(57)【要約】【課題】穴部及び圧力センサ部の水分を効果的に除去することができるタイヤ内圧監視装置。【解決手段】圧力を検出する圧力センサ部及び該圧力センサ部とタイヤ内腔とを連通させる穴部とを具え、タイヤ内腔に配置されて、タイヤの内圧低下を検出するタイヤ内圧監視装置において、穴部の上方に離間して配置され、タイヤ負荷転動時に穴部上付近に負圧を発生させる圧力発生手段を更に具えることを特徴とするタイヤ内圧監視装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を検出する圧力センサ部及び該圧力センサ部とタイヤ内腔とを連通させる穴部とを具え、タイヤ内腔に配置されて、タイヤの内圧低下を検出するタイヤ内圧監視装置において、
該穴部の上方に離間して配置され、タイヤ負荷転動時に該穴部上を通る空気の流れを利用して圧力を発生させる圧力発生手段を更に具えることを特徴とするタイヤ内圧監視装置。
【請求項２】
前記圧力発生手段は、前記空気の流れの方向に直交する方向であって、かつ、該タイヤ内圧監視装置の法線方向に直交する方向に延在する翼状の形状を有し、該圧力発生手段の上流側の縁部である前縁部から下流側の縁部である後縁部までの、前記圧力センサ部側に沿った第一流路の長さに対する、これに対向する側に沿った第二流路の長さが小さい、請求項１に記載のタイヤ内圧監視装置。
【請求項３】
前記第一流路の長さが、前記第二流路の長さの１〜２倍の範囲内にある、請求項２に記載のタイヤ内圧監視装置。
【請求項４】
前記圧力発生手段と前記タイヤ内圧監視装置の前記穴部とが近傍に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ内圧監視装置。
【請求項５】
タイヤ内表面の空気の流れに対する前記圧力発生手段の迎角が０〜３０°の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイヤ内圧監視装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤ内圧監視装置をタイヤ内面に具えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤ内圧監視装置をリムに具えることを特徴とする空気入りタイヤとリムの組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力を検出する圧力センサ部及び圧力センサ部とタイヤ内腔とを連通させる穴部とを具え、タイヤ内腔に配置されて、タイヤの内圧低下を検出するタイヤ内圧監視装置に関するものであり、かかる穴部に侵入した水又は水分の除去を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、路面に落ちている釘などの突起物や、摩耗進行によりパンクすることがあり、かかるパンク等の故障を内圧低下により正確に検知し、修理することが重要といえる。また、パンク等の故障が発生していなくとも、タイヤ負荷転動等に伴いタイヤ内の圧力が徐々に小さくなり、かかる内圧の低下により燃費が低下することとなる。そのことからも、タイヤの内圧の低下を正確に検知し、必要に応じて迅速に空気を充填する又は交換、修理することが重要と言える。
【０００３】
タイヤの内圧低下を知らせる装置としては、ＴＰＭＳ（Ｔｉｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｅｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）がその代表例として挙げられる。ＴＰＭＳには間接式ＴＰＭＳと特許文献１に記載されているような直接式ＴＰＭＳとがある。直接式ＴＰＭＳはタイヤのバルブと一体となった装置（送信機）をタイヤに内蔵して，内圧低下をドライバーに知らせる装置である。また、間接式ＴＰＭＳは，ＡＢＳ用の車輪速センサを使い，減圧することでタイヤの半径が変わることを回転数の違いとして検知して、内圧低下をドライバーに知らせる装置である。
【０００４】
今後、ＴＰＭＳ市場の大勢を占めると予測されているのが、より直接的かつ正確に内圧を測定することができる直接式ＴＰＭＳである。具体的な使用方法としては、四輪のいずれか一輪のタイヤの内圧が小さくなった時点で運転者にランプなどで知らせたり、どのタイヤが減圧しているかを位置とともに表示したり、それぞれのタイヤの圧力を数値で表示したりするものが想定される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９６９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されているタイヤ内圧監視装置、すなわち直接式ＴＰＭＳは、圧力センサ部及びかかる圧力センサ部がタイヤ内腔に連通するための穴部を具えているが、タイヤ内に充填した空気が水分を含んでおり、タイヤが冷却と加熱を繰り返すことで、かかる水分が凝結して水となり、穴部及び圧力センサ部が結露して、その水により予期しない通電が発生し圧力センサ部を構成している電子基板が電気的にショートして故障してしまう虞がある。また、例えば高速走行時などにタイヤ内腔の温度が１００℃近いときには、タイヤ内に内在する水が蒸気となり、圧力センサ部を構成している電子基板が電気的にショートして故障してしまう虞がある。
【０００７】
したがって、この発明は、この問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、穴部及び圧力センサ部に結露した水又は浸入した水分を効果的に除去することができるタイヤ内圧監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、この発明は、圧力を検出する圧力センサ部及び圧力センサ部とタイヤ内腔とを連通させる穴部とを具え、タイヤ内腔に配置されて、タイヤの内圧低下を検出するタイヤ内圧監視装置において、穴部の上方に離間して配置され、タイヤ負荷転動時に穴部上を通る空気の流れを利用して圧力を発生させる圧力発生手段を更に具えることを特徴とするタイヤ内圧監視装置である。一般に、タイヤをリムに装着し、空気を充填し、このタイヤを負荷転動すると、タイヤ内表面にてタイヤ周方向に沿って空気が流れ、境界層流が発生する。この発明に従うタイヤ内圧監視装置をタイヤ内腔に配置すると、圧力発生手段により、穴部上を通る境界層流に速度変化が生じ、穴部の開口部近傍にて局所的に負圧が生じるので、穴部内の水分を穴部の外に飛ばすことができ、穴部内の結露した水又は水分をセンサ部から除去することにより圧力センサ部の故障を防止することが可能となる。
【０００９】
また、圧力発生手段は、空気の流れの方向に直交する方向であって、かつ、タイヤ内圧監視装置の法線方向に直交する方向に延在する翼状の形状を有し、圧力発生手段の上流側の縁部である前縁部から下流側の縁部である後縁部までの、圧力センサ部側に沿った第一流路の長さに対する、これに対向する側に沿った第二流路の長さが小さいことが好ましい。なお、ここでいう「タイヤ内圧監視装置の法線方向」とは、タイヤ内圧監視装置をタイヤ内に取付けたときのタイヤ内腔側の面である上面における法線方向をいうものとする。
【００１０】
更に、第一流路の長さが、第二流路の長さの１〜２倍の範囲内にあることが好ましい。
【００１１】
更にまた、圧力発生手段とタイヤ内圧監視装置の穴部は近傍に位置することが好ましい。
【００１２】
加えて、タイヤ内面の空気の流れに対する圧力発生手段の迎角が０〜３０°の範囲内にあることが好ましい。ここでいう「迎角」とは、圧力発生手段の前縁部から後縁部までを直線で結んだ方向と空気の流れの方向とのなす角度をいうものとする。
【００１３】
また、この発明の装置は、空気入りタイヤの内面に取付けても良く、空気入りタイヤとリムの組立体に取付けても良い。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、圧力発生手段が取付けられていることにより、穴部上を流れる空気の速度が一時的に速くなることにより、局所的な負圧を発生させ、穴部から水分を吸い出すことで、水分による圧力センサ部の故障を有効に防止することができるタイヤ内圧監視装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、この発明のタイヤ内圧監視装置（以下「タイヤ」という。）の実施形態を説明する。図１は、この発明のタイヤ内圧監視装置の斜視図であり、図２は、図１に示すタイヤ内圧監視装置のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図１に示すタイヤ内圧監視装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、図１に示すタイヤ内圧監視装置近傍における空気の流れを示した図である。図５はこの発明に従うタイヤ内圧監視装置をトレッド部内面に取付けたタイヤのタイヤ幅方向断面図であり、図６はこの発明に従うタイヤ内圧監視装置をリムに取付けたタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向断面図である。図７はこの発明に従うその他のタイヤ内圧監視装置の斜視図であり、図８は、図７に示すタイヤ内圧監視装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、図９は、図７に示すタイヤ内圧監視装置のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【００１６】
図１〜３に示すタイヤ内圧監視装置１は、圧力を検出する圧力センサ部３及びかかる圧力センサ部３とタイヤ内腔４とを連通させる穴部５とを具え、タイヤ２内に取付けられ、タイヤ２の内圧低下を監視する。具体的には、パンク等によりタイヤ２の内圧が小さくなったときに、タイヤ内圧監視装置１がそのことを検知して、内圧が低下したことを知らせる信号を送信し、受信機によりその信号を受信して、内圧低下をドライバーに知らせることで内圧低下を監視している。また、穴部５の上方に離間した位置には、境界層流から負圧を発生させる圧力発生手段６を具える。かかる圧力発生手段６は、空気が流れる流路を空間的に絞り込むような翼状の形状を具える。一般に、タイヤ２をリム７に装着し、空気を充填し、このタイヤ２を負荷転動すると、タイヤ２内にてタイヤ周方向に沿って空気が流れる。図示の圧力発生手段６は、空気の流路が最も絞り込まれる狭窄位置にて、空気の流れが集束して、空気の流れを早くすることができる。このように、タイヤ内圧監視装置１が結露した水や水分により故障し難くなるので、タイヤ内圧監視装置１の装置としての信頼性が向上することとなる。なお、タイヤ２内に充填する気体は、空気に換えて窒素ガス等の不活性ガスとすることもできる。
【００１７】
また、圧力発生手段は、空気の流れの方向に直交する方向であって、かつ、タイヤ内圧監視装置１の法線方向に直交する方向に延在する翼状の形状を有し、圧力発生手段１の上流側の縁部である前縁部７から下流側の縁部である後縁部８までの、圧力センサ部３側に沿った第一流路９の長さＬ１に対する、これに対向する側に沿った第二流路１０の長さＬ２が小さいことが好ましい。第一流路９の長さＬ１が第二流路１０の長さＬ２よりも大きいことにより、第一流路９と第二流路１０を空気が流れる速度が異なり、第一流路９を通過する空気の速度の方が大きくなるので、速度差により第一流路９側に負圧が発生して、穴部５の開口部近傍にて局所的に負圧が発生する。かかる局所的な負圧により、穴部５内の水分を吸い出すことができるので、水分による圧力センサ部３の故障をより有効に防止することができる。その具体的な作用機構を以下に説明する。一般に、表面をある方向に動かすと図４に示すような、ＴＰＭＳを中心としたＴＰＭＳ周囲の流体の流れが表面近傍で生じる。翼状の形態を有する圧力発生手段６は、境界層の層流を横切ることを前提として、第一流路９の長さＬ１が第二流路１０の長さＬ２よりも大きいことから、ベルヌーイの定理により空気の速度に比例して空気の圧力が変化する性質を利用して、第一流路を通過する空気の圧力が小さくなる。このことより、穴部５の水分を効果的に吸い出しているのである。
【００１８】
更に、第一流路９の長さＬ１が、第二流路１０の長さＬ２の１〜２倍の範囲内にあることが好ましい。なぜなら、第一流路９の長さＬ１が第二流路１０の長さＬ２の１倍未満の場合には、第一流路９を通る空気の速度が充分に大きくならないので、負圧が充分に発生せずに、穴部５内の水分を有効に除去することができなくなり、水分に起因した圧力センサ部３の故障を防止できない可能性があるからである。一方、第一流路９の長さＬ１が第二流路１０の長さＬ２の２倍を超える場合には、第一流路９の長さＬ１が大きくなり過ぎて、圧力発生手段６の第一流路９側が過剰に膨らみ、空気の流れに抗するような形状となる。かかる形状により、タイヤ負荷転動時に乱流が発生して空気の円滑な流れが阻害されるので、第一流路９を通過する空気の圧力が有効に小さくならずに、穴部５内の水を有効に除去できなくなり、水分により圧力センサ部３が故障する可能性があるからである。
【００１９】
更にまた、圧力発生手段６とタイヤ内圧監視装置１の穴部５近傍に位置することが好ましい。なぜなら、圧力発生手段６近傍では、負圧が最も大きくなるため、穴部５内の水分をより効果的に除去することができ、水分による圧力センサ部３の故障をより効果的に防止することが可能となるからである。
【００２０】
加えて、タイヤ内面の空気の流れに対する圧力発生手段６の迎角が０〜３０°の範囲内にあることが好ましい。なぜなら、タイヤ内面の空気の流れに対する圧力発生手段６の迎角が０〜３０°の範囲内に無い場合には、圧力発生手段６が空気の流れに抗するような配置となり、タイヤ負荷転動時に乱流が発生するので、空気の円滑な流れを阻害して、空気を充分に加速することができずに、穴部５内の水分を有効に除去することができなくなり、水分により圧力センサ部３が故障する可能性があるからである。
【００２１】
また、図５に示すように、この発明のタイヤ内圧監視装置１をトレッド部内面に取付けることができる。タイヤ内圧監視装置１がタイヤ赤道面に取付けられており、そのタイヤ径方向内側に圧力発生手段６が配置していることから、タイヤ負荷転動時に、上述したようなこの発明の作用効果を発生させ、穴部５内の水分を除去するので、水分による圧力センサ部３の故障を有効に防止することができる。また、タイヤ内腔４では、径差によりタイヤ径方向外側にあればある程、タイヤ負荷転動時の空気の流速が大きくなることから、タイヤ赤道面のトレッド部内面に圧力発生手段６を配置すると、第一流路１７を通る空気が最も負圧が発生することとなり、穴部５内の水分をより効果的に除去することができるので、水分が入り込むことによる圧力センサ部３の故障を効果的に防止することができる。なお、タイヤ内圧監視装置１は任意の位置に取付けることができ、また、取付ける個数は複数個とすることもできる。なお、図示していないが、複数のタイヤ内圧監視装置１をトレッド部内面に取付ける場合には、タイヤの重量バランスの観点から、タイヤ周方向に等間隔に取付けることが好ましい。
【００２２】
あるいは、図６に示すように、タイヤ内圧監視装置１をリムＲに取付けることができる。タイヤ内圧監視装置１がリムＲに取付けられており、そのタイヤ径方向外側に圧力発生手段６が配置していることから、タイヤ負荷転動時に、上述したようなこの発明の作用効果が発生して、穴部５内の水分を除去するので、圧力センサ部３の故障を防止することができる。また、一般にリムＲには冷却効果があり、タイヤ内圧監視装置１がリムＲに取付けられていることから、その冷却効果を利用して、タイヤ内圧監視装置１を冷却することができるので、タイヤ内圧監視装置１が加熱し過ぎることに起因した故障を有効に抑制することも可能となる。なお、図示していないが、複数のタイヤ内圧監視装置１をリムＲに取付ける場合には、タイヤの重量バランスの観点から、タイヤ周方向に等間隔に取付けることが好ましい。
【００２３】
なお、上述したところはこの発明の実施形態の一部を示したに過ぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を交互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のことから明らかなように、この発明により、穴部及び圧力センサ部の水を効果的に除去することができるタイヤ内圧監視装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に従うタイヤ内圧監視装置の斜視図である。
【図２】図１に示すタイヤ内圧監視装置のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示すタイヤ内圧監視装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１に示すタイヤ内圧監視装置近傍における空気の流れを示した図である。
【図５】この発明に従うタイヤ内圧監視装置をタイヤ内に取付けたタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図６】この発明に従うタイヤ内圧監視装置をリムに取付けたタイヤとリムの組立体のタイヤ幅方向断面図である。
【図７】この発明に従うその他のタイヤ内圧監視装置の斜視図である。
【図８】図７に示すタイヤ内圧監視装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図７に示すタイヤ内圧監視装置のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  タイヤ内圧監視装置
２  タイヤ
３  圧力センサ部
４  タイヤ内腔
５  穴部
６  圧力発生手段
７  前縁部
８  後縁部
９  第一流路
１０  第二流路
Ｒ  リム
Ｌ１  第一流路の長さ
Ｌ２  第二流路の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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