JPS62503160A - 圧力センサ - Google Patents

圧力センサ

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JPS62503160A
JPS62503160A JP61502965A JP50296586A JPS62503160A JP S62503160 A JPS62503160 A JP S62503160A JP 61502965 A JP61502965 A JP 61502965A JP 50296586 A JP50296586 A JP 50296586A JP S62503160 A JPS62503160 A JP S62503160A
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シユミート,ハンス‐イエルク
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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】 圧力センサ 本発明は、請求の範囲第1項の上位概念による圧力センサに関する。
このような形式の圧力センサは、自動車のいわゆるチューブレスタイヤ内部の空 気圧力を検出するために用いられる。このようなタイヤ内の空気圧力は、自動車 のロードホールディングのためにも、タイヤの耐用年数のために大きな意味があ る。従って、l要な自動車特性値の、測定技術的な検出の枠内で、タイヤ圧力を もできるだけ正確に検出し、監視することが望ましい。
相応の測定値を得る場合の問題点は、タイヤが、自動車の運転時において、取り つけ若しくは取υ外し時と同様に大きな機械的な負荷にさらされ、この機械的な 負荷が、特にそれ自体敏感であることが望ましいセンサにおいて損傷を惹起する という点にある。また、形成された遠心力によって圧力センサの測定値の狂いが 生じるという問題がある。
アメリカ合衆国特許第4237728号明細書によれば、タイヤ圧を間接的に大 まかに検出する装置が公知である。この公知の装置においては、円筒形、状の中 央二のリム部分から半径方向外側に、弾性変形可能なセンサが走査し、このセン サは、タイヤ横断面が、例えば圧力低下によって変形して、タイヤ内壁がセ/す に接触すると、常に外側へ変位するように々つている。
センサは圧電クリスタルに接続されておシ、この場合、そのために生じる圧電ク リスタルの圧縮によって電圧が形成され、この電圧から測定信号が引き出される 。
従って、このような測定システムは比較的反応が鈍(、主として著しく異常な状 態を確認するためだけに適している。従来技術において設けられたセンサは反応 が鈍いために、測定結果の狂いはそれ程1大なことではない。
このことから出発して、不発明の課題は、圧力センサ全体をリムに簡単かつ確実 に取シつけることができ、この際に、圧力センサの各センサ素子が、圧力センナ 内に、応力を受けることなしに、また、損傷に対して保護されて配置され、しか も、タイヤ内の空気の圧力及び温度で負荷されるように、初めに述べた形式の圧 力センサを構成することである。
この課題は、請求の範囲第1項の特徴部分によって解決された。これによって提 案された固定技術は、遠心力が大きい場合でも完全に気密な構造、並びに、タイ ヤ内の突起がわずかである場合に外部からリムに取りつけること、及び、機械的 に頑丈な構造を可能にする。
特許請求の範囲第2項の構造においては、遠心力による測定の狂いは十分に避け られ、その上、圧力センサの圧力に反応する面に対して直角な衝突又はその他の 機械的負荷が避けられる。
請求の範囲第3項による構成は、外部からリムに所望に取9つけることを特に簡 単な形式で可能にする。
この場合、リムの内傾1jに、っ−1#)、タイヤの内側に向かって、敏感な固 定部分が当接することは決してないので、タイヤの取りつけ及び取シ外し時にお いても、このために使用される機械及び工具によって圧力センサの保持及び取り つけ装置が損傷を蒙むる恐れはない。
請求の範囲第4項に記載されたシールリングは、気密なシールを保証するので、 圧力センサがそう人されることによって圧力損失が生じる恐れはない。
請求の範囲第5項の構成は、一方では、独立したセンサ素子によって、作業確実 性を高める互いに独立した圧力測定を可能にする。他方では、固定応力から完全 に解放された範囲にセンサ素子を取りつけることによって、このような応力によ って測定が影響を受けることはない。
請求の範囲第6項に記載した注型によって、センサ素子の基板の、特に応力から 解放された固定が得られる。何故ならば、このだめに例えば使用されたエポキシ 樹脂は、はとんど応力を形成することなしに硬化しその温度に基づく伸張で基板 に適合させられるからである。この固定技術は、ねじ止め又は緊締等の機械的な 固定に対して多大の利点を提供し、この場合、比較的高い剛性が得られる。
請求の範囲第7項に記載した接続導管のガイドによって、この接続導管は、ケー シング内部で機械的な負荷及び電気的な妨讐に対して良好に保護される。
請求の範囲第8項に記載された保護ケースは、ケーシングによって与えられた保 護作用を、このケーシングを越えて延長する。ケーシングと保護ケースとの間の 接続は、請求の範囲第9項によって特に良好に行なわれる。
請求の範囲第10項に記載された孔によって形成されたはんだ付は孔は、接続導 線の簡単かつ確実な受容及び、この接続導線と、請求の範囲第11項に記載され た導体路との接触を特徴とする 請求の範囲第12項に記載した注型は、高い機械的な剛性並びに良好な電気的絶 縁を保証し、この場合、請求の範囲第14項による、ケーシングにおける基板の 固定と組み合わせれば、特に簡単な構造が得られる。
請求の範囲第14項に従って、センサ素子を基板の裏側に配置したことによって 、このセンサ素子は、可能な遠心力によって基板からはがされるのではなく、基 板に対して押しつげられる。この場合、基板の良好な熱伝導によって、センナ素 子はタイヤ内の空気温度に保たれる。
請求の範囲第15項に記載されたゲル、例えばシリコン・ゲルは、センサ素子及 び要求された接続を保護する。本発明の構成に基づいて、ゲルは基板によって、 遠心力が高い場合でも、それぞれの切欠き内で確実に保持され、ゲルは、圧力セ ンサの軸方向に働く、遠心力の分力によって基板に押しつげられる。
請求の範囲第16項による保護カバーは、敏感なセンサ素子を、機械的な損傷に 対して保護すると同時に、貫通孔によって圧力及び温度補償を可能にするので、 測定値が妨害を受けることはない。
その他本発明の特徴、利点及び詳細は、以下に図面を用いた有利な実施例で記載 されている。
第1囚は、本発明による圧力センサを有するリムの断面図、 第2図は、圧力センサの第1図矢印■方向の断面図、第3図は、センサ素子と導 体路とを備えた基板の平面図である。
第1図には、リム1の断面図が示されている。このリム1は円筒形状の基体2を 有していて、この基体2には、外縁部に向かってそれぞれ1つの円形の隆起部3 (第1図ではそのうちの1つだけが示されている)が接続されている。
各隆起部3は、半径方向外側に位置する第1の区分4と、半径方向内側に位置す る第2の区分5とを有している。半径方向外側に位置する区分4の内側6には、 断面図でのみ示されたタイヤ8の壁部7が当接している。
隆起部3の、半径方向でさらに内側に位置する区分5は、圧力センサ10を受容 するだめの孔9を備えてている接続導管が開口している。この接続導管は高級鋼 管12よシ成っており、この高級鋼管12内では、絶縁体によって互いに仕切ら れて多数の接続導線13が案内されている。これらの接続導線13は、圧力セン サ10を、ねピ14によってリムに接続された概略的に示されているデータ伝送 装置15に接続する。このデータ伝送装置15には、自動車側の定置のデータ受 信装置15が配属されている。このデータ受信装置15は、概略的に示された導 管17を介して、圧力センナ10によって与えられた電気的な測定値を、中央の 処理及び指示装置にさらに伝送する。このデータ伝送は、公知の技術によって実 施される。これに関連した可能性は、例えば冒頭に述べたアメリカ合衆国特許第 4237728号明細書に記載されている。
第2図には、第1図で概略的にのみ示された本発明による圧力センサ10の詳細 が示されている。特にこの図面よ部分るように、高級鋼管12の上端部は、レー デ−による溶接継目18によって高級鋼ケーシング11に溶接される。
ケーシング11は外側でリング状のリング溝19・を有している。組み立てる際 に、ケーシング11は、外部から孔9を通じてリム1の区分5内に挿入され、次 いで両側から半リング状円板24がリング溝19内に挿入される。この半リング 状円板24は、区分5内に形成された袋孔20によって半径方向外側に対して保 持されていて、この袋孔20内で、上側がリム区分5の外側面と同一平面で接続 し合うように配置される。
孔9の別の孔開−範囲で、ケーシング11は、雄ねじ22を備えたねじ付加部2 1を有している。このねじ付加部21に、雄ねじ22と対応する雌ねじを備えた キャップナツト23がねじ込まれζこの際に、キャップナツト23は孔9を外部 からブリッジして、これによって、半リング状円板24を介して、孔9内におけ るケーシング11の緊締が可能である。
ねじ付加部21とケーシング11とは一体的に構成されていて、長孔25を備え ておシ、この長孔25内に管12が入り込む。
本発明による圧力センサ10は、圧力に感応する2つのセンサ素子26.27t −有してお9、これら2つのセンサ素子26.27は、これらを支持するセラミ ック基板28の外縁部の範囲で固定されている。これらのセンサ素子26.27 としては、圧力信号発生の(例えば、雑誌「制御工学的応用」、1982年、第 7号、223ページ)が用いられる。各センサ素子26.27は個有の圧力値信 号を発信する。
セラミック基板28は、良好な熱伝導を有していて、中央の孔29を備えている 。さらに、この中央の孔29周囲の同様に中央範囲には、小さい直径を有する多 数の孔30が設けられている。これらの孔30内に、接続導森13の端部31が 受容されていて、この端部31は、孔30を取り囲み、かつ、センサ素子26゜ 27の接続部との接続を形成する導体路32にはんだ付けされている。
ケーシング内で基板28f:固定するために、及び、接点(導体路32若しくは 導体端部311機械的、電気的に保護するために、タイヤ内部に向けられた、ケ ーシングの、バックカット34を備えた中央の切欠き33が前方からエポキシ樹 脂で注型されており、この場合、基板28は、絶縁材料より成るリング36を備 えた切欠き33で、ケーシング11に載っている。
流し込み時に、エポキシ樹脂は、基板の中央の孔29をも通って、基板の上側を おおう。それと同時に、熱伝導性の悪い注型用材料はバックカット34の上方側 に達する。これはつまり、基板とケーシングとが互いに熱に対しては良好に絶縁 されているが、半径方向でも軸方向でも互いに固く結合されていて、これによっ て基板に応力が伝達されることはないということを意味する。
センサ26.27は、裏側、つまり基板28の、タイヤ内部に向けられた側に配 置されている。センサ26.27の下側範囲で、ケーシングはリング状の切欠き 35を有しており、この切欠き35内にはシリコン・ゲルが充てんされている。
このシリコン・ゲルは、センサ26.27及びボンド接続された接続部38を保 護するが、それと同時に圧力の伝達を可能にする。
基板28の上側はカバーキャップ39によって保護されており、このカバーキャ ップ39は、折り曲げ縁部40によって端面側端部に固定されていて、圧力補償 を可能にするように設計された、詳しく図示していない開口を有している。
孔9内に当接する圧力センサ10のケーシング壁部範囲は、シールリング42用 のリング@41を有しておシ、これによって、タイヤの内部と外側範囲との間の 熱のシールが得られる。
本発明の配置によって、センサの長手方向軸線43がリム軸線44と鋭角を成す ことが達成された。言い換えれば、このことは、圧力に反応するセンサ面が、リ ム軸線44に対してほぼ直角に位置するか、若しくはほぼ車輪平面に位置してい るということを意味する。
従って、圧力センサ10若しくはセンサ素子による圧力測定は、遠心力による影 響をほとんど受けることはない。基板2Bの裏側にセンサ素子を配置したことに よって、ケ9ル37は、圧力センサ10の長手方向軸線に作用する、遠心力の可 能な分力によって、基板28からはがされるのではなく、基板28に押しつげら れる。実験によれば、測定によって惹起される測定ミスは、センサ素子26.2 7を基板28の正面側に配置した場合におけるよりも、場合によってはわずかで あることが証明された。
第3図で分る、プレート状の基板28の外側の形状は、タイヤ内の圧力が、基板 28のill方を通過して、裏側に配置されたセンサ素子26.27に作用する ように選定されなければならない。この際、測定しようとする空気圧力は、セン ナ素子をカバーするデル37によって伝達される。
圧力センサ10の構造は、これが原則的に、リム1の任意の箇所に設けられた孔 9内に取りつげられるように構成されている。センサ素子26.27の質量は非 常に小さいので、センサ素子に作用する遠心力も非常に小さく維持され、小さい 測定ミスしかひき起こさない。リム10半径方向区分に圧力センサ10を配置し たことによって、センサ素子26.27をおおうデル37に作用する遠心力も、 測定ミスをまったく若しくは無視できる程度にしかひき起さない。
FIo、 2 FIG、 3 補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の7第1項)昭和62年2 月2乙日 特許庁長官 黒 1)明 雄 殿 1、 国際出願番号 PCT/DE、55100211 2、 発明の名称 圧力センサ 3、 特許出願人 同 ミュラー、 ゲオルグ 国 籍 ドイツ連邦共和国 4、代理人 氏 名 (6181)弁理士 矢 野 敏 雄 (ほか1名)5、補正書の提出 年月日 請求の範囲 1. 円筒形状の基体の外側で円形に延びる2つの縁部隆起部を備えたリムで、 自動車のチューブレスタイヤ内部の空気圧力を検出するだめの圧力センサであっ て、この場合、前記縁部隆起部のそれぞれ半径方向外側の区分が、タイヤのほぼ 半径方向内側縁部に当接していて、この縁部隆起部の半径方向若しくはほぼ半径 方向内側の区分が、前記リムの円筒形状の基体と共に、タイヤ内部に向かって開 放しており、この場合、圧力センサが、タイヤ内部に開放する隆起部の孔(9) 内で固定されている形式のものにおいて、タイヤ内部に向けられた、センサケー シング(11)の端面側の切欠き(33)内に基板(28)が挿入されており、 この場合、少なくとも1つのセンサ素子(26,27)が前記基板(28)の外 側範囲に配置されていることを特徴とする、圧力センサ。
2、前記基板(28)が、中央の孔(29)t−有していて、この孔(29)の 範囲でケーシング(11)と共に注型されている、請求の範囲第1項記載の圧力 センサ。
3、 ケーシング(11)の基体が、中央の孔(25)を有しておシ、該孔(2 5)内に、中央の孔(25)から延び、保護ケース(12)を備えた接続導管が そう人されている、請求の範囲第2項記載の圧力センサ。
4、 ケーシング(11)と保護ケース(12)とが、高級鋼より製造されてい て、互いに浴接されている、請求の範囲第3項記載の圧力センサ。
5、基板(28)が、中央孔(25)に隣接するその中央範囲で別の孔(30) を有しておシ、この別の孔(30)内に、接続導線(13)の端部(31)が受 容されている、請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項記載の圧力セン サ。
6、基板(28)が導体路(32)を備えており、該導体路(32)に、センサ 素子(26,27)の電気接続部がボンド接続されており、これらの電気接続部 は、基板(28)の別の孔(30)に通じていて、ここで接続導線(13)の端 部(31)に接触している、請求の範囲第5項記載の圧力センサ。
Z 基板(28)の中央の孔(25)と別の孔(30)とが、電気的な導線(1 3)と−緒に注型用材料に埋め込まれていて、これによってケーシング(11) に対して絶縁されている、請求の範囲第5項又は第6項記載の圧力センサ。
8、前記注型用材料が、導線接続部(端部31)を電気的に接続すると同時に、 パックカッ)(34)を備えた、ケーシング(11)の中央の切欠き(33)内 で基板(28)を固定するために用いられる、請求の範囲第7項記載の圧力セン サ。
9 センサ素子(26,27)が、基板(28)の、タイヤ内部とは反対側に配 置されている、請求の範囲第、1項から第8項までのいずれか1項記載の圧力セ ンサ。
10、センサ素子(26,27)の下側でケーシング範囲に、ゲル(37)の光 てんされた、リング状の切欠き(35)が設けられている、請求の範囲第9項記 載の圧力センナ。
補正書の翻訳文提出書(特許法第184条の8)昭和62年9月2日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1、 国際出願番号 PCT/DE86100211 2、 発明の名称 圧力センサ 3、 特許出願人 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内3丁目3番1号新東京ビルヂング553号電話( 216)5031〜5番氏 名 (6181)弁理士 矢 野 敏 雄 (ほか 1名)請求の範囲 1. 円筒形状の基体の外側で円形に延びる2つの縁部隆起部を備えたリムで、 自動車のチューブレスタイヤ内部の空気圧力を検出するだめの圧力センサであっ て、この場合、前記縁部隆起部のそれぞれ半径方向外側の区分が、タイヤのほぼ 半径方向内側縁部に当接していて、この縁部隆起部の半径方向若しくはほぼ半径 方向内側の区分が、前記リムの円筒形状の基体と共に、タイヤ内部に向かって開 放しており、この場合、圧力センサが、タイヤ内部に開放する隆起部の孔(9) 内で固定されている形式のものにおいて、タイヤ内部に向けられた、センサケー シング(11)の端面側の切欠き(33)内に基板(28)が挿入されており、 この場合、少なくとも1つのセンサ素子(26,27)が前記基板(28)の外 側範囲に配置されていることを特徴とする、圧力センサ。
2、前記基板(28)が、中央の孔(29)を有していて、この孔(29)の範 囲でケーシング(11)と共に注型されている、請求の範囲第1項記載の圧力セ ンサ。
3、 ケーシング(11)の基体が、中央の孔(25)を有しておシ、該孔(2 5)内に、中央の孔(25)から延び、保護ケース(12)を備えた接続導管が そう人されている、請求の範囲第2項記載の圧力センサ。
4、 ケーシング(11)と保護ケース(12)とが、高級鋼よシ製造されてい て、互いに溶接されている、請求の範囲第3項記載の圧力センサ。
5、基板(28)が、中央孔(25)に隣接するその中央範囲で別の孔(30) を有しておシ、この別の孔(30)内に、接続導線(13)の端部(31)が受 容されている、請求の範囲第1項から第4項までのいずれか1項記載の圧力セン サ。
6、基板(28)が導体路(32)を備えておシ、該導体路(32)に、センサ 素子(26,27)の電気接続部がゼンド接続されておシ、これらの電気接続部 は、基板(28)の別の孔(30)に通じていて、ここで接続導線(13)の端 部(31)に接触している、請求の範囲第5項記載の圧力センサ。
7、基板(28)の中央の孔(25)と別の孔(30)とが、電気的な導線(1 3)と−緒に注型用材料に埋め込まれていて、これによってケーシング(11) に対して絶縁されている、請求の範囲第5項又は第6項記載の圧力センサ。
8、前記注型用材料が、導線接続部(端部31)を電気的に接続すると同時に、 ノζツクカット(34)を備えた、ケーシング(11)の中央の切欠き(33) 内で基板(28)を固定するために用いられる、請求の範囲第7項記載の圧力セ ンサ。
9、 センサ素子(26,27)が、基板(28)の、タイヤ内部とは反対側に 配置されている、請求の範囲第1項から第8項までのいずれか1項記載の圧力セ ンサ。
10、センサ素子(26,27)の下側でケーシング範囲に、ゲル(37)の充 てんされた、リング状の切欠き(35)が設けられている、請求の範囲第9項記 載の圧力センサ。
国際調査報告 ANNEX To 、:!E :NTERNAτ工0NAL SEA:’Ic:  RE?CRT 0NIFTTERHATIONAr−;’G?LIC,”+n ON No、 PCT/DE a6/”2L1 (SA !33°i)・−+嚇 −−―−+−・+++−−+―・伽−m−・−m−・+ 拳−―+++++++ ++e―−−一伸暢■−−−−−−旬Patent document Pub lication Patent ffamily Publicationc ited in 5earch data r、@yh2@;(e) data eport

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.円筒形状の基体の外側で円形に延びる2つの縁部隆起部を備えたリムで、自 動車のチユーブレスタイヤ内部の空気圧力を検出するための圧力センサであつて 、この場合、前記縁部隆起部のそれぞれ半径方向外側の区分が、タイヤのほぼ半 径方向内側縁部に当接していて、この縁部隆起部の半径方向若しくはほぼ半径方 向内側の区分が、前記リムの円筒形状の基体と共に、タイヤ内部に向かつて開放 している形式のものにおいて、圧力センサ(10)が、隆起部(3)の半径方向 若しくはほぼ半径方向内側の区分(5)の孔(9)内に配置されていて、固定さ れていることを特徴とする、圧力センサ。
  2. 2.センサの長手方向軸線(43)がリム軸線(44)と鋭角を成している、請 求の範囲第1項記載の圧力センサ。
  3. 3.センサ(10)が、外側をめぐつてリング状に延びる溝(19)を備えたケ ーシング(11)を有していて、前記溝(19)内に、リム(1)の、孔(9) の一方の開放側に取りつけるために、孔(9)をブリツジする半リング状円板( 24)が挿入可能であつて、この場合、ケーシング(11)がその一端部で、前 記孔(9)の他方の開放側をブリツジするキヤツプナツト(23)のためのねじ 付加部(21)を備えている、請求の範囲第1項又は第2項記載の圧力センサ。
  4. 4.孔(9)の内壁が当接する、ケーシング(11)の範囲に、シールリング( 42)を備えたリング溝(41)が配置されている、請求の範囲第1項から第3 項までのいずれか1項記載の圧力センサ。
  5. 5.タイヤ内部に向けられた、ケーシング(11)の端面側の切欠き(33)内 に、基板(28)が挿入されており、この場合少なくとも1つのセンサ素子(2 6,27)が、基板(28)の半径方向外側に配置されている、請求の範囲第1 項から第3項までのいずれか1項記載の圧力センサ。
  6. 6.前記基板(28)が、中央の孔(29)を有していて、この孔(29)の範 囲でケーシング(11)と一緒に注型されている、請求の範囲第5項記載の圧力 センサ。
  7. 7.ケーシング(11)の基体が中央の孔(25)を有していて、該中央の孔( 25)内に、接続導管(12,13)が案内されていて、気密にシールされてい る、請求の範囲第1項から第6項までのいずれか1項記載の圧力センサ。
  8. 8.ケーシング(11)の中央の孔(25)内に、このケーシング(11)から 外へ延びる、保護ケース(12)を備えた接続導管が挿入されている、請求の範 囲第7項記載の圧力センサ。
  9. 9.ケーシング(11)と保護ケース(12)とが、高級鋼より成つていて、互 いに溶接されている、請求の範囲第8項記載の圧力センサ。
  10. 10.基板(28)がその中央範囲で孔(30)を有していて、該孔(30)内 に、接続導線(13)の端部(31)が受容されている、請求の範囲第1項から 第9項までのいずれか1項記載の圧力センサ。
  11. 11.基板(28)が導体路(32)を備えており、該導体路(32)に、セン サ素子(26,27)の電気的な接続部がボンド接続されていて、該導体路(3 2)が、基板(28)の孔(30)に通じていて、ここで接続導線(13)の端 部(31)に接触している、請求の範囲第10項記載の圧力センサ。
  12. 12.中央の孔(30)が、電気的な導線(13)と一緒に注型されていて、こ れによつてケーシングに対して絶縁されている、請求の範囲第10項又は第11 項記載の圧力センサ。
  13. 13.注型用材料が、導線接続部(端部31)を電気的に絶縁すると同時に、バ ツクカツト(34)を備えた、ケーシング(11)の中央の切欠き(33)内で 基板(28)を固定するためにも用いられる、請求の範囲第12項記載の圧力セ ンサ。
  14. 14.センサ素子(26,27)が、基板(28)の、タイヤ内部とは反対側に 配置されている、請求の範囲第5項から第13項までのいずれか1項記載の圧力 センサ。
  15. 15.センサ素子(26,27)の下側でケーシング範囲に、ゲル(37)の充 てんされた、円形に延びる切欠き(35)が設けられている、請求の範囲第11 項から第14項までのいずれか1項記載の圧力センサ。
  16. 16.ケーシング(11)の、タイヤ内部側に向けられた端部が、貫通開口を備 えたカバーキヤツプ(39)によつてカバーされている、請求の範囲第1項から 第16項までのいずれか1項記載の圧力センサ。
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