JP3504311B2

JP3504311B2 - タイヤ空気圧検出装置

Info

Publication number: JP3504311B2
Application number: JP00378994A
Authority: JP
Inventors: 守孝後藤; 健二古市; 正昭山本; 宰一郎大下
Original assignee: Fujikura Ltd; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Fujikura Ltd; Subaru Corp
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 2004-03-08
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JPH07205621A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の車体
に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出してこれを監
視し、安全性を向上させるのに好適なタイヤ空気圧検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車等に取り付けられる
タイヤ空気圧検出装置は、各ホイール毎に圧力センサを
装着し、この圧力センサにより直接タイヤ内の空気圧を
検出するようになっている。そして、回転するタイヤ側
には圧力センサの出力を送信するトランスミッタが設け
られる一方、車体側にはトランスミッタからの信号を受
けるアンテナ等が設けられ、信号の伝達が行なわれるよ
うになっている。しかしながら、このようなタイヤ空気
圧検出装置では、信号伝達のためのトランスミッタやア
ンテナ等が必要であるため、構造が複雑で製造コストが
高い等の問題があった。

【０００３】近年、このような問題を解決するため、タ
イヤ側にタイヤ内の空気圧に応じて移動する磁石等を備
えたセンサ部をタイヤと一体に設け、車体側にこの磁石
等の移動を検出する検出部を設けた構成のタイヤ空気圧
検出装置が提案されている。このような構成のタイヤ空
気圧検出装置としては、例えば、以下に示すような数種
類のものがある。

【０００４】図３に示すように、タイヤ空気圧検出装置
１は、ホイール２に装着されたタイヤ３内の空気圧を感
知するため、ホイール２のリム部２ａの外周面に沿って
設けられたセンサ部４と、このセンサ部４の変位を検出
するため、図示しない車体側に固定されたホール素子
（検出部）５と、ホール素子５からの検出値を監視する
図示しない監視回路とから構成されている。センサ部４
には連通穴６が形成されて、その内部４ａがホイール２
とタイヤ３とに囲まれて構成される空気室７に連通した
構造とされている。センサ部４内には、タイヤ３の内圧
がかかるゴム製のダイヤフラム８と、センサ部４の軸線
方向に進退自在な移動子９と、この移動子９を空気室７
側に向けて付勢するスプリング１０と、ホイール２のリ
ム部２ａの内周面側に突出するアーム１１を介して移動
子９に取り付けられた磁石１２とが備えられている。こ
のような構成のタイヤ空気圧検出装置１では、タイヤ３
内の空気圧に応じて、ダイヤフラム８がセンサ部４の軸
線方向に変形し、これに伴って磁石１２が移動子９と一
体に前記軸線方向に移動するので、磁石１２とホール素
子５との離間距離が変化し、ホール素子５でホール効果
によって検出する磁石１２の磁界強度が変化する。そし
て、ホール素子５での検出値が、予め設定した一定範囲
から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気
圧が異常であると判別するようになっている。

【０００５】また、図４に示すタイヤ空気圧検出装置１
５のセンサ部１６は、ホイール２のリム部２ａの内周面
側に設けられ、空気室７に連通したその内部１６ａに
は、ダイヤフラム８と、センサ部１６の軸線方向に進退
自在な磁石１２と、この磁石１２を空気室７側に向けて
付勢するスプリング１０とを備えた構造とされている。
このような構成のタイヤ空気圧検出装置１５では、タイ
ヤ空気圧検出装置１（図３参照）と同様に、タイヤ３内
の空気圧に応じて磁石１２とホール素子５との距離が変
化し、ホール素子５での検出値が予め設定した一定範囲
から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気
圧が異常であると判別するようになっている。

【０００６】また、図５に示すタイヤ空気圧検出装置１
８のセンサ部１９は、ホイール２のリム部２ａの外周面
側に設けられている。センサ部１９には連通穴（図示な
し）が形成されており、センサ部１９内に配設されたダ
イヤフラム８にタイヤ３内の圧力がかかるようになって
いる。センサ部１９内には、ダイヤフラム８に設けられ
た押圧板２０と、回転自在に支持され、その外周面に磁
石１２を備えた円盤２１と、これら押圧板２０，円盤２
１を接続するリンク機構２２とを備えた構造とされてい
る。このようなタイヤ空気圧検出装置１８では、タイヤ
３内の空気圧の変化によりダイヤフラム８が変形して押
圧板２０が移動すると、この移動がリンク機構２２を介
して円盤２１に伝達されて円盤２１が回転するようにな
っている。そして、円盤２１と一体に回転する磁石１２
の磁力線の方向の変化をホール素子５で検出し、その検
出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回
路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別する
ようになっている。

【０００７】図６（ａ）に示すタイヤ空気圧検出装置２
４のセンサ部２５は、図３に示したタイヤ空気圧検出装
置１のセンサ部４と同様に、ホイール２のリム部２ａの
外周面に沿って設けられ、その内部に、ダイヤフラム８
と、センサ部２５の軸線方向に進退自在な移動子２６
と、この移動子２６を空気室７側に向けて付勢するスプ
リング１０とを備えた構造とされている。そして、この
移動子２６には、アーム２８の一端２８ａが回動自在に
支持されており、その他端２８ｂはセンサ部２５に回動
自在に支持されている。またこのアーム２８の他端２８
ｂには磁石１２が一体に設けられている。このような構
成のタイヤ空気圧検出装置２４では、図６（ｂ）に示す
ように、タイヤ内の空気圧に応じてダイヤフラム８が変
形して移動子２６が移動するのに伴ってアーム２８が他
端２８ｂを中心として回動し、これと一体に磁石１２が
回転する。この磁石１２の回転による磁力線の方向の変
化をホール素子５で検出し、その検出値が予め設定した
一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ内
の空気圧が異常であると判別するようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のタイヤ空気圧検出装置では、以下に示す
ような問題が存在する。すなわち、タイヤ空気圧検出装
置１，１５のような、ホール素子５で、タイヤ３内の空
気圧に応じた磁石１２とホール素子５との距離の変化を
検出する構造のものでは、その検出精度を確保するため
には、センサ部４，１６とホール素子５との位置を精度
良く設置しなければならない。このため、これらセンサ
部４，１６、ホール素子５をタイヤ３，車体に組み付け
るときや、車体にタイヤ３を組み付けるときに、従来以
上の高い組み付け精度が要求され、これにより組み付け
に余分な手間がかかり、この結果製造コストの上昇を招
くという問題があった。また、このような問題を回避す
るために、電気的にホール素子５の検出値を補正する方
法も考えられるが、これにもコストがかかるという問題
があった。また、タイヤ空気圧検出装置１８，２４のよ
うな、ホール素子５で、タイヤ３内の空気圧に応じて回
転する磁石１２の磁力線の方向の変化を検出する構造の
ものでは、リンク機構２２やアーム２８が必要であるた
め、構造が複雑となり、コストがかかるという問題があ
る。しかも、構造が複雑になるとその重量も増加し、ホ
イールバランスなどにも影響を与え、回転時の遠心力も
考慮しなければならなくなってしまう。さらには、タイ
ヤ空気圧検出装置１，１５，２４では、スプリング１０
の押圧とタイヤ３内の空気圧との力のバランスにより磁
石１２を移動あるいは回転させるようになっているが、
実際には、構成部品どうしの摩擦力にも影響を受けるた
め、検出誤差の要因となっている。まして、タイヤが高
速で回転しているときには遠心力によって摩擦力が増大
し、さらに誤差が増大してしまうという問題がある。本
発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、構
造が簡単でコストを低減できるとともに、高い検出精度
を有するタイヤ空気圧検出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に係る発明は、
車体に対して回転可能に取り付けられたタイヤ内の空気
圧を検出するタイヤ空気圧検出装置であって、該タイヤ
と一体に設けられたセンサ部内には、タイヤ内の空気圧
に応じて該センサ部の軸線方向に沿って進退する移動子
と、前記軸線方向に延在し、センサ部に形成された支持
部に螺合する螺条が形成されるとともに、その一端を前
記移動子に当接させた回動軸と、該回動軸に取り付けら
れた磁石と、前記回動軸を回動方向に付勢する付勢部材
とが備えられ、前記移動子と前記回動軸の一端とが点接
触する構成とされ、前記車体と一体に、前記磁石の磁気
を検知する検出部が前記センサ部の近傍に配設され、前
記タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であると
きと、適正範囲以下であるときとで、前記磁石が前記回
動軸と一体に回転して、該磁石のＮ極とＳ極とが反転す
る構成とされていることを特徴としている。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載のタ
イヤ空気圧検出装置において、前記回動軸の一端側には
縁部が設けられ、該縁部は移動子に設けられた凹部内に
回動自在に支持されており、前記回動軸は、その一端と
移動子とが点接触した状態で、回動しつつ移動子と一体
に進退可能となっていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、タイヤ内の空気圧に
応じて移動子がセンサ部の軸線方向に沿って進退する
と、この移動子に一端が当接する回動軸にはセンサ部に
形成した支持部に螺合する螺条が形成されているため、
この回動軸は付勢部材に付勢されて、軸線方向に進退し
つつその軸線回りに回動することになる。そして、タイ
ヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、
適正範囲以下であるときとで、磁石が回動軸と一体に回
動して、磁石のＮ極とＳ極とが反転するようになってい
るので、検出部で磁石の極性を検出することにより、タ
イヤ内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを判別でき
る。

【００１２】更に、移動子と回動軸の一端とが点接触す
るようになっているので、タイヤ内の空気圧に応じて移
動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときに移動
子と回動軸との接触部で生じる摩擦力を抑さえることが
できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図２に示す一実施
例を参照して説明する。図１および図２は、本発明に係
るタイヤ空気圧検出装置を備えた自動車の一部を示すも
のである。これらの図において、従来例として示した図
３ないし図６と共通する部分については、同一符号を付
してある。図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置Ａ
は、ホイール２に装着されたタイヤ（図示なし）内の空
気圧を感知するため、ホイール２のリム部２ａの内周面
に沿って設けられたセンサ部３１と、このセンサ部３１
の磁気を検出するため、図示しない車体側に固定された
ホール素子（検出部）５と、ホール素子５からの検出値
を監視する図示しない監視回路とから構成されている。

【００１４】センサ部３１には連通穴６が形成されて、
その内部３１ａがホイール２とタイヤ（図示なし）とに
囲まれて構成される空気室７に連通した構造とされてい
る。センサ部３１内には、ゴム製等のダイヤフラム３２
と、このダイヤフラム３２の先端部に取り付けられてセ
ンサ部３１の軸線方向に進退自在な、例えば潤滑性樹脂
からなるピストン（移動子）３３とが備えられている。
これにより、ダイヤフラム３２がタイヤ（図示なし）内
の空気圧に応じて変形し、これにともなってピストン３
３が進退するようになっている。センサ部３１内の先端
３１ｂ側には、このセンサ部３１の軸線方向に延在する
回動軸３４が配設されている。回動軸３４の一端３４ａ
は、ピストン３３と点接触するように、球状に形成され
ている。また、この回動軸３４の一端３４ａ側には縁部
３４ｂが形成されて、ピストン３３の凹部３３ａ内に回
動自在に支持されており、これにより回動軸３４が回動
しつつピストン３３と一体に進退可能となっている。一
方、回動軸３４の他端３４ｃは、センサ部３１と一体に
形成された支持部３５からこの回動軸３４が抜けないよ
うにかしめられている。この他端３４ｃ側には支持部３
５と螺合する螺条３６が、例えば６ｍｍのリード量で形
成されている。回動軸３４の軸線に直交する面内に形成
された縁部３４ｄには、環状の磁石３８が接着等により
取り付けられており、その極性は図１中上方がＮ極，下
方がＳ極となるように配置されている。このような構成
からなる回動軸３４は、その軸線方向に３ｍｍのストロ
ークで進退可能な構造とされている。回動軸３４の縁部
３４ｄと支持部３５には、それぞれ、捩じりコイルバネ
（付勢部材）３９の端部が固定されており、回動軸３４
の軸線方向の回動を付勢する構造とされている。この捩
じりコイルバネ３９は、ダイヤフラム３２にかかる圧力
が予め設定した一定値になったときに、回動軸３４がセ
ンサ部３１の基部３１ｃ側に移動する方向に回動するよ
う付勢するため、予め一定量圧縮されかつ回動軸３４の
回動方向に捩じられた状態となっている。

【００１５】上記のような構成からなるタイヤ空気圧検
出装置Ａでは、タイヤ（図示なし）内の空気圧が予め設
定した適正範囲（例えば自動車の場合１．９〜２．１ｋ
ｇ／ｃｍ²）内であるときには、図１に示したように、
ホール素子５では磁石３８のＳ極を検出することにな
る。そして、パンク等、何らかの原因により、タイヤ
（図示なし）内の空気圧が下限値（例えば１．７ｋｇ／
ｃｍ²）以下に低下したときには、図２に示すように、
この圧力低下に応じてダイヤフラム３２が捩じりコイル
バネ３９に付勢されて基部３１ｃ側に変形し、これに伴
ってピストン３３が基部３１ｃ側に後退する。すると、
このピストン３３に一端３４ａが当接した回動軸３４が
軸線回りに回動し、支持部３５に螺合する螺条３６によ
り、基部３１ｃ側に３ｍｍ後退するようになっている。
このとき、回動軸３４に形成された螺条３６のリード量
は６ｍｍであるので、この回動軸３４は軸線回りに１８
０°回転することになり、これにより、回動軸３４に取
り付けられた磁石３８の極性（Ｎ極，Ｓ極）が反転す
る。するとホール素子５では、磁石３８のＮ極を検出す
ることになる。このようにしてホール素子５で磁石３８
の極性がＳ極からＮ極に反転したのを検出したときに
は、図示しない制御回路によりタイヤ（図示なし）内の
空気圧が下限値（１．７ｋｇ／ｃｍ²）以下に低下した
と判別して、運転席に設けられたインジケータランプを
点灯させる等して、圧力低下を表示するようになってい
る。

【００１６】上述したような構造のタイヤ空気圧検出装
置Ａでは、タイヤ（図示なし）内の空気圧に応じてピス
トン３３が捩じりコイルバネ３９に付勢されてセンサ部
３１の軸線方向に沿って進退すると、回動軸３４がその
軸線方向に後退する。このとき、螺条３６により回動軸
３４が後退しつつ回動するのにともなって、磁石３８が
１８０°回転し、タイヤ（図示なし）内の空気圧が予め
設定した適正範囲内であるときと、下限値以下であると
きとで、磁石３８のＮ極とＳ極とが反転するようになっ
ている。そして、ホール素子５で磁石３８の極性の反転
を検出することにより、タイヤ（図示なし）内の空気圧
が適正範囲内であるかどうかを容易かつ確実に判別でき
る。このようにして、万が一のパンク等によるタイヤ
（図示なし）内の空気圧の低下を検出することにより、
事故等を防止して安全性を向上させることが可能にな
る。しかも、磁石３８とホール素子５との距離により判
別するタイプではないので、センサ部３１とホール素子
５等を組み付けるに際して、タイヤ空気圧検出装置Ａを
備えない通常の場合と同等の組み付け精度でタイヤ空気
圧検出装置Ａの検出精度を確保することができ、その製
造コストを低減することができる。また電気的に補正を
する必要もなく、しかもその構造が簡単であるので、低
コストでタイヤ空気圧検出装置Ａを提供することが可能
となる。また、回動軸３４が捩じりコイルバネ３９でそ
の回動する方向に付勢される構成とされている。ここ
で、回動軸３４には螺条３６が形成されているので、こ
の回動軸３４を回動しつつ進退させるためには、捩じり
コイルバネ３９に代えて、例えば単なる圧縮バネを用い
ることも考えられるが、圧縮バネを採用した場合には、
回動軸３４が回動するときに回動軸３４と圧縮バネとの
間で摩擦力が生じて、回動軸３４の回転トルクのロスと
なってしまうという問題がある。これに対して、上述し
たタイヤ空気圧検出装置Ａでは、回動軸３４が捩じりコ
イルバネ３９でその回動方向に付勢される構成とされて
いるので、回動軸３４が回動するときに、回動軸３４と
捩じりコイルバネ３９との間で摩擦による回転トルクの
ロスが生じることがなく、タイヤ空気圧検出装置Ａの検
出精度の向上を図ることができる。また、タイヤ空気圧
検出装置Ａでは、ピストン３３と回動軸３４の一端３４
ａとが点接触するようになっているので、タイヤ（図示
なし）内の空気圧に応じてピストン３３が進退するのに
伴って回動軸３４が回動するときに、ピストン３３と回
動軸３４との接触部で生じる摩擦力を抑さえることがで
き、これにより、構成部品どうしの摩擦による回転トル
クのロスを従来よりも大幅に低減させて、この点からも
タイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度の向上を図ることが
できる。

【００１７】なお、上記実施例において、ピストン３３
を、ダイヤフラム３２で移動させる構成としたが、タイ
ヤ（図示なし）内の圧力変化に応じて移動するのであれ
ば、ピストン（移動子）の形状，ダイヤフラムの形状・
材質等については限定するものではない。また、磁石３
８のＮ極とＳ極とを反転させた配置としても同様の効果
を得ることができるのは言うまでもない。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るタ
イヤ空気圧検出装置によれば、タイヤ内の空気圧に応じ
て移動子がセンサ部の軸線方向に沿って進退すると、回
動軸にはセンサ部の支持部に螺合する螺条が形成されて
いるため、この回動軸は付勢部材に付勢されて、軸線方
向に進退しつつその軸線回りに回動することになる。そ
して、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であ
るときと、適正範囲以下であるときとで、磁石が回動軸
と一体に回動して、磁石のＮ極とＳ極とが反転するよう
になっているので、検出部で磁石の極性を検出すること
により、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるかどうか
を容易かつ確実に判別できる。このようにして、万が一
のパンク等によるタイヤ内の空気圧の低下を検出して、
事故等を防止して安全性を向上させることが可能にな
る。しかも、センサ部と検出部を組み付けるに際して、
タイヤ空気圧検出装置を備えない通常の場合と同等の組
み付け精度でタイヤ空気圧検出装置の検出精度を確保す
ることができ、その製造コストを低減することができ
る。また電気的に補正をする必要もなく、しかもその構
造が簡単であるので、低コストでタイヤ空気圧検出装置
を提供することが可能となる。また、回動軸を付勢部材
によってその回動方向に付勢する構成としたので、タイ
ヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動
軸が回動するときには、この回動軸と付勢部材との間で
摩擦による回転トルクのロスが生じることなく、タイヤ
空気圧検出装置の検出精度の向上を図ることができる。

【００１９】更に、移動子と回動軸の一端とが点接触す
るようになっているので、タイヤ内の空気圧に応じて移
動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときに、移
動子と回動軸との接触部で生じる摩擦力を抑えることが
できる。これにより、構成部品どうしの摩擦による回転
トルクのロスを従来よりも大幅に低減させて、タイヤ空
気圧検出装置の検出精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタイヤ空気圧検出装置の一例で
あって、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるときの状
態を示す正断面図である。

【図２】同装置の、タイヤ内の空気圧が下限値以下で
あるときの状態を示す正断面図である。

【図３】従来のタイヤ空気圧検出装置の一例を示す正
断面図である。

【図４】従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す
正断面図である。

【図５】従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す
正断面図である。

【図６】従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す
正断面図である。

【符号の説明】

５…ホール素子（検出部）、３１…センサ部、３３…ピ
ストン（移動子）、３４…回動軸、３４ａ…一端、３５
…支持部、３６…螺条、３８…磁石、３９…捩じりコイ
ルバネ（付勢部材）、Ａ…タイヤ空気圧検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本正昭東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者大下宰一郎東京都新宿区西新宿一丁目７番２号富士重工業株式会社内 (56)参考文献特開平７−223414（ＪＰ，Ａ) 実開昭49−108476（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 23/00 - 23/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車体に対して回転可能に取り付けられた
タイヤ内の空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置
（Ａ）であって、該タイヤと一体に設けられたセンサ部（３１）内には、
タイヤ内の空気圧に応じて該センサ部（３１）の軸線方
向に沿って進退する移動子（３３）と、前記軸線方向に
延在し、センサ部（３１）に形成された支持部（３５）
に螺合する螺条（３６）が形成されるとともに、その一
端（３４ａ）を前記移動子（３３）に当接させた回動軸
（３４）と、該回動軸（３４）に取り付けられた磁石
（３８）と、前記回動軸（３４）を回動方向に付勢する
付勢部材（３９）とが備えられ、前記車体と一体に、前記磁石（３８）の磁気を検知する
検出部（５）が前記センサ部（３１）の近傍に配設さ
れ、前記タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内である
ときと、適正範囲以下であるときとで、前記磁石（３
８）が前記回動軸（３４）と一体に回転して、該磁石
（３８）のＮ極とＳ極とが反転する構成とされているこ
とを特徴とするタイヤ空気圧検出装置（Ａ）。
【請求項２】請求項１記載のタイヤ空気圧検出装置
（Ａ）において、前記移動子（３３）と前記回動軸（３
４）の一端（３４ａ）とが点接触する構成とされている
ことを特徴とするタイヤ空気圧検出装置（Ａ）。