JPH08136383A

JPH08136383A - 圧力検出装置

Info

Publication number: JPH08136383A
Application number: JP6280135A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshioka; 宏吉岡
Original assignee: Yuhshin Co Ltd; Yuhshin Seiki Kogyo KK
Current assignee: U Shin Ltd
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】膨張体を使用する車両等に後づけ等の方法で
簡易に装着することができ、しかも、メインテナンスが
容易な装置を得る。【構成】膨張体又はその支持部に取り付けられた圧力
センサ３に信号リーダ部４，６から電磁誘導によって給
電し、圧力センサ３から電波で送信出力された圧力信号
を信号リーダ部４，６で受信して読み取る。つまり、信
号リーダ部４，６のリーダアンテナ１５と圧力センサ３
のセンサアンテナ１０とを磁気結合させて電磁誘導によ
り圧力センサ３のキャパシタ１１に給電し、キャパシタ
１１に蓄えられた電力をセンサ部８に接続された圧力信
号送信手段９に供給して圧力信号をセンサアンテナ１０
から電波で送信出力する。そして、この圧力信号をリー
ダアンテナ１５を介して信号リーダ部４，６の受信手段
１６で受信し、信号表現手段２３により読み取って外部
に向けて表現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ等の膨張体内の
圧力を測定するための圧力検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】膨張体、例えば、車両のタイヤでは、そ
の圧力管理がその車両の安全な走行上、極めて重要であ
る。従来、タイヤの空気圧を管理するには、車両を停止
させ、そのタイヤの空気バルブに圧力計を装着して圧力
を計測するのが最も一般的であり、広く普及した方法と
なっている。

【０００３】ところが、このような伝統的なタイヤの圧
力管理方法では、作業時に手が汚れてしまうし、その作
業も煩雑である。また、車両の走行中は、タイヤの空気
圧を計測することができない。そこで、近年、タイヤの
内部に圧力センサを取り付け、この圧力センサより出力
された圧力信号を外部から読み取るようにした圧力検出
装置が提案されている。ここで、圧力センサより出力さ
れた圧力信号を外部から読み取るための構造としては、
電波を利用して圧力信号を外部に送信出力したり、タイ
ヤの回転に伴い信号伝達線同士を接触させて圧力信号を
外部に伝達したりする構造が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】タイヤの内部に取り付
けられた圧力センサから出力される圧力信号を外部から
読み取る構造の圧力検出装置に課されている課題として
は、第一に、タイヤ側に取り付けられた圧力センサから
いかにして圧力信号を外部に伝達するか、第二に、圧力
センサ側には圧力センサの出力を増幅等するための回路
が必要となるが、この回路に対する給電をいかにして行
うか、第三に、圧力センサをタイヤ側にいかに装着する
か、等がある。従来から提案されているこの種の圧力検
出装置は、これらの課題を解決してはいるものの、その
ために構造が大掛かりになり、特にタイヤ側に圧力検出
装置を装着するための専用設計を要求するという問題が
ある。このため、そのような圧力検出装置は、ごく一部
の高い付加価値を持った車両にしか装備できないのが実
情である。

【０００５】これに対し、タイヤの圧力管理は車両の安
全な走行上極めて重要であるため、普及型の車両に対し
ても後づけ等の方法で容易に装着することができる圧力
検出装置の実現が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
圧力センサと信号リーダ部とよりなる。圧力センサは、
膨張体又はこの膨張体の支持部に密閉的に取り付けられ
て膨張体の内部を外部に連通させるケーシングと、膨張
体の内部に圧力検出面を位置させてケーシングに密閉的
に収容されたセンサ部とを有し、センサアンテナと、こ
のセンサアンテナを介した電磁誘導によって外部から供
給された電力を蓄えるキャパシタと、このキャパシタに
蓄えられた電力を供給されてセンサ部より出力される圧
力信号を増幅しセンサアンテナより電波として送信出力
する圧力信号送信手段とがケーシングに収容されて構成
されている。また、信号リーダ部は、リーダアンテナ
と、このリーダアンテナをセンサアンテナに磁気結合さ
せて電磁誘導によってキャパシタに電力を供給する給電
手段と、送信出力された圧力信号をリーダアンテナを介
して受信する受信手段と、この受信手段が受信した圧力
信号を読み取り外部に向けて表現する圧力信号表現手段
とを有する。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、膨張体を車両のタイヤとし、膨張体の支持
部を車両のホイールとし、このホイールに圧力センサを
取り付け、この圧力センサのセンサアンテナに対向する
車両の車体側に信号リーダ部のリーダアンテナを取り付
けた。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、信号リーダ部の給電
手段によって圧力センサのキャパシタに電力が供給され
る。給電手段は、リーダアンテナをセンサアンテナに磁
気結合させ、電磁誘導によってキャパシタに給電する。
キャパシタに電力が充分に蓄えられ、給電手段による給
電が停止されると、膨張体の内部に圧力検出面が配置さ
れたセンサ部から出力された圧力信号が圧力信号送信手
段によって増幅され、センサアンテナを介して送信出力
される。すると、その圧力信号が信号リーダ部の受信手
段に受信され、圧力信号表現手段によって読み取られ外
部に表現される。圧力信号の表現は、例えば、警報報知
や圧力値の表示、圧力値の音声報知等によりなされる。
このように、圧力センサと信号リーダ部とが非接触状態
のまま膨張体内の圧力が読み取られ、しかも、圧力セン
サには信号リーダ部から電力が供給される。したがっ
て、膨張体を使用する車両等の側に後づけ等の方法で簡
易に装置を装着することができる。また、信号リーダ部
から電力が供給される圧力センサには電源を持たせる必
要がなく、メインテナンスの容易化が図られる。

【０００９】請求項２記載の発明では、車両の走行時、
タイヤと共に回転する圧力センサに対して信号リーダ部
から電力が供給される。そして、圧力センサから出力さ
れる圧力信号が信号リーダ部に読み取られる。したがっ
て、車両の走行時にもタイヤの空気圧に関する情報が得
られる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５に基づい
て説明する。図２に、装置の全体を概略的に示す。すな
わち、車両１に設けられた膨張体としてのタイヤ２には
圧力センサ３が取り付けられ、車両１側には信号リーダ
部４が装備されている。つまり、図３に示すように、タ
イヤ２が取り付けられた膨張体の支持部としてのホイー
ル５には、このホイール５の表面側に圧力センサ３が取
り付けられており、車両１の停止時には、図５に例示す
るハンディータイプの信号リーダ部６から給電されて圧
力信号を電波で送信出力し、また、車両１の走行時に
は、この車両１に装備された信号リーダ部４から給電さ
れて圧力信号を電波で送信出力する構造である。

【００１１】ここで、圧力センサ３について説明する。
図１に圧力センサ３の回路構成を示す。この圧力センサ
３は、圧力検出面７にかかる圧力をアナログの電気信号
として出力するセンサ部８が圧力信号送信手段としての
制御回路９に接続され、この制御回路９に対してセンサ
アンテナ１０に接続されたキャパシタとしてのコンデン
サ１１が接続されて構成されている。センサ部８として
は、シリコン拡散型圧力センサや表面弾性波式圧力セン
サ等が用いられている。また、制御回路９は、センサ部
８から出力される圧力信号を増幅し、デジタル信号に変
換した後、センサアンテナ１０より電波として送信出力
する構造である。このような制御回路９は、マイクロコ
ンピュータを含む１チップＩＣによって構成されてお
り、例えば、２０ｍｓの間に１２８ビットの情報を出力
する。また、センサアンテナ１０は、フェライトコア１
０ａに電線１０ｂが巻かれて形成されており、磁気結合
による電磁誘導作用を生ずる。そして、そのセンサアン
テナ１０に電磁誘導作用によって供給された電力をコン
デンサ１１が蓄え、制御回路９に供給するように各部が
構成されている。

【００１２】図３及び図４に、圧力センサ３の構造を示
す。まず、ホイール５にパッキング１２を介して密閉的
に取り付けられたケーシング１３が設けられ、このケー
シング１３内に、一部材としてパッケージングされたセ
ンサ部８、制御回路９、センサアンテナ１０、及びコン
デンサ１１が密閉的に収容されて圧力センサ３が構成さ
れている。ケーシング１３には、タイヤ２の内部と外部
とを連通させる連通孔１４が設けられており、この連通
孔１４内にセンサ部８等が密閉的に収容され、このセン
サ部８の圧力検出面７がタイヤ２の内部に配置されてい
る。なお、センサ部８は、ケーシング１３内に密閉的に
収容されたパッケージ内にシール・接着剤Ｓを介して取
り付けられている。

【００１３】次に、信号リーダ部４，６について説明す
る。図１に、信号リーダ部４，６の回路構成を示す。こ
の信号リーダ部４，６は、リーダアンテナ１５が接続さ
れた送受信回路１６と、この送受信回路１６を制御する
制御回路１７と、この制御回路１７に接続されたメモリ
１８、ＬＣＤ表示部１９及びブザー２０と、各部に給電
する電源２１とにより構成されている。電源２１として
は、車両１に装備された信号リーダ部４ではその車両１
の図示しないバッテリーが用いられ、ハンディータイプ
の信号リーダ部６では図示しない内蔵電池が用いられ
る。

【００１４】制御回路１７は、メモリ１８と共にマイク
ロコンピュータを構成し、送受信回路１６を制御する構
造である。送受信回路１６は、制御回路１７に制御さ
れ、リーダアンテナ１５とセンサアンテナ１０とが磁気
結合されるような磁力をリーダアンテナ１５に生じさせ
る。具体的には、制御回路１７に制御された送受信回路
１６により、例えば１３４ｋＨｚのパワーパルスが約５
０ｍｓの間連続的にリーダアンテナ１５から送り出され
るように各部が構成されている。したがって、このよう
な動作の実行に不可欠であるリーダアンテナ１５、送受
信回路１６、制御部１７、メモリ１８により給電手段２
２が構成されている。

【００１５】また、送受信回路１６は、センサアンテナ
１０を通じて圧力センサ３から送信出力された圧力信号
を受信する受信手段としても機能する。

【００１６】さらに、送受信手段１６に受信された圧力
信号は、制御回路１７で読み取られ、この制御回路１７
の制御によって、その圧力値をＬＣＤ表示部１９に表示
し、読み取られた圧力値がメモリ１８に格納された基準
値よりも下回っている場合にはブザー２０より警報音を
出力するように構成されている。したがって、このよう
な動作を実行に不可欠である制御回路１７、メモリ１
８、ＬＣＤ表示部１９、及びブザー２０により圧力信号
表現手段２３が構成されている。

【００１７】車両１に装備された信号リーダ部４におけ
る各部の配置を図２及び図３に示す。まず、リーダアン
テナ１５は、車両１のホイール５に近い位置に取り付け
られている。ＬＣＤ表示部１９は、スピードメータ２４
やタコメータ２５等を有する車両１のインストルメント
パネル２６に取り付けられている。そのＬＣＤ表示部１
９は、各タイヤ２に取り付けられた圧力センサ３毎に対
応させて四分割されている。信号リーダ部４におけるそ
の他の構成物は一つにパッケージングされ、車両１のエ
ンジンルーム内や室内等の任意の位置に配置することが
できる。

【００１８】ハンディータイプの信号リーダ部６の外観
構成を図５に示す。この信号リーダ部６には、電源スイ
ッチ２７と、ＬＣＤ表示部１９とが設けられている。

【００１９】このような構成において、動作の流れを図
６のフローチャートに基づいて説明する。図６中、
（ａ）は圧力センサ３での処理の流れを示し、（ｂ）は
信号リーダ部４，６での処理の流れを示す。

【００２０】まず、信号リーダ部４，６において、給電
手段２２により、例えば１３４ｋＨｚのパワーパルスが
約５０ｍｓの間連続的にリーダアンテナ１５から送り出
される（ステップＳ１）。すると、信号リード部４，６
側のリーダアンテナ１５と圧力センサ３側のセンサアン
テナ１０とが磁気結合され、電磁誘導作用によって圧力
センサ３のコンデンサ１１に蓄電される。

【００２１】圧力センサ３において、コンデンサ１１の
蓄電量が所定の規定値以上になると、圧力センサ３の制
御回路９が作動を開始する。この際、センサ部８では、
その圧力検出面７にタイヤ２の内圧がかかっているの
で、この内圧に応じた値の圧力信号を制御回路９に出力
する。そこで、制御回路９は、センサ部８から入力され
た圧力信号をデジタル信号に一旦変換し、これを電波に
よる送信に適したアナログ信号に再変換し、センサアン
テナ１０より送信出力する（ステップＳ１１）。この
際、例えば、２０ｍｓの間に１２８ビットの情報が送信
出力される。

【００２２】信号リーダ部４，６では、圧力センサ３か
ら送信出力された圧力信号をリーダアンテナ１５を介し
て送受信回路１６で受信すると、制御回路１７によって
その圧力信号のフォーマット判定を行う（ステップＳ
２）。この処理は、ノイズ信号をカットする目的で行わ
れる。そして、フォーマット判定の結果、受信したのが
確かに圧力信号であると判定されると、制御回路１７で
圧力信号の読み取り処理が行われる（ステップＳ３）。
これにより、圧力信号からタイヤ２の空気圧値が求めら
れる。そして、こうして求められたタイヤ２の空気圧値
がメモリ１８に格納された基準値を下回っていないこと
が確認された後（ステップＳ４）、その空気圧値がＬＣ
Ｄ表示部１９に表示される（ステップＳ５）。一方、メ
モリ１８には、車両１が走行するのに危険な程度のタイ
ヤ２の空気圧値に所定のマージンを上乗せした値が基準
値として設定されている。そこで、ステップＳ４で、圧
力センサ３から受信した圧力信号に基づく空気圧値がメ
モリ１８に格納された基準値を下回っていると判定され
た場合には、ブザー２０より警報音が出力される。

【００２３】ここで、本実施例の装置の実際の使用態様
を説明する。まず、車両１の停止時には、ハンディータ
イプの信号リーダ部６をホイール５に取り付けられた圧
力センサ３に近付け、このハンディーセンサ３から出力
される圧力信号を受信してタイヤ２の空気圧を知ること
ができる。これにより、手を汚すことなくタイヤ２の空
気圧を計測することができる。また、このような空気圧
計測時の作業性も良好である。

【００２４】次いで、車両１の走行中には、タイヤ２の
回転に伴い、ホイール５に取り付けられた圧力センサ３
のセンサアンテナ１０とパワーパルスを送り出す信号リ
ーダ部４のリーダアンテナ１５とが磁気結合され、圧力
センサ３が電磁誘導により給電される。これにより、圧
力センサ６が作動を開始し、圧力センサ６から圧力信号
が送信出力される。すると、この圧力信号が信号リーダ
部４に常時受信されることで、インストルメントパネル
２６に配置されたＬＣＤ表示部１９にタイヤ２の空気圧
が連続的に表示される。また、車両１の走行中にタイヤ
２の空気圧が下がり、メモリ１８に格納された基準値を
下回った場合には、警報音が出力されて運転者に注意が
促される。したがって、車両１の走行中に各タイヤ２の
空気圧を運転者に知らせることができ、また、空気圧が
異常に下がった場合にはそのことが警告音として報知さ
れ、したがって、車両１の走行上の安全性を向上される
ことができる。

【００２５】ここで、本実施例の装置は、非接触状態で
電波による信号の送受信と給電とを行う圧力センサ３及
び信号リーダ部４，６からなる。このような本実施例の
装置は、後付けによって容易に車両１に装着することが
できる。この際、後加工としては、ホイール５に圧力セ
ンサ３取付用の取付孔を開けるだけで良い。したがっ
て、車両１に対する装着が容易なだけでなく、車両１の
改造を必要としない。しかも、各圧力センサ３には、信
号リーダ部４，６側から給電する構造なので、圧力セン
サ３に電源を持たせる必要がなく、そのメインテナンス
が容易である。

【００２６】なお、実施に当たっては、ハンディータイ
プの信号リーダ部６のみを設け、車両１側の信号リーダ
部４を省略するように構成しても良い。この場合には、
走行中のタイヤ２の空気圧を測定することはできない
が、安価に装置全体を構成することができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、膨張体又はこの
膨張体の支持部に密閉的に取り付けられて膨張体の内部
を外部に連通させるケーシングと、膨張体の内部に圧力
検出面を位置させてケーシングに密閉的に収容されたセ
ンサ部とを有する圧力センサを設け、この圧力センサか
ら出力される圧力信号を増幅し電波として送信出力する
圧力信号送信手段に対し、電磁誘導作用により外部から
電力を供給するように構成したので、送信出力された圧
力信号を読み取り外部に表現する信号リーダと圧力セン
サとを非接触状態のまま膨張体内の圧力を検出すること
ができ、また、圧力センサには信号リーダ部から電力を
供給することができ、したがって、膨張体を使用する車
両等の側に後づけ等の方法で簡易に装置を装着すること
ができる。また、圧力センサには信号リーダ部から電力
を供給することができるため、圧力センサ側に電源を持
たせる必要がなく、メインテナンスの容易化を図ること
ができる。

【００２８】請求項２記載の発明は、膨張体を車両のタ
イヤとし、膨張体の支持部を車両のホイールとし、この
ホイールに圧力センサを取り付け、車両の車体側に信号
リーダ部を取り付けたので、車両の走行時にもタイヤの
空気圧に関する情報を得ることができ、したがって、車
両の安全性を飛躍的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す圧力センサと信号リー
ダとのブロック図である。

【図２】車両に対する装置の取り付け状態を示す平面図
である。

【図３】圧力センサの取り付け状態を示すタイヤとホイ
ールとの縦断側面図である。

【図４】圧力センサの構造を示す縦断側面図である。

【図５】ハンディータイプに構成された信号リーダ部の
正面図である。

【図６】圧力センサと信号リーダ部との動作の流れを示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１車両２膨張体，タイヤ３圧力センサ４，６信号リーダ部５支持部，ホイール７圧力検出面８センサ部９圧力信号送信手段１０センサアンテナ１１キャパシタ１３ケーシング１５リーダアンテナ１６受信手段２２給電手段２３圧力信号表現手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膨張体又はこの膨張体の支持部に密閉的
に取り付けられて前記膨張体の内部を外部に連通させる
ケーシングと、前記膨張体の内部に圧力検出面を位置さ
せて前記ケーシングに密閉的に収容されたセンサ部とを
有し、センサアンテナと、このセンサアンテナを介した
電磁誘導によって外部から供給された電力を蓄えるキャ
パシタと、このキャパシタに蓄えられた電力を供給され
て前記センサ部より出力される圧力信号を増幅し前記セ
ンサアンテナより電波として送信出力する圧力信号送信
手段とが前記ケーシングに収容された圧力センサと、リーダアンテナと、このリーダアンテナを前記センサア
ンテナに磁気結合させて電磁誘導によって前記キャパシ
タに電力を供給する給電手段と、送信出力された圧力信
号を前記リーダアンテナを介して受信する受信手段と、
この受信手段が受信した圧力信号を読み取り外部に向け
て表現する圧力信号表現手段とを有する信号リーダ部
と、よりなることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項２】膨張体を車両のタイヤとし、その膨張体
の支持部を前記車両のホイールとし、このホイールに圧
力センサを取り付け、この圧力センサのセンサアンテナ
に対向する前記車両の車体側に信号リーダ部のリーダア
ンテナを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の圧
力検出装置。