JP5905859B2 - タイヤバルブユニット - Google Patents

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、ケーシング８３に取り付けられたスプリング８４に対し、そのフォーク部８５にタイヤバルブ８１の基部８１ａ側が挿入されることで、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とケーシング８３が離脱してしまう恐れがあった。

本発明は、センサユニットとタイヤバルブが離脱す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タイヤバルブユニットは、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、前記タイヤバルブは基端側に連結部を備えるとともに、前記センサユニットは前記連結部が挿入される挿入部を備え、前記連結部の表面に、係止突部が突設されるとともに、前記挿入部の内面に前記係止突部が係止する係止凹部が設けられ、前記係止突部は、付勢部材の付勢力によって前記係止凹部に係止する方向に付勢され、前記係止突部と前記係止凹部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おり、さらに、前記係止突部は、該係止突部が前記係止凹部に係止する方向の先端に操作突部を備え、前記係止凹部は、前記操作突部が係合可能でかつ、前記挿入部の外面から前記係止凹部に連通する操作孔を備える。

タイヤバルブユニットは、そのタイヤバルブがタイヤの軸方向に沿って車両用ホイールに装着される。そして、車両用ホイールに装着されたタイヤバルブの連結部が、センサユニットの挿入部に挿入されている。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、その遠心力は、連結部及び挿入部の軸方向と交差する方向に作用し、遠心力は連結部の外面と挿入部の内面との接触で受け止められる。すなわち、遠心力は、連結部と挿入部を離間させる方向である、連結部及び挿入部の軸方向には作用しない。さらに、係止突部と係止凹部が係止し、連結部と挿入部が軸方向に離間することが防止されている。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、タイヤバルブとセンサユニットが離脱することを防止することができる。

また、係止突部が付勢部材の付勢力によって係止凹部に係止すると、操作突部が操作孔に係合する。操作孔は、挿入部の外面から係止凹部に連通するため、操作孔に係合した操作突部を、挿入部の外面から操作できる。すなわち、挿入部の外面側から操作孔に治具等を挿入し、係止突部が付勢された方向と反対方向に向けて操作突部を押圧する。すると、操作突部の操作孔への係合を解除することができ、この係合解除状態で連結部を挿入部から抜き取ることで、タイヤバルブをセンサユニットから簡単に抜き取ることができる。

本発明によれば、センサユニットとタイヤバルブが離脱す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。 タイヤバルブ及びセンサユニットを示す分解斜視図。 タイヤバルブ及びセンサユニットを示す部分断面図。 （ａ）は係止突部を案内溝に挿入した状態を示す図、（ｂ）は係止突部が係止凹部に係止した状態を示す図。 係止突部及び係止凹部の別例を示す分解斜視図。 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５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４０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４０側（基端側）の外周面には装着凹部２４が全周に亘って形成されている。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、装着凹部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。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から円筒状に突出するとともに、この突出端部によってセンサユニット４０との連結部２７が形成されている。

図３及び図４に示すように、連結部２７には、一対の透孔２８が連結部２７の径方向に対向して形成されるとともに、各透孔２８は連結部２７の周壁を厚み方向に貫通している。各透孔２８は、連結部２７の内周面側に形成された第１透孔２８ａと、この第１透孔２８ａよりも連結部２７の外周面側に形成された第２透孔２８ｂとから構成されている。第１透孔２８ａは、第２透孔２８ｂより小径に形成されるとともに、第１透孔２８ａと第２透孔２８ｂの境界に支持面２８ｃが形成されている。

第２透孔２８ｂ内には、付勢部材としてのコイルバネ２９が挿入されるとともに、このコイルバネ２９の一端は、支持面２８ｃに支持されている。また、コイルバネ２９内には、係止部材３０が挿入されている。係止部材３０は、円柱状に形成された軸部３１と、この軸部３１の軸方向一端に設けられた頭部３２とから構成されている。軸部３１には、軸部３１の軸方向全体に延びるスリット３１ａが形成されるとともに、このスリット３１ａによって軸部３１が一対の軸片３１ｂに二分割されている。そして、軸部３１は、スリット３１ａの範囲内で軸片３１ｂ同士を接近させ縮径可能になっている。また、軸部３１は、軸片３１ｂを接近させた状態を解除すると、自身の弾性力により接近させる前の状態に復帰可能になっている。

軸部３１の他端であり、各軸片３１ｂの先端には、それぞれ係合爪３１ｃが突設されている。各係合爪３１ｃは、それぞれ軸片３１ｂの先端に向かうに従い軸片３１ｂからの突出量が少なくなるように傾斜して形成されている。一対の軸片３１ｂが弾性変形せず、接近していない状態では、係合爪３１ｃの外周縁を結んだ円の直径は、第１透孔２８ａの孔径よりも大きく、軸片３１ｂがスリット３１ａ分だけ弾性変形し、接触した状態での上記円の直径は第１透孔２８ａの孔径より小さくなる。係止部材３０の頭部３２は、略半球状に形成されるとともに、頭部３２の直径はコイルバネ２９の外径とほぼ同じであり、第２透孔２８ｂの孔径よりも小さく形成されている。また、頭部３２の先端面には、操作突部３２ａが、軸部３１の軸方向に沿って突設されている。操作突部３２ａの直径は、頭部３２及び軸部３１の直径より小さい。

そして、上記構成の係止部材３０は透孔２８内に挿入されるとともに、コイルバネ２９の内側に挿入され、さらに、係合爪３１ｃが第１透孔２８ａを貫通して連結部２７内に挿入されている。詳細には、係止部材３０は、一対の軸片３１ｂを弾性変形させて互いに接近させ、縮径させた状態で係合爪３１ｃを第１透孔２８ａを通過させることにより、係合爪３１ｃが連結部２７の内側に配置されている。そして、一対の軸片３１ｂが原形状に復帰することで、一対の係合爪３１ｃが連結部２７の内周面に係止し、係止部材３０の透孔２８からの抜け出しが防止されている。

また、係止部材３０の係合爪３１ｃが連結部２７の内周面に係止した状態では、コイルバネ２９は圧縮状態にあり、このコイルバネ２９の復帰力（付勢力）により係止部材３０は透孔２８から抜け出る方向に付勢されている。よって、係止部材３０がコイルバネ２９によって付勢された方向の先端となる位置、すなわち、頭部３２の先端に操作突部３２ａが設けられている。また、係止部材３０は、頭部３２が連結部２７の表面（外周面）から突出している。この係止部材３０は、頭部３２を透孔２８内に向けて押圧し、コイルバネ２９を圧縮させると、操作突部３２ａを含め、頭部３２が透孔２８（第２透孔２８ｂ）内に没入可能になっている。そして、コイルバネ２９の圧縮を解除すると、コイルバネ２９の復帰力により、頭部３２は透孔２８（第２透孔２８ｂ）内から自動で突出するようになっている。そして、本実施形態では、係止部材３０が係止突部を構成している。

図３に示すように、センサユニット４０のケースは、樹脂材料により形成されるとともにセンサユニット４０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。

センサユニット４０の側面には、タイヤバルブ２０の連結部２７が挿入される挿入部４１が突設されている。挿入部４１は円筒状に形成されている。図４に示すように、挿入部４１の内周面には、一対の案内溝４２が挿入部４１の径方向に対向する位置に凹設されている。各案内溝４２は、挿入部４１の軸方向に沿って直線状に延びるように形成されている。各案内溝４２は、その一端が挿入部４１の開口端に開口するとともに、他端は挿入部４１の軸方向の中央付近に位置している。挿入部４１の内周面には、一対の係止凹部４３が形成されている。係止凹部４３は円形状に凹設されるとともに、内面が円弧状に湾曲している。各係止凹部４３は、それぞれ案内溝４２の他端に連通して形成されている。

また、挿入部４１には、各係止凹部４３に連通する操作孔４１ａが、挿入部４１の厚み方向に貫通して形成されている。操作孔４１ａは、一端が係止凹部４３に連通するとともに、他端が挿入部４１の外面に開口している。また、操作孔４１ａの孔径は、係止部材３０の操作突部３２ａより若干小さく、操作孔４１ａには操作突部３２ａが係合可能になっている。

次に、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０を一体化する方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、連結部２７を挿入部４１に挿入する際、各係止部材３０の頭部３２（操作突部３２ａ）を、挿入部４１の各案内溝４２に挿入する。すると、案内溝４２（連結部２７の内周面）によって係止部材３０の頭部３２が押圧され、係止部材３０がコイルバネ２９の付勢力に抗して透孔２８内に没入するとともに、頭部３２が案内溝４２に係止する。このとき、コイルバネ２９は連結部２７を挿入部４１に挿入する前と比べると、圧縮量が増えている。

連結部２７を挿入部４１に挿入していくと、案内溝４２によって係止部材３０が係止凹部４３に向けて直線状に移動するように案内される。そして、図５（ｂ）に示すように、係止部材３０が係止凹部４３に位置すると、案内溝４２による係止部材３０の押圧が解除されるとともに、圧縮状態にあるコイルバネ２９の復帰力により係止部材３０が係止凹部４３に向けて移動する。すると、係止部材３０の頭部３２が係止凹部４３に係止するとともに、操作突部３２ａが操作孔４１ａに係合し、コイルバネ２９の付勢力により、頭部３２が係止凹部４３に向けて押し付けられる。その結果、係止部材３０と、係止凹部４３との係止により、連結部２７の挿入部４１からの離脱が防止された状態で、連結部２７と挿入部４１が連結されるとともに、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０が一体化される。そして、タイヤバルブユニット１０は、連結部２７及び挿入部４１がタイヤ１２の軸方向に延びるようにリム１１に装着されている。

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４０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４０の側面には挿入部４１が設けられている。そして、この挿入部４１にタイヤバルブ２０の連結部２７が挿入されるとともに、連結部２７の係止部材３０と、挿入部４１の係止凹部４３とが係止している。このため、タイヤバルブユニット１０に、タイヤ１２の回転に伴い発生する遠心力が作用しても、その遠心力を連結部２７と挿入部４１との互いの接触で受け止めることができる。そして、連結部２７と挿入部４１は、係止部材３０と係止凹部４３の係止により抜け止めされているため、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０が離脱することを防止することができる。

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４０に円筒状の挿入部４１を突設するとともに、タイヤバルブ２０に挿入部４１に挿入される連結部２７を突設した。そして、連結部２７の係止部材３０を、挿入部４１の係止凹部４３に係止させ、タイヤバルブユニット１０を一体化した。タイヤバルブユニット１０は、タイヤ１２の軸方向に延びるようにリム１１に装着され、連結部２７及び挿入部４１は、タイヤ１２の軸方向に延びる。このため、タイヤ１２の回転に伴い連結部２７及び挿入部４１に遠心力が作用しても、その遠心力は連結部２７及び挿入部４１の軸方向と交差する方向に作用し、連結部２７及び挿入部４１によって受け止められる。このため、連結部２７と挿入部４１が離間する方向（軸方向）には遠心力は作用しない。さらに、連結部２７と挿入部４１は、係止部材３０と係止凹部４３とが係止しているため、連結部２７と係止凹部４３が軸方向に離間することが防止される。よって、タイヤ１２の遠心力によって、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０が離脱することを防止することができる。

（２）連結部２７には、一対の係止部材３０が突設されるとともに、挿入部４１には、一対の係止凹部４３が形成されている。このため、連結部２７と挿入部４１の間には、係止部材３０と係止凹部４３の係止箇所が２箇所形成され、係止箇所が１箇所の場合と比べると、連結部２７と挿入部４１を強く連結することができる。

（３）係止部材３０は、コイルバネ２９の付勢力によって連結部２７から突出する方向に付勢されている。このため、係止部材３０の頭部３２が、係止凹部４３に係止すると、コイルバネ２９の付勢力によって、頭部３２が係止凹部４３に係止した状態を維持することができる。その結果、連結部２７と挿入部４１が離脱することを防止することができ、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０が離脱することを防止することができる。

（４）挿入部４１の内周面に案内溝４２を形成し、案内溝４２の一端を挿入部４１の開口端に開口させるとともに、他端を係止凹部４３に連通させた。このため、連結部２７を挿入部４１に挿入する際、案内溝４２に係止部材３０を挿入し、そのまま連結部２７を挿入部４１に挿入すると、案内溝４２によって係止部材３０を係止凹部４３に案内することができる。よって、係止部材３０と係止凹部４３の係止を簡単に行うことができる。

（５）係止部材３０は連結部２７の外周面から突設し、係止凹部４３は挿入部４１の内周面に形成されている。よって、係止部材３０を挿入部４１の内周面に出没可能に設ける場合と比べると、係止部材３０を設ける作業を簡単に行うことができる。

（６）タイヤバルブ２０の連結部２７と、センサユニット４０の挿入部４１とを係止部材３０と係止凹部４３の係止で連結することで、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０を一体化してタイヤバルブユニット１０を形成することができる。タイヤバルブ２０とセンサユニット４０を螺子による締結で一体化する場合と異なり、締結時のトルク管理が必要なく、また、締結作業も必要なく、タイヤバルブ２０とセンサユニット４０を簡単に連結することができる。

（７）係止部材３０は、軸部３１と頭部３２とからなり、軸部３１には軸方向に延びるスリット３１ａが形成されるとともに、各軸片３１ｂの先端に係合爪３１ｃが形成されている。そして、連結部２７の透孔２８に係止部材３０を挿入し、軸片３１ｂを弾性変形させ、係合爪３１ｃを透孔２８の第１透孔２８ａを通過させるとともに、係合爪３１ｃを連結部２７の内周面に係止させた。この係止により、係止部材３０の連結部２７からの離脱を防止することができる。

（８）連結部２７の係止部材３０に設けられた操作突部３２ａは、挿入部４１の係止凹部４３に連通する操作孔４１ａに係合する。このため、タイヤバルブユニット１０に、タイヤ１２の回転に伴い発生する遠心力が作用しても、その遠心力を操作突部３２ａと操作孔４１ａとの互いの接触でも受け止めることができる。

（９）係止部材３０の頭部３２に操作突部３２ａを設け、挿入部４１に、挿入部４１の外面と係止凹部４３を連通させる操作孔４１ａを設けた。このため、操作孔４１ａに治具等を挿入し、挿入部４１の外面側からコイルバネ２９の付勢方向と反対方向に操作突部３２ａを押し込むことができ、係止部材３０の係止凹部４３への係合を簡単に解除することができる。したがって、挿入部４１から連結部２７を抜き取る作業を簡単に行うことができ、タイヤバルブ２０の取り替え等を簡単に行うことができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図６に示すように、連結部２７に形成した係止突部３５を連結部２７に対し出没可能にせず、変形不能な突起とする。また、挿入部４１にはクランク状に延びる係止凹部４５を形成する。係止凹部４５は、挿入部４１の開口端に開口するとともに、挿入部４１の軸方向に直線状に延びる直線部４５ａと、直線部４５ａに対し屈曲し、挿入部４１の周方向に延びる係止部４５ｂと、から形成されている。

そして、連結部２７を挿入部４１に挿入する際、係止突部３５を直線部４５ａに挿入し、挿入部４１の軸方向に沿って連結部２７を移動させた後、連結部２７を回転させる。すると、係止突部３５が係止部４５ｂに沿って挿入部４１の周方向に移動する。その結果、係止突部３５は係止部４５ｂに係止し、連結部２７と挿入部４１の離間が防止される。

このように構成すると、係止凹部４５を屈曲形成するだけで、係止突部３５を出没可能に形成しなくても、連結部２７と挿入部４１を軸方向への離間を防止した状態人連結することができる。

○ 実施形態における係止部材３０及び係止凹部４３は、それぞれ連結部２７及び挿入部４１に１箇所だけ設けられていてもよく、３箇所以上設けられていてもよい。
○ 実施形態では、一対の係止部材３０、及び一対の係止凹部４３をそれぞれ連結部２７及び挿入部４１の径方向に対向する位置に設けたが、径方向に対向していなくてもよく、軸方向にずれた位置に設けられていてもよい。

○ 実施形態では、連結部２７に係止部材３０（係止突部）を設け、挿入部４１に係止凹部４３を設けたが、逆でもよく、連結部２７に係止凹部を設け、挿入部４１に係止部材（係止突部）を設けてもよい。

○ 実施形態では、コイルバネ２９によって係止部材３０を付勢したが、コイルバネ２９の代わりに板バネやゴムを採用してもよい。
○ 実施形態において、係止部材３０は頭部３２に操作突部３２ａを備えていなくてもよく、この場合、挿入部４１の操作孔４１ａも無くてよい。

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以下に追記する。
（イ）前記挿入部の内周面には、前記係止突部を前記係止凹部に案内する案内溝が形成されているタイヤバルブユニット。

（ロ）前記係止突部及び係止凹部はそれぞれ複数設けられている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、２７…連結部、２９…コイルバネ（付勢部材）、３０…係止部材（係止突部）、３２ａ…操作突部、３５…係止突部、４０…センサユニット、４１…挿入部、４１ａ…操作孔、４３，４５…係止凹部。

Claims (1)

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、
   前記タイヤバルブは基端側に連結部を備えるとともに、
   前記センサユニットは前記連結部が挿入される挿入部を備え、
   前記連結部の表面に、係止突部が突設されるとともに、前記挿入部の内面に前記係止突部が係止する係止凹部が設けられ、
   前記係止突部は、付勢部材の付勢力によって前記係止凹部に係止する方向に付勢され、前記係止突部と前記係止凹部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おり、
   さらに、前記係止突部は、該係止突部が前記係止凹部に係止する方向の先端に操作突部を備え、前記係止凹部は、前記操作突部が係合可能でかつ、前記挿入部の外面から前記係止凹部に連通する操作孔を備えることを特徴とするタイヤバルブユニット。