JP2004106768A - 検知手段をホイールリムに装着するための装着具およびこれを具えるホイール、ならびにタイヤ車輪およびその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子基板、各種センサ、電池等で構成される検知手段を、タイヤ車輪の内部を区画形成する通常形状のホイールリムに、破損させることなく着脱自在に装着することのできる装着具およびこれを具えるホイール、ならびにタイヤ車輪およびその形成方法を提供する。
【解決手段】装着具１は、走行時のタイヤ状態を検知するケース部材８をホイールリム３に装着するためのものであり、ホイールリム３の円周面４と略同一な表面形状の接触部５を持ち、厚みが比較的薄い少なくとも１個のベース部材６と、このベース部材６をホイールリム３に固定する固定部材７と、ケース部材８をベース部材６上に脱着自在に取り付けるための取付け部材９とを有する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行時のタイヤ状態を検知するため、例えば電子基板、各種センサ、電池等で構成される検知手段を、タイヤ車輪の内部を区画形成する通常形状のホイールリムに、破損させることなく着脱自在に装着するための装着具およびこれを具えるホイール、ならびにタイヤ車輪およびその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エレクトロニクス技術等の新技術により高知能化して安全性を格段に高めた、いわゆる先進安全自動車（ＡＳＶ）が提唱されている。かかる自動車は、タイヤの内圧、温度、変形量等のタイヤ状態を検知し、この検知した結果をもとに、タイヤが安全走行に適していないと判断された場合には運転者に警告を行うシステムを具えている必要がある。
【０００３】
タイヤ状態を検知する従来の検知手段としては、例えばタイヤ内圧を検知するため、タイヤ内部に取り付けるタイヤ空気圧警報装置がある（特許文献１および２）。しかしながら、タイヤ内部に電子基板を内蔵して、タイヤ内圧、温度、変形量等の総合的なタイヤ状態を検知する構成のものは現状では見当たらない。このため、将来的に高度安全車両システム等を開発する上で、タイヤ内部に電子基板を内蔵した検知手段を具えることが求められている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３２１２５６号公報
【特許文献２】
特開２０００−７１７２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この発明の目的は、例えば電子基板、各種センサ、電池等で構成される検知手段を、タイヤ車輪の内部を区画形成する通常形状のホイールリムに、破損させることなく着脱自在に装着することのできる装着具およびこれを具えるホイール、ならびにタイヤ車輪およびその形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に従う装着具は、走行時のタイヤ状態を検知する検知手段をホイールリムに装着するための装着具において、ホイールリムの円周面と略同一な表面形状の接触部を持ち、厚みが比較的薄い少なくとも１個のベース部材と、このベース部材をホイールリムに固定する固定部材と、検知手段をベース部材上に脱着自在に取り付けるための取付け部材とを有するものである。
【０００７】
なお、ここに言う「ホイールリムの円周面」には、ホイールリムのウエルからリムフランジにまで繋がる全ての面を含むものとする。
【０００８】
また、固定部材が、ホイールリムの周長以上の長さを持ち、ベース部材の上部または内部を通過し、ホイールリムの円周面に沿ってリング状に配設するベルト部材と、このベルト部材の両端部を締め付けてベルト部材を縮径化させる締結部材とを有することが好ましい。
【０００９】
さらに、ベース部材を少なくとも２個配設し、これらベース部材は、端部同士を連結してホイールリムの円周面上に略環状体を形成してなることが好ましい。
【００１０】
さらにまた、ベース部材の端部同士の連結手段は、ベース部材の端部に設けたフランジ部と、フランジ部同士を固定する締め付け手段とを有することが好ましい。
【００１１】
加えて、ベース部材は、高強度材料からなり、かつハニカム構造を有することが好ましい。
【００１２】
そして、この発明に従うホイールは、ホイールリムの円周面上に、前記のいずれかの装着具を具えたものである。
【００１３】
ここで、装着具はホイールリムのウエルに配設することが好ましい。
【００１４】
また、装着具のベース部材がホイールリムの円周面上で移動するのを防止する空転防止手段を具えることが好ましい。
【００１５】
さらに、空転防止手段は、ベース部材の接触部とホイールリムの円周面の双方に形成され、互いに係合する少なくとも一対の凹凸部であるか、または、ベース部材とホイールリムとをねじ連結したものであることが好ましい。そして、ねじ連結する場合には、空転防止手段は、エアー漏れ防止手段を有することが好ましい。
【００１６】
さらにまた、空転防止手段は、ベース部材とホイールリムとの間に配設したゴムシートであることが好ましい。
【００１７】
加えて、複数個のベース部材を、検知手段が装着された際にもホイールバランスを維持する位置に配置することが好ましい。
【００１８】
そして、この発明に従うタイヤ車輪は、ホイールリムの円周面上と略同一な表面形状の接触部を持ち、厚みが比較的薄いベース部材と、このベース部材をホイールリムに固定する固定部材と、走行時のタイヤ状態を検知する検知手段と、この検知手段をベース部材上に着脱自在に取り付ける取付け部材とを有すものである。
【００１９】
また、この発明に従うタイヤ車輪の形成方法は、前記のいずれかの装着具を構成する少なくとも１個のベース部材をホイールリムの円周面上に配置した後、前記ベース部材を固定部材を用いてホイールリムに固定し、次いで、タイヤの一方のビード部をホイールリムに嵌め込み、他方のビード部をホイールリムの円周面上に沿って引っ張って傾けることによって、タイヤとホイールリムとの間に隙間を形成し、この隙間をベース部材の位置に移動させた後、取付け部材を用いて検知手段をベース部材に取付け、その後、タイヤの他方のビード部をホイールリムに嵌め込み、タイヤ内部にガスを充填してタイヤの両ビード部をホイールリムの円周面上をリムフランジに向かって移動させて、タイヤをホイールリムの所定位置に組み付けるものである。
【００２０】
なお、ここに言う「他方のビード部をホイールリムの円周面上に沿って引っ張って傾ける」とは、他方のビード部をタイヤ径方向外側に向かって引っ張り、タイヤを弾性変形させることを言う。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の一実施態様に従う装着具１を装着したホイール２の側面図を示す。
【００２２】
装着具１は、ホイールリム３の円周面４と略同一な表面形状の接触部５を持ち、厚みが比較的薄い少なくとも１個のベース部材６と、このベース部材６をホイールリム３に固定する固定部材７と、例えば電子基板、各種センサ、電池等で構成される検知手段を収納したケース部材８をベース部材６上に脱着自在に取り付けるための取付け部材９を有する。
【００２３】
かかる装着具１を用いれば、ケース部材８を当初取り外しておき、リム組み作業中であってケース部材８等の破損のおそれの無くなった段階で、ケース部材８を取付け部材９を用いてベース部材６に取り付けることが可能となり、また、検知手段の厚みに対する設計上の制約が大幅に軽減される。しかも、装着具１を適用するホイールに対しては、ケース部材８を取り付けるための特殊な加工を施す必要が無く、従来のホイールをそのまま使用することができる。
【００２４】
なお、図１には、ベース部材６の接触部５が２つの面から構成される例を示したが、ベース部材６を狭幅とし、例えばウエル１６と略同一な１つの面のみからなる構成としてもよい。
【００２５】
ベース部材６の厚みは、その上面にケース部材８が取り付けられる構成のものであれば特に制限は無いが、タイヤのビード部を円滑にリムフランジに当接させ、リム組みの作業性を確保する観点からは、ウエル深さＨより薄いことが好ましい。
【００２６】
さらに、装着具１をホイールリム３に装着する作業性を向上させる観点からは、この実施態様のように、固定部材７が、ホイールリム３の周長以上の長さを持ち、ベース部材６の上部または内部、図１では上部を通過し、ホイールリム３の円周面に沿ってリング状に配設するベルト部材１０と、このベルト部材１０の両端部を締め付けてベルト部材１０を縮径化させる締結部材１１とを有することが好ましい。このように固定部材７をベルト部材１０と締結部材１１とで構成すれば、ベルト部材１０の径を予めホイール径よりも大きくしておき、固定部材７をホイールリム３上に配置した後、締結部材１１を用いてベルト部材１０を縮径化させ、ベース部材６をホイールリム３上に固定すればよいからである。
【００２７】
締結部材１１としては、図１に示したねじ込み方式の他に、ピン、フック等の公知の締結手段を用いることができる。
【００２８】
図２は、この発明の他の実施態様に従う装着具１を装着したホイール２の斜視図である。この実施態様では、装着具１は、少なくとも２個のベース部材、図２では２個のベース部材１２ａ、１２ｂを有し、これらベース部材１２ａ、１２ｂは、端部１３ａ、１３ｂ同士を連結してホイールリム３の円周面４上に略環状体を形成している。
【００２９】
このような装着具１は、ベース部材１２ａ、１２ｂを別々にホイールリム３の円周上４に配置した後、これらの端部１３ａ、１３ｂ同士を連結して略環状体を形成すればよく、ホイールリムに装着具１を装着する作業性が大幅に向上することから好ましい。略環状体の内径は、リム径よりも小さく設定することが、緊密に装着する点で好ましい。
【００３０】
さらに、この実施態様のように、ベース部材１２ａ、１２ｂの端部１３ａ、１３ｂ同士の連結手段は、ベース部材１２ａ、１２ｂの端部１３ａ、１３ｂに設けたフランジ部１４ａ、１４ｂと、フランジ部１４ａ、１４ｂ同士を固定する締め付け手段１５とを有していることが好ましい。フランジ部１４ａ、１４ｂを締め付けることにより、容易かつ確実に装着具１をホイールリム３に固定することができるからである。
【００３１】
前記のいずれの実施態様においても、ベース部材６、１２ａ、１２ｂは、高強度材料からなり、かつハニカム構造を有することが好ましい。装着具１の強度を確保すると同時に、装着具１全体の重量を効果的に削減して、ホイールへの取り付け後のばね下荷重の増加を抑制することができるからである。
【００３２】
ここに言う「高強度材料」とは、例えばエンジニアプラスチック、軽量合金等である。
【００３３】
そして、この発明に従うホイールは、前述した装着具１を具えているので、かかるホイールを用いれば、リム組み作業中であってケース部材８等の破損のおそれの無くなった段階で、ケース部材８を取付け部材９を用いてベース部材６に取り付けることが可能となり、また、ケース部材８の厚みに対する設計上の制約が大幅に軽減される。
【００３４】
また、装着具１は、図１に示すように、ホイールリム３の特にウエル１６に配設することがリム組み作業性の点で好ましい。ベース部材６が均一にホイールリム３の円周面４に押圧され、確実に固定されるからである。
【００３５】
装着具１のベース部材６がホイールリム３の円周面４上で移動するのを防止する空転防止手段を具えることが好ましい。加速時または制動時に作用する慣性力や、走行時の路面からの予期せぬ衝撃力等に起因する装着具１の円周面４上での移動を防止できるからである。
【００３６】
空転防止手段は、図３に示すようにベース部材６の接触部５とホイールリム３の円周面４の双方に形成され、互いに係合する少なくとも一対の凹凸部１７ａ、１７ｂとすることができる。この場合には、比較的軽微な加工で済むため、従来のホイールを使用することが可能となる。なお、凹凸部１７ａ、１７ｂは、図３に示すようにベース部材６の接触部５に凸部１７ａを設け、ホイールリム３の円周面に凹部１７ｂを設けてもよいが、逆に、ベース部材６の接触部５に凹部１７ｂを設け、ホイールリム３の円周面に凸部１７ａを設けてもよい。
【００３７】
装着具１に加わる慣性力が大きく、より強固な係止が必要となる場合には、図４に示すように、空転防止手段としては、ベース部材６とホイールリム３とのねじ連結を採用することが好ましい。なお、図４には、ホイールリム３側からテーパーねじで代表される空転防止手段１８を挿入し、ベース部材６に設けたねじ孔と螺合させた例を示しているが、これとは反対に、ベース部材６側から空転防止手段１８を挿入し、ホイールリム３に設けたねじ孔と螺合させてもよく、また、ベース部材６およびホイールリム３に貫通孔を設け、ボルトとナットで構成した空転防止手段で固定してもよい。
【００３８】
この場合、ホイールリム３に設けたねじ孔よりタイヤ内のガスが漏れ、タイヤ内圧が低下するのを防止する観点から、空転防止手段１８は、エアー漏れ防止手段１９を有することが好ましい。エアー漏れ防止手段１９としては、例えばパッキン、シールテープ、シール材等を用いることができる。なお、図４では、ホイールリム３に設けたねじ孔内にエアー漏れ防止手段１９を挿入した例を示しているが、ホイールリム３の円周面４と空転防止手段１８との間、またはホイールリム３とベース部材６との間にＯリング等のエアー漏れ防止手段１９を挟んでもよい。
【００３９】
さらに、空転防止手段としては、図５に示すように、ベース部材６とホイールリム３との間にゴムシート２０を配設する構成にすることもできる。この場合には、付加的な加工を施すことなく、従来のホイールに装着具１を装着することが可能となる。また、路面からの衝撃を吸収し、検知手段が破損するのを防止する効果もある。
【００４０】
ベース部材は、検知手段が装着された際にもホイールバランスを維持する位置に配置することが好ましい。一般に、タイヤ状態を検知する検知手段は、電子基板、各種センサ、電源等で構成されている。これらの部品を一箇所に集中して配設すると、ホイール円周上の一点に荷重が集中するため、ホイールバランスを取ることが困難となる場合がある。しかし、これら構成部品を個別のケース部材に収納し、これらケース部材を、ホイールバランスを考慮して分散配置すれば、ホイールバランスを取ることが容易となり操縦安定性等が向上することから、複数個のベース部材を分散配置することが好ましい。また、検知手段が電子基板、センサおよび電源を一体化した形状である場合には、ベース部材および取付け部材を用いて、この検知手段の重量を相殺する位置にバランサを取り付けてもよい。
【００４１】
そして、この発明に従うタイヤ車輪は、ホイールリムの円周面上と略同一な表面形状の接触部を持ち、厚みが比較的薄いベース部材と、このベース部材をホイールリムに固定する固定部材と、走行時のタイヤ状態を検知する検知手段と、この検知手段をベース部材上に着脱自在に取り付ける取付け部材とをしており、かかるタイヤ車輪を用いれば、走行中のタイヤ状態を常時検知することが可能となる。
【００４２】
ここで、ベース部材、固定部材および取付け部材は、この発明に従う装着具およびホイールに関して説明した特徴を具えると好ましい。また、検知手段は、電子基板、センサ、電源等を一体化したものであってもよいが、荷重を分散してホイールバランスを取りやすくする観点からは、前記の構成部品を個別のケース部材に収納することが好ましい。
【００４３】
次に、この発明に従うタイヤ車輪の形成方法を説明する。まず、前述した装着具を構成する少なくとも１個のベース部材をホイールリムの円周面上に配置した後、このベース部材を固定部材を用いてホイールリムに固定し、次いで、タイヤの一方のビード部をホイールリムに嵌め込む（図６）。このベース部材は、厚みが比較的薄いので、タイヤのビード部のホイールリムへの嵌め込みの際の障害にはならない。また、他方のビード部はホイールリムには嵌め込まれていないので、これをホイールリムの円周面上に沿って引っ張って傾けることによって、タイヤとホイールリムとの間に検出手段を出し入れするのに十分な隙間を形成することができる。この隙間をベース部材の位置に移動させた後、図７に示すように取付け部材を用いて、検知手段を収納したケース部材をベース部材に脱着自在に取付ける。その後、タイヤの他方のビード部をホイールリムに嵌め込み（図８）、タイヤ内部にガスを充填すると、タイヤ内圧が上昇するに従って、タイヤの両ビード部がそれぞれホイールリムの円周面上をリムフランジに向かって移動する。この際、装着具および検知手段は、両ビード部の中間に位置しているので、両ビード部の移動を妨げることがない。そして、タイヤがホイールリムの所定位置に組み付けられるまでガスを充填する（図９）。このように、この発明に従うタイヤ車輪の形成方法によれば、リム組み作業中に検知手段を取り付けるため、厚みの比較的大きい検知手段であっても用いることが可能となる。そして、タイヤが使用寿命となった場合には、ケース部材をベース部材から取り外し、さらに別のタイヤ車輪に適用することができる。
【００４４】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、固定部材を環状のゴム等の弾性体で形成し、固定部材の弾性力を利用してベース部材をホイールリムに固定してもよい。また、ウエル幅が広い場合には、固定部材を複数本のベルト部材で構成してもよい。さらに、ベース部材をホイールリムの周長とほぼ同じ周長を有する略環状体とし、その一部に蝶番等の屈曲手段を設けて、ホイールへの取り付けを容易にしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
この発明によれば、走行時のタイヤ状態を検知するため、例えば電子基板、各種センサ、電池等で構成される検知手段を、タイヤ車輪の内部を区画形成する通常形状のホイールリムに、破損させることなく着脱自在に装着するための装着具およびこれを具えるホイール、ならびにタイヤ車輪およびその形成方法を提供することが可能となった。そして、この装着具を具えるホイールを用いて形成したタイヤ車輪は、タイヤ内圧だけでなく総合的なタイヤ状態を検知できるという、これまでにはなかった検知手段を具えたものであり、これは高度安全車両システムの開発に大きく寄与することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施態様に従う装着具を装着したホイールの側面図である。
【図２】この発明の他の実施態様に従う装着具を装着したホイールの斜視図である。
【図３】この発明に他の実施態様に従う装着具を構成する凹凸部の斜視図である。
【図４】この発明の他の実施態様に従う装着具を構成する空転防止手段の断面図である。
【図５】この発明の他の実施態様に従う装着具を構成する空転防止手段の断面図である。
【図６】この発明に従うタイヤ車輪の形成方法の手順を示す図である。
【図７】この発明に従うタイヤ車輪の形成方法の手順を示す図である。
【図８】この発明に従うタイヤ車輪の形成方法の手順を示す図である。
【図９】この発明に従うタイヤ車輪の形成方法の手順を示す図である。
【符号の説明】
１　　装着具
２　　ホイール
３　　ホイールリム
４　　円周面
５　　接触部
６　　ベース部材
７　　固定部材
８　　検知手段
９　　取付け部材
１０　　ベルト部材
１１　　締結部材
１２ａ、１２ｂ　　ベース部材
１３ａ、１３ｂ　　ベース部材端部
１４ａ、１４ｂ　　フランジ部
１５　　締付け手段
１６　　ウエル
１７ａ、１７ｂ　　凹凸部
１８　　空転防止手段
１９　　エアー漏れ防止手段
２０　　ゴムシート
Ｈ　　ウエル深さ

Claims (15)

1. 走行時のタイヤ状態を検知する検知手段をホイールリムに装着するための装着具において、ホイールリムの円周面と略同一な表面形状の接触部を持ち、厚みが比較的薄い少なくとも１個のベース部材と、このベース部材をホイールリムに固定する固定部材と、検知手段をベース部材上に脱着自在に取り付けるための取付け部材とを有することを特徴とする装着具。
2. 前記固定部材が、ホイールリムの周長以上の長さを持ち、ベース部材の上部または内部を通過し、ホイールリムの円周面に沿ってリング状に配設するベルト部材と、このベルト部材の両端部を締め付けてベルト部材を縮径化させる締結部材とを有する請求項１記載の装着具。
3. 前記ベース部材を少なくとも２個配設し、これらベース部材は、端部同士を連結してホイールリムの円周面上に略環状体を形成してなる請求項１記載の装着具。
4. 前記ベース部材の端部同士の連結手段は、ベース部材の端部に設けたフランジ部と、フランジ部同士を固定する締め付け手段とを有する請求項３記載の装着具。
5. ベース部材は、高強度材料からなり、かつハニカム構造を有する請求項１〜４のいずれか一項記載の装着具。
6. ホイールリムの円周面上に、請求項１〜５のいずれか一項記載の装着具を具えることを特徴とするホイール。
7. 前記装着具をホイールリムのウエルに配設する請求項６記載のホイール。
8. 装着具のベース部材がホイールリムの円周面上で移動するのを防止する空転防止手段を具える請求項６または７記載のホイール。
9. 空転防止手段は、ベース部材の接触部とホイールリムの円周面の双方に形成され、互いに係合する少なくとも一対の凹凸部である請求項８記載のホイール。
10. 空転防止手段は、ベース部材とホイールリムとをねじ連結したものである請求項８記載のホイール。
11. 空転防止手段は、エアー漏れ防止手段を有する請求項１０記載のホイール。
12. 空転防止手段は、ベース部材とホイールリムとの間に配設したゴムシートである請求項８記載のホイール。
13. 複数個のベース部材を、検知手段が装着された際にもホイールバランスを維持する位置に配置した請求項６〜１２のいずれか一項記載のホイール。
14. ホイールリムの円周面上と略同一な表面形状の接触部を持ち、厚みが比較的薄いベース部材と、このベース部材をホイールリムに固定する固定部材と、走行時のタイヤ状態を検知する検知手段と、この検知手段をベース部材上に着脱自在に取り付ける取付け部材とを有することを特徴とするタイヤ車輪。
15. 請求項１〜５のいずれか一項記載の装着具を構成する少なくとも１個のベース部材をホイールリムの円周面上に配置した後、
    前記ベース部材を固定部材を用いてホイールリムに固定し、
    次いで、タイヤの一方のビード部をホイールリムに嵌め込み、
    他方のビード部をホイールリムの円周面上に沿って引っ張って傾けることによって、タイヤとホイールリムとの間に隙間を形成し、この隙間をベース部材の位置に移動させた後、
    取付け部材を用いて検知手段をベース部材に取付け、
    その後、タイヤの他方のビード部をホイールリムに嵌め込み、
    タイヤ内部にガスを充填してタイヤの両ビード部をホイールリムの円周面上をリムフランジに向かって移動させて、タイヤをホイールリムの所定位置に組み付けることを特徴とするタイヤ車輪の形成方法。

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