JP7269690B2 - オフハイウェイホイール用タイヤ空気圧監視アダプタ - Google Patents

Description

発明の分野
本明細書の実施形態は概して、タイヤ空気圧監視システムに関する。より具体的には、本発明は、オフハイウェイ建設車両ホイールまたは土工車両ホイールのタイヤ空気圧を無線通信により監視するためのホイール搭載アダプタに関する。

背景および公知技術
一般に、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）は基本的には、本質的に電子的なシステムであり、あらゆる種類の車両の空気入りタイヤの内側で頻繁に空気圧の量と一貫性を監視できるように設計されている。空気入りタイヤの動的挙動メカニズムは、空気圧のメカニズムと密接に関連していることが知られている。車両の空気タイヤの空気圧は、タイヤの損傷や故障から保護し、車両の安全で効率的な操作を促進するために、特定の範囲内に維持する必要がある。一例として、タイヤが膨らんだりすると、摩耗、タイヤの内部損傷、鋭利な物体によるタイヤの貫通リスクの増加、タイヤの破裂、および／または燃費の低下を引き起こす可能性がある。システムは概して、通常ピクトグラム表示を介してドライバにリアルタイムのタイヤ空気圧に関する情報を報告し、タイヤ空気圧がタイヤの望ましい範囲外になった場合にアラートを生成できるように設計されている。このシステムは、工場レベルとアフターマーケットソリューションの両方に含めることができる。

タイヤ空気圧システムは、圧力センサを介して圧力を直接測定することにより、またはホイールに取り付けられた速度センサに依存することにより、２つの異なる方法で作動させることができる。直接タイヤ空気圧監視システムは、通常、各タイヤ内に配置された空気圧監視センサに依存しているため、それに関する非常に正確なデータを提供し、ホイール速度センサに依存する間接的なメカニズムよりも比較的優れた出力を提供する。

ＴＰＭＳモジュールは、タイヤまたはホイールリムに取り付けられたセンサと、圧力情報を受信機に送信する手段とを組み込んでもよい。それに加えて、タイヤ空気圧監視システムは外部または内部に配置され得る。

従来技術のＵＳ８３７３５５１では、圧力センサモジュールがタイヤの内側に配置されている。無線ＲＦ信号により圧力データを車両の運転室に配置されたモニタに送信するように構成された圧力センサモジュールが開示されている。しかし、この方法では、システムの配置とバッテリの交換が非常に不便になる場合がある。また、信号伝送は弱く、タイヤ内部に埋め込まれたスチールベルトによって遮断される。

別の公知技術のＵＳ８５６７２４１では、圧力検出および伝達装置がタイヤバルブの内側端部に取り付けられている。この方法では、バッテリの交換も不便である。また、このアレンジメントは平らな土台を有し穴がない土工車両リムおよび建設車両リムには適していいない。その結果、タイヤの取り付けと取り外しが不便になる。

別の公知技術のＵＳ２００９００５８６６７では、圧力センサがパッチによってタイヤ表面の内側に固定されている。この方法では、車両のある位置から別の位置へのタイヤの回転は、フィールドの新しいタイヤにパッチを再較正または取り外し、貼り付けるので、面倒になる。

他のいくつかの公知技術のＵＳ７４４１４５２Ｂ２では、圧力センサがホイールに取り外し可能に取り付けられ、バンドおよびバックルによって固定されている。タイヤの組み立てと取り外しが面倒になり、そのような操作中のセンサへの損傷を避けるために注意する必要がある。

この業界の人々によく知られているさらに別の公知技術では、タイヤの外側のバルブステムに圧力センサが取り付けられている。この方法には、簡単な配置と優れた信号伝送という利点がある。この方法では、ユーザはセンサを取り外してタイヤに空気を補充し、センサをバルブステムに再び取り付ける必要がある。不都合なことに加えて、頻繁にセンサを取り外して再配置すると、エアシールが損傷し、エアリークが発生し、ユーザに安全上の危険が生じる。また、この設計では、フィールドでのセンサの盗難に対する保護は保証されない。

したがって、タイヤ空気圧監視システム、またはタイヤ空気圧を無線で監視し、それにより土工または建設車両の車輪のリムの標準穴に容易に取り付けることができるアダプタを開発する必要がある。さらに、タイヤ空気圧レベルを監視するためのシンプルで比較的安価なアダプタを開発する必要がある。

発明の目的
本開示の目的のいくつかを以下で説明する。

本発明の主な目的は、土工用またはオフハイウェイ車両ホイールのタイヤ空気圧を監視するためにタイヤキャビティの外側にセンサモジュールを配置するように、リムの標準穴に取り付け可能なアダプタを外部に提供することである。

本発明の別の目的は、安全に取り付け可能であり、センサモジュールに対する盗難防止保護を有するアダプタを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、センサモジュールがタイヤキャビティの外側に配置されるため、外部アンテナを必要とせずにセンサモジュールからの信頼できるＲＦ信号伝送を利用するアダプタを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、手間のかからないアセンブリを有するアダプタを提供することである。

本発明の別の目的は、センサを損傷することなく、ユーザがリム上でタイヤを簡単に取り外すことができるアダプタを提供することである。

本発明の別の目的は、タイヤの位置検知を必要とせずにタイヤの回転を容易にするアダプタを提供することである。

本発明の別の目的は、タイヤを取り外す必要なしにバッテリの容易な取り外しおよび交換を容易にするアダプタを提供することである。

本発明の別の目的は、バルブコアハウジングおよび／またはタイヤ膨張バルブを受け入れる雌ねじ穴アレンジメントを備えたアダプタを提供し、それにより、ＴＰＭアダプタとタイヤ膨張バルブを保持するためのリム上の別個の穴の必要性を排除することである。

本発明の別の目的は、アフターマーケットソリューションと同様に工場レベルで含まれることが可能なアダプタを提供することである。

空間および他の実際的な制約に従って、本発明の真の範囲および精神から逸脱することなく、様々な修正が当業者に想到し得る。

本発明の他の目的および利点は、本発明の好ましい実施形態の例示のために組み込まれ、その範囲を限定することを意図していない添付図面と併せて読めば、以下の説明から明らかになる。

上記を考慮して、本明細書の実施形態は、無線通信を介してオフハイウェイ車両ホイールおよび／または土工車両ホイールのタイヤ空気圧レベルを監視するためのアダプタを提供する。アダプタはセンサハウジングを含み、前記センサハウジングは、センサモジュール、内部ギャラリ、およびバッテリを含む。実施形態によれば、センサハウジングは、リムのタイヤキャビティ領域に面するリムの標準穴、バルブコアハウジングを受け入れる雌ねじ穴アレンジメントおよび／またはタイヤ膨張バルブに取り付ける雄ねじを備えた雄部をさらに含む。内部ギャラリは、センサモジュール、タイヤ膨張バルブ、およびタイヤキャビティ間の接続性を確立するために備えられる。センサハウジングは、センサモジュールとバッテリとを別々に埋め込むための少なくとも２つのコンパートメントをさらに含む。

実施形態によれば、センサモジュールコンパートメントは、段付き穴、グロメット、フィルタ、矩形の凹部、シーリング要素、およびセンサ電子部品を含む。実施形態によれば、センサ電子部品は、複数のセンサおよび／またはセンサチップを備えたマイクロコントローラ、アンテナ、無線周波数整合回路、信号調整ユニット、前記バッテリに接続するためのリード線および共通のプリント回路基板を含む。センサモジュールコンパートメントは、センサモジュールコンパートメントの上部にある段付き穴を介して、内部ギャラリにあるクロス穴に接続される。

実施形態によれば、フィルタおよびグロメットは、段付き穴の座ぐり穴に一緒に取り付けられて接続され、それにより、膨張した空気中に存在する汚染物質からのセンサ電子部品の密封シールおよび保護を提供する。

実施形態によれば、複数のセンサまたはセンサチップを備えたマイクロコントローラ、無線周波数整合回路および信号調整ユニットは、共通のプリント回路基板のクロス穴に面する側に取り付けられ、アンテナは、プリント回路基板の他方側に位置し、センサモジュールコンパートメント内の表面上に一緒に取り付けられ、適切なエポキシ系樹脂を使用してポッティングされる。

実施形態によれば、矩形の凹部は、グロメットとマイクロコントローラとの境界に沿って設けられ、それによりマイクロコントローラの保護フレームとして機能する。

実施形態によれば、少なくとも２つのリブは、矩形の凹部の底部から垂直に立ち上がり、矩形の凹部の壁に沿ってギャップを形成し、ギャップ内へのシーリング要素の位置決めを可能にし、それによってエポキシ系樹脂が矩形の凹部に入るのを防ぐ。

実施形態によれば、バッテリコンパートメントは、ねじ付き蓋を受け入れるための雌ねじと、静的シールを受け入れるために雌ねじの下に設けられた溝とを含む。実施形態によれば、バッテリに接続するためのリード線は、プリント回路基板から取られ、センサコンパートメントとバッテリコンパートメントとを接続する内部穴を通り抜ける。

実施形態によれば、バルブコアハウジングおよび／またはタイヤ膨張バルブは、バルブコアハウジングおよび／またはタイヤ膨張バルブとセンサハウジングの雌ねじ穴アレンジメントとの間に密封シールを確立するためのスイベルナットを含む。実施形態によれば、アダプタは、スパッドを介してリムの標準穴に接続される。実施形態によれば、スパッドは、センサハウジングの雄部の雄ねじを受け入れる雌ねじと、スパッドの下に設けられたロックナットの雌ねじと一致する雄ねじとを含む。アダプタはスパッドに入り、スパッドとセンサハウジングの雄ねじとの間の噛み合いねじ界面で止めねじを駆動することで固定される。

実施形態によれば、スパッドとセンサハウジングインターフェースとの間に気密シールを提供するために、スパッドの面取り部にシールが配置される。実施形態によれば、ゴム製グロメットがスパッドの外部段部上に配置される。

本明細書の実施形態のこれらおよび他の態様は、以下の説明および添付の図面と併せて考慮すると、よりよく認識および理解されるであろう。ただし、以下の説明は、好ましい実施形態およびその多数の特定の詳細を示しているが、限定ではなく例示として与えられていることを理解されたい。本明細書の実施形態の範囲内で、その精神から逸脱することなく多くの変更および修正を行うことができ、本明細書の実施形態はそのようなすべての修正を含む。

詳細な説明は、添付の図面を参照して説明される。図では、参照番号の左端の数字（複数可）は、参照番号が最初に現れる図と同一であるとみなす。異なる図で同じ参照番号を使用することは、類似または同一のアイテムを示す。

本明細書の本発明の実施形態による、リムの断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、アダプタの透視図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、アダプタの別の透視図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、スパッドを介した標準穴への接続を示すアダプタの断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、スパッドの断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、センサモジュールコンパートメントを示すアダプタの正投影断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、アダプタの正投影図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ａ－Ａを示すアダプタの断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ｂ－Ｂを示すセンサモジュールコンパートメントの断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、バッテリコンパートメントおよびバッテリコンパートメントとセンサモジュールコンパートメントとの間の接続を示すセンサハウジングの正投影断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ｃ－Ｃを示すバッテリコンパートメントの断面図を示す。

本明細書の本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ｄ－Ｄを示すバッテリコンパートメントの断面図を示す

本明細書の本発明の実施形態による、アダプタのセンサモジュールコンパートメントのマイクロコントローラにおける無線通信のブロック図を示す。

好ましい実施形態の詳細な説明
本明細書の実施形態ならびにその様々な特徴および有利な詳細は、非限定的な実施形態を参照してより完全に説明され、以下の説明で詳述される。周知の構成要素および処理技術の説明は、本明細書の実施形態を不必要に不明瞭にしないために省略されている。本明細書で使用される例は、単に、本明細書の実施形態を実施できる方法の理解を容易にし、さらに当業者が本明細書の実施形態を実施できるようにすることを意図している。したがって、実施例は、本明細書の実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

上記のように、無線通信を介してオフハイウェイ車両ホイールおよび／または土工車両ホイールのタイヤ空気圧レベルを監視するためのアダプタを開発する必要性がある。本明細書の実施形態は、リムの標準穴に取り付けられたオフハイウェイ車両ホイールおよび／または土工車両ホイールのタイヤ空気圧レベルを監視するための盗難防止保護を備えたシンプルで比較的安価なアダプタを提供することによりこれを達成する。さらに、アダプタは、タイヤの取り付け中に損傷することなく、オフハイウェイ車両ホイールおよび／または土工車両ホイールで使用できるほど便利である。ここで図面、より具体的には図１から図５を参照すると、類似の参照文字は図面を通して一貫して対応する特徴を示し、好ましい実施形態が示される。

図１は、本発明の実施形態による、リム１０３の断面図１００を示す。リム１０３の断面図１００は、タイヤ１０１、タイヤキャビティ１０２、アダプタ１０４、および標準穴１０５を含む。アダプタ１０４と共に取り付けられたリム１０３の断面図は、リム１０３上のアダプタ１０４の位置を明確に示している。実施形態によれば、アダプタ１０４のセンサモジュールは、タイヤ１０１の内側に埋め込まれたスチールベルトによるＲＦ信号の遮断がないように、リム１０３の外側でタイヤキャビティ１０２から離れて保持される。明示的に説明すると、アダプタは内部に取り付けられた外部タイヤ空気圧監視（ＴＰＭ）デバイスである。

図２（Ａ）は、本発明の実施形態による、アダプタ１０４の透視図２００（Ａ）を示す。無線通信を介してオフハイウェイ車両ホイールまたは土工車両ホイールのタイヤ１０１の圧力レベルを監視するためのアダプタ１０４、ここで、前記アダプタ１０４は、センサハウジング２０１を含み、前記センサハウジング２０１は、センサモジュール、内部ギャラリ、およびバッテリを含む。実施形態によれば、センサハウジング２０１は、リム１０３のタイヤキャビティ領域１０２に面するリム１０３の標準穴１０５、バルブコアハウジングを受け入れる雌ねじ穴アレンジメント２０４および／またはタイヤ膨張バルブに前記アダプタ１０４を取り付ける雄ねじ２０３を備えた雄部をさらに含む。実施形態によれば、センサハウジング２０１は、センサモジュール２０５とバッテリ２０６とを別々に埋め込むための少なくとも２つのコンパートメントをさらに含む。

図２（Ｂ）は、本発明の実施形態による、アダプタ１０４の透視図２００（Ｂ）を示す。実施形態によれば、センサハウジング２０１の雄部２０２は、リム１０３のタイヤキャビティ領域１０２に面するリム１０３の標準穴１０５にアダプタ１０４を取り付ける雄ねじ２０３を備える。実施形態によれば、バッテリコンパートメント２０６は、ねじ付き蓋２０７で覆われている。

図３（Ａ）は、本発明の実施形態による、スパッド３０４を介した標準穴１０５への接続を示すアダプタ１０４の断面図３００（Ａ）を示す。アダプタ１０４は、センサハウジング２０１を含み、前記センサハウジング２０１は、センサモジュール、内部ギャラリ３０３、およびバッテリを含む。センサハウジング２０１は、リム１０３のタイヤキャビティ領域１０２に面するリム１０３の標準穴１０５、バルブコアハウジング３０１を受け入れる雌ねじ穴アレンジメント２０４および／またはタイヤ膨張バルブにアダプタ１０４を取り付ける雄ねじ２０３を備えた雄部２０２をさらに含む。実施形態によれば、内部ギャラリ３０３は、センサモジュール、タイヤ膨張バルブ、およびタイヤキャビティ１０２間の接続性を確立するために備えられる。

実施形態によれば、バルブコアハウジング３０１および／またはタイヤ膨張バルブは、センサハウジング２０１の雌ねじ穴アレンジメント２０４の内側に押し込まれる。バルブコアハウジング３０１および／またはタイヤ膨張バルブは、バルブコアハウジング３０１および／またはタイヤ膨張バルブとセンサハウジング２０１の雌ねじ穴アレンジメント２０４との間に密封シールを確立するためのスイベルナット３０２を含む。バルブコアハウジング３０１は、実際の条件の要件に適合するように、角度付きステム、湾曲ステム、フック形状ステムなどの異なる構成を含むことができるが、これらに限定されない。

実施形態によれば、アダプタ１０４は、スパッド３０４を介してリム１０３の標準穴１０５に接続される。より大きな直径を有する標準穴１０５は、リム１０３の空気キャビティ領域１０２に面するように作られる。標準穴１０５のサイズは、スパッド３０４を受け入れるサイズと同じである。これは、顧客がそうすることを決定したときに、アダプタ１０４がフィールドで後付けできることを保証するためである。実施形態によれば、スパッド３０４は、センサハウジング２０１の雄部２０２の雄ねじ２０３を受け入れる雌ねじと、スパッド３０４の下に設けられたロックナット３０１の雌ねじと一致する雄ねじとを含む。

アダプタ１０４は、センサハウジング２０１の雄ねじ２０３がリム１０３のタイヤキャビティ１０２領域に面することを可能にすることにより、スパッド３０４に入り、それにより、スパッド３０４とセンサハウジング２０１の雄ねじ２０３との間の噛み合いねじ界面で止めねじ３１２を駆動することにより固定される。これは、許可された担当者がタイヤ１０１の取り外しを行った後にのみセンサハウジング２０１の分解が可能であるため、フィールドでのセンサの不正な取り外しを防ぐためである。実施形態によれば、シール３１１は、スパッド３０４の面取り部に配置され、スパッド３０４とセンサハウジング２０１との間に気密シールを提供し、ゴム製グロメット３０９はスパッド３０４の外部段部上に配置される。

図３（Ｂ）は、本発明の実施形態による、スパッド３０４の断面図３００（Ｂ）を示す。センサハウジング２０１の雄ねじ２０３は、センサハウジング２０１の雄部２０２とスパッド３０４の合わせ面３０８の両方が互いに接触するように、スパッド３０４に完全に挿入される。スパッド３０４は、センサハウジング２０１の雄部２０２の雄ねじ２０３を受け入れる雌ねじ３０６と、スパッド３０４の下に設けられたロックナット３０１の雌ねじと一致する雄ねじ３０５とを含む。シール３１１は、スパッド３０４の面取り部３０７に配置され、スパッド３０４とセンサハウジング２０１との間に気密シールを提供する。

図４（Ａ）は、本発明の実施形態による、センサモジュールコンパートメント２０５を示すアダプタ１０４の正投影断面図４００（Ａ）を示す。センサハウジング２０１は、センサモジュールおよびバッテリを埋め込むための別個のコンパートメントを含むケーシングである。実施形態によれば、センサモジュールコンパートメント２０５は、段付き穴４０１、グロメット４０４、フィルタ４０３、矩形の凹部４１１、シーリング要素４１４、およびセンサ電子部品を含む。実施形態によれば、センサ電子部品は、複数のセンサおよび／またはセンサチップ４０５を備えたマイクロコントローラ、アンテナ４０９、無線周波数整合回路４０８、信号調整ユニット４０７、前記バッテリ４１８（ａ、ｂ）に接続するためのリード線および共通のプリント回路基板（４０６）を含む。実施形態によれば、センサモジュールコンパートメント２０５は、センサモジュールコンパートメント２０５の上部にある段付き穴４０１を介して、内部ギャラリ３０３にあるクロス穴３１３に接続される。

実施形態によれば、フィルタ４０３およびグロメット４０４は、段付き穴４０１の座ぐり４０２に一緒に取り付けられ接続され、それにより、膨張した空気中に存在する汚染物質からのセンサ電子部品の密封シールおよび保護を提供する。

実施形態によれば、複数のセンサは、個々のタイヤの空気圧、温度、および他の値をパネルに表示するように構成される。圧力センサ、加速度センサ、温度センサ、およびバッテリレベルセンサは、タイヤキャビティ１０２の内部の空気と接続するために、内部ギャラリ３０３のクロス穴に直接面するように配置されたセンサチップと共にマイクロコントローラ４０５に収容される。複数のセンサまたはセンサチップ４０５を備えたマイクロコントローラ、無線周波数整合回路４０８および信号調整ユニット４０７は、共通のプリント回路基板４０６のクロス穴３１３に面する側に取り付けられ、アンテナ４０９は、プリント回路基板４０６の他方側に位置し、センサモジュールコンパートメント２０５内の表面４１６上に一緒に取り付けられ、適切なエポキシ系樹脂４１０を使用してポッティングされる。

図４（Ｂ）は、本発明の実施形態による、アダプタ１０４の正投影図４００（Ｂ）を示す。図４（Ｃ）は、本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ａ－Ａを示すアダプタ１０４の断面図４００（Ｃ）を示す。センサモジュールコンパートメント２０５内の矩形の凹部４１１と少なくとも２つのリブ４１２の配置が明確に示されている。

図４（Ｄ）は、本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ｂ－Ｂを示すセンサモジュールコンパートメント２０５の断面図４００（Ｄ）を示す。実施形態によれば、矩形の凹部４１１は、グロメット４０４とマイクロコントローラ４０５との境界に沿って設けられ、それによりマイクロコントローラ４０５の保護フレームとして機能する。実施形態によれば、少なくとも２つのリブ４１２は、矩形の凹部４１１の底から垂直に立ち上がり、矩形の凹部４１１の壁に沿ってギャップ４１３を作製し、シーリング要素４１４をギャップ４１３に配置できるようにし、それによりエポキシ系樹脂４１０が矩形の凹部４１１に入るのを防ぐ。

図４（Ｅ）は、本発明の実施形態による、バッテリコンパートメント２０６およびバッテリコンパートメント２０６とセンサモジュールコンパートメント２０５との間の接続を示すセンサハウジング２０１の正投影断面図４００（Ｅ）を示す。実施形態によれば、前記バッテリコンパートメント２０６は、バッテリ４１７、雌ねじ、および溝を含む。実施形態によれば、溝は、静的シール４２１を収容するために前記雌ねじの下に設けられる。

図４（Ｆ）は、本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ｃ－Ｃを示すバッテリコンパートメント２０６の断面図４００（Ｆ）を示す。実施形態によれば、前記バッテリ４１７に接続するためのリード線４１８（ａ、ｂ）は、前記プリント回路基板４０６から取られ、前記センサコンパートメント２０５と前記バッテリコンパートメント２０６とを接続する内部穴４１５を通り抜ける。

図４（Ｇ）は、本発明の実施形態による、図４（Ｂ）の断面Ｄ－Ｄを示すバッテリコンパートメント２０６の断面図４００（Ｇ）を示す。実施形態によれば、ねじ付き蓋２０７を受け入れるための雌ねじ４１９が設けられている。溝４２０が前記雌ねじ４１９の下に設けられて、静的シール４２１を受け入れる。この構成により、タイヤ１０１を取り外すことなくねじ付き蓋２０７を取り外すことにより、バッテリ４１７の交換を行うことができる。

図５は、本明細書の本発明の実施形態による、ＴＰＭアダプタ１０４のマイクロコントローラにおける無線通信のブロック図５００を示す。実施形態によれば、送信機ユニット５１６は、複数のセンサから測定値を受信機ユニット５１７に送信して、警告信号を運転者または操作者に送信するように構成される。実施形態によれば、送信機ユニット５１６は、マイクロコントローラ５０４、圧力センサ５０３、加速度センサ５０５、デジタル信号処理ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）チップ、およびアンテナ５１０を統合する。送信機ユニット５１６は、低電圧電源またはバッテリ５０１を備えた高度に統合されたモノリシックおよび無線ＦＳＫ／ＡＳＫ（周波数シフトキーイング／振幅シフトキーイング）ＵＨＦ（超高周波）送信機またはＲＦ送信機５０８をさらに含む。実施形態によれば、圧力センサ５０３は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術によって製造される。実施形態によれば、ＡＳＩＣチップは、温度センサ５０６、内部クロック、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）５０９、サンプリング／ホールディング（Ｓ／Ｈ）、ＳＰＩ（シリアルペリフェラルインターフェイス）、センサーデータキャリブレーション、データ管理、ＩＤコード、およびバッテリ電圧モニタ回路５０２を含む。バッテリ電圧モニタ回路５０２は、供給電圧に比例する信号を提供する。電圧は、固定（バンドギャップ）電圧を基準としてＡＤＣ ５０９によって読み取られる。加速度センサ５０５の機能は、車両が動いているか静止しているかを感知することである。

実施形態によれば、センサハウジング２０１の内部ギャラリ３０３に面するＩＣの片側に残された圧力／温度インポート穴は、圧力を圧力センサ５０３の応力膜に、周囲温度を温度センサ５０６に直接インポートする。センサモジュールは、長期にわたる優れた特性があり、過酷な環境条件から保護されている。圧力測定は、専用のＲＯＭライブラリ機能によって実行される。実施形態によれば、モジュールは、－４０℃～＋１２５℃の温度範囲、１００ｋｐａ～１８００ｋｐａの圧力範囲、および１．９Ｖ～３．６Ｖの供給電圧範囲で動作する。実施形態によれば、圧力センサ５０３は、高温でのデバイス保護のためにサーマルシャットダウンモードを備えている。圧力、加速度、温度、および電池電圧の測定はソフトウェア制御下で実行され、データはマイクロコントローラ５０４によるＲＦ（無線周波数）送信用にフォーマットおよび準備され得る。送信機ユニット５１６では、ＲＦチップは車両の電磁ノイズに非常に敏感であるため、ノイズを抑制し、信頼性を向上させるためにフィルタ容量が構成される。実施形態によれば、システムの高い動作周波数は４３３ＭＨｚであり、負荷容量は８ｐＦであり、それにより１８．０８ＭＨｚの受動水晶が選択される。

実施形態によれば、送信機ユニット５１６は、電力消費を低減するように内部的に構成されたインテリジェントウェイクアップメカニズム（５０７＆５１３）と、測定および送信のタイミングを制御するように構成されたインターバルタイマーとをさらに含み得る。回路（図示せず）は、一定の間隔で起動するようにプログラムされる、または統合されたＬＦ送信機８１３で起動され得る。さらに、汎用入／出力（ＧＰＩＯ）ピンに接続された外部ウェイクアップソース回路（図示せず）によってウェイクアップが可能である。中心周波数の微調整は、オンチップコンデンサバンクを使用するか、外部コンデンサを追加して行われる。ＲＯＭライブラリ関数は、水晶を起動し得、ボーレートジェネレータのクロックソースとして選択され得る。データバイトは、ＲＦパワーアンプ（ＰＡ）ピンを自動的に有効にし、構成に応じて所望のデータを送信できる特殊機能レジスタにシフトされ得る。送信が終了すると、ＰＡピンは自動的に無効になる。高効率の電力増幅器は、データがレジスタに書き込まれるとすぐに、Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ／Ｂｉ Ｐｈａｓｅエンコーダーによって自動的にオンになる。最後のビットが送信され、シフトレジスタが空になった後、ＰＡは再びオフになる。

実施形態によれば、受信機ユニット５１７は、４３３ＭＨｚ周波数用の高集積受信機チップである。それは、Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒコード化データ信号用の汎用、高感度、低電力、ＡＳＫ／ＦＳＫ ＲＦマルチチャンネルレシーバーのファミリである。それは、いくつかの自律的な自己ポーリングおよびウェイクアップモードで実行され得る。チップには完全に統合されたデジタルベースバンドデータ処理が含まれており、ＳＰＩを介してクリーンなデータ出力を生成するため、ホストプロセッサの負荷とスタンバイ電力消費が大幅に削減される。受信機ユニットは４３３ＭＨｚのアンテナを介してセンサと通信し、センサユニットからの信号を受信してスキャンして有用なデータを取得する。受信したデータは、特定のメッセージの内容（ＩＤ）をスキャンして、データバッファとして保存され、ＳＰＩホストインターフェイスを介してアクセスできる。変換されたデータは、表示ユニット５１５に送られて、タイヤの空気圧、温度、および他のパラメータ、すなわち加速、必要に応じてバッテリレベルが表示される。

本発明の主な利点は、土工用またはオフハイウェイ車両ホイールのタイヤ空気圧を監視するためにタイヤキャビティの外側にセンサモジュールを配置することにより、アダプタがリムの標準穴に取り付けられることである。

本発明の別の利点は、アダプタがセンサモジュールに盗難防止保護を提供することである。

本発明のさらなる利点は、センサモジュールがタイヤキャビティの外側に配置されるため、アダプタが外部アンテナを必要とせずにセンサモジュールからの信頼できるＲＦ信号伝送を利用することである。

本発明のさらなる利点は、アダプタが手間のかからないアセンブリを有することである。

本発明の別の利点は、アダプタが、センサモジュールを損傷することなく、ユーザがリム上でタイヤを簡単に取り外すことができることである。

本発明の別の利点は、アダプタが、タイヤの位置検知を必要とせずにタイヤの回転を容易にすることである。

本発明の別の利点は、アダプタが、タイヤを取り外す必要なしにバッテリの容易な取り外しおよび交換を容易にすることである。

本発明の別の利点は、アダプタが、バルブコアハウジングおよび／またはタイヤ膨張バルブを受け入れる雌ねじ穴アレンジメントを提供し、それにより、ＴＰＭアダプタとタイヤ膨張バルブを保持するためのリム上の別個の穴の必要性を排除することである。

特定の実施形態の前述の説明は、本明細書の実施形態の一般的な性質を完全に明らかにしているので、他の人は、現在の知識を適用することにより、一般的な概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態の様々な用途に容易に修正および／または適応することができ、それゆえ、そのような適応および修正は、開示された実施形態の均等物の意味および範囲内で理解されるべきであることが意図される。本明細書で使用される語法または用語は説明のためのものであり、限定のためではないことを理解されたい。したがって、本明細書の実施形態を好ましい実施形態に関して説明したが、当業者は、本明細書に記載の実施形態の精神および範囲内で修正を加えて本明細書の実施形態を実施できることを認識するであろう。

Claims (12)

1. 無線通信を介してオフハイウェイ車両ホイールおよび／または土工車両ホイールのタイヤ１０１の圧力レベルを監視するためのアダプタ１０４であって、前記アダプタ１０４は、
   前記車両ホイールタイヤ１０１の圧力を測定するセンサを含み、
   前記アダプタ１０４は、センサハウジング２０１をさらに含み、前記センサハウジング２０１は、センサモジュール、内部ギャラリ３０３、およびバッテリ４１７を含み、
   前記センサハウジング２０１は、
   雄部２０２であって、前記アダプタ１０４をリム１０３のタイヤキャビティ領域１０２に面するように前記リム１０３の標準穴１０５に取り付けるための雄ねじ２０３を備える雄部２０２と、
   バルブコアハウジング３０１および／またはタイヤ膨張バルブを受け入れる雌ねじ穴アレンジメント２０４と、をさらに含み、
   前記内部ギャラリ３０３は、前記センサモジュール、前記タイヤ膨張バルブ、および前記タイヤキャビティ１０２間の接続性を確立するために備えられ、
   前記センサハウジング２０１は、前記センサモジュール２０５と前記バッテリ４１７とを別々に埋め込むための少なくとも２つのコンパートメントをさらに含み、
   前記バッテリコンパートメント２０６は、バッテリ４１７と、ねじ付き蓋２０７を受け入れる雌ねじ４１９と、静的シール４２１を受け入れるために前記雌ねじ４１９の下に設けられた溝４２０とを含むことを特徴とする、アダプタ。
2. 前記センサモジュールコンパートメント２０５は、段付き穴４０１、グロメット４０４、フィルタ４０３、矩形の凹部４１１、シーリング要素４１４、およびセンサ電子部品を含み、
   前記センサ電子部品は、複数のセンサおよび／もしくはセンサチップ４０５を備えたマイクロコントローラ、アンテナ４０９、無線周波数整合回路４０８、信号調整ユニット４０７、前記バッテリ４１７に接続するためのリード線４１８（ａ、ｂ）、ならびに共通のプリント回路基板（４０６）を含む、請求項１に記載のアダプタ。
3. 前記センサモジュールコンパートメント２０５は、前記センサモジュールコンパートメント２０５の上部に設けられた前記段付き穴４０１を介して前記内部ギャラリ３０３に設けられたクロス穴３１３に接続される、請求項２に記載のアダプタ。
4. 前記フィルタ４０３および前記グロメット４０４は、前記段付き穴４０１の座ぐり４０２に一緒に取り付けられ接続され、それにより、前記膨張した空気中に存在する汚染物質からの前記センサ電子部品の密封シールおよび保護する、請求項２に記載のアダプタ。
5. 複数のセンサまたはセンサチップ４０５を備えた前記マイクロコントローラ、前記無線周波数整合回路４０８、および前記信号調整ユニット４０７は、前記共通のプリント回路基板４０６の前記クロス穴３１３に面する側に取り付けられ、前記アンテナ４０９は、前記プリント回路基板４０６の他方側に位置し、前記センサモジュールコンパートメント２０５内の表面４１６上に一緒に取り付けられ、適切なエポキシ系樹脂４１０を使用してポッティングされる、請求項４に記載のアダプタ。
6. 前記グロメット４０４と前記マイクロコントローラの境界に沿って設けられ、それにより前記マイクロコントローラの保護フレームとして機能する、前記矩形の凹部４１１を備える、請求項２に記載のアダプタ。
7. 少なくとも２つのリブ４１２は、前記矩形の凹部４１１の底部から垂直に立ち上がり、前記矩形の凹部４１１の壁に沿ってギャップ４１３を形成し、前記ギャップ４１３内への前記シーリング要素４１４の位置決めを可能にし、それによって前記エポキシ系樹脂４１０が前記矩形の凹部４１１に入るのを防ぐ、請求項５に記載のアダプタ。
8. 前記バッテリ４１７に接続するための前記リード線４１８（ａ、ｂ）は、前記プリント回路基板４０６から取られ、前記センサコンパートメント２０５と前記バッテリコンパートメント２０６とを接続する内部穴４１５を通り抜ける、請求項２に記載のアダプタ。
9. 前記バルブコアハウジング３０１および／または前記タイヤ膨張バルブは、前記バルブコアハウジング３０１および／または前記タイヤ膨張バルブと前記センサハウジング２０１の前記雌ねじ穴アレンジメント２０４との間に密封シールを確立するためのスイベルナット３０２を含む、請求項１に記載のアダプタ。
10. 前記アダプタ１０４は、スパッド３０４を介して前記リム１０３の前記標準穴１０５に接続され、前記スパッド３０４は、前記センサハウジング２０１の前記雄部２０２の前記雄ねじ２０３を受け入れる雌ねじ３０６と、前記スパッド３０４の下に設けられたロックナット３１０の雌ねじに適合する雄ねじ３０５とを含む、請求項１に記載のアダプタ。
11. 前記アダプタ１０４は、前記スパッド３０４に挿入され、前記スパッド３０４と前記センサハウジング２０１の雄ねじ２０３との間の噛み合いねじ界面で止めねじ３１２を駆動することにより固定される、請求項１０に記載のアダプタ。
12. シール３１１は、前記スパッド３０４の面取り部３０７に配置され、前記スパッド３０４と前記センサハウジング２０１との間に気密シールを提供し、ゴム製グロメット３０９は前記スパッド３０４の外部段部上に配置される、請求項１１に記載のアダプタ。

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