JP2018188008A

JP2018188008A - 機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造

Info

Publication number: JP2018188008A
Application number: JP2017091839A
Authority: JP
Inventors: 啓太石井; Keita Ishii; 泰通若尾; Yasumichi Wakao; 川眞田　智; Satoshi Kawamata; 智川眞田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2017-05-02
Publication date: 2018-11-29
Also published as: WO2018203467A1; EP3620313A1; CN110461627A; EP3620313A4; EP3620313B1; US20200031178A1

Abstract

【課題】ゴム台座に形成される凹凸部の深さ寸法もしくは高さ寸法が小さくても、機能部品収納ケースの振動や回転を確実に防止できる機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造を提供する。
【解決手段】タイヤ４０の状態を検出する機能部品を収納する機能部品収納ケース２０のタイヤ内面側の面であるケース底面２０ｂに、互いに交差する方向に延長する複数のケース側凹凸部２２〜２４を形成し、タイヤ４０の内面に取付けられて機能部品収納ケース２０を取付けるゴム台座３０のタイヤ４０への取付部である台座底部３１の機能部品収納ケース２０側に、ケース側凹凸部２２〜２４と嵌合する台座側凹凸部３４〜３６を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの状態を検出するセンサモジュール等の機能部品を収納する機能部品収納ケースと、この収納ケースに収納された機能部品をタイヤに取付けるためのゴム台座との嵌合構造に関する。

従来、圧力センサ、温度センサ、加速度センサ等のセンサと、電池又は発電素子と、無線機とを一体化したセンサモジュール等の機能部品が収納されたケース（以下、機能部品収納ケースという）を、ゴム製の台座を介してタイヤの内面に装着して、タイヤ内圧などの走行中のタイヤの状態を検出するとともに、検出されたセンサ情報を車両側に送信する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１では、図７に示すように、機能部品収納ケース５１の底部５２に形成された円形凹部５３を２つの半円状の凹部５３ａ，５３ｂに仕切る仕切凸部５４を設けるとともに、ゴム台座５５の取付部であるタイヤ４０の内面側に設けられた円形凸部５６を２つの半円状の凸部５６ａ，５６ｂに仕切る仕切り凹部５７を形成し、機能部品収納ケース５１をゴム台座５５に装着する際には、前記仕切凸部５３と前記仕切り凹部５７とを嵌合させるようにしている。これにより、タイヤの踏み込み時及び蹴り出し時に機能部品収納ケース５１に加わる慣性力をゴム台座に５５に分散させて支持することができるとともに、突起通過時などにゴム台座５５に加わる衝撃力によって生じる歪みをゴム台座５５の弾性変形により緩和できるので、機能部品収納ケース５１内の機能部品やゴム台座５５の高速耐久性能を確保することができる。

特開２０１５−１６０５１２号公報

しかしながら、特許文献１では、仕切り凹部５７は、ゴム製の円形凸部５６に設けられた溝なので、機能部品収納ケース５１の振動や回転を防止して摩擦熱発生を抑制するためには、１ｍｍ〜２ｍｍ程度の溝深さが必要なだけでなく、仕切り凹部５６で区画された２つの半円状の凸部５６ａ，５６ｂの体積も確保する必要があった。そのためには、円形凸部５６の体積を大きくする必要があるが、円形凸部５６の体積を大きくすると、ゴム台座５５の重量が増加し、その結果、機能部品を装着したときのタイヤのユニフォミティーが低下するおそれがあった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム台座に形成される凹凸部の深さ寸法もしくは高さ寸法が小さくても、機能部品収納ケースの振動や回転を確実に防止できる機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造を提供することを目的とする。

本発明は、タイヤの状態を検出する機能部品を収納する機能部品収納ケースと、前記タイヤの内面に取付けられて前記収納ケースを取付けるゴム台座との嵌合構造であって、前記機能部品収納ケースの前記タイヤ内面側の面であるケース底面に形成された、互いに交差する方向に延長する複数のケース側凹凸部と、前記ゴム台座の前記タイヤへの取付部である台座底部の前記機能部品収納ケース側に形成されて、前記ケース側凹凸部と嵌合する台座側凹凸部とを備えることを特徴とする。
このように、機能部品収納ケースの底部に、互いに交差する方向に延長する複数のケース側凹凸部を設けるとともに、ゴム台座の機能部品収納ケース側に、ケース側凹凸部と嵌合する台座側凹凸部を設けて、踏み込み時や蹴り出し時に機能部品収納ケースに作用する振動や回転をゴム台座にて分散させるようにしたので、台座側凹凸部の深さ寸法がもしくは高さ寸法が小さくても、機能部品収納ケースの振動、回転、及び、摩擦熱発生を効果的に抑制することができる。
また、ケース側凹凸部の本数、長さ、幅、形などを、例えば、ケース底面の中心を通り、タイヤ周方向に直交する方向に延長する直線に対して非対称に形成したので、機能部品の嵌め込み方向が決まっている場合には、機能部品収納ケースをゴム台座に嵌め込む際に、嵌め込み方向を間違えることがない、という利点がある。
なお、嵌め込み方向が決まっている場合としては、例えば、加速度センサなどの場合のように、計測方向が決まっているセンサを搭載する場合や、機能部品収納ケースの重心を蹴り出し側にした場合などが挙げられる。

また、本発明は、前記ケース側凹凸部を、前記予め設定された角度傾いた直線に沿った第１のケース側凹凸部と、前記第１のケース側凹凸部に交差方向に延長して前記第１のケース側凹凸部の一方の側で終端する第２のケース側凹凸部と、前記第１のケース側凹凸部に交差方向に延長して前記第１のケース側凹凸部の他方の側で終端する第３のケース側凹凸部とを備え、前記第２のケース側凹凸部と前記第３のケース側凹凸部とが、前記第１のケース側凹凸部の中心線に対して非対称に形成したものである。
これにより、非対称な凹凸部を容易に作製できるとともに、簡単な構成で、機能部品収納ケースの振動、回転、及び、摩擦熱発生を効果的に抑制することができる。
このとき、前記第２のケース側凹凸部と前記第３のケース側凹凸部とが、ともに、前記第１のケース側凹凸部の延長方向に交差する直線上にあり、かつ、前記第３のケース側凹凸部の幅が前記第２のケース側凹凸部の幅よりも広くなるように形成すれば、凹凸部の形成が更に容易となる。

また、前記ケース側凹凸部の深さ寸法もしくは高さ寸法を、当該機能部品収納ケースの中央部側で大きく周縁部側で小さくすることで、踏み蹴り時における応力をケース端部で支えることができるようにしたので、機能部品収納ケースの振動・回転を更に低減することができる。
また、前記機能部品収納ケースの側面側に側面凹凸部を設け、前記台座底部とは反対側の面であるケース上面に上面凹凸部を設けるとともに、前記台座底部の内面側に前記側面凹凸部と前記上面凹凸部に嵌合する内部凹凸部を設けて、ゴム台座による機能部品収納ケースの把持力を更に高めるようにしたので、機能部品収納ケースの振動・回転を更に低減することができる。
また、前記台座底部の厚さを、中央部側で厚く、周縁部側で薄くすることで、タイヤ内面への貼付け時に生じるゴム台座の中央部の凹みの影響を低減するようにしたので、機能部品収納ケースの保持力を高めることができ、機能部品収納ケースの振動・回転を更に低減することができる。

本発明の実施の形態示す図である。ゴム台座の内部構造を示す図である。機能部品収納ケースの上面図、正面図、及び、底面図を示す図である。ゴム台座の平面図である。ケース側凹凸部の他の例を示す図である。ケース側凹凸部の他の例を示す図である。従来の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係るゴム台座付き機能部品１０と、ゴム台座付き機能部品を構成する機能部品収納ケース２０とゴム台座３０との嵌合構造を示す図、図２はゴム台座３０の内部構造を示す図、図３（ａ）〜（ｃ）は機能部品収納ケース２０の上面図、正面図、及び、底面図を示す図、図４は、ゴム台座３０の平面図である。
図１に示すように、機能部品収納ケース２０の内部には、タイヤ内の温度、圧力、振動等を計測するため加速度センサ２１ａ、電源としての発電素子２１ｂ、加速度センサ２１ａで検出したデータを送信するための無線機２１ｃ等を一体化した機能部品としてのセンサモジュール２１が収納されている。
ゴム台座３０に取付けられた機能部品収納ケース２０は、タイヤ４０の内面側であるインナーライナー部４１に、加速度センサ２１ａの検出方向がタイヤ周方向となるように、接着剤等で貼り付けられる。
以下、図１の上方向であるゴム台座付き機能部品１０のタイヤ４０側とは反対側を上側、タイヤ側を下側、同図の左右方向であるタイヤ周方向を前後方向、同図の紙面に垂直な方向であるタイヤ幅方向を左右方向という。本例では、同図の左側を踏み込み側、右側を蹴り出し側とした。

機能部品収納ケース２０は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、中央部の径が上面２０ａ及び底面２０ｂの径よりも大きな樽型の部材で、底面２０ｂには、底面２０ｂの中心を通りタイヤ幅方向に延長する第１のケース側凹凸部としての第１の溝２２と、蹴り出し側の端部からタイヤ周方向に延長して第１の溝２２で終端する第２のケース側凹凸部としての第２の溝２３と、踏み込み側の端部からタイヤ周方向に延長して第１の溝２２で終端する第３のケース側凹凸部としての第３の溝２４とが形成されている。なお、図１にも示すように、第１〜第３の溝２２〜２４の端面は面取りされており、ゴム台座３０を傷つけないようにしている。
図３（ｃ）の一点鎖線で示す、第１の溝２２の中心線ｍが、機能部品収納ケース２０の底面の中心を通り、タイヤ周方向に対して予め設定された角度（９０°）傾いた直線で、第２の溝２３と第３の溝２４とは、ともに、底面２０ｂの中心を通り中心線ｍに直交する方向（タイヤ周方向）に延長する直線上に位置している。すなわち、第２の溝２３と第３の溝２４とは、第１の溝２２とともに十字形を構成する交差溝２５を形成している。
更に、本例では、第１の溝２２の蹴り出し側に位置する第２の溝２３の溝幅Ｗ_kを、第１の溝２２の踏み込み側に位置する第３の溝２４の溝幅Ｗ_fをよりも広く形成することで、ケース側凹凸部を中心線ｍに対して非対称としている。
なお、第１の溝２２は、第２及び第３の溝２３，２４により、右溝２２ａと左溝２２ｂとに区画されるが、右溝２２ａの溝幅Ｗ_rと、左溝２２ｂの溝幅Ｗ_lとについては、異なっていてもよいし、同じであってもよい。

一方、図１及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、ゴム台座３０は、機能部品収納ケース２０を挿脱するための出入口となる開口部３０ａと、機能部品収納ケース２０を収納する円筒状の収納凹部３０ｂとを有するゴム製の部品で、タイヤ４０の内面であるインナーライナー部４１に固定される円板状の底部（台座底部３１）と、台座底部３１から立ち上がるように形成された側壁部３２と、一端が側壁部３２に接続されて、開口部３０ａを構成する環状の蓋部３３とを備えたゴム製の部材で、台座底部３１の機能部品収納ケース２０側である内側に、第１〜第３の溝２２〜２４とそれぞれ嵌合する第１〜第３の凸部３４〜３６が形成されている。

このように、機能部品収納ケース２０の底面２０ｂに形成するケース側凹凸部を、互いに直交する第１の溝２２と交差溝２５とから構成するとともに、台座底部３１に第１の溝２２、及び、交差溝２５を構成する第２及び第３の溝２３，２４とそれぞれ嵌合する第１〜第３の凸部３４〜３６を形成し、機能部品収納ケース２０をゴム台座３０に取付ける際には、第１〜第３の溝２２〜２４と第１〜第３の凸部３４〜３６とを嵌合させるようにしたので、踏み込み時や蹴り出し時に機能部品収納ケースに作用する力を分散させることができる。したがって、台座側凹凸部である第１〜第３の凸部３４〜３６の高さ寸法が小さくても、機能部品収納ケースの振動、回転、及び、摩擦熱発生を効果的に抑制することができる。
また、第２の溝２３の溝幅Ｗ_kを、第３の溝２４の溝幅Ｗ_fをよりも広く形成することで、ケース側凹凸部である第１〜第３の溝２２〜２４を、第１の溝２２の中心線ｍに対して非対称としたので、機能部品収納ケース２０をゴム台座３０に嵌め込む際に方向性が分からなくなることを防ぐことができる。
なお、図１及び図２に示すように、ゴム台座３０に形成された第１〜第３の凸部３４〜３６は、収納凹部３０ｂの底にあり、蓋部３３側からは全体が見にくいので、蓋部３３の上面に位置決めマーク３０Ｍを設けることが望ましい。位置決めマーク３０Ｍとしては、同図に示すような丸印であってもよいし、星印、三角マーク、矢印などでもよい。

また、本例では、図１に示すように、ケース側凹凸部である第１及び第２の溝２２，２３の深さ寸法を、機能部品収納ケースの中央部側で大きく周縁部側で小さく形成するとともに、図２に示すように、台座側凹凸部である第１及び第２の凸部３４，３５の高さ寸法を中央部側で大きく周縁部側で小さく形成した。
このように、第１及び第２の溝２２，２３の端部の溝深さを浅くすれば、踏み蹴り時における溝の変形を小さくできるとともに、中央部では、機能部品収納ケース２０をゴム台座３０により十分に把持できるので、機能部品収納ケース２０の振動・回転を更に低減することができる。
また、ケース側凹凸部を溝とし、台座側凹凸部を凸部としたので、台座底部３１の厚さを、中央部側で厚く、周縁部側で薄くすることができる。これにより、タイヤ内面への貼付け際に生じるゴム台座３０の中央部の凹みを小さくできるので、機能部品収納ケース２０の保持力を高めることができ、機能部品収納ケースの振動・回転を更に低減することができる。

また、本例では、図１〜図４に示すように、機能部品収納ケース２０の側面２０ｃに側面溝２６を設け、ケース上面２０ａに上面溝２７を設けるとともに、台座底部３１の内面側に側面溝２６に嵌合する内部凸部３７を設け、蓋部３３に上面溝２７に嵌合する蓋側凸部３８を設けている。これにより、ゴム台座３０による機能部品収納ケース２０の把持力を更に高めることができるので、機能部品収納ケースの振動・回転を更に低減することができる。
本例では、側面溝２６を、機能部品収納ケース２０の側面２０ｃの周方向両端部と幅方向両端部の計４箇所に、側面２０ｃの形状に沿って形成される、一定深さの溝とするとともに、側面溝２６の端面についても面取りすることで、ゴム台座３０を傷つけないようにしている。
一方、内部凸部３７は、ゴム台座３０の側壁部３２の内面側の周方向両端部と幅方向両端部とから、収納凹部３０ｂの中央に突出する、台座底部３１から蓋部３３方向に延長する棒状の部材で、それぞれが、側面溝２６に嵌合する。
また、本例の上面溝２７を、上面２０ａの側面溝２６の上面２０ａ側に、側面溝２６と連通する平面視矩形の溝とし、蓋側凸部３８を、ゴム台座３０の内部凸部３７の蓋部３３側に、蓋部３３から収納凹部３０ｂの中央に突出するブロック状とし、この矩形状の溝とブロック状溝とを嵌合するようにしている。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲からかである。

例えば、前記実施の形態では、第２の溝２３と第３の溝２４とにより、第１の溝２２とともに十字溝を構成する交差溝２５を形成したが、図５（ａ）に示すように、第３の溝を２本設けるとともに、第２の溝２３の終端の位置と、第３の溝２４ａ，２４ｂの終端の位置を、タイヤ幅方向にずらしてもよい。
あるいは、図５（ｂ）に示すように、第１の溝２２に交差する２本の交差溝２５ａ，２５ｂを設けるとともに、交差溝２５ａ，２５ｂの蹴り出し側の幅を踏み込み側の幅よりも広くしてもよい。
また、前記実施の形態では、第１の溝２２の中心線ｍを、機能部品収納ケース２０の底面２０ｂの中心を通り、タイヤ周方向に対して予め設定された角度（９０°）傾いた直線（以下、対称線という）としたが、図６（ａ）に示すように、ケース側凹凸部を、第１の溝２２を蹴り出し側にずらした第４の溝２２１と、この第４の溝２２１に交差する第５及び第６の溝２２２，２２３とから成る三角形状としたり、第４の溝２２１と第４の溝２２１に平行な第７の溝２２４を底辺とし、第８及び第９の溝２２５，２２６を脚とした台形状とするなど、方向性が分かるものであれば、対称線ｋとタイヤ周方向に垂直な溝（第１の溝２２または第４の溝）の中心線ｍとは必ずしも一致しなくてもよい。
要は、ケース側凹凸部の本数、長さ、幅、形などが、対称線ｋに対して非対称に形成されていれば、機能部品収納ケース２０をゴム台座３０に嵌め込む際に、嵌め込み方向を間違えることを防ぐことができる。なお、凹凸部端部で回転抑制を行うためには、凹凸部の数をなるべく多くすることが好ましい。
また、前記実施の形態では、機能部品収納ケース２０に第１〜第３の溝（凹部）２２〜２４を設け、ゴム台座３０に第１〜第３の凸部３４〜３６を設けたが、機能部品収納ケース２０側を凸部とし、ゴム台座３０側を凹部としてもよい。

１０ゴム台座付き機能部品、２０機能部品収納ケース、２０ａ上面、
２０ｂ底面、２０ｃ側面、２１センサモジュール、２１ａ加速度センサ、
２１ｂ発電素子、２１ｃ無線機、２２第１の溝、２３第２の溝、
２４第３の溝、２５交差溝、２６側面溝、２７上面溝、
３０ゴム台座、３０ａ開口部、３０ｂ収納凹部、３０Ｍ位置決めマーク、
３１台座底部、３２側壁部、３３蓋部、３４第１の凸部、３５第２の凸部、
３６第３の凸部、３７内部凸部、３８蓋側凸部、
４０タイヤ、４１インナーライナー部、ｍ第１の溝の中心線。

Claims

タイヤの状態を検出する機能部品を収納する機能部品収納ケースと、前記タイヤの内面に取付けられて前記収納ケースを取付けるゴム台座との嵌合構造であって、
前記機能部品収納ケースの前記タイヤ内面側の面であるケース底面に形成された、互いに交差する方向に延長する複数のケース側凹凸部と、
前記ゴム台座の前記タイヤへの取付部である台座底部の前記機能部品収納ケース側に形成されて、前記ケース側凹凸部と嵌合する台座側凹凸部とを備えることを特徴とする機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。
前記複数のケース側凹凸部が、前記ケース底面の中心を通り、タイヤ周方向に対して予め設定された角度傾いた直線に対して非対称に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。
前記ケース側凹凸部は、前記予め設定された角度傾いた直線に沿った第１のケース側凹凸部と、
前記第１のケース側凹凸部に交差方向に延長して前記第１のケース側凹凸部の一方の側で終端する第２のケース側凹凸部と、
前記第１のケース側凹凸部に交差方向に延長して前記第１のケース側凹凸部の他方の側で終端する第３のケース側凹凸部とを備え、
前記第２のケース側凹凸部と前記第３のケース側凹凸部とが、前記第１のケース側凹凸部の中心線に対して非対称に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。
前記第２のケース側凹凸部と前記第３のケース側凹凸部とが、ともに、前記第１のケース側凹凸部の延長方向に交差する直線上にあり、かつ、前記第３のケース側凹凸部の幅が前記第２のケース側凹凸部の幅よりも広いことを特徴とする請求項３に記載の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。
前記ケース側凹凸部の深さ寸法もしくは高さ寸法が、当該機能部品収納ケースの中央部側で大きく周縁部側で小さいことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。
前記機能部品収納ケースの側面側に側面凹凸部を設け、前記台座底部とは反対側の面であるケース上面に上面凹凸部を設けるとともに、前記台座底部の内面側に前記側面凹凸部と前記上面凹凸部に嵌合する内部凹凸部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。
前記台座底部の厚さが、中央部側で厚く、周縁部側で薄いことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の機能部品収納ケースとゴム台座との嵌合構造。