JP7127309B2

JP7127309B2 - タイヤ情報取得装置

Info

Publication number: JP7127309B2
Application number: JP2018049579A
Authority: JP
Inventors: 大輔金成
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2022-08-30
Anticipated expiration: 2038-03-16
Also published as: DE112019001376T5; DE112019001376B4; WO2019176485A1; US11865877B2; US20210031573A1; JP2019156343A; CN111867856A

Description

本発明は、タイヤ情報取得装置に関し、更に詳しくは、低コストでかつ設置が容易であり、各種のリムサイズに適用することを可能にしたタイヤ情報取得装置に関する。

内圧や温度等のタイヤ内部情報を取得するために、タイヤ内腔に各種のセンサを設置することが行われている。このようなセンサを空気入りタイヤに設置する方法として、バンドを用いてリムに固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。しかしながら、上述した特許文献１，２に記載のバンドは特定の長さで構成されているため、乗用車用タイヤとトラック等の大型タイヤの双方に対応可能なバンド構造を有しておらず、各種のリムサイズに幅広く適用することができないという問題がある。

また、センサを空気入りタイヤに設置する方法としてホイールのバルブの端部に固定する方法が提案されている。このようにバルブに固定する場合、センサを設置した位置がタイヤ外部から判別できることやリム組みが比較的容易であるという利点がある。しかしながら、トラック用タイヤの場合にはバルブの種類が多く、それらに対応する専用バルブが必要になるため、製品管理やコストの観点から望ましくない。

特開２０１６－１０４６１９号公報特表２０１６－５３８１９５号公報

本発明の目的は、低コストでかつ設置が容易であり、各種のリムサイズに適用することを可能にしたタイヤ情報取得装置を提供することにある。

上記目的を達成するためのタイヤ情報取得装置は、タイヤ情報を取得するセンサを含むセンサユニットと、該センサユニットを保持するために筒状に形成される一方で柔軟性及び通気性を有する非金属材料から構成されるセンサ保持具と、一方の端部に設けられた締結部が他方の端部を可逆的に締結することでバンド周長が調整自在に構成され、前記センサ保持具に挿通された状態でリムに対して締結されるバンドとを備え、前記センサユニットが前記バンドと前記リムとの間に配置されていることを特徴とするものである。

本発明では、タイヤ情報を取得するセンサを含むセンサユニットと、センサユニットを保持する筒状のセンサ保持具と、一方の端部に設けられた締結部が他方の端部を可逆的に締結することでバンド周長を調整自在に構成され、センサ保持具に挿通された状態でリムに対して締結されるバンドとを備えているので、複雑な機構ではないため低コストで製造することができると共に、センサユニットをリムに対して容易に設置することができる。また、単一サイズのバンドで各種のリムサイズに適用することが可能になる。更に、センサ保持具は柔軟性及び通気性を有する非金属材料から構成されているので、センサユニットの表面に設けられた通気孔の通気性を確保すると共に、センサユニットにより発信される電波が遮断されることがない。

本発明では、バンドの幅は５ｍｍ～５０ｍｍであることが好ましい。このようにバンドの幅を適度に設定することで、使用時やバンドの取付け時における不具合を防止することができる。

本発明では、バンドのリムに取付けられていない状態におけるバンド長さは１８００ｍｍ～２５００ｍｍの範囲であり、バンドの他方の端部は切断可能な構造を有することが好ましい。これにより、乗用車用タイヤからトラック等の大型タイヤまでの各種のリムサイズに幅広く適用することができる。特に、バンドの切断時に締結部から他方の端部までの領域において所定の長さを残した場合には、センサユニットの交換時に同じバンドを再度使用することが可能になる。

本発明では、バンドは通気性を有していることが好ましい。これにより、バンドがセンサユニットの通気孔を覆うように配置されている場合でも、センサユニットの表面に設けられた通気孔の通気性を確保することができる。

本発明では、センサユニットはバンドとリムとの間に配置されていることが好ましい。このようにセンサユニットをバンドのタイヤ径方向内側に配置することで、センサユニットをリムに対して強固に固定することができる。

本発明では、センサ保持具の少なくとも一方の開口部の周長はセンサユニットの最小投影面積となる方向から見たときの周長の１２０％～２００％であり、センサ保持具の延在方向の長さはセンサユニットの最大長さの１５０％～５００％であることが好ましい。これにより、センサ保持具のセンサユニットに対する保持機能が十分に発揮されるので、センサユニットのズレを防止しながら、リムに容易に取付けることができる。

本発明では、センサ保持具は伸縮性を有し、センサ保持具の少なくとも一方の開口部の周長はセンサユニットの最小投影面積となる方向から見たときの周長の２０％～９０％であり、センサ保持具の延在方向の長さはセンサユニットの最大長さの１５０％～５００％であることが好ましい。これにより、センサ保持具のセンサユニットに対する保持機能が十分に発揮されるので、センサユニットのズレを防止しながら、リムに容易に取付けることができる。

本発明では、センサ保持具が機械的に係合可能なファスナー部を有し、該ファスナー部が前記リムに接触した状態で配置されることが好ましい。これにより、センサ保持具の取付作業が容易になると共に、センサユニットをリムに対して強固に固定することができる。

本発明では、バンドを構成するバンド本体と締結部における少なくともリムと接触する部分は非金属材料からなることが好ましい。バンドのリムと接触する部分が金属材料から構成されると、イオン化傾向の違いにより錆が発生することがある。これに対して、バンドのリムと接触する部分が非金属材料から構成される場合には錆の発生を防止することができる。

本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を装着した空気入りタイヤを示す断面図である。図２のＸ－Ｘ矢視断面図である。本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を示す平面図である。本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を示す断面図である。本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置のセンサ保持具がリムに固定された状態を示す斜視図である。本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置のセンサ保持具の変形例を示す斜視図である。（ａ）～（ｃ）は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置のセンサ保持具の他の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を装着した空気入りタイヤを示すものである。図３及び図４は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置を示すものである。図５は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置のセンサ保持具がリムに固定された状態を示すものである。なお、図１及び図３～５において、矢印Ｔｗはタイヤ幅方向、矢印Ｔｃはタイヤ周方向を示している。

図１及び図２に示すように、空気入りタイヤＴとリムＲとの間にはタイヤ内腔が形成され、タイヤ内腔においてリムＲに対してタイヤ情報取得装置１が装着されている。このタイヤ情報取得装置１はリムＲの平坦な部分であるウェルに配置されている。

図３～５に示すように、タイヤ情報取得装置１は、空気入りタイヤＴの状態を測定するセンサユニット２と、センサユニット２を保持するセンサ保持具１０と、センサ保持具１０をリムＲに対して固定するバンド２０とを備える。

センサユニット２は筐体３と電子部品４とを含むものである。筐体３は中空構造を有し、その内部に電子部品４を収容する。筐体３には、タイヤ内腔の空気を通気させる通気孔５が設けられている。電子部品４は、温度センサと圧力センサを含むセンサ４１、送信機、受信機、制御回路及びバッテリー等を適宜含むように構成される。また、センサユニット２は、センサ４１により測定された空気入りタイヤＴの内部温度や内圧をタイヤ外部に送信するよう構成されている。センサユニット２は、センサ保持具１０に収容された状態において、バンド２０のタイヤ径方向外側に配置することもできるが、センサユニット２をリムＲに対して強固に固定するために、バンド２０のタイヤ径方向内側（バンド２０とリムＲとの間）に配置されている。

センサ保持具１０はセンサユニット２を収容するための筒状の収容具である。センサ保持具１０として、その構造は特に限定されるものではなく、平面状の部材に接合部を設けて該接合部を介して円筒状に形成しても良く、或いは、接合部を有しない円筒状の部材を用いて形成しても良い。センサ保持具１０は保持具本体１２を有しており、この保持具本体１２は非金属材料から構成されている。このようなセンサ保持具１０は、センサユニット２を包含するものであるため柔軟性及び通気性を有している。また、センサ保持具１０は、その延在方向の両側に開口部１１を有している。この開口部１１の開閉状態は特に限定されるものではないが、センサ保持具１０をリムＲに取付けた後に開口部１１が閉じられる場合、センサ保持具１０からのセンサユニット２の脱落を防止することができる。

バンド２０はバンド本体２１と締結部２２から構成される。この締結部２２はバンド２０の一方の端部２０Ａに設けられ、他方の端部２０Ｂを可逆的に締結する。このような締結構造を有することで、バンド２０はバンド周長を調整自在に構成することができる。バンド２０は、センサ保持具１０に挿通された状態でリムＲに対して締結される。

上述したセンサ保持具１０及びバンド２０を用いてリムＲに対してセンサユニット２を固定する場合、筒状のセンサ保持具１０内にバンド２０を挿通し、センサ保持具１０をバンド２０の一方の端部２０Ａと他方の端部２０Ｂとの間の中途位置に配置する。そして、センサユニット２をバンド２０のタイヤ径方向内側（バンド２０とリムＲとの間）であってセンサ保持具１０の延在方向の中央部に配置する。次に、バンド２０の締結部２２に他方の端部２０Ｂを挿入して締結し、センサ保持具１０をリムＲに対して固定する。その際、バンド２０の他方の端部２０Ｂから締結部２２までの領域は、所定の長さを残して切断しても良く、或いは、別部材のクリップ等を用いて固定しても良い。このようにしてリムＲに対してタイヤ情報取得装置１を固定することができる。なお、上述した説明では、センサユニット２をバンド２０のタイヤ径方向内側に配置したが、センサユニット２をバンド２０のタイヤ径方向外側に配置することもでき、この場合には、センサ保持具１０がセンサユニット２を保持した状態となる。

上述したタイヤ情報取得装置１では、タイヤ情報を取得するセンサ４１を含むセンサユニット２と、センサユニット２を保持する筒状のセンサ保持具１０と、一方の端部２０Ａに設けられた締結部２２が他方の端部２０Ｂを可逆的に締結することでバンド周長を調整自在に構成され、センサ保持具１０に挿通された状態で締結されるバンド２０とを備えているので、複雑な機構ではないため低コストで製造することができると共に、センサユニット２をリムＲに対して容易に設置することができる。また、単一サイズのバンド２０で各種のリムサイズに適用することが可能になる。更に、センサ保持具１０は柔軟性及び通気性を有する非金属材料から構成されているので、センサユニット２の表面に設けられた通気孔５の通気性を確保すると共に、センサユニット２により発信される電波が遮断されることがない。

上記タイヤ情報取得装置において、バンド２０の幅Ｗは５ｍｍ～５０ｍｍであると良い。このようにバンド２０の幅Ｗを適度に設定することで、使用時やバンド２０の取付け時における不具合を防止することができる。ここで、バンド２０の幅Ｗが５ｍｍよりも狭いとセンサ保持具１０に遠心力がかかった際にセンサ保持具１０が破断し易くなるおそれがあり、逆にバンド２０の幅Ｗが５０ｍｍよりも広いとリムＲのウェルにバンド２０が収まらないおそれがある。

また、バンド２０のリムＲに取付けられていない状態におけるバンド長さは１８００ｍｍ～２５００ｍｍの範囲であり、バンド２０の他方の端部２０Ｂが切断可能な構造を有することが好ましい。この切断可能な構造とは、はさみ等の切断工具を用いて切断可能な構造を意味する。そして、リムＲにタイヤ情報取得装置１を装着した状態で、バンド２０の締結部２２から他方の端部２０Ｂまでの領域において所定の長さを除いた余剰部分がある場合に、その余剰部分を切断する。例えば、バンド長さが２０００ｍｍである場合、締結部２２から他方の端部２０Ｂまでの領域において、所定の長さとして１００ｍｍ～１５０ｍｍを残し、それ以外を余剰部分として切断する。特に、バンド２０のバンド本体２１として布を用いると共に、バンド２０の一方の端部２０Ａに、布に係合自在な構造を有する締結部２２を設けた場合、バンド２０を任意のバンド長さに切断することができ、無段階の長さ調整が可能になるので好適である。上述のようにバンド２０のバンド長さを適度に設定することで、乗用車用タイヤからトラック等の大型タイヤまでの各種のリムサイズに幅広く適用することができる。特に、バンド２０の切断時に締結部２２から他方の端部２０Ｂまでの領域において所定の長さを残した場合には、センサユニット２の交換時に同じバンド２０を再度使用することが可能になる。

更に、バンド２０は通気性を有していることが好ましい。このようにバンド２０が通気性を有することで、バンド２０がセンサユニット２の通気孔５を覆うように配置されている場合でも、センサユニット２の表面に設けられた通気孔５の通気性を確保することができる。

上記タイヤ情報取得装置において、センサ保持具１０の延在方向の長さＬ１は、センサユニット２の最大長さＬ２よりも長く設定されており、センサユニット２の最大長さＬ２に対して１５０％～５００％の範囲に設定すると良い。ここで、センサ保持具１０の延在方向の長さＬ１がセンサユニット２の最大長さＬ２の１５０％よりも小さいとタイヤの回転によってセンサユニット２がセンサ保持具１０から脱落するおそれがあり、逆に５００％より大きいと取付性やコストの観点から望ましくない。なお、センサ保持具１０の延在方向の長さＬ１は、リムＲに締結されていない状態（単に平面上に載置された状態）の長さである。

また、センサ保持具１０の少なくとも一方の開口部１１の周長Ｍ１は、センサユニット２及びバンド２０を収容可能な寸法に設定されており、センサユニット２の最小投影面積となる方向Ｄから見たときの周長Ｍ２に対して１２０％～２００％の範囲に設定すると良い。図３に示すように、平面視で長方形のセンサユニット２の場合、センサユニット２の最小投影面積となる方向Ｄはセンサユニット２の長手方向である。ここで、センサ保持具１０の周長Ｍ１がセンサユニット２の周長Ｍ２の１２０％より小さいとセンサ保持具１０がセンサユニット２を収容することができず、逆に２００％より大きいとセンサ保持具１０をリムＲに取付けたときにセンサユニット２がズレるおそれがある。

図６は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置のセンサ保持具の変形例を示すものである。図６に示すセンサ保持具１０を構成する保持具本体１２は伸縮性を有している。このような伸縮性を有するセンサ保持具１０の場合、その少なくとも一方の開口部１１の周長Ｍ１は、センサユニット２の最小投影面積となる方向Ｄから見たときの周長Ｍ２に対して２０％～９０％に設定すると良い。ここで、センサ保持具１０の周長Ｍ１がセンサユニット２の周長Ｍ２の２０％より小さいとセンサユニット２をセンサ保持具１０内に収容する作業が実施しにくく、逆に９０％より大きいとセンサユニット２の保持機能を十分に確保することができない。

上述したように、センサ保持具１０の周長Ｍ１及び長さＬ１のそれぞれをセンサユニット２の周長Ｍ２及び最大長さＬ２に対して適度に設定することで、センサ保持具１０のセンサユニット２に対する保持機能が十分に発揮されるので、センサユニット２のズレを防止しながら、リムＲに容易に取付けることができる。

図７（ａ）～（ｃ）は本発明の実施形態からなるタイヤ情報取得装置のセンサ保持具の他の変形例を示すものである。図７（ａ）～（ｃ）において、センサ保持具１０は、筒状に形成された保持具本体１２の両端部にファスナー部１３を有している。このファスナー部１３は機械的に係合可能なファスナーであり、その構造は特に限定されるものではなく、例えば、図７（ａ）に示すような面ファスナー、図７（ｂ）に示すようなスライドファスナー、図７（ｃ）に示すようなボタンや、ホール、ホックを採用することができる。特に、ファスナー部１３として面ファスナーを用いることが望ましい。また、ファスナー部１３は、耐錆性に加え、リムＲの損傷を防止するために非金属材料から構成されることが好ましい。上述したファスナー部１３を有するセンサ保持具１０をリムＲに固定する際には、ファスナー部１３がリムＲに接触した状態となるようにセンサ保持具１０を配置する。このようにファスナー部１３がリムＲに接触した状態で配置されることで、センサ保持具１０の取付作業が容易になると共に、センサユニット２をリムＲに対して強固に固定することができる。

上記タイヤ情報取得装置において、バンド２０を構成するバンド本体２１と締結部２２における少なくともリムＲと接触する部分は非金属材料からなることが望ましい。バンド２０のリムＲと接触する部分を非金属材料で構成する方法として、バンド本体２１の表面に非金属材料からなる塗料を塗布することや非金属材料を貼り付けること、或いは、バンド本体２１とリムＲとの間に非金属材料からなる別部材を挿入することが例示される。非金属材料としては、プラスチック、ゴム、セラミック、天然繊維が例示され、特にプラスチックが好適である。バンド２０のリムＲと接触する部分が金属材料から構成されると、イオン化傾向の違いにより錆が発生することがある。これに対して、バンド２０のリムＲと接触する部分が非金属材料から構成される場合には錆の発生を防止することができる。

また、センサユニット２、センサ保持具１０、バンド本体２１及び締結部２２のそれぞれは、耐熱性が比較的高く、成形可能な材料から構成されることが好ましい。このような物性を有する材料として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロンが例示される。

１タイヤ情報取得装置
２センサユニット
３筐体
４電子部品
５通気孔
１０センサ保持具
１１開口部
１２保持具本体
１３ファスナー部
２０バンド
２０Ａ，２０Ｂ端部
２１バンド本体
２２締結部
４１センサ
Ｔ空気入りタイヤ
Ｒリム

Claims

タイヤ情報を取得するセンサを含むセンサユニットと、該センサユニットを保持するために筒状に形成される一方で柔軟性及び通気性を有する非金属材料から構成されるセンサ保持具と、一方の端部に設けられた締結部が他方の端部を可逆的に締結することでバンド周長が調整自在に構成され、前記センサ保持具に挿通された状態でリムに対して締結されるバンドとを備え、前記センサユニットが前記バンドと前記リムとの間に配置されていることを特徴とするタイヤ情報取得装置。
前記バンドの幅が５ｍｍ～５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報取得装置。
前記バンドの前記リムに取付けられていない状態におけるバンド長さが１８００ｍｍ～２５００ｍｍの範囲であり、前記バンドの他方の端部が切断可能な構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ情報取得装置。
前記バンドが通気性を有していることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
前記センサ保持具の少なくとも一方の開口部の周長が前記センサユニットの最小投影面積となる方向から見たときの周長の１２０％～２００％であり、前記センサ保持具の延在方向の長さが前記センサユニットの最大長さの１５０％～５００％であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
前記センサ保持具が伸縮性を有し、該センサ保持具の少なくとも一方の開口部の周長が前記センサユニットの最小投影面積となる方向から見たときの周長の２０％～９０％であり、前記センサ保持具の延在方向の長さが前記センサユニットの最大長さの１５０％～５００％であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
前記センサ保持具が機械的に係合可能なファスナー部を有し、該ファスナー部が前記リムに接触した状態で配置されることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。
前記バンドを構成するバンド本体と締結部における少なくとも前記リムと接触する部分が非金属材料からなることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のタイヤ情報取得装置。