JP2014113854A - タイヤバルブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】リムへの装着時に胴体部とセンサユニットとの接触を防止できるとともに重心をリムに近付けた状態に装着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。
【解決手段】タイヤバルブユニット１０は、タイヤバルブ２０と、センサユニット３０を一体化してなる。タイヤバルブ２０は、バルブステム２１、及びゴム製の胴体部２２を備えるとともに、胴体部２２の外周面に、リム１１の装着孔１１ａに装着される装着溝２４を有する。また、タイヤバルブ２０は、胴体部２２からの突出部２７の外周面に、バルブステム２１の軸方向に沿って複数の係合部２８を有する。センサユニット３０は、突出部２７の挿通部４４を備えるとともに、挿通部４４に、複数の係合部２８のうちの一つに係合する弾性変形可能な係合爪５０を備える。
【選択図】図５

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（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示のバルブ装置は、バルブボディ（タイヤバルブ）と、ハウジング（センサユニット）とが保持手段によって結合され、一体化されている。保持手段は、ロック状態において、バルブボディをハウジングに対して固定する。一方、保持手段のロック解除状態においては、バルブボディは、ハウジングに対して相対移動可能になり、ハウジングから分離される。

また、タイヤバルブユニットにおいて、タイヤバルブは、金属製のバルブステムと、このバルブステムの外周面に一体化されたゴム製の胴体部を備えるとともに、胴体部の外周面には装着溝が周方向の全周に亘って形成されている。そして、タイヤバルブユニットは、車両用ホイールの内側からタイヤバルブを、車両用ホイールのリムに形成された装着孔に挿入するとともに、車両用ホイールの外側から治具でタイヤバルブを引張り、装着溝をリムの装着孔の内周面に係合させることで、車両用ホイールのリムに装着されている。

特表２０１２−５１２０９３号公報

ところで、車輪が回転すると、タイヤバルブユニットは遠心力を受ける。このとき、タイヤバルブユニットにおいては、センサユニットの重量が大きく、センサユニット近くに重心が位置する。このため、遠心力を受けたタイヤバルブユニットでは、重心がリムから離れる程、遠心力が大きくなり、タイヤバルブが屈曲してしまう虞がある。よって、タイヤバルブユニットにおいては、その重心を車両用ホイールのリムに近づけることが好ましく、センサユニットを可能な限り胴体部に近づけることが好ましい。しかし、タイヤバルブユニットをリムに装着する際、タイヤバルブを車両用ホイールの外側から引張ると、装着孔を通過せずに車両用ホイールの内側に残る胴体部が伸びてしまう。すると、伸びた胴体部がセンサユニットに接触してセンサユニットが損傷を受けてしまう虞がある。

本発明は、リムへの装着時に胴体部とセンサユニットとの接触を防止できるとともに重心をリムに近付けた状態に装着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ために、請求項１に記載のタイヤバルブユニットは、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、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、バルブステム、及び該バルブステムの外周面に装着されたゴム製の胴体部を備え、前記胴体部の外周面に、前記リムに形成された装着孔に装着される装着溝を有するとともに、前記胴体部からの前記バルブステムの突出部の外周面に、該バルブステムの軸方向に沿って複数の係合部を有し、前記センサユニットは、前記突出部の挿通部を備えるとともに、該挿通部に、前記複数の係合部のうちの一つに係合する弾性変形可能な係合爪を備えることを要旨とする。

これによれば、係合爪を係合させる係合部の位置によって、挿通部での突出部の位置が変わり、センサユニットとタイヤバルブとが一体化されたときのセンサユニットと胴体部との距離を変更することができる。そして、突出部の最も先端側に位置し、胴体部から最も離れた係合部と、センサユニットの係合爪とを係合させると、センサユニットを胴体部から最も離した状態で、タイヤバルブとセンサユニットを一体化できる。このため、タイヤバルブユニットをリムに装着する際、胴体部が伸びてもセンサユニットに接触することが防止され、センサユニットが損傷を受けることを防止できる。

胴体部の装着溝がリムの装着孔に装着された後は、突出部の最も基端側に位置し、胴体部に最も近い係合部と、センサユニットの係合爪とを係合させると、センサユニットを胴体部、すなわちリムに最も近づけた状態で、タイヤバルブとセンサユニットを一体化できる。このため、タイヤバルブユニットの中で最も重量のあるセンサユニットがリムに近付き、タイヤバルブユニットの重心をリムに近づけることができる。その結果、タイヤバルブユニットが遠心力を受けても、タイヤバルブが屈曲することを防止できる。

また、前記係合部は、前記突出部の周方向の一部に形成され、前記突出部において、前記係合部を挟む両側面は、前記挿通部において、前記突出部を挟んだ内面に面接触してもよい。

これによれば、タイヤバルブユニットがタイヤの回転方向への力を受けても、突出部の両側面が、挿通部の内面に面接触して、タイヤバルブユニットが車両用ホイールの周方向へ移動したり、タイヤバルブが周方向へ回転することを防止できる。

本発明によれば、リムへの装着時に胴体部とセンサユニットとの接触を防止できるとともに重心をリムに近付けた状態に装着することができる。

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斜視図。 タイヤバルブユニットを示す分解斜視図。 センサユニットにおける挿通部を示す分解斜視図。 （ａ）はセンサユニットを胴体部から最も離した位置で一体化した状態を示す部分断面側面図、（ｂ）はセンサユニットを胴体部に最も近づけた位置で一体化した状態を示す部分断面側面図。 突出部の別例を示す部分斜視図。 突出部の別例を示す部分斜視図。 突出部の別例を示す部分斜視図。

以下、タイヤバルブユニットを具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１、図２及び図５（ｂ）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３０とから構成されている。

図３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（図示せず）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３０側（基端側）の外周面には装着溝２４が胴体部２２の全周に亘って凹設されている。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。

図５（ｂ）に示すように、タイヤバルブ２０は、装着溝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。したがって、本実施形態のタイヤバルブ２０は、スナップインタイプのバルブである。

図３に示すように、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より突出するとともに、この突出部２７の先端側外周面には、複数の係合部２８が突出部２７の軸方向に連設されている。

図３及び図５（ａ）に示すように、各係合部２８は、突出部２７の軸方向に沿った胴体部２２側に係合面２８ａを備えるとともに、突出部２７の先端側に傾斜面２８ｂを備える。各係合面２８ａは、突出部２７の径方向に沿って延び、各傾斜面２８ｂは、突出部２７の基端から先端に向かうに従い下り傾斜している。

次に、センサユニット３０について説明する。図４に示すように、センサユニット３０のケース３１は、樹脂材料により形成されるとともに、ケース３１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機ユニット（図示略）に送信する送信機能等を備えている。したがって、タイヤバルブユニット１０が備えるセンサユニット３０と、受信機ユニットと、から車両に設けられた複数の車輪２のタイヤ１２の状態を監視するタイヤ状態監視装置が構成されている。

ケース３１の上面には、一対の壁部４１が間隔を空けて立設されるとともに、両壁部４１の間には連結片４２が架設されている。連結片４２には貫通孔４２ａが厚み方向に形成されている。また、ケース３１において、一対の壁部４１に挟まれる位置にはガイド面４３が形成されている。ガイド面４３は、その他のケース３１上面よりも凹んだ位置に設けられるとともに、ケース３１の奥に向かうに従いケース３１上面に向けて上り傾斜している。

図５（ｂ）に示すように、ケース３１は、一対の壁部４１と、連結片４２と、ガイド面４３を含む挿通部４４を備え、ガイド面４３は挿通部４４の入口から奥に向かって徐々に上り傾斜している。挿通部４４には、タイヤバルブ２０の突出部２７が挿通されている。突出部２７は、ガイド面４３によって先端がケース３１の上面側に向かう状態にガイドされた状態で挿通されている。

挿通部４４において、連結片４２には係合爪５０が取着されている。図４に示すように、樹脂製の係合爪５０は、側面視コ字状である。係合爪５０は、連結片４２に支持される矩形板状の支持片５１を備えるとともに、この支持片５１の側辺のうち長手方向に延びる一側辺から延びる連結部５２を備える。さらに、係合爪５０は、連結部５２の側辺のうち長手方向に延び、かつ支持片５１に対向する矩形板状の爪片５３を備える。爪片５３は、連結部５２から離れるに従い徐々に厚みが厚くなる。爪片５３は弾性変形可能であり、連結部５２側を支点として傾動可能になっている。

図５（ｂ）の拡大図に示すように、係合爪５０において、支持片５１及び爪片５３の対向する位置には、貫通孔５１ａ，５３ａがそれぞれ厚み方向に形成されている。そして、係合爪５０は、支持片５１を挿通部４４の連結片４２に支持され、支持片５１の貫通孔５１ａ、連結片４２の貫通孔４２ａ、及び爪片５３の貫通孔５３ａには連結部材５５が挿通されている。連結部材５５は、連結片４２に固定され、係合爪５０は連結片４２に固定されている。係合爪５０において、爪片５３は、ケース３１の前端面側から奥に向かうに従い、徐々に厚みが厚くなり、挿通部４４のガイド面４３に向けて下り傾斜している。また、係合爪５０は、爪片５３と連結片４２との対向面の間に若干の隙間を有する状態で連結片４２に取着され、隙間の範囲内で爪片５３は弾性変形可能になっている。

突出部２７の外周面のうち、係合部２８を挟む両側面は、それぞれ対向する壁部４１の内面に接触している。また、突出部２７の複数の係合部２８のうち、１つの係合部２８の係合面２８ａに、係合爪５０の爪片５３が係合し、突出部２７は挿通部４４から抜け止めされている。

次に、タイヤバルブユニット１０の作用を、タイヤバルブユニット１０を車両用ホイールＨに装着する方法と共に説明する。
まず、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０を一体化する。図５（ａ）に示すように、タイヤバルブ２０の突出部２７をセンサユニット３０の挿通部４４に挿通し、ガイド面４３によって突出部２７をケース３１上面に向かう方向へガイドさせる。すると、係合爪５０の爪片５３に、複数の係合部２８のうち最も先端側の係合部２８の係合面２８ａに爪片５３が係合し、突出部２７の挿通部４４からの抜け出しが防止される。その結果、タイヤバルブ２０とセンサユニット３０が一体化され、タイヤバルブユニット１０が形成される。このタイヤバルブユニット１０において、突出部２７の最も先端側の係合部２８に係合爪５０が係合しているため、センサユニット３０はタイヤバルブ２０の胴体部２２から最も離れている。

次に、車両用ホイールＨの内側から装着孔１１ａにタイヤバルブ２０を先端側から挿入する。そして、車両用ホイールＨの外側に突出したタイヤバルブ２０の先端を図示しない治具で引張る。すると、胴体部２２が弾性変形しながら装着孔１１ａを通過していき、タイヤバルブ２０が徐々に車両用ホイールＨの外側へ引き出される。

このとき、胴体部２２のうち、車両用ホイールＨの内側に残る部位は、タイヤバルブ２０が車両用ホイールＨの外側に引張られるのに合わせて伸びていき、センサユニット３０に近付く。しかし、センサユニット３０は、胴体部２２から最も離れた位置にあるため、伸びた胴体部２２がセンサユニット３０に接触することが防止される。そして、胴体部２２の装着溝２４が装着孔１１ａの内周面に装着されると、タイヤバルブユニット１０が車両用ホイールＨに装着される。

次に、図５（ｂ）に示すように、センサユニット３０を胴体部２２に向けて押し込む。すると、爪片５３が係合していた係合部２８の隣りの係合部２８の傾斜面２８ｂによって、係合爪５０の爪片５３が押し上げられる。その結果、爪片５３は、連結片４２に近付く方向へ弾性変形する。

そして、複数の係合部２８のうち最も胴体部２２に近い係合部２８の係合面２８ａに爪片５３が係合すると、センサユニット３０の押し込みを止める。その結果、センサユニット３０は胴体部２２及びリム１１に最も近い位置でタイヤバルブ２０と一体化される。よって、タイヤバルブユニット１０における重心は、車両用ホイールＨのリム１１に最も近付く。

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２０の突出部２７に複数の係合部２８を設けるとともに、センサユニット３０に、複数の係合部２８のうちの１つに係合可能な爪片５３を設けた。そして、タイヤバルブ２０をリム１１に装着するときは、複数の係合部２８のうちセンサユニット３０から最も離れた係合部２８に係合爪５０の爪片５３を係合させるようにした。このため、タイヤバルブ２０が車両用ホイールＨの外側に向けて引張られ、胴体部２２がセンサユニット３０に向けて伸びてもセンサユニット３０に接触することを防止できる。よって、タイヤバルブユニット１０をリム１１に装着するときにセンサユニット３０が損傷を受けることを防止することができる。

（２）胴体部２２の装着溝２４に装着孔１１ａの内周面が係合し、タイヤバルブ２０がリム１１に装着された後に、センサユニット３０を胴体部２２に向けて移動させた。そして、複数の係合部２８のうち胴体部２２に最も近い係合部２８に係合爪５０の爪片５３を係合させるようにした。このため、センサユニット３０は、胴体部２２に最も近付いた状態でタイヤバルブ２０と一体化され、タイヤバルブユニット１０の重心をリム１１に最も近づけることができる。よって、タイヤバルブユニット１０が車輪２の回転によって発生する遠心力を受けても、重心がリム１１に近いことからタイヤバルブ２０が屈曲することを防止できる。

（３）挿通部４４は、一対の壁部４１を備え、挿通部４４に突出部２７が挿通された状態では、突出部２７の外周面のうち係合部２８を挟む両側面が、各壁部４１の内面に接触している。このため、タイヤバルブユニット１０が車輪２の回転によって遠心力を受けても、壁部４１の内面に突出部２７が接触して、タイヤバルブユニット１０が車両用ホイールＨの周方向に移動することを防止できるとともに、タイヤバルブ２０の周方向へ回転することも防止できる。

（４）挿通部４４は、ガイド面４３を備える。このため、挿通部４４に突出部２７が挿通されると、ガイド面４３によって突出部２７を係合爪５０に近づけることができ、係合爪５０の爪片５３と、係合部２８の係合面２８ａとを確実に係合させることができる。

（５）センサユニット３０の挿通部４４において、係合爪５０は弾性変形可能であり、タイヤバルブ２０の突出部２７において、各係合部２８は傾斜面２８ｂを備える。そして、センサユニット３０を胴体部２２に近づけるためにセンサユニット３０を押し込むと、係合部２８の傾斜面２８ｂによって係合爪５０の爪片５３を徐々に弾性変形させ、係合部２８と係合爪５０との係合を解除できる。したがって、センサユニット３０を移動させるために、別のロック部材を外したりする必要がなく、タイヤバルブユニット１０をリム１１に装着する作業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、突出部２７の外周面のうち、係合部２８を挟む両側に平坦面状の当接面２７ａを設けてもよい。このように構成すると、挿通部４４に突出部２７を挿通すると、両当接面２７ａが対向する壁部４１の内面に面接触する。このため、タイヤバルブユニット１０が車輪２の回転方向への力を受けても、当接面２７ａと壁部４１内面との面接触により、タイヤバルブ２０が車両用ホイールＨの周方向へ移動したり、タイヤバルブ２０が周方向へ回転することを防止できる。

○ 図７に示すように、係合部２８は突出部２７の周方向の全周に亘って設けられていてもよい。
○ 図８に示すように、突出部２７において、係合部２８を突出部２７の外周面よりも厚み方向に凹んだ位置に形成するとともに、係合部２８を挟む位置から係止部２７ｃを立設してもよい。この場合、対向する係止部２７ｃ間の距離を、係合爪５０の長手方向への長さより若干長くする。そして、突出部２７を挿通部４４に挿通すると、係止部２７ｃの内側に係合爪５０が入り込む状態で、爪片５３が係合部２８に係合する。また、各係止部２７ｃは、係合爪５０の長手方向の両端と、壁部４１の内面との間の隙間に入り込む。

このように構成すると、タイヤバルブユニット１０が車輪２の回転方向への力を受けても、係止部２７ｃと係合爪５０との当接により、タイヤバルブ２０が車両用ホイールＨの周方向へ移動したり、タイヤバルブ２０が周方向へ回転することを防止できる。

○ 挿通部４４において、係合爪５０は連結片４２に一体成形されていてもよい。
○ 係合爪５０は樹脂製ではなく、弾性変形可能であれば金属製であってもよい。
○ 係合爪は実施形態のものでなくてもよく、バネ等の弾性部材によって連結片４２から離れる方向に付勢された爪体としてもよい。そして、突出部２７が挿通部４４に挿通されると、バネ等の弾性部材が圧縮されて爪体を係合部２８に係合させたり、係合部２８に対する係合を解除させるようにしてもよい。

○ 実施形態では、タイヤバルブユニット１０をリム１１に装着するときは、複数の係合部２８のうち突出部２７の最も先端に位置する係合部２８に係合爪５０を係合させたが、これに限らない。タイヤバルブユニット１０をリム１１に装着するとき、伸びた胴体部２２がセンサユニット３０に接触しないのであれば、係合爪５０が係合する係合部２８を変えてもよい。また、係合部２８の数を増やしても良い。

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追記する。
（イ）前記挿通部は、前記センサユニットから立設された一対の壁部と、該壁部に架設された連結片と、該連結片に取着された係合爪とを備えるタイヤバルブユニット。

（ロ）前記挿通部は、前記突出部の入口から奥に向かうに従い前記係合爪に近付く状態で上り傾斜するガイド面を備えるタイヤバルブユニット。
（ハ）車両に設けられた複数の車輪のタイヤの状態を監視するために、前記車輪の前記タイヤ内に設けられるタイヤバルブユニット、及び前記車両の車体に設置される受信機ユニットを備えるタイヤ状態監視装置であって、前記タイヤバルブユニットは請求項１又は請求項２に記載のタイヤバルブユニットであるタイヤ状態監視装置。

Ｈ…車両用ホイール、１０…タイヤバルブユニット、１１…リム、１１ａ…装着孔、１２…タイヤ、２０…タイヤバルブ、２１…バルブステム、２２…胴体部、２４…装着溝、２７…突出部、２８…係合部、３０…センサユニット、４４…挿通部、５０…係合爪。

Claims (2)

1. 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、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、バルブステム、及び該バルブステムの外周面に装着されたゴム製の胴体部を備え、
   前記胴体部の外周面に、前記リムに形成された装着孔に装着される装着溝を有するとともに、
   前記胴体部からの前記バルブステムの突出部の外周面に、該バルブステムの軸方向に沿って複数の係合部を有し、
   前記センサユニットは、前記突出部が挿通される挿通部を備えるとともに、該挿通部に、前記複数の係合部のうちの一つに係合する弾性変形可能な係合爪を備えることを特徴とするタイヤバルブユニット。
2. 前記係合部は、前記突出部の周方向の一部に形成され、前記突出部において、前記係合部を挟む両側面は、前記挿通部において、前記突出部を挟んだ内面に面接触する請求項１に記載のタイヤバルブユニット。