(57)【要約】  タイヤ（１０）とホイール（２０）の組立体に用いられるよう構成された膨張弁であって、ホイール（２０）は、直径ＤＴの弁穴を備えたタイヤ用取付けリムを有し、膨張弁が、（ｉ）この弁を弁穴内に漏れ止め状態で固定するよう設計された変形可能な弁基部（３３５；４３５）を有し、弁基部が、直径ＤＴよりも大きな直径ＤＲの周辺溝（３６）を備え、（ｉｉ）円形断面の剛性の直線状管（３３）を有し、この管が、タイヤ圧力又は温度を測定する電子システムとの連結を可能にする手段を備えている、膨張弁。膨張弁は、管（３３）を弁基部から離隔する環状中空スペース（８３；８４）を有し、環状中空スペースの容積は、弁（３３０，４３０）がリム穴内に挿入されると、変位の必要がある環状容積（９３）の半分よりも大きい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ（１０）とホイール（２０）の組立体に用いられるよう構成された膨張弁であって、前記ホイール（２０）は、直径ＤＴの弁穴を備えた前記タイヤ（１０）用取付けリムを有し、前記弁は、
−前記弁を前記弁穴内に漏れ止め状態で固定するよう設計された変形可能な弁基部（３３５；４３５）を有し、前記弁基部は、前記弁穴の縁部（２１）と嵌合関係をなすよう設計されていて、前記直径ＤＴよりも大きな直径ＤＲを有すると共に幅Ｅを有する周辺溝（３６）を備え、
−円形断面の剛性の直線状管（３３）を有し、前記管の第１の端部は、前記タイヤの外部に位置したままであるように構成され、前記管の第２の端部は、前記タイヤの内部に嵌め込まれるよう構成されたユニット（４０）との連結を可能にする手段を備え、前記管は、前記弁基部を貫通し、
前記管の軸線に垂直であって、前記周辺溝とこれに沿って真ん中のところで交差する第１の平面（７１）と、前記管の軸線に垂直であって、前記管の前記第２の端部の最も近くに位置する前記弁基部の箇所を含む第２の平面（７２）との間に位置する前記弁の部分には、環状中空スペース（８３；８４）が設けられ、前記環状中空スペースは、前記管を前記弁基部から離隔し、前記環状中空スペースの容積は、次の値、即ち、
【数１】
2009542515.tif 000007
よりも大きく又はこれに等しく、前記管は、前記第２の平面（７２）と交差する、膨張弁。
【請求項２】
前記管を前記弁基部から離隔する前記環状中空スペース（８３；８４）の容積は、次の値、即ち、
【数２】
2009542515.tif 000008
よりも小さく又はこれに等しい、請求項１記載の膨張弁。
【請求項３】
前記管を前記弁基部から離隔する前記環状中空スペース（８３；８４）の容積は、次の値、即ち、
【数３】
2009542515.tif 000009
よりも小さく又はこれに等しい、請求項２記載の膨張弁。
【請求項４】
前記弁基部の幾何学的形状は、円錐が前記弁基部と交差しないよう１５°以上且つ２５°以下の角度アルファ（α）が存在するように選択され、
−前記円錐の軸線は、前記管の軸線に一致し、
−前記円錐は、前記管の第２の端部に向かって開き、前記円錐の頂角は、前記アルファ（α）に等しく、且つ
−前記円錐の頂点は、前記管の軸線の軸線に垂直な第３の平面（７３）上に位置し、前記円錐は、前記管の前記第１の端部と前記第１の平面（７１）との間で前記管と交差し、前記第１の平面（７１）と前記第３の平面（７３）との間の距離は、前記第１の平面（７１）と前記第２の平面（７２）との間の距離と同一である、請求項１記載の膨張弁。
【請求項５】
前記角度アルファ（α）は、２０°以下である、請求項４記載の膨張弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、「スナップイン（snap-in）」式のタイヤ用膨張弁に関し、特に、或る特定のタイヤ利用パラメータを測定すると共に（或いは）伝送することができる電子システムと組み合わされるよう設計された「スナップイン」式弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の数年において、「スマート（smart）」タイヤ、即ち、走行中の或る特定のパラメータ、例えば膨張圧力、タイヤ温度又はタイヤに加わる外部力の測定を可能にする電子システムを装備したタイヤの開発が急ピッチで行われた。これらタイヤは、一般に、このようにして得られた測定した測定値をタイヤが装着されている車両に伝送することができる電子システムを更に備えている。煩雑になるのを避けるために、測定及び（又は）伝送システムを、以下において区別なく「電子システム」と称することにする。
【０００３】
かかる電子システムは、タイヤ内部に設けられる場合が非常に多い。これら電子システムは、タイヤそれ自体に直接固定され、例えば、タイヤの内壁に形成されたポケット内に固定される場合があり、米国特許出願公開第２００５／０２１７７７号明細書は、かかる手段の一例を記載している。電子システムをタイヤの中に固定する別の方法は、タイヤの内壁に接着された「パッチ」を用いることである（これについては、例えば米国特許第６，７８２，７４１号明細書を参照されたい）。第３の考えられる手法は、電子システムをタイヤの膨張弁に取り付けることであり、米国特許第６，２７８，３６１号明細書は、センサが弁に取り付けられたケーシング内に配置される設計を記載している。本発明は、この第３の方式に関する。
【０００４】
今日、非常に異なる使用状況に合わせて設計された幾つかの形式の弁が存在する。乗用車の分野において、特に、ねじ止めによりホイールリムに固定される弁（「クランプイン（clamp-in）」弁が知られており、弁体は、タイヤが取り付けられたときにタイヤの体積部の内側に相当するリムの側部に設けられた弁穴内に導入され、リムの他方の側から螺着されたナットによってロックされる。弁基部は、環状密封継手を保持する環状溝を備えている。
【０００５】
クリップ止めにより定位置に固定される別の形式の弁が、「スナップイン」（「スナップ嵌め」と表現される場合もある）式弁という名称で知られている。かかる弁では、実際の弁機構体を収納した管（これは、通常、金属で作られている）は、ゴムで作られる場合のある弁体内に固定される。弁体は、弁穴の縁部周りに嵌まる周辺溝を有している。本発明は、この種の弁に関し、その一例は、図４に示されている。電子システムを備えた「スナップイン」式弁の一例は、米国特許第６，００５，４８０号明細書に記載されている。
【０００６】
「スナップイン」式弁をタイヤの内部に装着されるよう構成された電子システムに取り付ける簡単な方法は、弁管を延長させ、電子システムをタイヤの内部に位置するようになった弁の端部に機械的に固定することである。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０２１７７７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７８２，７４１号明細書
【特許文献３】米国特許第６，２７８，３６１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，００５，４８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、弁管を延長させることは、特に弁を取り付けにくくし、しかも気密度を低下させる望ましくない効果を有する場合がある。
【０００９】
本発明の目的は、電子システムに取り付けられるよう設計された膨張弁を取り付ける容易さを向上させると共に膨張弁が漏れ止め状態であるようにすることにある。以下において、電子システム及びそのケーシング（もし設けられていれば）を「タイヤの内部に装着可能に構成されたユニット」又は単に「ユニット」と呼ぶ。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、タイヤとホイールの組立体に用いられるよう設計された膨張弁であって、この組立体のホイールは、直径ＤＴの弁穴を備えたタイヤ用の取付けリムを有し、弁は、
−弁を弁穴内に漏れ止め状態で固定するよう設計された変形可能な弁基部を有し、弁基部は、弁穴の縁部と嵌合関係をなすよう設計されていて、直径ＤＴよりも大きな直径ＤＴを有すると共に幅Ｅを有する周辺溝を備え、
−円形断面の剛性の直線状管を有し、管の第１の端部は、タイヤの外部に位置したままであるように構成され、管の第２の端部は、タイヤの内部に嵌め込まれるよう構成されたユニットとの連結を可能にする手段を備え、管は、弁基部を貫通し、
管の軸線に垂直であって、周辺溝とこれに沿って真ん中のところで交差する第１の平面と、管の軸線に垂直であって、管の第２の端部の最も近くに位置する弁基部の箇所を含む第２の平面との間に位置する弁の部分には、環状中空スペースが設けられ、環状中空スペースは、管を弁基部から離隔し、環状中空スペースの容積は、次の値、即ち、
【数１】
2009542515.tif 000003
よりも大きく又はこれに等しく、管は、第２の平面と交差することを特徴とする膨張弁によって達成される。
【００１１】
この幾何学的形状は、弁がリムに取り付けられたときに弁器具を構成する材料を正しく位置決めすることができるようにするのに特に適しており、それにより、取付けが容易になると共に気密度が向上する。加うるに、かかる幾何学的形状により、ホイールが極めて大きな応力を受けた場合に生じることがあるように管が弁穴内で傾いても、弁により保証される気密度が向上する。
【００１２】
当業者であれば理解されるように、管を弁基部から分離する中空スペースの容積は、無制限であるということにはならない。中空スペースが広すぎると、基部の安定性が悪影響を受け、その結果、弁基部と弁穴との間の気密度が悪影響を受ける。好ましくは、管を弁基部から離隔する環状中空スペースの容積は、次の値、即ち、
【数２】
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よりも小さく又はこれに等しく、より好ましくは、
【数３】
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よりも小さく又はこれに等しい。
【００１３】
好ましい実施形態では、弁基部の幾何学的形状は、円錐が弁基部と交差しないよう１５°以上且つ２５°以下（好ましくは２０°未満）の角度アルファ（α）が存在するように選択され、
−円錐の軸線は、管の軸線に一致し、
−円錐は、管の第２の端部に向かって開き、円錐の頂角は、アルファ（α）に等しく、且つ
−円錐の頂点は、管の軸線の軸線に垂直な第３の平面上に位置すると共に第１の平面から見て第２の平面までの距離と同一の距離のところで第１の管端部と第１の平面との間に位置するようになっている。
【００１４】
本発明の内容は、図面の記載により良好に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、膨張弁３０及びセンサを収納するために設けられているケーシング４０を備えた先行技術のホイール２０の斜視図である。分かりやすくするために、タイヤ１０は示されていない。
【００１６】
図２は、タイヤ１０及びホイール２０を有すると共に膨張弁３０及びセンサを受け入れるために設けられているケーシング４０を備えた先行技術の別のタイヤ−ホイール組立体の断面図である。タイヤ−ホイール組立体の回転軸線５０も又示されている。
【００１７】
図３は、膨張弁３０及び弁に取り付けられていて、センサを収納するよう設計されたケーシング４０の概略斜視図であり、かかるケーシングは、例えば米国特許第６，２７８，３６１号明細書から知られている。
【００１８】
図４は、先行技術の「スナップイン（スナップ嵌め）」式弁１３０の概略断面図である。この「スナップイン」式弁は、
−キャップ３０が螺着されたねじ山付き弁口を有し、キャップの目的は、膨張又は収縮中以外の時点で弁を保護することにあり、
−実際の弁機構体（図示せず）を収納した金属製の管３３を有し、
−管３３を保護するよう設計された例えばゴムで作られているシース３４を有し、
−弁穴の縁周りに嵌まるよう設けられた周辺溝（これは、「密封直径部」と呼ばれることもある）３６を有する弁基部３５を有する。管３３の軸線３９も又示されている。
【００１９】
管３３の一端部は、周辺溝３６の高さ位置にあり、それにより、取り外しが容易になる。というのは、このようにすると、管３３による邪魔がない状態で、例えばナイフブレードを用いてタイヤ−ホイール組立体内部に設けられた弁基部３５の一部を切断し、他の部分を弁穴から容易に取り出すことができるからである。
【００２０】
タイヤ内部に取り付けられるよう構成されたユニットを弁に取り付けなければならない場合、管３３を延長させてユニットを管の端部に固定できるようにすることが有利な場合がある。かかる弁２３０が、図５に示されている。
例えば図５に示す弁は、取付けが困難であり、これらの気密度は、先行技術の弁、例えば図４の弁と比較してあまり良くないことが判明した。
【００２１】
図８及び図９は、この状況を示している。図８は、タイヤ−ホイール組立体の弁穴内に収納される前の先行技術の弁１３０の断面図であり、この弁穴の縁部２１が見える。弁穴の直径ＤＴも又示されており、この場合、この直径は、１１．５ｍｍである。
【００２２】
弁１３０の取付けの際、弁１３０を弁穴内に押し込んで直径ＤＲがこの場合１５ｍｍの溝３６が弁穴の縁部２１と嵌合するようになっている。弁１３０の基部の材料は事実上非圧縮性なので、弁１３０の基部の局所圧縮は、材料の変位を生じさせる。
【００２３】
その結果は、図９に概略的に示されている。或る量の材料が中空スペースＶ内に移動し、それにより管３３を延長させていることが理解できる。
【００２４】
今、管３３は、弁基部３５を右に通過し、弁２３０の場合（図５）と同様、弁基部３５を越えて延びると、この材料の運動は、もはや可能ではなくなる。というのは、容積Ｖが管３３の延長部によって占められるからである。これにより、取付けが困難になり、ベース基部３５に応力が加わり、それにより、ベース基部３５とベース基部が挿入されている弁穴との間の気密度が悪影響を受ける場合がある。
【００２５】
この問題は、例えば図６及び図７に概略断面で示されている本発明の「スナップイン」式弁の使用により解決される。
【００２６】
上述の弁とは対照的に、かかる弁は、弁基部について特定の幾何学的形状を有している。
【００２７】
図６の弁３３０は、変形可能な弁基部３３５及び管３３を有している。この弁は、深さが１．８〜４ｍｍの弁穴内に取り付けられるよう設計されており、このことは、値Ｅが約４ｍｍであることを示唆している。この図は又、管３３の軸線３９に垂直であり、溝３６に沿って真ん中のところで、即ち、溝３６の２つの縁から測って等しい距離のところで周辺溝３６（直径ＤＲ）と交差する第１の平面７１の位置及びこれ又管３３の軸線３９に垂直であり、タイヤの内部に位置するよう構成された管の端部の最も近くに位置する弁基部の箇所を含む第２の平面７２の位置を示している。図５の弁２３０の場合と同様、管３３は、この第２の平面と交差するが、図５の弁２３０とは対照的に、この弁３３０は、第１の平面７１と第２の平面７２との間に環状中空スペース８３を有し、この環状中空スペースは、管３３を弁基部から離隔しており、この中空スペースの容積は、縁部２１が示されている弁穴（直径ＤＴ）内に弁３３０を挿入したときに押し退けられなければならない環状体積９３の半分よりも大きく又はこれに等しい。この体積９３は、本質的に次の値、即ち、
【数４】
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に等しく、Ｅは、周辺溝３６の幅であり、この場合、４ｍｍである。Ｅは、カラー１３６の中心と「密封リップ」を形成する壁２３６を互いに隔てる距離に相当している。環状中空スペース８３の容積が環状体積９３の半分に等しく又はこれよりも大きい場合、弁を取り付けるのが著しく容易であり、しかもその気密度が向上することが判明した。
【００２８】
図７は、本発明の好ましい実施形態を示している。弁４３０に関し、円錐が弁基部４３５と交差しないよう角度アルファ（こお場合、α＝１７°）が存在するように選択され、
−円錐の軸線は、管３３の軸線３９に一致し、
−円錐は、タイヤの内部に位置するよう構成された管３３の端部に向かって開き、円錐の頂角は、アルファに等しく、且つ
−円錐の頂点８５は、実質的に、管の軸線３９の軸線に垂直な第３の平面７３上に位置し、円錐は、弁口３１内に開口した管の端部と第１の平面７１との間で管と交差し、第１の平面７１と第３の平面７３との間の距離は、第１の平面７１と第２の平面７２との間の距離と同一である。
【００２９】
注目されるべきこととして、円錐が弁基部４３５と交差しないということは、円錐が弁基部４３５に形成される場合のある舌部３７と交差することを排除するものではない。この舌部３７は、管３３にくっつき、弁が弁穴内に取り付けられたときに管３３に対して運動を行うことはない。重要なことは、円錐と平面７１，７２相互間に位置していて、取付中変位する基部の部分とが交差する必要がないということである。
【００３０】
当然のことながら、弁４３０は又、上述の基準、即ち、環状中空スペース８４の容積が環状体積９３の半分よりも大きいという条件を満たす。この場合、中空スペース８４の容積は、体積９３の２／３に等しい。
【００３１】
図１０及び図１１は、この状況を示している。図１０は、弁穴内に取り付ける前の弁４３０を示し、この図は本質的に図７と同一である。
【００３２】
弁４３０の取付けの際、弁４３０を弁穴内に押し込んで溝３６が弁穴の縁部２１に嵌合するようにする。弁基部４３５の材料は、事実上非圧縮性なので、弁基部４３５の局所圧縮は、材料の変位を生じさせ、その結果が図１１に概略的に示されている。或る特定の量の材料が変位されて弁基部４３５と管３３との間の中空スペース（８４、図７参照）を満たして局所的に管３３に接触していることが理解できる。材料の移動は、矢印によって示されている。弁基部４３５の特定の幾何学的形状は、これら動きの一部（断面の平面に垂直な軸線回りの材料の回転に相当する一部）を容易にし、これにより取付けが容易になる。
【００３３】
本発明の弁の幾何学的形状は又、これら弁の圧力抵抗を向上させるという効果を有する。現在一般的に用いられている弁は、１３バールの圧力（又は、低温時に４．５バールの最大公称圧力の３倍）に耐えるよう設計されているが、本発明の弁では、圧力が１９バールの場合でも漏れが生じない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】タイヤの内部に装着されるよう設計されていて、膨張弁に取り付けられたユニットを備える先行技術のホイールの概略斜視図である。
【図２】タイヤの内部に装着されるよう設計されていて、膨張弁に取り付けられたユニットを備える先行技術のタイヤ−ホイール組立体の概略断面図である。
【図３】膨張弁及びこの弁に取り付けられていて、センサを収納するよう設計されたケーシングの概略斜視図である。
【図４】タイヤ−ホイール組立体に取り付けられていない「スナップイン」式弁の概略断面図である。
【図５】タイヤ−ホイール組立体に取り付けられていない「スナップイン」式弁の概略断面図である。
【図６】タイヤ−ホイール組立体に取り付けられていない「スナップイン」式弁の概略断面図である。
【図７】タイヤ−ホイール組立体に取り付けられていない「スナップイン」式弁の概略断面図である。
【図８】タイヤ−ホイール組立体への取付け前及び取付け後における「スナップイン」式弁の略図である。
【図９】タイヤ−ホイール組立体への取付け前及び取付け後における「スナップイン」式弁の略図である。
【図１０】タイヤ−ホイール組立体への取付け前及び取付け後における「スナップイン」式弁の略図である。
【図１１】タイヤ−ホイール組立体への取付け前及び取付け後における「スナップイン」式弁の略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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