JPH06501666A

JPH06501666A - タイヤ圧力自己調整システム及び装置

Info

Publication number: JPH06501666A
Application number: JP5509437A
Authority: JP
Inventors: オルネイ、ロス・デー; リーズ、ジョン・ダブリュ
Original assignee: ヒューズ・エアクラフト・カンパニー
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1992-11-09
Publication date: 1994-02-24
Also published as: US5411051A; MX9206649A; EP0566734A1; US5293919A; WO1993009964A1; IL103719A0; CA2100471A1; US5413159A; KR930703159A

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】タイヤ圧力自己調整システム及び装置本発明は、車のタイヤのための圧力自己調整システム及び方法、特にタイヤが、タイヤ内の感知された低圧力状態に応答して高圧リザーバから自動的に元通りに一杯にする自己調整システム及び方法に関する。関連技術の説明低いタイヤの圧力は、過度の燃料消費、タイヤの磨耗、及び操縦能力低下の重要な原因である。標準的なタイヤは、通常その本来の気体透過性のために年当りその圧力の２５％程度を漏出する。従ってタイヤの圧力を規則的に点検するのは良い方法である。しかし数週間毎にタイヤの圧力を点検しても、緩やかな漏出がある場合これ等の悪影響を防ぎ得ず、どの位の頻度で各タイヤの圧力がもと通りにされなければならないかの綿密な記録が続行されない限り、漏出は検知されないままであり得る。速い漏出或いはパンク状態はタイヤを急速に損傷させ、更に短期間でそれを使用不能にさえし、この状態は十分な経験のない運転者によって手遅れになるまで気付かないままに進行してしまう可能性がある。従ってタイヤの圧力が低すぎる時それを自動的に元通りにするし、運転者に低圧力状態を警告する何等かの機構を有する事は非常に望ましい。１つのその様なシステムが米国特許第４．０６７、３７６号明細書でパラピノ氏（Ｂａｒｘｂｉｎｏ）によって開示された。この特許は高圧リザーバを車輌の車輪に組入れて、選択された閾値のレベルよりも低くなったタイヤの圧力に応答して高圧リザーバとタイヤとの間の通路を自動的に開くバルブを使用する。バルブの作動は、車輪の直ぐ近く、通常脚室（ｗｈｅｅｌ　ｗｅｌｌ）内に装着されるセンサによって検知される音速成いは超音速の信号を発生させる。それがバルブの作動を感知する時、センサは運転者に視覚的及び聴覚的な警告を始める。別々のタイヤを識別するために、各タイヤ上のバルブは独特の周波数を持つ信号を発生する様に整調され得るか、或いは別々のタイヤのセンサが均一なバルブの信号の別々の構成要素を検知する様に整調され得るかである。別のシステムは、米国特許第４．７４２．８５７号明細書でガンジー氏（Ｇａｎｄｈｉ）によって開示された。この特許ではタイヤのバルブは低くなったタイヤの圧力に応答して動く磁石を具備する。磁石の低圧力状態に対する移動は、タイヤに隣接する緩衝器上に装着されるソレノイドによって感知される。移動可能な磁石からの磁界は、各タイヤの回転でソレノイドを捕捉し、磁石の位置によって変化する電圧をソレノイド内に発生する。磁石の感知された位置が低圧力状態を示す時、警告が車輌の操縦者に提供される。操縦者がタイヤの圧力を元通りにする事を望むならば、操縦者は適切なタイヤに対するソレノイドに電流を供給するスイッチを作動させる。ソレノイドは、バルブが開かれて空気が車輪内の高圧リザーバからタイヤ内に流れることができる位置にその結合されている磁石を動かす磁界を生成する。上記のシステムはタイヤ内に空気の圧力を効率的に元通りする事ができるが、それらはタイヤからの普通の長期間の漏出か、修理を必要する緩慢な漏出状態か、急速な漏出状態か或いはタイヤのパンクの状態かを識別する事はできない。従って車の操縦者は、タイヤの修理或いは取換えか必要とされるかどうかに関して知らされない。操縦者は、高圧リザーバの状態及びそれが元通りにされる事を必要としているかどうかに関して何等の情報も与えられない。更に、従来の各車輪内の個々の送信器と車輌上の共同する受信器との使用は、各車輪内のパワー源と複雑な電子装置とを必要とし、非常に費用が高い。その後タイヤの低圧力用の市販のセンサが、エピツク・テクニロジー社（Ｅｐｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　Ｉｎｃ、）によって販売された。センサはタイヤの圧力をモニタし、圧力が予め決められた設定点より低く下がった場合にラジオ周波数（ＲＦ）の信号を発信する。ＲＦ倍信号発信は車輌運転者に警告を行う。しかし、システムはタイヤの低圧力を自動的に元通りにするするための何等の機構も持たない。発明の要約本発明は、タイヤ内の低圧状態を感知して、望ましいレベルまで自動的に圧力を元通りにするし、従来のアプローチよりも複雑でなく値段も高くなく、車輌の操縦者に低圧力状態の原因とタイヤの修理或いは取換えが必要とされるかどうかに関する情報を提供し、タイヤの圧力を回復するために車輌の操縦者の介入を必要としない、新しい型のタイヤ圧力自己調整システム及び方法を提供しようとする。これ等の目的は、タイヤの圧力が予め設定された作動レベルよりも低く下がった時に高圧リザーバとタイヤとの間に空気流を作り、タイヤの圧力がその作動圧力よりも高い閉鎖圧力に増加した時に空気流を止める双安定バルブの使用によって達成される。バルブの状態は、車輪に隣接する車輌のシャーシ上の１次巻線、及び２次回路内に１組のバルブの接点と一緒に連結される車輪上の２次巻線によって車輌に伝えられる。バルブの接点はバルブが切り替わる時にその２つの安定位置の間で開いたり閉じたりして１次巻線へ反射し戻される２次巻線のインピーダンスの変化を起こす。反射されたインピーダンスはバルブ動作の指標を提供する。１次巻線によって提供される論理回路は、色々な低圧力タイヤの状態を識別する。バルブ操作の頻度が予め決められた閾値を越えるならば、タイヤの壁を通る通常の圧力喪失とは対照的な緩慢な漏出が示される。バルブ操作の持続時間が予め決められた閾値を越える時、低リザーバ空気圧力状態が示される。予め決められた持続時間の間持続するバルブ動作の回数が予め決められた閾値を越える時、タイヤのパンクの状況が示される。好ましくは、バルブは高圧力リザーバからの空気流通路を夫々間いたり閉じたりする２つの安定した位置の間を移動する双安定ダイヤフラムを組入れる。１つの実施例では、ダイヤフラムは静止磁気部材とアラインされた第１の磁気部材を保持する可撓性の膜を具備する。タイヤの圧力がバルブの閉鎖圧力を越えた時、磁気部材の少なくとも１つが磁化されていて、高圧リザーバからの空気流通路を閉鎖するダイヤフラムと一緒に２つの部材を保持する；ダイヤフラムは、タイヤの圧力がバルブ作動圧力よりも低く下がった時に第２の磁気部材からそれの別の安定位置へ離れる様に撓み、空気流通路を開く。第２の実施例では、双安定ダイヤフラムは、中央面の近くに置かれ、その面の両側に安定位置を有する予め応力を加えられた金属ダイヤフラムである。金属ダイヤフラムは、それがその双安定位置の間を移動する時、ダイヤフラムの限定された動きを可能にする凹部内に収容されてダイヤフラムのスナップ作用を高め得る。この実施例では、空気不透過性の可撓性ダイヤフラムが連結されて金属のダイヤフラムと一緒に動き、その中に四部が形成されているハウジングに跨ってそこを通る空気流をブロックすることができる。バルブは、タイヤの圧力と、圧力調整器、ばね或いは封止ベローの様な源から供給され得る基準圧力とを対照する。高圧リザーバからタイヤへの空気流は、対照された圧力間の差が閾値の量を越えた時に起こされる。本発明の別の特徴及び長所は、添付の図面と一緒に採られた下記の詳細な説明によって当業者に明白になるであろう。図面の説明図１、は、本発明の１つの実施例の基本的な機構要素を示す車輌の一部と重輪の断面図である；図２は、本発明のブロック図である；図３は、本発明で使用される双安定バルブを通るそれらの相互連結を示すタイヤと車輪との図である；図４は、バルブが作動した時を検知するための車輌と車輪との間の連絡を示すブロック図である；図５は、色々な型のタイヤの漏出と低すザニバの状態とを識別するために使用される論理回路の論理図である；図６は、圧力調整器が使用されてバルブに基準圧力を与える時の、高圧リザーバ内の圧力と、タイヤの圧力を回復するために必要とされる時間とを対照したグラフである；図７は、圧力調整器を採り入れた双安定バルブ構造の断面図である；図８は、組合せ基準圧力源として圧力調節器とばねとの両方を採り入れた双安定バルブ構造の断面図である；図９は、基準圧力源として封止ベローを採り入れた代替の双安定バルブ構造の断面図である；図１０は、高圧リザーバと、圧力調節器が取り入れられていない時のタイヤの圧力を回復するために必要とされる時間とを対照したグラフである；図１１は、従来の車輪に組入れられたバルブと高圧リザーバとの部分断面図である。発明の詳細な説明図１を参照すると、その上に載置されたタイヤ４のある車輌の車輪２の関連する要素が示される。車輪２はリザーバ内に延在するバルブ・ステム８のある作り付けの高圧リザーバ６を具備

【７、それは加圧空気で元通りに一杯にされ得る。好ましくはシステムは、一般的に大抵の充填ステーションで使用できる１００ｐｓｉより高いリザーバの圧力で作動するように設計される；１５０ｐｓｉが好ま１．い。バルブｌＯは、高圧リザーバ６とタイヤ４の内側との間に空気の通路を提供する。本発明によると、バルブ１０は双安定の構造を有して、タイヤの圧力が予め決められた閾値のレベルよりも低く下がると、高圧リザーバとタイヤとの間に通路を開き、空気をリザーバからタイヤ内へ流れさせその圧力を回復する。バルブは、タイヤ内の圧力が本来の作動圧力を越えた高いレベルに到達するまで、通路を遮断しない。例えば、バルブは、タイヤの圧力が約３４ｐｓｉ以下に下がった時に自動的に作動することができるが、タイヤの圧力が３５ｐ　ｓｉの様なより高いレベルに到達するまでリセットされない。バルブ１０の開放／閉鎖の状態は、車輪の周囲外側に取付けられるコイル状のワイヤ１２によって車輌に伝えられる。バルブ１０内の１組の接点はバルブが一方の状態である時には開きバルブが他方の状態である時には閉じ、また一対のワイヤ１４を介して巻線１２と直列に連結される。全巻線回路はバルブの接点が開いている時に開き、接点が閉じている時に閉じる。車輪の巻線１２から約４分の１インチの所の車輌のシャーシの脚室１６上に、２次巻線回路１２の反射インピーダンスを感知し、それからバルブ１０が開いているか或いは閉じているかを決める１次巻線コイル１８が装着される。１次及び２次巻線１８及び１２は、好ましくは夫々２０番ゲージの銅ソリッド・マグネット・ワイヤの４０回巻き、及び１７番ゲージの銅ソリッド・マグネット・ワイヤの６回巻きを具備する。一対の導線２０は１次巻線１８に入力を与え、更に１次巻線１８からの反射インピーダンス信号を下で説明される論理回路に繋ぐ。同じ様な連結が、各車輪上の２次巻線と連絡する１次巻線に別々に作られ、その結果各タイヤの状態が別々に操縦者に示されることができる。図２及び３は、全システムの追加の態様を示す。双安定バルブ１０によって動作されられる一対のスイッチ接点２２と直列に連結される２次巻線１２が図示され、一方で１次巻線１８はバルブの状態を示すためにシステムの制御電子回路２４に信号を提供する。制御電子回路はバルブの作動頻度と持続時間とを感知し、このデータを解読して低圧力状態の種類を決定し、車輌のダツシュボードのディスプレイ２６を作動させて何れかのタイヤの問題の種類及び害されたタイヤの身元を車輌の操縦者に知らせる。高圧リザーバ６は、圧力調節器の様な基準圧力源２８を提供する；封止ベロー或いはばねも使用されて基準圧力を確立することができる。基準圧力源２８は、通常、それが圧力を維持しようとする単一の設定点を有する。双安定バルブ１０を追加することで、バルブによって決められる第２の低い方の設定点が加えられる。例えば、自動車のタイヤに対して、タイヤの圧力が３４ｐｓｉより下に下がった時にそれを元通りにし始め、タイヤの圧力が３５ｐｓｉに達するまでそれを上昇させ続けることが望まれると仮定する。この状況では、低い方の設定点（３４ｐｓｉ）に到達するまで基準圧力源２８はタイヤの膨張を抑制し始めない。到達した時にはバルブは作動させられてリザーバ６からの高圧空気がタイヤの圧力を元通りにする。タイヤの圧力がその基準設定点（例えば３５ｐｓｉ）まで回復された時、バルブの連結部は自動的に閉鎖し、それによって更にタイヤを元通りに一杯にする事を停止する。例えば１５０ｐｓｉの高圧リザーバ６用のバルブに与えられる基準圧力は、約３６ｓｐｉであり得る。バルブの状態、つまりタイヤ内の漏出が存在するかどうかを示すのに適した回路のブロック図は、図４に提供される。負荷時間率、好ましくはほぼ５０％未満の負荷時間率の波形は発振器３０によって発生される。波形は、低いパワーでの応用に対して数Ｈｚ乃至約２０Ｈｚの周波数で約２０乃至２５マイクロ秒の１パルスの持続時間の、一連のパルスとして発生させられることが好ましい。パルスは、好ましくはＰＮＰダーリントン・トランジスタとして提供される回路ドライバ３２を作動させることが好ましい。ドライバ３２からの出力パルスは、車輌のシャーシ上の１次巻線１８を通って供給され、それによって２次巻線１２に結合される。２次巻線１２を具備する第２の回路のインピーダンスは、１次巻線１８に反射し戻されて、バルブの接点２２が開いているか或いは閉じているか、従ってバルブがタイヤの圧力を回復するために作動しているか或いは無活動であるかの指標を与える。反射されたインピーダンスは、接点が開いている時は小さい荷重として、接点が閉じている時は大きな荷重として現われる。これは幾つかの方法で与えられることができる。１つの方法は、定電流パルスを１次に供給して、接点が閉鎖された時の２次の電圧が下がることを期待する。別の方法は、定電圧１次パルスを供給し、閉鎖された接点の指標として２次電流の上昇を期待する。第３の方法は、２次巻線１２及び接点２２と並列にコンデンサ３４を連結することである。コンデンサ３４は２次巻線１２のインダクタンスと一緒に、接点が開いている時には共振振動数で振動する整調回路（ｔｕｎｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　）を形成するが、接点２２が閉鎖されている時には短絡される。バルブの作動に反映する開いた接点の状態は、１次巻線１８の鉄心が飽和させられて、入力パルスが切れる時に“リンギング或いは共振振動を発生する。１次巻線１８に反射し戻される波形は、クランプ回路３６を通ってゼロクロスのコンパレータ回路（ｘｅｒｏ　ｃｒｏｓｓｉｎｇ　ｃｏｍｐａｒａｊｏｒ）　３８に供給される。コンパレータ回路はその縁部を合わせ（ｓｑｕａｒｅ　ｕｐ　）そして一連のパルスをカウンタ４０に与えることによってリンギング信号に応答し、この作動は発振器３０が発振器から供給されるラッチ回路４２によって作動している時に可能にされる。カウンタ４０は、コンパレータ３８が出力を出す前にそれから一定数のパルスを必要とするハードウェアのフィルタとして機能する。上で説明された１次／２次の回路及びドライブ信号に対して、５つの入力パルスがカウンタ４０からの出力を生成するために必要とされ得る。この出力は、ドライバ４６を作動して、車輌の表示パネル上の発光ダイオード４８の様な低タイヤ圧力表示器にスイッチを入れるワン・シＥＦ　ットφラッチ（ｏｎｅ　５ｈｏｔ　１ａｔｃｈ）　４４をトリガする。図４の回路は、バルブの作動を促がしたタイヤの状態を明らかにする事なしに双安定圧力バルブが作動したことをただ示すたけである。色々な低圧力状態を識別することによって２次巻線回路から１次巻線に反射し戻される信号に応答する論理回路が図５に示される。それはＩＨｚの様な望ましい率でパルスを発生するクロック５０を利用する。１次巻線１８に反射し戻されるインピーダンスによって表示される様な双安定バルブの状態は、入力線５１から、バルブが作動する最初の時に出力線５４上にＱ１出力を、またバルブが作動する第２の時に出力線５４及び５６上に夫々Ｑ１及びＱ２出力の両方を出すことによって作動する２ビツト・カウンタ５２へ供給される。クロック５０の出力と、２ビツト・カウンタ５２のＱ１出力とは、夫々クロックに連結され、タイミング回路５８の入力を可能にする。タイミング回路は２つの連続するバルブの作動の間の時間間隔を決定する。この間隔が予め決められた閾の持続時間よりも短いならば、通常のタイヤ圧力の長期間の喪失とは対照的な緩慢な漏出が示される。例えば２６２．１４４秒間即ち約３日間作動した後で出力を出す１８ビツトのカウンタとして与えられるタイミング回路５８が示される（１８ビツトのカウンタは容易に入手可能な１４ビツトと４ビツトのカウンタを直列で連結することによって組立てられる）。Ｑ（高い）出力は、カウンタ５８がその限界まで数え終った時にそれによって出される。２ビツトのカウンタ５２のＱ２出力は、車輌のダツシュボードのパネル上の“緩慢な漏出”のランプ６４を作動するラッチ６２に連結される。タイミング回路カウンタ５８のＱ出力は、ＯＲゲート６６を通して連結されて、カウンタ５２及び５８の両方をリセットする；手動カウンタのリセットもＯＲゲート６６を通して与えられる。緩慢な漏出の警告を発している図５の回路の作動はここで説明される。連続するバルブ信号が３日未満の間隔で発信される緩慢な漏出があると最初に仮定する。第１のバルブ信号は、２ビツトのカウンタ５２に、カウントを始めるタイミング回路カウンタ５８の作動を可能にする様にさせる。第２のバルブ信号は、カウンタ５８がその限界に達する前に現れる。この第２の信号は、夫々、タイミング回路カウンタ５８の作動を続け、また“緩慢な漏出”ランプ６４を照明させるラッチ６２に入力を与える、２ビツトのカウンタ５２のＱｌ及びＱ２出力の両方を加勢する。次ぎに、タイミング回路カウンタ５８がその限界に達する前に第２のバルブの作動が検知されないと仮定する。この状態では、タイミング回路カウンタ５８がその限界までずっと数え続ける間、ラッチ６２への０２人力は低いままであり“緩慢な漏出”ランプ６４の点灯を防ぐ。タイミング回路カウンタ５８がその限界に達すると、Ｑ出力がカウンタ５８によって出され、カウンタ５８と２ビツト・カウンタ５２をリセットする。従って次ぎに受信されるバルブ信号は、タイミング回路カウンタ５８が数え出す前に追加のバルブ信号が続いて受信されない限り、 “緩慢な漏出“のランプ６４は控えたままで、論理回路の作動の再スタートを可能にする最初の信号として現れるであろう。この様に図５に関連してずっと説明された回路は、“緩慢な漏出”の回路と記されてきただが、それは緩慢な漏出と急速な漏出或いはタイヤのパンク状層とを区別しない。急速な漏出は、例えば４分未満で連続するバルブの作動用の”急速な漏出”指示器を点灯する８ビツト・カウンタの様な、より低い容量のタイミング回路カウンタを使用する同じ様な論理回路で検知されることができる。“急速な漏出”検知回路の作動は、そのタイヤのための“緩慢な漏出”検出器を締め出すために使用されることができる。代りに、ＯＲゲート６６への手動のリセット人力６８は、急速な漏出と緩慢なものとを区別するために使用されることができる。操縦者が“緩慢な漏出”のランプを見るならば、彼或いは彼女は手動でのリセットを行いランプを消すことができる。それが短期間の時間内に再びつくならば、急速な漏出が示される。幾つかの色々なタイヤと高圧力リザーバの状態は、バルブ作動持続時間、つまり当該の双安定バルブのアプローチによって与えられる能力を観測することによって検知されることができる。バルブの作動の持続時間を測定するために、８ビツトψカウンタ７０の様なカウンタはＩＨｚのクロック５０からのクロックの信号と、バルブ入力線５１から使用可能信号とリセット信号の両方とを受信する。この構成は、カウンタ７０にクロック信号及び使用可能信号の両方が存在するときに数え上げさせ、使用可能信号が取り除かれる時に直ちにリセットさせる。カウンタ７０は各バルブの作動持続時間を測定する。その７番目と８番目の出力ビット、夫々Ｑ７及びＱ８は、夫々ＡＮＤゲート７２及び７６への入力として連結される。バルブ信号線５１は、これらのＡＮＤゲートの両方への第２の入力として連結される。従ってＡＮＤゲート７２は、カウンタ７０の出力の中のＱ７出力が高くなってバルブ信号が存在する時に出力を出し、ＡＮＤゲート７６は、Ｑ８出力が高くなってバルブ信号が依然として存在する時に出力を出すであろう。Ｑ７及びＱ８のカウンタの出力は、夫々１２８及び２５６秒間のバルブの作動に対応する。調整された基準圧力がタイヤの圧力と対照されて、リザーバからタイヤへの空気流を起こす時、高圧力リザーバ内の空気の圧力とバルブ作動持続時間との間の対応関係が図６で示される。各バルブの作動中に高圧力リザーバから空気が抜きの時間の間続くならば、多様なバルブの作動のためにその圧力は次第に減るであろう。多様な作動の結果として、或いは単一の延長した作動によっての何れかで、バルブが作動した総時間の関数として、リザーバの圧力の低下が、曲線７８によって示される。リザーバ内の圧力低下の速度は、最初のリザーバ圧力と、バルブの設定点の圧力と、リザーバとタイヤとの相対的容積との関数である。リザーバ内の圧力が元通りにされるべき点まで下がったことを操縦者に示すために、′リザーバ低下（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ｌｏｗ　）”という警告が、５０ｐｓｉの様な、ある程度自由に選択される圧力で提供されることができる。更に、現在、パンクが生じた後で、数百マイルまで作動され続けることが可能な拡張運動性のタイヤ（ｅｘｔｅｎｄｅｄｍｏｂｉｌ目７　ｊｉｒｓ）が計画されている；これが起こったならば警告も与えられ得る。これらの色々な状態は、図６に示される。リザーバが５０ｐＳｉの様な、望ましくない低圧力になると、タイヤの圧力を元通りにするのに必要とされるバルブ作動時間は、Ｔ１まで上がる。拡張運動性のタイヤのパンクに対しては、次第に圧力を失うタイヤと、各作業で更に減らされつつあるリザーバとでバルブは繰り返し作動させられるであろう；各作業の持続時間は、約１ｐｓ　ｉの圧力に到達されるまで（ｌｐｓｉの差がバルブを作動するのに使用される時）、Ｔ２で比較的一定であり続けるであろう。その後バルブはタイヤの圧力を殆ど或いは全く更に元通りにする事なしに開いたままであろう。図５に戻って参照すると、“リザーバ低下”状態は、Ｑ７とバルブ信号の両方がＡＮＤゲート７２へもたらされる時、ラッチ８０によって作動されるランプ７８によって表示される。タイヤ・パンクの警告を表示するために、８ビツトφカウンタ７０のＱ７の出力に連結される３ビツト・カウンタ８２は、カウンタ７０が別々に８回、Ｑ７　（１２８秒）まで数え上げられた時に出力を出す。これはタイヤの圧力が２０ｐｓｉよりも低く下がったことを示す、持続時間Ｔｌ（図６）の８回のバルブ動作に対応する。３ビツト・カウンタ８２の出力は、ＯＲゲート８８を通って“タイヤ・パンク”のランプ９２を点灯するラッチ９０へ伝えられる。タイヤ・パンクのランプ９２はまた、ＡＮＤゲート７６とＯＲゲート８８とを通って処理される、カウンタ７０のＱ８　（２５６秒）出力の単一の発生によっても照明される。３ビツトψカウンタ８２がタイヤ・パンクのランプ９２を点灯する前であっても、２５６秒或いはそれ以上の間バルブ作業が行われることはタイヤ・パンクを指示するものとみなされ得る。バルブ作動頻度と作業持続時間に関する情報によって獲得され得る幾つかの表示だけが説明された。本発明によって採用された双安定バルブを利用した非常に数多くの警告表示も想像され得る。１２８．２５６、或いは５１２秒の様な個々の状態を明確にする特定の時間の指定はある程度自由であり、何等かのタイヤ／車輪のシステムの必要を満たすのに必要とされるように調整され得る事も了解されるべきである。適切な双安定バルブｌＯの１つの実行例は図７に示される。可撓性のダイヤフラム９４は、バルブ・ハウジング内の隔室９６に跨ってダイヤフラムの一方の側部上の圧力を他方の側部上のものから隔離する。永久磁石９８はダイヤフラムの中央にクランプ留めされた打器（ｓｔｒｉｋｅｒ　）　９９に固定され、磁気材料のバルブ端部部分１０２内に形成される孔１００とアラインされる。例えば３６ｐｓｉに調整された圧力は圧力調節器１０３から導管１０４を通って端部部分１０２へ供給される。圧力調節器１０３は高圧リザーバから同じリザーバの圧力をバルブ−ハウジングの反対側の端部に供給する副導管１０６を持つ、導管１０５を通って空気が供給される。ダイヤフラム９４の端部部分１０２と反対側の側部上のバルブ・ステム１０８は、一方の側部上の導管１０６からリザーバの圧力を受容し、その反対側の側部上で隔室９６内のダイヤフラムの打器９９とアラインされる作動片１１０を有する。隔室９６は出口１１２を通ってタイヤに繋がり、バルブ・ステム１０８を適所に保持するフランジ１１４によって導管１０６のリザーバの圧力から隔離される。従ってダイヤフラム９４はその右手側部で調整圧力を、その左手側部でタイヤ圧力を受ける。ダイヤフラム、磁石９８、及びバルブの端部部分１０２とは選択されて、磁石が、望ましいバルブの作動圧力よりも大きいタイヤの圧力のために端部部分１０２に対して載置されたままとなる。これはバルブの２つの安定状態の１つを確立する。タイヤの圧力が作動の閾値、例えば３４ｐｓｉよりも下に下がった時、ダイヤフラムを横切る大きくなった圧力差は、それを撓めて、磁石９８をバルブの端部部分１０２から持ち上げて離し始める。続いてバルブの端部部分から離れる磁石の移動は、これ等の２つの要素間の磁気誘引力を減らして、ダイヤフラムの左への移動を加速する。ダイヤフラムは左へ動き続けるが、それがその中心位置に到達する前に、それはバルブ・ステムの作動片１１０を押し、導管１０６からのリザーバの空気がバルブ・ステムを通ってタイヤの出口１１２へ流れることができるようにするバルブ会ステムを通る空気通路を開放する。バルブ・ステムは、タイヤの圧力がバルブの第２の設定点、例えば３５ｐｓｉまで上昇するまで開いたままである。この点でダイヤフラムを横切る圧力差はｌｐｓ　ｉに下げられ、永久磁石９８と磁石の端部部分１０２との間の残留磁力が、ダイヤフラムを作動片１１０から持ち上げて離れさせ、タイヤへの空気流を止める。ダイヤフラムが端部部分１０２に向って動いているので、磁石９８と端部部分との間の磁気誘引力が増し、ダイヤフラムは端部部分１０２にクランプされる磁石との安定位置に対して右側にスナップされる。従ってバルブは、２つの安定位置のみで真に双安定である。一方の位置で、バルブは磁石９８が端部部分１０２に対してクランプされた状態で完全に閉じられる。他方の安定位置では、バルブは打器９９がバルブ・ステム作動片１１０を押している状態で完全に開放している。金属の端部部分１０２と磁石９８とは、図２及び４で説明された接点２２を形成して、第２の回路に連結され、バルブが開いているか或いは閉じているかを示す。電導線１１６及び１１８が、この目的のために夫々端部部分１０２と金属打器９９とに連結される。磁石邦が図７に示される位置で端部部分１０２にクランプされる時、接点は閉じられ、図４のコンデンサ３４は短絡されて、それから第２の回路内でのリンギングを防ぎ、バルブが閉じているという指標を与える。ダイヤフラムが左に撓められて、片１１０に作動するバルブ・ステムを押している時、磁石９８は端部部分１０２から電気的に絶縁される；これは図４の接点２２を開き、バルブが開いていることを示す共振ＬＣの２次回路を生成する。バルブは完全に開いているか或いは完全に閉じている以外に安定した位置をもたず、繰返す事なしの緩慢な漏出に対して少量の安定した空気流を継続的に供給する事はしないであろうということは重要である。同じくこの目的のために使用され得る別のバルブ構成は、図８に示される。この実施例の幾つかの要素は、図７のバルブと同じであり、同じ参照番号で示される。図８の実施例で、予め応力を加えられたダイヤフラム１２０はバルブ・ハウジング１２０にクランプされる外周警部１２２を有して、ダイヤフラムはハウジングの内側に広がる。空気がゴムのダイヤフラムの一方の側部から他方へ流れる事ができない様に適所にクランプされる外周を有する空気不透過性の可撓性ダイヤフラムｉ２４が金属ダイヤフラム１２０に隣接してハウジングに広がる。タイヤの圧力は、空気を通す事ができないダイヤフラム１２４のバルブ側の隔室９６に導入され、一方で圧力調節器（図示されていない）からの調整された圧力は入口ポート１２７を通って金属のダイヤフラム１２０の反対側のばねの隔室１２６内に導入され、リザーバからの高圧力の空気はバルブの入口で高圧領域１２８に導入される。金属の接続体１２９は２枚のダイヤフラムの中央部分をクランプして、それらを−緒に撓ませる様にする。電気的接続は、バルブ・ステム１０８を通り、バルブ・ステムの周りの金属カラー１３０と、ハウジングの壁内の導入ブッシング１３２を通って延在する導線１３１とを介して、バルブ・ステム片１１０まで形成される。電気的接続は、何等かの便利な場所にバルブ・ハウジングに連結する導線１３４を持つ金属ダイヤフラム１２０に連結される。導線１３１及び１３４は、車輪上の２次巻線に直列に連結される。コイルばね１３６は、金属コネクタ１２９上の唇状部とばね室１２６の反対側の端部との間のばね室１２６内に収容される。ばね１３６は、ダイヤフラム１２０及び１２４の反対側の側部上のタイヤの圧力に対抗する基準圧力を提供してバルブの動作を゛制御する。ばね１３６は基準圧力の唯一の源として使用され得る一方で、ばね力は金属ダイヤフラム１２０を横切って不均等に分布される傾向があり、ばね力の大きさはダイヤフラムの位置によって変化する。これ等の欠点は、ダイヤフラムの位置によって変化せずダイヤフラムに均等に分布した圧力を供給するばね室１２６内の調整された空気圧の付加によって軽減される。調整された圧力がばねと一緒に使用されて、基準圧力を設ける時、ばね圧力は約２０ｐｓｔまでの様に対応して下げられ得る。図８に示された位置では予め圧力を加えられた金属ダイヤフラム１２０のドームは左に撓められ、バルブ・ステム片１１０を押して、バルブ・ステムを作動させる。従ってタイヤの圧力が望ましい第２の設定点までバルブ・ステムから離れて上げられるまで、即ちダイヤフラムを横切る低くされた圧力の差がそれをバルブ・ステムから離れて右に撓められたそのドームと共に、第２の安定位置（鎖線で示される）ヘスナツプさせるまで高圧の空気はタイヤ内へ流入する。２本の導線１３１及び１３４は、ダイヤフラム１２０が左方向へ撓められてバルブを作動させる時、電気的に接触され、ダイヤフラムが右方向へ撓められてバルブを遮断させる時、電気的に分離される。これ等の接点を入れることと切ることとは、図７の接点と同様に、（しかし位相は別で）バルブ状態の指標を与える。図８に示される様にそのドームが左或いは右の何れかに撓められている予め応力を加えられた金属ダイヤフラム１２０はたった２つの安定位置を有する。金属ダイヤフラムは、好ましくは厚さが０．００５インチ、゛直径が１．２５インチで、０．０４インチの高さのステンレス鋼のドームから作られる。基準圧力の別の源を採った別のバルブの実施例は図９に示される。この実施例で封止されたベロー１３８は、３６ｐｓｉの様な、望ましい基準圧力まで充填される。図８のダイヤフラム１２０に類似した双安定の金属ダイヤフラム１４０は、バルブが作動する位置とバルブが作動しない位置との間でベローと一緒に動く様に連結されるその中央部を有する。図９に示される様にダイヤフラム１４０は、ベローに固定される打器１４２上に装着される中央の開口部を有する。図示された様に右へ撓められた時、バルブ・ステム１０８は働かされない。ベローの外側のタイヤの圧力がバルブ作動点よりも低く下がった時、ベロー内の基準圧力は、バルブ・ステム片１１Ｏを押してバルブを作動させつつダイヤフラムを左にスナップさせる。これはバルブ・ステム１０８の左側部からの高圧リザーバの空気が、バルブを通って流れ、タイヤへ流出することを可能にする。バルブの位置は、図８の様に、バルブ・ステム片１１０に連結される導線１３１によって、及び金属のベローの端部板１４６を通って、或いは良い電気結合がこれらの２つの部分の間で維持されるならばバルブ・ハウジング内の金属ダイヤフラム１４０を通って何れかで打器１４２に連結される第２の導線１４４によってモニタされる。予め応力を加えられた金属ダイヤフラム１４０は、図８のダイヤフラム１２０に類似しているが、それはバルブ・ハウジングの壁に形成される内側の周囲の凹部１４８内に収容される様に示される。ダイヤフラムの厚さは凹部の幅よりも薄くて、ダイヤフラムを凹部内で軸方向に“浮動”させる。これは、それがその安定位置の一方から他方へ動く時にダイヤフラムのスナップ動作に加わる。調整された圧力ではなく、封止されたベロー或いはばねがタイヤの圧力の基準値として使用されるバルブに対する高圧リザーバ内の圧力のタイヤの圧力を元通りにするために必要とされるバルブの作動時間に関連する概括的な曲線が図１０に示される。高圧リザーバ内の圧力が繰り返されるバルブの作動の結果としてその設定点よりも下に下がる時でさえ、封止されたベロー或いはばねの基準によって与えられる圧力はその予め決められた設定点よりも下に下がらないであろうから、高圧リザーバが作業後にバルブをリセットするための圧力設定点まで下がるならば、バルブは恒久的に作動されるであろう。これは曲線の平坦化によって図１０で示され、その結果３５ｐｓｉの例示的設定点に到達したならばそれは水平になるであろう。リザーバの圧力が３５ｐｓｉより下に下がってもタイヤが漏出し続けるならば、基準圧力は３６ｐｓｉの様なその予めセットされたレベルに留まるであろう。この型のバルブに対して、図５に示された他の警告は依然として与えられ得るが、図５のタイヤのパンクの警告のロジックは適用不可能であろう。図１１は、車輪２に組入れられた図９のバルブを示す。２つの車輪部分の間の空間内の装着板によ、って保持されるバルブ１５０を持つ装着板１４８は、ホイール・リムの２つの現存する部分に跨って溶接される。別の板１５２及び１５４は車輪の外面の周りの輪郭に跨って溶接されて、ドリルで空けられた開口部１５６によって相互連結されるリザーバの部分を形成する。２次巻線１２は鉄心１５８の周りに巻かれてモールドされたポリウレタンのハウジング１６２内部に基板１６０上に装着された処理用電子回路と共に示される。従って本発明は、誂えの車輪にも設置され得るが、標準的な車輪に組入れられることができる。タイヤの厳密な状態に関する詳細な情報を提供するタイヤ圧力調節システム及び稼働方法であり、両方とも単純で製造費用がかからないものが、本発明によって作られ得る。本発明の幾つかの例示的実施例が示されて説明されたが、非常に数多くの変形及び代替実施例が当業者によってもたらされるであろう。例えばここで説明されたバルブは、タイヤの圧力調節以外にも適用性を有し、また２次巻線の接点は通常開よりも通常開で稼働されることができる。その様な変形及び代替実施例が意図されて、添付の請求の範囲に規定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱する事なしに作られることができる。【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】バルブ作動時間

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】バルブ作動時間ｒｒＡｌｌｌ国際調査報告　ａｒｙｌＩ＋ｃ　６）ｌｎＱＱ１１ＰＣＴ／ＬＩＳ　９２１０９８３３

Claims

【特許請求の範囲】１．タイヤを載置するための車輪であり、高圧の空気源を提供するためのリザーバを具備する前記車輪と、前記リザーバと前記車輪上に載置されたタイヤとの間の空気流の流通を確立する双安定バルブであり、予め決められた作動圧力より下に下がったタイヤ内の空気圧に応答して、前記リザーバと前記タイヤとの間の空気流通路を開き、前記作動圧力よりも高い予め決められた閉鎖圧力まで上昇するタイヤ内の空気圧に応答して前記空気流通路を閉じる前記バルブ：とを具備するタイヤ圧力自己調整システム。２．前記双安定バルブが、基準圧力源と、ダイヤフラムの両側面上で前記基準及びタイヤ圧力を受けるための双安定のダイヤフラムであり、夫々前記作動圧力より下に下がった圧力と前記閉鎖圧力に上昇する前記タイヤ圧力に応答して、前記空気流通路を開いたり閉じたりする第１及び第２の安定位置を夫々有する前記ダイヤフラムとを具備する請求項１のタイヤ圧力自己調整システム。３．前記双安定ダイヤフラムが、第１の磁気部材を保持する可撓性の膜を具備し、前記バルブが前記第１の磁気部材とアラインされる第２の磁気部材を更に具備し、前記磁気部材の少なくとも１つが磁化されていて、前記タイヤ圧力が前記閉鎖圧力を越えた時に前記第２の安定位置に前記ダイヤフラムと一緒に前記磁気部材を保持し、前記作動圧力より下に下がった前記タイヤ圧力に応答して前記ダイヤフラムを前記第２の磁気部材から離れてその第１の安定位置へ撓めさせる請求項２のタイヤ圧力自己調整システム。４．前記双安定のダイヤフラムが、中央面の近くに置かれた予め応力を加えられたダイヤフラムを具備し、前記中央面の両側に複数の安定位置を有する請求項２のタイヤ圧力自己調整システム。５．前記基準圧力源が、前記基準圧力を確立する内側圧力を持つ封止されたベローを具備し、前記封止されたベローが前記タイヤ圧力に対抗して前記ダイヤフラムを支持する請求項４のタイヤ圧力自己調整システム。６．前記基準圧力源が前記タイヤ圧力に対抗して前記ダイヤフラムを支持する機械ばねを具備する請求項４のタイヤ圧力自己調整システム。７．前記バルブが内側周辺の凹部を備えたハウジングを具備し、前記予め応力を加えられたダイヤフラムが前記凹部内に収容されて前記ダイヤフラムがその中央面の両側の２つの安定位置の間を動く時に前記凹部内の前記ダイヤフラムの限定された動きを可能にし、前記ハウジングに跨る空気不透過性の可撓性ダイヤフラムを更に具備してそこを通る空気流を遮り、前記可撓性ダイヤフラムが連結されて前記予め応力を加えられたダイヤフラムと共に動く請求項４のタイヤ圧力自己調整システム。８．前記基準圧力源が、予め決められた調整された圧力で前記高圧リザーバから前記基準圧力を提供するための圧力調節器を具備する請求項２のタイヤ圧力自己調整システム。９．前記バルブの作動の頻度が予め決められた閾値を越えた時にタイヤの緩慢な漏出の指標として前記作動頻度を感知するための手段を更に具備する請求項１のタイヤ圧力自己調整システム。１０．タイヤのパンク状態の指標としてバルブの作動回数と各作動の持続時間とを、予め決められた持続時間の前記作動の数が予め決められた閾値を越えた時に、感知するための手段を更に具備する請求項１のタイヤ圧力自己調整システム。１１．低いリザーバの空気圧の状態の指標として前記バルブの作動の持続時間を、前記持続時間が予め決められた閾値を越えた時に、感知するための手段を更に具備する請求項１のタイヤ圧力自己調整システム。１２，タイヤを載置するための車輪であり、高圧の空気源を提供するためのリザーバを具備する前記車輪と、タイヤ内の低い空気圧力の状態に応答して、前記リザーバと前記車輪上に載置されたタイヤとの間の空気流の流通を確立するためのバルブと、低圧力状態の型の指標として前記バルブの作動のタイミングを感知するための手段、とを具備するタイヤ圧力自己調整システム。１３．前記感知手段が、タイヤの緩慢な漏出の指標として前記バルブの作動の頻度を、前記頻度が予め決められた閾値を越えた時に、感知するための手段を具備する請求項１２のタイヤ圧力自己調整システム。１４．前記感知手段が、タイヤのパンク状態の指標としてバルブの作動回数と、各作動の持続時間とを、予め決められた持続時間に対する前記作動回数が予め決められた閾値を越えた時に、感知するための手段を具備する請求項１２のタイヤ圧力自己調整システム。１５．前記感知手段が、低いリザーバの空気圧状態の指標として前記バルブの作動の持続時間を、前記持続時間が予め決められた閾値を越えた時に、感知するための手段を更に具備する請求項１２のタイヤ圧力自己調整システム。１６．前記バルブが、前記基準圧力と前記タイヤ圧力との間の第１の予め決められた差に応答して、前記空気流の流通を確立する夫々開きと閉鎖の位置を有し、前記基準圧力と、前記第１の予め決められた圧力差よりも少ない前記基準圧力と前記タイヤ圧力との間の第２の予め決められた圧力差に応答して前記空気流の流通を絶つ双安定バルブを具備する請求項１２のタイヤ圧力自己調整システム。１７．車輌のシャーシに装着される前記車輪を有する車輌のためのものであり、前記センサ手段が前記車輪の近くの前記シャーシ上の１次電気巻線と、前記１次巻線に交流電気信号を伝えて１次巻線の磁界を確立しするための手段と、前記１次巻線の磁束界内の前記車輪上の２次巻線と、前記バルブが前記空気流の流通を確立しているかどうかによって前記１次巻線に反射し戻される２次巻線のインピーダンスを変化させるための前記２次巻線を持つ回路に連結されるバルブ指標器手段と、前記バルブのタイミング作業のために前記反射される２次巻線のインピーダンスに応答するタイミング手段とを具備する、請求項１２のタイヤ圧力自己調整システム。１８．交流の電気信号を前記１次巻線に送るための前記手段が、ほぼ定電流のパルスを持つパルスにされた信号を送り、前記タイミング手段が前記１次巻線を横断する電圧に応答する請求項１７のタイヤ圧力自己調整システム。１９．交流の電気信号を前記１次巻線に送るための前記手段が、ほぼ定電圧のパルスを持つパルスにされた信号を送り、前記タイミング手段が前記１次巻線を通る電流に応答する請求項１８のタイヤ圧力自己調整システム。２０．前記２次巻線とバルブ指標器手段とが、前記バルブが前記空気流の流通を確立している時に前記１次巻線上の交流電気信号に関して整調された回路を具備し、前記タイミング手段が前記１次及び２次巻線間の整調された共振に応答する請求項１７のタイヤ圧力自己調整システム。２１．交流信号を前記１次巻線に送るための前記手段が、ほぼ５０％未満の負荷時間率を持つ信号を送る請求項１７のタイヤ圧力自己調整システム。２２．前記車輪内に高圧力源を設置することと、予め決められた低圧力の閾値のレベルより下に下がる前記タイヤ内の空気圧に応答して、前記高圧力源と前記タイヤとの間の流通を確立することと、前記低い圧力の閾値のレベルよりも高い予め決められた望ましい圧力の閾値のレベルよりも上に上昇する前記タイヤ内の空気圧に応答して前記連結を絶つことと、タイヤ内の低圧力状態の型の指標として前記流通を確立したり絶ったりするタイミングを感知すること、とを具備する、車輪上に載置されたタイヤ内の空気圧を調整するための方法。２３．前記感知のステップが、前記流通が確立される頻度をタイヤの緩慢な漏出の指標として、前記頻度が予め決められた閾値を越える時に、感知することを具備する請求項２２の方法。２４．前記感知のステップが、タイヤのパンク状態の指標として前記流通が確立される回数と、各連結の持続時間とを、前記流通が予め決められた持続時間の間確立される回数が予め決められた閾値を越える時、感知することを具備する請求項２２の方法。２５．前記高圧力源が車輪内の高圧リザーバから供給され、前記感知のステップが、前記継続時間が予め決められた閾値を越える時に低いリザーバの空気圧の状態の指標として前記流通が確立される度毎に連結の持続時間を感知することを具備する請求項２２の方法。２６．第１の圧力設定点より下に下がる可変の圧力に応答して作動され、前記第１の設定点よりも高い第２の圧力設定点をりも上に上昇する前記可変の圧力に応答して作動を止められ、空気流通路と、基準圧力源と、ダイヤフラムの両側の上に前記基準及び可変の圧力を受けるためのものであり、前記ダイヤフラムが、最初に前記第１の圧力設定点より下に下がり、それから前記第２の圧力設定点よりも上に上昇する前記可変圧力に応答して前記空気流通路を最初に開いてそれから閉じる第１及び第２の安定位置を有する双安定ダイヤフラム：とを具備する双安定のバルブ。２７．前記双安定のダイヤフラムが、中央面の近くに置かれた予め応力を加えられたダイヤフラムを具備し、前記中央面の両側に複数の安定位置を有する請求項２６の双安定のバルブ。２８．前記基準圧力源が前記基準圧力を確立する内側圧力を持つ封止されたベローを具備し、前記封止されたベローが前記可変圧力に対抗して前記ダイヤフラムを支持する請求項２７の双安定バルブ。２９．前記基準圧力源が前記可変圧力に対抗して前記ダイヤフラムを支持する機械ばねを具備する請求項２７の双安定バルブ。３０．前記基準圧力源が予め決められた調整圧力で前記高圧リザーバから前記基準圧力を供給するための圧力調節器を具備する請求項２７の双安定バルブ。３１．前記バルブが内側周辺の凹部を持つハウジングを具備し、前記予め応力を加えられたダイヤフラムが前記凹部内に収容されて、前記ダイヤフラムがその中央面の両側の双安定位置の間を動く時に前記凹部内での前記ダイヤフラムの限定された動きを可能にし、前記ハウジングに跨る空気不透過性の可撓性ダイヤフラムを更に具備してそこを通る空気流を遮り、前記可撓性ダイヤフラムが前記予め応力を加えられたダイヤフラムと連結されて共に動く請求項２７の双安定のバルブ。３２．前記双安定のダイヤフラムが第１の磁気部材を保持する可撓性の膜を具備し、前記バルブが前記第１の磁気部材とアラインされる第２の磁気部材を更に具備し、前記磁気部材の少なくとも１つが磁化されていて、前記可変圧力が前記第２の圧力設定点を越える時に前記第２の安定位置の前記ダイヤフラムと一緒に前記磁気部材を保持し、前記可変圧力が前記第１の圧力設定点より下に下がることに応答して前記第２の磁気部材からその第１の安定位置へ離れる様に撓む請求項２６の双安定バルブ。