JP7133091B2

JP7133091B2 - バルブコア

Info

Publication number: JP7133091B2
Application number: JP2021519173A
Authority: JP
Inventors: 匠生杉野
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2022-09-07
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: EP3851718A4; USD989705S1; KR20210049917A; USD949779S1; CN112867885A; USD989706S1; US20210387489A1; WO2021059470A1; JPWO2021059470A1; KR102551696B1; EP3851718A1

Description

本開示は、コア装着孔に螺合装着されるバルブコアに関する。

この種のバルブコアとして、コア装着孔の雌ネジ部に螺合されるコア本体が、コア装着孔のうち雌ネジ部より奥側のテーパー部に密着するシールリングと、雌ネジ部に螺合する雄ネジ部とシールリングが外側に嵌合される筒部とを有する支持ベースと、の２部品で構成されているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－０３６９６３号公報（図１参照）

上述した従来のバルブコアにおいては、軽量化が求められている。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様に係るバルブコアは、コア装着孔の雌ネジ部に螺合されるコア本体が、前記コア装着孔のうち前記雌ネジ部より奥側のテーパー部に密着するシールリングと、前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部と前記シールリングが外側に嵌合される筒部とを有する支持ベースと、の２部品で構成され、前記支持ベースを貫通するシャフト部の先端に弁体を有し、その弁体が前記シールリングに当接及び離間して前記コア装着孔を開閉するバルブコアにおいて、前記筒部に、基端部から側方に張り出して設けられ、前記シールリングに基端側から当接しかつ前記テーパー部に当接される張り出し部と、前記支持ベースに、前記張り出し部を含む前記筒部の基端部から基端側に突出して設けられ、前記雄ネジ部を前記雌ネジ部に螺合操作する工具が宛がわれる１対の平坦な工具当接面を有する板状をなし、その側面に前記雄ネジ部の全体が形成された板部と、前記板部に、前記筒部の中心孔の延長線上に貫通形成され、前記筒部の前記中心孔と共に前記シャフト部に挿通されるシャフト受容孔と、を備え、前記シールリングは、断面が四角形のリング状をなしていて、前記張り出し部と前記シールリングとが面当接するバルブコアである。

第１実施形態に係るバルブコアのバルムステムに装着されている状態の断面図バルブコアの断面図バルブコアの斜視図バルブコアの断面図フランジ部付近の拡大断面図雄ネジ部付近の拡大断面図バルブコアの正面図バルブコアの断面図第２実施形態に係るバルブコアの斜視図バルブコアの断面図バルブコアの断面図変形例に係るバルブコアの斜視図変形例に係るバルブコアの正面図変形例に係るバルブコアの断面図変形例に係るバルブコアの断面図変形例に係るバルブコアの断面図変形例に係るバルブコアの斜視図変形例に係るバルブコアの断面図変形例に係るバルブコアの正面図変形例に係るバルブコアの斜視図変形例に係るバルブコアの断面図変形例に係るバルブコアの斜視図変形例に係るバルブコアの断面図

［第１実施形態］
以下、図１～図８に基づいて、第１実施形態のバルブコア１０について説明する。図１において符号５０は、バルブコア１０が装着されるバルブステムであって、同図の上下方向に延びた管状をなし、このバルブステム５０の内側に備えたコア装着孔５２は、例えば図示しないタイヤの内部空間に連通している。そして、コア装着孔５２のうち同図の上方側に向かって開放したチャージ口５３からタイヤ内に圧縮空気がチャージされる。

コア装着孔５２のうちチャージ口５３寄り位置には雌ネジ部５７が形成され、その雌ネジ部５７より奥側には、雌ネジ部５７より内径が小さい縮径部５４が形成されている。また、雌ネジ部５７と縮径部５４との間には、縮径部５４に向かうに従って徐々に内径が小さくなったテーパー部５６が形成されている。バルブコア１０は、チャージ口５３からコア装着孔５２内に挿入されて、雌ネジ部５７に螺合固定されている。

図２に示すように、バルブコア１０は、コア本体１１と、コア本体１１に直動可能に支持された可動シャフト２０（特許請求の範囲中の「シャフト部」に相当する）と、可動シャフト２０をコア本体１１に対して付勢する圧縮コイルバネ３０と、を有する。

可動シャフト２０は、概円柱状のシャフト本体２１の一端部に、弁体２５を取り付けてなる。シャフト本体２１の一端寄り位置には、側方に突出した突出部２２が設けられている。突出部２２は、一端側に、シャフト本体２１の軸方向と直交する直交面２２Ａを有する一方、他端側に、シャフト本体２１の他端側に向かうにつれてシャフト本体２１の外側面に近づくように傾斜した傾斜面２２Ｂを有している。また、シャフト本体２１の他端部には、かしめ加工により側方に突出させてなるバネ係止部２３（特許請求の範囲中の「ヘッド部」に相当する）が設けられている。

弁体２５は、シャフト本体２１の一端部に外側から嵌合する一端有底の嵌合筒部２６（特許請求の範囲中の「円筒体」に相当する）と、嵌合筒部２６の開口から側方に張り出す円環板部２７（特許請求の範囲中の「鍔」に相当する）と、を有するキャップ形状をなしている。そして、弁体２５は、円環板部２７がシャフト本体２１における突出部２２の直交面２２Ａに当接して位置決めされた状態で、嵌合筒部２６がかしめ加工されてシャフト本体２１に固定されている。

次に、コア本体１１について説明する。コア本体１１は、例えば黄銅等の金属で構成され、コア装着孔５２の雌ネジ部５７（図１参照）に螺合する雄ネジ部１２Ｎを有する支持ベース１２と、支持ベース１２に嵌合されたシールリング１９と、の２部品からなる。図２～図４に示すように、支持ベース１２は、コア装着孔５２（図１参照）の挿入方向の先端側から、筒部１３と、板部１５と、を並べて備えている。

筒部１３は、外径がコア装着孔５２のテーパー部５６（図１参照）の内径よりも小さい筒本体１３Ａ（図２及び図４参照）と、筒本体１３Ａの基端部から側方に張り出したフランジ部１３Ｂ（特許請求の範囲中の「張り出し部」に相当する。図３及び図４参照）と、を有している。軸方向において、フランジ部１３Ｂは、筒部１３全体の１／５～１／３倍の大きさをなしている

上述したように、筒部１３には、シールリング１９が装着されている。図４に示すように、シールリング１９は、断面四角形の角リングであり、筒本体１３Ａの外側に嵌合装着され、その基端側面はフランジ部１３Ｂに当接している。また、図４及び図５に示すように、シールリング１９の外径は、フランジ部１３Ｂの外径より僅かに小さくなっていて、シールリング１９の軸方向の長さは、筒本体１３Ａのうちフランジ部１３Ｂより先端側部分の長さよりも大きくなっている。これにより、筒部１３のフランジ部１３Ｂがシールリング１９よりも側方に張り出すとともに、シールリング１９が、筒部１３の先端開口よりも挿入方向の先端側へ突出している。

図３及び図４に示すように、板部１５は、筒部１３の基端面（フランジ部１３Ｂの基端側面を含む）から基端側に突出した縦長の板状をなし、板厚方向で並ぶ１対の平坦な工具当接面１６を有している。板部１５の各工具当接面１６は、筒部１３の基端面と直交していて、図２及び図３に示すように、板部１５の外側面は、筒部１３におけるフランジ部１３Ｂの端面と面一になっている。なお、板部１５の工具当接面１６と筒部１３の基端面との間はＲ面取りされている。

板部１５には、筒部１３の中心孔１３Ｋの延長線上にシャフト受容孔１７が貫通形成されている。シャフト受容孔１７は、板部１５の先端側においては、筒部１３の中心孔と面一になっている一方、板部１５の基端側においては、筒部１３の中心孔１３Ｋよりも内径が小さくなっている。

そして、筒部１３の中心孔１３Ｋ及び板部１５のシャフト受容孔１７を可動シャフト２０が挿通し、圧縮コイルバネ３０が、板部１５の基端側面１５Ａと可動シャフト２０のバネ係止部２３との間で圧縮された状態になってシャフト本体２１に挿通されている。その圧縮コイルバネ３０の弾発力により、弁体２５がシールリング１９に当接し、コア装着孔５２（図１参照）をタイヤ（図示せず）の内部空間に対して閉塞するように付勢されている。

軸方向において、板部１５は、筒部１３の３～５倍程の大きさになっている。つまり、軸方向においては、支持ベース１２の３／４～５／６程を板部が占めている。そして、コア装着孔５２（図１参照）の雌ネジ部５７と螺合する雄ネジ部１２Ｎの全体が、板部１５の基端部に形成されている。また、図６に示すように、雄ネジ部１２Ｎの谷部１２Ｎ１は、筒部１３におけるフランジ部１３Ｂの端面と面一になっている。また、雄ネジ部１２Ｎでは、軸方向において、谷部１２Ｎ１の幅が山部１２Ｎ２の幅よりも大きくなっている。

また、図２及び図７に示すように、板部１５には、シャフト受容孔１７と直交し、１対の工具当接面１６に開口を有する直交孔１８が貫通形成されている。直交孔１８の断面形状は、筒部１３の基端面寄り位置から板部１５の基端側面１５Ａ寄り位置までに亘って延びた縦長の長円状をなしている。この直交孔１８は、シャフト受容孔１７と連通している。

なお、支持ベース１２は、金属製の円柱体を以下のように切削してなる。即ち、例えば、円柱体の先端から基端寄り位置まで断面円形の第１の中心孔が形成され、残りの部分に第１の中心孔より内径が小さい第２の中心孔が形成される。次いで、円柱体の外周面における軸方向の基端部に雄ネジ部１２Ｎが形成されてから、円柱体のうち基端部から３／４～５／６程の部分において、径方向で第２の中心孔を挟んだ両側が切除されて、板部１５が形成される。そして、板部１５に、第１及び第２の中心孔と直交するように直交孔１８が貫通形成される。さらに、板部１５となっていない部分の先端部が、外径が段付き状に縮径されるように切削されてフランジ部１３Ｂを有する筒部１３が形成される。

本実施形態のバルブコア１０の構成は以上である。次に、バルブコア１０の作用効果について説明する。バルブコア１０をコア装着孔５２内に固定するには、バルブコア１０を筒部１３側からコア装着孔５２内に挿入し、コア装着孔５２の雌ネジ部５７と、バルブコア１０の雄ネジ部１２Ｎとを螺合する。この際、図４に示すように、中央にスリットの入った工具１００を板部１５の工具当接面１６に宛がうことで、奥までバルブコア１０を螺合することができる。これら雌雄のネジ部５７，１２Ｎ同士の螺合を深めていくことで、バルブコア１０がコア装着孔５２の奥側に推進し、シールリング１９がテーパー部５６内に進入して密着し、コア本体１１とコア装着孔５２の内面とがシールされる。そして、フランジ部１３Ｂがテーパー部５６に当接したところで、バルブコア１０のコア装着孔５２への装着が完了する。なお、シールリング１９がテーパー部５６との摩擦により軸方向に力を受けても、シールリング１９がフランジ部１３Ｂの先端側面に突き当たり、軸方向の位置ずれが防止される。

図１に示すように、バルブコア１０は、常には、圧縮コイルバネ３０の弾発力によって、可動シャフト２０の弁体２５がコア本体１１のシールリング１９に宛がわれて、閉じた状態になっている。コア装着孔５２を通して図示しないタイヤ内に圧縮空気をチャージするには以下のようである。即ち、バルブステム５０におけるチャージ口５３に、例えばチャージポンプを連結し、コア装着孔５２内に圧縮空気を送り込む。すると、図８に示すように、チャージされた圧縮空気の圧力により、可動シャフト２０が圧縮コイルバネ３０に抗して直動し、弁体２５とシールリング１９との間に隙間が生じ、チャージ口５３側からコア装着孔５２の奥側に圧縮空気が流れ込む。チャージポンプをチャージ口５３から取り外すと、圧縮コイルバネ３０の弾発力又は、その弾発力とコア装着孔５２の奥側の圧力とにより、可動シャフト２０がチャージ口５３側に移動し、弁体２５がコア本体１１のシールリング１９を閉塞した状態に戻る。このとき、コア本体１１の中心軸と可動シャフト２０の中心軸とが多少ずれていても、可動シャフト２０の突出部２２の傾斜面２２Ｂが、シールリング１９又は支持ベース１２の先端開口縁に当接して案内される。

ここで、本実施形態のバルブコア１０では、コア本体１１の支持ベース１２のうち板部１５に、雄ネジ部１２Ｎの全体が形成されている。つまり、雄ネジ部１２Ｎの先端側端部まで又はその先端側端部よりも先端側まで、工具当接面１６より外側が切り欠かれた形状となっているので、従来のバルブコアのように雄ネジ部の途中部分までしか切り欠かれていない構成よりも、軽量化を図ることができる。しかも、軸方向において、板部１５が支持ベース１２の半分以上（本実施形態では、３／４～５／６程）を占めている、つまり、支持ベースの半分以上（本実施形態では、３／４～５／６程）において、工具当接面１６より外側が切り欠かれているので、より軽量化を図ることができる。また、本実施形態では、雄ネジ部１２Ｎにおいて、谷部１２Ｎ１が山部１２Ｎ２よりも幅広になっているので、より軽量化が図られる。

また、フランジ部１３Ｂのうちシールリング１９と反対側の面は、筒部１３の基端面をなしかつ１対の工具当接面１６と直交しているので、より多く切り欠かれることとなり、より軽量化される。さらに、支持ベース１２には、１対の工具当接面１６に開口を有する直交孔１８が形成されているので、さらなる軽量化が図られる。しかも、直交孔１８が筒部１３の中心孔１３Ｋ及びシャフト受容孔１７と連通しているので、開弁時に、筒部１３の中心孔１３Ｋ及びシャフト受容孔１７を通過する流体が直交孔１８からもコア本体１１の外側へ流れるので、開弁時の流体の流れをスムーズにすることができる。また、直交孔１８が、板部１５の長手方向（縦方向）に長い長円形状になっているので、直交孔１８の断面積が大きくなり、さらなる軽量化が図られる。

また、本実施形態では、弁体２５が、別部品であるシャフト本体２１に組み付けられる構成になっているので、例えば、円柱部材を削り出して弁体をシャフト本体に一体形成する構成よりも、可動シャフト２０の製造が容易になる。また、本実施形態では、シールリング１９とフランジ部１３Ｂとが面当接するので、シールリング１９の位置決めが安定する。

［第２実施形態］
図９～１１には、第２実施形態のバルブコア１０Ｗが示されている。図９に示すように、本実施形態のバルブコア１０Ｗでは、筒部１３の基端部に、先端側面（シールリング１９側の面）が軸方向に直交する一方、基端側の面（板部１５側の面）が傾斜して板部１５の工具当接面１６に連絡する張り出し部１３Ｗが設けられている。この構成によれば、支持ベース１２の強度が向上する。なお、この基端側の面が、特許請求の範囲中の「傾斜連絡部１３Ｒ」に相当する。

また、本実施形態では、直交孔１８が、板部１５と張り出し部１３Ｗとに跨って形成されている。なお、本実施形態では、直交孔１８の断面形状が円形となっているが、上記第１実施形態において、直交孔１８の断面形状を円形としてもよい。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、支持ベース１２に直交孔１８が形成されていたが、図１２～１５に示すように、直交孔１８が形成されていなくてもよい（図１２～１５には、第２実施形態において直交孔１８が形成されていないものが例に示されている）。この場合であっても、シャフト受容孔１７の基端側部分（内径が大きい部分）が工具当接面１６に開口し、流体の流れを維持することができる。

（２）図１６に示すように、弁体２５Ｗが可動シャフト２０に一体形成されていてもよい。この場合、シャフト本体２１の先端部に別部品の弁体２５を固定する構成よりもコンパクト化が図られる。

（３）第２実施形態において、直交孔１８が、傾斜連絡部１３Ｒの先端側端部よりも先端側までに亘って形成されていてもよい（図１７～１９参照）。

（４）直交孔１８の断面形状は、長方形であってもよいし、楕円形であってもよい。図２０及び図２１には、第２実施形態において、直交孔１８の断面形状が長方形になったものが示されている。

また、上記実施形態では、圧縮コイルバネ３０が、可動シャフト２０の基端部のバネ係止部２３と板部１５の基端側面１５Ａとの間に配されていたが、図２０及び図２１に示すように、可動シャフト２０の途中部分から側方に張り出した側方突出部２３Ｚと直交孔１８の先端側内側面との間に配されていてもよい。

（５）図２２及び図２３に示すように、支持ベース１２の基端面は、平坦でなく、湾曲して、両隅部が中央部よりも突出していてもよい。また、上記実施形態では、直交孔１８の断面形状が縦長であったが、支持ベース１２の形状に合わせて、横長としてもよい。

（６）上記実施形態では、圧縮空気の流路を開閉するために本発明に係るバルブコアが用いられていたが、圧縮空気の流路に用いられるものに限定されず、どのような流体を流す流路に用いてもよく、例えば、窒素、酸素、又は、エアコン用冷媒等の流路に用いてもよい。

１０バルブコア
１１コア本体
１２支持ベース
１２Ｎ雄ネジ部
１２Ｎ１谷部
１２Ｎ２山部
１３筒部
１３Ｂフランジ部（張り出し部）
１３Ｗ張り出し部
１５板部
１６工具当接面
１７シャフト受容孔
１８直交孔
１９シールリング
２０可動シャフト（シャフト部）
２５弁体
３０圧縮コイルバネ
５２コア装着孔

Claims

コア装着孔の雌ネジ部に螺合されるコア本体が、前記コア装着孔のうち前記雌ネジ部より奥側のテーパー部に密着するシールリングと、前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部と前記シールリングが外側に嵌合される筒部とを有する支持ベースと、の２部品で構成され、
前記支持ベースを貫通するシャフト部の先端に弁体を有し、その弁体が前記シールリングに当接及び離間して前記コア装着孔を開閉するバルブコアにおいて、
前記筒部に、基端部から側方に張り出して設けられ、前記シールリングに基端側から当接しかつ前記テーパー部に当接される張り出し部と、
前記支持ベースに、前記張り出し部を含む前記筒部の基端部から基端側に突出して設けられ、前記雄ネジ部を前記雌ネジ部に螺合操作する工具が宛がわれる１対の平坦な工具当接面を有する板状をなし、その側面に前記雄ネジ部の全体が形成された板部と、
前記板部に、前記筒部の中心孔の延長線上に貫通形成され、前記筒部の前記中心孔と共に前記シャフト部に挿通されるシャフト受容孔と、を備え、
前記シールリングは、断面が四角形のリング状をなしていて、前記張り出し部と前記シールリングとが面当接するバルブコア。
前記シャフト部の軸方向において、前記板部は、前記支持ベースの半分以上を占めている請求項１に記載のバルブコア。
前記張り出し部のうち前記シールリングと反対側の面は、前記１対の工具当接面と直交している請求項１又は２に記載のバルブコア。
前記張り出し部のうち前記シールリングと反対側の面には、前記１対の工具当接面に傾斜して連絡する傾斜連絡部が設けられている請求項１又は２に記載のバルブコア。
前記支持ベースには、前記筒部の軸方向と直交し、前記１対の工具当接面に開口を有する直交孔が貫通形成されている請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載のバルブコア。
前記直交孔の断面形状は、前記板部の長手方向に長い楕円又は長円又は長方形になっている請求項５に記載のバルブコア。
前記シャフト部の基端に形成されて側方に張り出すヘッド部と、
前記板部と前記ヘッド部との間で、前記シャフト部に挿通された圧縮コイルバネとを備える請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のバルブコア。
前記シャフト部の途中部分に形成されて側方に張り出す側方突出部と、
前記支持ベースにおける前記直交孔の先端側内側面と前記側方突出部との間で、前記シャフト部に挿通された圧縮コイルバネとを備える請求項５又は６に記載のバルブコア。
前記弁体は、一端有底の円筒体の他端から鍔が張り出すキャップ形状をなし、前記シャフト部の先端に前記円筒体がカシメ固定されている請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載のバルブコア。
前記雄ネジ部において、谷部の幅が山部の幅よりも大きい請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載のバルブコア。