JP7328438B2

JP7328438B2 - バルブステム及びタイヤバルブ

Info

Publication number: JP7328438B2
Application number: JP2022503019A
Authority: JP
Inventors: 雅彦山本; 勝司大野; 陸成廣瀬
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2023-08-16
Anticipated expiration: 2040-02-28
Also published as: JPWO2021171577A1; EP4053441A4; CN114555992A; WO2021171577A1; US20220410644A1; EP4053441A1

Description

本開示は、タイヤホイールのバルブ装着孔に装着されて内部にバルブコアが収容されるバルブステムと、バルブステムの内部にバルブコアが収容されたタイヤバルブに関する。

従来より、バルブステムとして、パイプ状をなして基端部に電気回路ユニットが固定されるステム本体と、その外側を被覆するエラストマ性の被覆部材とを備えてなり、被覆部材の基端部がタイヤホイールのバルブ装着孔の開口縁に係合するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１７５６０５号公報（段落［００１９］、［００３１］、［００３２］、図３等）

上述したバルブステムに対して、タイヤホイールへのタイヤバルブの固定の安定化を図ることが可能なものが望まれている。

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、パイプ状をなして内部にバルブコアが収容されかつ基端部に電気回路ユニットが固定されるステム本体と、その外側を被覆するエラストマ製の被覆部材とを備えてなり、タイヤホイールのバルブ装着孔に装着されるバルブステムであって、前記被覆部材の基端部の外周面に形成されて、前記バルブ装着孔の開口縁と係合する係合溝と、前記被覆部材より比重が高くかつ前記ステム本体とは異なる材料で構成され、前記被覆部材のうち前記係合溝より先端側に埋設されるウェイト調整部材と、を備えるバルブステムである。

本開示の第１実施形態に係るタイヤバルブが取り付けられたタイヤホイールの断面図バルブステムの側断面図（Ａ）バルブステムの嵌合固定部周辺の拡大側断面図、（Ｂ）バルブステムの連通路周辺の拡大側断面図ステム本体とウェイト調整部材の側面図（Ａ）ウェイト調整部材の平面図、（Ｂ）ウェイト調整部材の側面図被覆部材を成形する成形型の側断面図、成形型内で成形された被覆部材の側断面図（Ａ）バルブステムの連通路周辺の拡大側断面図、（Ｂ）バルブステムの嵌合固定部周辺の側断面図切欠部を有さないウェイト調整部材を備えるバルブステムの製造工程を示す拡大側断面図

［第１実施形態］
図１には、第１実施形態のバルブステム１０を備えるタイヤバルブ１００が示されている。本実施形態のタイヤバルブ１００では、バルブステム１０がタイヤホイール８１（詳細には、リム）に設けられたバルブ装着孔８１Ｈに装着される。タイヤバルブ１００は、バルブステム１０の基端部に電気回路ユニット９０が固定されてなり、バルブステム１０の基端寄り部分が、バルブ装着孔８１Ｈに嵌合される。タイヤバルブ１００がタイヤホイール８１に装着されると、電気回路ユニット９０がタイヤ８２内に配置されると共に、バルブステム１０のうちエアー注入口２０Ｋ（図２参照）を有する先端部が、タイヤ８２外に配置される。

なお、バルブ装着孔８１Ｈは、タイヤホイール８１のリムに形成されたホイールドロップ８１Ｕの側面を貫通していて、タイヤバルブ１００は、横方向に延びるように配置される。より詳細には、ホイールドロップ８１Ｕの側面は、タイヤホイール８１の中心軸に対して傾斜していて、タイヤバルブ１００は、バルブステム１０が先端部を下側に向けるように傾斜した配置となる。

電気回路ユニット９０の内部には、タイヤ８２の状態を検出するセンサ９１と、そのセンサ９１の検出結果を無線送信する無線回路９２と、が備えられている。本実施形態では、例えば、センサ９１は、タイヤ８２の内圧を検出する圧力センサとなっている。

図２に示されるように、バルブステム１０は、パイプ状をなしたステム本体２０の外側を被覆部材４０で被覆してなる。具体的には、ステム本体２０は、被覆部材４０に中間部分を覆われており、ステム本体２０の先端部と基端部は、被覆部材４０から露出している。ステム本体２０の先端部には、タイヤ８２内にエアーを注入するための上述のエアー注入口２０Ｋが設けられ、ステム本体２０の先端部の外周面には、おねじ部２９Ｎが形成される。おねじ部２９Ｎには、外側からキャップ２９（図１参照）が螺合される。ステム本体２０の基端部には、上述の電気回路ユニット９０が固定される。本実施形態では、ステム本体２０は、真鍮製である。なお、例えば、ステム本体２０は、真鍮以外の金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。

ステム本体２０の内部には、バルブコア１１が収容される。バルブコア１１の外周面は、ステム本体２０の内周面とシールされ、バルブコア１１の開閉により、ステム本体２０の内側に設けられてタイヤ８２の内外を連通するエアー流通路が開閉される。

ステム本体２０の先端寄り部分の外周面には、環状突部２１が張り出している。環状突部２１は、ステム本体２０のうち被覆部材４０によって覆われた部分とおねじ部２９Ｎとの境目に配置されている。ステム本体２０の基端側部分は、環状突部２１よりも外径が小径となった小径部２３となっていて、その小径部２３と環状突部２１との間に、それらの中間の外径となった中径部２２が形成されている。

被覆部材４０は、エラストマ製である。被覆部材４０の基端部の外周面には、環状の係合溝４１が形成されている。係合溝４１は、ステム本体２０のうち小径部２３の基端寄り部分を囲むように配置されている。係合溝４１は、タイヤバルブ１００がタイヤホイール８１のバルブ装着孔８１Ｈに装着されるときに、バルブ装着孔８１Ｈの開口縁と係合する。

ここで、バルブステム１０では、被覆部材４０のうち係合溝４１よりも先端側に、ウェイト調整部材５０が埋設されている。ウェイト調整部材５０は、被覆部材よりも比重が高く、かつステム本体２０とは異なる材料で構成されている。本実施形態では、ウェイト調整部材５０は、鉄製である。

なお、ウェイト調整部材５０は、被覆部材４０よりも比重が高くかつステム本体２０とは異なる材料であればよく、例えば、ウェイト調整部材５０は、鉄以外の金属製であってもよいし、樹脂製であってもよい。

本実施形態では、ウェイト調整部材５０は、筒状をなしていて、ステム本体２０の外側に嵌合されている。具体的には、ウェイト調整部材５０の軸方向の先端部に、ステム本体２０の中径部２２に嵌合固定される嵌合固定部５１が設けられている。そして、ウェイト調整部材５０のうち嵌合固定部５１を除くウェイト調整部材５０の全体と、ステム本体２０の外周面との間に、筒状領域Ｒが形成されている。筒状領域Ｒには、被覆部材４０を構成するエラストマが進入できるようになっていて、本実施形態では、筒状領域Ｒはエラストマで満たされている（図２及び図３（Ａ）参照）。

図４及び図５に示されるように、本実施形態では、ウェイト調整部材５０の先端部に、切欠部３１が形成されている。切欠部３１は、ウェイト調整部材５０の先端から先端寄り位置まで延びていて、ウェイト調整部材５０の周方向に複数、例えば等間隔に設けられている（図５（Ａ）参照）。そして、ウェイト調整部材５０の先端部のうち切欠部３１同士の間に残る複数の突片部３２（詳細には、突片部３２の先端部又は中間部）により、嵌合固定部５１が構成されている。また、切欠部３１のうち隣り合う突片部３２の基端部同士の間に挟まれた部分が、筒状領域Ｒの先端部をウェイト調整部材５０の外側に連通させる連通路３９となっている。本実施形態では、後述するように、この連通路３９が設けられることで、被覆部材４０の成形時に、筒状領域Ｒ内にエラストマを進入させ易くなっていて（図３（Ｂ）参照）、筒状領域Ｒをエラストマで満たし易くなっている（図３（Ａ）参照）。なお、本実施形態では、切欠部３１と突片部３２は、四角形状をなしているが、これに限定されるものではなく、半円状や、三角形状、五角形状等であってもよい。

本実施形態では、バルブステム１０は、例えば、以下のようにして製造される。まず、ステム本体２０に外側からウェイト調整部材５０が嵌合され、それらが被覆部材４０を成形するための成形型７０のキャビティ７９内にインサートされる（図６参照）。本実施形態では、図６に示されるように、被覆部材４０は、例えばエラストマのトランスファー成形により成形される。詳細には、成形型７０は、複数の分割型７１～７４からなり、そのうち最も下側の下型７１の上面のめねじ孔におねじ部２９Ｎを螺合させるように、ステム本体２０が先端側を下側にしてセットされる。そして、被覆部材４０の原料であるエラストマ原料Ｍが、加熱軟化した状態で、キャビティ７９内に上から押し込まれる。すると、図７に示されるように、キャビティ７９内にエラストマ原料Ｍが充填される。そして、エラストマ原料Ｍが硬化（加硫）することで、ステム本体２０に固着してウェイト調整部材５０を埋設させる被覆部材４０が形成される。

ここで、図９には、切欠部３１を有さないウェイト調整部材５０を用いて成形された被覆部材４０の一例が示されている。同図に示されるように、切欠部３１が設けられない場合には、連通路３９が形成されないため、筒状領域Ｒの先端部からガスが抜け難くなり、筒状領域Ｒの先端部に隙間Ｓが形成され易くなる。これに対し、本実施形態では、ウェイト調整部材５０に連通路３９を形成する切欠部３１が設けられるので、この連通路３９を通して、エラストマ原料Ｍが筒状領域Ｒ内に入り易くなると共に、筒状領域Ｒの先端部からガスが抜け易くなり、筒状領域Ｒの全体をエラストマで満たし易くすることができる。

なお、図７に示されるように成形型７０内で被覆部材４０が形成されてから、ステム本体２０とウェイト調整部材５０と被覆部材４０とを、成形型７０から取り外して、被覆部材４０からエラストマの駄肉部分７８を取り除くと、図２に示すバルブステム１０が得られる。

ここで、上述したように、タイヤバルブ１００を図１のようにしてタイヤホイール８１に取り付ける場合、例えば、タイヤ８２外に配置される先端側部分にタイヤバルブ１００の重心を配置する等して、タイヤバルブ１００の重量バランスを調整すれば、タイヤ８２の回転時の遠心力等によるタイヤバルブ１００の姿勢変化を抑制することができる。本実施形態のタイヤバルブ１００及びバルブステム１０では、被覆部材４０の基端部の外周面に、タイヤホイール８１のバルブ装着孔８１Ｈの開口縁に係合する係合溝４１が形成される。そして、被覆部材４０のうち係合溝４１よりも先端側には、ウェイト調整部材５０が埋設される。これにより、タイヤホイール８１に取り付けられたタイヤバルブ１００の重量バランスを容易に調整することが可能となり、タイヤバルブ１００の固定の安定化を図ることが可能となる。

また、本実施形態では、ウェイト調整部材５０が、被覆部材４０よりも比重が高い材料で構成されるので、被覆部材４０のサイズを大きくしてタイヤバルブ１００の重量バランスを調整する場合に比べて、被覆部材４０を成形する成形型７０を新たに用意しなくてもよくなるので、バルブステム１０の重量バランスの調整が容易となる。さらに、ウェイト調整部材５０は、ステム本体２０とは異なる材料で構成されるので、ステム本体２０の材料よりも安価な材料のものを用いることにより、コスト削減を図ることが可能となる。また、ウェイト調整部材５０が、被覆部材に埋設されるので、ウェイト調整部材５０の固定の安定化が図られる。さらに、ウェイト調整部材５０が鉄製である場合には、ウェイト調整部材５０が被覆部材４０に埋設されることで、露出しなくなり、錆の防止を図ることが可能となる。

本実施形態では、ウェイト調整部材５０が、ステム本体２０を囲む筒状をなしているので、ウェイト調整部材５０によりバルブステム１０を補強することが可能となる。また、ウェイト調整部材５０がステム本体２０の外側に嵌合されることで、ウェイト調整部材５０の固定の安定化が図られ、車両の走行中にバルブステム１０に遠心力等がかかった場合でも、タイヤバルブ１００の重量バランスを崩れ難くすることが可能となる。

また、本実施形態では、ウェイト調整部材５０のうち一端部のみに、ステム本体に嵌合固定される嵌合固定部５１が設けられ、嵌合固定部５１を除くウェイト調整部材５０の全体と、ステム本体２０の外面との間に、被覆部材４０を構成するエラストマが進入し得る筒状領域Ｒが形成される。このように、ウェイト調整部材５０の一端部のみがステム本体２０と嵌合することで、ステム本体２０へのウェイト調整部材５０の嵌合を容易にすることが可能となり、この嵌合の際に過大な力がかかってステム本体２０が変形することを抑制可能となる。

また、本実施形態では、ウェイト調整部材５０に、筒状領域Ｒのうち嵌合固定部５１側の端部（先端部）をウェイト調整部材５０の外側に連通させる連通路３９が設けられる。これにより、エラストマ製の被覆部材４０を成形する場合に、筒状領域Ｒの先端部にガスが溜まり易くなることを抑制できる。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態では、連通路３９が、ウェイト調整部材５０に、切欠部３１によって形成されるが、ウェイト調整部材５０の先端部に径方向に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔により連通路３９を形成してもよい。また、ステム本体２０のうち中径部２２に、ステム本体２０の軸方向に延びる溝が形成され、この溝により連通路３９が形成されてもよい。

（２）上記実施形態では、ウェイト調整部材５０のうちステム本体２０との嵌合部位が、一端部であったが、軸方向の他の部分にも設けられていてもよい。また、この嵌合部位が、ウェイト調整部材５０のうち先端部ではなく、他の部分（例えば、基端部等）に設けられてもよい。この嵌合部位が、ウェイト調整部材５０の基端部に設けられる場合、その基端部に、切欠き部３１と連通路３９を設ければよい。

（３）上記実施形態では、ウェイト調整部材５０がステム本体２０に外側から嵌合していたが、嵌合していなくてもよい。この場合、例えば、筒状領域Ｒがウェイト調整部材５０とステム本体２０との間の軸方向全体に延びていてもよい。

（４）上記実施形態では、ウェイト調整部材５０が筒状であったが、筒状でなくてもよく、例えば、直方体状、球状、棒状（例えば、ステム本体２０の軸方向に延びたもの等）、リング状（例えば、Ｏ字状、Ｃ字状等）、網状等であってもよい。

１０タイヤバルブステム
２０ステム本体２０
３９連通路
４０被覆部材
５０ウェイト調整部材
Ｒ筒状領域

Claims

パイプ状をなして内部にバルブコアが収容されかつ基端部に電気回路ユニットが固定されるステム本体と、その外側を被覆するエラストマ製の被覆部材とを備えてなり、タイヤホイールのバルブ装着孔に装着されるバルブステムであって、
前記被覆部材の基端部の外周面に形成されて、前記バルブ装着孔の開口縁と係合する係合溝と、
前記被覆部材より比重が高くかつ前記ステム本体とは異なる材料で構成され、前記被覆部材のうち前記係合溝より先端側に埋設されるウェイト調整部材と、を備えるバルブステム。
前記ウェイト調整部材は、金属製である請求項１に記載のバルブステム。
前記ウェイト調整部材は、前記ステム本体の外側に嵌合される筒状をなしている請求項１又は２に記載のバルブステム。
前記ウェイト調整部材のうち一端部のみに、前記ステム本体に嵌合固定される嵌合固定部が設けられ、その嵌合固定部を除く前記ウェイト調整部材の全体と前記ステム本体の外面との間に、前記被覆部材を構成するエラストマが進入し得る筒状領域が形成されている請求項３に記載のバルブステム。
前記ウェイト調整部材又は前記ステム本体には、前記筒状領域のうち前記嵌合固定部側の端部を前記ウェイト調整部材の外側に連通させる連通路が形成されている請求項４に記載のバルブステム。
前記ウェイト調整部材には、一端から一端寄り位置まで延びる複数の切欠部が形成され、前記ウェイト調整部材のうち前記切欠部同士の間に残る複数の突片部の先端部又は中間部で前記嵌合固定部が構成されると共に、前記複数の切欠部のうち隣り合う前記突片部の基端部同士の間に挟まれた部分が前記連通路になっている請求項５に記載のバルブステム。
前記電気回路ユニットは、タイヤ内の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出結果を無線送信する無線回路とを有する請求項１から６の何れか１の請求項に記載のバルブステム。
請求項１から７の何れか１の請求項に記載のバルブステムの前記ステム本体に前記バルブコアを収容して備えるタイヤバルブ。
前記ステム本体の基端部に前記電気回路ユニットを固定して備える請求項８に記載のタイヤバルブ。