(57)【要約】タイヤのバルブステム（２１０）内に設けられる低タイヤ圧監視装置（２０）、および同の使用法。この監視装置は、副圧力室（２１）、可撓性の膜（３６）、接触部材、副圧力室のピン（２３０）、ＰＣ基板（２９）、おおび信号送出手段を有する。監視装置は、タイヤの初期空気圧を副圧力室に閉じ込めることによって較正される。監視装置（２０）は、副圧力室（２１）とタイヤの間の圧力差を監視する。副圧力室内の圧力とタイヤ内部の圧力との圧力差が所定の最大圧力を超えると、可撓性の膜（３６）がたわみ、それによって電気回路が完成し、警告信号が発せられる。
2004524537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの空気圧を監視するためのタイヤ圧監視装置であって、
略円筒形の本体とその中に形成された内腔とを有し、前記内腔が前記タイヤと連通しているタイヤのバルブステムと、
前記タイヤのバルブステム内に配置される副圧力室と、
前記副圧力室を覆って配置される可撓性の膜と、
前記可撓性の膜を覆って配置される接触板と、
前記副圧力室および前記タイヤのバルブステムの前記内腔と連通している導管と、
前記導管を密封でき、閉位置に付勢されるプラグと、
前記タイヤのバルブの外壁から前記プラグまで延在し、前記プラグを前記閉位置から開位置まで移動させることができる副圧力ピンと、
前記タイヤのバルブステムの周囲に配置され、前記副圧力室内の圧力が前記タイヤ内の圧力より大きいときに警告信号を送出する信号送出手段と、
を有するタイヤ圧監視装置。
【請求項２】
電源をさらに有する、請求項１に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項３】
前記電源が少なくとも１つの蓄電池である、請求項２に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項４】
前記可撓性の膜と前記接触板が導電性の物質である、請求項１に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項５】
前記導電性の物質が導電性金属または導電性ゴムである、請求項４に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項６】
前記信号送出手段がプリント回路基板に接続される、請求項１に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項７】
前記信号送出手段が、発光ダイオード（ＬＥＤ）、スピーカ、無線周波（ＲＦ）送信機、および赤外線（ＩＲ）送信機から成る群より選択される、請求項１に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項８】
タイヤの空気圧を監視するためのタイヤ圧監視装置であって、
略円筒形の本体とその中に形成された内腔とを有し、前記内腔が前記タイヤと連通しているタイヤのバルブステムと、
前記タイヤのバルブステム内に配置される副圧力室と、
前記副圧力室を覆って配置される可撓性の膜と、
前記可撓性の膜を覆って配置される接触部材と、
前記副圧力室および前記タイヤのバルブステムの前記内腔と連通している導管と、
前記導管を密封できるプラグであって、前記プラグ内部に設けられた弾性部材によって閉位置に付勢されるプラグと、
前記タイヤのバルブの外壁から前記プラグまで延在し、前記プラグを前記閉位置から開位置まで移動させることができる副圧力ピンと、
前記タイヤのバルブステムの周囲に配置され、前記副圧力室内の圧力が前記タイヤ内の圧力から所定差異なるときに警告信号を送出する信号送出装置と、
前記副圧力室の下に配置される電源およびプリント回路基板と、を有し
前記信号送出装置が前記プリント回路基板と電気通信状態にあるタイヤ圧監視装置。
【請求項９】
前記電源が少なくとも１つの蓄電池である、請求項８に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項１０】
前記可撓性の膜と前記接触部材が導電性の物質である、請求項８に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項１１】
前記導電性の物質が導電性金属または導電性ゴムである、請求項１０に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項１２】
前記信号送出装置が、発光ダイオード（ＬＥＤ）、スピーカ、無線周波（ＲＦ）送信機、および赤外線（ＩＲ）送信機から成る群より選択される、請求項８に記載のタイヤ圧監視装置。
【請求項１３】
タイヤ内の空気圧を監視する方法であって、
請求項１に記載のタイヤ圧監視装置を用意するステップと、
前記タイヤ圧監視装置を較正するステップと、
前記タイヤ圧監視装置と前記タイヤの空気圧との圧力差を監視するステップと、
前記圧力差が所定の圧力差を超えると警告信号を送出するステップと、
を含む監視方法。
【請求項１４】
前記圧力差が、前記副圧力室の前記圧力と前記タイヤの前記空気圧との差である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記警告信号が、光、音声、無線周波（ＲＦ）、および赤外線（ＩＲ）光から成る群より選択される信号である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置が適正に働いていることを定期的に確認するためにタイヤ内の空気圧を減少させるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記タイヤに空気圧を加えるステップと、
記タイヤ圧監視装置を較正しなおすステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連特許の説明】
【０００１】
本出願は、２００１年２月２０日に提出された米国特許出願第０９／７８５，２５２号の特典を主張するものであり、その内容全体を文献引用によってここに組み込んだものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、特にタイヤのバルブステムに取り付けられる、またはバルブステム内に設けられるタイヤ圧監視装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
タイヤ関連のもっとも一般的な問題の１つはタイヤの空気圧不足である。タイヤは通常、装着時に膨張させられ、その後は検査されない。車両オーナー用のマニュアルには注意書きがあるにもかかわらず、実際にタイヤの圧力を定期的に検査している人は非常に少ない。タイヤ圧が低過ぎる状態で行われる運転は、車両の運転特性に悪影響を及ぼすだけでなく、タイヤトレッド分離の寄与因子ともなる。米国では、近頃、タイヤトレッドの分離に直接関係する車両転覆によって何人かの人が死亡した。このように、適切な空気圧の大切さはいくら強調してもしすぎることはない。タイヤ圧が適切でないと最大燃料効率が達成できず、また、空気圧不足のタイヤは燃費に関する保証検査をクリアできない。
【０００４】
多様な自動車タイヤの出現により、使用されるべき推奨空気圧も今や多様である。例えば、前輪と後輪で異なるタイヤ空気圧を要する自動車は数多く存在する。また、自動車タイヤに通常使用されるよりずっと高いまたはずっと低いタイヤ圧を必要とする実用車も多い。したがって、車の持主がタイヤを適切な圧力に膨らませたら、ユーザは各タイヤが適切な圧力であるか常時監視する必要がある。タイヤを使ってしばらく運転した後、ユーザが空気を補充しなくてはならないようなタイヤ圧に変化したことをユーザが判断できなくてはならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、タイヤのバルブステムに取り付けられる、またはバルブステム内に設けられるタイヤ圧監視装置に関する。このタイヤ圧監視装置は、タイヤ圧が較正タイヤ圧に対して所定量下がると運転者に警告を発する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある実施態様において、タイヤのバルブステムに装着されるタイヤ圧監視装置は、タイヤ空気圧の低下に対して反応する。例えば、この装置は、タイヤ圧が初期タイヤ圧に対して少なくとも所定量下がったことを視覚的、聴覚的、電磁的、または他の手段によって示してもよい。この装置は、小型であり、かつタイヤのバランスに悪影響を及ぼさないことが好ましい。一実施態様において、タイヤ圧監視装置は、可撓性の膜の動きを除き、可動機械部品を利用したり可動機械部品に依存したりしない。したがって、本発明の好適な実施態様において、遠心力、汚れ、デブリ、および他の路上危険要因が装置の動作または精度に悪影響を及ぼすことはない。
【０００７】
本発明の具体例としての実施態様において、タイヤ圧監視装置はタイヤのバルブステムに取り付けられるハウジングを有する。ハウジングは、可撓性の膜で分離された２つの圧力室を含んでいる。装置が最初にタイヤバルブに取り付けられると、第１の圧力室がタイヤからの空気圧で加圧される。次に、この第１の室が密封され、ここでタイヤ圧監視装置の較正が行われる。第２の室もタイヤからの空気で加圧されるが、第２の室は一定の空気圧でタイヤと連通している。したがって、タイヤ圧が減少すると付随的に第２の室の内部圧力も減少する。第２の室内の空気圧が第１の室内の空気圧より所定圧力差少ないと、信号送出手段が運転者に、タイヤ圧が低いことを警告する。
【０００８】
本発明の具体例としての実施態様において、タイヤ圧監視装置はタイヤのバルブステムに取り付けられるハウジングを有する。タイヤのバルブステムは、内腔が設けられた略円筒体である。タイヤのバルブステムは、タイヤのバルブステム内に副圧力室も備えている。副圧力室は、導管によってタイヤのバルブステムの内腔と連通している。導管は副圧力ピンによって可逆的に開閉される。または、可撓性の膜が副圧力室を覆って配置され、可撓性の膜から距離をおいて接触板が配置されている。タイヤ内の空気圧が副圧力室内の空気圧より所定圧力差少ないと、信号送出手段が運転者に、タイヤ圧が低いことを警告する。
【０００９】
本発明は、また、圧力監視装置の使用法に関する。そのような方法の１つによれば、本装置はタイヤバルブに装着され、その後に較正される。装着された装置は、装置内部の圧力とタイヤの現空気圧との間の圧力差を監視する。この圧力差が所定の圧力差を超えると警告信号が発せられる。警告信号は、一定の光または点滅光などの光信号、ブザーまたはビーパなどからの音声信号、など任意の信号にしてもよく、同報通信または送信によるアナログまたはデジタル信号などの電磁信号、タイヤ圧の変化に関するメッセージを装置またはどこかのディスプレイに表示させる電気信号、または他の任意のタイプの低圧力警告信号とすることができる。
【００１０】
本発明の別の方法では、タイヤ圧監視装置はタイヤのバルブステム内に設けられる。タイヤは所望の空気圧に充気される。その後、タイヤ圧監視装置は、副圧力室内の空気圧を設定する較正部材を動作させることによって較正される。装置は、副圧力室内部の圧力とタイヤの現空気圧との間の圧力差を監視する。この圧力差が所定の圧力差を超えると警告信号が発せられる。警告信号は、一定の光または点滅光などの光信号、ブザーまたはビーパなどからの音声信号、など任意の信号にすることができ、同報通信または送信によるアナログまたはデジタル信号などの電磁信号、タイヤ圧の変化に関するメッセージを装置上またはどこかのディスプレイに表示させる電気信号、または他の任意のタイプの低圧力警告信号とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、タイヤのバルブステムに取り付けるか、またはバルブステム内に設けることができるタイヤ圧監視装置、およびこの装置の使用法に関する。タイヤ圧監視装置は、例えばタイヤ圧の降下を受けて視覚的、聴覚的、電気、電磁、または他の信号を発することによって、所定圧力差のタイヤ圧降下に反応する。
【００１２】
ここで図１を参照すると、タイヤ圧監視装置２０が示されており、タイヤのバルブステム２２に取り付けられている。タイヤ圧監視装置２０は、図２〜４に示されているように、レンズ２４、本体主要部２６、および本体下部２８を有している。レンズ２４は、限定的ではないが、アクリル、およびポリカーボネート等といったプラスチック材料から一般に作られる。レンズ２４は、図２に示されているように、とがった先端を有する円筒形をしている。別の実施形態において、レンズは半球形であってもよいし、または略円筒形であってもよい。
【００１３】
レンズは装置２０の上部を包囲し、空気量Ｖ１、圧力Ｐ１の副圧力室２１を画定する。可撓性の膜３６を動かせる十分な空気量（および付随して十分な空気圧）であることが必要なので、この空気量Ｖ１は重要である。レンズ２４は、ネジ上部フランジ３０、ガスケット押さえフランジ３２、および環状のくぼみ３４も含んでいる。レンズ２４はねじ込み口金２５によって本体主要部２６に取り付けられ、ネジ上部フランジ３０はねじ込み口金２５と係合する表面を提供する。ガスケット押さえフランジ３２と環状のくぼみ３４は、レンズの下縁部に配置される。フランジ３２とくぼみ３４は、装置２０の外周のまわりにシール３８を配置および保持するようになっている。
【００１４】
具体例としての実施形態において、シール３８は導電性ゴム材料から作ってもよい。これは、正電荷をＰＣ基板の上部まで移動させる代替経路となる。すなわち、正電荷は、蓄電池の正端子から主ハウジングを通り、ＰＣ基板のチャネル９０を介してＬＥＤの正端子まで移動してもよいし、または導電性のシール３８を通ってＬＥＤの正端子まで移動してもよい。
【００１５】
図４は、タイヤ圧監視装置２０の本体主要部２６を示す。本体主要部２６は、プリント回路（ＰＣ）基板２９と少なくとも１つの蓄電池２７とを保持するように構成された略円筒形の構造体である。図４に示されるように、主ハウジングは２つの蓄電池を保持するようになっている。当業者には、本体主要部２６の長さを、監視装置２０に使用される蓄電池の寸法および個数に適合させてもよいことが分かるであろう。具体例としての実施形態では、本体主要部はアルミニウムで作られているが、本発明の別の実施形態では、本体主要部は他の金属またはプラスチックから作ることもできる。本体主要部がプラスチックで作られるこれらの実施形態では、電気回路を完成させるために本体主要部の内面に導線を設ける必要があることが当業者には分かるであろう。
【００１６】
主ハウジング２６の外部にはねじ山４０があり、ねじ山４０はハウジング２６の上部に位置し、ねじ込み口金２５のねじ山とはめ合わせるようになっている。必要に応じて、当業界で周知の加圧および／または加熱活性化接着剤をねじ山４０に提供してもよい。適切な接着剤はコネチカット州ロッキーヒルのロックタイトアメリカズ社から入手してもよい。接着剤は副圧力室を密封し、汚れおよびデブリによる装置内部の部品の損傷を防止する。また、プリント回路（ＰＣ）基板４４を受ける環状の隆起４２が本体主要部２６の上部に配置されている。本体主要部は、非導電性のワッシャ５０を受けるようになっている環状のくぼみ４８も備えている。
【００１７】
ワッシャ５０は、ワッシャ５０のほぼ中心に開口部５２が配置された円板である。図４と５に示されるように、ワッシャの一方の表面５４は、広がった位置にある可撓性の膜３６と同様の形を備えている。ワッシャの表面５４を可撓性の膜３６と同じように起伏させることによって、ワッシャの表面が可撓性の膜３６の過剰伸展を防止するため、膜３６が損傷または変形しにくくなる。ワッシャ５０の第２の表面５６はほぼ平坦で、蓄電池２７が可撓性の膜３６に連続接触するのを妨げる。また、ワッシャ５６は可撓性の膜３６と蓄電池の負端子との間に一定の距離を確保する。蓄電池のさまざまな高さに対応するために、限定的ではないが、ばねまたはワッシャなどの付勢部材（図示せず）を第２の蓄電池２７の直下に配置し、上部蓄電池をワッシャ５０の第２の表面に確実に係合させてもよい。
【００１８】
主ハウジングは、ハウジングの内部管腔内にくぼみ５８をさらに含んでいる。くぼみ５８は、限定的ではないが、プラスチックまたはナイロンなどの非導電性の材料を受け入れるようになっている。くぼみ５８の位置は、主ハウジング２６に挿入されたときの第１の蓄電池２７の位置に対応している。プラスチック材料は主ハウジングの一部を絶縁して、第１の蓄電池２７が主ハウジングに接触する場合の短絡を防止する。本発明の別の実施形態において、第１の蓄電池２７の周囲を絶縁材料で包囲することによって主ハウジング２６内のくぼみ５８を不要にすることもできる。本発明のさらに別の実施形態において、３．０Ｖの蓄電池を１つだけ使用することによって複数の蓄電池を列にして使用する必要を無くすこともできる。したがって、この実施形態では、くぼみおよび絶縁材料が不要となる。
【００１９】
主ハウジング２６は、また、本体主要部２６の周囲を囲んで配置される少なくとも１つのチャネル４６を備えている。図３〜４に示されるように、主ハウジング２６は２つのチャネルを備えている。両チャネル４６により、ねじ込み口金が締め付けられていないときに主ハウジング２６から副圧力室２１に空気が流れることができる。しかしながら、ねじ込み口金２５が締め付けられていると、レンズ２４とシール３８が主ハウジング２６に向かって引っ張られ、それによってチャネル４６が密封される。
【００２０】
主ハウジング２６の底部の、主ハウジング２６の内面には、下部ハウジング２８の外面に位置するねじ山とはめ合わさるねじ山６０が設けられている。ねじ山６０は、加圧および／または加熱活性化接着剤を任意で備えていてもよい。接着剤により、主ハウジング２６と下部ハウジング２８が互いにぴったりと接合され、主ハウジングからの空気漏れが確実に防止される。また、下部ハウジング２８は、下部ハウジング２８の外面に位置するくぼみ７２を含んでいる。くぼみ７２は、シール７４、ガスケット、または他の密封手段を受け入れるようになっている。シール７４は主ハウジング２６と下部ハウジング２８の間を密封し、それによって、装置をタイヤのステムに装着するときに主ハウジング２６から空気が逃げるのを防止する。
【００２１】
下部ハウジング２８は、ほぼ円筒形の胴体を有する略円形の上部６４を含む。この円筒体の管腔は、ねじ山が切られた内壁６６を備えてる。内壁６６のねじ山は、ほとんどのバルブステムに採用されている標準的な５／１６”−３２ねじとはめ合わさるようになっている。下部ハウジングの円形上部６５は、本体主要部２６の管腔を下部ハウジング２８の管腔と連通させる少なくとも１つのチャネルを含む。円形上部６４はステム開口プロング７０も含んでいる。ステム開口プロング７０は、タイヤ圧監視装置２０がタイヤのバルブステムに装着されるときにタイヤのニードル弁（図示せず）に係合しかつ押圧するようになっている。また、装置２０がタイヤのステムに装着されるときに下部ハウジングから空気が漏れないようにするために、限定的ではないが、シールまたはガスケットなどの追加的な密封手段７６を下部ハウジング２８の管腔内に配置してもよい。
【００２２】
また、図２、４に示されてるように、ねじ山が切られた少なくとも１つの内腔７８を下部ハウジング２８に含んでいてもよい。内腔７８は下部ハウジング２８の壁を貫通して延び、下部ハウジングの内部管腔に対してほぼ垂直である。装置２０がタイヤのバルブから外れないように、７９を内腔７８にねじ７９を挿入してもよい。具体例としての実施形態において、タイヤのバルブステムのねじ山を損傷させないために、ねじ７９をナイロンで作ってもよい。しかしながら、当業者には、限定的ではないが、プラスチック、高強度セラミック、または金属などの複数の材料からねじ７９を作ってもよいことが分かるであろう。
【００２３】
再び図４を参照すると、下部ハウジング２８の内部にステム開口プロング７０が設けられている。ステム開口プロング７０は、円筒体８０と、この円筒体の内部に位置する少なくとも１つのチャネル８２とを有する。図４〜５は、２つのチャネル８２を有するステム開口プロングを示している。両チャネル８２は、プロング７０の周囲を囲んで形成されている環状の導管８４と連通している。環状の導管８４を設けることにより、チャネル８２を下部ハウジング２８の円形上部に位置するチャネル６８に位置合わせする必要が環状の導管によって排除されるので、製造工程が簡素化される。別の実施形態において、下部ハウジングと主圧力室は、下部ハウジングの円形上部を通る内腔を介して互いに連通している。
【００２４】
ＦＩＧｓ．図６Ａ−Ｂは、本発明のＰＣ基板２９の、具体例としての実施形態を示す。ＰＣ基板２９は、ＬＥＤの点滅の持続時間および周波数の制御に関係する回路を収容している。基板２９の外輪８６は、装置の主ハウジング２６を介して蓄電池の正端子と接続されている。主ハウジング２６はアルミニウムで作られており、蓄電池からの正電荷は、ＰＣ基板２９の下部８８に接触する。正電荷は、ＰＣ基板２９の周囲に配置された穴９０を通って移動することによって、ＰＣ基板の上部に位置するＬＥＤの正端子３３に達する。正電荷を伝導するために、穴９０を導電材料で内張りしてもよいし、穴９０に導電材料を充填してもよい。あるいは、正電荷は導電性のシールを通って移動することによってＰＣ基板の上部に達してもよい。
【００２５】
ＰＣ基板２９は、導電材料で内張りされたチャネル９２をさらに含む。チャネル９２は、ＰＣ基板の底部からの負電荷をＰＣ基板の上部に伝導し、さらにＬＥＤの負端子３５まで伝導する。チャネル９２は、副圧力室と、ＰＣ基板２９の底部と可撓性の膜３６間の空間との間の導管としても作用する。この空間は、副圧力室の一部となる。
【００２６】
図６Ａ−Ｂに示されるように、ＰＣ基板２９はＰＣ基板の接触域３１に取り付けられるＩＣチップ（図示せず）も含む。ＩＣチップはＬＥＤランプ（図示せず）の点滅周波数を制御する。点滅間隔１〜２秒にそれぞれ変換される１．０Ｈｚ〜０．５Ｈｚの範囲でＩＣチップが作動することが考えられる。当業者には、ＩＣチップを前述範囲以外の周波数に合わせてもよいことが分かるであろう。また、ＩＣチップはＬＥＤが０．１２５秒間点灯するように設計されてもよい。しかしながら、当業者には、ＬＥＤの持続時間が０．１２５秒より短くでも、長くてもよいことが分かるであろう。当業者には、別の回路および電子技術によって、限定的ではないが、音声、無線周波（ＲＦ）信号、赤外線（ＩＲ）信号、またはそれらの組合せなど、別の信号手段を装置２０が送出できるようにすることも可能であることが分かるであろう。これらの実施形態では、ＲＦまたはＩＲ信号が送出される場合には、特定のホイールのタイヤ圧が低いことを運転者に知らせるために、車両内部またはキーの小ポケットに遠隔受信機を設けてもよい。
【００２７】
再び図４を参照すると、タイヤ圧監視装置２０内の主ハウジング２６の環状の隆起４２に沿ってＰＣ基板２９が配置されている。可撓性の膜３６はＰＣ基板２９にハンダ付けされる。具体例としての実施形態において、可撓性の膜３６はベリリウム銅合金から作られている。しかしながら、当業者には、限定的ではないが、真鍮または他の金属など、複数の金属から可撓性の膜３６を作ってもよいことが分かるであろう。また、可撓性の膜３６は、限定的ではないが、導電性ゴムなど、他の導電性物質で作ってもよいと考えられる。可撓性の膜３６は、１／２硬質ベリリウム銅合金から作られる場合には厚さ約０．００１”である。可撓性の膜３６は、図４に示されるように、縁端が上方に向けられた略円形の部材である。可撓性の膜３６は、可撓性の膜の表面から延びている凸状のニップル９０も含んでいる。ニップル９０の高さは、非導電性のワッシャ５０の開口部５２の深さとほぼ等しい。
【００２８】
第１の位置では、可撓性の膜は、図４に示されるように全体がくぼんだ形状をしている。第２の位置では、可撓性の膜は副圧力室からの空気圧によって、図５に示されるように、ニップル９０が蓄電池２７に接触するように湾曲している。
【００２９】
可撓性の膜が第１の位置から第２の位置に動く圧力差は、可撓性の膜の直径、厚さ、硬さ、またはへこみの度合いによって決まる。より小さい可撓性の膜は、より大きい膜と比較して動きにくい。より厚い膜は、より薄い膜と比較して動きにくい。１／２硬質の膜は、３／４硬質、全硬、またはスプリングテンパーの材料より動きやすい。材料の硬度は、材料を熱処理することによって調整してもよい。
【００３０】
本発明の具体例としての一実施形態によれば、約２〜４ｐｓｉの圧力差があるときに可撓性の膜が蓄電池に接触してもよい。この可撓性の膜を有する装置は、自動車、オートバイ、自転車、または穏当なタイヤ圧使用先を有する他の車両のタイヤ圧を監視するために使用できる。
【００３１】
さらに別の具体例としての実施形態において、可撓性の膜は、約１０ｐｓｉの圧力差があるときに動く。トレーラトラックまたは高いタイヤ圧（約１００ｐｓｉ）を有する他の大型車両のタイヤにこの実施形態を使用することもできると考えられる。当業者には、可撓性の膜を、装置がごく小さい圧力差を検知できるように較正することさえも可能であることが分かるであろう。
【００３２】
図４は、また、可撓性の膜３６の内面に内張りする任意の補強部材９３を示す。補強部材９３は、可撓性の膜３６の全体形状にしたがう、自由に動く部材である。補強部材９３は、主圧力室内の圧力が副圧力室内の圧力より大きい場合に可撓性の膜３６が破れないようにする。この状況において補強部材がないと、主圧力室の圧力が可撓性の膜をＰＣ基板に向かって押圧し、それによって可撓性の膜が損傷または破壊される。しかしながら、任意の補強部材９３が所定の位置にあると、主圧力室内の圧力が副圧力室より大きくなったときに可撓性の膜の全体形状が保持される。
【００３３】
本発明は、また、タイヤ圧監視装置２０の使用法に関する。一般に、装置２０はバルブステムに螺着され、較正される。較正されると、装置はタイヤ圧の低下を常時監視する。タイヤ圧が較正閾値を下回ると、警告信号が送出される。そして個々のユーザが装置を取り外し、タイヤに空気を追加する。それから装置２０がタイヤのバルブステムに再び装着され、タイヤ圧を監視し続ける。
【００３４】
本発明は、従来技術のタイヤ圧監視システムよりも有利である。本発明のタイヤ圧監視装置は小型で自立式であってもよく、したがって装置がホイールおよびタイヤのバランスに悪影響を及ぼさないようにできる。本発明の実施形態は、膜の可動部以外に動く部品が存在しないように形成されてもよい。可動部品がほとんど無いと、タイヤの回転等による遠心力によって本装置のある実施形態の動作が影響を受けることはない。また、タイヤ圧が「低そうに見える」かどうかを見てタイヤを目視検査する旧来の行き当たりばったりの方法に対し、タイヤ圧が所定圧力差変化したときに作動する、という点で本発明の装置の方が正確である。その後、装置は、光を点滅させたり、音を出したり、信号を送信するなど、何らかの方法でタイヤ圧が低いことを示す。
【００３５】
また、本発明の装置は広範囲のタイヤ応用例に適用できる。すなわち、従来技術の装置は、特定のタイヤ圧（例えば、３２ｐｓｉまたは１００ｐｓｉ）に合わせて予め較正されており、この予め較正されたタイヤ圧からのずれを測定するものである。これに対し、本発明の装置は、開始時に得られるタイヤ内のタイヤ圧に較正され、タイヤ圧が内部タイヤ圧から所定の圧力差変化した時点で装置が作動させられる。したがって、本装置２０は、ただ１つの装置を用いる多様なタイヤ応用例に使用できる。例えば、ある自動車で前輪の推奨タイヤ圧と後輪の推奨タイヤ圧が異なっている場合でも、すべてのタイヤに同じ装置セットを使用できる。また、この装置は最初にタイヤに装着されるときに較正されるので、事前の較正は不要である。
【００３６】
これをさらに考えると、装置は、タイヤのバルブステムに最初に螺着するときに較正する必要がある。装置は、空気を副圧力室に流入させることによって較正される。シールがチャネル４６を遮断状態に密封しているので、通常、空気は副圧力室２１に出入りできない。しかしながら、装置２０が初めてタイヤのバルブステム２２に取り付けられるとき、シールが主ハウジングに固定されていないので、タイヤからの空気がチャネル４６を通って主圧力室９４に入り副圧力室２１に達する。空気を副圧力室２１に入らせることによって、副圧力室がタイヤと同じ空気圧を有する。したがって、ここで装置２０を較正し、副圧力室２１を密封するためにねじ込み口金を締め付けてもよい。
【００３７】
較正されると、装置はタイヤの空気圧を常時監視している。この時点で、副圧力室、主圧力室、およびタイヤは同じ空気圧である。したがって、可撓性の膜の表面には、等しい圧力量が印加される。しかしながら、時間の経過にともなって、タイヤ内の空気圧が減少する。そのため、主圧力室の空気圧が付随的に減少する。この状況では、副圧力室２１内の空気圧の方が、主圧力室９４内の空気圧より大きい。したがって、副圧力室内の空気圧によって可撓性の膜３６が蓄電池の負端子に向かって移動する。負端子と接触することによって電気回路が完成され、警告信号が送信される。具体例としての実施形態において、警告信号はＬＥＤの点滅である。本発明では、音声、無線周波、赤外線光、またはそれらの組合せなど、他の信号手段も考えられることが当業者には分かるであろう。
【００３８】
また、装置２０が較正されたら、蓄電池と回路が正常に働いていることを確認するために、装置２０を定期的に取り外してもよい。すなわち、装置が較正されると、副圧力室の空気圧がタイヤ圧と等しくなる。装置がタイヤのステムから取り外されると、主圧力室内の圧力が周囲空気圧と等しくなる。したがって、副圧力室と主圧力室との圧力差が非常に大きくなり、可撓性の膜が蓄電池に接触し、警告信号が送出される。このように、装置２０を定期的に取り外すことによって、蓄電池と装置が適切に働いていることを個人が確認してもよい。
【００３９】
装置は、可撓性の膜３６によって分離される２つの室、主圧力室９４と副圧力室２１、に分かれている。装置は較正され、副圧力室と主圧力室の空気圧は等しい。時が経つにつれて、タイヤおよび主圧力室内の空気圧が減少する。副圧力室内の圧力が主圧力室内の圧力より大きくなると、可撓性の膜３６が蓄電池２７に接触し（図５に示されるように）、警告信号を送出する電気回路を完成する。
【００４０】
図７は、本発明の別の実施形態の断面図である。上部（１０１）は、例えばプラスチックなどの透明材料で製造されるべきである。明滅するＬＥＤが小型プリント回路基板（ＰＣＢ）（１０２）に取り付けられる。ＰＣＢはその周縁（１０８）に接点を有し、上部金属ハウジングに支えられている。これらの接点は、ＰＣＢ上の回路を電池の正極に接続する。ＰＣＢは、導電性シール（１０５）がＰＣＢと接触する、蓄電池（１０８）の負極用の接点を有している。上部金属ハウジング（１０３）は透明な上部（１０１）にぴったりはまり、所定の位置に気密接着される。レンズもＰＣＢを所定の位置に保持する。上部金属ハウジングと下部（１１０）が互いに螺着されると、プラスチックの絶縁スリーブ（１０９）は、上部蓄電池（１０８）の正極側の絶縁体として機能するとともに、止め板（１０７）、非導電性シール（１０６）、膜（１０４）、および導電性シール（１０５）をそれぞれの所定の場所に支持する。絶縁スリーブの役割は、必要な圧力をパッキンに伝達することでもある。膜（１０４）は可撓性の導電材料で作られ、膜（１０４）の可撓度を変更することによって、低圧警告の明滅を開始する所望の感度を達成できる。導電性シール（１０５）は標準仕様品の導電性シールである。非導電性シール（１０６）は標準仕様品のシールである。止め板（１０７）は、膜（１０４）との接触を向上させるために中央に小さな切欠部を備えたまっすぐな金属板であり、また、タイヤ圧を膜（１０４）に遭遇させるための小さい２つの貫通穴も有している。蓄電池  （１０８）は標準仕様品のアルカリ蓄電池である。下部（１１０）は上部金属ハウジング（１０３）にねじ込まれ、タイヤのバルブオープナ（１１２）も収容する。下部（１１０）は、タイヤのバルブステムと合うように下部内側にねじ山が切られており、タイヤのバルブステムとともに適切な密封を形成するゴムガスケット（１１２）を有している。下部（１１０）は金属で作られるが、例えば陽極処理などで前輪用と後輪用を異なる別の色で作製してもよい。
【００４１】
一部（非常に少ない割合であるが）の車両は、アースから絶縁されない金属のバルブステムを使用している。下部（１１０）は、代わりに、例えばプラスチックなどの非導電材料で製造してもよいが、その後、上部金属ハウジング（１０３）と接続させるために下部蓄電池（１０８）の底部から追加の導電性ワイヤを挿入する必要がある。
【００４２】
上部金属ハウジングおよび下部には、納品時に上部金属ハウジングと下部の間に馬蹄形のセパレータ（図示せず）が取り付けられている。初めての装着時に、セパレータが最初に所定位置にあった状態で、キャップを締め、タイヤのバルブオープナ（１１２）にバルブを開かせ、タイヤ圧をキャップに入れさせ、圧力室（１１３）を加圧する。それからセパレータが取り外され、キャップが上部金属ハウジング（１０３）にしっかりとねじ込まれ、下部（１１０）がキャップの納品時にすでに所定の位置にあった接着材によって永久接着される。これにより、副圧力室（１１３）内に適切な空気圧が閉じ込められ、この圧力でキャップの較正が行われる。
【００４３】
本発明の別の実施形態が図８に示されている。このタイヤ圧監視装置は、タイヤ圧監視装置がタイヤのバルブステム２１０内部に設けられることを除き、本発明の他のタイヤ圧力監視装置と同様である。監視装置をタイヤのバルブステム内に設けることにより、監視装置の盗難またはタイヤステムからの脱離の可能性を最小限に押さられるので、従来技術の装置より有利である。また、タイヤ内の十分な空間を利用できるので、別の電源を利用することもできる。したがって、本発明ではタイヤ寿命にわたって有効な電源を利用することもできる。あるいは、監視装置をタイヤのステムに収めた状態で車両から電源を利用することもできる。さらに別の実施形態において、タイヤ圧監視装置は、回転するタイヤの回転エネルギーを利用してタイヤ圧監視装置の蓄電池を充電する機構を含んでいてもよい。
【００４４】
タイヤのバルブステム２１０は、第１の端部と第２の端部を有し、内部に内腔２１２が形成されている略円筒形の構造物である。バルブステムの第２の端部では、少なくとも１つのチャネル２１４が内腔およびタイヤ（図示せず）内部と連通状態にある。タイヤのバルブステム２１０の第１の端部には、タイヤ内の空気圧を保持するために閉位置に付勢される従来のニードルバルブ組立体２１６が設けられている。
【００４５】
図８に示されるように、  タイヤ圧監視装置は、副圧力室２１８、可撓性の膜２２６、接触板２２８、印刷回路基板２９、電源２３４、副圧力室ピン２３０、および警告信号送出手段２３２を有する。図８に示されるように、副圧力室２１８は洗面器のような形状を有しているが、本発明では他の形状も考えられる。副圧力室２１８はチャネル２１４と連通し、最終的には、副圧導管２２０を介してタイヤと連通する。副圧導管２２０はプラグ２２２を備えている。プラグ２２２は、チャネル２１４から導管２２０を密封するような大きさおよび形状に作られている。ばねなどの弾性部材２２４が導管２２０の中に配置され、プラグ２を閉位置に付勢するためにプラグ２２２と連通状態になっている。
【００４６】
また、図８に示されるように、副圧力室２１８の口部は可撓性の膜２２６によって密封される。可撓性の膜２２６および接触板  ２２８は距離をあけた状態で第１の位置に配置され、第１の位置では、接触板２２８が可撓性の膜２２６の上方に配置される。第２の位置では、副圧力室２１８内の空気圧がタイヤ（図示せず）内の圧力より大きいときに、可撓性の膜２２６が接触板２２８と接触する。本発明の他の実施形態と同様に、可撓性の膜を第１の位置から第２の位置まで移動させる圧力差は、可撓性の膜２２６の直径、厚さ、硬さ、またはへこみの度合いを変更することによって調節される。
【００４７】
可撓性の膜と接触板は、限定的ではないが、ベリリウム銅合金、銅、真鍮、または他の金属などの導電材料で作ってもよい。また、可撓性の膜２２６は、限定的ではないが、導電性ゴムなど、他の導電材料で作ってもよいと考えられる。
【００４８】
また、タイヤのバルブステム２１０は、ピンスリーブ内でスライド式に位置決めされる副圧力室ピン２３０を備えていてもよい。ピン２３０は、タイヤのバルブステムの外面からプラグ２２２まで延在する。ピン２３０を作動させることによって、副圧力室２１８が較正される。具体的には、ピン２３０の作動により、プラグ２２２が動かされ、それによってタイヤ（図示せず）内の空気圧が副圧力室２１８内の空気圧と等しくなる。したがって、タイヤ圧が副圧力室２１８内の空気圧より低くなると、可撓性の膜２２６と接触板２２８が接触して電気回路を完成し、それによって警告信号が送出される。本発明の他の実施形態のように、ＰＣ基板２９は、点滅するＬＥＤ２３２の持続時間および周波数の制御に関係する回路を収容している。当業者には、限定的ではないが、音声、無線周波（ＲＦ）信号、赤外線（ＩＲ）信号、またはそれらの組合せなど、別の信号手段を送出するために別の回路および電子技術を利用してもよいことが分かるであろう。これらの実施形態では、ＲＦまたはＩＲ信号が送出される場合には、特定のホイールのタイヤ圧が低いことを運転者に知らせるために、車両内部またはキーのタブ（ｆｏｂ）に遠隔受信機を設けてもよい。
【００４９】
図８に示されるように、ＰＣ基板２９および電源２３４は副圧力室２１８の下に位置する隔室２３６内に配置される。図８に示されるように、電源２３４は２つの蓄電池を含む。しかしながら、タイヤ圧監視装置がタイヤ寿命のあいだ作動可能であることを保証するために、本発明が他の電源供給手段を利用してもよいことが当業者には分かるであろう。タイヤ圧監視装置に電力を供給するために、例えば、ただ１つの蓄電池または複数の蓄電池が利用されてもよい。あるいは、車両の電源を使用してタイヤ圧監視装置に電力供給してもよい。さらに別の実施形態において、タイヤ圧監視装置は、回転するタイヤの回転エネルギーを利用してタイヤ圧監視装置の蓄電池を充電する機構を含んでいてもよい。
【００５０】
図９−１０は、タイヤのバルブステム２１０内に設けられる本発明のタイヤ圧監視装置の別の実施形態を示す。図９−１０の装置は、可撓性の膜と接触板を除き、図８に示されている実施形態と同様である。図９に示されるように、可撓性の膜２２６’は、可撓性の膜２２６’の表面から突出するニップル２３８を有する略平面状の構造になっている。図１０を参照すると、可撓性の膜２２６はＰＣ基板２９に取り付けられている。ＰＣ基板２９は、可撓性の膜２２６を副圧力室２１８を連通状態にするための少なくとも１つの開口部２４０が設けられている。
【００５１】
本発明は、また、タイヤのバルブステム内に設けられた監視装置の使用法に関する。本発明のバルブステムはタイヤのリムに取り付けられ、それからタイヤは所望の空気圧まで充気される。副圧力室ピンが作動して副圧力室を較正する。このとき、副圧力室とタイヤ（図示せず）は同じタイヤ圧を有する。タイヤと副圧力室の圧力差が所定の閾値を超えるとき、可撓性の膜が接触板と接触する。その結果、可撓性の膜と接触板の接触よって電気回路が完成し、警告信号が送出される。
【００５２】
このように、装置はタイヤ圧の低下を常時監視する。したがって、個々のユーザが適切な空気圧まで空気を追加してもよく、装置はタイヤ圧力を監視し続ける。任意で、異なる基準タイヤ圧力（例えば、より高い、またはより低いタイヤ圧力）が要望される場合、副圧力室を新たなタイヤ圧力に合わせて再較正することもできる。
【００５３】
また、タイヤ圧監視装置を働かせるために、個々のユーザがタイヤから空気を放出してもよい。タイヤから空気を放出することによって、副圧力室内の空気圧がタイヤ圧より大きくなる。その結果、可撓性の膜が接触板に接し、それによって警告信号が送出される。その後、タイヤ圧を所望の空気圧にするために空気を追加する必要がある。すなわち、タイヤ圧が副圧力室内の空気圧とほぼ同じになるように空気を追加しなくてはならない。
【００５４】
以上、特別な実施形態を参照しながら本発明を説明したが、当業者には、本発明の範囲または精神から逸脱せずに実施可能なさまざまな置換、削除、修正、および変更が察知されるであろう。したがって、前述の説明は本発明の具体例に過ぎないと見なされるべきものであり、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】タイヤに取り付けられた本発明のタイヤ圧監視装置の斜視図である。
【図２】図２Ａ−Ｂは、ともにタイヤ圧監視装置の斜視図である。
【図３】図２Ａ−Ｂのタイヤ圧監視装置の分解斜視図である。
【図４】図３のタイヤ圧監視装置の断面図である。
【図５】可撓性の膜が蓄電池と接触しているタイヤ圧監視装置の断面図である。
【図６】図６Ａは本発明のタイヤ圧監視装置に取り付けられるプリント回路基板の上面図であり、図６Ｂは図６Ａのプリント回路基板の下面図である。
【図７】本発明のさらにタイヤ圧監視装置の別の実施形態の断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態の断面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態の断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２０    タイヤ圧監視装置
２１    副圧力室
２２    タイヤのバルブステム
２４    レンズ
２５    ねじ込み口金
２６    本体主要部／主ハウジング
２７    蓄電池
２８    本体下部／下部ハウジング
２９    印刷回路基板
３０    ネジ上部フランジ
３１    接触域
３２    ガスケット押さえフランジ
３３    正端子
３４    くぼみ
３５    負端子
３６    可撓性の膜
３８    シール
４０    ねじ山
４２    隆起
４４    プリント回路基板
４６    チャネル
４８    くぼみ
５０    ワッシャ
５２    開口部
５４    ワッシャ表面
５６    ワッシャ表面
６０    ねじ山
６４    円形上部
６５    円形上部
６６    内壁
６８    チャネル
７０    ステム開口プロング
７４    シール
７６    密封手段
７８    内腔
４９    ねじ
８０    円筒体
８２    チャネル
８４    導管
８６    外輪
８８    下部
９０    チャネル／ニップル／穴
９２    チャネル
９３    補強部材
９４    主圧力室
１０１    上部
１０３    上部金属ハウジング
１０４    膜
１０５    導電性シール
１０６    非導電性シール
１０７    止め板
１０８    蓄電池／周縁
１０９    絶縁スリーブ
１１０    下部
１１２    ゴムガスケット／バルブオープナ
１１３    副圧力室
２１０    バルブステム
２１２    内腔
２１４    チャネル
２１６    ニードルバルブ組立体
２１８    副圧力室
２２０    副圧導管
２２２    プラグ
２２４    弾性部材
２２６    膜
２２８    接触板
２３０    副圧力室ピン
２３２    警告信号送出手段
２３４    電源
２３６    隔室
２３８    ニップル
２４０    開口部
【国際公開パンフレット】
2004524537.tif 000003
2004524537.tif 000004
2004524537.tif 000005
2004524537.tif 000006
2004524537.tif 000007
2004524537.tif 000008
2004524537.tif 000009
2004524537.tif 000010
2004524537.tif 000011
2004524537.tif 000012
2004524537.tif 000013
2004524537.tif 000014
2004524537.tif 000015
2004524537.tif 000016
2004524537.tif 000017
2004524537.tif 000018
2004524537.tif 000019
2004524537.tif 000020
2004524537.tif 000021
2004524537.tif 000022
2004524537.tif 000023
2004524537.tif 000024
2004524537.tif 000025
2004524537.tif 000026
2004524537.tif 000027
2004524537.tif 000028
2004524537.tif 000029
2004524537.tif 000030
2004524537.tif 000031
2004524537.tif 000032
2004524537.tif 000033
2004524537.tif 000034
【国際調査報告】
2004524537.tif 000035