JPH0446808A - タイヤ空気圧検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧検圧
装！に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、タイヤ空気圧検出装置として、特願平１２４０４
０３に示されるように、タイヤの空気圧が低下すると固
定手段が遠心力応答部材を非固定とし、その状態におい
て遠心力が所定値より大きくなると遠心力応答部材が反
転し、これを検出手段により検出するとともに、リセフ
トのために保持手段を設けたタイヤ空気圧検出装置があ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この特願平１−２４０４０３のタイヤ空
気圧検出装置においては、タイヤの空気圧が低下して固
定手段が遠心力応答部材を非固定とした状態においても
、遠心力が所定の値よりも大きくならなければ遠心力応
答部材が反転しないため、タイヤに発生する遠心力が小
さい状態、すなわち、車両の速度が小さい場合において
は、この遠心力応答部材が反転しないためにタイヤの空
気圧低下を検出することができないという問題点を有し
ていた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、車両の速
度が小さい場合であっても空気圧低下時、遠心力応答部
材が確実に反転して空気圧低下を検出することのできる
タイヤ空気圧検出装置を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明においては、タイヤの
回転によって発生する遠心力によりその位置が変化する
遠心力応答部材と、 前記タイヤの空気圧に応じて、前記遠心力応答部材の固
定と非固定を切り換える固定手段と、該固定手段が前記
遠心力応答部材を非固定としている状態において、前記
遠心力が所定値よりも小さい時に、前記遠心力応答部材
の位置を強制的に変化させる補助手段と を備える構成としている。

〔作用］ 上記構成としたタイヤ空気圧検出装置において、タイヤ
の空気圧が変化して、遠心力応答部材の固定手段による
固定が解除されて非固定となった場合であって、タイヤ
の回転により発生する遠心力が所定値より小さいときに
は、補助手段が前記遠心力応答部材の位置を強制的に変
化させる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明を説明する。第１図は本発明
の第１実施例を示す図であり、通常のタイヤに本発明を
適用したものである。１はタイヤであり、リム３はホイ
ルナツト５により車輪軸７に固定されている。ブレーキ
ドラム９はグループ１１に押接され、グループ１１は図
示しないボルトにより車輪軸７に固定されている。ベア
リング１３の内輪と車輪軸７はナツト１５により固定さ
れている。ヘアリングハウジング１７とカバープレート
１９は、図示しないボルトによりヘアリング１３の外輪
とともにハブ２１に固定されている。

ショックアブソーバ２３の下端はボルト２５によりハブ
２１に固定され、ショックアブソーバ２３の図示しない
上端は車体側に固定されている。サスペンションアーム
２７の一端は、ボルト２８によってボルト２８を中心と
して回動可能にハブ２１に支持され、サスペンションア
ーム２７の図示しない下端は車体側に支持されている。

２９は本実施例の要部をなす圧力検知部であり、その詳
細は後述する。３１は磁気検知部であり、圧力検知部に
おける磁気を検出して電気信号に変換し、ワイヤーハー
ネス３３を介して制御回路３５へ電気信号を送出する。

３６はバッテリー、３８はスイッチである。この第１図
において、タイヤ１．リム３．オイルナツト５．車輪軸
７．ブレーキドラム９．プレート１１．ナラ）１５．圧
力検知部２９、ベアリング１３の内輪は車両走行中に回
動するが、その他の部分は車体側に支持されて回動しな
い。

第２図は圧力検知部２９及び磁気検知部３１付近の詳細
な図である。３７はリム３に設けられた一つの連通路で
あり、タイヤ１内の空気を圧力検知部２９に導入する。

４１は０リング、４３はガスケントであり、ケーシング
３９のら着によってベローズ４５のつば部４７と０リン
グ４１及びガスケット４３はリム３に押圧固定されてお
り　タイヤの空気が外部に漏れるのを二重に防止してい
る。固定手段としてのへローズ４５は金属よりなり、タ
イヤ１内の空気圧に応じて伸縮するもので、その詳細な
図を第３図及び第４図に示す。ベローズ４５はつば部４
７．ジャバラ部５１．磁石押さえ部５３を溶接したもの
であり、内部空気室４９を有している。第３図は内部空
気室４９の空気圧が低くてジャバラ部５１が右側に縮ん
でいる状態を示し、第４図は内部空気室４９の空気圧が
高くてジャバラ部５１が左側に伸びた状態を示す。第２
図に戻って、遠心力応答部材としての球状磁石５５は、
アルミなどの非磁性体よりなるケーシング３９とキャッ
プ５７によって形成される空間５９内に配置されている
。キャップ５７は、ケーシング３９に正大固定されてい
る。球状磁石５５は第５図に示すように、一端がＮ極に
、Ｎ極と対称端がＳ極に着磁されており、Ｎ極側の径が
小さく、Ｓ極側の径が大きい磁石５５ａ（Ｓ極側の方が
重い）を、磁石５５ａよりも比重は軽い樹脂５５ｂでモ
ールド成形したものである。また、磁石押さえ部５３は
、その先端に円すい状のくぼみを有しており、空気圧が
正常な場合であって球状磁石５５をキャップ５７とによ
りはさんで固定しているときに、球状磁石が回転しない
ようにするためのものである。リム３において球状磁石
５５のＮ極と対向する場所には、保持手段としての永久
磁石６０が接着固定されており、そのＳ極は球状磁石５
５と対向している。第２図における空間５９は、球状磁
石５５より大きく、磁石押さえ部５３が球状磁石５５を
押さえていない場合には、球状磁石５５が自由に回転で
きる程度の隙間を有しており、キャップ５７とケーシン
グ３９が球状磁石５５と接触する部分（第２図において
５７ａ、３９ａ）は円すい状となっている。

磁気検知部３１においては、６１はアルミ合金ケース、
６３は磁性材コアであり、磁性材として鉄や着磁されて
いないフェライトを用いる。コイル６５は、絶縁被覆さ
れた電導線が樹脂ボビン６７を介して磁性材６３に巻き
つけてあり、電導線の両端は金具かしめ６９により二本
のワイヤーハーネス３３とともにかしめられていて、各
々が一本のワイヤーハーネスと電気的に接続されている
。

また、第２図のＡ−Ａ断面図である第６図に示すように
、補助手段の一部としての鉄心６００、コイルポビン６
０１、コイル６０２が設けられている。この磁気検知部
３１の平面図を第７図に示す。

補助手段の一部としてのコイル６００の両端は、制御回
路３５及び制御回路３５によって開閉を切り替えられる
スイッチ６１１に接続されている。

この状態を示す概略図を第８図及び第９図に示す。

第８図はスイッチ６１１が開いた状態であり、第９図は
スイッチ６１１が閉じた状態である。第９図のごとくス
イッチ６１１が閉じた状態においては、コイル６０２に
通電されるため、鉄心６００は磁化して圧力検知部２９
に対向する側がＳ極となる。

次に、上記構成とした本寞施例においてその作動を説明
する。第２図においてタイヤ１内の空気圧が正常（所定
の圧力以上）の場合は、連通路３７を介して空気圧かへ
ローズ４５に作用して、磁石押さえ部５３が球状磁石５
５をキャップ５７に押圧している。この場合、球状磁石
５５の中心Ｃと重心Ｇとを結ぶ線はタイヤの回転により
発生する遠心力の方向に沿った状態となっている。この
場合、タイヤが回転して遠心力が発生しても、球状磁石
５５が磁気検知部３１とすれちがう際には、第２図また
は第６図に示すように、球状磁石５５のＳ極は常に磁気
検知部３１と対向する側（磁気検知部３１に近い側）に
位置している。この結果、タイヤが回転すると磁気検知
部３１のコイル６５はＳ極に対応する電圧を発生して制
御回路３５へ電気信号を送出する。

次に、タイヤ１内の空気圧が低下して、所定の空気圧よ
りも低くなった場合には、ベローズ４５が縮んで磁石押
さえ部５３はもはや球状磁石５５をキャ・７プ５７に押
圧しなくなり、球状磁石５５は自由な状態となる。この
ため、タイヤが回転して遠心力が発生すると、タイヤの
振動をきっかけに、球状磁石５５は反転し、球状磁石５
５０重いＳ極が永久磁石６０と対向し、球状磁石５５の
軽いＮ極が磁気検知部３１と対向する。

また、上記の場合、球状磁石５５は反転するためには永
久磁石６０のＳ極と球状磁石５５のＮ極との吸引力に打
ち勝つ所定の遠心力が必要であるが、この遠心力が所定
値より小さい場合であっても、車速検出手段として機能
する、制御手段３５におけるステップ４０４　（後述す
る）が所定の車速よりも小さい車速を検出した場合にお
いては、制御手段３５がスイッチ６１１を閉し、コイル
６０２は磁化されて、鉄心６００は第９図のごと（球状
磁石５５と対向する側のＳ極に励磁される。

この結果、永久磁石６０のＳ極と球状磁石５５のＮ極が
引き合う力に打ち勝つだけの所定の遠心力が発生してい
ない場合であっても、鉄心６００のＳ極と球状磁石５５
のＳ極が反発することによって、球状磁石は反転し、第
１０図に示すような状態となる。

したがって、車両は高速で走って遠心力が所定値以上の
場合であっても、車両が低速走行を行い、遠心力が所定
値以下の場合であっても、球状磁石５５は反転すること
ができ、この結果タイヤの空気圧を検出することができ
ることとなる。

次に本寞施例における制御回路３５の作動を、第１１図
ないし第１４図に示すフローチャートを用いて説明する
。第１１図は、作動の中心となるメインフローであり、
このメインフローの途中において、第１２図に示すタイ
マーオーバフロー割り込み、第１３図に示すキャプチャ
割り込み、第１４図に示すコンベア割り込みが行われる
。スイッチ３８がオンされて、電源３６から制御回路３
５に電流が供給されると、ステップ２００からプログラ
ムを実行する。まず、ステップ２００にて制御回路３５
内部にあるマイクロコンピュータ内部のレジスタやメモ
リの初期化、外部デバイスの初期化を実行する。次にス
テップ２０３で車速が設定値■１以下かどうかを判定す
る。ここで車速■１とは、例えば２〜３ｋｍ／Ｈであり
、車両は停止しているか否かを判定するためのものであ
る。

このステップ２０３で、車速はｖｌ以下であると判定さ
れた場合には、ステップ２０５に進んで前述のスイッチ
６１１をオフする。一方、このステップ２０３で車速が
Ｖｌよりも大きいと判定された場合には、判定結果はＮ
Ｏとなり、次のステップ２０４へ進む。このステップ２
０４では、車速か設定値■。以上かどうかを判定する。

ここで、車速■。とは例えば１０ｋｍ／Ｈであり、球状
磁石５５が非固定の（フリーな）状態において、車輪の
回転の遠心力によって球状磁石５５が反転する瞬間の車
速に設定されている。このステップ２０４において車速
が■。よりも小さいと判定された場合には、その判定結
果はＮＯとなってステップ２０６に進んで前述のスイッ
チ６１１をオンどした後ステップ２１０へ進む。一方ス
テップ２０４において車速が■。以上であると判定され
た場合には、判定結果がＹＥＳとなってステップ２０８
へ進み、スインチロ１１をオフとした後ステップ２１０
へ進む。このステップ２０４．２０６．２０８によって
、車速が■。以上の場合には遠心力によって磁石が反転
し、車速が■。よりも小さい場合には補助手段によって
磁石を反転させることができることとなる。ステップ２
１０では、各車輪のエラーフラグ（後述する）がセント
されているか否かを判定し、エラーフラグがセットされ
ている車輪があった場合、ステップ２１４へ進み、相応
する車輪の発光ダイオードを点灯した後、ステップ２０
３へ戻る。ステップ２１０でエラーフラグがセットされ
ていないと判定された場合は、ステップ２１２に進んで
相応する発光ダイオードを消灯した後、ステップ２０３
へ戻る。車両の走行状態において、磁気検知部３１には
圧力検知部３９が通過する度に信号が発生する。この信
号が制御回路３５に入力されるごとにキャプチャ割り込
みが発生する。このキャプチャ割り込みが発生すると、
第１３図に示すステップ４００から始まるキャプチャ割
り込みを実行する。ステップ４００にてキャプチャ割り
込みが発生した時点のフリーランニングタイマの値がキ
ャプチャレジスタにセットされているので、ステップ４
００にてその値を読み込み、所定のメモリに記憶した後
、ステップ４０４に進む。ステップ４０４では、前回の
キャプチャ割り込み時のキャプチャレジスタの値との差
から車速を求める。その後、ステ、ブ４０４に進んで、
ステップ２０４と同様に車速が■。

以上であるか否かを判定し、Ｖ。よりも小さければ何も
行わず割り込み処理を終了してメインフロヘリターンす
る。車速が■。以上の時にはステップ４０８に進んで、
キャプチャ割り込みが発生した時点からＴ、秒後に後述
するコンベア割り込みが発生するようにセントする。こ
こでＴ、の値は、空気圧低下の検出が可能な最低車速■
。の時の空気圧低下時に、信号が立ち上がってから立ち
下がるまでの時間よりも長くかつ、最大車速時の空気圧
正常時の信号のパルス幅（タイヤ−回転に相当）より短
く設定する。例えば２０−秒程度にするとよい。

前記コンベア割り込みが発生すると、第１４図に示すス
テップ５００から始まるコンベア割り込み処理を実行す
る。ステップ５０２では、ステップ２０４と同様に車速
が■。以上であるか否かを判定し、Ｖｏよりも小さいと
判定されればこのコンベア割り込み処理を終了してメイ
ンフローヘリターンする。車速が■。以上であると判定
されれば判定結果はＹＥＳとなってステップ５０４へ進
んで入力ボートの値、すなわち、信号の値（１またはＯ
）を読み込む。次のステップ５０６では入力ボートの値
が１であるか否かを判定し、■でないと判定されればス
テップ５０８で所定の車輪に対応するエラーフラグをク
リアした後、メインフローヘリターンし、ステップ５０
６において入力ボートの値が１であると判定されれば、
ステップ５１０へ進んでエラーフラグをセットした後、
メインフローヘリターンする。

前述したフリーランニングタイマは８ビツトＣＰＵの場
合、一般に１６ビント程度であり、タイマクロンクが１
マイクロ秒の場合は最大６５＋ａ秒程度までのカウント
しかできない。自動車の車輪は、時速２０１ａａ走行時
に一周約３７０ｍ＋秒かかり、磁気検知部３１が発生す
る信号の間隔から車速を計算しようとした場合、計測す
ることができない。

そこで、フリーランニングタイマが最大カウント数にな
り、オーバーフローが発生したときに割り込みを行うタ
イマーオーバーフロー割す込みニヨリ、６５ｍ秒以上の
時間を計測する。第１２図に示すように、ステップ３０
０から始まるタイマーオーバーフロー割り込みでは、ス
テップ３００にてカウンタをインクリメントする。この
カウンタの値を所定のタイミングで読めば、前回読んだ
時の値との差により、前回から今回までの間にオーバー
フローが何回発生したかがわかる。キャプチャ割り込み
中のステップ４０４で車速演算する際に、キャプチャレ
ジスタの値とともにこのカウンタの値も使用することに
より、６５ｗ秒以上の時間の計測も可能となり、低車速
までの検出が可能となる。仮に車両が停車した場合には
、磁気検知部３１からの信号発生も停止し、インプット
キャブチャ割り込みが発生しなくなるので、車速演算が
行われなくなり、車速データが更新されず直前のデータ
が残ったままとなる。そこで、ステップ３０４では車速
が■。より小さいときの車輪が一回転する時間内↓こキ
ャプチャ割り込みがあったか否かを判定する。もし１．
キャプチャ割り込みがあったと判断された場合には、そ
のままタイマーオーバーフロー割り込みを終了してメイ
ンフローへリターンする。キャプチャ割り込みがなかっ
たと判定された場合には、ステップ３０６へ進んで車速
をＯとした後、メインフローへリターンする。

次に本発明の第２実施例を第１５図乃至第１８図を用い
て説明する。前述の第１実施例においては補助手段とし
てコイル６０２を用いて構成したが、本実施例において
は、補助手段として永久磁石６０３を球状磁石５５に近
づけたり遠ざけたりすることによって構成することを特
徴としている。

なお、この第２実施例において、前記第１実施例と同し
構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

本実施例において、６０４は永久磁石６０３をスライド
させるためのガイドであり、６０５はコイル、６０６は
コイルボビンである。

６０７はコイル６０５及びコイルボビン６０６の内側に
設けられた鉄心であり、６０８はスライドロッドに設け
られたハネである。スライドロット６０９はその一端が
永久磁石６０３に、下端が鉄片６１０に接続されている
。本実施例においては、補助手段の補助力が必要でない
場合、すなわち、車速が■。以上である場合には第１７
図に示すようにスイッチ６１１は開いた状態であり、こ
のとき、コイル６０５には通電されないため、ハネ６０
８が鉄心６０７と鉄片６１０を押し合った状態となって
いる。ここで、補助手段の補助力が必要な場合、すなわ
ち、車速が■。よりも小さくなった場合には、第１１図
のフローチャートのステップ２０６に示すようにスイッ
チ６１１をオンにする。スインチロ１１がオンになると
、第１８図に示すようにコイル６０５に通電され、この
結果鉄心６０７が磁化されて鉄片６１０と吸引しあい、
永久磁石６０３はガイド６０４に沿ってスライドし、球
状磁石５５のＳ極と反発しあい、この結果球状磁石５５
は反転する。

次に、本発明の第３実施例を第１９図及び第２０図を用
いて説明する。本実施例では、前記第１実施例で説明し
た圧力検知部２９を圧力検知部８０とした点が異なる。

この圧力検知部８０は、遠心力応答部材として球状磁石
ではなく、第２０図に示すように円板状磁石８１を有し
ており、この円板状磁石８１は、円すい状の磁石８２を
樹脂８３でモールド成形して円板状になっている。キャ
ップ８４の円板状磁石８１と対向する面には、シャフト
８５が設けてあり、すべり軸受８６を介して円板状磁石
８１の中心部に設けられた穴部８７に回転可能に挿嵌し
である。ケーシング８８は第１実施例と同じであり、ベ
ローズ８９も、円板状磁石８１を固定するための磁石押
さえ部９０の先端が、磁石を固定するのに最も通した平
らな形状である点を除けば、第１実施例で説明したベロ
ーズと同じであり、その説明は省略する。また、本実施
例においては図示しないが、第１実施例と同様、永久磁
石がリム側の円板状磁石８１のＮｉと対向する場所に設
けである。

上記構成とした第３実施例においては、その作動は前記
第１及び第２実施例とほとんど同じであるが次の点が異
なる。円板状磁石８１はすべり軸受８６を介してキャッ
プ８４のシャフト部８５に回転可能に支持されているた
め、タイヤが高速で回転しても、遠心力により円板状磁
石はケーシング８８に押し付けられないので、空気圧低
下時には確実に回転するという優れた効果を称する。な
お、円板状磁石８１における円すい状の磁石８２の重心
が円板状磁石８１の中心になく、タイヤの空気圧が低下
した状態でタイヤが回転して遠心力が発生した場合に、
円板状磁石８１が反転して、軽いＮ極が磁気検知部に対
向するという効果は、第１及び第２実施例と同様である
。制御回路３５における作動も前記第１及び第２実施例
と全く同様である。

また、円板状磁石にかえて球状磁石をシャフトに回転可
能に指示するようにしても、上記と同様の作用効果を奏
する。

次に、本発明の第４実施例を第２１、図乃至第２３図を
用いて説明する。本実施例は、円板状磁石８１′に回転
防止用の突起部８１′ａを設け、キャップ８４″を突起
部８１′ａと嵌合する形状としたものであり、タイヤ圧
正常時の円板状磁石８１′の固定状態を確実なものとす
るためのものである。その他の点は前記第３実施例と同
様であるため省略する。本実施例においては、スプリン
グ１００が、タイヤ圧が異常低下した場合に円板状磁石
８１′を右方に移動させて、回転の防止を解除する。こ
のように、キャップ８４′の右端面と、円板状磁石８１
′の左端面に十分な摩擦力が得られない場合は、突起部
８１′ａ等によって、タイヤ圧正常時の回転防止を行っ
てもよい。なお突起部形状は第２３図に示す二面幅を持
った形状でなくとも、四角形、三角形等についても実現
可能である。また、一部に回転防止のピン等を設置して
もよい。

なお、以上述べた全ての実施例において、ベローズのみ
に限らず、キャンプも変位して磁石を挟んで固定するよ
うにしてもよく、また磁石押さえ部とへローズを設けず
に、タイヤの空気を直接ケース内に導いて、この空気圧
により直接キャンプに磁石を押さえつけて挟み固定する
ようにしてもよい。

また、本検出装置をタイヤの内側に配設するようにして
もむろんよい。

また、車速検出手段として公知の車速センサを用いてそ
の電気信号を制御回路３５に入力するようにしてもよい
。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、遠心力が所定値に
達していない場合であってもタイヤの空気圧が低下して
いる場合には確実に検出することのできるタイヤ空気圧
検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の概略構成図、第２図は上
記第１実施例の要部を示す断面図、第３図ないし第５図
は上記第１実施例の圧力検知部の一部を示す断面図、第
６図は第２図のＡ−Ａ断面図、第７図は第６図の磁気検
知部の平面図、第８図及び第９図は上記第１実施例の作
動を示すための構成図、第１０図は上記第１実施例にお
ける作動を示すための要部断面図、第１１図ないし第１
４図は上記第１実施例の制御回路の作動を示すためのフ
ローチャート第１５図は本発明の第２実施例を示す要部
断面図、第１６図は第１５図の磁気検知部の平面図、第
１７図及び第１８図は上記第２実施例における作動を示
すための構成図、第１９図及び第２０図は本発明の第３
実施例を示す要部断面図、第２１図は本発明の第４実施
例の要部を示す断面図、第２２図及び第２３図は上記第
４実施例の要部を示す斜視図である。 １・・・タイヤ、３１・・・検出手段、３５・・・判定
手段。 ４５・・・固定手段、５５ａ・・・磁性体、５５・・・
遠心力応答部材、６０・・・保持手段、６００・・・鉄
心（補助手段） ６０２・・・コイル （補助手段） ■・・・ スイッチ （補助手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 タイヤの回転によって発生する遠心力によりその位置が
   変化する遠心力応答部材と、 前記タイヤの空気圧に応じて、前記遠心力応答部材の固
   定と非固定を切り換える固定手段と、該固定手段が前記
   遠心力応答部材を非固定としている状態において、前記
   遠心力が所定値よりも小さい時に、前記遠心力応答部材
   の位置を強制的に変化させる補助手段と を備えることを特徴とするタイヤ空気圧検出装置。