JPH0664413A - タイヤ空気圧モニタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】タイヤ空気圧モニタ装置に使われる第１磁石部
と第２磁石部をバランス良く配置できるようにすること
を主な目的とする。 【構成】ホィール１１に第１磁石部１５と第２磁石部１
６が設けられている。第１磁石部１５の磁石２０はホィ
ール１１に固定されている。第２磁石部１６は、第１磁
石部１５に対しホィール１１の回転中心を境としてほぼ
180°反対側の同一円周上に設けられている。第２磁石
部１６は、タイヤ空気圧に応じてホィール１１の軸線方
向に位置が変化するものであり、電磁コイル４１の近傍
を通過する際に常に第１磁石部１５による起電力よりも
大きい起電力を電磁コイル４１に生じさせるようにして
いる。電気回路部５０は、電磁コイル４１に生じた起電
力を起電力の大きさに基づいて第１磁石部１５によるも
のであるか第２磁石部１６によるものであるかを判断す
るとともに、予め求めておいた起電力差とタイヤ空気圧
との関係に基づいて実際のタイヤ空気圧を求め、表示器
６０に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車や産業用機械等
の車両や航空機等に使われる空気入りタイヤの空気圧を
検出しかつ表示するタイヤ空気圧モニタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤの空気圧を検出するための手段と
して、図８および図９に示されるようなタイヤ空気圧モ
ニタ装置100 が提案されている。この装置100 は、タイ
ヤ101と一体に回転するホィール102 側の部材103 の円
周方向に、第１の磁石104 と第２の磁石105 を配置する
とともに、車体側の部材106 に電磁コイル107 を設けて
いる。電磁コイル107 は、ホィール102 が回転する際に
第１の磁石104 と第２の磁石105 が描く軌跡と同一円周
上に位置しており、第１の磁石104 と第２の磁石105 が
電磁コイル107 の近傍を通過する際に生じる電磁誘導に
よる起電力を検出するようにしている。第２の磁石105
はトランスデューサ108 の可動子109 に設けられてい
る。可動子109 は、トランスデューサ108 に導入された
タイヤ101 の空気圧変化に応じてホィール102 の軸線方
向に変位するものであり、タイヤ101の空気圧が高くな
るほど第２の磁石105 から電磁コイル107 までの最短距
離が短くなるようにしている。

【０００３】この従来装置100 においては、図１０に示
すように、ホィール102 が１回転する間に、２種類の電
圧波形Ｗ1 ，Ｗ2 の起電力が生じる。すなわち、第１の
磁石104 が電磁コイル107 を通過する際に第１の電圧波
形Ｗ1 の起電力が生じ、第２の磁石105 が電磁コイル10
7 を通過する際に第２の電圧波形Ｗ2 の起電力が生じ
る。これらの起電力の大きさは、磁石104 ，105 から電
磁コイル107 までの最短距離に依存する。例えばタイヤ
空気圧が過剰なために電磁コイル107 から第２の磁石10
5 までの最短距離が短くなっている場合には起電力が大
きくなるため、図１０中に２点鎖線で示すように第２の
電圧波形Ｗ2 が第１の電圧波形Ｗ1 よりも相対的に大き
くなる。

【０００４】上記のように、磁石104 ，105 による起電
力差とタイヤ空気圧との間には一定の関係があり、この
関係は、車体に対してホィール102 が軸線方向に変位し
ても保たれる。従ってこの起電力差とタイヤ空気圧との
関係を予め実測あるいは計算によって求めておき、マイ
クロコンピュータに記憶しておく。

【０００５】そして実際にタイヤ空気圧をモニタする際
に、電磁コイル107 によって第１の磁石104 と第２の磁
石105 とによる２種類の起電力および起電力差を検出す
るとともに、予め求めたおいた起電力差とタイヤ空気圧
との関係に基づいて、マイクロコンピュータによってタ
イヤ空気圧を求めるとともに、求めたタイヤ空気圧に関
する情報を表示器に表示するようにしている。

【０００６】上記装置100 においては、第１の磁石104
による起電力（波形Ｗ1 ）を基準として、第２の磁石10
5 による起電力（波形Ｗ2 ）の差に基づいてタイヤ空気
圧を算出するため、波形Ｗ1 ，Ｗ2 のうち、どちらが第
１の磁石104 によるものであるかを特定する必要があ
る。

【０００７】このため上記従来装置100 では、第１の磁
石104 と第２の磁石105 の位置をホィール102 の円周方
向に60°〜90°程度ずらし、車両前進時のタイヤ回転方
向に対して第１の磁石104 が第２の磁石105 の前にくる
ようにしている。この場合、図１０に示すように、第１
の磁石104 による波形Ｗ1 が検出されたのち短時間のう
ちに第２の磁石105 による波形Ｗ2 が発生するから、各
波形Ｗ1 ，Ｗ2 の発生タイミングの相違に基づいて、先
行する電圧波形Ｗ1 が第１の磁石104 によるものである
と判断している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように第１の磁石104 と第２の磁石105 をホィール102
の周方向に60°〜90°の範囲に偏って配置すると、磁石
104 ，105 の重量がホィール102 のダイナミックバラン
スをくずす原因となる。このようなアンバランスを打消
すためには、磁石104 ，105 に対してホィール102 の回
転中心Ｃを挟んで180°反対側にバランスウエイト110
を設ける必要がある。この場合、ホィール102 の重量が
増加する原因になったり、バランスウエイト110 の取付
けに手間がかかるとか、外観が悪くなるなどの問題を生
じる。

【０００９】従って本発明の目的は、起電力差を求める
際の基準となる第１磁石部と、タイヤ空気圧の変化によ
って変位する第２磁石部とを、ホィールのダイナミック
バランスをくずさないように配置することが可能なタイ
ヤ空気圧モニタ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明装置は、タイヤと一体に回転するホィ
ール側の部材に固定される磁石を備えた第１磁石部と、
車体側の部材に設けられかつ上記第１磁石部の回転軌跡
とほぼ同一円周上に位置していて第１磁石部が通過する
際に第１磁石部との間の最短距離に応じた大きさの出力
を生じる磁気感知体と、上記第１磁石部に対しホィール
の回転中心を境として反対側の同一円周上に設けられか
つタイヤ空気圧に応じてホィールの軸線方向に位置が変
化する磁石を有するとともに上記磁気感知体の近傍を通
過する際に上記第１磁石部では有り得ない大きさの出力
を上記磁気感知体に生じさせる第２磁石部と、予め求め
ておいた上記第１磁石部および第２磁石部による出力差
とタイヤ空気圧との既知の関係を記憶する手段と、上記
磁気感知体によって検出される出力を出力の大きさに応
じて第１磁石部によるものであるか第２磁石部によるも
のであるかを判断するとともに、これら２種類の磁石部
による出力差に基づいて上記既知の関係から実際のタイ
ヤ空気圧を求める電気回路部と、上記電気回路部によっ
て求められたタイヤ空気圧に関する情報を表示する表示
手段とを具備している。

【００１１】

【作用】タイヤと一体にホィールが回転すると、第１磁
石部の磁石と第２磁石部の磁石とがそれぞれ電磁コイル
の近傍を通過することにより、電磁コイルに出力が生じ
る。出力の大きさは、各磁石部から電磁コイルまでの最
短距離に依存する。第１磁石部の位置はタイヤの空気圧
に左右されないが、第２磁石部はタイヤ空気圧に応じて
ホィールの軸線方向に変位するため、タイヤ空気圧に応
じて第２磁石部による出力が相対的に変化する。つまり
タイヤ空気圧に応じて、第１磁石部と第２磁石部とによ
る出力差が生じる。

【００１２】車両走行時にタイヤ空気圧をモニタする際
には、ホィールが１回転する間に電磁コイルによって２
種類の出力が生じる。本発明では出力の大きさに基づい
て、第１磁石部による出力であるか第２磁石部による出
力であるかが判断される。そして第１磁石部による出力
を基準とし、第２磁石部との出力差に基づいて、予め求
めておいた出力差とタイヤ空気圧との既知の関係によっ
てタイヤ空気圧を求めるとともに、このタイヤ空気圧に
関する情報を、運転室等に設けた表示器に表示する。

【００１３】

【実施例】以下にこの発明の一実施例について、図１な
いし図７を参照して説明する。図１に、本実施例のタイ
ヤ空気圧モニタ装置１０の概略を示す。タイヤ空気圧モ
ニタ装置１０は、ホィール１１とタイヤ１２を含む車輪
部１３に、第１磁石部１５と第２磁石部１６が設けられ
ている。第１磁石部１５は、ホィール側の部材（図示例
はリム１１ａ）の内周部に固定された永久磁石２０を備
えている。

【００１４】図２に示すように第２磁石部１６は、第１
磁石部１５に対しホィール１１の回転中心Ｃを境として
ほぼ 180°点対称位置の同一円周上に設けられている。
第２磁石部１６は、リム１１ａの内周部に配置されたト
ランスデューサ３０に設けられている。

【００１５】図３に示したトランスデューサ３０は、タ
イヤ１２の空気圧が導入される空気室３１を有するハウ
ジング３２と、ハウジング３２に収容された可動子３３
と、可動子３３に設けられた永久磁石３４などを備えて
構成されている。ハウジング３２に対する可動子３３の
貫通部分はベローズ状の仕切部材３５によってシールさ
れており、空気室３１内の空気が外部に漏れないように
なっている。ハウジング３２の前面側に蓋３６が設けら
れている。

【００１６】可動子３３は、ホィール１１の軸線方向
（図３において左右方向）に移動可能であり、図示しな
いばねによって矢印Ｆ方向に付勢されている。このため
タイヤ空気圧が低い時には、図３に示されるように磁石
３４が空気室３１側に後退している。タイヤ空気圧が適
正な時には、図４に示すように磁石３４が中間位置まで
変位する。タイヤ空気圧が過剰な時には、図５に示すよ
うに磁石３４が蓋３６の方向に前進する。

【００１７】車体側の部材４０に、磁気感知体の一例と
しての電磁コイル４１が設けられている。電磁コイル４
１は、ホィール１１が回転する際に第１磁石部１５と第
２磁石部１６が描く軌跡とほぼ同一の円周上に位置して
いて、第１磁石部１５と第２磁石部１６が電磁コイル４
１の近傍を通過する際に、各磁石部１５，１６までの最
短距離Ｄ1 ，Ｄ2 に応じた大きさの電磁誘導による起電
力（出力）を生じるようになっている。

【００１８】この明細書で言う車体側の部材４０とは、
車体フレームやアクスルあるいはサスペンションの一部
などであり、要するに回転するホィール１１に対して固
定されている部材を意味する。磁石２０，３４の磁界の
方向と、電磁コイル４１の中心軸は、それぞれホィール
１１の軸線方向と一致させてある。

【００１９】図６はホィール１１が回転する際に生じる
起電力の波形を示している。図中の波形Ａは第１磁石部
１５による電圧波形である。第１磁石部１５はホィール
１１に固定されているから、タイヤ空気圧が変化しても
電磁コイル４１までの最短距離Ｄ1 が一定であり、従っ
て起電力は変化しない。波形Ｂは第２磁石部１６による
ものであり、その起電力の大きさは、磁石３４から電磁
コイル４１までの最短距離Ｄ2 に応じて変化する。例え
ばタイヤ空気圧が過剰なために磁石３４が電磁コイル４
１に近付く（Ｄ2 が短くなる）と、図６中に２点鎖線で
示すように電圧波形Ｂが大きくなる。

【００２０】逆に、タイヤ空気圧が不足して磁石３４が
電磁コイル４１から離れる方向に変位する（Ｄ2 が大き
くなる）と、電圧波形Ｂは小さくなる。このように、タ
イヤ空気圧に応動するトランスデューサ３０の作動スト
ローク範囲内で、波形Ｂが変化するものである。

【００２１】本実施例では、第２磁石部１６によって生
じる起電力Ｖ2 （波形Ｂ）が、常に第１磁石部１５によ
って生じる起電力Ｖ1 （波形Ａ）を上回るようにしてあ
る。そのための手段として、図示例の場合には、タイヤ
空気圧の不足によって電磁コイル４１から第２磁石部１
６までの最短距離Ｄ2 が最大になった時でも、第２磁石
部１６による起電力が第１磁石部１５による起電力を上
回るように、第１磁石部１５から電磁コイル４１までの
最短距離Ｄ1 をＤ2 よりも十分大きくとっている。な
お、第２磁石部１６の磁力を第１磁石部１５よりも十分
強力にすることによって、常に第２磁石部１６による起
電力が第１磁石部１５による起電力を上回るようにして
もよい。

【００２２】図１に示されるように電磁コイル４１に電
気回路部５０が接続されている。電気回路部５０は、電
磁コイル４１に生じた出力を処理する信号処理回路５１
と、Ａ／Ｄ変換回路５２と、コントローラ５３などを備
えている。マイクロコンピュータを用いたコントローラ
５３は、予め求めておいた第１磁石部１５および第２磁
石部１６の起電力差とタイヤ空気圧との既知の関係を記
憶するＲＯＭ５５を備えている。

【００２３】ＣＰＵ５６は、電磁コイル４１によって検
出される起電力の電圧波形を、その大きさに基づいて第
１磁石部１５による起電力であるか第２磁石部１６によ
る起電力であるかを判断する手段をもつとともに、第１
磁石部１５による起電力と上記起電力差に基づいて、上
述の既知の関係から実際のタイヤ空気圧をマップなどか
ら求める手段を有している。

【００２４】表示手段の一例としての表示器６０は、例
えば運転室の計器盤等のように乗員が目視できる位置に
設けられており、上記電気回路部５０によって求められ
たタイヤ空気圧に関する情報を表示するようになってい
る。なお、表示手段はタイヤ空気圧が異常な時に警報を
発するブザー等のように聴覚にうったえるものであって
もよい。

【００２５】次に、上記構成のタイヤ空気圧モニタ装置
１０の作用について説明する。ホィール１１が回転する
と、第１磁石部１５の磁石２０と第２磁石部１６の磁石
３４が次々に電磁コイル４１の近傍を通過する。このた
め、ホィール１１が１回転する間に、図６に示されるよ
うな波形Ａ，Ｂをもつ２種類の起電力が交互に発生す
る。

【００２６】第１磁石部１５の位置はタイヤ空気圧が変
化しても変わらないが、第２磁石部１６の磁石３４の位
置はタイヤ空気圧に応じてホィール１１の軸線方向に変
位するため、タイヤ空気圧が変わると、電磁コイル４１
から磁石３４までの最短距離Ｄ2 が変化する。このため
第２磁石部１６による起電力の波形Ｂはタイヤ空気圧に
よって変化する。

【００２７】上記２種類の起電力は、それぞれ信号処理
回路５１において整流されるとともに整形されかつ積分
されたのち、Ａ／Ｄ変換回路５２によってアナログ値か
らディジタル値に変換され、コントローラ５３に入力さ
れる。そして１つ前の波形と比較され、１つ前の波形よ
りも起電力が小さければ第１磁石部１５による起電力の
波形Ａであると判断され、波形Ａの積分値がコントロー
ラ５３に記憶される。１つ前の波形よりも起電力が大き
ければ、第２磁石部１６による起電力の波形Ｂであると
判断される。

【００２８】そして第１磁石部１５による起電力（波形
Ａ）の積分値を基準として、第２磁石部１６による起電
力（波形Ｂ）の積分値との差が算出されるとともに、こ
の起電力差と、予め求めておいた既知の関係（起電力差
とタイヤ空気圧との関係等）に基づいてタイヤ空気圧を
求め、表示器６０に表示する。

【００２９】上記構成のタイヤ空気圧モニタ装置１０に
よれば、第１磁石部１５と第２磁石部１６をホィール１
１の回転中心Ｃを境にほぼ 180°点対称位置に設けて
も、第１磁石部１５による起電力の波形と第２磁石部１
６による起電力の波形とを区別できる。このため、第１
磁石部１５と第２磁石部１６をホィール１１のダイナミ
ックバランスをくずさないような位置に設けることが可
能となる。

【００３０】なお上記実施例では、第２磁石部１６によ
って発生する起電力が常に第１磁石部１５によって発生
する起電力を上回るようにしたが、これとは逆に、第２
磁石部１６による起電力がトランスデューサ３０の作動
ストローク範囲内で常に第１磁石部１５による起電力を
下回るように、磁石部１５，１６から電磁コイル４１ま
での距離や磁石部１５，１６の磁界の強さを設定するこ
とにより、第１磁石部１５による起電力と第２磁石部１
６による起電力とを区別できるようにしてもよい。

【００３１】また、上記実施例では磁気感知体の例とし
て電磁コイル４１について説明したが、本発明を実施す
るに当っては、例えばホール素子等のように、要するに
磁石部１５，１６に応じた出力を生じる磁気感知体であ
れば電磁コイル４１の代りに用いることができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、第１磁石部と第２磁石
部をホィールのダイナミックバランスをくずさないよう
に配置することが可能となり、バランスウエイトの使用
を廃止または軽減することができ、低コスト化とホィー
ルの軽量化および信頼性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤ空気圧モニタ装
置の車輪部の断面と電気回路部のブロックを示す図。

【図２】図１のタイヤ空気圧モニタ装置に使われる車輪
部の背面図。

【図３】図１のタイヤ空気圧モニタ装置に使われるトラ
ンスデューサの断面図。

【図４】図３に示されたトランスデューサにおいてタイ
ヤ空気圧が適正な状態を示す断面図。

【図５】図３に示されたトランスデューサにおいて空気
圧過剰の状態を示す断面図。

【図６】図１に示されたタイヤ空気圧モニタ装置の起電
力の電圧波形を示す図。

【図７】図１に示されたタイヤ空気圧モニタ装置のコン
トローラによる処理内容を示すフローチャート。

【図８】従来のタイヤ空気圧モニタ装置の一部を示す断
面図。

【図９】図８に示された従来装置に使われる車輪部の背
面図。

【図１０】図８に示された従来装置の起電力の電圧波形
を示す図。

【符号の説明】

１０…タイヤ空気圧モニタ装置、１１…ホィール、１２
…タイヤ、１３…ホィール側の部材、１５…第１磁石
部、１６…第２磁石部、２０…磁石、３０…トランスデ
ューサ、３４…磁石、４０…車体側の部材、４１…磁気
感知体、５０…電気回路部、５３…コントローラ、６０
…表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤと一体に回転するホィール側の部材
   に固定される磁石を備えた第１磁石部と、 車体側の部材に設けられかつ上記第１磁石部の回転軌跡
   とほぼ同一円周上に位置していて第１磁石部が通過する
   際に第１磁石部との間の最短距離に応じた大きさの出力
   を生じる磁気感知体と、 上記第１磁石部に対しホィールの回転中心を境として反
   対側の同一円周上に設けられかつタイヤ空気圧に応じて
   ホィールの軸線方向に位置が変化する磁石を有するとと
   もに上記磁気感知体の近傍を通過する際に上記第１磁石
   部では有り得ない大きさの出力を上記磁気感知体に生じ
   させる第２磁石部と、 予め求めておいた上記第１磁石部および第２磁石部によ
   る出力差とタイヤ空気圧との既知の関係を記憶する手段
   と、 上記磁気感知体によって検出される出力を出力の大きさ
   に応じて第１磁石部によるものであるか第２磁石部によ
   るものであるかを判断するとともに、これら２種類の磁
   石部による出力差に基づいて上記既知の関係から実際の
   タイヤ空気圧を求める電気回路部と、 上記電気回路部によって求められたタイヤ空気圧に関す
   る情報を表示する表示手段と、 を具備したことを特徴とするタイヤ空気圧モニタ装置。