JP3786951B1 - ホイール及びこのホイールに用いられる感圧バルブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤの圧力点検・補充を長期間必要とせず、タイヤの内部圧力を所定圧に保持できるホイールを提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明にかかるホイール１は、ハブ１１とリム１２とを有し、タイヤＴを嵌着するホイール本体と、前記ホイール本体に設けられた高圧気体貯留室Ｓと、前記高圧気体貯留室ＳとタイヤＴ内部との間に設けられた感圧バルブ１６とを備え、前記タイヤＴの内部圧力の低下を前記感圧バルブ１６によって検出することにより、前記高圧気体貯留室Ｓの気体をタイヤＴの内部に充填し、タイヤＴの内部圧力を規定圧力になすことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤの内部圧力が低下した場合であっても、感圧バルブにより自動でタイヤ内部に空気あるいは窒素ガス等の不活性ガス等の気体を補充するホイール及びこのホイールに用いられる感圧バルブの製造方法に関するものである。

一般的な自動車や、航空機などの車輪は、金属製のホイールとゴム製のタイヤの組合せで構成されている。そして、車輪は、車体の方向性等を左右する重要な部品であるため、タイヤが規定圧力であるか否かを日頃から点検し、圧力が低下している場合には、空気等の気体を補充する必要がある。
この点検・補充を怠ると、タイヤの寿命が短くなるばかりでなく、燃費も悪くなり、更には、バーストなどで事故に繋がる危険性もある。

タイヤの圧力は、ゴムの分子の隙間からタイヤ内の気体が漏れてしまうために低下する他、季節が変わり気温の低下と共に、タイヤ内の気体が冷却されて低下する場合もある。
また、ホイールとタイヤとの隙間から気体が漏れることもあり、これはホイールの材質をアルミ合金やマグネシウム合金等に変更したとしても避けられない。
したがって、自動車等のユーザーは、タイヤの圧力の点検を頻繁に行う必要があり、タイヤの圧力が低下している場合には、その都度外部からポンプ等を使用して空気等の気体を補充することになる。

また、上記課題を解決するため、特許文献１において、圧搾空気室を設けたホイールが提案されている。この提案された発明について、図６及び図７に基づいて説明する。
このホイールは、ハブ２１とスポーク２２とリム２３を一体的に形成したホイール２０であって、スポーク２２の部分を中空にした圧搾空気室２４が設けられている。この圧搾空気室２４の一側には圧搾空気吸入バルブ２５が設けられ、圧搾空気室２４内に外部から高圧の空気を供給できるように構成されている。
また圧搾空気室２４には一方弁２６が設けられ、この一方弁２６を介して圧搾空気室２４はリム２３の外周に連通し、リム２３の外周に嵌着したタイヤＴに圧搾空気室２４内の空気を補充できるように構成されている。
このホイールによれば、何らかの原因でタイヤＴの空気圧が低下した場合であっても、一方弁２６を人為的に押して開放することにより、圧搾空気室２４内の高圧空気をリム２３の外周のタイヤＴ内に充填することができ、タイヤＴの内部圧力を上昇させることができる。
実開昭６１−２７７０５号公報

しかしながら、上記提案されたホイールであっても、自動車等のユーザーは、タイヤの空気圧が低下したか否かの面倒な点検作業を行わなければならず、行わない場合には、この提案されたホイールの効果を得ることができない。
また、一方弁の開放操作を人為的に行うため、タイヤ内部の圧力を規定圧力になすには、タイヤの圧力を測定する器具等を用いて測定しながら行う必要があった。
そのため、前記課題を解決すべく、本願発明者は、前記点検作業を行わなくても、常にタイヤの内部圧力を所定圧に保持できるホイールについて鋭意研究し、本願発明を想到するに至った。

本発明は、タイヤの圧力点検・補充を長期間必要とせず、タイヤの内部圧力を所定圧に保持できるホイールを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するためになされた本発明にかかるホイールに用いられる感圧バルブの製造方法は、開口部を有する円筒容器内に、一端に開口部が形成された蛇腹筒と、前記蛇腹筒の開口部に近接して配置される、バルブを押圧するボタンと、前記蛇腹筒とボタンとの間に配置される、両面に接着剤層を有する接着パネルとを収容する工程と、前記工程の後、前記円筒容器を加圧タンク内に収納し、前記加圧タンク内の圧力を上げ、蛇腹筒内をタイヤの規定圧力と同一の圧力とする工程と、前記工程の後、加圧タンク内の圧力を下げ、蛇腹筒を膨張させて、接着パネルを介してボタンを蛇腹筒の開口部に接着し、蛇腹筒を密閉構造とする工程と、前記工程の後、タイヤ内部と高圧気体貯留室との間に設けられたバルブに前記ボタンが接するように、前記円筒容器をホイール本体に組み付ける工程とを含むことを特徴としている。

このような製造方法によれば、密閉構造の蛇腹筒を容易に製作でき、感圧バルブを安価に製造することができる。

また、上記の目的を達成するためになされた本発明にかかるホイールに用いられる感圧バルブの製造方法は、開口部を有する円筒容器内に、一端に開口部が形成されると共にこの開口部近傍に接着層が形成された蛇腹筒と、前記蛇腹筒の開口部に近接して配置される、バルブを押圧するボタンとを収容する工程と、前記工程の後、前記円筒容器を加圧タンク内に収納し、前記加圧タンク内の圧力を上げ、蛇腹筒内をタイヤの規定圧力と同一の圧力とする工程と、前記工程の後、加圧タンク内の圧力を下げ、蛇腹筒を膨張させて、前記接着層を介してボタンを蛇腹筒の開口部に接着し、蛇腹筒を密閉構造とする工程と、前記工程の後、タイヤ内部と高圧気体貯留室との間に設けられたバルブに前記ボタンが接するように、前記円筒容器をホイール本体に組み付ける工程とを含むことを特徴としている。

このように、一端に開口部が形成されると共にこの開口部近傍に接着層が形成された蛇腹筒を用いることにより、上記したような接着パネルを用いる必要がなく、密閉構造の蛇腹筒をより容易に製作でき、感圧バルブをより安価に製造することができる。

更に、上記の目的を達成するためになされた本発明にかかるホイールに用いられる感圧バルブの製造方法は、開口部を有する円筒容器内に、一端に開口部が形成された蛇腹筒と、前記蛇腹筒の開口部に近接して配置されると共に前記開口部に対向する面に接着層が形成された、バルブを押圧するボタンとを収容する工程と、前記工程の後、前記円筒容器を加圧タンク内に収納し、前記加圧タンク内の圧力を上げ、蛇腹筒内をタイヤの規定圧力と同一の圧力とする工程と、前記工程の後、加圧タンク内の圧力を下げ、蛇腹筒を膨張させて、前記接着層を介してボタンを蛇腹筒の開口部に接着し、蛇腹筒を密閉構造とする工程と、前記工程の後、タイヤ内部と高圧気体貯留室との間に設けられたバルブに前記ボタンが接するように、前記円筒容器をホイール本体に組み付ける工程とを含むことを特徴としている。

このように、蛇腹筒の開口部に近接して配置されると共に前記開口部に対向する面に接着層が形成された、バルブを押圧するボタンを用いることにより、上記したような接着パネルを用いる必要がなく、密閉構造の蛇腹筒をより容易に製作でき、感圧バルブをより安価に製造することができる。

本発明にかかるホイールにあっては、タイヤ内部の圧力が何らかの理由で低下した場合には、ホイールに形成された高圧気体貯留室内の高圧気体が、あらかじめ設定された圧力（タイヤ規定圧力）まで、感圧バルブを通ってタイヤ内部に供給され、タイヤの内部圧力を規定圧力まで回復させることができる。

また、この作用は、走行中でも動作するため、釘などの踏み抜いた場合でも急激にタイヤが潰れるのを防ぐことができる。
さらに、パンク等していない正常なタイヤであれば、タイヤの圧力の点検は長期間、行なう必要がなく、気体の補充も長期間行なう必要がなく、いわゆるメンテナンスフリーの安全ホイールを実現できる。

以下、本発明の実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
ここで、図１は本発明にかかるホイールの模式断面図、図２は本発明にかかるホイールのバルブ構造の概略説明図、図３は感圧バルブの製造方法を示す概略説明図である。尚、以下の実施形態の説明にあっては、高圧気体貯留室に空気が貯留され、タイヤ内部に空気が充填される場合について説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、当然に、窒素ガス等の不活性ガス等の気体を用いても良い。

図１に示すように、符号１は、後述する高圧気体貯留室Ｓを有するホイールである。このホイール１は、車体等に取り付けるためのハブ１１と、このハブ１１と接合されて一体となり、タイヤＴを取り付けるためのリム１２と、ハブ１１とリム１２とから形成されるリング状の溝を塞ぐことにより、高圧気体貯留室Ｓを形成する蓋１３とから形成されている。
また、ハブ１１、リム１２及び蓋１３とにより形成される高圧気体貯留室Ｓにはその内部にチューブ１４が設けられ、高圧空気を保持できるように構成されている。このようにチューブ１４を用いているため、気体の洩れを抑制でき、高圧状態を長期間維持することができる。

また、前記蓋１３には、外部のポンプ等（図示せず。）からの空気を、タイヤＴ内及び高圧気体貯留室Ｓのチューブ１４内に充填するためのバルブ１５が設けられている。
このバルブ１５は、図２に示すように、一端が蓋１３の外側に開口し、他端が高圧空気室Ｓのチューブ１４内に開口している。また、バルブ１５は、外部のポンプ等からの空気の充填作業時以外は、バルブコア１５ａにより閉じた状態になっている。

さらに、前記リム１２には、高圧気体貯留室１４のチューブ１４ａ内の空気をタイヤＴに供給するための感圧バルブ１６が設けられている。
この感圧バルブ１６は、図２に示すように、円筒容器１６１内に設けられたバルブ１６２と、タイヤＴの規定圧力と同一の圧力に設定され、タイヤＴの空気圧の変化により、圧縮と膨張を行うアコーディオン状の密閉された蛇腹筒１６３と、前記蛇腹筒１６３の端面に取り付けられ、前記バルブ１６２のバルブコア１６２ａを押圧、あるいはバルブコア１６２ａから離間してバルブ１６２の開閉を行なうボタン１６３ｃと、前記蛇腹筒１６３の位置を調節する調節部１６４とから構成されている。

なお、バルブコア１６２ａには、図示しないスプリングが設けられ、常時、バルブを閉じる方向に付勢している。したがって、この蛇腹筒１６３が前記したように膨張し、前記スプリングの反発力に抗しながらバルブコア１６２ａを押圧することによって、バルブ１６２が開放されように構成されている。

また、リム１２には、タイヤの着脱時等に空気を抜くために用いる補助バルブ１７が設けられている。この補助バルブ１７を用いることにより、タイヤ内の空気を簡単に抜くことができる。
また、この補助バブル１７のバルブコア１７ａを引抜くことにより、タイヤＴの内部にドライバＤを差し込むことができる。前記ドライバＤによって、調節部１６４の突出量を変更し、蛇腹筒１６３の位置を調節することができるように構成されている。このように蛇腹筒１６３の位置を調節することができるため、タイヤＴの規定圧力を調節（変更）することができる。

尚、図２において、バルブコア１６２ａとボタン１６３ｃとの間に隙間が形成されているが、バルブコア１６２ａとボタン１６３ｃとが接するように形成するのが好ましい。同様に、調節部１６４と蛇腹筒１６３の間にも隙間が形成されているが、調節部１６４と蛇腹筒１６３が接するように形成するのが好ましい。

次に、この蛇腹筒１６３の製造方法を図３に基づいて説明する。なお、蛇腹筒１６３の製造方法については特に限定はなく、以下の製造方法以外を用いることもできる。
まず、開口部１６１ａを有する円筒容器１６１の端部に、調節部１６４を取り付ける。そして、この円筒容器１６１内に、一端に細孔の開口部１６３ａが形成された蛇腹筒１６３を収容する。続いて、前記蛇腹筒１６３の開口部１６３ａに近接して、バルブ１６２を押圧するボタン１６３ｃを配置、収容する。更に、前記蛇腹筒１６３とボタン１６３ｃとの間に、両面に接着剤層を有する接着パネル１６３ｂを配置、収容する。そして、図３（ａ）に示すように、これら部材を収容した円筒容器１６１を加圧タンクに収容する。

そして、加圧タンク内の圧力を、タイヤＴの規定の空気圧（例えば、３ｋｇ／ｃｍ²）と同一の圧力になるまで上げる。これにより、加圧された空気は、感圧バルブ１６の円筒容器１６１の周面に設けた開口部１６１ａ及び蛇腹筒１６３の開口部１６３ａを介して蛇腹筒１６３に入り、蛇腹筒１６３内の圧力はタイヤＴの規定の空気圧（３ｋｇ／ｃｍ²）と同一の圧力となる。

その後、加圧タンク内部の圧力を一気に下げると、感圧バルブ１６の円筒容器１６１内部の高圧空気は、その周面に設けた開口部１６１ａから排出されるが、蛇腹筒１６３の開口部１６３ａは細孔であるため、蛇腹筒１６３内の高圧の空気は殆ど排出されない。
その結果、蛇腹筒１６３は膨張し、両面に接着面を有する接着パネル１６３ｂを介してボタン１６３ｃと接着される。即ち、蛇腹筒１６３が膨張することによって、ボタン１６３ｃが接着されると共に、細孔の開口部１６３ａが塞がれて、蛇腹筒１６３は密閉構造になされる。

そして、前記工程終了、タイヤ内部と高圧気体貯留室１４との間に設けられたバルブ１６２のバブルコア１６２ａに前記ボタンが接するように、前記円筒容器１６１をホイール本体に組み付ける。

このような製造方法により、密閉構造の蛇腹筒１６３内の圧力をタイヤＴの規定圧力と同一の圧力になすことができ、しかも容易に製作することができる。
尚、上記実施形態にあっては、接着パネル１６３ｃを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、一端に開口部が形成されると共にこの開口部近傍に接着層が形成された蛇腹筒を用いても良い。あるいはまた、蛇腹筒の開口部に対向する面に接着層が形成されたボタンを用いても良い。
このように、蛇腹筒あるいはボタンに接着層を形成した場合、接着パネルを用いた場合に比べて、上記したような接着パネルを用いる必要がなく、密閉構造の蛇腹筒をより容易に製作でき、感圧バルブをより安価に製造することができる。

次に、このような構成からなるホイール１の動作、作用を説明する。
まず、空気が入っていないタイヤＴを想定して説明すると、外部のポンプ等を用いてバルブ１５から空気を入れる。
このとき、タイヤＴの内部圧力は規定圧力以下であるため、タイヤの規定圧力と同一圧力の蛇腹筒１６３は膨張状態にある。そのため、前記蛇腹筒１６３に取り付けられたボタン１６３ｃがバルブコア１６２ａを押圧し、バルブ１６２は開放した状態におかれている。したがって、前記バルブ１５から導入された空気は、タイヤＴの内部に充填される。

その後、タイヤＴの内部圧力が規定圧力を超えると、蛇腹筒１６３は収縮し、バルブコア１６２ａはボタン１６３ｃの押圧から開放され、図示しないスプリングによってバルブコア１６２ａは、バルブ１６２を閉じる方向に移動する。
その結果、バルブ１６２は閉じられ、タイヤＴの内部への空気の充填は終了する。

そして、タイヤＴの内部への空気の充填が終了しても、更に高圧気体貯留室Ｓのチューブ１４内へ空気を供給し続けることにより、チューブ１４の内部圧力をタイヤＴの内部圧力よりも高圧とすることができる。
その後、バルブ１５からの空気の供給を止めても、チューブ１４の内部はバルブ１５により密閉状態が維持されるため、高圧状態がそのまま保持されることになる。

次に、走行中などにタイヤＴの内部圧力が低下した場合の動作、作用について説明する。
タイヤＴの内部圧力が規定圧力よりも低下すると、感圧バルブ１６の円筒容器１６１内の圧力もタイヤＴの規定圧力より低下する。その結果、タイヤの規定圧力と同一の圧力に保持された蛇腹筒１６３は膨張し、ボタン１６３ｃがスプリングの反発力に抗しながらバルブ１６２の開放方向に押圧する。
これにより、感圧バルブ１６は開放され、チューブ１４内の高圧空気がタイヤＴの内部に供給される。
そして、タイヤＴの内部圧力が規定圧力を超えると、感圧バルブ１６の円筒容器１６１内の圧力もタイヤＴの規定圧力より高くなる。その結果、タイヤの規定圧力と同一の圧力に保持された蛇腹筒１６３は圧縮され、前記スプリングの反発力によってバルブ１６２は閉じる方向に移動する。
これにより、感圧バルブ１６は閉じられ、チューブ１４内への高圧空気のタイヤＴの供給は終了する。

以上のように、タイヤＴ内部の圧力が何らかの理由で低下した場合には、ホイール１に設けられた高圧気体貯留室Ｓ（チューブ１４）内部の高圧空気を、あらかじめ設定された圧力（タイヤＴの規定圧力）に達するまで、感圧バルブ１６を介してタイヤＴの内部に供給することができる。
しかも、感圧バルブ１６は規定圧力で開閉するため、タイヤの圧力を測定する器具等を用いることなく、タイヤの内部圧力を所定の圧力になすことができる。
更に、高圧気体貯留室Ｓ（チューブ１４）内部の高圧空気を、あらかじめ設定された圧力（タイヤＴの規定圧力）に達するまで、感圧バルブ１６を介してタイヤＴの内部に供給するように構成されているため、タイヤＴの空気圧の点検を長期間行う必要がなく、また空気の補充を長期間行う必要がなく、いわゆるメンテナンスフリーの安全ホイールを実現できる。

次に、本発明にかかるホイールの他の実施形態を説明する。
まず、図４に示した他の実施形態は、長距離を長時間ノンストップで走る長距離バスやトラック用のホイールであって、ハブ１１、リム１２の形状を変え、高圧気体貯留室Ｓの形状を大きく形成したホイールである。
これホイールによれば、タイヤの空気圧の点検がより長期間不要で、更に空気の補充をより長期間行なう必要がなく、いわゆるメンテナンスフリーのより高い、安全ホイールを実現できる。

また、図５に示した他の実施形態は、高圧気体貯留室Ｓ内のチューブ１４を省略したホイールであって、このホイールの場合には、ホイール１のハブ１１、リム１２及び蓋１３により形成される高圧気体貯留室Ｓを密閉するために、これらの接合部分にシールドを施す作業が必要となる。

一般的な自動車、各種作業車、航空機等のホイールとして、好適に用いることができる。

図１は、本発明にかかるホイールの模式断面図である。 図２は、本発明にかかるホイールのバルブ構造の概略説明図である。 図３は、感圧バルブの製造方法を示す概略説明図である。 図４は、本発明にかかるホイールの他の実施形態を示す模式断面図である。 図５は、本発明にかかるホイールのチューブを使用しない高圧気体貯留室の説明図である。 図６は、従来の圧搾空気室を備えたホイールの側面図である。 図７は、従来の圧搾空気室を備えたホイールの要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ ホイール
１１ ハブ
１２ リム
１３ 蓋
１４ チューブ
１５ バルブ
１５ａ バルブコア
１６ 感圧バルブ
１６１ 円筒容器
１６２ バルブ
１６２ａ バルブコア
１６３ 蛇腹筒
１６４ 調節部
１７ 補助バルブ
１７ａ バルブコア
Ｓ 高圧気体貯留室
Ｔ タイヤ

Claims (3)

1. 開口部を有する円筒容器内に、一端に開口部が形成された蛇腹筒と、前記蛇腹筒の開口部に近接して配置される、バルブを押圧するボタンと、前記蛇腹筒とボタンとの間に配置される、両面に接着剤層を有する接着パネルとを収容する工程と、
   前記工程の後、前記円筒容器を加圧タンク内に収納し、前記加圧タンク内の圧力を上げ、蛇腹筒内をタイヤの規定圧力と同一の圧力とする工程と、
   前記工程の後、加圧タンク内の圧力を下げ、蛇腹筒を膨張させて、接着パネルを介してボタンを蛇腹筒の開口部に接着し、蛇腹筒を密閉構造とする工程と、
   前記工程の後、タイヤ内部と高圧気体貯留室との間に設けられたバルブに前記ボタンが接するように、前記円筒容器をホイール本体に組み付ける工程とを含むことを特徴とするホイールに用いられる感圧バルブの製造方法。
2. 開口部を有する円筒容器内に、一端に開口部が形成されると共にこの開口部近傍に接着層が形成された蛇腹筒と、前記蛇腹筒の開口部に近接して配置される、バルブを押圧するボタンとを収容する工程と、
   前記工程の後、前記円筒容器を加圧タンク内に収納し、前記加圧タンク内の圧力を上げ、蛇腹筒内をタイヤの規定圧力と同一の圧力とする工程と、
   前記工程の後、加圧タンク内の圧力を下げ、蛇腹筒を膨張させて、前記接着層を介してボタンを蛇腹筒の開口部に接着し、蛇腹筒を密閉構造とする工程と、
   前記工程の後、タイヤ内部と高圧気体貯留室との間に設けられたバルブに前記ボタンが接するように、前記円筒容器をホイール本体に組み付ける工程とを含むことを特徴とするホイールに用いられる感圧バルブの製造方法。
3. 開口部を有する円筒容器内に、一端に開口部が形成された蛇腹筒と、前記蛇腹筒の開口部に近接して配置されると共に前記開口部に対向する面に接着層が形成された、バルブを押圧するボタンとを収容する工程と、
   前記工程の後、前記円筒容器を加圧タンク内に収納し、前記加圧タンク内の圧力を上げ、蛇腹筒内をタイヤの規定圧力と同一の圧力とする工程と、
   前記工程の後、加圧タンク内の圧力を下げ、蛇腹筒を膨張させて、前記接着層を介してボタンを蛇腹筒の開口部に接着し、蛇腹筒を密閉構造とする工程と、
   前記工程の後、タイヤ内部と高圧気体貯留室との間に設けられたバルブに前記ボタンが接するように、前記円筒容器をホイール本体に組み付ける工程とを含むことを特徴とするホイールに用いられる感圧バルブの製造方法。

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