JPH07329524A - タイヤ空気圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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】 タイヤ空気圧検出装置Ａを、タイヤの空気圧
の変化を感知するためのセンサ部１１と、車体側に固定
したホール素子５と、ホール素子５からの検出値を監視
する監視回路とから構成した。そして、センサ部１１
を、空気室６の内圧に応じて伸縮変形するダイヤフラム
１３と、プレート１４とパイプ１２の先端部１２ａとの
間に介装したコイルスプリング１５と、コイルスプリン
グ１５の内方に位置するようセンサ部１１に取り付けた
磁石１６とを備えてなる構成とした。

Description

【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に、
タイヤ側にタイヤ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。

【０００４】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、以下に示すようなものがある。図４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は、ホイール２とタイヤ
３とに囲まれて形成される空気室６内に連通したパイプ
７内に、タイヤ３の内圧がかかるゴム製のダイヤフラム
８と、ダイヤフラム８に取り付けられてパイプ７の軸線
方向に進退自在な磁石９と、この磁石９を空気室６に接
近する方向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１では、タイヤ３の空気圧に応じてダイヤフラム８
がセンサ部４の軸線方向に伸縮変形し、これに伴って磁
石９が前記軸線方向に移動することによって磁石９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９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の空気
圧が異常であると判別するようになっている。

【０００５】

【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、ホール素子５で磁石
９との距離の変化を検出することによってタイヤ３の空
気圧を検出する構成のタイヤ空気圧検出装置１では、そ
の検出精度を高めるためにはセンサ部４とホール素子５
とを高い精度で組み付ける必要がある。このため、組み
付けに余分な手間がかかり、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ってしまう。ま
た、タイヤ３の空気圧が正常な場合と異常な場合とで、
ホール素子５の検出値の差が小さいと判別が困難である
ため、検出精度を高めるにはその差が大きいほうが望ま
しい。このとき、ホール素子５での検出値は、磁石９と
最も接近した位置で最大となり、磁石９と離間するにし
たがって小さくなるようになっている。しかし、タイヤ
空気圧検出装置１では、タイヤ３の回転時に、ホール素
子５とセンサ部４との干渉を防ぐため、これらを一定以
上（例えば５ｍｍ）離間させて設置する必要がある。こ
のようにしてホール素子５とセンサ部４の磁石９とを離
間させると、磁石９のストローク，すなわちパイプ７の
長さを長くしなければホール素子５の検出値の最大値と
最小値との差を大きくすることができず、この結果、タ
イヤ空気圧検出装置１が大きくなってしまうという問題
がある。さらには、タイヤ３の空気圧に応じて磁石９が
センサ部４内で応答性よく移動するには、磁石９とセン
サ部４のパイプ７の内壁面との間にクリアランスが必要
である。しかし、タイヤ３の回転時に発生する振動や遠
心力によって磁石９がセンサ部４の内壁面に接触してそ
の動きが妨げられてしまい、この結果、正確にタイヤ３
の空気圧を検出することができなくなってしまうという
問題がある。

【０００６】以上のような理由から、現実的には、高い
精度を有するタイヤ空気圧検出装置１を低コストで提供
するのは困難なものとなっていた。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。

【０００７】

【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
一体に設けられた筒状のセンサ部内には、タイヤの空気
圧に応じて伸縮変形するダイヤフラムと、該ダイヤフラ
ムの先端部と前記センサ部の先端部との間に介装され
た、磁性体からなるコイルスプリングと、該コイルスプ
リングの内方に位置するよう前記センサ部に固定された
磁石とが備えられ、該センサ部の近傍には、前記磁石の
磁気を検知する検出部が前記車体と一体に設けられた構
成とされていることを特徴としている。

【０００８】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、前記センサ部が、前記タ
イヤの回転軸と平行な方向に延在するよう設けられ、前
記ダイヤフラムが前記方向に伸縮する構成とされている
ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、タイヤの空気圧が予
め設定した適正範囲内であるときには、ダイヤフラムが
伸長してコイルスプリングが圧縮された状態となる。す
ると、磁石が例えば鉄，ステンレス等の磁性体からなる
コイルスプリングに囲まれてシールドされ、検出部にお
いて磁石の磁気を検出することができなくなる。そし
て、タイヤの空気圧が適正範囲以下になると、ダイヤフ
ラムが収縮してコイルスプリングが伸長する。すると、
コイルスプリングの間隔が開いてここを磁石の磁気が通
過し、検出部において検出する磁界強度が上昇すること
になる。このようにして、タイヤの空気圧が適正範囲内
であるかどうかを検出することが可能となる。

【００１０】請求項２記載の発明では、センサ部内でダ
イヤフラムがタイヤの回転軸と平行な方向に伸縮する構
成とした。これにより、ダイヤフラムが伸縮するとき
に、タイヤの回転時に発生する遠心力によって受ける影
響を少なくすることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す一実施例を参照し
て説明する。図１ないし図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４と共通す
る部分については、同一符号を付してある。図１および
図２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）の空気圧の変化を
感知するためのセンサ部１１と、このセンサ部１１で感
知した変化を検出するため、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。

【００１２】センサ部１１は、ホイール２のリム部２ａ
の内周面に沿って設けられたパイプ１２内に、空気室６
の内外を仕切る例えばゴム製のダイヤフラム１３と、ダ
イヤフラム１３の先端部に一体に取り付けられた例えば
樹脂性のプレート１４と、プレート１４とパイプ１２の
先端部１２ａとの間に介装されたコイルスプリング１５
と、パイプ１２の先端部１２ａに取り付けられた磁石１
６とが配設された構成とされている。

【００１３】パイプ１２は、磁気を通す、例えば黄銅な
どの非磁性体からなる略Ｌ字状の筒体で、先端部１２ａ
側がタイヤ（図示なし）の回転軸と平行になるよう設け
られている。パイプ１２の基端部１２ｂは、ホイール２
とタイヤ（図示なし）とに囲まれて形成される空気室６
内に連通するよう、リム部２ａに取り付けられている。
また、パイプ１２の先端部１２ａにはストッパ１７が設
けられており、このストッパ１７にはパイプ１２の内外
を連通する連通孔１７ａが形成されている。ダイヤフラ
ム１３は、例えばゴム製の蛇腹状とされ、空気室６の内
外を仕切るとともに空気室６内の圧力変化に応じてパイ
プ１２内で伸縮自在な構成とされている。前記コイルス
プリング１５は、例えば鉄，ステンレス等の強磁性体か
らなる円筒状のコイルばねで、プレート１４とストッパ
１７との間に圧縮状態で介装されている。そして、タイ
ヤ３の空気圧が予め設定された適正範囲内であるときに
は、ホール素子５の出力電圧が０（ゼロ）ボルトとなる
よう設定されている。そして、図２に示すように、タイ
ヤ３の空気圧が前記適正範囲以下となったときには、コ
イルスプリング１５が伸長して前記間隔ｃが大きくなる
ようになっている。前記磁石１６は、コイルスプリング
１５の内側に位置するとともにそのＮ極とＳ極とを結ぶ
線をホイール２の径方向に一致させて、ストッパ１７に
一体に固定されている。

【００１４】また、前記ホール素子５は、磁石１６の磁
気（磁界強度）を検出し、これを電圧に変換して図示し
ない監視回路に出力するものである。

【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）の空気圧が前記適正
範囲内であるときには、磁石１６が、磁性体からなるコ
イルスプリング１５に囲まれてシールドされ、ホール素
子５でこの磁石１６の磁気を検出することができない。
したがって、監視回路（図示なし）で監視しているホー
ル素子５からの出力電圧は、図３に示すように、０ボル
トとなる。

【００１６】そして、図２に示したように、パンク等、
何らかの原因により、タイヤ（図示なし）の空気圧が前
記適正範囲以下に低下すると、この圧力低下に応じて、
ダイヤフラム１３がコイルスプリング１５に付勢されて
空気室６に接近する方向に変形する。すると、プレート
１４がこれと一体に移動し、コイルスプリング１５が伸
長する。このとき、ストッパ１７には連通孔１７ａが形
成されているので、プレート１４とストッパ１７との間
の圧力が低下することなく、プレート１４がスムーズに
移動する。このようにしてコイルスプリング１５が伸長
して、間隔ｃが大きくなると、磁石１６の磁気がコイル
スプリング１５を通過するようになるので、ホール素子
５で検出している磁石１６の磁界強度が上昇する。する
と、図３に示したように、監視回路（図示なし）におい
て監視しているホール素子５からの出力電圧が上昇す
る。このようにしてホール素子５で磁石１６の磁気を検
出したときには、前記監視回路（図示なし）でタイヤ
（図示なし）の空気圧が適正範囲以下に低下したと判別
して、例えば車体の運転席に設けられたインジケータラ
ンプを点灯させたり、アラームを鳴らす等して、圧力低
下を表示するようになっている。

【００１７】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）の空気圧が適正範囲内で
あるときには、磁石１６が磁性体からなる圧縮状態のコ
イルスプリング１５に囲まれてシールドされ、ホール素
子５でその磁気を検出することができないようになって
いる。そして、タイヤ（図示なし）の空気圧が適正範囲
以下になるとダイヤフラム１３が収縮してコイルスプリ
ング１５が伸長して間隔ｃが大きくなり、磁石１６の磁
気がコイルスプリング１５を通過して、ホール素子５で
検出する磁界強度が上昇するようになっている。このよ
うにして、タイヤ（図示なし）の空気圧が適正範囲内で
あるときと、適正範囲以下になったときとでは、ホール
素子５において検出する磁石１６の磁界強度の差が大き
く、いわばＯＮ／ＯＦＦすることになる。したがって、
タイヤ（図示なし）の空気圧が適正範囲内であるかどう
かの判別が非常に容易になり、この結果、タイヤ空気圧
検出装置Ａを高い検出精度を有するものとすることがで
きる。また、ダイヤフラム１３には、従来のタイヤ空気
圧検出装置１（図４参照）のように、磁石９が取り付け
られておらず、単にコイルスプリング１５の端部を受け
るためのプレート１３が取り付けられただけの構成とな
っている。このプレート１４は例えば樹脂性で磁石等に
比較して軽量であるため、タイヤ（図示なし）の回転に
よる遠心力や振動の影響を受けにくい。しかも、センサ
部１１内で、ダイヤフラム１３がタイヤ（図示なし）の
回転軸と平行な方向に伸縮するようになっているので、
この点からも遠心力の影響を受けにくくなっている。こ
のようにして、ダイヤフラム１３が、遠心力や振動によ
って妨げられることなく変形して圧力伝達性，応答性に
優れたものとなり、この点からもタイヤ空気圧検出装置
Ａを高い検出精度を有するものとすることができる。

【００１８】このようにして、タイヤ空気圧検出装置Ａ
が、空気圧が適正範囲内であるときとそれ以下であると
きとで出力電圧の変化量が大きく、しかも振動や遠心力
の影響を受けにくい、高い検出精度を有するものとなっ
ている。したがって、センサ部１１とホール素子５等を
組み付けるに際して特に高い組み付け精度が要求される
ことがなく、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ホイール２を車体に組み付
ければ十分な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。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。

【００１９】なお、上記実施例において、磁石１６の向
きについては、タイヤ（図示なし）の空気圧が適正範囲
以下となったときに、ホール素子５でその磁気が検出で
きるのであれば、上記以外であってもよい。さらに、ダ
イヤフラム１３，プレート１４の形状，材質等について
も、タイヤ内の圧力変化に応答性よく変形・移動するの
であれば、いかなる構成としてもよい。

【００２０】

【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、タイヤの空気圧が適正範
囲内であるときには、磁石が磁性体からなるコイルスプ
リングにシールドされて検出部で検出する磁界強度がほ
とんど０（ゼロ）となる。そして、タイヤの空気圧が適
正範囲以下になると、コイルスプリングが伸長して検出
部で検出する磁石の磁界強度が上昇するようになってい
る。このように、タイヤの空気圧が適正範囲内であると
きと、適正範囲以下であるときとでは、検出部において
検出する磁界強度が大きく変化して、いわばＯＮ／ＯＦ
Ｆすることになるので、判別が非常に容易になり、タイ
ヤ空気圧検出装置を高い検出精度を有するものとするこ
とができる。しかも、ダイヤフラムと磁石とを別体とし
たので、磁石の重量や遠心力，振動等によってダイヤフ
ラムの変形が妨げられることがなく、ダイヤフラムが応
答性よく変形し、これによっても検出精度を高めること
が可能となる。したがって、このようなタイヤ空気圧検
出装置には特に高い組み付け精度が要求されることな
く、タイヤ空気圧検出装置を備えない通常の場合と同等
の組み付け精度でも十分な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。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。

【００２１】請求項２に係るタイヤ空気圧検出装置によ
れば、センサ部を、タイヤの回転軸と平行な方向に延在
するよう設ける構成とした。これにより、ダイヤフラム
が伸縮するときに、タイヤの回転時に発生する遠心力に
よって受ける影響を少なくすることができる。したがっ
て、これによっても検出精度を高めることが可能とな
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を
示す図であって、タイヤの空気圧が適正範囲内である状
態を示す正断面図である。

【図２】 同タイヤ空気圧検出装置を示す図であって、
タイヤの空気圧が適正範囲以下となった状態を示す正断
面図である。

【図３】 タイヤ内の圧力と検出部で検出した出力電圧
との関係を示す図である。

【図４】 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。

【符号の説明】

５…ホール素子（検出部）、１１…センサ部、１３…ダ
イヤフラム、１５…コイルスプリング、１６…磁石、Ａ
…タイヤ空気圧検出装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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筒状のセンサ部（１１）内
   には、タイヤの空気圧に応じて伸縮変形するダイヤフラ
   ム（１３）と、該ダイヤフラム（１３）の先端部と前記
   センサ部（１１）の先端部との間に介装された、磁性体
   からなるコイルスプリング（１５）と、該コイルスプリ
   ング（１５）の内方に位置するよう前記センサ部（１
   １）に固定された磁石（１６）とが備えられ、 該センサ部（１１）の近傍には、前記磁石（１６）の磁
   気を検知する検出部（５）が前記車体と一体に設けられ
   た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）。
2. 【請求項２】 請求項１記載のタイヤ空気圧検出装置に
   おいて、前記センサ部（１１）が、前記タイヤの回転軸
   と平行な方向に延在するよう設けられ、前記ダイヤフラ
   ム（１３）が前記方向に伸縮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）。