(57)【要約】【課題】構成部品を収納する筐体に空気排出通路を確保しつつ、その内部の防水性を向上させたタイヤ空気圧制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】タイヤに空気を注入するバルブに接続され、前記バルブを開閉する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バルブを開いて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、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を収納し、ホイールに設置される筐体７と、を備えるタイヤ空気圧制御装置であって、筐体７は、前記ホイールに対向する面（底面７ａ）に空気孔７ｂを有するように構成する。【選択図】  図２
2005001413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤに空気を注入するバルブに接続され、前記バルブを開閉する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バルブを開いて前記タイヤ内の空気を放出させる押圧装置と、
外部から送信される前記押圧装置を駆動するための制御信号を受信する受信機と、
前記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、
前記押圧装置、前記受信機及び前記電力供給手段を収納し、ホイールに設置される筐体と、
を備えるタイヤ空気圧制御装置であって、
前記筐体は、前記ホイールに対向する面に空気孔を有することを特徴とするタイヤ空気圧制御装置。
【請求項２】
前記筐体は円筒状に形成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又は請求項２に記載のタイヤ空気圧制御装置。
【請求項４】
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３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、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】
【特許文献１】
特公昭４８−６８２９号公報（第２頁第４欄１０〜２０行目）
【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、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。
【０００５】
そこで、このようなタイヤの空気を抜くための装置（タイヤ空気圧制御装置）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７は、前記したタイヤ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タイヤ空気圧制御装置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は、タイヤＴに空気を注入するバルブＢに接続されるコントロールワイヤ１０４のバルブピンを押圧し、タイヤＴ内の空気をバルブピン付近から外部に放出する。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】
このタイヤ空気圧制御装置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。また、このホイールフランジ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。
この構成により、タイヤＴ内の空気は、固定ボード１０５と蓋１０８によって形成される空間内に排出された後、外部に放出される仕組みとなっている。この仕組みでは、蓋１０８に所定の孔を形成したり、又は、固定ボード１０５と蓋１０８との間に隙間を設けたりして、固定ボード１０５と蓋１０８によって形成される空間内から外部まで連通する空気排出通路を確保している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したように、タイヤＴ内の空気を排出するために、タイヤＴの外側に向く蓋１０８に孔を設けると、固定ボード１０５及び蓋１０８によって形成される空間に水滴等が侵入しやすく、固定ボード１０５に取り付けられた構成部品の故障の原因となるおそれがあった。
また、固定ボード１０５及び蓋１０８との間に隙間を設けると、固定ボード１０５と蓋１０８の密着性が少なくなり、構造上の強度が小さくなるとともに、前記同様、固定ボード１０５と蓋１０８の間の隙間から水滴等が浸入しやすく、構成部品の故障の原因となるおそれがあった。
一方、固定ボード１０５と蓋１０８によって形成される空間内にはタイヤＴ内の空気を排出するため、この空間内から外部に通じる空気排出通路を確保することは必要である。
【０００８】
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、構成部品を収納する筐体に空気排出通路を確保しつつ、その内部の防水性を向上させた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。
【０００９】
【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、タイヤに空気を注入するバルブに接続され、前記バルブを開閉する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バルブを開いて前記タイヤ内の空気を放出させる押圧装置と、外部から送信される前記押圧装置を駆動するための制御信号を受信する受信機と、前記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、前記押圧装置、前記受信機及び前記電力供給手段を収納し、ホイールに設置される筐体と、を備えるタイヤ空気圧制御装置であって、前記筐体は、前記ホイールに対向する面に空気孔を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、外部からの制御信号が、受信機を介して押圧装置に送信される。この制御信号に基づいて、押圧装置は、コントロールワイヤ１０４のバルブピンを押圧し、タイヤ内の空気を筐体内に排出する。そして、筐体内の空気は、空気孔を介して外部に放出される。空気孔はホイールに対向する面に形成されており、車両の外側を向く面に形成される場合より水滴等の浸入を防止できるので、防水性が向上する。
なお、空気孔は、筐体の重心バランスを向上させるために、ホイールに対向する面の中心に形成するのが好ましい。
【００１１】
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、前記筐体は円筒状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載のタイヤ空気圧制御装置による作用に加え、筐体が円筒状であることから、タイヤとともに回転した場合の回転バランスを向上できて、かつ、強度耐久性が向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項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３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ空気圧制御装置による作用に加え、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や筐体ごとの脱落を防止できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３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４に記載のタイヤ空気圧制御装置によれば、請求項３に記載のタイヤ空気圧制御装置による作用に加え、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：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７１と、その収納本体７１に嵌装される蓋７２とから構成される。収納本体７１の底面（ホイールに対向する面）７１ａの中心には空気孔７１ｂが一つ形成されており、筐体内部の空気及び湿気を外部に放出して、内部を乾燥できるようになっている。筐体７がホイールＷに取り付けられた場合、収納本体７１の底面７１ａはホイールＷに相対する面であり、この面に空気孔７１ｂを形成することで、車両の外側を向く面（例えば、蓋７２）に空気孔を確保する場合よりも雨水や水溜りの水の浸入を防止でき、防水性を向上できる。また、空気孔７１ｂを底面７１ａの中心に一つだけ形成することで、強度耐久性及び回転バランスも向上する。
【００２０】
また、蓋７２の中央には、取付ネジ７３が貫通して設けられており、取付ネジ７３の頭部７３ａを把持して、収納本体７１に嵌装しやすくなっている。
収納本体７１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７２の取付ネジ７３のネジ部７３ｂとが螺合し、収納本体７１と蓋７２が圧着される。なお、防水性を向上させるため、収納本体７１と蓋７２の間に、水密性パッキンを介装してもよい。
【００２１】
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。
【００２２】
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を開閉するバルブピン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、バルブピンＣ１が元に戻り、空気の放出が止められる。
【００２３】
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、高い強度を有する部材で、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７１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３〜図５参照）。
【００２４】
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７１ｂ及び後記する固定用ステー９の空気孔９ｃ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。
【００２５】
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７１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。
【００２６】
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。
【００２７】
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３、図４に示すように、収納本体７１の底面７１ａの中央には、ステッピングモータ３を配置し、収納本体７１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７１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。
【００２８】
次に、筐体７をホイールＷに取り付けるための構造について、図６を参照しながら説明する。図６は筐体の取付構造を示す斜視図である。
この筐体７は、図６（ａ）に示すように、星型の固定用ステー９（図１参照）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ＷＢに、頭部にネジ孔１０ａ（図１参照）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７１の底面７１ａに設けられたネジ孔７１ｃ（図２等参照）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。
【００２９】
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の取付孔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もできる。また、専用の固定ボード等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。
【００３０】
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、一体に取り付けられる収納本体７１から外側に延出する部分に取付孔９ｂ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９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。
【００３１】
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を開閉するバルブピンＣ１を所定時間だけ所定のストロークで押圧する（図５参照）。
【００３２】
こうして、タイヤＴから所定量の空気を筐体７内に排出し、空気孔７１ｂ及び固定用ステー９に形成される空気孔９ｃを介して、底面７１ａ側から外部に放出させる。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。また、タイヤＴ内の空気は湿気を含んでいることが多いが、筐体７内に湿気を含んだ空気が排出されても、湿気を空気孔７１ｂから外部に放出することで、筐体７の内部を乾燥させることができる。
【００３３】
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。
筐体７の底面７１ａに空気孔７１ｂが形成されているので、内部の空気を外部に確実に排出することができる。また、ホイールＷに対向する面である底面７１ａに空気孔７１ｂを形成するので、車両外側には空気孔７１ｂが露出せず、筐体７内への水の侵入を防止でき、防水性を向上できる。そのため、筐体７内に内蔵される構成部品（コントロール基板２、ステッピングモータ３、バッテリ５等）の故障の発生を防止できる。そして、空気孔７１ｂを底面７１ａの中心に一つだけ設けているので、筐体７の強度耐久性及び回転バランスも向上できる。
【００３４】
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。
【００３５】
筐体７は、ホイールナット１０の個数・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。
【００３６】
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７１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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、空気孔７１ｂを、収納本体７１の底面７１ａの中心に一つだけ形成するようにしたが、空気孔７１ｂの位置は、底面７１ａであればいずれの位置に形成されるものであってもよい。例えば、底面７１ｂの外周に沿って複数個の空気孔を形成することもできる。このようにすれば、タイヤＴの回転による遠心力で、筐体内部に溜まった空気・湿気等をより放出しやすくできる。
【００３９】
本実施の形態では、筐体７を円筒状に形成したが、筐体７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、五角形又は六角形に形成してもよい。四角形に形成すれば、その内部に収納する部品の収納効率を向上できるとともに、形状が単純であることから、製作コストも安価になる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、空気孔がホイールに対向する面に形成されているので、車両の外側に面する面に形成される場合よりも雨水等の浸入を防止でき、防水性を向上できる。また、内部が湿っている場合には、内部の乾燥を図ることもできる。さらに、空気孔を面の中心に配置すれば、強度耐久性及び回転バランスを向上できる。
【００４３】
請求項２に記載の発明によれば、筐体が円筒状であることから、タイヤとともに回転した場合の回転バランスを向上できる。
【００４４】
請求項３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。
【００４５】
請求項４に記載のタイヤ空気圧制御装置によれば、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】筐体の取付構造を示す斜視図である。
【図７】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（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】
2005001413.tif 000003
【図２】
2005001413.tif 000004
【図３】
2005001413.tif 000005
【図４】
2005001413.tif 000006
【図５】
2005001413.tif 000007
【図６】
2005001413.tif 000008
【図７】
2005001413.tif 000009