タイヤ状態監視装置の送信機

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【発明の名称】	タイヤ状態監視装置の送信機
【発明者】	【氏名】佐伯節廣【住所又は居所】岐阜県大垣市久徳町１００番地太平洋工業株式会社内
【要約】	【課題】外力による不具合を解消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。【解決手段】送信機１は、ケーシング１０及びバルブステム２０を板バネ３０で弾性的に連結した構成である。そのため、車両の走行時に送信機１がタイヤＴ及びホイールＷと一体的に回転する場合には、特にケーシング１０に作用する車両の走行速度に応じた遠心力が、板バネ３０の弾性力によって抑制される。その結果、ケーシング１０に収容された電子基板に生じる応力が極力抑制される。従って、外力による不具合を解消することができる。具体的には、車両の走行時に発生する遠心力に起因してケーシング１０が損傷すること及びケーシング１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生することを防止することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】車両に装着された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において、タイヤの内部に配置され、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、そのケーシングとは独立して設けられ、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、それらケーシング及びバルブステムを弾性的に連結する連結手段とを備えたタイヤ状態監視装置の送信機。
【請求項２】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、連結手段は、タイヤをホイールに対して着脱する場合には、タイヤのビード部とケーシングとの間に介在するタイヤ状態監視装置の送信機。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、連結手段は、基端部がバルブステムに固定されるとともに、先端部がホイール側に向かう弾性力によりホイールに押圧接触されるタイヤ状態監視装置の送信機。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に装着されたタイヤの内部空気圧や内部温度等の状態を示すデータを無線で送信するタイヤ状態監視装置の送信機に関し、より詳しくは、外力による不具合を解消するための構造に特徴を有するタイヤ状態監視装置の送信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、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用いられている。タイヤが装着された各ホイールには、対応するタイヤの内部空気圧や内部温度等の状態を計測して、タイヤ状態を示すデータを無線で送信するための送信機が装着される。車両の車体には、送信機からの送信データを受け取るための受信機が設けられる。
【０００３】図４に示すように、従来の送信機１０１は、タイヤＴが装着されたホイールＷに取り付けられる。この送信機１０１は、タイヤＴの内部に配置される樹脂製のケーシング１１０と、そのケーシング１１０と一体的に設けられ、ホイールＷのバルブ取付孔Ｖに取り付けられる金属製のバルブステム１２０とから構成されている。尚、図示はしないが、ケーシング１１０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が収容されている。また、バルブステム１２０は、ケーシング１１０からホイールＷを通じて外部に延びており、タイヤ状態を示すデータを送信するためのアンテナとして機能する。
【０００４】バルブステム１２０内には、エア導入孔１２１が形成され、このエア導入孔１２１と連通するように、ケーシング１１０には、通気孔１１１が形成されている。また、バルブステム１２０の先端には、バルブキャップ１２２が取り外し可能に螺着されている。尚、図示はしないが、バルブステム１２０のエア導入孔１２１には、バルブコアが嵌合されている。その結果、バルブステム１２０のエア導入孔１２１及びケーシング１１０の通気孔１１１を通じて、タイヤＴの内部にエアが注入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両の走行時には、ホイールＷに取り付けられた送信機１０１が、タイヤＴ及びホイールＷの回転に伴って、それらと一体的に回転する。そのため、送信機１０１には、車両の走行速度に応じた遠心力が作用して、送信機１０１は、ホイールＷのバルブ取付孔Ｖを軸として、ホイールＷから遠ざかろうとする。その結果、ケーシング１１０とバルブステム１２０とが一体的に構成された従来の送信機１０１では、ケーシング１１０が自身の弾性力に抗して変形すると、ケーシング１１０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ＴをホイールＷに対して着脱する場合には、図４に２点鎖線で示すように、タイヤＴのビード部Ｂが送信機１０１のケーシング１１０上を通過する。このとき、送信機１０１のケーシング１１０は、タイヤＴのビード部ＢによってホイールＷ側へ圧迫される。特に、ホイールＷの回転軸（それと平行な軸Ｘ１で代用）と、ホイールＷのバルブ取付孔Ｖの中心軸（バルブステム１２０の中心軸Ｘ２で代用）とのなす角度θ１が大きい場合には、ケーシング１１０がホイールＷのドロップセンター部Ｄから離間する。従って、角度θ１が大きい程、タイヤＴのビード部Ｂが送信機１０１のケーシング１１０上をスムーズに通過し難くなるとともに、ビード部Ｂによるケーシング１１０に対する圧迫力の程度が大きくなり、上記のような外力による不具合の発生確率が高くなる。
【０００７】さらに、角度θ１が小さい場合には、ケーシング１１０がホイールＷのドロップセンター部Ｄに接触する。この場合、ケーシング１１０がホイールＷのドロップセンター部Ｄから離間する場合と比較して、ビード部Ｂによるケーシング１１０に対する圧迫力の程度は小さくなるものの、ケーシング１１０が自身の弾性力に抗してホイールＷのドロップセンター部Ｄに押し付けられる。即ち、タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合に限らず、ホイールＷに対する送信機１０１の取付後には、常にケーシング１１０がホイールＷのドロップセンター部Ｄに押し付けられる。従って、角度θ１が小さい程、ケーシング１１０の押し付け力が大きくなり、上記のような外力による不具合の発生確率が高くなる。
【０００８】これらのように、ケーシング１１０とバルブステム１２０とが一体的に構成された従来の送信機１０１では、車両の走行時に発生する遠心力、タイヤＴの着脱時における圧迫力及び送信機１０１の取付具合に起因する押し付け力等の外力による不具合が発生する虞がある。具体的には、ケーシング１１０が損傷すること、ケーシング１１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生すること又はタイヤＴの着脱が困難になること等の不具合が発生する虞がある。
【０００９】本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、外力による不具合を解消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にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、車両に装着された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において、タイヤの内部に配置され、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、そのケーシングとは独立して設けられ、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、それらケーシング及びバルブステムを弾性的に連結する連結手段とを備えた。
【００１１】従って、請求項１に記載の発明によれば、車両の走行時に送信機がタイヤ及びホイールと一体的に回転する場合には、特に送信機のケーシングに作用する車両の走行速度に応じた遠心力が、連結手段の弾性力によって抑制される。そのため、ケーシングに収容された各種電装品に生じる応力が極力抑制される。
【００１２】請求項２に記載の発明では、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、連結手段は、タイヤをホイールに対して着脱する場合には、タイヤのビード部とケーシングとの間に介在する。
【００１３】従って、請求項２に記載の発明によれば、タイヤをホイールに対して着脱する場合には、タイヤのビード部が送信機上を通過するが、タイヤのビード部と送信機のケーシングとの間には、連結手段が介在される。即ち、タイヤのビード部が送信機のケーシング上を直接接触しながら通過することはない。そのため、タイヤのビード部による送信機のケーシングに対する圧迫力は、連結手段の弾性力によって抑制された間接的なものとなる。従って、その抑制された圧迫力に起因してケーシングに収容された各種電装品に生じる応力が極力抑制される。
【００１４】請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、連結手段は、基端部がバルブステムに固定されるとともに、先端部がホイール側に向かう弾性力によりホイールに押圧接触される。
【００１５】従って、請求項３に記載の発明によれば、連結手段の先端部をホイールに押圧接触させることによって、送信機をホイールに極力近接させている。そのため、タイヤをホイールに対して着脱する場合には、タイヤのビード部が送信機上をスムーズに通過可能となる。また、タイヤのビード部による送信機に対する圧迫力の程度が極力抑制される。従って、タイヤのビード部による圧迫力に起因してケーシングに収容された各種電装品に生じる応力が極力抑制される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るタイヤ状態監視装置の送信機を具体化した一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１７】図１に示すように、タイヤ状態監視装置は、車両Ｃの４つのタイヤＴにそれぞれ設けられる４つの送信機１と、車両Ｃの車体に設けられる１つの受信機２とを備える。各送信機１は、対応するタイヤＴの内部空気圧や内部温度等の状態を計測して、タイヤ状態を示すデータを受信機２に対して無線送信する。受信機２は、受信データに基づいて、車室内に設けられた表示器（図示略）に圧力情報及び温度情報を表示させる。
【００１８】図３に示すように、各タイヤＴはホイールＷに装着される。各送信機１は、タイヤＴの内部に配置されるケーシング１０と、そのケーシング１０とは独立して設けられ、ホイールＷのバルブ取付孔Ｖに取り付けられるバルブステム２０と、それらケーシング１０及びバルブステム２０を弾性的に連結する板バネ３０とから構成されている。
【００１９】ケーシング１０は、熱可塑性樹脂からなる成形品であり、特に図示はしないが、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が収容されている。バルブステム２０は、導電性材料、好ましくは金属材料から構成されている。そして、このバルブステム２０は、ケーシング１０からホイールＷを通じて外部に延びており、タイヤ状態を示すデータを送信するためのアンテナとして機能する。板バネ３０は、ばね鋼（ＳＵＰ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等から構成され、車両Ｃの走行時に発生する遠心力、タイヤＴの着脱時における圧迫力及び送信機１の取付具合に起因する押し付け力等の外力に対する耐性を考慮した形状に折り曲げられている。
【００２０】バルブステム２０の基端部には、フランジ２１が形成され、このフランジ２１に密着するようにゴム製のグロメット２２が装着されている。また、バルブステム２０の軸方向の中間部には、バルブナット２３が取り外し可能に螺着されている。さらに、バルブステム２０の先端には、樹脂製又は金属製のバルブキャップ２４が取り外し可能に螺着されている。即ち、バルブキャップ２４及びバルブナット２３を取り外した状態で、バルブステム２０をホイールＷの内側からホイールＷのバルブ取付孔Ｖに挿通するとともに、バルブナット２３をホイールＷの外側からバルブステム２０に螺着することによって、バルブステム２０はホイールＷのバルブ取付孔Ｖに取り付けられる。
【００２１】バルブステム２０内には、軸方向に沿ってエア導入孔２５が形成され、特に図示はしないが、このエア導入孔２５には、バルブコアが嵌合されている。また、タイヤＴの内部に配置されるバルブステム２０の端部には、貫通孔２６ａを有する中空ボルト２６が取り外し可能に螺着されている。即ち、エア導入孔２５及び中空ボルト２６の貫通孔２６ａを通じて、タイヤＴの内部にエアが注入される。尚、中空ボルト２６は、エアの流通を許容するためのものであるとともに、板バネ３０をバルブステム２０に取り付けるためのものである。即ち、板バネ３０の基端部３０ａには、挿通孔３１が形成され、中空ボルト２６を挿通孔３１に挿通するとともに、中空ボルト２６をバルブステム２０に螺着することによって、板バネ３０はバルブステム２０に取り付けられる。
【００２２】板バネ３０の基部３０ｂは、基端部３０ａと鋭角をなすように折り曲げ形成され、図２に示すように、基部３０ｂのほぼ中央部には、挿通孔３２が形成されている。そして、ケーシング１０は、１つの突起１１を有している。突起１１は、ケーシング１０のほぼ中央部に形成されている。即ち、突起１１を挿通孔３２に挿入した後、突起１１を熱でリベット状に変形させることによって、ケーシング１０は板バネ３０に固着される。また、基部３０ｂには、突起１１を挟むように一対の突条３３が形成されている。該突条３３は、タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合における、タイヤＴのビード部Ｂの移動方向に沿って延びるように形成されている。図３に示すように、各突条３３の突出量は、熱でリベット状に変形された突起１１の先端までの高さ以上であり、同高さを超えることが好ましい。
【００２３】板バネ３０の先端部３０ｃは、基部３０ｂと鈍角をなすように折り曲げ形成され、その先端部３０ｃの先端は、ホイールＷ側に向かう弾性力によりホイールＷのドロップセンター部Ｄに押圧接触される。尚、ケーシング１０は、ホイールＷのドロップセンター部Ｄに接触しないように、板バネ３０とドロップセンター部Ｄとの間の空間に配置される。
【００２４】以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）送信機１は、ケーシング１０及びバルブステム２０を板バネ３０で弾性的に連結した構成である。そのため、車両Ｃの走行時に送信機１がタイヤＴ及びホイールＷと一体的に回転する場合には、特にケーシング１０に作用する車両Ｃの走行速度に応じた遠心力が、板バネ３０の弾性力によって抑制される。その結果、ケーシング１０に収容された電子基板に生じる応力が極力抑制される。従って、外力による不具合を解消することができる。具体的には、車両Ｃの走行時に発生する遠心力に起因してケーシング１０が損傷すること及びケーシング１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生することを防止することができる。
【００２５】（２）タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合には、図３に２点鎖線で示すように、タイヤＴのビード部Ｂが送信機１上を通過するが、タイヤＴのビード部Ｂと送信機１のケーシング１０との間には、板バネ３０が介在される。即ち、タイヤＴのビード部Ｂが送信機１のケーシング１０上を直接接触しながら通過することはない。そのため、タイヤＴのビード部Ｂによる送信機１のケーシング１０に対する圧迫力は、板バネ３０の弾性力によって抑制された間接的なものとなる。従って、その抑制された圧迫力に起因してケーシング１０が損傷すること及びケーシング１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生することを防止することができる。
【００２６】（３）板バネ３０の先端部３０ｃをホイールＷのドロップセンター部Ｄに押圧接触させることによって、送信機１をホイールＷに極力近接させている。そのため、タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合には、タイヤＴのビード部Ｂが送信機１上をスムーズに通過可能となる。従って、タイヤＴをホイールＷに対してスムーズに着脱することができる。また、タイヤＴのビード部Ｂによる送信機１に対する圧迫力の程度が極力抑制される。従って、タイヤＴのビード部Ｂによる圧迫力に起因してケーシング１０が損傷すること及びケーシング１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生することを防止することができる。
【００２７】（４）板バネ３０の基端部３０ａは、バルブステム２０に固定され、板バネ３０の先端部３０ｃは、ホイールＷのドロップセンター部Ｄに押圧接触されている。換言すれば、板バネ３０の両端部には、自由端は存在しない。そのため、車両Ｃの走行時に走行速度に応じた遠心力が送信機１に作用した場合であっても、その遠心力は板バネ３０の弾性力によって確実に抑制される。従って、その抑制された遠心力に起因してケーシング１０が振動することを極力抑制することができ、ひいてはタイヤＴ及びホイールＷの回転バランスを安定させることができる。
【００２８】（５）ケーシング１０は、ホイールＷのドロップセンター部Ｄに接触しないように、板バネ３０とドロップセンター部Ｄとの間の空間に配置される。そのため、ケーシング１０がホイールＷに押し付けられることはなく、ケーシング１０が損傷すること及びケーシング１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生することを防止することができることは言うまでもない。
【００２９】（６）ケーシング１０の突起１１を板バネ３０の挿通孔３２に挿入した後、突起１１を熱でリベット状に変形させることによって、ケーシング１０を板バネ３０に固着している。即ち、ケーシング１０を板バネ３０に固着するために、接着剤やネジ等を使用しないので、送信機１の軽量化を図ることができる。また、本実施形態の構成とは異なり、接着剤を使用した構成の場合には、遠心力等の外力により接着剤が剥がれて、ケーシング１０が板バネ３０から脱落する虞がある。一方、ネジを使用した構成の場合には、遠心力等の外力によりネジが緩んで、ケーシング１０が板バネ３０から脱落する虞がある。本実施形態の構成では、これらの構成とは異なり、ケーシング１０が板バネ３０から脱落することを確実に防止することができる。
【００３０】（７）板バネ３０の先端部３０ｃをホイールＷのドロップセンター部Ｄに押圧接触させ、ケーシング１０を１つの突起１１によって板バネ３０に固定している。そのため、ビード部Ｂによる圧迫力が板バネ３０に作用した場合には、板バネ３０が突起１１を軸として若干湾曲され、突起１１と板バネ３０との接触部分を除いて、ケーシング１０と板バネ３０との間に僅かな隙間が形成される。換言すれば、板バネ３０からケーシング１０に伝達される圧迫力は、突起１１以外にはほとんど作用しない。その結果、板バネ３０がビード部Ｂの圧迫力により撓んでも、ケーシング１０は撓まない。従って、ケーシング１０が損傷すること及びケーシング１０内に収容されている電子基板に電気的な接続不良が発生することを防止することができる。
【００３１】（８）板バネ３０には、タイヤＴのビード部Ｂの移動方向に沿って、板バネ３０の表面から熱でリベット状に変形された突起１１の先端までの高さ以上の突出量を有する一対の突条３３を形成している。そのため、タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合には、熱でリベット状に変形された突起１１をタイヤＴのビード部Ｂから保護することができる。また、板バネ３０の強度を向上させることができる。さらに、タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合には、タイヤＴのビード部Ｂが板バネ３０の突条３３上を通過するため、板バネ３０とタイヤＴのビード部Ｂとの接触面積が狭くなる。従って、タイヤＴをホイールＷに対してスムーズに着脱することができる。
【００３２】（９）タイヤＴをホイールＷに対して着脱する場合には、板バネ３０の先端部３０ｃによって、タイヤＴのビード部Ｂからケーシング１０を保護することができることは言うまでもない。しかも、板バネ３０の先端部３０ｃは、ケーシング１０が固着される基部３０ｂと鈍角をなすように折り曲げ形成されている。そのため、本実施形態の構成とは異なり、先端部３０ｃが基部３０ｂと直角又は鋭角をなすように折り曲げ形成された構成と比較して、タイヤＴをホイールＷに対してスムーズに着脱することができる。
【００３３】尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。・ケーシング１０に形成する突起１１の数を２つ以上に変更するとともに、板バネ３０の基部３０ｂに形成する挿通孔３２の数を突起１１の数に対応するように２つ以上に変更してもよい。例えば、ケーシング１０の中央部に突起１１を形成するとともに（前記実施形態と同様）、ケーシング１０の４隅にそれぞれ突起１１を形成して、突起１１の数を合計５つに変更してもよい。この場合、板バネ３０の基部３０ｂには、突起１１の形成位置に対応して、合計５つの挿通孔３２を形成する。そして、各突起１１を対応する挿通孔３２に挿入した後、各突起１１を熱でリベット状に変形させることによって、ケーシング１０を板バネ３０に固着する。尚、熱でリベット状に変形された各突起１１を保護するために、板バネ３０に突条３３を形成する構成が好ましい。このように構成すれば、送信機１に作用する遠心力等の外力は、板バネ３０から各突起１１を介してケーシング１０に伝達される。換言すれば、突起１１及び挿通孔３２の数が多い程、ケーシング１０に伝達される外力はより分散され、１つの突起１１に作用する外力は小さくなる。従って、外力に対する耐性を向上させることができる。
【００３４】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。
〔１〕請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、ケーシングは、ケーシングを連結手段に係合させるための突起が形成された熱可塑性樹脂からなる成形品であり、連結手段には、ケーシングの突起が係合される係合孔を形成し、ケーシングの突起を連結手段の係合孔に挿入した後、ケーシングの突起を熱でリベット状に変形させて、ケーシングを連結手段に固着したタイヤ状態監視装置の送信機。このように構成すれば、ケーシングを連結手段に固着するために、接着剤やネジ等を使用しないので、送信機の軽量化を図ることができる。
【００３５】〔２〕上記〔１〕に記載のタイヤ状態監視装置の送信機において、連結手段には、タイヤのビード部の移動方向に沿って、連結手段の表面から熱でリベット状に変形された突起の先端までの高さ以上の突出量を有する一対の突条を形成したタイヤ状態監視装置の送信機。このように構成すれば、タイヤをホイールに対して着脱する場合には、熱でリベット状に変形された突起をタイヤのビード部から保護することができる。また、連結手段の強度を向上させることができる。さらに、タイヤをホイールに対して着脱する場合には、タイヤのビード部が連結手段の突条上を通過するため、連結手段とタイヤのビード部との接触面積が狭くなる。従って、タイヤをホイールに対してスムーズに着脱することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の発明によれば、外力による不具合を解消することができる。

【出願人】	【識別番号】０００２０４０３３【氏名又は名称】太平洋工業株式会社【住所又は居所】岐阜県大垣市久徳町１００番地
【出願日】	平成１３年１２月１９日（２００１．１２．１９）
【代理人】	【識別番号】１０００６８７５５【弁理士】【氏名又は名称】恩田博宣（外１名）
【公開番号】	特開２００３－１８２３２２（Ｐ２００３－１８２３２２Ａ）
【公開日】	平成１５年７月３日（２００３．７．３）
【出願番号】	特願２００１－３８６６７７（Ｐ２００１－３８６６７７）