車輪搭載用通信ユニット
【課題】広範な種類のホイールへ搭載される場合においても、安定した送信機出力を実現する車両搭載用通信ユニットを提供する。
【解決手段】１つのボルト部２８を有し、ボルト部２８にナット２４が締結されることによってホイールリム１４の外周面外側に固定される車輪搭載用通信ユニット２０Ａにおいて、ケーシング２２は、アンテナを支持し、ホイールリム外周面１４ａとの間に間隔が設けられた状態でホイールリム１４に固定される。バネは、ケーシング２２の車輪周方向の端部近傍において、ケーシング下面２２ａをホイールリム外周面１４ａから離間する方向に付勢する。バネは、ケーシング２２が締結時のナット２４の回転方向に回転した場合に、ホイールリム１４との間隔が狭まるケーシング２２の表面がホイールリム１４から離間するように、ナット締結時のトルクによってバネに与えられる力より大きな力で、ケーシング２２を付勢する。
【解決手段】１つのボルト部２８を有し、ボルト部２８にナット２４が締結されることによってホイールリム１４の外周面外側に固定される車輪搭載用通信ユニット２０Ａにおいて、ケーシング２２は、アンテナを支持し、ホイールリム外周面１４ａとの間に間隔が設けられた状態でホイールリム１４に固定される。バネは、ケーシング２２の車輪周方向の端部近傍において、ケーシング下面２２ａをホイールリム外周面１４ａから離間する方向に付勢する。バネは、ケーシング２２が締結時のナット２４の回転方向に回転した場合に、ホイールリム１４との間隔が狭まるケーシング２２の表面がホイールリム１４から離間するように、ナット締結時のトルクによってバネに与えられる力より大きな力で、ケーシング２２を付勢する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪搭載用通信ユニットに関し、特に、検出された車輪の状態量を車体に設けられた受信機に送信する車輪搭載用通信ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のより安全な走行を実現するために、タイヤの空気圧などの情報を無線で車体側に送信してドライバーに知らせるタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）を車両に設ける技術の開発が進められている。このようなシステムにおいて、検出された車輪の状態量に関する情報を送信する送信機を含む通信ユニットは、検出対象や設置スペースなどの理由から通常タイヤ空室内に設けられる。さらに、通信ユニットはタイヤの着脱作業への影響を低減するために、タイヤ空室内において車輪径外側方向への突出が抑制され、一般的にホイールリム近傍に配置される。
【０００３】
しかし、ホイールリムは通常金属などのにとり形成されるため、通信ユニットをホイールリムにあまりに近づけて配置すると、発信電波がホイールリムと干渉して送信能力を低下させる恐れがある。このため、たとえば特許文献１では、ホイールリムのドロップセンタ部に当接する突部を設けたケーシングを備える送信機が提案されている。また、たとえば特許文献２では、ケーシングとホイールリムの間に台座が設けられた送信機が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−６６８４９号公報
【特許文献２】特開２００２−４６４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献では、通信ユニットは一つのボルト部を有し、これにナットが締結されることによってホイールリム外周外側に固定される技術が記載されている。しかし、通信ユニットは様々な形状のホイールに搭載されるため、ケーシングとホイールリムとの間隔は、搭載されるホイールによって異なるものとなる。上述の特許文献に記載される技術では、ケーシングとホイールリムとの間隔のこのようなバラツキを吸収することは困難である。たとえば突部や台座の高さよりもケーシングとホイールリムとの間隔が大きいホイールに通信ユニットを取り付ける場合、突部や台座とホイールリムとの間にも間隔があいてしまう。このような間隔は通信ユニットの傾きに繋がり、通信ユニットの送信機出力を不安定にさせる可能性がある。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、広範な種類のホイールへ搭載される場合においても、安定した送信機出力を実現する車両搭載用通信ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車輪搭載用通信ユニットは、１つのボルト部を有し、当該ボルト部にナットが締結されることによってホイールリムの外周面外側に固定される通信ユニットにおいて、送信機を支持し、ホイールリムとの間に間隔が設けられた状態で車輪に固定されるケーシングと、前記ケーシングを前記ホイールリムから離間する方向に付勢する付勢手段と、を備える。この態様によれば、ケーシングとホイールリムとの間隔にばらつきがあっても付勢手段によって吸収することができるため、広範な種類のホイールへの搭載に対応することが可能となる。
【０００７】
前記ケーシングの表面からホイールリムに向かう方向に進退可能な突出部をさらに備えてもよい。前記付勢手段は、前記突出部を前記ホイールリムに向かう方向に付勢して前記突出部を前記ホイールリムに押接させてもよい。この態様によれば、突出部を付勢する付勢手段を設けるという簡易な構成により、ケーシングをホイールリムから離間する方向に付勢することができる。
【０００８】
前記付勢手段は、前記ケーシングの車輪周方向の端部近傍において、前記ケーシングをホイールリムから離間する方向に付勢してもよい。この態様によれば、小さい付勢力でケーシングの傾きを効果的に抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【０００９】
前記付勢手段は、前記ケーシングが締結時のナットの回転方向に回転した場合に、ホイールリムとの間隔が狭まる前記ケーシングの表面がホイールリムから離間するように、前記ボルト部にナットが締結されるときのトルクによって前記付勢手段に与えられる力より大きな力で、前記ケーシングを付勢するしてもよい。この態様によれば、ナットの締め付けによるケーシングの傾きを抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広範な種類のホイールへ搭載される場合においても、安定した送信機出力を実現する車両搭載用通信ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、一般的な車輪搭載用通信ユニット２０Ｂが搭載された車輪１０の断面図である。車輪１０は、タイヤ１２およびホイールリム１４を有する。タイヤ１２およびホイールリム１４によって仕切られタイヤ空室１６が形成される。
【００１２】
ホイールリム１４は鉄やアルミニウムなどの金属により形成される。ホイールリム１４のフランジ部１４ｂには、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂが取り付けられる。車輪搭載用通信ユニット２０Ｂは、ケーシング２２、ブッシュ２５、バルブ部２６などを有する。バルブ部２６にはボルト部２８が形成される。バルブ部２６はエア導入孔（図示せず）が設けられており、エア導入孔からタイヤ空室１６にエアを供給することが可能となっている。車輪搭載用通信ユニット２０Ｂは、ホイールリム１４に設けられたバルブ挿通孔にバルブ部２６が挿通され、ナット２４がボルト部２８に螺着されることにより、ブッシュ２５とナット２４とによってフランジ部１４ｂが挟持されホイールリム１４に固定される。これにより、ケーシング２２がタイヤ空室１６内に配置された状態で車輪搭載用通信ユニット２０Ｂがホイールリム１４に固定される。なお、バルブ部２６のタイヤ空室１６側に弾性部材としてのブッシュ２５が設けられることにより、タイヤ空室１６の密閉性が高められている。
【００１３】
車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのケーシング２２は、内部に空間を有する直方体形状に形成され、ケーシング２２内部には、送信機としての機能を有する内蔵ユニットが設けられている。このケーシング２２は、タイヤ１２をホイールリム１４に装着するときの障害となることを抑制するため、ホイールリム外周面１４ａの近傍に配置される。また、ケーシング２２は、車輪径方向に短く形成され、ホイールリム１４の径外側方向への突出を回避するよう、上面が車輪軸方向と略平行となるよう形成されている。ケーシング２２は、ケーシング２２の下面とホイールリム外周面１４ａとの間に間隔が設けられるようにホイールリム１４に取り付けられる。
【００１４】
図２（ａ）は、車輪搭載用通信ユニット２０ＢのＰ断面図であり、図２（ｂ）は、ケーシング２２内部に設けられる内蔵ユニット４０の斜視図である。図２（ａ）に示すように、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのケーシング２２内部には、内蔵ユニット４０が設けられている。内蔵ユニット４０は、ケーシング２２内部の空間をほぼ占有する大きさを有する。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、内蔵ユニット４０はプリント基板３０電池３２、アンテナ３４、圧力センサ３６、および高周波モジュール３８などにより構成される。
【００１５】
電池３２はプリント基板３０の上面に取り付けられている。アンテナ３４はコ字状に形成され、２箇所の端部がプリント基板３０のアンテナ挿通孔に挿通されてプリント基板３０下面においてハンダにより固定されている。圧力センサ３６および高周波モジュール３８は直方体形状に形成され、圧力センサ３６はプリント基板３０上面に、高周波モジュール３８はプリント基板３０下面にそれぞれ固定されている。プリント基板３０がケーシング２２に固定されることにより、プリント基板３０全体がケーシング２２に固定されている。
【００１６】
電池３２は、圧力センサ３６および高周波モジュール３８に電力を供給する。圧力センサ３６は、車輪の状態量の一つであるタイヤ空室１６内の空気圧を検出する。圧力センサ３６において検出された空気圧情報は、高周波モジュール３８において無線により送信するための形式に変換され、アンテナ３４により無線で車体に設けられた受信機（図示せず）に送信される。したがって、アンテナ３４は、車輪１０から車体に設けられた受信機に情報を送信する送信機として機能する。
【００１７】
車体に設けられた受信機は、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂから空気圧情報を受信し、車体に設けられた電子制御ユニットに入力する。電子制御ユニットは、入力された空気圧情報に基づき、車両室内に設けられたディスプレイ（図示せず）に空気圧情報を表示する。これによって、運転者はタイヤ１２の空気圧を容易に確認することができ、タイヤ１２の空気圧の低下やタイヤ１２の破損などを素早く認識することが可能となる。
【００１８】
アンテナ３４は、ケーシング２２内部において、車輪周方向に偏って配置される。具体的には、図２（ａ）に示すように、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのバルブ部２６の方向に向かって、右側に電池３２が配置され、左側にアンテナ３４が配置される。このため、ケーシング２２の右側がホイールリム外周面１４ａに近接するように傾くと、アンテナ３４がホイールリム外周面１４ａから離間する方向に移動する。ケーシング２２の左側がホイールリム外周面１４ａに近接するように傾くと、アンテナ３４がホイールリム外周面１４ａに近づく方向に移動する。
【００１９】
図３は、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのホイールリム１４への取付状態と送信機出力との関係を示す図である。本図に示されるように、偏波面がＨ偏波およびＶ偏波の双方の場合において、アンテナ３４側におけるケーシング下面２２ａとホイールリム１４との間隔と電池３２側における間隔が等間隔の場合に比較して、アンテナ３４側がホイールリム外周面１４ａに近接した場合には、発信電波のホイールリムとの干渉が大きくなるため送信機出力は低下する。一方、アンテナ３４側におけるケーシング下面２２ａとホイールリム１４との間隔と電池３２側における間隔が等間隔の場合に比較して、電池３２側がホイールリム外周面１４ａに近接した場合には、発信電波のホイールリムとの干渉が小さくなるため送信機出力は増加する。
【００２０】
ケーシング２２の車輪周方向の略中央にバルブ部２６が取り付けられる。このため、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂをホイールリム１４に取り付けるためにナット２４を締め付けると、バルブ部２６を中心にケーシング２２が回転し、本図に示すように送信機出力が変動するおそれがある。このような送信機出力の変動を抑制するため、ホイールリム１４に対するケーシング２２の傾きを抑制することが必要となる。
【００２１】
ケーシング２２の傾きを抑制するための対策として、ケーシング２２の下面に突部や台座を設ける構成が考えられる。しかし、様々な車両においてタイヤ空気圧監視システムを導入するために、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂは様々なホイールに対応することが必要とされる。たとえばホイールは径の大きいものや小さいものがある。また、ホイールリムに設けられたバルブ取付孔の位置もホイールのデザインなどによりホイール毎に異なる可能性がある。このため、様々なホイールにおいてケーシング２２の下面に突部や台座を設けることによりケーシング２２の傾きを効果的に抑制し、送信機出力の変動を抑制することは困難である。
【００２２】
このような現象に鑑み、本発明者は、送信機出力安定化させるため鋭意研究を重ね、その結果、広範な種類のホイールへ搭載される場合における、ケーシング下面２２ａとホイールリム外周面１４ａとの間隔の変動に着目するに至った。
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００２４】
図４（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａが搭載された車輪１０の断面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａを視点Ｑから見た図である。なお、一般的な車輪搭載用通信ユニット２０Ｂと同様の箇所については説明を省略する。
【００２５】
車輪搭載用通信ユニット２０Ａは、ケーシング下面２２ａからホイールリム外周面１４ａに向かう方向に突出する突出部４２を有する。図４（ａ）に示すように、突出部４２は、ケーシング２２の車輪軸方向の略中央に設けられる。また、図４（ｂ）に示すように、突出部４２は、ケーシング２２の車輪周方向の端部近傍に設けられる。突出部４２の下端はホイールリム外周面１４ａに当接する。
【００２６】
図５（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａの視点Ｑから見た左側の突出部４２およびその周辺の断面図であり、図５（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａの視点Ｑから見た右側の突出部４２およびその周辺の断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）において、ケーシング２２の車輪周方向の両端部近傍の下面には、挿通孔２２ｄが設けられる。挿通孔２２ｄの上部のケーシング２２内部には、挿通孔２２ｄと同軸に設けられ挿通孔２２ｄよりも内径の大きい円筒形のガイド孔２２ｂが設けられている。
【００２７】
突出部４２は断面がＴ字状の回転体として形成されており、大径部４２ａおよび４２ｂにより構成される。大径部４２ａは、ガイド孔２２ｂの内径よりも微小に小さく形成されている。また小径部４２ｂは、挿通孔２２ｄの内径よりも微小に小さく形成されている。大径部４２ａがガイド孔２２ｂに挿通され、小径部４２ｂが挿通孔２２ｄに挿通されることにより、突出部４２は、ケーシング下面２２ａからホイールリム外周面１４ａに向かう方向に進退可能となる。
【００２８】
ガイド孔２２ｂ内部には、弾性部材であるバネ４４が設けられており、突出部４２の大径部４２ａ上面とガイド孔２２ｂの上底部２２ｃにより、その両端が係止されている。これにより、突出部４２はホイールリム外周面１４ａに向かう方向に付勢され、ホイールリム外周面１４ａに押接される。したがって、バネ４４は、ケーシング２２をホイールリム１４から離間する方向に付勢する付勢手段として機能する。
【００２９】
このように、突出部４２がホイールリム外周面１４ａに向かう方向に進退可能に構成され、且つホイールリム外周面１４ａに向かう方向に付勢されることによって、ケーシング下面２２ａとホイールリム外周面１４ａとの間隔にばらつきがあっても、バネ４４によってそのばらつきを吸収することができるため、広範な種類のホイールへの搭載に対応することが可能となる。また、ケーシング２２の車輪周方向の端部近傍において、ケーシング下面２２ａをホイールリム外周面１４ａから離間する方向に付勢することにより、ケーシング２２にトルクが与えられるバルブ部２６から離れた位置において付勢することができる。このため、小さな付勢力でケーシング２２の傾きを効果的に抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【００３０】
バネ４４は、ケーシング２２が締結時のナット２４の回転方向に回転した場合、および締結解除時のナット２４の回転方向に回転した場合のいずれにおいても、ホイールリム１４との間隔が狭まるケーシング２２の表面がホイールリム１４から離間するように、ボルト部２８にナット２４が締結されるときのトルクによってバネ４４に与えられる力より大きな力で、ケーシング２２を付勢する。これによって、ナット２４の締め付けなどによるケーシング２２の傾きを抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【００３１】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００３２】
突出部４２の代わりに、ケーシング下面２２ａとホイールリム外周面１４ａとの間の間隔を充填するバネやゴムなどの弾性部材が、ケーシング２２の下面の少なくとも一部に設けられても良い。これにより、ケーシング２２の下面に弾性部材を取り付けるという簡易な構成により、広範な種類のホイールへ搭載される場合においても安定した送信機出力を実現することができる。
【００３３】
車輪搭載用通信ユニット２０Ａには、タイヤ空室１６内の温度を検出する温度センサが含まれていても良い。また、車輪搭載用通信ユニット２０Ａは、車輪の状態量としてタイヤ１２に与えられる力や加速度を検出する歪みゲージや加速度センサなどに接続されていてもよい。歪みゲージや加速度センサは、車輪搭載用通信ユニット２０Ａ内部ではなく、タイヤ１２のゴム層内部またはタイヤ１２の内面に設けられていてもよい。温度センサ、歪みゲージ、または加速度センサなどの検出結果はアンテナ３４により、車体に設けられた受信機に送信されてもよい。これにより、検出された車輪の様々な状態量を、安定して送信機出力で送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一般的な車輪搭載用通信ユニットが搭載された車輪の断面図である。
【図２】（ａ）は、車輪搭載用通信ユニットのＰ断面図であり、（ｂ）は、ケーシング内部に設けられる内蔵ユニットの斜視図である。
【図３】車輪搭載用通信ユニットのホイールリムへの取付状態と送信機出力との関係を示す図である。
【図４】（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットが搭載された車輪１０の断面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットを視点Ｑから見た図である。
【図５】（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットの視点Ｑから見た左側の突出部およびその周辺の断面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットの視点Ｑから見た右側の突出部およびその周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 車輪、 １２ タイヤ、 １４ ホイールリム、 １４ａ ホイールリム外周面、 ２０Ａおよび２０Ｂ 車輪搭載用通信ユニット、 ２２ ケーシング、 ２２ａ ケーシング下面、 ３４ アンテナ、 ４２ 突出部、 ４４ バネ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪搭載用通信ユニットに関し、特に、検出された車輪の状態量を車体に設けられた受信機に送信する車輪搭載用通信ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のより安全な走行を実現するために、タイヤの空気圧などの情報を無線で車体側に送信してドライバーに知らせるタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）を車両に設ける技術の開発が進められている。このようなシステムにおいて、検出された車輪の状態量に関する情報を送信する送信機を含む通信ユニットは、検出対象や設置スペースなどの理由から通常タイヤ空室内に設けられる。さらに、通信ユニットはタイヤの着脱作業への影響を低減するために、タイヤ空室内において車輪径外側方向への突出が抑制され、一般的にホイールリム近傍に配置される。
【０００３】
しかし、ホイールリムは通常金属などのにとり形成されるため、通信ユニットをホイールリムにあまりに近づけて配置すると、発信電波がホイールリムと干渉して送信能力を低下させる恐れがある。このため、たとえば特許文献１では、ホイールリムのドロップセンタ部に当接する突部を設けたケーシングを備える送信機が提案されている。また、たとえば特許文献２では、ケーシングとホイールリムの間に台座が設けられた送信機が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−６６８４９号公報
【特許文献２】特開２００２−４６４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献では、通信ユニットは一つのボルト部を有し、これにナットが締結されることによってホイールリム外周外側に固定される技術が記載されている。しかし、通信ユニットは様々な形状のホイールに搭載されるため、ケーシングとホイールリムとの間隔は、搭載されるホイールによって異なるものとなる。上述の特許文献に記載される技術では、ケーシングとホイールリムとの間隔のこのようなバラツキを吸収することは困難である。たとえば突部や台座の高さよりもケーシングとホイールリムとの間隔が大きいホイールに通信ユニットを取り付ける場合、突部や台座とホイールリムとの間にも間隔があいてしまう。このような間隔は通信ユニットの傾きに繋がり、通信ユニットの送信機出力を不安定にさせる可能性がある。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、広範な種類のホイールへ搭載される場合においても、安定した送信機出力を実現する車両搭載用通信ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車輪搭載用通信ユニットは、１つのボルト部を有し、当該ボルト部にナットが締結されることによってホイールリムの外周面外側に固定される通信ユニットにおいて、送信機を支持し、ホイールリムとの間に間隔が設けられた状態で車輪に固定されるケーシングと、前記ケーシングを前記ホイールリムから離間する方向に付勢する付勢手段と、を備える。この態様によれば、ケーシングとホイールリムとの間隔にばらつきがあっても付勢手段によって吸収することができるため、広範な種類のホイールへの搭載に対応することが可能となる。
【０００７】
前記ケーシングの表面からホイールリムに向かう方向に進退可能な突出部をさらに備えてもよい。前記付勢手段は、前記突出部を前記ホイールリムに向かう方向に付勢して前記突出部を前記ホイールリムに押接させてもよい。この態様によれば、突出部を付勢する付勢手段を設けるという簡易な構成により、ケーシングをホイールリムから離間する方向に付勢することができる。
【０００８】
前記付勢手段は、前記ケーシングの車輪周方向の端部近傍において、前記ケーシングをホイールリムから離間する方向に付勢してもよい。この態様によれば、小さい付勢力でケーシングの傾きを効果的に抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【０００９】
前記付勢手段は、前記ケーシングが締結時のナットの回転方向に回転した場合に、ホイールリムとの間隔が狭まる前記ケーシングの表面がホイールリムから離間するように、前記ボルト部にナットが締結されるときのトルクによって前記付勢手段に与えられる力より大きな力で、前記ケーシングを付勢するしてもよい。この態様によれば、ナットの締め付けによるケーシングの傾きを抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広範な種類のホイールへ搭載される場合においても、安定した送信機出力を実現する車両搭載用通信ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、一般的な車輪搭載用通信ユニット２０Ｂが搭載された車輪１０の断面図である。車輪１０は、タイヤ１２およびホイールリム１４を有する。タイヤ１２およびホイールリム１４によって仕切られタイヤ空室１６が形成される。
【００１２】
ホイールリム１４は鉄やアルミニウムなどの金属により形成される。ホイールリム１４のフランジ部１４ｂには、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂが取り付けられる。車輪搭載用通信ユニット２０Ｂは、ケーシング２２、ブッシュ２５、バルブ部２６などを有する。バルブ部２６にはボルト部２８が形成される。バルブ部２６はエア導入孔（図示せず）が設けられており、エア導入孔からタイヤ空室１６にエアを供給することが可能となっている。車輪搭載用通信ユニット２０Ｂは、ホイールリム１４に設けられたバルブ挿通孔にバルブ部２６が挿通され、ナット２４がボルト部２８に螺着されることにより、ブッシュ２５とナット２４とによってフランジ部１４ｂが挟持されホイールリム１４に固定される。これにより、ケーシング２２がタイヤ空室１６内に配置された状態で車輪搭載用通信ユニット２０Ｂがホイールリム１４に固定される。なお、バルブ部２６のタイヤ空室１６側に弾性部材としてのブッシュ２５が設けられることにより、タイヤ空室１６の密閉性が高められている。
【００１３】
車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのケーシング２２は、内部に空間を有する直方体形状に形成され、ケーシング２２内部には、送信機としての機能を有する内蔵ユニットが設けられている。このケーシング２２は、タイヤ１２をホイールリム１４に装着するときの障害となることを抑制するため、ホイールリム外周面１４ａの近傍に配置される。また、ケーシング２２は、車輪径方向に短く形成され、ホイールリム１４の径外側方向への突出を回避するよう、上面が車輪軸方向と略平行となるよう形成されている。ケーシング２２は、ケーシング２２の下面とホイールリム外周面１４ａとの間に間隔が設けられるようにホイールリム１４に取り付けられる。
【００１４】
図２（ａ）は、車輪搭載用通信ユニット２０ＢのＰ断面図であり、図２（ｂ）は、ケーシング２２内部に設けられる内蔵ユニット４０の斜視図である。図２（ａ）に示すように、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのケーシング２２内部には、内蔵ユニット４０が設けられている。内蔵ユニット４０は、ケーシング２２内部の空間をほぼ占有する大きさを有する。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、内蔵ユニット４０はプリント基板３０電池３２、アンテナ３４、圧力センサ３６、および高周波モジュール３８などにより構成される。
【００１５】
電池３２はプリント基板３０の上面に取り付けられている。アンテナ３４はコ字状に形成され、２箇所の端部がプリント基板３０のアンテナ挿通孔に挿通されてプリント基板３０下面においてハンダにより固定されている。圧力センサ３６および高周波モジュール３８は直方体形状に形成され、圧力センサ３６はプリント基板３０上面に、高周波モジュール３８はプリント基板３０下面にそれぞれ固定されている。プリント基板３０がケーシング２２に固定されることにより、プリント基板３０全体がケーシング２２に固定されている。
【００１６】
電池３２は、圧力センサ３６および高周波モジュール３８に電力を供給する。圧力センサ３６は、車輪の状態量の一つであるタイヤ空室１６内の空気圧を検出する。圧力センサ３６において検出された空気圧情報は、高周波モジュール３８において無線により送信するための形式に変換され、アンテナ３４により無線で車体に設けられた受信機（図示せず）に送信される。したがって、アンテナ３４は、車輪１０から車体に設けられた受信機に情報を送信する送信機として機能する。
【００１７】
車体に設けられた受信機は、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂから空気圧情報を受信し、車体に設けられた電子制御ユニットに入力する。電子制御ユニットは、入力された空気圧情報に基づき、車両室内に設けられたディスプレイ（図示せず）に空気圧情報を表示する。これによって、運転者はタイヤ１２の空気圧を容易に確認することができ、タイヤ１２の空気圧の低下やタイヤ１２の破損などを素早く認識することが可能となる。
【００１８】
アンテナ３４は、ケーシング２２内部において、車輪周方向に偏って配置される。具体的には、図２（ａ）に示すように、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのバルブ部２６の方向に向かって、右側に電池３２が配置され、左側にアンテナ３４が配置される。このため、ケーシング２２の右側がホイールリム外周面１４ａに近接するように傾くと、アンテナ３４がホイールリム外周面１４ａから離間する方向に移動する。ケーシング２２の左側がホイールリム外周面１４ａに近接するように傾くと、アンテナ３４がホイールリム外周面１４ａに近づく方向に移動する。
【００１９】
図３は、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂのホイールリム１４への取付状態と送信機出力との関係を示す図である。本図に示されるように、偏波面がＨ偏波およびＶ偏波の双方の場合において、アンテナ３４側におけるケーシング下面２２ａとホイールリム１４との間隔と電池３２側における間隔が等間隔の場合に比較して、アンテナ３４側がホイールリム外周面１４ａに近接した場合には、発信電波のホイールリムとの干渉が大きくなるため送信機出力は低下する。一方、アンテナ３４側におけるケーシング下面２２ａとホイールリム１４との間隔と電池３２側における間隔が等間隔の場合に比較して、電池３２側がホイールリム外周面１４ａに近接した場合には、発信電波のホイールリムとの干渉が小さくなるため送信機出力は増加する。
【００２０】
ケーシング２２の車輪周方向の略中央にバルブ部２６が取り付けられる。このため、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂをホイールリム１４に取り付けるためにナット２４を締め付けると、バルブ部２６を中心にケーシング２２が回転し、本図に示すように送信機出力が変動するおそれがある。このような送信機出力の変動を抑制するため、ホイールリム１４に対するケーシング２２の傾きを抑制することが必要となる。
【００２１】
ケーシング２２の傾きを抑制するための対策として、ケーシング２２の下面に突部や台座を設ける構成が考えられる。しかし、様々な車両においてタイヤ空気圧監視システムを導入するために、車輪搭載用通信ユニット２０Ｂは様々なホイールに対応することが必要とされる。たとえばホイールは径の大きいものや小さいものがある。また、ホイールリムに設けられたバルブ取付孔の位置もホイールのデザインなどによりホイール毎に異なる可能性がある。このため、様々なホイールにおいてケーシング２２の下面に突部や台座を設けることによりケーシング２２の傾きを効果的に抑制し、送信機出力の変動を抑制することは困難である。
【００２２】
このような現象に鑑み、本発明者は、送信機出力安定化させるため鋭意研究を重ね、その結果、広範な種類のホイールへ搭載される場合における、ケーシング下面２２ａとホイールリム外周面１４ａとの間隔の変動に着目するに至った。
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００２４】
図４（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａが搭載された車輪１０の断面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａを視点Ｑから見た図である。なお、一般的な車輪搭載用通信ユニット２０Ｂと同様の箇所については説明を省略する。
【００２５】
車輪搭載用通信ユニット２０Ａは、ケーシング下面２２ａからホイールリム外周面１４ａに向かう方向に突出する突出部４２を有する。図４（ａ）に示すように、突出部４２は、ケーシング２２の車輪軸方向の略中央に設けられる。また、図４（ｂ）に示すように、突出部４２は、ケーシング２２の車輪周方向の端部近傍に設けられる。突出部４２の下端はホイールリム外周面１４ａに当接する。
【００２６】
図５（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａの視点Ｑから見た左側の突出部４２およびその周辺の断面図であり、図５（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニット２０Ａの視点Ｑから見た右側の突出部４２およびその周辺の断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）において、ケーシング２２の車輪周方向の両端部近傍の下面には、挿通孔２２ｄが設けられる。挿通孔２２ｄの上部のケーシング２２内部には、挿通孔２２ｄと同軸に設けられ挿通孔２２ｄよりも内径の大きい円筒形のガイド孔２２ｂが設けられている。
【００２７】
突出部４２は断面がＴ字状の回転体として形成されており、大径部４２ａおよび４２ｂにより構成される。大径部４２ａは、ガイド孔２２ｂの内径よりも微小に小さく形成されている。また小径部４２ｂは、挿通孔２２ｄの内径よりも微小に小さく形成されている。大径部４２ａがガイド孔２２ｂに挿通され、小径部４２ｂが挿通孔２２ｄに挿通されることにより、突出部４２は、ケーシング下面２２ａからホイールリム外周面１４ａに向かう方向に進退可能となる。
【００２８】
ガイド孔２２ｂ内部には、弾性部材であるバネ４４が設けられており、突出部４２の大径部４２ａ上面とガイド孔２２ｂの上底部２２ｃにより、その両端が係止されている。これにより、突出部４２はホイールリム外周面１４ａに向かう方向に付勢され、ホイールリム外周面１４ａに押接される。したがって、バネ４４は、ケーシング２２をホイールリム１４から離間する方向に付勢する付勢手段として機能する。
【００２９】
このように、突出部４２がホイールリム外周面１４ａに向かう方向に進退可能に構成され、且つホイールリム外周面１４ａに向かう方向に付勢されることによって、ケーシング下面２２ａとホイールリム外周面１４ａとの間隔にばらつきがあっても、バネ４４によってそのばらつきを吸収することができるため、広範な種類のホイールへの搭載に対応することが可能となる。また、ケーシング２２の車輪周方向の端部近傍において、ケーシング下面２２ａをホイールリム外周面１４ａから離間する方向に付勢することにより、ケーシング２２にトルクが与えられるバルブ部２６から離れた位置において付勢することができる。このため、小さな付勢力でケーシング２２の傾きを効果的に抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【００３０】
バネ４４は、ケーシング２２が締結時のナット２４の回転方向に回転した場合、および締結解除時のナット２４の回転方向に回転した場合のいずれにおいても、ホイールリム１４との間隔が狭まるケーシング２２の表面がホイールリム１４から離間するように、ボルト部２８にナット２４が締結されるときのトルクによってバネ４４に与えられる力より大きな力で、ケーシング２２を付勢する。これによって、ナット２４の締め付けなどによるケーシング２２の傾きを抑制することができ、安定した送信機出力を実現することができる。
【００３１】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００３２】
突出部４２の代わりに、ケーシング下面２２ａとホイールリム外周面１４ａとの間の間隔を充填するバネやゴムなどの弾性部材が、ケーシング２２の下面の少なくとも一部に設けられても良い。これにより、ケーシング２２の下面に弾性部材を取り付けるという簡易な構成により、広範な種類のホイールへ搭載される場合においても安定した送信機出力を実現することができる。
【００３３】
車輪搭載用通信ユニット２０Ａには、タイヤ空室１６内の温度を検出する温度センサが含まれていても良い。また、車輪搭載用通信ユニット２０Ａは、車輪の状態量としてタイヤ１２に与えられる力や加速度を検出する歪みゲージや加速度センサなどに接続されていてもよい。歪みゲージや加速度センサは、車輪搭載用通信ユニット２０Ａ内部ではなく、タイヤ１２のゴム層内部またはタイヤ１２の内面に設けられていてもよい。温度センサ、歪みゲージ、または加速度センサなどの検出結果はアンテナ３４により、車体に設けられた受信機に送信されてもよい。これにより、検出された車輪の様々な状態量を、安定して送信機出力で送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】一般的な車輪搭載用通信ユニットが搭載された車輪の断面図である。
【図２】（ａ）は、車輪搭載用通信ユニットのＰ断面図であり、（ｂ）は、ケーシング内部に設けられる内蔵ユニットの斜視図である。
【図３】車輪搭載用通信ユニットのホイールリムへの取付状態と送信機出力との関係を示す図である。
【図４】（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットが搭載された車輪１０の断面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットを視点Ｑから見た図である。
【図５】（ａ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットの視点Ｑから見た左側の突出部およびその周辺の断面図であり、（ｂ）は、本実施形態に係る車輪搭載用通信ユニットの視点Ｑから見た右側の突出部およびその周辺の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 車輪、 １２ タイヤ、 １４ ホイールリム、 １４ａ ホイールリム外周面、 ２０Ａおよび２０Ｂ 車輪搭載用通信ユニット、 ２２ ケーシング、 ２２ａ ケーシング下面、 ３４ アンテナ、 ４２ 突出部、 ４４ バネ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのボルト部を有し、当該ボルト部にナットが締結されることによってホイールリムの外周面外側に固定される通信ユニットにおいて、
送信機を支持し、ホイールリムとの間に間隔が設けられた状態で車輪に固定されるケーシングと、
前記ケーシングを前記ホイールリムから離間する方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする車輪搭載用通信ユニット。
【請求項２】
前記ケーシングの表面からホイールリムに向かう方向に進退可能な突出部をさらに備え、
前記付勢手段は、前記突出部を前記ホイールリムに向かう方向に付勢して前記突出部を前記ホイールリムに押接させることを特徴とする請求項１に記載の車輪搭載用通信ユニット。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記ケーシングの車輪周方向の端部近傍において、前記ケーシングをホイールリムから離間する方向に付勢することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪搭載用通信ユニット。
【請求項４】
前記付勢手段は、前記ケーシングが締結時のナットの回転方向に回転した場合に、ホイールリムとの間隔が狭まる前記ケーシングの表面がホイールリムから離間するように、前記ボルト部にナットが締結されるときのトルクによって前記付勢手段に与えられる力より大きな力で、前記ケーシングを付勢することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車輪搭載用通信ユニット。
【請求項１】
１つのボルト部を有し、当該ボルト部にナットが締結されることによってホイールリムの外周面外側に固定される通信ユニットにおいて、
送信機を支持し、ホイールリムとの間に間隔が設けられた状態で車輪に固定されるケーシングと、
前記ケーシングを前記ホイールリムから離間する方向に付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする車輪搭載用通信ユニット。
【請求項２】
前記ケーシングの表面からホイールリムに向かう方向に進退可能な突出部をさらに備え、
前記付勢手段は、前記突出部を前記ホイールリムに向かう方向に付勢して前記突出部を前記ホイールリムに押接させることを特徴とする請求項１に記載の車輪搭載用通信ユニット。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記ケーシングの車輪周方向の端部近傍において、前記ケーシングをホイールリムから離間する方向に付勢することを特徴とする請求項１または２に記載の車輪搭載用通信ユニット。
【請求項４】
前記付勢手段は、前記ケーシングが締結時のナットの回転方向に回転した場合に、ホイールリムとの間隔が狭まる前記ケーシングの表面がホイールリムから離間するように、前記ボルト部にナットが締結されるときのトルクによって前記付勢手段に与えられる力より大きな力で、前記ケーシングを付勢することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車輪搭載用通信ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１４５２５２（Ｐ２００７−１４５２５２Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４４７２４（Ｐ２００５−３４４７２４）
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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