JPWO2019187177A1 - バルブコア及びタイヤバルブ - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
【課題】電路として活用可能なバルブコア及びタイヤバルブ。【解決手段】本発明のバルブコアは、外側面にねじを有する絶縁性の第１スリーブと、第１スリーブの下方に設けられ、外側面にシール部材を有する第２スリーブと、第１スリーブと第２スリーブとを貫通する導電性のシャフトと、シャフトに取り付けられ、第２スリーブの開口である弁口を開閉する絶縁性のシール部材と、を有し、第１スリーブには、シャフトを第２スリーブと接触させないように芯出しする嵌合部が設けられている。【選択図】図１
Description
本発明は、バルブコア及びタイヤバルブに関する。
特許文献１に記載のバルブコアは、第１スリーブと、第２スリーブと、それらを貫通するシャフトを備えている。
昨今、ＴＰＭＳ装置等の電子機器を有するタイヤバルブの普及にあたり、電路として活用可能なバルブコアの開発が求められている。
上記課題を解決するためになされた請求項１のバルブコアは、外側面にねじを有する絶縁性の第１スリーブと、前記第１スリーブの下方に設けられ、外側面にシール部材を有する第２スリーブと、前記第１スリーブと前記第２スリーブとを貫通する導電性のシャフトと、前記シャフトに取り付けられ、前記第２スリーブの開口である弁口を開閉する絶縁性のシール部材と、を有し、前記第１スリーブには、前記シャフトを前記第２スリーブと接触させないように芯出しする嵌合部が設けられている。
［第１実施形態］
以下、図１には、本実施形態のバルブコア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が形成されている。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、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。
以下、図１には、本実施形態のバルブコア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が形成されている。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、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。
コア装着孔５５内には、本実施形態のバルブコア１０が螺合装着されている。図２に示されるように、バルブコア１０は、第１スリーブ２０と第２スリーブ３０及びそれらに挿通されているシャフト４０を備えている。なお、以下では、第２スリーブ３０に対して第１スリーブ２０が配置されている側を上側、その反対側を下側という。
シャフト４０は、第１スリーブ２０及び第２スリーブ３０の中心部を貫通する軸部本体４１の上端部に圧縮コイルバネ４５を係止するバネ係止部４１Ａを備え、途中位置に弁体４２を備えている。弁体４２は、軸部本体４１から徐々に拡径したテーパー部４２Ｂとそのテーパー部４２Ｂの大径側端部（下端）から間隔をあけて配置されたテーパー部４２Ｂよりも大径な円柱部４２Ｃと、テーパー部４２Ｂと円柱部４２Ｃとに挟まれたシール部材４２Ｄとから構成される。なお、本実施形態におけるシャフト４０は、例えば、黄銅といった導体で構成され、シール部材４２Ｄ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で構成される
第１スリーブ２０には、中央にシャフト４０が挿通する貫通孔２０Ａが形成されている。具体的には図３（Ｂ）に示されるように、第１スリーブ２０は、スリーブ本体２５と、スリーブ本体２５の下方に延長する延長スリーブ２６とを有している。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）スリーブ本体２５は、円盤状のベース部２２と、ベース部２２の上端面において１８０度離れた２位置から起立した１対の支柱２１Ｓ，２１Ｓの間に架橋部２１Ｈを架け渡したゲート構造をなし、外側面にバルブステム５０に螺合される雄螺子２３が形成されている。そして、その架橋部２１Ｈの中央には、シャフト４０の軸部本体４１と略同径の上側嵌合部２１Ａが形成されている。
延長スリーブ２６には、シャフト４０のテーパー部４２Ｂと略同径の下側嵌合部２６Ａが形成されている。延長スリーブ２６の外径は、スリーブ本体２５の外径よりも小径に形成されている。延長スリーブ２６の途中位置には、外側に張り出すフランジ２７が形成され、フランジ２７とスリーブ本体２５との間に溝部２６Ｋが形成されている。また、延長スリーブ２６の下端は下側に向かうに従って内側に縮径するテーパー２６Ｓが形成されている。本実施形態における第１スリーブ２０は、例えば、セラミックスや樹脂といった絶縁体で構成される。
図２に示されるように、シャフト４０のバネ係止部４１Ａと第１スリーブ２０の間には、圧縮コイルバネ４５が設けられている。圧縮コイルバネ４５は、バネ係止部４１Ａとゲート部２１の上面２１Ｊとの間で圧縮された状態で軸部本体４１に挿通されている。
第２スリーブ３０は、中央に延長スリーブ２６が挿通する開口３０Ａを有する円筒状をなしている。第２スリーブ３０は、途中位置に内側に縮径する段差部３１を有している。段差部３１の上面３１Ｕが、第１スリーブ２０のフランジ２７の下面に係止可能な構成になっている。また、段差部３１の下面３１Ｄによって、第２スリーブ３０の外側面３０Ｍを包囲する胴パッキン４８が位置決めされている。
第２スリーブ３０の上端３２は、第１スリーブ２０の溝部２６Ｋに係止する構成となっている。具体的には、第２スリーブ３０は、例えば、黄銅などの金属で構成されていて、その上端３２が溝部２６Ｋに係止するようにかしめられている。なお、第２スリーブ３０の上端３２と第１スリーブ２０との間は隙間を有する構成であってもよく、第１スリーブ２０に対して、第２スリーブ３０が回転可能に接続された構成となっている。
第２スリーブ３０は、その下端３３が第１スリーブ２０の延長スリーブ２６よりも下方に配置されている。第２スリーブ３０の下端３３は、第１スリーブ２０のテーパー２６Ｓに沿って傾斜する上側傾斜部３３Ｕと、下側に向かうに従って拡径する下側傾斜部３３Ｄとを有している。なお、第２スリーブ３０の下端３３は、第１スリーブ２０のテーパー２６Ｓよりも外側、すなわち、シャフト４０と離れる側に配置されている。そして第２スリーブ３０の下端３３には、圧縮コイルバネ４５によって上向きに付勢されているシャフト４０の弁体４２のシール部材４２Ｄが嵌合して、第２スリーブ３０の開口３０Ａを閉塞する構成となっている。なお、図４に示されるように、シャフト４０が下方に移動すると、第２スリーブ３０の開口３０Ａと弁体４２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。
本実施形態のバルブコア１０は、例えば、図５に示されるように、キャップ９０に電池９５を有し、バルブコア１０よりもタイヤの内側にセンサ８５を有するキャップ付きタイヤバルブ１００に用いられる。キャップ９０には、電池９５が収容され、電池９５と電気的に接続される電池端子９７，９８が設けられている。そして、電池端子９７はバルブコア１０のシャフト４０に接触し、電池端子９８はバルブステム５０に接触している。
また、バルブステム５０の途中位置から下方はカバーゴム７０によって覆われている。カバーゴム７０と、バルブステム５０との間に例えば、圧力センサや温度センサ等のセンサ８５を有する回路基板８０が備えられている。そして、センサ８５と、バルブステム５０及びシャフト４０とが導電性の接続部品によって接続されている。なお、図４に示されているキャップ付きタイヤバルブ１００のバルブステム５０は、バルブコア１０が収容される上側筒部５１Ａと、回路基板８０が支持されている下側筒部５１Ｂとが別体に設けられ、上側筒部５１Ａが導体で構成され、下側筒部５１Ｂが絶縁体で構成されている。なお、バルブコア１０、バルブステム５０、回路基板８０、カバーゴム７０とから本実施形態のタイヤバルブ６０が構成される。
このように、本実施形態のバルブコア１０は、導電性のシャフト４０と、導電性のバルブステム５０とが、絶縁性の第１スリーブ２０を介して配置される。すなわち、シャフト４０とバルブステム５０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、本実施形態では、第２スリーブ３０がシャフト４０の導電性の部分とは接触しない構成となっている。これにより、第１スリーブ２０のみがセラミックスなどの絶縁性部材で構成されれば、第２スリーブ３０の組成を問わないため、第２スリーブ３０の組成の自由度が広がる。また、第２スリーブ３０を、黄銅などの金属で構成すれば、第２スリーブ３０をセラミックスで構成する場合と比べてコストを抑制することができる。さらに、第２スリーブ３０を、金属で構成することで、その上端３２をかしめることで第１スリーブ２０と接続することが可能となる。
また、第１スリーブ２０に対して、第２スリーブ３０が回転可能な構成であるため、第１スリーブ２０をコア装着孔５５に螺合するときに、第２スリーブ３０を回転させずに取り付けられるため、第２スリーブ３０を覆う胴パッキン４８が取り付け時のねじれを抑制することができる。
さらに、本実施形態のバルブコア１０は、シャフト４０の芯出しをする上側嵌合部２１Ａと、下側嵌合部２６Ａとが離れた位置に設けられているので、シャフト４０の芯出しの交差を小さくすることが容易である。また、第１スリーブ２０には、第２スリーブ３０の下端寄り位置まで延びる延長スリーブ２６が設けられ、その下端に下側嵌合部２６Ａが設けられることで、上側嵌合部２１Ａと下側嵌合部２６Ａとの間隔を大きくすることができる。
［第２実施形態］
図６に示されるように、本実施形態のバルブコア１０Ｚは、第１スリーブ２０Ｚの上端側の嵌合部２０ＡＺのみでシャフト４０の芯出しがされている。また、第２スリーブ３０Ｚは、第１スリーブ２０Ｚの内側に嵌合する構成になっている。
図６に示されるように、本実施形態のバルブコア１０Ｚは、第１スリーブ２０Ｚの上端側の嵌合部２０ＡＺのみでシャフト４０の芯出しがされている。また、第２スリーブ３０Ｚは、第１スリーブ２０Ｚの内側に嵌合する構成になっている。
［他の実施形態］
本発明は、上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。
本発明は、上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スリーブ３０が導電体で構成され
ていたが、絶縁体で構成してもよい。この場合、弁体４２のシール部材４２Ｄは、導電性であってもよい。
ていたが、絶縁体で構成してもよい。この場合、弁体４２のシール部材４２Ｄは、導電性であってもよい。
（２）上記実施形態では、第１スリーブ２０がセラミックスで構成されていたが、絶縁性の樹脂で構成されてもよい。また、第１スリーブ２０の表面が絶縁性であればよく、例えば、アルマイトといった金属を絶縁加工したものを用いてもよい。
（３）上記実施形態では、第１スリーブ２０の上端と、シャフト４０のバネ係止部４１Ａとの間に圧縮コイルバネ４５が配置される構成であったが、弁体４２の下方にバネが配置される構成であってもよいし、第１スリーブ２０と第２スリーブ３０との貫通孔に配置される構成であってもよい。なお、第２スリーブ３０と圧縮コイルバネ４５は絶縁されていることが好ましい。
（４）上記実施形態では、シャフト４０の途中位置で径がことなるテーパー部４２Ｂを有し、テーパー部４２Ｂと嵌合する下側嵌合部２６Ａを有する構成であったが、テーパー部４２Ｂを有さない構成であってもよい。この場合、下側嵌合部２６Ａは内側にむけて張り出し、シャフト４０の軸部本体４１と略同径の嵌合穴を有するフランジを設ける構成であってもよい。
（５）上記実施形態では、第１スリーブ２０の上端と下端との２か所に嵌合部が設けられていたが、上端と途中位置、下端と途中位置、中央より位置に２つなど、任意の場所に嵌合部を設けることができる。また、嵌合部は２か所であってもよいし、３か所以上であってもよい。
（６）本実施形態のバルブコア１０は、電池９５と回路基板８０とを接続する電路として利用されていたが、充電用の電路として用いてもよいし、データバックアップ又はデータ更新用の電路として用いてもよい。例えば、図７に示されるタイヤバルブ６０Ｘは、充電可能な二次電池を有する構成になっている。そして、タイヤ内に挿通される導電性のステムバルブ５０Ｘと、シャフト４１Ｘの下端に連絡する導電線４９Ｘが二次電池９５Ｘに接続される構成となっている。
１０ バルブコア
２０ 第１スリーブ
２１Ａ 上側嵌合部
２３ 雄螺子
２５ スリーブ本体
２６ 延長スリーブ
２６Ａ 下側嵌合部
２６Ｋ 溝部
２６Ｓ テーパー
２７ フランジ
３０ 第２スリーブ
３０Ａ 貫通孔
４０ シャフト
４１ 軸部本体
４１Ａ バネ係止部
４１Ｂ テーパー部
４１Ｃ 円柱部
４１Ｄ シール部材
４２ 弁体
４２Ｄ シール部材
４５ 圧縮コイルバネ
４８ 胴パッキン
５０ バルブステム
６０ タイヤバルブ
７０ カバーゴム
８０ 回路基板
８５ センサ
９０ キャップ
１００ キャップ付きタイヤバルブ
２０ 第１スリーブ
２１Ａ 上側嵌合部
２３ 雄螺子
２５ スリーブ本体
２６ 延長スリーブ
２６Ａ 下側嵌合部
２６Ｋ 溝部
２６Ｓ テーパー
２７ フランジ
３０ 第２スリーブ
３０Ａ 貫通孔
４０ シャフト
４１ 軸部本体
４１Ａ バネ係止部
４１Ｂ テーパー部
４１Ｃ 円柱部
４１Ｄ シール部材
４２ 弁体
４２Ｄ シール部材
４５ 圧縮コイルバネ
４８ 胴パッキン
５０ バルブステム
６０ タイヤバルブ
７０ カバーゴム
８０ 回路基板
８５ センサ
９０ キャップ
１００ キャップ付きタイヤバルブ
上記課題を解決するためになされた請求項１のバルブコアは、外側面にねじを有する絶縁性の第１スリーブと、前記第１スリーブの下方に設けられ、外側面にシール部材を有する第２スリーブと、前記第１スリーブと前記第２スリーブとを貫通する導電性のシャフトと、前記シャフトに取り付けられ、前記第２スリーブの開口である弁口を開閉する絶縁性のシール部材と、を有し、前記第１スリーブには、前記シャフトを前記第２スリーブと接触させないように芯出しする嵌合部が設けられ、前記第１スリーブは、外側面にねじを有するスリーブ本体と、前記スリーブ本体から下方に延びて前記第２スリーブの内側に嵌合する延長スリーブとを有する。
また、バルブステム５０の途中位置から下方はカバーゴム７０によって覆われている。カバーゴム７０と、バルブステム５０との間に例えば、圧力センサや温度センサ等のセンサ８５を有する回路基板８０が備えられている。そして、センサ８５と、バルブステム５０及びシャフト４０とが導電性の接続部品によって接続されている。なお、図５に示されているキャップ付きタイヤバルブ１００のバルブステム５０は、バルブコア１０が収容される上側筒部５１Ａと、回路基板８０が支持されている下側筒部５１Ｂとが別体に設けられ、上側筒部５１Ａが導体で構成され、下側筒部５１Ｂが絶縁体で構成されている。なお、バルブコア１０、バルブステム５０、回路基板８０、カバーゴム７０とから本実施形態のタイヤバルブ６０が構成される。
さらに、本実施形態のバルブコア１０は、シャフト４０の芯出しをする上側嵌合部２１Ａと、下側嵌合部２６Ａとが離れた位置に設けられているので、シャフト４０の芯出しの公差を小さくすることが容易である。また、第１スリーブ２０には、第２スリーブ３０の下端寄り位置まで延びる延長スリーブ２６が設けられ、その下端に下側嵌合部２６Ａが設けられることで、上側嵌合部２１Ａと下側嵌合部２６Ａとの間隔を大きくすることができる。
（６）本実施形態のバルブコア１０は、電池９５と回路基板８０とを接続する電路として利用されていたが、充電用の電路として用いてもよいし、データバックアップ又はデータ更新用の電路として用いてもよい。例えば、図７に示されるタイヤバルブ６０Ｘは、充電可能な二次電池を有する構成になっている。そして、タイヤ内に挿通される導電性のバルブステム５０Ｘと、シャフト４１Ｘの下端に連絡する導電線４９Ｘが二次電池９５Ｘに接続される構成となっている。
１０ バルブコア
２０ 第１スリーブ
２１Ａ 上側嵌合部
２３ 雄螺子
２５ スリーブ本体
２６ 延長スリーブ
２６Ａ 下側嵌合部
２６Ｋ 溝部
２６Ｓ テーパー
２７ フランジ
３０ 第２スリーブ
３０Ａ 開口
４０ シャフト
４１ 軸部本体
４１Ａ バネ係止部
４２ 弁体
４２Ｂ テーパー部
４２Ｃ 円柱部
４２Ｄ シール部材
４５ 圧縮コイルバネ
４８ 胴パッキン
５０ バルブステム
６０ タイヤバルブ
７０ カバーゴム
８０ 回路基板
８５ センサ
９０ キャップ
１００ キャップ付きタイヤバルブ
２０ 第１スリーブ
２１Ａ 上側嵌合部
２３ 雄螺子
２５ スリーブ本体
２６ 延長スリーブ
２６Ａ 下側嵌合部
２６Ｋ 溝部
２６Ｓ テーパー
２７ フランジ
３０ 第２スリーブ
３０Ａ 開口
４０ シャフト
４１ 軸部本体
４１Ａ バネ係止部
４２ 弁体
４２Ｂ テーパー部
４２Ｃ 円柱部
４２Ｄ シール部材
４５ 圧縮コイルバネ
４８ 胴パッキン
５０ バルブステム
６０ タイヤバルブ
７０ カバーゴム
８０ 回路基板
８５ センサ
９０ キャップ
１００ キャップ付きタイヤバルブ
Claims (10)
- 外側面にねじを有する絶縁性の第１スリーブと、
前記第１スリーブの下方に設けられ、外側面にシール部材を有する第２スリーブと、
前記第１スリーブと前記第２スリーブとを貫通する導電性のシャフトと、
前記シャフトに取り付けられ、前記第２スリーブの開口である弁口を開閉する絶縁性のシール部材と、を有し、
前記第１スリーブには、前記シャフトを前記第２スリーブと接触させないように芯出しする嵌合部が設けられているバルブコア。 - 請求項１に記載のバルブコアであって、
前記第１スリーブは、セラミックスで構成されているバルブコア。 - 請求項１又は２に記載のバルブコアであって、
前記嵌合部は、前記第１スリーブの上端と下端の２か所に設けられているバルブコア。 - 請求項３に記載のバルブコアであって、
前記第１スリーブの上端側の嵌合部の内径は、前記第１スリーブの下端側の嵌合部の内径よりも小さいバルブコア。 - 請求項４に記載のバルブコアであって、
前記シャフトは、前記上端側の嵌合部の内径よりもやや小径な軸部本体と、
前記軸部本体の途中位置で外側に張り出す前記下端側の嵌合部の内径よりもやや小径な張り出し部と、が設けられているバルブコア。 - 請求項３乃至５の何れか１の請求項に記載のバルブコアであって、
前記第１スリーブは、外側面にねじを有するスリーブ本体と、前記スリーブ本体から下方に延びて前記第２スリーブの内側に嵌合する延長スリーブとを有し、
前記延長スリーブは、前記第２スリーブの下端寄り位置まで延び、
前記スリーブ本体の上端と、前記延長スリーブの下端とに前記嵌合部が設けられているバルブコア。 - 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であって、
前記第２スリーブは導電体で構成されているバルブコア。 - 請求項７に記載のバルブコアであって、
前記第２スリーブは金属で構成されているバルブコア。 - 請求項８に記載のバルブコアであって、
前記第１スリーブの外側面の下端寄り位置には、内側に凹む溝部が設けられ、
前記第２スリーブの上端は、前記溝部にかしめられて係止するバルブコア。 - 請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載のバルブコアと、
前記バルブコアが装着される貫通孔を有する導電性のバルブステムとを備えてなるタイヤバルブ。
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