（段落００１４）
【特許文献２】特開２００８−２３０３２５号公報
【０００４】
図５は、単一ソレノイドで構成されたリーダアンテナを用いたタイヤ状態検知システムの構成図である。ここでは、２０は高周波電源、１５はリーダアンテナ、Ｃ１とＣ２は前記高周波電源２０と前記リーダアンテナ１５間の整合回路を構成するコンデンサ、３００はタイヤ、３２０はタイヤのゴム層、３１０はタイヤのゴム層内部に設けた導体ワイヤや導体メッシュ、３３０はホイールリム、３４０はタイヤのバルブ、２００は前記バルブ３４０内に収納されているタイヤ情報検出装置である。
【０００５】
図５のタイヤ状態検知システムは、タイヤ３００のゴム層３２０の側面にリーダアンテナ１５を設置したものである。リーダアンテナ１５は、フェライトコアの無い円形ソレノイドであり、中心軸がタイヤ３００の幅方向に設定されている。このため、リーダアンテナ１５は、タイヤ３００の幅方向の磁界Ｂ６を照射し、磁力線（実線矢印）が導体ワイヤ３１０を鎖交する。このため、導体ワイヤ３１０に、ローレンツの法則に従って前記磁界Ｂ６を打ち消せるような誘導電流が流れ、この誘導電流の発生する磁界は誘導磁界Ｂ８である。前記誘導磁界Ｂ８は、理論的にリーダアンテナ１５の発生する磁界Ｂ６と方向が逆であり、強度は前記導体ワイヤ３１０の配置状態、タイヤ材質や形状で決まり、理論的に前記磁界Ｂ６より弱い。
【０００６】
図５では、前記タイヤ情報検出装置２００を収納しているバルブ３４０がタイヤの回転で前記リーダアンテナ１５に一番近い位置にあり、前記タイヤ情報検出装置２００のアンテナは前記リーダアンテナ１５の照射する前記磁界Ｂ６と前記誘導磁界Ｂ８の作用を受けるが、両方の磁界の方向が完全に逆、強度が略同じなので、互いに打ち消し合い、前記タイヤ情報検出装置２００は高周波磁界による給電を受けられず、前記リーダアンテナ１５との信号送受信は正常に行えず、または完全に途絶えてしまう。これは前記タイヤ情報検出装置２００の給電特性にヌルポイント、すなわち通信電力の極めて低い通信不良な領域が生じるわけである。
【０００７】
しかし、図６では、タイヤの回転で前記タイヤ情報検出装置２００を収納しているバルブ３４０が前記リーダアンテナ１５から遠く離れた位置にあり、前記タイヤ情報検出装置２００のアンテナは前記リーダアンテナ１５の照射する前記磁界Ｂ６の作用をほとんど受けずに、前記誘導磁界Ｂ８の作用だけを受けることになる。結果的に、前記誘導磁界Ｂ８が前記タイヤ情報検出装置２００のアンテナに誘導電流を発生させ、整流回路等を通して前記タイヤ情報検出装置２００の電力源となるので、前記タイヤ情報検出装置２００と前記リーダアンテナ１５との送受信は正常に行えるわけである。
【０００８】
また、前記タイヤ情報検出装置２００を収納しているバルブ３４０の位置は必ずしも前記リーダアンテナ１５から一番遠く離れる必要はなく、前記リーダアンテナ１５からの照射磁界Ｂ６の作用を受けない位置に移動すればよい。すなわち、前記タイヤ情報検出装置２００を収納しているバルブ３４０が前記リーダアンテナ１５の真正面領域から少しずれた位置にあれば前記タイヤ情報検出装置２００と前記リーダアンテナ１５との送受信は正常に行える。
【０００９】
図７乃至図１０はタイヤの回転角度θと前記タイヤ情報検出装置２００の給電特性の説明図である。
【００１０】
図７ では、タイヤ３００の中心を原点とする zy 座標系を設け、タイヤの回転で前記タイヤ情報検出装置２００を収納しているバルブ３４０が z 軸から角度θの位置に移動する。１６はリーダアンテナ１５からタイヤ側面に破線１７に沿って投影する位置を示し、リーダアンテナ１５の照射磁界Ｂ６の最も強い領域である。ここでは、バルブ３４０が１６領域から z 軸に対して時計回り方向に θ の角度で離れており、前記磁界Ｂ６の作用を受けずに、前記誘導磁界Ｂ８の作用だけを受けることになる。
【００１１】
図８ では、図７ を真正面からみた図である。バルブ３４０が時計周り方向にθの角度で前記磁界Ｂ６照射領域１６の中心から離れている。
【００１２】
図９ は、同じ zy 座標系とタイヤの角度θで表す前記タイヤ情報検出装置２００の給電特性で、前記リーダアンテナ１５と前記タイヤ情報検出装置２００間の伝送損失特性、Sパラメータで表せば S21 に相当する。ここでは、前記タイヤ情報検出装置２００の給電特性１８をθの極座標で表し、前記バルブ３４０の相対的な位置と前記タイヤ情報検出装置２００の給電特性を容易に理解できる。θが 0°前後の位置では S21 が極端に低下し、ヌルポイント１９を示している。
【００１３】
また、Sパラメータの S21 から前記タイヤ情報検出装置２００への給電電力や誘導電流等を容易に算出できる。
【００１４】
図１０ は、図９ に示された極座標の給電特性を直交座標で描き直す給電特性である。θが 0または 2π付近では S21 が極端に低下し、ヌルポイント１９を示している。
【００１５】
前記ヌルポイントにおいて、厳密に言えば、前記タイヤ情報検出装置２００にまったく電力が給電されないわけではなく、給電電力が十分でないから前記タイヤ情報検出装置２００が作動できないだけである。
【００１６】
また、図９ に示された給電特性１８に示されたように z 軸に対してθが略−４５°〜＋４５°の範囲で前記タイヤ情報検出装置２００への給電が不十分になる可能性がある。すなわち、前記タイヤ情報検出装置２００を収納するタイヤ３００のバルブ３４０が、対向するリーダアンテナ１５に対して略−４５°〜＋４５°の範囲で前記タイヤ情報検出装置２００が動作不良を起こしやすいことがわかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、一般的にタイヤは、周方向の張力を補強するためにベルト層が設けられ、このベルト層の内部に複数の導体ワイヤが配列され、この導体ワイヤを編み込んで網状に形成した導体メッシュが配設されている。また、従来、リーダアンテナとして用いられるループアンテナは、タイヤの回転によりタイヤの回転角との関係を示すタイヤ情報検出装置への給電電力特性を変化させる。前記ループアンテナは、放射する高周波磁界をタイヤ内の導体ワイヤや導体メッシュに誘導電流を発生させることで、この導体ワイヤや導体メッシュから逆相の誘導磁界が放射する。前記タイヤ情報検出装置のアンテナは、前記の逆相の誘導磁界と前記リーダアンテナの放射高周波磁界の作用を受け起電力を発生させ、電力源とする。
【００１８】
しかし、タイヤの回転で前記タイヤ情報検出装置は、前記リーダアンテナに近づいたり離れたりし、前記リーダアンテナの近傍に来ると前記の逆相の誘導磁界と前記リーダアンテナの放射高周波磁界の作用を受けるが、前記リーダアンテナからちょっと離れるとほとんど前記の逆相の誘導磁界の作用だけを受けることになる。したがって、前記タイヤ情報検出装置が前記リーダアンテナから離れた位置にあるとき、前記の逆相の誘導磁界の作用しか受けないから、かなり広いタイヤの回転領域において、前記給電電力特性は安定するが、前記タイヤ情報検出装置が前記リーダアンテナの近傍にあるとき、前記の逆相の誘導磁界と前記リーダアンテナの放射高周波磁界の作用を同時に受け、両者は互いに逆相状態であるので打ち消し合うことになり、結果的に前記給電電力特性にヌルポイントが生じて、前記タイヤ情報検出装置が前記リーダアンテナの近傍に来るたびに給電を受けられず、すなわち通信不良な領域が生じる問題がある。
【００１９】
そこで、本発明は、前記リーダアンテナの給電電力特性のヌルポイントを抑制または改善できるフェライトアンテナ、及びこれを用いたタイヤ状態検知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】
【００２０】
前記課題を解決するため、本願発明はリーダアンテナとして略立方体形状のフェライトアンテナを提案する。
【００２１】
前記フェライトアンテナは、略立方体形状のフェライト材の表面に沿って、導体線で巻回された第１のソレノイドと、他の導体線で前記導体線と略直交する方向でフェライト材の表面に沿って巻回された第２のソレノイドとを備え、前記第１のソレノイドの断面と前記第２のソレノイドの断面とが互いに略直交し、前記第１のソレノイドの一端と前記第２のソレノイドの一端とは互いに電気的に接続され、前記第１のソレノイドの他端と前記第２のソレノイドの他端との双方が入出力端子として使用されることを特徴とする。
【００２２】
前記第１のソレノイドと前記第２のソレノイドの巻き方としては、前記第１のソレノイドの発生する第１の磁界の方向がタイヤ回転軸およびタイヤ表面に略直交し、タイヤ表面から前記第１のソレノイドに向かうときは、前記第２のソレノイドの発生する第２の磁界がタイヤ回転軸に略並行し、前記タイヤ情報検出装置を収納するバルブのない側から前記バルブのある側に向かうように施す。また、前記それぞれのソレノイドに高周波電流が流れるので電流の方向が変わると、このような巻き方では、前記第１の磁界の方向が前記第１のソレノイドからタイヤ表面に向かうとき、前記第２の磁界の方向が前記タイヤ情報検出装置を収納するバルブのある側から前記バルブのない側に向かうようになる。
【００２３】
前記第１の磁界と第２の磁界はそれぞれタイヤの導体ワイヤまたは導体メッシュに第１の誘導電流と第２の誘導電流を発生させ、やがて前記第１の誘導電流と第２の誘導電流は第１の誘導磁界と第２の誘導磁界を発生させるが、それぞれの誘導磁界の方向および強度の調整で前記リーダアンテナの給電電力特性のヌルポイントを改善することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１乃至図４は、本願発明第１実施例の構成図である。
【００２５】
図１において、タイヤ状態検知システム給電部５００は、リーダアンテナ系１００と、タイヤ３００と、タイヤ３００のバルブ３４０内に収納されたタイヤ情報検出装置２００とを備え、リーダアンテナ系１００とタイヤ情報検出装置２００とはタイヤを介して電磁界結合で送受信可能なように構成されている。このほかに、前記タイヤ状態検知システム給電部５００は信号処理回路、制御回路、方向性結合回路等も有するが、本願発明と無関係なので説明を省略する。
【００２６】
リーダアンテナ系１００は、リーダアンテナを構成するフェライトアンテナ１０ａと高周波電源２０と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを備えている。フェライトアンテナ１０ａは、フェライトコア５の表面に被覆導線が巻回され、互いに直交する第１のソレノイドである水平ソレノイド６と第２のソレノイドである垂直ソレノイド７とが形成されている。フェライトコア５は、対向する二面が平行であり、隣接する面が互いに直交する立方体に形成されている。なお、水平ソレノイド６及び垂直ソレノイド７の組み合わせは、１本の被覆導線が二分割されて巻回されており、電気的に直列接続された二端子の合成ソレノイドである。すなわち、水平ソレノイド６の一端と垂直ソレノイド７の一端とは、１本の被覆導線で電気的に接続されており、水平ソレノイド６の他端とソレノイド７の他端との双方が入出力端子として使用される。また、フェライトコア５は、立方体でなくとも直方体であってもよい。
【００２７】
フェライトアンテナ１０ａは、コンデンサＣ２とコンデンサＣ１を介して高周波電源２０に接続されている。Ｃ１とＣ２は整合回路を構成しており、前記フェライトアンテナ１０ａと前記高周波電源２０間のインピーダンスを整合する。なお、高周波電源２０は、例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数が使用される。また、水平ソレノイド６及び垂直ソレノイド７の導体線の合計長さは、高周波電源２０の波長の０．０５倍以下であることが望ましく、これは、ｃｏｓ（０．０５×３６０°）＝ｃｏｓ（１８°）＝０．９５であるので、各ソレノイドが発生する高周波磁界の位相差が無視できるからである。また、フェライトコア５の最大寸法が入出力端子に入力される高周波電流の波長の（０．０５／（２×４×Ｎ））倍以下であることが望ましく、ここでは、Ｎが前記第１ソレノイド６と前記第２ソレノイド７の巻き数の少ない方の巻き数である。
【００２８】
タイヤ３００は、ホイールリム３３０と、ゴム層３２０と、バルブ３４０とを備えており、ゴム層３２０の内部には複数の導体ワイヤ３１０が設けられている。なお、ゴム層３２０は、内面に放射状に配列され、タイヤの骨格の役割を果たし、放射方向の力を支えている。なお、複数の導体ワイヤ３１０が周方向の力を支え、ベルト層を形成している。バルブ３４０は、ホイールリム３３０の縁部を貫通するバルブ入り口を介して、タイヤ３００内に空気を注入するものであり、空気圧、温度等のタイヤ情報を検出する情報検出装置２００を内部に配設している。
【００２９】
図 １ において、タイヤ３００は上部半分の断面図しか示していないが、下部半分も存在し、便宜上示していないだけである。
【００３０】
フェライトアンテナ１０ａは、等方性フェライト材のコア５の各稜線の方向が導体ワイヤ３１０の方向と略一致し、あるいは略直交するように配置されている。すなわち、水平ソレノイド６がタイヤ３００の幅方向である ｘ 方向（６ａ）及び導体ワイヤ３１０の方向である ｙ 方向（６ｂ）に巻回されており、垂直ソレノイド７が ｙ 方向（７ｂ）及び径方向である ｚ 方向（７ａ）に巻回されている。すなわち、水平ソレノイド６の磁界Ｂ１２は ｚ 方向（タイヤ３００の外周表面の法線方向）に発生し、垂直ソレノイド７の磁界Ｂ４は ｘ 方向（タイヤ３００の外周表面に平行であり、タイヤ３００の回転軸の方向）に発生する。
【００３１】
図 ２ と図 ３ は、フェライトアンテナが発生する磁界による影響を説明するための図であり、フェライトアンテナの各ソレノイドの巻回方向と、導体ワイヤ３１０の方向との位置関係による影響を説明している。
【００３２】
図 ２ は、ｘ 方向と ｙ 方向とに沿って被覆導線を巻回したフェライトアンテナ １０ｂ を示し、図３ は、ｙ 方向と ｚ 方向とに沿って巻回したフェライトアンテナ １０ｃ を示している。なお、図 １ のフェライトアンテナ １０ａ は、図 ２ のフェライトアンテナ １０ｂ の水平ソレノイドと図 ３ のフェライトアンテナ １０ｃ の垂直ソレノイドとの組み合わせであるといえる。
【００３３】
図２のフェライトアンテナ １０ｂ において、水平ソレノイド６を構成する被覆導体線が ｘ 方向と ｙ 方向に沿って巻回されているので、電流Ｉ１２が流れると第１の磁界Ｂ１２は ｚ 方向に発生する。このとき、フェライトコア５の一方の ｘｙ 面から発生した磁力線は、フェライトコア５の外部を周回して対向面に戻る。また、第１の磁界Ｂ１２の磁力線が鎖交することによって導体ワイヤ３１０に流れる電流を第１誘導電流といい、この第１の誘導電流によって第１の誘導磁界が発生する。しかし、前記第１の磁界Ｂ１２の方向がほぼタイヤ表面に垂直するので前記第１誘導電流および前記第１誘導磁界は次に説明する第２の誘導電流および前記第２の誘導磁界と比べて比較的に弱く無視可能である。ここで、便宜上、前記第１の磁界Ｂ１２が前記水平ソレノイド６を通過する前に、前記タイヤ情報検出装置２００を収納するバルブ３４０のある側の磁界をＢ１、その反対側の磁界をＢ２と呼ぶことにし、実質的に第１の磁界Ｂ１２と同じである。なお、図面上は、導体ワイヤ３１０を鎖交する磁力線が ｘｚ 面で周回しているように記載されているが、中心を通る ｚ 軸を通過するすべての面内で磁力線が周回し、導体ワイヤ３１０を鎖交しない ｙｚ 面内の磁力線も存在するが、前記第１誘導電流の発生にほとんど寄与しないので説明を省略する。
【００３４】
したがって、前記タイヤ情報検出装置に作用を及ぼす前記水平ソレノイド６の発生する磁界はＢ１だけと考えてよいわけである。
【００３５】
図３のフェライトアンテナ１０ｃにおいて、垂直ソレノイド７を構成する被覆導体線が ｙ 方向と ｚ 方向に沿って巻回されているので、電流Ｉ４が流れると第２の磁界Ｂ４は ｘ 方向に沿って発生し、特に、ｘｚ  面内の磁力線は導体ワイヤ３１０に鎖交する。また、磁力線が鎖交することによって導体ワイヤ３１０に流れる電流を第２誘導電流Ｉ４２といい、この第２誘導電流によって第２誘導磁界Ｂ４２が発生する。なお、ｘｙ 面内の磁界は、導体ワイヤ３１０を鎖交しない。
【００３６】
また、図１において、第１の磁界Ｂ１２がタイヤ外周側面からタイヤ内部を通して水平ソレノイド６に（＋ｚ 方向に）向かっていくときに、第２の磁界Ｂ４は情報検出装置２００の収納されているバルブの反対側からバルブ側に（−ｘ 方向に）向かっているが、高周波電源２０の位相が反転したときには、第１の磁界Ｂ１２が水平ソレノイド６からタイヤ内部を通してタイヤ外周側面に（−ｚ 方向に）向かっていくときに、第２の磁界Ｂ４は情報検出装置２００の収納されているバルブ側からバルブの反対側に（＋ｘ 方向に）向かっている。
【００３７】
また、水平ソレノイド６の発生する磁界Ｂ１と磁界Ｂ２はタイヤの左右側面において常に方向が逆であり、タイヤ内の中央部辺りで同じ方向に束ねるように磁界Ｂ１２となる。したがって、前記磁界Ｂ１と前記磁界Ｂ２が鎖交することによって発生するタイヤの導体ワイヤや導体メッシュの第１誘導電流Ｉ１とＩ２の方向も互いに逆になり、結果的に前記それぞれの誘導電流で発生する第１誘導磁界 B11とB21の方向も互いに逆である。このため、タイヤ内部中央の空間における前記水平ソレノイド６の誘導磁界が互いにほとんど打ち消され、存在しないと考えてよいわけである。すなわち、タイヤ内部の空間において存在する誘導磁界は、前記垂直ソレノイド７の第２の磁界Ｂ４の誘導によって発生するタイヤの導体ワイヤや導体メッシュの第２誘導電流Ｉ４、そしてこれによって発生する第２誘導磁界Ｂ４２だけである。
【００３８】
言い換えれば、水平ソレノイド６、垂直ソレノイド７から放射する高周波磁界（磁界Ｂ１とＢ２、Ｂ４）は、導体ワイヤ３１０に誘導電流を発生させ、この誘導電流が誘導磁界を発生させるとともに、直接にアンテナとして設けたタイヤ情報検出装置２００のアンテナにも作用する。しかし、前述したように、前記水平ソレノイド６による誘導磁界がタイヤ内部の空間において存在しないから、実質的に前記情報検出装置２００のアンテナに作用するのは前記水平ソレノイド６の磁界Ｂ１、前記垂直ソレノイド７の第２の磁界Ｂ４と第２の磁界Ｂ４の誘導でタイヤの導体ワイヤや導体メッシュに作用して発生させる第２誘導磁界Ｂ４２だけである。これらの磁界の方向は、次の通りである：
1-  第１の磁界Ｂ１は第２の磁界Ｂ４と方向が逆
2-  第１の磁界Ｂ１は第２誘導磁界Ｂ４２と方向が同じ
3-  第２の磁界Ｂ４は第２誘導磁界Ｂ４２と方向が逆
【００３９】
また、タイヤの回転でバルブ３４０に収納されている前記情報検出装置２００も回転し、位置的にはフェライトアンテナ１０ａから離れたり近づいたりする。前記フェライトアンテナ１０ａに近づいたとき、第１の磁界Ｂ１、第２の磁界Ｂ４と第２誘導磁界Ｂ４２が同時に前記タイヤ情報検出装置２００のアンテナに作用するが、前記フェライトアンテナ１０ａから離れたとき、第１の磁界Ｂ１と第２の磁界Ｂ４の作用はなく第２誘導磁界Ｂ４２だけが前記情報検出装置２００のアンテナに作用する。しかし、第１の磁界Ｂ１と第２の磁界Ｂ４は強度がほぼ同じで、方向が逆なので互いに打ち消され、結果的にほとんど強度的に変わらない第２誘導磁界Ｂ４２だけが前記情報検出装置２００のアンテナに作用することになる。結局、前記情報検出装置２００への給電特性はほぼ円形になることがわかる。
【００４０】
図４ は本願発明のフェライトアンテナとタイヤ情報検出装置との間のＳパラメータのひとつである伝送損失特性 S21 を給電特性として示している。図４―(a) は極座標、図４−(b)は直交座標で描かれた前記給電特性である。破線１８は、図５や図６に示されたタイヤ状態検知システムにおけるリーダアンテナ１５とタイヤ情報検出装置２００との間の給電特性（図９）で、ヌルポイント１９を有しており、実線２１はヌルポイントを除去された本願発明のフェライトアンテナ１０ａとタイヤ情報検出装置２００との間の給電特性である。
【００４１】
本願発明のリーダアンテナであるフェライトアンテナ１０ａは図１が示すように前記タイヤ３００の外周表面から離間して配置されたので、図５および図６に示されたようにタイヤ側面から離間して配置する場合と比べて給電特性２１の強度はやや低いが、タイヤの回転に関わらずほぼ安定である。前記給電特性は実質的にリーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の伝送損失特性 S21 なので前記高周波電源２０の出力電力を上げればタイヤの回転と関係なくリーダアンテナからタイヤ情報検出装置に必要な電力を安定的に給電可能である。
【動作の説明】
【００４２】
まず図１を用いて説明する。
【００４３】
高周波電源２０から高周波電力、例えば１３．５６ＭＨｚの信号が、コンデンサＣ１とＣ２が構成する整合回路を通して、水平ソレノイド６と垂直ソレノイド７およびフェライトコア５で構成したリーダアンテナ１０ａに給電されて、前記リーダアンテナ１０ａはタイヤ３００の外周表面から離間して配置され、第１磁界Ｂ１２および第２磁界Ｂ４を発生する。ここでは、図の左側、すなわちタイヤ情報装置を収納するバルブ３４０側のＢ１２をＢ１とし、その反対側の右側のＢ１２をＢ２とする。前記第１磁界Ｂ１２および第２磁界Ｂ４は、タイヤ３００の導体ワイヤ３１０に作用し、第１の誘導電流と第２の誘導電流Ｉ４２を発生させ、前記第１誘導電流と前記第２誘導電流Ｉ４２が第１誘導磁界と第２誘導磁界Ｂ４２をタイヤ内の空間に発生させる結果になる。タイヤ３００の回転に関わらず、前記リーダアンテナ１０ａとタイヤ３００との相対的な位置は不変なので、前記第１の誘導電流と第２の誘導電流Ｉ４２の強度は変わらず、結果的に前記第１誘導磁界と第２誘導磁界Ｂ４２の強度も変わらないわけである。
【００４４】
前記高周波電源２０からの給電で発生したこれらの磁界は実質的にタイヤ情報検出装置２００に作用するのは第1磁界Ｂ１、第２磁界Ｂ４と第２誘導磁界Ｂ４２である。タイヤの回転でバルブ３４０に収納されている前記情報検出装置２００も回転し、位置的にはフェライトアンテナ１０ａから離れたり近づいたりする。前記フェライトアンテナ１０ａに近づいたとき、第１磁界Ｂ１、第２磁界Ｂ４と第２誘導磁界Ｂ４２が同時に前記タイヤ情報検出装置２００のアンテナに作用するが、前記フェライトアンテナ１０ａから離れたとき、第１磁界Ｂ１と第２磁界Ｂ４の作用はなく第２誘導磁界Ｂ４２だけが前記情報検出装置２００のアンテナに作用する。しかし、第１磁界Ｂ１と第２磁界Ｂ４は強度がほぼ同じで、方向が逆なので互いに打ち消され、結果的にほとんど強度的に変わらない第２誘導磁界Ｂ４２だけが前記情報検出装置２００のアンテナに作用することになる。結局、前記情報検出装置２００への給電特性はほぼ円形になることがわかる。
【００４５】
前記第２誘導磁界Ｂ４２は高周波磁界なので前記タイヤ情報検出装置２００に備えてあるアンテナ、例えば小型ループアンテナ、を通過すると磁束の変動で誘導高周波電流を発生させ、この誘導電流が備えてある整流回路によって整流されて直流電流に変わり、タイヤ情報検出装置２００の各種センサー回路や制御回路の電力源となる。また、各種センサーの測定結果は、変調回路を通してタイヤ情報を有する送信信号となり、前記小型ループアンテナを通って前記リーダアンテナ１０ａに戻るが、前記高周波電源２０に戻らず、前記送信信号は前記リーダアンテナ１０ａの端子から、例えばサーキュレータのような信号の伝搬方向を変える回路を通って、信号処理回路に入力され、そこで復調作業でタイヤ情報を検出し、表示装置に表示される。ドライバーはこの表示装置からタイヤの状態を知ることができるわけである。
【効果の説明】
【００４６】
本願発明によれば、前記タイヤ情報検出装置のアンテナに作用する前記第２の磁界Ｂ４は逆方向の前記第１磁界Ｂ１によって緩和され、タイヤの導体ワイヤ又は導体メッシュに流れる第２誘導電流Ｉ４２によって発生する第２誘導磁界Ｂ４２だけが前記タイヤ情報検出装置のアンテナに作用することになる。結果的に、タイヤ情報検出システムの給電特性のヌルポイントの発生が抑制され、タイヤ全周の給電が実現されるわけである。
【００４７】
したがって、タイヤの回転によって、リーダアンテナに対して相対的に移動するタイヤ情報検出装置への給電電力は比較的に安定し、常にリーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の給電およびタイヤ情報の送受信は可能になる。
【利用形態の説明】
【００４８】
本願発明第１実施例、まず現段階では従来電池で動作するタイヤ内空気圧力や温度の検出装置と同様、タイヤ内空気圧や温度に関する情報をドライバーに提供することであるが、検出データの品質向上、すなわち細かさおよび正確さは前者と比べてかなり信頼性は高く、将来の自動車の自動運転にも応用される可能性がある。
【変形例の説明】
【００４９】
本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
【００５０】
前記実施例のフェライトコア５は、立方体形状であったが、直方体、直径と高さとが略等しい略円柱形、略球形、及び、長軸が短軸の略４倍あるいは４倍以内の略楕円体あるいは略鶏卵形の何れかであってもよい。
【００５１】
前記実施例のいかなる形状のフェライトコア５の代わりに、フェライト材の粉末または破片を同じ形状の樹脂またはプラスティック類で固められてコアを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】タイヤ状態検知システムの給電原理を示す図である。
【図２】水平ソレノイドを備えたフェライトアンテナの発生する磁界の説明図である。
【図３】垂直ソレノイドを備えたフェライトアンテナの派生する磁界の説明図である。
【図４】本実施例のリーダアンテナとタイヤ情報検出装置との給電特性を示す図である。
【図５】タイヤ側面にリーダアンテナを配置した従来のタイヤ状態検知システムの説明（１）
【図６】タイヤ側面にリーダアンテナを配置した従来のタイヤ状態検知システムの説明（２）
【図７】斜めから見たタイヤ、タイヤ情報検出装置とリーダアンテナの配置を示す図である。
【図８】正面から見たタイヤ、タイヤ情報検出装置とリーダアンテナの配置を示す図である。
【図９】リーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の給電特性（極座標）を示す図である。
【図１０】リーダアンテナとタイヤ情報検出装置との間の給電特性（直交座標）を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
５        フェライトコア
６  ６a  6b      水平ソレノイド
７  ７a  6ｂ      垂直ソレノイド
１０a  １０ｂ １０c    フェライトアンテナ
１５      リーダアンテナ
１８      タイヤ情報検出装置の給電特性
１９      ヌルポイント
２０     高周波電源
２１     本願発明フェライトアンテナの給電特性
１００    リーダアンテナ系
２００    タイヤ情報検出装置
３００    タイヤ
３１０    タイヤのゴム層内部に設けた導体ワイヤやメッシュ
３２０    タイヤのゴム層
３３０    ホイールリム
３４０    タイヤのバルブ
５００    タイヤ状態検知システム給電部
Ｂ１  Ｂ２  Ｂ４  Ｂ８  Ｂ１２  Ｂ４２  磁界
Ｃ１  Ｃ２    コンデンサ
Ｉ１２  Ｉ４２  電流
【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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【図９】
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【図１０】
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