(57)【要約】  加圧空気を回転空気タイヤへ供給するための装置（１０）が開示される。装置は、使用時にタイヤとともに回転して、ポンプが起動されると加圧空気をタイヤへ供給するポンプ（４８，５０，６０）を含む。タイヤの圧力損失時にポンプを起動させるためのポンプ駆動システムが設けられる。ポンプ駆動システムは、タイヤに回転接続される接続ロッド（５４）と、ポンプが作用していない時にロッドとともに回転する偏心部材（３２）とを含む。偏心部材はロッドとの回転を阻止されるとポンプを起動させる。ロッドと偏心部材との間の相対回転がポンプを駆動して加圧空気をタイヤへ供給する。回転不能である第１プレート（２６）と、部材とともに回転するロータ（３８）とを有する電磁クラッチが設けられる。プレート（２６）は磁石（４２）を支承し、ロータ（３８）はコイル（４０）を支承する。クラッチが係合して第２プレートと接続ロッドの回転を防止すると、第１プレートは第２プレートに電磁気的に接続される。装置を加熱するため、クラッチを係合させるのに不充分な規模であるがステータに渦電流を誘導するのに充分な規模の電流をコイルに供給することにより、または磁場で回転する際に加熱電流が磁場で誘起されるようにコイルを短絡させることにより、装置が作動される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定義された種類の装置を作動させて前記装置を加熱する方法であって、クラッチプレートを互いに相対的に回転させるステップと、クラッチを係合させるのに不充分な規模であるが他のクラッチプレートに渦電流を発生させるのに充分な規模の流束を発生させる電流をコイルに供給するステップとを含む方法。
【請求項２】
他のクラッチプレートが磁石を支承している、定義された種類の装置を作動させて前記装置を加熱する方法であって、磁石に対して相対的に回転している間にコイルを短絡させることで前記コイルの閉回路に電流が誘起されるステップを含み、磁気誘導力がクラッチを係合させるのに不充分である、方法。
【請求項３】
前記コイルが断続的に短絡する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
パルス幅変調を使用して前記コイルが短絡する、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両タイヤなどの回転要素の圧力を維持するための内蔵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両タイヤ圧力を維持するための装置は、特許文献１と特許文献２に開示されている。装置は車両ホイールに装着され、各々が懸架固定カウンターウェイトを含むのに対して装置の他の部分は通常はホイールとともに回転する。車両ホイールの上のタイヤが圧力を失うと、装置の一部分がカウンターウェイトに接続されるため、この部分は固定される。固定されている部分と装置の他の部分との間の相対運動は、タイヤを所望の圧力まで加圧するポンプを駆動するのに使用される。
【０００３】
同時係属出願である特許文献３には、加圧空気を回転空気タイヤへ供給するための装置が開示されている。この装置は、使用時にタイヤとともに回転し、起動されるとタイヤへ空気を供給するポンプを含む。タイヤの圧力損失時にポンプを起動させるための駆動システムは、タイヤに回転接続されている第１部分と、ポンプが作用していない時に第１部分とともに回転し、第１部分との回転を阻止されるとポンプを起動させる第２部分とを含む。第１および第２部分の間の相対回転がポンプを駆動して、加圧空気をタイヤへ供給する。装置は、回転不能である第１クラッチプレートと、ポンプ駆動システムの第２部分とともに回転する第２クラッチプレートとを含む。クラッチのプレートの一方はコイルを支承している。
【０００４】
このような装置は、「定義された種類の装置」と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７，０１３，９３１号明細書
【特許文献２】ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０５４７３２号明細書（国際公開第２０１４／００９８２２号パンフレットとして公開）
【特許文献３】ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０６６１８８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、定義された種類の装置を作動させて装置を加熱する方法が提供され、この方法は、クラッチプレートを互いに相対回転させるステップとコイルへ電流を供給するステップとを含み、電流は、クラッチを係合させるには不十分な規模であるが他のクラッチプレートに渦電流を発生させるには充分な規模の流束を発生させる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、他のクラッチプレートが磁石を支承している、定義された種類の装置を作動させて装置を加熱する方法が提供され、この方法は、磁石に対して相対回転している間にコイルを短絡させるステップを含み、コイルの閉回路に渦電流が誘起され、磁気誘導力はクラッチを係合させるのに不充分である。
【０００８】
本発明をより理解するため、そしてそれがどのように実行されるかを示すため、これから添付図面を参照して発明が非限定的な例により説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による装置がホイールのハブに装備された一対の車両ホイールの斜視図である。
【図２】図１の一対のホイールと装置との断面図である。
【図３】図１および２の装置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照すると、本発明による装置は、全体として参照番号１０で表され、圧縮空気の形態の流体を空気タイヤの形態の回転要素へ供給する「使用時」位置で示されている。
【００１１】
装置１０は、一対のホイール１４のハブ１２に一体化されている。各ホイール１４は、空気タイヤ１８を載せたリム１６を含み、リム１６はホイールナット２０によりハブ１２に装着されている。図の例では、ホイールは駆動されず、例えば大型車両トレーラ用のものである。図１には、共通の固定中空軸２２（図２および３）をハブ１２と共有する別のハブ１２．１が示されている。
【００１２】
さて図３を参照すると、ハブ１２は、一対のホイール軸受２４により固定中空軸２２に回転支持されている。軸２２の端部にはネジ山が形成され、ネジ山にステータ２６が装着されることにより、ハブ１２とホイール軸受２４とを軸２２上の所定箇所に保持する。好適な実施形態では、ステータ２６を安定させて正確な軸配向等を保証する追加の装着手段等を使用して、ステータ２６が軸２２に装着される。軸２２への装着のため、ステータ２６はハブ１２とともに回転せず、ゆえに固定物である。
【００１３】
ポンプ軸２８は軸２２の端部に配置され、ポンプ軸２８のヘッド３０は、ステータ２６により、軸２２の端部にある凹部の所定位置に保持される。ポンプ軸２８はホイールに対して外方に、つまり図２および３に示されているようにステータ２６から左へ延在して、軸２２およびステータ２６とともに固定状態にある。偏心部材３２がポンプ軸２８に支持されて、ローラ軸受３４上でポンプ軸２８を中心に回転する。部材はロータ３８も形成する。
【００１４】
ステータ２６に支承されている複数の交流発電機磁石４２と同じ半径上で、複数の交流発電機コイル４０がロータ３８に支承されている。ハブ１２とホイール１４とが回転すると、ロータ３８もともに回転し、磁石４２に近接している交流発電機コイル４０の移動がコイルに電流を誘起し、これは電池パック４４を充電して装置１０の電子機器４６へ電力を供給するのに使用される。
【００１５】
装置１０はさらに、ポンプシリンダスリーブ５０内で往復可能なポンプピストン４８を含み、ポンプピストンシール５２はポンプピストン４８とスリーブ５０との間を密封する。ピストン４８は、偏心軸受プレート５８により所定箇所に保持されている大端部軸受５６で回転する接続ロッド５４により偏心部材３２に接続されている。ピストン４８と、スリーブ５０と、フォームフィルタ要素６４を備える空気フィルタ６２を含むシリンダヘッド６０との間には、圧縮室が形成される。ピストン４８、シリンダスリーブ５０、シール５２、シリンダヘッド６０等は、タイヤ１８へ圧縮空気を供給するように構成されているポンプを形成する。ポンプピストン４８の接続ロッド５４はポンプ駆動システムの第１部分を形成し、偏心部材３２はポンプ駆動システムの第２部分を形成する。後述するように、ポンプ駆動システムは、タイヤ１８の圧力が所定閾値よりも降下した時にポンプを起動させるように構成されている。
【００１６】
圧力マニホルド６６は、幾つかの流路やコネクタ等を画定する。うち一つのみが見られる三つのソレノイド式空気圧バルブ６８が設けられ、電子機器４６により制御される。以下の機能説明から明白となるように、圧力マニホルド６６の動作は、実質的にはＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０５４７３２にさらに詳しく説明されている。マニホルドが空洞を画定して、（二つのタイヤ１８からの）二つのタイヤ圧力ホースと、ソレノイドバルブ６８と、二つのシュラダー膨張バルブと、ポンプの圧縮室からマニホルド内の共通空洞までの圧力ポートとを接続すると記すだけで充分である。
【００１７】
図３に示されている付随的特徴の幾つかは、電子機器４６が外部装置と（車両搭載コンピュータと）通信するのを可能にするアンテナ７０と、ホイール温度・回転速度センサ７２とを含む。回転速度は、ステータ２６に装着された磁石の回転を検知するホール効果センサを通して判断される。ロータ４２の外側にある装置１０の部分は（シュラダー膨張バルブは別にして）、カバー７４により保護されている。
【００１８】
使用時に、装置１０の全体は通常、ステータ２６およびポンプ軸２８は別にして、ホイールハブ１２とともに回転する。
【００１９】
タイヤのタイヤ圧力が所定圧力よりも降下した時に、電池パック４４からの直流がコイル４０を流れて電磁束を生成し、（磁束により生成される磁場にある）ステータ２６が磁化され、その固有ヒステリシス特性によりロータ３８に対する回転に抵抗する。ロータ３８とコイル４０とステータ２６とはこうして、ステータ２６がヒステリシスディスクとして作用することを除いてヒステリシス式電磁クラッチとして作用するが、この機能は従来、「ロータ」により実施されていたものである。クラッチが係合すると、ロータ３８と偏心部材３２とはもうハブ１２とともに回転せず、ステータ２６とともに固定状態に保持される。
【００２０】
電磁クラッチに係合により偏心部材３２が固定状態に保持されている間、装置１０の他の部分は回転を継続し、ポンプピストンの接続ロッド５４の大端部と偏心部材３２との間の相対回転により、接続ロッド５４とポンプピストン４８とはポンプのシリンダスリーブ５０内で往復する。こうしてポンプが起動され、圧力マニホルド６６を介して誘導される圧縮空気をタイヤ１８へ供給する。
【００２１】
タイヤ圧力が所定レベルに達すると、マニホルド６６によりタイヤがポンプから切断され、コイル４０への電流が停止する。クラッチが解除され、装置１０は通常状態へ戻る。
【００２２】
装置１０が極めて低い温度にさらされた際には、例えばそれが装備されている車両が一晩中静止していて極めて低い温度にさらされた場合には、コイルを流れる電流が、移動に対するピストン４８の抵抗を超えるのに必要な力を提供するには低過ぎてクラッチを係合させないことを除いて、上述したようにコイル４０に直流を流すことにより装置１０が加熱されうる。その結果、ロータ３８はステータ２６に対する回転を継続するのに対して、コイル４０の電流は磁束を発生させ、発生された磁場もロータおよびコイルとともに回転する。ステータ２６は固定されており、ゆえに実際には、磁束がステータを通過する間は磁場に対して回転する。磁束内でのステータ２６の相対移動はステータに渦電流を誘起し、この渦電流は、（クラッチを係合させるのに充分ではないが）回転に抵抗してステータの相対回転運動を熱に変換する反対の磁場を（レンツの法則の運用により）発生させる。
【００２３】
ステータ２６で発生した熱は、装置１０の他の部分に伝えられ、許容動作温度に達すると、コイル４０に供給される電流が停止し、装置は通常動作に戻る。
【００２４】
代替的な動作方法では、電池パック４４からコイル４０へ電流を流すことによりクラッチを係合させる代わりに、コイルの出力が短絡され、その結果、磁石４２に近接しているコイルの回転がコイルの閉回路に電流を誘起し、これが回転と反対の磁力を発生させることで、ステータに対してロータを固定状態に保持する。クラッチを解除すると、コイル２０からの出力が簡単に開放される。
【００２５】
同様に、ロータの回転を継続している間に電池パック４４からコイル４０へ電流を流して装置１０を加熱する代わりに、（好ましくはパルス幅変調つまり「ＰＷＭ」を使用して）コイルの出力が断続的に短絡される。磁石４２に近接するコイル４０の回転は、コイルの閉回路に電流を誘導し、これが回転と反対の磁力を発生させる。しかし、コイル４０が短絡している期間（パルス）は充分に短いため、誘起される磁力はピストンの移動に対する抵抗を克服するのには不充分である。これはステータに対してロータを固定状態に保つため、誘起された磁力は相対回転運動を熱に変換する。
【符号の説明】
【００２６】
１０  装置
１２，１２．１  ハブ
１４  ホイール
１６  リム
１８  空気タイヤ
２０  ホイールナット
２２  固定中空軸
２４  ホイール軸受
２６  ステータ
２８  ポンプ軸
３０  ヘッド
３２  偏心部材
３４  ローラ軸受
３８  ロータ
４０  交流発電機コイル
４２  交流発電機磁石
４４  電池パック
４６  電子機器
４８  ポンプピストン
５０  ポンプシリンダスリーブ
５２  ポンプピストンシール
５４  接続ロッド
５６  大端部軸受
６０  シリンダヘッド
６２  空気フィルタ
６４  フォームフィルタ要素
６６  圧力マニホルド
６８  ソレノイド式空気バルブ
７０  アンテナ
７２  ホイール温度・回転速度センサ
７４  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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