JP2006056356A - センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 センサ本体の取付作業が簡単で、しかも高い接着力で確実に固定することができるセンサユニットを提供する。
【解決手段】 タイヤＴの空気圧を検出して検出信号を外部に送信するセンサ本体１と、センサ本体１を保持するベース部材３とを備え、ベース部材３が熱硬化型の接着層５を介してホイール１０のリム１１に接着固定される。接着層５を硬化させる場合の熱は、ホイール製造時における塗装後の乾燥工程を利用することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ内部の状態を監視するシステムに用いられるセンサユニットに関する。

従来から、車両に装着されたタイヤ内部の圧力などを監視する空気圧監視システム（Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ；ＴＰＭＳ）が種々提案されている。この種の空気圧監視システムでは、タイヤ内部の圧力を検出するためのセンサをホイールに固定する必要があり、例えばセンサユニットの取付構造として特許文献１に示すものが提案されている。特許文献１に示すセンサユニットでは、ホイールのリムの所定位置にベース部材を溶接やねじ止めなどで固定した後に、ベース部材とさらに別の部材とでセンサ本体を挟むようにして固定するようになっている。また、他のセンサユニットとしては、センサ本体をタイヤバルブと一体に設けたものが種々提案されている。
特開２００３−２０５７１６号公報（段落００１５〜００２２、図１，図３）

しかし、特許文献１に記載のセンサユニットでは、ベース部材をホイールのリムに位置決めした後に溶接などで固定する必要があり、取付作業が非常に煩雑であった。また、ベース部材をリムにねじ止めする場合には、ねじ穴が形成された専用のホイールを用意したり、また、既存のホイールを使用する場合には、ねじ穴を新たに形成する作業が必要となって、取付作業が面倒であった。

また、取付作業を簡単にするために、ベース部材を感圧式の接着材を用いて接着固定すると、十分な接着力が得られず、タイヤの回転に伴って生じる遠心力によってベース部材がホイールから剥がれてセンサ本体が脱落するおそれがある。

また、センサ本体がタイヤバルブと一体に形成されたセンサユニットでは、タイヤバルブ部分に荷重が集中するため、ホイールのバランスが損なわれるおそれがあり、このためホイールにバランスを調整するためのウエイト（錘）を取り付ける作業が必要になる。また、タイヤバルブとセンサ本体とを一体化すると、メンテナンス性が損なわれるおそれもある。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、センサの取付作業が簡単であり、しかも接着信頼性を高めることができるセンサユニットを提供することを目的とする。

本発明は、タイヤの内部圧力を検出する検出手段および前記検出手段で検出された圧力信号を送信する送信手段を少なくとも備えるセンサ本体と、前記センサ本体を保持するベース部材とを有し、前記ベース部材がホイールに熱硬化型の接着層を介して固定されることを特徴とする。

前記本発明によれば、ベース部材を接着によって固定するので取付作業を簡単にすることができ、しかも、硬化後に高い接着力が得られる熱硬化型の接着層を用いて固定するので、センサ本体の脱落を確実に防止することができる。また、熱硬化型の接着層を用いることにより、ホイール製造時の乾燥工程の熱を利用して接着層を硬化させることができるので、加熱硬化させるための専用の設備を設ける必要がない。

また、前記ベース部材は、前記ホイールのリムに設置されることが好ましい。これにより、センサ本体をリムの外周面上の任意の位置に固定することができるので、ホイールバランス（静バランス／動バランス）に狂いが生じている場合にその狂いを改善する位置にセンサ本体を取り付けることができる。よって、バランス調整用の錘を取り付けるための作業を不要にできる。また、タイヤバルブとは別体にできるので、メンテナンス性が損なわれることもない。

また、前記ベース部材は、前記リムのウェル部に固定されることが好ましい。これにより、タイヤをホイールに装着する際に、タイヤが接触しにくい場所にセンサ本体を設置できるようになるので、タイヤの装着作業に支障を来たすのを回避できる。

また、前記センサ本体は、前記ベース部材に着脱自在に保持されていることが好ましい。これにより、センサ本体が故障したり、電池が消耗したときなどの交換作業を容易にできる。

また、前記接着層は、両面に接着材が設けられたシート状であることが好ましい。これにより、ベース部材に接着層を設けるときの取扱い性を向上できるので、ベース部材のホイールへの取付作業を容易にできる。

本発明によれば、センサ本体の取付作業を簡単にでき、しかも接着信頼性を高めることができるようになる。また、センサ本体を任意の位置に固定できるので、センサ本体をホイールのアンバランスを解消する位置に取り付けることが可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係るセンサユニットをホイールに取り付ける前の状態を示す分解斜視図、図２は、センサユニットを利用したタイヤの監視システムの全体構成図、図３は、センサユニットの取付工程をホイールの量産工程に組み込んだときの工程図、図４は、センサユニットの取付後の状態を示す断面図である。

図２に示すように、センサユニット１Ａは、タイヤＴの内部の状態を監視するシステムに用いられるものであり、車両１００に装着された各車輪１１０，１１０，１１０，１１０のホイール１０，１０，１０，１０に装着される。また、センサユニット１Ａは、ホイール１０に装着されたタイヤＴの内部圧力を検出する圧力センサやタイヤＴの内部温度を検出する温度センサなどで構成される検出手段（図示せず）と、前記検出手段により検出された圧力情報や温度情報などを含む信号を電波を介して車両１００の本体に向けて送信する送信手段（図示せず）とを備えている。車両１００には、前記送信手段から送られた信号を受信する受信部３５，３５と、前記信号に基づいて所定の処理を行う制御部４０と、前記演算の結果に基づいてタイヤＴの状態を出力する出力部５０とが設けられている。センサユニット１Ａでは、例えば所定時間毎に前記信号を受信部３５に向けて送信する処理が行われており、タイヤＴの圧力や温度に異常を示す信号を受信したと制御部４０が判断した場合には、制御部４０では出力部５０において警告ランプの点灯や警告表示などが実行されるように制御される。なお、この種のシステムは、一例であり、本実施形態に限定されるものではない。

図１に示すように、本実施形態のセンサユニット１Ａは、センサ本体１とベース部材３とを備え、ベース部材３が接着層５を介してホイール１０に接着固定される。

センサ本体１は、合成樹脂などで形成された四角箱型のケース１ａを有し、そのケース１ａに前記検出手段や前記送信手段が内蔵されている。また、センサ本体１は、ケース１ａの下面にスライド溝２が所定の幅で細長く形成されている。スライド溝２は、その一端２ａがケース１ａの端面１ａ１から開放し、他端２ｂが端面１ａ２から開放しない長さ寸法で形成されている。

ベース部材３は、合成樹脂などで板状に形成されたものであり、その上面に所定の幅で細長く延びる突条４が一体に形成されている。突条４は、その長手方向の寸法がベース部材３の長手方向の寸法よりも若干短く形成され、突条４の一端４ａがベース部材３の端面３ａに一致し、他端４ｂが他方の端面３ｂよりも若干内側に位置するように形成されている。

接着層５は、基材の上面と下面の両面に熱硬化型の接着材が塗布されてシート状に形成されたものである。この熱硬化型の接着層５としては、例えば、熱硬化型アクリルフォームの基材の両面に熱硬化型アクリル接着剤が積層された、準構造用アクリルフォームテープ（住友スリーエム株式会社製）を選択することができる。同社製の準構造用アクリルフォームテープを使用することにより、加熱前において通常の感圧接着テープと同様の作業性や接着性が発揮され、加熱硬化後において極めて高い最終接着力が得られるようになる。

センサユニット１Ａの取付手順としては、まず、ベース部材３の下面に接着層５の一方の面を貼り付け、接着層５のもう一方の面をホイール１０のリム１１に形成されたウェル部１１ａに貼り付ける。そして、ベース部材３がホイール１０に接着された状態で、接着層５を所定の加熱条件で硬化させる。接着層５の硬化後、センサ本体１をベース部材３に組み付ける。このように、センサ本体１をベース部材３に装着する前に、接着層５を硬化させることができるので、センサ本体１が加熱硬化時の熱に曝されるのを回避できる。

ベース部材３にセンサ本体１を装着する場合には、突条４の他端４ｂとセンサ本体１の一端２ａとを対向させた状態で、センサ本体１を矢印方向へ移動させる。これにより、スライド溝２が突条４に案内されながら、センサ本体１がベース部材３上をスライドする。そして、スライド溝２の他端２ｂが突条４の他端４ｂに突き当たることにより、センサ本体１のスライド動作がベース部材３上の所定の位置で規制される。このように、センサ本体１をスライドさせながらベース部材３に装着することができるので、取付作業が簡単になる。

なお、本実施形態では、スライド溝２の凹断面形状と突条４の凸断面形状とがそれぞれ上方に向けて幅広となる台形状に形成されているので、センサ本体１とベース部材３とが互いに離間する方向（上下方向）へ離れることがない。また、図示していないが、車両１００が急加速または急減速したときにセンサ本体１がベース部材３から抜けるおそれがあるため、抜け止め手段を設けることが好ましい。この抜け止め手段としては、センサ本体１をベース部材３にねじ止めする方法、センサ本体１をベース部材３に凹凸嵌合させる方法など従来から採用されている種々の方法から選択することができる。

このように、本実施形態では、センサ本体１を保持するベース部材３が接着によって固定されるので、取付作業を簡単にできる。また、ホイール１０のリム１１の外周面上の任意の位置にセンサ本体１およびベース部材３を固定することができるので、ホイール１０にホイールバランスの軽い部分が存在している場合には、その部分にベース部材３を貼り付けることにより、ホイールバランスを改善することができる。その結果、ホイールバランスを改善するためのウエイトをホイール１０にかしめたり、貼り付けたりする作業を不要にできる。

また、熱硬化型の接着層５を用いることにより、図３に示すように、従来からある通常のホイール量産工程(ステップ１，３，４)に、センサユニット１Ａを取り付けるための工程（ステップ３，５）を組み込むことができる。

図３に示すように、ステップ１のホイール成型工程では、所定の金型を用いてホイール１０を成型する。ホイール成型後、ステップ２のベース部材取付工程において、ベース部材３を接着層５を介してホイール１０に貼り付ける。このとき、接着層５の一面側には合成樹脂製の剥離シート６が積層されているので、剥離シート６が設けられた状態で接着層５をベース部材３に貼り付けることができ、作業性を向上させることができる。そして、接着層５がベース部材３に接着された状態で剥離シート６を剥がして、ベース部材３を保持した状態でリム１１のウェル部１１ａに接着層５を押し当てて貼り付ける。そして、ステップ３のホイール塗装工程に移行して、ホイール１０に所定の塗料を塗布し、その後ステップ４に示す乾燥（又は焼付け）工程において、ホイール１０にベース部材３が接着された状態で乾燥（又は焼付け）を行う。乾燥（又は焼付け）後、ステップ５のセンサ本体取付工程において、センサ本体１をベース部材３に取り付ける。

このように、ホイール量産工程において、ホイール１０の乾燥（焼付け）工程時の熱を利用して接着層５を硬化させて、ベース部材３をホイール１０に固定することができるので、ベース部材３をホイール１０に固定するための専用の設備を導入する必要がない。しかも、熱硬化型の接着層５を用いることによって、ベース部材３がホイール１０に強固な接着力で接着されるので、センサ本体１がホイール１０から脱落するのを確実に防止できる。なお、図３に示す工程は、一例であり、その他各種のホイール量産工程にも適用することができる。

また、本実施形態では、図４に示すように、センサユニット１Ａをホイール１０のリム１１に形成されたウェル部１１ａに固定することで、ホイール１０へのタイヤＴ（図１参照）の装着時に、タイヤＴがセンサ本体１に当って取付作業に支障を来たすのを防止することができる。

また、図示していないが、ホイール１０のリム径に合わせて複数種類のベース部材３を用意しておき、センサ本体１とベース部材３との取付形状すなわちセンサ本体１に形成されたスライド溝２の形状とベース部材３に形成された突条４の形状とをそれぞれ共通の形状にしておくことで、１種類のセンサ本体１ですべてのリム径に対応させることが可能になる。センサ本体１の形状を共通にすることで、コストダウンを図ることができる。

図５は、センサユニットの変形例を示す分解斜視図である。なお、このセンサユニット１Ｂは、センサ本体２０とベース部材３０とで構成され、図１に示すセンサユニット１Ａとは形状が異なるだけである。

センサ本体２０は、四角箱型のケース２０ａを有し、ケース２０ａの上面に凸条２１が所定の幅で細長く形成されている。凸条２１は、その長手方向の寸法がケース２０ａの長手方向の寸法よりも短く形成され、凸条２１の両端部２１ａ，２１ｂがケース２０ａの端面２０ａ１，２０ａ２から突出しない寸法となっている。

ベース部材３０は、内部にセンサ本体２０が収納される収納部３１が形成されている。この収納部３１は、センサ本体２０ががたつくことなくスライド可能に収納される空間であり、その上面に長手方向に沿って開口部３２が形成されている。開口部３２には、センサ本体２０の挿入側の端部に互いに対向する方向へ突出する係止爪３３，３３が形成されている。センサ本体２０は、ベース部材３０の収納部３１に挿入されると、係止爪３３，３３が弾性変形しながらスライド挿入される。そして、前記凸条２１の端部２１ａが開口部３２の端部３２ａに当接したときに、係止爪３３，３３が弾性復帰して、センサ本体２０がベース部材３０から抜け出ないように、端部２１ｂが係止爪３３，３３によって係止される。

なお、本発明のセンサユニットは、前記した実施形態に限定されるものではなく、センサ本体およびベース部材の形状は適宜変更することができる。また、センサ本体１は、ベース部材３に着脱自在に装着される構成に限定されるものではなく、センサ本体１がベース部材３に接着固定されていてもよい。

本発明の実施形態に係るセンサユニットをホイールに取り付ける前の状態を示す分解斜視図である。 センサユニットを利用したタイヤの監視システムの全体構成図である。 センサユニットの取付工程をホイールの量産工程に組み込んだときの工程図である。 センサユニットの取付後の状態を示す断面図である。 センサユニットの変形例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ センサユニット
１，２０ センサ本体
３，３０ ベース部材
５ 接着層
１０ ホイール
１１ リム
１１ａ ウェル部
Ｔ タイヤ

Claims (5)

1. タイヤの内部圧力を検出する検出手段および前記検出手段で検出された圧力信号を送信する送信手段を少なくとも備えるセンサ本体と、前記センサ本体を保持するベース部材とを有し、前記ベース部材がホイールに熱硬化型の接着層を介して固定されることを特徴とするセンサユニット。
2. 前記ベース部材は、前記ホイールのリムに固定されることを特徴とする請求項１に記載のセンサユニット。
3. 前記ベース部材は、前記リムのウェル部に固定されることを特徴とする請求項２に記載のセンサユニット。
4. 前記センサ本体は、前記ベース部材に着脱自在に保持されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセンサユニット。
5. 前記接着層は、両面に接着材が設けられたシート状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のセンサユニット。

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