CN101863200B - 带气嘴胎压计的信号发射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带气嘴胎压计的信号发射装置，胎压计包括装设有信号发射电路的电路板和封装该电路板的外壳，该发射装置包括：胎压侦测电路，用于侦测轮胎内的压力并将之转换为电信号；固定在电路板上的所述发射电路，用于将该电信号转换为待发射信号；柱形线圈，其一端与该发射电路电性连接以用于接收该待发射信号及通过自身向外空间发送该待发射信号，另一端与气嘴电性连接以作为阻抗匹配元件向气嘴传输所述信号；气嘴，与胎压计外壳万向连接并向空间发射所述待发射信号。本发明的气嘴能作为主天线进行使用，而柱形线圈既能起到阻抗匹配的作用，又能作为从属天线辅助气嘴进行信号发射。

Description

带气嘴胎压计的信号发射装置

【技术领域】

本发明涉及汽车安防辅助设备，尤其涉及一种带气嘴胎压计的信号发射装置。

【技术背景】

将汽车轮胎的胎压计与气嘴一起连接，形成独立的产品用于销售，已是本领域的常识。相关的技术演进详见包含本申请人的专利(申请)在内的世界各国专利文献。

胎压计向轮胎外空间发射信号的方式一般有两种，其一是如本申请人所实施的产品，在胎压计电路板上置入天线，通过该天线向轮胎外直接发射电信号，众所周知的，轮胎内密布钢丝网，这些钢丝网与轮毂一起构成屏蔽腔体，大大地削弱自轮胎内向外发射的信号的功率强度。

市面上的一些同类产品，进一步考虑了胎压计与气嘴之间电性连接的另一种情况。较为普遍的，是直接将胎压计内部发射信号的发射电路与气嘴的金属件电性连接，以气嘴为天线进行信号发射。在此情况下，轮胎内信号被引出轮胎外，不再被轻易屏蔽，然而，一旦气嘴周围进水，气嘴与轮毂连成一体，则信号发射又因短路而无法正常发送。且因未考虑到气嘴阻值相对较大影响信号发射功率、信号对气嘴的馈入点等情况，目前这种产品在市场上难被消费者充分认可。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可靠地传输胎压侦测信号的带气嘴胎压计的信号发射装置。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明带气嘴胎压计的信号发射装置，胎压计包括装设有信号发射电路的电路板和封装该电路板的外壳，该发射装置包括：

胎压侦测电路，用于侦测轮胎内的压力并将之转换为电信号；

固定在电路板上的所述发射电路，用于将该电信号转换为待发射信号；

柱形线圈，其一端与该发射电路电性连接以用于接收该待发射信号及通过自身向外空间发送该待发射信号，另一端与气嘴电性连接以作为阻抗匹配元件向气嘴传输所述信号；

气嘴，与胎压计外壳万向连接并向空间发射所述待发射信号。

所述外壳设置一导电覆片，该导电覆片包括本体、自本体延伸至外壳内与电路板中柱形线圈电性连接的舌片，以及贯通本体的纵长的导槽，所述气嘴轴向末端设置一万向头，万向头上设置第二配合件，一第一配合件穿过该导槽与万向头上的第二配合件相配合固定。

所述气嘴外围套设一橡胶管。

所述橡胶管上设有一与轮毂上圆孔相配合的环形凹槽。

所述导电覆片、第一配合件及第二配合件均为导电金属件。

所述导电覆片的本体与舌片一体成型，舌片为本体的折弯延伸部。

所述导电覆片和气嘴均为铜质导电金属件。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

首先，由于舌片与胎压计发射电路之间串接有柱形线圈，该柱形线圈同时起到阻抗匹配和天线的双重作用，故而当气嘴作为信号发射元件正常工作时，由于柱形线圈的阻抗匹配作用而能获得较高的无线传输稳定性和较远的信号传输距离；

其次，导电覆片的设置，由于其舌片伸入胎压计内部而实现信号传输的作用，这样，胎压计内部信号能经导电覆片、第一配合件、第二配合件，最后通过气嘴向轮胎外部发射，由于这些部件尤其是导电覆片和气嘴采用了铜质金属材料，阻抗低，导电性能良好，故信号的传输质量较高；

再者，气嘴外围设置了橡胶管，又能有效阻止气嘴与轮毂直接或间接接触形成短路，大大提高胎压计电路的工作可靠性。

【附图说明】

图1为本发明带气嘴胎压计的装配示意图；

图2为本发明带气嘴胎压计的结构剖视图；

图3为图1中A部分所示的垫滑块的另一视角的立体图；

图4为图1中B部分所示薄弱环节的放大图；

图5为本发明带气嘴胎压计的电路板的电路分布示意图；

图6为本发明带气嘴胎压计发射电路与导电覆片、气嘴等部件连接的电路示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

本发明的带气嘴胎压的信号发射装置安装在带气嘴胎压计上，故其图示及相应说明并不脱离带气嘴胎压计整体。

图1和图2共同示出本发明带气嘴胎压计的组装关系，其中的胎压计1主要由外壳11和电路板12组成，电路板12上集成有实现轮胎压力、温度和/或湿度等参数侦测手段的胎压侦测电路123，同时集成有将侦测结果以信号形式向外发送的发射电路121(参阅图5和图6)，以及集成电池122作为电源等。胎压计1所使用的电路均可以集成在同一块电路板12上，在图1所示的电路板12上，已略去其上集成的电路，但在图5所示的电路板12上，则示出一种典型的胎压计1上的具体电路集成件，图6中进一步揭示了各部件之间的作用关系：胎压侦测电路123(如压力传感器、温度传感器等)将其侦测所得的压力、温度、湿度等参数之一或其它任意组合以电信号的形式发送给该发射电路，发射电路将该电信号转换为待发射信号，然后经柱形线圈128进行阻抗匹配后再传输至导电覆片6、第一配合件、第二配合件，最后经气嘴2向轮毂外空间发射。

结合图1、和图5可知，在电路板12上设有一纵长的插槽120，该插槽120将用于插置后述的导电覆片6的舌片62，并通过电路板12上印刷的微带线(未图示)使导电覆片6与电路板12上的柱形线圈实现电性连接。外壳11与电路板12之间直接通过螺锁的方式进行安装，即将外壳11制成盖状，将电路板12设置成与外壳11的盖设面等大，然后通过若干螺钉13穿过电路板12上预设的通孔与外壳11的盖设面上的螺孔相螺锁，即可实现胎压计1的外壳11与电路板12之间的相对固定。

图1和图2共同揭示的铜质导电金属材料制成的气嘴2由一中空管体4构成，管体4具有进气初始端的进气口41、气体通道42和进气末端的出气口40，进气口41在管体4一端设置，而出气口40则在管体4另一端的侧壁设置，由此可见，气嘴2的进气过程是：通过是自管体4的外露端的进气口41进入中空通道42，沿气嘴2轴向进入至管体4侧壁的出气口40后，拐出进入轮胎内。

气嘴2外围还套设一橡胶管5，以起到使气嘴2与轮毂相绝缘的作用。考虑到出气口40的设置，套设在气嘴2上的该橡胶管5占据整个气嘴2的轴向，但终止于出气口40处，以便不影响气体自出气口40流出。为了使橡胶管5不易脱离轮毂，还在橡胶管5与轮毂的衔接位置处设置一环形凹槽50，以该环形凹槽50与轮毂的圆孔的金属边缘相吻合。

气嘴2的进气方向基本上等同于气嘴2的轴向，在气嘴2轴向的末端，具体指进气方向同一侧的轴向末端处，偏离该出气口40与气嘴2一体成型设有一万向头3，该万向头3呈正球形，以避免在旋转时出现偏心连接的情况。万向头3的轴向因此与气嘴2的轴向完全重合。

由此可知，以出气口40为界，一侧为气嘴2，另一侧为万向头3，两者一体成型，且均采用铜质导电金属件，具有良好的导电属性。

结合图4，为了使得万向头3与气嘴2之间的连接具有某一脆弱体系以实现本发明的防撞减损机制，在气嘴2与万向头3之间，经过该出气口40设置一薄弱环节43，具体而言，薄弱环节43的实现是通过环绕气嘴2外壁设置环状的凹槽43使得凹槽43处管体4壁厚变薄实现的。薄弱环节43处由于被切削成槽形，故薄弱环节43处的管体4的厚度相对于管体4其余部位的厚度小，薄弱环节43处便变得脆弱，气嘴2套入轮毂后，在橡胶管5环形凹槽50对应处与轮毂构成支点关系，一旦胎压计1受力，会直接传导到万向头3上，而薄弱环节43恰好居于中部，此时，便容易在薄弱环节43处出现断裂，使气嘴2被破坏而保全了胎压计1整体。维修人员只需为用户更换带万向头3的气嘴2，便可将原有胎压计1在同一轮毂上复原，相对于更换胎压计1而言，更换气嘴2的成本显然更低。

为了使薄弱环节43发挥作用，则要求万向头3与胎压计1的连接应相对稳固。参阅图1和图2，在万向头3的轴向上，也即气嘴2的轴线重合处，设有一深入万向头3内部的螺孔30，该螺孔30将作为本实施例的第二配合件与即将揭示的第一配合件相配合，使万向头3与胎压计1实现稳固连接。

结合图1和图2，为了实现万向头3与胎压计1之间的连接，在胎压计1外壳11上，与外壳11一体成型设计有一缓冲部7，该缓冲部7呈球状拱形，其形成有一内凹球面74和一外凸球面73，内凹球面74刚好与万向头3的球面相吻合，以便万向头3在内凹球面74中实现万向连接。为了使万向头3上的第二配合件与后述第一配合件经过缓冲部7实现配合，在缓冲部7上还设有一贯通的槽孔70，该槽孔70需具有足够的纵长尺度，以便与后述导电覆片6的导槽60的纵长尺度相配合，以供后述的第一配合件随万向头3的倾仰摆动而在槽孔70中灵活往返。而关于槽孔70的横向宽度及具体形状等，则不必要求。

结合图1和图2，在所述缓冲部7的外凸球面上，盖设有一导电覆片6，该导电覆片6采用铜质导电金属材料加工而成，导电覆片6具有一本体61，本体61大致上呈拱形，具有一与缓冲部7的外凸球面73紧密贴设的内凹球面64，及一与其内凹球面64相背向的外凸球面63，其外凸球面63被设计成与该万向头3(的球面)保持完全同心，如此，当导电覆片6的本体61覆盖在缓冲部7上与缓冲部7的外凸球面73紧密盖合时，导电覆片6的本体61的外凸球面63到万向头3的球心的距离处处相等。

导电覆片6还具有一舌片62，该舌片62自本体61的底部延伸并折弯而出，舌片62成为本体61的折弯延伸部，舌片62经过胎压计1外壳11上预设的贯通槽(未标号)，进入外壳11内部，插置于所述电路板12的插槽120中，加以焊接，既在物理上实现与电路板12的固定，又进一步在电性上实现了舌片62与电路板12上柱形线圈的电性连接。舌片62与本体61之间的相对折弯，是受胎压计1具体外形制约而适应性设计的，因此，其不足构成对本发明的限定。换言之，舌片62可以直接自本体61底部延伸而出，而不必经过任何折弯。

导电覆片6的本体61上，设有一纵长的导槽60，该导槽60的纵长方向与电路板12的所构成的平面相垂直，这样，后续通过第一配合件的限位作用实现的调节胎压计1与气嘴2之间的倾仰角便等效于调节电路板12所构成的平面与气嘴2的轴线之间的倾仰关系。该导槽60被限定为呈纵长状，是为了限制后述的第一配合件的运动量程和范围，而导槽60的横向宽度也被限制，以便使第一配合件穿越导槽60部分的宽度刚好与导槽60的横向宽度相吻合。

导电覆片6可以通过其侧边插置于外壳11上预设的槽道(未图示)中实现固定，如为进一步的加固，还可以考虑在导电覆片6与缓冲部7之间以螺钉(未图示)锁固。

所述的第一配合件，在本实施例中体现为一螺栓8，该螺栓8具有本发明的特别设计，其包括螺柱82和螺帽81，在螺帽81底面上设有齿状结构(未图示)。螺柱82、前述导电覆片6的导槽60、缓冲部7的槽孔70以及万向头3的螺孔30之间具有一定的对应关系，具体而言，所述导槽60与槽孔70应至少能允许螺柱82通过，而所述万向头3的螺孔30作为第二配合件，其大小则刚好允许螺柱82与之螺锁。螺栓8的螺帽81在本实施例中构成了限位件，其最小宽度大于导电覆片6导槽60的横向宽度，这样，当螺栓8的螺柱82穿越导电覆片6的导槽60和缓冲部7的槽孔70直达万向头3的螺孔30时，螺帽81会抵触导电覆片6的本体61，便起到限位的作用，以螺帽81阻止螺栓8完全穿越该导槽60。注意到图2中，当螺柱82与万向头3螺锁时能构成密封的作用，因此，即使气嘴2的中空结构直接贯通万向头3也是可行的，因为该螺柱82能够将气嘴2在轴向上密封。

可见，万向头3与缓冲部7的内凹球面74相组装实现万向连接后，还通过万向头3上的第二配合件与穿过导电覆片6导槽60和缓冲部7槽孔70的第一配合件相组装，从而使万向头3与胎压计1外壳11之间的连接更为稳固。由于导电覆片6的外凸球面63到万向头3球心之间的距离处处相等，在万向头3转动过程中，导电覆片6的外凸球面63与万向头3的球面实现完全同心设置，由此，第一配合件中作为限位件使用的螺帽81到导电覆片6外凸球面63的距离也将保持不变，这样便不易使螺帽81受到不必要的阻力而作用于螺栓8整体，以致螺栓8松动使胎压计1与气嘴2之间出现或松或脱。

进一步的，结合图1、图2及图3，为了防止作为限位件的螺帽81的底面与导电覆片6外凸球面63之间的摩擦导致机械磨损，在限位件与导电覆片6之间设置一垫滑块9，该垫滑块9大致呈正方体，其上设有可供螺栓8的螺柱82穿越的通孔90，螺栓8在经过导槽60之前先行经过垫滑块9的通孔90，则螺栓8的运动必然带动垫滑块9的同步运动。垫滑块9朝向螺帽81的一面93设有与螺帽82的齿状结构相啮合的齿状结构99，垫滑块9朝向导电覆片6外凸球面63的面94则被加工为内凹光滑球面，这样，当垫滑块9置于螺栓8与导电覆片6中间后，其一面93与限位件相啮合而卡紧，另一面94则与导电覆片6保持可滑动关系，由此，垫滑块9便能被第一配合件同步带动。而作为第一配合件的螺栓8一旦与作为第二配合件的万向头3上的螺孔30相锁固，由于其螺帽81的底面已与垫滑块9相啮合卡紧，即使螺栓8受到一般大小的力的作用，螺栓8也不易挣脱其螺帽81与垫滑块9之间的啮合关系而出现松脱，也即是说，螺栓8与万向头3螺孔30之间保持极其稳固的连接关系。

为了进一步保证胎压计1的信号发射，除限定导电覆片6与万向头3、气嘴2均采用铜质导电金属外，第一配合件、第二配合件以及垫滑块9也适宜采用导电金属件，尤其是第一配合件采用导电金属件显得必须，而第二配合件在本实施例中由于特指直接形成在万向头3上的螺孔30，故其材质不必另外限定。藉此，本发明的连接结构在轮毂上安装后，胎压计1电路板12上的发射回路121得以将信号相继经导电覆片6、第一配合件、第二配合件、万向头3、气嘴2向轮毂外的空间发射。由于气嘴2与轮毂之间已被橡胶管5绝缘，故胎压计1的信号能得到很好的传播，正常情况下不必担心发射回路121与轮毂构成短路。

如图5和图6所示，优选一柱形线圈128作为非绝缘多匝线圈串接于发射回路121和导电覆片6的舌片62之间，非绝缘多匝线圈在此处既起到阻抗匹配的作用，增强气嘴2作为信号发射元件的传输稳定性，增大信号传输距离，又能充当从属天线。图5中柱形线圈128，发射电路121及导电舌片62之间的连接关系依照图6所示的连接原理，以印刷在电路板12上的微带线实现，但微带线并未图示，本领域内技术人员均知晓此一技术要件，故仅在此处加以说明。

以上揭示了本发明的一个典型的实施例，通过上面的描述可以知晓，本发明的胎压计1与气嘴2连接结构在汽车轮胎上应用后，可以获得较优异的电气特性和结构稳定性。

基于本发明的精神实质，在其它实施例中，可以对发明做出适当的变通，例如：

在一未图示的实施例中，所述的缓冲部7予以省略，而由固定在胎压计1外壳11上的导电覆片6发挥相应作用。具体而言，将万向头3与导电覆片6的内凹球面63直接万向连接，螺栓8通过垫滑块9的通孔90和导电覆片6的导槽60后直接与万向头3的螺孔30相配合锁固。在这种实例中，需要将导电覆片6的厚度加大并加强其与外壳11之间的稳固连接。

在另一未图示的实施例中，所述的第一配合件与第二配合件以更灵活的方式设计。具体而言，以一螺母(未图示)作为第一配合件，螺母本身同时起限位件的作用，以一固定在万向头3上的螺柱(未图示)作为第二配合件，通过螺母与螺柱的螺锁关系，同样可以起到与前述典型实施例相同的技术效果。

又或者，第一配合件与第二配合件改螺纹连接关系为卡合关系，同理也可以实现本发明。

综上所述，在本发明的基础上派生出的各实施例，均可实现胎压计相对于气嘴的倾仰角度的调整，并且，能在确保胎压计与气嘴稳固连接、灵活转动的同时，确保信号的高效可靠传输，进一步还能确保胎压计受撞击所造成的经济损失降至最低。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种带气嘴胎压计的信号发射装置，胎压计包括装设有信号发射电路的电路板和封装该电路板的外壳，其特征在于，该发射装置包括：

胎压侦测电路，用于侦测轮胎内的压力并将之转换为电信号；

固定在电路板上的所述发射电路，用于将该电信号转换为待发射信号；

柱形线圈，其一端与该发射电路电性连接以用于接收该待发射信号及通过自身向外空间发送该待发射信号，另一端与气嘴电性连接以作为阻抗匹配元件向气嘴传输所述信号；

气嘴，与胎压计外壳万向连接并向空间发射所述待发射信号；

所述外壳设置一导电覆片，该导电覆片包括本体、自本体延伸至外壳内与电路板中柱形线圈电性连接的舌片，以及贯通本体的纵长的导槽，所述气嘴轴向末端设置一万向头，万向头上设置第二配合件，一第一配合件穿过该导槽与万向头上的第二配合件相配合固定，第一配合件具有阻止自身穿过该导槽的螺帽；

所述螺帽与导电覆片之间设有垫滑块，垫滑块设有供第一配合件穿越的通孔，所述垫滑块朝向导电覆片外凸球面的面呈凹形光滑球面，所述垫滑块与所述螺帽彼此相向的面均设有彼此相啮合以增大摩擦力的齿状结构。

2.根据权利要求1所述的带气嘴胎压计的信号发射装置，其特征在于：所述气嘴外围套设一橡胶管。

3.根据权利要求2所述的带气嘴胎压计的信号发射装置，其特征在于：所述橡胶管上设有一与轮毂上圆孔相配合的环形凹槽。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的带气嘴胎压计的信号发射装置，其特征在于：所述导电覆片、第一配合件及第二配合件均为导电金属件。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的带气嘴胎压计的信号发射装置，其特征在于：所述导电覆片的本体与舌片一体成型，舌片为本体的折弯延伸部。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的带气嘴胎压计的信号发射装置，其特征在于：所述导电覆片和气嘴均为铜质导电金属件。

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