JP4271530B2

JP4271530B2 - タイヤバルブ

Info

Publication number: JP4271530B2
Application number: JP2003290548A
Authority: JP
Inventors: 雅彦山本; 裕之寺谷
Original assignee: Bridgestone Corp; Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: US20060118173A1; EP1652696A1; US7234485B2; ES2365711T3; EP1652696B1; CN100418797C; JP2005059687A; WO2005014312A1; CN1832867A; EP1652696A4

Description

本発明は、タイヤに取り付けられるタイヤバルブに関する。

従来より、タイヤ内に中空粒子を所定量充填し、さらに気体を充填することで、受傷によるタイヤ内圧の低下を復活させる技術がある（特許文献１参照）。この技術は、タイヤのサイド部の補強を必要としないため、転がり抵抗の悪化やタイヤの重量増加による乗り心地の低下を回避できる画期的な技術である。

また、この技術は、汎用タイヤと汎用ホイールにて実現できるため、中子式ランフラットタイヤに見られるような特殊ホイールや、専用のリム組み冶具等を必要とせず、既存のインフラを活用できる点でもメリットは大きい。
特開２００３−１１８３１３号公報（段落［００３４］〜［００３９］、図１）

しかしながら、汎用ホイールには、バルブ取り付け孔が１つしかないため、本技術を適用するためには、１つのバルブで中空粒子や気体を充填でき、かつユーザーによるタイヤ内圧の増減等のメンテナンス作業時には、気体だけの出し入れを可能とする新規バルブが必要であった。

また、生産性の面から、中空粒子の充填はなるべく迅速に完了することが重要である。さらに、タイヤ内圧のメンテナンス時は、従来の汎用バルブによる内圧増減作業時にも使用されていた汎用のエアチャック及び汎用のバルブコアが同様に適用できることも汎用性を満たす上で重要である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、中空粒子が充填されたタイヤに用いることが可能なタイヤバルブの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るタイヤバルブ（１０，７０）は、中空粒子（６３）と気体（６５）とが充填されるタイヤ（６２）用のタイヤバルブ（１０，７０）であって、タイヤ（６２）の内外を連通した筒形のバルブステム（２０）と、バルブステム（２０）の内部に装着されたバルブコア（１２）と、バルブステム（２０）のうちバルブコア（１２）より奥側を塞いで中空粒子（６３）を堰き止めかつ気体（６５）のみをバルブコア（１２）側に通過可能としたフィルター（４５）とを備え、バルブステム（２０）は、タイヤ（６２）に固定された第１ステム（３０）と、第１ステム（３０）に嵌合装着された第２ステム（４０）とで構成され、第１ステム（３０）は、第２ステム（４０）を離脱したときに、タイヤ（６２）内に中空粒子（６３）が充填可能となり、第２ステム（４０）は、バルブコア（１２）とフィルター（４５）とによって両端が塞がれると共に、フィルター（４５）の周縁部を挟持した挟持部（４０Ｋ）を備え、挟持部（４０Ｋ）は、第２ステム（４０）の一端に形成されて軸方向を向き、フィルター（４５）の周縁部が敷設される端部壁（４４Ａ）と、端部壁（４４Ａ）の外縁部から起立して、先端部が端部壁（４４Ａ）側にかしめられて、端部壁（４４Ａ）との間でフィルター（４５）の周縁部を挟持した筒壁（４８）とを備えてなるところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤバルブ（１０，７０）において、フィルター（４５）は、不織布であるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のタイヤバルブ（１０，７０）において、不織布は、ＪＩＳ−Ｂ８３５６−８又はＩＳＯ１６８８９で規定されるろ過性能試験において、中空粒子（６３）を除去可能なろ過精度であるところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のタイヤバルブ（１０，７０）において、フィルター（４５）の周縁部と、かしめられた筒壁（４８）の先端部との間に環状部材（４６）を介在させ、端部壁（４４Ａ）及び環状部材（４６）の一方と他方とに、径が異なる１対の環状突部（４７Ａ，４７Ｂ）を突出形成して、フィルター（４５）の周縁部に押し付けたところに特徴を有する。

［請求項１，２の発明］
請求項１のタイヤバルブ（１０，７０）では、バルブステム（２０）のうちバルブコア（１２）より奥側に、気体（６５）のみを通過可能なフィルター（４５）を設けたので、タイヤ（６２）内に充填された中空粒子（６３）がバルブコア（１２）内に進入することが防がれる。これにより汎用のバルブコア（１２）が正常に作動し、タイヤ（６２）内への気体（６５）の充填及びタイヤ（６２）からの気体（６５）の放出が可能になる。従って、汎用のエアポンプや圧力計が使用可能となる。
また、本発明のタイヤバルブ（１０，７０）では、第１ステム（３０）から第２ステム（４０）を離脱すると、タイヤ（６２）内に中空粒子（６３）を容易かつ迅速に充填することができる。そして、第１ステム（３０）に第２ステム（４０）を嵌合装着すると、その第２ステム（４０）に備えたフィルター（４５）によって中空粒子（６３）がタイヤ（６２）内に封止され、第２ステム（４０）に備えたバルブコア（１２）を通して、タイヤ（６２）内に気体（６５）を充填することが可能になる。このように本発明のタイヤバルブ（１０，７０）によれば、気体（６５）と中空粒子（６３）との両方をタイヤ（６２）内に充填することができる。さらに、本発明のタイヤバルブ（１０，７０）によれば、筒壁（４８）の先端部をかしめることで、フィルター（４５）の周縁部を挟持部（４０Ｋ）で挟んで第２ステム（４０）の一端に固定することができる。なお、フィルター（４５）は、不織布とすることが好ましい（請求項２の発明）。

［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、不織布は、ＪＩＳ−Ｂ８３５６−８又はＩＳＯ１６８８９で規定されるろ過性能試験において、中空粒子（６３）を除去可能なろ過精度を有するので、より確実にバルブコア（１２）に中空粒子（６３）が進入することが防がれ、バルブコア（１２）内に中空粒子（６３）が蓄積して詰まることを防止できる。

［請求項４の発明］
請求項４のタイヤバルブ（１０，７０）では、端部壁（４４Ａ）と環状部材（４６）とに形成された径が異なる１対の環状突部（４７Ａ，４７Ｂ）により、フィルター（４５）の周縁部がクランク状に屈曲され、挟持力を高めることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１には、タイヤ６２のうちリム６０とそのリム６０の外側に固定されたタイヤ本体６４とが部分的に示されている。このタイヤ６２の内部には、気体６５（本実施形態では空気）と共に中空粒子６３（本実施形態では、例えば、粒径約１００μｍ）が充填されている。そして、本実施形態のタイヤバルブ１０は、タイヤ６２のうちリム６０に貫通した状態で固定されている。

タイヤバルブ１０は、筒形のバルブステム２０の内部にバルブコア１２を備えてなる。図２に示すように、バルブステム２０は、タイヤ６２のリム６０を貫通して固定された第１ステム３０と、第１ステム３０に嵌合装着された第２ステム４０とから構成されている。

第１ステム３０は、外面に螺子部３４を形成した円筒体の基端部からフランジ３１を側方に張り出した形状をなしている。そして、リム６０に形成されたバルブ挿通孔６１に対して、タイヤ６２の内側（図２の下側）から挿入組み付けされ、螺子部３４に螺合したナット３３とフランジ３１との間でバルブ挿通孔６１の縁部を挟んで固定されている。また、フランジ３１とバルブ挿通孔６１の縁部との間にはパッキン３２が挟まれている。なお、第１ステム３０の内径は、７ｍｍとなっている。

第２ステム４０は、第１ステム３０より細長い筒体の中間部分から中間フランジ４９を側方に張り出した形状をなしている。そして、その中間フランジ４９より一端側の挿入部４０Ａが第１ステム３０に嵌合挿入される。第２ステム４０の外側には、挿入部４０Ａと反対側から筒形ナット４１が嵌合され、その筒形ナット４１の一端部から内側に突出させた内側突部４１Ａを中間フランジ４９に係止し、他端部が挿入部４０Ａの外側を覆っている。そして、筒形ナット４１の内側に形成された螺子部４１Ｂを第１ステム３０の螺子部３４に螺合することで、第２ステム４０が第１ステム３０に抜け止めされる。

なお、第２ステム４０のち中間フランジ４９の近傍に形成された溝にはクリップ４１Ｃが装着されており、このクリップ４１Ｃによって、筒形ナット４１が抜け止めされている。

挿入部４０Ａの外周面には、溝部４２，４２が軸方向に並んで形成されており、これら溝部４２，４２に装着したＯリング４３，４３が、第１ステム３０と挿入部４０Ａとの周面間で押し潰されてシールが図られるようになっている（図１参照）。

第２ステム４０のうち中間フランジ４９を挟んで挿入部４０Ａと反対側の外周面には、螺子部２４が形成され、ここにバルブキャップ１６が螺合されている。バルブキャップ１６は、一端有底の筒状をなし、その奥面には、環状のゴム板１８が敷設されている。そして、第２ステム４０の端部に備えたチャージ口２２の開口縁にゴム板１８が押し付けられるようになっている。

第２ステム４０のうちバルブキャップ１６が装着される側の端部の内周面には雌螺子部２３が形成され、ここにバルブコア１２が螺合されている。バルブコア１２は、筒形のコア本体１３の内部に、可動シャフト１４を貫通状態に組み付けてなる。可動シャフト１４は、コア本体１３内に設けた図示しないコイルバネによって一方側に付勢されており、その付勢力によって可動シャフト１４の一端に設けた弁体１５が、コア本体１３の一端面に押し付けられている。これにより、バルブコア１２は常には閉じられ、第２ステム４０の内側の流路２１が遮断されている。そして、チャージ口２２側から可動シャフト１４を押したとき、または、チャージ口２２に圧縮された気体がチャージされたときに、弁体１５がコア本体１３の一端面から離れてバルブコア１２が開き、流路２１が開通状態になる。

さて、図３に示すように、第２ステム４０の挿入部４０Ａにおける先端部には、フィルター４５を挟持した挟持部４０Ｋが設けられている。フィルター４５は、円板状にカットされた不織布で構成されている。この不織布は、タイヤ６２に充填される中空粒子６３（図１参照）の粒径（例えば、約１００μｍ）より細かい布目となっている。具体的には、不織布は、安積濾紙（株）製の製品番号３４３（ＪＩＳ−Ｂ８３５６−８で規定されるろ過性能試験におけるろ過精度が７〜１０μｍ）であることが好ましい。これにより、中空粒子６３はフィルター４５を通過することができないが、気体６５（図１参照）は通過することができる。なお、不織布は、例えば、安積濾紙（株）製の製品番号３３７又は製品番号３４０でもよい。

挟持部４０Ｋには、第２ステム４０の先端部の内径を段付状に拡げて大径部４４が形成され、その大径部４４の奥壁が、軸方向を向いた本発明に係る端部壁４４Ａをなし、大径部４４の周壁が、本発明に係る筒壁４８をなしている。また、筒壁４８の先端部は、薄肉になっている。そして、フィルター４５が端部壁４４Ａに敷設された状態で、大径部４４の内側に環状部材４６を嵌合し、さらにその環状部材４６に重ねるようにして筒壁４８の先端薄肉部が内側に押し倒すようにかしめられている。

ここで、端部壁４４Ａの内縁部からは第１環状突部４７Ａが突出しており、環状部材４６の外縁部からは、第２環状突部４７Ｂが突出している。そして、フィルター４５の周縁部は、これら第１及び第２の環状突部４７Ａ，４７Ｂに押されてクランク状に屈曲された状態で端部壁４４Ａと環状部材４６との間に挟まれている。

次に本実施形態の作用・効果を説明する。
タイヤ６２内へ気体６５と中空粒子６３とを充填する際には、まず中空粒子６３を所定量充填した後で、タイヤ６２内圧が所定値になるように気体６５を充填する。

具体的には、第２ステム４０を第１ステム３０から取り外して、第１ステム３０の上端開口に図示しない中空粒子充填用ホースを連結し、タイヤ６２内に中空粒子６３を充填する。なお、中空粒子６３をタイヤ６２内に充填する方法としては、図示しないポンプによって中空粒子６３をタイヤ６２内に圧送したり、タイヤ６２内の気体６５を吸引することでタイヤ６２内を減圧し、タイヤ６２内外の圧力差によってタイヤ６２内に中空粒子６３を吸引する等が考えられる。そして、第１ステム３０から中空粒子６３を充填するので、容易かつ迅速に充填作業が行える。

中空粒子６３の充填が完了したら、第１ステム３０に第２ステム４０を嵌合装着する。すると、その第２ステム４０に備えたフィルター４５によって中空粒子６３がタイヤ６２内に封止され、第２ステム４０に備えたバルブコア１２を通して、タイヤ６２内に気体６５を充填することが可能になる。この間、中空粒子６３が第２ステム４０の外側に付着しても、バルブコア１２の一端はバルブキャップ１６によって中空粒子６３から保護されると共に、バルブコア１２の他端はフィルター４５によって中空粒子６３から保護されているので、バルブコア１２に中空粒子６３が付着することはない。

第２ステム４０が第１ステム３０に嵌合装着されたら、タイヤ６２の外部に付着した中空粒子６３を除去する。そして、バルブキャップ１６を第２ステム４０から外してチャージ口２２に図示しない汎用のエアポンプを連結し、タイヤ６２内に気体６５（図１参照）を供給する。

ところで、気体６５の充填が完了した後で、タイヤ６２内圧を調整するために、バルブコア１２のシャフト１４を押下すると、中空粒子６３が混入した気体６５がタイヤバルブ１０に向かって流れる。ところが、中空粒子６３はフィルター４５にて堰き止められ、気体６５だけがフィルター４５を通過してバルブコア１２を通り、タイヤ６２の外部へ放出することができる。これにより、従来の圧力計（例えば、ブルドン管圧力計）を使用してタイヤ６２の内圧が測定可能となる。

このように本実施形態のタイヤバルブ１０によれば、バルブステム２０のうちバルブコア１２より奥側に、気体６５のみを通過可能なフィルター４５を設けたので、タイヤ６２内に充填された中空粒子６３がバルブコア１２内に進入することが防がれる。これによりバルブコア１２が正常に作動し、タイヤ６２内への気体６５の充填及びタイヤ６２からの気体６５の放出が可能になる。また、気体６５と中空粒子６３との両方をタイヤ６２内に充填することができる。

以下、実施例と比較例とを挙げて本発明をより具体的に説明する。
［実施例］
本発明に係る実施例のタイヤバルブ１０の構成は上述の通りである。即ち、第１ステム３０の内径は７ｍｍで、フィルター４５には、安積濾紙（株）製の製品番号３４３の不織布（厚さ１．００ｍｍ、圧力損失５Ｐａ、破裂強度５２９ｋＰａ）を用いた。

［比較例］
前記実施例とは、フィルター４５を装着していない点のみが異なり、その他の構成は実施例のタイヤバルブ１０と同じ構成とした。

［実験方法］
実施例のタイヤバルブ１０と、比較例のタイヤバルブとを用いて、上述の充填方法によってタイヤ内に中空粒子６３と気体６５とを充填した後で、バルブコア１２を操作してタイヤ内圧を減圧させた。

［比較結果］

上記表１に示したように、比較例のタイヤバルブでは、タイヤ内圧を減圧する際に、タイヤバルブを通って空気６５と共に中空粒子６３が噴出した。これに対し、本発明を適用した実施例のタイヤバルブ１０では、タイヤ６２内圧を減圧する際に、中空粒子６３が噴出することがなく、気体６５のみを放出することができた。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、挿入部４０Ａの外周面にＯリング４３を備えて第２ステム４０と第１ステム３０との間のシールを図っていたが、例えば、図４に示すように中間フランジ４９にパッキン５２を敷設し、中間フランジ４９と第１ステム３０の先端面との間でパッキン５２を挟んで押し潰すことで、第２ステム４０と第１ステム３０との間のシールを図ってもよい。

（２）前記実施形態では、かしめた筒壁４８とフィルター４５との間に環状部材４６を介在させていたが、かしめた筒壁４８をフィルター４５に直に押し付けてもよい。

（３）前記実施形態では、フィルター４５は、不織布であったが、気体６５中に浮遊する中空粒子６３を除去して気体６５のみが通過可能なものであれば、これに限るものではない。例えば、ガラス繊維フィルターや、ポリウレタンフォームで構成されたフィルターでもよい。また、フィルター４５の布目はタイヤに充填する中空粒子６３の粒径に応じて適宜設定すればよい。

本発明の第一実施形態に係るタイヤバルブの側断面図第２ステムと第１ステムとを取り外した状態のタイヤバルブの側断面図第２ステムの終端部分の側断面図他の実施形態（１）のタイヤバルブの側断面図

符号の説明

１０，７０タイヤバルブ
１２バルブコア
２０バルブステム
３０第１ステム
４０第２ステム
４０Ｋ挟持部
４４Ａ端部壁
４５フィルター
４６環状部材
４７Ａ，４７Ｂ環状突部
４８筒壁
６２タイヤ

Claims

中空粒子（６３）と気体（６５）とが充填されるタイヤ（６２）用のタイヤバルブ（１０，７０）であって、
前記タイヤ（６２）の内外を連通した筒形のバルブステム（２０）と、
前記バルブステム（２０）の内部に装着されたバルブコア（１２）と、
前記バルブステム（２０）のうち前記バルブコア（１２）より奥側を塞いで前記中空粒子（６３）を堰き止めかつ前記気体（６５）のみを前記バルブコア（１２）側に通過可能としたフィルター（４５）とを備え、
前記バルブステム（２０）は、前記タイヤ（６２）に固定された第１ステム（３０）と、前記第１ステム（３０）に嵌合装着された第２ステム（４０）とで構成され、
前記第１ステム（３０）は、前記第２ステム（４０）を離脱したときに、前記タイヤ（６２）内に前記中空粒子（６３）が充填可能となり、
前記第２ステム（４０）は、前記バルブコア（１２）と前記フィルター（４５）とによって両端が塞がれると共に、前記フィルター（４５）の周縁部を挟持した挟持部（４０Ｋ）を備え、
前記挟持部（４０Ｋ）は、前記第２ステム（４０）の一端に形成されて軸方向を向き、前記フィルター（４５）の周縁部が敷設される端部壁（４４Ａ）と、前記端部壁（４４Ａ）の外縁部から起立して、先端部が前記端部壁（４４Ａ）側にかしめられて、前記端部壁（４４Ａ）との間で前記フィルター（４５）の周縁部を挟持した筒壁（４８）とを備えてなることを特徴とするタイヤバルブ（１０，７０）。
前記フィルター（４５）は、不織布であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤバルブ（１０，７０）。
前記不織布は、ＪＩＳ−Ｂ８３５６−８又はＩＳＯ１６８８９で規定されるろ過性能試験において、前記中空粒子（６３）を除去可能なろ過精度であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤバルブ（１０，７０）。
前記フィルター（４５）の周縁部と、かしめられた前記筒壁（４８）の先端部との間に環状部材（４６）を介在させ、
前記端部壁（４４Ａ）及び前記環状部材（４６）の一方と他方とに、径が異なる１対の環状突部（４７Ａ，４７Ｂ）を突出形成して、前記フィルター（４５）の周縁部に押し付けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のタイヤバルブ（１０，７０）。