JPS595853B2 - 空気圧検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気入りタイヤなど空気封じ込め回転体の空気
圧を検出し得るコンパクト化が可能な空気圧検出器に関
する。

空気入りタイヤはその空気圧が所定の圧力域に保持され
ていなければ種々の障害をもたらすものであり、空気圧
が設定値以下であると車輌の操縦性、安定性を著しく阻
害するし、極端に低下するとハンドルがとられて危険が
増大し、かつ、タイヤ自体の寿命が短縮化することは周
知である。

そこで空気入りタイヤが回転中でかっても内部空気圧を
的確に検出し得る検出器が必要であるが、従来のこの種
圧力検出器としては、ダイアフラムまたはＯリングを介
在させたスライド面部を有し、かつ、それ等が圧力に対
応して移動するストロークを、給気用バルブの軸方向の
動きに換えるスライド軸と、タイヤ設定内圧に釣合わせ
るばねとを備えてなる構造のものが多く見受けられる。

そしてスライド軸の先端を電気接点として直接利用する
か若しくは電気接点に関連させているので、スライド部
の精度およびばね精度が微妙な影響を与えることとなり
、精密な機械加工を必要とするし、また部品の数が多く
て必然的に高価格、高重量を来して汎用化を進める上で
の障害となっていた。

こ＼で高重量が問題になるのは、従来のこの種圧力スイ
ッチが給気用バルブに装着した場合に、高速回転時に受
ける遠心力の作用によって外方に押しつけられてバルブ
基部からの空気洩れを来す危険性があるし、また、遠心
力によってダイアフラムおよびスライド軸に遠心力が働
くので設定圧調整のための別の釣合いばねを要するなど
構造上の欠陥をもたらし、さらにその異常内圧の設定中
を拡大する等の特別の配慮が必要となって益々重量増に
結びつく問題点があった。

このような回転体に装着させる圧力スイッチとしては、
受圧部分のシール機能が完全であること、加えて確実な
オン・オフ動作と高導電性とが保証されるものであるこ
とが必要な条件として挙げられることは当然であり、そ
のために内圧に対するシール特性と電気絶縁性とを確実
に得られるものでなければならなくて、前述せる如き複
雑な機構で、かつ精度の高い部品を多く必要とする欠点
があった。

本発明はかＸる事実に着目して、簡単な構造のものを得
ることができながら、しかも空気圧に対するシール特性
が高く、かつ、電気的特性にもすぐれた空気封じ込め回
転体用空気圧検出器を提供しようとして成されたもので
あり、特に空気圧検知要素として用いたダイアフラム板
に電気接点を内股せしめて、ダイアフラム板の微小な変
位を直接電気接点の開閉作動に利用させてなる構成を特
徴とする。

か５る特徴を備えた本発明の具体的態様につき添付図面
に示す例を参照しつつ以下詳細に説明する。

第１図は本発明に係る空気圧検出器を空気封じ込め回転
体例えば自動車用空気入りタイヤに装着した状態を断面
示したものであって、該検出器の外形は空気入りタイヤ
の内方周面適当位置に突出させた空気用バルブ１に気密
的に螺着することが可能なキャップ状を成している。

このキャップ筒体３は硬質合成樹脂を素材として異形ニ
ップル状に形成させており、その内方に弁押し体４と、
ダイアフラム板５とを給気用バルブ１の接続側から順に
配設させて弁押し体４はキャップ筒体３の段部に嵌合さ
せた円板状の基部６の中心から押し棒７を立設したスタ
ッド形に形成させて押し棒７をキャップ筒体３の筒袖中
心に合致せしめており、該筒体３を給気用バルブ１に螺
着した場合に該バルブ１の弁２を押し込んで開弁させる
ようになっている。

前記基部６には数個の通孔７，７を穿設していて、弁２
の開放によって押し棒７周囲空間に流出してくる圧力空
気をこの通孔７，７から背部空室に流通させるようにし
ている。

一方、前記ダイアフラム板５は弁押し体４の面後方にお
いてキャップ筒体３の大径部を塞がせる如く横設させて
おり、このダイアフラム板５と幇記弁押し体４の基部６
との間に前述せる背部空環を形成させている。

このダイアフラム板６は円板状を成していて、その周縁
が前記基部６の周縁鍔部分と、キャップ筒体３に螺合さ
せた蓋１１の輪形端面とによって挟持固定されており、
前記背部空室を気密に仕上って、該空室内に流入してく
る圧力空気を板面Ｙ受圧することができる。

なお、蓋１１とダイアフラムと蓋１１の輪形端面によっ
て画成される前記背部空室と反対側の室は図示しない空
気孔により大気と連通している。

しかして上記ダイアフラム板５は電気絶縁性および適当
な弾性率を保有する素材例えば合成ゴムから形成されて
いて、空気入りタイヤの設定空気圧を受圧したときには
第１図々示の如く受圧面に直交する方向に撓み、一方、
設定空気圧よりも低い圧力を受圧したときには二点鎖線
位置に復元し得るようになっているが、その板体内には
第２図口参照こ断面示するように、板厚を略等分する中
心層部に空洞部９を形成させ、一対の対向せる接点部１
０ａ、１０ｂよりなる電気接点１１を前記空洞部９に内
股せしめている。

前記空洞部９としては例えば細径の管状中空部を形成さ
せれば良く、この空洞部９内にポリフッ化エチレン等の
弗素樹脂よりなる細径チューブ１６をダイアフラム板５
と接点部１０ａ、１０ｂとの摩擦を減じて互いに抱束関
係を生じないように収納させ、該チューブ内に線状若し
くは細帯状の接点部Ｉ Ｑａ 、 １０ｂを包入してさ
らに両接点部１０ａ、１０ｂの両側固定部をダイアフラ
ム板周縁部に一体化させ、かつ中央側可動部を接離可能
に突き合わせている。

なお、両電気接点部１Ｑａ、１０ｂに接続させた導電棒
１２．１２はダイアフラムの周縁部で該板体内を貫通し
て側縁に引き出させており、ダイアフラム５の取付は時
に挟着固定するか若しくはダイアフラム５の板材に接着
させて固定させている。

前記電気接点１０は第２図に示すように、ダイアフラム
５が低空気圧を受圧して平坦な復元状態に存する場合（
第２図口参照）には、両接点１０ａ１１０ｂの可動部が
接触して導電状態となっており、一方、設定圧以上の圧
力が加えられて変位δだけ撓んだ状態に存する場合（第
２図口参照）には、ダイアフラム５と接点１０の弾性率
の違いから前記可動部が僅かに離間して電気的接触を解
くように作動せしめられる。

その際ダイアフラム５の変位に応じて電気接点１０を確
実にオン・オフ動作せしめるようにするために、第３図
イ２０に示す例の如く、一方の接点１０ｂの先端を二叉
状に形成させて対向する接点１０ａの先端を受は入れ易
いようにさせたり、また、第４図イ、岨こ示す例の如く
、両接点１０ａ。

１０ｂをスプリング帯鋼で形成させてパックリングを有
する接点となすことによりダイアフラム５の変位が生じ
た場合に接点１０ｂはスナップアクションを呈し動作死
点をなくして素早くオンオフ切換えが行われるようにさ
せることは夫々好適な構造である。

さらに第５図イ２０、ハに示す例の如く、比較的厚手の
ゴム材で形成させたダイアフラム５の場合には、電気接
点１０の両接点１０ａ、１０ｂを突き合わせる位置に切
欠き５ａを切設して、平坦状態ハか逆反りの状態イとな
るようにしてダイアフラム５をキャップ筒体３内に装着
させればタイヤ内圧が設定値以上では口図の状態となっ
て切欠き５ａ部が延ばされて開くことから両接点１０ａ
１０ｂの離間が確実となり、逆に設定値以下の内圧であ
ればハ図の状態あるいはイ図の状態に復元して同様に確
実な電気的接触が成されるので、スイッチング特性に極
めてすぐれており、これもまた好適な構造である。

なお、ダイアフラム５は所期の目的を達成させる見地か
ら、ゴム硬度としてはＪＩＳショア硬度で４５〜８０度
のもので電気絶縁性及び耐セット性の良好なゴムが好ま
しくは、一方ダイアフラム５の形状からはδ／ｄ（第２
図参照）が０．３以下（ダイアフラム断面形状が円弧と
して１０％伸びに相当）のものが好ましい。

斜上の構成になる空気圧検知器は給気用バルブ１に被冠
させているゴムキャップを脱した後、キャップ筒体３の
先端ネジ部を利用して給気用バルブ１に螺着させると、
弁押し体４が弁２を開放させるので、空気入りタイヤ内
の圧力空気は弁押し体４の周囲空間、通孔７を経てダイ
アフラム５の板面に接し、かくして、該空気の圧力が設
定値以上であると、ダイアフラム５は第１図々示の如く
受圧面に対し直角方向に撓むので電気接点１０は開放状
態となる。

一方タイヤ内圧が設定値以下であると、ダイアフラム５
は初期の復元状態になるために、逆に電気接点１６は閉
成する。

このように内圧変化をダイアフラム５が直接弾性による
物理的変位として検出し、さらにダイアフラム５と一体
化されている電気接点１０がオン・オフ動作するので、
圧力の変化を電気信号の変化として確実かつ容易に取り
出すことができるのは言う迄もない。

しかもこの検出器は可動部分であるダイアフラム５と電
気接点１０とが小形、軽量に形成できるために、回転に
伴う遠心作用が働いても、遠心力は極めて小さく、従っ
て初期の設計値に対して動作点が偏位する如き不都合は
解消される。

上記検出器を用いて空気圧の変動を報知させる異常内圧
報知装置の例を第１図によって次に説明すれば、前記キ
ャップ筒体３に螺合させる蓋１１を内部空室を有する筒
状に形成して、さらに外蓋１３を螺合可能な２重蓋構造
となして、前記内部空室に盤状の水銀電池１４とブザー
等警報器１５を段積させて収納したコンパクトな構造を
成したものであり、第６図々示の如くそれ等を電気的に
接続することによって、空気入りタイヤ等の回転体側に
おいてのみ装備することが可能であり、車体等の非回転
系に設けた機器との接続は一切不要で簡単な構造に形成
し得るし、しかも給気用バルブ１に対しキャップの替り
として組み込むことができるのでコンパクトかつ軽量な
報知装置を提供し得る。

なお、前記空気圧検出器を用いた内圧報知装置は第７図
に示すように、電源１４および警報器１５を空気入りタ
イヤの場合ホイールキャップの回転中心部に別体で装備
させて、電気接点１０と配線で連絡するようにしても勿
論差支えなく、上述例と同様な特徴を発揮し得ることは
言う迄もない。

次に第８図および第９図は本発明検出器のうちで第７図
の電気結線方式で使用する形態の各側を示したものであ
るが、第８図々示の検出器は、蓋１１の内壁とダイアフ
ラム５との間に作動設定圧調整用シム１８と皿ばね１７
とを介装させている。

前記シム１８は例えば車種別によって設定圧が異るよう
な場合でも同構造のダイアフラム５を使用゛した検出器
の共用が可能であり、また製作誤差の補償も兼ね得るも
のであり、一方、皿ばね１７は警報を発する時点での設
定空気圧でもダイアフラム５は変位しているものである
から、作動設定圧の調整のための補完的役割を果させて
いる。

また、第９図々示のものは前記皿ばね１７に替えて、こ
れと同機能を発揮し得る突部１７′をダイアフラム５面
に一体的に突出させた構造である点が第８図々示例のも
のと異っており、この突部１７′は輪状突起或いは複数
個の突起を分散して突出した構造など種々の形状のもの
が製作可能である。

なお、第８図および第９図において１９は六角レンチ係
入用六角孔を示している。

本発明検出器は上述せるように電気絶縁性の弾性材から
なるダイアフラム５に電気接点１０を埋設した構成を基
本と成して、空気封じ込め回転体に設けた給気用バルブ
１に気密螺着させる如く成したから、構造は極めてコン
パクトであるし、小形軽量に形成し得る。

しかも螺合操作によって給気用バルブ１の弁を押し開か
せてダイアフラム５に加圧させ得る構造であるため、取
扱いは至極簡単であるし、気密保持用キャップとしても
兼用することが可能である。

特に本発明は弾性率が２０〜６０ｋｇ／ｉのダイアフラ
ム５と、同じ＜： ０．１４〜３．５ Ｘ １０６にシ
舗の電気接点１０とを一体化させてなり、弾性率が極端
に相違する部材の間に直接物理的変位の伝達を行わせる
構造としたことによって、ダイアフラム５の僅かな軸方
向変位を電気接点１０に対して確実な開閉作動として伝
達させることが可能となり、簡易な構造であるにも抱ら
ず電気的検出特性の良好なものを提供し得るし、ダイア
フラム５が電気絶縁体としての役割を果すので機器信頼
性が向上する利点がある。

さらに圧力検出要素としてのダイアフラム５および電気
接点１０は軽量小形に形成し得るので回転に起因して受
ける遠心力作用は極めて小さいことから、回転数変化に
よる作動特性の変動は殆んど生ぜず、所期設定値に対し
誤差の少ない検出器を容易に得ることが可能となり、前
掲の如き検出器としての必要条件を全て満足し得るすぐ
れた空気圧検出器であって、実用的にすぐれた効果を奏
する発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明検出器の１実施例に係る内圧報知装置の
略示断面図、第２図イ、酬マ本発明検出器例に係る圧力
検知部を異なる２種の作動態様を比較示した略示縦断面
図、第３図イ９０および第４図イ２０は同じく電気接点
の各構造例を異る２種の作動態様を比較示した略示機構
図、第５図イ。 口、ハは本発明検出器例に係る圧力検知部を異る３種の
作動態様を比較示した略示縦断面図であり、第６図およ
び第７図は第１図々示装置に係る各電気回路例を略示す
るブロック線図、第８図および第９図は本発明検出器の
各側に係る略示断面図である。 １・・・・・・給気用バルブ、２・・・・・・該バルブ
の弁、３・・・・・・キャップ・歯体、４・・・・・・
弁押し体、５・・・・・・ダイアフラム、１０・・・・
・・電気接点、１０ａ、１０ｂ・・・・・・電気接点１
０の各接点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気入り回転ダイヤ等空気封じ込め回転体に設けた
   給気用バルブ１に気密螺着させるキャップ筒体３の内方
   に、給気用バルブ１への螺着によって該バルブ１の弁２
   を開放し得る弁押し体４と、該弁押し体４周囲の空間部
   圧力を受圧し、所定圧力値に対する高低差によって受圧
   方向に変位を生せしめる如く横設した電気絶縁性の弾性
   材からなるダイアフラム５とを給気相バルブ１接続側か
   ら順に配設せしめると共に、前記ダイアフラム５の板体
   内に一対の接点部１０ａ、１０ｂから形成させた電気接
   点１０を埋設させて、該両接点部１０ａ１０ｂをダイア
   フラム５の周縁部で夫々固定させ、かつダイアフラム５
   の中心部で突合わせることによりダイアフラム５の変位
   に対応して前記電気接点１０を開閉可能となしたことを
   特徴とする空気圧検出器。