JPH03204317A - タイヤの内圧表示装置及び内圧警報装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はタイヤを利用した軸固定型車両、特にバネ等の
サスペンションのない車両、その他空気入りタイヤを使
用する車両のタイヤ内圧表示および／又は警報装置に関
するものである。

（従来の技術） ここに云うタイヤを利用した軸固定型車両とは自動車を
運搬するキャリアカー、ショベルカーまたはモータスク
レーパ等の建設車両、空気入りタイヤ式電気車両等を意
味するものとする。

この種の軸固定型車両ではタイヤの内圧が低下したこと
を警報する装置としてタイヤ側に取付けられた圧力スイ
ッチを含む共振回路と、車体側に取付けられた発振回路
とがコイルを通じて電磁的に結合された共振方式のもの
が実用化されている。

この装置にはタイヤの内圧を管理するためにブにより機
械部品が摩耗したり、疲労したりし、時間の経過ととも
に表示値に狂いが生じる問題があった。更にタイヤ（回
転側）の共振回路は受動素子で構成しているため圧力情
報を電気信号として取出せず、ひいては機械系に頼らざ
るを得す、故障が起き易く信頼性にかける欠点が有った
。

回転体に電源電圧を伝送する方式のものでは電源電圧の
伝送と云う点では優れているが、いずれも構成上小電力
、例えば０．０４〜０．０６Ｗ　（１２Ｖ、３ｍＡ〜５
ｍＡＸらいが限度であり、従って能動素子等を作動させ
ようとすると、微小電流で作動する特殊の部品が必要と
なり、極めて高価なものになる。

また、回転体に電源電圧を伝送するためにホイールに巻
装されたコイルは、乗用車用等の小さなタイヤではホイ
ールの着脱時にコイルを破損しないように手動的に扱う
ことができるが、トラック、バス用または建設車用や電
車用のように大きくて重量があるタイヤ・ホイールでは
車軸等に取付け、取外しを行う際重量が重いため往々に
して他の器具を用いて扱う場合が多く、従って、破損し
ないように扱うことは極めて困難である。

本発明は、例えば１２Ｖ、　１００ｍＡ以上の電力を自
由に伝送し得、従って、市販の部品が自由に使用でき、
しかも、信頼性、耐久性を高めるようにした上述した種
類のタイヤ内圧表示および／又は警報装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は車両の非回転体側から車両の回転体側の圧力セ
ンサーおよび圧力信号発生器に磁気結合により電力を伝
送する方式のタイヤ内圧表示および／又は警報装置にお
いて、電力供給側のコイルおよび受電側コイルを、同軸
状に配置された直径の異なる２つの内筒および外筒にそ
れぞれ巻装し、内筒に巻装されたコイルの外径は外筒の
内径若しくは外筒に巻装されたコイルの内径よりも小さ
くし、それぞれのコイルは筒の直径方向に対向し、電力
供給側コイル筒は車両の非回転部分に、または、回転部
分に取付け、受電側コイル筒はタイヤの回転軸にこれと
同軸に、または、非回転部分に取付けられたことを特徴
とする。

の立上り（部分）および立下り（部分）でピークを有す
る信号を伝送し得るようにする。

本発明の実施に当たり、タイヤ圧力センサーに静電容量
型圧力変換器または圧電素子ブリッジ抵抗型圧力変換器
を用いるようにする。

本発明では、タイヤ圧力を数値またはレベル（アナログ
）の形態で常時回転体近傍に表示し、タイヤ内圧警報は
車両の運転席またはコントロールセンター（操車監視所
）に伝送し得るようにする。

更に、本発明ではタイヤ圧力信号の搬送波が圧力に比例
した長さまたは数のパルスによりパルス幅変調（ＰＷＭ
）され電波で送信されるようにする。

即ち、第１図の概念図に示すように、本発明タイヤ内圧
表示および／又は警報装置は伝送コイル手段１を具える
。この伝送コイル手段１は変圧器の形態の磁気結合手段
とし、これを複数の磁気結合装置、即ち、電力用磁気結
合装置ＣＭおよび信号用磁気結合装置ＣＳａ、Ｃ８ｂ、
・・・（単輪の場合は信号用磁気結合装置はＣ３ａのみ
を使用）によって構成する。

また、タイヤ内圧表示および／又は警報装置には本発明
の好適な例では、車両の非回転体側から車両の回転体側
の圧力センサーおよび圧力信号発生器に磁気結合により
電力を伝送する方式のタイヤ内圧表示および／又は警報
装置において、電力供給コイルおよび信号受信コイルと
、受電コイルおよび信号発信コイルとをそれぞれ離間し
て同軸状に配置された直径の異なる２つの内筒、外筒に
それぞれ巻装し、内筒に巻装されたコイルの最大直径を
外筒の内径若しくは外筒に収められたコイルの内径より
も小さくし、それぞれのコイルは筒筐径方向に対し対応
して対向させ、電力供給コイルおよび信−号受信コイル
を巻装した内筒または外筒は車両の非回転部分に固着し
、受電コイルおよび信号発信コイルを巻装した内筒また
は外筒はタイヤの回転軸にこれと同軸に取付けるように
する。

本発明の実施に当たり、内筒中に強磁性材を有し、前記
内筒外周に電力供給コイルを巻装し得るようにする。

本発明の実施に当たり、回転体側の信号が圧力に比例し
た長さまたは数のパルスであり、パルス電源電圧発生器
２、電力増幅器３、整流器４、定電圧発生器５、圧力セ
ンサーを含む圧カドランスジューサ６ａおよび６ｂ、発
振器７ａおよび７ｂ、圧力表示計８ａおよび８ｂ並びに
内圧警報器９ａおよび９ｂを具え、これら素子を第１図
に示すように接続配置する。

（作用） 上記伝送コイル手段１の主（電力）磁気結合装置ＣＭに
はその１次巻線（電力供給コイル）に、車体側、即ち、
台車側に設けられる電源電圧発生器２および電力増幅器
３を接続し、その２次巻線（受電コイル）に、タイヤ側
に設けられる整流器４および定電圧装置５を接続する。

また、伝送コイル手段１の信号用磁気結合装置Ｃ５ａお
よびＣ８ｂにはその１次巻線にタイヤ側に設けられる圧
力トランスジューサ６ａおよび６ｂ並びに発振器７ａお
よび７ｂをそれぞれ接続し、その２次巻線に車体側に設
けられる圧力表示計８ａおよび８ｂｄｆ２びに内圧警報
器９ａおよび９ｂをそれぞれ接続する。尚、上述したと
ころは本発明装置を車両の複輪に適用した場合を示し、
０ 従って単輪に適用する場合には伝送コイル手段１は電力
用磁気結合装置ＣＭおよび信号用磁気結合装置Ｃ８ａの
みで構成し、以下の実施例においても同様とする。

本発明では圧力表示計８ａおよび８ｂを電子式表示計と
する。従って、この圧力表示計８８および８ｂを作動さ
せるために、圧カドランスジューサ（変換器）　６ａお
よび６ｂを設け、これら圧カドランスジューサおよび圧
力表示計を作動させるための電源電圧を、車体側に設け
られた電源電圧装置２および電力増幅器３から伝送コイ
ル手段１を経て結合された整流器４および定電圧発生器
５から取出すようにする。従って、圧カドランスジュー
サからの出力を発振器７ａおよび７ｂにより信号処理し
、電磁結合の場合には、伝送コイル手段１の信号用磁気
結合装置Ｃ３ａおよびＣ８ｂを経て車体側に伝送する。

車体側ではこの発振器の出力をもとに圧力表示計８ａお
よび８ｂによりタイヤの圧力を常時表示するとともにタ
イヤ内圧が低下した場合には圧力警報器９ａおよび９ｂ
により警報する。

主磁気結合装置ＣＭの２次巻線（受電コイル）６Ｍ２を
巻装する。また内筒１１の前記主磁気結合装置ＣＭを巻
装した箇所の内側に磁気コアＣｌＩＣを設置して、磁気
結合を効率良く行い得るようにする。この場合伝送用コ
イル巻線、特に電力伝送用の巻線ＣＭ、および６Ｍ２は
、その素線直径を０．０７とするとともに５本を１組と
する撚線に構成する。かように構成した内筒１１は車体
側の適切な位置に固着するとともに外筒１２はタイヤ側
に車輪に対し同軸的に、かつ、内筒１１に対しても同軸
的に固着する。あるいは又、逆に内筒１１をタイヤ側に
固着し、外筒１２を車体側に固着することもできる。

車体側に設けた電源用の電力供給コイル（１次巻線）Ｃ
Ｌに３　ｋＨｚ以上の正弦波電流を電力増幅器を経て供
給すると、磁気結合によりタイヤ側の受電コイル（２次
巻線）６Ｍ２に同一周波数の電圧および電流が発生する
。この発生電圧および電流を整流器で整流し、かつ、平
滑し、所望に応じ倍電圧整流して定電圧装置５によりタ
イヤ側の能動素子を含む回路を作動させるに充分な電圧
を発生し得３ タイヤ内圧情報を無線伝送する場合には、発振器７ａお
よび７ｂの出力を送信装置（図示せず）により車両の運
転席、またはコントロールセンターに電波で送信する。

（実施例） 第１図に示す複輪式タイヤ内圧表示および／又は警報装
置において、電源電圧発生器２は通常の正弦波発生器と
し、整流器４は倍電圧整流器とする。また、圧カドラン
スジューサ６ａおよび６ｂは静電容量型の圧カドランス
ジューサ（耐温度１３５℃）または圧電素子による抵抗
ブリッヂ型圧カドランスジューサ（耐温度８０℃）とす
る。発振器７ａおよび７ｂはＶＯＣ（電圧制御発振器）
とする。

また、上述した伝送コイル手段１は、第２図に示すよう
に、同軸的に配置された内筒１１および外筒１２を具え
、この内筒１１にはその外周面に電力用の主磁気結合装
置ＣＭの１次巻線（電力供給コイル）ＣＭ、を巻装する
とともに複輪タイヤの空気圧信号用の磁気結合装置Ｃ８
ａの２次巻線Ｃ８ａ　２およびｃｓｂ、。

をも外周面に巻装する。また外筒１２には電力用のるよ
うにする。

複輪のうちの一方のタイヤ圧力情報を磁気結合により伝
達する場合には、圧力センサーの出力を処理して圧力に
比例した長さのパルス、または、圧力に比例した数のパ
ルスにして信号用磁気結合装置Ｃ８ａの１次巻線Ｃ８ａ
　１に供給し、その２次巻線Ｃ３ａ２から圧力信号を取
出すようにするため、車体の電力を信号処理回路に供給
して信号処理し、圧力値として再生することができる。

他方のタイヤの場合も同様に信号用磁気結合装置Ｃ８ｂ
の１次巻線ｃｓｂ。

および２次巻線Ｃ３ｂ２で信号の変換を行って一方のタ
イヤの場合と同様に信号処理を施す。

圧力情報を磁気結合でなく、無線により電波で伝達する
場合には、タイヤ側で形成された搬送波に圧力情報信号
でＡＭ変調、ＦＭ変調およびＰＷＩ変調のいづれかによ
る変調を行って電波として空間に送信し、これを車体側
、または、コントロールセンタに設けた受信機によって
受信して圧力およびその警報を再生し、運転席またはコ
ントロールセンタで表示し得るようにする。

４− この警報信号は運転席に導くが、圧力表示は例えばタイ
ヤ式電車のように点検時に不足圧を補充するものにおい
ては、タイヤ近傍に表示しても良い。また、キャリアカ
ーや建設車両のようにタイヤ内圧が低下し、危険圧力に
達しないまでも、荷くずれ等の発生する恐れのある車両
においては、圧力表示も運転席で行うようにする。

次に、本発明タイヤ内圧表示および／又は警報装置の伝
送コイル手段の池の例を第３図につき示す。本例では内
筒１１をタイヤ側に固着し、外筒】２を車体側に固着す
る。この外筒１２にはその内面に磁気結合装置ＣＭの１
次コイルＣＭ、を巻装し、内筒１１の外周面に磁気結合
装置ＣＭの２次コイルＣ１１２を巻装する。また第２図
につき説明した所と同様に内筒１１の内側には、磁気コ
アＣトを装着して磁気結合を良好にし得るようにする。

本例では外筒１２の内面にコイルを巻装するため、コイ
ルを傷つける恐れはない。本例でも内筒１１を車体側に
固着し、外筒１２をタイヤ側に固着することができるこ
とはもちろんである。

と同軸的に取付けるようにする。従ってタイヤ内圧情報
は内筒１１の信号用のピックアップコイルＣ３ａ２によ
り取出して導線１８を経て運転席に導くようにする。

（発明の効果） −Ｌ述したように本発明によれば、圧力表示計を車体側
に取付けるようにしたため表示計が読み易くなり、回転
体に取付けられて表示方向が変化し読みにくくなる欠点
をも解消することができる。

また、装置を電子部品で構成するため、車両の振動によ
る摩耗や損傷がなく圧力表示値の狂いが少なく、高精度
となる。

更に、汎用部品が使用できるため、装置が廉価となり、
しかも、電力の伝送コイル手段が軽量、コンパクトとな
り、着脱が容易となり、従って、車輪の着脱時等に伝送
コイル手段を破損する恐れもなくなる。

更に、信号の出力電圧を充分大きくとれるので、ノイズ
による誤動作も回避することができる。

１７ 次に、第４図に本発明タイヤ内圧表示および／又は警報
装置の更に他の例を示す。本例では内筒１１を車体側に
固着し、外筒１２をタイヤ側に固着する。また、本例で
は内筒１１の内周面に磁気結合装置ＣＭの１次コイルＣ
Ｍ、を巻装し、外筒１２の内周面に磁気結合装置ＣＭの
２次コイルＣＭ２を固着する。しかし、内筒１１の内部
に磁気コアを設けない。かかる磁気コアはこれを設けな
くても、周波数を高くすれば磁気結合を良好とすること
かできる。本例では１−次コイルおよび２次コイルの双
方をそれぞれ内筒１１および外筒１２の内周面に設ける
ため、外部からの傷は受けにくくなる。

」二連したように構成した本発明タイヤ内圧表示および
／又は警報装置を実際にキャリアカーに装着する場合の
例を第５図につき説明する。

第５図に示す例ではキャリアカーの車輪のタイヤ１５を
装着するホイール１６に圧力センサーを含む圧カトラン
スンユーサ６を車輪のハブに固着された外筒１２に巻装
された受電コイルＣＭ２に接続する。

また、内筒１１は車体取付はブラケットに、外筒１２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明タイヤ内圧表示および／又は警報装置の
構成を示す概念図、 第２図は本発明によるタイヤ内圧表示および／又は警報
装置の伝送コイル手段の構成を示す断面図、 第３および４図は同じくその変形例を示す断面図、 第５図は本発明タイヤ内圧表示および／又は警報装置を
キャリアカーに装着した状態を示す断面側面図である。 伝送コイル手段 電源電圧発生器 増幅器 整流器 定電圧装置 圧カドランスジューサ 発振器 圧力表示計 ８− 警報器 内筒 外筒 タイヤ ホイール 車体取付はブラケット 導線 １９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両の非回転体側から車両の回転体側の圧力センサ
   ーおよび圧力信号発生器に磁気結合により電力を伝送す
   る方式のタイヤ内圧表示および／又は警報装置において
   、電力供給側のコイルおよび受電側コイルを、同軸状に
   配置された直径の異なる２つの内筒および外筒にそれぞ
   れ巻装し、内筒に巻装されたコイルの外径は外筒の内径
   若しくは外筒に巻装されたコイルの内径よりも小さくし
   、それぞれのコイルは筒の直径方向に対向し、電力供給
   側コイル筒は車両の非回転部分に、または、回転部分に
   取付け、受電側コイル筒はタイヤの回転軸にこれと同軸
   に、または、非回転部分に取付けられたことを特徴とす
   るタイヤ内圧表示および／又は警報装置。 ２、車両の非回転体側から車両の回転体側の圧力センサ
   ーおよび圧力信号発生器に磁気結合により電力を伝送す
   る方式のタイヤ内圧表示および／又は警報装置において
   、電力供給コイルおよび信号受信コイルと、受電コイル
   および信号発信コイルとをそれぞれ離間して同軸状に配
   置された直径の異なる２つの内筒、外筒にそれぞれ巻装
   し、内筒に巻装されたコイルの最大直径を外筒の内径若
   しくは外筒に収められたコイルの内径よりも小さくし、
   それぞれのコイルは筒直径方向に対し対応して対向させ
   、電力供給コイルおよび信号受信コイルを巻装した内筒
   または外筒は車両の非回転部分に固着し、受電コイルお
   よび信号発信コイルを巻装した内筒または外筒はタイヤ
   の回転軸にこれと同軸に取付けるようにしたことを特徴
   とするタイヤ内圧表示および／又は警報装置。 ３、内筒中に強磁性材を有し、前記内筒外周に電力供給
   コイルを巻装するようにしたことを特徴とする請求項１
   または２に記載のタイヤ内圧表示および／又は警報装置
   。 ４、回転体側の信号が圧力に比例した長さまたは数のパ
   ルスであり、パルスの立上り（部分）および立下り（部
   分）でピークを有する信号を伝送することを特徴とする
   請求項１または２に記載のタイヤ内圧表示および／又は
   警報装置。 ５、タイヤ圧力センサーに静電容量型圧力変換器または
   圧電素子ブリッジ抵抗型圧力変換器を用いたことを特徴
   とする請求項１、２または４に記載のタイヤ内圧表示お
   よび／又は警報装置。 ６、タイヤ圧力は常時数値またはレベル（アナログ）の
   形態で回転体近傍に表示し、タイヤ内圧警報は車両の運
   転席またはコントロールセンター（操車監視所）に伝送
   することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ
   内圧表示および／又は警報装置。 ７、タイヤ圧力信号の搬送波が圧力に比例した長さまた
   は数のパルスによりパルス幅変調され電波で送信される
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内圧表示およ
   び／又は警報装置。