(57)【要約】熱圧測定アセンブリが、航空機ホイールのリムに連結される。筐体が、ホイール表面に固定されるように構成される。筐体内に電子装置エンクロージャが配置される。電子装置を、電子装置エンクロージャ内に配置し、タイヤ空気圧およびタイヤ温度を測定するリモート・センサから受け取る信号を処理するように構成する。筐体の内部に内部断熱要素を配置する。内部断熱要素は、１２５℃に定格した低温電子装置の使用を可能にするのに十分なほどに電子装置の温度を低減するように構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機ホイールのリムに連結された熱圧測定アセンブリであって、
ホイール表面に固定されるように構成された筐体と、
前記筐体内に配置された電子装置エンクロージャと、
前記電子装置エンクロージャ内に配置され、タイヤ空気圧およびタイヤ温度を測定するリモート・センサから受け取る信号を処理するように構成された電子装置と、
前記筐体の内部に配置された内部断熱要素と
を備え、
前記内部断熱要素が、１２５℃に定格された低温電子装置の使用を可能にするのに十分なほどに前記電子装置の温度を低減するように構成される、
熱圧測定アセンブリ。
【請求項２】
前記低温電子装置のためのエンクロージャの内部温度が１２５℃を超えないように、前記内部断熱要素の量および位置が定められる、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記筐体が、メイン・ボディ筐体、下部ボディ筐体、中間筐体、電子装置エンクロージャ、および分離キャップまたは一体キャップを含む、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記筐体の外面に位置する外部断熱要素を更に備える、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記低温電子装置のためのエンクロージャの内部温度が１２５℃を超えないように、前記内部断熱要素および前記外部断熱要素の量および位置が定められる、
請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記断熱要素が、前記メイン筐体の構造の材料よりも強い断熱特性を示す材料から選択された材料からなる、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記断熱要素が、前記メイン筐体材料がもたらす断熱性よりも強い断熱性をもたらす、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記内部断熱体が、リングの形、または、前記ホイール上のＴＰＭ装着インタフェースに適合した他の何らかの外観の形をする、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記内部断熱体が、前記ハブキャップの最上部の近くに位置する、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記リモート・センサが、前記ホイールのリムに連結され、前記電子装置に電子的に結合される、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記筐体が、トップ・キャップを含む、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記内部断熱体が、前記航空機の前記ハブキャップ、ホイールおよびブレーキから前記電子装置内への、放射、伝導、および対流による熱の移動を遅らせる、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記リモート・センサが、導管によって前記電子装置に連結される、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記内部断熱要素の少なくとも一部分が、筐体本体と筐体カバーとの間に位置する、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記リモート・センサが、圧力センサである、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記リモート・センサが、圧電抵抗圧力センサ、圧電圧力センサまたはＭＥＭＳ圧力センサである、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
内部断熱体および外部断熱体１６が、同一の下部筐体ボディ要素上に設けられる、
請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記下部筐体ボディ要素が、前記ハブキャップ本体に固定具を介して連結される、
請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記固定具が、前記電子装置から断熱される、
請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記内部断熱体１６の少なくとも一部分が、コレット断熱要素を含む、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記内部断熱体が、リング、１つまたは複数の断熱体コレット、および前記中間筐体ボディ要素に配置される断熱体のうちの少なくとも１つを含む、
請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
前記熱圧測定アセンブリが、前記ホイールの軸開口部を覆うように配置され、
外部断熱要素が、前記ハブキャップの外面に設けられる、
請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記電子装置が、前記圧力センサにより生成される信号を調整して、第１のアナログ圧力出力信号を取得するＡＳＩＣを含む、
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
前記電子装置が、ＥＣＵマイクロプロセッサの対応する圧力入力ポートに連結されたアナログ信号線を含む、
請求項２３に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、タイヤ空気圧測定電子装置のための熱軽減のシステムに関し、より詳細には、比較的低コストの電子装置を使用した、乗物のホイールに装着するように構成したタイヤ空気圧測定システム（以降「ＴＰＭＳ」と称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のブレーキおよびホイールの温度は、上昇し続ける。ホイールに装着したＴＰＭＡ電子装置筐体は多くの断続的ピーク温度に遭遇し、それは、それぞれの内部電気部品を関連させた。
【０００３】
大型の航空機は、着陸、タキシングおよび離陸中に、ホイール内に多量の熱を出す。これは、ブレーキからの熱の伝導に起因する。ゴムタイヤは熱伝導に乏しいので、とりわけ、繰返しの離陸および着陸、異常に長い地上滑走または離陸の中止を行う航空機では、熱が放散することができるのよりも速くホイール中に蓄積されることがある。この結果生じる温度の継続的上昇にパイロットが気付かなければ、危険なタイヤ破裂が起こるかもしれない。これを阻止するために、フライトとフライトの間に義務的な安全冷却期間を適用することがしばしば必要であるが、これは、その航空機のターンアラウンド・タイムにおける限定要因になりうる。
【０００４】
実際のタイヤ温度は、フライト回数、大気温度、航空機重量、地上滑走距離、ブレーキの使用など、多くの要因に依存する。義務的な安全冷却期間では、一般にこれらの要因の全てを考慮に入れることはできず、不要に長いことが多い。
【０００５】
航空機のタイヤ用のいくつかの圧力テスト・デバイスがよく知られている。ある形態は、１００年以上前に初めて発明されたものと同様の機械的計器を備える。より現代的なデバイスは、電気機械センサを使用する。
【０００６】
しかし、こうしたデバイスを使用する場合、デバイスが既知の基準温度である時のみ、タイヤの圧力をテストすることが可能であり、このことは、一般には、タイヤが周囲温度であるかまたはその近くでなければならないことを意味し、そうでなければ、タイヤ内の高温気体が、対応する冷温時の気体よりも高い圧力になり、温度によって誘発されるこの変動により、圧力の読取りが信頼できないものになる。
【０００７】
米国ではたとえば、連邦航空局（Ｆ．Ａ．Ａ．）が、タイヤ空気圧を毎日テストすることを要請しているが、航空会社は、航空機が１度に３週間に及ぶ連続オペレーションにしばしば入るので、実際にはそのようにテストすることが実現不可能であることを示唆しており、こうした航空機は、信頼できる検査を行うのに十分にタイヤが冷却されるのに足りるほどに長い期間地上にいない。
【０００８】
こうした高温に起因して、あまり知られない高価な高温電子装置を必要とすることがある。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的の１つは、タイヤ空気圧測定電子装置のための熱軽減の改良したシステムを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、低コストの電子装置を使用した、乗物のホイールに装着するように構成したＴＰＭＳのための改良したシステムを提供することである。
【００１１】
本発明の更なる目的は、航空機ホイールのリムに構成／連結したＴＰＭＳを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、内部断熱要素を筐体内部に配置したＴＰＭＳを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、１２５℃に定格、動作可能とした電子装置の使用を可能にするのに十分なほどに電子装置の温度を低減するように内部断熱要素を構成したＴＰＭＳを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、電子装置の内部温度およびエンクロージャが１２５℃を超えないように断熱要素を構成したＴＰＭＳを提供することである。
【００１５】
本発明のこれらの目的および他の目的は、航空機ホイールのリムに連結された熱圧測定アセンブリ内で実現される。筐体は、ホイール表面に固定されるように構成される。筐体内に電子装置エンクロージャが配置される。電子装置は、電子装置エンクロージャ内に配置され、タイヤ空気圧およびタイヤ温度を測定するリモート・センサから受け取る信号を処理するように構成される。筐体の内部に内部断熱要素が配置される。内部断熱要素は、１２５℃に定格された低温電子装置の使用を可能にするのに十分なほどに電子装置の温度を低減するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のＴＰＭＳの一実施形態の断面図である。
【図２】本発明のＴＰＭＳの他の実施形態の断面図である。
【図３】ハブキャップがハブキャップ本体のトップ・キャップに配置された内部断熱体を含んだ、本発明の一実施形態を示す図である。
【図４】圧力センサをタイヤのリムに連結した、本発明の一実施形態を示す図である。
【図５】ハブキャップのトップ・キャップの一実施形態を有する、本発明の一実施形態を示す図である。
【図６】内部断熱体および外部断熱体を有する本発明の一実施形態を示す図である。
【図７】図６の実施形態の斜視図である。
【図８】特定の断熱体を有する、本発明の一実施形態を示す図である。
【図９】ハブキャップあって、乗物のホイール・ハブ上にハブキャップを保持する３つのねじまたは同等の構造体により取り付けたハブキャップの図である。
【図１０】図９のホイールから分離したハブキャップの図である。
【図１１】内部断熱要素と外部断熱要素との両方を有するハブキャップの分解図である。
【図１２】ハブキャップ本体および図１１の実施形態の外部断熱要素を有する一実施形態の図である。
【図１３】内部断熱体のみが設けられた他の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１および２は、電子部品（概ね１４で示している）を取り囲んだ筐体（ハブキャップ１２とも呼ぶ）の内部を示す本発明のＴＰＭＳ１０を示す。
【００１８】
図１では、タイヤ空気圧および／またはタイヤ温度の測定および監視に使用する低コストの内部電子装置１４の断熱を行うのに、内部断熱要素１６ａを使用している。熱放散を示している。
【００１９】
図２では、断熱シュラウドと、断熱スペーサと、エア・フィルタまたは断熱フィルタと、熱伝導スペーサとを含むことがある外部断熱要素１６ｂが設けられている。
【００２０】
一実施形態では、本発明は、航空機のホイールまたはリム１８に装着するように構成されたＴＰＭＳ１０を提供する。ＴＰＭＳ１０は、電子装置１４のために、概ね１２で示す本体を伴う筐体（ハブキャップと呼ぶこともある）を含む。ハブキャップ１２は、複数のねじ２０または同等の構造体によりタイヤのホイール・ハブまたはリム１８に取り付け、ホイール・ハブの軸開口部の全てまたは一部分を覆うことが可能である。ＴＰＭＳ１０は、タイヤ空気圧および／またはタイヤ温度を測定するセンサ２６から受け取る信号を処理する電子装置１４をエンクロージャ２４内に含む。様々な実施形態で、センサ２６は、他のパラメータを測定することも可能である。非限定的な例としては、圧力センサ２６は、米国特許第５，９９６，４１９号、米国特許出願公開第２００２／００７３７８３号に開示されたもの（ただしこれらに限定されない）を含めた、圧電抵抗または圧電技術に基づかせることが可能である。これらの文書全体を、参照により本明細書に組み入れる。
【００２１】
図３の実施形態では、ハブキャップ１２は、ハブキャップ１２ａ本体のトップ・キャップ１２に配置した内部断熱体１６ａを含む。図示のように、内部断熱体１６ａは、リングの形をしているが、他の幾何学構成も適している。断熱体１６ａは、それが電子装置１４内への熱流を制限するアセンブリ中の任意の位置に配置することもできる。本実施形態では、ハブキャップ１２と乗物のホイールとの間に外部断熱体１６ｂは存在しない。図４では、圧力センサ２６が、タイヤのリム１８に連結し、電子装置１４と、ハブキャップ１２内に位置する電子装置エンクロージャ２４とに電気的に結合している。断熱要素は、十分な断熱能力を有し、電子装置エンクロージャ２４の内部が１２５℃を超えないように配置される。
【００２２】
図５は、図９の実施形態のハブキャップ１２を、ハブキャップ１２のトップ・キャップとともに示している。やはり、図示の内部断熱要素１６ａはリング構成であるが、異なる様々な幾何学構成とすることが可能であり、様々な面に配置することも可能である。先に言及したケースでは、断熱要素１６ａを、それが電子装置１４内への熱流を制限するアセンブリ中の任意の位置に配置することもある。
【００２３】
ホイール上にブレーキがある場合、電子装置１４は温度上昇を受ける。本発明のシステムおよび方法は、放射、伝導および対流を含めた（ただしこれらに限定されない）様々な伝達様式による、ホイールおよびブレーキからＴＰＭＳ１０内に存在する電子装置１４内への熱の移動を遅らせる。これにより、標準的な電子装置１４が効率良く機能する能力が高まる。高温電子装置１４は、１２５℃超で効率良く動作可能であるが、これは、カスタマイズされた高価なものである。１２５℃未満のものなどの典型的に低温の電子装置１４は、廉価でより広く利用可能な商用オフザシェルフ商品である。本発明を用いると、１２５℃、１２０℃、１１５℃以下の温度に耐えることができる低温電子装置１４を使用することにより、大きなコスト削減が実現する。これにより、ずっと大きなマーケットへの本技術の適用が可能になる。
【００２４】
図６の実施形態では、内部断熱体１６（ａ）および外部断熱体１６（ｂ）が設けられる。電子装置１４に導管を介して連結された装着センサ２６も図示している。外部断熱要素は、ホイール・ハブとハブキャップ１２との間にある場合もある。内部断熱要素は、１方向への熱流を制限する座金状の平らなリングの形、または、全ての方向への熱流を制限する特定の外観をした３次元構造の形にすることが可能である。センサ２６は、圧電圧力センサ、圧電抵抗圧力センサ、またはＭＥＭＳ圧力センサを含めた（ただしこれらに限定されない）圧力センサとすることができる。
【００２５】
図７は、内部断熱体１６（ａ）と外部断熱体１６ｂとの両方を含めた図６のハブキャップ本体１２の斜視図である。
【００２６】
次に図８の分解図を参照すると、内部断熱体１６ａおよび外部断熱体１６ｂが、同一の下部ハブキャップ・ボディ１２ｂ上に設けられている。これはいくつかの利点をもたらす。ホイール・ハブから電子装置エンクロージャ２４内への熱流の１次経路が制限され、筐体から電子装置１４内への２次熱伝達も制限される。外部断熱体１６ｂは、先に議論したように断熱体１６ｂを介して断熱させることの可能な固定具を用いてハブキャップ本体１２に連結させられる。ハブキャップ本体１２のボディ要素は、内部断熱体１６ａを含む。ハブキャップ本体１２の目的は、車軸内で対応する固定コイル要素に整合する回転コイル要素をホイール上で配置および支持すること、ならびに、電子装置１４に保護エンクロージャ２４を設けることである。電子装置１４を熱伝導要素から分離するホイール速度トランスデューサ連結断熱体１６ａおよび／または１６ｂも設けられる。図８に示すように、複数の内部断熱体１６ａ、すなわち（ｉ）外部断熱体１６ａリング、（ｉｉ）コレット断熱体１６ａおよび（ｉｉｉ）ハブキャップ本体１２内の特定外観をした内部断熱体１６ａが設けられる。
【００２７】
次に図９を参照すると、ハブキャップ１２を乗物のホイール・ハブ上に保持する３つのねじ２０または同等の構造体で、ハブキャップ１２を取り付けている。固定具の数は任意であり、個々の適用幾何学構成に依存する。ハブキャップ１２は、軸開口部またはホイールの外面を覆う。ホイールと整合するハブキャップ１２の外面に外部断熱要素が設けられている。本実施形態では、外部断熱要素は、ハブキャップ１２の内部に位置する電子装置１４（図示せず）から遠位に位置する。図１０は、図９のホイールから分離したハブキャップ１２を示す。
【００２８】
図１１は、内部断熱要素と外部断熱要素との両方を有するハブキャップ１２の分解図である。ハブキャップ１２ａは、ハブキャップ本体１２に連結される。内部断熱体１６ａが設けられている。図１１に示す一実施形態では、内部断熱体１６ａが、図１１には示していない電子装置エンクロージャ２４から金属コレット１６を分離する断熱スリーブ１６ａおよび断熱座金１６ａを含む。外部断熱体１６ｂは、複数の固定具断熱体１６ｂを含む。固定具は、ハブキャップ本体１２に連結される。一実施形態では、固定具は、金属性ねじ２０を含めた（ただしこれに限定されない）、ハブキャップ本体１２を外部断熱体１６ｂに連結する熱導体である。固定具に関連して外部断熱要素が設けられ、ホイールから固定具を介したハブキャップ１２および電気装置１４内への熱伝達を低減および／または排除する。図１１の実施形態では、外部ねじ断熱体１６ｂが提供される。
【００２９】
図１２は、ハブキャップ本体１２および図１１の実施形態の外部断熱要素を示す。
【００３０】
図１３は、内部断熱体１６ａのみが設けられた他の実施形態を示す。本実施形態では、断熱体１６ａは、コレット断熱体１６ａ、および、平らな環状プレートに構成した更なる２つの導体１６ａであってもよい。
【００３１】
一実施形態では、電子装置１４は、圧力センサ２６が生成する信号を調整して、第１のアナログ圧力出力信号を取得するＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を含むことがある。調整した出力圧力信号が、電線管を通り、第１のアナログ信号線を介してＥＣＵマイクロプロセッサに供給される。あるいは、ＡＳＩＣがデジタル圧力出力信号を生成することも可能であるが、この場合、デジタル信号線がＡＳＩＣをマイクロプロセッサに接続する。電線管は、任意選択で、電源接続および接地接続（図示せず）用の接点を含むこともある。
【００３２】
センサ２６が誤作動を起こしたと判断すると、マイクロプロセッサは、ＨＢＡを使用不能にし、航空機オペレータへの警告信号を生成する。警告信号は、航空機計器盤（図示せず）上の照明を点灯させることであってもよい。マイクロプロセッサは、推定圧力信号を生成する。マイクロプロセッサは、航空機が操作される間、圧力信号を継続的に監視することが可能である。
【００３３】
本明細書を考慮すること、および本明細書中に開示した発明を実施することから、本発明の他の実施形態が当業者には明らかになるであろう。本明細書および例は例示のみのものとみなすことを意図しており、本発明の真の範囲および趣旨は、添付の特許請求の範囲により示される。
【図３】
2015525707.tif 000002
【図４】
2015525707.tif 000003
【図５】
2015525707.tif 000004
【図６】
2015525707.tif 000005
【図７】
2015525707.tif 000006
【図８】
2015525707.tif 000007
【図９】
2015525707.tif 000008
【図１０】
2015525707.tif 000009
【図１１】
2015525707.tif 000010
【図１２】
2015525707.tif 000011
【図１３】
2015525707.tif 000012
【図１】
2015525707.tif 000013
【図２】
2015525707.tif 000014
【国際調査報告】
2015525707.tif 000015
2015525707.tif 000016