CN204605422U - 轮胎压力监测传感器 - Google Patents

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李威
伏大仲
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Baolong Huofu (Shanghai) Electronics Co., Ltd.
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0491—Constructional details of means for attaching the control device
    • B60C23/0494—Valve stem attachments positioned inside the tyre chamber

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本实用新型涉及一种轮胎压力监测传感器，包括壳体、电池、传感器芯片和印刷电路板，该电池、该传感器芯片和该印刷电路板组装于该壳体内，该印刷电路板具有相对的第一侧面和第二侧面，该传感器芯片设于该印刷电路板的该第一侧面，该电池设于该印刷电路板的该第二侧面，当该传感器通过气门嘴安装于轮胎的轮辋上时，该第一侧面朝向轮辋的圆心，该第二侧面远离轮辋的圆心，且该传感器的重心位于气门嘴安装轮辋孔的轴线上方。本实用新型的轮胎压力监测传感器，在汽车行驶过程中不容易出现偏移翻转。

Description

轮胎压力监测传感器
技术领域
本实用新型涉及一种与气门嘴连接的轮胎压力监测传感器(Tire PressureMonitoring Sensor，简称TPMS)。
背景技术
轮胎压力监测系统是安装在汽车上以监测汽车的轮胎压力和温度。轮胎压力监测系统包括传感器和接收机。轮胎压力监测传感器安装到各个轮胎上，检测轮胎压力和温度并传输给汽车车身上的接收机。
轮胎压力监测传感器有外置式和内置式两种安装方式。外置式安装方式是将传感器安装在轮胎外部，例如安装在气门嘴嘴部。内置式安装方式是安装在轮胎内部。
为了提高安装强度，提出了将传感器与气门嘴连接的方案。图1示出已知的轮胎压力监测传感器分解结构以及与传感器连接的气门嘴，图2示出图1所示传感器的安装状态。参考图1和图2所示，传感器壳体20内设置电子元器件21、印刷电路板(PCB)22、芯片23、电池24和天线25，最后利用灌封胶类物质进行包裹封装。壳体20内电池24位于气门嘴10的中轴线I-I左侧，芯片23、电子元器件21以及天线25位于气门嘴10的中轴线I-I右侧，其两部分分别处于壳体内左右两侧的位置，自然处于左右排列状态。整个传感器通过螺钉26与气门嘴10的球头11连接。在此，中轴线I-I是指轮辋12的中心孔与气门嘴10安装孔连接成一个平面，将轮辋12与传感器分割成左右两个半剖面，以气门嘴10为中心形成的中轴线。
PCB 22的表面通过充填胶类物质，将上述所有器件进行包裹于外壳20的腔体之内，进行密封防护。这种内部组装方式体积占用大，空间利用率低下，因而导致整体传感器的组合体积较大。在组合空间内充填的胶类物质较大，壳体及其它零部件的体积也较大，从而导致相应的重量比较重。这样的传感器装配到汽车轮辋12上，由于轮辋12在前后旋转过程中，传感器始终受到轮辋12从中心方向向外圆心外围的离心力。根据相同条件下，体积越大，重量越重，其所承受的离心力也相应的大幅度升高。当轮辋12高速旋转(且因速度与路面平整度的变化)时，产生向心(离心)力大小也相应快速变化，造成气门嘴所受径向载荷不断变化，从而引起传感器的产品重心不稳定，在轮辋12内部出现往复式翻转，极容易导致轮胎装配气门嘴10处渗露气。
另一方面，如图2所示，传感器安装后长度延伸方向X-Y与气门嘴10中轴线I-I垂直，组装在发射机壳体内的电池24、电子元器件21、天线25及芯片23，重心偏向中轴线I-I朝轮辋圆心方向，即整体传感器的重心自然分布于气门嘴中轴线I-I以下，且左右重量没有对称关系。这种结构导致传感器安装到轮辋12上时，在汽车行驶过程或者刹车过程中容易受到轮辋12在前进或后退方向的不同离心力，传感器(包括气门嘴)整个电子模块绕气门嘴10轴线出现翻转，气门嘴的密封胶垫会长期处于应力状态，长时间的使用密封胶垫容易产生泄露气的风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种轮胎压力监测传感器，其在汽车行驶过程中不容易出现偏移翻转。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种轮胎压力监测传感器，包括壳体、电池、传感器芯片和印刷电路板，该电池、该传感器芯片和该印刷电路板组装于该壳体内，该印刷电路板具有相对的第一侧面和第二侧面，该传感器芯片设于该印刷电路板的该第一侧面，该电池设于该印刷电路板的该第二侧面，当该传感器通过气门嘴安装于轮胎的轮辋上时，该第一侧面朝向轮辋的圆心，该第二侧面远离轮辋的圆心，且该传感器的重心位于气门嘴安装轮辋孔的轴线上方。
在本实用新型的一实施例中，当该传感器安装于轮胎的轮辋上时，该壳体顶面所处平面与轮辋沟槽的夹角分布于0-60度的区域内。
在本实用新型的一实施例中，轮胎压力监测传感器还包括金属支架，该金属支架与该印刷电路板连接为整体，且位于该印刷电路板与该电池之间。
在本实用新型的一实施例中，该印刷电路板的该第二侧面的尺寸与该电池的尺寸相当。
在本实用新型的一实施例中，该电池的尺寸与该壳体内用于容置该电池的容置部的尺寸匹配。
在本实用新型的一实施例中，该壳体的横截面呈圆形。
在本实用新型的一实施例中，该传感器芯片通过密封胶垫装配到该壳体。
在本实用新型的一实施例中，当该传感器连接气门嘴时，该壳体、该电池、该传感器芯片和该印刷电路板相对于气门嘴安装轮辋孔的轴线对称。
本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于传感器整体重心会分布于气门嘴的轴线B-B的上方，不容易出现翻转，减少气门嘴上的密封胶垫的疲劳度，从而提高其可靠性且延长其使用寿命，降低轮胎渗漏气压的风险。而且传感器产品内部空间堆放极为紧凑，重量极轻，所承受的离心力较小，也可使传感器更不容易翻转。
附图说明
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：
图1示出已知的轮胎压力监测传感器分解结构以及与传感器连接的气门嘴。
图2示出图1所示传感器的安装状态。
图3示出本实用新型一实施例的轮胎压力监测传感器分解结构以及与传感器连接的气门嘴。
图4示出图3所示传感器的安装状态。
图5示出图4所示传感器的安装状态的剖视图。
图6示出图4所示传感器的安装状态的俯视图。
具体实施方式
本实用新型的轮胎压力监测传感器的内部结构采用全新的组装方式和重量分配方式，从而在汽车行驶过程中不容易出现偏移翻转。
图3示出本实用新型一实施例的轮胎压力监测传感器分解结构以及与传感器连接的气门嘴。参考图3所示，轮胎压力监测传感器主要包括壳体40、电池41、传感器芯片42、以及印刷电路板(PCB)43。电池41、传感器芯片42和PCB43组装于壳体40内。PCB 43具有相对的第一侧面和第二侧面，从图中看，下侧面B为第一侧面，上侧面F为第二侧面。传感器芯片42设于PCB 43的第一侧面，电池41设于PCB 43的第二侧面，且传感器芯片42、PCB 43和电池41位于同一轴线(轴线A-A)上。轴线A-A在图中为垂直方向。
与已知的轮胎压力监测传感器的一个不同之处是，本实施例的轮胎压力监测传感器使用了垂直组装方式。也就是说，电池41与传感器芯片42不再处于同一平面或近似水平面上，而是电池41、传感器芯片42和PCB 43这三个主要部件垂直组装于壳体40内。这种紧凑布置方式的优点是可以显著缩小传感器壳体在轮辋的圆周方向(图3、4中为垂直纸面方向)的尺寸，却不会明显增加传感器壳体在轴线A-A方向的尺寸，这样传感器的体积可以显著缩小。
与前述垂直组装方式配合的是，PCB 43在平面上(例如下侧面B上)的尺寸不必像已知传感器那么大，而是缩小到与电池41的尺寸相当。相应地，壳体40在平面上的尺寸也可以缩小到刚刚足够容纳PCB 43和电池41。具体地说，壳体40内形成容置部40c来容置电池41，此容置部40c的尺寸可以与电池41的尺寸匹配。例如容置部40c仅比电池41的尺寸略大。
壳体40的横截面大致上可呈圆形。当然，可以理解壳体40也可选择其他常见形状，例如矩形。壳体40典型地由上盖40a和下盖40b拼接而成。在部件组装完成后，上盖40a及下盖40b可以采用激光焊接成一体，进行密封。壳体40内部可以无灌封胶类及其它密封介质，以进一步减小体积。
在安装方式上，传感器芯片42及其它电子元器件可以通过焊接贴于PCB43的下侧面B。传感器芯片42可以通过密封胶垫44贴附到下盖40b。密封胶垫44可以是橡胶垫。下盖40b上设有通气孔46，供传感器芯片42感知外部的气压和温度。
电池41通过金属支架45衬托。金属支架45与PCB 43连接为一个整体，且金属支架位于PCB 43与电池41之间。另外，PCB 43的下侧设有天线47。
图4示出图3所示传感器的安装状态。图5示出图4所示传感器的安装状态的剖视图。图6示出图4所示传感器的安装状态的俯视图。参考图4-6所示，组装时传感器的壳体40通过螺钉与气门嘴30连接，然后气门嘴30组装到轮辋50的轮辋孔51上。此时壳体内PCB 43的下侧面B朝向轮辋50的圆心，即朝向F方向，而上侧面F远离轮辋50的圆心，即朝向T方向。与已知的轮胎压力监测传感器的另一个不同之处是，本实施例的轮胎压力监测传感器由于将电池41设在PCB 43的上侧面F，此时只需配合适当的重量分配，将整个传感器的重心设在轮辋孔51的中轴线B-B的上方。
也就是说，传感器使用过程中，其重心朝向轮辋50的外侧，即图中的T方向，在轮辋装配TPMS使用过程中，因轮辋朝向前面旋转，TPMS整体重心始终朝向前方进行倾斜，因此不容易出现偏移翻转。
参考图4所示，组装时，上盖40a、下盖40b以及内部结构件，例如电池41、PCB 43和传感器芯片42的位置近似互相平行。并且，当传感器安装于轮辋50上时，上盖40a的顶面所处平面与轮辋沟槽的夹角α分布于0-60度的区域内。这一夹角设计的优势是，使整个传感器的重心自然设在轮辋孔51的中轴线B-B之上，而无需进行特别的重量分配。
再者，传感器的各个部分，如壳体40、电池41、传感器芯片42、PCB 43、电子元器件等可以相对于各个轴线对称分布。例如相对于气门嘴安装轮辋孔的轴线B-B左右对称。
本实用新型的轮胎压力传感器相对于已有传感器具有如下优点：
1、由于传感器整体重心会分布于轴线B-B的上方，不容易出现翻转，减少气门嘴上的密封胶垫11的疲劳度，从而提高其可靠性且延长其使用寿命，降低轮胎渗漏气压的风险。
2、传感器产品内部空间堆放极为紧凑，重量极轻，所承受的离心力较小，也可使传感器更不容易翻转。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种轮胎压力监测传感器，包括壳体、电池、传感器芯片和印刷电路板，该电池、该传感器芯片和该印刷电路板组装于该壳体内，该印刷电路板具有相对的第一侧面和第二侧面，其特征在于，
该传感器芯片设于该印刷电路板的该第一侧面，该电池设于该印刷电路板的该第二侧面，当该传感器通过气门嘴安装于轮胎的轮辋上时，该第一侧面朝向轮辋的圆心，该第二侧面远离轮辋的圆心，且该传感器的重心位于气门嘴安装轮辋孔的轴线上方。
2.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，当该传感器安装于轮胎的轮辋上时，该壳体顶面所处平面与轮辋沟槽的夹角分布于0-60度的区域内。
3.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，还包括金属支架，该金属支架与该印刷电路板连接为整体，且位于该印刷电路板与该电池之间。
4.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，该印刷电路板的该第二侧面的尺寸与该电池的尺寸相当。
5.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，该电池的尺寸与该壳体内用于容置该电池的容置部的尺寸匹配。
6.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，该壳体的横截面呈圆形。
7.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，该传感器芯片通过密封胶垫装配到该壳体。
8.如权利要求1所述的轮胎压力监测传感器，其特征在于，当该传感器连接气门嘴时，该壳体、该电池、该传感器芯片和该印刷电路板相对于气门嘴安装轮辋孔的轴线对称。
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