JP7008657B2

JP7008657B2 - バルブコア

Info

Publication number: JP7008657B2
Application number: JP2019043294A
Authority: JP
Inventors: 匠生杉野
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP2020148207A

Description

本発明は、弁体を有するシャフトが筒体を貫通しているバルブコアに関する。

従来、この種のバルブコアとして、外側面にねじ部を有する第１筒体と、外側面にシール部が取り付けられている第２筒体とを回転可能に連結して備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－３４０２０６号（図６）

しかしながら、上記した従来のバルブコアでは、第１筒体と第２筒体とがカシメにより連結されており、そのカシメ作業に手間がかかり、製造コストが高くなるという問題があった。このため、従来よりも製造コストを抑えることが可能なバルブコアの開発が求められている。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、外側面にねじ部（２３）を有する第１筒体（２０）と、外側面にシール部材（３６）が取り付けられている第２筒体（３０）と、前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とに設けられ、互いに回転可能に嵌合する内側及び外側の嵌合筒部（２１，３１）と、前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とを貫通し、弁体（４１）を有するシャフト（４０）と、を備えるバルブコア（１０）であって、前記嵌合筒部（２１，３１）同士を抜け止めするスナップフィット部（１２）を備えるバルブコア（１０）である。

請求項２の発明は、前記スナップフィット部（１２）は、前記内側の嵌合筒部（２１，３１）に設けられ、前記嵌合筒部（２１，３１）同士が嵌合する過程で、内側へ弾性変形してから弾性復帰する弾性部（３２）を有し、前記シャフト（４０）により、前記弾性部（３２）の内側への弾性変形が規制される請求項１に記載のバルブコア（１０）である。

請求項３の発明は、前記弾性部（３２）は、前記シャフト（４０）を芯出しする請求項２に記載のバルブコア（１０）である。

請求項４の発明は、前記スナップフィット部（１２）は、前記内側の嵌合筒部（２１，３１）を縦割りに分割してなる複数の前記弾性部（３２）と、前記弾性部（３２）に形成され、外側に突出する突部（３３）と、前記外側の嵌合筒部（３１，２１）に設けられ、前記突部（３３）と凹凸係合する係合部（２４）と、を有する請求項２又は３に記載のバルブコア（１０）である。

請求項５の発明は、前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とのうち前記内側の嵌合筒部（２１，３１）を有する一方の筒体（２０，３０）には、他方の筒体（３０，２０）の先端に当接可能な当接部（３４）を有し、前記当接部（３４）と前記突部（３３）との間の距離は、前記係合部（２４）の縦方向の長さよりも大きい請求項４に記載のバルブコア（１０）である。

請求項６の発明は、前記第２筒体（３０）が前記内側の嵌合筒部（３１）を有し、前記第１筒体（２０）が前記外側の嵌合筒部（２１）を有する請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載のバルブコア（１０）である。

請求項７の発明は、前記第１筒体（２０）には、前記第２筒体（３０）の前記シール部材（３６）の端面に当接し、前記シール部材（３６）の軸方向の移動を規制する規制面（２０Ｋ）が形成されている請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のバルブコア（１０）である。

請求項８の発明は、前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とのうち前記内側の嵌合筒部（２１，３１）を有する一方の筒体（２０，３０）は、絶縁体により形成され、他方の筒体（３０，２０）と前記シャフト（４０）とは、金属で形成され、前記一方の筒体（２０，３０）によって互いに絶縁されている請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載のバルブコア（１０）である。

本開示のバルブコア（４０）によれば、第１筒体（２０）と第２筒体（３０）とがスナップフィットにより連結されるため、カシメ作業を廃止し、バルブコア（１０）の製造コストを抑えることができる。

本開示のバルブコアが収容されているバルブステムの側断面図バルブコアの側断面図バルブコアの分解斜視図バルブコアの拡大側断面図変形例に係るバルブコアの側断面図変形例に係る第１筒体及び第２筒体の側断面図変形例に係るバルブコアの側断面図変形例に係る第１筒体及び第２筒体の側断面図（Ａ）変形例に係る第１筒体の斜視図、（Ｂ）変形例に係る第１筒体及び第２筒体の側断面図

以下、本開示のバルブコア１０の一実施形態を図１～図４に基づいて説明する。図１には、バルブコア１０を収容したバルブステム５０が示されている。バルブステム５０は、タイヤ（図示せず）から延びた筒状をなし、その内側がタイヤの内部空間に連通するコア装着孔５５になっている。また、コア装着孔５５の開口寄り位置には雌螺子部５２が形成され、その奥側には雌螺子部５２から離れるに従って徐々に縮径する縮径部５３が備えられている。また、バルブステム５０の外周面には、図示しないキャップを螺合装着するための雄螺子部５４が形成されている。

同図に示すように、バルブコア１０は、バルブステム５０におけるコア装着孔５５の雌螺子部５２に螺合装着されている。図２に示されるバルブコア１０は、第１筒体２０と、第１筒体２０と同軸上に配された第２筒体３０と、第１及び第２の筒体２０，３０を貫通するシャフト４０と、シャフト４０の外側に配される圧縮コイルバネ４９と、を備えている。以降、バルブコア１０の軸方向のうち、第１筒体２０が配置されている側を上側、第２筒体３０が配されている側を下側、という。

シャフト４０は、黄銅等の導体からなるシャフト本体部４０Ａの上端部にバネ係止部４５を備える一方、下端部に弁体４１を備えている。バネ係止部４５は、シャフト本体部４０Ａから側方に突出した鍔状をなしている。

弁体４１は、上から、シャフト本体部４０Ａから徐々に拡径したテーパー部４１Ｔと、そのテーパー部４１Ｔの大径側端部から延設された円柱部４１Ａと、円柱部４１Ａとの間に間隔を空けて配され、円柱部４１Ａよりも大径の円板部４１Ｂと、を並べて有し、円柱部４１Ａと円板部４１Ｂとの間にはシール部材４２が取り付けられている。シール部材４２は、例えば、ゴムやエラストマーといった絶縁性の弾性部材からなり、扁平な円柱体の中心にシャフト本体部４０Ａに挿通される貫通孔４２Ａが形成されてなる。

第１筒体２０は、金属製であり、図３に示すように、円筒状の嵌合筒部２１と、嵌合筒部２１が上端における１８０度離れた２位置から上方に延長された１対の延長部２２と、を有している。嵌合筒部２１の上部と延長部２２との外側面には、雄螺子部２３が形成されている。なお、嵌合筒部２１の下部の外径は、雄螺子部２３の谷径より僅かに小さくなっている（図２参照）。

図２に示すように、第１筒体２０のうち嵌合筒部２１の下端には、内側へ突出した環状突条２４（特許請求の範囲中の「係合部」に相当する）が形成されている。環状突条２４の下端部における内縁角部は丸みを帯びた形状になるように面取り加工されている。また、環状突条２４の上面２４Ａは、水平に延びている。

次に、第２筒体３０は、絶縁性の樹脂からなり、ベース部３５と、ベース部３５から上方に起立する嵌合筒部３１と、を有している。ベース部３５は、外径が嵌合筒部３１より段付き状に大きくなっていて、嵌合筒部３１との間に段差面３４を有している。嵌合筒部３１と段差面３４との間は、丸みを帯びて滑らかに連絡している一方、ベース部３５と段差面３４との間は角張っている。

ベース部３５の外側面は、上端から下方へ均一に延びた円筒面３５Ａと、円筒面３５Ａの下端から徐々に縮径したテーパー面３５Ｂと、を有し、ベース部３５の外側面の下端には、外方へ突出した突出部３５Ｃが全周に亘って形成されている。突出部３５Ｃは、円筒面３５Ａよりも僅かに外径が大きく、上端面は水平に延びている。そして、ベース部３５の外側面には、円筒面３５Ａとテーパー面３５Ｂとを覆うシール部材３６が取り付けられている。シール部材３６は、例えばテフロン（登録商標）製の筒体で、突出部３５Ｃによって下方への抜け止めがされている。シール部材３６は、上端面が段差面３４と略面一になっていて、外径が第１筒体２０の嵌合筒部２１の下部の外径よりも大きくなっている。このシール部材３６によりバルブコア１０とコア装着孔５５の内面との間がシールされる。

図２及び図３に示すように、第２筒体３０の嵌合筒部３１は、外径が第１筒体２０の環状突条２４の内径より小さい円筒体を３つに縦割りしてなる３つの弾性部３２から構成されている。各弾性部３２は、径方向に弾性変形可能であり、上端に、外方へ突出した突部３３を有している。突部３３全体の外径は、第１筒体２０の環状突条２４の内径よりも大きく、第１筒体２０の嵌合筒部２１の内径よりも僅かに小さくなっている。図４に示すように、突部３３は、水平に延びた下面３３Ａと、下面３３Ａの外縁から鉛直上方に延びた鉛直面３３Ｂと、鉛直面３３Ｂの上端から先窄みに傾斜したテーパー面３３Ｃと、テーパー面３３Ｃの上端から水平に延びた上面３３Ｄと、を有している。

第２筒体３０の内面は、全体的に、内部空間が下方へ向かうにつれて広がるように拡径している。詳細には、突部３３の上面３３Ｄの内縁から鉛直下方へ延びる第１面３０Ａと、第１面３０Ａの下端から拡径するように傾斜して延びた第２面３０Ｂと、第２面３０Ｂの下端から鉛直に延びた第３面３０Ｃと、第３面３０Ｃの下端から拡径するように傾斜して延びた第４面３０Ｄと、第４面３０Ｄの下端から鉛直に延びた第５面３０Ｅと、第５面３０Ｅの下端から拡径するように傾斜して延びた第６面３０Ｆと、を有している。第２筒体３０のうち第６面３０Ｆの内側がバルブコア１０の弁口１１になっている。

第１筒体２０と第２筒体３０とは、以下のようにして互いに回転可能に接続されている。即ち、図２に示すように、第１筒体２０の嵌合筒部２１の内側に第２筒体３０の嵌合筒部３１が嵌合し、第１筒体２０の下端面２０Ｋと第２筒体３０の段差面３４とが対向する一方、第１筒体２０の環状突条２４の上面２４Ａと、第２筒体３０における弾性部３２の突部３３の下面３３Ａとが対向することで抜け止めされている。これら環状突条２４と弾性部３２とによって本実施形態のスナップフィット部１２が構成されている。また、同図に示すように、第１筒体２０の下端面２０Ｋが第２筒体３０の段差面３４に当接すると、第１筒体２０の下端面２０Ｋはシール部材３６の上端面にも当接し、シール部材３６を抜け止めする。つまり、第１筒体２０の下端面２０Ｋは、シール部材３６の上下方向の移動を規制する「規制面」となっている。

シャフト４０は、バネ係止部４５が第１筒体２０側に位置し、かつ、弁体４１が第２筒体３０側に位置するようにして、第１筒体２０と第２筒体３０とを貫通している。そして、圧縮コイルバネ４９は、バネ係止部４５と第２筒体３０の突部３３の上面３３Ｄとの間で圧縮された状態になってシャフト本体部４０Ａに挿通されている。この圧縮コイルバネ４９の弾発力によって、弁体４１が弁口１１を閉塞するように付勢される。なお、シャフト４０が下方に移動すると、弁口１１と弁体４１との間に隙間が形成され、タイヤ内の空気圧を調整することができる。

図４に示すように、第２筒体３０の弾性部３２の上端部の内径（図４中のＡ）と、シャフト４０のシャフト本体部４０Ａの外径（図４中のＢ）と、の差は、第２筒体３０の弾性部３２の突部３３の外径（図４中のＣ）と、第１筒体２０の環状突条２４の内径（図４中のＤ）と、の差よりも小さい。換言すれば、第２筒体３０の第１面３０Ａとシャフト４０のシャフト本体部４０Ａとの間の隙間は、第２筒体３０の突部３３の下面３３Ａと、第１筒体２０の環状突条２４の上面２４Ａと、が重なり合う幅（かかり代）よりも小さい。これにより、弾性部３２が、環状突条２４との係合が解除されるまで内側に弾性変形することがシャフト４０により規制され、シャフト４０に挿通されている状態では、第１筒体２０と第２筒体３０とが分離することが防がれる。また、シャフト４０は弾性部３２の上端部（３０Ａ内）とベース部３５の中央部（３０Ｅ内）とにより芯出しされる。

また、同図に示すように、環状突条２４の上下方向の長さは、弾性部３２の突部３３の下面３３Ａと段差面３４との間の距離よりも小さいので、この範囲内で第１筒体２０と第２筒体３０とは直動可能になっている。

本実施形態のバルブコア１０の構成に関する説明は以上である。バルブコア１０は、以下のようにしてコア装着孔５５に組み付けられる。即ち、バルブコア１０は、第２筒体３０側からコア装着孔５５に挿入された状態で回転操作される。すると、バルブコア１０の雄螺子部２３とコア装着孔５５の雌螺子部５２との螺合によりバルブコア１０がコア装着孔５５の奥側に移動し、やがて図１に示すように第２筒体３０のシール部材３６がコア装着孔５５の縮径部５３に当接して第２筒体３０の回転が止まる。この状態で、バルブコア１０を回転操作すると第１筒体２０のみが回転してバルブコア１０全体がコア装着孔５５の奥側に進み、シール部材３６が第２筒体３０とコア装着孔５５の縮径部５３との間で押し潰された状態になり、かつ、第１筒体２０の下端面２０Ｋが第２筒体３０の段差面３４に当接して、それ以上は奥側に進まなくなり、バルブコア１０のコア装着孔５５に対する取り付けが完了する。このとき、第２筒体３０のシール部材３６がコア装着孔５５に当接した状態で第１筒体２０のみが回転操作されるので、螺合装着時におけるシール部材３６の破損が防がれる

バルブコア１０が取り付けられたコア装着孔５５は、そのバルブコア１０によって通常は閉塞されている。そして、コア装着孔５５の上端側からタイヤ内より高い圧力のエアーが付与されると、バルブコア１０が開弁してタイヤにエアーが供給される。また、シャフト４０を押し下げることでもバルブコア１０が開弁して、タイヤの空気を抜くことができる。

ところで、バルブコア１０は、以下のように製造される。まず、第１筒体２０と第２筒体３０とが、環状突条２４と突部３３とが対向するように同軸上に配置される。そのまま第２筒体３０を第１筒体２０側に移動させ、突部３３のテーパー面３３Ｃが環状突条２４に押し付けられると、弾性部３２が内側に弾性変形して、第１筒体２０の嵌合筒部２１の内側に第２筒体３０の嵌合筒部３１が嵌合し始める。そして、突部３３が環状突条２４を通過すると、弾性部３２が弾性復帰して、第１筒体２０と第２筒体３０とが係合する。つまり、第１筒体２０と第２筒体３０とが、スナップフィットにより連結される。

この状態で、シャフト４０のシャフト本体部４０Ａが第２筒体３０側から挿入される。そして、圧縮変形した状態に保持されている圧縮コイルバネ４９の内側にシャフト本体部４０Ａが挿通され、シャフト本体部４０Ａの先端部がダイ（図示せず）に押し付けられてバネ係止部４５が成形される。以上により、バルブコア１０の組み付けが完了する。

上記したように本実施形態のバルブコア１０によれば、第１筒体２０と第２筒体３０とがスナップフィットにより連結しており、従来のカシメ作業が廃止されたので、製造コストを抑えることができる。また、弾性部３２を有する第２筒体３０を樹脂製にすることで、第１筒体２０と第２筒体３０との両方を金属製にするよりも製造コストをさらに抑えることができる。また、バルブステム５０に螺合する第１筒体２０を金属製とすることで軸力が安定する。

さらに、シャフト４０が樹脂製の第２筒体３０により芯出しされ、金属製の第１筒体２０とは当接しないようになっているので、伝導性のバルブステム５０とシャフト４０とを電気的に切断された構成とすることができる。これにより、バルブコア１０を電路として効率的に活用することができる。

また、シール部材３６が第２筒体３０の上面（段差面３４）から露出しているので、シール部材３６の装着時には、シール部材３６を無理に変形させることなく第２筒体３０に対して上方から押し込んで入れることができ、シール部材３６の取り付けが容易になる。また、シール部材３６が第１筒体２０の下端面２０Ｋに当接可能なので、シール部材３６が第２筒体３０の上面から露出していても、シール部材３６が抜け止めされる。

［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、上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）上記実施形態では、第２筒体３０が樹脂製であったが、セラミック等の絶縁体製であってもよいし、金属等の導電体製であってもよい。なお、「樹脂」には、硬質ゴムも含まれる。

（２）図５に示すように、第１筒体２０の１対の延長部２２の上端同士がブリッジ２５により架橋され、そのブリッジ２５の中央に、シャフト４０が挿通する孔２６が形成された構成であってもよい。

（３）図６に示すように、第１筒体２０に、環状突条２４ではなく、係合孔２７が貫通形成されていて、この係合孔２７に、第２筒体３０の弾性部３２の突部３３が係合する構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、嵌合筒部２１，３１のうち内側に配されるのが、第２筒体３０の嵌合筒部３１であったが、図７に示すように、第１筒体２０の嵌合筒部２１であってもよい。この場合、第１筒体２０を絶縁性とし、第２筒体３０を導電性とすると、バルブステム５０とシャフト４０とを電気的に切断された構成とすることができる。

（５）上記実施形態では、第１筒体２０が導電性であり、第２筒体３０が絶縁性であったが、逆であってもよいし、両方が導電性であってもよいし、両方が絶縁性であってもよい。

（６）上記実施形態では、スナップフィット部１２のうち弾性変形する側が第２筒体３０であったが、図８に示すように第１筒体２０であってもよい。

（７）図９に示すように、弾性変形する弾性部２８が、上下方向の途中位置に配されていてもよい。

（８）図７に示すように、シール部材３６が第２筒体３０により抜け止めされる構成であってもよい。

（９）弾性部が、内側の嵌合筒部に配されてもよいし、外側の嵌合筒部に配されてもよい。

１０バルブコア
１１弁口
１２スナップフィット部
２０第１筒体
２１嵌合筒部
２４環状突条（係合部）
３０第２筒体
３１嵌合筒部
３２弾性部
３６シール部材
４０シャフト
５０バルブステム

Claims

外側面にねじ部（２３）を有する第１筒体（２０）と、
外側面にシール部材（３６）が取り付けられている第２筒体（３０）と、
前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とに設けられ、互いに回転可能に嵌合する内側及び外側の嵌合筒部（２１，３１）と、
前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とを貫通し、弁体（４１）を有するシャフト（４０）と、を備えるバルブコア（１０）であって、
前記嵌合筒部（２１，３１）同士を抜け止めするスナップフィット部（１２）を備えるバルブコア（１０）。
前記スナップフィット部（１２）は、前記内側の嵌合筒部（２１，３１）に設けられ、前記嵌合筒部（２１，３１）同士が嵌合する過程で、内側へ弾性変形してから弾性復帰する弾性部（３２）を有し、
前記シャフト（４０）により、前記弾性部（３２）の内側への弾性変形が規制される請求項１に記載のバルブコア（１０）。
前記弾性部（３２）は、前記シャフト（４０）を芯出しする請求項２に記載のバルブコア（１０）。
前記スナップフィット部（１２）は、
前記内側の嵌合筒部（２１，３１）を縦割りに分割してなる複数の前記弾性部（３２）と、
前記弾性部（３２）に形成され、外側に突出する突部（３３）と、
前記外側の嵌合筒部（３１，２１）に設けられ、前記突部（３３）と凹凸係合する係合部（２４）と、を有する請求項２又は３に記載のバルブコア（１０）。
前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とのうち前記内側の嵌合筒部（２１，３１）を有する一方の筒体（２０，３０）には、他方の筒体（３０，２０）の先端に当接可能な当接部（３４）を有し、
前記当接部（３４）と前記突部（３３）との間の距離は、前記係合部（２４）の縦方向の長さよりも大きい請求項４に記載のバルブコア（１０）。
前記第２筒体（３０）が前記内側の嵌合筒部（３１）を有し、前記第１筒体（２０）が前記外側の嵌合筒部（２１）を有する請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載のバルブコア（１０）。
前記第１筒体（２０）には、前記第２筒体（３０）の前記シール部材（３６）の端面に当接し、前記シール部材（３６）の軸方向の移動を規制する規制面（２０Ｋ）が形成されている請求項１乃至６の何れか１の請求項に記載のバルブコア（１０）。
前記第１筒体（２０）と前記第２筒体（３０）とのうち前記内側の嵌合筒部（２１，３１）を有する一方の筒体（２０，３０）は、絶縁体により形成され、
他方の筒体（３０，２０）と前記シャフト（４０）とは、金属で形成され、前記一方の筒体（２０，３０）によって互いに絶縁されている請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載のバルブコア（１０）。