JP2004330887A

JP2004330887A - 圧力スイッチ及び圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置

Info

Publication number: JP2004330887A
Application number: JP2003129849A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oba; 健大庭
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】簡単な構成でタイヤ空気圧の低下を正確に検出することが可能であるとともに、電池交換等の不要なメンテナンスフリーを実現する圧力スイッチ及びこの圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置を提供することを目的とする。
【解決手段】タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチ１は、タイヤ空気圧の大きさに応じて伸縮する空気バネ３により、スイッチの電気接点４、５を接触又は非接触させる。また、タイヤ空気室３４内に配設した圧力スイッチ１を用いたタイヤ空気圧監視装置２０は、タイヤ３３と同期して回転するホルダ４５に電気回路６を固定するとともに、磁気ピックアップ２１を電気回路６の回転軌跡に近接させて車体側に設け、磁気ピックアップ２１の出力電力に基づいて、可動電極４と固定電極５との接触／非接触を検出する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチ及び圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置に関する。より詳細には、車両走行中にタイヤ空気圧が所定値未満となるとこれを検出し、ドライバにタイヤ空気圧の低下を警告する圧力スイッチ及びこの圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ空気圧監視システムとしては、ＡＢＳ方式と直接方式が現在一般に知られている。
【０００３】
ＡＢＳ方式は、ＡＢＳ車輪速センサからの信号を用いてタイヤ空気圧を推定するもので、四輪の相対的な車輪速差によりタイヤ空気圧を推定するもの（特許文献１参照）や車輪速の振動周波数（タイヤの共振）によりタイヤ空気圧を推定するもの（特許文献２参照）が公知である。
【０００４】
直接方式は、ホイールに空気圧センサを配置し、検出した空気圧データを電波によって直接車両に送信するものである（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６３−３０５０１１号公報（第２−６頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−１２９２２２号公報（第３−６頁、図１−図８）
【特許文献３】
特開２００１−２４６９１４号公報（第３−４頁、図１−図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡＢＳ方式は、磨耗や材料硬化等によるタイヤの状態、乗員数や積載荷重又は気圧等による使用環境、或は製造メーカの違いによるタイヤ特性差に大きく影響を受ける為、空気圧状態を高精度で推定することが難しいという問題がある。
特に、車輪速差を用いる相対比較の場合、タイヤ空気圧の絶対圧を推定することは不可能である。
車輪速の振動周波数（タイヤの共振）を用いる方式の場合、原理的には絶対圧を推定することができるが、空気圧状態を高精度で推定することは不可能である。
【０００７】
一方、直接方式の場合、空気圧センサで検出した空気圧データを送受信するための送受信機が必要となり、システムが複雑で高価になるという問題がある。さらに、空気圧センサの電池交換等のメンテナンスも必要となる。
【０００８】
そこで、本発明は、簡単な構成でタイヤ空気圧の低下を正確に検出することが可能であるとともに、電池交換等の不要なメンテナンスフリーを実現する圧力スイッチ及びこの圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチであって、タイヤ空気圧の大きさに応じて伸縮する空気バネにより、スイッチの電気接点を接触又は非接触させることを特徴とする。
【００１０】
このような圧力スイッチによると、タイヤ空気圧の大きさに応じて、スイッチの電気接点が接触又は非接触するので、この電気接点の接触／非接触を通して、タイヤ空気圧を検出することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチであって、タイヤ空気室と連通する連通穴を有するケースと、前記ケース内に収納され、内部に密閉空気を封入することで、タイヤ空気室内のタイヤ空気圧の変化に応じて伸縮するベローズと、前記ケース内に設置される可動電極及び固定電極と、前記可動電極及び前記固定電極に接続された電気回路とを含み、前記可動電極を前記ベローズの伸縮と連動させて、前記固定電極と接触又は非接触させることを特徴とする。
【００１２】
このような圧力スイッチによると、タイヤ空気室内のタイヤ空気圧の変化に応じて伸縮するベローズにより、可動電極と固定電極が接触又は非接触するので、これら可動電極と固定電極の接触／非接触を通して、タイヤ空気圧を検出することができる。
また、ベローズ内に封入する密閉空気の量によって、タイヤ空気圧の変化に応じたベローズの伸縮を調整することができるので、可動電極と固定電極の接触／非接触を切り替える接点圧を調整することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の圧力スイッチにおいて、前記可動電極が、タイヤ空気圧が所定値以上のときに前記固定電極と接触し、タイヤ空気圧が所定値未満のときに前記固定電極と非接触となることを特徴とする。
【００１４】
このような圧力スイッチによると、タイヤ空気圧の許容下限値以上のときに可動電極と固定電極が接触し、タイヤ空気圧の許容下限値未満のときに可動電極と固定電極が非接触となるよう設定できるので、可動電極と固定電極の非接触を検出することで、タイヤ空気圧の低下を直接検知することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の圧力スイッチにおいて、前記電気回路が、磁性体とコイルを含むことを特徴とする。
【００１６】
このような圧力スイッチによると、簡単な構成で電気回路を形成することができるので、安価な圧力スイッチを提供することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧力スイッチにおいて、前記ケースに螺合するネジ部材と、一端をこのネジ部材に、他端を前記可動電極に固定したバネとからなる調整機構を含むことを特徴とする。
【００１８】
このような圧力スイッチによると、ネジ部材を調節することで、ケースと可動電極との間に介在するばねの反力を微調整できるので、ベローズ内に封入する密閉空気による調整に加えて、可動電極と固定電極の接触／非接触を切り替える接点圧を微調整することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至請求項５に記載の圧力スイッチをタイヤ空気室内に配設した、圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置であって、タイヤと同期して回転するホルダに前記電気回路を固定するとともに、磁気ピックアップを前記電気回路の回転軌跡に近接させて車体側に設け、前記磁気ピックアップの出力電圧に基づいて、前記可動電極と前記固定電極の接触／非接触を検出することを特徴とする。
【００２０】
このようなタイヤ空気圧監視装置によると、タイヤ空気室内のタイヤ空気圧の変化に応じて伸縮するベローズにより、可動電極と固定電極が接触又は非接触するので、これら可動電極と固定電極の接触／非接触により電気回路が閉開し、車体側に設けた磁気ピップアップの出力電圧に変化が表れる。このような出力電圧の変化に基づいて、タイヤ空気圧の低下が確実に検出されるので、ＥＣＵによってタイヤ空気圧低下警報を発する等の適切な制御を行うことが可能となる。
また、このようなタイヤ空気圧監視装置は、圧力スイッチの応答によりタイヤ空気圧の低下を直接検出できるので、ＡＢＳ方式に比較してより高い精度の検出が可能となる。また、タイヤの状態、使用環境による影響も小さい。さらに、タイヤ特性差の影響をほとんど受けないので、装着するタイヤに制約を加えることがない。
さらに、このようなタイヤ空気圧監視装置は、直接方式に比較して構造が簡単で、高価な送受信機が不要となるので、安価なシステム搭載が可能となる。また、電池交換等の不要なメンテナンスフリーを実現できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のタイヤ空気圧監視装置において、前記ホルダの周方向に間隔を置いて、前記電気回路と、短絡した電気回路と、断線した電気回路とを設け、タイヤの単位回転数に対する前記磁気ピックアップの高電位出力パルス数と低電位出力パルス数との関係から前記可動電極と前記固定電極の接触／非接触を検出することを特徴とする。
【００２２】
このようなタイヤ空気圧監視装置によると、タイヤと同期して回転するホルダの周方向に、タイヤ空気圧の低下を検出する圧力スイッチの電気回路、短絡した電気回路、及び断線した電気回路を間隔を置いて設けているので、これらの電気回路に応答して、車体側に設けた磁気ピックアップで検出される出力パルスに変化が表れる。短絡した電気回路と断線した電気回路では、磁気ピックアップで検出される出力パルスが異なり、可動電極と固定電極の接触／非接触により閉開する電気回路は、回路が閉じると短絡した電気回路と略同一の出力パルスが、回路が開くと断線した電気回路と略同一の出力パルスが、それぞれ磁気ピックアップで検出される。従って、タイヤの単位回転数に対して検出される出力パルスのパターンを予めＥＣＵに記憶しておくと、可動電極と固定電極の接触／非接触の変化に基づいて電気回路の閉開を確実に検出することができるので、タイヤ空気圧の低下検知精度を高めることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のタイヤ空気圧監視装置において、前記短絡した電気回路は、磁性体と両端を短絡させたコイルとからなり、前記断線した電気回路は、磁性体からなることを特徴とする。
【００２４】
このようなタイヤ空気圧監視装置によると、短絡した電気回路と断線した電気回路を簡単な構成で形成することができるので、安価なタイヤ空気圧監視装置を提供することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載のタイヤ空気圧監視装置において、磁性体とコイルとからなる、少なくとも３つの電気回路形成要素を前記ホルダの周方向に間隔を置いて設け、これら電気回路形成要素のコイルの両端を導線によってホイールまで延長するとともに、ホイールの装着によって、一の電気回路形成要素のコイルの両端が前記圧力スイッチの可動電極及び固定電極に接続されて前記電気回路を形成し、一の電気回路形成要素のコイルの両端が結線されて前記短絡した電気回路を形成し、他の電気回路形成要素のコイルの両端が断線されて前記断線した電気回路を形成することを特徴とする。
【００２６】
このようなタイヤ空気圧監視装置によると、ホルダに設けた複数の電気回路形成要素は全て同一の構成を有し、各電気回路形成要素は、ホイールの装着によって、圧力スイッチの可動電極及び固定電極に接続された電気回路、相互に結線する短絡した電気回路、又は断線した電気回路のいずれかを形成するので、ホイールを装着する際に、タイヤ空気室内に配設した圧力スイッチと、ホルダに固定された電気回路とを接続するための位置合わせが不要となり、ホイールの装着を容易に行うことができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置において、前記圧力スイッチの電気接点に、スリップリングを介して車体側から電圧を印加する電気回路を形成し、この電気回路における所定箇所の電圧変化に基づいて、前記電気接点の接触／非接触を検出することを特徴とする。
【００２８】
このようなタイヤ空気圧監視装置によると、タイヤ空気圧の大きさに応じて伸縮する空気バネにより、スイッチの電気接点が接触又は非接触するので、この電気接点の接触／非接触により電気回路が閉開する。この電気接点には、スリップリングを介して電圧が印加されるので、電気回路の所定箇所に電圧降下を生じさせる要素があれば、その所定箇所における電圧変化を検出することで、タイヤ空気圧の変化を検出することができる。このタイヤ空気圧の変化を基に、ＥＣＵによってタイヤ空気圧低下警報を発する等の適切な制御を行うことも可能となる。
また、このようなタイヤ空気圧監視装置は、圧力スイッチの応答によりタイヤ空気圧の低下を直接検出できるので、ＡＢＳ方式に比較してより高い精度の検出が可能となる。また、タイヤの状態、使用環境による影響も小さい。さらに、タイヤ特性差の影響をほとんど受けないので、装着するタイヤに制約を加えることがない。
さらに、このようなタイヤ空気圧監視装置は、直接方式に比較して、構造が簡単で高価な送受信機が不要となるので、安価なシステム搭載が可能となる。また、電池交換等の不要なメンテナンスフリーを実現できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の圧力スイッチ及び圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置について詳細に説明する。
図１は、本発明による圧力スイッチ及びこの圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置の説明図である。
【００３０】
初めに、圧力スイッチについて詳述する。
図１に示すように、圧力スイッチ１は、ケース２と、ケース２内に収納される空気バネとしてのベローズ３と、ケース２内に設置される可動電極４及び固定電極５と、可動電極４及び固定電極５に接続された電気回路６と、可動電極４と固定電極５との接点圧を調整する調整機構７とから主要部が構成される。
【００３１】
ケース２は、樹脂製の上ハーフ２ａと下ハーフ２ｂを組み合わせたもので、タイヤ空気室と連通する連通穴８と、後述するバルブ１２を挿通する挿通穴９と、後述する連結軸１３を移動自在に支持するとともに、ケース２の内部を左右の半部に分割する一対の仕切り片１０と、調整機構７を調節自在に固定支持するためのネジ溝が切られたネジ穴１１が設けられている。
【００３２】
ベローズ３は、金属又はゴムで形成された蛇腹状の部材で、連通穴８及び挿通穴９が設けられたケース２の右側半部に収納される。
ベローズ３の一端にはバルブ１２が連通固定され、バルブ１２を介してベローズ３の内部に密閉空気が封入される。ベローズ３の一端は、バルブ１２を挿通穴９に嵌合した状態で、ケース２の内壁に固着される。
ベローズ３の他端は、連結軸１３の一端に固定される。
【００３３】
可動電極４及び固定電極５は、ネジ穴１１が設けられたケース２の左側半部に対向して収納される。可動電極４及び固定電極５は、電気回路６に接続され、可動電極４と固定電極５の接触／非接触により電気回路６のＯＮ／ＯＦＦを行う。
可動電極４は、一面が連結軸１３の他端に固定され、他面が調整機構７のバネ１８に固定される。固定電極５は、仕切り片１０に固定される。
【００３４】
電気回路６は、タイヤの外部に設置される磁性体である鉄心１４とコイル１５を含み、コイル１５の両端が導線１６によって可動電極４及び固定電極５に接続されている。
【００３５】
調整機構７は、ケース２の左側半部に収納され、可動電極４と固定電極５の接点圧の微調整を行う。調整機構７は、ケース２のネジ穴１１と螺合するネジ部材１７と、一端がネジ部材１７に他端が可動電極４の他面に固定され、可動電極４を固定電極５側に付勢するバネ１８とから構成される。
【００３６】
以上に述べた圧力スイッチ１は、タイヤ空気圧の変化に応じてベローズ３が伸縮し、可動電極４と固定電極５が接触／非接触することにより、電気回路６のＯＮ／ＯＦＦが行われる。
可動電極４と固定電極５の接点圧は、ベローズ３の内部に封入される密閉空気の量により調整される。さらに、調整機構７のネジ部材１７を正逆方向に回転させることで、バネ１８の反力を変化させ、可動電極４と固定電極５の接点圧を微調整することができる。
可動電極４と固定電極５の接点圧は、タイヤ空気圧の許容下限値に合わせて設定される。
【００３７】
圧力スイッチ１は、タイヤ空気圧が許容下限値以上の正常値である場合、可動電極４と固定電極５が接触し、電気回路６がＯＮになる。そして、タイヤ空気圧が許容下限値未満となると、可動電極４と固定電極５が非接触となり、電気回路６がＯＦＦとなる。
従って、圧力スイッチ１における電気回路６のＯＮ／ＯＦＦを検出することによって、タイヤ空気圧の低下を直接検出することができる。
【００３８】
次に、圧力スイッチ１を用いたタイヤ空気圧監視装置２０について詳述する。
図１に示すように、圧力スイッチ１における電気回路６のＯＮ／ＯＦＦを検出するため、電気回路６の鉄心１４及びコイル１５に近接して磁気ピックアップ２１を配置する。
【００３９】
磁気ピックアップ２１は、磁石２２と検出用コイル２３とからなり、検出用コイル２３の両端は導線２４によって、車両に搭載されたＥＣＵに接続される。
【００４０】
詳細には、圧力スイッチ１をタイヤ空気室内に配置するとともに、電気回路６の鉄心１４及びコイル１５をホイールと同期して回転する位置に固定する。そして、鉄心１４及びコイル１５の回転軌跡に近接させて、磁気ピックアップ２１を車体側に設ける。
ホイールの回転に伴って鉄心１４及びコイル１５が磁気ピックアップ２１の近傍を通過すると、電気回路６がＯＮである場合、電気回路６には磁石２２による鉄心１４での磁束密度変化を打ち消す方向に電流が流れる。その結果、電気回路６がＯＦＦである場合に比較して、磁気ピックアップ２１の検出用コイル２３で発生する磁束密度変化が小さくなり、検出用コイル２３側で発生する電圧が低下する。
【００４１】
タイヤ空気圧監視装置２０は、磁気ピックアップ２１の検出用コイル２３における電圧の変化をＥＣＵで検出することにより、電気回路６のＯＮ／ＯＦＦを検出できるので、タイヤ空気圧が許容下限値以上の正常値であるか否かを容易に判断することが可能となる。また、タイヤ空気圧が許容下限値未満の場合、ＥＣＵによって、タイヤ空気圧低下警報を発生させる等の制御を行うことができる。
【００４２】
以下、図２を参照して、タイヤ空気圧監視装置２０を車両に搭載した実施形態を説明する。
図２は、図１に示すタイヤ空気圧監視装置２０を車両の従動輪側に搭載した例を示す説明図であり、（ａ）は左側従動輪の断面図、（ｂ）はホルダの正面図である。
なお、以下の実施形態では、タイヤ空気圧監視装置２０を従動輪側に搭載した例を示すが、駆動輪側に搭載することも可能である。
本実施形態においては、検出精度を向上させるために、圧力スイッチ１に接続される電気回路６の他に、短絡した電気回路と断線した電気回路をそれぞれ２つずつ設けている。
【００４３】
図２（ａ）に示すように、タイヤ空気圧監視装置２０は、ホイール３０のリム３１に固定され、タイヤ３３の内側とリム３１との間に形成されたタイヤ空気室３４内のタイヤ空気圧の変化を検出する圧力スイッチ１と、車体のナックル（図示せず）に固定した磁気ピックアップ２１とから主要部が構成される。
圧力スイッチ１は、可動電極４と固定電極５に接続された導線１６（図１参照）が、ディスク３２の内側に沿って内周方向に延び、ハブ３７と対向するホイール取付部３５に設けたホイール側端子対３６にそれぞれ接続される。
ハブ３７には、４本又は５本の固定用ボルト３８が埋設されており、ホイール３０のディスク３２を被せた後に、ロックナット（図示せず）を締め付け固定することで、ホイール３０の装着が行われる。
【００４４】
符号３９はハブベアリングを示し、インナーレース４０に対してアウターレース４１が回転自在となっている。
ハブベアリング３９のアウターレース４１には、ＡＢＳ車輪速センサの車輪速用パルサ４２が円周方向に嵌合されている。車輪速用パルサ４２は、外周にギア状の歯が形成されたもので、タイヤ３３が回転すると、ハブベアリング３９のアウターレース４１と共に回転する。車輪速用パルサ４２の回転軌跡と近接する位置には、ＡＢＳ車輪速センサの車輪速用磁気ピックアップ４３が、車体のナックル（図示せず）に固定された状態で位置決めされており、車輪速用パルサ４２の回転によって発生する電圧を検出し、ＥＣＵ（図示せず）に出力している。
【００４５】
さらに、アウターレース４１の内側端部には、ホルダ４５がボルト４６によって固定されている。ホルダ４５は、タイヤ３３と同期して回転する鉄製の円板形部材で、図２（ａ）に示すように、その外周が車輪速用パルサ４２よりも突出する径を有する。ホルダ４５の外周は、ＡＢＳ車輪速センサの車輪速用磁気ピックアップ４３と、後述するタイヤ空気圧監視装置２０の磁気ピックアップ２１との間に遮断壁を形成し、隣り合う２つの車輪速用磁気ピックアップ４３と磁気ピックアップ２１が干渉しないように機能する。なお、ホルダ４５の外周にはギア状の歯が形成されていないので、車輪速用磁気ピックアップ４３及び磁気ピックアップ２１で発生する磁束密度の変化に影響を与えることはない。
【００４６】
図２（ｂ）に示すように、ホルダ４５には、圧力スイッチ１の電気回路６と、それぞれ２つずつの短絡した電気回路４７及び断線した電気回路４８が、周方向に等間隔を置いて設けられている。具体的には、圧力スイッチ１の電気回路６を形成する鉄心１４及びコイル１５と、短絡した電気回路４７を形成する磁性体である鉄心４９及びコイル５０と、断線した電気回路４８を形成する磁性体である鉄心５１が、それぞれ周方向に等間隔を置いて設けられている。
【００４７】
電気回路６のコイル１５においては、両端に接続された導線１６が、ホイール側端子対３６に対向してハブ３７に設けられたハブ側端子対５２にそれぞれ接続される。従って、ホイール側端子対３６とハブ側端子対５２を対向させた状態で、ハブ３７の固定用ボルト３８に対してホイール３０のディスク３２を挿通させると、ホイール側端子対３６とハブ側端子対５２が接触し、圧力スイッチ１の可動電極４及び固定電極５がコイル１５の両端と導通する。
【００４８】
短絡した電気回路４７においては、コイル５０の両端が直接結線されている。
断線した電気回路４８においては、鉄心５１のみが設けられ、コイルは設けられていない。
【００４９】
ホルダ４５に設けた圧力スイッチ１の電気回路６、短絡した電気回路４７及び断線した電気回路４８の回転軌跡と近接する位置には、タイヤ空気圧監視装置２０の磁気ピックアップ２１が、車体のナックル（図示せず）に固定された状態で位置決めされており、ホルダ４５の回転によって発生する各電気回路の電圧を検出し、ＥＣＵ（図示せず）に出力している。
【００５０】
以上のように構成されたタイヤ空気圧監視装置２０の作用について、図１乃至図３を参照して説明する。
図３は、図２に示すタイヤ空気圧監視装置の磁気ピックアップにおける出力概念図である。
【００５１】
タイヤ空気圧監視装置２０の磁気ピックアップ２１からの出力電圧の絶対値及び周波数は、車輪速によって変化する。そこで、磁気ピックアップ２１での検出精度を向上させるために、２つの短絡した電気回路４７と、２つの断線した電気回路４８を用いる。そして、ホイール３０が回転する際に、これらの電気回路に応答して検出される出力パルスと、圧力スイッチ１の電気回路６に応答して検出される出力パルスとを相対的に比較することで、タイヤ空気圧が許容下限値以上であるか否かを検出する。
また、ホイール３０の回転量を正確に認識するため、ＡＢＳ車輪速センサからの検出情報を用いる。具体的には、車輪速用磁気ピックアップ４３において、車輪速用パルサ４２の外周に形成された歯の数と対応する数の出力パルスが検出された時点で、ＥＣＵはホイール３０が一回転したものと判断する。
【００５２】
本実施形態においては、ホイール３０が一回転する際に、ホルダ４５に設けられた５つの電気回路に応答して、磁気ピックアップ２１では５つの出力パルスが検出される。そして、これら５つの出力パルスのうち、高電位と低電位それぞれの出力パルス数を計数することにより、圧力スイッチ１の接点が接触しているか否かを判断する。
【００５３】
図１に示すように、タイヤ空気室３４内のタイヤ空気圧が許容下限値以上の正常値である場合、調整機構７のバネ１８の反力により、可動電極４と固定電極５が接触し、圧力スイッチ１はＯＮになる。
一方、タイヤ空気圧が許容下限値未満となると、タイヤ３３の変形量が大きくなり、タイヤ空気室３４内の空気が内側に押圧されるので、圧力スイッチ１の連通穴８を通してベローズ３が押圧される。その結果、ベローズ３は伸張し、連結軸１３に固定された可動電極４がバネ１８の反力に抗して移動する。そして、可動電極４と固定電極５が非接触となり、圧力スイッチ１がＯＦＦになる。
【００５４】
圧力スイッチ１がＯＮである場合、ホイール３０の回転に伴って電気回路６が磁気ピックアップ２１の近傍を通過すると、電気回路６には磁石２２による鉄心１４での磁束密度変化を打ち消す方向に電流が流れるので、検出用コイル２３側で発生する電圧が低下する。
従って、図３に示すように、磁気ピックアップ２１では低電位の出力パルスが検出される。電気回路６に応答して検出される出力パルスの電位は、短絡した電気回路４７に応答して検出される出力パルスの電位と略同じである。
【００５５】
圧力スイッチ１がＯＦＦである場合、ホイール３０の回転に伴って電気回路６が磁気ピックアップ２１の近傍を通過しても、電気回路６には電流が流れず、検出用コイル２３側で発生する電圧が低下することはない。
従って、図３に示すように、磁気ピックアップ２１では高電位の出力パルスが検出される。電気回路６に応答して検出される出力パルスの電位は、鉄心５１のみからなる断線した電気回路４８に応答して検出される出力パルスの電位と略同じである。
【００５６】
ＡＢＳ車輪速センサからの検出情報及びタイヤ空気圧監視装置２０からの検出情報は、それぞれＥＣＵに送信される。
そして、ホイール３０が一回転する間に検出される５つの出力パルスのうち、高電位出力パルス数が２つ、低電位出力パルス数が３つであれば、圧力スイッチ１がＯＮであり、タイヤ空気圧は正常値であると判断する。
一方、ホイール３０が一回転する間に検出される５つの出力パルスのうち、高電位出力パルス数が３つ、低電位出力パルス数が２つであれば、圧力スイッチ１がＯＦＦであり、タイヤ空気圧は許容下限値未満であると判断する。そして、ＥＣＵはタイヤ空気圧低下警報を発生させ、運転手にタイヤ空気圧の低下を警告する。
【００５７】
タイヤ空気圧監視装置２０においては、予め車輪速別に高低それぞれの正常なパルス電位や波形をＥＣＵに記憶させておき、実際に出力されたものと比較することにより、システムの故障診断を行うことも可能である。
【００５８】
以上に述べたタイヤ空気圧監視装置２０は、タイヤ空気圧を直接検出しているので、ＡＢＳ方式に比較してより高い精度の検出が可能となる。また、タイヤの状態、使用環境による影響も小さい。さらに、タイヤ特性変化による影響も小さいので、装着するタイヤ３３に制約を加えることがない。
また、直接方式に比較して構造が簡単で、高価な送受信機が不要となるので、安価なシステム搭載が可能となる。さらに、電池交換等の不要なメンテナンスフリーを実現できる。
【００５９】
以下、図４を参照して、タイヤ空気圧監視装置２０の他の実施形態について説明する。
図４は、図２に示すタイヤ空気圧監視装置２０の他の実施形態を説明する概念図である。なお、図２に示すタイヤ空気圧監視装置２０と同一要素には同一符号を用いて参照し、詳細な説明は省略する。
【００６０】
本実施形態によると、磁性体である鉄心５３とコイル５４とからなる５つの電気回路形成要素５５が、ホルダ４５の周方向に等間隔を置いて設けられている。各電気回路形成要素５５のコイル５４は、導線５６によって両端が対応するハブ側端子対５７にそれぞれ接続されている。
一方、ホイール３０のホイール取付部３５には、圧力スイッチ１の可動電極４及び固定電極５と導線１６によって接続されたホイール側端子対３６と、両端が導線５８によって結線された２つのホイール側端子対５９と、両端が結線されていない２つのホイール側端子対６０が、それぞれ周方向に等間隔に設けられている。
【００６１】
ホイール３０をハブ３７に装着すると、各ハブ側端子対５７は、圧力スイッチ１と接続されたホイール側端子対３６、両端が結線されたホイール側端子対５９又は両端が結線されていないホイール端子対６０のいずれか１つと接触し導通することになる。その結果、ホイール側端子対３６においては、圧力スイッチ１の電気回路６が形成され、ホイール側端子対５９においては、短絡した電気回路４７が形成される。そして、ホイール側端子対６０においては、断線した電気回路４８が形成される。
【００６２】
このようなタイヤ空気圧監視装置２０によると、ホルダ４５に設けた５つの電気回路形成要素５５は全て同一の構成を有し、各電機回路形成要素５５は、ホイール３０の装着によって、圧力スイッチ１に接続された電気回路６、短絡した電気回路４７、又は断線した電気回路４８のいずれかを形成する。
従って、ホイール３０をハブ３７に装着する際に、圧力スイッチ１の可動電極４及び固定電極５と、電気回路６のコイル１５の両端を接続するための位置合わせが不要となり、ホイール３０の装着を容易に行うことができる。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態について述べたが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、様々に変形又は変更することが可能である。
例えば、短絡した電気回路４７及び断線した電気回路４８の数を変更することも可能である。ホルダ４５に１つの電気回路６のみを設け、磁気ピックアップ２１で検出された出力電圧を時間の変化とともに記憶し、急激な電圧の上昇を検出した時点でタイヤ空気圧の低下と判断することもできる。
【００６４】
また、可動電極４の移動方向に対して圧力スイッチ１の固定電極５を複数設けるとともに、これらの接点に複数の鉄心コイルを接続することにより、タイヤ空気圧を段階的に検出することも可能である。
【００６５】
さらに、前述した２つの実施形態によると、鉄心１４及びコイル１５を用いて圧力スイッチ１の電気回路６を形成し、磁気ピックアップ２１の検出用コイル２３における電圧の変化を検出することでタイヤ空気圧の低下を検出しているが、スリップリングを介して、車体側から圧力スイッチ１の電気接点に電圧を印加することも可能である。
具体的には、ホイール３０側にスリップリングを設け、圧力スイッチ１の電気接点である可動電極４及び固定電極５に車体側から電圧を印加する。そして、圧力スイッチ１の電気回路には、鉄心１４及びコイル１５に代えて抵抗要素を設けておく。
圧力スイッチ１がＯＮである場合、電気回路に設けた抵抗要素に電流が流れることにより電圧降下が起こる。一方、圧力スイッチ１がＯＦＦになると、電気回路に電流が流れず、電圧降下は起こらない。
従って、このような電圧の変化をＥＣＵで検出し、タイヤ空気圧の低下を検出することも可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る圧力スイッチによると、タイヤ空気圧の大きさに応じて、スイッチの電気接点が接触又は非接触するので、この電気接点の接触／非接触を通して、タイヤ空気圧を検出することができる。
【００６７】
本発明に係るタイヤ空気圧監視装置によると、圧力スイッチの応答によりタイヤ空気圧の低下を直接検出できるので、ＡＢＳ方式に比較してより高い精度の検出が可能となる。また、タイヤの状態、使用環境による影響も小さい。さらに、タイヤ特性差の影響をほとんど受けないので、装着するタイヤに制約を加えることがない。
さらに、このようなタイヤ空気圧監視装置は、直接方式に比較して構造が簡単で、高価な送受信機が不要となるので、安価なシステム搭載が可能となる。また、電池交換等の不要なメンテナンスフリーを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧力スイッチ及びこの圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置の説明図である。
【図２】図１に示すタイヤ空気圧監視装置を車両の従動輪側に搭載した例を示す説明図であり、（ａ）は左側従動輪の断面図、（ｂ）はホルダの正面図である。
【図３】図２に示すタイヤ空気圧監視装置の磁気ピックアップにおける出力概念図である。
【図４】図２に示すタイヤ空気圧監視装置の他の実施形態を説明する概念図である。
【符号の説明】
１圧力スイッチ
２ケース
３ベローズ（空気バネ）
４可動電極
５固定電極
６電気回路
７調整機構
８連通穴
１４鉄心（磁性体）
１５コイル
１７ネジ部材
１８バネ
２０タイヤ空気圧監視装置
２１磁気ピックアップ
３０ホイール
３３タイヤ
３４タイヤ空気室
４５ホルダ
４７短絡した電気回路
４８断線した電気回路
４９鉄心（磁性体）
５０コイル
５１鉄心（磁性体）
５３鉄心（磁性体）
５４コイル
５５電気回路形成要素
５６導線

Claims

タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチであって、タイヤ空気圧の大きさに応じて伸縮する空気バネにより、スイッチの電気接点を接触又は非接触させることを特徴とする圧力スイッチ。
タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチであって、タイヤ空気室と連通する連通穴を有するケースと、前記ケース内に収納され、内部に密閉空気を封入することで、タイヤ空気室内のタイヤ空気圧の変化に応じて伸縮するベローズと、前記ケース内に設置される可動電極及び固定電極と、前記可動電極及び前記固定電極に接続された電気回路とを含み、前記可動電極を前記ベローズの伸縮と連動させて、前記固定電極と接触又は非接触させることを特徴とする圧力スイッチ。
前記可動電極は、タイヤ空気圧が所定値以上のときに前記固定電極と接触し、タイヤ空気圧が所定値未満のときに前記固定電極と非接触となることを特徴とする請求項２に記載の圧力スイッチ。
前記電気回路が、磁性体とコイルを含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の圧力スイッチ。
前記ケースに螺合するネジ部材と、一端をこのネジ部材に、他端を前記可動電極に固定したバネとからなる調整機構を含むことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の圧力スイッチ。
請求項２乃至請求項５に記載の圧力スイッチをタイヤ空気室内に配設した、圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置であって、タイヤと同期して回転するホルダに前記電気回路を固定するとともに、磁気ピックアップを前記電気回路の回転軌跡に近接させて車体側に設け、前記磁気ピックアップの出力電圧に基づいて、前記可動電極と前記固定電極の接触／非接触を検出することを特徴とするタイヤ空気圧監視装置。
前記ホルダの周方向に間隔を置いて、前記電気回路と、短絡した電気回路と、断線した電気回路とを設け、タイヤの単位回転数に対する前記磁気ピックアップの高電位出力パルス数と低電位出力パルス数との関係から前記可動電極と前記固定電極の接触／非接触を検出することを特徴とする請求項６に記載のタイヤ空気圧監視装置。
前記短絡した電気回路は、磁性体と両端を短絡させたコイルとからなり、前記断線した電気回路は、磁性体からなることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ空気圧監視装置。
磁性体とコイルとからなる、少なくとも３つの電気回路形成要素を前記ホルダの周方向に間隔を置いて設け、これら電気回路形成要素のコイルの両端を導線によってホイールまで延長するとともに、ホイールの装着によって、一の電気回路形成要素のコイルの両端が前記圧力スイッチの可動電極及び固定電極に接続されて前記電気回路を形成し、一の電気回路形成要素のコイルの両端が結線されて前記短絡した電気回路を形成し、他の電気回路形成要素のコイルの両端が断線されて前記断線した電気回路を形成することを特徴とする請求項７に記載のタイヤ空気圧監視装置。
前記圧力スイッチの電気接点に、スリップリングを介して車体側から電圧を印加する電気回路を形成し、この電気回路における所定箇所の電圧変化に基づいて、前記電気接点の接触／非接触を検出することを特徴とする請求項１に記載の圧力スイッチを用いたタイヤ空気圧監視装置。