CN113895185B - 轮胎压力传感器及气门嘴组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮胎压力传感器，包括电子模块、导电连接件以及气门芯。导电连接件具有套筒和分别位于套筒两侧的第一连接端和第二连接端，第一连接端与电子模块电性接触。气门芯具有第一连接部，气门芯的出气侧部分地进入套筒内且第一连接部与第二连接端连接。本发明的一种轮胎压力传感器中，通过导电连接件将电子模块和气门芯连接在一起，既起到机械连接作用，又起到电气连接作用，整个传感器呈圆柱形，适合放入气门嘴内部中。

Description

轮胎压力传感器及气门嘴组件

技术领域

本发明主要涉及传感器，尤其涉及一种轮胎压力传感器及具有该轮胎压力传感器的气门嘴组件。

背景技术

随着汽车产业的快速发展，人们对汽车的安全性、舒适性的要求越来越高，轮胎压力检测系统(TPMS)得到了快速的发展。

传统的TPMS的轮胎压力传感器是一个独立模块，与气门嘴进行螺钉连接，气门嘴安装在轮辋上。通过胎皮的包裹使传感器位于轮胎内部，从而实时监测轮胎内的压力、温度等信息。当轮胎内的压力、温度异常的时候，传感器可提前告知驾驶员做安全预防，减少轮胎磨损，确保行车过程中的安全。

但是，传统的轮胎压力传感器大多需要一个单独的电子模块，并且需要结构件对其进行保护。结构件至少包含外壳、盖板和胶垫。这三种必需的部件需要进行设计、开发和验证等。而且电子模块是独立的模块，但在实际操作过程中又需要将传感器与气门嘴进行连接固定，然后和气门嘴一起安装在轮胎内。特别是橡胶气门嘴，为避免根部转动导致射频信号丢失，安装气门嘴的时候需要辅助工具，还需要将传感器放在一个相对固定的位置，这样会大大增加主机厂对气门嘴安装的难度以及时间。同时气门嘴和传感器作为两个独立的模块，在连接上还需要进行可靠性测试，比如加速度旋转测试、机械振动测试、应力测试和安装测试等等。即便做了一些测试，传感器也极易因为与胎皮接触而受到应力影响，进一步导致产品失效。因此，需要一种结构简单、可靠性更强的轮胎压力传感器实现对轮胎压力、温度等信息的实时监测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、可靠性更强的轮胎压力传感器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种轮胎压力传感器，包括电子模块、导电连接件以及气门芯。导电连接件具有套筒和分别位于套筒两侧的第一连接端和第二连接端，第一连接端与电子模块电性接触。气门芯具有第一连接部，气门芯的出气侧部分地进入套筒内且第一连接部与第二连接端连接。

在本发明的一实施例中，所述第一连接端为连接片，所述电子模块的射频引脚与所述连接片电连接。

在本发明的一实施例中，所述第二连接端具有卡扣，所述第一连接部具有卡槽。

在本发明的一实施例中，所述套筒具有至少一个开口。

在本发明的一实施例中，轮胎压力传感器还包括弹性套，包覆在所述电子模块与所述第一连接端外部。

在本发明的一实施例中，所述弹性套呈圆柱形。

在本发明的一实施例中，所述电子模块具有传感芯片，所述弹性套上具有气孔，所述气孔与所述传感芯片相通。

在本发明的一实施例中，所述弹性套是一体注塑在所述电子模块及所述第一连接端外部。

在本发明的一实施例中，所述第一连接部位于所述气门芯的非活动部分。

本发明为解决上述技术问题还提供了一种气门嘴组件，包括如上述所述的轮胎压力传感器以及气门嘴，其中所述轮胎压力传感器适于安装在所述气门嘴内部。

在本发明的一实施例中，所述气门芯靠近进气侧的部分具有螺纹，所述气门芯通过所述螺纹螺接于所述气门嘴内部。

与现有技术相比，本发明的一种轮胎压力传感器中，通过导电连接件将电子模块和气门芯连接在一起，既起到机械连接作用，又起到电气连接作用，整个传感器呈圆柱形，适合放入气门嘴内部中。因此，可以将轮胎压力传感器内嵌到气门嘴内部，使气门嘴整体作为传感器的天线。气门嘴的金属部分充分保护传感器的电子模块，电子模块又能实时地检测轮胎内部压力、温度等信息。这样不仅提高了整车厂安装的灵活性，也增强了电子模块对外界应力的抗性。

附图说明

包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1是本发明一实施例的轮胎压力传感器分解图。

图2是本发明一实施例的轮胎压力传感器组装示意图。

图3是本发明一实施例的电子模块与导电连接件连接示意图。

图4是本发明一实施例的气门芯与导电连接件连接的剖视图。

图5是本发明一实施例的气门嘴组件分解图。

图6是本发明一实施例的气门嘴组件剖视图。

图7是本发明一实施例的电子模块结构框图。

图1-图7中的附图标记列表如下：

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。

实施例一

图1是本发明一实施例的气门芯、金属连接件与电子模块连接示意图。如图1所示，本实施例中的一种轮胎压力传感器包括电子模块110、导电连接件120以及气门芯130。电子模块110具有电路板111，电路板111上可设置例如传感芯片112的各种电子器件，这将在之后描述。电路板111上具有射频引脚113，用于连接天线。导电连接件120具有套筒123以及分别位于套筒两侧的第一连接端121和第二连接端122。第一连接端121与电子模块110电性接触。在本实施例中第一连接端121可为连接片的形式，电子模块110的射频引脚113与连接片电性接触。参考图3所示，举例来说，第一连接端121可通过焊接的方式与电子模块110固定。然而，也可以选择其他固定连接方式或者非固定连接方式(例如螺接)。气门芯130具有进气侧(图中左侧)和出气侧(图中右侧)。进气侧有活动的芯杆132。气门芯130周缘设有第一连接部131。气门芯130出气侧部分地进入套筒123内，并且气门芯130的第一连接部131与导电连接件120的第二连接端122连接。举例来说，第二连接端122上具有卡扣125，第一连接部131是卡槽的形式。二者的连接是通过卡扣与卡槽的相互配合实现的，参考图4所示。

另外，套筒123上具有至少一个套筒开口124(图中示出3个)，其目的是在充气的时候引导从气门芯130出气侧流出的气流进入轮胎内部。

图2是本实施例的轮胎压力传感模块示意图。在图1所示部件组装完毕后，电子模块110与导电连接件120之间通过焊接的方式连接，导电连接件120与气门芯130之间通过卡扣与卡槽连接。在本实施例中，轮胎压力传感器还包括弹性套140，其通过一体注塑包裹于电子模块110与第一连接端121外部。弹性套140在本实施例中主要功能为保护电子模块110。除此之外，弹性套140上具有气孔141，气孔141与电子模块110上的传感芯片112相通，压力以及可选的温度等信息的检测通过气孔141传递。

典型地，导电连接件120可使用金属，例如铜。因此，导电连接件120在刚性连接电子模块110与气门芯130的同时起到射频传输的作用。

典型地，弹性套140可使用橡胶等弹性材质。在本发明的一实施例中，注塑后的弹性套140为圆柱形，圆柱直径小于气门嘴密封部分的直径，从而能够放置到气门嘴内部。

需要强调的是，在本实施例中第一连接部131位于气门芯130的非活动部分，即充放气时不移动的部位，因此充放气时电子模块110不移动。这可以减少充放气对电子模块110的扰动，增加使用寿命。

图7是本发明一实施例的电子模块结构框图。参考图7所示，在本发明的一实施例中，电子模块110包含传感芯片112、电池114、时钟模块115、低频电路116以及匹配电路117。在一个实施例中，传感芯片112集成了压力传感器112a、温度传感器112b、加速度传感器112c、微控制器112d以及射频模块112e等模块。压力、温度的检测通过弹性套140的气孔141传递。微控制器112d可控制电子模块110的整体运作，包括参数采集、数据发射等。射频模块112e可连接匹配电路117，匹配电路117通过射频引脚113连接导电连接件120，再通过导电连接件连接气门芯130，从而发射和接收信号。低频电路116可用于接收低频唤醒信号，从而唤醒电子模块110开始工作。

在本发明的一实施例中，电池114的供电部分采用小体积圆柱形的电池。

实施例二

本发明的一实施例还提出了一种气门嘴组件，包括如上述任一实施例所述的轮胎压力传感器100以及气门嘴200，其中轮胎压力传感器100适于安装在气门嘴200内部。

图5是本发明一实施例的整体设计模型。如图5所示，气门芯130靠近进气侧(图示左侧)的部分具有螺纹133，气门芯130通过螺纹133螺接于气门嘴200内部。气门嘴200通过其大直径段210卡在轮辋孔上。气门嘴的头部(图中左侧)位于轮胎外，气门嘴的尾部(图中右侧)位于轮胎内。

在本发明的一实施例中，气门嘴200可选用常规的气门嘴。

图6是本发明一实施例的气门嘴组件内部构造的切面示意图。如图6所示，轮胎压力传感器100固定在气门嘴200内部，且通过气门嘴尾部的通孔202与轮胎相通。电子模块110位于气门嘴内腔201内，传感芯片112通过气孔141能检测到轮胎内的压力、温度信息。

进一步，气门芯130与气门嘴200螺接的部分均为金属件，因此气门嘴也可作为轮胎压力传感器100的天线。

本发明的轮胎压力传感器的优势如下：

(1)体积小，设计成条状且与气门芯组装，并能安装在气门嘴内，实现隐形及轻量化；

(2)安装灵活：对用户来说只需要将带有电子模块的气门芯拧到气门嘴内即可，操作简便；气门嘴是金属件，能够保护电子模块，在安装的时候不用考虑其他外界因素对电子模块的影响；

(3)增强外界力抗性：由于气门嘴是金属件，可以承受高强度外力，保护内部传感器免受外力的影响，提高使用寿命；

(4)成本低：由于传感器可嵌入在气门嘴内部，节约了传统的外壳开发成本、试验成本、包装成本和运输成本；

(5)智能化：从气门嘴外观上看和普通的气门嘴一样，但增加此小体积传感器后，气门嘴就变得更智能，兼容了更多的功能。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种轮胎压力传感器，包括：

电子模块，具有电路板和设置于所述电路板上的传感芯片；

导电连接件，具有套筒和分别位于所述套筒两侧的第一连接端和第二连接端，所述第一连接端与所述电子模块电性接触；

气门芯，具有第一连接部，所述第一连接部位于所述气门芯靠近出气侧的周缘，且当所述第一连接部与所述第二连接端连接时，所述气门芯的出气侧部分地进入所述套筒内；其中，

所述电子模块通过与所述导电连接件和所述气门芯的连接接收和/或发射信号。

2.如权利要求1所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述第一连接端为连接片，与所述电子模块的射频引脚电性接触。

3.如权利要求1所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述第二连接端具有卡扣，所述第一连接部具有卡槽。

4.如权利要求1所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述套筒具有至少一个开口。

5.如权利要求1所述的轮胎压力传感器，其特征在于，还包括弹性套，包覆在所述电子模块与所述第一连接端外部。

6.如权利要求5所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述弹性套呈圆柱形。

7.如权利要求5所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述弹性套上具有气孔，所述气孔与所述传感芯片相通。

8.如权利要求5所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述弹性套是一体注塑在所述电子模块及所述第一连接端外部。

9.如权利要求1所述的轮胎压力传感器，其特征在于，所述第一连接部位于所述气门芯的非活动部分。

10.一种气门嘴组件，包括如权利要求1-9任一项所述的轮胎压力传感器以及气门嘴，其中所述轮胎压力传感器适于安装在所述气门嘴内部。

11.如权利要求10所述的气门嘴组件，其特征在于，所述气门芯靠近进气侧的部分具有螺纹，所述气门芯通过所述螺纹螺接于所述气门嘴内部。