JP2010155543A - 車輪状態監視ユニットの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】検出用の連通部からの異物の侵入を防止して、正常な検出状態を保持することができる車輪状態検出装置を提供する。
【解決手段】ある態様の車輪状態監視ユニットの取付構造においては、ホイールリム５２の曲面状の外周面の一部が切り欠かれて平面状の搭載面７２が形成されている。車輪状態監視ユニット１６は、その平面状の載置面７０を搭載面７２に載置するようにしてホイール５０に取り付けられている。すなわち、ホイール５０は、ホイールリム５２における車輪状態監視ユニット１６の取付部が、その外周面の反対側部分よりも車輪状態監視ユニット１６の重量分だけ軽量化されている。その軽量化された重量が車輪状態監視ユニット１６の重量と等しくなるように設計されており、車輪状態監視ユニット１６をホイールリム５２に取り付けることによりホイール５０のバランスがとれるようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輪の状態を検出してその検出情報を車体側に無線送信する車輪状態監視ユニットの取付構造に関する。

近年、タイヤの空気圧など車輪情報を車室内で確認するために、車輪に無線方式の状態監視装置を内蔵させる技術が提案され、普及しつつある。このような状態監視装置は、車輪の状態を検出するセンサと検出された情報を無線送信する送信機とをケースに収容して構成され、ホールに設置固定される。そして、車輪とともに回転しつつ、センサによって検出された車輪情報を車体に向けて送信する。一方、車体側にはその車輪情報を受信する受信装置と、受信された車輪情報を処理してインジケータ等に表示させる電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）が搭載されている。

ところで、状態監視装置は上述のように車輪とともに回転するものであるため、その車輪に確実かつ安定に固定される必要がある。また、送信機による電波性能を確保するためにホイールの取付箇所に所定の姿勢にて精度良く取り付けられる必要がある。このような状態監視装置の取付構造として、例えばケースから取付部を延出させてホイールに締結する構造などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１２２２１号公報

しかしながら、状態監視装置としては長方形状等の単純形状を有するものが一般的であるのに対し、ホイールは円環状でありその外周面が曲面状になっているため、状態監視装置の取付には構造上の工夫を要する。これに対し、引用文献１に開示された構造では、そのケースの少なくとも取付部における載置面の形状をホイールの外周面に合わせた曲面状として対処している。しかし、車輪によってはそのホイールの径が異なる場合があり、その場合に所望の取付精度が得られなくなる可能性がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、径の異なるホイールに対しても車輪状態監視ユニットを確実かつ安定に取り付けられるようにすることを目的とする。

本発明のある態様は、車輪の状態を検出する状態センサと検出された情報を無線送信する送信機とを収容するとともに平面状の載置面を有する車輪状態監視ユニットを、車輪のホイールに取り付けるための取付構造である。この車輪状態監視ユニットの取付構造は、ホイールの外周面の一部に平面状の搭載面を有する取付部を形成することにより、ホイールが取付部においてその外周面の反対側部分よりも車輪状態監視ユニットの重量分だけ軽量化される一方、車輪状態監視ユニットをその載置面を搭載面に載置するようにして取付部に取り付けることにより、ホイールのバランスをとるように構成されている。

ここでいう「車輪の状態」は、例えばタイヤの空気圧や温度等のタイヤの状態であってもよいし、バッテリ電圧等タイヤ以外の車輪の各種状態であってもよい。

この態様によると、ホイールの外周面の一部が加工されて平面状の搭載面を有する取付部が形成されている。このため、車輪状態監視ユニットをその載置面を搭載面に載置するようにして取付部に取り付けることにより、その取付角度を一定に保持することができる。その結果、車輪状態監視ユニットをホールに対して設定された姿勢にて精度良く取り付けることができる。ホイールの搭載面が平面状に形成されるため、ホイールの径にかかわらず、車輪状態監視ユニットを確実かつ安定に取り付けることができる。

また、ホイールが予めその取付部においてその外周面の反対側部分よりも車輪状態監視ユニットの重量分だけ軽量化されているため、車輪状態監視ユニットの取り付けとともにホイールバランスが調整される。すなわち、車輪状態監視ユニットが、バランスウェイトの機能も兼ねており、別途バランス調整用の部材を設ける必要がなくなるといったメリットもある。

本発明の取付構造によれば、径の異なるホイールに対しても車輪状態監視ユニットを確実かつ安定に取り付けることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 図１は、本発明の実施の形態に係る車輪状態監視ユニットの取付構造が適用された車両を示す概略構成図である。
図１に示すように、車両１０の車体１２には、右前輪１４ａ，左前輪１４ｂ，右後輪１４ｃおよび左後輪１４ｄの４つの車輪（これらを総称して「車輪１４」という）が回転可能に支持されている。車体１２には、図示しないが、駆動輪の駆動源となるエンジン，駆動力を所定の変速比で伝達するトランスミッション，各車輪を操舵するステアリング装置，各車輪に制動力を付与するブレーキ装置，およびこれらを制御する電子制御装置（以下「ＥＣＵ」と表記する）２０などが搭載されている。

各車輪１４のタイヤとホイールとの間の空間には、車輪の状態を検出してその情報を車体側に送信する車輪状態監視ユニット１６（車輪側装置）が設けられている。一方、車体１２には、各車輪１４の車輪状態監視ユニット１６から送信された車輪情報を受信する後述する通信機２２と、受信された車輪情報に基づいて各車輪１４の状態を監視するＥＣＵ２０が設けられている。

車体１２には、右前輪１４ａに対応した通信機２２ａ，左前輪１４ｂに対応した通信機２２ｂ，右後輪１４ｃに対応した通信機２２ｃ，および左後輪１４ｄに対応した通信機２２ｄの４つの通信機（これらを総称して「通信機２２」という）が配設されている。各通信機２２は、対応する車輪１４に設けられている送信機から送信された車輪情報等を示す信号を受信する受信部として機能する。各通信機２２は、対応する車輪１４の送信機から送信された信号を受信し、受け取った情報をＥＣＵ２０に向けて出力する。

ＥＣＵ２０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、所定のデータの記憶を保持しておくための不揮発性のバックアップＲＡＭ、入出力インターフェース等を備える。ＥＣＵ２０には、警報装置２４や車速センサ等を含むセンサ群２６が所定の信号線を介して接続されている。

ＥＣＵ２０は、各通信機２２と各車輪１４の位置とを対応づけて記憶しているため、各通信機２２から入力された車輪情報がどの車輪１４からのものであるかを識別することができる。なお、このように車体１２に各車輪１４ごとの複数の通信機２２を設けるのではなく、各送信機からの信号を受信可能な１つの通信機を設けるようにしてもよい。その場合には、各送信機が送信する信号に、いずれの車輪１４であるかを特定するための識別情報を含めるようにすればよい。送信機からの車輪情報は、ＥＣＵ２０のバックアップＲＡＭ等の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。ＥＣＵ２０は、各通信機２２から受け取った情報を用いて各車輪１４の状態を監視する。

警報装置２４は、ＥＣＵ２０の制御のもと、所定条件下で運転者に警報を発するものであり、例えば車両１０のインストルメントパネルに設けられている表示装置等に車両の異常情報を表示したり、音声により報知したりする。例えば、パンク等によりいずれかのタイヤ３０の空気圧が低下したときに、ＥＣＵ２０が該当する車輪状態監視ユニット１６からその旨を表す車輪情報を取得すると、警報装置２４が空気圧の異常情報を報知する。

図２は、図１の車両に備えられた車輪の部分断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
図２に示すように、各車輪１４に含まれるタイヤ３０は、いわゆるランフラットタイヤであり、空気圧の低下時にランフラット走行を可能とするものである。タイヤ３０は、ビードコア３２が埋設された一対のビード部３４と、ビード部３４からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部３６と、両サイドウォール部３６間に延在するトレッド部３８とを含む。一対のビード部３４、一対のサイドウォール部３６およびトレッド部３８には、例えば１枚の繊維材からなるカーカス４０が埋設されており、トレッド部３８には、カーカス４０の外側に位置するようにベルト層４２が埋設されている。そして、各サイドウォール部３６には、インナーライナ４４の内側に位置するように補強ゴム４６が埋設されている。この補強ゴム４６は、高い剛性を有し、ホイール５０とタイヤ３０とにより画成されるタイヤ３０内の空気圧がパンク等により低下した際に、タイヤ３０の全体をホイール５０に対して支持し、それによってランフラット走行を可能とする。

各車輪１４には車輪状態監視ユニット１６が装着されている。車輪状態監視ユニット１６は、タイヤ３０とホイール５０との間に形成された内部空間Ｓに配置されたケース６２を有し、そのケース６２内に図示しないバッテリ、空気圧センサ、加速度センサ、送信機および制御回路が収容されている。空気圧センサは、タイヤ３０の空気圧を検出する。加速度センサは、車輪１４に作用する遠心力に基づいて車両の走行状態を推し量るためのものであり、車輪１４の半径方向の加速度を検出する。いずれのセンサも車輪の状態を検出する状態センサとして機能する。

車輪状態監視ユニット１６は、これらの状態センサにより検出されたタイヤ圧や車輪加速度等の車輪情報を取得するとともに、送信機を介してその車輪情報を定期的に車体１２側に無線送信する。制御回路は、送信機による車輪情報の送信タイミングを制御したりする。バッテリは、空気圧センサ、加速度センサ、送信機および制御回路等に電源電圧を供給する。

車輪状態監視ユニット１６は、タイヤ３０の空気圧調整用のバルブとしても機能し、ケース６２に一体に設けられた通気部６３を含む。空気圧の調整の際には、空気がこの通気部６３およびケース６２に形成された通気通路（図示せず）を介して内部空間Ｓに導入される。通常時においては通気部６３の先端部にバルブキャップ５８が装着されて通気が確実に遮断される。車輪状態監視ユニット１６は、その通気部６３の部分がホイール５０のホイールリム５２に設けられた取付孔５４に弾性ゴムからなるグロメット５６、ワッシャおよびボルトを介して取り付けられる。

ケース６２は、通気部６３との接続部を支点に片持ち状に内部空間Ｓに配置されているが、その載置面７０がホイールリム５２に設けられた搭載面７２に当接する態様で安定に支持されている。グロメット５６は、所定の剛性を有しており、タイヤ３０内を気密に保持する。また、バルブキャップ５８は、ホイールリム５２の外側に突出しており、このバルブキャップ５８を取り外して、図示しない弁口に空気供給装置のホースを接続することによりタイヤ３０内に空気を供給可能となる。

図３にも示すように、本実施の形態では、ホイールリム５２の曲面状の外周面の一部が切削加工により切り欠かれて平面状の搭載面７２が形成されている。この搭載面７２は、ホイールリム５２の半径方向に対して直角方向に延びるように形成されている。車輪状態監視ユニット１６は、その平面状の載置面７０を搭載面７２に載置するようにしてホイール５０に取り付けられている。このように、車輪状態監視ユニット１６とホイールリム５２とが平面にて当接する構成を有するため、車輪状態監視ユニット１６を固定する際にその車輪状態監視ユニット１６がボルトの回転とともに回動して傾くことを防止できる。図示しないが、ホイールリム５２の搭載面７２と回転軸に対して対称な位置は曲面状のままとなっている。

すなわち、ホイール５０は、ホイールリム５２における車輪状態監視ユニット１６の取付部が、その外周面の反対側部分よりも車輪状態監視ユニット１６の重量分だけ軽量化されている。その軽量化された重量が車輪状態監視ユニット１６の重量と等しくなるように設計されており、車輪状態監視ユニット１６をホイールリム５２に取り付けることによりホイール５０のバランスがとれるようになっている。

このように、本実施の形態においては、ホイールリム５２の一部が切り欠かれて平面状の搭載面７２を有する取付部が形成されている。このため、車輪状態監視ユニット１６をその載置面７０を搭載面７２に載置するようにしてその取付部に取り付けることにより、その取付角度を一定に保持することができる。その結果、車輪状態監視ユニット１６をホイール５０に対して設定された姿勢にて精度良く取り付けることができる。ホイールリム５２の搭載面７２が平面状に形成されるため、ホイールリム５２の径にかかわらず、車輪状態監視ユニット１６を確実かつ安定に取り付けることができる。

また、ホイール５０が予めその取付部においてその外周面の反対側部分よりも車輪状態監視ユニット１６の重量分だけ軽量化されているため、車輪状態監視ユニット１６の取り付けとともにホイールバランスが調整される。すなわち、車輪状態監視ユニット１６が、バランスウェイトの機能も兼ねており、部品点数を削減できるといったメリットもある。

本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

上記実施の形態では、本実施の形態では、ホイールリム５２の取付部の切り欠き構造を切削加工により実現した例を示したが、鋳造や鍛造などにより取付部を薄肉状にするなど、他の加工方法により形成することもできる。

上記実施の形態では、状態センサとして空気圧センサおよび加速度センサを例に挙げたが、タイヤ３０の温度を検出する温度センサであってもよいし、バッテリの電圧等タイヤ以外の車輪の各種状態を検出するセンサであってもよい。

上記実施の形態では、車輪１４を構成するタイヤとしてランフラットタイヤが採用された例を示したが、一般的な中空タイヤが採用されてもよい。

本発明の実施の形態に係る車輪状態監視ユニットの取付構造が適用された車両を示す概略構成図である。 図１の車両に備えられた車輪の部分断面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

符号の説明

１０ 車両、 １２ 車体、 １４ 車輪、 １６ 車輪状態監視ユニット、 ２０ ＥＣＵ、 ２２ 通信機、 ３０ タイヤ、 ５０ ホイール、 ５２ ホイールリム、 ６２ ケース、 ６３ 通気部、 ７０ 載置面、 ７２ 搭載面。

Claims (1)

1. 車輪の状態を検出する状態センサと検出された情報を無線送信する送信機とを収容するとともに平面状の載置面を有する車輪状態監視ユニットを、前記車輪のホイールに取り付けるための取付構造であって、
   前記ホイールの外周面の一部に平面状の搭載面を有する取付部を形成することにより、前記ホイールが前記取付部においてその外周面の反対側部分よりも前記車輪状態監視ユニットの重量分だけ軽量化される一方、前記車輪状態監視ユニットをその載置面を前記搭載面に載置するようにして前記取付部に取り付けることにより、前記ホイールのバランスをとるように構成されていることを特徴とする車輪状態監視ユニットの取付構造。

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