JP2000275264A - タイヤ回転数測定装置 - Google Patents
タイヤ回転数測定装置Info
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Abstract
車両部分に取り付け可能であり、電池交換不要な電子回
路を用いたタイヤ回転数測定装置を提供する。 【解決手段】 揺錘24の回転軸23の軸心がタイヤの
回転軸心と一致するようにホイールハブ14aに取り付
けられるケース基台21を備え、車両走行時には、揺錘
24が重力を受けて垂下した状態でタイヤの回転と共に
ケース基台21を回転させる。また、ケース基台21が
1回転するごとに永久磁石25と磁気センサ27との距
離が最小距離となったときに、磁気センサ27からパル
ス信号を出力させ、このパルス数を回転数計数処理部2
8によって計数し且つ記憶する。さらに、記憶されてい
る計数値をトランスポンダ29によって送信する。この
送信された計数値を受信することによりタイヤの回転数
を知ることができる。また、発電部26によって発電さ
れた電力によって電子回路を駆動する。
Description
両の走行距離を把握するためにタイヤの回転数を測定す
るタイヤ回転数測定装置に関するものである。
繁に貨物輸送を行うためタイヤの摩耗が激しく、安全走
行を維持するためにも定期的にタイヤ交換を行う必要が
ある。
ぼ比例するので、車両の走行距離を把握し、通算の走行
距離に応じてタイヤの装着位置を変えたり或いはタイヤ
の交換が行われている。
・オド・メーターと称されるタイヤの回転数測定装置が
車両に搭載されて用いられている。
た従来のタイヤ回転数測定装置は機械式のものが殆どで
あり、車両の振動等によって故障が生じやすいという問
題点があった。
ヤ回転数測定装置が開発された。しかし、電子回路を駆
動するために電池を用いているので、電池寿命が尽きる
たびに電池交換をする必要があり、電池交換を忘れると
通算走行距離の正確な値を測定できないという問題点が
った。
分と積載車両部分が分離できる車両においては、駆動車
両部分と積載車両部分が1対1で対応したまま移動する
ことが少ない。即ち、積載車両部分のみが目的地に放置
され、駆動車両部分は他の積載車両を連結して他の目的
地に移動することが多い。
するためには、積載車両部分にタイヤ回転数測定装置を
設けてタイヤの回転数を測定する必要がある。しかし、
積載車両部分の走行距離は一般的に測定が行われていな
かった。
ーラー等の駆動車両部分と独立した積載車両部分に取り
付け可能であり、電池交換不要な電子回路を用いたタイ
ヤ回転数測定装置を提供することにある。
成するために、タイヤ回転軸上に固定され、タイヤの回
転数を測定するタイヤ回転数測定装置であって、前記タ
イヤ回転軸の軸心とほぼ一致した軸心を有するように回
転軸が固定された基台と、前記回転軸を中心として前記
基台に対して相対的に回転し且つ前記回転軸に対して重
心が偏心した揺錘と、測定処理部と、近傍に磁気を検出
したときにパルス状の電気信号を出力する磁気センサと
永久磁石とを有し且つこれらの一方が前記揺錘上の回転
外周円近傍に固定されると共に他方が前記揺錘の回転外
周円近傍に配置されて基台に固定されている回転検出部
とからなり、前記測定処理部は、前記揺錘の回転によっ
て相互運動をなす永久磁石及び発電コイルと、該発電コ
イルに誘起した電気エネルギーを蓄積する蓄電手段と、
該蓄電手段に蓄積された電気エネルギーによって動作
し、前記磁気センサが出力するパルス状電気信号の数を
計数して記憶する計数手段と、前記蓄電手段に蓄積され
た電気エネルギーによって動作し、前記計数手段によっ
て記憶された計数値をデータとして送信する送信手段と
を備えているタイヤ回転数測定装置を提案する。
回転軸心と一致するようにタイヤ回転軸に取り付けて用
いられる。このように取り付けることにより、タイヤの
回転と共に前記基台が回転する。このとき、前記揺錘は
重力を受けて垂下した状態を維持している。これによ
り、前記基台が1回転するごとに前記回転検出部の永久
磁石と磁気センサとの距離が最小距離となり、このとき
磁気センサからパルス状の電気信号が出力される。
よって計数され、計数値が記憶される。さらに、計数手
段に記憶されている計数値は、前記送信手段によって送
信される。この送信された計数値を受信することにより
タイヤの回転数を知ることができる。
れ、この発電された電力によって前記計数手段及び送信
手段が駆動される。即ち、タイヤの回転に伴って前記基
台に対して揺錘が回転すると、前記永久磁石とコイルが
相互運動をなし、永久磁石から発せられた磁束が断続的
にコイルに交叉する。従って、前記コイルにはレンツの
法則に基づく誘導起電力が発生し、発電が行われる。
方向に両磁極が配置された前記永久磁石を有すると共に
該回転軸を中心として回転する発電ロータと、前記基台
に対する揺錘の回転を前記発電ロータに伝達して発電ロ
ータを回転させる回転伝達機構とを備え、前記永久磁石
の磁束が交叉するように前記コイルを配置した。
前記基台に対して揺錘が回転すると、回転伝達機構によ
って前記揺錘の回転が発電ロータに伝達される。これに
より発電ロータが回転すると、該発電ロータに設けられ
た永久磁石が回転する。該永久磁石の磁極から発せられ
た磁束は前記発電コイルに交叉し、発電コイルに交叉す
る磁束の方向は前記発電ロータの回転に同期して反転す
る。これにより、前記発電コイルにはレンツの法則に基
づく誘導起電力が発生し、発電が行われる。
円形状の開口部が形成されたステータを設け、該ステー
タに前記発電コイルを巻回し、前記発電ロータをステー
タの開口部内に配置した。
と永久磁石が回転し、該永久磁石の磁極から発せられた
磁束は透磁率の高いステータ内を通過する。これによ
り、発電コイルの巻回軸に沿って瞬時に磁束が通過す
る。また、発電コイル内を通過する磁束は、前記発電ロ
ータの回転に同期して反転する。これにより、前記発電
コイルにはレンツの法則に基づく誘導起電力が発生し、
発電が行われる。
定倍にして前記発電ロータに伝達する回転数変換手段を
前記回転伝達機構に設けることにより、前記発電ロータ
の回転数を増加して発電効率の向上を図った。
することにより、揺錘の重量増加と装置の小型化を図っ
た。
収納することにより、水や埃等の侵入を防止し、これら
の水や埃による損傷を回避できるようにした。
実施形態を説明する。
ヤ回転数測定装置の取り付け状態を示す図、図2はタイ
ヤ回転数測定装置を示す正面図、図3は側断面図であ
る。図1において、11はトレーラー等に装着される大
型のタイヤで、外側輪12と内側輪13から構成され、
ホイール14のホイールハブ14aに固定されている。
また、ホイールハブ14aの先端面にはタイヤ回転軸1
5の軸心15aに対して後述する回転軸を一致させてタ
イヤ回転数測定装置20が固定されている。
3に示すように、円形のケース基台21とカバー22か
らなる密閉ケースを有し、この密閉ケース内に全ての構
成部分が形成されている。
23が固定され、この回転軸23を中心として回転する
揺錘24が設けられている。この揺錘24は、その重心
が回転軸23の位置から大きくずれた位置となるような
形状、例えば扇形をなしている。また、ケース基台21
の内側面の所定位置に板状の永久磁石25が固定されて
いる。
ンサ27を含む回転数計数処理部28、トランスポンダ
29、電圧制御回路30及び二次電池31が配置され、
これらは揺錘24と共に回転軸23を中心としてケース
基台21に対して相対的に回転するようになっている。
によって前記回転検出部が構成され、発電部26、回転
数計数処理部28、トランスポンダ29及び電圧制御回
路30によって前記測定処理部が構成されている。
23の軸心がタイヤ回転軸15の軸心15aと一致する
ように複数の固定ねじ32を用いてホイールハブ14a
に固定して使用される。
に、回転軸23に固定された第1ギア41と、回転軸が
揺錘24に固定された第2乃至第5ギア42〜45、第
5ギアと共に回転する発電ロータ46、ステータ47及
び発電コイル48から構成されている。これらの第1乃
至第5ギア41〜45によって一般に輪列機構と称され
る回転運動伝達機構が形成され、ギア比の変更によって
伝達回転数の増減が可能になっている。
れ、第5ギア45と共に回転し、その回転軸に直交する
方向にN極とS極を有する永久磁石から構成されてい
る。
透磁率部材からなり、その両端部が発電ロータ46を挟
むように配置されている。さらに、このステータ47の
中央部分に導線が巻回されてコイル48が形成されてい
る。
転外周円近傍に固定され、ケース基台21に対する揺錘
24の相対的な回転によって永久磁石25の近傍を通過
するように配置されている。
定装置20の電気系回路について図6に示すブロック図
を参照して説明する。
と集積回路からなるパルス計数回路281及び記憶回路
282から構成されている。
ードから構成され、永久磁石25の近傍を通過したとき
にコイルに生じた正負の2つのパルス状起電力のうちの
一方をダイオードを介して出力するものである。
から出力されたパルス信号の数を計数すると共に、この
計数値を記憶回路282に記憶し、所定時間おきに記憶
値を更新する。さらに、パルス計数回路281は、駆動
開始時及び所定時間以上タイヤの回転が停止していたと
き、記憶回路282に記憶されている測定値を初期値と
して計数を開始する。
不揮発性メモリを主体として構成されている。
からの質問信号を受信したときに応答信号を返すもの
で、本実施形態では質問信号を受信したときに記憶回路
282に記憶されている計数値を応答信号に含めて送信
する。このトランスポンダ29は集積回路を主体として
構成され、図6に示すように、CPU等からなるコント
ローラ291、送信回路及び受信回路を含む高周波回路
(以下、RF回路と称する)292及び送受信用のアン
テナ293から構成されている。
プログラムに基づいて動作し、RF回路292を介して
所定の質問信号の電磁波を受信したときに、記憶回路2
82に記憶されている計数値を含む応答信号をRF回路
292を介してアンテナ293から電磁波として送信す
る。
される電力の電圧を調整して出力する。この電圧制御回
路30から出力される電力によって二次電池31が充電
されると共に回転数計数処理部28とトランスポンダ2
9が駆動される。また、発電部26が発電を行っていな
いときは、二次電池31に蓄積されている電力によって
回転数計数処理部28とトランスポンダ29が駆動され
る。
すように、リミッタ回路71、ダイオード72、コンデ
ンサ73、昇圧回路74及びコンデンサ75から構成さ
れている。
列に接続され、所定の上限値を超えて発電コイル48の
誘起電流が出力されないようにしている。これにより、
大きな誘起電流が発生した場合も、後段に接続された回
路の破壊等が防止される。
続されており、この直列回路がリミッタ回路71に並列
接続されている。このダイオード72によって発電コイ
ル48に発生した誘起電流は整流され、コンデンサ73
に一時的に蓄積される。
所定倍して出力する回路で、その入力側はコンデンサ7
3の両端に接続されている。これにより、コンデンサ7
3に蓄積された電圧が、昇圧回路74によって昇圧され
て出力される。
が並列接続され、昇圧回路74から出力された電力はコ
ンデンサ75に蓄積される。コンデンサ75には、前述
したように二次電池31が接続されているので、昇圧回
路74の出力によって二次電池31も充電され、これら
コンデンサ75及び二次電池31に蓄積された電気エネ
ルギーが回転数計数処理部28とトランスポンダ29に
供給される。
に装着したときに最も発電効率がよい状態になるように
第1乃至第5ギア41〜45のギア比を設定した。この
設定ギア比を図8に示す。
46の回転数が1000rpmのとき最も効率良く発電
される。このためここでは、動的負荷半径が480〜4
98mmである11R22.5のトレーラー用タイヤで
常用速度80km/hの速度で走行したときに高効率で
発電できるようにギア比を設定した。
は約400rpmとなるので第1乃至第5ギア41〜4
5からなる輪列機構によって回転数を25倍にした。
率(ギア比)が1、第2ギア42はピッチ円が30で倍
率が1、第3ギア43はピッチ円が7.5と24の組み
合わせで倍率が2、第4ギア44はピッチ円が8と2
2.5の組み合わせで倍率が2、第5ギア45はピッチ
円が4.5で倍率が6.25にそれぞれ設定することに
より、回転数を25倍にした。
装置20の動作を説明する。
24の回転軸23の中心がタイヤ回転軸15の中心と一
致するようにホイールハブ14aに取り付けて用いられ
る。
の回転と共にケース基台21が回転する。このとき、揺
錘24は重力を受けて垂下した状態を維持しているの
で、ケース基台21が1回転するごとに回転検出用の永
久磁石25は磁気センサ27の近傍を通過し、このとき
磁気センサ27からパルス状の電気信号が出力される。
の数がパルス計数回路281によって計数され、計数値
が記憶回路282に記憶される。
計数値は、トランスポンダ29が質問信号を受信したと
きに、トランスポンダ29によって送信される。この送
信された計数値を受信することによりタイヤの回転数を
知ることができる。
などしてタイヤが逆回転した場合も、タイヤの回転数を
積算して計数することができる。
この発電された電力によって回転数計数回路28及びト
ランスポンダ29が駆動される。
1が共に回転し、ケース基台21に対して相対的に揺錘
24が回転すると、第1乃至第5ギア41〜45からな
る輪列機構(回転伝達機構)によってケース基台21に
対する揺錘24の回転が発電ロータ26に伝達される。
発電ロータ26に設けられた永久磁石が回転する。この
永久磁石の両磁極は、回転に伴ってステータ27の両端
部と交互に対向し、対向した瞬間に永久磁石のN極から
発せられた磁束はステータ27内を通ってS極に至る。
このとき、発電コイル28の巻回軸に沿って瞬時に磁束
が通過する。また、発電コイル28内を通過する磁束
は、発電ロータ26の回転に同期して反転するので、発
電コイル28にはレンツの法則に基づく誘導起電力が発
生して、交流電力の発電が行われる。
は、タイヤの回転力を利用して発電された電力によって
駆動するので、半永久的な使用が可能になり、従来のよ
うな電池交換を行う必要がない。
電池31を併用しているので、タイヤが回転しない状態
においても回転数計数処理部28及びトランスポンダ2
9の機能を十分に発揮することができる。さらに、二次
電池31は発電部26の発電エネルギーによって充電さ
れるので、発電された電気エネルギーのうち回転数計数
処理部28及びトランスポンダ29で消費できない分の
電気エネルギーを有効に利用することができる。
28、トランスポンダ29等の主要構成部分を揺錘24
上に形成したので、揺錘24の重量を増加させ車両走行
時における揺錘24の安定した垂下状態を維持すること
ができると共に装置の小型化を図ることができた。
置20は、全ての構成部分をケース基台21及びカバー
22からなる密閉ケース内に収納することができるの
で、水や埃等の侵入によって生じる損傷や破壊を防止
し、優れた耐久性と高い信頼性を得ることができる。
から分離可能な車両にも容易に取り付けが可能であり、
タイヤ回転数を正確に測定することができる。
であり、本発明がこれらの実施形態の構成のみに限定さ
れることはない。例えば、本実施形態では回転数計数処
理部28、トランスポンダ29等の主要構成部分を揺錘
24上に形成したが、ケース基台21上に形成すること
もできる。しかしこの場合、装置形状が多少大きくなっ
てしまう。
けたが、電圧制御回路30のコンデンサ75の容量を大
きくすれば、例えば一般にスーパーキャパシタと称され
る大容量コンデンサを用いることにより二次電池31の
代用とすることができ、二次電池31を省くことができ
る。或いは、コンデンサ75を省略し、二次電池31の
みとしても良い。
ト命令を含めた質問信号を送信することにより、記憶回
路282の記憶値を初期化できるようにしても良い。こ
のようにすることにより、タイヤを新品と交換した際に
測定値を初期化して使用できる。
るため、第1ギア41から発電ロータ46に回転運動を
伝達する輪列機構の歯車の数或いはギア比を車両に応じ
て最良の発電効率が得られるように設定することが望ま
しい。例えば、図9乃至図12に示すような設定も可能
である。
図、図10は第1変更例のギア比を示す図、図11は輪
列機構の第2変更例を示す構成図、図12は第2変更例
のギア比を示す図である。このように、歯車の構成及び
ギア比を設定することにより、タイヤの1回転に対して
発電ロータ46が80回転又は6.66回転するように
設定することができる。
至6記載のタイヤ回転数測定装置によれば、タイヤの回
転力を利用して発電を行うので、従来のような電池交換
が不要になり常に正確なタイヤ回転数を測定できる。さ
らに、電池交換の必要がないので全ての構成部分を密閉
構造内に形成することができるため、耐久性及び信頼性
の向上を図ることができる。
計数してタイヤ回転数を測定しているので、車両の前進
及び後進時の双方におけるタイヤ回転数の合計を測定す
ることができる。
分から分離可能な車両のタイヤ回転数も正確に測定する
ことができる。
により、揺錘の重量増加と装置の小型化を図ることがで
きる。
装置の取り付け状態を示す図
装置を示す正面図
装置を示す側断面図
す概略正面図
す概略側断面図
装置の電気系回路を図
ブロック図
比を図
例を示す構成図
比を示す図
更例を示す構成図
比を示す図
イール、14a…ホイールハブ、15…回転軸、15a
…軸心、20…タイヤ回転数測定装置、21…ケース基
台、22…カバー、23…回転軸、24…揺錘、25…
永久磁石、26…発電部、27…磁気センサ、28…回
転数計測処理部、281…パルス計数回路、282…記
憶回路、29…トランスポンダ、291…コントロー
ラ、292…高周波回路(RF回路)、293…アンテ
ナ、30…電圧制御回路、31…二次電池、32…固定
ねじ、41〜45…第1乃至第5ギア、46…発電ロー
タ、47…ステータ、48…発電コイル、71…リミッ
タ回路、72…ダイオード、73,75…コンデンサ、
74…昇圧回路。
Claims (6)
- 【請求項1】 タイヤ回転軸上に固定され、タイヤの回
転数を測定するタイヤ回転数測定装置であって、 前記タイヤ回転軸の軸心とほぼ一致した軸心を有するよ
うに回転軸が固定された基台と、 前記回転軸を中心として前記基台に対して相対的に回転
し且つ前記回転軸に対して重心が偏心した揺錘と、 測定処理部と、 近傍に磁気を検出したときにパルス状の電気信号を出力
する磁気センサと永久磁石とを有し且つこれらの一方が
前記揺錘上の回転外周円近傍に固定されると共に他方が
前記揺錘の回転外周円近傍に配置されて前記基台に固定
されている回転検出部とからなり、 前記測定処理部は、 前記揺錘の回転によって相互運動をなす永久磁石及び発
電コイルと、 該発電コイルに誘起した電気エネルギーを蓄積する蓄電
手段と、 該蓄電手段に蓄積された電気エネルギーによって動作
し、前記磁気センサが出力するパルス状電気信号の数を
計数して記憶する計数手段と、 前記蓄電手段に蓄積された電気エネルギーによって動作
し、前記計数手段によって記憶された計数値をデータと
して送信する送信手段とを備えていることを特徴とする
タイヤ回転数測定装置。 - 【請求項2】 回転軸にほぼ直交する方向に両磁極が配
置された前記永久磁石を有すると共に該回転軸を中心と
して回転する発電ロータと、 前記基台に対する揺錘の回転を前記発電ロータに伝達し
て発電ロータを回転させる回転伝達機構とを備え、 前記発電コイルは前記永久磁石の磁束が交叉するように
配置されていることを特徴とする請求項1記載のタイヤ
回転数測定装置。 - 【請求項3】 所定の透磁率を有し略円形状の開口部が
形成されたステータを設け、 前記発電コイルは前記ステータに巻回されてなり、 前記発電ロータは前記ステータの開口部内に配置されて
いることを特徴とする請求項2記載のタイヤ回転数測定
装置。 - 【請求項4】 前記回転伝達機構は、前記揺錘の回転数
を所定倍にして前記発電ロータに伝達する回転数変換手
段を有していることを特徴とする請求項2又は3記載の
タイヤ回転数測定装置。 - 【請求項5】 前記測定処理部が前記揺錘上に形成され
ていることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載
のタイヤ回転数測定装置。 - 【請求項6】 密閉ケースを備え、全ての構成部分が該
密閉ケース内に収納されていることを特徴とする請求項
1乃至5の何れかに記載のタイヤ回転数測定装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP07753699A JP4198818B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | タイヤ回転数測定装置 |
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JP4198818B2 JP4198818B2 (ja) | 2008-12-17 |
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