(57)【要約】　　　（修正有）【課題】バイクや自動車のタイヤは空気圧計を使用すれば空気圧をチェックできるが、自転車のタイヤはバルブの構造から空気圧計でチェックする事が困難であり、タイヤを指で押すなど、感覚に頼る方法で空気圧を判断するのが現状であった。そこで簡単なタイヤ空気圧判定装置を提供する。【解決手段】タイヤの転がり方向接地長はタイヤ内の空気圧に反比例する事から、タイヤの転がり方向接地長を検出する為、丈夫な平面の台に上からの圧力でオンになるスイッチを直列に等間隔で直線状に取付け、スイッチが入ると一定時間ＬＥＤが点灯させ、タイヤの転がり方向接地長に比例した個数のＬＥＤが点灯して最適空気圧を示し、ＬＥＤ最適点灯数から点灯したＬＥＤの個数が少なくなるに従い空気圧が高い事を示し、逆に最適点灯数から点灯個数が増加するに従い空気圧の低下を察知出来るようにし、空気圧が不足して充填が必要なレベルになると警告ブザーが鳴るようにした。【選択図】図７
2004001714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動手段に使用する空気入りタイヤの転がり方向接地面の長さを検出するため平面基台上に上面から圧力が加わる事で作動するセンサースイッチ複数個をタイヤの転がり接地面方向に等しく直列に等間隔で直線状に取り付けておき、この複数個のセンサースイッチ端子を各々ＬＥＤ等の点灯表示手段を電源に接続した回路中に挿入して構成した検出装置の直線状複数個の前記センサースイッチ上に加重状態の前記空気入りタイヤを転がり方向を合わせて置くことで前記ＬＥＤ等点灯表示手段が接地面長に比例した個数を点灯表示して前記空気入りタイヤの接地面長を検出して適切な空気圧を判定する、タイヤ空気圧判定装置。
【請求項２】
移動手段に使用する空気入りタイヤの転がり方向接地面の長さを検出するため平面基台上に上面から圧力が加わる事で作動するセンサースイッチ複数個と測定基点とするため少し離して取り付けた別の１個のセンサースイッチをタイヤの転がり接地面方向に等しく直列に直線状に取り付けておき、この複数個のセンサースイッチ端子を各々独立して設けたセンサースイッチ複数個と同数の一定時間情報を記憶させる為の半導体記憶回路及びＬＥＤ等の点灯情報表示手段駆動回路に接続して構成した検出装置の直線状複数個の前記センサースイッチ上に加重状態の前記空気入りタイヤを転がり方向を合わせて前記測定基点とする別の１個のセンサースイッチを最初にタイヤが踏み始める側から進入通過させる事で、このセンサースイッチと他の複数個のセンサースイッチ何れかを同時に導通させ、前記半導体記憶回路をリセットすると同時にどのセンサースイッチ迄導通させたかを記憶して前記ＬＥＤ等の点灯情報表示手段が接地面長に比例した個数をタイヤ通過後も一定時間点灯表示し、前記空気入りタイヤの接地面長を検出して適切な空気圧を判定し、更にＬＥＤの等点灯情報表示手段の点灯がある一定個数以上になった時警告音を発するようにした、タイヤ空気圧判定装置。
【請求項３】
前項記載の構成内にある複数個のセンサースイッチと同数の一定時間情報を記憶させる為の半導体記憶回路及びＬＥＤ等の点灯情報表示手段と駆動回路を更に一組追加し、前記複数個のセンサースイッチに加えてタイヤ通過末端部分に更に一個のセンサースイッチを増設し、タイヤ通過中このセンサースイッチを踏む事で前記追加回路に複数個のセンサースイッチ情報をシフト入力するようにして連続通過する前後タイヤの同時測定を可能にした請求項２記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動手段に使用する空気充填タイヤの簡易空気圧測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気充填タイヤの空気圧はタイヤの空気充填用バルブのキャップを緩めて外し、圧力計を押し当てて測定するかポンプの圧搾空気充填タンクに取り付けられている圧力計の表示を見ながら空気を増減させていた。又自転車等で英式のゴムパイプ使用のバルブは外部からタイヤ内の空気圧を測定出来ない為、タイヤの固さを指で押しておよその空気圧を調べるか又は実際に乗って加重した状態でのタイヤのへこみ具合で大体の空気圧を調べるか、或いは空気充填時にポンプに付いている加圧計で圧力を見ながら充填作業を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のとおりタイヤの空気圧はバルブキャップを外して圧力計を押し当てるのが少なくとも必要な作業であり自転車等の英式バルブは外部からバルブを一時的に解放して空気圧測定する事ができない為、タイヤの固さを指で押してみるか実際に乗って暫く走行してから空気圧不足を知るのが現実であり何れの方式のバルブを持つタイヤも空気圧測定は一般的に煩わしい作業課題となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の問題を解決するため、加重された空気入りタイヤの内圧と接地面積は反比例の関係にある事に着目し、タイヤ転がり方向接地面の距離を測定することである程度タイヤの空気圧を知ることが出来るのではないかと考えた。そこで転がり方向の接地面長を測定するため、平面の台に上からの圧力でオンになるスイッチを直列に等間隔で直線状に取り付けておき、この複数個のスイッチにＬＥＤをそれぞれ接続してスイッチが入るとＬＥＤが点灯するように電源を接続して、直線状に取り付けた複数のスイッチ加圧部分上に平行に加重したタイヤの転がり方向を合わせて置く事でタイヤの転がり方向接地長に比例した個数のＬＥＤが点灯するようにして、点灯したＬＥＤの個数が少ない時はタイヤ空気圧は高く、点灯個数が増加するに従ってタイヤ空気圧の低下を知ることが出来るようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
前記に簡単な構造説明を含めたが実際の構造としては各種移動手段用のタイヤ加重がスイッチ部分にのるため、丈夫なシート状のスイッチか或いは約１センチ間隔で短冊状に切り込みを入れた２枚のシリコーン接点材等を塗布したプリント基板を向き合わせてスイッチ機能とし、荷重上面側に使用する部材は丈夫なガラス繊維補強材などを使用して加重に耐える丈夫な構造にしてスイッチ上面を更に耐久性のある柔軟性プラスチックかゴムで覆うなど防塵、防水構造にする。バイクや自動車タイヤ等にも使用するモデルでは、ＬＥＤ表示上面や電池収納部分などを堅牢な補強で守り誤ってタイヤが乗り上げても破損しない構造にしておく。
【０００６】
【実施例】
図１と図２は請求項１及び請求項２の構成による本発明装置の使用状態を表しており、図３は図４と図５の回路構成による機種を外から見た各部品の取り付け位置と加重タイヤの測定状態を簡略に表したものである。図６から図９迄は請求項３の乗車したまま一度に前後輪を通過させる事で前後輪の測定結果を同時に記録表示できるようにした機種に関するものである。図４の機種では前項で説明したスイッチの接点１〜６とＣＯＭ．間で直接ＬＥＤを点灯させ、タイヤ空気圧が非常に低く接地長が長い状態では接点ＣＯＭ．と１〜６間が導通してＬＥＤ１〜６が点灯すると同時に接点６につながるＣ１６、Ｒ６、Ｒ７、３８によるハーフショットのタイミング回路により短時間だけブザー駆動用の３９、４０のゲート付きアステーブルオッシレータ回路を動作させＢＺからタイヤの空気圧不足を音で警告する。図４の回路を使用した機種では実際の使用にあたりＬ方向から加重したタイヤをゆっくり進めて行き最初にＬＥＤが点灯開始した値、又はＲ方向から進めて行きＬＥＤが消灯する直前の値が正確な計測値となり、乗車通過型のＬＥＤ測定記録は出来ないがブザー警告機能のみでよい場合は乗車通過型としても使用できる。一般用自転車乗車時のタイヤ接地長は９〜１０センチメートルが適切なタイヤ空気圧とされているので接点３ないし４とＣＯＭ．接点間内側をこの距離にしておけば適切な空気圧を中心にしてＬＥＤ１側方向にＬＥＤ点灯数が減るに従いタイヤ空気圧が高い事を示し逆にＬＥＤ６側方向に点灯数が増加するに従いタイヤ空気圧が低い事を表示させる事ができブザーと共に空気充填時期を警告できる。図５は請求項２で述べた乗車通過による記録表示保持型回路である。この回路は乗車したままタイヤを通過させ記録を一定時間保持しながら表示できるように、最初にタイヤをＣＯＭ．Ｒｅｓｅｔ接点側から進入させる事により、ＣＯＭ．Ｒｅｓｅｔ接点にＶＤＤ電圧が加わり、この部分に接続したＲ２、Ｃ１４、Ｒ３、２７、２８によるハーフショットタイミング回路により発生させた１０ミリセカンド程度のごく短時間のパルス電流によりダイオードを介してＣ１〜Ｃ６を充電する事により、リセットして情報入力待機する。接点１〜６とＣＯＭ．Ｒｅｓｅｔ接点の導通数に従いＮＡＮＤゲートＩＣ８〜１３も反転してＣ１〜Ｃ６を放電し同時にインバーターＩＣ１４〜１９を反転させてＮＡＮＤゲート反転数に等しくＬＥＤ１〜６を点灯保持する。ＣＯＭ．Ｒｅｓｅｔ接点が初めに導通した時ＶＤＤ電圧はＣ１３を充電しインバーターＩＣ２６をＬレベルに保持するがＲ１によりＣ１３の電荷を放電し約３０秒後にＨレベルに反転させる事でＣ１〜Ｃ６を瞬間的に全て充電して３０秒間点灯保持させていたＬＥＤを全て消灯させ電池Ｂからの電流消費を殆どゼロに近いＣ−ＭＯＳ待機電流にする。この機種は一回のタイヤ通過による接地長情報を記録保持するが、３０秒後の消灯を待たずに再びタイヤを通過させると保持されている情報はリセットされ次の情報が記録される事になるため乗車したままゆっくり前後の車輪を通過させるか又は前輪通過後一旦停車させれば、前車輪タイヤの空気圧情報を読む事ができ、その後に通過させた後輪タイヤ空気圧情報は約３０秒間点灯保持するので前後輪の乗車通過測定も不可能ではない、空気圧不足のブザー情報だけでよければＬＥＤ点灯数を確かめる必要がないので前後輪通過型として、一度に前後輪共乗車通過で測定して警告ブザーが鳴らなければ前後タイヤ空気圧は保たれていると解釈する使い方でもよい。図６〜図９に示した請求項３の機種は一回の乗車通過により前後輪のタイヤ空気圧情報を前後輪各々独立させて点灯表示保持するようにしたもので、前述の機種にある測定記録保持及び表示回路を更にもう一組追加し、この回路を最初の前輪測定通過により新たに設けた回路シフト用スイッチＳｈ．によりシフト回路を作動させ３入力ＮＡＮＤゲートＩＣに変えた測定記録保持およびＬＥＤ点灯回路とＲ２、Ｃ１４、Ｒ３、２７〜３０により構成した前後輪回路用にそれぞれ専属動作する二組の記録リセット回路を次に来る後輪通過に備えてシフトするようにしたもので、Ｃ１５、Ｒ４、４１、４２で構成するシフト用タイマー回路を約５秒で反転するようにした。前輪通過により、Ｓｈ．が導通してＣ１５にＶＤＤが加わり充電してインバーターＩＣ４１、４２はそれぞれ反転して、前輪用記録回路ＮＡＮＤゲート１４〜１９の入力をＨからＬに後輪用記録回路ＮＡＮＤゲート２０〜２５の入力をＬからＨレベルに切り換える。Ｒ４によりＣ１５の電荷を放電しながら約５秒間だけＩＣ４１、４２の反転を保持させた後、もとのレベルに戻るようにしておき、前輪通過後５秒以内に後輪の通過も完了させれば前輪測定結果はＬＥＤ１Ｆ〜ＬＥＤ６Ｆに、後輪測定結果をＬＥＤ１Ｒ〜ＬＥＤ６Ｒにそれぞれ記録表示し、約３０秒間経過後ＣＯＭ．Ｒｅｓｅｔ接点からのＶＤＤ電圧によりＣ１３に充電されていた電荷はＲ１により放電され２６が反転する事でＣ１〜Ｃ１２を瞬間的に充電して全てのＬＥＤを消灯させ、電池Ｂの電流消費を殆どゼロに近いＣ−ＭＯＳ待機電流にする。タイヤの低空気圧状態を示すＬＥＤ５Ｆと６Ｆ又はＬＥＤ５Ｒと６Ｒが点灯した時はＣ１６、Ｃ１７、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及び３７、３８のＩＣによるハーフショットのタイミング回路により短時間だけブザー駆動用の３９、４０のゲート付きアステーブルオッシレータ回路を動作させＢＺから前後輪のタイヤ通過タイミングに伴い空気圧不足を音で警告する。バイク、自動車等のタイヤは一度適正空気圧を空気圧計で測定した状態のタイヤに本装置を使用してＬＥＤ点灯数と空気圧の相関関係を記憶しておけばタイヤ空気圧の目安とする事も可能であり、トラックなど空荷状態の正常空気圧タイヤでのＬＥＤ点灯数を記録しておけば、おおよその積載荷重を知る事も可能である。なお請求項１、２、３で述べた全ての方式に使用する測定結果表示はＬＥＤに限定することなく電球、液晶、７セグメント、各種オーディオ音、音声などによる情報伝達方式に変更しても差し支えなく本発明の目的機能を果たす。
【０００７】
【発明の効果】
本発明装置は、乗車したまま本装置の上をただ通過するだけで誰にでも簡単に空気入りタイヤ空気圧の過不足を判定することができるもので、空気圧不足の判定結果が出た時はブザー警告音を加えて空気ポンプでの充填を促す機能も備えた。従来より日本国内で使用されている自転車タイヤの殆どが、英式バルブを使用している関係上、空気圧計を使ってタイヤ空気圧を簡単に測定する事はできない、指でタイヤを押してみるか実際に乗車してみるなど感覚に頼る方法で空気圧のチェックを行っていた。もう少し再現性があり簡単に数値化できて経験不要の方法でタイヤ空気圧の過不足判定はできないものかと考えだされたのが本発明であり自転車をいつも使用する通勤通学、郵便局や警察、新聞など各種配達業務従事者の駐輪場出発点や到着点通路に置いて本装置の上を乗車したまま通過するだけで簡単にタイヤ空気圧を判定できる、特にこのような用途向けには防水耐久機種を作り自転車通路に埋設設置方式としてもよい。電子回路を含めた構造をできるだけ簡素化したため安価に商品化が可能である。使用にあたり電源スイッチの操作は一切不要でタイヤを通過させれば電源が自動的に入り使用を終えれば自動的に電源が切れる回路方式にした。表示には電流消費の少ないＬＥＤを使用する事により電池は毎日使用しても数年間は交換の必要がない。故障なく長年経済的に使用できるようにした本装置は、タイヤの空気圧不足が誘発するパンクや事故を未然に防ぐ為のタイヤ空気圧判定装置を多くの人たちに向け提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の自転車タイヤ使用例
【図２】本発明実施例の自動車タイヤ使用例
【図３】請求項１及び請求項２実施例の各部品配置とタイヤ接地長測定
【図４】請求項１実施例の回路図
【図５】請求項２実施例の回路図
【図６】請求項３実施例の各部品配置と外観
【図７】請求項３実施例の使用状態
【図８】請求項３実施例とタイヤ接地長測定
【図９】請求項３実施例の回路図
【符号の説明】
１〜６　　　　　　　　センサースイッチ
ＣＯＭ．（Ｒｅｓｅｔ）コモン（リセット）用センサースイッチ
Ｓｈ．　　　　　　　　シフト回路用センサースイッチ
ＳＷ．ＰＡＤ　　　　　センサースイッチ面
８〜４０　　　　　　　半導体ＩＣ
ＬＥＤ１Ｆ〜６Ｆ　　　前輪測定結果表示用ＬＥＤ
ＬＥＤ１Ｒ〜６Ｒ　　　後輪測定結果表示用ＬＥＤ
Ｃ１〜Ｃ１７　　　　　コンデンサー
Ｒ１〜Ｒ７　　　　　　固定抵抗器
ＢＺ　　　　　　　　　セラミックブザー
Ｂ　　　　　　　　　　３Ｖ電池
ＴＩＲＥ　　　　　　　タイヤ
【図１】
2004001714.tif 000003
【図２】
2004001714.tif 000004
【図３】
2004001714.tif 000005
【図４】
2004001714.tif 000006
【図５】
2004001714.tif 000007
【図６】
2004001714.tif 000008
【図７】
2004001714.tif 000009
【図８】
2004001714.tif 000010
【図９】
2004001714.tif 000011