(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のホイール上に装着される複数の空気タイヤ内に所望圧を保持するための自動タイヤ膨張システムに使用されるロータリーユニオンアセンブリーであって、車両はシールされた軸と、軸と気密連通した加圧空気源と、ホイール軸受のための潤滑区画室提供用の各軸端のハブキャップとを有するタイプであり、上記アセンブリーが：
シールされた軸の端部により保持されかつその内部を軸方向に延びる開放通路を形成する１個の第１静止器具；
上記通路周りの上記第１器具内に配置された１個の環状シール部材：
上流端部および下流端部を備えた１個の管部材であって、上記上流端部は上記第１器具内の上記通路を通して軸方向に延びかつ上記軸の内部と連通し、上記シール部材は上記管部材と係合しかつ上記管部材周りの上記第１器具内に気密シールを形成しており；
１個の静止シャフト部材であって、その内部を軸方向に延びる空気通路を持ちかつ上記管部材に連通しており；
上記ハブキャップと共に回転するために潤滑区画室の外側のハブキャップに固着された１個のハウジングであって、上記ハウジングはその中を延びる少なくとも１個の空気通路を備えかつ上記シャフト部材上に回転可能に装着されて上記シャフト内の空気通路が上記ハウジング内の上記空気通路と連通し、これにより空気流は上記シールされた軸から上記静止管とシャフト部材を通して上記回転可能ハウジングへ方向付けられ；
上記回転可能ハウジング内の空気通路を少なくとも１個の車両タイヤに接続する１個のエアーホースアセンブリーとを包含し；かつ
上記シャフト部材はその一端に静止軸受面を備えかつ上記ハウジングと共に回転するように上記ハウジング内の空気通路内に装着されたロータリーシール部材を包含し、上記ロータリーシール部材はその中を延びる空気通路を持ちかつ上記シャフト部材内の上記空気通路と連通しかつ上記シャフト上の静止軸受面と平行しかつ衝合するロータリー軸受面を備え、上記両軸受面は潤滑区画室の外側に配置されている、アセンブリー。
【請求項２】
請求項１のアセンブリーであって、上記第１器具内の環状シール部材は１個のＯリングであり、上記静止シャフト部材はその端部にその中を延びる上記通路に連通した１個の室を備えかつ１個の第２静止器具を包含し、この第２静止器具は上記室内でシール状に固着されかつ上記管部材の下流端部に係合して上記管部材を上記シャフト部材内で上記軸方向通路に接続している、アセンブリー。
【請求項３】
請求項２のアセンブリーであって、上記シール部材上の上記回転軸受面を上記シャフト部材上の上記静止軸受面に対して押し付けるための１個のスプリングを包含し、上記スプリング部材は上記シール部材上に約５．５ないし６．０ポンドの力を及ぼす、アセンブリー。
【請求項４】
請求項２のアセンブリーであって、上記管部材が可撓性であり、これにより上記第２器具が上記第１器具と軸方向に整合してない時にも１個のシールされた空気流管路が上記第１器具と上記第２器具との間に形成される、アセンブリー。
【請求項５】
請求項２のアセンブリーであって、上記静止シャフト部材がその一端に静止平面軸受面を形成しかつ上記ハウジングと共に回転するように上記ハウジング内の空気通路内に装着された１個のロータリーシール部材を包含し、上記ロータリーシール部材はその中を延びる空気通路を備えかつ上記シャフト部材内の空気通路に連通しかつ上記シャフト上の静止軸受面と平行しかつ衝合するロータリー軸受面を備え、上記両軸受面は潤滑区画室の外側に配置されている、アセンブリー。
【請求項６】
請求項４のアセンブリーであって、上記管部材が上記第１器具内の上記シール部材に対して軸方向に移すことができ、これにより上記第１および第２器具間の間隔を変え得る、アセンブリー。
【請求項７】
請求項５のアセンブリーであって、上記ハウジングがその中に１個の軸方向室と上記室に連通した１対の対向する半径方向の通路を備え、上記シャフト部材および上記シール部材は上記軸方向室内に配置されかつ上記エアーホースアセンブリーが上記半径方向通路の夫々を車両タイヤの一つに接続して空気流を上記回転可能ハウジングを通して上記タイヤへ方向付ける、アセンブリー。
【請求項８】
車両のホイール上に装着される複数の空気タイヤ内に所望圧を保持するための自動タイヤ膨張システムに使用されるロータリーユニオンアセンブリーであって、車両はシールされた軸と、軸と気密連通した加圧空気源と、ホイール軸受のための潤滑区画室提供用の各軸端のハブキャップとを有するタイプであり、上記アセンブリーが：
シールされた軸の端部により保持されかつその内部を軸方向に延びる開放通路を形成する１個の第１静止器具；
上記通路周りの上記第１器具内に配置された１個のＯリングシール部材：
上流端部および下流端部を備えた１個の静止可撓性管部材であって、上記上流端部は上記第１器具内の上記Ｏリングシール部材を通して軸方向に延び、上記シール部材に対して軸方向に移すことができかつ上記軸の内部と連通し、上記Ｏリングシール部材は上記可撓性管部材周りの上記第１器具内に気密シールを形成しており；
１個の静止シャフト部材であって、その内部を軸方向に延びる空気通路を持ちかつ上記可撓管部材に連通しており；
上記ハブキャップと共に回転するために潤滑区画室の外側のハブキャップに固着された１個のハウジングであって、上記ハウジングはその中を延びる少なくとも１個の空気通路を備えかつ上記シャフト部材上に回転可能に装着されて上記シャフト内の空気通路が上記ハウジング内の上記空気通路と連通し、これにより空気流は上記シールされた軸から上記静止可撓管とシャフト部材を通して上記回転可能ハウジングへ方向付けられ；
上記回転可能ハウジング内の空気通路を少なくとも１個の車両タイヤに接続する１個のエアーホースとを包含し；かつ
上記シャフト部材はその一端に静止軸受面を備えかつ上記ハウジングと共に回転するように上記ハウジング内の空気通路内に装着されたロータリーシール部材を包含し、上記ロータリーシール部材はその中を延びる空気通路を持ちかつ上記シャフト部材内の上記空気通路と連通しかつ上記シャフト上の静止軸受面と平行しかつ衝合するロータリー軸受面を備え、上記両軸受面は潤滑区画室の外側に配置されている、アセンブリー。
【請求項９】
請求項８のアセンブリーであって、上記静止シャフト部材はその一端に静止軸受面を備えかつ上記ハウジングと共に回転するように上記ハウジング内の空気通路内に装着されたロータリーシール部材を包含し、上記ロータリーシール部材はその中を延びる空気通路を持ちかつ上記シャフト部材内の上記空気通路と連通しかつ上記シャフト上の静止軸受面と平行しかつ衝合するロータリー軸受面を備え、上記両軸受面は潤滑区画室の外側に配置されている、アセンブリー。
【請求項１０】
請求項９のアセンブリーであって、上記静止シャフト部材はその端部にその中を延びる上記通路に連通した１個の室を備えかつ１個の第２静止器具を包含し、この第２静止器具は上記室内でシール状に固着されかつ上記可撓管部材の下流端部に係合して上記管部材を上記シャフト部材内で上記軸方向通路に接続している、アセンブリー。
【請求項１１】
請求項１０のアセンブリーであって、上記シール部材上の上記回転軸受面を上記シャフト部材上の上記静止軸受面に対して押し付けるための１個のスプリングを包含し、上記スプリング部材は上記シール部材上に約５．５ないし６．０ポンドの力を及ぼす、アセンブリー。
【請求項１２】
車両のホイール上に装着される複数の空気タイヤ内に所望圧を保持するための自動タイヤ膨張システムに使用されるロータリーユニオンアセンブリーであって、車両はシールされた軸と、軸と気密連通した加圧空気源と、ホイール軸受のための潤滑区画室提供用の各軸端のハブキャップとを有するタイプであり、上記アセンブリーが：
シールされた軸の端部により保持されかつその内部を軸方向に延びる開放通路を形成する１個の第１静止器具；
上記通路周りの上記第１器具内に配置された１個のＯリング：
上流端部および下流端部を備えた１個の可撓性管部材であって、上記上流端部は上記第１器具内の上記通路および上記Ｏリングを通して軸方向に延び、上記軸の内部と連通し、上記Ｏリングは上記管部材と係合しかつ上記管部材周りの上記第１器具内に気密シールを形成しており；
上記管部材の下流端部に係合する１個の第２器具；
１個の静止シャフト部材であって、その内部を軸方向に延びる空気通路を持ち、上記シャフト部材の一端は上記第２器具とシール状に係合しかつ上記通路を上記管部材と連結しかつ上記シャフト部材の第２端部は１個の静止軸受面を形成しており；
上記ハブキャップと共に回転するために潤滑区画室の外側のハブキャップに固着された１個のハウジングであって、上記ハウジングはその中を延びる少なくとも１個の空気通路を備えかつ上記シャフト部材上に回転可能に装着されて上記シャフト内の空気通路が上記ハウジング内の上記空気通路と連通し、かつシャフト上の軸受面が潤滑区画室の外側に配置されており；
上記ハウジング内にそれと共に回転するように装着された１個のシール部材であって、上記シール部材はその中を延びるエアー通路を上記シャフト内の上記エアー通路と軸整合させかつ１個の軸受面を上記シャフト上の上記軸受面と平行かつ衝合状態に配置し；
上記シール部材上の上記軸受面を上記シャフト部材上の上記軸受面に押し付ける手段であって、これによりエアー流は上記シールされた軸から上記回転ハウジングへ、上記静止可撓性管とシャフト部材および上記回転シール部材を介して方向付けられ、
上記ハウジング内の空気通路を少なくとも１個の車両タイヤに接続する１個のエアーホースアセンブリーとを包含している、アセンブリー。
【請求項１３】
請求項６のアセンブリーであって、上記ハウジングが上記空気通路に連通した１対の対向する半径方向の通路を備え、上記シャフト部材および上記シール部材は上記空気通路内に配置されかつ上記エアーホースアセンブリーが上記半径方向通路の夫々を車両タイヤの一つに接続して空気流を上記回転可能ハウジングを通して上記タイヤへ方向付ける、アセンブリー。
【請求項１４】
車両のホイール上に装着される複数の空気タイヤ内に所望圧を保持するための自動タイヤ膨張システムに使用されるロータリーユニオンアセンブリーであって、車両はシールされた軸と、軸と気密連通した加圧空気源と、ホイール軸受のための潤滑区画室提供用の各軸端のハブキャップとを有するタイプであり、上記アセンブリーが：
シールされた軸の端部により保持されかつその内部を軸方向に延びる開放通路を形成する１個の第１静止器具；
上記通路周りの上記器具内に配置された１個の環状シール部材：
上流端部および下流端部を備えた１個の静止管状部材であって、上記上流端部は上記器具内の上記通路内を通して軸方向に延びかつ上記軸の内部と連通し、上記シール部材は上記管部材と係合しかつ上記管部材周りの上記器具内に気密シールを形成しており；
上記ハブキャップと共に回転するようにハブキャップに装着された１個のハウジングであって、上記ハウジングはその中を延びる少なくとも１個のエアー通路を備えかつ上記管状部材の上記下流端部上に回転可能に装着されて、上記管状通路が上記軸の内側を上記ハウジング内の上記エアー通路に接続し、これにより空気流は上記シールされた軸から上記静止管状部材を通して上記回転可能ハウジングへ方向付けられ；
上記回転可能ハウジング内の空気通路を少なくとも１個の車両タイヤに接続する１個のエアーホースアセンブリーとを包含し；かつ
上記シャフト部材はその一端に静止軸受面を備えかつ上記ハウジングと共に回転するように上記ハウジング内の空気通路内に装着されたロータリーシール部材を包含し、上記ロータリーシール部材はその中を延びる空気通路を持ちかつ上記シャフト部材内の上記空気通路と連通しかつ上記シャフト上の静止軸受面と平行しかつ衝合するロータリー軸受面を備え、上記両軸受面は潤滑区画室の外側に配置されている、アセンブリー。
【請求項１５】
請求項１４のアセンブリーであって、上記アセンブリーが上記ハウジング内の上記空気通路内に配置されたロータリーシール部材：および
少なくとも上記タイヤの一つと上記空気流を連通させるために上記空気通路内に配置されているロータリーユニオンであって、上記ロータリーユニオンが上記管部材の上記下流端部分により区画されている第１軸受面および上記ロータリーシール部材の上流端部により区画されている第２軸受面を包含し、上記第２軸受面が上記第１面と係合しかつ上記ハウジングと回転可能である、アセンブリー。
【請求項１６】
請求項１４のアセンブリーであって、上記第１器具内の環状シール部材は１個のＯリングであり、上記Ｏリングは上記管状部材と上記器具との間の相対的な回動を阻止し、一方では上記管状部材が上記Ｏリングに対して軸方向に移ることを許容し、これにより上記管状部材周りの上記気密シールの耐久性が増し、かつ上記第１器具と上記ハウジングの間の間隔が変更可能とされている、アセンブリー。
【請求項１７】
請求項１６のアセンブリーであって、上記管状部材の少なくとも一部が可撓性であり、これにより上記ハウジングが上記第１器具と軸整合されていない時にも上記器具と上記ハウジングとの間に１個のシールされたエアー流路が形成され得る、アセンブリー。
【請求項１８】
上記管状部材は上記器具内のシール部材に関連して軸方向に移行可能でありこれにより上記器具および上記ハウジングの間の軸方向間隔は変えられ得る、請求項１４に記載のハウジング。
【請求項１９】
上記管状部材の少なくとも部分が可撓性を備え、これにより上記ハウジングが上記器具と軸方向非整列となった時シールされた空気流が上記器具および上記ハウジングの間で提供され得る、請求項１４に記載のアセンブリー。
【請求項２０】
上記空気流を少なくとも上記タイヤへ連通するためにハウジング内の上記空気通路内に配置されたロータリーユニオンを含み、上記ユニオンが上記管状部材の下流端部により区画された第１ベアリング面および上記第１面に噛み合いかつ上記ハウジングと回転可能な第２ベアリング面を包含している、請求項１４に記載のアセンブリー。
【請求項２１】
上記ロータリーユニオンが上流端面および端部開放通路を区画しているシール部材を含んでおり、上記通路は上記管状部材と軸整列して延び、上記端面は上記第２ベアリング面を区画している、請求項２０に記載のアセンブリー。
【請求項２２】
上記ロータリーユニオンは潤滑区画室外に配置されている、請求項２０に記載のアセンブリー。
【請求項２３】
上記ロータリーハウジングの空気通路内に配置されているロータリーユニオンを含みかつ上記ロータリーハウジングがハブキャップに固定されている上記ロータリーハウジングの上記ロータリーユニオンへの接近を提供するために可動のプラグを含んでいる、請求項１４に記載のアセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、トラクタ−トレーラー等の走行車両における空気入タイヤの膨張圧を自動的に保持する中央タイヤ膨張システムに使用する、改良された回転アセンブリーに関する。
【０００２】
（背景技術）
従来、車両タイヤの自動中央タイヤ膨張システムがよく知られており、次の幾つかの米国特許公報：第３２７６５０３号；４３８７９３１号；４８８３１０６号；５２８７９０６号及び５５８４９４９号の明細書に開示される主要事項が本明細書に取込まれて参酌される。
【０００３】
代表的にトラクタ−トレーラーに採用されている中央タイヤ膨張システムは、加圧空気源としてトレーラーにおけるエアーコンプレッサを利用してトレーラーの走行中に空気漏れタイヤを充填するものである。コンプレッサは、トレーラーにおける貯蔵エアーブレーキタンクにエアーを送り込んで該タンク内の空気圧を約１００〜１２５ｐｓｉ（ポンド・（インチ）2）の範囲内に保持し、そのような空気圧の範囲は、大型トラクタートレーラーに使用されるタイヤの代表的な膨張圧の範囲に対応するものである。貯蔵エアーブレーキタンクからの空気は、最初、ブレーキシステムに送られて当該ブレーキシステムにおける空気圧が約７０ｐｓｉの通常のブレーキシステムレベルに保持される。過剰空気は上記タンクから圧力保護バルブを介してタイヤ膨張システム用の制御箱に送られる。上記タンクにおける空気圧が７０ｐｓｉを超えると、圧力保護バルブのみが開とされて制御箱に空気を送り、これによりエアー膨張システムに向けて当該トレーラーブレーキシステムに必要とされる空気が送り込まれるのを防止する。制御箱は当該トレーラーにおける特殊タイヤの常温タイヤ圧に設定される圧力調整器を含み、空気漏れ時、タイヤに空気を送給して所望圧力レベルとされる。空気は制御箱からトレーラー車軸の１つを介して漏洩タイヤに送られる。そのようなトレーラー車軸は制御箱からのエアーラインを取付たものとか、又は、シールされるとともにエアーコンジットとして機能するものである。上記車軸を介して輸送される空気は当該車軸に装着された各対のトレーラータイヤと回転ユニオンアセンブリーを介して連絡され、該回転ユニオンアセンブリーにより静止エアーラインから回転タイヤにおけるバルブ軸に空気流が送り込まれる。各回転ユニオンアセンブリーと該アセンブリーと連絡されたタイヤ間に圧力応答バルブが設定され、タイヤに漏洩が生じたとき、それによる圧力損失が対応するバルブを開として流通させようとする回転ユニオンアセンブリーから漏れタイヤに空気が流れる。
【０００４】
これらの中央タイヤ膨張システムはよく知られており、広範に使用されているものであるが、これらは次のような欠点がある。これらのシステムに採用されている回転ユニオンアセンブリーは、その回転シールが漏洩を開始するまでの有用寿命スパンが比較的制限されたものである。このようなアセンブリーに採用されている、回転シール、即ち、しばしば、このように称呼される、回転ユニオンは、車軸の両端部に隣接して車輪潤滑仕切り室内に配置される。したがって、回転ユニオンシールの漏洩により潤滑仕切り室内に空気圧増大を生じ、該空気圧増大が該仕切り室のオイルシールを損傷し、オイル漏れを生起する。車輪軸受けの潤滑が緩慢となると、車輪軸受けの動きが停止し、発火を来すこととなる。火災発生の危険性に加えて、車輪の潤滑仕切り室内における回転ユニオンの位置調整が当該回転ユニオンを構成する各要素に対するアクセスが厄介なかつ不便なものとする。その結果、修繕及び取替の費用が大いに増大することとなる。
【０００５】
本発明は、従来、使用されている回転ユニオンよりも実質的に長い寿命とする、自動中央タイヤ膨張システム用の回転ユニオンアセンブリーを提供するものである。これに加えて、上記アセンブリーは、車両車輪用の潤滑仕切り室の外部に当該回転ユニオンを位置決めする構造とし、これにより、回転ユニオンシールにおける好ましくない漏洩を生じて上記仕切り室内の圧力増大を回避しようとするものである。また、このアセンブリーは、潤滑仕切り室に入ることなく回転ユニオン構成要素に容易にアクセス可能として簡単に部品取替えを行えるようにしたものである。よって、本発明は、トラクタ−トレーラータイヤ用の空気圧保持システムの主要部を改良するものである。
【０００６】
上記中央タイヤ膨張システムに係る、その他の問題点として、トラクタ−トレーラー車輪ハブキャップの形態の統一性が欠けること及び装着性が不釣合いなことがある。前者の形態不統一性があると、車軸スピンドルの両端部とハブキャップの端壁部間の車軸における間隔がバラバラとなる。この車軸間隔が、一般に、当該アセンブリーのエアー入り口とその回転シールとの間隔を決定する。そのような形状寸法変化を容易に許容可能として当該アセンブリーのサイズを様々のものとするとか、様々な形態のハブキャップ用の取替え部品を準備するとかの必要性が回避される。また、回転ユニオンアセンブリーは、当該アセンブリーの寿命を更に短縮する、該アセンブリーにおけるエアーシールを更に磨耗させることなく、車軸スピンドル及びハブキャップのアライメントずれを許容するようにしなければならない。本発明の回転ユニオンアセンブリーは，上記の種々の目的をうまく達成する。
【０００７】
（発明の要約）
概略、本発明は、車両タイヤ、特に、加圧静止車軸を具備したトラクタ−トレーラーに採用される自動膨張システムにおいて使用される、自動タイヤ膨張システム用の回転ユニオンアセンブリーに関するものである。本発明の回転ユニオンアセンブリーは、上流端部で静止Ｏリングシールを介して車軸内部と連絡するとともに下流端部で回転シールを有する回転ハウジングと連絡する、可撓性の静止エアーホースを用いて、隣接する各対のタイヤにおけるバルブ軸を加圧車軸の内部と連絡する。上記ハウジングは、ハブキャップの端壁の外表面部に封止状態で固定され、上記ハブキャップ及びタイヤと一緒に回転可能とされる。Ｏリングシールが車軸スピンドルの延長端部にねじ止めされた貫通流体取付部品に設けられ、静止エアーホースの上流部の周りに気密シールを形成することにより、据付け時、上記取付部品に対する簡単なラインの引出し又は挿入操作により上記Ｏリングから回転ハウジングに至り突出するエアーホースの長さを容易に変更可能とし、部品の取替えを要することなくかつ上記シールの一体性に悪影響を及ぼすことなく、ハブキャップの形態を広範に変化させることを可能とする。上記可撓性エアーホース及び該エアーホースを貫通して延びる取付部品は静止状態とされるので、このアセンブリーの接合部における磨耗は実質的に除去される。
【０００８】
車軸スピンドルと回転ハウジング間に可撓性のエアーホースを使用することにより、当該アセンブリーにおけるエアーシールの一体性及び寿命のいずれにも重大な影響を及ぼすことなく、車軸スピンドルにねじ締め付けされた取付部品に対する回転ハウジングの装着における不慮の不釣合いが許容される。ハブキャップ端部の外表面部に対し回転ハウジングを位置決めして車輪の潤滑仕切り室の外部に形成される回転シールを配置し、このようにして回転シールにおける空気漏れによる潤滑仕切り室内の圧力増大が防止される。
【０００９】
本発明の回転シールは、軸方向に延びるエアー貫通路を有する伸長静止シャフトを含む。このシャフトは可撓性エアーホースの下流端部を支持し、当該シャフトを貫通して突出し、回転ハウジングの延長部に配置された１対の軸受け部材により支持される。このハウジングの延長部は軸方向にハブキャップの端壁部を貫通して突出し、上記静止シャフトに回転ハウジングを回転可能に装着する一方、上記シャフトが加圧トラクタ−トレーラー車軸を回転ハウジングの内部と連絡する。ばねによりよりバイアスされ、中心部に配置された軸方向貫通路を有する、グラファイト素子がハウジング内の所定位置に固定され、該位置で回転可能に装着される。該グラファイト素子は伸長シャフトの下流端部に面一状態に押し付けられ、該シャフトと一緒に回転ユニオンを形成し、該回転ユニオンにより空気流が可撓性の静止エアーホースから回転ハウジング内を通過するようにされる。
【００１０】
ハブキャップの端壁部に装着された回転ハウジングにおいて、エアーが回転ユニオンから対向する２つのチャンネルを介して個別のエアーライン内に流通され、これらのエアーラインは隣接する１対のタイヤにおけるバルブ軸と連結される。各エアーラインに圧力応答バルブが設けられ、上記タイヤに空気漏れが生じた際、下流の圧力降下に応じて適当なラインにエアーが流通するようになっている。また、各エアーラインに常開圧力応答バルブが設けられ、これらの圧力応答バルブは、コンプレッサが運転を停止したとき、トレーラータイヤの収縮を阻止することが行なわれると同様に、回転ユニオンの上流圧力降下が発生すると閉とされる。また、当該自動車の運転者に中央タイヤ膨張システムの作動を指示するために、当該システムに警告灯が設けられる。
【００１１】
（発明の解決課題）
本発明の第１の目的は、トラクタ−トレーラーに採用される中央タイヤ膨張システムに使用される、改良回転ユニオンアセンブリーを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、従来、使用されている回転ユニオンアセンブリーよりも実質的に長い有用寿命を呈する、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１３】
本発明のもう１つの目的は、トラクタ−トレーラー等の走行車両における空気タイヤの膨張圧を自動的に保持して車輪の潤滑仕切り室内における圧力増大の蓋然性を低減するようにした、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１４】
本発明の更にもう１つの目的は、当回転ハウジングと車軸スピンドル間の装着上の不釣合いを招来する、該アセンブリーのエアーシールの磨耗を最小限のものとした、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、ハブキャップの外部で回転ユニオンの構成部品の取外し及び取替えを行って、ハブキャップを取外す必要性及びその他のシール領域を汚染する危険性を排除して部品の取替えを効率的に行えるようにした、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１６】
本発明の更に別の目的は、部品の取替える必要性も無く、車輪ハブキャップの形態を広範に種々に変えることができる、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１７】
本発明の更にもう１つの目的は、タイヤに高流量の空気を付与して大容量の空気漏れを管理しかつタイヤのパンク時のタイヤ膨張時間を低減化した、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、構造が簡単で製造コストが安価である、中央タイヤ膨張システムに使用される回転ユニオンアセンブリーを提供することにある。
【００１９】
本発明の上述した種々の目的および利点およびその他の目的および利点は、添付図面と関連付けて詳細に後述することから容易に理解されよう。
【００２０】
（発明を実施するための最良の形態）
図面を詳しく参照すると、本発明のロータリーユニオンアセンブリー１０は、空気タイヤの膨張圧力を自動的に保持するために静止軸を用いる広範囲な可動車両に有用であり、特にトラクタートレーラーに適している。従って、アセンブリー１０は、静止トラクタートレーラー軸１６上に備えられた１対の近接した車両タイヤ１２及び１４と共に記載される。同一のロータリーユニオンアセンブリー１０は、取りつけられたタイヤの膨張圧力を保持するために、トレーラーの各軸の端部に備えられているが、その役割をするわずか１つのアセンブリー及びタイヤを参照する。
【００２１】
タイヤ１２及び１４を支持したトレーラー軸１６は密閉され、トレーラー軸１６の伸長端部に溶接されるスピンドル１８をエアー供給ライン２０と空気導管と連結するために、エアー導管として作用する。エアー供給ライン２０は、圧力保護バルブ及び制御ボックスを介して、圧力を受けながらトレーラー上の従来型エアー圧縮機から軸内部へエアーを供給し、トレーラータイヤの冷タイヤ圧力で軸に加圧する。図２及び３でわかるように、軸スピンドル１８は、軸上に伸びる中央設置導管２２を備え、該導管は、拡開筒状孔２４内の下流端部で終わる。外面の溝内に装着されたＯリングと共に備えられた筒状プラグ２６は、孔２４内に気密に固定される。プラグ２６は、中央に配置されたねじ付き開口２８を形成する。プラグ２６は、プレス嵌合またはタッピンねじで孔２４に固定される。流通器具３０は、開口２８内でＮＰＴ型のねじと係合し、プラグ２６と気密嵌合させるために好ましくは密閉剤でコートされる。剛直な端部を形成するトレーラー軸の変形例において、伸長端部は、器具３０にねじ付開口２８をもたらすために、孔をあけ、ねじをつける。
【００２２】
器具３０は、伸長する軸方向開放通路３２を形成し、シール保持リング３６近くに通路３２を延ばすＯリング３４を収容する。Ｏリング３４及び保持リング３６は、通路３２の段部３８に配置され、図３でわかるように、下流にあるわずかに拡大された通路部分３９で終わる。可撓性エアーホース４０は通路３２内に配置され、加圧軸１６内部と連結させるために、スピンドル１８内の通路２２へ突き出ている。適切なエアーフィルター３７は、軸１６内のホース４０の上流端部に備えられ、ホースを介して、軸内部に存在する空気流からのくずを除去する。器具３０内に収容されるＯリング３４は、器具３０に関してホースの軸方向の調節を許容しながら、エアーホースの周りを気密にする。エアーホース４０の下流端部４１は、第２器具４２内に固定され、該第２器具はエアーホース４０をしっかりと掴む。プレスト  エンキャプシュレーテッド  カートリッジ（Presto Encapsulated Cartridge）PPMCEN-4型、管サイズ１／４の名称で、Parker Hannifin Corporationによって市場で売られている器具は、約０．２５０インチの外径を有するホース４０を備える器具４２を用いるのに、申し分なく適している。可撓性ホース４０は、好ましくはナイロンまたはプラスチック素材から成り、約 ０．０５０インチの厚さの壁を形成する。
【００２３】
器具４２は、外側Ｏリング４３を収容し、プレス嵌合で室４４内に気密に固定され、該室４４は、エアーホース４０と軸上で配置される伸長スチールシャフト４５の上流端部内に形成される。シャフト４５は、室４４と連結しそこから延びている軸方向に配置されたエアー通路４６を備える。シャフト４５は、ハブキャップ５４の端壁５２の近傍で外側に装備されるロータリーハジウング５０内に突き出ている。ロータリーハウジング５０は、シャフト４５及びロータリーユニオン７０の他の構成要素を収めるために軸方向に延びる通路５８を形成する。１対の高品質の自滑軸受５６は、通路５８の１部分の周りにあるハウジング５０内に装備され、該軸受は、シャフト４５の下流部分５９をプレス嵌合で収容し、シャフト４５上のロータリーハウジング５０を自由に回転可能に装備することが可能である。W688AZSZ/1Kというモデル名称でマウント  プロスペクトIll（Mt. Prospect, Ill）のＮＴＮベアリング  コーポレーション  オブ  アメリカ（NTN Bearing Corporation of America）によって市場に売られる軸受は、これの適用には最適である。軸受５６は保持リング６０及び６１によってハウジング５０内の所定位置に固定される。軸受５６を通り突き抜けるシャフト４５の下流部分５９は、直径が縮小され、軸受接合肩部６２及び平坦な端面６３を形成する。
【００２４】
ロータリーハウジング５０の小径部分６４は、中央に配置された孔６５を通ってハブキャップ５４の端壁内に突出し、これによりロータリーハウジングは、ハブキャップ及びシャフト４５、可撓性エアーホース４０及び器具３０と軸上一列にあるハブキャップ５４の外側端壁５２に対して、外側Ｏリング６６及び内側ロックリング６７を介して、気密に固定されている。ハブキャップ５４は、車両ラグナット６９とラグボルト６９’とをねじで螺合することで、外側タイヤホイール６８に固定される。従って、軸上に配置された、静止シャフト４５、エアーホース４０及び器具３０に対するタイヤ１２及び１４の回転は、ホイールハブキャップ５４及びロータリーハウジング５０の回転に影響を及ぼす。
【００２５】
ロータリーハウジング５０内のロータリーユニオンまたはシール７０は、静止伸長シャフト４５、軸上に配置され、そこから軸方向に延びる開口通路を備える黒鉛要素７２、スチールワッシャー７８、ワッシャー７８と黒鉛要素７２の下流端部の間に配置されるＯリング７９、並びにプラグ８４上の筒状突起８２で取りつけられるコイルスプリング８０によって備え、プラグ８４は、その上にＯリング８３を備え、ロータリーハウジング５０の伸長端部で密閉係合して、固定される。黒鉛要素は、六角部分７２’を形成する。該六角部分は、ロータリーハウジング５０内の通路５８の対応形状部分５８’内に嵌合し、これによって、ハブキャップ５４とハウジング５０の回転運動が、黒鉛要素７２に伝えられる。スプリング部材８０は０．２５インチ圧縮されると、約５．５から６．０ポンドのばね力を生み出し、プラグ部材８４及びワッシャー７８を支え、黒鉛要素７２の上流平端面７３を、静止シャフト４５の平端面６３附近の下流側同一面に対して押しつける。吹出し孔８６は、静止シャフト４５の端面６３と黒鉛要素７２上にある回転端面７３の接合部附近で通路５８に通じるロータリーハウジング５０内に備えられる。それゆえ、もしエアー漏出がロータリーユニオン７０で起これば、この漏出エアーは大気に流れ、軸受を加圧したりまたは軸受を通ってハブキャップ内の潤滑区画室８８に漏れることはない。更に、複数の従来のカモノハシ型逃しバルブ（図示せず）は、好ましくはロータリーハウジング５０から半径方向に離れた位置のハブキャップ端壁５２内に備えられ、その結果稀にエアー漏出がハブキャップ内に起こっても、潤滑区画室内の圧力増加が回避される。
【００２６】
対向配置された１対の半径方向通路９０及び９２がロータリーハウジング５０内に備えられ、これらの通路は図３に見られるように、スプリング部材８０近傍の軸方向通路５８につながっている。前述の構造により、軸１６内の圧力がかかったエアーは、静止可撓性ホース４０、装置３０及び４２並びに静止シャフト４５に入って回転黒鉛要素７２に入り、この要素はスプリング部材８０によってシャフトに対して押しつけられる。その後エアーは要素７２を通りハウジング通路９０及び９２に入り、エアーライン９６及び９８（図４参照）を介してトレーラータイヤ１２及び１４に向かう。結果として得られるロータリーシールは、漏れなしに非常に長持ちすることがわかった。頭部にアレン（Allen）レンチ開口９９を形成するねじで係合されたプラグ８４によって、ロータリーハウジング５０及びその中に配置されたロータリーシール７０を包含する要素の内側に即座にアクセスすることが可能である。
【００２７】
ロータリーハウジング５０内の対向する通路９０及び９２は、シュレッダー（Schraeder）バルブ１００及び１０２（図４参照）のそれぞれを螺合するための内側ねじを備えている。バルブ１００及び１０２の各々は、約９０psiの開放圧力を有し、ぎざぎざナット１０４及び１０６内のエアーホース９６及び９８内に備えられた従来型減圧チェックバルブ１０３（１つだけ図示されている）によって、開口保持される。減圧チェックバルブ１０３の下流の実質的に近傍に配置されているのは、第２のシュレッダー（Schraeder）バルブ１０５（１つだけ図示されている）の対であり、該バルブは、通常閉じられており、約３psiの開放圧力を有する。エアーホース９６及び９８は、ロータリーハウジング５０から反対方向に漏出してタイヤ１２及び１４上に取りつけられる従来型バルブステム（図示せず）へ達している。タイヤバルブステムと螺合し始めにエアーホース９６及び９８の下流端部によって備えられるねじ付ホース器具１０８は、減圧チェックバルブ（図示せず）を備え、これによって、エアーホースをバルブステムに螺合すると、タイヤバルブステム内のチェックバルブが開放配置に保持され、それによって、タイヤ１２及び１４の内部をエアーホース９６及び９８につなぐ。
【００２８】
前述の構造によって、車両タイヤ１２及び１４の冷圧力に相当する圧力下にあるエアーが、ロータリーユニオンアセンブリー１０及びロータリーハウジング５０によって支持された開放シュレッダー（Schraeder）バルブ１００及び１０２を通り、軸１６からもたらされる。バルブ１００及び１０２を通ってバルブ１０５に進むエアーは、タイヤ１２及び１４内のエアーと同一圧力であるので、バルブ１０５は、均衡がとれ、閉鎖が維持され、エアー流がロータリーアセンブリー１０を通るエアー流を阻止する。１つのタイヤで漏れが生じると、エアーホース９６または９８の下流で圧力低下によって、中に装備されたバルブ１０５に圧力不均衡が生じる。この不均衡が３psiに達するとすぐに、バルブ１０５が開き、タイヤ内の所望なタイヤ圧に保つために漏れているタイヤにエアーが入る。自動エアー膨張システムが閉じられると、軸内の圧力はタイヤ圧に維持される。従って、バルブ１０５は、均衡が保たれ、閉鎖され、その結果、タイヤからエアーは抜けない。もし軸が漏れており、圧力がバルブ１０５の上流側で低下すれば、閉じたままになり、タイヤが軸内の減圧室にエアーを放つことはない。もし万が一ハウジング５０からホース９６または９８のうちの１つを取り除いたならば、ホースが損傷したときにおこるように、バルブ１００または１０２が閉じ、システムが連続してエアーを大気に放出することはない。
【００２９】
最後に、タイヤ漏れを示す自動タイヤ膨張システムが作動すると、ドライバーに警告するために、警告ライト（図示せず）が備えられる。更に、もし各々のタイヤステムからエアーホース９６または９８のうちの１つをはずすと、警告ライトが点灯し、自動タイヤ膨張システムが、ドライバーに認知されないで、連続してエアーをシステムに注ぎ込むことはない。このような警告システムは、トレーラーのハーネスと電気通信するマイクロスイッチを包含し、該マイクロスイッチは、自動タイヤ膨張システム内での制御ボックスの作動によって、閉鎖し、トレーラーの前左コーナーに装着された受信ユニットに、シグナルを送る送信機を作動する。受信ユニットは、付随したトラクターのサイドミラーからドライバーにはっきりと見える複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を作動させる。
【００３０】
本発明の概念及び範囲からはずれることなく、本発明を実施するのにあたり、種々の変更及び修正がなされ得る。これらの変更及び修正が添付の請求の範囲内にあるかぎり、本発明の一部としてみなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  静止軸上に備えられたトラクタートレーラータイヤの外側ホイール上のハブキャップに固定された本発明を示したロータリーユニオンアセンブリーの部分斜視図である。
【図２】  本発明のロータリーユニオンアセンブリーの構成要素を示す拡大斜視図である。
【図３】  本発明のロータリーユニオンアセンブリー及び付随スピンドルの断面図である。
【図４】  ロータリーハウジング、エアー供給ライン及び本発明のロータリーユニオンアセンブリーに用いられる付随バルブの部分側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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