(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【0019】
[タイヤ状態監視システム]
図1は、この発明の実施の形態にかかるタイヤ状態監視システムを示す構成図である。
図2は、
図1に記載したタイヤ状態監視システムのタイヤ状態取得装置を示すブロック図である。
図3は、
図1に記載したタイヤ状態監視システムの監視装置を示すブロック図である。
【0020】
このタイヤ状態監視システム10は、空気入りタイヤ110のタイヤ状態量を監視するシステムである。タイヤ状態量とは、例えば、タイヤの空気圧や温度などをいう。ここでは、タイヤ状態監視システム10の一例として、車両に装着された空気入りタイヤ110の充填空気圧を監視するTPMS(Tire Pressure Monitoring System)について説明する。なお、この実施に形態では、車両100が四輪車両であり、各車輪に空気入りタイヤ110がそれぞれ装着されている。
【0021】
このタイヤ状態監視システム10は、タイヤ状態取得装置20と、監視装置30とを備える(
図1〜
図3参照)。
【0022】
タイヤ状態取得装置20は、空気入りタイヤ110のタイヤ状態量を取得あるいは検出する装置である(
図1参照)。このタイヤ状態取得装置20は、センサユニット21と、処理ユニット22と、送信機23と、アンテナ24と、電源部25とを有する(
図2参照)。センサユニット21は、タイヤの空気圧を検出して出力する空気圧センサ211と、空気圧センサ211の出力信号をアナログ/デジタル変換して出力するA/D変換器212とを有する。処理ユニット22は、例えば、所定のプログラムを格納する記憶部221と、所定のプログラムを記憶部221から読み込んで実行することにより空気圧センサ211からの出力信号に基づいて所定の空気圧データを生成して出力する中央処理部222とを有する。送信機23は、搬送波信号を生成して出力する発振回路231と、中央処理部222からの出力信号に基づいて発振回路231からの搬送波信号を変調して出力する変調回路232と、変調回路232からの出力信号を増幅して出力する増幅回路233とを有する。アンテナ24は、送信機23の増幅回路233に接続される。電源部25は、例えば、二次バッテリであり、タイヤ状態取得装置20に電力を供給する。
【0023】
監視装置30は、タイヤ状態取得装置20にて取得されたタイヤ状態量を監視して、所定の処理を行う装置である(
図1参照)。この監視装置30は、受信部31と、アンテナ32と、受信バッファ33と、記憶部34と、中央処理部35と、操作部361およびスイッチ362と、表示制御部37と、表示部38と、電源部39とを有する(
図3参照)。受信部31は、タイヤ状態取得装置20から空気圧データ(タイヤ状態量)に関する信号をアンテナ32を介して受信し、空気圧データおよび識別情報データを取り出して出力する。アンテナ32は、受信部31に接続される。受信バッファ33は、受信部31からの空気圧データおよび識別情報データを一時的に格納する。記憶部34は、所定のプログラム、タイヤ状態取得装置20との通信方式テーブルなどを格納する。中央処理部35は、所定のプログラムを記憶部34から読み込んで実行することにより、受信バッファ33からの空気圧データおよび識別情報データに基づいて所定の処理を行う。この処理には、例えば、タイヤの空気圧の異常を判定する処理、判定結果を生成する処理、判定結果を表示部38に表示させる処理などが含まれる。操作部361は、各種情報を監視装置30に入力するための入力部である。スイッチ362は、監視装置30を起動させるためのON/OFFスイッチである。表示制御部37は、中央処理部35からの出力信号に基づいて表示部38の表示内容を制御する。表示部38は、例えば、車両100の運転席に配置されて、所定の表示内容を表示する。電源部39は、例えば、車両100のバッテリであり、監視装置30に電力を供給する。
【0024】
このタイヤ状態監視システム10では、4つのタイヤ状態取得装置20が、車両100の四輪に装着された空気入りタイヤ110にそれぞれ設置される(
図1参照)。そして、各タイヤ状態取得装置20が、空気入りタイヤ110の空気圧をタイヤ状態量としてそれぞれ検出する。具体的には、センサユニット21がタイヤの空気圧を検出し、この検出信号に基づいて処理ユニット22が空気圧データを生成し、この空気圧データに基づいて送信機23が送信信号を生成してアンテナ24を介して監視装置30に送信する。これにより、空気入りタイヤ110の空気圧がそれぞれ取得される。
【0025】
また、監視装置30が、タイヤ状態取得装置20から取得したタイヤ状態量に基づいて異常判定を行い、判定結果を表示してドライバーに報知する。具体的には、中央処理部35が、タイヤ状態取得装置20から取得した空気圧データに基づいて異常判定を行う。このとき、タイヤの空気圧が所定の閾値以下であること、あるいは、タイヤの空気圧が短時間で急降下したことなどが判定条件として用いられる。そして、中央処理部35が、この判定結果に基づいてタイヤの空気圧に関する情報を表示部38に表示させる。このとき、タイヤの空気圧やパンク発生の有無などの情報がタイヤの装着位置に対応して表示される。これにより、タイヤ状態量が適切に監視されて、ドライバーへの報知が行われる。
【0026】
[タイヤ状態取得装置の具体例]
図4は、
図2に記載したタイヤ状態取得装置の設置状態を示す説明図である。
図5は、
図2に記載したタイヤ状態取得装置の外観構成を示す斜視図である。
図6は、
図5に記載したタイヤ状態取得装置を示すA−A視断面図である。これらの図は、タイヤ状態取得装置の具体例を示している。
【0027】
この実施の形態では、空気入りタイヤ110が、車両用空気入りラジアルタイヤであり、リム120に装着される(
図4参照)。そして、タイヤ状態取得装置20が、タイヤ110の空洞部Xに収容されて配置される。この空洞部Xは、タイヤ110の内周面とリム120の外周面とに区画された密閉空間である。この空洞部Xに空気が充填されることにより、タイヤ110に内圧が付与される。
【0028】
また、タイヤ状態取得装置20が、矩形状の筐体26を有し、この筐体26内に、センサユニット21、処理ユニット22、送信機23、アンテナ24および電源部25を収容して構成される(
図5および
図6参照)。また、タイヤ状態取得装置20が、タイヤバルブ130の挿入側端部に取り付けられて、タイヤバルブ130に一体化される。そして、タイヤ状態取得装置20が、タイヤバルブ130と共にタイヤの空洞部Xに挿入されて、リム120の外周面上に固定される(
図4参照)。
【0029】
また、タイヤ状態取得装置20が、筐体26に連通孔Rを有する(
図5および
図6参照)。この連通孔Rは、筐体26の内部とタイヤの空洞部Xとを連通させる孔であり、ここでは、タイヤの空気圧、温度などのタイヤ状態量を検出するために用いられる。また、連通孔Rは、タイヤ状態量の検出時にて、常に開通状態にある。この実施の形態では、連通孔Rが、矩形状を有する筐体26の上面に形成されている。この連通孔Rの構造については、後述する。
【0030】
なお、この実施の形態では、タイヤ状態取得装置20の筐体26に、タイヤの充填空気圧を検出する空気圧センサ211が収容されている(
図6参照)。しかし、これに限らず、他のタイヤ状態量を検出するセンサ、例えば、温度センサが筐体26に収容されても良い。また、筐体26には、センサユニット21、処理ユニット22、送信機23などを構成する電子部品や回路基板が露出した状態で収容され得る。
【0031】
また、タイヤ状態取得装置20は、例えば、以下の構造を有する空気入りタイヤ110に適用される(図示省略)。すなわち、空気入りタイヤ110が、ビードコアと、カーカス層と、ベルト層と、トレッドゴムと、サイドウォールゴムとを備える。また、ビードコアが、環状構造を有し、左右一対を一組として構成される。また、カーカス層が、左右のビードコア間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、ベルト層が、積層された複数のベルトプライから成り、カーカス層のタイヤ径方向外周に配置される。また、トレッドゴムが、カーカス層およびベルト層のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部を構成する。また、サイドウォールゴムが、左右一対を一組として構成され、カーカス層のタイヤ幅方向外側に配置されてタイヤのサイドウォール部を構成する。
【0032】
[タイヤ状態取得装置の筐体の連通孔]
図7は、
図5に記載したタイヤ状態取得装置の筐体の連通孔を示す拡大断面図である。
図8および
図9は、
図7に記載したタイヤ状態取得装置のプラグを示す側面図(
図8)および平面図(
図9)である。
図10は、
図9に記載したプラグの取り付け工程を示す説明図である。
【0033】
一般的なタイヤ状態取得装置は、空気入りタイヤの空洞部に配置されてタイヤ状態量を取得している。また、タイヤ状態を取得するためのセンサや回路基板などの電子部品を収容する筐体を備えている。また、この筐体が、筐体の内部とタイヤの空洞部とを連通させる連通孔を有している。そして、この連通孔を介して、筐体内のセンサがタイヤ状態量を取得している。
【0034】
しかしながら、パンク修理液やタイヤの剥離片などの異物が筐体の連通孔に侵入すると、これに起因して種々の課題が生じ得る。例えば、異物が連通孔を塞いでタイヤ状態量の検出が不能となる課題、異物が筐体の内部まで侵入してセンサや回路が破損する課題などが生じ得る。
【0035】
そこで、このタイヤ状態取得装置20は、連通孔Rへの異物の侵入に起因する課題を解決するために、以下の構成を採用している(
図7〜
図10参照)。
【0036】
タイヤ状態取得装置20は、開口部261を有する筐体26と、周溝271を有すると共に筐体26の開口部261に対して着脱可能に挿入されるプラグ27とを備える(
図7参照)。そして、プラグ27が筐体26の開口部261に挿入された状態にて、プラグ27の周溝271が筐体26の内部とタイヤ110の空洞部Xとを連通させる連通孔Rの少なくとも一部を構成する。
【0037】
例えば、この実施の形態では、筐体26が矩形状を有し、その上面に円形の開口部261を有している(
図5および
図6参照)。また、プラグ27が、挿入部272およびフランジ部273から構成されている(
図8および
図9参照)。また、挿入部272が、円柱形状を有し、その外周面に螺旋状の周溝271を有している。この周溝271は、挿入部272の軸方向の両端部にそれぞれ開口している。また、フランジ部273が、円環構造を有し、この挿入部272の端部の外周に嵌め合わされて固定されている。そして、プラグ27が、挿入部272を筐体26の開口部261に挿入して嵌め込み、フランジ部273を筐体26の外壁面に当接させて係合させることにより、筐体26の開口部261に取り付けられて固定されている(
図7および
図10参照)。このとき、プラグ27を筐体26に固定するために、挿入部272を筐体26の開口部261に圧入しても良いし、挿入部272を隙間嵌めとしつつフランジ部273を係止片あるいはネジなどの固定手段により筐体26の壁面に固定しても良い(図示省略)。そして、挿入部272の周溝271が筐体26の内部とタイヤ110の空洞部Xとにそれぞれ開口することにより、螺旋状の連通孔Rが形成されている。
【0038】
かかる構成では、プラグ27が筐体26の開口部261に対して着脱可能に挿入されるので、異物が連通孔Rを塞いだときに、プラグ27の交換あるいは清掃が可能となる。したがって、異物が連通孔Rを塞いだときに、プラグ27の交換あるいは清掃により異物を除去できる。また、プラグ27を筐体26から取り外して清掃するときに、周溝271が挿入部272に露出するので、その清掃が容易となる。また、連通孔Rとなる周溝271をプラグ27側が有することにより、筐体26側の開口部261の構造を簡素化できる。
【0039】
[変形例]
図11〜
図17は、
図7に記載した筐体の連通孔の変形例を示す説明図である。
【0040】
図7の実施の形態では、フランジ部273が、円環構造を有し、挿入部272の端部の外周に嵌め合わされて固定されている(
図7〜
図9参照)。
【0041】
しかし、これに限らず、フランジ部273が、内径部を筒状に延長して成るスリーブ構造を有しても良い(
図11参照)。そして、周溝271を有する挿入部272がこのフランジ部273に挿入されて嵌め込まれることにより、プラグ27が構成される。これにより、プラグ27の内部に、螺旋状の内部通路(挿入部272の周溝271とフランジ部273の内周面とに区画された部分)が形成される。そして、プラグ27が筐体26の開口部261に取り付けられることにより、このプラグ27の内部通路により、螺旋状の連通孔Rが形成される(
図12参照)。
【0042】
また、
図7の実施の形態では、フランジ部273が、円環構造を有し、挿入部272の端部の外周に嵌め合わされて固定されている(
図7〜
図9参照)。このため、プラグ27の頂部(フランジ部273側の端面)が平坦となり、この平坦な頂部に挿入部272の周溝271が開口している。
【0043】
しかし、これに限らず、プラグ27が、筐体26の開口部261に取り付けられた状態にて、筐体26の外側壁面から突出する突起部274を有し、且つ、連通孔Rが、この突起部274の頂部に開口しても良い(
図13および
図14参照)。このとき、突起部274の高さHは、H≧1[mm]であることが好ましい。また、突起部274の頂部における連通孔Rの開口面積(孔275の断面積)Sは、S≦0.4[mm
2]であることが好ましい。かかる構成では、連通孔Rが突起部274の頂部に開口するので、プラグ27が平坦な頂部を有する構成(
図7参照)と比較して、異物が連通孔Rに侵入し難い。これにより、連通孔Rへの異物の侵入が効果的に抑制される。
【0044】
例えば、
図13および
図14の実施の形態では、プラグ27が、錐台形状(ここでは、円錐台形状)を有すると共に底部に孔275を有する中空部材を備えている(
図13参照)。そして、周溝271を有する挿入部272がこの中空部材の開口部に挿入されて嵌め込まれて、プラグ27が構成されている。このプラグ27では、中空部材の開口部(挿入部272との嵌合部)の縁部がフランジ部273となる。また、中空部材の錐台形状の部分を突起部274と呼ぶ。このとき、挿入部272の周溝271と突起部274の内部空間とが連通することにより、周溝271と突起部274の頂部にある孔275とが連通している。そして、プラグ27が筐体26の開口部261に取り付けられたときに、筐体26の内部から挿入部272の周溝271、突起部274の内部空間および孔275を介して筐体26の外部に連通する連通孔Rが形成されている。また、プラグ27の突起部274が、その突出方向に向かって径を窄め、その頂部に孔275を有している。これにより、異物が孔275から入り込み難くなっている。
【0045】
また、
図7の実施の形態では、プラグ27の周溝271が螺旋形状を有することにより、連通孔Rが螺旋形状を有している(
図7および
図8参照)。
【0046】
しかし、これに限らず、連通孔Rがジグザグ形状を有しても良い(図示省略)。このように、連通孔Rが螺旋形状あるいはジグザグ形状を有する構成では、連通孔Rが直線形状を有する構成と比較して、連通孔Rに侵入した異物が連通孔Rの途中で滞留し易い。これにより、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される。また、これに限らず、連通孔Rが筐体26の壁厚さ方向に対して傾斜しつつ延在する直線形状あるいは曲線形状を有しても良い(図示省略)。かかる構成では、連通孔Rが筐体26の壁厚さ方向に延在する構成と比較して、連通孔Rの総長さを延長できる。これにより、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される利点がある。
【0047】
また、
図7の実施の形態では、筐体26が開口部261を有し、周溝271を有するプラグ27がこの開口部261に嵌め込まれることにより、筐体26の連通孔Rが形成されている(
図7および
図8参照)。かかる構成では、プラグ27を着脱可能とできるので、プラグ27の交換あるいは清掃が可能となる点で好ましい。
【0048】
しかし、これに限らず、筐体26の開口部261およびプラグ27が省略され、筐体26の壁部に連通孔Rが直接的に形成されても良い(
図15〜
図17参照)。このとき、連通孔Rが、螺旋形状(
図15参照)、ジグザグ形状(
図16参照)、または、筐体26の壁厚さ方向に対して傾斜しつつ延在する直線形状(
図17参照)あるいは曲線形状(図示省略)を有することが好ましい。これにより、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される。
【0049】
なお、このタイヤ状態取得装置20では、連通孔Rの長さLが、筐体26の壁部の厚さW(
図7参照)に対してL/W≧2.0の関係にあることが好ましい。これにより、連通孔Rの長さLが適正化されるので、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される。
【0050】
[効果]
以上説明したように、このタイヤ状態取得装置20は、タイヤの空洞部Xに配置されてタイヤ状態量を取得する(
図4参照)。また、タイヤ状態取得装置20は、開口部261を有する筐体26と、周溝271を有すると共に筐体26の開口部261に対して着脱可能に挿入されるプラグ27とを備える(
図7〜
図10参照)。そして、プラグ27が、筐体26の開口部261に挿入された状態にて、プラグ27の周溝271が筐体26の内部とタイヤ110の空洞部Xとを連通させる連通孔Rの少なくとも一部を構成する。
【0051】
かかる構成では、プラグ27が周溝271を有し、プラグ27が筐体26の開口部261に挿入されることにより、周溝271が連通孔Rの少なくとも一部を構成する(
図10参照)。このとき、プラグ27が筐体26の開口部261に対して着脱可能に挿入されるので、異物が連通孔Rを塞いだときに、プラグ27の交換あるいは清掃により異物を除去できる。これにより、筐体26の連通孔Rへの異物の侵入に起因する課題を解決できる利点がある。
【0052】
また、このタイヤ状態取得装置20は、開口部261を有する筐体26と、内部通路(挿入部272の周溝271とフランジ部273の内周面とに区画された部分)を有すると共に筐体26の開口部261に対して着脱可能に挿入されるプラグ27とを備える(
図11および
図12参照)。そして、プラグ27が筐体26の開口部261に挿入された状態にて、プラグ27の内部通路が筐体26の内部とタイヤ110の空洞部Xとを連通させる連通孔Rの少なくとも一部を構成する。かかる構成では、プラグ27が筐体26の開口部261に対して着脱可能に挿入されるので、異物が連通孔Rを塞いだときに、プラグ27の交換あるいは清掃により異物を除去できる。これにより、筐体26の連通孔Rへの異物の侵入に起因する課題を解決できる利点がある。
【0053】
また、このタイヤ状態取得装置20では、プラグ27がその設置状態にて筐体26の外側壁面から突出する突起部274を有し、且つ、連通孔Rがこの突起部274の頂部に開口する(
図14参照)。かかる構成では、連通孔Rが突起部274の頂部に開口するので、プラグ27が平坦な頂部を有する構成(
図7参照)と比較して、異物が連通孔Rに侵入し難い。これにより、連通孔Rへの異物の侵入が効果的に抑制される利点がある。
【0054】
また、このタイヤ状態取得装置20では、連通孔Rが螺旋形状あるいはジグザグ形状を有する(
図15および
図16参照)。かかる構成では、連通孔Rが直線形状を有する構成と比較して、連通孔Rに侵入した異物が連通孔Rの途中で滞留し易い。これにより、筐体26の内部への異物の侵入が抑制されるので、例えば、筐体26に収容された電子部品が適正に保護される利点がある。
【0055】
また、このタイヤ状態取得装置20では、連通孔Rが筐体26の壁厚さ方向に対して傾斜しつつ延在する直線形状あるいは曲線形状を有する(
図17参照)。かかる構成では、連通孔Rが筐体26の壁厚さ方向に延在する構成と比較して、連通孔Rの総長さを延長できる。これにより、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される利点がある。
【0056】
また、このタイヤ状態取得装置20は、電子部品(例えば、センサユニット21、処理ユニット22、送信機23など。図示省略。)を収容する筐体26を備え、且つ、この筐体26が、筐体26の内部とタイヤ110の空洞部Xとを連通させる連通孔Rを有する(
図15〜
図17参照)。そして、この連通孔Rが、螺旋形状(
図15参照)、ジグザグ形状(
図16参照)、または、筐体26の壁厚さ方向に対して傾斜しつつ延在する直線形状(
図17参照)あるいは曲線形状(図示省略)を有する。かかる構成としても、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される利点がある。
【0057】
また、このタイヤ状態取得装置20では、連通孔Rの長さLが、筐体26の壁部の厚さW(
図7参照)に対してL/W≧2.0の関係にある。かかる構成では、連通孔Rの長さLが適正化されるので、筐体26の内部への異物の侵入が抑制される利点がある。
【実施例】
【0058】
図18は、この発明の実施の形態にかかるタイヤ状態取得装置の性能試験の結果を示す表である。
【0059】
この実施例では、相互に異なる複数のタイヤ状態取得装置について、筐体内への異物の侵入容易性に関する性能試験が行われた(
図18参照)。この性能試験では、タイヤサイズ195/65R15の空気入りタイヤがJATMA規定の適用リムに組み付けられ、この空気入りタイヤに200[kPa]の空気圧およびJATMA規定の最大負荷能力が付与される。また、タイヤ状態取得装置がタイヤバルブに一体化されて空気入りタイヤとリムとの空洞部に設置される。そして、このタイヤがドラム試験機にセットされ、タイヤにパンク修理液を注入して30[km/h]の走行速度にて走行する。また、30分ごとに、修理液がタイヤ状態取得装置の筐体内に侵入したか否かが観察される。そして、修理液が従来例のタイヤ状態取得装置の筐体内に侵入した時点を基準として、評価が行われる。
【0060】
実施例1〜5のタイヤ状態取得装置20では、筐体26の連通孔Rが、
図17に示すような筐体26の壁厚さ方向に対して傾斜しつつ延在する直線形状(実施例1)、筐体26の壁厚さ方向に対して傾斜しつつ延在する曲線形状(実施例2)、あるいは、
図15に示すような螺旋形状(実施例3〜5)を有している。一方、従来例のタイヤ状態取得装置では、筐体の連通孔が、筐体の壁厚さ方向に延在する直線形状を有している。
【0061】
試験結果に示すように、実施例1〜5のタイヤ状態取得装置20は、従来例のタイヤ状態取得装置と比較して、筐体内への異物の侵入が抑制されることが分かる。