JP4209395B2

JP4209395B2 - タイヤ監視ユニット

Info

Publication number: JP4209395B2
Application number: JP2005013587A
Authority: JP
Inventors: 義峰伊藤; 康二伊藤
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: DE602005018737D1; US20060162436A1; JP2006199169A; US7246518B2; EP1683657A1; EP1683657B1

Description

本発明は、タイヤ状態監視装置に供されるタイヤ監視ユニットに関し、特に、車両用ホイールのリムへの適切な装着構造を有するタイヤ監視ユニットに係る。

従来から、車両用タイヤにおける空気圧等のタイヤ状態を車室内で監視し得るタイヤ状態監視装置が知られており、これに供される種々のタイヤ監視ユニットが提案され、電子部品、バッテリ、アンテナ等を含み、送信機能を備えたタイヤ監視ユニットも知られている。このタイヤ監視ユニットは、ホイールのリムとタイヤとの間の空間内に配置され、通常、リムに装着されるが、リムへの装着手段については、ピン接合や溶接による手段が一般的である。例えば、下記の特許文献１には、リムとタイヤによって画成された空間内にタイヤセンサを配置し、リムに固着されタイヤ方向に延出するピンに接合する構造が提案され、例えば、リムに溶接されたスタッドに対し、リテーナを介してセンサハウジングを固定する構造が開示されている。

同様に、特許文献２には、タイヤ圧力センサ用のハウジングとして、高さ可変の弾性変形可能な複数の支持翼部を有する本体部を用い、リムに固着されたスタッドに対し、スナップアクション舌片によって固定する構造が提案され、スタッドに対するスナップアクション構造例が開示されている。

一方、特許文献３には、タイヤセンサを有するリムとして、バルブロッドを有するリムにおける、バルブロッド位置以外の位置にベースシートを固着し、このベースシートに、送信機能を備えたタイヤセンサを接合する構造が提案されている。そして、ベースシートに対しリムの円周方向の両側にフックやフラップが設けられ、リムの円周方向の両側でタイヤセンサが保持される構造例が開示されている。

米国特許第６，５４９，１２５号明細書米国特許第６，６７２，１５０号明細書米国特許第６，６９４，８０７号明細書

前掲の特許文献１及び特許文献２に記載の構造においては、リムに対しピンやスタッドを立設する必要があり、その固着は容易ではない。また、特許文献２及び特許文献３には、比較的容易に装着し得る実施例も開示されているが、更に別部材が必要となり、部品点数が増えるだけでなく、装着後の信頼性に疑問が残る。

そこで、本発明は、車両用ホイールのリムに装着するタイヤ監視ユニットにおいて、リムに対し確実に装着状態を保持し得る装着構造を備えたタイヤ監視ユニットを提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両用ホイールのリムに装着するタイヤ監視ユニットにおいて、該タイヤ監視ユニットの構成要素を収容するハウジングであって、前記リムの円周方向に延出する延出部を有すると共に、該延出部の延出方向の両側に実質的に平行に設けた少なくとも一対の係合部材を有するハウジングと、該ハウジングを収容する筐体のホルダであって、該ホルダの長手方向の一端部に前記ハウジングを収容する開口端部を有すると共に、当該ホルダの他端部に前記延出部を保持する保持部と、該保持部の両側に実質的に平行に、前記一対の係合部材と夫々係合するように設けた少なくとも一対の係合部を有し、前記リムに固着するホルダを備え、該ホルダ内に前記開口端部を介して前記ハウジングを収容し、前記延出部を前記保持部で保持すると共に、前記係合部材を前記係合部に係合した状態で、前記ハウジングを保持するように構成したものである。尚、前記タイヤ監視ユニットはタイヤ状態を監視するもので、その構成要素として種々の電子部品、バッテリ、アンテナ等を含み、送信機能を備えたものも包含される。また、前記ホルダの前記リムへの固着手段としては、接着剤あるいは接着シートを用いて接着する手段が望ましいが、ボルト、溶接等の接合手段を用いることとしてもよい。

上記タイヤ監視ユニットにおいて、請求項２に記載のように、前記保持部を、前記延出部が嵌合するように前記ホルダに形成された開口部とするとよい。また、請求項３に記載のように、前記係合部を、前記ホルダに形成された係合孔とし、前記係合部材を、前記ハウジングと一体的に形成され前記係合孔に対し係脱可能な鉤部を有するものとするとよい。例えば、前記係合部材は、前記保持部の両側から長手方向に延出する一対の腕部を有し、該腕部の先端に一体的に形成された鉤部を有するものとし、該鉤部の外側で前記ホルダの係合孔に係合するように形成するとよい。これにより、係合孔の外側から鉤部を内方に押圧すれば、ハウジングとホルダとの係合状態を解除することができるので、ハウジングをホルダから引き出すことができる。

また、請求項４に記載のように、前記ハウジングが前記ホルダを介して前記リムに装着されたときに、前記ハウジングを前記ホルダに対して前記リムの円周方向に押圧するように付勢する周方向付勢部材を備えたものとするとよい。前記ハウジングの前記延出部は、請求項５に記載のように、前記ハウジングが前記ホルダを介して前記リムに装着されたときに前記リムの径方向に開口する開口部を有するものとし、該開口部内に、前記周方向付勢部材を前記ハウジングと一体的に形成するとよい。

前記周方向付勢部材としては、前記ハウジングとは別部材のスプリング等を用いてもよいが、前記ハウジングの本体部から前記延出部の開口部内に延出するように、前記本体部と一体的に形成された舌片部とすることができる。而して、前記舌片部の先端が前記ホルダの内面（例えば段部）に当接した後、前記舌片部が圧縮変形して生ずる弾発力によって、前記係合部材と前記係合孔との係合状態が保持されるように構成することができる。この場合において、前記ハウジングを前記ホルダ内に収容する際、前記舌片部が所定の圧縮限度を超えることがないように、前記ホルダの内面にストッパ部を形成しておき、前記舌片部が圧縮限度を超える前に、前記ハウジングの本体部が前記ストッパ部に当接するように設定するとよい。

更に、請求項６に記載のように、前記ハウジングが前記ホルダを介して前記リムに装着されたときに、前記ハウジングを前記ホルダに対して前記リムの径方向に押圧するように付勢する径方向付勢部材を備えたものとするとよい。前記径方向付勢部材は、請求項７に記載のように、前記ハウジングと一体的に形成し、前記ハウジングを前記ホルダに押圧するように配置するとよい。この径方向付勢部材としても、前記ハウジングとは別部材のスプリング等を用いてもよいが、前記ハウジングの本体部から前記リム方向に延出するように、前記本体部と一体的に形成された舌片部とすることができる。

尚、前記ハウジングは、前記ホルダ内に保持された状態で、前記ホルダの開口端部から延出する端部を有するものとし、該端部の延出方向の両側に、前記ハウジングを把持する把持部を有するものとすれば、ハウジングをホルダから容易に引き出すことができる。この把持部としては、前記ハウジングの端部両側に、前記リムの径方向に形成された突条部とすることができる。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のタイヤ監視ユニットにおいては、前記ホルダ内に開口端部を介して前記ハウジングを収容し、延出部を保持部で保持すると共に、係合部材を係合部に係合した状態で、ハウジングを保持するように構成されているので、ハウジングを容易にホルダ内に装着することができると共に、装着後も、リムと共に回転するときに付与される力に対しても十分対抗することができ、確実に装着状態を維持することができる。特に、前記ホルダは筐体であるので、この筐体によってハウジングの構成要素を被覆した状態で保護し得るように構成することができ、従って、リムへのタイヤ装着時にタイヤのビード部がホルダに接触してもハウジング内の構成要素が損傷するおそれはなく、適切な装着状態を確保することができる。

更に、請求項２及び請求項３に記載のように構成すれば、少ない部品点数で容易に装着し得る構造とすることができる。

また、請求項４に記載のように構成すれば、ハウジングは、リムの円周方向にガタが生ずることなく、安定した状態でホルダ内に保持することができ、更に、請求項５に記載のように構成すれば、少ない部品点数で小型に形成することができる。

更に、請求項６に記載のように構成すれば、ハウジングを容易にホルダ内に収容することができ、リムの径方向にガタが生ずることなく、安定した状態でホルダ内に保持することができ、更に、請求項７に記載のように構成すれば、少ない部品点数で容易に装着し得る構造とすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態のタイヤ監視ユニットは、車両用タイヤ内の空気圧や温度等のタイヤ状態を監視するタイヤ状態監視装置に供される。タイヤ監視ユニットの構成要素としては、種々の電子部品、バッテリ、アンテナ等を含み、送信機能を備えており、送信機ユニットということもできるが、これに限定するものではなく、少なくともタイヤ状態を監視する機能を有するセンサユニットが対象とされる。図１に示す実施形態においては、車両用ホイールのリムＲに固着されたホルダ２０に対し、白抜矢印で示すようにハウジング１０が挿入されると、タイヤ監視ユニット１がリムＲに装着された状態となる。そして、図示は省略するが、図１のリムＲにタイヤ（図示せず）が装着されると、リムＲとタイヤで画成される空間内にタイヤ監視ユニット１が配置された状態となる。尚、図１（及び後述する図８）の斜視図においては、曲面部分を表すため、曲率が小さい箇所を細い実線で示している。

タイヤ監視ユニット１のハウジング１０は、合成樹脂によって図２及び図３に示すように形成され、リムＲの円周方向に延出する延出部１０ａを有すると共に、この延出部１０ａの延出方向の両側に実質的に平行に、一対の係合部材１１及び１２が一体的に形成されている。係合部材１１は（係合部材１２も同様）、延出部１０ａの両側から長手方向に延出する一対の腕部１１ａを有し、この腕部１１ａの先端に鉤部１１ｂが一体的に形成されている。更に、ハウジング１０の下面には凸部１０ｐ及び１０ｑ、上面の両側には一対の凸部１６ａ、これらに隣接する凸部１７、そして、両側面には一対の案内突起１９ａ及び１９ｂが、夫々一体的に形成されており、後述するようにハウジング１０がホルダ２０に収容されるときに、適切な案内、及び保持状態の確保に供される。尚、タイヤ監視ユニット１の構成要素は、図７に断面を示すように、回路基板ＣＴ上に装着された各種電子部品、バッテリＢＴ、アンテナＡＴ等を含み、送信機能を備えているが、これらの構成は本発明とは直接関係するものではないので、説明は省略する。

一方、ハウジング１０を保持するホルダ２０は、合成樹脂によって図４及び図５に示すように形成された筐体で、リムＲの外周面上に接着剤（図示せず）によって、あるいは接着シート（図示せず）を介して、固着されている。尚、ホルダ２０のリムＲへの固着手段としては、ボルト、溶接等を用いることとしてもよいが、接着剤によっても十分な接合力を確保できるというだけでなく、作業が容易であり、溶接等に起因する問題を回避することができる。ホルダ２０は、長手方向の一端部に開口端部２０ｂを有し、他端部に開口部２０ａが形成されると共に、その両側に実質的に平行に、係合孔２１及び２２が形成されている。これらの係合孔２１及び２２は、ハウジング１０の係合部材１１及び１２が夫々係合するように形成されており、係合部を構成する。即ち、開口端部２０ｂを介してハウジング１０がホルダ２０内に収容され、延出部１０ａが開口部２０ａ内に嵌合されると、係合部材１１及び１２が係合孔２１及び２２に係合され、その状態でハウジング１０がホルダ２０内に保持されるように構成されている。

更に、図５に示すように、ホルダ２０の上方の壁部２０ｃ内側の開口部２０ａ近傍に段部２０ｅが一体的に形成されると共に、段部２０ｅから開口端部２０ｂ側に所定距離延出するようにストッパ部２０ｆが一体的に形成されている。また、ホルダ２０内側の両側面には夫々、開口端部２０ｂ側の幅が広く開口部２０ａ側の幅が略均等の案内溝２０ｇが形成されており、先端部内側の下面には一対の案内突条２０ｈが平行に形成されており、後述するようにハウジング１０がホルダ２０に収容されるときに、適切な案内、及び保持状態の確保に供される。

尚、本実施形態では樹脂成形の便宜上、筐体のホルダ２０の底部を貫通する開口部２０ａが形成され、この開口部２０ａによって、延出部１０ａを保持するための保持部が構成されているが、開口部２０ａに代えて、凹部をホルダ２０内に形成することとしてもよい。また、上記の係合部材１１及び１２に係合する係合部としては、本実施形態では樹脂成形時の便宜上、ホルダ２０の壁部を貫通する係合孔２１及び２２が形成されているが、これらに代えて、係合部材１１及び１２に係合し得る凹部（図示せず）をホルダ２０内に形成することとしてもよい。もっとも、本実施形態においては、ホルダ２０は図４及び図５に示すように形成されているので、樹脂成形時の型抜きが容易であり、安価且つ迅速に製造することができる。また、ホルダ２０がリムＲに接着された後にリムＲを洗浄する際、ホルダ２０内に洗浄液が流入しても、開口部２０ａ等を介して洗浄液が流出するので、ホルダ２０内に洗浄液が滞留することを懸念することなく、容易に洗浄作業を行なうことができる。尚、開口部２０ａに代えて凹部を形成する場合には、別途水抜孔をホルダ２０に形成することが望ましい。

更に、本実施形態では、（図１に白抜矢印で示すようにハウジング１０がホルダ２０を介してリムＲに装着されたときに）リムＲの径方向に開口する開口部１０ｈが延出部１０ａに形成されている。そして、ハウジング１０をホルダ２０に対してリムＲの円周方向に押圧するように付勢する周方向付勢部材として、本実施形態では、図２に示すように開口部１０ｈ内に延在し、弾発力を有する舌片部１３がハウジング１０と一体的に形成されている。而して、図６及び図７に示すようにハウジング１０がホルダ２０内に挿入されると、舌片部１３の先端は、上方の壁部２０ｃ内側に形成された段部２０ｅに当接し、係合部材１１及び１２が夫々係合孔２１及び２２に係合した状態のハウジング１０とホルダ２０に対し、舌片部１３の弾発力によって、その係合状態を維持する方向に付勢されるように構成されている。これによって、ハウジング１０は、図７の左右方向（リムＲの円周方向）にガタが生ずることなく、安定した状態でホルダ２０内に保持される。尚、この舌片部１３に代えて、別部材のスプリング等を開口部１０ｈ内に配置することとしてもよい。

加えて、本実施形態では、図１に白抜矢印で示すようにハウジング１０がホルダ２０を介してリムＲに装着されたときに、ハウジング１０をホルダ２０に対してリムＲの径方向に押圧するように付勢する径方向付勢部材として、ハウジング１０の本体部１０ｃからリムＲ方向に延出するように、弾発力を有する舌片部１４がハウジング１０と一体的に形成されている。而して、図６及び図７に示すようにハウジング１０がホルダ２０内に収容されると、舌片部１４の下端は下方の壁部２０ｄに当接し、舌片部１４の弾発力によって、ハウジング１０の一対の凸部１６ａ並びに凸部１７がホルダ２０の壁部２０ｃ内面に押接されるように構成されている。これによって、ハウジング１０をホルダ２０内に容易に収容することができ、収容後は図７の上下方向（リムＲの径方向）にガタが生ずることなく、安定した状態でホルダ２０内に保持される。尚、この舌片部１４に代えて、別部材のスプリング等をハウジング１０とホルダ２０との間に介装することとしてもよい。また、前述のようにハウジング１０の下面には、壁部２０ｄ内面に当接するように凸部１０ｐ及び１０ｑが形成されており、図７の上下方向（リムＲの径方向）のガタ防止に供される。

そして、ハウジング１０には、ホルダ２０内に保持された状態で、ホルダ２０の開口端部２０ｂから外方に延出する端部１５が一体的に形成されている。更に、この端部１５の延出方向の両側に、リムＲの径方向に形成された複数の突条部１５ａ（図１乃至図３並びに図６及び図８に示す）が一体的に並設されている。本実施形態では、これらの突条部１５ａが把持部に供される。即ち、図６及び図８に示すように、ホルダ２０内に保持されたハウジング１０は、係合部材１１及び１２と係合孔２１及び２２との係合状態を解除した後に、突条部１５ａを把持してホルダ２０から引き出すことができるように構成されている。また、図２及び図３に示すように、端部１５に隣接する本体部１０ｃの上面には、凹部や貼着ラベルから成るインジケータ１８が設けられており、ハウジング１０がホルダ２０内に保持された状態となると、インジケータ１８が目視できなくなるように構成されている。これにより、インジケータ１８が視認できる状態では、ハウジング１０がホルダ２０内に保持されていないことを意味するので、装着時のミスを排し、確実な保持状態とすることができる。

而して、上記の構成になるタイヤ監視ユニット１をリムＲに装着するには、先ず、ホルダ２０が接着剤（図示せず）によって、あるいは接着シート（図示せず）を介して、図１に示すようにリムＲの外周面上に固着される。次に、図１に白抜矢印で示すように、ホルダ２０にハウジング１０が挿入されると、ハウジング１０の延出部１０ａがホルダ２０内の一対の案内突条２０ｈに案内されて開口部２０ａ内に収容されると共に、ハウジング１０の一対の案内突起１９ａ及び１９ｂがホルダ２０内の一対の案内溝２０ｇに案内されて、本体部１０ｃがホルダ２０内に収容される。これにより、延出部１０ａがホルダ２０の開口部２０ａ内に適切に嵌合されると共に、係合部材１１及び１２が係合孔２１及び２２に確実に係合する。

このように、延出部１０ａの両側に設けられた係合部材１１及び１２によって、延出部１０ａが開口部２０ａ内に保持されると共に、舌片部１３の弾発力によって係合部材１１及び１２と係合孔２１及び２２との係合状態が確実に維持されるので、ハウジング１０は確実にホルダ２０内に保持され、リムＲと共に回転するときに付与される力に対しても十分対抗し得る。そして、図６に示すように、係合部材１１及び１２がホルダ２０の幅方向にも付勢されてその内面に密着すると共に、一対の案内突起１９ｂがホルダ２０の内面に密着するので、ハウジング１０はその幅方向（即ち、ホルダ２０の幅方向で、リムＲの軸に平行な方向）にガタが生ずることなく、確実にホルダ２０内に保持される。

また、図７に示すように、ハウジング１０の舌片部１３の先端がホルダ２０内の段部２０ｅに当接した後、舌片部１３が圧縮変形して弾発力を生ずるが、ハウジング１０の本体部１０ｃがホルダ２０内のストッパ部２０ｆに当接すると、舌片部１３はそれ以上圧縮しないので、所定の圧縮限度を超えることなく、その弾発力によってハウジング１０が開口端部２０ｂ側に付勢され、ホルダ２０内のストッパ部２０ｆとハウジング１０の本体部１０ｃとの間に所定の間隙ｄが形成される状態で保持される。しかも、ハウジング１０の凸部１０ｐ及び１０ｑがホルダ２０の壁部２０ｄ内面に当接するように収容され、舌片部１４の弾発力によって、ハウジング１０の一対の凸部１６ａ並びに凸部１７がホルダ２０の壁部２０ｃ内面に押接されるので、ハウジング１０は、リムＲの円周方向及び径方向の何れの方向にもガタが生ずることなく、安定した状態でホルダ２０内に保持される。

尚、リムＲにホルダ２０が固着される際には、車両に装着されたリムＲが前進するときの回転方向（例えば、図１の右方向に回転）に対し、後方側（図１の左側）に開口部２０ａが位置するように固着される（図１の例では、車両前進時には、白抜矢印と反対の方向にリムＲが回転）。これにより、リムＲが高速で回転する車両前進時の回転方向に対し、より大きな力が付与されるホルダ２０の開口部２０ａ側でハウジング１０が支持されることになるので、ハウジング１０がホルダ２０から離脱するおそれはなく、確実に保持される。一方、車両後退時のリムＲの回転に対しては、係合部材１１及び１２と係合孔２１及び２２との係合により、ハウジング１０は確実にホルダ２０内に保持される。もっとも、この保持力によって車両後退時のみならず車両前進時のリムＲの回転に対しても十分対抗し得るので、リムＲに対するホルダ２０の装着方向については然程懸念する必要はない。

また、上記のようにホルダ２０は筐体であり、このホルダ２０内にハウジング１０が収容されているので、リムＲへのタイヤ装着時にタイヤのビード部（図示せず）がホルダ２０に接触しても、ハウジング１０内の構成要素である電子部品等が損傷するおそれはない。そして、ホルダ２０からハウジング１０を取り外す場合には、係合部材１１に対し、図２に示す鉤部１１ｂを係合孔２１の外側から内方に押圧操作すると共に、係合部材１２に対しても同様に操作すれば、係合部材１１及び１２は係合孔２１及び２２との係合が解かれる。従って、突条部１５ａを把持してハウジング１０をホルダ２０から引き出すことができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤ監視ユニットのホイールリムへの装着状況を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ監視ユニットのハウジングの平面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤ監視ユニットのハウジングの正面図である。本発明の一実施形態に供するホルダの平面図である。本発明の一実施形態に供するホルダの縦断面図である。本発明の一実施形態に係るホルダへのハウジングの装着状態を示す横断面図である。本発明の一実施形態に係るホルダへのハウジングの装着状態、及びこれらのホイールリムへの装着状態を示す縦断面図である。本発明の一実施形態に係るホルダへのハウジングの装着状態をホルダの開口端部側から見た状態を示す斜視図である。

符号の説明

１タイヤ監視ユニット
１０ハウジング
１０ａ延出部
１１，１２係合部材
１３舌片部（周方向付勢部材）
１４舌片部（径方向付勢部材）
２０ホルダ
２０ａ開口部
２０ｂ開口端部
２１，２２係合孔
Ｒリム

Claims

車両用ホイールのリムに装着するタイヤ監視ユニットにおいて、該タイヤ監視ユニットの構成要素を収容するハウジングであって、前記リムの円周方向に延出する延出部を有すると共に、該延出部の延出方向の両側に実質的に平行に設けた少なくとも一対の係合部材を有するハウジングと、該ハウジングを収容する筐体のホルダであって、該ホルダの長手方向の一端部に前記ハウジングを収容する開口端部を有すると共に、当該ホルダの他端部に前記延出部を保持する保持部と、該保持部の両側に実質的に平行に、前記一対の係合部材と夫々係合するように設けた少なくとも一対の係合部を有し、前記リムに固着するホルダを備え、該ホルダ内に前記開口端部を介して前記ハウジングを収容し、前記延出部を前記保持部で保持すると共に、前記係合部材を前記係合部に係合した状態で、前記ハウジングを保持するように構成したことを特徴とするタイヤ監視ユニット。
前記保持部は、前記延出部が嵌合するように前記ホルダに形成された開口部であることを特徴とする請求項１記載のタイヤ監視ユニット。
前記係合部は、前記ホルダに形成された係合孔であり、前記係合部材は、前記ハウジングと一体的に形成され前記係合孔に対し係脱可能な鉤部を有することを特徴とする請求項１記載のタイヤ監視ユニット。
前記ハウジングが前記ホルダを介して前記リムに装着されたときに、前記ハウジングを前記ホルダに対して前記リムの円周方向に押圧するように付勢する周方向付勢部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ監視ユニット。
前記ハウジングの前記延出部は、前記ハウジングが前記ホルダを介して前記リムに装着されたときに前記リムの径方向に開口する開口部を有し、該開口部内に、前記周方向付勢部材が前記ハウジングと一体的に形成されることを特徴とする請求項４記載のタイヤ監視ユニット。
前記ハウジングが前記ホルダを介して前記リムに装着されたときに、前記ハウジングを前記ホルダに対して前記リムの径方向に押圧するように付勢する径方向付勢部材を備えたことを特徴とする請求項１記載のタイヤ監視ユニット。
前記径方向付勢部材が、前記ハウジングと一体的に形成され、前記ハウジングを前記ホルダに押圧するように配置されることを特徴とする請求項６記載のタイヤ監視ユニット。