JP2007107987A

JP2007107987A - タイヤ状態監視装置

Info

Publication number: JP2007107987A
Application number: JP2005298443A
Authority: JP
Inventors: Michiya Kato; 道哉加藤; Takashi Ibuka; 隆司井深
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2007-04-26
Also published as: EP1775146A1; EP1775146B1; DE602006006630D1; US20070085668A1

Abstract

【課題】従来よりノイズに対する信頼性が高いタイヤ状態監視装置を提供する。
【解決手段】本発明のタイヤ状態監視装置２０によれば、ボタン電池３０と電気回路２３との間を接続する１対の電力ライン３１，３２にチョークコイル３５，３５をそれぞれ設けたことにより、ボタン電池３０をアンテナにして受信されるノイズを除去することができ、従来よりノイズに対する信頼性を高くなる。また、回路基板２２のうちチョークコイル３５，３５が実装された部分の真裏を避けて電気回路２３を回路基板２２上に配置したので、チョークコイル３５，３５から輻射されたノイズが電気回路２３に及ぼす影響を抑えることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤの空気圧の状態を検出して車両本体に無線送信するタイヤ状態監視装置に関する。

従来、この種のタイヤ状態監視装置は、電池から電力を受けて作動する電気回路を備え、その電気回路に含まれる圧力センサでタイヤの圧力を計測して、車両本体に無線送信する構成になっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１１９３７０号公報（段落［００１１］，［００１３］、第２図、第４図）

ところで、近年の車両の高機能化によりタイヤ状態監視装置の必要性が増してきている。これに伴い、タイヤ状態監視装置のノイズに対する信頼性向上の要請が高まってきている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来よりノイズに対する信頼性が高いタイヤ状態監視装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るタイヤ状態監視装置（２０）は、センサ（２４，２５）及び無線回路（２８）を含んだ電気回路（２３）と、電気回路（２３）に給電する直流電源（３０）とを有し、車輪（１１）に取り付けられて、車輪（１１）に備えたタイヤ（１４）の空気圧の状態を検出し、その検出結果を車両本体（１５）に無線送信するタイヤ状態監視装置（２０）であって、直流電源（３０）と電気回路（２３）との間を接続する１対の電力ライン（３１，３２）にインダクタ素子（３５，３８）をそれぞれ設けたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤ状態監視装置（２０）において、電気回路（２３）を表裏の両面に実装した回路基板（２２）を設け、インダクタ素子（３５，３８）は、回路基板（２２）に実装され、電気回路（２３）は、回路基板（２２）のうちインダクタ素子（３５，３８）が実装された部分の真裏を避けて配置されたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のタイヤ状態監視装置（２０）において、インダクタ素子（３５，３８）として１対のチョークコイル（３５，３５）を設けたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のタイヤ状態監視装置（２０）において、１対の電力ライン（３１，３２）の間を接続する１対のコンデンサ（３６，３６）を、１対のチョークコイル（３５，３５）を間に挟んだ両側に設けてノーマルモードチョーク（３７）を構成したところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１又は２に記載のタイヤ状態監視装置（２０）において、インダクタ素子（３５，３８）として１対のチップビーズ（３８，３８）を設けたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１のタイヤ状態監視装置（２０）によれば、直流電源（３０）と電気回路（２３）との間を接続する１対の電力ライン（３１，３２）にインダクタ素子（３５，３８）をそれぞれ設けたことにより、直流電源（３０）をアンテナにして受信されたノイズを除去することができ、従来よりノイズに対する信頼性が高くなる。

［請求項２の発明］
請求項２の構成では、回路基板（２２）のうちインダクタ素子（３５，３８）が実装された部分の真裏を避けて電気回路（２３）を回路基板（２２）上に配置したので、インダクタ素子（３５，３８）から輻射されたノイズが電気回路（２３）に及ぼす影響を抑えることができる。

［請求項３，４，５の発明］
インダクタ素子（３５，３８）はチョークコイル（３５）で構成してもよいし（請求項３の発明）、チップビーズ（３８）で構成してもよい（請求項５の発明）。チップビーズ（３８）の場合は、チョークコイル（３５）に比べて高周波のノイズを除去することが可能になる。また、請求項４の構成のように１対のチョークコイル（３５，３５）及び１対のコンデンサ（３６，３６）によりノーマルモードチョーク（３７）を構成すれば、電気回路（２３）に対するノーマルモードノイズを除去することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ状態監視装置２０は、タイヤバルブ５０に一体に設けられ、タイヤバルブ５０と共に車両の４つの車輪１１（図１には、そのうち１つの車輪１１のみが示されている）の各々に固定されている。各車輪１１に備えたタイヤ１４における内周面の開口は、ホイール１２のリム１３によって閉塞され、これにより、タイヤ１４内が密閉空間になっている。そして、タイヤバルブ５０は、リム１３のうち幅方向の中間部分を内外に貫通した状態に固定され、タイヤバルブ５０の先端部がリム１３から車両本体１５の反対側に導出されている。タイヤ状態監視装置２０は、このタイヤバルブ５０の基端部に一体に設けられて、タイヤ１４の内部空間に配置されている。

なお、タイヤバルブ５０の芯部には、図示しないバルブコアが備えられ、車両本体１５を通して圧縮空気が外部に排出されることを防ぐ一方、タイヤバルブ５０を通して外部からタイヤ１４内に圧縮空気をチャージ可能となっている。

図２に示すように、タイヤ状態監視装置２０は、タイヤバルブ５０の基端部と一体になったケース２１を備え、そのケース２１の内部に回路基板２２とボタン電池３０とを備えている。図３には、回路基板２２に実装された電気回路２３が示されている。電気回路２３は、通信コントローラ２７に、圧力センサ２４、温度センサ２５、加速度センサ２６及び無線回路２８を接続して備えている。なお、通信コントローラ２７は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵで構成されている。また、ＲＯＭには、タイヤ状態監視装置２０同士を識別するための識別番号と所定にプログラムとが書き込まれている。

一方、ボタン電池３０は、直径２０〜２５ｍｍになっており、タイヤ状態監視装置２０におけるケース２１（図２参照）内面に備えた図示しない電池収容部に収容されている。そして、図４に示すようにボタン電池３０の正極３０Ｐと負極３０Ｍとに１対の電線３１Ａ，３２Ａにそれぞれ接続されている。また、回路基板２２には、電気回路２３に給電するための１対の電路３１Ｂ，３２Ｂがプリントされている。そして、一方の電線３１Ａの端部が一方の電路３１Ｂに半田着けされると共に、他方の電線３１Ａの端部が他方の電路３２Ｂに半田着けされて、ボタン電池３０と電気回路２３との間を接続する１対の電力ライン３１，３２が構成されている。

電力ライン３１，３２のうち電路３１Ｂ，３２Ｂの途中には、チョークコイル３５，３５がそれぞれ直列接続されている。具体的には、電路３１Ｂ，３２Ｂの途中を分断して、その分断部分に各チョークコイル３５が配置され、チョークコイル３５に備えた１対の端子３５Ａ，３５Ｂが回路基板２２に備えた端子孔に通されて半田着けされている。また、チョークコイル３５，３５は、回路基板２２における表裏の一方の面に配置され、これに対し、電気回路２３は、回路基板２２のうちチョークコイル３５，３５の真裏に位置した領域を除いて、回路基板２２の表裏の両面に分けて実装されている。なお、図４には回路基板２２のうち電気回路２３を実装した領域が符号Ｒ１，Ｒ２で示されている。

タイヤ状態監視装置２０の構成は以上である。このタイヤ状態監視装置２０に対応させて、車両本体１５には図１に示すように信号処理装置５５が設けられている。

本実施形態のタイヤ状態監視装置２０は、以下のように動作する。車両が停止している間には、タイヤ状態監視装置２０は停止している。車両を走行させると、車輪１１の回転により加速度センサ２６が遠心力を受けて作動し、通信コントローラ２７に備えたＣＰＵに割り込み信号を付与する。すると、通信コントローラ２７がＲＯＭに記憶した所定のプログラムを実行し、所定の周期で、各タイヤ状態監視装置２０の識別番号と共に、圧力センサ２４及び温度センサ２５にて検出したタイヤ１４内の圧力及び温度を無線回路２８により無線送信する。すると、車両本体１５に備えた信号処理装置５５の無線回路５６がこの無線信号を受信し、例えば、車内に備えた表示器５７にタイヤの状態（圧力及び温度又は、異常の有り・無し）に関する情報を表示する。

ところで、車両が走行中に、タイヤ状態監視装置２０は、携帯電話、ＧＰＳ、テレビ等の様々な電磁波を受ける。ここで、本実施形態のように直径２０〜２５ｍｍのボタン電池３０は、１〜２ＧＨｚの電磁波に共振するアンテナになり得る。しかしながら、本実施形態のタイヤ状態監視装置２０では両電力ライン３１，３２のそれぞれにチョークコイル３５，３５を備えているので、１〜２ＧＨｚのような高周波のノイズに対してはチョークコイル３５，３５が高インピーダンスになる一方、ボタン電池３０が出力する直流電圧に対してはインピーダンスが略０になる。これにより、ボタン電池３０が受信したノイズのみがチョークコイル３５，３５で除去され、ボタン電池３０から電気回路２３に安定した電力を供給することが可能になる。即ち、本実施形態のタイヤ状態監視装置２０によれば、従来よりノイズに対する信頼性を高くすることができる。また、電気回路２３を回路基板２２の表裏の両面に分けて実装することで、回路基板２２がコンパクト化され、かつ、チョークコイル３５の真裏を避けて配置したことで、チョークコイル３５から輻射される電磁波の影響を抑えることができる。さらに、図４に示すように、１対の電力ライン３１，３２が平行に配置されかつそれら電力ライン３１，３２同士が近接した構造になっているので、ノーマルモードノイズが発生し難くなっている。

［第２実施形態］
図５に示すように、本実施形態は、前記第１実施形態の電力ライン３１，３２の間に１対のコンデンサ３６，３６を並列接続した点のみが異なる。これらコンデンサ３６，３６は、チョークコイル３５，３５を間に挟んだ両側に配置されている。そして、これらコンデンサ３６，３６及びチョークコイル３５，３５によりノーマルモードチョーク３７が構成されている。本実施形態の構成によれば、このノーマルモードチョーク３７によって電力ライン３１，３２に伝達され得るノーマルモードノイズを除去することができる。

［第３実施形態］
図６に示すように、本実施形態は、前記第１実施形態の１対のチョークコイル３５，３５に代えて１対のチップビーズ３８，３８を電力ライン３１，３２に備えた点のみが異なる。このチップビーズ３８，３８は、図７に示すように、例えば、直方体形状のニッケル系フェライト部材３８Ｆの内部に銀製電極３８Ｓを埋設して備えている。銀製電極３８Ｓは、チップビーズ３８の長手方向の軸を中心に巻回されたコイル状をなしている。また、チップビーズ３８の長手方向の両端部には外部電極３８Ａ，３８Ｂが備えられ、銀製電極３８Ｓの両端部が各外部電極３８Ａ，３８Ｂに接続されている。この構成により、各チップビーズ３８は、０．０５〜０．２ｐＦの浮遊容量を有している。そして、チップビーズ３８，３８が回路基板２２における電力ライン３１Ａ，３２Ｂの途中部分に実装されて、各チップビーズ３８の外部電極３８Ａ，３８Ｂが電力ライン３１Ａ，３２Ｂにそれぞれ半田着けされている。

本実施形態では、０．０５〜０．２ｐＦの浮遊容量を有したチップビーズ３８，３８を１対の電力ライン３１，３２の途中に設けたので、１〜２ＧＨｚの帯域のノイズをより確実に除去することが可能になると共に、タイヤ状態監視装置２０の小型化を図ることができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記電気回路２３の給電するための直流電源は、ボタン電池３０に限定されるものではなく、例えば、円柱状の電池、キャパシタ等であってもよい。

（２）なお、本発明の技術的範囲に含まれないが、チョークコイル３５及びチップビーズ３８に代えて、１対の電力ライン３１，３２を貫通するフェライトリングコアを設けてノイズを除去してもよい。また、１対の電力ライン３１，３２に抵抗を設けて高周波のノイズを低減させてもよい。

本発明の第１実施形態に係るタイヤ状態監視装置が取り付けられた状態を示した車両の概念図タイヤ状態監視装置の側面図タイヤ状態監視装置の回路図ボタン電池及び回路基板の斜視図第２実施形態のタイヤ状態監視装置の回路図第３実施形態のタイヤ状態監視装置の回路図チップビーズの斜視図

符号の説明

１１車輪
１４タイヤ
１５車両本体
２０タイヤ状態監視装置
２２回路基板
２３電気回路
２４圧力センサ
２８無線回路
３０ボタン電池（直流電源）
３０Ｍ負極
３０Ｐ正極
３１，３２電力ライン
３５チョークコイル
３６コンデンサ
３７ノーマルモードチョーク
３８チップビーズ

Claims

センサ（２４，２５）及び無線回路（２８）を含んだ電気回路（２３）と、前記電気回路（２３）に給電する直流電源（３０）とを有し、車輪（１１）に取り付けられて、前記車輪（１１）に備えたタイヤ（１４）の空気圧の状態を検出し、その検出結果を車両本体（１５）に無線送信するタイヤ状態監視装置（２０）であって、
前記直流電源（３０）と前記電気回路（２３）との間を接続する１対の電力ライン（３１，３２）にインダクタ素子（３５，３８）をそれぞれ設けたことを特徴とするタイヤ状態監視装置（２０）。
前記電気回路（２３）を表裏の両面に実装した回路基板（２２）を設け、
前記インダクタ素子（３５，３８）は、前記回路基板（２２）に実装され、
前記電気回路（２３）は、前記回路基板（２２）のうち前記インダクタ素子（３５，３８）が実装された部分の真裏を避けて配置されたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ状態監視装置（２０）。
前記インダクタ素子（３５，３８）として１対のチョークコイル（３５，３５）を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ状態監視装置（２０）。
前記１対の電力ライン（３１，３２）の間を接続する１対のコンデンサ（３６，３６）を、前記１対のチョークコイル（３５，３５）を間に挟んだ両側に設けてノーマルモードチョーク（３７）を構成したことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ状態監視装置（２０）。
前記インダクタ素子（３５，３８）として１対のチップビーズ（３８，３８）を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ状態監視装置（２０）。