JPH11287725A - Pressure sensor unit and tire pressure detector employing it - Google Patents

Pressure sensor unit and tire pressure detector employing it

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JPH11287725A
JPH11287725A JP10090182A JP9018298A JPH11287725A JP H11287725 A JPH11287725 A JP H11287725A JP 10090182 A JP10090182 A JP 10090182A JP 9018298 A JP9018298 A JP 9018298A JP H11287725 A JPH11287725 A JP H11287725A
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JP
Japan
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sensor unit
coil
magnetic field
tire
pressure
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Application number
JP10090182A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Murata
幸雄 村田
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Akebono Research and Development Centre Ltd
Original Assignee
Akebono Research and Development Centre Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11287725A publication Critical patent/JPH11287725A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a noncontact pressure sensor unit requiring no power supply. SOLUTION: The pressure sensor unit includes a sensor section 1 comprising a super magnetrostrictive material 10 generating a magnetic field corresponding to the pressure in a tire 101, a coil 12 generating an induction current corresponding to variation of a field generated in the super magnetrostrictive material 10, and a transmission coil 14 generating a field with the current induced in the coil 12, and a receiving section 2 disposed oppositely to the transmission coil 14 at the sensor section 1 and detecting the field generated in the transmission coil 14. A tire detector comprising the unit integrates the detection signal from the receiving section 2, compares the integrated value with a preset threshold value and delivers an alarm signal when the threshold value is exceeded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧力センサユニット及
びこの圧力センサユニットを用いたタイヤ圧検出装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor unit and a tire pressure detecting device using the pressure sensor unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧力を検出する被測定体が回転や
直線移動する移動体である場合に、被測定体に装着され
るセンサ部と、センサ出力を外部へ取り出す出力部との
間に摺動接点を設けて接触的にセンサ出力を取り出すよ
うにしたものや、センサ部と出力部との間に通信手段を
設けてセンサ出力を非接触的に外部へ取り出すようにし
たものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, when an object to be measured for detecting pressure is a moving body that rotates or moves linearly, a sensor unit mounted on the object to be measured and an output unit for extracting a sensor output to the outside. There is a type in which a sliding contact is provided to take out a sensor output in a contact manner, and a type in which a communication means is provided between a sensor unit and an output unit to take out a sensor output to the outside in a non-contact manner.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、センサ部と
出力部との間に摺動接点を設けた接触型では、特に被測
定体が車両等に装着されたタイヤであるような場合、接
点の摩耗等による不安定要因が大であり、適用が難し
い。また、センサ部と出力部との間に通信手段を介在さ
せた非接触型では、被測定体内に送信機用の電源(電
池)が必要であり、またセンサ部のIC(集積回路)が
振動に弱いなど信頼性に問題があった。本発明は上記事
情に鑑みなされたもので、回転等の移動をする被測定体
に対して、非接触型でありながら電源を必要としない圧
力センサユニット及びこの圧力センサユニットを用いた
タイヤ圧検出装置を提供し、安定して測定を可能にして
常時高信頼性が得られることを目的とする。
By the way, in the contact type in which a sliding contact is provided between the sensor section and the output section, especially when the object to be measured is a tire mounted on a vehicle or the like, the contact point is not required. Factors of instability due to wear and the like are large, making application difficult. In the non-contact type in which communication means is interposed between the sensor unit and the output unit, a power source (battery) for a transmitter is required in the measured object, and the IC (integrated circuit) of the sensor unit vibrates. There was a problem in reliability such as weakness. The present invention has been made in view of the above circumstances, and relates to a pressure sensor unit that does not require a power supply while being a non-contact type, and a tire pressure detection using the pressure sensor unit, for a measurement target that moves, such as rotation. It is an object of the present invention to provide a device, to enable stable measurement and to always obtain high reliability.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る圧力センサユニットは、被測定体内の圧
力を検出して送信するセンサ部と、前記センサ部と離間
した非接触状態に設けられて前記センサ部の検出した検
出信号を受信する受信部とからなる圧力センサユニット
において、前記センサ部が、外部からの圧縮力により磁
界を発生する特質を有して、前記被測定体内の圧力に比
例した圧縮力がプッシュロッドを介して作用する超磁歪
材料と、前記超磁歪材料の周囲に配置して前記超磁歪材
料が発生する磁界変化に応じた誘導電流を生じる第1コ
イルと、前記超磁歪材料と前記第1コイルとを収容保持
すると共にこれらを覆って閉磁気回路を形成するヨーク
と、前記第1コイルと電気的に接続され且つ導体を内部
に装備して前記第1コイルの誘導電流により磁界を発生
する第2コイルとを備え、前記受信部が、前記第2コイ
ルの導体と対向して離間配置され、前記第2コイルが発
生する磁界を検出してこの検出信号をコントロール・ユ
ニットに出力し、前記センサ部及び前記受信部が被測定
体内の圧力を磁界変化量として測定出力することを特徴
とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a pressure sensor unit for detecting and transmitting a pressure in a body to be measured, and a non-contact state separated from the sensor unit. A pressure sensor unit including a receiving unit that receives a detection signal detected by the sensor unit, wherein the sensor unit has a characteristic of generating a magnetic field by a compressive force from the outside, A giant magnetostrictive material in which a compressive force proportional to pressure acts via a push rod, and a first coil arranged around the giant magnetostrictive material to generate an induced current according to a magnetic field change generated by the giant magnetostrictive material; A yoke accommodating and holding the giant magnetostrictive material and the first coil and covering them to form a closed magnetic circuit; and a yoke electrically connected to the first coil and internally provided with a conductor. A second coil for generating a magnetic field by an induced current of the coil, wherein the receiving unit is disposed separately from and facing a conductor of the second coil, and detects a magnetic field generated by the second coil to generate a detection signal. Is output to a control unit, and the sensor unit and the receiving unit measure and output the pressure in the body to be measured as a magnetic field change amount.

【0005】そして、上記構成によれば、被測定体内の
圧力に比例した圧縮力がプッシュロッドを介して超磁歪
材料に作用する。そして、被測定体内の圧力が変化した
場合には、超磁歪材料に発生する磁界も変化して、その
磁界変化に応じた誘導電流を第1コイルに生じる。更
に、この誘導電流は第2コイルに磁界を発生する。この
ため、第2コイルに発生した磁界は、第2コイルの導体
と対向して離間配置した受信部にて検出される。つま
り、超磁歪材料に発生した磁界変化によって第1コイル
に誘導電流が流れ、その誘導電流によって第2コイルに
磁界が発生し、その磁界が受信部にて検出される。従っ
て、被測定体内の圧力を非接触的に検出することができ
ると共に、受信部は実質的に自己発電することから電源
を全く不要にできる。またICなどの電気部品も使用し
ないことから振動などに対しても高信頼性を確保でき
る。
According to the above configuration, a compressive force proportional to the pressure in the body to be measured acts on the giant magnetostrictive material via the push rod. Then, when the pressure in the measured body changes, the magnetic field generated in the giant magnetostrictive material also changes, and an induced current corresponding to the change in the magnetic field is generated in the first coil. Further, the induced current generates a magnetic field in the second coil. For this reason, the magnetic field generated in the second coil is detected by a receiving unit that is spaced apart from the conductor of the second coil. That is, an induced current flows through the first coil due to a change in the magnetic field generated in the giant magnetostrictive material, and a magnetic field is generated in the second coil by the induced current, and the magnetic field is detected by the receiving unit. Therefore, the pressure inside the body to be measured can be detected in a non-contact manner, and the receiving unit substantially self-generates power. Also, since no electric parts such as ICs are used, high reliability can be ensured against vibrations and the like.

【0006】また、請求項2記載の発明によるタイヤ圧
検出装置は、請求項1記載のセンサ部、受信部を具備
し、前記センサ部を車両のタイヤ内に装備すると共に、
前記受信部を前記タイヤから離間した車体箇所に固定装
置し、前記センサ部がタイヤ圧を検出し、前記受信部が
前記タイヤ圧に応じた磁界変化の検出信号を検出するこ
とにより、コントロール・ユニットが前記検出信号を積
分し且つこの積分した検出信号と予め設定した閾値とを
比較し、前記閾値を超えると警報信号を出力することを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a tire pressure detecting device including the sensor unit and the receiving unit according to the first aspect, wherein the sensor unit is provided in a tire of a vehicle.
A control unit that fixes the receiving unit to a vehicle body portion separated from the tire, the sensor unit detects a tire pressure, and the receiving unit detects a detection signal of a magnetic field change according to the tire pressure. Integrates the detection signal, compares the integrated detection signal with a preset threshold value, and outputs an alarm signal when the threshold value is exceeded.

【0007】この構成によれば、タイヤ圧の変化は、超
磁歪材料に加えられる圧縮荷重の変化となり、超磁歪材
料から発生される磁束密度(磁界強度)に変化を与え
る。そして、超磁歪材料から発生される磁束密度が変化
すると、その変化に応じた誘導電流が第1コイルに生
じ、その誘導電流によって第2コイルに磁界が発生す
る。そして、第2コイルから発生される磁界が受信部に
よって検出され、検出信号がコントロール・ユニットに
出力される。そして、コントロール・ユニットにて受信
部からの検出信号が積分されて、この積分した値が予め
設定した閾値と比較される。そして、積分値が閾値を超
えた時に警報信号が出力される。
According to this configuration, a change in tire pressure results in a change in a compressive load applied to the giant magnetostrictive material, and changes a magnetic flux density (magnetic field intensity) generated from the giant magnetostrictive material. When the magnetic flux density generated from the giant magnetostrictive material changes, an induced current corresponding to the change is generated in the first coil, and the induced current generates a magnetic field in the second coil. Then, the magnetic field generated from the second coil is detected by the receiving unit, and a detection signal is output to the control unit. Then, the detection signal from the receiving unit is integrated by the control unit, and the integrated value is compared with a preset threshold value. Then, an alarm signal is output when the integrated value exceeds the threshold.

【0008】このように、請求項1記載のセンサ部、受
信部を具備していることから、タイヤ圧を非接触的に検
出できる。しかもセンサ部の電源を不要にしたタイヤ圧
検出装置を実現できる。なお、受信部をタイヤ周方向に
互いに離間させて複数個配置するようにしても良い。こ
のようにすると、センサ部が回転するどの位置において
もその出力を検出できるので、常時タイヤ圧を監視する
ことができる。また、受信部にホール素子又は磁気抵抗
素子を適用しても良い。このようにすると、受信部を高
精度に、かつコンパクトに形成できる。
[0008] Thus, the tire pressure can be detected in a non-contact manner by including the sensor unit and the receiving unit according to the first aspect. Moreover, it is possible to realize a tire pressure detecting device that does not require a power supply for the sensor unit. In addition, you may make it arrange | position a several receiving part so that it may mutually be spaced apart in the tire circumferential direction. With this configuration, the output can be detected at any position where the sensor unit rotates, so that the tire pressure can be constantly monitored. Further, a Hall element or a magnetoresistive element may be applied to the receiving unit. With this configuration, the receiving section can be formed with high precision and compactness.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
を図面を参照して詳細に説明する。なお、図1及び図2
は本発明に係るタイヤ圧検出装置の実施の形態を示した
ものである。この実施の形態のタイヤ圧検出装置6は、
被測定体となる自動車、鉄道車両、産業機械などの圧力
封入型タイヤ(以下、単に「タイヤ」とする)100の
内部101の圧力を検出して送信するセンサ部1と、セ
ンサ部1から離間してセンサ部1と非接触状態に設けら
れ、センサ部1の検出した検出信号を受信する受信部2
と、受信部2の出力の変化に基づいて警報信号を出力す
る機能を有するコントロール・ユニット3と、警報信号
が供給されることで鳴動する警報ブザー4とを備えて構
成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2
1 shows an embodiment of a tire pressure detecting device according to the present invention. The tire pressure detecting device 6 according to this embodiment includes:
A sensor unit 1 for detecting and transmitting the pressure inside 101 of a pressure-filled tire (hereinafter, simply referred to as a “tire”) 100 such as an automobile, a railway vehicle, and an industrial machine to be measured, and a distance from the sensor unit 1 And a receiving unit that is provided in a non-contact state with the sensor unit and receives a detection signal detected by the sensor unit
And a control unit 3 having a function of outputting an alarm signal based on a change in the output of the receiving unit 2, and an alarm buzzer 4 that sounds when the alarm signal is supplied.

【0010】センサ部1は、タイヤ内部101に臨んで
タイヤ内圧を検出するもので、ドライブシャフト103
に結合してタイヤ100と一体的に回転するホイール1
10部分に設けられている。受信部2は、タイヤ周方向
に沿った車体箇所に固定装備され、図示はしないが複数
個が互いに等間隔で離間配置され、夫々がコントロール
・ユニット3と電気的に接続している。なお、センサ部
1と受信部2とによって圧力センサユニット5を構成し
ている。
[0010] The sensor unit 1 detects the tire internal pressure facing the tire interior 101.
Wheel 1 that rotates integrally with tire 100 by being connected to
It is provided in 10 parts. The receiving units 2 are fixedly mounted on the vehicle body along the tire circumferential direction. Although not shown, a plurality of the receiving units 2 are arranged at equal intervals from each other, and each is electrically connected to the control unit 3. The sensor unit 1 and the receiving unit 2 constitute a pressure sensor unit 5.

【0011】図3は圧力センサユニット5の取り付け部
分を拡大した縦断面図であり、また図4はセンサ部1を
拡大した縦断面図である。図4において、センサ部1
は、外部からの圧縮力により磁界を発生する特質を有
し、タイヤ100の内圧に比例した圧縮力がプッシュロ
ッド11を介して作用する超磁歪材料10と、この超磁
歪材料10の周囲に配置されて超磁歪材料10が発生す
る磁界変化に応じた誘導電流を生じる第1コイル(コイ
ル)12と、超磁歪材料10とコイル12とを収容保持
すると共にこれらを覆って閉磁気回路を形成するヨーク
13と、コイル12と電気的に接続され且つ導体(鉄
心)143を内部に装備してコイル12の誘導電流によ
り磁界を発生する第2コイル(発信コイル)14と、ヨ
ーク13の一方の端部の壁材部132とプッシュロッド
11の鍔部111との間に圧縮状態で装備されてプッシ
ュロッド11を介して超磁歪材料10に補助的に圧縮荷
重を付与する予負荷バネ15とを備えて構成されてい
る。
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a mounting portion of the pressure sensor unit 5, and FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view of the sensor unit 1. In FIG. 4, the sensor unit 1
Has a characteristic that a magnetic field is generated by an external compressive force, and a giant magnetostrictive material 10 in which a compressive force proportional to the internal pressure of the tire 100 acts via a push rod 11, and is arranged around the giant magnetostrictive material 10. The first coil (coil) 12 that generates an induced current according to the magnetic field change generated by the giant magnetostrictive material 10 and the giant magnetostrictive material 10 and the coil 12 are housed and covered, and a closed magnetic circuit is formed by covering these. A yoke 13, a second coil (transmitting coil) 14 which is electrically connected to the coil 12 and has a conductor (iron core) 143 therein and generates a magnetic field by an induced current of the coil 12, and one end of the yoke 13 Preload bar which is provided in a compressed state between the wall material portion 132 of the section and the flange portion 111 of the push rod 11 and applies a compressive load to the giant magnetostrictive material 10 through the push rod 11 in an auxiliary manner. It is constituted by a 15.

【0012】予負荷バネ15は、二枚の皿バネを逆向き
に重ねたもので、超磁歪材料10に一定の圧縮荷重を作
用させることで、プッシュロッド11に圧力が加えられ
た時の超磁歪材料10の歪量を増大させる役割を果た
す。ヨーク13は、コイル12及び発信コイル14の外
周を覆う円筒状の本体部131と、この本体部131の
一端部に連結固定されると共にプッシュロッド11の軸
部112が挿通可能な開口を有した壁材部132と、本
体部131の他端に連結固定されると共に発信コイル1
4を収容したケース141と当接する壁材部133とか
らなる。
The preload spring 15 is formed by stacking two disc springs in opposite directions. By applying a constant compressive load to the giant magnetostrictive material 10, the preload spring 15 is configured to be superposed when pressure is applied to the push rod 11. It serves to increase the amount of distortion of the magnetostrictive material 10. The yoke 13 has a cylindrical main body 131 covering the outer circumferences of the coil 12 and the transmitting coil 14, and has an opening that is connected and fixed to one end of the main body 131 and through which the shaft 112 of the push rod 11 can be inserted. The transmitting coil 1 is connected and fixed to the wall member 132 and the other end of the main body 131.
4 and a wall member 133 which comes into contact with the case 141.

【0013】受信部2は、発信コイル14の鉄心141
と対向して離間配置され、発信コイル14が発生する磁
界を検出してこの検出信号をコントロール・ユニット3
に出力する。この受信部2は上述したようにタイヤ10
0の周方向に互いに離間させて複数個配置されている。
この受信部2をタイヤ100の周方向に沿って複数個配
置することにより、センサ部1が回転するどの位置にお
いてもセンサ出力を検出することができる。この受信部
2にはホール素子又は磁気抵抗素子等の磁気検出素子が
用いられている。
The receiving unit 2 includes an iron core 141 of the transmitting coil 14.
And detects the magnetic field generated by the transmitting coil 14 and transmits this detection signal to the control unit 3.
Output to As described above, the receiving unit 2
A plurality are arranged apart from each other in the circumferential direction of 0.
By arranging a plurality of the receiving units 2 along the circumferential direction of the tire 100, it is possible to detect the sensor output at any position where the sensor unit 1 rotates. The receiving unit 2 uses a magnetic detecting element such as a Hall element or a magnetoresistive element.

【0014】受信部2からの検出信号に基づいてタイヤ
圧を監視するコントロール・ユニット3には、受信部2
によって検出されたタイヤ圧に応じた磁界変化の検出信
号を積分する図示せぬ積分回路が内蔵されており、コン
トロール・ユニット3は、この積分回路によってタイヤ
圧の変化を電圧に変えて積分し、同時に積分した検出信
号と予め設定した閾値とを比較して、その積分値が閾値
を超えたと判断したとき警報信号を出力する。警報ブザ
ー4はコントロール・ユニット3より警報信号が供給さ
れている間鳴動する。
A control unit 3 for monitoring tire pressure based on a detection signal from the receiving unit 2 includes a receiving unit 2
The control unit 3 incorporates an integration circuit (not shown) that integrates a detection signal of a magnetic field change corresponding to the tire pressure detected by the integration circuit by converting the change in the tire pressure into a voltage by the integration circuit. At the same time, the integrated detection signal is compared with a preset threshold value, and when it is determined that the integrated value exceeds the threshold value, an alarm signal is output. The alarm buzzer 4 sounds while an alarm signal is supplied from the control unit 3.

【0015】上記のタイヤ圧検出装置によれば、タイヤ
圧は、プッシュロッド11を介して圧力センサユニット
5を構成している超磁歪材料10に圧縮荷重として作用
する。そして、タイヤ圧の変化は、超磁歪材料10に加
えられる圧縮荷重の変化となり、超磁歪材料10から発
生される磁束密度(磁界強度)に変化を与える。そし
て、超磁歪材料10から発生される磁束密度が変化する
と、その変化に応じた誘導電流がコイル12に生じ、そ
の誘導電流によって発信コイル14に磁界が発生する。
そして、発信コイル14から発生される磁界が受信部2
によって検出されて、検出信号がコントロール・ユニッ
ト3に出力される。なお、超磁歪材料10が発生する磁
界はヨーク13による閉磁気回路内で収束することか
ら、外部への漏れ磁束は殆どない。また、超磁歪材料1
0はヨーク13により磁気的にシールドされるので、外
部からの磁気の影響を殆ど受けない。
According to the above tire pressure detecting device, the tire pressure acts on the giant magnetostrictive material 10 constituting the pressure sensor unit 5 via the push rod 11 as a compressive load. Then, the change in the tire pressure results in a change in the compressive load applied to the giant magnetostrictive material 10, and changes the magnetic flux density (magnetic field strength) generated from the giant magnetostrictive material 10. When the magnetic flux density generated from the giant magnetostrictive material 10 changes, an induced current corresponding to the change is generated in the coil 12, and the induced current generates a magnetic field in the transmitting coil 14.
The magnetic field generated from the transmitting coil 14 is
And a detection signal is output to the control unit 3. Since the magnetic field generated by the giant magnetostrictive material 10 converges in the closed magnetic circuit formed by the yoke 13, there is almost no leakage magnetic flux to the outside. Also, giant magnetostrictive material 1
Since 0 is magnetically shielded by the yoke 13, it is hardly affected by external magnetism.

【0016】コントロール・ユニット3は、検出信号を
積分すると共に積分値を予め設定した閾値と比較し、閾
値を超えると警報信号を出力する。ここで、図5はコン
トロール・ユニット3における検出信号の積分及び積分
値と閾値との比較処理を示すフローチャートである。ま
ず、コントロール・ユニット3は、ステップS10で検
出信号を積分するための二つのレジスタM、mを初期化
する。次いで、ステップS12で磁界が発生したか、即
ち検出信号が得られたか否かを判定し、検出信号が得ら
れない場合にはこの判定を繰り返し、検出信号が得られ
た場合にはステップS14に進んで、レジスタMの初期
値に検出信号を加算する。次いでステップS16に進
み、ステップS12での加算値が所定の閾値Kを超える
か否かを判定し、超えない場合にはステップS12に戻
り、超えた場合にはステップS18で警報信号を出力す
る。
The control unit 3 integrates the detection signal, compares the integrated value with a preset threshold value, and outputs an alarm signal when the value exceeds the threshold value. Here, FIG. 5 is a flowchart showing a process of integrating the detection signal in the control unit 3 and comparing the integrated value with a threshold value. First, the control unit 3 initializes two registers M and m for integrating the detection signal in step S10. Next, it is determined in step S12 whether a magnetic field has been generated, that is, whether or not a detection signal has been obtained. If the detection signal has not been obtained, this determination is repeated. If the detection signal has been obtained, the process proceeds to step S14. Then, the detection signal is added to the initial value of the register M. Next, the process proceeds to step S16, in which it is determined whether or not the added value in step S12 exceeds a predetermined threshold value K. If not, the process returns to step S12. If not, an alarm signal is output in step S18.

【0017】圧力センサユニット5を構成している超磁
歪材料10は、負荷変動に対する応答速度が50〜10
0μsと高速であるため、高速なタイヤ圧の検出が可能
になる。これにより、仮に走行中のパンクを検出して車
両の姿勢制御を行うような制御装置がある場合、この装
置に用いることによって性能を高めることが可能であ
る。
The giant magnetostrictive material 10 constituting the pressure sensor unit 5 has a response speed to a load change of 50 to 10
Since the speed is as high as 0 μs, the tire pressure can be detected at high speed. As a result, if there is a control device that detects the puncture during traveling and controls the attitude of the vehicle, it is possible to improve the performance by using the control device.

【0018】また、超磁歪材料10は、直径が1mmで
長さが20mm程度のかなり小さなものでも十分なセン
シング性能を発揮するので、圧力センサユニット5の小
型化が図れる。そして、圧縮荷重の変化に応じて発生す
る磁束密度を変化させるというセンサとしての作動に
は、駆動用電源が一切不要である。また、IC等の電子
部品を一切使用しないことから、振動に対しても強く、
高い信頼性が得られる。なお、上記実施の形態では、タ
イヤ圧のような空気圧を検出するものであったが、タイ
ア圧の検出に限定されず、他の移動体内の空気圧の検出
も可能である。また、空気圧に限らず液圧の検出にも勿
論適用することができる。
Further, since the giant magnetostrictive material 10 exhibits sufficient sensing performance even with a diameter as small as 1 mm and a length of about 20 mm, the pressure sensor unit 5 can be downsized. In addition, the operation as a sensor for changing the magnetic flux density generated in accordance with the change in the compression load does not require any driving power supply. In addition, because it does not use any electronic components such as IC, it is strong against vibration,
High reliability is obtained. In the above embodiment, the air pressure such as the tire pressure is detected. However, the present invention is not limited to the detection of the tire pressure, and the detection of the air pressure in another moving body is also possible. In addition, the present invention can be applied not only to air pressure but also to detection of hydraulic pressure.

【0019】また、上記実施の形態では、タイヤ圧が所
定レベル以下になった時に警報ブザーを鳴動させるよう
にしたが、警報音の他にLED等を用いて検出状態を段
階的に警報表示するようにしても良いし、音声合成手段
を設けて音声メッセージを出力するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the alarm buzzer sounds when the tire pressure falls below a predetermined level. However, in addition to the alarm sound, the detection state is displayed in an alarm by using an LED or the like in a stepwise manner. Alternatively, a voice message may be output by providing voice synthesis means.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の圧力センサユニットによれば、
圧力センサユニットは、被測定体内の圧力の変化により
磁界を発生する超磁歪材料、超磁歪材料の磁界変化によ
り誘導電流を発生する第1コイル及び第1コイルに生じ
る誘導電流によって磁界が発生する第2コイルを有する
センサ部と、センサ部の第2コイルと対向して離間配置
され、第2コイルに発生する磁界を検出する受信部とを
備えて構成されるので、被測定体内の圧力を非接触的に
検出することができ、しかもセンサ部は駆動電源が省略
できる。また、IC等の電子部品を一切使用しないこと
から、振動に対しても強く、高い信頼性が得られる。特
に、圧力センサユニットを構成している超磁歪材料は、
負荷変動に対する応答速度が50〜100μsと高速で
あるため、高速なタイヤ圧の検出が可能になる。また、
超磁歪材料は、直径が1mmで長さが20mm程度のか
なり小さなものでも十分なセンシング性能を発揮するの
で、圧力センサユニットの小型化が図れる。
According to the pressure sensor unit of the present invention,
The pressure sensor unit includes a giant magnetostrictive material that generates a magnetic field due to a change in pressure in the body to be measured, a first coil that generates an induced current due to a change in the magnetic field of the giant magnetostrictive material, and a first coil that generates a magnetic field by an induced current generated in the first coil. Since it is configured to include a sensor unit having two coils, and a receiving unit that is spaced apart from and opposed to the second coil of the sensor unit and detects a magnetic field generated in the second coil, the pressure inside the body to be measured can be reduced. Contact detection can be performed, and a driving power supply can be omitted for the sensor unit. In addition, since no electronic components such as ICs are used, it is resistant to vibration and high reliability is obtained. In particular, the giant magnetostrictive material constituting the pressure sensor unit is:
Since the response speed to the load change is as high as 50 to 100 μs, the tire pressure can be detected at high speed. Also,
The giant magnetostrictive material exhibits sufficient sensing performance even with a very small material having a diameter of 1 mm and a length of about 20 mm, so that the pressure sensor unit can be reduced in size.

【0021】また、本発明のタイヤ圧検出装置によれ
ば、上記発明のセンサ部及び受信部を具備しているの
で、タイヤ圧を非接触的に検出できると共に、センサ部
駆動用の電源を必要としないタイヤ圧検出装置を実現で
きる。そして、第2コイルに発生する磁界を検出する受
信部をタイヤ周方向に互いに離間させて複数個配置した
場合には、センサ部が回転するどの位置においてもその
出力を検出できるので、常時タイヤ圧を監視することが
できる。また、受信部にホール素子又は磁気抵抗素子を
適用した場合には、受信部を高精度に、かつコンパクト
に形成することができる。
Further, according to the tire pressure detecting device of the present invention, since the tire pressure detecting device is provided with the sensor portion and the receiving portion of the present invention, the tire pressure can be detected in a non-contact manner and a power source for driving the sensor portion is required. And a tire pressure detecting device that does not perform the same. When a plurality of receivers for detecting a magnetic field generated in the second coil are arranged apart from each other in the tire circumferential direction, the output can be detected at any position where the sensor unit rotates. Can be monitored. Further, when a Hall element or a magnetoresistive element is applied to the receiving unit, the receiving unit can be formed with high precision and compactness.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るタイヤ圧検出装置を装備した車両
の要部側面図である。
FIG. 1 is a side view of a main part of a vehicle equipped with a tire pressure detecting device according to the present invention.

【図2】図1のタイヤ圧検出装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the tire pressure detection device of FIG.

【図3】図1のタイヤ圧検出装置の圧力センサユニット
の構成を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a pressure sensor unit of the tire pressure detecting device of FIG.

【図4】図2の圧力センサユニットのセンサ部の構成を
示す縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a sensor unit of the pressure sensor unit of FIG. 2;

【図5】図1のコントロール・ユニットの動作を示すフ
ローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit of FIG. 1;

【符号の説明】 1 センサ部 2 受信部 3 コントロール・ユニット 4 警報ブザー 5 圧力センサユニット 6 タイヤ圧検出装置 10 超磁歪材料 11 プッシュロッド 12 コイル(第1コイル) 13 ヨーク 14 発信コイル(第2コイル) 15 予負荷バネ 100 タイヤ 101 タイヤ内部 141 鉄心(導体)[Description of Signs] 1 sensor unit 2 receiving unit 3 control unit 4 alarm buzzer 5 pressure sensor unit 6 tire pressure detecting device 10 giant magnetostrictive material 11 push rod 12 coil (first coil) 13 yoke 14 transmission coil (second coil) ) 15 Preload spring 100 Tire 101 Inside of tire 141 Iron core (conductor)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定体内の圧力を検出して送信するセ
ンサ部と、前記センサ部と離間した非接触状態に設けら
れて前記センサ部の検出した検出信号を受信する受信部
とからなる圧力センサユニットにおいて、 前記センサ部が、外部からの圧縮力により磁界を発生す
る特質を有して、前記被測定体内の圧力に比例した圧縮
力がプッシュロッドを介して作用する超磁歪材料と、前
記超磁歪材料の周囲に配置して前記超磁歪材料が発生す
る磁界変化に応じた誘導電流を生じる第1コイルと、前
記超磁歪材料と前記第1コイルとを収容保持すると共に
これらを覆って閉磁気回路を形成するヨークと、前記第
1コイルと電気的に接続され且つ導体を内部に装備して
前記第1コイルの誘導電流により磁界を発生する第2コ
イルとを備え、 前記受信部が、前記第2コイルの導体と対向して離間配
置され、前記第2コイルが発生する磁界を検出してこの
検出信号をコントロール・ユニットに出力し、前記セン
サ部及び前記受信部が被測定体内の圧力を磁界変化量と
して測定出力することを特徴とする圧力センサユニッ
ト。
1. A pressure sensor comprising: a sensor unit for detecting and transmitting pressure in a body to be measured; and a receiving unit provided in a non-contact state separated from the sensor unit and receiving a detection signal detected by the sensor unit. In the sensor unit, the sensor unit has a characteristic that a magnetic field is generated by an external compressive force, and a compressive force proportional to a pressure in the body to be measured acts via a push rod, and a giant magnetostrictive material; A first coil arranged around the giant magnetostrictive material to generate an induced current according to a magnetic field change generated by the giant magnetostrictive material; and a housing for holding and holding the giant magnetostrictive material and the first coil, and covering and closing these. A yoke that forms a magnetic circuit, and a second coil that is electrically connected to the first coil and that includes a conductor therein and generates a magnetic field by an induced current of the first coil; The second coil detects the magnetic field generated by the second coil and outputs a detection signal to a control unit. The sensor unit and the receiving unit detect the magnetic field generated by the second coil. A pressure sensor unit for measuring and outputting as a magnetic field change amount.
【請求項2】 請求項1記載のセンサ部、受信部を具備
し、前記センサ部を車両のタイヤ内に装備すると共に、
前記受信部を前記タイヤから離間した車体箇所に固定装
備し、前記センサ部がタイヤ圧を検出し、前記受信部が
前記タイヤ圧に応じた磁界変化の検出信号を検出するこ
とにより、コントロール・ユニットが前記検出信号を積
分し且つこの積分した検出信号と予め設定した閾値とを
比較し、前記閾値を超えると警報信号を出力することを
特徴とするタイヤ圧検出装置。
2. A sensor comprising the sensor unit according to claim 1 and a receiving unit, wherein the sensor unit is provided in a tire of a vehicle.
A control unit, wherein the receiving unit is fixedly mounted on a vehicle body part separated from the tire, the sensor unit detects a tire pressure, and the receiving unit detects a detection signal of a magnetic field change according to the tire pressure. Integrates the detection signal, compares the integrated detection signal with a preset threshold value, and outputs a warning signal when the threshold value is exceeded.
【請求項3】 前記受信部をタイヤ周方向に互いに離間
させて複数個配置したことを特徴とする請求項2記載の
タイヤ圧検出装置。
3. The tire pressure detecting device according to claim 2, wherein a plurality of the receiving units are arranged apart from each other in a tire circumferential direction.
【請求項4】 前記受信部にホール素子又は磁気抵抗素
子を適用したことを特徴とする請求項2又は3のいずれ
かに記載のタイヤ圧検出装置。
4. The tire pressure detecting device according to claim 2, wherein a Hall element or a magneto-resistive element is applied to the receiving unit.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007106401A (en) * 2005-10-10 2007-04-26 Infineon Technologies Sensonor As Tire air pressure monitoring system, tire module and receiver
US7219552B2 (en) 2003-03-31 2007-05-22 Tdk Corporation Scalable high sensitivity magnetostrictive pressure sensor
KR100782473B1 (en) 2006-11-20 2007-12-05 한국타이어 주식회사 Non-contacting method in measuring the tire internal transformation
JP2013500687A (en) * 2009-07-27 2013-01-07 エルデック コーポレイション Magnetic field concentrating antenna for passive RFID tire pressure sensor transponder
JP2015146708A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 日本信号株式会社 vibration power generator

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7219552B2 (en) 2003-03-31 2007-05-22 Tdk Corporation Scalable high sensitivity magnetostrictive pressure sensor
JP2007106401A (en) * 2005-10-10 2007-04-26 Infineon Technologies Sensonor As Tire air pressure monitoring system, tire module and receiver
KR100782473B1 (en) 2006-11-20 2007-12-05 한국타이어 주식회사 Non-contacting method in measuring the tire internal transformation
JP2013500687A (en) * 2009-07-27 2013-01-07 エルデック コーポレイション Magnetic field concentrating antenna for passive RFID tire pressure sensor transponder
JP2015146708A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 日本信号株式会社 vibration power generator

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