JP6580787B2

JP6580787B2 - タイヤ状態監視装置

Info

Publication number: JP6580787B2
Application number: JP2018523228A
Authority: JP
Inventors: 匠生杉野
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-06-23
Filing date: 2016-06-23
Publication date: 2019-09-25
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: US10792961B2; EP3339059A1; CN108025608B; WO2017221371A1; JPWO2017221371A1; EP3339059A4; EP3339059B1; US20180339561A1; TW201800275A; CN108025608A; TWI701166B

Description

本発明は、タイヤバルブと一体に形成されるタイヤ状態監視装置に関する。

従来、この種のタイヤ状態監視装置として、タイヤバルブのバルブステムに、圧力センサや温度センサを備えるセンサユニットが固定されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このタイヤ状態監視装置では、バルブステムがセンサユニットに設けられた貫通孔を貫通した状態で、バルブステムにナットが締結されることで、センサユニットがバルブステムに固定される。

特開２００２−２６４６２１号公報（第３頁左欄第２４行目〜同頁右欄第９行目、図１）

しかしながら、上述した従来のタイヤ状態監視装置では、例えば、タイヤホイールにタイヤを取り付ける際にタイヤがセンサユニットにぶつかる等してセンサユニットがバルブステムの軸回りに回転すると、センサユニットと一緒にナットが回転してナットが緩み、センサユニットの固定が不安定になるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、センサユニットの固定の安定化が図られるタイヤ状態監視装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に係る発明は、タイヤホイールに取り付けられるタイヤバルブと一体に形成されるタイヤ状態監視装置であって、前記タイヤバルブに設けられ、前記タイヤホイールを貫通するバルブステムと、前記バルブステムのうちタイヤ内に配置される部分の外周面に形成された雄螺子部と、前記バルブステムの前記雄螺子部と螺合する円筒形ナットと、タイヤ状態を検出して、その検出結果を外部に送信するセンサユニットと、前記センサユニットに形成され、前記円筒形ナットが挿通されるナット挿通孔と、を有し、前記円筒形ナットの外周面には、前記円筒形ナットが前記ナット挿通孔に挿通された状態で前記円筒形ナットの径方向に弾性変形する弾性リング部材が装着され、前記センサユニットが前記円筒形ナットに前記弾性リング部材の弾発力によって保持されるタイヤ状態監視装置である。

タイヤ状態監視装置の取り付け態様を示す断面図タイヤ状態監視装置の斜視図タイヤ状態監視装置の側断面図図３における円筒形ナット周辺の拡大図弾性リング部材が１つだけ装着された円筒形ナットの側断面図変形例に係るタイヤ状態監視装置の円筒形ナット周辺の側断面図

以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のタイヤ状態監視装置１０は、タイヤバルブ１１と一体に形成されて、タイヤホイール９１に取り付けられる。具体的には、タイヤ状態監視装置１０では、タイヤ９２内の圧力を検出する圧力センサ４１等を備えるセンサユニット４０がタイヤバルブ１１のバルブステム１３に固定される。

図２及び図３に示すように、タイヤバルブ１１のバルブステム１３は、タイヤホイール９１を貫通してタイヤ９２の内外を連通する。本実施形態では、バルブステム１３は略Ｌ字状に形成され、バルブステム１３におけるＬ字の一辺が、ホイールリム９１Ｒの取付孔９１Ａに取り付けられる取付シャフト部１４となっていて、バルブステム１３におけるＬ字の他辺が、エアー供給装置（図示せず）に接続される接続シャフト部１５となっている。なお、接続シャフト部１５には、バルブコア（図示せず）が内蔵され、接続シャフト部１５の先端は、キャップ１６にて閉塞される。

取付シャフト部１４は、接続シャフト部１５に近い側の基端部にフランジ部１４Ｆを備えている。フランジ部１４Ｆのうち取付シャフト部１４の先端側を向く面には、環状溝２３Ｍが形成されていて、その環状溝２３Ｍに環状シール部材２３（図３参照。図２では、環状シール部材２３が省略されている。）が受容されている。なお、環状シール部材２３は、例えば、Ｏリング、パッキン、ガスケット等で構成されている。

取付シャフト部１４の先端寄り部分の外周面には、雄螺子部が形成されている。具体的には、図４に示すように、取付シャフト部１４の先端寄り部分の外周面には、先端に向かって段付き状に縮径される段差部１４Ｄが備えられていて、その段差部１４Ｄより先端側の小径部分に第１雄螺子部２１が形成され、段差部１４Ｄより基端側の大径部分に第２雄螺子部２２が形成されている。

図３に示すように、第１雄螺子部２１には、円筒形ナット３０が螺合される。また、第２雄螺子部２２には、六角ナット２５が螺合される。なお、第２雄螺子部２２が第１雄螺子部２１より大径であることから予想されるように、六角ナット２５の内径は第１雄螺子部２１よりも大径になっている。これにより、取付シャフト部１４を六角ナット２５に挿通させて六角ナット２５と第２雄螺子部２２を螺合させるときに、第１雄螺子部２１が六角ナット２５と干渉しないようになっている。

円筒形ナット３０は、軸方向の一端が端部壁３１で閉塞された構造になっていて、軸方向の他端部に、第１雄螺子部２１と螺合する雌螺子部３２を備えている。端部壁３１には、六角レンチ（図示せず）と係合する六角孔３１Ａが貫通形成されている（図２参照）。また、円筒形ナット３０の一端部には、径方向外側へ張り出すフランジ部３０Ｆが備えられている。

円筒形ナット３０の外周面には、弾性リング部材３９が装着されている。具体的には、円筒形ナット３０は、フランジ部３０Ｆよりも軸方向の他端側に配置される部分の外周面に、複数の環状溝３８を備えている。そして、それら複数の環状溝３８の一部又は全部に弾性リング部材３９が装着されるようになっている。本実施形態では、環状溝３８が３つ備えられていて、図３及び図４に示す例では、３つの環状溝３８の全てに弾性リング部材３９が装着され、図５に示す例では、１つの環状溝３８にのみ弾性リング部材３９が装着されている。なお、本実施形態では、弾性リング部材３９がＯリングで構成されている。

図３に示すように、センサユニット４０は、圧力センサ４１、温度センサ４２、送信器４３、電池４４等をケース４５内に収容した構造になっている。圧力センサ４１は、タイヤ９２内の圧力を検出する。温度センサ４２は、タイヤ９２内の温度を検出する。送信器４３は、圧力センサ４１及び温度センサ４２の検出結果を外部に送信する。電池４４は、圧力センサ４１、温度センサ４２及び送信器４３に電力を供給する。

センサユニット４０には、円筒形ナット３０が挿通されるナット挿通孔４６が設けられている。詳細には、センサユニット４０のケース４５には、円形筒部４５Ｔが形成されていて、ナット挿通孔４６は、円形筒部４５Ｔ内に装着された円形カラー４７の内側部分によって構成されている。ここで、本実施形態では、ナット挿通孔４６の長さは、円筒形ナット３０のうちフランジ部３０Ｆより先端側に配される部分の長さより短くなっている。また、ナット挿通孔４６の内径は、上述した弾性リング部材３９の外径よりも小さくなっている。

なお、本実施形態では、センサユニット４０のケース４５は、横長扁平状に形成されていて、円形筒部４５Ｔは、ケース４５の長手方向の一端部に備えられている。従って、ナット挿通孔４６は、センサユニット４０の長手方向一端側に配置されることになる。また、ケース４５は、長手方向で円形筒部４５Ｔより他端側に配置される部分に、圧力センサ４１、温度センサ４２、送信器４３及び電池４４を収容する。

タイヤ状態監視装置１０を構成する各部品の構成に関する説明は以上である。なお、本実施形態では、バルブステム１３の取付シャフト部１４に形成された第１雄螺子部２１が本発明の「雄螺子部」に相当する。次に、タイヤ状態監視装置１０のタイヤホイール９１への取り付けについて説明する。

タイヤ状態監視装置１０をタイヤホイール９１に取り付けるには、まず、センサユニット４０のナット挿通孔４６に円筒形ナット３０を挿通しておく。円筒形ナット３０がナット挿通孔４６に挿通されると、弾性リング部材３９の弾発力によってセンサユニット４０が円筒形ナット３０に保持される。

ナット挿通孔４６に円筒形ナット３０が挿通されたら、次いで、タイヤバルブ１１をタイヤホイール９１に取り付ける。具体的には、バルブステム１３の取付シャフト部１４をホイールリム９１Ｒの内側（ホイールリム９１Ｒの中心側）から取付孔９１Ａに挿通させた状態で、取付シャフト部１４の第２雄螺子部２２にホイールリム９１Ｒの外側（ホイールリム９１Ｒの中心から離れた側）から六角ナット２５を締結する。すると、取付シャフト部１４のフランジ部１４Ｆと六角ナット２５との間にホイールリム９１Ｒが挟み付けられ、タイヤバルブ１１がタイヤホイール９１に取り付けられる。このとき、フランジ部１４の環状溝２３Ｍに受容された環状シール部材２３が取付孔９１Ａの開口縁に押し付けられて、タイヤバルブ１１とタイヤホイール９１との間（詳細には、取付シャフト部１４とホイールリム９１Ｒとの間）がシールされる。なお、タイヤバルブ１１がタイヤホイール９１に取り付けられた状態で、バルブステム１３の接続シャフト部１５（図２参照）は、タイヤホイール９１の軸方向を向くように配置される。

タイヤバルブ１１がタイヤホイール９１に取り付けられると、次いで、取付シャフト部１４の第１雄螺子部２１にホイールリム９１Ｒの外側から円筒形ナット３０を締結する。第１雄螺子部２１に円筒形ナット３０が締結されると、センサユニット４０が、円筒形ナット３０及び弾性リング部材３９を介してタイヤバルブ１１に固定される。これにより、タイヤ状態監視装置１０がタイヤホイール９１に取り付けられる。ここで、本実施形態では、ナット挿通孔４６の長さが、円筒形ナット３０のうちフランジ部３０Ｆより先端側に配される部分の長さよりも短くなっているので、センサユニット４０がフランジ部３０Ｆに挟み付けられることが抑制されている。なお、センサユニット４０は、円筒形ナット３０から片持ち梁状に張り出し、タイヤホイール９１の周方向を向くように配置される。

次に、本実施形態のタイヤ状態監視装置１０の作用効果について説明する。本実施形態のタイヤ状態監視装置１０では、センサユニット４０のナット挿通孔４６に円筒形ナット３０が挿通されると、円筒形ナット３０の外周面に装着された弾性リング部材３９の弾発力によってセンサユニット４０が円筒形ナット３０に保持される。そして、この状態で、円筒形ナット３０を、タイヤホイール９１に固定されたタイヤバルブ１１におけるバルブステム１３（取付シャフト部１４）の第１雄螺子部２１に締結させると、センサユニット４０が円筒形ナット３０及び弾性リング部材３９を介してタイヤバルブ１１に固定される。

ところで、例えば、タイヤ状態監視装置１０が取り付けられたタイヤホイール９１にタイヤ９２を装着する際にタイヤ９２がセンサユニット４０にぶつかる等すると、センサユニット４０を円筒形ナット３０の軸回りに回転させる外力がセンサユニット４０に作用することがある。このような外力がセンサユニット４０に作用すると、センサユニット４０と弾性リング部材３９との間に摩擦力が発生する。そして、外力の大きさが摩擦力以下である場合には、センサユニット４０は、円筒形ナット３０に対して固定され、外力の大きさが摩擦力より大きい場合には、センサユニット４０は、円筒形ナット３０の軸回りに回転する。ここで、センサユニット４０は、弾性リング部材３９を介して円筒形ナット３０に固定される構成となっているので、センサユニット４０が回転しても、センサユニット４０の動力は円筒形ナット３０に伝達されず、センサユニット４０と一緒に円筒形ナット３０が回転することが防がれる。これにより、円筒形ナット３０の緩みが抑制され、タイヤバルブ１１に対するセンサユニット４０の固定の安定化が図られる。

センサユニット４０と円筒形ナット３０との間に発生する摩擦力の大きさは、弾性リング部材３９の材質や線径を変更することにより調整される。また、本実施形態では、円筒形ナット３０に、弾性リング部材３９が装着される環状溝３８が複数設けられているので、円筒形ナット３０に装着する弾性リング部材３９の数を変更することによっても、摩擦力の大きさが調整される。

また、本実施形態では、フランジ部３０Ｆによってセンサユニット４０が円筒形ナット３０から抜け止めされる。しかも、円筒形ナット３０のうちフランジ部３０Ｆよりタイヤホイール９１側に配置される部分の長さは、ナット挿通孔４６よりも長くなっているので、円筒形ナット３０を第１雄螺子部２１に締結する際に、フランジ部３０Ｆがセンサユニット４０を挟み付けることが防がれる。これにより、センサユニット４０が回転したときの動力が円筒形ナット３０に伝達することを確実に防げる。

［他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態では、円筒形ナット３０に形成された環状溝３８が複数であったが、１つだけであってもよい。この場合であっても、弾性リング部材３９の材質や線径を変更することで、センサユニット４０と弾性リング部材３９との間に発生する摩擦力の大きさを調整することが可能となる。

（２）上記実施形態において、円筒形ナット３０がフランジ部３０Ｆを備えない構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、弾性リング部材３９がＯリングで構成されていたが、断面四角形状の角リングであってもよい。また、図６に示すように、弾性リング部材３９は、樹脂製（例えば、シリコン製）のカラーで構成されてもよい。なお、この場合、同図に示されるように、円筒形ナット３０が環状溝３８を備えない構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、ナット挿通孔４６がセンサユニット４０の長手方向の一端部に配置される構成であったが、センサユニット４０の長手方向の中間部に配置されてもよい。この場合、タイヤバルブ１１にセンサユニット４０が固定された状態で、センサユニット４０が円筒形ユニット３０から相反する２方向に張り出す。

なお、本発明の技術的範囲には属しないが、上記実施形態のタイヤ状態監視装置１０において、弾性リング部材３９を備える代わりに、円筒形ナット３０の径方向に弾性変形する弾性部材を円筒形ナット３０の周方向の複数箇所に配設した構成としても、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。

１０タイヤ状態監視装置
１１タイヤバルブ
１３バルブステム
２１第１雄螺子部（雄螺子部）
３０円筒形ナット
３９弾性リング部材
４０センサユニット
４６ナット挿通孔
９１タイヤホイール
９２タイヤ

Claims

タイヤホイールに取り付けられるタイヤバルブと一体に形成されるタイヤ状態監視装置であって、
前記タイヤバルブに設けられ、前記タイヤホイールを貫通するバルブステムと、
前記バルブステムのうちタイヤ内に配置される部分の外周面に形成された雄螺子部と、
前記バルブステムの前記雄螺子部と螺合する円筒形ナットと、
タイヤ状態を検出して、その検出結果を外部に送信するセンサユニットと、
前記センサユニットに形成され、前記円筒形ナットが挿通されるナット挿通孔と、を有し、
前記円筒形ナットの外周面には、前記円筒形ナットが前記ナット挿通孔に挿通された状態で前記円筒形ナットの径方向に弾性変形する弾性リング部材が装着され、
前記センサユニットが前記円筒形ナットに前記弾性リング部材の弾発力によって保持されるタイヤ状態監視装置。
前記円筒形ナットの外周面には、前記弾性リング部材が装着される環状溝が複数設けられている請求項１に記載のタイヤ状態監視装置。
前記円筒形ナットには、前記タイヤホイールとの間に前記センサユニットを挟むように配置されるフランジ部が設けられ、
前記円筒形ナットのうち前記フランジ部より前記タイヤホイール側に配置される部分の長さが、前記ナット挿通孔よりも長くなっている請求項１又は２に記載のタイヤ状態監視装置。