(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の遠心力を得るためにポンプ装置のピストン部の質量や体積を増大させることを要さず、ポンプ装置の簡素化・小型化が可能であり、好適なタイヤ転がり抵抗を得つつ、ポンプ装置により所望のタイヤ内圧を維持可能なタイヤ組立体を提供する。【解決手段】タイヤ組立体は、空気入りタイヤと、空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置１３とを備え、ポンプ装置１３は、ピストン部２０と、ピストン部２０の外周面の周りに配設されたシリンダ部２１とを有し、ピストン部２０の、タイヤ回転軸側の端部２２と、シリンダ部２１の内側面２３とにより、気室部２４を区画し、シリンダ部２１は、ピストン部２０に対しタイヤ回転軸Ｏ側に配置され、タイヤの回転により生じる遠心力により、気室部２４を圧縮する方向にピストン部に対して相対移動するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤと、該空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置とを備えた、タイヤ組立体であって、
前記ポンプ装置は、ピストン部と、該ピストン部の外周面の周りに配設されたシリンダ部とを有し、
前記ピストン部のタイヤ回転軸側の端部と、前記シリンダ部の内側面とにより、気室部を区画し、
前記シリンダ部は、ピストン部に対しタイヤ回転軸側に配置され、タイヤの回転により生じる遠心力により、前記気室部を圧縮する方向に前記ピストン部に対して相対移動するように構成されていることを特徴とする、タイヤ組立体。
【請求項２】
前記ピストン部は、前記バルブに連結された端部とタイヤ回転軸側の端部との間を延びる通気孔と、前記気室部から前記バルブ側への空気の流動のみを許容する逆止弁と、を有することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項３】
前記ピストン部は、車両バネ下構造体に固定され、
前記ポンプ装置は、前記ピストン部に対して前記シリンダ部をタイヤ回転軸側に付勢する弾性部材を、前記気室部の外部に備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のタイヤ組立体。
【請求項４】
前記タイヤ組立体は、前記ポンプ装置を複数個備え、
前記複数個のポンプ装置は、タイヤ回転軸に対して互いに対称となる位置に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤと、該空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置とを備えた、タイヤ組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの内圧は、時間の経過や車の走行に伴って、徐々に低下する。従来から、このようなタイヤ内圧の低下を抑制するための技術として、走行中でのタイヤの回転により発生する遠心力を利用して、ポンプ作用によりタイヤ内腔に空気を自動的に供給する自動空気圧調整装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載されたタイヤの自動空気圧調整装置は、ピストンをシリンダに収納し、走行中でのタイヤの回転により発生する遠心力の増減に応じて、自動空気圧調整装置内の充填用空間を縮小及び拡大する方向にピストンがシリンダ内を移動するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３０８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された自動空気圧調整装置では、シリンダ内を移動するピストンの質量を、所望の遠心力が得られるように設定する必要があることから、かかるピストンの質量を得るためにはピストンの大きさをある程度確保する必要があり、これに伴い自動空気圧調整装置全体が大型になるという問題があった。また、自動空気圧調整装置の重量が増大されることから、タイヤ転がり抵抗等が悪化するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解決することを課題とするものであり、所望の遠心力を得るためにポンプ装置のピストン部の質量や体積を増大させることを要さず、ポンプ装置の簡素化・小型化が可能であり、好適なタイヤ転がり抵抗を得つつ、ポンプ装置により所望のタイヤ内圧を維持可能なタイヤ組立体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタイヤ組立体は、空気入りタイヤと、該空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置とを備えた、タイヤ組立体であって、ポンプ装置は、ピストン部と、該ピストン部の外周面の周りに配設されたシリンダ部とを有し、ピストン部のタイヤ回転軸側の端部と、シリンダ部の内側面とにより、気室部を区画し、シリンダ部は、ピストン部に対しタイヤ回転軸側に配置され、タイヤの回転により生じる遠心力により、気室部を圧縮する方向にピストン部に対して相対移動するように構成されていることを特徴とする。本発明のタイヤ組立体によれば、シリンダ部をピストン部に対しタイヤ回転軸側に配置して遠心力により移動させることとしたので、所望の遠心力を得るためにピストン部の質量や体積を増大させることを要さず、ポンプ装置の簡素化・小型化が可能であるとともに、好適なタイヤ転がり抵抗を得つつ、所望のタイヤ内圧を維持可能である。
【０００８】
本発明のタイヤ組立体においては、ピストン部は、バルブに連結された端部とタイヤ回転軸側の端部との間を延びる通気孔と、気室部からバルブ側への空気の流動のみを許容する逆止弁と、を有することが好ましい。この構成によれば、気室部内の空気が、最短経路でタイヤ内腔に流入されるので、ポンプ装置の給気効率を向上させることができる。また、ピストン部が中空に構成されることから、ポンプ装置を小型化・軽量化することができる。
【０００９】
本発明のタイヤ組立体においては、ピストン部は、車両バネ下構造体に固定され、ポンプ装置は、ピストン部に対してシリンダ部をタイヤ回転軸側に付勢する弾性部材を、気室部の外部に備えていることが好ましい。この構成によれば、弾性部材を備えることにより、シリンダ部は、遠心力の増減によって往復運動することができる。また、弾性部材が気室部の外部に配置されていることにより、弾性部材が気室部の内部に配置される場合と比べて、ポンプ装置の圧縮比を高めることができ、ゆえにポンプ装置の給気効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明のタイヤ組立体においては、タイヤ組立体は、ポンプ装置を複数個備えることができ、その場合、複数個のポンプ装置は、タイヤ回転軸に対して互いに対称となる位置に配置されていることが好ましい。この構成によれば、タイヤ内腔への空気の供給がより確実になるとともに、タイヤ組立体の重量バランスをタイヤ回転軸に対して対称的にすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、所望の遠心力を得るためにポンプ装置のピストン部の質量や体積を増大させることを要さず、ポンプ装置の簡素化・小型化が可能であるとともに、好適なタイヤ転がり抵抗を得つつ、所望のタイヤ内圧を維持可能なタイヤ組立体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤ組立体の、タイヤ幅方向の一端側から観た側面図である。
【図２】遠心力が発生していない状態での、図１のタイヤ組立体が備えるポンプ装置を示す、ポンプ装置の軸線方向に沿う断面図である。
【図３】遠心力が発生している状態での、図２のポンプ装置を示す、ポンプ装置の軸線方向に沿う断面図である。
【図４】ストローク長さを短くした場合における、図３のポンプ装置を示す、ポンプ装置の軸線方向に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照しながら例示説明する。図１に例示するタイヤ組立体１は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも言う）１１と、タイヤ１１のバルブ１２に連結されたポンプ装置１３とを備えている。ポンプ装置１３は、タイヤ１１の回転により生じる遠心力を利用して、バルブ１２を介してタイヤ１１の内腔に空気を供給するものである。なお、ポンプ装置１３は、図１に示すようなチューブ部材１４等を介してタイヤ１１のバルブ１２に連結されてもよいし、チューブ部材１４等を介さずにバルブ１２に直接連結されてもよい。
【００１４】
図１の例では、タイヤ組立体１は、ポンプ装置１３とタイヤ半径方向に対向する位置に、ポンプ装置１３と略同一の重量を有するバランスウェイト１５をさらに備えている。このようにバランスウェイト１５を設けることにより、タイヤ組立体１の重量バランスをタイヤ回転軸Ｏに対して対称的にし、ポンプ装置１３を設けたことによるタイヤ組立体１のユニフォミティの低下を抑制することができる。
【００１５】
なお、図１の例では、タイヤ組立体１は１個のポンプ装置１３を備えているが、タイヤ内腔へのより確実な空気の供給を可能にする等の観点から、タイヤ組立体１は複数個のポンプ装置１３を備えることができる。この場合、これら複数個のポンプ装置１３をタイヤ回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置することが、タイヤ組立体１の重量バランスをタイヤ回転軸Ｏに対して対称的にする観点から好ましい。なお、ポンプ装置１３を偶数個備える場合は、バランスウェイト１５を設けずにこれら複数個のポンプ装置１３をタイヤ回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置することが好ましい。一方、ポンプ装置１３を奇数個（３個以上）備える場合は、これらを互いにタイヤ回転軸Ｏ周りに等間隔に設けるか、バランスウェイト１５を奇数個設けることにより全体として偶数個とした上で、これらのポンプ装置１３及びバランスウェイト１５をタイヤ回転軸Ｏに対して互いに対称となる位置に配置することが好ましい。
【００１６】
ポンプ装置１３は、タイヤ１１の回転による遠心力を利用することから、ポンプ装置１３の軸線方向（長手方向）がタイヤ１１の外周面Ｓの接線方向に対して傾斜した方向に沿うことが好ましく、図１に示すようにポンプ装置１３の軸線方向がタイヤ１１の半径方向に沿うことがより好ましい。
【００１７】
図２に断面図で示すように、ポンプ装置１３は、ピストン部２０と、ピストン部２０の外周面の周りに配設されたシリンダ部２１とを有し、ピストン部２０のタイヤ回転軸Ｏ側の端部２２と、シリンダ部２１の内側面２３とによって、気室部２４を区画している。そして、シリンダ部２１は、タイヤ１１の回転により生じる遠心力により、気室部２４を圧縮する方向にピストン部２０に対して相対移動するように構成されている。ここで、「気室部２４を圧縮する方向にピストン部２０に対して相対移動する」とは、すなわち、シリンダ部２１がタイヤ外周面Ｓ側（図１の例ではタイヤ半径方向に沿うとともにタイヤ外周面Ｓ側）にピストン部２０に対して相対移動することを意味する。タイヤ１１の回転により遠心力が発生すると、図３に示すようにシリンダ部２１がタイヤ外周面Ｓ側にピストン部２０に対して相対移動して、気室部２４が圧縮されることにより、気室部２４内の空気が、チューブ部材１４等を介してバルブ１２を通って、タイヤ１１の内腔に空気が供給される。このような構成によれば、ピストン部２０よりも質量の大きなシリンダ部２１が遠心力により移動されるので、ピストン部２０の質量や体積を増大させることを要さずに所望の遠心力を得ることができる。よって、ポンプ装置１３の簡素化・小型化が可能であるとともに、好適なタイヤ転がり抵抗を得つつ、ポンプ装置１３により所望のタイヤ内圧を維持可能なタイヤ組立体１を提供することができる。  
【００１８】
図２に示す例において、ピストン部２０は、バルブ１２に連結されたタイヤ外表面Ｓ側の端部２８とタイヤ回転軸Ｏ側の端部２２との間を延びる通気孔２５を有している。通気孔２５は上記それぞれの端部２２及び端部２８を貫通しており、また、ピストン部２０は、図の例ではタイヤ回転軸Ｏ側の端部２２に、気室部２４からバルブ１２側への空気の流動のみを許容する逆止弁２６を有している。この構成によれば、気室部２４が圧縮されると、気室部２４内の空気が逆止弁２６を介して通気孔２５へ流動され、チューブ部材１４等を介してバルブ１２を通って、タイヤ１１の内腔に供給される。このように、気室部２４内の空気は、ピストン部２０の外部を経由してタイヤ１１の内腔に流入される場合と比べて、最短経路でタイヤ１１の内腔に流入されるので、ポンプ装置１３の給気効率を向上させることができる。また、ピストン部２０が中空に構成されることから、ポンプ装置１３を小型化・軽量化することができる。
【００１９】
なお、逆止弁２６は、任意の構成が可能であるが、図の例ではコイルばね等の弾性部材４１と、弾性部材４１によりタイヤ回転軸Ｏ側に付勢された球状部材４０とを有している。そして、図２に示すように気室部２４が圧縮されていないときは、逆止弁２６は閉状態にあり、気室部２４から通気孔２５への空気の流動を阻止している。一方、図３に示すように、気室部２４が圧縮されて気室部２４内の気圧が通気孔２５内の気圧より高くなると、球状部材４０が弾性部材４１の付勢力に抗じてタイヤ外表面Ｓ側に通気孔２５内を移動し、これにより逆止弁２６は開状態となって、気室部２４から通気孔２５への空気の流動を許容する。なお、図の例では逆止弁２６をピストン部２０のタイヤ回転軸Ｏ側の端部２２に配置したので、逆止弁２６の組立てが容易となる。ただし、逆止弁２６は、ピストン部２０の任意の位置に配置可能であり、図の例以外にも、例えばピストン部２０のタイヤ外表面Ｓ側の端部２８に配置してもよい。
【００２０】
ここで、ピストン部２０は、ホイール、サスペンション、ホイールリング又はホイールキャップ等の車両バネ下構造体（図１の例ではホイールリング）に固定されていることが好ましい。また、ポンプ装置１３は、図２に示すようにピストン部２０に対してシリンダ部２１をタイヤ回転軸Ｏ側に付勢するコイルばね等の弾性部材２７を、気室部２４の外部に備えていることが好ましい。シリンダ部２１は、遠心力が発生していないときは、図２に示すように弾性部材２７の付勢力によってタイヤ回転軸Ｏ側に変位されて、ストッパー３０に当接される。一方、タイヤ１１の回転により遠心力が発生して、この遠心力が弾性部材２７の付勢力よりも大きくなると、シリンダ部２１はタイヤ外表面Ｓ側に移動する。その後、タイヤ１１の減速又は停止により遠心力が減少して弾性部材２７の付勢力より小さくなると、シリンダ部２１は弾性部材２７の付勢力によってタイヤ回転軸Ｏ側に戻る。このように、弾性部材２７を備えることにより、シリンダ部２１は、遠心力の増減によって往復運動することができるので、タイヤ１１の内腔への給気を繰り返し行うことができる。また、弾性部材２７が気室部２４の外部に配置されていることにより、弾性部材２７が気室部２４の内部に配置される場合と比べて、気室部２４の圧縮後の体積をより小さくすることができるので、ポンプ装置１３の圧縮比を高めることができ、ゆえにポンプ装置１３の給気効率を向上させることができる。
【００２１】
図２に示す例において、シリンダ部２１は、外部と気室部２４との間を連通させる給気口３１を備えている。遠心力が発生することによってシリンダ部２１がタイヤ外周面Ｓ側にピストン部２０に対して相対移動して、気室部２４が圧縮されるとき、図３に示すように、給気口３１は、ピストン部２０の外周面によって塞がれる。このとき、外部と気室部２４との間の空気の流動が阻止され、気室部２４内の空気がタイヤ１１の内腔へと流動される。一方、遠心力が減少し又は無くなることによってシリンダ部２１がタイヤ回転軸Ｏ側にピストン部２０に対して相対移動して、気室部２４が非圧縮状態となったとき、図２に示すように、給気口３１は、ピストン部２０よりもタイヤ回転軸Ｏ側に位置する。このとき、外部からの空気が給気口３１を通じて気室部２４内に流動され、気室部２４内に空気が充填される。これにより、再度気室部２４が圧縮される際に、気室部２４内に新たに充填された空気をタイヤ１１の内腔に供給することができる。
【００２２】
なお、シリンダ部２１の給気口３１は、外部の空気に含まれる塵や埃を取り除くためのフィルタ３６で覆うことが好ましい。これにより、タイヤ１１の内腔に塵や埃が混入されることを防止することができる。
【００２３】
図の例では、シリンダ部２１は、ピストン部２０の外周面上を摺動するとともにタイヤ外表面Ｓ側の端部において外周面にねじ部３３が形成された第１シリンダ部分３２と、第１シリンダ部分３２の外径とほぼ同一の内径を有し、タイヤ回転軸Ｏ側の端部において内周面にねじ部３５が形成された第２シリンダ部分３４とを有している。そして、第１シリンダ部分３２のねじ部３３と第２シリンダ部分３４のねじ部３５とが螺合されることにより、第１シリンダ部分３２及び第２シリンダ部分３４は互いにねじ止めにより連結されている。ここで、第１シリンダ部分３２及び第２シリンダ部分３４の相対的なねじ止め位置を調整することにより、シリンダ部２１の軸線方向の長さを調整することができ、ゆえにポンプ装置１３のストローク長さを調整することができる。例えば、図４に示すポンプ装置１３のシリンダ部２１の軸線方向長さＬ２は、図３に示すポンプ装置１３のシリンダ部２１の軸線方向長さＬ１よりも長く設定されている。このため、図４のポンプ装置１３のストローク長さｌ２は、図３のポンプ装置１３のストローク長さｌ１よりも、両シリンダ部２１の軸線方向長さの差分（Ｌ２−Ｌ１）だけ短くなる。このように、ポンプ装置１３のストローク長さを調整することにより、ポンプ装置１３の圧縮比を調整することができるので、所望のタイヤ内圧を維持することができる。なお、シリンダ部２１の軸線方向の長さを調整するための構造としては、第１シリンダ部分３２及び第２シリンダ部分３４を互いにねじ止めするものに限られず、例えば両者を複数の相対位置で互いに嵌合又はピン止めし得るものでもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１  タイヤ組立体、１１  タイヤ（空気入りタイヤ）、１２  タイヤのバルブ、１３  ポンプ装置、１４  チューブ部材、１５  バランスウェイト、２０  ピストン部、２１  シリンダ部、２２  ピストン部のタイヤ回転軸側の端部、２３  シリンダ部の内側面、２４  気室部、２５  通気孔、２６  逆止弁、２７  弾性部材、２８  ピストン部のタイヤ外表面側の端部（バルブに連結された端部）、３０  ストッパー、３１  給気口、３２  第１シリンダ部分、３３  第１シリンダ部分のねじ部、３４  第２シリンダ部分、３５  第２シリンダ部分のねじ部、３６  フィルタ、４０  球状部材、４１  弾性部材、Ｌ１、Ｌ２  シリンダ部の軸線方向長さ、ｌ１、ｌ２  ストローク長さ、Ｏ  タイヤ回転軸、Ｓ  タイヤ外表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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