JP5098091B2 - タイヤ用弁及びその取外し方法 - Google Patents

Description

本発明は、「スナップ嵌め（又はスナップイン）」式のタイヤインフレーション弁及びかかる弁を取り付けたり取り外したりする方法に関する。本発明は、特に、タイヤの或る特定の利用パラメータを測定すると共に（或いは）伝送することができる電子システムに取り付けられるよう設計された「スナップ嵌め」式弁に関する。

最近の数年で、「スマート（smart）」タイヤ、即ち、走行中の或る特定のパラメータ、例えばインフレーション圧力、タイヤ温度又はタイヤに加わる外部力の測定を可能にする電子システムを装備したタイヤの開発が急ピッチで行われた。これらタイヤは、一般に、このようにして得られた測定した測定値をタイヤが装着されている車両に伝送することができる電子システムを更に備えている。煩雑になるのを避けるために、測定及び（又は）伝送システムを、以下の説明において区別なく「電子システム」と称することにする。

かかる電子システムは、タイヤ内部に配置される場合が非常に多い。これら電子システムは、タイヤそれ自体に直接固定され、例えば、タイヤの内壁に形成されたポケット内に固定される場合があり、米国特許出願公開第２００５／０２１７７７号明細書は、この手段の一例を記載している。電子システムをタイヤの中に固定する別の方法は、タイヤの内壁に接着された「パッチ」を用いることである（これについては、例えば米国特許第６，７８２，７４１号明細書を参照されたい）。第３の考えられる手法は、電子システムをタイヤのインフレーション弁に取り付けることであり、米国特許第６，２７８，３６１号明細書は、センサが弁に取り付けられたケース内に配置される設計を記載している。本発明は、この第３の方式に関する。

今日、互いに非常に異なる使用状況に合わせて設計された幾つかの形式の弁が存在する。乗用車の分野において、特に、ねじ止めによりホイールリムに固定される弁（「クランプイン（clamp-in）」弁が知られており、弁体は、タイヤが取り付けられたときにタイヤの体積部の内側に相当するリムの側部に設けられた弁穴内に導入され、リムの他方の側から螺着されたナットによってロックされる。弁基部は、環状密封継手を保持する環状溝を備えている。

クリップ止めにより定位置に固定される別の形式の弁が、「スナップ嵌め」式弁という名称で知られている。かかる弁では、実際の弁機構体を収納した管（これは、通常、金属で作られている）は、ゴムで作られる場合のある弁体内に固定される。弁体は、弁穴の縁部周りに嵌まる周辺溝を有している。本発明は、この種の弁に関し、その一例は、図４に示されている。電子システムを備えた「スナップイン」式弁の一例は、米国特許第６，００５，４８０号明細書に記載されている。他の例は、米国特許第６，８５１，３０８号明細書及び国際公開第２００５／１２３４２１号パンフレットに見出すことができる。

タイヤの装着前に「スナップ嵌め」式弁を取り付けるには（図７も参照されたい）、弁をリムの半径方向外方側部（タイヤを装着した後のタイヤ体積部の内部に相当する）上に位置決めし、次に弁のヘッドを弁穴中に挿入し、次に工具を用いてこの弁ヘッドを引っ張り、ついには、弁穴の縁部が弁体の周辺溝内に嵌り込むようにする。一般に、この作業中、液体（例えば、石鹸水）を塗布して溝と弁穴の嵌合を容易にする。ガス密は、弁穴の縁部と弁体との間の漏れ止め接触状態により保証される。

一般に、弁は、これを取り外すことによって破壊される。例えば、弁を取り付けるために用いたのと同一種類の工具を用いて弁ヘッドを引っ張り、ついには、弁体全体が弁穴を通って出てくるようにする。

米国特許出願公開第２００５／０２１７７７号明細書 米国特許第６，７８２，７４１号明細書 米国特許第６，２７８，３６１号明細書 米国特許第６，００５，４８０号明細書 米国特許第６，８５１，３０８号明細書 国際公開第２００５／１２３４２１号パンフレット

しかしながら、電子システムが弁に取り付けられている場合、電子システムを損傷させないよう注意を払いながら弁を厳密に類似した仕方で取り付ける。取外しは、特に電子システムが或る程度のサイズのものである場合、手間がかかる場合がある。この場合、弁を取り外す前に、ベント電子システムを互いに分離することが必要である。これには、先ず最初にタイヤを取り外すことが必要な場合があるが、その際、電子システムを損傷させる恐れが或る程度存在する。

本発明の目的は、弁を取り外す場合、弁穴を通過するには大きす又は脆すぎる電子システムに取り付けられた「スナップ嵌め」式弁の取外しを容易にすることにある。以下において、電子システム及びそのケース（もし設けられていれば）を「タイヤの内部に装着可能に構成されたユニット」又は単に「ユニット」と呼ぶ。

この目的は、管を有し、タイヤとホイールとから成る組立体に用いられるよう設計されているインフレーション弁であって、
−弁をホイールのリムに形成されている円形断面の円筒形穴内に固定することができるスナップ嵌め手段と、
−弁を穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適した手段と、
−弁をタイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットに取り付ける手段を備えたアタッチメント部品とを有し、
弁をユニットに取り付けることができる手段は、弁を穴内で所定の回転方向に回転させたときにアタッチメント部品がユニットから分離されるようなものであることを特徴とするインフレーション弁によって達成される。

取付け時又は使用中、「スナップ嵌め」式弁を弁穴内で回転させてはならないことは注目されるべきである。というのは、これにより、弁が損傷する場合があるからである。したがって、当業者は、弁を弁穴内で回転させるのをためらってしまうことになる。本発明は、弁が次に再使用されないということを条件として、弁が取り外されているときに弁穴内での弁の回転が許容できるという知見に基づいている。

アタッチメント部品は、管の一端部を改造したものから成るのが良い。この場合、ユニットは、管に直接固定されて管と一体になる。この実施形態の利点は、部品の総数が減少し、弁の製造が簡単になるということにある。変形例として、アタッチメント部品は、管と別個の部品であっても良い。

好ましくは、弁を穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適した手段は、弁の管に設けられている。これにより、管の剛性を利用することができる。

第１の好ましい実施形態では、弁は、弁の管に設けられたナットを備え、ナットは、弁を穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適している。この場合、従来の工具、例えばフラット形スパナを用いて弁を弁穴内で回転させるのが良く、それにより、タイヤを取り外す必要なく、弁をタイヤ内部に装着されるよう設計されたユニットから分離することができる。

この実施形態は、タイヤ−ホイール組立体を外部から（即ち、タイヤを取り外さないで）簡単に目視検査することにより、電子ユニット（これは、タイヤの内部に装着されるよう設計されている）に取り付けられるよう設計された弁が用いられていることを確認することができ、しかも、それに応じてタイヤを取り外す方法を適合させることができるという追加の利点を有する。かくして、不適当なタイヤ取外し方法を使用することによるユニットの偶発的な破損を回避することができる。

第２の好ましい実施形態では、弁は、第１のねじ山ピッチを有する雄ねじを備えた弁口を有し、所定の回転方向は、弁口の雄ねじの方向である。本明細書における「弁口のねじ山方向」という表現は、適当なねじ立てされた物品（例えば、弁保護キャップ）を弁口に螺着させるためにこれを回さなければならない方向を意味するものと理解されたい。かくして、適当な工具（例えば、従来の弁引張り工具）を弁口に螺着してこれを回し、弁口のねじ山の端（又は、工具の端）に達した後、ねじ締め方向における工具の回転を続けると、弁は、その弁穴内で回転し、これにより、タイヤを取り外す必要なく、弁をタイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットから分離することができる。

第１の実施形態と比較した場合の第２の実施形態の利点は、操作が簡単なこと、必要な工具が少ないということにある。ナットを管に設ける必要はなく、これにより、その製造費が減少する。

特定の実施形態では、アタッチメント部品は、弁を回転係合によりユニットに取り付ける手段を備えている。即ち、並進方向回りの回転と関連した並進運動により固定状態を確立したりこれを解除したりする固定方法によって。この固定方法は、一般に、電気コネクタの分野に見られ、差し込み形コネクタは、その周知の例である。弁を弁穴内で例えば１／４回転回すと、固定状態が解除され、弁をその弁穴から取り出す運動に対する抵抗がなくなる。当然のことながら、「回転係合」方式によるアタッチメントを上述した第１の実施形態と第２の実施形態の両方に用いることができる。

変形実施形態では、アタッチメント部品は、第２のねじ山ピッチＰ２を有するねじ山を備え、このねじ山は、弁をねじ込みによりユニットに取り付けることができ、アタッチメント部品のねじ山軸線は、弁穴内における弁の回転軸線と実質的に同一である。アタッチメント部品のねじ山は、雌ねじ（ねじ立て穴）であっても良く、雄ねじであっても良いことに注目されたい。

この実施形態によれば、弁をねじ山ピッチＰ２と逆の方向に回転させることにより弁をタイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットから外し、その結果、弁の回転の効果が、ねじを弛めてユニットを弁から外すようにする。

弁が第１のねじ山ピッチＰ１を有する雄ねじを備えた弁口を有し、アタッチメント部品が、第２のねじ山ピッチＰ２を備えたねじ山を有する場合、第２のねじ山ピッチは、第１のねじ山ピッチに対して向きが逆であることが好ましい。かくして、適当な工具を弁口に螺着してこれを回し、弁口のねじ山の端に達した後に工具をねじ山方向に回し続けると、タイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットは、ねじが弛んで外れるようになる。

本発明は又、管を有し、タイヤとホイールとから成る組立体に用いられるよう設計されているインフレーション弁であって、
−弁をホイールのリムに形成されている円形断面の円筒形穴内に固定することができるスナップ嵌め手段と、
−弁を穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適した手段と、
−弁をタイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットに取り付ける手段を備えたアタッチメント部品とを有し、
弁をユニットに取り付けることができる手段は、弁を穴内で所定の回転方向に回転させたときにアタッチメント部品がユニットから分離されるようなものである、インフレーション弁を取り外す方法であって、この方法は、次のステップ、即ち、
（Ａ）トルクを受け取るのに適した手段にトルクを加えて弁を穴内で所定の回転方向に回転させ、ついには、弁がユニットから分離されるようにするステップと、
（Ｂ）弁をリムから取り外すステップとを有することを特徴とする方法に関する。

当然のことながら、この取外し方法は、弁に取り付けられたユニットが弁穴に対する弁の回転運動に自由には追従できない場合にのみ作用効果を発揮することになる。ユニットは、一般に、弁穴の軸線に垂直な少なくとも一方向においては大きいのでユニットは、リムに当たる。もしそうでなければ、ユニットの回転は、他の何らかの仕方で、例えば、ユニットを手でしっかりと保持することにより阻止されなければならない。

最後に、本発明は、管を有し、タイヤとホイールとから成る組立体に用いられるよう設計されているインフレーション弁であって、
−インフレーョン弁をホイールのリムに形成されている円形断面の円筒形穴内に固定することができるスナップ嵌め手段と、
−第１のねじ山ピッチＰ１を有する雄ねじを備えていて、インフレーョン弁を穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適した弁口と、
−第２のねじ山ピッチＰ２を有するねじ山を備えたアタッチメント部品とを有し、このねじ山が、インフレーョン弁をねじ込みによりユニットに取り付けることができ、アタッチメント部品のねじ山軸線は、弁穴内におけるインフレーョン弁の回転軸線と実質的に同一であり、インフレーョン弁を穴内で弁口のねじ山方向とは逆の方向に回転させると、アタッチメント部品がユニットから分離され、
インフレーョン弁は、弁穴内に取り付けられると共にタイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットに取り付けられる、インフレーション弁を取り外す方法であって、この方法は、次のステップ、即ち、
（Ａ）弁引張り工具（又は、その均等物）を弁口に螺着して回すステップと、
（Ｂ）弁口のねじ山の端に到達した後、ねじ山方向における工具の回転を続けて弁を穴内で回転させ、ついにはインフレーション弁がユニットから分離されるようにするステップと、
（Ｃ）インフレーション弁をリムから取り外すステップとを有することを特徴とする方法に関する。

本発明は、図面の説明から良く理解されよう。

タイヤの内部に装着されるよう設計されていて、インフレーション弁に取り付けられたユニットを備える先行技術のホイールの概略斜視図である。 タイヤの内部に装着されるよう設計されていて、インフレーション弁に取り付けられたユニットを備える先行技術のタイヤ−ホイール組立体の概略断面図である。 弁に取り付けられていて、センサを収納するよう設計されたケースを備えるインフレーション弁の概略斜視図である。 先行技術の「スナップ嵌め」式弁を概略的に示す図である。 本発明の「スナップ嵌め」式弁を概略的に示す図である。 本発明の「スナップ嵌め」式弁を概略的に示す図である。 電子システムを収納したケースに取り付けられている「スナップ嵌め」式弁の取付けの際のステップを概略的に示す図である。 伝統的な「スナップ嵌め」式弁の取外しの仕方を概略的に示す図である。 本発明の「スナップ嵌め」式弁の取外しの仕方を概略的に示す図である。 本発明の「スナップ嵌め」式弁の取外しの仕方を概略的に示す図である。

図１は、インフレーション弁３０及びセンサを収納するために設けられているケース４０を備えた先行技術のホイール２０の斜視図である。分かりやすくするために、タイヤ１０は示されていない。

図２は、タイヤ１０及びホイール２０を有すると共にインフレーション弁３０及びセンサを収納するために設けられているケース４０を備えた先行技術の別のタイヤ−ホイール組立体の断面図である。タイヤ−ホイール組立体の回転軸線５０も又示されている。

図３は、インフレーション弁３０及び弁に取り付けられていて、センサを収納するよう設計されたケース４０の概略斜視図であり、かかるケースは、例えば米国特許第６，２７８，３６１号明細書から知られている。

図４は、先行技術の「スナップ嵌め」式弁１３０を概略的に示している。この弁は、
−キャップ３２（これは、弁口を隠さないようにするために断面で示されている）が螺着されている右ねじを備えた弁口３１を有し、キャップの目的は、インフレーション又はデフレーション中以外の時に弁を保護することにあり、
−実際の弁機構体を収納した金属製の管３３を有し、
−管３３を保護するよう設計された例えばゴムで作られているシース３４を有し、
−弁穴の縁を受け入れるために設けられた周辺溝３６を有する弁基部３５を有する。

弁１３０は、タイヤの内部に装着されるよう設計されたユニットを弁１３０に固定できる部品１３７を更に有するのが良い。

図７は、電子システムを収納したケース４０に取り付けられている「スナップ嵌め」式弁１３０（図４参照）の取付けにおけるステップを概略的に示している。タイヤ１０を取り付ける前に弁１３０を取り付ける。弁１３０をリム２１の半径方向外方側部（タイヤを取り付けた後のタイヤの体積部又は塊の内側に相当している）上に位置決めし、次に、弁口３１を弁穴中に挿入する。次に、工具６０の端部を弁口３１に螺着し、この工具をレバーとして用いて、矢印６１で示された方向に力を加えることにより弁を引っ張る（符号６２で示す方向に）。かくして、弁基部の溝３６（図４参照）は、弁穴と嵌合する。一般に、この操作中、液体（例えば、石鹸水）を塗布して弁穴への溝の嵌合を容易にする。ガス密は、弁穴の縁部と弁体との間の漏れ止め接触状態により保証される。

図８は、「スナップ嵌め」式弁１３０の取外しの仕方を概略的に示している。キャップ３２（図４参照）を弁口３１からいったん取り外すと、図７の工具６０と同等の工具の端部６３を弁口３１に螺着して回す（図８（ａ））。弁口３１は、右ピッチのねじ山が設けられているので、ねじ回しは時計回り（矢印６４）に行われる。工具の端部６３を弁口３１に螺着した状態でいっぱいまで回すと、例えば図７の工具６０をレバーとして用いてこの弁１３０を引っ張り、リム２１とのその嵌合状態から離脱させる（図８（ｂ））。図８（ｃ）は、弁１３０が弁穴から出てきたときの弁基部３５によって生じた変形状態を示しており、一般に、かかる弁は、この操作後ではもはや使えない。

当然のことながら、図８の取外し方法は、電子システムが弁１３０に取り付けられている場合には適当ではない。弁１３０が弁穴から出てきている間、電子システムを収納したケースは、リムに当たる恐れがあり、それどころか、激しく変形し又は引きちぎれる場合がある。したがって、図８に記載した手順を行う前にタイヤ１０を取り外して弁１３０を電子システムから分離することが必要である。しかしながら、タイヤ１０の取外し中、電子システムが損傷を受ける恐れは、無視できない。

図５及び図６は、この問題を解決した本発明の弁２３０，３３０を示している。

図５は、ナット２３８が管３３に設けられている弁２３０を示している。図示の例では、これは、六角ナットであるが、トルクを受け取るのに適した任意他のナット（２つの平坦部を備えたナット、星形ナット）を管に設けても良い。図９は、弁２３０によって可能になる取外し方法を示している。第１のステップでは、ナット２３８に嵌まるフラット形スパナ７０を用いてケース４０を弛めて外す（図９（ａ））。ケースは、これをぐるりと回転させると必ずリムに当たるほど大きい。かくして、トルクを反時計回りの方向（矢印７１）に加えることにより、ケース４０をねじ戻して右ねじを有するアタッチメント部品２３７からこのケースを外すことができる（図９（ｂ））。ケース４０を弁１３０からいったん分離すると（図９（ｃ））、工具の端部６３を弁口３１に螺着してこれを回し（矢印６４）、次に弁２３０を図８（ｃ）のように引っ張ることにより図８に記載されているように弁１３０の取外しを完了させることができる。この取外し方法では、タイヤ１０を前もって取り外す必要はないということに注目されたい。

それにもかかわらず、弁、例えば２３０を用いることには、或る幾つかの欠点がある。ナット２３８を備えた弁２３０は、弁、例えば弁１３０よりも高価である。さらに、取外し方法では、２つの互いに異なる工具（弁引張り工具及びフラット形スパナ）を用いる必要があり、これは、取外し方法を時間のかかるものにする恐れがある。

この欠点は、図６に示す弁３３０によって解決される。この弁の特定の特徴は、アタッチメント部品３３７のねじ山の向きが、弁口３１のねじ山の向きに対して逆であるということにある。現行の規格（例えば、ＥＴＲＴＯ規格）により弁口３１には右ねじが指定されているので、一般的に言えば、アタッチメント部品３３７に左ねじを用いることが好ましいが、このことは、本発明を限定するものではなく、重要なことは、アタッチメント部品３３７のねじ山の向きを弁口３１のねじ山の向きに対して逆にすることである。

図１０は、対応の取外し方法を示している。第１ステップでは、図７の工具６０と同等の工具端部６３を弁口３１に螺着してこれを回す（図１０（ａ））。ねじ回しは、時計回り（矢印６４）に行われる。端部６３を弁口３１に螺着した状態でこれをいっぱいまでねじ回した状態で（図１０（ｂ））、図８に示す方法とは対照的に、回転方向を変えないで端部６３の回転を続ける。ケース４０がこれをぐるりと回転させると必ずリムに当たるほど大きい場合、ケース４０をアタッチメント部品３３８からねじ戻すトルクが加わり始める（図１０（ｃ））。このアタッチメント部品３３８のねじ山方向が弁口３１のねじ山方向と同一であったとすれば、この操作の結果として、ケース４０がアタッチメント部品３３８に対して更に締め付けられることになるが、ねじ山の向きが逆なので、ケース４０は、アタッチメント部品３３８からねじ戻される。ケースを弁３３０から完全に分離すると（図１０（ｄ））、弁２３０を図８（ｃ）の場合と同様に引っ張ることにより方法ステップは図８の場合のように続く。この取外し方法では、タイヤ１０を前もって取り外す必要なく、この取外し方法を自動車用のタイヤ取付けセンタ及び車庫では周知の形式のたった１つの工具を用いて実施することができることに注目されたい。

分かりやすくする理由で、本発明を示した図は、ケース／ユニット４０をねじ回すことによって取り付けることができる弁だけを示している。当然のことながら、固定が上述したように「回転係合」によって行われるシステムについても同じ結果を得ることができる。

Claims (2)

1. 管（３３）を有し、タイヤ（１０）とホイール（２０）とから成る組立体に用いられるよう設計されているインフレーション弁（２３０；３３０）であって、
   −前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記ホイール（２０）のリム（２１）に形成されている円形断面の円筒形穴内に固定することができるスナップ嵌め手段（３５，３６）と、
   −前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記円筒形穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適した手段と、
   −前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記タイヤ（１０）の内部に装着されるよう設計されたユニット（４０）に取り付ける手段を備えたアタッチメント部品（２３７；３３７）とを有し、
   前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記円筒形穴内で回転させるようになったトルクを受け取るのに適した前記手段は、前記インフレーション弁（２３０；３３０）の前記管（３３）に設けられ、
   前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記ユニット（４０）に取り付けることができる前記手段は、前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記円筒形穴内で所定の回転方向に回転させたときに前記アタッチメント部品（２３７；３３７）が前記ユニット（４０）から分離されるようなものであり、
   前記インフレーション弁（２３０；３３０）は、第１のねじ山ピッチ（Ｐ１）を有する雄ねじを備えた弁口（３１）を有し、前記所定の回転方向は、前記弁口（３１）の前記雄ねじの方向であり、前記アタッチメント部品（２３７；３３７）は、第２のねじ山ピッチ（Ｐ２）を有するねじ山を備え、該ねじ山は、前記インフレーション弁（２３０；３３０）をねじ込みにより前記ユニット（４０）に取り付けることができ、前記アタッチメント部品（２３７；３３７）のねじ山軸線は、前記円筒形穴内における前記インフレーション弁（２３０；３３０）の回転軸線と実質的に同一であり、前記第２のねじ山ピッチ（Ｐ２）は、前記第１のねじ山ピッチ（Ｐ１）に対して向きが逆である、インフレーション弁。
2. 請求項１に記載のインフレーション弁（２３０；３３０）を取り外す方法であって、前記インフレーション弁（２３０；３３０）は、前記円筒形穴内に嵌め込まれると共に前記タイヤ（１０）の内部に装着されるよう設計されたユニット（４０）に取り付けられており、前記方法は、次のステップ、即ち、
   （Ａ）弁引張り工具（６０）を前記弁口（３１）に螺着してこれを回すステップと、
   （Ｂ）前記弁口（３１）の前記ねじ山の端に到達した後、前記ねじ山方向における前記工具の回転を続けて前記インフレーション弁（２３０；３３０）を前記円筒形穴内で回転させ、ついには前記インフレーション弁（２３０；３３０）が前記ユニット（４０）から分離されるようにするステップと、
   （Ｃ）前記インフレーション弁（２３０；３３０）を引張りにより前記リム（２１）から取り外すステップとを有する、方法。

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