JP2022104166A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤのホイールへ確実に固定することができる電子機器を提供する。【解決手段】電子機器３は、電子機器本体部３０と、固定部４０とを備える。電子機器本体部３０は、タイヤ１の内側に取り付けられる。固定部４０は、ホイール２０のリム部２３の外周面２３ａに載置される脚部４２を有し、電子機器本体部３０を支持する。脚部４２は、ホイール２０の周方向に貫通する貫通孔部４３を有している。固定部４０は、貫通孔部４３に挿通したバンド５０を外周面２３ａに巻締めてリム部２３に取り付けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤに取り付けられるセンサや電源等の電子機器に関する。

車両に装着された空気入りタイヤには、タイヤの摩耗推定等のために各種のセンサやセンサに電力を供給するための電源等が取り付けられる。

特許文献１には、車両のタイヤの内側に配置され、車両のホイールに取り付けられるタイヤ状態計測装置が記載されている。タイヤ状態計測装置は、ホイールの外周面において周方向に沿って延在し、ホイールの外周面を挟み込む支持部と、支持部に取り付けられ、タイヤの状態を計測する計測部と、を備える。

特開２０１８－１７６８１７号公報

特許文献１に記載のタイヤ状態計測装置では、計測部の支持部への取り付けについて明記されていないが、例えば同文献の図１には、計測部を支持部に載置して支持する構成が記載されている。ここで計測部が矩形状であり、円環状に配置された支持部の外周面に載置した場合、計測部と支持部の接触面どうしの間に隙間が生じて十分に固定できないという問題点がある。例えば、計測部と支持部の接触面どうしを接着等によって固定した場合、万一固定が十分でないと、計測部が支持部から剥がれて不具合が生じることも懸念される。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイヤのホイールへ確実に固定することができる電子機器を提供することにある。

本発明のある態様は電子機器である。電子機器は、タイヤの内側に取り付けられる電子機器本体部と、ホイールのリム部の外周面に載置される脚部を有し、前記電子機器本体部を支持する固定部と、を備える電子機器において、前記脚部は、前記ホイールの周方向に貫通する貫通孔部を有しており、前記固定部は、前記貫通孔部に挿通したバンドを前記外周面に巻締めて前記リム部に取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、電子機器をタイヤのホイールへ確実に固定することができる。

実施形態に係る電子機器を取り付けた空気入りタイヤの縦断面図である。 図１における電子機器の部分の拡大図である。 電子機器の外観を示す斜視図である。 図２に示すＡ－Ａ線による電子機器およびリム部の一部の断面図である。 電子機器の機能構成の一例を示すブロック図である。 電子機器の機能構成の別例を示すブロック図である。 電子機器の機能構成の更に別例を示すブロック図である。 変形例に係る電子機器の外観を示す斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図１から図８を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

（実施形態１）
図１は、実施形態に係る電子機器を取り付けた空気入りタイヤの縦断面図である。空気入りタイヤ１は、タイヤ本体１０、ホイール２０および電子機器３を備える。図１において電子機器３はタイヤ周方向から見た端面を表している。タイヤ本体１０は、リング状に形成されたトレッド部１１によって地面に接触する。トレッド部１１の軸方向（タイヤ幅方向）の両端に連続してサイド部１２が設けられ、サイド部１２のホイール２０側のリム端部２５に対応する位置にビード部１３が形成されている。

タイヤ本体１０の中央部にはホイール２０が嵌め合わされている。ホイール２０は、車軸を連結する円筒状のハブ部２１を中心にして、ディスク部２２が放射状に延びるように設けられている。ディスク部２２は、外周縁に連結された円筒状のリム部２３を支持している。

リム部２３は、胴部２４のタイヤ幅方向における両側にリム端部２５を有している。リム端部２５は、それぞれタイヤ幅方向の外側に向かうにつれて径方向の外側へ向かうように屈曲して延びるように設けられている。リム端部２５には、タイヤ本体１０のビード部１３が嵌め合わされる。

リム端部２５間における胴部２４には、タイヤ幅方向の中央部において、径方向の中心側へ穿つように凹部２６が全周に亘って形成されている。ホイール２０は、胴部２４に凹部２６を設けることによって、リム部２３の高剛性化と軽量化を図ることができる。尚、凹部２６は、設けられていなくても良く、この場合、胴部２４の外周面２４ａは、タイヤ幅方向において平坦状に形成される。

リム部２３の外周面２３ａは、胴部２４の外周面２４ａおよび凹部２６の底面２６ａを含んでいる。電子機器３は、外周面２３ａのうち凹部２６の底面２６ａに取り付けられる。尚、電子機器３は、外周面２３ａのうち底面２６ａ以外の箇所に取り付けられていても良く、また凹部２６が設けられていない場合には、タイヤ幅方向において平坦状となる外周面２４ａの任意の位置に取り付けられる。

図２は図１における電子機器３の部分の拡大図であり、図３は電子機器３の外観を示す斜視図である。電子機器３は、電子機器本体部３０および固定部４０を備える。電子機器本体部３０は、後述するように、タイヤ１における物理量を計測するセンサ部、計測されたデータを外部へ送信する通信部、およびタイヤ内の他の機器に電力を供給する電源部等のうち少なくとも１つが設けられている。

固定部４０は、ベース部４１および脚部４２を有する。ベース部４１は平板状であり、上面４１ａが平面状となっている。ベース部４１の上面４１ａには、電子機器本体部３０の底面３０ａが接触し固定される。例えば電子機器本体部３０が直方体状で底面３０ａが平面状とすれば、底面３０ａとベース部４１の上面４１ａとの接触におけるガタつきが抑制される。電子機器本体部３０は、底面３０ａとベース部４１の上面４１ａを接着して固定しても良いし、ベース部４１にねじ等の締結具３４を用いて固定しても良い。

脚部４２は、板状をなし、ベース部４１のタイヤ周方向の両端部に設けられている。脚部４２は、ホイール２０におけるリム部２３の外周面２３ａにシート状の制振部材６０を介して載置される。制振部材６０は、樹脂製であり、例えばゴムシートなどを用いることでホイール２０からの振動を減衰し、電子機器本体部３０へ大きな振動が伝わるのを防ぎ、更に周方向への電子機器本体部３０の移動を防ぐ。また制振部材６０は、両面テープなどの接着性があるものであっても良く、両面テープの心材の厚みに応じた弾性によって振動を減衰し、接着によって周方向への電子機器本体部３０の移動を防ぐ。

脚部４２は、タイヤ周方向に貫通する貫通孔部４３を有する。本実施形態では各脚部４２において、それぞれ２つの貫通孔部４３がタイヤ幅方向に併設されている。貫通孔部４３のタイヤ周方向に直交する断面は、タイヤ径方向を短手方向とする長方形状となっている。

図４は、図２に示すＡ－Ａ線による電子機器３およびリム部２３の一部の断面図である。脚部４２に設けられた貫通孔部４３にはバンド５０が挿通されている。本実施形態では、２つのバンド５０をタイヤ幅方向に並べて用いている。各バンド５０は、タイヤ幅方向において同じ位置にある各脚部４２の対応する貫通孔部４３に挿通されている。尚、図４において、電子機器本体部３０の内部構成は図示を省略している。

バンド５０は、リム部２３の外周面２３ａ（底面２６ａを含む）に沿って巻かれ、締結具５１によって両端部が連結されて外周面２３ａに巻締められている。図４に示す締結具５１は、ベース５１ａにバンド５０の一方の端部を取り付け、他方の端部をラチェットレバー５１ｂによって引き込んでバンド５０を締めるラチェット式のものである。尚、締結具５２は公知の種々の形式を用いることができる。

図３に戻り、電子機器本体部３０の側面には端子部３１が設けられている。端子部３１は、接続される配線７０によってタイヤ内の他の機器と電気的に接続される。配線７０の端部は、端子部３１に半田付けやコネクタ等によって接続されている。

配線７０の端部および端子部３１は樹脂等によってモールドされている。配線７０の端部および端子部３１を覆う樹脂は、電子機器本体部３０の側面に接着され固定されている。尚、電子機器本体部３０が単独で動作し、他の機器との接続が不要である場合には端子部３１は設けられていなくて良い。

図５は、電子機器３の機能構成の一例を示すブロック図である。電子機器本体部３０は、センサ部３５ａおよび制御回路部３５ｂを有する。電子機器本体部３０は、センサ部３５ａおよび制御回路部３５ｂの両方を内部に収容する構成であっても良いし、制御回路部３５ｂを内部に収容し、センサ部３５ａを電子機器本体部３０の外部のタイヤ１内に配置する構成であっても良い。

センサ部３５ａは、例えば加速度センサ、歪センサ、圧力センサおよび温度センサ等であり、タイヤ１における物理量を計測する。制御回路部３５ｂは、センサ部３５ａから計測データを取得し、適宜デジタル変換等のデータ処理を行う。

端子部３１には、外部へ計測データを送信する通信部や電力を供給する電源部等を備える他の機器が接続されている。制御回路部３５ｂは、通信部を備える他の機器へ端子部３１を介して計測データを送る。また制御回路部３５ｂは、電源部を備える他の機器から端子部３１を介して電力供給を受ける。尚、電子機器本体部３０は、適宜、通信部や電源部を有する構成としてもよい。

図６は、電子機器の機能構成の別例を示すブロック図である。電子機器本体部３０は、通信部３６を有する。通信部３６は、例えばＷｉＦｉ（登録商標）等の無線通信方式に基づいて外部機器へ計測データを送信する。外部機器は、電子機器から送信されてくる計測データを一次的に記憶する記憶装置や、計測データを表示する表示装置、計測データに基づいてタイヤ１で発生しているタイヤ力や摩耗量などを推定する推定装置などである。

端子部３１には、タイヤ１における物理量を計測するセンサ部や電力を供給する電源部等を備える他の機器が接続されている。通信部３６は、センサ部を備える他の機器から端子部３１を介して計測データを取得する。また通信部３６は、電源部を備える他の機器から端子部３１を介して電力供給を受ける。尚、電子機器本体部３０は、適宜、電源部を有する構成としてもよい。

図７は、電子機器３の機能構成の更に別例を示すブロック図である。電子機器本体部３０は、電源部３７を有する。電源部３７は、蓄電池または発電型の素子等によって構成されており、センサ部や通信部を備える他の機器へ端子部３１を介して電力を供給する。

また電源部３７は、リチウムイオン電池のような充電型の電池を備え、タイヤ１の外部から電力供給を受ける構成であってもよい。電源部３７への電力供給は、例えば車軸に設けられるスリップリング等を介する給電方式、車体側とタイヤ１側との間で電磁誘導回路や電界給電回路を構成する方式など用いることができる。

次に電子機器３の動作について説明する。電子機器３は、バンド５０がリム部２３の外周面２３ａ（凹部２６の底面２６ａを含む）に巻締められていることによって、外周面２３ａに押し付けられて固定される。電子機器３は、電子機器本体部３０が固定部４０の脚部４２で外周面２３ａに接触して固定されることによって、ガタつきが少なく確実にホイール２０に固定することができる。

また電子機器３は、ベース部４１に取り付けられており、脚部４２を介してリム部２３に固定されるので、リム部２３に直接または脚部４２有しないベース部４１を介して固定される場合に比べて、リム部２３から伝わる振動を緩和することができる。

電子機器３は、脚部４２とリム部２３の外周面２３ａとの間に制振部材６０を介して固定されることによって、ホイール２０から電子機器３への振動の伝搬を低減する。また、制振部材６０として両面テープを用いることによって、脚部４２とリム部２３の外周面２３ａとの横方向（タイヤ周方向およびタイヤ幅方向）でのずれを防止することができる。

電子機器３は、タイヤ１における物理量を計測するセンサ部、外部へ計測データを送信する通信部、および電力を供給する電源部等のうち少なくとも１つを備え、タイヤ１における物理量を計測に関する機能を発揮することができる。また、複数の電子機器３を用いて各機能を分散させることによって、個々の電子機器の小型軽量化、タイヤ１内での分散配置による重量アンバランスの抑制、１の機能に不具合が生じた場合の交換修理の容易化を図ることができる。

また電子機器３は、電子機器本体部３０の側面に設けた端子部３１および配線７０の端部を樹脂等によってモールドすることによって、配線７０が端子部３１から剥離することや配線７０の端部における断線を防止することができる。

（変形例）
図８は、変形例に係る電子機器３の外観を示す斜視図である。図８に示す電子機器３は、電子機器本体部３０と固定部４０とを一体的に形成した構成となっている。変形例に係る電子機器３に関するその他の構成、例えば脚部４２、貫通孔部４３、制振部材６０およびバンド５０、並びに機能構成は、上述の実施形態と同様である。

変形例に係る電子機器３は、電子機器本体部３０と固定部４０とを一体的に形成することによって、部品点数の削減および組立の容易化を図ることができる。

次に実施形態および変形例に係る電子機器３の特徴について説明する。
電子機器３は、電子機器本体部３０と、固定部４０とを備える。電子機器本体部３０は、タイヤ１の内側に取り付けられる。固定部４０は、ホイール２０のリム部２３の外周面２３ａに載置される脚部４２を有し、電子機器本体部３０を支持する。脚部４２は、ホイール２０の周方向に貫通する貫通孔部４３を有している。固定部４０は、貫通孔部４３に挿通したバンド５０を外周面２３ａに巻締めてリム部２３に取り付けられている。これにより、電子機器３は、電子機器本体部３０が固定部４０の脚部４２で外周面２３ａに接触して固定されることによって、ガタつきが少なく確実にホイール２０に固定することができる。

また脚部４２は、制振部材６０を介してリム部２３の外周面２３ａに載置されている。これにより、電子機器３は、ホイール２０から電子機器３への振動の伝搬を低減することができる。

また制振部材６０は、両面テープである。これにより、電子機器３は、脚部４２とリム部２３の外周面２３ａとの横方向（タイヤ周方向およびタイヤ幅方向）でのずれを防止することができる。

また電子機器本体部３０は、タイヤ１における物理量を計測するセンサ部３５ａ、計測されたデータを外部へ送信する通信部３６、およびタイヤ１内の他の機器に電力を供給する電源部３７のうち少なくとも１つを有する。これにより、電子機器３は、タイヤ１における物理量を計測に関する機能を発揮することができる。また、複数の電子機器３を用いて各機能を分散させることによって、個々の電子機器の小型軽量化、タイヤ１内での分散配置による重量アンバランスの抑制、１の機能に不具合が生じた場合の交換修理の容易化を図ることができる。

また電子機器本体部３０に接続された配線７０の端部が樹脂によってモールドされている。これにより、電子機器３は、配線７０が端子部３１から剥離することや配線７０の端部における断線を防止することができる。

また固定部４０は、電子機器本体部３０に一体的に形成されている。これにより、電子機器３は、部品点数の削減および組立の容易化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。

１ タイヤ、 ２０ ホイール、 ２３ リム部、 ２３ａ 外周面、
３ 電子機器、 ３０ 電子機器本体部、 ４０ 固定部、 ４２ 脚部、
４３ 貫通孔部、 ５０ バンド、 ６０ 制振部材、 ７０ 配線。

Claims (6)

1. タイヤの内側に取り付けられる電子機器本体部と、
   ホイールのリム部の外周面に載置される脚部を有し、前記電子機器本体部を支持する固定部と、を備える電子機器において、
   前記脚部は、前記ホイールの周方向に貫通する貫通孔部を有しており、
   前記固定部は、前記貫通孔部に挿通したバンドを前記外周面に巻締めて前記リム部に取り付けられていることを特徴とする電子機器。
2. 前記脚部は、制振部材を介して前記外周面に載置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記制振部材は、両面テープであることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記電子機器本体部は、タイヤにおける物理量を計測するセンサ部、計測されたデータを外部へ送信する通信部、およびタイヤ内の他の機器に電力を供給する電源部のうち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記電子機器本体部に接続された配線の端部が樹脂によってモールドされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記固定部は、前記電子機器本体部に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器。

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