(57)【要約】【課題】装置の小型化を図りながらタイヤ空気室の空気圧を十分に確保することができるタイヤ空気圧調整装置を提供する。【解決手段】タイヤ空気圧調整装置は、タイヤ空気室に圧縮空気を供給可能なエアポンプ２０を有している。このエアポンプ２０は、車輪の回転に伴って回転するハウジング２１と、車両の加速時又は減速時に生じる慣性力によってハウジング２１に対して相対回転するロータ２２を備えていて、ロータ２２がハウジング２１に対して相対回転することによって、各ポンプ室（Ｐ１，Ｐ３等）の容積が増減し、エアポンプ機能（加圧機能）が得られる。このエアポンプ２０では、上記した慣性力が作用し続ける限り、ハウジング２１とロータ２２は相対回転し続けるため、１回の加速又は減速で複数回のエアポンプ機能が得られる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブによって保持された回転可能なホイールとこのホイールのリム部の外周に装着されてタイヤ空気室を形成するタイヤを備えた車輪の前記タイヤ空気室に圧縮空気を供給するエアポンプを備えたタイヤ空気圧調整装置において、
前記エアポンプは、前記車輪と一体的に回転するように前記車輪に取り付けられた第１回転体と、この第１回転体と相対回転可能に配されて、前記第１回転体との間に環状の空気室を形成する第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体が相対回転することによって容積が増減する２以上のポンプ室に前記空気室を区画するベーンとを有し、前記第２回転体は、車両の加速又は減速により生じる慣性力によって前記第１回転体に対して相対回転可能とされていることを特徴とするタイヤ空気圧調整装置。
【請求項２】
前記第１回転体と前記第２回転体は、同軸的に配置されており、前記ベーンは前記第１回転体または前記第２回転体に組み付けられていて、前記ベーンの先端が摺動可能に当接する前記第２回転体または前記第１回転体の壁面には凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ空気圧調整装置。
【請求項３】
前記エアポンプは、前記リム部の内周に配されており、前記リム部に形成された供給孔を通して前記タイヤ空気室に圧縮空気を供給可能とされていること特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ空気圧調整装置。
【請求項４】
前記タイヤ空気室の空気圧が設定値以上に加圧されると前記タイヤ空気室の圧縮空気を前記タイヤ空気室から逃す調圧バルブが前記リム部に配されていることを特徴とする請求項１ないしは３のいずれかに記載のタイヤ空気圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気圧調整装置に係り、特に、車両の加速又は減速時にタイヤ空気室に圧縮空気を供給するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の加速又は減速時に、エアポンプで圧縮した圧縮空気をタイヤ空気室に供給するタイヤ空気圧調整装置に関しては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。このタイヤ空気圧調整装置では、ハブと一体的に回転するインナーパネル（第１回転体）とインナーパネルに取り付けられるアウターボデー（第２回転体）が車両に生じる慣性力によって相対回転可能とされている。そして、インナーパネルとアウタボデーが相対回転すると、アウタボデーに支持軸を介して揺動可能に組みつけられた揺動アームが、インナーパネルに設けられたトルク伝達部によって押されて揺動することにより、アウタボデーに組み付けられたピストンが揺動アームによって押されて、エアポンプ機能（加圧機能）が得られる構成とされている。このため、このタイヤ空気圧調整装置では、車両の加速又は減速時に、圧縮空気を確保することが可能である。
【特許文献１】特開２００５−３１３７３８号公報
【発明の開示】
【０００３】
ところで、上記した特許文献１に記載されているタイヤ空気圧調整装置では、トルク伝達部が揺動アームを押す回数は、１回の加速又は減速で１回のみとなっている。したがって、タイヤ空気室の空気圧を十分に確保するためには、１つのピストンによって形成されるポンプ室の容積を大きくするか、或いは、揺動アームとピストンの数を増やして、タイヤ空気室に供給される圧縮空気を多くする必要がある。
【０００４】
本発明は、上記課題に対処するためになされたものであり、ハブによって保持された回転可能なホイールとこのホイールのリム部の外周に装着されてタイヤ空気室を形成するタイヤを備えた車輪の前記タイヤ空気室に圧縮空気を供給するエアポンプを備えたタイヤ空気圧調整装置において、前記エアポンプは、前記車輪と一体的に回転するように前記車輪に取り付けられた第１回転体と、この第１回転体と相対回転可能に配されて、前記第１回転体との間に環状の空気室を形成する第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体が相対回転することによって容積が増減する２以上のポンプ室に前記空気室を区画するベーンとを有し、前記第２回転体は、車両の加速又は減速により生じる慣性力によって前記第１回転体に対して相対回転可能とされていることに特徴がある。
【０００５】
本発明では、車両の加速又は減速の時に、第２回転体が第１回転体に対して相対回転するため、ベーンによって区画されたポンプ室の容積が増減されて、エアポンプのポンプ機能が得られる。このため、ユーザーによるタイヤ空気室の空気圧のメンテナンスの負荷が低減される。ところで、この相対回転に要する駆動力は慣性力によるものであって、この慣性力が作用し続ける限り、第１回転体と第２回転体は相対回転し続ける。したがって、本発明では、１回の加速又は減速で複数回のポンプ機能が得られ、装置の小型化を図りながらタイヤ空気室の空気圧を十分に確保することができる。
【０００６】
この場合において、前記第１回転体と前記第２回転体は、同軸的に配置されており、前記ベーンは前記第１回転体または前記第２回転体に組み付けられていて、前記ベーンの先端が摺動可能に当接する前記第２回転体または前記第１回転体の壁面には凹凸部が形成されていることも可能である。
【０００７】
また、本発明の実施に際して、前記エアポンプは、前記リム部の内周に配されており、前記リム部に形成された供給孔を通して前記タイヤ空気室に圧縮空気を供給可能とされていることも可能である。この場合には、リム部に設けられた供給孔を通してリム部の内周に配されたエアポンプで圧縮された圧縮空気をリム部の外周に形成されたタイヤ空気室に供給することが可能である。このため、エアポンプとタイヤ空気室とを結ぶ空気通路を短くすることができ、エアポンプで圧縮した圧縮空気を効率良くタイヤ空気室に供給することができる。また、空気通路を簡素化することもでき、製造コストの削減を図ることもできる。
【０００８】
また、本発明の実施に際して、前記タイヤ空気室の空気圧が設定値以上に加圧されると前記タイヤ空気室の圧縮空気を前記タイヤ空気室から逃す調圧バルブが前記リム部に配されていることも可能である。この場合には、タイヤ空気室の空気圧が設定値以上に加圧されると、タイヤ空気室の圧縮空気は調圧バルブによりタイヤ空気室から逃されるので、タイヤ空気室の空気圧が必要以上に加圧されるのを防止することができる。このため、車両の走行中の外乱によるタイヤ空気室の空気圧変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明によるタイヤ空気圧調整装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるタイヤ空気圧調整装置の全体構成を概略的に示している。このタイヤ空気圧調整装置は、大別すると、図１に示すように、車輪１０に形成されるタイヤ空気室Ｒに圧縮空気を供給するエアポンプ２０と、エアポンプ２０からタイヤ空気室Ｒにのみ空気の流動を許可するチェックバルブ３０と、タイヤ空気室Ｒの空気圧が設定値以上に加圧されるとタイヤ空気室Ｒの圧縮空気を大気に逃す調圧バルブ４０を備えている。
【００１０】
車輪１０は、金属製のホイール１１とゴム製のタイヤ１２を備えていて、ハブ（図示省略）に脱着可能に取り付けられている。ホイール１１は、タイヤ１２を保持するためのリム部１１ａとハブ（図示省略）にホイール１１を固定するためのディスク部１１ｂからなり、リム部１１ａには、エアポンプ２０とチェックバルブ３０と調圧バルブ４０が組み付けられている。
【００１１】
タイヤ１２は、ホイール１１の外周に一体的に装着されており、ホイール１１のリム部１１ａとの間で、タイヤ空気室Ｒを形成している。このタイヤ空気室Ｒは、チェックバルブ３０を通して、エアポンプ２０で圧縮された圧縮空気を供給可能とされているとともに、圧縮装置（図示省略）を用いて外部から圧縮空気を調圧バルブ４０を通して供給可能とされている。
【００１２】
次に、エアポンプ２０について、図２及び図３を参照して説明する。エアポンプ２０は、ホイール１１におけるリム部１１ａの内周面に沿って配置された第１回転体である環状のハウジング２１と、このハウジング２１内にこれと同軸的に配置された第２回転体である環状のロータ２２を備えている。ハウジング２１は、外周壁の右側壁を形成する断面Ｌ字型で環状のアウタボデー２１ａと、内周壁と左側壁を形成する断面Ｌ字型で環状のインナボデー２１ｂが、ボルト締結部２１ｃ，２１ｄでボルト締めされることにより形成されている。なお、このように形成されたハウジング２１は、断面が長方形型で中空のハウジングである。
【００１３】
アウタボデー２１ａでは、リム部１１ａに形成された供給孔１１ａ１に向けて圧縮空気を供給可能な吐出孔２３が周方向に１８０度の間隔で２箇所に穿設されており、これによりエアポンプ２０で圧縮された圧縮空気をタイヤ空気室Ｒに供給可能とされている。また、アウタボデー２１ａは、外周壁の軸方向の両端部に環状のシール部材２４がそれぞれ配されており、このシール部材２４がホイール１１との間に介装されることにより、ハウジング２１とホイール１１間が気密的にシールされている。また、アウタボデー２１ａでは、ベーン２５の先端が摺動可能に当接する側壁内面に、図４に示したように、板厚が厚い凸部２１ａ１と板厚が薄い凹部２１ａ２が繰り返し２つずつ周方向に形成されており、これにより、後述するポンプ室Ｐは、ロータ２２がハウジング２１に対して相対回転すると、その容積が増減されるようになっている。
【００１４】
インナボデー２１ｂでは、ハウジング２１内と外部とを連通する吸入孔２６が周方向に１８０度の間隔で２箇所に穿設されており、これにより外部からハウジング２１内に外気を吸入可能とされている。また、インナボデー２１ｂでは、内周壁の内側にローラーベアリング２７を収納する溝部２１ｂ１が形成されていて、このローラーベアリング２７を介して、ロータ２２がハウジング２１の内周壁に沿って転動可能に支持されている。なお、各吸入孔２６は各吐出口２３に対して略９０度回転した位置に設けられている。
【００１５】
ロータ２２は、ハウジング２１の内部に収納されていて、ハウジング２１との間に環状の空気室Ａを形成している。また、ロータ２２には、８個のベーン溝２２ａが周方向にて等間隔に設けられるとともに、各ベーン溝２２ａに対応して突出部２２ｂが設けられていて、各ベーン溝２２ａには、ベーン２５とスプリング２９がそれぞれ組付けられている。なお、ロータ２２の空気室Ａ側の外周面と内周面には、ロータ２２とハウジング２１に形成される隙間をシールするシール部材２８ａがそれぞれ配されている。
【００１６】
各ベーン２５は、ベーン溝２２ａに図３の左右方向（車軸の軸線方向）に沿って摺動可能に組付けられていて、スプリング２９によってベーン溝２２ａから突出する方向に付勢されている。また、ベーン２５の先端は、ハウジング２１の側壁内面に形成された凸部２１ｃおよび凹部２１ｄに対して摺動可能に当接している。これにより、環状の空気室Ａが８個のポンプ室Ｐに区画されている。なお、各ベーン２５のハウジング２１と対向する両側面にも、ベーン２５とハウジング２１に形成される隙間をシールするシール部材２８ｂがそれぞれ配されている。このため、ロータ２２に配したシール部材２８ａと、各ベーン２５に配してシール部材２８ｂにより、各ポンプ室Ｐの気密性が確保されている。
【００１７】
次に、チェックバルブ３０について、図５を参照して説明する。チェックバルブ３０は、バルブシート３１と環状のプレートバルブ３２とスプリング３３とスプリングリテーナ３４を備えている。バルブシート３１は、ホイール１１のリム部１１ａに穿設された供給孔１１ａに気密的に圧入されていて、エアポンプ２０の吐出孔２３とタイヤ空気室Ｒとを連通させる弁孔３５を有しており、この弁孔３５を通してエアポンプ２０で圧縮された圧縮空気がタイヤ空気室Ｒに供給可能とされている。
【００１８】
プレートバルブ３２は、バルブシート３１のタイヤ１２側にて弁孔３５を開閉可能に配置されていて、スプリング３３により閉方向に付勢されている。スプリング３３は、プレートバルブ３２とスプリングリテーナ３４間に介装されていて、弾性係数が小さいものを採用しているため、空気が圧縮されたポンプ室Ｐの圧力がタイヤ空気室Ｒの圧力より大きくなると圧縮空気がプレートバルブ３２を持ち上げポンプ室Ｐの圧縮空気がタイヤ空気室Ｒに移動するように構成されている。スプリングリテーナ３４は、バルブシート３１に設けられたねじ穴に螺合されており、スプリング３３の上端を保持する機能を有している。
【００１９】
次に、調圧バルブ４０について、図６を参照して説明する。調圧バルブ４０は、周知の空気バルブに一体的に組み付けられている。すなわち、この調圧バルブ４０は、バルブコア４１とバルブステム４２とバルブキャップ４３（図１参照）を備える周知の空気バルブ部４０ａを有するとともに、上述した周知の空気バルブ部４０ａとは別にタイヤ空気室Ｒの空気圧が所定値以上に加圧されるとタイヤ空気室Ｒの圧縮空気をタイヤ空気室Ｒから外部（大気）へ逃し、タイヤ空気室Ｒの空気圧を設定値未満に調整する圧力調整部４０ｂを有している。なお、調圧バルブ４０は、周知の空気バルブと同様に、ホイール１１のリム部１１ａに穿設されたバルブ取り付け孔１１ａ２に気密的に取り付けられている。
【００２０】
圧力調整部４０ｂは、複数の弁孔４４と複数の排出ポート４５を有するバルブボデー４６と、このバルブボデー４６に組付けられて弁孔４４を開閉可能な環状のプレートバルブ４７と、このプレートバルブ４７を閉方向に付勢するスプリング４８と、このスプリング４８の付勢力を調整する調整ダイヤル４９とを備えている。
【００２１】
スプリング４８は、圧縮コイルスプリングであり、一端にて調整ダイヤル４９に係合し、他端にてプレートバルブ４７に係合している。調整ダイヤル４９は、バルブステム４２の外周に形成したねじに螺合しており、外部から回転可能に組み付けられている。また、調整ダイヤル４９は、上部にはタイヤ空気室Ｒの空気圧を調整する目盛（一例として、２００ｋＰａ〜２３０ｋＰａ）が記載されており、この目盛に合わせて調整ダイヤル４９を回転することによりスプリング４８の付勢力を調整することが可能とされている。具体的には、調整ダイヤル４９が時計回りに回転されるとスプリング４８のバネの長さは短くなり、プレートバルブ４７に加わるスプリング４８の付勢力は大きくなる。これとは反対に、調整ダイヤル４９が反時計回りに回転されるとスプリング４８のバネの長さは長くなり、プレートバルブ４７に加わるスプリング４８の付勢力は小さくなる。
【００２２】
上記のように構成したこの実施形態のタイヤ空気圧調整装置においては、車両が加速又は減速して、エアポンプ２０にてロータ２２がハウジング２１に対して相対回転すると、図４の（ａ）〜（ｄ）にて例示したように、各ベーン２５が図示左方に移動する。このため、各吸入孔２６を通して各ポンプ室Ｐに吸入される空気が圧縮されて各吐出孔２３を通してタイヤ空気室Ｒに向けて圧送される。
【００２３】
なお、図４の（ａ）にてポンプ室Ｐ１は容積減少（圧縮）初期過程にあり、図４の（ｂ）にてポンプ室Ｐ１は容積減少中期過程にあり、図４の（ｃ）にてポンプ室Ｐ１は容積減少後期過程にあり、図４の（ｄ）にてポンプ室Ｐ１は吐出初期過程にある。これにより、ポンプ室Ｐ１内の空気は、図４の（ａ）〜（ｄ）の間に圧縮されて、図４の（ｄ）のときに吐出孔２３を通して吐出される。また、図４の（ａ）にてポンプ室Ｐ３は容積維持過程にあり、図４の（ｂ）にてポンプ室Ｐ３は容積増大（膨張）初期過程にあり、図４の（ｃ）にてポンプ室Ｐ３は容積増大中期過程にあり、図４の（ｄ）にてポンプ室Ｐ３は容積増大後期過程であるとともに吸入初期過程にある。これにより、ポンプ室Ｐ３内の空気は、図４の（ａ）〜（ｄ）の間に膨張され、図４の（ｄ）のときに吸入孔２３を通してポンプ室Ｐ３内に空気（大気）が吸入される。
【００２４】
このように、車両の加速時又は減速時には、エアポンプ２０にてロータ２２がハウジング２１に対して相対回転するため、各ベーン２５によって区画された各ポンプ室Ｐの容積が増減されて、エアポンプ２０のポンプ機能が得られる。このため、ユーザーによるタイヤ空気室Ｒの空気圧のメンテナンスの負荷が低減される。ところで、この相対回転に要する駆動力は慣性力によるものであって、この慣性力が作用し続ける限り、ロータ２２はハウジング２１に対して相対回転し続ける。したがって、この実施形態のタイヤ空気圧調整装置においては、１回の加速又は減速で複数回のポンプ機能が得られ、装置の小型化を図りながらタイヤ空気室Ｒの空気圧を十分に確保することができる。
【００２５】
また、この実施形態においては、エアポンプ２０がリム部１１ａの内周に設けられていて、リム部１１ａに形成された供給孔１１ａ１を通して、リム部の外周に形成されたタイヤ空気室Ｒに圧縮空気を供給することが可能である。このため、エアポンプ２０とタイヤ空気室Ｒとを結ぶ空気通路を短くすることができ、エアポンプ２０で圧縮した圧縮空気を効率良くタイヤ空気室Ｒに供給することができる。また、空気通路（供給孔１１ａ１）を簡素化することもでき、製造コストの削減を図ることもできる。
【００２６】
また、この実施形態においては、タイヤ空気室Ｒの空気圧が設定値以上に加圧されるとタイヤ空気室Ｒの圧縮空気をタイヤ空気室Ｒから逃す圧力調整部４０ｂを有した調圧バルブ４０がリム部１１ａに設けられている。これにより、タイヤ空気室Ｒの空気圧が設定値以上に加圧されると、タイヤ空気室Ｒの圧縮空気は調圧バルブ４０の圧力調整部４０ｂによりタイヤ空気室Ｒから逃されるので、タイヤ空気室Ｒの空気圧が必要以上に加圧されるのを防止することができる。このため、車両の走行中の外乱（例えば、車両の加速・減速が頻繁にあってエアポンプ２０によって圧縮空気がタイヤ空気室Ｒに過剰に供給されること、周囲温度の上昇や路面の凹凸等に起因してタイヤ空気室Ｒ内の圧縮空気が加熱されて膨張すること等）によるタイヤ空気室Ｒの空気圧変動を抑制することができる。
【００２７】
以上、本実施形態のタイヤ空気圧調整装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、下記に例示するような種々の変更が可能である。
【００２８】
上記した実施形態では、ハウジング２１をホイール１１のリム部１１ａに組み付けることによって車輪１０の回転に伴ってハウジング２１を車輪１０と一体的に回転可能とし、ロータ２２を車両の加速又は減速によって生じる慣性力によってハウジング２１に対して回転可能とすることによって、両者を相対回転可能となるように構成したが、ロータをホイール１１のリム部１１ａに組み付けて車輪１０と一体的に回転可能とし、ハウジングを慣性力によりロータに対して回転可能とすることによって、両者を相対回転可能と構成することも可能である。
【００２９】
また、上記した実施形態では、エアポンプ２０をホイール１１のリム部１１ａに設けたが、ディスク部１１ｂにエアポンプを設けることも可能である。この場合は、タイヤ空気室Ｒに圧縮空気を供給するための空気通路をディスク部１１ｂとリム部１１ａとに設けることが必要となる。
【００３０】
また、上記した実施形態では、第１回転体である環状のハウジング２１と、第２回転体である環状のロータ２２を同軸的に配置して、ハウジング２１の側壁内面に凸部２１ｃおよび凹部２１ｄを形成することによって、ハウジング２１とロータ２２が相対回転したときに、ロータ２２のベーン溝２２ａに対して車軸の軸線方向に摺動可能に組み付けたベーン２５により区画されたポンプ室Pの容積が増減するようにした。
【００３１】
しかし、ハウジング２１に凸部２１ｃおよび凹部２１ｄを形成せずとも、ベーンをロータの径方向に摺動可能に組み付けた上で、このベーンの先端が当接するハウジングの壁面を円筒形状とし、かつ、ロータをこのハウジングに対して偏心させて配置することによって、ハウジングとロータが相対回転したときに、ベーンにより区画されたポンプ室の容積が増減するようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるタイヤ空気圧調整装置の一実施形態を概略的に示した全体構成図である。
【図２】図１に示したエアポンプの全体を示した斜視図である。
【図３】図１及び図２に示したエアポンプの一部分を拡大して示した断面図である。
【図４】図１〜図３に示したエアポンプの作動を説明するための展開図である。
【図５】図１および図３に示したチェックバルブの拡大断面図である。
【図６】図１に示した調圧バルブの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…車輪、１１…ホイール、１１ａ…リム部、１１ａ１…供給孔、１２…タイヤ、２０…エアポンプ、２１…ハウジング、２２…ロータ、２３…吐出孔、２５…ベーン、２６…吸入孔、３０…チェックバルブ、４０…調圧バルブ、Ｒ…タイヤ空気室、Ｐ…ポンプ室
【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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