CN1761581A - 轮胎用传感器装置 - Google Patents

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Abstract

一种不会妨碍轮胎的轮辋组装操作、并可以提高信息发送能力的轮胎用传感器装置。该轮胎用传感器装置是在设置在轮胎气室内的状态下检测轮胎内部信息、将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置，其具备收纳电子部件的壳体、和与上述电子部件电连接并伸出到上述壳体的外部的天线，该天线的前端部可通过轮胎旋转时的离心力而自如地向轮胎直径方向外侧偏转。

Description

轮胎用传感器装置
技术领域
本发明涉及用于检测内部气压等轮胎内部信息的轮胎用传感器装置，更具体地说，涉及不会妨碍轮胎的轮辋组装操作、提高了信息发送能力的轮胎用传感器装置。
背景技术
以往，为了监视内部气压或温度等轮胎内部信息，通常进行如下操作：在轮辋的凹槽(well)部安装传感器装置，用该传感器装置检测轮胎的内部信息，然后利用电波将该检测结果发送给轮胎外部的接收装置。
在这样的轮胎用传感器装置中，一般在印刷电路板上搭载传感器和信息发射器，在该印刷电路板上印刷信息发送用的天线，然后将这些传感器和信息发射器与印刷电路板一起收纳到薄的壳体里。
在将上述传感器装置安装到轮辋的凹槽部的时候，如果使壳体的底面紧贴凹槽部的表面，传感器装置就不会妨碍轮胎的轮辋组装操作。然而，由于如上述那样，所有的传感器装置都具备印刷在印刷电路板上的天线，因此会有这样的问题：如果将印刷电路板与凹槽部平行地配置，则信号发送效率就会非常差。因此，现状是：以电路板相对于轮辋的凹槽部直立的方式安装传感器，与此相应，就要忍受轮辋组装作业性的低下。另外，虽然也提出了将信息发送用的天线伸出到壳体的外部的传感器装置，但是这样也无法避免轮辋组装操作性的低下(例如，参照日本特表平10-504783号公报)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不会妨碍轮胎的轮辋组装操作、并可以提高信息发送能力的轮胎用传感器装置。
为达成上述目的的本发明的轮胎用传感器装置，是在设置于轮胎气室内的状态下检测轮胎内部信息、并将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置，其特征在于，具备收纳电子部件的壳体、和与上述电子部件电连接并同时伸出到上述壳体的外部的天线，该天线的前端部可通过轮胎旋转时的离心力而自如地向轮胎直径方向外侧偏转。
更具体地说，本发明的轮胎用传感器装置，是在设置于轮胎气室内的状态下检测轮胎内部信息、将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置，其特征在于，具备检测上述轮胎内部信息的传感器、发送上述轮胎内部信息的信息发射器、收纳传感器和信息发射器等电子部件的壳体、和与上述电子部件电连接并伸出到上述壳体的外部的天线，该天线的前端部可通过轮胎旋转时的离心力而向轮胎直径方向外侧自如地偏转。
这样，通过使天线伸出到壳体外部、同时借助轮胎旋转时的离心力而使该天线的前端部向轮胎直径方向外侧自如地偏转，在行驶的时候，天线的前端部就会向轮胎直径方向外侧偏转，可以发挥优异的信息发送能力。另外，在将传感器装置安装到轮辋的凹槽部的时候，例如只要以相对于凹槽部的表面大致平行的方式配置壳体，并尽可能地减小从凹槽部的表面的伸出量，就不会妨碍车轮的组装操作。
在本发明中，还有下述那样的优点：即使在漏气行驶(run-flat)时在轮胎的胎面中央部产生压曲(buckling)，设置在轮胎气室内的传感器装置也不易与轮胎的内表面冲突。
在本发明中，作为用于使天线的前端部自如地偏转的方案，优选天线由具有柔软性的导电性材料构成。例如，天线可以由填充了导电性填充物的弹性材料构成，或者由在导电性的芯线上包覆绝缘皮的绝缘线构成。在任何一种情况下，为了得到良好的柔软性，天线的安装部的抗弯强度都优选为60Nmm2或其以下。
作为用于使天线的前端部自如地偏转的其他方案，可以由旋转机构摆动自如地构成天线，或者由滑动机构伸缩自如地构成天线。
天线的长度优选为通信中所使用的电磁波的波长的1/2、1/4、1/8或1/16。这样，就可以发挥更优异的信息发送能力。另外，优选在天线的前端部安装绝缘性的重锤。这样，就可以促进由离心力而引起的、天线的前端部的偏转。进而，优选在天线的周围包覆绝缘性的隔离套(spacer)。这样，就可以可靠地避免停车时天线和轮辋之间的间隔变小从而产生电波干涉，发挥更优异的信息发送能力。
附图说明
图1是表示将由本发明的第1实施方式形成的轮胎用传感器装置安装在轮辋的凹槽部的状态的立体图。
图2是表示由本发明的第1实施方式形成的轮胎用传感器装置的侧视图。
图3是表示由本发明的第1实施方式形成的轮胎用传感器装置的俯视图。
图4是例示本发明的传感器单元的俯视图。
图5是表示由本发明的第1实施方式形成的轮胎用传感器装置的变形例的侧视图。
图6是表示由本发明的第1实施方式形成的轮胎用传感器装置的另一变形例的侧视图。
图7是表示由本发明的第2实施方式形成的轮胎用传感器装置的侧视图。
图8是表示由本发明的第2实施方式形成的轮胎用传感器装置的俯视图。
图9是表示由本发明的第2实施方式形成的轮胎用传感器装置的变形例的侧视图。
图10是表示由本发明的第2实施方式形成的轮胎用传感器装置的另一变形例的侧视图。
图11是表示由本发明的第3实施方式形成的轮胎用传感器装置的侧视图。
图12是表示由本发明的第3实施方式形成的轮胎用传感器装置的俯视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的构成详细地进行说明。
图1～图3表示由本发明的第1实施方式形成的轮胎用传感器装置，图4是传感器单元的例示图。如图1所示，本实施方式的轮胎用传感器装置，是在配置在轮胎气室内、例如轮辋的凹槽部W上的状态下检测轮胎内部信息，并将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置；如图2及图3所示，其具备收纳电子部件的壳体1和伸出到该壳体1的外部的天线2。
在壳体1的内部收纳有如图4所示那样的传感器单元10。该传感器单元10是在印刷电路板上搭载传感器12、信息发射器13、电池14和控制电路15等电子部件的单元。作为传感器12，可以使用压力传感器和温度传感器中的至少一种。在构成信息发射器13的电子部件上，电连接有天线2。即，传感器单元10用压力传感器测定轮胎空气压力、用温度传感器测定轮胎内的温度，通过天线2将其测定结果向轮胎外部发送。
天线2由具有柔软性的导电性材料构成。因此，天线2的前端部2a可借助轮胎旋转时的离心力而向轮胎直径方向外侧自如地偏转。由此，行驶时天线2向轮胎直径方向外侧立起来，其前端部2a向轮胎直径方向外侧偏转，因此可以发挥优异的信息发送能力。另外，由于天线2具有柔软性，因此如果相对于凹槽部的表面大致平行地配置壳体1，就不会妨碍轮胎的轮辋组装操作。特别是在天线2是由具有柔软性的导电性材料构成的情况下，还会有天线的构造简单这样的优点。
天线2其材料没有特别限制，可以由填充了导电性填充物的弹性材料构成。例如可以使用在橡胶或合成树脂中填充了碳黑等的材料。另外，天线2还可以由在导电性的芯线上包覆绝缘皮的绝缘线来构成。在这里，天线2的向壳体1的安装部2b的抗弯强度(抗弯硬度)为60Nmm2或其以下。如果该部分的抗弯强度超过60Nmm2，柔软性就会不充分。该抗弯强度是由ASTM D747实验得到的弯曲模数E(N/mm2)与截面惯性矩I(mm4)的积EI。
天线2的长度为应用于通信的电磁波的波长的1/2、1/4、1/8或1/16。通过将天线2的长度设定为上述长度，就可以发挥更优异的信息发送能力。
图5是表示在第1实施方式的轮胎用传感器装置中，在天线2的前端部2a上安装绝缘性的重锤3的状态的图。如图5所示，通过在天线2的前端部2a上安装重锤3，就可以借助轮胎旋转时在重锤3上产生的离心力促进天线2的前端部2a的偏转。而且由于重锤3是绝缘性的，因此天线2和轮辋就不会电性地连接。
图6是表示在第1实施方式的轮胎用传感器装置中，在天线2的周围包覆绝缘性的隔离套4的状态的图。如图6所示，通过在天线2的周围包覆绝缘性的隔离套4，就可以避免停车时由轮辋引起的电波干涉，发挥更优异的信息发送能力。作为这样的隔离套，可以使用泡沫材料等。
另外，虽然可以在天线2上同时安装重锤3和隔离套4，但也可以使隔离套4具有重锤的功能。
图7和图8是表示由本发明的第2实施方式形成的轮胎用传感器装置的图。本实施方式的轮胎用传感器装置，是在配置在轮胎气室内的状态下检测轮胎内部信息，将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置；如图7及图8所示，其具备收纳电子部件的壳体21和伸出到该壳体21的外部的天线22。在壳体21中收纳有与上述相同的传感器单元。
天线22由旋转机构摆动自如地构成。即，天线22被旋转自如地支撑在旋转轴25的周围，所述旋转轴25是在壳体的宽度方向上延长的。因此，旋转机构借助轮胎旋转时的离心力而动作，从而天线22的前端部22a向轮胎直径方向外侧自如地偏转。由此，行驶时天线22向轮胎直径方向外侧立起来，其前端部22a向轮胎直径方向外侧偏转，因此可以发挥优异的信息发送能力。另外，如果相对于凹槽部的表面大致平行地配置壳体21，就不会妨碍轮胎的轮辋组装操作。另外，在没有产生离心力时，也可以用弹簧等来加载，从而使天线22处于没有从壳体21伸出的状态。
图9是表示在第2实施方式的轮胎用传感器装置中，在天线22的前端部22a上安装了绝缘性的重锤23的状态的图。如图9所示，通过在天线22的前端部22a上安装绝缘性的重锤23，就可以借助轮胎旋转时在重锤23上产生的离心力来促进天线22的前端部22a的偏转。而且由于重锤23是绝缘性的，因此天线22和轮辋就不会电性地连接。
图10是表示在第2实施方式的轮胎用传感器装置中，在天线22的周围包覆绝缘性的隔离套24的状态的图。如图10所示，通过在天线22的周围包覆绝缘性的隔离套24，就可以避免停车时由轮辋引起的电波干涉，发挥更优异的信息发送能力。
图11和图12是表示由本发明的第3实施方式形成的轮胎用传感器装置的图。本实施方式的轮胎用传感器装置，是在配置在轮胎气室内的状态下检测轮胎内部信息，将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置；如图11及图12所示，其具备收纳电子部件的壳体31和伸出到该壳体31的外部的天线32。在壳体31中收纳有与上述相同的传感器单元。
天线32由旋转机构摆动自如地构成，并且由滑动机构伸缩自如地构成。即，天线32被旋转自如地支撑在旋转轴35的周围，所述旋转轴35是在壳体的宽度方向上延长的。而且，天线32由滑动自如地层叠的多根管材构成，其最大伸长量受到限定。因此，旋转机构和滑动机构借助轮胎旋转时的离心力而动作，从而天线32的前端部32a向轮胎直径方向外侧自如地偏转。由此，行驶时天线32向轮胎直径方向外侧立起来，其前端部32a向轮胎直径方向外侧偏转，因此可以发挥优异的信息发送能力。另外，如果相对于凹槽部的表面大致平行地配置壳体31，就不会妨碍轮胎的轮辋组装操作。另外，在没有产生离心力时，也可以用弹簧等来加载，从而使天线32处于没有从壳体31伸出的状态。
在图11和图12中，在天线32的前端部32a上安装有绝缘性的重锤33。通过这样在天线32的前端部32a上安装绝缘性的重锤33，就可以借助轮胎旋转时在重锤33上产生的离心力来促进天线32的前端部32a的偏转。而且由于重锤33是绝缘性的，因此天线32和轮辋就不会电连接。
以上，对本发明的优选实施方式详细地进行了说明，但是应该理解为，在不脱离权利要求所规定的本发明的精神及范围的情况下，可以对其进行各种变更、代用和置换。
工业应用前景
本发明可以有效应用于轮胎制造业和汽车制造业。

Claims (10)

1.一种轮胎用传感器装置，它是在设置于轮胎气室内的状态下检测轮胎内部信息、并将该检测结果发送到外部的轮胎用传感器装置，其具备收纳电子部件的壳体、和与上述电子部件电连接并伸出到上述壳体的外部的天线，该天线的前端部可通过轮胎旋转时的离心力而向轮胎直径方向外侧自如偏转。
2.如权利要求1所述的轮胎用传感器装置，其中，上述天线由具有柔软性的导电性材料构成。
3.如权利要求1所述的轮胎用传感器装置，其中，上述天线由填充了导电性填充物的弹性材料构成。
4.如权利要求1所述的轮胎用传感器装置，其中，上述天线由在导电性的芯线上包覆绝缘皮的绝缘线构成。
5.如权利要求2～4的任意一项所述的轮胎用传感器装置，其中，上述天线的安装部的抗弯强度为60mm2或其以下。
6.如权利要求1所述的轮胎用传感器装置，其中，由旋转机构摆动自如地构成上述天线。
7.如权利要求1所述的轮胎用传感器装置，其中，由滑动机构伸缩自如地构成上述天线。
8.如权利要求1～7的任意一项所述的轮胎用传感器装置，其中，上述天线的长度为用于通信的电磁波的波长的1/2、1/4、1/8或1/16。
9.如权利要求1～8的任意一项所述的轮胎用传感器装置，其中，在上述天线的前端部安装有绝缘性的重锤。
10.如权利要求1～9的任意一项所述的轮胎用传感器装置，其中，在上述天线的周围包覆有绝缘性的隔离套。
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