JP5822156B2 - 車両のホイールリムに空気圧および温度のセンサケースをクランプする装置およびそれに適応したケース - Google Patents

Description

本発明は、車両のタイヤの空気圧および温度を監視するシステムの分野に関し、特に、センサ内蔵の測定用電子ケースをリムに設置することができる適応性に関する。

現在クランプに用いられている方法の１つが、電子ケースの下またはベルトを通すためにこのケースに設けられている窓にベルトを通してリムの周囲でベルトを締め付けて電子ケースを固定するフープを利用する方法である。このような方法では、タイヤをリムに取り付けおよび取り外しを行う際に、タイヤの側面がケースに当たるという欠点がある。

ケースにこのような応力がかかることにより、次のような結果を招くおそれがある。
− フープが外れる
− ケースが損傷する
− このようにフープが外れた際にタイヤの内壁が損傷する
− 損傷した部分にこぶができる
− その他

たとえば、重量タイヤを取り付ける際に、断面が平らなステンレス鋼のベルトまたはフープ（１２×１．２ｍｍ）でリムに固定されたセンサケースは、車軸に平行な軸に沿った４０ｍｍを上回る動きに対して耐えられないことが確認されている。実際に、この動きはベルトが変形する可塑性の限界に相当する。また、取り付けまたは取り外しの際に一度この動きが起こると、ベルトが変形して、
− ケースがリムに対して密着せず、自由に、または簡単に向きが変わる
− ベルトが切れる
という結果を招く。

リムの中央部は８０ｍｍに及ぶことが多いため、このような動きであれば広く起こりうる。

前述の技術的問題は指摘されていないものの、この形態は文献ＵＳ２００４／０１１８１９５に見られる。同文献では、タイヤの内側に設置するように設計されたセンサを有するホイールに取り付けられたタイヤのパラメータを監視するための機器が記載されている。このセンサが前記タイヤ内にある液体に暴露されることがないように、センサはホイールのリムに固定されている。一実施形態によれば、センサは２本のベルトまたはフープを用いてホイールに固定され、このベルトまたはフープはリムの周表面にわたって掛けられ、前記センサと連結している台座とつながっている。

実際に、センサ、つまりセンサ内蔵のケースが台座とつながっていることにより、全体の高さが高くなり、そのために取り付けまたは取り外しの段階でできる障害物の高さも高くなる。

さらに、組み立てられた台座とケースの外形はくぼんだ湾曲形となり、この形がタイヤビードを支持する領域となって、この支持によって最終的には台座とケースとの連結が切断されるか、上述したようなフープが切断されてしまう。

フープの使用は、最も耐性のある方法とはならないという欠点があるだけでなく、リムのテーパ形状の輪郭に適応させられないという欠点もある。実際に、バンドであれば当然その両縁の直径は同じであるため、直径の変化には適応させられない。

ＵＳ２００４／０１１８１９５

この事実に鑑み、本出願者は、電子ケースを固定することによってこのようにバンドが外れる問題を解決するべく研究を重ねた。

この研究の結果、先行技術の欠点の発生を防止することができる特に正当な電子ケースに対する固定装置の構想および作製に行き着くとともに、このような装置のコストの削減も達成した。

また、本発明は、このような固定装置に適応されるセンサを内蔵する電子ケースにも関連する。

本発明によれば、タイヤ内部の空気圧および／または温度を測定する電子ケースをリムにクランプする装置は、少なくとも１本のワイヤーロープで構成され、このワイヤーロープはリムの周囲を少なくとも１周してケースをリムの表面に押し当て、ケースがリム上を軸方向に動くようにする柔軟な連結部を形成して、取り付けおよび取り外しの段階で前記ケースがタイヤからの応力を受けることがないようにする。

ワイヤーロープを使用することにより、リム上の位置で保持する機能と、前記ケースが取り付けおよび取り外しの段階でタイヤの側面によって発生する応力に対して回避の動きをとることができる機能とを同時に持たせることができる。実際に、ワイヤーロープが形成するループとリムの表面との間にケースを挟み、ワイヤーロープを緊締して固定することにより、最適な位置での保持が可能になる。

ワイヤーロープでケースを押し当てることを提供することよって、前記ケースは、車軸周りにリムの表面を回転してスライドするように動くことができるようになり、ケースがタイヤの側面と接触するようなことがあれば、このタイヤによって生じる応力がケースをワイヤーロープの全長に沿ってスライドさせるようになり、ケース、固定用ワイヤーロープまたはタイヤの損傷を防ぐことができる。ケースはワイヤーロープの全長をスライドするか、ワイヤーロープと一緒に回転することができる。

ワイヤーロープを使用することによって、取り付けおよび取り外しの段階でワイヤーロープが保持するケースがタイヤの遊びから圧力を受ける際にさらされる切断リスクに対する耐性が確実に向上する。先行技術のフープは、その性質上平らな固定用バンドか、少なくとも断面が長方形のバンドで、ワイヤーロープよりもはるかに弱いものである。

断面がほぼ円形であるワイヤーロープを使用することには、リムの表面と接線接触しかしないという利点がある。ベルトを使用した場合と比べてこのように接触面が少ないことにより、ワイヤーロープもケースも軸に沿って動きやすくなる。

ケースをリムに固定する手段としてワイヤーロープを使用する方法で提供されるもう１つの技術は、ワイヤーロープに特有の可撓性に関するものである。ワイヤーロープの材料、構成される糸数、およびそのねじれ率によって異なるこの可撓性によって、弾性拡張の割合が決まる。この拡張が見込まれることによって、ケースがリム上を軸方向にスライドして動くことができ、ケースは半径方向に突出するリムの突起に当たるまで動き、ケースが動いたあともなおタイヤの側面と接触している場合は、応力を受ける対象となるのはもはやケースでもワイヤーロープでもなくリムである。ベルトタイプの中実の材料からこれと同等の可撓性を得ることはできない。したがって、たとえば出願者の試行により、厚さ１．２ｍｍのステンレス鋼のフープでは、線状の可撓性の面での伸張割合が２．３％であるのに対し、同じくステンレス鋼で直径１．５ｍｍのワイヤーロープでは４．４％の割合であることがわかった。

このような方法のもう１つの利点は、当然ながらそれが安価であるとともに実践しやすいということである。

もう１つの特徴によれば、前記ワイヤーロープはリムの周囲を２周してケースの長手方向の両端で合わさるようになっている。ワイヤーロープがケースの上からリムに対して行う締め付け力が良好に分布されるのに加え、タイヤの側面がケースの側面に対して軸方向に作用すると、前記ケースがリムの断面で形成されるＵ字のフランジに対して押しつけられることになり、場合によってはケースの一方の側面が持ち上げられてワイヤーロープのもう一方のループが一層強く締め付けられることになり、このワイヤーロープはリムの断面で形成されるＵ字の両フランジの間の位置（ｄｒｏｐ ｃｅｎｔｅｒ、深底）にケースを確実に保持するという点で、ケースの両側にロープを１本のみ使用することは特に有利である。本発明の特に有利なもう１つの特徴によれば、ワイヤーロープのループが前記ケースの上面を押圧するということによってこのような技術的効果が有効となる。

１つまたは複数のループを用いても用いなくても、装置のもう１つの利点は、鋼鉄製のリムによくあるシリンダ形状であってもアルミニウム製のリムによくあるテーパ形状であっても、リムの断面（深底）に適応することである。実際に、ワイヤーロープが可撓性であり、これを緊締することにより、ループの直径をリム径に正確に合わせることができる。このように適合させることにより、少なくともフープの幅に相当するシリンダ形状の部分を有するリム断面を必要としていた先行技術のフープまたはベルトで固定するのに比べて確かな改善が得られる。

別の特徴によれば、前記ワイヤーロープは、設置される際は緊締される。事実、車両のホイールリムに空気圧および温度のセンサケースをクランプする前記装置の設置は、リムの周囲を囲む鋼鉄のワイヤーロープを使用して前記ケースをリムに押し当てることと、ワイヤーロープの特徴、およびケースが動いた場合に（この動きは取り付けおよび取り外しの段階でタイヤの遊びが前記ケースに接触することによって起こる）、ワイヤーロープが柔軟に変形することができるようにワイヤーロープを設置時に緊締するという要点を選択することとによって成り立つことを特徴とする。

本発明の特に有利なもう１つの特徴によれば、装置は、ケースをワイヤーロープに対して固定してワイヤーロープの両端を連結する連結モジュールを有する。

本発明の特に有利なもう１つの特徴によれば、装置は、ケースをワイヤーロープに対して固定する連結モジュールを有し、この固定は、ある特定の最小応力を超えると、固定が解かれてケースがワイヤーロープに沿って自由にスライドするように調整される。

このように固定することによって、ケースが強い応力を受けた場合にワイヤーロープの下を動くことができる。このように意図的に固定が解かれてもワイヤーロープによる押圧力が問題となることはないが、前記ワイヤーロープに対するケースの位置は不安定になる。一実施形態によれば、前記連結モジュールは、ケースから突出している突起を押圧するようになっており、この突起は意図的に脆くなっているか、ある特定の最小応力を超えると割れるようになっている可溶性材料で作製される。

また、本発明は、前述したクランプ装置、すなわちワイヤーロープによる固定に適応した電子ケースにも関する。このために、リムの形状と合致するケースの本体には２つの溝が設けられ、この溝にワイヤーロープのループが通される。この溝の代替または補足として、ケースに開けられた通路で同じ機能を提供することができる。

また、本発明は、外面に前記連結モジュールを受容する凹形状部を有し、ここから半径方向に突起が突出し、この突起を前記連結モジュールが押圧し、ケースに強い応力がかかった場合にこの突起が割れるようになっていることを特徴とするケースにも関する。

本発明の基本概念は上に最も基礎的な形態で開示したとおりであり、その他の詳細および特徴は、添付の図を参照しながら以下の説明文を読めばさらに明らかになるだろう。本発明による固定装置の実施形態は例として挙げているに過ぎず、これに限定されるものではない。

本発明による装置の一実施形態で、リムにケースを取り付けた際の外から見た部分的な概略斜視図である。 前記取り付け状態の部分的上面図である。 前記取り付け状態の部分的側面図である。 ケースをワイヤーロープに連結する連結モジュールを外から見た詳細斜視図である。 前記ケースをテーパ形状の断面を有するリムに取り付けた際の側面の概略図である。

図１〜４に示すように、タイヤ（図示せず）内部の温度および空気圧などの大きさを測定して伝送する機能の一部であるさまざまな部品を内蔵するケース１００は、ワイヤーロープ３００によってリム２００のシリンダ部分の表面に押し当てられている。

好適であるが非限定的な実施形態によれば、前記ワイヤーロープはステンレス鋼の複数本の撚り糸で構成され、直径１．５ｍｍである。

そのために、ケース１００はリム２００のシリンダ部分の表面２１０と合致するような形状となる、または合致するのに十分に柔軟なものである。

図３に示すように、いわゆる「深底」リム２００の断面は上に向かって広がるＵ字型であり、この底（シリンダ部分２１０の表面）に前記ケース１００が配置される。

ケースをリムに対してベルトで締めるようにして、ワイヤーロープ３００は、ケース１００をＵ字の底に押し当ててリム２００の周囲に２つのループ３１０および３２０を形成し、図２に示すように、ケース１００の両側の端部を上から押さえる。

そのために、前記ケース１００は、上面の両端に長手方向にのびる２つの通路１１０および１２０を有し、この中を２本のループ３１０および３２０が通る。図示している実施形態では、この通路１１０および１２０は、同じくケースに設けられている２つの溝があることによってケースの両端まで続いている。

この２つの通路１１０および１２０と、あらかじめ形成されたこの溝との両方をケースに設けることによって、ワイヤーロープ３００との連結が強化される。

通路および溝のサイズ、ならびにケース１００の材料によって、配置構成のためだけでなく後述する回避の動きができるようにワイヤーロープ３００をスライドさせることができる。

好適な実施形態によれば、ワイヤーロープ３００の可撓性はおよそ４．４％であり、タイヤの側面がケース１００を軸方向に持って行き、矢印Ｆ１またはＦ２（図３を参照）に沿ってリム２００のシリンダの表面２１０の上を動くことができるようにする。ケースがＵ字型断面の両縁に達すると、リム２００がタイヤの側面から伝わる応力に対抗する。

応力が伝わる領域に対してケース１００の長さはわずかであるため、ケースは、
− ストレスのかかる領域から出てタイヤの下（タイヤの側面の直径が最も短くなっている箇所の下）をスライドしてもとの位置に戻る
− および／または図２に示すように、矢印Ｆ３またはＦ４の方向にシリンダの表面２１０に沿ってワイヤーロープ３００の全長をスライドする。

したがって、ケース１００およびリム２００への固定装置は、タイヤの応力には対抗しないが、ワイヤーロープ３００の可撓性、および／またはケース１００が固定用ワイヤーロープの全長をスライドするか、ケース１００とワイヤーロープ３００とがリム２００の周囲をスライドするかのどちらかの可能性があることにより、この応力を利用してセンサケースを動かす。

図４に示すように、連結モジュール４００はケース１００の位置をワイヤーロープ３００の上に保持する。この連結モジュールは、ナット４３０で締め付けるボルト４２０を受容する本体４１０を有する。図示していない一実施形態では、前記ボルト４２０は、ワイヤーロープ３００の端部を中に入れてナット４３０で締め付けることができるように貫通する。

図示していないもう１つの実施形態では、ワイヤーロープ３００は、締め付けることを目的に前記本体４１０とナット４３０との間に置かれる。

図示しているように、ケース１００は上面に、前記連結モジュール４００の大きさを受容するための凹形状部分１３０を有する。本発明によれば、この凹形状部分１３０の底部には半径方向に突出する突起１３１があり、連結モジュール４００の本体４１０がこの突起を押圧する。

本発明によれば、前記突起１３１は、ケース１００および／またはワイヤーロープ３００がきわめて大きい応力を受けた場合に、突起１３１が割れて連結モジュール４００がケース１００から離れ、クランプ機能を用いることなくケースがリム２００の表面に沿ってスライドすることができるような寸法にする。

装置の簡略化のため、図示していない実施形態では、この連結モジュール４００はワイヤーロープ３００の両端３３０および３４０の結合も行う。

図示していないもう１つの実施形態では、連結モジュールの本体には、前記ケースの突起に位置する穿孔が設けられている。

図５は、アルミニウム製のリムにみられるようなテーパ形状のリム２００’の輪郭に固定するのに用いる本発明のクランプ装置の利点を示している。ワイヤーロープ３００’のような有線品である２本のループを設置することで提供されるクランプにより、テーパ形状であるために直径が異なるにもかかわらず、ケース１００’をリム２００’のテーパ形状の表面２１０’の上にさらによく押し当てることができることが明白にわかる。このような技術的な結果は、両端が良好な条件で合わさることができない材料でできたバンドを使用するフープによる固定手段では得られないものである。この実施形態では、前記ワイヤーロープ３００’は、ループ３１０’および３２０’によって前記ケース１００’をリム２００’の周囲にクランプし、ループはケース１００の上面を押圧し、この上面には２つの溝１１０’および１２０’が設けられている。

図示している前述したクランプ装置およびケースは、１つに限定するものではなく１つの開示を目的としていることがわかる。当然のことだが、本発明の範囲を逸脱しないかぎり、上記の例にさまざまな調整、修正および改良を加えることができる。

そのため、たとえば設置の際に、ワイヤーロープを牽引ワイヤーロープタイプの工具で緊締してから（約１００ニュートン）ワイヤーロープ３００を最終的にユニット４００に固定する。ワイヤーロープに可撓性の特徴があるためにこのように緊締することによって、求めていた回避の動きを得ることが可能となる。

図示していないもう１つの実施形態では、本発明の産業上の利用を容易にするため、連結モジュール４００をワイヤーロープ３００の末端の上に直接成形し、このワイヤーロープと一体化させることができる。

Claims (7)

1. タイヤ内部の空気圧および／または温度を測定する電子ケース（１００）をリム（２００）にクランプするクランプ装置であって、少なくとも１本のワイヤーロープ（３００）で構成され、該ワイヤーロープは前記リム（２００）の周囲を少なくとも１周して前記電子ケース（１００）を前記リム（２００）の表面（２１０）に押し当て、前記電子ケース（１００）が前記リム（２００）上を軸方向に動くようにする柔軟な連結部を形成して、取り付けおよび取り外しの段階で前記電子ケース（１００）がタイヤからの応力を受けることがないようにし、
   前記ワイヤーロープ（３００）に対する前記電子ケース（１００）の固定を確保する連結モジュール（４００）を有し、前記固定が、ある特定の応力を超えると破損するように構成されていることにより、前記固定が解除されて、前記電子ケース（１００）が前記ワイヤーロープ（３００）に沿って自由にスライドすることを特徴とする装置。
2. 前記ワイヤーロープ（３００）は前記リム（２００）の周囲を２周して前記電子ケース（１００）の長手方向の両端で合わさることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記ワイヤーロープ（３００）のループ（３１０および３２０）は前記電子ケース（１００）の上面を押圧することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 前記連結モジュール（４００）は、前記ワイヤーロープ（３００）の両端（３１０および３２０）を連結することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記ワイヤーロープ（３００）は設置時に緊締されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 前記電子ケース（１００）の本体は前記リム（２００）の形状と合致し、２つの溝が設けられ、該溝に前記ワイヤーロープ（３００）のループが通されることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ装置に適応した電子ケース（１００）。
7. 外面に前記連結モジュールを受容する凹形状部（１３０）を有し、ここから半径方向の突起（１３１）が突出し、該突起を前記連結モジュール（４００）が押圧し、前記電子ケース（１００）に強い応力がかかった場合に前記突起が割れるようになっていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のクランプ装置に適応した電子ケース（１００）。