DE60225970T2

DE60225970T2 - Sender für ein Reifenüberwachungsgerät und Verfahren zur Herstellung eines Senders für ein Reifenüberwachungsgerät

Info

Publication number: DE60225970T2
Application number: DE60225970T
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Ito; Setsuhiro Saheki; Youichi Okubo
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP3898573B2; EP1270277A2; US20030000297A1; EP1270277B1; TW539628B; KR20030003019A; KR100467959B1; EP1270277A3; US6647772B2; DE60225970D1; JP2003118336A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sender einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Senders einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung.
Im Stand der Technik ist eine Überwachungsvorrichtung für den Zustand eines schlauchlosen Reifens vorgeschlagen worden, um einen Fahrer in die Lage zu versetzen, den Zustand der Fahrzeugreifen aus dem Fahrgastraum heraus zu überprüfen. Eine solche Überwachungsvorrichtung schließt einen Sender, der in jedem Reifen angeordnet und an dem zugeordneten Rad befestigt ist, und einen Empfänger, der an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist, ein. Jeder Sender erfasst den Zustand des zugeordneten Reifens, das heißt, den Innenluftdruck des Reifens und die Innentemperatur des Reifens. Der Sender sendet dann ein Signal, das den erfassten Reifenzustand anzeigt, mit Hilfe drahtloser Übertragung an den Empfänger.
5 und 6 zeigen einen Sender 1 des Standes der Technik, der in der Japanischen Patent-Auslegeschrift Nr. 2000-25430 beschrieben wird. Der Sender 1 schließt einen Ventilschaft 3 ein, der einen Ventileinsatz 2 und ein Harzgehäuse 4 einschließt. Das Basisende des Ventilschafts 3 wird integral mit dem Gehäuse 4 geformt, wenn das Gehäuse 4 geformt wird. Das Gehäuse 4 hat eine Luftleitung 12, die mit einem inneren Luftdurchgang verbunden ist, der sich durch den Ventilschaft 3 erstreckt. Wenn der Reifen mit Luft gefüllt wird, tritt die Luft aus dem Ventileinsatz 2 durch den inneren Luftdurchgang des Ventilschafts 3 und die Luftleitung 12 in den Reifen ein.
Das Gehäuse 4 nimmt eine elektrische Schaltungseinheit 5 und eine Batterie 8, welche die elektrische Schaltungseinheit 5 mit Energie versorgt, auf. Ein Paar von leitfähigen Platten 13 verbindet die Batterie 8 mit der elektrischen Schaltungseinheit 5. Die elektrische Schaltungseinheit 5 schließt ein Schaltungssubstrat 6 und elektrische Einrichtungen 14, wie beispielsweise einen Drucksensor und einen Signalprozessor, ein, die mit dem Schaltungssubstrat 6 verbunden sind. Die elektrischen Einrichtungen 14 werden in 1 schematisch gezeigt. Drei Vorsprünge 7 sind im Gehäuse 4 geformt. Das Schaltungssubstrat 6 hat Löcher, die den Vorsprüngen 7 entsprechen. Die Vorsprünge 7 werden in die Löcher eingesetzt und erhitzt. Dies schmilzt die Enden der Vorsprünge 7 und befestigt die elektrische Schaltungseinheit 5 im Gehäuse 4. Das Gehäuse 4 hat eine Öffnung, die durch eine Abdeckung 10 verschlossen wird.
Wenn der Sender 1 zusammengebaut wird, werden die elektrische Schaltungseinheit 5 und die Batterie 8 zuerst an einer vorbestimmten Position im Gehäuse 4 angeordnet, und die elektrische Schaltungseinheit 5 wird an den Vorsprüngen 7 befestigt. Danach wird das Gehäuse 4 mit einem Vergussmittel 9 gefüllt. Dies hüllt die elektrische Schaltungseinheit 5 und die Batterie 8 in dem Vergussmittel 9 ein. Schließlich wird die Öffnung des Gehäuses 4 durch die Abdeckung 10 abgedichtet. Eine Öffnung 11 erstreckt sich durch die Abdeckung 10, um den Innendruck des Reifens an den Drucksensor der elektrischen Schaltungseinheit 5 mitzuteilen.
Wie weiter oben beschrieben, werden zum Herstellen des Senders 1 zuerst die elektrische Schaltungseinheit 5 und die Batterie 8 im Gehäuse 4 angeordnet, danach wird die elektrische Schaltungseinheit 5 an den Vorsprüngen 7 befestigt, das Gehäuse 4 wird mit dem Vergussmittel 9 gefüllt, und schließlich wird die Abdeckung 10 am Gehäuse 4 befestigt. Dementsprechend sind viele Vorgänge erforderlich, um den Sender 1 herzustellen. Ferner ist, da die Vorsprünge 7 im Gehäuse 4 bereitgestellt werden müssen, um die elektrische Schaltungseinheit 5 zu befestigen, die Struktur des Gehäuses 4 kompliziert. Dies macht es schwierig, die Größe des Senders 1 zu verringern. Außerdem ist Ausrüstung zum Einfüllen des Vergussmittels 9 notwendig, und es ist Zeit erforderlich, damit das Vergussmittel 9 aushärtet. Dies macht das Herstellen des Senders 1 beschwerlich und steigert die Herstellungskosten.
Das Dokument US-A-6 163 255 offenbart ein Reifenventil, das eine an dem Reifenventil angebrachte Reifendruck-Sendeeinheit einschließt. Die Reifendruck-Sendeeinheit ist innerhalb eines Gehäuses enthalten. Die Reifendruck-Sendeeinheit schließt zwei Batterien ein, die an entgegengesetzten Enden einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sind, die innerhalb des Gehäuses sitzt. Ein Vergussmaterial füllt die Räume des Gehäuses um die Batterien, die gedruckte Leiterplatte und verbundene Bauteile aus.
Das Dokument WO-A-01 25033 offenbart eine Vorrichtung zum Überwachen eines Zustands eines Reifens. Die Vorrichtung umfasst ein elektronisches Etikett, das feststehend an einem Reifen befestigt ist. Das elektronische Etikett umfasst einen mit einer Batterie verbundenen Mikrokontroller. Das elektronische Etikett umfasst ebenfalls mit dem Mikrokontroller verbundene Temperatur- und Druckerfassungsstrukturen. Der Mikrokontroller ist mit einer Senderstruktur verbunden. Das elektronische Etikett ist vollständig in einem Einkapselungsmaterial eingekapselt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe, einen Sender einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung, der die Eigenschaft einer überlegenen Feuchtigkeitsbeständigkeit hat, eine Verringerung der Größe ermöglicht und das Herstellen erleichtert, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Senders bereitzustellen.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung einen Sender nach Anspruch 1 bereit.
Eine weitere Perspektive der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 6.
Ausführungsformen der Erfindung werden in abhängigen Ansprüchen offenbart.
Andere Aspekte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden Beschreibung, betrachtet in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die als Beispiel die Prinzipien der Erfindung illustrieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird, zusammen mit Aufgaben und Vorzügen derselben, am besten zu verstehen sein durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Sender einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine Querschnittsansicht, längs der Linie 2-2 in 1, ist,
3 eine Querschnittsansicht ist, die das Einsatzgießen eines Gehäuses illustriert,
4 eine Querschnittsansicht ist, die einen Sender nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
5 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Sender des Standes der Technik einer Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung zeigt, und
6 eine Querschnittsansicht, längs der Linie 6-6 in 5, ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 3 erörtert.
Eine Reifenzustand-Überwachungsvorrichtung schließt einen Sender 21, der in 1 und 2 gezeigt wird, und einen Empfänger (nicht gezeigt), der an einer Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist, ein. Unter Bezugnahme auf 2 ist der Sender 21 in jedem Reifen an einem Rad 15 befestigt. Der Sender 21 erfasst den Zustand des zugeordneten Reifens, das heißt, den Innenluftdruck des Reifens und die Innentemperatur des Reifens. Der Sender 21 sendet dann ein Signal, das den erfassten Reifenzustand anzeigt, mit Hilfe drahtloser Übertragung an den Empfänger. Der Empfänger empfängt das Signal und zeigt die mit dem Reifenzustand verbundenen Informationen auf einer Anzeige an, die im Fahrgastraum angeordnet ist.
Wie in 1 und 2 gezeigt, schließt der Sender 21 ein Harzgehäuse 24 und einen Ventilschaft 23, der sich von dem Gehäuse 24 durch das Rad 15 und aus dem Reifen erstreckt, ein. Eine Buchse 16, die aus Gummi oder Harz hergestellt ist, ist am Basisende des Ventilschafts 23 befestigt. Die Buchse 16 ist in einem Ventilloch 17 angebracht, das im Rad 15 geformt ist. Eine Mutter 19 ist an den Ventilschaft 23 gekoppelt, um das Rad 15 zwischen der Buchse 16 und einem Bund 18 zu befestigen. Dies befestigt den Sender 21 am Rad 15.
Der Ventilschaft 23 hat einen inneren Luftdurchgang. Der Ventileinsatz 22 ist im inneren Luftdurchgang nahe dem distalen Ende des Ventilschafts 23 angeordnet. Das Gehäuse 24 hat eine Luftleitung 32, die mit dem inneren Luftdurchgang des Ventilschafts 23 verbunden ist. Wenn der Reifen mit Luft gefüllt wird, tritt die Luft aus dem Ventileinsatz 22 durch den inneren Luftdurchgang des Ventilschafts 23 und die Luftleitung 32 in den Reifen ein.
Das Gehäuse 24 nimmt eine elektrische Schaltungseinheit 25 und eine Batterie 28, welche die elektrische Schaltungseinheit 25 mit Energie versorgt, auf. Ein Paar von leitfähigen Platten 33 verbindet die Batterie 28 mit der elektrischen Schaltungseinheit 25. Die elektrische Schaltungseinheit 25 schließt ein Schaltungssubstrat 26 und elektrische Einrichtungen 29, wie beispielsweise einen Drucksensor und einen Signalprozessor, ein, die mit dem Schaltungssubstrat 26 verbunden sind. Die elektrische Schaltungseinheit 25 erfasst den Zustand des Reifens und erzeugt ein Signal, das den erfassten Reifenzustand anzeigt. Eine Öffnung 31 erstreckt sich durch das Gehäuse 24, um den Innendruck des Reifens an den Drucksensor der elektrischen Schaltungseinheit 25 mitzuteilen.
Das Gehäuse 24 wird spritzgegossen. Im Einzelnen werden das Basisende des Ventilschafts 23, die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 als Einsätze in einer Gussform angeordnet, die zum Formen des Gehäuses 24 verwendet wird. In diesem Zustand wird die Gussform mit geschmolzenem Harz gefüllt, um die Einsätze in dem Harz einzuhüllen. Wenn das Harz aushärtet, wird das Gehäuse 24 integral mit den Einsätzen geformt. Dementsprechend wird bei der bevorzugten Ausführungsform das Gehäuse 24 einsatzgegossen, um die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 in dem Harz einzubetten, welches das Gehäuse 24 bildet.
Um das Einsatzgießen durchzuführen, werden zum Beispiel die Einsätze oder die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28, wie in 3 gezeigt, in einem Hohlraum 42 in einer Gussform 41 angeordnet. Die Batterie 28 wird durch die leitfähigen Platten 27 getragen und mit der elektrischen Schaltungseinheit 25 verbunden. Obwohl es in 3 nicht gezeigt wird, wird das Basisende des Ventilschafts 23, das ein Einsatz ist, ebenfalls im Hohlraum 42 angeordnet. Ein Stützzapfen 40, der als Stütze dient, wird in den Hohlraum 42 eingesetzt, um die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 an einer vorbestimmten Position im Hohlraum 42 zu halten.
In diesem Zustand wird geschmolzenes Harz in den Hohlraum 42 eingespritzt, um die Einsätze in dem Harz einzubetten. Der Stützzapfen 40 wird aus dem Hohlraum 42 entfernt gerade bevor das Einspritzen des Harzes abgeschlossen ist. Das Gehäuse 24, das integral mit dem Basisende des Ventilschafts 23, der elektrischen Schaltungseinheit 25 und der Batterie 28 geformt wird, ist abgeschlossen, wenn das Harz aushärtet.
Der Stützzapfen 40 kann dadurch als Kühlzapfen eingesetzt werden, dass der Stützzapfen 40 mit einer Kühleinrichtung 43 verbunden wird. In diesem Fall berührt der Stützzapfen 40 die Batterie 28, wenn er die Batterie 28 stützt. Wenn das geschmolzene Harz, dessen Temperatur verhältnismäßig hoch ist, in den Hohlraum 42 eingespritzt wird, kühlt der Stützzapfen 40 die Batterie 28. Dies verhindert, dass die Leistung der Batterie 28 durch Wärme beeinträchtigt wird.
Die bevorzugte Ausführungsform hat die weiter unten beschriebenen Vorzüge.
Das Gehäuse 24 wird einsatzgegossen, um das Basisende des Ventilschafts 23, die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 in dem Harz einzubetten, welches das Gehäuse 24 bildet. Mit anderen Worten, die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 werden mit dem Gehäuse 24 verbunden, wenn das Gehäuse 24 geformt wird. Folglich werden das Verbinden der elektrischen Schaltungseinheit 25 und der Batterie 28 mit dem Gehäuse 24 und das Formen des Gehäuses 24 nicht gesondert durchgeführt. Ferner werden die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 in dem Harz eingebettet, welches das Gehäuse 24 bildet. Folglich müssen die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 nicht in ein Vergussmittel eingehüllt werden. Dementsprechend wird, im Vergleich mit dem in 5 und 6 gezeigten Stand der Technik das Herstellen des Senders 21 erleichtert. Ferner wird die zum Herstellen des Senders 21 erforderliche Zeit verringert, und die Kosten zum Herstellen des Senders 21 werden vermindert. Zusätzlich ist eine Struktur zum Fixieren der Batterie 28 und der elektrischen Schaltungseinheit 25 im Gehäuse 24, wie beim Stand der Technik, nicht erforderlich. Dies ermöglicht, dass die Größe des Senders 21 verringert wird.
Die elektrische Schaltungseinheit 25 und die Batterie 28 werden unmittelbar in dem Harz eingehüllt, welches das Gehäuse 24 bildet. Folglich hat der Sender 21 die Eigenschaft einer überlegenen Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Unter Bezugnahme auf 4 werden bei einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung die elektrischen Einrichtungen 29, die mit dem Schaltungssubstrat 26 verbunden sind, in einem Dämpfungsmaterial (Beanspruchung absorbierenden Material) 45 eingehüllt, das eine verhältnismäßig niedrige Härte hat. Ein Material, das weicher ist als das Harz, welches das Gehäuse 24 bildet, und auf zufriedenstellende Weise eine Beanspruchung absorbiert, die auf das Gehäuse 24 einwirkt, wird als das Dämpfungsmaterial 45 verwendet. Ein solches Material kann ein elastischer Körper, wie beispielsweise Gummi, oder ein viskoser elastischer Körper, wie beispielsweise Silikongel, sein. Es ist besonders zu bevorzugen, dass Silikongel verwendet wird, da Silikongel die Eigenschaft einer überlegenen Wärmebeständigkeit und ein überlegenes Schwingungs- und Stoßdämpfungsvermögen hat. Ferner hat Silikongel ein überlegenes Haftvermögen im Verhältnis zu den elektrischen Einrichtungen 29 in dem Schaltungssubstrat 26.
In einem Zustand, in dem die elektrischen Einrichtungen 29 in dem Dämpfungsmaterial 45 eingehüllt sind, wird das Einsatzgießen des Gehäuses 24 auf die gleiche Weise wie bei den Ausführungsformen von 1 bis 3 durchgeführt.
Das Dämpfungsmaterial 45, das die elektrischen Einrichtungen 29 schützt, absorbiert eine Beanspruchung, die auf das Gehäuse 24 einwirkt, und verhindert, dass die Beanspruchung auf die elektrischen Einrichtungen 29 einwirkt. Dies verbessert die Betriebszuverlässigkeit des Senders 21.
Für Fachleute auf dem Gebiet sollte offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen umgesetzt werden kann, ohne vom Geist oder Rahmen der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sollte es sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden Formen umgesetzt werden kann.
Wenn das Gehäuse 24 einsatzgegossen und der Stützzapfen 40 als Kühlzapfen eingesetzt wird, kann der Stützzapfen 40 die elektrische Schaltungseinheit 25 stützen. In diesem Fall kühlt der Stützzapfen 40 die elektrische Schaltungseinheit 25, um zu verhindern, dass die Wärme des geschmolzenen Harzes die Leistung der elektrischen Vorrichtungen 29 beeinträchtigt.
Das Gehäuse 24 kann einsatzgegossen werden, wobei ein Teil der elektrischen Schaltungseinheit 25 oder ein Teil der Batterie 28 aus dem Gehäuse 24 freigelegt wird.
Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sind als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten, und die Erfindung soll nicht auf die hierin angegebenen Einzelheiten begrenzt werden, sondern kann innerhalb des Rahmens und der Äquivalenz der angefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Sender (21) einer Vorrichtung zum Überwachen des Zustands eines Fahrzeugreifens, wobei der Sender Folgendes aufweist: ein Gehäuse (24), das aus Harz ausgebildet ist, eine elektrische Schaltungseinheit (25), die im Gehäuse angeordnet ist, und dazu dient, den Zustand des Reifens zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das dem Zustand des Reifens entspricht, und eine Batterie (28), die in dem Gehäuse angeordnet ist, und dazu dient, die elektrische Schaltungseinheit mit Energie zu versorgen, wobei das Gehäuse durch Einsatzgießen ausgebildet wird, so dass die elektrische Schaltungseinheit und die Batterie in dem Harz eingebettet sind, welches das Gehäuse ausbildet, wobei die elektrische Schaltung und die Batterie Einsätze bilden, und wobei der Sender gekennzeichnet ist durch: einen Ventilschaft (23), der sich von dem Gehäuse aus erstreckt, wobei der Ventilschaft ein Basisende aufweist, das in das Harz eingebettet ist, welches das Gehäuse ausbildet, wenn das Gehäuse durch Einsatzgießen ausgebildet wird.
Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltungseinheit eine elektrische Einrichtung (29) aufweist, wobei die elektrische Einrichtung von einem Dämpfungsmaterial (45) umgeben ist, das Beanspruchung absorbiert, die auf das Gehäuse einwirkt.
Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial weicher ist als das Harz, welches das Gehäuse ausbildet.
Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial ein Silikongel ist.
Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial ein Gummi ist.
Verfahren zum Herstellen eines Senders (21) einer Vorrichtung zum Überwachen des Zustands eines Fahrzeugreifens, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Anordnen einer elektrischen Schaltungseinheit (25), die den Zustand des Reifens erfasst und ein Signal erzeugt, das dem Zustand des Reifens entspricht, und einer Batterie (28), die die elektrische Schaltungseinheit mit Energie versorgt, in einer Gussform (41), Einsatzgießen des Gehäuses, indem die Gussform mit geschmolzenem Harz gefüllt wird, um so die elektrische Schaltungseinheit und die Batterie mit dem Harz zu umgeben, wobei die elektrische Schaltung und die Batterie Einsätze bilden, und wobei das Verfahren durch folgenden Schritt gekennzeichnet ist: Einbetten in dem Harz, welches das Gehäuse ausbildet, eines Basisendes eines Ventilschafts (23), der sich von dem Gehäuse aus erstreckt, wenn das Gehäuse durch Einsatzgießen ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner durch folgenden Schritt gekennzeichnet: Kühlen der Batterie, während das Gehäuse durch Einsatzgießen ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Kühlens der Batterie ein Abstützen der Batterie mit einem Kühlzapfen (40) beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner durch folgenden Schritt gekennzeichnet: Kühlen der elektrischen Schaltungseinheit, während das Gehäuse durch Einsatzgießen ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Kühlens der elektrischen Schaltungseinheit ein Abstützen der elektrischen Schaltungseinheit mit einem Kühlzapfen (40) beinhaltet.