タイヤ空気圧検出装置
【目的】 構造が簡単でコストを低減できるとともに、高い検出精度を有するタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【構成】 センサ部３１内に、タイヤ内の空気圧に応じて進退するピストン３３と、支持部３５に螺合する螺条３６を備えるとともに、その一端をピストン３３に当接させた回動軸３４と、回動軸３４に取り付けた磁石３８と、回動軸３４を回動方向に付勢する捩じりコイルバネ３９とを備え、磁石３８の磁気を検知するホール素子５をセンサ部３１の近傍に車体と一体に配設して、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、磁石３８が回動軸３４と一体に回転して、磁石３８のＮ極とＳ極とが反転する構成とした。
【構成】 センサ部３１内に、タイヤ内の空気圧に応じて進退するピストン３３と、支持部３５に螺合する螺条３６を備えるとともに、その一端をピストン３３に当接させた回動軸３４と、回動軸３４に取り付けた磁石３８と、回動軸３４を回動方向に付勢する捩じりコイルバネ３９とを備え、磁石３８の磁気を検知するホール素子５をセンサ部３１の近傍に車体と一体に配設して、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、磁石３８が回動軸３４と一体に回転して、磁石３８のＮ極とＳ極とが反転する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の車体に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出してこれを監視し、安全性を向上させるのに好適なタイヤ空気圧検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば自動車等に取り付けられるタイヤ空気圧検出装置は、各ホイール毎に圧力センサを装着し、この圧力センサにより直接タイヤ内の空気圧を検出するようになっている。そして、回転するタイヤ側には圧力センサの出力を送信するトランスミッタが設けられる一方、車体側にはトランスミッタからの信号を受けるアンテナ等が設けられ、信号の伝達が行なわれるようになっている。しかしながら、このようなタイヤ空気圧検出装置では、信号伝達のためのトランスミッタやアンテナ等が必要であるため、構造が複雑で製造コストが高い等の問題があった。
【０００３】近年、このような問題を解決するため、タイヤ側にタイヤ内の空気圧に応じて移動する磁石等を備えたセンサ部をタイヤと一体に設け、車体側にこの磁石等の移動を検出する検出部を設けた構成のタイヤ空気圧検出装置が提案されている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置としては、例えば、以下に示すような数種類のものがある。
【０００４】図３に示すように、タイヤ空気圧検出装置１は、ホイール２に装着されたタイヤ３内の空気圧を感知するため、ホイール２のリム部２ａの外周面に沿って設けられたセンサ部４と、このセンサ部４の変位を検出するため、図示しない車体側に固定されたホール素子（検出部）５と、ホール素子５からの検出値を監視する図示しない監視回路とから構成されている。センサ部４には連通穴６が形成されて、その内部４ａがホイール２とタイヤ３とに囲まれて構成される空気室７に連通した構造とされている。センサ部４内には、タイヤ３の内圧がかかるゴム製のダイヤフラム８と、センサ部４の軸線方向に進退自在な移動子９と、この移動子９を空気室７側に向けて付勢するスプリング１０と、ホイール２のリム部２ａの内周面側に突出するアーム１１を介して移動子９に取り付けられた磁石１２とが備えられている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置１では、タイヤ３内の空気圧に応じて、ダイヤフラム８がセンサ部４の軸線方向に変形し、これに伴って磁石１２が移動子９と一体に前記軸線方向に移動するので、磁石１２とホール素子５との離間距離が変化し、ホール素子５でホール効果によって検出する磁石１２の磁界強度が変化する。そして、ホール素子５での検出値が、予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００５】また、図４に示すタイヤ空気圧検出装置１５のセンサ部１６は、ホイール２のリム部２ａの内周面側に設けられ、空気室７に連通したその内部１６ａには、ダイヤフラム８と、センサ部１６の軸線方向に進退自在な磁石１２と、この磁石１２を空気室７側に向けて付勢するスプリング１０とを備えた構造とされている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置１５では、タイヤ空気圧検出装置１（図３参照）と同様に、タイヤ３内の空気圧に応じて磁石１２とホール素子５との距離が変化し、ホール素子５での検出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００６】また、図５に示すタイヤ空気圧検出装置１８のセンサ部１９は、ホイール２のリム部２ａの外周面側に設けられている。センサ部１９には連通穴（図示なし）が形成されており、センサ部１９内に配設されたダイヤフラム８にタイヤ３内の圧力がかかるようになっている。センサ部１９内には、ダイヤフラム８に設けられた押圧板２０と、回転自在に支持され、その外周面に磁石１２を備えた円盤２１と、これら押圧板２０，円盤２１を接続するリンク機構２２とを備えた構造とされている。このようなタイヤ空気圧検出装置１８では、タイヤ３内の空気圧の変化によりダイヤフラム８が変形して押圧板２０が移動すると、この移動がリンク機構２２を介して円盤２１に伝達されて円盤２１が回転するようになっている。そして、円盤２１と一体に回転する磁石１２の磁力線の方向の変化をホール素子５で検出し、その検出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００７】図６（ａ）に示すタイヤ空気圧検出装置２４のセンサ部２５は、図３に示したタイヤ空気圧検出装置１のセンサ部４と同様に、ホイール２のリム部２ａの外周面に沿って設けられ、その内部に、ダイヤフラム８と、センサ部２５の軸線方向に進退自在な移動子２６と、この移動子２６を空気室７側に向けて付勢するスプリング１０とを備えた構造とされている。そして、この移動子２６には、アーム２８の一端２８ａが回動自在に支持されており、その他端２８ｂはセンサ部２５に回動自在に支持されている。またこのアーム２８の他端２８ｂには磁石１２が一体に設けられている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置２４では、図６（ｂ）に示すように、タイヤ内の空気圧に応じてダイヤフラム８が変形して移動子２６が移動するのに伴ってアーム２８が他端２８ｂを中心として回動し、これと一体に磁石１２が回転する。この磁石１２の回転による磁力線の方向の変化をホール素子５で検出し、その検出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したような従来のタイヤ空気圧検出装置では、以下に示すような問題が存在する。すなわち、タイヤ空気圧検出装置１，１５のような、ホール素子５で、タイヤ３内の空気圧に応じた磁石１２とホール素子５との距離の変化を検出する構造のものでは、その検出精度を確保するためには、センサ部４，１６とホール素子５との位置を精度良く設置しなければならない。このため、これらセンサ部４，１６、ホール素子５をタイヤ３，車体に組み付けるときや、車体にタイヤ３を組み付けるときに、従来以上の高い組み付け精度が要求され、これにより組み付けに余分な手間がかかり、この結果製造コストの上昇を招くという問題があった。また、このような問題を回避するために、電気的にホール素子５の検出値を補正する方法も考えられるが、これにもコストがかかるという問題があった。また、タイヤ空気圧検出装置１８，２４のような、ホール素子５で、タイヤ３内の空気圧に応じて回転する磁石１２の磁力線の方向の変化を検出する構造のものでは、リンク機構２２やアーム２８が必要であるため、構造が複雑となり、コストがかかるという問題がある。しかも、構造が複雑になるとその重量も増加し、ホイールバランスなどにも影響を与え、回転時の遠心力も考慮しなければならなくなってしまう。さらには、タイヤ空気圧検出装置１，１５，２４では、スプリング１０の押圧とタイヤ３内の空気圧との力のバランスにより磁石１２を移動あるいは回転させるようになっているが、実際には、構成部品どうしの摩擦力にも影響を受けるため、検出誤差の要因となっている。まして、タイヤが高速で回転しているときには遠心力によって摩擦力が増大し、さらに誤差が増大してしまうという問題がある。本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、構造が簡単でコストを低減できるとともに、高い検出精度を有するタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、車体に対して回転可能に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置であって、該タイヤと一体に設けられたセンサ部内には、タイヤ内の空気圧に応じて該センサ部の軸線方向に沿って進退する移動子と、前記軸線方向に延在し、センサ部に形成された支持部に螺合する螺条が形成されるとともに、その一端が該移動子に当接した回動軸と、該回動軸に取り付けられた磁石と、前記回動軸を回動方向に付勢する付勢部材とが備えられ、前記車体と一体に、前記磁石の磁気を検知する検出部が前記センサ部の近傍に配設され、前記タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、前記磁石が前記回動軸と一体に回転して、該磁石のＮ極とＳ極とが反転する構成とされていることを特徴としている。
【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載のタイヤ空気圧検出装置において、前記移動子と前記回動軸の一端とが点接触する構成とされていることを特徴としている。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明では、タイヤ内の空気圧に応じて移動子がセンサ部の軸線方向に沿って進退すると、この移動子に一端が当接する回動軸にはセンサ部に形成した支持部に螺合する螺条が形成されているため、この回動軸は付勢部材に付勢されて、軸線方向に進退しつつその軸線回りに回動することになる。そして、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、磁石が回動軸と一体に回動して、磁石のＮ極とＳ極とが反転するようになっているので、検出部で磁石の極性を検出することにより、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを判別できる。
【００１２】請求項２記載の発明では、移動子と回動軸の一端とが点接触するようになっているので、タイヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときに移動子と回動軸との接触部で生じる摩擦力を抑さえることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図１ないし図２に示す一実施例を参照して説明する。図１および図２は、本発明に係るタイヤ空気圧検出装置を備えた自動車の一部を示すものである。これらの図において、従来例として示した図３R>３ないし図６と共通する部分については、同一符号を付してある。図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置Ａは、ホイール２に装着されたタイヤ（図示なし）内の空気圧を感知するため、ホイール２のリム部２ａの内周面に沿って設けられたセンサ部３１と、このセンサ部３１の磁気を検出するため、図示しない車体側に固定されたホール素子（検出部）５と、ホール素子５からの検出値を監視する図示しない監視回路とから構成されている。
【００１４】センサ部３１には連通穴６が形成されて、その内部３１ａがホイール２とタイヤ（図示なし）とに囲まれて構成される空気室７に連通した構造とされている。センサ部３１内には、ゴム製等のダイヤフラム３２と、このダイヤフラム３２の先端部に取り付けられてセンサ部３１の軸線方向に進退自在な、例えば潤滑性樹脂からなるピストン（移動子）３３とが備えられている。これにより、ダイヤフラム３２がタイヤ（図示なし）内の空気圧に応じて変形し、これにともなってピストン３３が進退するようになっている。センサ部３１内の先端３１ｂ側には、このセンサ部３１の軸線方向に延在する回動軸３４が配設されている。回動軸３４の一端３４ａは、ピストン３３と点接触するように、球状に形成されている。また、この回動軸３４の一端３４ａ側には縁部３４ｂが形成されて、ピストン３３の凹部３３ａ内に回動自在に支持されており、これにより回動軸３４が回動しつつピストン３３と一体に進退可能となっている。一方、回動軸３４の他端３４ｃは、センサ部３１と一体に形成された支持部３５からこの回動軸３４が抜けないようにかしめられている。この他端３４ｃ側には支持部３５と螺合する螺条３６が、例えば６ｍｍのリード量で形成されている。回動軸３４の軸線に直交する面内に形成された縁部３４ｄには、環状の磁石３８が接着等により取り付けられており、その極性は図１中上方がＮ極，下方がＳ極となるように配置されている。このような構成からなる回動軸３４は、その軸線方向に３ｍｍのストロークで進退可能な構造とされている。回動軸３４の縁部３４ｄと支持部３５には、それぞれ、捩じりコイルバネ（付勢部材）３９の端部が固定されており、回動軸３４の軸線方向の回動を付勢する構造とされている。この捩じりコイルバネ３９は、ダイヤフラム３２にかかる圧力が予め設定した一定値になったときに、回動軸３４がセンサ部３１の基部３１ｃ側に移動する方向に回動するよう付勢するため、予め一定量圧縮されかつ回動軸３４の回動方向に捩じられた状態となっている。
【００１５】上記のような構成からなるタイヤ空気圧検出装置Ａでは、タイヤ（図示なし）内の空気圧が予め設定した適正範囲（例えば自動車の場合１．９〜２．１ｋｇ／ｃｍ2）内であるときには、図１に示したように、ホール素子５では磁石３８のＳ極を検出することになる。そして、パンク等、何らかの原因により、タイヤ（図示なし）内の空気圧が下限値（例えば１．７ｋｇ／ｃｍ2）以下に低下したときには、図２に示すように、この圧力低下に応じてダイヤフラム３２が捩じりコイルバネ３９に付勢されて基部３１ｃ側に変形し、これに伴ってピストン３３が基部３１ｃ側に後退する。すると、このピストン３３に一端３４ａが当接した回動軸３４が軸線回りに回動し、支持部３５に螺合する螺条３６により、基部３１ｃ側に３ｍｍ後退するようになっている。このとき、回動軸３４に形成された螺条３６のリード量は６ｍｍであるので、この回動軸３４は軸線回りに１８０°回転することになり、これにより、回動軸３４に取り付けられた磁石３８の極性（Ｎ極，Ｓ極）が反転する。するとホール素子５では、磁石３８のＮ極を検出することになる。このようにしてホール素子５で磁石３８の極性がＳ極からＮ極に反転したのを検出したときには、図示しない制御回路によりタイヤ（図示なし）内の空気圧が下限値（１．７ｋｇ／ｃｍ2）以下に低下したと判別して、運転席に設けられたインジケータランプを点灯させる等して、圧力低下を表示するようになっている。
【００１６】上述したような構造のタイヤ空気圧検出装置Ａでは、タイヤ（図示なし）内の空気圧に応じてピストン３３が捩じりコイルバネ３９に付勢されてセンサ部３１の軸線方向に沿って進退すると、回動軸３４がその軸線方向に後退する。このとき、螺条３６により回動軸３４が後退しつつ回動するのにともなって、磁石３８が１８０°回転し、タイヤ（図示なし）内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、下限値以下であるときとで、磁石３８のＮ極とＳ極とが反転するようになっている。そして、ホール素子５で磁石３８の極性の反転を検出することにより、タイヤ（図示なし）内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを容易かつ確実に判別できる。このようにして、万が一のパンク等によるタイヤ（図示なし）内の空気圧の低下を検出することにより、事故等を防止して安全性を向上させることが可能になる。しかも、磁石３８とホール素子５との距離により判別するタイプではないので、センサ部３１とホール素子５等を組み付けるに際して、タイヤ空気圧検出装置Ａを備えない通常の場合と同等の組み付け精度でタイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度を確保することができ、その製造コストを低減することができる。また電気的に補正をする必要もなく、しかもその構造が簡単であるので、低コストでタイヤ空気圧検出装置Ａを提供することが可能となる。また、回動軸３４が捩じりコイルバネ３９でその回動する方向に付勢される構成とされている。ここで、回動軸３４には螺条３６が形成されているので、この回動軸３４を回動しつつ進退させるためには、捩じりコイルバネ３９に代えて、例えば単なる圧縮バネを用いることも考えられるが、圧縮バネを採用した場合には、回動軸３４が回動するときに回動軸３４と圧縮バネとの間で摩擦力が生じて、回動軸３４の回転トルクのロスとなってしまうという問題がある。これに対して、上述したタイヤ空気圧検出装置Ａでは、回動軸３４が捩じりコイルバネ３９でその回動方向に付勢される構成とされているので、回動軸３４が回動するときに、回動軸３４と捩じりコイルバネ３９との間で摩擦による回転トルクのロスが生じることがなく、タイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度の向上を図ることができる。また、タイヤ空気圧検出装置Ａでは、ピストン３３と回動軸３４の一端３４ａとが点接触するようになっているので、タイヤ（図示なし）内の空気圧に応じてピストン３３が進退するのに伴って回動軸３４が回動するときに、ピストン３３と回動軸３４との接触部で生じる摩擦力を抑さえることができ、これにより、構成部品どうしの摩擦による回転トルクのロスを従来よりも大幅に低減させて、この点からもタイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度の向上を図ることができる。
【００１７】なお、上記実施例において、ピストン３３を、ダイヤフラム３２で移動させる構成としたが、タイヤ（図示なし）内の圧力変化に応じて移動するのであれば、ピストン（移動子）の形状，ダイヤフラムの形状・材質等については限定するものではない。また、磁石３８のＮ極とＳ極とを反転させた配置としても同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るタイヤ空気圧検出装置によれば、タイヤ内の空気圧に応じて移動子がセンサ部の軸線方向に沿って進退すると、回動軸にはセンサ部の支持部に螺合する螺条が形成されているため、この回動軸は付勢部材に付勢されて、軸線方向に進退しつつその軸線回りに回動することになる。そして、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、磁石が回動軸と一体に回動して、磁石のＮ極とＳ極とが反転するようになっているので、検出部で磁石の極性を検出することにより、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを容易かつ確実に判別できる。このようにして、万が一のパンク等によるタイヤ内の空気圧の低下を検出して、事故等を防止して安全性を向上させることが可能になる。しかも、センサ部と検出部を組み付けるに際して、タイヤ空気圧検出装置を備えない通常の場合と同等の組み付け精度でタイヤ空気圧検出装置の検出精度を確保することができ、その製造コストを低減することができる。また電気的に補正をする必要もなく、しかもその構造が簡単であるので、低コストでタイヤ空気圧検出装置を提供することが可能となる。また、回動軸を付勢部材によってその回動方向に付勢する構成としたので、タイヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときには、この回動軸と付勢部材との間で摩擦による回転トルクのロスが生じることなく、タイヤ空気圧検出装置の検出精度の向上を図ることができる。
【００１９】請求項２に係るタイヤ空気圧検出装置によれば、移動子と回動軸の一端とが点接触するようになっているので、タイヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときに、移動子と回動軸との接触部で生じる摩擦力を抑さえることができる。これにより、構成部品どうしの摩擦による回転トルクのロスを従来よりも大幅に低減させて、タイヤ空気圧検出装置の検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るタイヤ空気圧検出装置の一例であって、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるときの状態を示す正断面図である。
【図２】 同装置の、タイヤ内の空気圧が下限値以下であるときの状態を示す正断面図である。
【図３】 従来のタイヤ空気圧検出装置の一例を示す正断面図である。
【図４】 従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す正断面図である。
【図５】 従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す正断面図である。
【図６】 従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す正断面図である。
【符号の説明】
５…ホール素子（検出部）、３１…センサ部、３３…ピストン（移動子）、３４…回動軸、３４ａ…一端、３５…支持部、３６…螺条、３８…磁石、３９…捩じりコイルバネ（付勢部材）、Ａ…タイヤ空気圧検出装置
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の車体に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出してこれを監視し、安全性を向上させるのに好適なタイヤ空気圧検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば自動車等に取り付けられるタイヤ空気圧検出装置は、各ホイール毎に圧力センサを装着し、この圧力センサにより直接タイヤ内の空気圧を検出するようになっている。そして、回転するタイヤ側には圧力センサの出力を送信するトランスミッタが設けられる一方、車体側にはトランスミッタからの信号を受けるアンテナ等が設けられ、信号の伝達が行なわれるようになっている。しかしながら、このようなタイヤ空気圧検出装置では、信号伝達のためのトランスミッタやアンテナ等が必要であるため、構造が複雑で製造コストが高い等の問題があった。
【０００３】近年、このような問題を解決するため、タイヤ側にタイヤ内の空気圧に応じて移動する磁石等を備えたセンサ部をタイヤと一体に設け、車体側にこの磁石等の移動を検出する検出部を設けた構成のタイヤ空気圧検出装置が提案されている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置としては、例えば、以下に示すような数種類のものがある。
【０００４】図３に示すように、タイヤ空気圧検出装置１は、ホイール２に装着されたタイヤ３内の空気圧を感知するため、ホイール２のリム部２ａの外周面に沿って設けられたセンサ部４と、このセンサ部４の変位を検出するため、図示しない車体側に固定されたホール素子（検出部）５と、ホール素子５からの検出値を監視する図示しない監視回路とから構成されている。センサ部４には連通穴６が形成されて、その内部４ａがホイール２とタイヤ３とに囲まれて構成される空気室７に連通した構造とされている。センサ部４内には、タイヤ３の内圧がかかるゴム製のダイヤフラム８と、センサ部４の軸線方向に進退自在な移動子９と、この移動子９を空気室７側に向けて付勢するスプリング１０と、ホイール２のリム部２ａの内周面側に突出するアーム１１を介して移動子９に取り付けられた磁石１２とが備えられている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置１では、タイヤ３内の空気圧に応じて、ダイヤフラム８がセンサ部４の軸線方向に変形し、これに伴って磁石１２が移動子９と一体に前記軸線方向に移動するので、磁石１２とホール素子５との離間距離が変化し、ホール素子５でホール効果によって検出する磁石１２の磁界強度が変化する。そして、ホール素子５での検出値が、予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００５】また、図４に示すタイヤ空気圧検出装置１５のセンサ部１６は、ホイール２のリム部２ａの内周面側に設けられ、空気室７に連通したその内部１６ａには、ダイヤフラム８と、センサ部１６の軸線方向に進退自在な磁石１２と、この磁石１２を空気室７側に向けて付勢するスプリング１０とを備えた構造とされている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置１５では、タイヤ空気圧検出装置１（図３参照）と同様に、タイヤ３内の空気圧に応じて磁石１２とホール素子５との距離が変化し、ホール素子５での検出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００６】また、図５に示すタイヤ空気圧検出装置１８のセンサ部１９は、ホイール２のリム部２ａの外周面側に設けられている。センサ部１９には連通穴（図示なし）が形成されており、センサ部１９内に配設されたダイヤフラム８にタイヤ３内の圧力がかかるようになっている。センサ部１９内には、ダイヤフラム８に設けられた押圧板２０と、回転自在に支持され、その外周面に磁石１２を備えた円盤２１と、これら押圧板２０，円盤２１を接続するリンク機構２２とを備えた構造とされている。このようなタイヤ空気圧検出装置１８では、タイヤ３内の空気圧の変化によりダイヤフラム８が変形して押圧板２０が移動すると、この移動がリンク機構２２を介して円盤２１に伝達されて円盤２１が回転するようになっている。そして、円盤２１と一体に回転する磁石１２の磁力線の方向の変化をホール素子５で検出し、その検出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ３内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００７】図６（ａ）に示すタイヤ空気圧検出装置２４のセンサ部２５は、図３に示したタイヤ空気圧検出装置１のセンサ部４と同様に、ホイール２のリム部２ａの外周面に沿って設けられ、その内部に、ダイヤフラム８と、センサ部２５の軸線方向に進退自在な移動子２６と、この移動子２６を空気室７側に向けて付勢するスプリング１０とを備えた構造とされている。そして、この移動子２６には、アーム２８の一端２８ａが回動自在に支持されており、その他端２８ｂはセンサ部２５に回動自在に支持されている。またこのアーム２８の他端２８ｂには磁石１２が一体に設けられている。このような構成のタイヤ空気圧検出装置２４では、図６（ｂ）に示すように、タイヤ内の空気圧に応じてダイヤフラム８が変形して移動子２６が移動するのに伴ってアーム２８が他端２８ｂを中心として回動し、これと一体に磁石１２が回転する。この磁石１２の回転による磁力線の方向の変化をホール素子５で検出し、その検出値が予め設定した一定範囲から外れたときに、監視回路においてタイヤ内の空気圧が異常であると判別するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述したような従来のタイヤ空気圧検出装置では、以下に示すような問題が存在する。すなわち、タイヤ空気圧検出装置１，１５のような、ホール素子５で、タイヤ３内の空気圧に応じた磁石１２とホール素子５との距離の変化を検出する構造のものでは、その検出精度を確保するためには、センサ部４，１６とホール素子５との位置を精度良く設置しなければならない。このため、これらセンサ部４，１６、ホール素子５をタイヤ３，車体に組み付けるときや、車体にタイヤ３を組み付けるときに、従来以上の高い組み付け精度が要求され、これにより組み付けに余分な手間がかかり、この結果製造コストの上昇を招くという問題があった。また、このような問題を回避するために、電気的にホール素子５の検出値を補正する方法も考えられるが、これにもコストがかかるという問題があった。また、タイヤ空気圧検出装置１８，２４のような、ホール素子５で、タイヤ３内の空気圧に応じて回転する磁石１２の磁力線の方向の変化を検出する構造のものでは、リンク機構２２やアーム２８が必要であるため、構造が複雑となり、コストがかかるという問題がある。しかも、構造が複雑になるとその重量も増加し、ホイールバランスなどにも影響を与え、回転時の遠心力も考慮しなければならなくなってしまう。さらには、タイヤ空気圧検出装置１，１５，２４では、スプリング１０の押圧とタイヤ３内の空気圧との力のバランスにより磁石１２を移動あるいは回転させるようになっているが、実際には、構成部品どうしの摩擦力にも影響を受けるため、検出誤差の要因となっている。まして、タイヤが高速で回転しているときには遠心力によって摩擦力が増大し、さらに誤差が増大してしまうという問題がある。本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、構造が簡単でコストを低減できるとともに、高い検出精度を有するタイヤ空気圧検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、車体に対して回転可能に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置であって、該タイヤと一体に設けられたセンサ部内には、タイヤ内の空気圧に応じて該センサ部の軸線方向に沿って進退する移動子と、前記軸線方向に延在し、センサ部に形成された支持部に螺合する螺条が形成されるとともに、その一端が該移動子に当接した回動軸と、該回動軸に取り付けられた磁石と、前記回動軸を回動方向に付勢する付勢部材とが備えられ、前記車体と一体に、前記磁石の磁気を検知する検出部が前記センサ部の近傍に配設され、前記タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、前記磁石が前記回動軸と一体に回転して、該磁石のＮ極とＳ極とが反転する構成とされていることを特徴としている。
【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１記載のタイヤ空気圧検出装置において、前記移動子と前記回動軸の一端とが点接触する構成とされていることを特徴としている。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明では、タイヤ内の空気圧に応じて移動子がセンサ部の軸線方向に沿って進退すると、この移動子に一端が当接する回動軸にはセンサ部に形成した支持部に螺合する螺条が形成されているため、この回動軸は付勢部材に付勢されて、軸線方向に進退しつつその軸線回りに回動することになる。そして、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、磁石が回動軸と一体に回動して、磁石のＮ極とＳ極とが反転するようになっているので、検出部で磁石の極性を検出することにより、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを判別できる。
【００１２】請求項２記載の発明では、移動子と回動軸の一端とが点接触するようになっているので、タイヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときに移動子と回動軸との接触部で生じる摩擦力を抑さえることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図１ないし図２に示す一実施例を参照して説明する。図１および図２は、本発明に係るタイヤ空気圧検出装置を備えた自動車の一部を示すものである。これらの図において、従来例として示した図３R>３ないし図６と共通する部分については、同一符号を付してある。図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置Ａは、ホイール２に装着されたタイヤ（図示なし）内の空気圧を感知するため、ホイール２のリム部２ａの内周面に沿って設けられたセンサ部３１と、このセンサ部３１の磁気を検出するため、図示しない車体側に固定されたホール素子（検出部）５と、ホール素子５からの検出値を監視する図示しない監視回路とから構成されている。
【００１４】センサ部３１には連通穴６が形成されて、その内部３１ａがホイール２とタイヤ（図示なし）とに囲まれて構成される空気室７に連通した構造とされている。センサ部３１内には、ゴム製等のダイヤフラム３２と、このダイヤフラム３２の先端部に取り付けられてセンサ部３１の軸線方向に進退自在な、例えば潤滑性樹脂からなるピストン（移動子）３３とが備えられている。これにより、ダイヤフラム３２がタイヤ（図示なし）内の空気圧に応じて変形し、これにともなってピストン３３が進退するようになっている。センサ部３１内の先端３１ｂ側には、このセンサ部３１の軸線方向に延在する回動軸３４が配設されている。回動軸３４の一端３４ａは、ピストン３３と点接触するように、球状に形成されている。また、この回動軸３４の一端３４ａ側には縁部３４ｂが形成されて、ピストン３３の凹部３３ａ内に回動自在に支持されており、これにより回動軸３４が回動しつつピストン３３と一体に進退可能となっている。一方、回動軸３４の他端３４ｃは、センサ部３１と一体に形成された支持部３５からこの回動軸３４が抜けないようにかしめられている。この他端３４ｃ側には支持部３５と螺合する螺条３６が、例えば６ｍｍのリード量で形成されている。回動軸３４の軸線に直交する面内に形成された縁部３４ｄには、環状の磁石３８が接着等により取り付けられており、その極性は図１中上方がＮ極，下方がＳ極となるように配置されている。このような構成からなる回動軸３４は、その軸線方向に３ｍｍのストロークで進退可能な構造とされている。回動軸３４の縁部３４ｄと支持部３５には、それぞれ、捩じりコイルバネ（付勢部材）３９の端部が固定されており、回動軸３４の軸線方向の回動を付勢する構造とされている。この捩じりコイルバネ３９は、ダイヤフラム３２にかかる圧力が予め設定した一定値になったときに、回動軸３４がセンサ部３１の基部３１ｃ側に移動する方向に回動するよう付勢するため、予め一定量圧縮されかつ回動軸３４の回動方向に捩じられた状態となっている。
【００１５】上記のような構成からなるタイヤ空気圧検出装置Ａでは、タイヤ（図示なし）内の空気圧が予め設定した適正範囲（例えば自動車の場合１．９〜２．１ｋｇ／ｃｍ2）内であるときには、図１に示したように、ホール素子５では磁石３８のＳ極を検出することになる。そして、パンク等、何らかの原因により、タイヤ（図示なし）内の空気圧が下限値（例えば１．７ｋｇ／ｃｍ2）以下に低下したときには、図２に示すように、この圧力低下に応じてダイヤフラム３２が捩じりコイルバネ３９に付勢されて基部３１ｃ側に変形し、これに伴ってピストン３３が基部３１ｃ側に後退する。すると、このピストン３３に一端３４ａが当接した回動軸３４が軸線回りに回動し、支持部３５に螺合する螺条３６により、基部３１ｃ側に３ｍｍ後退するようになっている。このとき、回動軸３４に形成された螺条３６のリード量は６ｍｍであるので、この回動軸３４は軸線回りに１８０°回転することになり、これにより、回動軸３４に取り付けられた磁石３８の極性（Ｎ極，Ｓ極）が反転する。するとホール素子５では、磁石３８のＮ極を検出することになる。このようにしてホール素子５で磁石３８の極性がＳ極からＮ極に反転したのを検出したときには、図示しない制御回路によりタイヤ（図示なし）内の空気圧が下限値（１．７ｋｇ／ｃｍ2）以下に低下したと判別して、運転席に設けられたインジケータランプを点灯させる等して、圧力低下を表示するようになっている。
【００１６】上述したような構造のタイヤ空気圧検出装置Ａでは、タイヤ（図示なし）内の空気圧に応じてピストン３３が捩じりコイルバネ３９に付勢されてセンサ部３１の軸線方向に沿って進退すると、回動軸３４がその軸線方向に後退する。このとき、螺条３６により回動軸３４が後退しつつ回動するのにともなって、磁石３８が１８０°回転し、タイヤ（図示なし）内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、下限値以下であるときとで、磁石３８のＮ極とＳ極とが反転するようになっている。そして、ホール素子５で磁石３８の極性の反転を検出することにより、タイヤ（図示なし）内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを容易かつ確実に判別できる。このようにして、万が一のパンク等によるタイヤ（図示なし）内の空気圧の低下を検出することにより、事故等を防止して安全性を向上させることが可能になる。しかも、磁石３８とホール素子５との距離により判別するタイプではないので、センサ部３１とホール素子５等を組み付けるに際して、タイヤ空気圧検出装置Ａを備えない通常の場合と同等の組み付け精度でタイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度を確保することができ、その製造コストを低減することができる。また電気的に補正をする必要もなく、しかもその構造が簡単であるので、低コストでタイヤ空気圧検出装置Ａを提供することが可能となる。また、回動軸３４が捩じりコイルバネ３９でその回動する方向に付勢される構成とされている。ここで、回動軸３４には螺条３６が形成されているので、この回動軸３４を回動しつつ進退させるためには、捩じりコイルバネ３９に代えて、例えば単なる圧縮バネを用いることも考えられるが、圧縮バネを採用した場合には、回動軸３４が回動するときに回動軸３４と圧縮バネとの間で摩擦力が生じて、回動軸３４の回転トルクのロスとなってしまうという問題がある。これに対して、上述したタイヤ空気圧検出装置Ａでは、回動軸３４が捩じりコイルバネ３９でその回動方向に付勢される構成とされているので、回動軸３４が回動するときに、回動軸３４と捩じりコイルバネ３９との間で摩擦による回転トルクのロスが生じることがなく、タイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度の向上を図ることができる。また、タイヤ空気圧検出装置Ａでは、ピストン３３と回動軸３４の一端３４ａとが点接触するようになっているので、タイヤ（図示なし）内の空気圧に応じてピストン３３が進退するのに伴って回動軸３４が回動するときに、ピストン３３と回動軸３４との接触部で生じる摩擦力を抑さえることができ、これにより、構成部品どうしの摩擦による回転トルクのロスを従来よりも大幅に低減させて、この点からもタイヤ空気圧検出装置Ａの検出精度の向上を図ることができる。
【００１７】なお、上記実施例において、ピストン３３を、ダイヤフラム３２で移動させる構成としたが、タイヤ（図示なし）内の圧力変化に応じて移動するのであれば、ピストン（移動子）の形状，ダイヤフラムの形状・材質等については限定するものではない。また、磁石３８のＮ極とＳ極とを反転させた配置としても同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るタイヤ空気圧検出装置によれば、タイヤ内の空気圧に応じて移動子がセンサ部の軸線方向に沿って進退すると、回動軸にはセンサ部の支持部に螺合する螺条が形成されているため、この回動軸は付勢部材に付勢されて、軸線方向に進退しつつその軸線回りに回動することになる。そして、タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、磁石が回動軸と一体に回動して、磁石のＮ極とＳ極とが反転するようになっているので、検出部で磁石の極性を検出することにより、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるかどうかを容易かつ確実に判別できる。このようにして、万が一のパンク等によるタイヤ内の空気圧の低下を検出して、事故等を防止して安全性を向上させることが可能になる。しかも、センサ部と検出部を組み付けるに際して、タイヤ空気圧検出装置を備えない通常の場合と同等の組み付け精度でタイヤ空気圧検出装置の検出精度を確保することができ、その製造コストを低減することができる。また電気的に補正をする必要もなく、しかもその構造が簡単であるので、低コストでタイヤ空気圧検出装置を提供することが可能となる。また、回動軸を付勢部材によってその回動方向に付勢する構成としたので、タイヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときには、この回動軸と付勢部材との間で摩擦による回転トルクのロスが生じることなく、タイヤ空気圧検出装置の検出精度の向上を図ることができる。
【００１９】請求項２に係るタイヤ空気圧検出装置によれば、移動子と回動軸の一端とが点接触するようになっているので、タイヤ内の空気圧に応じて移動子が進退するのに伴って回動軸が回動するときに、移動子と回動軸との接触部で生じる摩擦力を抑さえることができる。これにより、構成部品どうしの摩擦による回転トルクのロスを従来よりも大幅に低減させて、タイヤ空気圧検出装置の検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るタイヤ空気圧検出装置の一例であって、タイヤ内の空気圧が適正範囲内であるときの状態を示す正断面図である。
【図２】 同装置の、タイヤ内の空気圧が下限値以下であるときの状態を示す正断面図である。
【図３】 従来のタイヤ空気圧検出装置の一例を示す正断面図である。
【図４】 従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す正断面図である。
【図５】 従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す正断面図である。
【図６】 従来のタイヤ空気圧検出装置の他の例を示す正断面図である。
【符号の説明】
５…ホール素子（検出部）、３１…センサ部、３３…ピストン（移動子）、３４…回動軸、３４ａ…一端、３５…支持部、３６…螺条、３８…磁石、３９…捩じりコイルバネ（付勢部材）、Ａ…タイヤ空気圧検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車体に対して回転可能に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置（Ａ）であって、該タイヤと一体に設けられたセンサ部（３１）内には、タイヤ内の空気圧に応じて該センサ部（３１）の軸線方向に沿って進退する移動子（３３）と、前記軸線方向に延在し、センサ部（３１）に形成された支持部（３５）に螺合する螺条（３６）が形成されるとともに、その一端（３４ａ）を前記移動子（３３）に当接させた回動軸（３４）と、該回動軸（３４）に取り付けられた磁石（３８）と、前記回動軸（３４）を回動方向に付勢する付勢部材（３９）とが備えられ、前記車体と一体に、前記磁石（３８）の磁気を検知する検出部（５）が前記センサ部（３１）の近傍に配設され、前記タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、前記磁石（３８）が前記回動軸（３４）と一体に回転して、該磁石（３８）のＮ極とＳ極とが反転する構成とされていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置（Ａ）。
【請求項２】 請求項１記載のタイヤ空気圧検出装置（Ａ）において、前記移動子（３３）と前記回動軸（３４）の一端（３４ａ）とが点接触する構成とされていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置（Ａ）。
【請求項１】 車体に対して回転可能に取り付けられたタイヤ内の空気圧を検出するタイヤ空気圧検出装置（Ａ）であって、該タイヤと一体に設けられたセンサ部（３１）内には、タイヤ内の空気圧に応じて該センサ部（３１）の軸線方向に沿って進退する移動子（３３）と、前記軸線方向に延在し、センサ部（３１）に形成された支持部（３５）に螺合する螺条（３６）が形成されるとともに、その一端（３４ａ）を前記移動子（３３）に当接させた回動軸（３４）と、該回動軸（３４）に取り付けられた磁石（３８）と、前記回動軸（３４）を回動方向に付勢する付勢部材（３９）とが備えられ、前記車体と一体に、前記磁石（３８）の磁気を検知する検出部（５）が前記センサ部（３１）の近傍に配設され、前記タイヤ内の空気圧が予め設定した適正範囲内であるときと、適正範囲以下であるときとで、前記磁石（３８）が前記回動軸（３４）と一体に回転して、該磁石（３８）のＮ極とＳ極とが反転する構成とされていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置（Ａ）。
【請求項２】 請求項１記載のタイヤ空気圧検出装置（Ａ）において、前記移動子（３３）と前記回動軸（３４）の一端（３４ａ）とが点接触する構成とされていることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置（Ａ）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開平７−２０５６２１
【公開日】平成７年（１９９５）８月８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−３７８９
【出願日】平成６年（１９９４）１月１８日
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【公開日】平成７年（１９９５）８月８日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）１月１８日
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
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