JP4741444B2 - タイヤバルブユニット - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ状態監視装置に用いられ、車両用ホイールのリムへの適切な装着構造を有するタイヤバルブユニットに関するものである。

従来から、車両用タイヤにおける空気圧等のタイヤ状態を車室内で監視するタイヤ状態監視装置が知られており、これに用いられるタイヤバルブユニットが種々提案されている。このタイヤバルブユニットは、一般的に、バルブ本体から延出する硬質筒状部材、例えば金属管のバルブステムを有するタイヤバルブと、バルブステムを囲繞する例えばゴム製の弾性筒状部材と、この弾性筒状部材に装着する空気圧センサ等のタイヤセンサとを備えてなり、その弾性筒状部材を介して車両用ホイールのリムに装着される。

例えば、特許文献１にて示されるタイヤバルブユニットでは、タイヤバルブのバルブステムを囲繞するようにその外周面に密着させて弾性筒状部材が設けられており、該弾性筒状部材の外周面には装着溝が周方向に環状に設けられている。タイヤバルブは、その弾性筒状部材の装着溝内にリムのバルブ装着孔の内周部を嵌入させて装着される、所謂スナップイン装着構造によりリムに対して装着される。そして、リムに装着されたタイヤバルブには、弾性筒状部材においてリム内側に開口するその開口部にタイヤセンサの嵌合部が圧入されて装着される。
特開２００１−１７４３５６号公報

ところで、上記構成のタイヤバルブユニットでは、弾性筒状部材の装着溝内にリムのバルブ装着孔の内周部を嵌入する際、装着溝を構成する該溝の側壁一方（外側の側壁）を圧縮させてバルブ装着孔を挿通させる必要がある。このとき、上記のように弾性筒状部材がバルブステムを囲繞するようにその外周面に密着させて設けられていると、該弾性筒状部材の中心部に硬質な部材であるバルブステムが存在することから、該弾性筒状部材が内径側に圧縮し難くなっている。そのため、弾性筒状部材の圧縮の際に比較的大きな力を要することとなって、タイヤバルブユニットのリムへの装着が行い難いという問題がある。

また、このようなタイヤバルブユニットにおいては、走行中に大きな衝撃や振動を受ける車両用ホイールのリムに装着されることから、リムからの脱落防止やリムとの間のシール性向上というように、リムへの装着を確実に行う必要もある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両用ホイールのリムへの装着を容易かつ確実とすることができるタイヤバルブユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、バルブ本体から延出する硬質筒状部材と該硬質筒状部材を囲繞するように設けられる弾性筒状部材とを有するタイヤバルブと、前記タイヤバルブに固定されて車両用ホイールのリムの内側に配置され該リムに装着されるタイヤの状態を検出するタイヤセンサとを備えてなり、前記リムに設けられるバルブ装着孔の内周部を前記弾性筒状部材の外周面に設けた装着溝に嵌入させて前記リムに前記弾性筒状部材を介して装着されるタイヤバルブユニットであって、前記タイヤバルブの前記硬質筒状部材に前記タイヤセンサが固定されるとともに、前記弾性筒状部材の前記装着溝に対応する位置から前記リムの内側方向に向けて開口する環状空間部が、前記弾性筒状部材に形成、若しくは前記弾性筒状部材と前記硬質筒状部材とに跨って形成されており、前記環状空間部は、前記バルブ装着孔の内周部が前記弾性筒状部材の装着溝に嵌入された状態で、同環状空間部にタイヤ内部の空気圧が付与され得るように前記リムの内側方向に向けて開口していることをその要旨とする。

この発明では、タイヤバルブは、バルブ本体から延出する硬質筒状部材と該硬質筒状部材を囲繞するように設けられる弾性筒状部材とを備えており、その硬質筒状部材にタイヤセンサが固定されるとともに、ホイールリムのバルブ装着孔に装着される装着溝に対応する位置からリムの内側方向に向けて開口する環状空間部がその弾性筒状部材若しくは弾性筒状部材と硬質筒状部材とに跨って形成される。これにより、バルブ装着孔の内周部を弾性筒状部材の装着溝に嵌入させて装着する際に、該装着溝の一方の側壁がバルブ装着孔の内周部にて圧縮変形されるが、その装着溝部分まで設けられる環状空間部側に撓むことでその側壁の変形が変形し易くなるため、弾性筒状部材のリムへの装着が容易である。また、タイヤ内部に空気が注入されると、弾性筒状部材のリムの内側方向に向く開口部を通じて環状空間部に空気圧が付与され、弾性筒状部材の装着溝部分がリムのバルブ装着孔の内周面に十分に押圧される。しかもこの場合、弾性筒状部材の開口部側は自由端とされてタイヤセンサが硬質筒状部材側に固定されて他の部材が装着されないため、その空気圧を受けて装着溝部分を含む弾性筒状部材が径方向外側（リム側）に阻害されることなく容易に拡張され、装着溝部分のリムへの押圧力が十分得られる。つまり、リムからのタイヤバルブユニットの脱落が確実に防止されるとともに、弾性筒状部材とリムとの間に十分なシール性を確保できる。また、タイヤセンサがタイヤバルブの硬質筒状部材に固定されることから、タイヤセンサをタイヤバルブに強固に固定することが可能となり、走行中に大きな衝撃や振動を受けてもタイヤセンサの脱落を確実に防止することもできる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤバルブユニットにおいて、前記タイヤセンサは、前記硬質筒状部材に螺着により固定されていることをその要旨とする。
この発明では、タイヤセンサはタイヤバルブの硬質筒状部材に螺着により固定されるため、タイヤセンサをより強固に固定できる。また、タイヤセンサの着脱も可能なため、タイヤバルブやタイヤセンサを個々に交換でき、再利用できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタイヤバルブユニットにおいて、前記タイヤセンサと前記硬質筒状部材との螺着部分に弛み止め構造が用いられていることをその要旨とする。

この発明では、タイヤセンサとタイヤバルブの硬質筒状部材との螺着部分に弛み止め構造が用いられるため、タイヤセンサをより強固に固定できる。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のタイヤバルブユニットにおいて、前記タイヤセンサには、前記硬質筒状部材との螺着するための硬質部材よりなるナット部材がインサート成形にて一体的に備えられていることをその要旨とする。

この発明では、タイヤセンサには硬質部材よりなるナット部材がインサート成形にて一体的に備えられ、該ナット部材がタイヤバルブの硬質筒状部材と螺着される。これにより、タイヤセンサをより強固に固定できる。

請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載のタイヤバルブユニットにおいて、前記タイヤセンサには、前記硬質筒状部材との螺着するためのナット部が一体的に形成されていることをその要旨とする。

この発明では、タイヤセンサにはナット部が一体的に形成され、該ナット部がタイヤバルブの硬質筒状部材と螺着される。これにより、部品点数を少なくできる。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のタイヤバルブユニットにおいて、前記環状空間部は、前記弾性筒状部材の軸方向において、同弾性筒状部材の前記装着溝に対応する位置全体に亘って設けられていることをその要旨とする。

従って、上記記載の発明によれば、車両用ホイールのリムへの装着を容易かつ確実とすることができるタイヤバルブユニットを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１〜図３は、本実施の形態のタイヤバルブユニットＵを示す。本実施の形態のタイヤバルブユニットＵは、車両用タイヤ内の空気圧や温度等のタイヤ状態を監視するタイヤ状態監視装置に用いられるものであり、タイヤバルブ１とタイヤセンサ２を結合して構成され、車両用ホイールのリムＲに設けられるバルブ装着孔Ｒｈに装着される。

タイヤバルブ１は、バルブ機構部品Ｖが金属製のバルブ本体１０内に収容され、バルブ本体１０からバルブステム１２が一体的に延出形成されている。このバルブステム１２は金属製であるが、硬質筒状部材であれば樹脂製でもよく、バルブ本体１０とは別体に形成して接合することとしてもよい。このバルブステム１２は、延出方向の端部がリムＲの内側まで延びており、そのリムＲ部分から端部に向けて縮径となる縮径部１３を有している。縮径部１３の端部側外周面には、ネジ山が刻設されてなるネジ部１４が設けられている。バルブステム１２は、その長手方向中央部に設けられる膨出部１１からバルブステム１２の延出方向の端部側がゴム製の弾性筒状部材１５に囲繞されている。

弾性筒状部材１５は、バルブステム１２の膨出部１１から縮径部１３の間の外周面に一体成形により固着され該バルブステム１２を囲繞するように形成されており、外周面がテーパ状（バルブ本体１０側が縮径となるテーパ状）に形成されたゴム部材である。弾性筒状部材１５の一端側（反バルブ本体１０側）の外側面には、径方向に延出しリムＲの外側面と係合する環状の第１係合部１６が一体的に形成され、径方向に延出しリムＲの内側面と係合する環状の第２係合部１７が第１係合部１６とリムＲの厚さ相当分の間隔を有して一体的に形成されている。尚、第１係合部１６及び第２係合部１７は、本実施の形態では、何れも環状凸部であるが、複数の突起を連続して形成し外周に沿って隙間を有するように構成することもできる。これら第１及び係合部１６，１７間には、リムＲのバルブ装着孔Ｒｈの内周部が嵌入される装着溝１８が形成されている。

また、弾性筒状部材１５には、リムＲの内側に開口部１９を有する凹設部２０が設けられている。凹設部２０は、その開口部１９側ほど拡開するテーパ状をなしている。凹設部２０は、バルブステム１２の縮径部１３とともにそのバルブステム１２周りに環状をなす環状空間部Ｓを形成している。つまり、環状空間部Ｓは、開口部１９から弾性筒状部材１５の装着溝１８に対応する位置まで設けられており、弾性筒状部材１５の開口部１９側を自由端部としている。

一方、タイヤセンサ２のハウジング２１は樹脂製容器で、図３及び図４に示すように形成され、センサユニット（図示略）が収容された後、リムＲの内側面に対向する側の開口が蓋体２２によって閉塞されるように構成されている。尚、このセンサユニットは、種々の電子部品やバッテリ、アンテナ等で構成され、車両用ホイールのリムＲに装着されるタイヤの状態（空気圧等）を検出する機能や、検出したタイヤの状態を車室内側に送信する送信機能等を備えて構成されるものである。

ハウジング２１には、バルブステム１２に設けたネジ部１４に螺着するためのステンレス等の金属製のナット部材２３がインサート成形にて一体的に備えられている。このナット部材２３は金属製であるが、硬質部材であれば樹脂製でもよい。また、本実施の形態のナット部材２３は、フリクションリング２４を一体に備えて弛み止め構造としたものが用いられている。因みに、ハウジング２１は、ハウジング２１をバルブステム１２のネジ部１４に螺着させた際、弾性筒状部材１５の開口部１９を閉塞するものではなく、該弾性筒状部材１５の開口部１９側の弾性変形及び環状空間部Ｓへの空気の流通を妨げない形状にて形成されている。そして、ハウジング２１をバルブステム１２のネジ部１４に螺着させると、該ハウジング２１の側方に開口する連通路２５がバルブステム１２に設けたバルブ機構部品Ｖと連通する連通路２６と連通する。

次に、上記構成のタイヤバルブユニットＵの組み付け及び車両用ホイールのリムＲへの装着について説明する。
図３のようにそれぞれ個別であったタイヤバルブ１のバルブステム１２のネジ部１４にタイヤセンサ２のナット部材２３が螺着され、図１のように一体的となるタイヤバルブユニットＵが構成される。この場合、タイヤバルブ１とタイヤセンサ２との組み付けは、それぞれ硬質の部材よりなるバルブステム１２とナット部材２３との螺着による結合よりなるため、相互間の結合は強固であり、加えてナット部材２３にゆるみ止め構造のものを用いていることから、その結合はより一層強固なものとなっている。従って、走行中に大きな衝撃や振動を受けてもタイヤセンサ２のタイヤバルブ１からの脱落がより確実に防止される構造となっている。

このように組み付けられてなるタイヤバルブユニットＵは、バルブ本体１０の外周部に装着されるキャップ３側からリムＲのバルブ装着孔Ｒｈに挿通され、弾性筒状部材１５をキャップ３側に引っ張って該弾性筒状部材１５の第１係合部１６を内径側に圧縮させてリムＲのバルブ装着孔Ｒｈを挿通させる。そして、第１，第２係合部１６，１７間の装着溝１８にバルブ装着孔Ｒｈの内周部が嵌入されることで、タイヤバルブ１（タイヤバルブユニットＵ）が弾性筒状部材１５を介してリムＲに装着され、タイヤセンサ２がリムＲの内側に配置される。この装着の際、弾性筒状部材１５の内側では、装着溝１８部分まで環状空間部Ｓが形成されていることから、第１係合部１６の圧縮変形時にその環状空間部Ｓ側に撓むことで該係合部１６が変形し易くなっており、弾性筒状部材１５のリムＲへの装着が容易となっている。

そして、キャップ３を外してバルブ本体１０から連通路２５，２６を介してタイヤ内部に空気が注入されると、弾性筒状部材１５の開口部１９を通じて環状空間部Ｓに空気圧（所謂、背圧）が付与され、弾性筒状部材１５の第１，第２係合部１６，１７間の装着溝１８部分がリムＲのバルブ装着孔Ｒｈの内周面に十分に押圧される。この場合、弾性筒状部材１５の開口部１９側は自由端で他の部材が装着されていないため、その空気圧を受けて装着溝１８部分を含む弾性筒状部材１５が径方向外側（リムＲ側）に阻害されることなく容易に拡張され、装着溝１８部分のリムＲへの押圧力が十分得られる構造となっている。つまり、リムＲからのタイヤバルブユニットＵの脱落が確実に防止されるとともに、弾性筒状部材１５とリムＲとの間に十分なシール性を確保できるように構成されている。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態では、タイヤバルブ１はバルブ本体１０から延出するバルブステム１２と該バルブステム１２を囲繞するように設けられる弾性筒状部材１５とを備えており、そのバルブステム１２にタイヤセンサ２が固定されるとともに、ホイールリムＲのバルブ装着孔Ｒｈに装着される装着溝１８に対応する位置からリムＲの内側方向に向けて開口する環状空間部Ｓがその弾性筒状部材１５とバルブステム１２とに跨って形成されている。これにより、バルブ装着孔Ｒｈの内周部を弾性筒状部材１５の装着溝１８に嵌入させて装着する際に、該装着溝１８の一方の側壁である第１係合部１６がバルブ装着孔Ｒｈの内周部にて圧縮変形されるが、その装着溝１８部分まで設けられる環状空間部Ｓ側に撓むことでその第１係合部１６の変形が変形し易くなるため、弾性筒状部材１５のリムＲへの装着を容易とすることができる。

（２）本実施の形態では、タイヤ内部に空気が注入されると、弾性筒状部材１５のリムＲの内側方向に向く開口部１９を通じて環状空間部Ｓに空気圧が付与され、弾性筒状部材１５の装着溝１８部分がリムＲのバルブ装着孔Ｒｈの内周面に十分に押圧されることとなる。しかもこの場合、弾性筒状部材１５の開口部１９側は自由端とされてタイヤセンサ２がバルブステム１２側に固定されて他の部材が装着されないため、その空気圧を受けて装着溝１８部分を含む弾性筒状部材１５が径方向外側（リムＲ側）に阻害されることなく容易に拡張され、装着溝１８部分のリムＲへの押圧力を十分得ることができる。つまり、リムＲからのタイヤバルブユニットＵの脱落を確実に防止できるとともに、弾性筒状部材１５とリムＲとの間に十分なシール性を確保することができる。

（３）本実施の形態では、タイヤセンサ２がタイヤバルブ１の硬質筒状部材であるバルブステム１２に固定されることから、タイヤセンサ２をタイヤバルブ１に強固に固定することができ、走行中に大きな衝撃や振動を受けてもタイヤセンサ２の脱落を確実に防止することもできる。この場合、
（４）本実施の形態では、タイヤセンサ２はタイヤバルブ１の硬質筒状部材であるバルブステム１２に螺着により固定されるため、タイヤセンサ２をより強固に固定することができる。また、タイヤセンサ２の着脱も可能なため、タイヤバルブ１やタイヤセンサ２を個々に交換でき、再利用することができる。

（５）本実施の形態では、タイヤセンサ２に硬質部材よりなるナット部材２３がインサート成形にて一体的に備えられ、該ナット部材２３がタイヤバルブ１のバルブステム１２と螺着される。これにより、タイヤセンサ２をより強固に固定することができる。

（６）本実施の形態では、ナット部材２３はフリクションリング２４を有して弛み止め構造をなしているため、これによってもタイヤセンサ２をより強固に固定することができる。

尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、環状空間部Ｓを弾性筒状部材１５とバルブステム１２とに跨って形成したが、例えば図５に示すように、主として弾性筒状部材１５側、若しくは完全に弾性筒状部材１５側に環状空間部Ｓを形成してもよい。

即ち、図５に示す形態では、バルブステム１２の縮径部１３の外周面に弾性筒状部材１５の一部を開口部１９の近傍まで延設させた延設部１５ａを設け、主として弾性筒状部材１５側に環状空間部Ｓが形成されてなる。因みに、この延設部１５ａを開口部１９まで若しくは開口部１９以上に延設すれば、環状空間部Ｓを弾性筒状部材１５側に設けることになる。このように環状空間部Ｓを設けても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。加えて、延設部１５ａを設けることで弾性筒状部材１５のバルブステム１２に対する固着面積が拡大するため、バルブステム１２に対して弾性筒状部材１５をより確実に固着することができる。

・上記実施の形態では、タイヤセンサ２（ハウジング２１）にナット部材２３をインサート成形にて一体的に備える構成としたが、例えば図６及び図７に示すように、ナット部材を用いず、タイヤセンサ２のハウジング２１にナット部２１ａを一体に形成してもよい。このようにすれば、部品点数を少なくすることができる。またこの場合、タイヤセンサ２のハウジング２１にナット部２１ａを一体に形成するような場合に、バルブステム１２のネジ部１４表面に固着剤を塗布した特殊加工を施し、該固着剤による弛み止め構造を採用してもよい。このようにすれば、上記実施の形態と同様に、タイヤセンサ２をより強固に固定することができる。

因みに、図６に示す形態では、弾性筒状部材１５に延設部１５ａを設けず、環状空間部Ｓを弾性筒状部材１５とバルブステム１２とに跨って形成した形態であり、図７に示す形態では、弾性筒状部材１５に開口部１９まで延びる延設部１５ａを設け、環状空間部Ｓを弾性筒状部材１５側に形成した形態である。

・上記実施の形態では、バルブステム１２とタイヤセンサ２との螺着部分に弛み止め構造（フリクションリング２４やネジ部１４表面に固着剤を塗布した特殊加工）を採用しているが、特に弛み止め構造を用いていなくともよい。

・上記実施の形態では、バルブステム１２側を雄ネジ（ネジ部１４）とし、タイヤセンサ２側を雌ネジ（ナット部材２３、ナット部２１ａ）としたが、雄ネジと雌ネジの関係を逆としてもよい。

本実施の形態のタイヤバルブユニットの断面図である。 本実施の形態のタイヤバルブユニットの装着状態を示す側面図である。 本実施の形態のタイヤバルブユニットの組付け前を示す断面図である。 本実施の形態のタイヤバルブユニットの要部拡大断面図である。 別例におけるタイヤバルブユニットの断面図である。 別例におけるタイヤバルブユニットの断面図である。 別例におけるタイヤバルブユニットの断面図である。

符号の説明

１…タイヤバルブ、２…タイヤセンサ、１０…バルブ本体、１２…硬質筒状部材としてのバルブステム、１５…弾性筒状部材、１８…装着溝、２１ａ…ナット部、２３…ナット部材、Ｓ…環状空間部、Ｒ…リム、Ｒｈ…バルブ装着孔、Ｕ…タイヤバルブユニット。

Claims (6)

1. バルブ本体から延出する硬質筒状部材と該硬質筒状部材を囲繞するように設けられる弾性筒状部材とを有するタイヤバルブと、前記タイヤバルブに固定されて車両用ホイールのリムの内側に配置され該リムに装着されるタイヤの状態を検出するタイヤセンサとを備えてなり、前記リムに設けられるバルブ装着孔の内周部を前記弾性筒状部材の外周面に設けた装着溝に嵌入させて前記リムに前記弾性筒状部材を介して装着されるタイヤバルブユニットであって、
   前記タイヤバルブの前記硬質筒状部材に前記タイヤセンサが固定されるとともに、前記弾性筒状部材の前記装着溝に対応する位置から前記リムの内側方向に向けて開口する環状空間部が、前記弾性筒状部材に形成、若しくは前記弾性筒状部材と前記硬質筒状部材とに跨って形成されており、
   前記環状空間部は、前記バルブ装着孔の内周部が前記弾性筒状部材の装着溝に嵌入された状態で、同環状空間部にタイヤ内部の空気圧が付与され得るように前記リムの内側方向に向けて開口していることを特徴とするタイヤバルブユニット。
2. 請求項１に記載のタイヤバルブユニットにおいて、
   前記タイヤセンサは、前記硬質筒状部材に螺着により固定されていることを特徴とするタイヤバルブユニット。
3. 請求項２に記載のタイヤバルブユニットにおいて、
   前記タイヤセンサと前記硬質筒状部材との螺着部分に弛み止め構造が用いられていることを特徴とするタイヤバルブユニット。
4. 請求項２又は３に記載のタイヤバルブユニットにおいて、
   前記タイヤセンサには、前記硬質筒状部材との螺着するための硬質部材よりなるナット部材がインサート成形にて一体的に備えられていることを特徴とするタイヤバルブユニット。
5. 請求項２又は３に記載のタイヤバルブユニットにおいて、
   前記タイヤセンサには、前記硬質筒状部材との螺着するためのナット部が一体的に形成されていることを特徴とするタイヤバルブユニット。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のタイヤバルブユニットにおいて、
   前記環状空間部は、前記弾性筒状部材の軸方向において、同弾性筒状部材の前記装着溝に対応する位置全体に亘って設けられていることを特徴とするタイヤバルブユニット。

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