JP3914481B2

JP3914481B2 - タイヤ状態監視装置の送信機

Info

Publication number: JP3914481B2
Application number: JP2002224659A
Authority: JP
Inventors: 義峰伊藤; 節廣佐伯
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP2004066848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ状態監視装置の送信機に関し、詳しくはタイヤ空気圧に関する情報を車両に設けられた受信機に送信すべく、タイヤが装着されたホイールに装着される送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、主に走行中の安全確保の観点から、車両に装着されたタイヤの状態を車室内で確認するために、無線方式のタイヤ状態監視装置が広く普及しつつある。
【０００３】
このようなタイヤ状態監視装置は、図５に示すように、車室内に設けられた受信機（図示しない）に対してタイヤ空気圧に関する情報を伝達する送信機５０を備える。送信機５０は、箱状をなすケーシング５１とケーシング５１に一体的に設けられたバルブステム５２とを備える。ケーシング５１内には、圧力検知素子や各信号処理素子等の回路素子が実装された電子基板（図示しない）及びこれらの回路素子に駆動電源を供給する電池（図示しない）が収納されている。そして、ケーシング５１には図示しない通気孔が形成されている。
【０００４】
図６に示すように、送信機５０は、そのケーシング５１がタイヤ６１の内部空間に位置するように、タイヤホイール６２のバルブ孔６３に取り付けられる。バルブステム５２から注入された空気が通気孔を通じてタイヤ６１内に放出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、送信機の軽量化を図るため、ケーシング５１は樹脂材によって形成される。しかし、車両走行時、タイヤホイール６２に取り付けられた送信機５０には遠心力が作用する。この遠心力は、タイヤホイール６２の径、タイヤ６１の外径、車両の走行速度に対応し、例えば時速３００ｋｍにおいて約１５００Ｇになる。この遠心力は、送信機５０のケーシング５１をタイヤホイール６２から遠ざかる方向へ変形させるように作用する。その結果、ケーシング５１とバルブステム５２とが一体的に構成された従来の送信機５０では、ケーシング５１が自身の弾性力に抗して変形すると、ケーシング５１内に収容されている電子基板に応力が生じて、機械的なストレスに起因する電気的な接続不良等の不具合が発生する虞がある。
【０００６】
また、タイヤ６１をタイヤホイール６２に対して着脱する場合には、図６に示すようにタイヤ６１のビード部６１ａが送信機５０のケーシング５１上を通過する。このとき、送信機５０のケーシング５１は、タイヤ６１のビード部６１ａによってタイヤホイール６２側へ圧迫される。特に、タイヤホイール６２の回転軸と、タイヤホイール６２のバルブ孔６３の中心軸とのなす角度（以下、バルブ孔６３の形成角）が大きい場合には、ケーシング５１がタイヤホイール６２のドロップセンタ部６２ａから離間する。この場合、タイヤ６１のビード部６１ａが送信機５０のケーシング５１上をスムーズに通過し難くなるとともに、ビード部６１ａによるケーシング５１に対する圧迫力の程度が大きくなり、ケーシング５１内に収容されている電子基板に不具合が発生する確率が高くなる。
【０００７】
従来、このような不具合を防止するために、常にケーシング５１がタイヤホイール６２のドロップセンタ部６２ａと接触しないように、予めケーシング５１とバルブステム５２との傾き角度をバルブ孔６３の形成角以上となるように送信機５０を形成していた。
【０００８】
しかし、タイヤホイール６２のバルブ孔６３は、タイヤホイール６２の回転軸に対して所定の範囲の角度（１５度〜２５度）で形成されており、バルブ孔６３の位置にもバラツキがある。更に、タイヤホイール６２のドロップセンタ部６２ａに対するリム６２ｂの傾きは、デザイン上の観点等から製品毎にまちまちである。そのため、ケーシング５１とバルブステム５２とが一体的に成形された従来の送信機５０で最適な取付状態を確保するためには、製品毎に最適化されたケーシング５１とバルブステム５２との傾き角度を有する送信機５０を形成する必要があり、製造コストを増大させる一因となっていた。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、容易に最適な取付状態を確保することができる、タイヤ状態監視装置の送信機を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両に装着されたタイヤの内部に配置され該タイヤの状態を計測するための各種電装品を収容するケーシングと、該タイヤが装着されたホイールに取り付けられるバルブステムとを備え、該タイヤの状態を示すデータを送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、前記ケーシングは、その連結部を軸として前記ホイールの外周面と略直交する方向に回動可能に前記バルブステムに連結され、該ケーシングの前記外周面の反対側の面にその一端が当接することにより前記回動を規制する固定手段により前記外周面に固定される。
【００１１】
従って、請求項１に記載の発明によれば、前記ケーシングが回動することにより、前記バルブステムとの傾き角度が可変し、前記ケーシングは、前記固定手段により前記外周面に固定される。そのため、タイヤ着脱時にもビード部が接触し難く、接触時であっても突発的な衝撃が加わり難い。更に、固定手段に一端が当接するため遠心力によるケーシングの変形が起こり難い。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明では、前記バルブステムの端部は前記連結部を貫通し、前記固定手段は前記端部に設けられ、前記ケーシングの該端部方向への回動を規制する。
【００１３】
従って、請求項１に記載の発明によれば、前記ケーシングと前記バルブステムとの傾き角度が一方向で規制される。そのため、取り付けが容易になる。
また、請求項１に記載の発明では、前記固定手段は、前記バルブステムを前記ケーシングと対向する方向に貫通し、前記バルブステムから突出した該固定手段の一端が前記ケーシング当接にする。
【００１４】
従って、請求項１に記載の発明によれば、全体的に小型化が図られるため、タイヤのビード部が接触し難い。
また、請求項２に記載の発明によれば、前記固定手段は、前記バルブステムから突出する長さが調整可能である。
【００１５】
従って、請求項２に記載の発明によれば、前記ケーシングと前記バルブステムとの傾き角度の設定が容易になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図４に従って説明する。
図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両１の４つのタイヤ２が装着されるタイヤホイール（図示せず）にそれぞれ設けられる４つの送信機３と、車両１の車体に設けられる１つの受信機４とを備える。各送信機３は、対応するタイヤ２の状態、すなわち内部空気圧及び内部温度を計測して、その計測された状態を示すデータを受信機４に対して無線送信する。受信機４は、受信データに基づき、車室内に設けられた表示器（図示せず）に圧力情報及び温度情報を表示させる。
【００１７】
図３及び図４に示すように、各送信機３は、タイヤ２の内部に配置されるケーシング１０と、ホイール５のリム５ａに形成されたバルブ孔７に取り付けられるバルブステム１１とを備える。
【００１８】
ケーシング１０は、箱状をなし、本実施形態では、熱可塑性樹脂により成形されている。ケーシング１０内には、圧力センサ、温度センサ、信号処理装置及び電池等の各種電装品が実装された電子基板１２が収容されている。
【００１９】
ケーシング１０は、その一面がホイール５の外周面の一部であるドロップセンタ部５ｂに沿うようにホイール５の内部側に配設されており、前記ドロップセンタ部５ｂ側の面（図において下側）に形成された１つの突部１０ａが当該ドロップセンタ部５ｂに当接している。尚、以下説明のため、蓋１３側の面をケーシング１０の下面とし、反対側の面（図において上側）を上面とする。
【００２０】
ケーシング１０は、その下面に開口部を有し、前記電子基板１２は、当該開口部からケーシング１０内に配設される。そして、当該開口部は、蓋１３により塞がれている。
【００２１】
バルブステム１１は、ホイールに形成された前記バルブ孔７を通じて外部に延びている。バルブステム１１の基端部には、フランジ１５が形成され、このフランジ１５に密着するようにグロメット１６が装着されている。なお、本実施形態では、密着性を高めるため、ゴム製のグロメット１６が使用されている。
【００２２】
バルブステム１１の軸方向の中間部には、バルブナット１７が取り外し可能に螺着されている。さらに、バルブステム１１の先端には、樹脂製又は金属製のバルブキャップ１８が取り外し可能に螺着されている。即ち、バルブキャップ１８及びバルブナット１７を取り外した状態で、バルブステム１１を前記リム５ａのホイール５内側からバルブ孔７に挿通するとともに、バルブナット１７をホイール５の外側からバルブステム１１に螺着することによって、バルブステム１１はホイール５のバルブ孔７に取り付けられる。
【００２３】
ケーシング１０とバルブステム１１とは、連結部２０によりお互いがなす角度を調節可能に連結されている。連結部２０は、前記リム５ａ側の端部に当該リム５ａに沿うように立設された連結壁２１と、バルブステム１１に形成された摺動面１１ａと係止リング２２とバネ２３とを有している。
【００２４】
連結壁２１のリム５ａ側の面には、その内面がリム５ａに沿う方向（タイヤの径方向）に沿って延びる滑らかな部分曲面をなす凹部２５が形成されている。そして、凹部２５の中心部には、挿通孔２６が形成されており、挿通孔２６は、リム５ａに沿う方向に沿って細長く延設されている。
【００２５】
前記摺動面１１ａは、バルブステム１１の前記フランジ１５よりもホイール５内部側に前記凹部２５側に向かって凸となるように形成されている。摺動面１１ａは、前記リム５ａと並行する方向に沿って延びる滑らかな部分曲面を有し、その形状は、凹部２５の内面の形状と略同一となるように形成されている。そして、凹部２５の内面が当該摺動面１１ａ上を摺動することにより、ケーシング１０は、ほぼバルブステム１１の軸と前記フランジ１５の延長線との交点である回動中心Ｏを中心として前記挿通孔２６の長手方向に回動可能となっている。即ち、ケーシング１０とバルブステム１１とは、ケーシング１０が前記回動中心Ｏを中心に回動することにより、ケーシング１０とバルブステム１１との傾き角度が可変可能に連結されている。
【００２６】
そして、当該摺動面１１ａからは、バルブステム１１の他の部分よりも細く形成された挿入部２７が延伸されている。挿入部２７は、前記摺動面１１ａが前記連結壁２１に形成された凹部２５内面と当接するように前記挿通孔２６に挿通されている。
【００２７】
挿入部２７には、係止リング２２が嵌設されており、当該係止リング２２と連結部２０との間にはバネ２３が配設されている。そして、バネ２３は、係止リング２２と連結部２０とを互いに遠ざける方向に付勢している。即ち、ケーシング１０は、バネ２３の弾性力によって、その連結部２０に形成された凹部２５の内面がバルブステム１１の摺動面１１ａに押し付けられるようにバルブステム１１と連結されている。
【００２８】
尚、挿通孔２６の幅は、挿入部２７の直径と略同一に形成されており、挿通孔２６の長手方向以外の回動及び移動は規制されている。また、前記摺動面１１ａ及び凹部２５は、ともに挿通孔２６の長手方向に沿って曲面をなすため、挿入部２７のその軸を中心とした回転も規制されている。
【００２９】
また、送信機３には、固定部３０が設けられている。固定部３０は、ケーシング１０とバルブステム１１がなす角度を固定する。詳しくは、ケーシング１０の回動を規制するために設けられている。固定部３０は、ケーシング１０の上面に形成された斜面３１と、当該斜面３１に設けられた金属板３２と、固定手段としてのボルト３５とを有している。斜面３１は、ケーシング１０の上面に当該上面の中心部近傍から前記連結部２０に向かって低くなるように傾斜して形成されている。そして、斜面３１は、金属板３２によって被覆されている。
【００３０】
本実施形態では、ボルト３５は、六角穴付きボルトであり、当該ボルト３５は、挿入部２７の先端部近傍に形成された螺子孔３６に螺挿されている。螺子孔３６は、螺挿されたボルト３５の先端部３５ａがケーシング１０の上面に対向するように形成されており、挿入部２７を貫通し突出した先端部３５ａが、ケーシング１０の上面の当該先端部３５ａと対向する位置に形成された前記斜面３１に当接している。これにより、ケーシング１０は、リム５ａ方向への回動が規制され、ケーシング１０の前記突部１０ａがドロップセンタ部５ｂに当接した状態が保持されている。尚、本実施形態においては、ボルト３５の先端部３５ａは先端側に凸となる円錐状に形成されている。そして、その側断面は鋭角をなす。
【００３１】
斜面３１の近傍には、当該斜面３１を挟むように一対の保護壁３７が立設されている。これら保護壁３７は、連結部２０側の端部から反対側の端部へ向かって延設されている（図２参照）。これら保護壁３７は、タイヤ２のビード部が固定部３０に引っかからないような形状で形成されている。
【００３２】
バルブステム１１内には、軸方向に沿ってエア導入孔３８が形成されており、特に図示はしないが、このエア導入孔３８には、バルブコアが嵌合されている。そして、前記挿入部２７には、前記エア導入孔３８に連通する貫通孔３９が形成されている。即ち、エア導入孔３８及び挿入部２７の貫通孔３９を通じて、タイヤ２の内部にエアが注入される。
【００３３】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の作用・効果を奏する。
（１）バルブステム１１の挿入部２７をケーシング１０の連結壁２１にリム５ａに沿う方向に細長く形成した挿通孔２６に挿入することとした。挿通孔２６の幅は挿入部２７の直径と略同一に形成することとし、バルブステム１１の摺動面１１ａの形状と、凹部２５の内面の形状は、略同一の滑らかな曲面となるように形成した。そして、挿入部２７に配設したバネ２３の弾性力により、凹部２５の内面がバルブステム１１の摺動面１１ａに押し付けられるように、ケーシング１０とバルブステム１１とが連結される構成とした。
【００３４】
これにより、凹部２５の内面が当該摺動面１１ａ上を摺動することにより、ケーシング１０は、回動中心Ｏを中心として挿通孔２６の長手方向に回動するので、ケーシング１０とバルブステム１１との傾き角度が可変する。
【００３５】
その結果、図３に示すようなドロップセンタ部５ｂとリム５ａとがほぼ直交するような形状のホイール５でも、図４に示すようなドロップセンタ部５ｂに対しリム５ａの傾きが大きい形状のホイール５であっても、容易に最適な取付状態を確保することができる。
【００３６】
具体的には、図３に示すようにバルブ孔７の形成角θ１が小さいホイール５では、ケーシング１０とバルブステム１１との傾き角度θ２を小さくするようにケーシング１０を回動させる。また、図４に示すようにバルブ孔７の形成角θ３が大きいホイール５では、ケーシング１０とバルブステム１１との傾き角度θ４を大きくするようにケーシング１０を回動させる。このように、ケーシング１０とバルブステム１１との傾き角度を可変させることで、ホイール５の形状に合わせて常に最適な取付状態を容易に確保することができる。
【００３７】
（２）ケーシング１０は、その一面がホイール５のドロップセンタ部５ｂに沿うようにホイール５の内部側に配設し、ケーシング１０の下面に形成された突部１０ａが当該ドロップセンタ部５ｂに当接することとした。そのため、タイヤ２をホイール５に対して着脱する場合にも、ケーシング１０にタイヤ２のビード部が接触し難い。また、タイヤ２のビード部が接触し、ケーシング１０がドロップセンタ部５ｂ側へ圧迫される場合でも、ケーシング１０とドロップセンタ部５ｂとは、予め当接しているので、突発的な衝撃が加わることを回避することができる。
【００３８】
（３）ケーシング１０の上面には、その中心部近傍から連結部２０に向かって低くなるように傾斜する斜面３１を形成した。挿入部２７の先端部近傍には、螺子孔３６を形成しボルト３５を螺挿することとし、挿入部２７を貫通し突出したボルト３５の先端部３５ａが、ケーシング１０の上面の当該先端部３５ａと対向する位置に形成された前記斜面３１に当接する構成とした。
【００３９】
これにより、ボルト３５を締め付けることで、その先端部３５ａが挿入部２７から突出し、ケーシング１０は、当該先端部３５ａによりリム５ａ方向への回動が規制されて、ドロップセンタ部５ｂに押し付けられるように固定される。
【００４０】
詳述すると、図３に示すように、ケーシング１０をドロップセンタ部５ｂに沿って配設した場合に前記傾き角度θ２が小さいホイール５では、前記先端部３５ａが少し突出する程度にボルト３５を締め付けることで、ケーシング１０は、ドロップセンタ部５ｂに押し付けられ固定される。また、図４に示すようにケーシング１０とバルブステム１１との傾き角度θ４が大きくなるホイール５の場合には、ボルト３５の先端部３５ａの突出量を大きくすることで、ケーシング１０は、ドロップセンタ部５ｂに押し付けられ固定される。この場合、前記傾き角度θ４が大きいため、ボルト３５は、ケーシング１０に対し前記連結部２０方向に傾いた状態となる。しかし、その先端部３５ａが当接する前記斜面３１は、前記連結部２０に向かって低くなるように傾斜しているため、先端部３５ａは、斜面３１の上側に当接することにより略直交に当接することができる。また、先端部３５ａが斜面３１を押し付けることにより、先端部３５ａは、斜面３１の下側へ移動しようとする。このとき、ケーシング１０には、ドロップセンタ部５ｂ側へ押圧する力が働く。
【００４１】
その結果、ケーシング１０は、ボルト３５に押し付けられるようにホイール５のドロップセンタ部５ｂに沿って確実に固定されるので、車両走行時に作用する遠心力によるケーシング１０の変形を防止することができる。従って、ケーシング１０の変形に伴う電子基板１２に加わる応力が緩和されるので、機械的なストレスに起因する不具合の発生を回避することができる。
【００４２】
（４）斜面３１は、金属板３２によって被覆されることとした。そのため、遠心力やタイヤビード部の接触により、ケーシング１０に外力が加わっても、ボルト３５の先端部３５ａ及び斜面３１には、クリープや変形等は発生しない。その結果、常に確実な固定状態が保持される。
【００４３】
（５）斜面３１の近傍には、当該斜面３１を挟むように一対の保護壁３７を立設し、これら保護壁３７を、連結部２０側の端部から反対側の端部へ向かって延設することとした。その結果、タイヤビード部の接触からバルブステム１１の挿入部２７やボルト３５を保護することができる。
【００４４】
尚、前記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
・送信機３に温度センサを設け、空気圧データ及びタイヤ２内の温度データをタイヤの状態を示すデータとして送信機３から無線送信する構成にしてもよい。
【００４５】
・車両としては、４輪の車両に限らず、２輪の自転車やオートバイ、多輪のバスや被牽引車、またはタイヤを装備する産業車両（例えばフォークリフト）等に、前記実施形態を適用しても良い。なお、被牽引車に前記実施形態を適用する場合には、受信機４や表示器を牽引車に設置することは言うまでもない。
【００４６】
・本実施形態では、ケーシング１０の上面には、斜面３１を形成してボルト３５の先端部３５ａを当該斜面３１に当接させる構成とした。しかし、これに限らず、先端部３５ａが常に直交するように当接可能な曲面を形成することとしてもよい。このような構成とすれば、より良好な固定状態を確保することができる。
【００４７】
・本実施形態では、ボルト３５を締め付けることで、その先端部３５ａがケーシング１０上面の斜面３１と当接し、当該ケーシング１０をドロップセンタ部５ｂに押し付けるように固定することとした。しかし、これに限らず、螺子孔３６ではなく貫通孔とし、当該貫通孔を貫通する押圧部材を設け、当該押圧部材に弾性部材を配設する。そして、当該押圧部材を当該押圧部材の先端がケーシング１０方向に突出する方向に付勢することとしてもよい。このような構成とすれば、弾性部材の弾性力によりケーシング１０は、ドロップセンタ部５ｂに押し付けられるので螺子締めによる調整が不要となり、より容易に最適な取付状態を確保することができる。更に、タイヤ２が回転し、当該回転に伴う遠心力が前記弾性力を上回ることによりケーシング１０はドロップセンタ部５ｂから離脱する。これにより、送信機３が計測データを受信機４に無線送信する場合のホイール５の影響が低減される。その結果、良好な通信状態を確保することが可能な最適な取付状態を容易に確保することができる。
【００４８】
・本実施形態では、ボルト３５として六角穴付きボルトを用いたが、これに限らず、螺子や通常のボルト等を用いてもよい。
【００４９】
・本実施形態では、挿入部２７を挿通孔２６に挿入し、係止リング２２とバネ２３によりケーシング１０とバルブステム１１を連結した。しかし、これに限らず、連結部２０として互いに対向する一対の板状部材を設け、前記挿入部２７をこれらの板状部材の間に配設し、連結部２０及び挿入部２７を貫通する回動軸によりケーシング１０を軸支する構成としてよい。
【００５０】
・本実施形態では、斜面３１は、金属板３２によって被覆されることとしたが、金属等で被覆されなくともよい。
さらに、上記実施形態より把握される技術的思想について、以下にそれらの効果と共に記載する。
【００５１】
（１）請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、前記バルブステムの端部には貫通孔が形成され、該貫通孔及び前記固定手段には螺子山が螺刻され、前記固定手段は、該貫通孔に螺入されること、を特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。
【００５２】
（２）前記（１）に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、前記固定手段は、ボルトであることを特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。
（３）請求項１及び請求項２及び前記（１）〜（２）のうちの何れか１つに記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、前記ケーシングの前記設置面と反対側の面には斜面が形成され、前記固定手段は、該斜面に当接すること、を特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。
【００５３】
（４）前記（３）に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、前記斜面は、前記連結部に向かって低くなるように傾斜していること、を特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。
【００５４】
（５）前記（３）又は（４）に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、前記斜面は、金属により被覆されていること、を特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、容易に最適な取付状態を確保することが可能な、タイヤ状態監視装置の送信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のタイヤ状態監視装置を搭載した車両を示す概略図。
【図２】送信機の構造の構造を示す上面図
【図３】ホイールに取り付けた送信機の側断面図。
【図４】同じくホイールに取り付けた送信機の側断面図。
【図５】従来の送信機の構造を示す上面図。
【図６】タイヤをタイヤホイールに装着する時の説明図。
【符号の説明】
２…タイヤ、３…送信機、５…ホイール、５ｂ…ドロップセンタ部、１０…ケーシング、１０ａ…突部、１１…バルブステム、１１ａ…摺動面、２０…連結部、２１…連結壁、２２…係止リング、２３…バネ、２５…凹部、２６…挿通孔、２７…挿入部、３０…固定部、３１…斜面、３５…ボルト、３６…螺子孔。

Claims

車両に装着されたタイヤの内部に配置され該タイヤの状態を計測するための各種電装品を収容するケーシングと、該タイヤが装着されたホイールに取り付けられるバルブステムとを備え、該タイヤの状態を示すデータを送信するタイヤ状態監視装置の送信機であって、
前記ケーシングは、その連結部を軸として前記ホイールの外周面と略直交する方向に回動可能に前記バルブステムに連結され、該ケーシングの前記外周面の反対側の面にその一端が当接することにより前記回動を規制する固定手段により前記外周面に固定され、
前記バルブステムの端部は前記連結部を貫通し、
前記固定手段は、前記端部に設けられ、前記ケーシングの該端部方向への回動を規制するものであって、該固定手段は、前記バルブステムを前記ケーシングと対向する方向に貫通し、前記バルブステムから突出した該固定手段の一端が前記ケーシングに当接すること、
を特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。
請求項１に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、
前記固定手段は、前記バルブステムから突出する長さが調整可能であること、
を特徴とするタイヤ状態監視装置の送信機。