JPS632709A - タイヤ圧力モニタ−を有する車輪 - 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】 ３、発明の詳細な説明〕 （産業上の利用分野） 本発明は車輛の車輪の外部にタイヤ圧の視覚表示をなす
ようにした電子装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 自動車の性能に益々重点が注がれ且つ自動車の使用者は
タイヤ寿命を延ばすことを希望するに伴い、タイヤの空
気圧を定期的にモニターすべきことが認識されてきた。

自動車の各タイヤ内の空気圧をしばしばモニターして最
適の圧力をタイヤ内に保持することは、車輛の燃料性能
をいちじるしく改善し且つ自動車の走行中の安全性を増
進し且つタイヤの寿命をのばすことになる。

通常は、タイヤの内部に空気を供給している普通のバル
ブステムに外部ゲージやその他の装置を取付けて圧力を
測定してきた。この目的の機械的ゲージは製作上その性
能に大きな差が存在し且つその標準寿命中に機械的な品
質低下と損傷を受ける。手持ちゲージは一般に割合小型
であり、紛失し易く又は置き場所を誤り、使用者が必要
とする時にしばしば入手できなくなる。

これまで圧力を感知する車輪付属具が提案されてきたが
、タイヤを取付けている車輪が回転するので技術的な要
求をみたすことが困難でめった。

このようなモニターすなわち監視器は圧力が設定値以上
であるか以下であるかを車輛の使用者に表示する信号を
中継するリミットセンサー又はリミットインジケーター
に使用が限定されている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は車輪それ自体から分離した外部装置を使用せず
にタイヤの圧力を目で正確に視ながら監視したいと言う
希望から発生した。車輪はその外表面にタイヤ圧力を目
に見える情報として表示できる一体式圧力センサーとそ
れに協働する電子回路を備えている。本発明の好適な実
施例において、この情報はその瞬間のタイヤ圧力を表示
する数値読出しすなわちニューメリカルリードアウトの
形態で提示される。

（実施例） タイヤを取付けている車輪の外側でタイヤの圧力を目で
視ることができる本発明の好適な実施例を図面に示して
いる。本明細書に使用している”車輪”とは車輛に使用
するためふくらまされたタイヤを取付けるいかなる円筒
状構造物をも含むものと広く解釈している。第１図と第
２図は特にふくらまされたタイヤ１５を支持するように
なった外周面１１を有する環状リム１０を包含する様式
化した車輪を示している。第２図によれば、タイヤ１５
の側壁に沿った通常のビードがリム１０の外周面１１と
普通の方法で嵌合している。タイヤ１５はチューブレス
タイヤであり、該タイヤの内部はリムの外周面１１の非
接触部分に露出されている。タイヤ１５は通常のバルブ
ステム１６を有し、このステム１６を通じてタイヤをふ
くらませるために空気が流入する。

車輪はリム１０を支持するためこれに結合しているディ
スク１２によって完成される。ディスク１２は該ディス
ク及びリム１０と同心の円形孔の中心にある車輪の軸線
を中心にして回転するように取付けられている。ディス
ク１２は車輪軸線から半径方向にリム１０に延在する外
側を向いた面１４を有する。

第１図に示すように、ディスク１２は現在自動車及びト
ラックに使用されている多くの６定型化された”車輪の
構造の例である複数本のＩシ・向きスポーク１３を備え
ている。本発明はしばしば”マグ（惧αｇ）”車輪と称
されている定型化した車輪、あるいはスポーク形状を含
むディスクを有する車輪を含む使用例に限定されないと
理解すべきである。実際問題として本明細書に使用する
ように“ディスク”と言う言葉は、スポークや孔やその
他の外表面の形状を含むか含まないかに関係なく、周囲
の車輪リムを支持するか又は該リムに取付けられている
任意の形状のディスクを含んでいる。

この言葉は更にディスク及び（又は）リムに分離自在に
取付けられているハブキャップと車輪カバー全体又は車
輪カバーの１部分を包含している。

概して本発明は車輪に外部から見ることができる視覚的
な表示装置を提供することを目的としており、この表示
装置がディスクの外表面、リム、車輪カバー、ハブキャ
ップあるいはその他の類似の車輪構造物のいづれの上で
見ることができるかは特に重要でない。

本実施例は基本的にリム１０上に支持されながらタイヤ
１５の中の空気圧力をモニターするための空気圧力セン
サ−２２と、ディスク１２の外向き面１４上に設けた表
示装置すなわちデイスプレィ２０とを有している。モニ
ターされる空気圧力を選択的に目で見えるように表示す
るため前記表示装置２０が空気圧力センサ−２２に作動
的に連結されている。

第４図に示すように、表示装置２０はなるべくタイヤの
圧力を数字表示（デジタル表示）又は数値表示方式であ
る。前記表示装置は適当数量の普通の７個セグメント液
晶表示装置（ＬＣＯ）エレメント、または任意の類似電
子情報表示装置を、数値式であろうと無かろうと、包含
することができる。ディスク１２の１本のスポーク１３
の中に設けられている表示装置２０はそれ自身の表面に
塵芥がなるべく蓄積しないよう防護用透明パネル又はカ
バー２１で覆われている。またカバー２１は車輛にとり
つけて使用しているとき外部からの損傷が表示装置に加
わらないよう物理的に防護する。

表示装置２０はディスク１２に設けた補足状へこみ４０
に嵌めた囲い部１７に配置されている。

囲い部１７の外形は本発明を理解する上に重要でないが
、第４図に点線の囲い部１７に示すように大体矩形であ
る。

囲い部１７の中にセンサー２２が配置されていて、該セ
ンサーはなるべく通常の感圧式トランスデユーサ−１１
例えば受ける空気圧によって変化する電気抵抗を有する
ピエゾ抵抗式トランスデユーサ−である。空気圧力に感
応してアナログシグナルを発生できるその他の普通の形
式の電子トランスデユーサ−をこの分野に使用できる。

第２図及び第３図に示すようにダクト１８が囲い部１７
の中の圧カドランスデューサーすなわち圧力変換器２２
に通じている。ダクト１８はリム１０に支持されている
タイヤ１５の内部と空気連通している密閉空気通路であ
る。これはなるべくリム１０とディスク１２の中に形成
されるが、リム１０を通じて囲い部１７の内部に通ずる
別個の管又はホースを含むことができる。図示の実施例
においてダクト１８はリム１０の外面とディスク１２に
形成したへこみ４０との間を通っている。

リム１０に支持したタイヤの内部と囲い部１７を嵌め込
むへこみ４０の間に空気連通ができるようになっている
。

囲い部１７はダクト１８と整合する位置に設けた孔４６
（第３図）である。したがって孔４６はダクト１８と空
気連通している。孔４６はタイヤ１５の内部と連結し且
つ少くとも圧カドランスデューサー２２を物理的に配置
している囲い部１７の内部と連結している。図面に示す
ように孔４６は囲い部１７の一方の壁に固定した突出状
の環状延長部４１によって囲まれ、該延長部４１は囲い
部１７とダクト１８の間に気密シールを形成するＯリン
グやその他適当なシール又はガスケット４２を支持して
いる。また囲い部１７は延長部４１の中上・に衝合体４
３を固定している。その目的はダクト１８の中に配置し
た通常のタイヤバルブコアー１９を作動させることであ
る。前記バルブコアー１９は空気がダクト１８を通らな
いようにするためスプリングによって弾力を加えられて
いる常時閉バルブである。囲い部１７をへこみ４０に嵌
め込んだときバルブコアー１９と衝合体４３との係合に
よって該バルブコアーを開口し且つリム１０とディスク
１２を連通させセンサー２２にタイヤ−内の圧力を監視
させるようになる。

囲い部１７は任意の適当な固定用構造物によりディスク
１２に固定できる。図示の実施例においてへこみ４０の
中にダクト１８に連結する側と反対の側に過大なスペー
スが存在する。この過大なスペースは止めねじ４５によ
ってディスク１２内に保持されているくさび状プレート
４４によってみたされている。囲い部１７のすべて又は
−部分に重なる分離可能のカバープレート又はディスク
１２の背面に囲い部１７を保持する取外し可能のブラケ
ットは囲い部１７をディスク１２にしつかやと保持する
ための二つの装置である。囲い部１７とディスク１２の
間の連結構造の詳細は本実施例を理解する上に重要でな
（・。

第５図はタイヤ圧力監視器の重要な電子部品を示す。そ
の部品の中に圧力センサー２２を含んでおり、そのアナ
ログアウトプットはアナログ・デジタル変換器回路２４
に作動的に連結されているアンブリファイヤー２３を送
られる信号である。

その結果束じる空気圧力に対応するデジタル信号は適当
な電子コントロール装置例えばマイクロプロセッサ−回
路（ＣＰＵ）　２５に向けられる。前記ＣＰＵ２５はド
ライバー回路２６の作動をコントロールし、該ドライバ
ー回路が次に視覚表示装置２０を作動し、この表示装置
が車輪の外部に空気圧力の数値表示を行う。色々の電子
回路の電力はＣＰＵ２５と連結用パワーブスすなわち動
力母線３４によって作動されるパワー制御回路２８を通
じて囲い部１７の中のバッテリー２７から得られる。上
述のすべての回路部品は普通品であり且つ前述の囲い部
１７の枠内に配置されている。

必要に応じ、温度センサー又はトランスデユーサ−３０
を囲い部１７の中に又はタイヤ１５かダクト１８の内部
に含めることができる。温度センサー３０は空気の温度
をモニターする。そのアウトプットはＣＰＵ２５の制御
によって作動される多重スイッチ３２によってアンブリ
ファイヤー３１かもアナログ・デジタル震換器２４に送
られる。このようにしてＣＰＵ２５は圧力センサー２２
と温度センサー３０と表示装置２０との間に作動的に接
続され且つ前記表示装置２０をプログラム化してモニタ
ーされた空気圧力をモニターされた空気温度の函数とし
て視覚表示することができる。圧力と温度との間の望ま
しい関係は広く知られており且つこれらの関係をこの装
置に使用することは当業者が容易に理解することである
。

モニター回路はまたＣＰＵ２５に作動的に接続された音
響信号装置３９を備えることができる。

若しモニターされたタイヤ圧力が設定値範囲以上か又は
以下の場合に音響信号装置３９が連続的に又は間欠的に
又は−回か又はそれ以上の予定時間に作動するようＣＰ
Ｕ２５をプログラム化しても良い。またモニターされた
圧力が特定のタイヤの設定最適値に達したとき前記装置
３９が作動するようにＣＰＵ２５をプログラム化するこ
とができ、このことは空気がバルブステム１６から供給
されるとき視覚的な表示装置２０を目で見る必要がなく
なるのでタイヤをふくらませている人を助けることにな
る。

視覚的な表示装置２０は車輪が静止している以外は視読
することができないので、成る場合には空気圧モニター
器と表示装置２０の作動を車輪の回転数の函数として制
御することが有益であるかも知れない。このことは車輪
軸線を中心にした車輪の回転を感知できる電子モーショ
ンセンサー３５、例えば電子・機械式加速度計を使用し
て行うことができる。前記モーションセンサー３５はパ
ワー制御回路２８とパワープス３４を通じてＣＰＵ２５
に接続さ−れている。このようにして前記ＣＰＵを圧力
センサー２２とモーションセンサー３５と表示装置２０
の間に作動的に接続して、車輪が回転している時は表示
装置２０を作動できないようにし、また車輪が回転を終
了したときに空気圧力を目で視ることができるように表
示装置２０を作動させる。この作動はＣＰＵ２５を適正
にプログラム化することによって容易に達成できる。バ
ッテリーの寿命を保存するため、ＣＰＵ２５を通じて得
られる電子制御をプログラム化して車輪が回転を終えて
のち予定の時間経過後に表示装置２０を作動不可能にす
ることができる。この時間間隔によって車の使用者が車
輛の停止後に各タイヤ内の空気圧力を目で視ることがで
きるようになる。別の環境下においては、車輪の回転が
終了してのち予定時間の間表示装置２０を定時的に作動
させるためのタイマーとして機能するように前記ＣＰＵ
２５をプログラム化しても良い。例えば表示装置２０を
５分ごとに１５秒間作動させる。こうすることによって
車輛の使用者は車輛が休止している任意のときにタイヤ
の空気圧力を検査できるようになる。

空気圧力の検査を容易にするための最後のアクセサリ−
として、前記装置は車輪の外部から接近できる手動スイ
ッチ３６を組み入れることができる。スイッチ３６は圧
力作動のブツシュスイッチ、又は使用者が触れると作動
する近接スイッチやその他の非可動スイッチである。こ
のスイッチを表示装置２０の上に載せるカバー２１の中
に入れても良い。とにかく、スイッチ３６は圧力センサ
ー２２と表示装置２０に作動的に接続され、監視空気圧
を目で視たいときに表示装置２０を選択的に作動させる
ようにする。表示装置２０の手作動もまた適正にプログ
ラム化したＣＰＵ２５の函数となり、この作動に必要な
プログラム情報は当業者の容易に分ることである。

車輛用車輪の回転特性の理由から、空気圧モニター器の
信頼性及び統合性にとって内蔵型であって外部機器への
導線やコネクターを持たない事が大切である。空気圧力
や空気温度を遠くから視読したいとき囲い部１７の中の
小型無線送信機３７並びにその中に在るアンテナ３８に
よってデジタル情報を伝えることができる。車輛の中の
コンピューターに関連して空気圧力モニター器を相互作
動さセたい場合は送信機のかわりにトランシーバ−を使
用する。ＣＰＵ２５は空気圧力及び（又は）空気温度を
定期的にモニターするようにプログラム化することがで
き、又は普通のトランシーバ−の作動を通じて入る質問
信号に応じて相互作用することができる。

前記バッテリー２７は囲い部１７の中で前述の環境下に
作動できる任意の適当な貯蔵バッテリーで良い。放電時
に交換しても良く、また車輪の回転中に再充電すること
もできる。これは近くの車幅エレメント上の固定電源に
対しインダクタンス結合することによって行われ、又は
バッテリー２７を道路上を転動して行くタイヤ１５の側
壁の正常な撓みに応じて電気エネルギーを発生するため
タイヤ１５の中に設けた発電機（図示せず）に接続して
も良い。また、これは空気圧モニター器そのものにとっ
て重要でない付属的特徴である。

本発明の構造上の特徴について多少特殊用語で説明した
。しかし、ここに示している装置及び構成は本発明を実
施する上の好適な実施例に関するものであるから、本発
明はここに図示説明した特徴に限定されないものと理解
すべきである。したがって特許請求の範囲内の修正変形
のいかなるものも本発明の等個物であると考える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を組入れたタイヤ及び車輪の正面図、第
２図は第１図の線２−２における車輪の拡大部分断面図
、第３図はダクトと囲いの拡大部分断面図、第４図は車
輪に取付けたタイヤ圧力のデジタル表示装置を示す拡大
部分正面図、第５図は車輪の中に組み入れた電子部品の
ブロック線図である。 １０・・・リム　　　　　　　１１・・・外周面１２・
・・ディスク　　　　１３・・・スポーク１５・・・タ
イヤ　　　　　１７・・・囲い部１８・・・ダクト　　
　　　　１９・・・コアー２０・・・表示装置　　　　
２１・・・カバー２２・・・センサー　　　　　２３・
・・アンブリファイヤー２４・・・アナログ・デジタル
変換器回路２６・・・ドライバー回路　２７・・・バッ
テリー２８・・・パワー制御回路　３０・・・温度セン
サー３１・・・アンブリファイヤー ３５・・・モーションセンサー ３７・・・無線送信機　　　３８・・・アンテナ４０・
・・へこみ （外５名）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）ふくらまされたタイヤを支持するための外周面を
   有する環状リムと、 前記リムを支持して車輪の中心軸線の周りで回転するよ
   う取付けられ、且つ、前記リムに向つて半径方向に延在
   する外向き面を有するディスクと、前記リムに支持され
   たタイヤ内の空気圧をモニターするための空気圧感知装
   置と、 前記ディスクの外向き面に配置され、且つ、モニターさ
   れた空気圧を選択的に視覚的に表示するため前記空気圧
   感知装置に連動する表示装置と、を有することを特徴と
   する、一体式のタイヤ圧力モニターを有する車輪。
2. （２）前記表示装置が空気圧を数値で読出すようにした
   デジタル表示装置である、特許請求の範囲第１項記載の
   車輪。
3. （３）前記車輪は、前記ディスクが複数本のスポークを
   有する定型化された外観を有し、前記表示装置が前記ス
   ポークのうちの１つに取付けられている、特許請求の範
   囲第１項記載の車輪。
4. （４）更に、前記車輪の軸線を中心にした車輪の回転運
   動を感知する運動感知装置と、 前記圧力感知装置と、前記運動感知装置と、前記表示装
   置とに連動可能に連結され、前記車輪の回転中は前記表
   示装置を作動不能とし、前記車輪の回転が止まると前記
   表示装置を作動させて空気圧の視覚表示を可能にする、
   電子制御装置と、を有する特許請求の範囲第１項記載の
   車輪。
5. （５）前記電子制御装置が、車輪の回転が終了したのち
   所定の時間だけ前記表示装置を作動不能にするタイマー
   装置を有する特許請求の範囲第４項記載の車輪。
6. （６）前記電子装置が、車輪の回転が終了したのち所定
   の時間だけ前記表示装置を定期的に作動させるタイマー
   装置を有する特許請求の範囲第４項記載の車輪。
7. （７）モニターされた空気圧の視覚的なチェックが必要
   なときに前記表示装置を選択的に作動させるため、前記
   圧力感知装置と前記表示装置とに連動するように連結さ
   れ、かつ、前記車輪に取り付けられた手動スイッチ装置
   を、更に有する、特許請求の範囲第１項記載の車輪。
8. （８）モニターされた空気圧の函数として音響信号を発
   生させるため前記空気圧感知装置に音響信号装置を作動
   的に接続させた特許請求の範囲第１項記載の車輪。
9. （９）ふくらまされたタイヤを支持するための外周面を
   有する環状リムと、 前記リムを支持して車輪の中心軸線の周りで回転するよ
   うに取付けられ、且つ、前記リムに向つて半径方向に延
   在する外向き面を有するディスクと、 前記ディスクに形成した補足状へこみの中に嵌合するよ
   うになつた囲い部と、 前記リムの外面と前記ディスクに形成したへこみとの間
   を連通し、且つ、前記リムに支持されたタイヤの内部と
   前記へこみとの間に空気を連通させるダクト装置と、 前記ダクト装置と空気連通状態になるように前記囲い部
   の中に形成された孔と、 前記囲い部の中に配置された空気圧感知装置と、前記囲
   い部の外部に設けられ、前記ディスクの外向き面上に視
   認可能で、且つ、モニターされた空気圧の視覚表示を選
   択的に提供するように前記空気圧感知装置に作動的に接
   続されている表示装置と、 を有する一体式のタイヤ圧力モニターを有する車輪。
10. （１０）前記表示装置が空気圧を数値で読出すようにし
    たデジタル表示装置である特許請求の範囲第９項記載の
    車輪。
11. （１１）前記車輪が、前記ディスクが複数本のスポーク
    を備えた定型化された外観を有し、前記へこみが１本の
    前記スポークに形成されて前記表示装置を該スポークの
    外向き面において視ることができる特許請求の範囲第９
    項記載の車輪。
12. （１２）前記囲い部が前記へこみの中に配置されていな
    い場合に前記ダクト装置を密封して空気が漏れないよう
    にするため、前記ダクト装置の中に設けた常閉弁装置と
    、 前記囲い部が前記へこみの中に配置されているとき前記
    バルブ装置を作動させるため前記囲い部に設けた装置と
    、 を更に有する特許請求の範囲第９項記載の車輪。
13. （１３）車輪の軸線を中心にした前記囲い部の回転運動
    を感知するように前記囲い部の中に配置された運動感知
    装置と、 車輪の軸線を中心にした前記囲い部の回転運動中に前記
    表示装置を作動不能にし、且つ、この運動が終了したと
    き前記表示装置によつて空気圧を視認することができる
    ようにするため、前記空気圧感知装置と運動感知装置と
    前記表示装置との間を作動的に接続する電子装置と、 を更に有する特許請求の範囲第９項記載の車輪。
14. （１４）前記電子装置が、車輪の回転終了後に所定の時
    間だけ前記表示装置を作動不能にするタイマー回路を有
    する、特許請求の範囲第１３項記載の車輪。
15. （１５）前記電子装置が、車輪の軸線を中心とした前記
    記囲い部の回転運動が終了したのち所定の時間だけ前記
    表示装置を定期的に作動させるタイマー回路を有する、
    特許請求の範囲第１３項記載の車輪。
16. （１６）前記囲い部の外側に手動スイッチ装置を備え、
    モニターされた空気圧を視認したいときに前記表示装置
    を選択的に作動させるため、前記圧力感知装置と表示装
    置に対し前記手動スイッチ装置が作動的に接続されてい
    る、特許請求の範囲第９項記載の車輪。
17. （１７）ふくらまされたタイヤを支持するようになつた
    外周面を有する環状リムと、該リムを支持して車輪の軸
    線を中心にして回転するように取付けられ、且つ、前記
    リムに向つて半径方向に延在する外向き面を有する半径
    方向のディスクと、を有する乗物用の車輪に使用するタ
    イヤ圧モニター装置において、 車輪のディスクに固定されるようになつた囲い部と、 前記囲い部の中に配置された空気圧感知装置と、タイヤ
    の内部に空気を連通させるように連結された前記囲い部
    上の装置と、 前記囲い部の外部に取付けられ且つモニターされた空気
    圧の視覚表示を選択的に提供するため、前記空気圧感知
    装置に作動的に接続されている表示装置と、 を有するタイヤ圧モニター装置。