JP2006329883A

JP2006329883A - 気体圧力検知装置

Info

Publication number: JP2006329883A
Application number: JP2005156171A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsumura; 隆史松村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】本発明は、生産性が良く、圧力の導入が良好に行なわれる気体圧力検知装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、底部を有する収納ケースと、前記収納ケースに内置される回路基板と、前記回路基板の表面側に載置される圧力検出チップ、電子回路部と、前記収納ケースに内置され、かつ前記電子回路部や前記圧力検出チップに電気を供給する電池と、前記収納ケースに注入されるエポキシ樹脂を含む封止材とを有する気体圧力検知装置において、
前記圧力検出チップの周りを囲う囲い枠を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤの気体圧力を検知する気体圧力検知装置、およびその気体圧力検知装置が装着されるタイヤに関する。

この種の気体圧力検知装置は、例えば、特開２００３−１６５３１６号公報（特許文献１）に示されている。

この特許文献１の〔図６〕（従来技術に関する説明事項）には、ケーシング内に圧力センサ、電子回路、電池、アンテナを内装した後に合成樹脂を注入して硬化した封止樹脂で、それらの内装部品を固定する構成の気体圧力検知装置が示されている。

特開２００３−１６５３１６号公報

上記特許文献１に記載されるケーシングは、圧力センサにタイヤ内の圧力を導く圧力導入孔を有する。この圧力導入孔に注入する合成樹脂が流れ込まないように、合成樹脂を注入する前に、前もって中心に導入孔が開いたゴム製のブッシュをケーシングと圧力センサとの介在させて置かねばならない。

ブッシュは、小さく取り扱い難い。また、ブッシュの正確な位置合わせと、注入時の確実な保持をしないと、ブッシュがずれて圧力の導入が行なわれなかったり、合成樹脂の流れ込みで圧力導入孔が塞がったりする。

このような理由により、ブッシュを用いる構成の気体圧力検知装置は、生産性が良くない。

本発明は、上記の問題に鑑み、生産性が良く、圧力の導入が良好に行なわれる気体圧力検知装置を提供することを目的とする。

本発明は、回路基板と、前記回路基板に載置される圧力検出チップ、電子回路部と、前記電子回路部や前記圧力検出チップに電気を供給する電池とをエポキシ樹脂を含む封止材で埋めるように封止する気体圧力検知装置において、前記圧力検出チップの周りを囲い枠で囲うことを特徴とする。

本発明によれば、圧力検出チップは周りが囲い枠で囲われるので、封止材で埋められない。このため、圧力検出チップへの圧力導入は良好に行なわれる。また、ゴム製のブッシュを使用しないので、生産性が向上する。

まず、図１を引用して本発明の第１実施例について説明する。

気体圧力検知装置１は空気注入管２を有する。気体圧力検知装置１はタイヤの内部に置かれ、タイヤホイール３の取り付け孔４に空気注入管２を挿入して取り付けられる。

空気注入管２には、タイヤに注入した空気が抜けないように逆止弁５が設けられる。

気体圧力検知装置１の収納ケース６は合成樹脂で形成され、底部７の反対側が開口する平たい容器になっている。収納ケース６には、回路基板８が内置される。回路基板８を底部７から離間して支持する支持部９が収納ケース６の内側面側に設けられる。

回路基板８の表面側には、圧力検出チップ１０、電子回路部１１、抵抗やコンデンサ等の電子部品１２が載置される。

圧力検出チップ１０からワイヤ１３が回路基板８の接続点に接続される。また、圧力検出チップ１０は、接着剤を含む接着手段を用いて回路基板８に接着される。電子回路部１１や電子部品１２は、予め回路基板８に半田付けされている。

回路基板８の裏面と、収納ケース６の底部７との間に電池１５が介在するように置かれる。電池１５の一端は接続部材１６を介して回路基板８の電源部に接続される。電池１５の他端は接続導体片１７を介して回路基板８の電源部に接続される。

空気注入管２の内側端部は、収納ケース６と一体に形成され、底部７の方に空気流入口１８が設けられる。

圧力検出チップ１０の周りを囲う囲い枠１９は合成樹脂で形成され、上側を塞ぐ天井２０を有する。天井２０の中央には、貫通する圧力導入孔２１が設けられる。

囲い枠１９は、圧力検出チップ１０に被せるようにして回路基板８の表面に載置される。囲い枠１９は接着剤を含む接着手段を用いて回路基板８に接着される。

収納ケース６に封止材２２を注入硬化して、収納ケース６に内置される回路基板８、囲い枠１９、電子部品１２、電池１５を固定封止する。例えば、封止材２２としてエポキシ樹脂を用いる。

これにより、封止材２２、回路基板８、電子部品１２、電池１５は硬化したエポキシ樹脂を含む封止材２２に埋まるので、高速回転するタイヤの強い振動や遠心力により脱落することなく、十分に耐え得る。また、タイヤから発生する硫化ガス等の腐食性気体に対し封止材２２で遮断されるので、回路基板８、電子部品１２、電池１５に対する、その気体の影響は生じ難い。

圧力検出チップ１０は、周りが囲い枠１９によって囲われているので、封止材２２による封鎖はなく、圧力導入孔２１を通じて気体の圧力を良好に検知できる。

また、圧力導入孔２１と圧力検出チップ１０との間に介在する従来のゴム製のブッシュは不要なので、生産性が良い。

さらに、圧力検出チップ１０と囲い枠１９は、回路基板８に接着剤で固定されるので、封止材２２を注入硬化させる際に動いて位置ずれを来たすことがなく、生産不良を抑えることができる。

さらに、気体圧力検知装置１は、圧力導入孔２１がタイヤの中心方向に向くようにタイヤに取り付けられる。このため、タイヤの高速回転に伴う圧力検出チップ１０に生じる遠心力は、背面に位置する回路基板８で受け止められるようになるので、より高速な遠心力にも耐え得るのである。

また、回路基板８に置かれた囲い枠１９は、天井２０が収納ケース６の開口の縁部と概ね面一になっている。このため、注入硬化にされた封止材２２の表面が天井２０がほぼ面一になる。封止材２２の封止層が厚くなるので、収納ケース６に内置される回路基板８、囲い枠１９、電子部品１２、電池１５の固定封止が良く行われる。

さらに、収納ケース６は、収納ケース６の内側面側に、回路基板８を底部７から離間して支持する支持部９を有する。回路基板８は収納ケース６に上から入れるだけで、支持部９に支持される。これにより、回路基板８は、底部７から離間する所定の寸法が保たれるので、封止材２２の注入前の組み立て作業がし易い。

また、回路基板８を係止する係止手段を収納ケース６に設けたので、封止材２２を注入する際に回路基板８が浮き上がる等して位置ずれを来たすことが生じないので、生産不良を抑えることができる。

さらに、収納ケース６の内底部と回路基板８の裏面側との間に電池１５を介在するようにしたので、内底部に電池１５を入れ、その上に回路基板８を重ねるように置くことにより、電池１５と回路基板８の電気的な接続が行なわれる。このため、封止材２２を注入する前の組み立てが容易になり、生産性が良い。

上記実施例では収納ケース６を用いているが、成形用の金型を用いることにより、収納ケースを省くことができる。

本発明の第２実施例について図２を引用して説明する。

ここでは、この実施例の特徴を主に述べる。先に述べた第１実施例と共通するところは、共通の符号を付して重複説明は、出来るだけ省略する。

囲い枠１９Ａは、上側に天井がなく、開口している。この開口は、囲い枠１９Ａの上に着脱自在に取り付けられる蓋３０によって塞がれる。蓋３０は、中央に圧力導入孔２１を有する。

囲い枠１９Ａ内に注入してゲル３１で圧力検出チップ１０を封止する。囲い枠１９Ａに蓋３０をし、収納ケース６に封止材２２を注入して硬化させる。蓋３０の周囲の筒部が封止材２２に埋まって、囲い枠１９Ａと蓋３０の固定が行なわれる。

ゲル３１は、柔らかく弾性に富むので、圧力導入孔２１を通じてゲル３１の表面に作用するタイヤ内の気体の圧力は圧力検出チップ１０に良く伝わる。このため、圧力検出チップ１０は、気体の圧力を良好に検知できる。

また、圧力検出チップ１０はゲル３１で封止されるので、腐食性気体の影響は生じ難い。

本発明の第３実施例について図３を引用して説明する。

ここでも、この実施例の特徴を主に述べる。先に述べた第１または第２実施例と共通するところは、共通の符号を付して重複説明は、出来るだけ省略する。

囲い枠１９Ｂは、上側に天井がなく、開口している。この開口は、囲い枠１９Ｂの上に着脱自在に取り付けられる蓋３０Ｂによって塞がれる。蓋３０Ｂは、中央に圧力導入孔２１を有する。

囲い枠１９Ｂは、上端面に嵌合溝３２を有する。蓋３０Ｂは、外周側下面に嵌合溝３２に嵌る嵌合突起３３を有する。嵌合溝３２に接着剤を流し込んで置くと、嵌合溝３２と嵌合突起３３との固定がより強固になる。

本発明の第４実施例について図４、図５、図６を引用して説明する。

本発明の第４実施例は、タイヤ内の気体圧力検出システムに関すものである。

図６に示すように、車両４０には、気体圧力検出システムの車両搭載機４１が装備される。タイヤ４２には、図４に示すように、気体圧力検出装置１が装備される。気体圧力検出装置１の装着は、先の第１実施例で述べたようにタイヤホイールに取り付けられる。

車両搭載機４１は、図５のブロック図に示すようにデータの入出力と計算を行なう計算処理・制御部４３、通信手段の受信回路４４、通信手段の送信回路４５、受信用のアンテナ４６、送信用のアンテナ４７、測定値や警告等を表示する表示部４８を有する。車両搭載機４１には、車両に備わるバッテリー（図示せず）より電気が供給される。

気体圧力検出装置１は、図４のブロック図に示すように、大きく分けてセンサチップ４９、マイコン５０、通信手段の送信回路５１、通信手段の受信回路５２、受信用のアンテナ５３、送信用のアンテナ５４、第1実施例で述べた電池１５を有する。

センサチップ４９は、第1実施例で述べた圧力検出チップ１０の圧力センサ５５、温度センサ５６、定電圧回路５７等を有する。

マイコン５０、送信回路５１、受信回路５２等は、第1実施例で述べた電子回路部１１に纏まっている。受信用のアンテナ５３、送信用のアンテナ５４は、第1実施例で述べた回路基板８に備えられる。

マイコン５０は、アナログデジタル変換回路５８，５９，６０、データの入出力と計算を行なう計算処理・制御部６１、記憶回路６２を有する。

タイヤ４２の内圧は、気体圧力検出装置１で検知される。その検知信号のデータは、車両搭載機４１に送られる。車両搭載機４１からは、気体圧力検出装置１に対し、検知に関する種々の要求が送られる。このように気体圧力検出装置１と車両搭載機４１との間で、通信手段を介してタイヤ４２の内圧検知に関する種々の交信が行なわれ、表示部４８に測定値や警告等の表示が行なわれる。

本発明の第１実施例に係わるもので、気体圧力検出装置の縦断面図。本発明の第２実施例に係わるもので、気体圧力検出装置の縦断面図。本発明の第３実施例に係わるもので、気体圧力検出装置の縦断面図。本発明の第４実施例に係わるもので、タイヤ内の気体圧力検出システムの気体圧力検出装置側の回路ブロック図。本発明の第４実施例に係わるもので、タイヤ内の気体圧力検出システムの車両搭載機の回路ブロック図。本発明の第４実施例に係わるもので、タイヤ内の気体圧力検出システムの全体的な概要を示す図。

符号の説明

６…収納ケース、７…底部、８…回路基板、１０…圧力検出チップ、１２…電子回路部、１５…電池、１９…囲い枠、２１…封止材。

Claims

回路基板と、前記回路基板に載置される圧力検出チップ、電子回路部と、前記電子回路部や前記圧力検出チップに電気を供給する電池とをエポキシ樹脂を含む封止材で埋めるように封止する気体圧力検知装置において、
前記圧力検出チップの周りを囲い枠で囲うことを特徴とする気体圧力検知装置。
底部を有する収納ケースと、前記収納ケースに内置される回路基板と、前記回路基板の表面側に載置される圧力検出チップ、電子回路部と、前記収納ケースに内置され、かつ前記電子回路部や前記圧力検出チップに電気を供給する電池と、前記収納ケースに注入されるエポキシ樹脂を含む封止材とを有する気体圧力検知装置において、
前記圧力検出チップの周りを囲う囲い枠を設けたことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項２記載の気体圧力検知装置において、
前記収納ケースの内底部と前記回路基板の裏面側との間に前記電池を介在したことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項１〜３に記載された何れかの気体圧力検知装置において、
前記囲い枠は上側を塞ぐ天井に圧力導入孔を設けたことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項２に記載された気体圧力検知装置において、
前記収納ケースの内側面側に、前記回路基板を前記底部から離間して支持する支持部を設けたことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項４に記載された気体圧力検知装置において、
注がれた前記封止材の表面と前記天井がほぼ面一であることを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項２に記載された気体圧力検知装置において、
前記回路基板を係止する係止手段を前記収納ケースに設けたことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項１〜７の何れかに記載された気体圧力検知装置において、
前記圧力検出チップ、および前記囲い枠を前記回路基板に接着剤を含む接着手段で接着したことを特徴とする気体圧力検知装置。
底部を有する収納ケースと、前記収納ケースに内置される回路基板と、前記回路基板の表面側に載置される圧力検出チップ、および電子回路部と、前記収納ケースに内置され、
かつ前記電子回路部や前記圧力検出チップに電気を供給する電池と、前記収納ケースに注入されるエポキシ樹脂を含む封止材とを有する気体圧力検知装置において、
前記圧力検出チップの周りを囲う囲い枠を設け、
前記囲い枠の上側の開口を塞ぐ蓋には、圧力導入孔を設け、
前記圧力検出チップを前記囲い枠内に注入するゲルで封止したことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項９に記載された気体圧力検知装置において、
前記収納ケースの内底部と前記回路基板の裏面側との間に前記電池を介在したことを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項１〜１０の何れかに記載された気体圧力検知装置において、
タイヤ内に空気を注入する空気注入管を有することを特徴とする気体圧力検知装置。
請求項１１に記載された気体圧力検知装置を装着したタイヤにおいて、
前記圧力導入孔がタイヤの中心方向に向けられていることを特徴とするタイヤ。
請求項１１に記載された気体圧力検知装置を装着したタイヤにおいて、
前記電子回路部は、外部と情報を交わす通信手段を含むことを特徴とするタイヤ。