JP2013244754A - タイヤバルブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】センサユニットからタイヤバルブが外れることを防止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。
【解決手段】タイヤバルブユニット１０は、車両用ホイールＨに装着されるタイヤバルブ２０と、車両用ホイールＨに装着されたタイヤ内に配置されるとともに、タイヤ内の状態を検出するセンサユニット３０と、を一体化してなる。センサユニット３０は第１及び第２係止片４１，４２を備えるとともに、タイヤバルブ２０は第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂを備え、第１及び第２係止片４１，４２と第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂとの係止によりタイヤバルブ２０とセンサユニット３０が一体化されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ホイールに装着されるタイヤバルブと、車両用ホイールに装着されたタイヤ内に配置されるとともに、タイヤ内の状態を検出するセンサユニットと、を一体化してなるタイヤバルブユニットに関する。

従来から、車両用タイヤにおける空気圧等のタイヤ内の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いる。このタイヤ状態監視装置に用いられるタイヤバルブユニットは、タイヤバルブと、センサユニットとが一体化されてなるとともに、車両用ホイールのリムに装着されている。タイヤバルブとセンサユニットとを一体化する構造として、例えば、特許文献１が挙げられる。

図７に示すように、特許文献１に開示のタイヤバルブユニット８０において、タイヤバルブ８１の基部８１ａ側には環状の溝８２が形成されている。また、ケーシング８３の外面には溝８３ａが形成されるとともに、溝８３ａの近傍にはスナップ嵌合縁８３ｂが形成されている。ケーシング８３には、溝８３ａ及びスナップ嵌合縁８３ｂを利用してスプリング８４が取り付けられる。スプリング８４は、Ｃ字状に折り曲げて形成されるとともに、先端側に二股状のフォーク部８５を備えている。

そして、スプリング８４は、フォーク部８５とは反対側の基端部８６を溝８３ａに嵌め込むとともに、基端部８６をスナップ嵌合縁８３ｂに嵌合させることでケーシング８３に取り付けられている。このスプリング８４は、ケーシング８３の外面に沿って弾性的に曲がるように形成されている。

そして、タイヤバルブ８１のフォーク部８５にタイヤバルブ８１の基部８１ａ側が挿入されるとともに、スプリング８４にタイヤバルブ８１が保持され、タイヤバルブ８１とケーシング８３とが一体に連結されるようになっている。

特表２００４−５３０５９４号公報

ところが、特許文献１のタイヤバルブユニット８０においては、スプリング８４は、その基端部８６をケーシング８３の溝８３ａに嵌め込むことで一体化されている。よって、タイヤバルブユニット８０に、タイヤの回転に伴い発生する遠心力が作用したとき、スプリング８４がケーシング８３から外れてしまい、タイヤバルブ８１がケーシング８３から外れてしまう恐れがあった。

本発明は、センサユニットからタイヤバルブが外れることを防止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。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両用ホイールに装着されるタイヤバルブと、前記車両用ホイールに装着されたタイヤ内に配置されるとともに、前記タイヤ内の状態を検出するセンサユニットと、を一体化してなるタイヤバルブユニットであって、前記センサユニットが複数の係止片を備えるとともに、前記タイヤバルブが複数の係止溝を備え、前記係止片と前記係止溝との係止により前記タイヤバルブと前記センサユニットが一体化されている。

これによれば、複数の係止片と、対応する複数の係止溝とが係止すると、タイヤバルブとセンサユニットとの間に係止箇所が複数形成される。このため、タイヤバルブユニットに、タイヤの回転に伴い発生する遠心力が作用しても、その遠心力を複数の係止箇所で受け止めて、タイヤバルブがセンサユニットから外れることを防止することができる。

また、前記複数の係止片は、前記タイヤの径方向に沿って前記センサユニットのケースから立設された一対の係止片であり、前記係止溝は、前記一対の係止片が係止可能に前記タイヤバルブの外周面に凹設された一対の係止溝であってもよい。

これによれば、複数の係止箇所の中でも最小数の係止箇所でタイヤバルブとセンサユニットを一体化でき、簡単な構成でセンサユニットとタイヤバルブを一体化することができる。また、例えば、センサユニットとタイヤバルブを螺合によって一体化する場合と比べると、タイヤバルブとセンサユニットの一体化、及びタイヤバルブとセンサユニットの分離を簡単に行うことができる。

また、前記一対の係止片のうち少なくとも一方は、前記タイヤの径方向に対し交差する方向に開口する形状に形成されていてもよい。
これによれば、タイヤの径方向に沿ったタイヤバルブの外側には、係止片が位置している。このため、タイヤの回転に伴い、タイヤバルブに対してタイヤの径方向外側に向けた遠心力が作用しても、その遠心力を係止片により受け止め、タイヤバルブが遠心力を受けて係止片から抜け出ることを確実に防止することができる。

また、前記一対の係止片は開口する向きが逆になっていてもよい。
これによれば、タイヤの径方向に沿ったタイヤバルブの外側には、一対の係止片が位置している。このため、タイヤの回転に伴い、タイヤバルブに対してタイヤの径方向外側に向けた遠心力が作用しても、その遠心力を一対の係止片で受け止めることができる。さらに、一対の係止片の開口する向きが逆になっていることから、タイヤバルブにタイヤの周方向への力が作用し、万一、一方の係止片からタイヤバルブが抜け出ても、その抜け出た方向には、他方の係止片が位置している。このため、他方の係止片からはタイヤバルブは抜け出ず、タイヤバルブが係止片から抜け出ることを防止することができる。

本発明によれば、センサユニットからタイヤバルブが外れることを防止することができる。

実施形態のタイヤバルブユニットのリムへの装着状態を示す斜視図。 実施形態のタイヤバルブユニットを示す部分断面側面図。 （ａ）はタイヤバルブユニットを示す斜視図、（ｂ）はセンサユニットを示す斜視図。 係止片の別例を示す斜視図。 係止片の別例を示す斜視図。 係止片の別例を示す斜視図。 背景技術を示す図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１及び図２に示すように、タイヤバルブユニット１０は、車両用ホイールＨのリム１１に装着されるタイヤバルブ２０と、このタイヤバルブ２０に一体化されるとともに、車両用ホイールＨに装着されたタイヤ１２内に配置されるセンサユニット３０とから構成されている。

図２に示すように、タイヤバルブ２０は、金属材料により筒状に形成されるバルブステム２１の外周面にゴム製の胴体部２２が装着されて形成されている。また、バルブステム２１内には導入路２１ａが形成されている。タイヤバルブ２０において、胴体部２２のセンサユニット３０側（基端側）の外周面には絶縁材料により円環状に形成された装着溝２４が凹設されている。バルブステム２１の先端側にはバルブ機構（図示せず）が内蔵されるとともに、バルブステム２１の先端にはキャップ２６が装着されている。そして、タイヤバルブ２０は、装着溝２４が、リム１１における装着孔１１ａの内周面に密接した状態で装着孔１１ａに嵌合されることでリム１１に装着されている。したがって、本実施形態のタイヤバルブ２０は、スナップインタイプのバルブである。

また、タイヤバルブ２０において、バルブステム２１の基端側は、胴体部２２より突出するとともに、この突出端部によってセンサユニット３０との連結部２７が形成されている。連結部２７の先端側外周面には、第１係止溝２７ａが連結部２７の周方向の全周に亘って凹設されている。また、連結部２７において、第１係止溝２７ａよりも基端側外周面には、第２係止溝２７ｂが連結部２７の周方向の全周に亘って形成されている。

次に、センサユニット３０について説明する。センサユニット３０のケース３１は、樹脂材料により形成されるとともに、ケース３１内には検出部が収容されている。そして、検出部は、種々の電子部品やバッテリ、アンテナ等から構成され、リム１１に装着されるタイヤ１２内の状態（内部空気圧等）を検出する機能や、検出したタイヤ１２の状態を車室内に設けられる受信装置（図示略）に送信する送信機能等を備えている。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ケース３１の上面には、第１係止片４１と第２係止片４２とがタイヤ１２の径方向に沿って延びるように設けられ、この第１係止片４１と第２係止片４２とは対向する位置に設けられている。第１及び第２係止片４１，４２は、タイヤ１２の径方向に沿った上部が開口する横Ｃ字状に形成されている。そして、第１及び第２係止片４１，４２は、それぞれ対向する一対の爪片４１ａ，４２ａを備えるとともに、各爪片４１ａ，４２ａは弾性変形可能に形成されている。具体的には、各爪片４１ａ，４２ａは、対向する爪片４１ａ，４２ａの間隔を広げる方向へ弾性変形可能であるとともに、原形状に復帰可能になっている。

各爪片４１ａ，４２ａの先端には係止突部４１ｂ，４２ｂが互いに近付く方向に向けて突設されるとともに、係止突部４１ｂ，４２ｂ同士の間には隙間が形成されている。一対の爪片４１ａ，４２ａ同士は、それぞれ外周端から内周端に向けて互いに近付くように形成され、隙間は第１及び第２係止片４１，４２の外周側から内周側に向かうに従い徐々に狭くなっている。また、各爪片４１ａ，４２ａの内周端には、当接縁４１ｆ，４２ｆが円弧状に形成されている。

一対の爪片４１ａ，４２ａの間であり、当接縁４１ｆ，４２ｆより奥側には、タイヤバルブ２０の連結部２７が挿通可能な挿通口４１ｄ，４２ｄが形成されている。また、一対の爪片４１ａ，４２ａの間であり、タイヤ１２の径方向に沿って、係止突部４１ｂ，４２ｂ間の隙間と対向する位置には、支持片４１ｃ，４２ｃが形成されている。

そして、図３（ａ）に示すように、第１係止片４１の係止突部４１ｂ間の隙間には、連結部２７の第１係止溝２７ａを圧入可能になっており、第２係止片４２の係止突部４２ｂ間の隙間には、連結部２７の第２係止溝２７ｂを圧入可能になっている。そして、第１係止片４１の間に連結部２７を圧入すると、一対の爪片４１ａが間隔を広げる方向に弾性変形するとともに、連結部２７が通過し、挿通口４１ｄに挿通されると、一対の爪片４１ａは原形状に復帰する。同時に、第２係止片４２の間に連結部２７を圧入すると、一対の爪片４２ａが間隔を広げる方向に弾性変形するとともに、連結部２７が通過し、挿通口４２ｄに挿通されると、一対の爪片４２ａは原形状に復帰する。

そして、連結部２７が挿通口４１ｄ，４２ｄに挿通されると、第１係止溝２７ａに第１係止片４１の当接縁４１ｆが当接しつつ係止するとともに、第１係止溝２７ａに支持片４１ｃが係止しながら連結部２７が支持片４１ｃに支持される。また、第２係止溝２７ｂに第２係止片４２の当接縁４２ｆが当接しつつ係止するとともに、第２係止溝２７ｂに支持片４２ｃが係止しながら連結部２７が支持片４２ｃに支持される。その結果、当接縁４１ｆ，４２ｆの各係止溝２７ａ，２７ｂの当接により、第１及び第２係止片４１，４２の隙間からのタイヤ１２の径方向に沿った連結部２７の抜け出しが規制される。また、各係止突部４１ｂ，４２ｂの各係止溝２７ａ，２７ｂへの係止により、第１及び第２係止片４１，４２の挿通口４１ｄ，４２ｄからの連結部２７の軸方向に沿った抜け出しが規制される。その結果、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０が一体化される。

図２及びに図３（ｂ）示すように、第１係止片４１及び第２係止片４２は、係止用金具４４をセンサユニット３０のケース３１にインサート成形することによりセンサユニット３０に設けられている。係止用金具４４は、第１係止片４１の基端と、第２係止片４２の基端とを連結片４３によって連結されてなるコ字状に形成されている。そして、センサユニット３０の成形時に、連結片４３がケース３１に埋込まれるとともに、第１係止片４１及び第２係止片４２がケース３１の外面から突出するようにインサートされる。

次に、タイヤバルブユニット１０の作用について説明する。
タイヤバルブユニット１０のセンサユニット３０とタイヤバルブ２０との連結構造において、センサユニット３０の上面には第１係止片４１と第２係止片４２が設けられている。そして、第１係止片４１の当接縁４１ｆがタイヤバルブ２０の第１係止溝２７ａに係止するとともに、第２係止片４２の当接縁４２ｆがタイヤバルブ２０の第２係止溝２７ｂに係止している。すなわち、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０との間には係止箇所が２箇所形成されている。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）タイヤバルブユニット１０のセンサユニット３０に第１係止片４１と第２係止片４２をタイヤ１２の径方向に沿って突設するとともに、タイヤバルブ２０の連結部２７に第１係止溝２７ａと第２係止溝２７ｂを形成した。そして、第１係止片４１を第１係止溝２７ａに係止させるとともに、第２係止片４２を第２係止溝２７ｂに係止させ、タイヤバルブユニット１０を一体化した。すなわち、第１及び第２係止片４１，４２と、第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂとの係止により、タイヤ１２の径方向に沿ったタイヤバルブ２０の抜け出し、及び連結部２７の軸方向に沿ったタイヤバルブ２０の抜け出しを防止した。そして、タイヤバルブユニット１０においては、タイヤバルブ２０に対して第１及び第２係止片４１，４２の２箇所が係止しているため、タイヤバルブ２０がセンサユニット３０から外れることを防止することができる。

（２）第１及び第２係止片４１，４２の隙間から挿通口４１ｄ，４２ｄにセンサユニット３０の連結部２７を挿通し、第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂと第１及び第２係止片４１，４２を係止させるだけで、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０を一体化することができる。例えば、タイヤバルブ２０の連結部２７に雄ねじを形成し、センサユニット３０に雌ねじを形成して、雄ねじと雌ねじの螺合でタイヤバルブ２０とセンサユニット３０を一体化する場合と比べると、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０を簡単に一体化することができる。

（３）第１及び第２係止片４１，４２において、係止突部４１ｂ，４２ｂ間の隙間は、連結部２７の外径より短くなっている。したがって、第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂと第１及び第２係止片４１，４２を係止させた状態で、タイヤバルブ２０にタイヤ１２の径方向外側に向けた遠心力が作用しても、連結部２７が隙間から抜け出ることを防止することができる。

（４）第１及び第２係止片４１，４２の爪片４１ａ，４２ａを、その間隔を広げる方向へ弾性変形させ、センサユニット３０の連結部２７を抜き出すだけで、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０を分離することができる。例えば、タイヤバルブ２０の連結部２７に雄ねじを形成し、センサユニット３０に雌ねじを形成して、雄ねじと雌ねじの螺合でタイヤバルブ２０とセンサユニット３０を一体化する場合と比べると、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０を簡単に分離することができる。

（５）第１係止片４１及び第２係止片４２は、係止用金具４４の一部であり、この係止用金具４４をセンサユニット３０のケース３１にインサート成形することで、第１及び第２係止片４１，４２がケース３１から突設されている。よって、ケース３１から分離不能な第１及び第２係止片４１，４２がタイヤバルブ２０の連結部２７に係止しているため、タイヤバルブ２０がセンサユニット３０から外れることを防止することができる。

（６）第１係止片４１及び第２係止片４２に、支持片４１ｃ，４２ｃを形成した。そして、挿通口４１ｄ，４２ｄに連結部２７が挿通された状態で、支持片４１ｃ，４２ｃに連結部２７を支持させつつ、第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂに係止可能にした。よって、係止突部４１ｂ，４２ｂに加え、支持片４１ｃ，４２ｃも第１及び第２係止溝２７ａ，２７ｂに係止し、連結部２７の軸方向に沿った第１及び第２係止片４１，４２からの抜け出しをより確実に防止することができる。また、支持片４１ｃ，４２ｃにより連結部２７を支持できるため、挿通口４１ｄ，４２ｄ内で連結部２７を安定した状態に支持することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、第１及び第２係止片４１，４２を、タイヤ１２の径方向に沿った上部が開口する形状に形成したが、これに限らない。図４に示すように、第１係止片４１を、タイヤ１２の径方向に対し交差する方向に向けて開口するようにＣ字状に形成する。また、第２係止片４２においても、タイヤ１２の径方向に対し交差する方向に向けて開口するようにＣ字状に形成する。よって、挿通口４１ｄ，４２ｄに挿通された連結部２７に対し、タイヤ１２の径方向に沿った連結部２７の外側には、爪片４１ａ，４２ａが位置することになる。このとき、第１係止片４１が開口する向きと、第２係止片４２が開口する向きを逆にし、第１係止片４１と第２係止片４２の向きを逆にする。

このように構成すると、第１及び第２係止片４１，４２の挿通口４１ｄ，４２ｄに挿通された連結部２７に対し、タイヤ１２の径方向外側に向けた遠心力が作用しても、連結部２７より径方向外側に位置する各爪片４１ａ，４２ａによって、遠心力を受けた連結部２７が第１及び第２係止片４１，４２から抜け出ることが防止される。

さらに、第１係止片４１と第２係止片４２で開口する向きが逆になっているため、連結部２７に対し、タイヤ１２の周方向に向けた力が作用しても、いずれか一方の爪片４１ａ，４２ａによって、連結部２７が周方向への力を受けて第１係止片４１及び第２係止片４２から抜け出ることが防止される。

○ 実施形態では、第１及び第２係止片４１，４２を横Ｃ字状に形成したが、これに限らない。図５に示すように、第１係止片４１を環状に形成し、爪片４１ａを削除するとともに、挿通口４１ｄのみを形成する。また、第２係止片４２においては、タイヤ１２の径方向に対し交差する方向に向けて開口するように第２係止片４２をＣ字状に形成する。

このように構成すると、第１及び第２係止片４１，４２の挿通口４１ｄ，４２ｄに挿通された連結部２７に対し、タイヤ１２の径方向外側に向けた遠心力が作用しても、第１係止片４１において、連結部２７より径方向外側に位置する第１係止片４１そのものによって、連結部２７が第１係止片４１から抜け出ることが防止される。さらに、第２係止片４２がＣ字状をなしていても、連結部２７に対し、径方向外側には爪片４２ａが位置しているため、連結部２７がタイヤ１２の径方向への力を受けても第２係止片４２から抜け出ることが防止される。

○ 実施形態では、第１及び第２係止片４１，４２をＣ字状に形成したが、これに限らない。図６に示すように、第１係止片４１を円環状に形成し、爪片４１ａを削除するとともに、挿通口４１ｄのみを形成する。また、第２係止片４２においては、隙間が、タイヤ１２の径方向に沿って開口するように第２係止片４２を横Ｃ字状に形成する。

○ 実施形態では、センサユニット３０に第１係止片４１と第２係止片４２を設けたが、さらに、別に係止片を設け、センサユニット３０が３つ以上の係止片を備える構成としてもよい。この場合、タイヤバルブ２０には、別の係止溝を設け、３つ以上の係止溝を備える。

○ 実施形態では、係止用金具４４をセンサユニット３０のケース３１にインサート成形して一体化したが、これに限らない。ケース３１の上面に対し、係止用金具４４の連結片４３を載置するとともに、この連結片４３を固定部材（ねじ、ボルト・ナット）によってケース３１に固定して、係止用金具４４をケース３１に一体化してもよいし、接着剤によってケース３１に接着して、係止用金具４４をケース３１に一体化してもよい。

○ 実施形態では、係止用金具４４を、第１係止片４１と第２係止片４２の基端側を連結片４３で連結して一体化したものとし、連結片４３をケース３１にインサート成形したが、これに限らない。第１係止片４１と第２係止片４２は、別体であってもよく、それら第１係止片４１の基端側及び第２係止片４２の基端側をケース３１にインサート成形して一体化してもよい。

○ 実施形態では、タイヤバルブ２０をスナップインタイプとしたが、これに限らない、タイヤバルブ２０は、車両用ホイールＨのリム１１に対し締結されてリム１１に装着されるクランプインタイプであってもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について追記する。
（イ）前記一対の係止片は弾性変形可能に形成されている請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載のタイヤバルブユニット。

Ｈ…車両用ホイール、１０…タイヤバルブユニット、１２…タイヤ、２０…タイヤバルブ、２７ａ…第１係止溝、２７ｂ…第２係止溝、３０…センサユニット、３１…ケース、４１…第１係止片、４２…第２係止片。

Claims (4)

1. 車両用ホイールに装着されるタイヤバルブと、
   前記車両用ホイールに装着されたタイヤ内に配置されるとともに、前記タイヤ内の状態を検出するセンサユニットと、
   を一体化してなるタイヤバルブユニットであって、
   前記センサユニットが複数の係止片を備えるとともに、
   前記タイヤバルブが複数の係止溝を備え、
   前記係止片と前記係止溝との係止により前記タイヤバルブと前記センサユニットが一体化されていることを特徴とするタイヤバルブユニット。
2. 前記複数の係止片は、前記タイヤの径方向に沿って前記センサユニットのケースから立設された一対の係止片であり、前記係止溝は、前記一対の係止片が係止可能に前記タイヤバルブの外周面に凹設された一対の係止溝である請求項１に記載のタイヤバルブユニット。
3. 前記一対の係止片のうち少なくとも一方は、前記タイヤの径方向に対し交差する方向に開口する形状に形成されている請求項２に記載のタイヤバルブユニット。
4. 前記一対の係止片は開口する向きが逆になっている請求項３に記載のタイヤバルブユニット。