JP6175415B2 - タイヤバルブユニット - Google Patents

Description

本発明は、タイヤバルブとセンサユニットを一体化したタイヤバルブユニットに関する。

従来から、車両用タイヤの空気圧等、タイヤの状態を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いる（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のタイヤバルブユニットは、タイヤバルブと、センサユニットとを有している。センサユニットは、センサが収容されたハウジングを有するとともに、ハウジングから立設された板状の壁部を有し、この壁部には挿通孔が設けられている。タイヤバルブユニットは、バルブステムを有しており、バルブステムは壁部の挿通孔に挿通されている。バルブステムの外周面には、溝部が設けられている。そして、この溝部には、板状のストッパが挿入されている。タイヤバルブは、ストッパが壁部に係止することで壁部からの抜け出しが規制されている。

米国特許出願公開第２０１２／０３１２３８９号明細書

ところで、タイヤバルブに対し、軸方向に沿った力が加わり、タイヤバルブが壁部から抜け出す方向に力が加わると、ストッパが変形し、タイヤバルブが壁部から抜け出してしまうおそれがある。

本発明の目的は、ストッパの変形を抑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。

上記課題を解決するタイヤバルブユニットは、バルブステムを有するとともに車両用ホイールのリム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ハウジング内に収容されたセンサによって前記タイヤの状態を検出するセンサユニットと、を一体化したタイヤバルブユニットであって、前記ハウジングは、外面から突出するとともに前記バルブステムが軸方向に沿って挿通された挿通壁部を有し、前記挿通壁部は挿通された前記バルブステムの軸方向と直交する両面に凹部を有し、前記バルブステムは、外周面に溝部又は貫通孔を有し、前記タイヤバルブと前記センサユニットとを一体化するストッパを有し、前記ストッパは前記バルブステムの軸方向において、前記挿通壁部を跨いで前記溝部又は前記貫通孔に挿入された第１挿入部と第２挿入部とを有するとともに、前記ストッパは前記凹部に係止する係止部が設けられた一対の腕部を有する。

これによれば、バルブステムの軸方向に沿った挿通壁部からの挿抜方向（以下、単に「挿抜方向」という）にバルブステムが移動しようとすると、第１挿入部又は第２挿入部に対し、挿抜方向に対向した溝部又は貫通孔の縁が当接し、ストッパによってバルブステムの移動が規制される。第１挿入部と第２挿入部との間には、挿通壁部が当接するように設けられているため、第１挿入部及び第２挿入部の変形は挿通壁部によって規制される。各腕部に設けられた係止部は、凹部と係止し合い、これによりストッパがハウジングに取着される。したがって、ストッパの変形が抑止され、タイヤバルブとセンサユニットとの一体化が維持されやすい。

上記タイヤバルブユニットについて、前記タイヤバルブは、前記バルブステムの外周に設けられたゴム製の胴体部を有し、前記バルブステムの軸方向において、前記第１挿入部は、前記第２挿入部よりも前記胴体部側に位置し、前記第１挿入部の前記溝部又は前記貫通孔への挿入長は、前記第２挿入部の前記溝部又は前記貫通孔への挿入長よりも長いことが好ましい。

これによれば、ストッパの溝部又は貫通孔への挿入方向の位置を調整することで、第１挿入部のみを溝部又は貫通孔に挿入することができる。このため、タイヤバルブが挿通壁部から抜け出すことを規制した状態で、センサユニットを挿抜方向へ移動させることができる。

本発明によれば、ストッパの変形を抑止することができる。

車両用ホイールに取り付けられたタイヤバルブユニットを示す斜視図。 タイヤバルブユニットを示す斜視図。 タイヤバルブユニットを示す分解斜視図。 ストッパを示す斜視図。 ストッパを示す斜視図。 タイヤバルブユニットの車両用ホイールへの取付態様を示す図。 ストッパの第１挿入部のみを貫通孔に挿入した状態を拡大して示すタイヤバルブユニットの一部破断断面図。 ストッパの第１挿入部のみを貫通孔に挿入した状態を拡大して示すタイヤバルブユニットの一部破断断面図。

以下、タイヤバルブユニットの一実施形態について説明する。
図１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１１のリム１２に装着されるタイヤバルブ３０と、このタイヤバルブ３０に一体化されるとともに、車両用ホイール１１に装着されたタイヤ１３内に配置されるセンサユニット２０とから構成されている。

まず、センサユニット２０について説明する。
図２及び図３に示すように、センサユニット２０のハウジング２１は、樹脂材料や金属材料により形成されるとともに、ハウジング２１内にはタイヤ１３内の圧力を検出するセンサとしての圧力センサ２２が収容されている。更に、ハウジング２１内には、種々の電子部品やバッテリ、アンテナ等から構成され、検出したタイヤ１３の状態を受信機に送信するための送信機などが収容されている。なお、ハウジング２１の外面において、圧力センサ２２の有する圧力導入口の露出する面を圧力導入面２１ａとする。

ハウジング２１は、圧力導入面２１ａから凹みつつ傾斜する傾斜面２３を有する。傾斜面２３には、傾斜面２３の傾斜方向に並んで第１壁部２４と第２壁部２５が間隔を空けて立設されている。各壁部２４，２５の傾斜面２３からの立設方向に直交し、かつ、第１壁部２４と第２壁部２５の対向面に直交する方向を厚み方向とすると、両壁部２４，２５には、厚み方向に貫通する円形状の挿通孔２６が形成されている。また、第１壁部２４の立設方向と厚み方向の両方に直交する方向を第１壁部２４の幅方向とすると、第１壁部２４において、傾斜面２３から立設する４つの面のうち、幅方向の両面に位置する２つの面には、凹部２７が設けられている。

次に、タイヤバルブ３０について説明する。
タイヤバルブ３０は、金属材料により筒状に形成されたバルブステム３１の外周面にゴム製の胴体部３２が装着されて形成されている。タイヤバルブ３０において、胴体部３２のセンサユニット２０側の外周面には装着溝３３が胴体部３２の全周に亘って凹設されている。バルブステム３１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３１の先端にはキャップ３４が装着されている。

タイヤバルブ３０において、バルブステム３１の一部は、胴体部３２から突出している。胴体部３２から突出した突出部３５の直径は、各壁部２４，２５の挿通孔２６の直径よりも若干小さい。突出部３５には、バルブステム３１の周壁の一部を厚み方向に貫通する貫通孔３６が形成されている。バルブステム３１の軸の延びる方向をバルブステム３１の軸方向とすると、バルブステム３１の軸方向に沿う貫通孔３６の寸法は、第１壁部２４の厚み方向の寸法よりも長い。

各壁部２４，２５に設けられた挿通孔２６には、バルブステム３１の突出部３５が挿通されている。バルブステム３１は、第１壁部２４の立設方向において、貫通孔３６と第１壁部２４とが重なり合うように配置されている。バルブステム３１の軸方向に沿う貫通孔３６の寸法は、第１壁部２４の厚み方向の寸法よりも長いため、第１壁部２４と貫通孔３６が第１壁部２４の立設方向に重なり合うと、貫通孔３６が第１壁部２４に完全に覆われず、貫通孔３６の一部が露出する。そして、バルブステム３１の貫通孔３６にストッパ４０が挿入されることで、タイヤバルブ３０とセンサユニット２０が一体化されている。以下、詳細に説明を行う。

図４及び図５に示すように、ストッパ４０は、１枚の金属板を屈曲させて形成されており、矩形平板状の連結部４１と、連結部４１の短手方向に延びる一対の辺それぞれから延びる腕部４２と、連結部４１の長手方向に延びる一対の辺それぞれから延びる挿入部４４，４５とを有している。金属板としては、例えば、バネ鋼や、鉄などからなる金属板が用いられる。

２つの腕部４２は、連結部４１から同一方向に向けて湾曲して延びるとともに、その先端（連結部４１とは反対側の端部）には連結部４１に向けて延びる係止部４３を有している。

２つの挿入部４４，４５は、連結部４１から同一方向に向けて真っ直ぐに延びている。第１挿入部４４は、矩形平板状の基部４６と、基部４６の先端（基部４６を挟んだ連結部４１とは反対側の端部）から突出する凸部４７とを有している。凸部４７は、基部４６の面に沿い、かつ、連結部４１から基部４６が延びる方向に沿って突出している。第２挿入部４５は、第１挿入部４４の基部４６と同一形状である。第１挿入部４４と、第２挿入部４５とは、互いに対向する面の離間距離が、第１壁部２４の厚み方向の寸法よりも長い。

そして、上記したストッパ４０は、第１挿入部４４と第２挿入部４５との間に第１壁部２４が挿入されるように設けられる。このとき、第１挿入部４４が第２挿入部４５よりも胴体部３２側に位置するようにストッパ４０が設けられる。第１挿入部４４と第２挿入部４５は、挿通壁部としての第１壁部２４に跨って設けられている。各腕部４２に設けられた係止部４３は、凹部２７と係止し合い、これによりストッパ４０がハウジング２１に取着されている。したがって、腕部４２がストッパ４０をハウジング２１に取着する取着部として機能している。

また、第１挿入部４４において、基部４６の先端及び凸部４７は、貫通孔３６のうち第１壁部２４よりも胴体部３２側に挿入されている。一方、第２挿入部４５の先端は、貫通孔３６のうち第１壁部２４よりも第２壁部２５側に挿入されている。このため、凸部４７の分だけ、第１挿入部４４の貫通孔３６への挿入長は、第２挿入部４５の貫通孔３６への挿入長に比べて長い。

図６に示すように、上記のように構成されたタイヤバルブユニット１０は、車両用ホイール１１に装着される。車両用ホイール１１には、タイヤ１３の内部と外部とを連通する取付孔１４が設けられており、この取付孔１４に胴体部３２が圧入されることでタイヤバルブユニット１０は車両用ホイール１１に装着される。

次に、本実施形態の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３０の軸方向に沿って力が加わり、タイヤバルブ３０が第１壁部２４からの挿抜方向（以下、「挿抜方向」という）に移動しようとすると、ストッパ４０の第１挿入部４４又は第２挿入部４５が貫通孔３６の縁と当接することでタイヤバルブ３０が挿通孔２６から挿抜されることが規制される。具体的にいえば、タイヤバルブ３０が第１壁部２４への挿入方向に移動しようとすると、バルブステム３１の軸方向に沿う貫通孔３６の縁のうち第１壁部２４よりも胴体部３２に近い縁３７と第１挿入部４４が当接する。また、タイヤバルブ３０が第１壁部２４からの抜去方向へ移動しようとすると、バルブステム３１の軸方向に沿う貫通孔３６の縁のうち第１壁部２４よりも第２壁部２５に近い縁３８と第２挿入部４５が当接する。

タイヤバルブ３０が挿抜方向に移動することがストッパ４０によって規制されると、ストッパ４０には挿抜方向に沿う方向への力が作用する。第１挿入部４４と第２挿入部４５との間に第１壁部２４が設けられていない場合、第１挿入部４４及び第２挿入部４５は、挿抜方向へ屈曲（変形）しようとする。

本実施形態では、挿抜方向に並んだ第１挿入部４４及び第２挿入部４５との間に第１壁部２４が設けられているため、第１挿入部４４及び第２挿入部４５に作用する力は、第１壁部２４によって受け止められる。

図７に示すように、係止部４３が凹部２７から外れた状態で、ストッパ４０の貫通孔３６への挿入方向の位置を調整、すなわち、第１挿入部４４と第２挿入部４５との間への第１壁部２４の挿入長を調整することで、ストッパ４０を第１挿入部４４のみが貫通孔３６に挿入されている状態にすることができる。この状態のまま、タイヤバルブ３０を挿抜方向に移動させようとすると、第１挿入部４４が挿抜方向に沿って貫通孔３６内を移動することができる範囲内でタイヤバルブ３０を移動させることができる。

図８に示すように、第１挿入部４４が縁３８に当接するまでタイヤバルブ３０を第１壁部２４からの抜去方向に移動させると、胴体部３２とセンサユニット２０との間のクリアランスが大きくなる。タイヤバルブユニット１０を車両用ホイール１１に装着する場合、車両用ホイール１１に設けられた取付孔１４に胴体部３２を圧入する。このとき、胴体部３２は弾性変形することでセンサユニット２０に向けて突出するため、胴体部３２とセンサユニット２０の間にはクリアランスを確保する必要がある。

本実施形態のように、第１挿入部４４が縁３８に当接した状態でタイヤバルブユニット１０を車両用ホイール１１に装着し、その後センサユニット２０をストッパ４０によって固定することで、胴体部３２とセンサユニット２０との間のクリアランスを確保した状態でタイヤバルブユニット１０を装着することができる。

したがって、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）第１挿入部４４と第２挿入部４５とは、第１壁部２４を跨いで設けられている。タイヤバルブ３０が挿抜方向に移動しようとして、第１挿入部４４又は第２挿入部４５に力が加わっても、その力は、第１壁部２４に受け止められ、第１挿入部４４及び第２挿入部４５が変形することが抑止される。このため、タイヤバルブ３０とセンサユニット２０との一体化が維持されやすい。

（２）第１挿入部４４の貫通孔３６への挿入長は、第２挿入部４５の貫通孔３６への挿入長に比べて長い。このため、ストッパ４０を、第１挿入部４４のみが貫通孔３６に挿入された状態にすることができ、タイヤバルブ３０が挿通孔２６から抜去されない状態で、胴体部３２とセンサユニット２０との間のクリアランスを調節することができる。

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
・各実施形態において、挿通孔２６の形状は、四角形状などの多角形状や、一部を平坦面にした形状など、バルブステム３１（突出部３５）を挿入できれば、どのような形状であってもよい。

・ハウジング２１に傾斜面２３を設けたが、傾斜面２３を設けなくてもよい。すなわち、ハウジング２１の外面は平坦面をなしていてもよい。
・突出部３５には、貫通孔３６に代えて、バルブステム３１の周壁の厚み方向に凹む溝部が設けられていてもよい。この場合、溝部に第１挿入部４４及び第２挿入部４５が挿入される。

・取着部は、ストッパ４０をハウジング２１に取着できればよく、例えば、取着部にボルトを貫通させて、このボルトをハウジング２１に螺合することでストッパ４０をハウジング２１に取着してもよい。

・第２壁部２５は設けられていなくてもよい。
・タイヤバルブ３０には、胴体部３２が設けられていなくてもよい。
・センサは、タイヤ１３内の温度を検出する温度センサなどでもよい。

１０…タイヤバルブユニット、１１…車両用ホイール、１３…タイヤ、２０…センサユニット、２１…ハウジング、２２…圧力センサ、２４…第１壁部、３０…タイヤバルブ、３１…バルブステム、３２…胴体部、３６…貫通孔、４０…ストッパ、４４…第１挿入部、４５…第２挿入部。

Claims (2)

1. バルブステムを有するとともに車両用ホイールのリム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ハウジング内に収容されたセンサによって前記タイヤの状態を検出するセンサユニットと、を一体化したタイヤバルブユニットであって、
   前記ハウジングは、外面から突出するとともに前記バルブステムが軸方向に沿って挿通された挿通壁部を有し、前記挿通壁部は挿通された前記バルブステムの軸方向と直交する両面に凹部を有し、
   前記バルブステムは、外周面に溝部又は貫通孔を有し、
   前記タイヤバルブと前記センサユニットとを一体化するストッパを有し、前記ストッパは前記バルブステムの軸方向において、前記挿通壁部を跨いで前記溝部又は前記貫通孔に挿入された第１挿入部と第２挿入部とを有するとともに、前記ストッパは前記凹部に係止する係止部が設けられた一対の腕部を有するタイヤバルブユニット。
2. 前記タイヤバルブは、前記バルブステムの外周に設けられたゴム製の胴体部を有し、
   前記バルブステムの軸方向において、前記第１挿入部は、前記第２挿入部よりも前記胴体部側に位置し、
   前記第１挿入部の前記溝部又は前記貫通孔への挿入長は、前記第２挿入部の前記溝部又は前記貫通孔への挿入長よりも長い請求項１に記載のタイヤバルブユニット。