JP2005331360A

JP2005331360A - タイヤ空気圧警報センサ

Info

Publication number: JP2005331360A
Application number: JP2004149898A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kunimi; 敬国見; Hiroshi Ikedo; 洋池土
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】自動車や二輪車等の走行中にタイヤ空気圧を自動的に検出しタイヤ空気圧に異常がある場合に警報を発生することができるタイヤ空気圧警報センサを提供する。
【解決手段】タイヤ空気圧により進退するピストン１０をタイヤホイール１に取付け、ピストン１０の位置変化によりタイヤ空気圧を検出することを特徴としたタイヤ空気圧警報センサ。タイヤ空気室内の空気圧が減少すると、段付ピストン１０に作用する力が減少し段付ピストン１０はスプリング１１によって図中左方に押し出され、この結果、図２中点線で示すように段付ピストン１０によってリードスイッチ２１がＯＮとなり警報ランプが点灯する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車や二輪車等の走行中にタイヤ空気圧を自動的に検出しタイヤ空気圧に異常がある場合に警報を発生することができるタイヤ空気圧警報センサに関するものである。

タイヤ空気圧を検出する圧力スイッチと、この圧力スイッチにより変化する電磁的な共振回路とをタイヤ側に設け、この共振回路の共振状態を車体側に設けた装置から無線により検出するタイヤ空気圧検出装置は特許文献１、特許文献２、特許文献３などにより知られている。

実開昭６１−８１３９６号公報実開平１−１４７７０６号公報実開平２−１１６３９５号公報

これらの従来技術は、いずれも走行中のタイヤ空気圧を無線信号により監視して、タイヤ空気圧の減少を早めに捉えて運転席に警報を送出することができる優れた思想である。
しかし、上述の原理を利用した技術は、多くの応用研究が行われたにもかかわらず、相当程度の高い信頼性のある装置が通常の自動車に搭載して利用できる程度の価格で提供できるようにならないために、現実には市販の自動車に搭載されるようにはなっていない。その主な原因は、タイヤに取付けるセンサおよび電磁的な共振回路を含むトランスミッタが、車両の走行に伴い激しい振動を受けることから、それに十分耐える機械的な構造が得られないこと、その構造を得るためにホイールの構造その他に変更の必要を生じて、従来からある量産されるホイールを利用できなくなること、小型自動車では車軸は２本でありタイヤの数は４であるが、大型自動車では車軸の数が３本でタイヤの数が１０のものもあり、これらを集中制御する合理的な制御回路が実用車両で気軽に利用できるほど安価に得られなかったことなどにある。

こうした不都合解決するために、特許文献４に記載されているようなタイヤ空気圧警報センサが提案されている。

特開平５−１０７１３４号公報

このセンサは、圧力センサと、この圧力センサの出力に応じて共振周波数が変化するトランスミッタとがタイヤ側に取付けられ、このトランスミッタに対向するアンテナと、このアンテナに信号を送受信する制御回路と、この制御回路の警報出力を表示する表示器とが車体側に取付けられ、前記制御回路は、前記アンテナに短いパルス信号を送信する送信回路と、そのパルス信号の送信に応答して前記トランスミッタが発信する共振信号を受信する受信回路と、その共振信号の周波数を弁別する周波数弁別回路と、この周波数弁別回路の出力により前記警報出力を送出するプログラム制御回路とを含むタイヤ空気圧警報装置において、前記プログラム制御回路には、あらかじめ車種別の異なる複数のプログラムが実装され、この複数のプログラムのいずれかを識別するための複数のビット端子が設けられ、前記制御回路を前記車両のハーネスワイアと接続する接続端子に前記複数のビット端子と接続されたビットワイアが配線され、ハーネスワイア側の接続端子にこの複数のビットワイアをその車種に応じて異なる組み合わせで短絡する短絡回路を備えたことを特徴としており、これによって、複数の車種について共通に設計された一種類の制御回路が利用でき、量産による価格低減を実現することができるタイヤ空気圧警報装置を提供できるというものである。

しかし、上記警報装置では、タイヤの空気圧を検知する圧力センサを準備し、このセンサをタイヤ内に固定する必要があり、圧力センサの組付け作業が面倒である。さらに、複数の圧力センサをタイヤに取り付ける場合には、さらに作業が面倒となり、コストアップの要因となっている。
また特許文献５、特許文献６には、直接タイヤ圧を圧力センサで検知するものが提示されているが、この方式の場合直接タイヤ内の空気圧を検知するために精度が高く正確だが、回転体（タイヤ）からデータを送るためのＲＦ（電波）をしているため、システムコストが高く、電源にバッテリを使用するため寿命の課題が残る等の問題がある。

特開平８−１７８７８４号特開平７−２９０９１５号

そこで、本発明は、ホイールにタイヤ空気室内の空気圧によって突出量が変化するピストンを取付け、このピストンの突出量を検出することによってタイヤ空気室内の空気圧を検出できるタイヤ空気圧警報センサを提供することにより、上記問題点を解決することを目的とする。
本発明では、タイヤ空気圧によって突出量が変化するピストンの突出量によってスイッチをＯＮ、ＯＦＦし、あるいは突出量を磁気的に検知し、タイヤ空気圧を検出できるようにしたため、簡単な構成で、比較的精度の高い空気圧を検出することができる。

このため本発明が採用した技術解決手段は、
タイヤ空気圧により進退するピストンをホイールに取付け、ピストンの位置変化によりタイヤ空気圧を検出することを特徴としたタイヤ空気圧警報センサである。
また、前記ピストンによりスイッチまたはＯＦＦし、警報手段を作動させるようにしたことを特徴とするタイヤ空気圧警報センサである。
また、前記ピストンの進退量を磁気的に検出し、警報手段を作動させるようにしたことを特徴とするタイヤ空気圧警報センサである。
また、前記ピストンがホイールに対し平行（タイヤの接線方向）に取り付けてあることを特徴とするタイヤ空気圧警報センサである。

本発明によれば、ホイールにタイヤ空気室内の空気圧によって突出量が変化するピストンを取付け、このピストンの突出量を検出することによってタイヤ空気室内の空気圧を容易に検出することができる。また、本発明では、タイヤ空気圧によって突出量が変化するピストンの突出量を電気的に検知して、タイヤ空気圧を検出できるようにしたため、簡単な構成で、比較的精度の高い空気圧を検出することができる、等の優れた効果を奏することができる。

タイヤ空気圧により進退するピストンをホイールに取付け、ピストンの位置変化によりタイヤ空気圧を検出する。

以下本発明に係るタイヤ空気圧警報センサの構成について図面を参照して説明すると、図１はタイヤ空気圧を検出するセンサをホイールに組み込んだ状態を示す第１実施例としての断面図、図２はタイヤ空気圧を検出する説明図である。
図１において１はホイールであり、このホイールには、タイヤ空気室の圧力によって突出量が変化するセンサ２が取付けられている。

このセンサ２はセンサ本体３がホイール１にナット４等の適宜固定手段で固定され、センサ本体３にはタイヤ空気室に連通する通路５が形成されている。そしてセンサ本体３には前記通路５に連通する流路６を有するピストン支持体７が固着手段８によって連結固定されている。ピストン支持体７には前記タイヤの接線方向と平行に形成されたシリンダ９が形成され、このシリンダ９内に段付ピストン１０が密封状態で摺動自在に取付けられている。段付ピストン１０はタイヤ空気室の空気圧が作用する大径の受圧部１２が形成されており、ピストン支持体７の大径部側に配置されたスプリング１１によって図中左方に付勢されている。スプリング１１はスプリング保持部材１３によってピストン支持体に取付けられている。また、段付ピストン１０には空気漏れを防止するためにシール材１４、１５が設けられている。

このためこのセンサでは、タイヤ空気室の空気圧が段付ピストンの受圧部１２に作用して図中右方に発生する力と、前記スプリング１１による段付ピストン１０への付勢力とのバランスによってピストン支持体７からの段付ピストン１０の突出量が決定される構成となっている。この例では、タイヤ空気圧が低いとスプリング１１の付勢力によって段付ピストン１０がピストン支持体７から突出する突出量が大きくなり、また空気圧が高いと、それによって段付ピストン１０はスプリング１１の付勢力に抗して図中右方に移動してピストン支持体７からの突出量が少なくなる構成となっている。
また、タイヤ近傍で、かつ、段付ピストンの突出部に対応した位置には、図２に示すようにリードスイッチ２１を配置する。このリードスイッチ２１は電源２３および警報ランプ２２に電気的に接続されており、スイッチ２１がＯＮになると警報ランプを点灯する構成となっている。

上記のようなセンサを使用してタイヤ空気室内の空気圧を検出する動作原理を説明する。
タイヤ側には、図１、図２に示すようにホイール１にセンサ２が取付けられている。また車体側には前記段付ピストンの突出部に対応してリードスイッチ２１が配置される。タイヤ空気室内の空気圧が減少すると、段付ピストン１０に作用する力が減少し段付ピストン１０はスプリング１１によって図中左方に押し出され、この結果、図２中点線で示すように段付ピストン１０によってリードスイッチ２１がＯＮとなり警報ランプが点灯する。タイヤが回転している場合には段付ピストン１０がリードスイッチ２１を通過する度にリードスイッチ２１がＯＮとなり警報ランプ２２が点滅することになり、これによって運転者がタイヤの空気圧が減少していることを確実に知ることができる。
なお、スプリング１１の強さ、段付ピストン１０の受圧部１２の面積を変えることで、空気圧によって突出量を変えることができ、それに対応したリードスイッチを設けることで、所定の空気圧毎の警報を行うことができる。

つづいて、第２実施例のセンサの構成を図３を参照して説明する。
上述したセンサは、タイヤ空気室の空気圧が減圧すると段付ピストン１０が突出する構成となっているが、第２実施例は図３に示すようにタイヤ空気圧が減圧すると段付ピストン１０が引っ込む構成となっている。なお第１実施例と同じ符号は同じ部材を示している。

図３において、１はホイールであり、このホイール１にタイヤ空気室の圧力によって突出量が変化するセンサ３０が取付けられている。センサ３０は本体３がホイール１に適宜固定手段で固定され、本体３にはタイヤ空気室内の空気圧が通る通路５が形成されている。そして本体３には前記通路に連通する流路６を有し、略Ｌ字型をしたピストン支持体３６が固定手段８によって連結固定されている。ピストン支持体３６には前記タイヤの接線方向と平行に形成されたシリンダ３７が形成され、このシリンダ３７内にピストン３１が密封状態で摺動自在に取付けられている。ピストン３１の端部は、空気圧が作用する受圧部３４として構成され、またピストン３１には鍔３８が形成され、この鍔３８を利用してピストンを図中右方に付勢するスプリング３２が設けられている。スプリング３２はスプリング保持部材３３によってピストン支持体３６に取付けられている。また、ピストン３１には空気漏れを防止するためにシール材３５が受圧部３４を含む流路６側のピストン部全体に被覆されている。

タイヤ空気室の空気圧がピストン３１の受圧部３４の面積に作用している時はピストン３１はスプリング３２の付勢力に抗して突出状態となり、空気圧が低くなるとピストン３１の突出量が小さくなる。したがって、このセンサではピストン３１の突出状態を、前述した図２に示すスイッチ、あるいは後述する磁気回路等を使用して検知することでタイヤ空気室内の空気圧を検出することができる。なお、スイッチの構成は、タイヤ空気室の空気圧が高い時にスイッチがＯＮになるもの、あるいはＯＦＦになるものなど種々の形態のものを使用することができる。

第３実施例として、ピストンの突出量を検出する他の構成を図４を参照して説明する。図４では、センサとして図１に示すものを使用した例を示している。図４中、４１はＣ型コア４４に巻かれたコイル、４２は電源、４３は電流計であり、これらによって電磁石を構成している。このセンサでは空気圧が減圧すると段付ピストン１０がスプリング１１の付勢力によって突出し、段付ピストンの先端部がコア４４の開口部に突出することによって電流が変化し、この電流の変化を検出することによってタイヤ空気室の空気圧を検出することができる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、センサは、作動空気圧の異なったものを適宜個数タイヤに同時成形することができる。また、空気圧によってピストンが突出、あるいは後退する方法は、例示したものに限定されることなく、同様の機能を達成できるものであれば、また、突出あるいは後退したピストンの状態を検出する手段も例示したものに限定することなく同様の機能を達成できるものであれば、他の構成を採用することができる。
さらに、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。

本発明は、自動車や二輪車等のタイヤ空気圧を自動的に検出しタイヤ空気圧に異常がある場合に警報を発生することができるセンサに利用することができる。

本発明に係るタイヤ空気圧警報センサの第１実施例としての断面図である。図１に示すセンサ内のピストンの突出量を検知する回路を含む構成図である。タイヤ空気室内の空気圧が減圧することでピストンが後退する形式（第２実施例）のセンサの断面図である。図１に示すセンサ内のピストンの突出量を磁気回路を使用して検出する第３実施例としての構成図である。

符号の説明

１ホイール
２、３０センサ
３センサ本体
４ナット
５通路
６流路
７、３６ピストン支持体
８固着手段
９シリンダ
１０段付ピストン
１１スプリング
１２受圧部
１３スプリング保持部材
１４、１５シール材
２１スイッチ
２２警報ランプ
２３電源

Claims

タイヤ空気圧により進退するピストンをホイールに取付け、ピストンの位置変化によりタイヤ空気圧を検出することを特徴としたタイヤ空気圧警報センサ。
前記ピストンによりスイッチをＯＮまたはＯＦＦし、警報手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧警報センサ。
前記ピストンの進退量を磁気的に検出し、警報手段を作動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧警報センサ。
前記ピストンがホイールに対し平行（タイヤの接線方向）に取り付けてあることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のタイヤ空気圧警報センサ。