(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤと連結するホイールを支持し、回転させるインホイールモータユニットであって、
前記ホイールと連結するローターと、
ステーターと、
前記ローターの前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に開口が形成され、前記ホイールを介して前記空気入りタイヤの気室と繋がる空気通路と、
前記空気通路に配置され、前記空気通路内の空気を外部に排出する開放弁と、を有し、
前記開放弁は、前記ローター及び前記ステーターが配置された空間に向けて前記空気通路内の空気を排出することを特徴とするインホイールモータユニット。
【請求項２】
前記ローターは、前記ステーターの外周を覆い、前記ローターと前記ステーターとの間に空間を形成し、
前記ローターと前記ステーターとの間の空間に配置され、当該空間内の空気を外部に排出する開放弁をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のインホイールモータユニット。
【請求項３】
前記ローターは、前記ステーターよりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインホイールモータユニット。
【請求項４】
前記空気通路は、前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に第１開口が形成され、かつ、継ぎ手の空気を供給する空気配管と連結され、前記第１開口から前記ホイールに吸気を供給する第１空気通路と、
前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に第２開口が形成され、かつ、前記継ぎ手の空気を排出する空気配管と連結され、前記第２開口から前記ホイールの空気を回収する第２空気通路と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインホイールモータユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のインホイールモータユニットと、
前記インホイールモータユニットに連結され、空気入りタイヤを支持するホイールと、を有し、
前記ホイールは、前記インホイールモータユニットと連結するハブ取付部と、前記空気入りタイヤを支持するリム部と、前記インホイールモータの前記空気通路の開口に連結される開口と前記リム部の外周面に形成された開口とを連結するホイール空気通路と、を備えることを特徴とする空気圧調整装置。
【請求項６】
前記ホイールは、前記ハブ取付部と前記リム部とを連結するスポークを有し、
前記ホイール空気通路は、前記スポークの内部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の空気圧調整装置。
【請求項７】
前記ホイールは、前記ハブ取付部と前記リム部とを連結するディスクを有し、
前記ホイール空気通路は、前記ディスクの内部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の空気圧調整装置。
【請求項８】
前記ホイールは、前記ハブ取付部が、複数のボルト孔を有すると共に前記ボルト孔に挿入されたボルトを介して前記インホイールモータユニットに取り付けられ、
前記ホイール空気通路は、前記インホイールモータの前記空気通路の開口に連結される開口が前記ハブ取付部の取付面に形成され、
前記ボルト孔と前記ホイール空気通路の開口部とは、前記ハブ取付部の回転軸周りに交互に配置されることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項９】
前記ホイールは、前記ホイール空気通路の前記ハブ取付部に、前記インホイールモータユニットの装着時に前記ホイール空気通路を開放し、かつ、前記インホイールモータユニットからの離脱時に前記ホイール空気通路を閉止する空気接続弁と、を備えることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項１０】
前記ホイールは、前記ホイール空気通路の前記リム部側の前記開口の断面形状が２種類以上であることを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項１１】
ホイールと連結するローターと、ステーターと、前記ローターの前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に開口が形成され、前記ホイールを介して空気入りタイヤの気室と繋がる空気通路と、を有するインホイールモータユニットと、
前記インホイールモータユニットに連結され、前記空気入りタイヤを支持する前記ホイールと、を有し、
前記ホイールは、前記インホイールモータユニットと連結するハブ取付部と、
前記空気入りタイヤを支持するリム部と、
前記インホイールモータユニットの前記空気通路の開口に連結される開口と前記リム部の外周面に形成された断面形状が２種類以上である開口とを連結するホイール空気通路と、
を備えることを特徴とする空気圧調整装置。
【請求項１２】
前記ホイールは、前記ホイール空気通路の流路断面積をＳとした場合、前記流路断面積Ｓが１００［ｍｍ２］≦Ｓ≦３０００［ｍｍ２］であることを特徴とする請求項５から１１のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項１３】
前記ホイールは、前記ハブ取付部の取付面の径方向幅をＡとした場合、前記径方向幅Ａが３５［ｍｍ］≦Ａ≦１００［ｍｍ］であることを特徴とする請求項５から１２のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項１４】
前記インホイールモータユニットの前記開口が形成されている面と連結する継ぎ手を有し、
前記継ぎ手は、前記インホイールモータユニットの前記開口と接続する空気通路を備える回転継ぎ手であることを特徴とする請求項５から１３のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項１５】
前記インホイールモータユニットの前記開口に接続し、前記開口に空気を供給し、前記開口から空気を排出し、前記ホイールに装着された前記空気入りタイヤの空気圧を加圧および減圧する加減圧部と、
前記空気入りタイヤの空気圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力信号に基づいて前記加減圧部を駆動制御する制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項５から１４のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【請求項１６】
前記インホイールモータユニットの前記ローターの回転軸上に配置され、前記ローターとともに回転するコンプレッサーをさらに有し、
前記コンプレッサーは、前記インホイールモータユニットの前記開口と接続し、前記空気通路に空気を供給することを特徴とする請求項５から１５のいずれか一項に記載の空気圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気入りタイヤの空気圧を変更する機構を備えるインホイールモータユニットおよび空気圧調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧調整装置は、車両に装着された空気入りタイヤの空気圧を調整する装置である。この空気圧調整装置は、車両走行中にて、車両の走行条件（例えば、車速、走行路、路面状況など）により算出された目標空気圧に基づいて、空気入りタイヤの空気圧を調整する。これにより、車両の走行性能や燃費が向上する。
【０００３】
また、空気圧調整装置としては、特許文献１に記載される空気供給装置を備える空気圧調整システムがある。特許文献１に記載の空気圧調整システムは、空気入りタイヤに空気を供給する機構を備えており、空気入りタイヤに圧縮空気を導入するための空気通路をハブユニットとホイールの内部に有している。
【０００４】
また、近年では、駆動源となるモータのローターとホイールとを連結させて空気入りタイヤを回転させる、いわゆるインホイールモータを備える車両も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０５６９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１に記載の空気圧調整システムでは、空気入りタイヤの空気圧を十分に調整できない場合がある。インホイールモータで空気入りタイヤを駆動する場合、つまり、インホイールモータを駆動源とする車両に空気圧調整装置を用いつ場合も同様である。この発明は、空気入りタイヤの空気圧をより高い応答性で調整することができるインホイールモータユニットおよび空気圧調整装置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】
上記目的を達成するため、本発明は、空気入りタイヤと連結するホイールを支持し、回転させるインホイールモータユニットであって、前記ホイールと連結するローターと、ステーターと、前記ローターの前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に開口が形成され、前記ホイールを介して前記空気入りタイヤの気室と繋がる空気通路と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記ローターは、前記ステーターよりも外側に配置されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記空気通路に配置され、前記空気通路内の空気を外部に排出する開放弁をさらに有することが好ましい。
【００１０】
また、前記開放弁は、前記ローター及び前記ステーターが配置された空間に向けて前記空気通路内の空気を排出することが好ましい。
【００１１】
また、前記ローターは、前記ステーターの外周を覆い、前記ローターと前記ステーターとの間に空間を形成し、前記ローターと前記ステーターとの間の空間に配置され、当該空間内の空気を外部に排出する開放弁をさらに有することが好ましい。
【００１２】
また、前記空気通路は、前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に第１開口が形成され、かつ、継ぎ手の空気を供給する空気配管と連結され、前記第１開口からホイールに吸気を供給する第１空気通路と、前記ホイールと連結する面の少なくとも一箇所に第２開口が形成され、かつ、前記継ぎ手の空気を排出する空気配管と連結され、前記第２開口からホイールの空気を回収する第２空気通路と、を有することが好ましい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、空気圧調整装置であって、上記のいずれかに記載のインホイールモータユニットと、前記インホイールモータユニットに連結され、空気入りタイヤを支持するホイールと、を有し、前記ホイールは、前記インホイールモータユニットと連結するハブ取付部と、前記空気入りタイヤを支持するリム部と、前記インホイールモータの前記空気通路の開口に連結される開口と前記リム部の外周面に形成された開口とを連結するホイール空気通路と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記ホイールは、前記ハブ取付部と前記リム部とを連結するスポークを有し、前記ホイール空気通路は、前記スポークの内部に形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記ホイールは、前記ハブ取付部と前記リム部とを連結するディスクを有し、前記ホイール空気通路は、前記ディスクの内部に形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記ホイールは、前記ハブ取付部が、複数のボルト孔を有すると共に前記ボルト孔に挿入されたボルトを介して前記インホイールモータユニットに取り付けられ、前記ホイール空気通路は、前記インホイールモータの前記空気通路の開口に連結される開口が前記ハブ取付部の取付面に形成され、前記ボルト孔と前記ホイール空気通路の開口部とは、前記ハブ取付部の回転軸周りに交互に配置されることが好ましい。
【００１７】
また、前記ホイールは、前記ホイール空気通路の前記ハブ取付部に、前記インホイールモータユニットの装着時に前記ホイール空気通路を開放し、かつ、前記インホイールモータユニットからの離脱時に前記ホイール空気通路を閉止する空気接続弁と、を備えることが好ましい。
【００１８】
また、前記ホイールは、前記第１ホイール空気通路及び前記第２ホイール空気通路の前記リム部側の前記開口の断面形状が２種類以上であることが好ましい。
【００１９】
また、前記ホイールは、前記ホイール空気通路の流路断面積をＳとした場合、前記流路断面積Ｓが１００［ｍｍ２］≦Ｓ≦３０００［ｍｍ２］であることが好ましい。
【００２０】
また、前記ホイールは、前記ハブ取付部の取付面の径方向幅をＡとした場合、前記径方向幅Ａが３５［ｍｍ］≦Ａ≦１００［ｍｍ］であることが好ましい。
【００２１】
また、前記インホイールモータユニットの前記開口が形成されている面と連結する継ぎ手を有し、前記継ぎ手は、前記インホイールモータユニットの前記開口と接続する空気通路を備える回転継ぎ手であることが好ましい。
【００２２】
また、前記インホイールモータユニットの前記開口に接続し、前記開口に空気を供給し、前記開口から空気を排出し、前記ホイールに装着された前記空気入りタイヤの空気圧を加圧および減圧する加減圧部と、前記空気入りタイヤの空気圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの出力信号に基づいて前記加減圧部を駆動制御する制御部と、をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
また、前記インホイールモータユニットの前記ローターの回転軸上に配置され、前記ローターとともに回転するコンプレッサーをさらに有し、前記コンプレッサーは、前記インホイールモータユニットの前記開口と接続し、前記空気通路に空気を供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、空気入りタイヤへの空気の供給と、空気入りタイヤからの空気の排出を高い応答性で実現することができ、空気入りタイヤの空気圧をより高い応答性で調整することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】図２は、図１に記載したホイールを示す説明図である。
【図３】図３は、図１に記載したホイールを示す説明図である。
【図４】図４は、図１に記載したホイールを示す説明図である。
【図５】図５は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図６】図６は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図７】図７は、図６に記載したホイールを示す説明図である。
【図８】図８は、図６に記載したホイールを示す説明図である。
【図９】図９は、図６に記載したホイールの空気接続弁を示す軸方向断面図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図１１】図１１は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図１２】図１２は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図１３】図１３は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。
【図１４】図１４は、図１３に記載したホイールを示す説明図である。
【図１５】図１５は、他の例のホイールを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００２７】
［空気圧調整装置］
図１は、本発明の一実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図１は、車両（図示省略）に搭載された空気圧調整装置１を示している。
【００２８】
空気圧調整装置１は、図１に示すように、空気入りタイヤ１０の気室１０１の空気圧を調整する装置であり、加減圧部２と、圧力センサ３と、ホイール４と、制御部５と、ローター６Ｒとステーター６Ｓを有するインホイールモータユニット６と、継ぎ手１３と、を備える。ここでは、空気圧調整装置１が車両に装着された空気入りタイヤ１０の空気圧を調整する場合について、説明する。また、本件では、車両走行時にて、車両のインホイールモータユニット６のローター６Ｒ、ホイール４および空気入りタイヤ１０と共に回転する系を回転系と呼び、車両のインホイールモータユニット６のステーター６Ｓおよび車体側の系を静止系と呼ぶ。また、空気圧調整装置１は、空気入りタイヤ１０と接続されているインホイールモータユニット６及びホイール４が、車両のインホイールモータユニット及びホイールとしての機能も備える。
【００２９】
空気圧調整装置１を備える車両は、空気入りタイヤ１０がホイール４に装着されている。またホイール４は、インホイールモータユニット６によって支持されている。インホイールモータユニット６には、ブレーキロータ１２が連結されている。また、インホイールモータユニット６には、継ぎ手１３が連結されている。さらに、インホイールモータユニット６は、ステーター６Ｓが支持機構を介して車体に支持されている。継ぎ手１３は、インホイールモータユニット６と同じ回転軸上に配置されている。継ぎ手１３は、インホイールモータユニット６のホイール４と接触している面とは反対側の面と接触している。また継ぎ手１３は、ロータリージョイント、ロータリーシール等の軸継ぎ手であり、インホイールモータユニット６が回転している場合でも、インホイールモータユニット６に形成される後述する空気通路１１１と連結した状態を維持できる空気通路が形成されている。支持機構は、静止系となる。支持機構は、サスペンション等であり、空気入りタイヤ１０及びインホイールモータユニット６等と車体との間で走行時等に伝達される振動を低減する。
【００３０】
［インホイールモータユニット］
インホイールモータユニット６は、ホイール４と空気入りタイヤ１０を回転する駆動源である。インホイールモータユニット６は、空気入りタイヤ１０のハブユニットとしても機能も備える。
【００３１】
インホイールモータユニット６は、ローター６Ｒがステーター６Ｓの外側に配置される、アウターローター型の電動機である。インホイールモータユニット６は、車両の支持機構（懸架装置）に取り付けられる、いわゆるインホイールモータ方式で用いられる。ローター６Ｒは、環状の構造体であるローターケース６１と、ローターケース６１の内周部に取り付けられる永久磁石６２とを含む。永久磁石６２は、Ｓ極とＮ極とがローターケース６１の周方向に向かって交互に配置される。ローターケース６１の中心部にはシャフト６５が取り付けられている。
【００３２】
ステーター６Ｓは、ローター６Ｒが有する永久磁石６２の内側に配置される。ステーター６Ｓは、複数のコイル６３がステーター本体６４の外周部に設けられている。ステーター本体６４は、中心部に軸受６６を有している。上述したシャフト６５は、軸受６６を介してステーター本体６４に支持される。このような構造により、ローター６Ｒは、回転軸を中心として、ステーター本体６４の周りを回転できるようになっている。本実施形態においては、ローター６Ｒのシャフト６５に、ホイール４が取り付けられる。
【００３３】
シャフト６５は、回転軸を含む領域に配置されており、継ぎ手１３と連結されている。シャフト６５は、回転軸を含む領域に空気通路１１１が形成されている。空気通路１１１は、シャフト６５の内部に形成された空間である。空気通路１１１は、回転軸を中心として同心円上の形状である。空気通路１１１は、ホイール４側のとは反対側の面が継ぎ手１３によって塞がれている。また、空気通路１１１は、継ぎ手１３に形成された空気通路を介して、空気配管２４と接続されている。また、シャフト６５は、空気通路１１１と空気通路４４とを連結する空気通路１１２が形成されている。空気通路１１２は、一方の端部が空気通路１１１と接続し、他方の端部が空気配管４４と接続する配管である。本実施形態の空気通路１１２は、空気通路４４の本数に対応する本数を設けてもよい。シャフト６５に形成された空気通路１１１、１１２は、空気通路４４と空気配管２４と連結している。
【００３４】
加減圧部２は、空気入りタイヤ１０に充填される空気を加圧および減圧する装置である。この加減圧部２は、加圧ポンプ２１と、弁装置２２と、エアタンク２３と、空気配管２４と、を有する。加減圧部２は、静止系に設置されている。
【００３５】
加圧ポンプ２１は、外気を導入して圧縮空気を生成するポンプであり、空気配管２４に接続されている。弁装置２２は、空気配管２４に設置されている。弁装置２２は、空気配管２４を開閉する弁である。エアタンク２３は、空気配管２４の加圧ポンプ２１と弁装置２２との間に配置されている。エアタンク２３は、圧縮空気を蓄えるタンクである。エアタンク２３は、加圧ポンプ２１から空気が供給されることで貯留している空気の量が増加され、内部の圧力が上昇される。エアタンク２３は、弁装置２２が開放されると、空気配管２４から空気通路１１１に空気を供給したり、空気通路１１１の内部の空気を回収したりする。空気配管２４は、継ぎ手１３の空気通路とインホイールモータユニット６の空気通路１１１とホイール４の空気通路４４を介して空気入りタイヤ１０の気室１０１と接続されている。ホイール４の空気通路４４については後述する。
【００３６】
加減圧部２は、空気配管２４の一部を車両の回転系に設置し、加圧ポンプ２１と、弁装置２２と、空気配管２４の一部と、が静止系に設置してもよい。なお、この場合、継ぎ手１３は、インホイールモータユニット６のシャフト６５に従動して回転する。なお、継ぎ手１３は、シャフト６５に対して減速した角速度で回転するようにしてもよい。空気配管２４の回転系の部分と静止系の部分との境界は、上述した継ぎ手１３とインホイールモータユニット６のようにロータリージョイントを介してしてもよいし、エアーユニバーサルジョイントを介して接続してもよい。これにより、空気配管２４は、回転系の回転時もつながった状態を維持することができる。
【００３７】
なお、加減圧部２は、本実施形態に限定されず、全ての機構を回転系に配置してもよいし、弁装置２２を回転系に配置してもよい。なお、空気圧調整装置１及び車両は、加減圧部２の空気配管２４の一部を回転系に配置する場合、継ぎ手１３が回転する機構となる。また、空気圧調整装置１及び車両は、加減圧部２の空気配管２４の一部を回転系に配置する場合、継ぎ手１３を設けない構成としてもよい。また、空気配管２４は、継ぎ手１３に形成した空気通路をそれぞれの空気配管の一部としてもよい。ここで、対応する車輪が駆動輪の場合、車両は、継ぎ手１３を、ドライブシャフトとし、インホイールモータユニット６と一体で回転させる構成とする場合もある。この場合継ぎ手１３は、別の継ぎ手と連結され、当該連結部がロータリージョイント等で接続され、空気配管がつながった状態とされる。
【００３８】
圧力センサ３は、空気入りタイヤ１０の気室１０１の空気圧を検出するセンサであり、ホイール４に設置されてホイール４と共に回転する。なお、圧力センサ３は、気室１０１の空気圧を検出できればよく、配置位置はこれに限定されない。圧力センサ３は、気室１０１と繋がっている配管、例えば、空気通路４４、１１１、１１２、空気配管２４等に設けてもよい。つまり、空気圧調整装置１は、気室１０１の圧力（気室１０１の圧力を算出できる圧力）を検出できればよく、圧力センサ３を静止系に配置してもよい。
【００３９】
［ホイール］
ホイール４は、空気入りタイヤ１０を装着して車両に設置される車両用ホイールであり、車両のインホイールモータユニット６にボルト締結されて固定される。図２及び図３は、それぞれ図１に記載したホイール４を示す説明図である。図４は、図１に記載したホイールを示す説明図である。図２は、ホイール４のアウター側の平面図であり、図３は、ホイール４のインナー側の平面図である。
【００４０】
ホイール４は、リム部４１と、ハブ取付部４２と、連結部４３とを備える（図２参照）。このホイール４は、例えば、鋳造アルミニウム、鍛造アルミニウム、樹脂、樹脂とアルミとの複合体などから成る。特に、樹脂を用いる場合には、補強短繊維を含有した樹脂から成ることが好ましく、樹脂は熱硬化性樹脂から成ることがより好ましい。
【００４１】
リム部４１は、環状構造を有し、左右の縁部にフランジ４１１を有する（図４参照）。空気入りタイヤ１０は、このフランジ４１１に嵌合してホイール４に装着される（図１参照）。また、空気入りタイヤ１０のインフレート状態では、リム部４１の外周面と空気入りタイヤ１０の内周面との間に、気室１０１が形成される。
【００４２】
ハブ取付部４２は、環状構造を有し、ホイール４の回転軸を構成する（図２及び図３参照）。ホイール４は、このハブ取付部４２のインナー側の端面を取付面として、車両のインホイールモータユニット６に取り付けられる（図１参照）。また、ハブ取付部４２は、複数のボルト孔４２１を有し、これらのボルト孔４２１に挿入されたボルトを介して車両のインホイールモータユニット６に取り付けられる。
【００４３】
連結部４３は、リム部４１とハブ取付部４２とを連結する部分であり、例えば、複数のスポーク４３１（図２及び図３参照）あるいは単一のディスク（図示省略）から構成される。連結部４３が複数のスポーク４３１から成る場合には、４本以上のスポーク４３１が配置されることが好ましい。例えば、図２及び図３の構成では、ホイール４がスポークホイールであり、連結部４３が放射状に延びる５本のスポーク４３１を有している。
【００４４】
［ホイールの空気通路］
また、このホイール４は、連結部４３を貫通してリム部４１の外周面とハブ取付部４２の取付面とにそれぞれ開口する空気通路４４を有する（図２及び図３参照）。
【００４５】
この空気通路４４は、空気圧調整装置１の加減圧部２と空気入りタイヤ１０の気室１０１とを接続する空気通路の一部を構成する（図１参照）。空気通路４４は、加減圧部２から気室１０１への空気の導入路（空気入りタイヤ１０の空気圧の増圧時）となり、かつ、気室１０１から外部への空気の排出路（空気入りタイヤ１０の空気圧の減圧時）となる。
【００４６】
なお、本実施形態のように、連結部４３が複数のスポーク４３１から成る構成（図２参照）では、スポーク４３１の内部に空気通路４４を形成することが好ましい。複数のスポーク４３１の内部に空気通路４４を設けることで、必要な流路断面積を適正に確保できる。また、空気圧調整装置１は、連結部４３がディスクである場合、ディスクの内部に空気通路４４を形成すればよい。
【００４７】
図２及び図３に示す構成では、ホイール４の連結部４３が５本のスポーク４３１から成り、これらのスポーク４３１が相互に独立した空気通路４４をそれぞれ有している（図２参照）。具体的には、各スポーク４３１が中空構造を有することにより、その内部に空気通路４４をそれぞれ有している。また、各空気通路４４は、リム部４１の外周面のうちリム部４１のアウター側のフランジ４１１の付け根にそれぞれ開口している（図２参照）。このとき、各空気通路４４が、その開口の向きをリム部４１のアウター側からインナー側に向けつつ開口部の縁部をリム部４１の外周面に沿わせて配置されている。これにより、各空気通路４４から気室１０１内に導入される空気がリム部４１の外周面に沿って流れるように、各空気通路４４が構成されている。
【００４８】
また、ハブ取付部４２の取付面には、各スポーク４３１の空気通路４４がそれぞれ開口している（図２参照）。また、ハブ取付部４２を車両のインホイールモータユニット６にボルト締めするためのボルト孔４２１が形成されている。また、空気通路４４の開口部の数と、ボルト孔４２１の数とが同数となっている。また、これらの空気通路４４の開口部とボルト孔４２１とが、ハブ取付部４２の回転軸周りに交互かつ等間隔で配置されている。
【００４９】
［制御部］
図１に戻り、空気圧調整装置１についての説明を続ける。制御部５は、空気入りタイヤ１０の目標空気圧にかかる信号（例えば、車両用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）あるいは車両に搭載された専用の空気圧制御装置からの信号）と、圧力センサ３からの信号とに基づいて、加減圧部２の加圧ポンプ２１および弁装置２２を駆動制御するユニットである。この制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などから成る。また、制御部５は、車両の静止系に設置され、加圧ポンプ２１、弁装置２２および回転系にある圧力センサ３に対してそれぞれ電気的に接続される。これにより、制御部５と、加圧ポンプ２１、弁装置２２および圧力センサ３との間の信号伝達経路が確保され、また、車体にあるバッテリ（図示省略）から加圧ポンプ２１、弁装置２２および圧力センサ３への電力供給経路が確保される。
【００５０】
制御部５は、加圧ポンプ２１、弁装置２２と各種配線や接続端子を介して接続される。また、制御部５は、回転系にある圧力センサ３と、ターミナル、複数組の静止端子および回転端子等を介してそれぞれ電気的に接続する。具体的には、ターミナルおよび各静止端子が、車両の静止系に設置される。また、各静止端子が、環状の導体から成り、ターミナル上に配列されて支持される。また、圧力センサ３の回転端子が、車両の回転系に設置される。また、各静止端子と各回転端子とが、スリップリング構造を介して相互に摺動可能に接続する。これにより、車両走行時にて、静止系にある制御部５と、回転系にある圧力センサ３との電気的接続が確保される。なお、制御部５は、加圧ポンプ２１、弁装置２２を回転系に配置する場合、圧力センサ３と同様に、ターミナル、複数組の静止端子および回転端子等を介してそれぞれ電気的に接続する。
【００５１】
この空気圧調整装置１では、車両走行中にて、車両用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）あるいは車両に搭載された専用の空気圧制御装置（図示省略）が、空気入りタイヤ１０の目標空気圧にかかる信号を制御部５に入力する。この目標空気圧は、車両の走行条件（例えば、車速、走行路、路面状況など）に応じて適宜設定される。そして、制御部５が、この目標空気圧にかかる信号と、圧力センサ３からの信号とに基づいて、加減圧部２の加圧ポンプ２１、弁装置２２及び弁装置２６を駆動制御する。これにより、空気入りタイヤ１０の空気圧が調整されて、車両の走行性能や燃費が向上する。
【００５２】
空気圧調整装置１は、例えば、空気入りタイヤ１０の空気圧を増加させる場合には、制御部５が、加圧ポンプ２１を駆動する。すると、加圧ポンプ２１が圧縮空気を生成し、エアタンク２３に圧縮空気が蓄えられる。なお、空気圧調整装置１は、事前に加圧ポンプ２１を駆動させ、エアタンク２３に圧縮空気が蓄えられた状態としてもよい。空気圧調整装置１は、エアタンク２３に圧縮空気を蓄えた状態で制御部５により弁装置２２を開放する。空気圧調整装置１は、開放弁２２を開放すると、エアタンク２３の圧縮空気が空気配管２４、インホイールモータユニット６の空気通路１１１およびホイール４の空気通路４４を介して空気入りタイヤ１０の気室１０１に供給される。そして、気室１０１の実空気圧が目標空気圧になると、制御部５が、弁装置２２を閉止する。また、空気圧調整装置１は、加圧ポンプ２１を停止させる。
【００５３】
空気圧調整装置１は、空気入りタイヤ１０の空気圧を減少させる場合、制御部５が弁装置２２を開放し、また、加圧ポンプ２１を停止させる。すると、気室１０１の空気がホイール４の空気通路４４ｂ、インホイールモータユニット６の空気通路１１１、エアタンク２３及び空気配管２４を介して排出される。そして、気室１０１の実空気圧が目標空気圧になると、制御部５が、弁装置２２を閉止する。空気圧調整装置１は、このように加減圧部２で空気入りタイヤ１０の気室１０１への空気の供給、空気入りタイヤ１０の気室１０１の空気の排出を制御することで、空気入りタイヤ１０の空気圧の増減を調整することができる。
【００５４】
なお、空気圧調整装置１は、上記した加減圧部２、圧力センサ３、ホイール４、インホイールモータユニット６及び継ぎ手１３を一組とする複数組のユニットを有しても良い。例えば、空気圧調整装置１が四輪自動車に適用される場合に、加減圧部２、圧力センサ３、ホイール４、インホイールモータユニット６及び継ぎ手１３から成るユニットが各車輪にそれぞれ設置される。また、車体に設置された１つの制御部５が、各圧力センサ３からの信号に基づいて、各加減圧部２をそれぞれ駆動制御する。これにより、各車輪に装着された空気入りタイヤ１０の空気圧を同時かつ相互に独立して制御できる。なお、空気圧調整装置１は、車両が四輪者の場合、制御部５、加圧ポンプ２１、エアタンク２３を共通の１つとし、その他の機構、開放弁２５、空気配管２４、２５等をそれぞれのホイール４及び空気入りタイヤ１０の組み合わせで設けてもよい。なお、空気配管２４の一部、つまり、加圧ポンプ２１、エアタンク２３と繋がっている部分の配管を共通としてもよい。
【００５５】
空気圧調整装置１は、以上のような構成であり、ホイール４の空気通路４４、インホイールモータユニット６の空気通路１１１、１１２等を介して加減圧部２から空気入りタイヤ１０の気室１０１に空気を供給したり、気室１０１の空気を排出したりすることで、空気入りタイヤ１０の空気圧を高い応答性で調整することができる。また、空気圧調整装置１は、空気入りタイヤ１０の空気圧の増加に加え、減少も可能とすることで、空気入りタイヤ１０の空気圧を走行状態に応じた空気圧とすることができる。
【００５６】
空気圧調整装置１のホイール４は、リム部４１とハブ取付部４２とを連結部４３を介して連結して成る（図２参照）。また、ホイール４は、リム部４１に空気入りタイヤ１０を装着し、また、ハブ取付部４２にて車両のインホイールモータユニット６に取り付けられる（図１参照）。また、ホイール４は、連結部４３を貫通してリム部４１の外周面とハブ取付部４２の取付面とにそれぞれ開口する空気通路４４を備える。
【００５７】
かかる構成では、空気入りタイヤ１０の空気圧を増加させる場合には、ホイール４の空気通路４４が、外部（空気圧調整装置１の加減圧部２）から気室１０１への空気の導入路となり、空気入りタイヤ１０の空気圧を減少させる場合には、気室１０１から外部への空気の排出路となる（図１参照）。これにより、双方向に流通可能な空気通路４４が連結部４３の内部に形成されるので、ホイールの外部に空気通路用の配管が配置される構成と比較して、ホイール４の構成を簡素化できる利点がある。
【００５８】
また、このホイール４は、相互に独立した複数の空気通路４４を備える（図３参照）。これにより、いずれかの空気通路４４が不通となった場合にも、他の空気通路４４を介して空気を流通させ得るので、フェールセーフ機能を実現できる利点がある。
【００５９】
空気圧調整装置１は、ホイール４及び空気入りタイヤ１０がインホイールモータユニット６に装着された構成であっても、インホイールモータユニット６のシャフト６５の内部に空気流路１１１、１１２を設けることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６０】
空気圧調整装置１は、インホイールモータユニット６を、ローター６Ｒが外周側に配置されたアウターロータータイプとすることで、回転軸中心側にインホイールモータユニット６の駆動機構（ローターやステーターや減速機構）が配置されない領域を設けることができる。これにより、回転軸中心側に空気流路１１１、１１２を好適に配置することができる。また、空気圧調整装置１は、アウターロータータイプとすることで、シャフト６５の内部に大きな体積の空気流路１１１を設けることができ、気室１０１への供給、気室１０１から空気の排出を高い応答性で行うことができる。
【００６１】
また、空気圧調整装置１は、ホイール４の連結部４３が、スポーク４３１を有すると共に、このスポーク４３１の内部に空気通路４４を有する。これにより、ホイール４の外観を損なうことなく、空気通路４４を形成できる利点がある。
【００６２】
また、空気圧調整装置１は、ホイール４の連結部４３が、ディスクを有すると共に、ディスクの内部に空気通路４４を有する。これにより、ホイール４の外観を損なうことなく、空気通路４４を形成できる利点がある。
【００６３】
また、ホイール４では、ハブ取付部４２が、複数のボルト孔４２１を有すると共にボルト孔４２１に挿入されたボルトを介して車両のインホイールモータユニット６に取り付けられる（図１参照）。また、連結部４３が、複数の空気通路４４を有する。また、ハブ取付部４２の取付面にて、ボルト孔４２１と空気通路４４の開口部とがハブ取付部４２の回転軸周りに交互に配置される。かかる構成では、ボルト孔４２１と空気通路４４の開口部とがハブ取付部４２の回転軸周りに交互に配置されるので、ハブ取付部４２の剛性が適正に確保され、また、ハブ取付部４２のボルト締め作業が容易となる利点がある。
【００６４】
空気圧調整装置１は、空気入りタイヤ１０に供給する空気を大気以外の空気としてもよい。この場合、空気入りタイヤ１０に供給する空気、つまり空気入りタイヤ１０に充填する空気として、熱伝導率の高いヘリウム、ヘリウムと酸素の混合気体であるヘリオックス、ヘリウムと酸素と窒素との混合気体であるトライミックスを用いてもよい。熱伝導率が高い気体を用いることで、冷却機構としての性能を高くすることができる。
【００６５】
図４は、図１に記載したホイール４を示す説明図である。同図は、図２に記載したホイール４の空気通路４４におけるリム部４１側の開口部のＹ視断面図（実線部）およびＺ視断面図（破線部）を示している。
【００６６】
上記のように、図２の構成では、空気通路４４が、リム部４１の外周面に複数の開口部を有している。このとき、各空気通路４４の開口部が相互に異なる断面形状を有することが好ましい。これにより、空気通路４４の設置に起因する気柱共鳴音の周波数が分散されて、騒音レベルが低減される。
【００６７】
例えば、図４の構成では、各空気通路４４の開口部が、相互に異なる開口断面積および管長を有し、また、その開口方向を相互に異ならせて配置されている。このとき、ホイール４のアウター側の壁面形状に変更はなく、リム部４１の内部形状および連結部４３のインナー側の壁面形状を変更することにより、各空気通路４４の開口部が相互に異なる断面形状を有している。一方で、各空気通路４４の流路断面積の最小値が一定に設定されることにより、各空気通路４４の流量が同一に設定されている。
【００６８】
このように、空気通路４４が、リム部４１の外周面に複数の開口部を有し、これらの開口部が、相互に異なる断面形状を有することにより、空気通路４４の設置に起因する気柱共鳴音の周波数が分散されて、騒音レベルが低減される利点がある。
【００６９】
また、空気通路４４の流路断面積Ｓは、１００［ｍｍ２］≦Ｓ≦３０００［ｍｍ２］の範囲内にあることが好ましい。具体的には、加減圧部２の弁装置２２の開弁時における流路断面積、インホイールモータユニット６内に形成された空気通路１１１と１１２の流路断面積および空気通路４４ａ、４４ｂの流路断面積Ｓが、いずれも１００［ｍｍ２］以上３０００［ｍｍ２］以下の範囲内にあることが好ましい。また、これらの流路断面積が１２０［ｍｍ２］以上２５００［ｍｍ２］以下の範囲内にあることがより好ましく、１５０［ｍｍ２］以上２０００［ｍｍ２］以下の範囲内にあることがさらに好ましい。これにより、各空気通路の流路断面積が適正化される。すなわち、１００［ｍｍ２］≦Ｓとすることにより、空気入りタイヤ１０への空気の供給量および排出量が適正に確保されるので、空気入りタイヤ１０の空気圧制御を迅速に行い得る利点がある。また、Ｓ≦３０００［ｍｍ２］とすることにより、ホイール４の大型化を防止できる利点がある。
【００７０】
また、上記の構成では、ハブ取付部４２の取付面の径方向幅Ａが、３５［ｍｍ］≦Ａ≦１００［ｍｍ］の範囲内にあることが好ましい（図３参照）。また、径方向幅Ａが、３７［ｍｍ］≦Ａ≦９０［ｍｍ］の範囲内にあることがより好ましく、４０［ｍｍ］≦Ａ≦８０［ｍｍ］の範囲内にあることがさらに好ましい。これにより、ハブ取付部４２の取付面の径方向幅Ａが適正化される利点がある。
【００７１】
また、ハブ取付部４２の取付面におけるボルト孔４２１のピッチ円直径Ｂが、１００［ｍｍ］≦Ｂ≦２８０［ｍｍ］の範囲内にあることが好ましい（図３参照）。また、ピッチ円直径Ｂが、１１０［ｍｍ］≦Ｂ≦２６０［ｍｍ］の範囲内にあることがより好ましく、ピッチ円直径Ｂが、１１５［ｍｍ］≦Ｂ≦２４０［ｍｍ］の範囲内にあることがさらに好ましい。
【００７２】
また、ハブ取付部４２の取付面の直径Ｃが、１４０［ｍｍ］≦Ｃ≦３００［ｍｍ］の範囲内にあることが好ましい（図３参照）。また、直径Ｃが、１４５［ｍｍ］≦Ｃ≦２８０［ｍｍ］の範囲内にあることがより好ましく、直径Ｃが、１５０［ｍｍ］≦Ｃ≦２６０［ｍｍ］の範囲内にあることがさらに好ましい。
【００７３】
これらの寸法Ａ〜Ｃは、一般に、ハブ取付部４２と車両のインホイールモータユニット６との関係で規定される。これらの寸法Ａ〜Ｃが上記の範囲内にあることにより、ハブ取付部４２の取付面における空気通路４４の開口部およびボルト孔４２１の配置領域が適正に確保される。また、ハブ取付部４２と車両のインホイールモータユニット６との関係を適正化できる。
【００７４】
［インホイールモータユニットの開放弁］
図５は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図５に示す空気圧調整装置１ａは、インホイールモータユニット６ａのローターケース６１ａの構成と、軸受６７を設けている点、インホイールモータユニット６ａに開放弁１６、１７を備える点以外は、空気圧調整装置１と同じ構成である。以下、空気圧調整装置１ａに特有の構成であるローターケース６１ａ、開放弁１６、１７について説明する。
【００７５】
ローターケース６１ａは、永久磁石６２を保持している。ローターケース６１ａは、ホイール４側とは反対側の面（継ぎ手１３側）の端部が、ステーター本体６４と体面する位置に配置されている。
【００７６】
インホイールモータユニット６ａは、ローターケース６１ａのホイール４側とは反対側の面（継ぎ手１３側）の端部とステーター本体６４との間に軸受６７が配置されている。軸受６７は、ローターケース６１ａとステーター本体６４との間を埋める位置に配置しており、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間、つまりローターケース６１ａとステーター本体６４とが向かい合う面であり、永久磁石６２とコイル６３が配置された空間の空気がローターケース６１ａとステーター本体６４との間から排出されにくい状態または排出されない状態とする。これにより、インホイールモータユニット６ａは、永久磁石６２とコイル６３とに外部から塵や埃が混入することを抑制することができる。
【００７７】
開放弁１６は、インホイールモータユニット６ａの空気通路１１２と繋がる位置に形成されている。開放弁１６は、開放されることで、空気通路１１２の空気を空気通路１１２の外側に排出する。具体的には、開放弁１６は、空気通路１１２の空気を上述したローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に排出する。図５に示す空気圧調整装置１ａは、開放弁１６を開放することで、空気通路１１２の空気を外部に排出することができ、気室１０１内の空気を排出することができる。開放弁１６は、空気通路１１２の一箇所に設けてもよいし、複数個所、例えば空気通路４４に対応する位置毎に設けてもよい。
【００７８】
開放弁１７は、インホイールモータユニット６ａのローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間と繋がる位置に配置されている。開放弁１７は、開放されることで、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間の空気を外部に排出する。図５に示す空気圧調整装置１ａは、開放弁１７を開放することで、当該空間の空気を外部に排出することができる。開放弁１７は、当該空間と繋がる一箇所に設けてもよいし、複数個所に設けてもよい。
【００７９】
空気圧調整装置１ａは、インホイールモータユニット６ａの空気通路１１２に設けられた開放弁１６で気室１０１内の空気を排出することで、より高い応答性で気室１０１内の空気を排出することができる。具体的には、開放弁１６は、気室１０１に近い位置で空気通路１１２を大気に開放することができるため、応答性を高くすることができる。
【００８０】
また、空気圧調整装置１ａは、インホイールモータユニット６ａの空気通路１１２に設けられた開放弁１６で気室１０１内の空気をローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に排出することで、インホールモータユニット６ａのローター６Ｒとステーター６Ｓとを、特に永久磁石６２とコイル６３とを冷却することができる。
【００８１】
また、空気圧調整装置１ａは、開放弁１７を設けることで、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間の空気量や、空気の流れを制御することができる。これにより、空気圧調整装置１ａは、気室１０１内の空気をローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に排出しても、当該空気の排出に応じて、開放弁１７を開閉させることで、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間の気圧が高くなることを抑制することができる。また、空気圧調整装置１ａは、開放弁１６、１７を用いることで、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間の空気の流れを、気室１０１の空気が流入し、内部の空気が外部に排出される流れとすることができる。これにより、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に流入する空気は、気室１０１内の空気とすることができ、塵や埃が混入した空気が外部から流入することを抑制することができる。
【００８２】
なお、インホイールモータユニット６ａは、本実施形態のようにローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間を閉じられた空間とすることが好ましいが、これに限定されない。インホイールモータユニット６ａは、開放弁１６から排出される空気がローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に排出される構成とすることで、ローター６Ｒとステーター６Ｓとを冷却することができ、かつ、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に外気が侵入することを抑制することができる。インホイールモータユニット６ａは、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間と繋がっている流路、例えば、開放弁１６、１７の内部や、軸受６７の周囲に防塵フィルタを設けることが好ましい。これにより、ローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に塵や埃が進入することを抑制することができる。このようにローター６Ｒとステーター６Ｓとの間の空間に塵や埃が進入することを抑制できることで、インホイールモータユニット６ａの耐久性を向上させることができる。
【００８３】
［ホイールの空気接続弁］
図６は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図７は、図６に記載したホイールを示す説明図である。図８は、図６に記載したホイールを示す説明図である。図９は、図６に記載したホイールの空気接続弁を示す軸方向断面図である。図６に示す空気圧調整装置１ｂは、ホイール４ａに空気接続弁４５を備える以外は、空気圧調整装置１と同じ構成である。以下、空気圧調整装置１ｂに特有の構成である空気接続弁４５について説明する。
【００８４】
空気接続弁（エアカプラ）４５は、ホイール４ａの空気通路４４のハブ取付部４２側の開口部に配置されている。図９は、図６に示すホイール４ａの空気接続弁４５を示す軸方向断面図である。同図は、空気接続弁４５が開弁した状態を示している。
【００８５】
空気接続弁４５は、図９に示すように、プラグ部４５１と、ソケット部４５２と、弁体４５３とを有する。プラグ部４５１およびソケット部４５２は、短尺な管状構造を有する。また、プラグ部４５１は、ソケット部４５２に進退変位可能に挿入され、また、コイルバネを介して軸方向に弾性変位できる。また、空気接続弁４５の内部には、プラグ部４５１およびソケット部４５２の管状構造により、空気通路４５４が形成される。この空気通路４５４には、プラグ部４５１およびソケット部４５２の内径を縮径して成る縮径部４５５が形成される。弁体４５３は、この空気通路４５４を開閉する弁体であり、プラグ部４５１とソケット部４５２との双方に介在して軸方向に進退変位できる。この弁体４５３は、空気通路４５４内の縮径部４５５と係合することにより、空気通路４５４を封止する（図示省略）。また、弁体４５３は、縮径部４５５から離隔することにより、空気通路４５４を開放する（図９参照）。この空気接続弁４５は、プラグ部４５１（あるいはソケット部４５２）を空気通路４４のハブ取付部４２側の開口部に嵌め込んで固定され、また、ソケット部４５２（あるいはプラグ部４５１）をハブ取付部４２の取付面から突出させて配置される。
【００８６】
この空気接続弁４５において、ホイール４ａが車両のインホイールモータユニット６に取り付けられた状態（図６参照）では、プラグ部４５１がインホイールモータユニット６に押し当てられることにより、プラグ部４５１がソケット部４５２に押し込まれる（図９参照）。この状態では、弁体４５３が縮径部４５５から離隔して、空気接続弁４５が開弁する。すると、ホイール４ａの空気通路４４のハブ取付部４２側の開口部が開放されて、空気通路４４が連通する。これにより、加減圧部２から空気入りタイヤ１０の気室１０１への圧縮空気の供給、あるいは、気室１０１から外部への空気の排出が可能となる。
【００８７】
一方、ホイール４ａが車両のインホイールモータユニット６から取り外された状態（図８参照）では、プラグ部４５１がソケット部４５２から押し出されて軸方向に変位し、弁体４５３がプラグ部４５１およびソケット部４５２の縮径部４５５に付勢する。この状態では、弁体４５３が縮径部４５５と係合して、空気接続弁４５が閉弁する。すると、空気通路４４のハブ取付部４２側の開口部が封止されて、空気通路４４が遮断される。これにより、例えば、空気入りタイヤ１０をインフレートして車両に装着するときに、空気入りタイヤ１０に空気を充填した状態のまま空気入りタイヤ１０およびホイール４ａの組立体を搬送できる。
【００８８】
なお、図６の構成では、ホイール４ａの５本のスポーク４３１が相互に独立した空気通路４４をそれぞれ有し、各空気通路４４のハブ取付部４２側の開口部に、空気接続弁４５がそれぞれ配置されている。また、図７に示すように、空気圧調整装置１ｂは、１つの空気通路４４の開口部に、２つの空気接続弁４５が配置されている。これにより、空気接続弁４５の機能を確保しつつ、空気通路４４の流路断面積を確保している。
【００８９】
空気圧調整装置１ｂは、ホイール４ａの車両装着時にて空気通路４４を開放すると共に、ホイール４ａの単体時にて空気通路４４を閉止する空気接続弁（エアカプラ）４５を備える。かかる構成では、ホイール４ａが車両のインホイールモータユニット６に取り付けられた状態では、空気通路４４が連通して、加減圧部２から空気入りタイヤ１０の気室１０１への圧縮空気の供給が可能となる利点があり、あるいは、気室１０１から外部への空気の排出が可能となる利点がある。一方、ホイール４ａが車両のインホイールモータユニット６から取り外された状態（図４参照）では、空気通路４４が遮断されるので、例えば、空気入りタイヤ１０をインフレートして車両に装着するときに、空気入りタイヤ１０に空気を充填した状態のまま空気入りタイヤ１０およびホイール４ａの組立体を搬送できる利点がある。
【００９０】
［継ぎ手の構成］
図１０は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図１０に示す空気圧調整装置１ｃは、継ぎ手１３ａの構成以外は、空気圧調整装置１と同じ構成である。以下、空気圧調整装置１ｃに特有の構成である継ぎ手１３ａについて説明する。継ぎ手１３ａは、連結管１３１と、回転継ぎ手１３２と、を有する。連結管１３１は、シャフト６５に固定された直管であり、シャフト６５とともに回転する。連結管１３１は、内部が中空の管であり、空気通路１１１と繋がっている。これにより、空気圧調整装置１ｃは、シャフト６５の空気通路１１１と連結管１３１の内部空間が１つの空間となる。回転継ぎ手１３２は、回転部と固定部とを有するロータリージョイント等である。回転継ぎ手１３２は、回転部が連結管１３１と接続しており、固定部が空気配管２４と接続している。回転継ぎ手１３２は、回転部が回転している場合でも回転部の配管と固定部の配管とを連結した状態を維持する。これにより、回転系の連結管１３１と静止系の空気配管２４を好適に接続することができる。空気圧調整装置１ｃは、連結管１３１を介してシャフト６５と回転継ぎ手１３２とを連結することで、回転継ぎ手１３２を車体側に配置することができる。
【００９１】
図１１は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図１１に示す空気圧調整装置１ｄは、継ぎ手１３ｂの構成以外は、空気圧調整装置１ｃと同じ構成である。以下、空気圧調整装置１ｄに特有の構成である継ぎ手１３ｂについて説明する。継ぎ手１３ｂは、連結管１３１と、回転継ぎ手１３２と、連結管１３３と、回転継ぎ手１３４と、を有する。連結管１３１は、シャフト６５に固定された直管であり、シャフト６５とともに回転する。連結管１３１は、内部が中空の管であり、空気通路１１１と繋がっている。回転継ぎ手１３２は、回転部と低速回転部とを有するロータリージョイント等である。回転継ぎ手１３２は、回転部が連結管１３１と接続しており、低速回転部が空気配管２４ａ及び連結管１３３と接続している。回転継ぎ手１３２は、回転部が回転している場合でも回転部の配管と低速回転部の配管とを連結した状態を維持する。連結管１３３は、回転継ぎ手１３２の低速回転部と回転継ぎ手１３４の回転部とに固定された直管である。回転継ぎ手１３４は、回転部と固定部とを有するロータリージョイント等である。回転継ぎ手１３４は、回転部が連結管１３３と接続しており、固定部が空気配管２４ｂと接続している。回転継ぎ手１３４は、回転部が回転している場合でも回転部の配管と固定部の配管とを連結した状態を維持する。空気圧調整装置１ｄは、２つの回転継ぎ手１３２、１３４を連結することで、それぞれの回転継ぎ手１３２、１３４の回転部と固定部（低速回転部）との速度差を小さくすることができる。これにより、回転継ぎ手１３２、１３４にかかる負荷を低減することができ、回転継ぎ手１３２、１３４の断面を大きくすることができ、空気通路を大きくすることができる。なお、空気圧調整装置１ｄは、減速機等を設置することで、連結管１３３の回転数を調整すればよい。
【００９２】
［コンプレッサーの配置］
図１２は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図１２に示す空気圧調整装置１ｅは、加減圧部２ａの構成以外は、空気圧調整装置１と同じ構成である。以下、空気圧調整装置１ｅに特有の構成である加減圧部２ａについて説明する。加減圧部２ａは、空気配管２４とコンプレッサー（圧縮機）２１０とを有する。コンプレッサー２１０は、シャフト６５に連結されている。具体的には空気圧調整装置１ｅは、空気圧調整装置１の継ぎ手１３が配置されている位置にコンプレッサー２１０が配置されている。コンプレッサー２１０は、シャフト６５の空気通路１１１と連結されており、空気通路に圧縮した空気を供給する。コンプレッサー２１０は、シャフト６５と共に回転する。コンプレッサー２１０は、上述した回転系と静止系の接続と同様に、スリップリング、ブラシや非接触給電によって電力が供給される。空気配管２４は、コンプレッサー２１０に空気を供給し、コンプレッサー２１０から排出される空気を排出する。
【００９３】
空気圧調整装置１ｅは、このように、コンプレッサー２１０をシャフト６５に固定し、シャフト６５と共に回転させる構成としても、上記と同様の効果を得ることができる。また、コンプレッサー２１０をシャフト６５に固定することで、気室１０１と気室１０１に空気を供給する装置との距離を短くすることができる。また、空気圧調整装置１ｅは、コンプレッサー２１０を回転軸上に配置することで、コンプレッサー２１０にかかる負荷を小さくすることができる。
【００９４】
［２系統の空気通路］
図１３は、他の実施形態の空気圧調整装置の概略構成を示す構成図である。図１２に示す空気圧調整装置１ｆは、気室１０１と繋がる空気通路を、気室１０１に空気に供給する空気通路と、気室１０１から空気を排出する空気通路の２系統の経路としている。以下、空気圧調整装置１ｆに特有の構成である加減圧部２ａについて説明する。
【００９５】
空気圧調整装置１ｆは、図１３に示すように、空気入りタイヤ１０の気室１０１の空気圧を調整する装置であり、加減圧部２ｂと、圧力センサ３と、ホイール４ｂと、制御部５と、インホイールモータユニット６ｂと、継ぎ手１３と、を備える。
【００９６】
インホイールモータユニット６ｂは、上述したインホイールモータ６と同様にローター６ｒとステーター６ｓと、を有する。インホイールモータユニット６ｂは、シャフト６５ａの構成以外は基本的に同様の構成である。シャフト６５ａは、空気通路１１３と空気通路１１４の２系統の空気通路が形成されている。空気通路１１３は、一方の端部が継ぎ手１３の空気通路と連結されており、他方の端部がホイール４ｂの後述する空気通路４４ａと連結されている。空気通路１１４は、一方の端部が継ぎ手１３の空気通路と連結されており、他方の端部がホイール４ｂの後述する空気通路４４ｂと連結されている。本実施形態の空気通路１１３、１１４は、ホイール４ｂ側の通路が複数に分岐し、空気通路４４ａ、４４ｂのそれぞれと接続され、継ぎ手１３側の通路は１本に集約されている。なお、本実施形態の空気通路１１３、１１４と、空気配管２４、２５は、空気通路４４ａ、４４ｂの本数に対応する本数を設けてもよい。
【００９７】
加減圧部２ｂは、空気入りタイヤ１０に充填される空気を加圧および減圧する装置である。この加減圧部２ｂは、加圧ポンプ２１と、弁装置２２と、空気配管２４と、空気配管２５と、弁装置２６とを有する。加減圧部２は、静止系に設置されている。
【００９８】
加圧ポンプ２１は、外気を導入して圧縮空気を生成するポンプであり、空気配管２４と接続している。弁装置２２は、空気配管２４を開閉する弁である。空気配管２４は、継ぎ手１３の空気通路とインホイールモータユニット６ｂの空気通路１１３とホイール４ｂの空気通路４４ａを介して空気入りタイヤ１０の気室１０１と接続されている。ホイール４ｂの空気通路４４ａについては後述する。空気配管２５は、継ぎ手１３の空気通路とインホイールモータユニット６ｂの空気通路１１４とホイール４ｂの空気通路４４ｂを介して空気入りタイヤ１０の気室１０１と接続されている。ホイール４ｂの空気通路４４ｂについては後述する。弁装置２６は、空気配管２５を開閉する弁である。
【００９９】
加減圧部２ｂは、空気配管２４及び空気配管２５の一部を車両の回転系に設置し、加圧ポンプ２１と、弁装置２２と、弁装置２６と、空気配管２４の一部と、空気配管２５の一部と、が静止系に設置してもよい。なお、加減圧部２ｂは、本実施形態に限定されず、全ての機構を回転系に配置してもよいし、弁装置２２と弁装置２６とを回転系に配置してもよい。なお、空気圧調整装置１ｆ及び車両は、加減圧部２の空気配管２４及び空気配管２５の一部を回転系に配置する場合、継ぎ手１３が回転する機構となる。また、空気圧調整装置１ｆ及び車両は、加減圧部２ｂの空気配管２４及び空気配管２５の一部を回転系に配置する場合、継ぎ手１３を設けない構成としてもよい。また、空気配管２４及び空気配管２５は、継ぎ手１３に形成した空気通路をそれぞれの空気配管の一部としてもよい。これらの点は、上記実施形態と同様である。
【０１００】
ホイール４ｂは、空気入りタイヤ１０を装着して車両に設置される車両用ホイールであり、車両のインホイールモータユニット６ｂにボルト締結されて固定される。図１４は、図１３に記載したホイール４を示す説明図である。図１５は、他の例のホイールを示す説明図である。図１５は、ホイールの一部の構成を変更した変形例である。
【０１０１】
ホイール４ｂは、リム部４１と、ハブ取付部４２と、連結部４３とを備える。この点は、ホイール４と同様である。連結部４３は、リム部４１とハブ取付部４２とを連結する部分であり、例えば、複数のスポーク４３１あるいは単一のディスク（図示省略）から構成される。連結部４３が複数のスポーク４３１から成る場合には、４本以上のスポーク４３１が配置されることが好ましい。例えば、図１４の構成では、ホイール４ｂがスポークホイールであり、連結部４３が放射状に延びる６本のスポーク４３１を有している。また、このホイール４ｂは、連結部４３を貫通してリム部４１の外周面とハブ取付部４２の取付面とにそれぞれ開口する空気通路４４ａ、４４ｂを有する（図１４参照）。
【０１０２】
この空気通路４４ａ、４４ｂは、空気圧調整装置１ｆの加減圧部２ｂと空気入りタイヤ１０の気室１０１とを接続する空気通路の一部を構成する。空気通路４４ａは、加減圧部２ｂから気室１０１への空気の導入路（空気入りタイヤ１０の空気圧の増圧時）をなる。空気通路４４ｂは、気室１０１から外部への空気の排出路（空気入りタイヤ１０の空気圧の減圧時）となる。
【０１０３】
図１４に示す構成では、ホイール４ｂの連結部４３が６本のスポーク４３１から成り、これらのスポーク４３１が相互に独立した空気通路４４ａ、４４ｂをそれぞれ有している（図１４参照）。具体的には、各スポーク４３１が中空構造を有することにより、その内部に空気通路４４ａ、４４ｂをそれぞれ有している。本実施形態では、６本のスポーク４３１が、空気通路４４ａと空気通路４４ｂとを交互に有している。つまり、ホイール４ｂは、３本の空気通路４４ａと３本の空気通４４ｂが形成されている。また、各空気通路４４ａ、４４ｂは、リム部４１の外周面のうちリム部４１のアウター側のフランジ４１１の付け根にそれぞれ開口している（図１４参照）。このとき、各空気通路４４ａ、４４ｂが、その開口の向きをリム部４１のアウター側からインナー側に向けつつ開口部の縁部をリム部４１の外周面に沿わせて配置されている。これにより、各空気通路４４ａ、４４ｂから気室１０１内に導入される空気がリム部４１の外周面に沿って流れるように、各空気通路４４ａ、４４ｂが構成されている。
【０１０４】
また、ハブ取付部４２の取付面には、各スポーク４３１の空気通路４４ａ、４４ｂがそれぞれ開口している（図１４参照）。また、ハブ取付部４２を車両のインホイールモータユニット６にボルト締めするためのボルト孔４２１が形成されている。また、空気通路４４の開口部の数と、ボルト孔４２１の数とが同数となっている。また、これらの空気通路４４の開口部とボルト孔４２１とが、ハブ取付部４２の回転軸周りに交互かつ等間隔で配置されている。
【０１０５】
なお、図１４に示すホイール４ｂは、スポーク４３１とボルト孔４２１とを交互に等間隔で配置したがこれに限定されない。例えば、図１５に示すホイール４ｃのように、スポーク４３１を６本設け、ボルト孔４２１を５箇所に設けた構成としてもよい。この場合、スポーク４３１の内部に形成する空気通路４４ａ、４４ｂは、ボルト孔４２１とはずれた位置にインホイールモータユニット６と連結する開口を設ければよい。なお、ホイール４ｂ、４ｃは、回転方向に等間隔にスポーク４３１を配置することが好ましい。また、ホイール４ｂ、４ｃは、空気通路４４ａと空気通路４４ｂとを交互に配置することが好ましく、回転軸を通過する対称軸を軸として、空気通路４４ａと空気通路４４ｂとを対象に配置することが好ましい。これにより、気室１０１への空気の供給と、気室１０１からの空気の排出を効率よく実行することができる。
【０１０６】
制御部５は、加圧ポンプ２１、弁装置２２、弁装置２６および圧力センサ３と信号伝達経路で接続され、車体にあるバッテリ（図示省略）から加圧ポンプ２１、弁装置２２、弁装置２６および圧力センサ３への電力供給経路で接続される。なお、各部の接続状態は、上述した空気圧調整装置１と同様である。
【０１０７】
空気圧調整装置１ｆは、例えば、空気入りタイヤ１０の空気圧を増加させる場合には、制御部５が、加圧ポンプ２１を駆動する。すると、加圧ポンプ２１が圧縮空気を生成し、エアタンク２３に圧縮空気が蓄えられる。なお、空気圧調整装置１は、事前に加圧ポンプ２１を駆動させ、エアタンク２３に圧縮空気が蓄えられた状態としてもよい。空気圧調整装置１は、エアタンク２３に圧縮空気を蓄えた状態で制御部５により弁装置２２を開放する。空気圧調整装置１は、開放弁２２を開放すると、エアタンク２３の圧縮空気が空気配管２４、インホイールモータユニット６ｂの空気通路１１１およびホイール４ｂの空気通路４４ａを介して空気入りタイヤ１０の気室１０１に供給される。そして、気室１０１の実空気圧が目標空気圧になると、制御部５が、弁装置２２を閉止する。また、空気圧調整装置１ｆは、加圧ポンプ２１を停止させる。
【０１０８】
空気圧調整装置１ｆは、空気入りタイヤ１０の空気圧を減少させる場合、制御部５が弁装置２６を開放する。すると、気室１０１の空気がホイール４ｂの空気通路４４ｂ、インホイールモータユニット６ｂの空気通路１１２及び空気配管２５を介して排出される。そして、気室１０１の実空気圧が目標空気圧になると、制御部５が、弁装置２６を閉止する。空気圧調整装置１ｆは、このように加減圧部２ｂで空気入りタイヤ１０の気室１０１への空気の供給、空気入りタイヤ１０の気室１０１の空気の排出を制御することで、空気入りタイヤ１０の空気圧の増減を調整することができる。
【０１０９】
空気圧調整装置１ｆは、空気入りタイヤ１０の気室１０１と加減圧部２ｂとの間の空気通路のうち、空気通路４４ａと空気通路１１１と空気配管２４との組み合わせで空気を供給し、空気通路４４ｂと空気通路１１２と空気配管２５との組み合わせで空気を排出する。つまり、空気圧調整装置１は、空気を供給する配管系と空気を排出する配管系の２つの系統で、気室１０１の空気圧を調整する。これにより、空気の供給と排出とを高い応答性で実行することができ、空気圧を高い応答性で制御することができる。
【０１１０】
空気圧調整装置１は、配管系を供給系と排出系の２系統で実行することで、空気の供給と排出とを同時に実行することができる。これにより、空気圧調整装置１は、空気入りタイヤ１０の空気圧を一定としている状態であっても空気入りタイヤ１０内の空気を循環させることができる。このように、空気入りタイヤ１０内の空気を循環させることで、空気の循環でタイヤの転動により生じた熱を車体側に回収でき、空気入りタイヤ１０の気室１０１内の温度上昇を抑制することできる。つまり空気圧調整装置１を空気入りタイヤ１０の冷却機構としても用いることができる。これにより、タイヤ自体の温度上昇を抑制することができ、タイヤ性能低下を抑制できる。また、空気圧調整装置１ｆは、空気配管２６から排出される空気を回収し、空気を循環する機構としてもよい。これにより、大気以外の成分の空気を用いた場合でも、補充の回数を減らすことができる。
【０１１１】
また、空気圧調整装置１ｆは、車両が四輪者の場合、制御部５、加圧ポンプ２１、エアタンク２３を共通の１つとし、その他の機構、開放弁２５、２６、空気配管２４、２５等をそれぞれのホイール４及び空気入りタイヤ１０の組み合わせで設けてもよい。なお、空気配管２４、２５の一部、つまり、加圧ポンプ２１、エアタンク２３と繋がっている部分の配管を共通としてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１  空気圧調整装置、２  加減圧部、３  圧力センサ、４  ホイール、５  制御部、６  インホイールモータユニット、１０  空気入りタイヤ、１２  ブレーキロータ、１３、１３ａ  継ぎ手、１６、１７  開放弁、２１  加圧ポンプ、２２、２６  弁装置、２３  エアタンク、２４、２５  空気配管、４１  リム部、４２  ハブ取付部、４３  連結部、４４ａ、４４ｂ、１１１、１１２  空気通路、４５  空気接続弁、１０１  気室、４１１  フランジ、４２１  ボルト孔、４３１  スポーク、４５１  プラグ部、４５２  ソケット部、４５３  弁体、４５４  空気通路、４５５  縮径部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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