JP4006485B2 - タイヤ用空気バルブ - Google Patents

Description

本発明は、構造を簡易化でき、生産性の向上及びコスト削減を図りうるとともに、気密維持に対する信頼性を高めうるタイヤ用空気バルブに関する。

四輪車、二輪車などの自動車用タイヤに用いられるタイヤ用空気バルブとして、従来、図１１（Ａ）に記載する如き構造のものが使用されている（非特許文献１）。

日本規格協会 ＪＩＳ Ｄ４２０７の自動車用タイヤバルブ

同図には、スナップイン式のバルブが例示されており、図中の符号ａ１はリムに固定されるバルブステムのゴム座部、符号ａ２はバルブステム本体、符号ｃは前記バルブステム本体ａ２の内孔内に装着されるバルブコアである。又バルブコアは、軸ｃ１、頭ｃ２、胴パッキンｃ３、胴ｃ４、弁パッキンｃ５、弁パッキン受けｃ６、バネｃ７、バネ受けｃ８などの部品から形成されており、空気注入部に高圧空気源が接続されると、図１１（Ｂ）に主要部を示すように、その圧力によって軸ｃ１、弁パッキンｃ５、弁パッキン受けｃ６が一体となって下降し、弁パッキンｃ５と胴ｃ４下端との間が開いて隙間ｇが形成される。そして、この隙間ｇから前記バルブステム本体ａ２の内孔を通ってタイヤ内部に空気が注入されることとなる。

しかしこのような従来の空気バルブは、構造が複雑で部品点数も多いことから、生産効率を損ねるとともにコストの上昇を招くという問題がある。又部品点数の増加に伴い、部品精度や組立精度に起因する空気漏れなどが発生しやすくなるなど、気密維持に対する信頼性に劣るものであった。

そこで本発明は、構造を簡易化でき、生産性の向上及びコスト削減を図りうるとともに、気密維持に対する信頼性を高めうるタイヤ用空気バルブを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、リムに固定されるバルブ基体に、高圧空気源が接続され高圧空気が注入される空気注入部に連なる空気流入口と、タイヤ内部に通じる下流側の空気吐出口とを有する空気流路を具え、
前記空気流路は、前記空気流入口からのびる流入側流路部と、その下流側に連接されかつ球弁を昇降可能に収容する球弁収容部を有する吐出側流路部とからなるとともに、
前記球弁収容部の上流側端部に、前記球弁により封止される弁座を設けかつ、該球弁収容部の下流側端部に、前記球弁を下降位置で保持しかつ空気を流過させうる球弁支持部分を形成したことを特徴としている。

又請求項１の発明では、前記吐出側流路部の少なくとも前記球弁収容部は、上流側に向かって先細となるテーパ状のコーン面としている。

さらに請求項１の発明では、前記空気注入口に、前記空気流入口に導通する空気流過用の複数の小孔を穿設した基体を有しバルブ機構を保護する保護板を配したことを特徴とする。

又請求項２に係る発明では、前記吐出側流路部６の内壁全体が上流側に向かって先細となるテーパ状のコーン面としたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記保護板が、前記基体中央に、空気注入ホース先端に取り付く注入バルブの弁座と接触してこの弁座を開放させるための突起を立ち上げたことを特徴とする。

又請求項４の発明では、保護板は、上下に昇降可能に保持されるとともに、この保護板のセンターに、その下面から下方にのびる棒状をなし、該保護板の下降によって前記球弁を押し下げて過剰空気を排気させうる排気手段を具えることを特徴とする。

請求項５に発明では、前記球弁の直径ｄと、前記流入側流路部の下流端での内径Ｄ１と、前記球弁支持部分の突出端を継ぐ仮想内径Ｄ２とは、Ｄ１＜ｄ，Ｄ２＜ｄであることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、構造を簡易化でき、生産性の向上及びコスト削減を図りうるとともに、気密維持に対する信頼性を高めうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１、５〜７は、本発明のタイヤ用空気バルブが、スナップイン式の自動車用のタイヤバルブである場合を示す断面図である。
図１において、タイヤ用空気バルブ１（以下バルブ１という）は、リム２に固定されるバルブ基体３に、空気流入口４からのびる流入側流路部５と、その下流側に連接される球弁収容部１４を有する吐出側流路部６とからなる空気流路７を具え、かつ前記球弁収容部１４内で、球弁８を昇降可能に収容している。

なお本明細書では、便宜上、空気流入側を上、空気吐出側を下とした状態でバルブ１を説明している。

前記バルブ基体３は、本例では、例えばオレフィン系、ウレタン系、塩化ビニル系、ポリエステル系等の熱可塑性エラストマ、及びゴムなどのゴム弾性材料からなる成形体であって、円筒状胴部３Ａの下端部外周には、リム２のバルブ取付け穴１０に嵌着されるくびれ状の係止溝１１を設けている。なおバルブ基体３は、嵌着時、前記係止溝１１の上の溝壁をなす小高さの係止リブ１１ａが弾性変形することにより、前記バルブ取付け穴１０をくぐり抜けうるとともに、前記係止溝１１の溝底１１ｂと下の溝壁で突出する弾性リップ１１ｃとがバルブ取付け穴１０の内周面とリム２の下面とにそれぞれ密着することにより気密性が確保される。

又バルブ基体３は、その上端に、高圧空気源からの高圧空気が周知の空気注入ホースを介して注入される空気注入部１２が設けられるとともに、バルブ基体３の内部には、前記空気注入部１２に連なるテーパ状の空気流入口４と、バルブ基体３の下端で開口しタイヤ内部に通じる空気吐出口１３との間をのびる空気流路７が配設される。

次に、前記空気流路７は、前記空気流入口４から下方にのびる小径な流入側流路部５と、その下流側の吐出側流路部６とからなり、又前記吐出側流路部６は、前記流入側流路部５に連接する球弁収容部１４を含んで構成される。

この球弁収容部１４は、図２に拡大して示すように、球弁８を昇降可能に収容する空所であって、その上流側端部には、前記球弁８によって封止される弁座１６を形成している。本例では、前記弁座１６が、球弁８と面接触しうる球状面をなす場合を例示しているが、球弁８と線接触するテーパ状のコーン面（図４（Ａ））、或いは段差面（図４（Ｂ））とすることもできる。

又球弁収容部１４は、その下流側端部に、前記球弁８を下降位置Ｐ１で保持しうるとともに、この下降位置Ｐ１で空気を流過させうる球弁支持部分１７を形成している。本例では、前記球弁支持部分１７が、図２、３に示すように、前記球弁収容部１４の内壁から突出する例えば半球状の３つの突出部１８からなる場合を例示しており、該突出部１８との当接により前記球弁８を下降位置Ｐ１で保持するとともに、そのとき突出部１８、１８間に形成される隙間Ｇから空気を流過させうる。そのために、前記球弁８の直径ｄと、前記流入側流路部５の下流端での内径Ｄ１と、前記球弁支持部分１７の突出端を継ぐ仮想内径Ｄ２とを、Ｄ１＜ｄ、 Ｄ２＜ｄ に設定している。

ここで、空気をタイヤに充填する際には、前記球弁８が注入圧によって下降位置Ｐ１まで下降し、弁座１６を開放させる。これにより、注入空気は、空気注入部１２、空気流入口４、弁座１６、隙間Ｇを経て、吐出側流路部６を通って空気吐出口１３からタイヤ内に充填される。又空気が所定内圧で充填され、空気注入をやめると、タイヤ内圧によって前記球弁８は押上げられ、弁座１６と圧接することによって弁座１６を閉止でき、優れた気密性が確保される。特に本例では、前記バルブ基体３をゴム弾性材料で形成しているため、気密性をより向上させることが可能となる。

なお下降位置Ｐ１の球弁８を弁座１６に正確かつ円滑に着座させるために、少なくとも球弁収容部１４の内壁を上流側に向かって先細となるテーパ状のコーン面とする。本例では、さらに注入空気を円滑に流過させるために、吐出側流路部６の内壁全体を前記コーン面で形成している。

又前記空気注入部１２に、保護板１９を配している。この保護板１９は、例えば悪戯等によるバルブ１内への異物の挿入、バルブ１の破損等を防止しバルブ機構を保護することを主目的としたものであり、本例では、前記空気注入部１２の下流側端に設ける周溝状の係止溝２０に嵌着される円盤状の基体１９Ａを具える。この基体１９Ａには、前記空気流入口４に導通する空気流過用の複数の小孔１９Ｂを穿設している。又保護板１９は、前記基体１９Ａの中央に、空気注入ホース先端に取り付く注入バルブの弁座と接触してこの弁座を開放させるための軸状の突起１９Ｃを、バルブ１の上端近傍高さ位置まで立ち上げている。

又前記空気注入部１２は、キャップ２１によって被覆保護される。このキャップ２１は、本例では、空気注入部１２内に嵌着される栓状体であって、その栓部２１Ａは、前記空気注入部１２の内壁に設ける断面半円状の周方向の係止溝２３と勘合する係合リブ２２を具える。これにより、キャップ２１は、抜け止めされかつ空気注入部１２を気密に閉止する。なお前記バルブ基体３がゴム弾性材料からなることにより、前記球弁８の球弁収容部１４内への装着、前記保護板１９の係止溝２０への嵌着、及び前記キャップ２１の係止溝２３への勘合などが可能となる。

このように、本発明のバルブ１は、構造簡易でありかつ部品点数を従来に比して大巾に削減することができる。そのため、生産効率の向上及びコストダウンを達成することが可能となる。しかも、動作が確実な球弁機構を採用しているため、部品精度や組立精度等に影響を受けることなく気密維持に対する信頼性を高く確保することができる。

次に図５〜７に、バルブの他の形態（便宜上、図１のバルブ１を第１の実施形態、図５のバルブ１を第２の実施形態、図６のバルブ１を第３の形態、図７のバルブ１を第４の形態と呼ぶ）を例示する。

第２の実施形態は本願発明の実施例であって、図５に示すように、前記バルブ基体３は、リム２に固定されるゴム弾性材料からなるバルブ主部２４と、このバルブ主部２４に取り付くバルブ副部２５とから形成される。

詳しくは、前記バルブ主部２４は、その上端で空気流入口４が開口する以外、前記第１の実施形態のバルブ基体３と略同構造で構成している。又前記バルブ副部２５は、例えば金属等の剛の材料からなる円筒状体２６であり、その下端側が、例えば一体成形などにより前記バルブ主部２４内に埋設されることにより、バルブ１を強固に補強する。この円筒状体２６は、前記バルブ主部２４から上端側に突出する突出部２６Ａを具え、該突出部２６Ａによって空気注入部１２を形成している。又突出部２６Ａは、その内周面及び外周面に、保護板１９及びキャップ２１をそれぞれ螺着する内ネジ部及び外ネジ部を具える。なお前記保護板１９は、第１の実施形態の保護板１９に比して厚さが大であり、空気注入部１２内に、螺進退により上下方向に位置調整可能に取り付けられる。又本例では、前記円筒状体２６は、下端側の埋設部分にも外ネジ部が形成され、前記バルブ主部２４との結合をより強固なものとしている。

次に、第３の形態は、バルブの他の形態を単に例示するものであり、図６に示すように、バルブ副部２５は、剛の材料からなりかつ上端側がバルブ主部２４内に埋設されるバルブ強固用の円筒状体２６と、この円筒状体２６の下端側の突出部２６Ａに螺着されるキャップ状の蓋体２７とから形成される。本例では、前記流入側流路部５が、前記バルブ主部２４の下端まで延在する以外、バルブ主部２４は、前記第１の実施形態のバルブ基体３と略同構造で構成している。

又前記バルブ副部２５は、前記突出部２６Ａと、前記蓋体２７の底板部２７Ａと、前記バルブ主部２４の下端面とがなす円筒状の空所によって、球弁収容部１４を形成しており、前記バルブ主部２４の下端面には、例えば球状面の弁座１６が形成される。又前記底板部２７Ａの上面は、前記球弁８を下降位置Ｐ１で保持する。又前記底板部２７Ａに設ける小孔２８である空気吐出口１３により空気を流過可能としている。このとき、前記球弁収容部１４の高さｈは、前記球弁８の直径ｄよりも小に設定するのが好ましい。このように本形態では、前記バルブ主部２４に、前記流入側流路部５を形成するとともに、前記バルブ副部２５に、球弁収容部１４からなる吐出側流路部６を形成している。

次に、第４の形態も、バルブの他の形態を単に例示するものであり、図７に示すように、バルブ副部２５は、剛の材料からなりかつ下端側がバルブ主部２４内に埋設されるバルブ強固用の円筒状体２６と、この円筒状体２６の上端側の突出部２６Ａに螺着されるキャップ状の蓋体２９と、前記突出部２６Ａ内に収容されかつゴム弾性材料からなる弁座部材３０とから形成される。なお前記バルブ主部２４は、その上端から下端に至り吐出側流路部６が形成される以外、前記第１の実施形態のバルブ基体３と略同構造で構成している。

又前記弁座部材３０は、上端に設けるテーパ状の空気流入口４と、下端に設ける例えば球状面の弁座１６との間をのびる流入側流路部５を具え、前記突出部２６Ａ内で保持される。又前記弁座部材３０とバルブ主部２４との間には、球弁収容部１４が、例えば前記吐出側流路部６の上端部を面取りすることによって形成される。なお面取り部分には、前記球弁８を下降位置Ｐ１で保持するとともに空気を流過させうる複数の突出部１８からなる球弁支持部分１７を形成している。

又前記蓋体２９は、前記突出部２６Ａに螺着される円筒状の胴部上端を閉じる蓋部２９Ａを具え、この蓋部２９Ａによって前記弁座部材３０が抜け止めされる。又前記蓋部２９Ａには、前記空気流入口４に導通する空気流過用の複数の小孔２９Ｂが穿設されるとともに、その上面には、空気注入ホース先端の注入バルブの弁座を開放させる突起２９Ｃを突設している。従って本例では、前記蓋部２９Ａにより保護板１９を形成している。なお符号３２は、前記突起２９Ｃを囲み空気流入部１２を形成する環状突起である。

次に、空気注入ホース側にレギュレータが接続されていない場合などにおいては、タイヤ内への空気流入量が多すぎて、タイヤから過剰の空気を抜く必要が生じることがある。

係る場合には、例えば図８に第１の実施形態を代表して示すように、前記保護板１９のセンターに貫通孔４０を設け、この貫通孔４０を上下に通る押し棒で前記球弁８を押し下げることにより過剰空気を排気させるなどの排気手段４１を設けることが好ましい。

又排気手段４１の他の例としては、図９、１０に示す如く、保護板１９を上下に昇降可能に保持するとともに、この保護板１９のセンターに、その下面から下方にのびる棒状の突起４２を形成している。この場合、前記保護板１９の下降によって突起４２が前記球弁８を押し下げでき、過剰空気を排気させうる。なお図９には、保護板１９が摺動自在に保持される場合が例示されており、この保護板１９は、バネ４３によって上方に付勢され、排気のための押し下げ以外は、球弁８とは非接触の上昇位置で保持される。なお図１０には、保護板１９がネジによって螺進退自在に保持される場合が例示されている。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明のタイヤ用空気バルブの一実施例を示す縦断面図である。 その主要部を拡大して示す縦断面図である。 球弁支持部分を示す横断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は弁座の他の例を説明する縦断面図である。 タイヤ用空気バルブの他の実施例を示す縦断面図である。 タイヤ用空気バルブのさらに他の例を単に例示する縦断面図である。 タイヤ用空気バルブのさらに他の例を単に例示する縦断面図である。 排気手段の一例を示す縦断面図である。 排気手段の他の例を示す縦断面図である。 排気手段のさらに他の例を示す縦断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来のタイヤ用空気バルブを説明する縦断面図である。

符号の説明

２ リム
３ バルブ基体
４ 空気流入口
５ 流入側流路部
６ 吐出側流路部
７ 空気流路
８ 球弁
１２ 空気注入部
１３ 空気吐出口
１４ 球弁収容部
１６ 弁座
１７ 球弁支持部分
１８ 突出部
１９ 保護板
１９Ｂ 小孔
２４ バルブ主部
２５ バルブ副部
Ｐ１ 下降位置

Claims (5)

1. リムに固定されるバルブ基体に、高圧空気源が接続され高圧空気が注入される空気注入部に連なる空気流入口と、タイヤ内部に通じる下流側の空気吐出口とを有する空気流路を具え、
   前記空気流路は、前記空気流入口からのびる流入側流路部と、その下流側に連接されかつ球弁を昇降可能に収容する球弁収容部を有する吐出側流路部とからなるとともに、
   前記球弁収容部の上流側端部に、前記球弁により封止される弁座を設けかつ、該球弁収容部の下流側端部に、前記球弁を下降位置で保持しかつ空気を流過させうる球弁支持部分を形成するとともに、
   前記吐出側流路部の少なくとも前記球弁収容部は、上流側に向かって先細となるテーパ状のコーン面とし、
   しかも、前記空気注入口に、前記空気流入口に導通する空気流過用の複数の小孔を穿設した基体を有しバルブ機構を保護する保護板を配したことを特徴とするタイヤ用空気バルブ。
2. 前記吐出側流路部６の内壁全体が上流側に向かって先細となるテーパ状のコーン面とし
   たことを特徴とする請求項１タイヤ用空気バルブ。
3. 前記保護板は、前記基体中央に、空気注入ホース先端に取り付く注入バルブの弁座と接触してこの弁座を開放させるための突起を立ち上げたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ用空気バルブ。
4. 保護板は、上下に昇降可能に保持されるとともに、この保護板のセンターに、その下面から下方にのびる棒状をなし、該保護板の下降によって前記球弁を押し下げて過剰空気を排気させうる排気手段を具えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のタイヤ用空気バルブ。
5. 前記球弁の直径ｄと、前記流入側流路部の下流端での内径Ｄ１と、前記球弁支持部分の突出端を継ぐ仮想内径Ｄ２とは、Ｄ１＜ｄ，Ｄ２＜ｄであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のタイヤ用空気バルブ。

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