(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を充填する空気充填部を有する回転体の空気供給装置であって、前記回転体の前記空気充填部の外側に設置され、シリンダを有する装置本体と、前記シリンダに長軸方向へ移動可能に設けられ、回転体の回転によって生じる遠心力で移動し、前記空気充填部へ空気を供給するピストンと、前記ピストンの最大移動距離を調整することで前記空気充填部の最大圧力を規制する圧力規制手段と、前記ピストンを挟んで前記圧力規制手段とは反対側の前記シリンダ内に設置され、前記ピストンを接触することで係止する係止部と、を含み、前記圧力規制手段は、前記シリンダの長軸方向へ移動可能な調整ネジを含み、前記調整ネジは前記ピストンに当接する先端部を有し、前記先端部は前記ピストンの最大移動距離が前記シリンダの長軸に沿った前記先端部の位置により変化させるように前記シリンダにねじ込み可能であることを特徴とする空気供給装置。
【請求項２】
空気を充填する空気充填部を有する回転体の空気供給装置であって、前記回転体の前記空気充填部の外側に設置される装置本体と、前記装置本体に設けられ、空気を導入する空気導入部と空気を排出する空気排出部とを有するシリンダと、前記シリンダに長軸方向へ移動可能に設けられ、回転体の回転によって生じる遠心力で移動するピストンと、前記シリンダ内に設けられ、前記遠心力の生じる方向と反対方向へピストンを付勢するための付勢手段と、前記ピストンの最大移動距離を調整することで前記空気充填部の最大圧力を規制する圧力規制手段と、前記ピストンを挟んで前記圧力規制手段とは反対側の前記シリンダ内に設置され、前記ピストンを接触することで係止する係止部と、を含み、前記遠心力が変化することで前記ピストンが往復運動し、前記ピストンの往復運動により、前記シリンダ内に空気を導入し、また前記導入した空気を前記シリンダ内から前記空気充填部に供給するように構成され、前記圧力規制手段は、前記シリンダの長軸方向へ移動可能な調整ネジを含み、前記調整ネジは前記ピストンに当接する先端部を有し、前記先端部は前記ピストンの最大移動距離が前記シリンダの長軸に沿った前記先端部の位置により変化させるように前記シリンダにねじ込み可能であることを特徴とする空気供給装置。
【請求項３】
前記遠心力の減少により前記ピストンが前記回転体の回転中心に接近する方向に移動して前記シリンダ内に空気を導入し、前記遠心力の増大により、前記ピストンが前記回転中心から離れる方向に移動し、前記シリンダ内の空気を排出して前記空気充填部に供給するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の空気供給装置。
【請求項４】
前記付勢手段は、バネであることを特徴とする請求項３に記載の空気供給装置。
【請求項５】
前記シリンダ内に空気を導入する流路に、前記シリンダ内へ向う空気の流れを可能にし、前記シリンダ内からその外へ向う空気の流れを阻止する空気導入用の逆止弁を有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の空気供給装置。
【請求項６】
前記空気導入用の逆止弁は、前記空気導入部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の空気供給装置。
【請求項７】
空気を前記シリンダ内から排出して前記空気充填部に供給する流路に、前記シリンダ内からその外へ向う空気の流れを可能にし、前記シリンダ内へ向う空気の流れを阻止する空気排出用の逆止弁を有することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の空気供給装置。
【請求項８】
前記空気排出用の逆止弁は、前記空気排出部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の空気供給装置。
【請求項９】
前記シリンダ内に空気を導入する流路に、異物の通過を阻止するエアフィルタを有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の空気供給装置。
【請求項１０】
前記エアフィルタは、液体の通過を阻止する機能を有することを特徴とする請求項９に記載の空気供給装置。
【請求項１１】
前記調整ネジには前記調整ネジで規制される圧縮比に対応する目盛が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の空気供給装置。
【請求項１２】
前記回転体は、ホイールと、該ホイールに装着されたタイヤとを有するタイヤユニットであり、当該空気供給装置は、前記ホイールに設けられることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の空気供給装置。
【請求項１３】
前記ホイールに、前記タイヤに空気を注入・排出するバルブが設けられており、該バルブ内に連通するように当該空気供給装置が設けられることを特徴とする請求項１２に記載の空気供給装置。
【請求項１４】
前記ホイールに、前記タイヤに空気を注入・排出するバルブが設けられており、該バルブとは別の箇所に当該空気供給装置が設けられることを特徴とする請求項１２に記載の空気供給装置。
【請求項１５】
当該空気供給装置は、前記ホイールの回転中心を介して前記バルブの反対側に設けられることを特徴とする請求項１４に記載の空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気供給装置、ホイールおよびタイヤユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や自転車等は、タイヤが回転することによって走行し、安全に走行するために、常にタイヤの空気圧を所定範囲内に保つ必要がある。
【０００３】
しかしながら、タイヤの空気圧は、時間経過や走行により減少してしまうので、コンプレッサ等を用い、手作業により、タイヤに空気を供給しなければならず、タイヤの空気圧の管理に手間と時間がかかるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、従来では、例えば、特開平７−６９０１７号において、タイヤ圧力管理システム（装置）が提案されている。
【０００５】
しかしながら、前記従来の装置では、構造が複雑であり、システムが大掛りになり、また、装置を駆動するために複雑な制御を必要とするとともに、装置を駆動させるためのエネルギー源として、車体側のバッテリー等を必要とするという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、構造が簡易であり、エネルギー源（例えば、電気、燃料、高圧空気等の供給源）を用いることなく、自動的に、かつ確実に、回転体の空気充填部に空気を供給し得る空気供給装置、ホイールおよびタイヤユニットを提供することにある。
【０００７】
本発明の空気供給装置は、空気を充填する空気充填部を有する回転体の空気供給装置であって、前記回転体の前記空気充填部の外側に設置され、シリンダを有する装置本体と、前記シリンダに長軸方向へ移動可能に設けられ、回転体の回転によって生じる遠心力で移動し、前記空気充填部へ空気を供給するピストンと、前記ピストンの最大移動距離を調整することで前記空気充填部の最大圧力を規制する圧力規制手段と、前記ピストンを挟んで前記圧力規制手段とは反対側の前記シリンダ内に設置され、前記ピストンを接触することで係止する係止部と、を含み、前記圧力規制手段は、前記シリンダの長軸方向へ移動可能な調整ネジを含み、前記調整ネジは前記ピストンに当接する先端部を有し、前記先端部は前記ピストンの最大移動距離が前記シリンダの長軸に沿った前記先端部の位置により変化させるように前記シリンダにねじ込み可能であることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置は、空気を充填する空気充填部を有する回転体の空気供給装置であって、前記回転体の前記空気充填部の外側に設置される装置本体と、前記装置本体に設けられ、空気を導入する空気導入部と空気を排出する空気排出部とを有するシリンダと、前記シリンダに長軸方向へ移動可能に設けられ、回転体の回転によって生じる遠心力で移動するピストンと、前記シリンダ内に設けられ、前記遠心力の生じる方向と反対方向へピストンを付勢するための付勢手段と、前記ピストンの最大移動距離を調整することで前記空気充填部の最大圧力を規制する圧力規制手段と、前記ピストンを挟んで前記圧力規制手段とは反対側の前記シリンダ内に設置され、前記ピストンを接触することで係止する係止部と、を含み、前記遠心力が変化することで前記ピストンが往復運動し、前記ピストンの往復運動により、前記シリンダ内に空気を導入し、また前記導入した空気を前記シリンダ内から前記空気充填部に供給するように構成され、前記圧力規制手段は、前記シリンダの長軸方向へ移動可能な調整ネジを含み、前記調整ネジは前記ピストンに当接する先端部を有し、前記先端部は前記ピストンの最大移動距離が前記シリンダの長軸に沿った前記先端部の位置により変化させるように前記シリンダにねじ込み可能であることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記遠心力の減少により前記ピストンが前記回転体の回転中心に接近する方向に移動して前記シリンダ内に空気を導入し、前記遠心力の増大により、前記ピストンが前記と逆方向に移動し、前記シリンダ内の空気を排出して前記空気充填部に供給するよう構成されることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記付勢手段は、バネであることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記シリンダ内に空気を導入する流路に、前記シリンダ内へ向う空気の流れを可能にし、前記シリンダ内からその外へ向う空気の流れを阻止する空気導入用の逆止弁を有することを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記空気導入用の逆止弁は、前記空気導入部に設けられていることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、空気を前記シリンダ内から排出して前記空気充填部に供給する流路に、前記シリンダ内からその外へ向う空気の流れを可能にし、前記シリンダ内へ向う空気の流れを阻止する空気排出用の逆止弁を有することを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記空気排出用の逆止弁は、前記空気排出部に設けられていることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記シリンダ内に空気を導入する流路に、異物の通過を阻止するエアフィルタを有することを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記エアフィルタは、液体の通過を阻止する機能を有することを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記圧力規制手段は、前記ピストンに当接する先端部を有し、前記シリンダに対して螺合する調整ネジであり、前記調整ネジには前記調整ネジで規制される圧縮比に対応する目盛が設けられていることを特徴とする
また本発明の空気供給装置において、前記回転体は、ホイールと、該ホイールに装着されたタイヤとを有するタイヤユニットであり、当該空気供給装置は、前記ホイールに設けられることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記ホイールに、前記タイヤに空気を注入・排出するバルブが設けられており、該バルブ内に連通するように当該空気供給装置が設けられることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、前記ホイールに、前記タイヤに空気を注入・排出するバルブが設けられており、該バルブとは別の箇所に当該空気供給装置が設けられることを特徴とする。
また本発明の空気供給装置において、当該空気供給装置は、前記ホイールの回転中心を介して前記バルブの反対側に設けられることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気供給装置、ホイールおよびタイヤユニットを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、空気を充填する空気充填部を有する回転体を自動車のタイヤユニットとした場合を説明する。
【００３０】
図１は、本発明のタイヤユニットの第１実施形態を示す側面図、図２および図３は、それぞれ、図１に示すタイヤユニットの空気供給装置を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００３１】
図１に示すように、タイヤユニット（回転体）１は、ホイール３と、ホイール３に装着されたタイヤ２と、空気を充填する空気充填部に空気を供給（注入）する空気供給装置４とを有している。このタイヤユニット１（タイヤ２）の前記空気充填部は、タイヤ２の内周面およびホイール３のリム等で構成されている。以下、これらの各構成要素について順次説明する。
【００３２】
図２に示すように、ホイール３には、タイヤユニット１（タイヤ２）の空気充填部（以下、単に「タイヤ」とも言う）に空気を注入・排出するバルブ３１が設けられている。このバルブ３１の先端部（上側の端部）には、外部からタイヤ２内へ向う空気の流れを可能にし、タイヤ２内から外部へ向う空気の流れを阻止する（空気を一方向にのみ通過させる）逆止弁３１１が設置されている。逆止弁３１１は、例えば、従来の一般的なホイールに設置されているバルブに設けられている逆止弁と同じ構造、働きを有している。
【００３３】
空気供給装置４は、ホイール３に設けられている。本実施形態では、この空気供給装置４は、バルブ３１の途中、すなわち、バルブ３１の逆止弁３１１より基端側（下側）に、後述する貫通孔５４がバルブ３１内（バルブ３１の流路）に連通するように設けられる。以下、空気供給装置４について説明する。
【００３４】
空気供給装置４は、シリンダ５０を備えた装置本体５と、シリンダ５０内に移動可能に設置されたピストン６とを有している。
【００３５】
装置本体５のシリンダ５０の左側には、貫通孔５４がバルブ３１の流路に沿って形成されており、この装置本体５は、前記貫通孔５４がバルブ３１の流路に連通するように、バルブ３１の途中、すなわち、バルブ３１の逆止弁３１１の下側に接合されている。
【００３６】
ピストン６の移動方向は、タイヤユニット１（ホイール３）の半径方向と略一致しており、そのピストン６は、タイヤユニット１の回転により生じる遠心力によって移動し得るようになっている。
【００３７】
シリンダ５０内の下側（ピストン６の下側）には、ピストン６を係止する係止部５１が形成されている。
【００３８】
また、装置本体５の上部（ピストン６の上側）の側方には、シリンダ５０内に空気を導入する空気導入部５２と、シリンダ５０内から空気を排出する空気排出部５３とが、それぞれ形成されている。
【００３９】
空気導入部５２は、外部とシリンダ５０内とを連通させる貫通孔であり、その途中には、シリンダ５０内へ向う空気の流れを可能にし、シリンダ５０内からその外へ向う空気の流れを阻止する（空気を一方向にのみ通過させる）空気導入用の逆止弁１２が設けられている。
【００４０】
なお、逆止弁１２の位置は、前記空気導入部５２の途中に限らず、シリンダ５０内に空気を導入する流路のいずれの位置にその逆止弁１２を設けてもよい。
【００４１】
空気排出部５３は、シリンダ５０内と貫通孔５４とを連通させる貫通孔であり、その途中には、シリンダ５０内からその外へ向う空気の流れを可能にし、シリンダ５０内へ向う空気の流れを阻止する（空気を一方向にのみ通過させる）空気排出用の逆止弁１３が設けられている。
【００４２】
なお、逆止弁１３の位置は、前記空気排出部５３の途中に限らず、例えば、貫通孔５４の途中等、空気をシリンダ５０内から排出してタイヤ２内に供給する流路のいずれの位置にその逆止弁１３を設けてもよい。
【００４３】
逆止弁１２、１３は、共に、空気の流入側と排出側の空気圧の差が僅かでも空気の流入、逆止が可能であることが望ましい。
【００４４】
また、装置本体５の空気導入部５２の外側（右側）には、異物および液体の通過を阻止するエアフィルタ１１が設けられている。
【００４５】
このエアフィルタ１１により、例えば、砂、埃、塵等の異物や、水、油等の液体のシリンダ５０内への侵入が阻止（防止）される。
【００４６】
また、シリンダ５０内のピストン６の下側には、コイルバネ（付勢手段）７が設置されている。
【００４７】
このコイルバネ７は、無負荷状態（自然長）から収縮した状態で設置されており、その復元力（弾性力）により、ピストン６をタイヤユニット１（ホイール３）の回転により生じる遠心力の方向と反対方向（タイヤユニット１の回転中心に接近する方向）に付勢している。
【００４８】
また、装置本体５には、タイヤ２内の空気の最大圧力（最大空気圧）を規制する圧力規制手段として、シリンダ５０内の空気の圧縮比を調整する調整ネジ８が設けられている。
【００４９】
前記シリンダ５０内の空気の圧縮比とは、空気供給装置４のコンプレッサとしての圧縮比、すなわち、シリンダ５０内の空気が導入される部分の全容積（隙間容積＋行程容積）を隙間容積で割った値（ピストン６が最も下側に位置しているときのシリンダ５０内の容積を、ピストン６が最も上側に位置しているときのシリンダ５０内の容積で割った値）である。以下、前記シリンダ５０内の空気の圧縮比を、単に、「圧縮比」と言う。
【００５０】
調整ネジ８は、ピストン６に当接する先端部（当接部）８１を有し、その基端部（上側の端部）には、指で把持する把持部（摘み）８２が形成されている。
【００５１】
この調整ネジ８は、シリンダ５０の上壁５０１に対して螺合しており、回転操作により、シリンダ５０に対して上下方向に移動する。
【００５２】
また、シリンダ５０の上壁５０１の外側には、シリンダ５０に対する調整ネジ８の回転および上下方向への移動を可能にしつつ、上壁５０１と調整ネジ８との間の隙間を封止する封止部材（弾性部材）９が設けられている。この封止部材９により、シリンダ５０内の気密状態（気密性）を保持することができる。
【００５３】
前記調整ネジ８の先端部８１にピストン６が当接することで、そのピストン６の最大移動距離（ストローク）、すなわち、圧縮比が規制され、これによりタイヤ２内の最大空気圧が規制される。
【００５４】
従って、調整ネジ８を回転操作することで、ピストン６の最大移動距離、すなわち、圧縮比を調整することができ、タイヤ２内の最大空気圧（目標空気圧）を任意の値に調整（設定）することができる。
【００５５】
また、調整ネジ８には、この調整ネジ８で規制される圧縮比に対応するタイヤ２内の最大空気圧を示す目盛（図示せず）が設けられている。
【００５６】
ここで、空気供給装置４のピストン６の構成材料は、特に限定されないが、比重が比較的大きいもの（素材）、例えば、タングステン等の金属や合金が好ましい。
【００５７】
これにより、ピストン６を小さくしつつ、大きい遠心力を得ることができる。すなわち、空気供給装置４を小型化しつつ、ピストン６の圧力（空気の圧縮力）を大きくすることができる。
【００５８】
また、装置本体５の構成材料は、特に限定されないが、比重が比較的小さいもの、例えば、アルミニウム等の金属や合金が好ましい。
これにより、空気供給装置４の軽量化に有利である。
【００５９】
次に、空気供給装置４等の作用を説明する。
図２に示すように、空気供給装置４のピストン６は、コイルバネ７の復元力（弾性力）により、タイヤユニット１（ホイール３）の回転により生じる遠心力の方向と反対方向（タイヤユニット１の回転中心に接近する方向）、すなわち、上側に向けて付勢されているので、自動車が停止してタイヤユニット１の回転が停止しているときは、ピストン６は、前記コイルバネ７の付勢力で、調整ネジ８１の先端部に当接している。
【００６０】
自動車が発進し、タイヤユニット１が回転すると、その回転により、ピストン６に遠心力（タイヤユニット１の回転中心から半径方向外側へ向う力）が作用する。そして、自動車の加速に伴いタイヤユニット１の回転速度（回転数）が増大し、これにより、ピストン６に作用する遠心力が増大する。
【００６１】
遠心力が増大すると、ピストン６は、コイルバネ７の付勢力に抗して、タイヤユニット１の回転中心から遠ざかる方向、すなわち、下側に移動し、コイルバネ７は、さらに収縮する。このピストン６の移動により、外部の空気がエアフィルタ１１および逆止弁１２を介し、空気導入部５２からシリンダ５０内に導入（吸引）される。この際、エアフィルタ１１により、例えば、砂、埃、塵等の異物や、水、油等の液体の混入が阻止（防止）される。
【００６２】
自動車の速度、すなわち、タイヤユニット１の回転速度が所定値に達すると、ピストン６は、図３に示すように、係止部５１に係止され（当接し）、停止する。これにより、前記シリンダ５０内への空気の導入も停止される。
【００６３】
逆に、自動車の減速に伴いタイヤユニット１の回転速度が減少し、これにより、ピストン６に作用する遠心力が減少する。
【００６４】
遠心力が減少すると、コイルバネ７の付勢力により、ピストン６は、前記と逆方向（タイヤユニット１の回転中心に接近する方向）、すなわち、上側に移動し、これにより、シリンダ５０内の空気は、圧縮される。
【００６５】
この圧縮された空気の圧力（空気圧）がタイヤ２内の空気圧を超えると、シリンダ５０内の空気は、逆止弁１３を介し、空気排出部５３から排出され、貫通孔５４を経て、タイヤ２内へ供給される。
【００６６】
自動車の速度、すなわち、タイヤユニット１の回転速度が所定値に達すると、ピストン６は、図２に示すように、調整ネジ８の先端部８１に当接し、停止する。これにより、前記シリンダ５０内の空気の圧縮も停止される。
【００６７】
また、自動車の速度、すなわち、タイヤユニット１の回転速度（遠心力の大きさ）に応じて、ピストン６は、調整ネジ８の先端部８１と係止部５１との間の所定の位置に移動する。
【００６８】
このように、自動車の加速と減速の繰り返しにより、ピストン６に作用する遠心力が増減（変化）し、ピストン６は、調整ネジ８の先端部８１と係止部５１との間を往復運動する。
【００６９】
これにより、外部の空気がシリンダ５０内に導入され、シリンダ５０内からタイヤ２内へ空気が供給される。
【００７０】
この場合、空気供給装置４の圧縮比は、予め、調整ネジ８で適正値に調整（設定）されており、タイヤ２内の空気圧がその圧縮比に対応する空気圧（目標空気圧）になるまで、タイヤ２内へ空気が供給される。
【００７１】
すなわち、タイヤ２内の空気圧が減少している場合は、空気供給装置４により、タイヤ２内へ空気が供給され、タイヤ２内の空気圧が適正値（目標空気圧）になると、前記空気の供給はなされない。これにより、タイヤ２内の空気圧は、適正値に保持される。
【００７２】
前記タイヤ２内の最大空気圧（目標空気圧）を調整（設定）する場合には、使用者（作業者）は、例えば指で調整ネジ８の把持部８２を把持し、所定方向に回転操作する。
【００７３】
これにより、調整ネジ８が下側または上側に移動し、ピストン６の最大移動距離（ストローク）、すなわち、圧縮比が変更され、タイヤ２内の目標空気圧が変更される。この場合、調整ネジ８が下側に移動すると、ピストン６の最大移動距離、すなわち、圧縮比が減少し、タイヤ２内の目標空気圧が減少し、逆に、調整ネジ８が上側に移動すると、ピストン６の最大移動距離、すなわち、圧縮比が増大し、タイヤ２内の目標空気圧が増大する。
【００７４】
この操作の際は、使用者は、調整ネジ８に設けられている目盛を見ながら、その調整ネジ８を回転操作し、図示しない指標が目盛の目標値に一致するまで調整ネジ８を移動させる。これにより、容易、迅速かつ確実に、前記調整を行うことができる。
【００７５】
以上説明したように、この空気供給装置４、ホイール３およびタイヤユニット１によれば、タイヤユニット１の回転に伴って、タイヤ２内に空気を自動的かつ確実に供給（注入）することができる。
【００７６】
これにより、タイヤ２内の空気圧が減少しても、その空気圧を増大させることができ、タイヤ２内の空気圧を適正値に保持することができる。
【００７７】
また、リリース弁等を設けることなく、調整ネジ８によりタイヤ２内の最大空気圧を規制することができる。
【００７８】
また、その調整ネジ８により、圧縮比を調整することで、タイヤ２内の最大空気圧を調整することができる。
【００７９】
また、タイヤユニット１の回転により生じる遠心力でピストン６を移動させ、タイヤ２内に空気を供給するので、エネルギー源（例えば、電気、燃料、高圧空気等の供給源）を用いる必要がない。
【００８０】
また、空気供給装置４は、軽量かつ小型であり、部品点数も少なく、その構造も簡易である。
【００８１】
また、空気供給装置４には、電気回路や電気的な制御を必要としない。このため、信頼性が高い。
【００８２】
また、空気供給装置４によれば、容易に、ホイール３へ装着することができる。例えば、既存のホイール３に対し、空気供給装置４を容易に後付けすることもできる。
【００８３】
また、空気供給装置４は、ホイール３に設置されるので（車体側とホイール３側とに分散して設置されるものではないので）、その空気供給装置４を交換する場合には、ホイール３または空気供給装置４のみを交換すればよく、また、その作業を容易に行うことができる。
【００８４】
また、空気供給装置４は、軽量かつ小型であるので、タイヤユニット１のホイールバランスへの影響が少ない（ほとんどない）。
【００８５】
また、自動車の速度が高いほど、タイヤユニット１のホイールバランスが重要になるが、自動車が高速（所定値以上の速度）で走行しているときは、ピストン６は、遠心力で係止部５１に押し付けられ、その位置が固定され、これにより、ホイールバランスを一定に保つことができる。特に、前記ピストン６が係止部５１に当接しているときにホイールバランスが取れるように設定することで、前記高速走行時において、ホイールバランスの取れた状態を保つことができる。
【００８６】
また、タイヤ２内の空気が完全に抜けた状態、例えばホイール３にタイヤ２を初めて装着した状態の時には、バルブ３１、逆止弁３１１を介して、従来のタイヤに空気を充填するコンプレッサ等で空気をタイヤ２内に所定の空気圧まで充填することができる。または所定の空気圧近くまで従来のコンプレッサ等で空気を充填し、その後は本発明の空気供給装置４によって所定の空気圧まで空気を充填することができる。
【００８７】
なお、本発明では、空気供給装置４は、バルブ３１とは別の箇所に設けられてもよい。
【００８８】
この場合、空気供給装置４は、ホイール３の回転中心を介してバルブ３１の反対側に設けられるのが好ましい。
【００８９】
次に、第２実施形態について説明する。
図４は、本発明のタイヤユニットの第２実施形態を示す側面図、図５および図６は、それぞれ、図４に示すタイヤユニットの空気供給装置を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図５および図６中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００９０】
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９１】
図４に示すように、第２実施形態では、空気供給装置４は、ホイール３のバルブ３１とは別の箇所に設けられる。
【００９２】
この場合、空気供給装置４は、図４に示すように、ホイール３の回転中心を介してバルブ３１の反対側に設けられるのが好ましい。
【００９３】
これにより、タイヤユニット１のホイールバランスを取るための錘（バランサ）を減少、または、無くすことができる。
【００９４】
図５に示すように、空気供給装置４は、シリンダ５０を備えた装置本体５と、シリンダ５０内に移動可能に設置されたピストン６とを有している。
【００９５】
空気導入部５２は、装置本体５の下部（ピストン６の下側）の側方に形成されており、空気排出部５３は、装置本体５の下壁５０２に形成されている。
【００９６】
空気導入部５２は、外部とシリンダ５０内とを連通させる貫通孔であり、空気排出部５３は、ホイール３に形成されている図示しない孔部を介し、シリンダ５０内と、タイヤユニット１（タイヤ２）の空気充填部（以下、単に「タイヤ」とも言う）内とを連通させる貫通孔である。
【００９７】
また、コイルバネ（付勢手段）７は、シリンダ５０内のピストン６の上側に設置されている。
【００９８】
このコイルバネ７は、無負荷状態（自然長）から伸長した状態で設置されており、その復元力（弾性力）により、ピストン６をタイヤユニット１（ホイール３）の回転により生じる遠心力の方向と反対方向（タイヤユニット１の回転中心に接近する方向）に付勢している。
【００９９】
また、空気供給装置４は、調整ネジ８、封止部材９、エアフィルタ１１、逆止弁１２および１３を有しているが、これらについては、前述した第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【０１００】
次に、空気供給装置４等の作用を説明する。
図５に示すように、空気供給装置４のピストン６は、コイルバネ７の復元力（弾性力）により、タイヤユニット１（ホイール３）の回転により生じる遠心力の方向と反対方向（タイヤユニット１の回転中心に接近する方向）、すなわち、上側に向けて付勢されているので、自動車が停止してタイヤユニット１の回転が停止しているときは、ピストン６は、前記コイルバネ７の付勢力で、調整ネジ８１の先端部に当接している。
【０１０１】
自動車が発進し、タイヤユニット１が回転すると、その回転により、ピストン６に遠心力（タイヤユニット１の回転中心から半径方向外側へ向う力）が作用する。そして、自動車の加速に伴いタイヤユニット１の回転速度（回転数）が増大し、これにより、ピストン６に作用する遠心力が増大する。
【０１０２】
遠心力が増大すると、ピストン６は、コイルバネ７の付勢力に抗して、タイヤユニット１の回転中心から遠ざかる方向、すなわち、下側に移動し、コイルバネ７は、さらに伸張し、これにより、シリンダ５０内の空気は、圧縮される。
【０１０３】
この圧縮された空気の圧力（空気圧）がタイヤ２内の空気圧を超えると、シリンダ５０内の空気は、逆止弁１３を介し、空気排出部５３から排出され、タイヤ２内へ供給される。
【０１０４】
自動車の速度、すなわち、タイヤユニット１の回転速度が所定値に達すると、ピストン６は、図６に示すように、係止部５１に係止され（当接し）、停止する。これにより、前記シリンダ５０内の空気の圧縮も停止される。
【０１０５】
逆に、自動車の減速に伴いタイヤユニット１の回転速度が減少し、これにより、ピストン６に作用する遠心力が減少する。
【０１０６】
遠心力が減少すると、コイルバネ７の付勢力により、ピストン６は、前記と逆方向（タイヤユニット１の回転中心に接近する方向）、すなわち、上側に移動する。これにより、外部の空気がエアフィルタ１１および逆止弁１２を介し、空気導入部５２からシリンダ５０内に導入（吸引）される。
【０１０７】
自動車の速度、すなわち、タイヤユニット１の回転速度が所定値に達すると、ピストン６は、図５に示すように、調整ネジ８の先端部８１に当接し、停止する。これにより、前記シリンダ５０内への空気の導入も停止される。
【０１０８】
また、自動車の速度、すなわち、タイヤユニット１の回転速度（遠心力の大きさ）に応じて、ピストン６は、調整ネジ８の先端部８１と係止部５１との間の所定の位置に移動する。
【０１０９】
このように、自動車の加速と減速の繰り返しにより、ピストン６に作用する遠心力が増減（変化）し、ピストン６は、調整ネジ８の先端部８１と係止部５１との間を往復運動する。
【０１１０】
これにより、タイヤ２内の空気圧が空気供給装置４の圧縮比に対応する空気圧（目標空気圧）になるまで、タイヤ２内へ空気が供給される。
【０１１１】
この空気供給装置４、ホイール３およびタイヤユニット１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１２】
なお、本発明では、空気供給装置４は、バルブ３１内（バルブ３１の流路）に連通するように、例えば、バルブ３１の途中等に設けられてもよい。
【０１１３】
次に、前述したタイヤユニット１における空気供給装置４の排気量およびピストン６の圧力等を下記の条件で計算して求めた。
【０１１４】
ホイールのインチサイズ：１４インチ
タイヤの幅：１８５ｍｍ
タイヤの扁平率：６０％
タイヤの外径（直径）：５７７．６ｍｍ
ホイールの外径（直径）：３５５．６ｍｍ
タイヤの外周の長さ：１８１４．５８４ｍｍ
自動車の速度：６０ｋｍ／ｈ
タイヤの１時間当りの回転数（回転速度）：３３０６５．４３rph
タイヤの１分間当りの回転数：５５１．０９０５rpm
タイヤの１秒間当りの回転数：９．１８４８４２rps
ピストンの重量：５ｇ
ピストンにおける遠心力：０．３０２１２kgf（＝２．９６０７７１Ｎ）
ピストンの横断面における直径：３ｍｍ
ピストンの横断面における面積（断面積）：０．０７０６８６ｃｍ２
ピストンの圧力：４．２７４１１７kgf／ｃｍ２
ピストンのストローク：５ｍｍ
空気供給装置の排気量：０．０３５３４３cc(ｃｍ３)
【０１１５】
通常の乗用車の場合には、１．８〜２．２kgf／ｃｍ２程度の圧力を必要とするが、前記の条件では、排気量が０．０３５３４３cc、ピストン６の圧力が４．２７４１１７kgf／ｃｍ２の空気供給装置４を得ることができ、十分に対応することができる。
【０１１６】
以上、本発明の空気供給装置、ホイールおよびタイヤユニットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１１７】
また、本発明では、前記各実施形態の任意の２以上の構成（特徴）を適宜組み合わせてもよい。
【０１１８】
なお、本発明の空気供給装置の用途（回転体）は、自動車のタイヤユニットに限定されず、この他、例えば、二輪車、自転車、航空機、遊園地の乗り物、各種のタイヤユニット（タイヤ、ホイール）に適用することができ、また、タイヤユニットにも限定されず、この他、例えば、フロート等、空気を充填する空気充填部を有し、回転可能な各種の回転体に適用することができる。
【０１１９】
また、本発明のホイールおよびタイヤユニットは、それぞれ、自動車のホイールおよびタイヤユニットに限定されず、この他、例えば、二輪車、自転車、航空機、遊園地の乗り物等、各種のホイールおよびタイヤユニットであってもよい。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転体の回転に伴って、空気充填部内に空気を自動的かつ確実に供給（注入）することができる。
【０１２１】
これにより、空気充填部内の空気圧が減少しても、その空気圧を増大させることができ、空気充填部内の空気圧を適正値に保持することができる。
また圧力規制手段を操作することで、圧縮比を調整することができ、タイヤ内の最大空気圧を任意の値に調整することができる。
また使用者は例えば指で圧力規制手段を操作することでリリース弁等を設けることなくタイヤ内の最大空気圧を調整することができる。
【０１２２】
また、回転体の回転により生じる遠心力でピストンを移動させ、空気充填部内に空気を供給するので、エネルギー源（例えば、電気、燃料、高圧空気等の供給源）を用いる必要がない。
【０１２３】
また、空気供給装置は、軽量かつ小型であり、部品点数も少なく、その構造も簡易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のタイヤユニットの第１実施形態を示す側面図である。
【図２】  図１に示すタイヤユニットの空気供給装置を示す縦断面図である。
【図３】  図１に示すタイヤユニットの空気供給装置を示す縦断面図である。
【図４】  本発明のタイヤユニットの第２実施形態を示す側面図である。
【図５】  図４に示すタイヤユニットの空気供給装置を示す縦断面図である。
【図６】  図４に示すタイヤユニットの空気供給装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１・・・タイヤユニット、２・・・タイヤ、３・・・ホイール、３１・・・バルブ、３１１・・・逆止弁、４・・・空気供給装置、５・・・装置本体、５０・・・シリンダ、５１・・・係止部、５０１・・・上壁、５０２・・・下壁、５２・・・空気導入部、５３・・・空気排出部、５４・・・貫通孔、６・・・ピストン、７・・・コイルバネ、８・・・調整ネジ、８１・・・先端部、８２・・・把持部、９・・・封止部材、１１・・・エアフィルタ、１２、１３・・・逆止弁
【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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