(57)【要約】【課題】筐体を車両のホイールに容易に脱着できる筐体の取付構造及び取付方法を提供することを課題としている。【解決手段】車両ホイールＷの軸中心に筐体１を取り付けるための筐体１の取付構造であって、頭部にネジ孔８ａが設けられたホイールナット８と、ネジ孔８ａに螺合するボルト９と、筐体１と一体に取り付けられ、ホイールナット８と対向する位置に取付孔７ｂを形成された固定用ステー７とを備え、取付孔７ｂからボルト９を挿通し、ボルト９をホイールナット８のネジ孔８ａに螺合することで筐体１をホイールＷに取り付けるように構成した。【選択図】  図６
2004359123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のホイールの軸中心に筐体を取り付けるための筐体の取付構造であって、
前記ホイールに固定され、かつ、頭部にネジ孔が設けられたホイールナットと、
前記ネジ孔に螺合するボルトと、
前記筐体と一体に取り付けられ、前記ホイールナットと対向する位置に取付孔が形成されたフランジ部とを備え、
前記取付孔から前記ボルトを挿通し、前記ボルトを前記ホイールナットの前記ネジ孔に螺合することで前記筐体を前記ホイールに取り付けることを特徴とする筐体の取付構造。
【請求項２】
前記フランジ部は前記筐体に交換自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の筐体の取付構造。
【請求項３】
車両のホイールの軸中心に筐体を取り付けるための筐体の取付方法であって、
頭部にネジ孔が設けられたホイールナットをホイールボルトに締結する工程と、
前記ホイールナットと対向する位置に取付孔を有するフランジ部を複数あるフランジ部の中から選択して、この選択したフランジ部を前記筐体に一体に取り付ける工程と、
前記取付孔と前記ホイールナットの位置が一致するように前記フランジ部を配置する工程と、
前記取付孔からボルトを挿通して、このボルトを前記ホイールナットの前記ネジ孔に螺合する工程と
を含むことを特徴とする筐体の取付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のホイールに筐体を取り付けるための筐体の取付構造及び取付方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤのパンクを早期に発見するシステムとして、例えば自動車の走行中におけるタイヤの空気圧低下を運転者に認識させるために、各車輪の回転速度に基づいてタイヤの空気圧低下を検出する空気圧低下監視システム（例えば、特許文献１参照）や、圧力センサでタイヤの空気圧低下を検出する空気圧低下監視システムがある。
【０００３】
このような空気圧低下監視システムは、近年、ＵＳ法規やランフラットタイヤの普及に伴って重要視されつつあるため、その性能を向上させるために最適な性能評価試験により評価される必要があった。また、このような性能評価試験には、システムが空気圧の低下を正常に検知できるかどうかを知るために、走行中に、意図的にタイヤの空気を抜くためのテスト装置が必要であった。
【０００４】
そこで、このようなタイヤの空気を抜くための装置（空気圧制御装置）として、本出願人は、特願２００２−３１５２３７（未公開）をすでに出願済みである。
図８は、前記した空気圧制御装置の分解斜視図である。
特願２００２−３１５２３７の明細書及び図面に記載の空気圧制御装置１００では、車両の外部にある外部送信機１０１から制御信号を入力すると、この制御信号が、タイヤＴ側に設けられるタイヤ側受信機１０２を介して押圧装置１０３に送信される。そして、制御信号に基づいて、押圧装置１０３に接続されるコントロールワイヤ１０４は、タイヤＴに設けられるバルブＢのバルブピンを押圧し、タイヤＴ内の空気を放出する。このように構成することで、所定時に所定量ずつタイヤＴ内の空気を抜くことができ、従来行うことができなかった車両走行中におけるタイヤＴ内の減圧制御が可能となった。
【０００５】
このような空気圧制御装置１００においては、タイヤＴ側に設けられるタイヤ側受信機１０２や押圧装置１０３等の構成部品を接合した固定ボード１０５を、ホイールフランジ１０６にネジ１０７で固定して取り付け、その上から蓋１０８で固定ボード１０５を覆うようにしている。そして、ホイールフランジ１０６は、ナット１０９でホイールＷに固定され、各構成部品がタイヤＴ側に固定されるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭４８−６８２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特願２００２−３１５２３７の明細書及び図面に記載の空気圧制御装置１００の構成部品をタイヤＴ側に取り付ける場合、ネジ孔１０６ａが形成されたホイールフランジ１０６をホイールＷにナット１０９で固定した後、固定ボード１０５をホイールフランジ１０６にネジ１０７で固定しなければならない。そのため、取付作業の効率が悪いという問題があった。
また、ホイールフランジ１０６には、固定ボードを取り付けるためのネジ１０７を挿通するネジ孔１０６ａを予め形成しなければならないことから、専用のホイールフランジを製作する必要があり、コストがかかるという問題があった。
【０００８】
さらに、ホイールフランジ１０６をホイールＷに固定するナット１０９の個数、位置等は各メーカ等によって異なるものである。そのため、各構成部品を接合する固定ボード１０５も、ナット１０９の個数・位置等に合わせて、ナット１０９に干渉しない位置にネジ孔１０５ａを形成する等、設計上の調整が必要であり、手間がかかるという問題があった。
特に、前記した性能評価試験において用いる場合、各構成部品が接合された固定ボード１０５を、それぞれホイールＷやナット１０９の種類に合わせてその都度脱着するのは、効率が悪いという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、筐体を車両のホイールに容易に脱着できる筐体の取付構造及び取付方法を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項１に記載の発明は、車両のホイールの軸中心に筐体を取り付けるための筐体の取付構造であって、前記ホイールに固定され、かつ、頭部にネジ孔が設けられたホイールナットと、前記ネジ孔に螺合するボルトと、前記筐体と一体に取り付けられ、前記ホイールナットと対向する位置に取付孔が形成されたフランジ部とを備え、前記取付孔から前記ボルトを挿通し、前記ボルトを前記ホイールナットの前記ネジ孔に螺合することで前記筐体を前記ホイールに取り付けることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、フランジ部が一体に設けられた筐体をホイールに取り付ける場合、ホイールナットのネジ孔とフランジ部の取付孔を一致させて、ボルトをフランジ部側から挿通してホイールナットのネジ孔に螺合する。このように、ボルトとホイールナットの締結だけで、筐体をホイールの軸中心に容易に取り付けることができ、また、ボルトを外すことで、筐体の取り外しも容易にできる。なお、フランジ部と筐体の一体化には、例えば、ボルトとナットによる締結、接着・溶接等、多様な手段を用いることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の筐体の取付構造において、前記フランジ部は前記筐体に交換自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の作用に加え、あるホイールに取り付けられている筐体を他のホイールに取り付け替える場合、他のホイールのホイールナットの位置・個数に合わせたフランジ部を選択し、筐体に取り付けられているフランジ部と、この選択したフランジ部を交換して筐体に一体に取り付ける。そして、ホイールナットのネジ孔とフランジ部の取付孔を一致させて、ボルトをフランジ部から挿通してホイールナットのネジ孔に螺合する。このように、フランジ部を交換することで、一つの筐体を多様なホイールに対応させて、容易に取り付けることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、車両のホイールの軸中心に筐体を取り付けるための筐体の取付方法であって、頭部にネジ孔が設けられたホイールナットをホイールボルトに締結する工程と、前記ホイールナットと対向する位置に取付孔を有するフランジ部を複数あるフランジ部の中から選択して、この選択したフランジ部と前記筐体を一体に取り付ける工程と、前記取付孔と前記ホイールナットの位置が一致するように前記フランジ部を配置する工程と、前記取付孔からボルトを挿通して、このボルトを前記ホイールナットの前記ネジ孔に螺合する工程とを含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、予め、頭部にネジが設けられたホイールナットをホイール側（ホイールボルト）に取り付けておき、そのホイールナットの位置に合わせた取付孔を有するフランジ部を選択して、そのフランジ部と筐体を一体化する。そして、ボルトをフランジ部の取付孔から挿通し、ホイールナットのネジ孔に螺合する。このように、頭部にネジが設けられたホイールナットを予めホイールに取り付けておくので、このホイールナットにボルトを螺合するだけで、筐体を既製のホイールの軸中心に容易に取り付けることができる。なお、フランジ部と筐体の一体化には、例えば、ボルトとナットによる締結、接着・溶接等、多様な手段を用いることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る筐体の取付構造及び取付方法の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態においては、タイヤ空気圧制御装置のタイヤ側に取り付ける構成部品を収納した筐体をホイールの軸中心に取り付ける場合について説明する。参照する図面において、図１は筐体内の構成部品を示す分解斜視図であり、図２は筐体内のレイアウトを示す斜視図、図３は筐体内のレイアウトを示す平面図である。
なお、本実施の形態においては、まず最初にタイヤ空気圧制御装置の構成・動作について説明した後、筐体の取付構造及び取付方法を説明する構成とする。
【００１７】
タイヤ空気圧制御装置は、タイヤＴ内の空気を抜くための制御装置であり、コントロール基板２と、ステッピングモータ３と、ステッピングモータ３に接続されるコントロールワイヤ４と、バッテリ５と、外部送信機（図示せず）を主に備えて構成される（図１参照）。そして、図２、図３に示すように、これらのうち、コントロール基板２、ステッピングモータ３、バッテリ５は、固定用ステー（フランジ部）７が一体に取り付けられる筐体１に内蔵されて、ホイールＷに取り付けられる。また、外部送信機は、図示しない車室内に設けられている。
【００１８】
図１に示す筐体１は、上部が開口した円筒状の収納本体１１と、その収納本体１１に嵌装される蓋１２とから構成され、ＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ：ホイールをハブに取り付けるためのボルト穴の間の距離）より小さい径を有するように形成される。収納本体１１の底面には、外周に沿ってネジ孔１１ａが５つ穿設されており、後記する固定用ステー７を固着できるようになっている。なお、本実施の形態では、ネジ孔１１ａを５つ設けたが、ネジ孔１１ａの数は特に限定されるものではなく、収納本体１１に固定用ステー７を固着できるものであれば、３つでも４つでも構わない。
また、収納本体１１の底面中央には、空気孔１１ｂが形成されており、内部の空気を外部に放出できるようになっているとともに、内部の湿気も外部に放出できるようになっている。
【００１９】
蓋１２の中央には、取付ネジ１３が貫通して設けられており、取付ネジ１３の頭部１３ａを把持して、収納本体１１に嵌装しやすくなっている。
収納本体１１内にはブラケット６がビスＶ１で固定されており（図２参照）、ブラケット６の中央に形成されるネジ孔６ａと、蓋１２の取付ネジ１３のネジ部１３ｂとが螺合し、収納本体１１と蓋１２が圧着される。なお、耐水性を向上させるため、収納本体１１と蓋１２の間に、水密性パッキンを介装してもよい。
【００２０】
コントロール基板２は、ステッピングモータ３を駆動するための制御信号を外部送信機から受信する受信機としての機能と、ステッピングモータ３を制御するための制御装置の機能を有している。
【００２１】
ステッピングモータ３は、その内部で回転方向の力を回転軸３ａの軸方向への力に変換し、その先端３ｂを回転軸３ａの軸方向に所定ストローク毎に進退自在に構成する。この先端３ｂを所定のストロークだけ突出させることで、後記するコントロールワイヤ４に設けられるバルブＣのバルブピンＣ１（図４参照）が押圧され、タイヤＴ内の空気が所定量ずつ放出される。また、所定時間経過後に先端３ｂを前進させた分だけ後退させることで、空気の放出が止められる。
【００２２】
図４はステッピングモータの先端で押圧されるバルブピンを示す分解斜視図である。
図４に示すコントロールワイヤ４は、タイヤＴ内の空気をホイールＷの中央部にある筐体１まで導く中空のチューブである（図６参照）。このコントロールワイヤ４は、車両走行中の遠心力や上下振動によるたわみを抑えるため、高い剛性を有する部材で、また、タイヤＴ内の高い空気圧が加わるため、耐圧性・気密性を有する部材で形成される。そして、コントロールワイヤ４の一端（タイヤＴ側）は、タイヤＴに設けられるバルブＢにそのバルブピンを常時押圧させた状態で接続され（図６参照）、その他端（タイヤ空気圧制御装置側）は、収納本体１１の外周面を貫通してその内部に固定され、タイヤＴに設けられるバルブＢと同一の構造を有するバルブＣを介してステッピングモータ３に接続されるようになっている（図２〜図４参照）。
【００２３】
つまり、タイヤＴ内の空気は、コントロールワイヤ４の他端側に設けられるバルブＣのバルブピンＣ１を、ステッピングモータ３の先端３ｂが押圧することで、筐体１内を介して、空気孔１１ｂ及び後記する固定用ステー７の空気孔７ｃから外部に放出される仕組みとなっている。なお、本実施の形態においては、コントロールワイヤ４は、ステッピングモータ３側にバルブＣ及びバルブピンＣ１を有する構造としたが、本発明は特に限定されず、タイヤＴに設けられるバルブＢのバルブピンを直接押圧する構造とすることもできる。
【００２４】
バッテリ５は、コントロール基板２及びステッピングモータ３に電力を供給するものである。本実施の形態では、バッテリ５は、複数の単５型乾電池５ａ，５ｂ，・・・５ｈを直列に接続して構成される。この乾電池５ａ，・・・５ｈは収納本体１１の内周面に沿って対向するように配置される。こうすることで、ホイールＷに取り付けられ、ホイールＷとともに回転した場合の回転バランスが向上するとともに、収納効率を向上できる。但し、バッテリ５は特に限定されるものではなく、例えば、単数で用いることもできるし、また、直列に接続した複数の板状のリチウム電池等を用いることもできる。
【００２５】
外部送信機は、ステッピングモータ３を駆動するための制御信号をコントロール基板２に送信する送信機の機能を有している。コントロール基板２と外部送信機との間の無線通信は、ＦＭ変調によるアナログ方式や、ＰＣＭ変調によるデジタル方式を利用することができる。また、通信方向は、外部送信機側からコントロール基板２に向けた一方向通信であってもよいし、双方向通信であってもよい。
【００２６】
ここで、筐体１に内蔵される各構成部品の配置について説明する。
図２、図３に示すように、収納本体１１の底部中央には、ステッピングモータ３を配置し、収納本体１１の内周面に沿って、乾電池５ａ，５ｂ，・・・５ｈを配置する。また、コントロール基板２はステッピングモータ３の上方に配置して、収納本体１１の内部で動かないように、ブラケット６に、ビスＶ２で固定される。この配置によって、筐体１の重心バランスが良好となり、装置自体の強度及び耐久性、さらに、ホイールＷに取り付けられ、ホイールＷとともに回転した場合の回転バランスが向上する。さらに、重量の大きなステッピングモータ３を遠心力のかかりにくい中央に配置することで、ステッピングモータ３の動作精度を向上させ、車両走行中の筐体１内での脱落を防止できる。
【００２７】
このように構成されるタイヤ空気圧制御装置の動作について概略説明する。
車両走行中に、外部送信機から制御信号を送信すると、この制御信号はコントロール基板２を介してステッピングモータ３に伝達される。そして、このステッピングモータ３は、その先端３ｂが前記制御信号に基づいて前進し、所定時間経過後に後退することで、ホイールＷの中央部に設けられたバルブＣのバルブピンＣ１を所定時間だけ所定のストロークで押圧し（図４参照）、タイヤＴから所定量の空気を筐体１内に排出し、空気孔１１ｂ及び後記する固定用ステー７に形成される空気孔７ｃを介して外部に放出させる。これにより、車両の走行中において所定時に所定量ずつ空気を抜くことができる。そのため、空気圧低下監視システムの性能評価試験の精度を向上させることができる。
【００２８】
次に、筐体７をホイールＷに取り付けるための取付構造について説明する。
図５は筐体の斜視図であり、図６は本実施の形態に係る取付構造の構成部品を示す分解斜視図である。
図６に示すように、固定用ステー７は、収納本体１１のネジ孔１１ａに、そのネジ孔１１ａに対向する位置に形成される固定用孔７ａを通してビスＶ３を螺着することで、筐体１を固着される（図５参照）。また、固定用ステー７には、ホイールＷに固定されるホイールナット８と対向する位置に、ホイールＷに取り付けられるための取付孔７ｂが形成され、中央付近には空気孔７ｃが形成されている。
【００２９】
なお、固定用ステー７は、ホイールナット８の位置・個数が異なるホイールＷに対応できるように、筐体１に対して交換自在であるように構成される。また、本実施の形態では、固定用ステー７を星型に形成したが、この固定用ステー７の形状は特に限定されるものではなく、一体に取り付けられる収納本体１１から外側に延出する部分に取付孔７ｂを有するものであれば、四角形であっても円形であってもよい。例えば、固定用ステー７を円形に形成すれば、ホイールナット１０の個数・位置と合致する取付孔を所望の位置に複数穿設でき、多様なホイールに対応できる。また、固定用ステー７が円形であれば、筐体の干渉を最小限に止め、汎用性を向上させる。
【００３０】
そして、図６に示すように、ホイールボルトＷＢに螺合するホイールナット８の頭部には、ネジ孔８ａが設けられている。
【００３１】
次に、図７を参照して、本実施の形態に係る筐体の取付方法について説明する。図７は本実施の形態における筐体をホイールに取り付ける方法を説明する図であり、（ａ）はホイールに筐体を取り付ける手順を説明する分解斜視図、（ｂ）はホイールに取り付けられた筐体の斜視図である。
【００３２】
まず、図７（ａ）に示すように、ホイールＷから突設した５本のホイールボルトＷＢに、頭部にネジ孔８ａが設けられたホイールナット８を螺合する。そして、筐体１を固着した固定用ステー７を、その取付孔７ｂとホイールナット８のネジ孔８ａが対向するように配置して、ボルト９を取付孔７ｂに挿通し、ネジ孔８ａに螺着する。このようにして、図７（ｂ）に示すように、筐体１は、ホイールＷに容易に取り付けられる。また、ボルト９を外すだけで、ホイールＷから容易に取り外すこともできる。
【００３３】
以上によれば、本実施の形態において、以下のような効果が得られる。
筐体１は、ホイールナット８の個数・位置等に合致する固定用ステー７とともに共締めするだけでホイールＷの軸中心に取り付けられるので、取付作業を容易にできる。また、ホイールナット８の位置・個数等が異なる多様なホイールＷであっても、固定用ステー７を取り換えるだけで対応できるので、汎用性を増すことができる。さらに、ホイールＷへの取付のために、ホイールＷやタイヤＴを取り外す必要がなく、容易に取付作業を行える。そして、取付専用の取付治具等を作る必要が無くなり、経済的に安価である。
【００３４】
また、筐体１は円筒状に形成され、角部分を有さないため、筐体１の対衝撃性や経年劣化を均一化し、全体的に、筐体１自体の強度及び耐久性が向上する。さらに、筐体１をＰＣＤより小さい径を有する円筒状に形成するので、筐体１がホイールナット８と干渉することなく、ホイールＷに取り付けることができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
本実施の形態では、筐体１を円筒状に形成したが、筐体１の形状は、例えば、ホイールＷのスポーク数、ホイールナットの個数に対応させて、四角形、五角形又は六角形で形成されるものであってもよい。四角形に形成すれば、その内部に収容する部品の収納効率を上げることができるとともに、形状が単純であることから、製作コストも安価にできる。
【００３６】
また、本実施の形態では、筐体１にタイヤ空気圧制御装置の構成部品を内蔵し、この筐体１に本発明に係る取付構造を適用した場合について説明したが、いかなる装置及び部品の構成部品を収納する筐体であっても、本発明を適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ボルトとホイールナットの締結だけで、筐体をホイールの軸中心に容易に取り付けることができ、また、ボルトを外すことで、筐体の取り外しも容易にできる。
【００３８】
請求項２に記載の発明によれば、フランジ部を交換することで、一つの筐体を多様なホイールに対応させて、容易に取り付けることができる。
【００３９】
請求項３に記載の発明によれば、頭部にネジを設けられたホイールナットを予め取り付けておくので、このホイールナットにボルトを螺合するだけで、筐体を既製のホイールの軸中心に容易に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】筐体内の構成部品を示す分解斜視図である。
【図２】筐体内のレイアウトを示す斜視図である。
【図３】筐体内のレイアウトを示す平面図である。
【図４】ステッピングモータの先端で押圧されるバルブピンを示す分解斜視図である。
【図５】図５は筐体の斜視図である。
【図６】本実施の形態に係る取付構造の構成部品を示す分解斜視図である。
【図７】本実施の形態における筐体をホイールに取り付ける方法を説明する図であり、（ａ）はホイールに筐体を取り付ける手順を説明する分解斜視図、（ｂ）はホイールに取り付けられた筐体の斜視図である。
【図８】特願２００２−３１５２３７の空気圧制御装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１      筐体
２      コントロール基板
３      ステッピングモータ
４      コントロールワイヤ
５      バッテリ
６      ブラケット
７      固定用ステー
８      ホイールナット
９      ボルト
Ｔ      タイヤ
Ｗ      ホイール
【図１】
2004359123.tif 000003
【図２】
2004359123.tif 000004
【図３】
2004359123.tif 000005
【図４】
2004359123.tif 000006
【図５】
2004359123.tif 000007
【図６】
2004359123.tif 000008
【図７】
2004359123.tif 000009
【図８】
2004359123.tif 000010