(57)【要約】【課題】タイヤ側に取り付けられる構成部品の収納形態が、ホイールナットと干渉しないようなタイヤ空気圧制御装置を提供することを課題としている。【解決手段】タイヤのバルブに接続され、前記バルブのバルブピンを有するコントロールワイヤ４と、前記バルブピンを押圧することで前記タイヤ内の空気を放出させるステッピングモータ３と、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から受信するコントロール基板２と、コントロール基板２からの制御信号を受けて、ステッピングモータ３に電力を供給するバッテリ５と、前記制御信号をコントロール基板２に送信する外部送信機とを備えるタイヤ空気圧制御装置であって、ステッピングモータ３、コントロール基板２及びバッテリ５が円筒状の筐体７に収納されるように構成した。【選択図】  図２
2004359035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのバルブに接続され、前記バルブのバルブピンを有するコントロールワイヤと、
前記バルブピンを押圧することで前記タイヤ内の空気を放出させる押圧装置と、
前記押圧装置を駆動するための制御信号を外部から受信するタイヤ側受信機と、
前記タイヤ側受信機からの制御信号を受けて、前記押圧装置に電力を供給する電力供給手段と、
前記制御信号を前記タイヤ側受信機に送信する外部送信機と
を備えるタイヤ空気圧制御装置であって、
前記押圧装置、前記タイヤ側受信機及び前記電力供給手段が円筒状の筐体に収納されていることを特徴とするタイヤ空気圧制御装置。
【請求項２】
前記押圧装置は前記筐体の中央に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧制御装置。
【請求項３】
前記電力供給手段は複数の電池で構成され、前記押圧装置の周囲に前記電池が配置されていることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ空気圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの空気圧制御装置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、４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がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭４８−６８２９号公報
【０００４】
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、意図的にタイヤの空気を抜くための装置が必要であった。
【０００５】
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６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、従来する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。
【０００６】
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、ホイールナット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。なお、ネジ１０７とホイールナット１０９はそれぞれ干渉しないような位置に設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本出願人は特願２００２−３１５２３７の出願時においては、空気圧制御装置１００の各構成部品をタイヤＴ側に取り付ける際の最適な形態について、特に記載していなかった。そのため、タイヤＴ側に設けられる各構成部品の収納形態について、改善すべき点があった。
【０００８】
つまり、前記した空気圧制御装置１００では、固定ボード１０５をネジ１０７でホイールフランジ１０６に取り付けているが、設計上、固定ボード１０５がホイールナット１０９と干渉することは好ましくない。一方、ホイールフランジ１０６をホイールＷに固定するホイールナット１０９の本数、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、ホイールＷの種類によっては、ホイールナット１０９の位置と固定ボード１０５の一部が干渉する場合があった。従って、取付け時にその都度、ホイールナット１０９が干渉しないような固定ボード１０５を選択しなければならず、手間がかかるという問題点があった。
【０００９】
また、車両走行中はタイヤＴの回転による遠心力が各構成部品に加わるため、各構成部品の重心バランス及び取付け時のレイアウト等によっては、脱落しやすいという問題点があった。
【００１０】
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、タイヤ側に取り付けられる構成部品の収納形態が、ホイールナットと干渉しないようなタイヤ空気圧制御装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【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、タイヤのバルブに接続され、前記バルブのバルブピンを有するコントロールワイヤと、前記バルブピンを押圧することで前記タイヤ内の空気を放出させる押圧装置と、前記押圧装置を駆動するための制御信号を外部から受信するタイヤ側受信機と、前記タイヤ側受信機からの制御信号を受けて、前記押圧装置に電力を供給する電力供給手段と、前記制御信号を前記タイヤ側受信機に送信する外部送信機とを備えるタイヤ空気圧制御装置であって、前記押圧装置、前記タイヤ側受信機及び前記電力供給手段が円筒状の筐体に収納されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、タイヤ側に取り付けられる構成部品である押圧装置、タイヤ側受信機及び電力供給手段を円筒状の筐体に収納している。そのため、この筐体をタイヤ側に取り付ける際は、筐体をホイールの軸中心に配置して、いずれのホイールナットの位置からでも筐体までの間隔を一定にすることができる。従って、筐体をホイールナットと干渉することなく、ホイールに取り付けることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ空気圧制御装置において、前記押圧装置は前記筐体の中央に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、重量の大きい押圧装置を筐体の中央に配置する。そのため、筐体内の重心バランスを取りやすく、また、重量のある押圧装置が遠心力のかかりにくい中央に配置されることで、車両走行中の筐体内での脱落を防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタイヤ空気圧制御装置において、前記電力供給手段は複数の電池で構成され、前記押圧装置の周囲に前記電池が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、筐体内は、重量の大きい押圧装置の周囲に複数の電池を配置している。そのため筐体は、各部のバランスが良好となり、タイヤ側に取り付けられて、タイヤとともに回転した場合の回転バランスが向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係るタイヤ空気圧制御装置の実施形態について詳細に説明する。参照する図面において、図１は本実施の形態に係るタイヤ空気圧制御装置の筐体のタイヤへの組付けを説明する図、図２は本実施の形態に係るタイヤの空気圧制御装置の各構成部品を示す分解斜視図、図３は筐体内のレイアウトを示す斜視図、図４は筐体内のレイアウトを示す平面図である。
【００１８】
図１に示すタイヤ空気圧制御装置１は、コントロール基板２と、ステッピングモータ（押圧装置）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（電力供給手段）５と、外部送信機６を主に備えて構成される（図２参照）。そして、図２から図４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、ＰＣＤ（Ｐｉｔｃｈ  Ｃｉｒｃｌｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）より小さい径を有する筐体７に内蔵されて、タイヤＴ側に取り付けられる。また、外部送信機６は、図示しない車室内に設けられている。
【００１９】
筐体７は、図２に示すように、上部が開口した円筒状の収納本体７ａと、その収納本体７ａに嵌装される蓋７ｂとから構成される。収納本体７ａの底面には空気孔７ｃ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、耐湿性を向上させる。また、蓋７ｂの中央には、取り付けネジ７ｄが貫通して設けられており、取り付けネジ７ｄの頭部を把持して、収納本体７ａに嵌装しやすくなっている。
収納本体７ａ内にはブラケット８がビスＶ１で固定されており（図３参照）、ブラケット８に形成されるネジ孔８ａと、蓋７ｂの取り付けネジ７ｄのネジ部とが螺合し、収納本体７ａと蓋７ｂが圧着される。なお、耐水性を向上させるため、収納本体７ａと蓋７ｂ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６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５参照）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５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１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７まで導く中空のチューブである。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形成される。そして、コントロールワイヤ４の一端は、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、その他端は、収納本体７ａの外周面に固定され、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３〜図５参照）。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７内を介して、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に直接嵌合するバルブピンを有する構造とすることもできる。
【００２３】
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７ａの内周面に沿って均等に配置される。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。
【００２４】
外部送信機６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６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６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。
【００２５】
ここで、筐体７に内蔵される各構成部品の配置について説明する。
図４、図５に示すように、収納本体７ａ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７ａ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７ａの内部で動かないように、ブラケット８にビスＶ２で固定される。
この配置によって、筐体７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。
【００２６】
この筐体７は、図１に示すように、星型の固定用ステー９を介して、ホイールＷの軸中心に装着される。このとき、ホイールＷから突設した５本のホイールボルト（図示せず）に、頭部にネジ孔１０ａが設けられたホイールナット１０が螺合されている。一方、収納本体７ａの下面に設けられたネジ孔７ｅに、固定用ステー９に穿孔された固定用孔９ａを通してビス（図示せず）を嵌着して、筐体７を固定用ステー９に固着する。そして、筐体７を固着した固定用ステー９は、ホイールナット１０の頭部に設けられたネジ孔１０ａに、その固定用ステー９の孔９ｂを挿通するボルト１１によって螺着され、ホイールＷの軸中心に装着される。これにより、筐体７は、ホイールナット１０に固定用ステー９とともに共締めするだけで、ホイールＷに容易に取り付けられるとともに、ボルト１１を外すだけで、ホイールＷから容易に取り外すことができる。また、専用の固定ボードを作る必要がなくなり、その分コストを低くすることができる。なお、本実施の形態では、固定用ステー９を星型に形成したが、この固定用ステー９の形状は特に限定されるものではなく、ホイールナット１０の位置と合致する孔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。
【００２７】
次に、このタイヤ空気圧制御装置１の動作について説明する。
車両走行中に、外部送信機６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５参照）、タイヤＴから所定量の空気を筐体７内に排出し、空気孔７ｃ及び固定用ステー９に形成される空気孔９ｃ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】
以上によれば、本実施の形態において、次のような効果が得られる。
タイヤＴ側に取り付けられる構成部品であるコントロール基板２、ステッピングモータ３及びバッテリ５を円筒状の筐体７に収納しているため、この筐体７をタイヤＴ側に取り付ける際は、筐体７をホイールＷの軸中心に配置して、いずれのホイールナット１０の位置からでも筐体７までの間隔を一定にすることができる。従って、筐体７をホイールナット１０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。
【００２９】
筐体７は、ホイールナット１０の本数・位置等に合致する固定用ステー９とともに共締めするだけでホイールＷに取り付けられるので、取付け作業を容易にできる。また、ホイールナット１０の位置等が異なる多様なホイールＷであっても、固定用ステー９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への取付けのために、ホイールＷやタイヤＴを取り外す必要がなく、容易に取付け作業を行える。そして、取付け専用の取付け治具等を作る必要が無くなり、経済的に安価である。
【００３０】
筐体７内では、重量の大きなステッピングモータ３を中央に配置し、その周囲に収納本体７ａの内周面に沿ってバッテリ５を配置するので、各部のバランスが良好となり、装置自体の強度及び耐久性が向上し、また、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７内での脱落を防止できる。
【００３１】
そして、筐体７が円筒状であり角部分を有さないため、筐体７の対衝撃性や経年劣化を均一化し、全体的に、筐体７自体の強度及び耐久性が向上する。
【００３２】
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。
本実施の形態においては、筐体７内で、ステッピングモータ３を中央に配置して、その周囲に複数の乾電池５ａを内周面に沿って配置する構成としたが、例えば、板状に形成される複数のリチウム電池を束にまとめて略直方体に構成したバッテリとステッピングモータ３を並列して配置することもできる。このようにすることで、筐体７内での重心バランスが取れ、また、バッテリも略直方体にまとめられているので、内周面に沿って配置する場合より容易に着脱可能となる。
【００３３】
また、本実施の形態では、筐体７内には、コントロール基板２と、ステッピングモータ３と、バッテリ５とを収納する構成としたが、例えば、筐体７内にタイヤＴ内の空気圧を検出する圧力センサやタイヤ空気圧制御装置が正常に作動しているかを検出する動作確認ランプ及びその電源スイッチ等を視認可能に収納することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、筐体をホイールナットと干渉することなく、ホイールに取り付けることができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、重量の大きい押圧装置を筐体の中央に配置する。そのため、筐体内の重心バランスを取りやすく、また、重量のある押圧装置が遠心力のかかりにくい中央に配置されることで、車両走行中の筐体内での脱落を防止できる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、筐体内は、重量の大きい押圧装置の周囲に複数の電池を配置している。そのため筐体は、各部のバランスが良好となり、タイヤ側に取り付けられて、タイヤとともに回転した場合の回転バランスが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るタイヤ空気圧制御装置の筐体のタイヤへの組付けを説明する図である。
【図２】本実施の形態に係るタイヤの空気圧制御装置の各構成部品を示す分解斜視図である。
【図３】筐体内のレイアウトを示す斜視図である。
【図４】筐体内のレイアウトを示す平面図である。
【図５】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６】特願２００２−３１５２３７のタイヤ空気圧制御装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１      タイヤ空気圧制御装置
２      コントロール基板（タイヤ側受信機）
３      ステッピングモータ（押圧装置）
４      コントロールワイヤ
５      バッテリ（電力供給手段）
６      外部送信機
７      筐体
９      固定用ステー
Ｔ      タイヤ
Ｗ      ホイール
【図１】
2004359035.tif 000003
【図２】
2004359035.tif 000004
【図３】
2004359035.tif 000005
【図４】
2004359035.tif 000006
【図５】
2004359035.tif 000007
【図６】
2004359035.tif 000008