JP4896689B2 - 自動車タイヤ用空気入れ - Google Patents

Description

本発明は、目標圧が設定されると、タイヤの空気圧が目標圧になるまで、充排気を自動的に繰り返す自動車タイヤ用空気入れに関する。

従来より、目標圧が設定されると、タイヤの空気圧が目標圧になるまで、充排気を自動的に繰り返す自動車タイヤ用空気入れが知られている。このような自動車タイヤ用空気入れの中には、特許文献１に示すようにタイヤへの充排気を開始するときに、自動車タイヤ用空気入れ本体に設けられたスタートボタンを押すものがあった。

この自動車タイヤ用空気入れは、自動車の4本のタイヤ全ての空気圧調整を行う時、使用者はタイヤ一本ごとに装置と各タイヤとの往復を繰り返さなければならなかった。

また、目標圧が設定されると、タイヤの空気圧が目標圧になるまで、充排気を自動的に繰り返す自動車タイヤ用空気入れの中には、前記の問題を解決するために、特許文献２に示すように給気ホースの先端に設けられたエアチャックがタイヤに取り付けられたことをきっかけとして、タイヤへの充排気を開始するものがあった。

この自動車タイヤ用空気入れは、電磁弁により給気ホースの空気圧が目標圧を収斂するように絶えず充気、排気を繰り返し、充気にも関わらず、給気ホースの空気圧が向上しないときに、または、排気にも関わらず、給気ホースの空気圧が低下しないときにエアチャックがタイヤに取り付けられたと判断して、タイヤへの充排気を開始する。

しかし、この自動車タイヤ用空気入れには、エアチャックがタイヤに取り付けられたと判断するまで、絶えず充気、排気を行う必要があるので、電磁弁が壊れやすくなってしまう問題がある。

特開平３−６７７１１号 特公平６−６９７６４号

そこで、本発明が解決しようとする課題は、装置の耐久性の向上と、調整前のタイヤの空気圧と目標圧とを比較したときに圧力差がないタイヤに、エアチャックが取り付けられても、エアチャックがタイヤに取り付けられたと判断することと、エアチャックがタイヤに取り付けられる前、給気ホースの空気圧が目標圧に近づくように充排気を行っているときに、エアチャックがタイヤに取り付けられても、エアチャックがタイヤに取り付けられたと判断することとを実現した自動車タイヤ用空気入れを提案する点にある。

前記課題を解決するため本発明は、目標圧が設定されると、タイヤの空気圧が目標圧になるまで、充排気を自動的に繰り返す自動車タイヤ用空気入れにおいて、タイヤ及び給気ホースの各空気圧を測定する圧力センサーと、充排気を行うことでタイヤ及び給気ホースの各空気圧を調整する圧力調整手段と、圧力センサー及び圧力調整手段にて給気ホースの空気圧が一定に保たれた後、タイヤの充気口に給気ホースの先端に設けられたエアチャックが取り付けられる際に、給気ホースが一瞬大気開放状態になり、給気ホースの空気圧が所定値以上の低下変動したことを圧力センサーで検出すると、エアチャックがタイヤに取り付けられたと判断してタイヤへの充排気を開始する制御手段を備えたことを特徴とする自動車タイヤ用空気入れを提案する。

本発明における自動車タイヤ用空気入れは、エアチャックがタイヤに取り付けられる前に、給気ホースの空気圧を一定に保つので、装置の耐久性を向上させることができる。

また、本発明における自動車タイヤ用空気入れは、給気ホースの空気圧が一定に保たれた後、タイヤの充気口に、エアチャックが取り付けられる際に、給気ホースが一瞬大気開放状態になり、わずかに圧力が低下することを検出して、エアチャックが取り付けられたと判断するので、調整前のタイヤの空気圧と目標圧を比較したときに圧力差がないタイヤに、エアチャックが取り付けられたときでも、エアチャックがタイヤに取り付けられたと判断することができる。

また、本発明における自動車タイヤ用空気入れは、給気ホースの空気圧が一定に保たれる前、エアチャックがタイヤに取り付けられても、目標圧が設定されてから所定時間経過した後の空気圧と目標圧が設定されたときの空気圧との差を所定時間で割ることにより算出される給気ホースの空気圧変化率からエアチャックがタイヤに取り付けられたと判断することができる。

よって、本発明における自動車タイヤ用空気入れは、エアチャックがタイヤに取り付けられたと正確に判断することができるので、タイヤの空気圧を目標圧に近づくように、充排気を開始する前、エアチャックがタイヤに取り付けられているか否かに応じて決定される充排気量も正確になり、タイヤへの充排気にかかる時間が長くならないで済み、また、タイヤの空気圧への充排気の終了を正確に報知することができる。

以後、図面を基にして実施例の説明を行う。なお、以後登場する空気圧に関する表記は、大気圧を基準とするゲージ圧であるものとする。図１は本発明における自動車タイヤ用空気入れの構成を示す図である。1は自動車タイヤ用空気入れ本体である。２はエアタンクであり、タイヤ３に充気する空気を貯蔵し、自動車タイヤ用空気入れ１はこれに接続される。なお、エアタンク２の空気圧は目標圧よりも高い。４は給気ホースであり、前記給気ホース４の先端に設けられたエアチャック４ａをタイヤ３の充気口３ａに取り付けることで、自動車タイヤ用空気入れ１は、タイヤ３に空気を供給することができる。

５は操作ボードであり、使用者はこれを用いることにより目標圧を設定する。操作ボード５には、目標圧を表示するＬＥＤ表示部５ａと、押すことで目標圧を向上させるプラスキー５ｂと、押すことで目標圧を低下させるマイナスキー５ｃとが設けられている。

６は圧力制御手段であり、エアタンク２、給気ホース４と管路が通じており、充排気を行うことで、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧を目標圧に保つ。６ａは電空ハイレグであり、エアタンク２と管路が通じており、管路内の空気圧が設定圧になるまで、充気用の弁、または排気用の弁を開放することによって、管路内の空気圧を調整する。電空ハイレグ６ａは、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧を向上されるのに用いられる。

６ｂは逆止弁であり、電空ハイレグ６ａ、給気ホース４と管路が通じており、給気ホース４から電空ハイレグ６ａへ、空気が流入できないようにする。これにより、電空ハイレグ６ａがタイヤ３、及び給気ホース４に空気を流入させた後、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧は動圧であるが、電空ハイレグ６ａの設定圧が０ｋＰａに設定されることによって、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧は静圧になる。

６ｃは排気用電磁弁であり、逆止弁６ｂ、給気ホース４と管路が通じており、弁を開放することによって、管路内の空気を排気する。排気用電磁弁６ｃは、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧を低下させるのに用いられる。

７は圧力センサーであり、給気ホース４と逆止弁６ｂとを繋ぐ管路の空気圧を測定することにより、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧を測定する。８はブザーであり、タイヤ３への充排気が行われてることとタイヤ３への充排気が終了していることとを使用者に報知する。

９は制御手段であり、自動車タイヤ用空気入れ１を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ９ａと、ＲＯＭ９ａに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ９ｂと、プログラムを実行する上で必要なパラメータを一時的に記憶するＲＡＭ９ｃと、操作ボード５、圧力制御手段６、圧力センサー７、ブザー８と情報のやりとりを行うＩ／Ｏ９ｄとで成り立っている。

制御手段９は、使用者が操作ボード５を操作することにより設定した目標圧と、圧力センサー７が測定した空気圧とを読み取り、電空ハイレグ６ａの設定圧を目標圧よりも高い空気圧に設定することによって、調整対象の空気圧を向上させる。充気量は充気する時間によって変化する。また制御手段９は、排気用電磁弁６ｃの弁を開放することによって、調整対象の空気圧を低下させる。排気量は排気する時間によって変化する。

また制御手段９は、タイヤ３への充排気を行っているときに、一定時間おきに短い間隔でブザー８を鳴らすことで、使用者にタイヤ３への充排気が行われていることを報知し、またはタイヤ３への充排気が終了したときに、長い間隔でブザー８を鳴らすことで、使用者にタイヤ３への充排気が終了したことを報知する。

また制御手段９は、対象モードを切り替えることによって、制御処理を切り替えている。対象モードには、タイヤモードと給気ホースモードとの二種類がある。一つはタイヤモードで、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられている状態で充排気が行われる場合の対象モードである。もう一つは給気ホースモードで、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられていない状態で充排気が行われる場合の対象モードである。

この対象モードに応じて、タイヤ３、及び給気ホース４への充排気を行う時、充排気を行う時間が変化する。対象モードが給気ホースモードのときは、給気ホース４はタイヤ３よりも容積が小さいので、充排気を行う時間が短くなる。

また、この対象モードに応じて、タイヤ３、及び給気ホース４への充排気を行った後、制御手段９は、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧を測定するために、タイヤ３、及び給気ホース４の各空気圧が動圧から静圧になるまで待つが、この待ち時間が変化する。対象モードが給気ホースモードのときは、給気ホース４はタイヤ３よりも容積が小さいので、待ち時間が短くなる。

図２〜５は、本発明における自動車タイヤ用空気入れ１の制御処理を示すフローチャートである。以後、このフローチャートに従って、自動車タイヤ用空気入れ１の制御処理を説明する。

最初に、タイヤ３の充気口３ａに、エアチャック４ａが取り付けられる際に、給気ホース４が一瞬大気開放状態になり、わずかに圧力が低下することを検出して、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられたと判断する判断処理（ａ）を説明する。この判断処理（ａ）は図２のＳ５で行われるサブルーチンである。図４はこのサブルーチンを示すフローチャートである。

図４に示す通り、判断処理（ａ）が開始すると、まず制御手段９は、１ｍｓ経つ（Ｓ２３）ごとに給気ホース４の空気圧を測定する（Ｓ２４）。次に制御手段９は、測定された空気圧をＲＡＭ９ｃに記憶する（Ｓ２５）。１０ｍｓ経ったら（Ｓ２６）、制御手段９は、測定された空気圧のうち、最高のものとと最低のものとを除外して、８回分の空気圧の平均をとり（Ｓ２７）、この空気圧の平均をＲＡＭ９ｃに記憶する（Ｓ２８）。次に制御手段９は、今回の空気圧の平均と前回の空気圧の平均との差が５ｋＰａ以上か否かを判定する（Ｓ２９）。今回の空気圧の平均と前回の空気圧の平均との差が５ｋＰａ以上なら、判断処理はＳ３０へ進む。ここで制御手段９は、対象モードをタイヤモードにする（Ｓ３０）。また、今回の空気圧の平均と前回の空気圧の平均との差が５ｋＰａ未満なら、判断処理（ａ）は終了する。

続いて、調整対象の空気圧変化率に応じて、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられていたか否かを判断する判断処理（ｂ）を説明する。この判断処理（ｂ）は、図３のＳ２２で行われるサブルーチンである。図５はこのサブルーチンを示すフローチャートである。

図５に示す通り、判断処理（ｂ）が開始すると、まず制御手段９は、調整モードが充気モードか否かを判定する（Ｓ３１）。この調整モードは、図３のＳ１３で、調整対象の空気圧が目標圧よりも低く充気する必要がある場合は、充気モードになり（Ｓ１４）、また、調整対象の空気圧が目標圧よりも高く排気する必要がある場合は、排気モードになる（Ｓ１５）。調整モードが充気モードだったら、判断処理はＳ３２へ進み、調整モードが排気モードだったら、判断処理はＳ３３へ進む。Ｓ３２で制御手段９は、目標圧が５００ｋＰａ以上か否かを判定する（Ｓ３２）。目標圧が５００ｋＰａ以上なら、判断処理はＳ３４へ進み、しきい値は１００ｋＰａ／ｓとなり（Ｓ３４）、目標圧が５００ｋＰａ未満なら、判断処理はＳ３５へ進み、しきい値は２００ｋＰａ／ｓとなる（Ｓ３５）。Ｓ３３で制御手段９は、目標圧が２００ｋＰａ以上か否かを判定する（Ｓ３３）。目標圧が２００ｋＰａ以上なら、判断処理はＳ３７へ進み、目標圧が２００ｋＰａ未満なら、判断処理はＳ３６へ進み、しきい値は２０ｋＰａ／ｓとなる（Ｓ３６）。Ｓ３７で制御手段９は、目標圧が３５０ｋＰａ以上か否かを判定する（Ｓ３７）。目標圧が３５０ｋＰａ以上なら、判断処理はＳ３９へ進み、しきい値は５０ｋＰａ／ｓとなる（Ｓ３９）。目標圧が３５０ｋＰａ未満なら、判断処理はＳ３８へ進み、しきい値は１００ｋＰａ／ｓとなる。次に制御手段９は、充排気前の空気圧と充排気後の空気圧の絶対値を取り、これを充排気時間で割ることによって、調整対象の空気圧変化率を算出する（Ｓ４０）。この計算に必要なパラメータは、判断処理が行われる前に、図３のＳ１１，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ２１で得られる。次に制御手段９は、空気圧変化率がＳ３４、Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３８、Ｓ３９で決定したしきい値よりも低いか否かを判定する（Ｓ４１）。調整対象の空気圧変化率がしきい値よりも低いなら、判断処理はＳ４２へ進む。ここで制御手段９は、対象モードをタイヤモードにする（Ｓ４２）。また、調整対象の空気圧変化率がしきい値よりも高いなら、判断処理はＳ４３へ進む。ここで制御手段９は、対象モードを給気ホースモードにする（Ｓ４３）。そして、判断処理（ｂ）が終了する。

続いて、給気ホース４の空気圧が一定に保たれた後、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられた場合の制御処理（Ａ）を説明する。なお、タイヤ３の空気圧は２００ｋＰａで、給気ホース４の空気圧は２００ｋＰａで、目標圧は２００ｋＰａであるものとする。

給気ホース４への充排気（Ｓ３）が終了して、給気ホース４の空気圧が一定に保たれた後、使用者がエアチャック４ａをタイヤ３に取り付けたとする。これにより、制御手段９は、タイヤ３の充気口３ａに、エアチャック４ａが取り付けられる際に、給気ホース４が一瞬大気開放状態になり、わずかに圧力が低下することを検出して、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられたと判断し、対象モードを給気ホースモードからタイヤモードに切り替える。（Ｓ５）、制御処理はＳ７へ進む。ここで制御手段９は、対象モードがタイヤモードか否かを判定する（Ｓ７）。対象モードは、Ｓ５で給気ホースモードからタイヤモードに切り替わっているので、制御処理はＳ８へ進む。ここで制御手段９は、タイヤ３の空気圧が動圧から静圧になるのを待つが（Ｓ８）。タイヤ３の空気圧は２００ｋＰａで、給気ホース４の空気圧は２００ｋＰａなので、両方の空気圧は元々平衡している。次に制御手段９は、タイヤ３への充排気を行う（Ｓ３）。

図３に示す通り、制御手段９がタイヤ３への充排気を開始すると、まず制御手段９は、タイヤ３の空気圧と目標圧との圧力差が１０ｋＰa未満か否か判定する（Ｓ９）。タイヤ３の空気圧は２００ｋＰａで、目標圧は２００ｋＰaで、圧力差は１０ｋＰa未満なので、制御処理はＳ１０へ進む。ここで制御手段９は、対象モードがタイヤモードか否かを判定し（Ｓ１０）、対象モードはタイヤモードなので、制御処理はＳ１２へ進む。ここで制御処理９は、終了ブザーを鳴らして（Ｓ１２）、タイヤ３への充排気を終了する。この後、使用者は、エアチャック４ａをタイヤ３から取り外す。

続いて、給気ホース４への充排気（Ｓ３）が終了して、給気ホース４の空気圧が一定に保たれる前に、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられた場合の制御処理（Ｂ）を説明する。なお、タイヤ３の空気圧は大気圧で、給気ホース４の空気圧は１５０ｋＰａで、目標圧は２００ｋＰａで、対象モードは給気ホースモードであるものとする。

図３で示すとおりに、Ｓ１６で制御手段９が給気ホース４に充気しているときに、使用者がエアチャック４ａをタイヤ３に取り付けたとする。制御手段９は、給気ホース４に充気し（Ｓ１８）終わったら、給気ホース４の空気圧が静圧になるのを待つ（Ｓ２０）。これにより、給気ホース４との空気圧は１８０ｋＰａになる。次に制御手段９は、調整後の給気ホース４の空気圧をＲＡＭ９ｃに記憶する（Ｓ２１）。次に制御手段９は、給気ホース４の空気圧変化率を算出し、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられたか否かを判定する（Ｓ２２）。既にエアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられており、タイヤ３の容積は大きく、給気ホース４の空気圧変化率は低くなるので、対象モードは給気ホースモードからタイヤモードに切り替わる。次に制御手段９は、タイヤ３の空気圧と目標圧との圧力差が１０ｋＰa未満か否か判定する（Ｓ９）が、タイヤ３の空気圧は１８０ｋＰａで、目標圧は２００ｋＰaで、圧力差は１０ｋＰa以上なので、制御処理はＳ１１へ進む。ここで制御手段９は、調整前のタイヤ３の空気圧をＲＡＭ９ｃに記憶する（Ｓ１１）。次に制御手段９は、タイヤ３の空気圧が目標圧よりも低いか否か判定する（Ｓ１３）。タイヤ３の空気圧は１８０ｋＰａで、目標圧は２００ｋＰaで、タイヤ３の空気圧が目標圧よりも低いので、制御処理はＳ１４へ進む。ここで制御手段９は、調整モードを充気モードにし（Ｓ１４）、充気時間を決定し、ＲＡＭ９ｃに記憶し（Ｓ１６）、タイヤ３に充気し（Ｓ１８）、タイヤ３の空気圧が静圧になるのを待つ（Ｓ２０）。これにより、タイヤ３の空気圧は２００ｋＰaになる。次に制御手段９は、調整後のタイヤ３の空気圧をＲＡＭ９ｃに記憶する（Ｓ２１）。次に制御手段９は、タイヤ３の空気圧変化率を算出し、エアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられたか否かを判定する（Ｓ２２）。既にエアチャック４ａがタイヤ３に取り付けられており、タイヤ３の容積は大きく、タイヤ３の空気圧変化率は低くなるので、対象モードはタイヤモードのままである。ここから制御手段９がタイヤ３への充排気を終了するまでの制御処理は、前記制御処理（Ａ）の通りなので説明を省略する。

本発明における自動車タイヤ用空気入れ１の構成を示す図である。 本発明における自動車タイヤ用空気入れ１の制御処理を示すフローチャート である。 調整対象への充排気の制御処理を示すフローチャートである。 給気ホース４が一瞬大気開放状態になり、わずかに圧力が低下することによ るエアチャック取付の判断処理（ａ）を示すフローチャートである。 調整対象の空気圧変化率によるエアチャック取付の判断処理（ｂ）を示すフ ローチャートである。

１ 自動車タイヤ用空気入れ
２ エアタンク
３ タイヤ
３ａ 充気口
４ 給気ホース
４ａ エアチャック
５ 操作ボード
５ａ ＬＥＤ表示部
５ｂ プラスキー
５ｃ マイナスキー
６ 圧力制御手段
６ａ 電空ハイレグ
６ｂ 逆止弁
６ｃ 排気用電磁弁
７ 圧力センサー
８ ブザー
９ 制御手段
９ａ ＲＯＭ
９ｂ ＣＰＵ
９ｃ ＲＡＭ
９ｄ Ｉ／Ｏ

Claims (1)

1. 目標圧が設定されると、タイヤの空気圧が目標圧になるまで、充排気を自動的に繰り返す自動車タイヤ用空気入れにおいて、
   タイヤ及び給気ホースの各空気圧を測定する圧力センサーと、
   充排気を行うことでタイヤ及び給気ホースの各空気圧を調整する圧力調整手段と、
   前記圧力センサー及び前記圧力調整手段にて前記給気ホースの空気圧が一定に保たれた後、タイヤの充気口に前記給気ホースの先端に設けられたエアチャックが取り付けられる際に、前記給気ホースが一瞬大気開放状態になり、前記給気ホースの空気圧が所定値以上の低下変動したことを前記圧力センサーで検出すると、前記エアチャックがタイヤに取り付けられたと判断してタイヤへの充排気を開始する制御手段を備えたことを特徴とする自動車タイヤ用空気入れ。

Images