JPH04503038A - 車両のタイヤ圧モニター - 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】 のタ　ヤ圧モニ　− ［従来の技術］ 本発明は請求の一囲第１項の上位概念に属する、自動車のためのタイヤ圧モニタ ーに関する。

１６０ｋｍ／ｈを越える高い車速においては、運転安全性を確保するためにタイ ヤと車両製造者は、タイヤ圧を高めることを仕様設計している。もし、これが考 慮されるのであれば、車輪に固定された圧力スイッチのスイッチングスレッショ ールドが、必要とされる最大圧力にセットされるべきである。但し、これは低速 における快適さを損うことに通じる（ドイツ特許出願公開公報第３，２４３．８ ４５号）、このことが考慮されず、そしてタイヤ圧センサーが全負荷のもとでよ り低い速度レンジにおいて規定されているタイヤ圧にセットされているならば、 高速においては必要となるより高いタイヤ圧はモニターされず、逆に、実際には 存在していない安全性が誤って、タイヤ圧モニター装置によって表示されること になる。

ドイツ特許出願公開公報第２，６２６，４７５号からは、その終端がモニターさ れるべきタイヤのチューブに対面するような中実ピストンを持つタイヤ圧モニタ ーの基準圧室のダイヤフラムを設けることが知られており、このタイヤ圧モニタ ーはタイヤ内圧力が十分である時には、電気的な接点が基準圧室内において閉じ られるように、基準圧室内の圧力に抗してダイヤフラムを押す、さらに、ここで 注目したいのは、車速が増加した時、ダイヤフラムのピストン上の遠心力が都合 良く、タイヤ圧によってダイヤフラム上に加えられている力を減じさせることで あって、より速い時にはタイヤ圧はスイッチング接点を閉じさせるために増加さ せられねばならなないということである。ダイヤフラムに関する付加的質量とし て用いられるピストンはタイヤのチューブで覆われているため、これに働く遠心 力は単に部分的なものとなり、そしてスイッチングスレッショールドを増加させ るために基準圧室上には完全には決定できない方法で働くことになるというのは 不都合なことである。しかも、この付加的な質量はダイヤフラムの中心において それに確実にリベット止めされているので、ダイヤフラムを弱めるのみならず、 付随的に、リベット点における硬化を通して、ダイヤフラムの圧力依存の、そし て遠心力依存の変形は極めて変化し、そして予想し難いものとなることも不都合 である。こうして、これが解決されたとしても、この公知の実施例においてはス イッチングスレッショールドの速度依存型の増加が前もって決められないため、 ある速度において十分な再現性をもってスイッチングスレッショールドを増加さ せることは不可能であることに変わりはない。

本解決法によって、基準圧室のダイヤフラム上に付加的質量が形成、配置される というタイヤ圧モニターを開発することができ、そこではダイヤフラムの弾性が 損なわれることなく、そしてスイッチングスレッショールドは静止状態に比して 、前もって決められた量だけ、速度の関数として増加する。

メインクレームに記載の特徴を有する、本発明によるタイヤ圧モニターは、堅い （ｊｌｌ性の）、例えば金屑であるようなダイヤフラムと比較すると柔軟な、ダ イヤスラムの弾性と強度に影響を与えることのない付加的質量が、その所期の調 整によって、車輪の速度の関数としてスイッチングスレッショールドを再現性豊 かに増加させることを可能にするという長所を持っている。車両の高い速度では 、車両がその時点でのタイヤ圧モニター装置によって信号がトリガされる。タイ ヤにおける、モニターされた最低の圧力は、結果として速度増加に伴い、規定さ れた方法で増加される。別の長所は、付加的質量上に働く遠心力による、タイヤ 圧モニターの速度の関数として増加する、スレッショールド値の特性曲線が、速 度増加と共に急激に増加するということである。これは全車速範囲にわたって、 スレッショールド値が全負荷条件下でタイヤが破損する（破損速度と呼ばれてい る）圧力値から十分に離れていることを確実にするものである。

ドイツ特許出願第Ｐ３，７４１，１２９．２号明細書においては、ダイヤフラム の感度を維持するために溶接によってダイヤスラムの中心に可能な限り点状方法 で遠心重量形状をした付加質量を固定することが既に提案されている。しかし、 この解決法もまた満足できるものではなく、溶接動作によってダイヤフラムはそ の構造に避けられない損害を受けることとなり、またそのような接合の強度は、 もし付加的質量が十分に広いダイヤフラム範囲に固定されているならば、単にハ ードな動作条件や周囲からの影響に抗することはできるが、逆にそのようなこと はダイヤフラムの堅さとなって結果に表われる。これらの欠点は、弾力的な付加 質量を、粘着接合材、接着材または類似物によってダイヤフラムの表面上に面状 に取付けることによって除かれる。

メインクレームにおいて特徴づけられた特色の別の都合の良い発展と改善とは、 サブクレームに記載の装置から得られる。

〔図面類］ 例としての本発明の実施例は図面に描かれ、そして以下において、より詳細に説 明される。ｊＩ１図はリム内に挿入された本発明によるタイヤ圧モニターを持つ 車両ホームの詳細図であり、第２図は拡大表現された本発明によるタイヤ圧モニ ターを通る断面図であり、第３図は増加するスイッチングスレッショールドを表 わす速度依存の特性曲線図であり、そして第４図および第５図は付加質量のダイ ヤフラムへの取付けに関する興なる実施例を示す図である。

［実施例の説明］ 第１図においては、車輪の詳細図が縮尺断面図として表わされており、１０とし て示されている。これは、ホイールリム１２に固定されたタイヤ１１を示してい る。タイヤ圧モニター１３は、ホイールリム１２の、ホイール軸に放射的にタッ プが切られた穴１４においてホイールリム１２内側に向かう部分に固定されてい る。タイヤ圧モニター１３の範囲には、そこかられずか離れた場所に、車両の（ 示されていない）ホイールサスペンションに固定された信号受信機（検出器）１ ５があり、その終端面において信号受信機１５はタイヤ圧モニター１３と対面し 、そして車輪１０の各回転の間にタイヤ圧モニターが受信機ないし検出器を通過 する都度にタイヤ圧モニター１３には高周波発振が誘起（入力結合）される、他 の車輪の受信機（検出器）と共に、受信機（検出器）１５は評価（分析）回路１ ６に接続されており、分析回路は、それに接続された警報表示１７を有し、この 警報表示１７はタイヤの１本における空気圧が低くなり過ぎた時に警報信号を伝 送する。

タイヤ圧モニター１３の構成は第２図に示される。

これは絶縁性の材料で作られ、ねじ延長部１９をもってホイールリム１２のタッ プの切られたねじ山は穴１４丙にねじ込まれているハウジング１８を有している 。

このハウジング１８はタイヤ１１の前側に向かって開いている。スチールで作ら れた基準圧室２０はハウジング１８内に形状結合的に挿入されており、この基準 圧室２０は高級スチールで作られた電気的に導通するダイヤフラム２１によって タイヤに向かって閉じられている。基準圧室２０の中央においては、ガラスの貫 通ブッシング２３と共に接触ビン２２が基準圧室２０の底面に、気密的に、そし て電気的に絶縁された方法で固定されている。その前端において、接触ビンは金 であることが望ましい、溶接された接触ボール２４を載せている。その外側範囲 において、ダイヤフラム２１は気密的に、そしてストレスのない方法で基準圧室 ２０にレーザー溶接でしつか′りと溶接されている。基準圧室２０とダイヤフラ ム２１によって形成される圧力スペース２５においては、空気または窒素が供給 路２６を通して必要な基準圧となるように供給され、ダイヤフラム２１上に外側 から作用する空気圧が車両のタイヤにおいてモニターされる最低圧力、すなわち スレッショールド値と呼ばれている圧力、に達するとダイヤフラム２１が接触ボ ール２４に接触するようにされる。基準圧室２０が満たされた後に、供給路２６ 【よ、押し入れられるか溶接されるかしたボール２７によって気密的に閉じられ る。基準圧室２０の下方に配置されるのは、ハウジング１８内のトロイダルコイ ル２８とコンデンサー２９であり、それらは互いに直列に接続されて発振回路を 形成し、ダイヤフラム２１と接触ビン２２を経て開いたり、閉じたりする。この 目的のため、トロイダルコイル２８の自由端は基準圧室２０を経てダイヤフラム ２１に接続され、そしてはっきりとは認められないものの、コンデンサー２９の 自由端は接触ビン２２の底部終端に電気的に接触接続されている。もし十分な空 気圧があれば、結果的に発振回路は閉じ、その結果信号受信機（検出器）１５に よって誘起される発振は制動される。ｖＩＩじられた発振回路を通しての、十分 な空気圧における制動または、開かれた発振回路を通しての、より低い空気圧で の制動のないことは評価（分析）回路１６によって検出される。

弾性的な付加質量３０はダイヤフラム２１の外面に面状に取付けられており、こ れはタイヤ圧モニター１ｈの組立て状態においては、チューブレスタイヤのトレ ッドに平行になっており、付加質量３０の材料はダイヤフラム２１の弾性係数の １０分の１よりも、かなり小さい弾性係数を持っている。第２図による実施例に おいては、付加質量３０は一様な厚さが与えられており、そしてタイヤの方向に 向かってダイヤフラム２１の片面の全体を覆っている。その材料は、金属粉を十 分に含むシリコン粘着材からなっている。付加質量３０を通して遠心力を増加さ せるために、この付加質量はダイヤフラムに比して、より大きな重量を持つ材料 で作られる。この実施例においては、付加質量３０の材料は、タングステン粉が 体積比として約５％含まれたシリコン粘着（接着）材を含んでいる。

第３図においては、この特性曲線は、運転速度の間数として、付加質量３０を持 つタイヤ圧モニター１３に関するスイッチングスレッショールドの増加を示して いる。停止時値に比して、２６０ｋｍ／ｈの運転速度におけるタイヤ圧モニター １３のスレッショールド値は、ここではΔＰ−０．５パール上昇している。付加 質量３０がなければ、ダイヤフラム２１の質量による特性臼１ｓｂによるスレッ ショールド値は約０．１バールのわずかの上昇しか認められない、特性臼１１ｃ は、タイヤが全負荷において破損するであろう最小タイヤ圧を示している。この 特性曲線も同様に速度と共に急激に増加し、最高速度に達する前に特性曲線すと 交差する。付加質量がなければ、高速において、しかも空気圧が増加されない時 には、タイヤは結果的にタイヤ圧モニター装置からの警報を受ける前に破損して しまう。付加質量３０によって、スレッショールド値は今や特性曲線すから特性 曲線ａにまで増加し、その結果、特性曲線Ｃは交差されない。この結果は、例え ば２゜１パール（ｂａｒ）の、より低い速度範囲で十分なタイヤ圧が、１３０ｋ ｍ／ｈの速度以上にまで十分であることを示している。高速においては、特性曲 線ａによるタイヤ圧モニター１０のスレッショールド値は付加質量３０によって 現在のタイヤ圧よりも高目にまで増加させられる。結果としてダイヤフラム２１ は接点２４の上にあって、そして警報信号表示（部）１７に伝達されて、その信 号は運転者に車速を低下させるか、あるいはタイヤ圧を上げるかさせる。

ダイヤフラムの上側に一様に使用された、そしてタングステン粉が混入（充填） された、付加質量としてのシリコン層を計算するには、最初に公知の方法でダイ ヤフラムの剛性係数が計算される。これはスチールに関するダイヤフラム厚と横 方向伸びγ露０．３において、スチールに関してＥｗ２００，００ＯＮ／ｍｍ” の弾性係数に依存している。この剛性係数Ｋを用いて既知のダイヤフラム半径で の、タイヤ圧ΔＰにおける所定の増加に関するダイヤフラム中心の変位が計算さ れる。この変位は付加質量３０とダイヤフラム２１上に働く遠心力によって補償 されるものであり、これによって第３図の特性曲線ａによる速度の関激としてΔ Ｐだけスレッショールド値を増加させる。遠心力が加えられる質量体全体は、ダ イヤフラムの回転半径、車両の運転速度、ダイヤフラム直径および剛性係数を用 いて公知の方法でめることができる。スチールに関する寸法と密度ρ■７．９ｇ ／ａｍ３から得られるダイヤフラムの質量が、こうしてめられた質量全体から差 し引かれ、その結果付加賀量の量に関する必要な値が、このようにして得られる ０例えば、一様に分配された方法で加えられた付加質量の材料に関してρζ３ｇ ／ｃｍ３の密度において１．ｏｍｍの厚さが得られる。

完全にダイヤフラム範囲に一様に加えられた付加質量３０の代わりに、この付加 質量はまた、第４図によるようなグリッド状にダイヤスラム表面に一様に分配す る方法で加えることもできる。こでもまた、付加質量３０ａは前に述べた方法で めることができる。付加質量の量は、ここではダイヤフラムの単位面積当りで都 合良くめられ、ダイヤフラムが打ち出される前にグリッド表面パターン状に、印 刷、粘着接着または類似の方法でダイヤフラムシートの上側に取付けられる。

しかし、第５図によれば付加質量３０ｂはまた、ダイヤフラム２１の接触範囲か ら遠い中心範囲に、積み重ね方法で粘着接着することもできる。しかし、ここで は速度の関数として第３図の特性曲線ａによって同じように増加するには、付加 質量３０ｂとして金属粉が混入したシリコン粘着材がより少ない量で済むのであ り、これはこの付加質量３０ｂが単にダイヤフラムの中心範囲にのみ作用し、そ れによってダイヤフラム２１のより大きな変位を得ることができるからである。

付加質量３０ｂのこの配置においては、ダイヤフラムの遠心力依存変位をめるた めには、経験的にまたは計算でめられるべき補正値が、ダイヤフラム中心に付加 質量が非点状に固定されていることによって、配慮されなくてはならない、しか し、金属粉を含む、そして付加質量３０ｂの弾性のためにここでＥ−１ＯＮ／ｍ ｍ２の弾性係数を持っているシリコン粘着材の場合には、ダイヤフラムの剛性（ 堅さ）は配慮する必要はない。

本発明の範囲内においては、基準圧室２０に向かう方向でダイヤフラム２１の片 側に付加質量を、特に接触ビン２２の周囲に環状に、取付けることも可能である が、例えばタイヤ圧モニター１３の組立ての間の機械的ダメージから保護するに は、この形がペターである。同様に、付加質量をダイヤフラムの両面に分配され た形で取付けることも可能である。こうして、例えば種々の特性曲線に関して、 常に同じ付加質量の量が取付けられ、そしてバランス量がダイヤフラム２１の外 側に取付けられる。同様な効果を発揮するこれら総ての解決法における本発明の 基本は、速度の関数としてスイッチングスレッショールド値を増加させるための ダイヤフラム２１の合計質量が、ダイヤフラムの堅さと形状に影響することなく 増加７きるということである。これには特に、極めて低い弾性係数と高い密度を 持つ材料が適し・ている、そのような付加質量によって、スレッショールド値の 増加の間の遠心力効果は、規定された安価なモして簡単な方法でセットすること ができる。質量の材料は、その弾性係数がダイヤフラムの弾性係数の１／１０以 下、できるなら少なくとも１／１００以下と考えられるような方法で選択される ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、ム　ＦＩＧ、５ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．車輪軸に放射的な車両車輪のホイールリムの周囲に取付固定されるように構 成されていてタイヤ圧によって作動する圧力スイッチを有し、この圧力スイッチ は、タイヤのトレッドと平行に配置された、そして速度の関数としてスイッチン グスレッショールドを増加させるために設けられた付加質量が担持された、導電 性のダイヤフラムによってタイヤに向かって閉じている基準圧室を備えており、 更に、基準圧室内に電気的に絶縁された状態で挿入される接触部を有しこの接触 部に対して、タイヤ内の空気圧が十分な時には、ダイヤフラムの中心範囲におけ る接触領域が当接接触して電気回路を閉じるように構成されており、そしてこの 配置構成において電気回路の状態が、車両に固定されそして評価用回路を持つ受 信検出器によってワイヤレス手法を用いて監視される車両用タイヤ圧モニターに おいて、ダイヤフラム（２１）はタイヤ（１１）のほうに向かって自由であり、 そして付加質量（３０，３０ａ，３０ｂ）はダイヤフラムの少なくとも一方の側 に面状に設けられていて、そしてダイヤフラム（２１）の弾性係数の１／１０よ りも小さな弾性係数を持つ材料で作られていることを特徴とするタイヤ圧モニタ ー。
2. ２．上記付加質量（３０，３０ａ，３０ｂ）は、タングステンであることが望ま しい金属粉で充填されているシリコン接着材であるような、請求項１記載のタイ ヤ圧モニター。
3. ３．上記付加質量（３０）は、タイヤのほうに向いたダイヤフラム（２１）の側 に面全体にわたって、一様な厚さで被着されているような、請求項１または２の いずれかに記載のタイヤ圧モニター。
4. ４．上記付加質量（３０ａ）は、タイヤ（１１）のほうに向いたダイヤフラム（ ２１）の表面に、一様に分配されてグリッド形状に被着されているような、請求 項１または２のいずれかに記載のタイヤ圧モニター。
5. ５．上記付加質量（３０ｂ）はダイヤフラム（２１）の中心範囲（領域）上に、 接触領域（面）から遠い側に山形状に接着されているような、請求項１または２ のいずれかに記載のタイヤ圧モニター。