CN201544732U - 防水式胎压检测装置及柱形弹簧防护罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种防水型胎压检测装置，其将内部空间一分为二进行防水设计，对其作为天线使用的柱形弹簧使用保护罩进行防水防压保护，而对其它自由空间则采用注胶的形式进行保护。该柱形弹簧保护罩由胶质材料一体成型用于遮罩柱形弹簧，具有帽体，该帽体包括柱形外帽筒和帽盖，由外帽筒和帽盖形成槽部，所述帽盖的外径和厚度分别小于外帽筒的内径和厚度，帽盖较之外帽筒陷入槽部设置，帽盖的外周与外帽筒顶部周缘相连接形成内帽筒。本实用新型中，胎压检测装置内保护罩均能动态调节其自身内外气压，对柱形弹簧进行有效保护，使柱形弹簧不会变形也不会进水或蒙尘，而设置了保护罩和密封胶层的胎压检测装置，则无疑起到更好的整体防水作用。

Description

防水式胎压检测装置及柱形弹簧防护罩

【技术领域】

本实用新型涉及基础物理领域的一种起防压、防水、防尘等作用的柱形弹簧防护罩，还涉及交通工具领域的一种防水式胎压检测装置。

【背景技术】

请参阅图1和图2，胎压检测装置，属于汽车胎压计的一部分，一般与气门芯共同集成装设于车轮的轮辋处，在轮胎装上轮辋后，胎压检测装置处于轮辋的轮槽中，由此便得以被轮辋和轮胎共同遮罩。胎压检测装置内部具有电路单元，一般在一电路板上装设相应电子元器件构成，为了便于电路板上的各种感应器(如气压感应、温度感应)能实现对车胎内相应因素(如气压、温度)的感知，在胎压检测装置的外壳上一般设有贯通内外的通气孔。

车胎内部进水是一种正常的物理现象，其产生的原因多种多样，包括换胎时水份的不慎残留、空气水分子的逸入等。因此，随着使用时间的累积，胎内检测装置外壳上的通气孔经常会进水而使外壳之内的电路单元被短路，导致整个胎压检测装置被烧坏或失灵。由此可见，对胎压检测装置进行防水设计是必要的。

胎压检测装置的电路单元具有一种影响防水设计的结构，具体而言，电路板上一般固定有一个发射天线，业内一种较为传统的方式是不考虑发射天线的电气特性，将外壳之内的整个电路单元(包括发射天线)进行注胶，这样的设计当然起到防水的作用，但却必然大大影响天线的发射效果，需要靠很大的功率才能实现正常的信号收发，显然，对于内置电池的胎压检测装置而言，这种方案是不实用的，因而其不能避免被淘汰的结局。

后期发展起来的一种解决思路是将电路单元中发射天线与其它电路区别对待进行防水设计。具体而言，对天线之外的整个电路单元进行注胶密封，而对天线则以介质帽形件进行遮罩，在对天线电气性能影响较低的前提下对其实现封装。实践证明，此种思路依然是一种折衷方案，原因在于，介质帽形件仅能起到防水的作用，而由于胎压检测装置所采用的天线一般为柱形弹簧状，具有一定机械形变的能力，故当车胎内气压发生变化时，介质帽形件内外会造成压力差，在这种情况下，即使介质帽形件自身不会被破坏，其内的柱形弹簧天线也会在压力的作用下发生形变，这样便会导致收发信号发生频率偏移或者失真等情况，影响胎压计的整机性能。

因此，胎压检测装置的防水设计是一个小而精的方案，需要综合考虑电气与机械两方面的因素，需不仅达到防水的功能，而且还要达到防压的效果。

从另外一个侧面来考虑，柱形弹簧不仅作为天线需要防水防压，在很多场合应用时同样也可能需要防水、防压，甚至防尘辅助措施，因而，在本实用新型被研发时，作为基础物理性质的研究，也一并被考虑进来。

【实用新型内容】

基于前述，本实用新型的目的之一在于提供一种能防水、防压，甚至防尘的柱形弹簧防护罩。

而本实用新型的目的之二则在于提供一种采用柱形弹簧为其发射天线的防水式胎压检测装置。

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的一种柱形弹簧保护罩，由胶质材料一体成型用于遮罩柱形弹簧，具有帽体，该帽体包括柱形外帽筒和帽盖，由外帽筒和帽盖形成槽部，所述帽盖的外径和厚度分别小于外帽筒的内径和厚度，帽盖较之外帽筒陷入槽部设置，帽盖的外周与外帽筒顶部周缘相连接形成内帽筒。

进一步的，所述帽盖形成有受压产生形变的缓冲部，以在帽体内外压力失衡时通过缓冲部的弹性实现内压气压的平衡，从而阻止柱形弹簧发生形变。较佳的，该缓冲部充满帽盖设置以保证较大的缓冲空间。

作为本实用新型的一个实施例，所述缓冲部形成有若干凹坑和***，通过凹坑与***的折叠关系储存缓冲部的伸缩能力。而在另一实施例中，所述缓冲部由多个同心圆环凹凸相间连接形成，这种设计有利于保护罩一体成型。

为适应受压时张力作用性质，所述缓冲部的多个同心圆环，沿其径向呈密度渐大布置。

较佳的，保证所述帽盖或其缓冲部的厚度为外帽筒的厚度的1/6至1/2，较薄部分将相对于较厚部分更易伸缩从而保障其缓冲作用。

更进一步，所述外帽筒与内帽筒之间为弧形过渡。所述外帽筒与内帽筒之间呈一定夹角。所述内帽筒向帽体开口端延伸形成加强部。所述外帽筒与内帽筒之间设有供容置柱形弹簧的柱槽。这种设计形成了柱形弹簧的空置空间，可以最大化利用保护罩的内部空间。而且，外帽筒与内帽筒起到共同加固保护罩在径向的固定能力，从而进一步保证只在轴向上通过帽盖的伸缩实现保护罩内外压力平衡。

为便于帽体的固定，所述帽体的外帽筒靠近开口端处，向外侧延伸形成有帽沿。进一步的，所述帽沿外周设有竖立其上的折起筒，该折起筒、帽沿及外帽筒共同形成供固定用的环固槽。

本实用新型的一种防水型胎压检测装置，包括外壳和置于外壳内部的电路单元，该外壳设有供贯通内外的通孔，该电路单元在其电路板上布设有用于感测气压并转换为电信号的感测电路和将该电信号发射至外部的天线，该天线采用柱形弹簧，该柱形弹簧保护罩设有前述的柱形弹簧保护罩，该保护罩置于电路板上并罩设所述柱形弹簧，外壳内部设有封装所述电路板和其感测电路的密封胶层。所述密封胶层充满整个外壳内部除保护罩所占据的空间除外的所有空间。所述外壳设有供所述保护罩突出其外的开孔。

特别地，当所述保护罩设有所述环固槽时，胎压检测装置的外壳设有用于插置于所述保护罩环固槽以使保护罩紧贴电路板的柱插件。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

首先，作为一种基础物理部件，所述保护罩可以对柱形弹簧实施遮罩，从而实现防水和防尘的作用，而其帽盖的特殊设计，更进一步突显了其防压的作用，在需要平衡保护罩内外压力的应用场合，保护罩能通过缓冲部的伸缩特性快速平衡内外压力，即在外压大于内压时，缓冲部向帽体内部凹入，内部体积缩小而增强内部压力直到与外压平衡，反之缓冲部则反向凸出，帽体内部体积膨大而弱化内部压力直到与外压平衡，起到了很好的防水、防尘并防压的作用；

其次，当保护罩应用于胎压检测装置之类的电子产品中作为柱形弹簧天线的罩件使用时，由于其具有缓冲内外压力达至平衡的作用，故内压压力的变化对保护罩内的柱形弹簧的作用力被弱化至非常小的幅度，这样保护罩内的弹簧便不易发生形变或者形变几可忽略不计，在这种情况下，天线的电气性能将得以保障，不会产生频率偏移、信号失真等现象，从而保障胎压检测装置和与其相对应的车内接收中心之间的通信；

再者，在胎压检测装置上利用该保护罩封装柱形弹簧天线，进一步对其外壳内的其它电气件则采用密封胶层(注胶)进行防水的保护，对胎压检测装置内部的防水防压设计实行区别对待的策略，充分加强了胎压检测装置的防水性能，可以延长胎压计产品的使用寿命，并且杜绝因进水导致的短路或误报现象，提高了胎压计产品的安全系数。

【附图说明】

图1为公知的胎压计在车胎中的安装结构立体示意图；

图2为与图1相应的截面结构示意图；

图3为本实用新型胎压检测装置的立体结构示意图；

图4为本实用新型防水式胎压检测装置的侧视图，其胎压检测装置部分被剖视；

图5为图4中A部分的放大图；

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

请参阅图3，其为本实用新型防水式胎压检测装置的组装结构立体图，在该图中，揭示了其带有气门芯7，而胎压检测装置包括外壳5和装设在外壳5内部的电路单元6，其中气门芯7的具体结构因属公知，且不属本实用新型的必要技术特征，故不行赘述。

而所述电路单元6，其电路原理同为公知技术，具有用于通过所述外壳5的一个预设通孔51感测压力(当其装设在车胎内部时即为感测胎内压力)并将其转换为电信号的感测电路，和一用于将该感测电路的电信号向外发射的天线，该天线采用柱形弹簧64实现，当然，还包括电池63之类的电源部件及其它必要且公知的电子元器件或元电路，所有涉及电气性能的部件均被集成在一电路板61上，电路板61则被锁固在胎压检测装置的外壳5内部一面上。

考虑到作为天线使用的柱形弹簧64的高度超过所述外壳5的厚度，而外壳5的厚度又不宜过大，故在保持外壳5常见厚度尺寸的基础上，在其顶部还开设有开孔50，供容纳罩设在柱形弹簧64上的本实用新型的柱形弹簧保护罩8(简称保护罩8)，保护罩8及柱形弹簧64整体形成的局部高度不影响胎压检测装置的安装。

图3所示的通孔51，一般对应于电路单元6的压感元件62开设，这样，压感元件62可以通过该通孔51感测车胎内的压力。

在图4和图5所示的胎压检测装置的剖视图中，可以看出，外壳5与其内部的电路单元6中形成多处空间，为便于说明，将外壳5内部空间分为两类，一为由于保护罩8遮罩柱形弹簧64而与电路板61盖合后所形成的槽部800，由后述的环绕的柱槽803和帽盖81下方的底槽802共同构成；二为除该槽部800空间之外的自由空间部(包括但不限于标号53，54，55对应处，下同)，图4中较为明显的有如包括电路板61与外壳5顶面之间的间隙53、电路板61与外壳5底面之间的间隙54和其它可见间隙55等，当然还应包括其它未必能在图4中可见的间隙。在本实用新型中，对于自由空间部，采用注胶的方式形成密封胶层(因避免剖线表达导致的层次模糊而未图示)对其实施密封，因此，除保护罩8与电路板61之间形成并占据的空间外，外壳5内的其余空间均被胶质材料密封而形成密封胶层，密封胶层将整个电路单元6的柱形弹簧64之外的所有电路元器件及印刷电路进行完全密封，令其不得与外界接触，起到了绝缘介质的作用，从而避免此一部分因水分影响而导致短路、老化等。

如前所述，所述作为天线使用的柱形弹簧64使用保护罩8进行保护，保护罩8采用胶质材料如硅胶或矽胶等一体成型，其针对柱形弹簧64的形状独特设计，能对柱形弹簧64起到防水、防尘以及防压的作用，对防水型胎压检测装置而言，是其关键。通过采用保护罩8与注胶两种区别对待的方案对胎压检测装置进行防水设计，使两种方案有机统一，既起到有效防水的作用，还通过防压起到胎压检测装置与车内监控中心保障正常通信的作用。

请参阅图4和图5，保护罩8具有独特的结构，为一体成型件，其具有帽体(81，82，83，84，85)、帽沿86和折起筒87，而所述帽体(81，82，83，84，85)则包括外帽筒82、内帽筒(83，84，85)和帽盖81。

所述的外帽筒82为直筒状，图5所示底部为开口端，中间为槽部800，顶部则通过拱状(在图5所示的截面上呈弧形)圆环过渡并向槽部800延伸出所述的内帽筒(83，84，85)，内帽筒(83，84，85)与外帽筒82之间形成有柱槽803，该柱槽803可供套入所述柱形弹簧64，故其最小宽度应不小于柱形弹簧64的线粗。当保护罩8通过其柱槽803套设柱形弹簧64时，由于柱形弹簧64的中空结构，内帽筒(83，84，85)置于柱形弹簧64的内部通孔中，不会影响柱形弹簧64的电气性能。

所述内帽筒(83，84，85)，在本实施例中呈直筒状，为与外帽筒82连接并大致平行向槽部800延伸而得。在图5所示截面的一侧，外帽筒82与内帽筒(83，84，85)既可相平行，也可表现出一定的夹角，两者顶部则呈弧形过渡83，两者以这种结构一体成型时，一方面有利于开模脱模，另一方面也能体现出更稳固的力学特性。当内帽筒(83，84，85)继续向槽部800延伸时，内帽筒(83，84，85)超出帽盖81部分即为其加强部85，该加强部85的设计，可以在当帽盖81受到较大压力以致推动帽盖81带动整个帽体(81，82，83，84，85)向槽部800内陷时，通过其加强部85和外帽筒82直至帽沿86共同抵触电路板61来抵抗外压，从而作为一种加强措施进一步确保保护罩8对柱形弹簧64的保护作用。

所述帽盖81，虽然本实施例在图5中表现为连接于内帽筒(83，84，85)一个横截面处，但是，内帽筒(83，84，85)实际上是与外帽筒82相连接的，内帽筒(83，84，85)是外帽筒82顶部周缘与帽盖81外周之间连接的部分所形成的中间件(83和84)，包括弧形过渡部83和直部84。不管其描述方式如何，帽盖81相对于外帽筒82而言更凹陷于槽部800内，如此，就保护罩8而言，外帽筒82所形成的柱形空间被帽盖81一分为二，即为图5中帽盖81底部的底槽802和帽盖81顶部的顶槽801。因此，顶槽801与底槽802之间的相向的气压的相互作用必然表现在帽盖81上。

本实施例一个关键的特征是所述帽盖81的厚度应小于外帽筒82甚至内帽筒(83，84，85)的厚度，这样，由于帽盖81较薄，其对抗压力的能力相对外帽筒82和内帽筒(83，84，85)都要小，因此，在其两侧压力失衡时，帽盖81将相对于外帽筒82和内帽筒(83，84，85)优先形变，向压力较小的一侧膨胀。考虑到胶质材料的物理特性，帽盖81的厚度与外帽筒82的厚度之间的比值适宜在1/2至1/6之间取值。

为了加强帽盖81的形变能力，在帽盖81上增设一缓冲部810，缓冲部810所占区域大小不必做出限定，只要其能在帽盖81受压时产生更大的形变即可。本实际例中缓冲部810充满整个帽盖81，两者合成一体。缓冲部810表现在图3所示的俯视效果中时，呈多个同心圆环凹凸相间连接而成，故其在图5所示的剖面上，呈现波浪状结构，整体上表现出多个凹坑812和***816。实际上，任何将缓冲部810设计成褶皱状的方案均可以适用于本实用新型，因为相应的褶皱能在帽盖81受压膨大时被拉伸，从而增大帽盖81的弹性伸缩范围。因此，在其它未图示的实施例中，甚至可以将帽盖81设计成不规则的坑洼状(同样会形成多个凹坑812和***816)，诸如此类，不行赘述。但是，无论如何，本实施例中缓冲部810同心圆环凹凸相间连接的设计，是最佳的，因其受力均匀、全面而达到较优效果。

本实施例中，缓冲部810的同心圆环凹凸相间连接的设计，表现在帽盖81的径向上是等间距的，即其径向密度相同。作为一种优化手段，可以灵活设计同心圆环的致密度，如在帽盖81的径向上，由同心圆环的圆心端至圆周端方向的密度逐渐增大，即圆心端周围的同心圆环密度较小、个数较少，而圆周端周围的同心圆环密度较大，个数较多；反之，由同心圆环的圆周端至圆心端方向的密度逐渐增大，即圆周端周围的同心圆环密度较小、个数较多，而圆心端周围的同心圆环密度较小，个数较少。

可见，缓冲部810的具体形状设计是非常灵活的，本领域内普通技术人员在参阅本实施例及各种变形实施例后，可以在此基础上进行适当的改进而不脱离本实用新型的实质精神。

进一步，为了便于帽体(81，82，83，84，85)与电路板61相结合及其在胎压检测装置内部的固定，在外帽筒82的开口端周缘处，向外延伸出一帽沿86，而在帽沿86末端，则竖直设置一与外帽筒82相平行的折起筒87，如此，由外帽筒82、帽沿86和折起筒87共同形成一环固槽88(参阅图3和图5，图5未标号)，可以通过将柱形的用于固定的部件***该环固槽88使帽沿86紧贴电路板61设置。

请重新参阅图3至图5，胎压检测装置的外壳5为便于加强保护罩8与电路板61之间的相对固定，在外壳5的预设开孔50的周缘处向外壳5内部延伸形成一柱插件501，该柱插件501呈柱形，其壁厚与深度刚好与保护罩8的环固槽88相配合，安装时，将其插置于所述保护罩8环固槽88中，便使保护罩8与电路板61相贴合，实现相对稳固的安装。

请再次综合图3至图5，胎压检测装置中采用保护罩8对柱形弹簧64进行保护，对保护罩8、柱形弹簧64、电路板61共同形成的槽部800空间之外的其它外壳5内部空间(自由空间)采用注胶形成密封胶层，达到对胎压检测装置进行整体防水保护的目的。

而由于保护罩8的独特设计，其不仅起到对柱形弹簧64进行防水保护的作用，还起到防压作用。

在轮胎充气时，胎压检测装置的外部压力大于其中保护罩8内压力，帽盖81两侧压强失衡，由于其相对较薄，便优先向槽部800陷入，缩小槽部800的体积，从而增大内部压强，直至帽盖81两侧重新实现平衡，停止帽盖81向内凹陷。在此一过程中，外帽筒82和内帽筒(83，84，85)不会产生形变，从而很好地保护了柱形弹簧64不至于产生形变，这样便不会影响其信号发射频率，能保障其电气性能。如果保护罩8外部压力过大而导致仅仅帽盖81的膨大不足以平衡保护罩8的外压时，甚至会带动内帽筒(83，84，85)一起向内凹陷，这时，由于内帽筒(83，84，85)的加强部85末端会抵触电路板61，利用其回释力，可以增强与外部压强相对抗的能力，防止压迫柱形弹簧64。

同理，当车胎放气时，保护罩8内的压强不变，而其外部压强渐降，此时，其帽盖81将向外部***，由此增大其槽部800体积，降低其内部压强，直至与外部压强相等即停止向外***的动作。同样，此一过程也不会影响柱形弹簧64的形状。

在上述两种相反的情况中，无论帽盖81在何种方向发生何种程度的形变，当保护罩8内外气压相对平衡时，无论帽盖81还是内帽筒(83，84，85)，均会依靠自身回释力慢慢回复原样。

综上所述，无论车胎内的气压如何变化，胎压检测装置内保护罩均能动态调节其自身内外气压，起到对柱形弹簧的有效保护，使柱形弹簧不会变形也不会进水或蒙尘，而设置了保护罩和密封胶层的胎压检测装置，则无疑起到更好的整体防水作用。

最后，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种柱形弹簧保护罩，由胶质材料一体成型用于遮罩柱形弹簧，具有帽体，该帽体包括柱形外帽筒和帽盖，由外帽筒和帽盖形成槽部，其特征在于：所述帽盖的外径和厚度分别小于外帽筒的内径和厚度，帽盖较之外帽筒陷入槽部设置，帽盖的外周与外帽筒顶部周缘相连接形成内帽筒。

2.根据权利要求1所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述帽盖形成有受压产生形变的缓冲部。

3.根据权利要求2所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：该缓冲部充满帽盖设置。

4.根据权利要求2所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述缓冲部形成有若干凹坑和***。

5.根据权利要求2所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述缓冲部由多个同心圆环凹凸相间连接形成。

6.根据权利要求5所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述缓冲部的多个同心圆环，沿其径向呈密度渐增布置。

7.根据权利要求2至6任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述缓冲部的厚度为外帽筒的厚度的1/6至1／2。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述帽盖的厚度为外帽筒的厚度的1/6至1/2。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述外帽筒与内帽筒之间为弧形过渡。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述外帽筒与内帽筒之间呈一定夹角。

11.根据权利要求1至6中任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述内帽筒向帽体开口端延伸形成加强部。

12.根据权利要求1至6中任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述外帽筒与内帽筒之间设有供容置柱形弹簧的柱槽。

13.根据权利要求1至6中任意一项所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述帽体的外帽筒靠近开口端处，向外侧延伸形成有帽沿。

14.根据权利要求13所述的柱形弹簧保护罩，其特征在于：所述帽沿外周设有竖立其上的折起筒，该折起筒、帽沿及外帽筒共同形成供固定用的环固槽。

15.一种防水型胎压检测装置，包括外壳和置于外壳内部的电路单元，该外壳设有供贯通内外的通孔，该电路单元在其电路板上布设有用于感测气压并转换为电信号的感测电路和将该电信号发射至外部的天线，该天线采用柱形弹簧，其特征在于：该柱形弹簧罩设有如权利要求1至14中任意一项所述的柱形弹簧保护罩，该保护罩置于电路板上并罩设所述柱形弹簧，外壳内部设有封装所述电路板和其感测电路的密封胶层。

16.根据权利要求15所述的防水型胎压检测装置，其特征在于：所述密封胶层充满整个外壳内部除保护罩所占据的空间除外的所有空间。

17.根据权利要求15所述的防水型胎压检测装置，其特征在于：所述外壳设有供所述保护罩突出其外的开孔。

18.一种防水型胎压检测装置，包括外壳和置于外壳内部的电路单元，该外壳设有供贯通内外的通孔，该电路单元在其电路板上布设有用于感测气压并转换为电信号的感测电路和将该电信号发射至外部的天线，该天线采用柱形弹簧，其特征在于：该柱形弹簧罩设有如权利要求14所述的柱形弹簧保护罩，该保护罩置于电路板上并罩设所述柱形弹簧，外壳内部设有封装所述电路板和其感测电路的密封胶层，所述外壳设有用于插置于所述保护罩环固槽以使保护罩紧贴电路板的柱插件。

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