(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮エア供給源と、
ハブを支持するハブベアリングに形成されたエア流通部と、
前記ハブベアリングの前記エア流通部と前記圧縮エア供給源とをつなぐエア配管と、
ホィールの肉厚内部に形成され一端側がタイヤ内部に開口するエア流通孔と、
前記ハブに形成されかつ前記ホィールのエア流通孔の他端側と前記ハブベアリングのエア流通部とに連通可能なエア流通部と、
前記ハブに形成された前記エア流通部と前記ホィールのエア流通孔との間に設けられかつ前記圧縮エア供給源から送られる圧縮エアを前記ホィールのエア流通孔に供給するエア供給モードとタイヤ内部のエアを排出する排出モードとに切換可能な切換弁と、
を具備し、かつ、
前記エア流通孔は、前記ホィールの金属材料よりも融点の高い金属からなるパイプを該ホィールのディスク部と一体に鋳込むことにより前記パイプの内側に形成され、該エア流通孔の一端が前記ホィールのリム部の内面側において前記タイヤの内部空間に開口し、該エア流通孔の他端が前記ホィールのディスク部の外壁面に開口することを特徴とするタイヤ空気圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両に装備されるタイヤ空気圧調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のクロスカントリーラリーなどのように路面状況が刻々と変化する地域を走行する場合、タイヤ性能を最大限に引き出すには、路面状況に応じてタイヤ空気圧を適切に調整する必要がある。例えば砂丘走行時には比較的低い空気圧によってトラクション性能を確保し、硬く踏み固められたハードグラベル走行時等には高い空気圧によって旋回性能を高めたり耐パンク性を高めることが望まれる。
【０００３】
従来は、上記のようなタイヤ空気圧調整が必要になったときに、そのつど車両を停止させ、乗員が車両から降りてタイヤから空気の一部を排出したり、あるいは高圧エアボンベによってエアをタイヤ内部に供給するといった作業を行なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため従来はタイヤ空気圧調整に手間がかかり、大きなタイムロスにつながるだけでなく、最適な空気圧に調整することに困難を伴う場合がある。そうかといって空気圧調整を怠ると、適正な空気圧で走行することができず、トラブル発生の原因となってしまう。
【０００５】
なお、特許第２５４０７４５号に記載されている従来例のように、ハブの中心部に切換弁を設け、この切換弁とタイヤとを空気配管でつなぎ、車載の圧縮空気供給源から供給される圧縮空気を切換弁を介してタイヤに導くことにより、走行中にタイヤ空気圧を調整できるようにしたものも提案されている。しかしながらこの従来例は、前記空気配管がホィールの外面に沿って外部に露出し、この空気配管がホィールと一体に回転することになるため、走行中に空気配管が障害物と接触することによるトラブル発生の可能性がある。しかもこの従来例は、ナックルの中心を通る空気通路がナックルの背面側において車体側（固定側）の空気配管に接続されるため、駆動輪のようにナックルの中心部に車軸部材が通るものでは、空気配管が車軸部材やドライブシャフトと干渉することから、駆動輪に適用することが困難である。
【０００６】
従って本発明の目的は、車両走行中に必要に応じてタイヤ空気圧を所望の圧力に速やかに調整することができるようなタイヤ空気圧調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明は、請求項１に記載したように構成され、エア流通孔はホィールの金属材料よりも融点の高い金属からなるパイプを該ホィールのディスク部と一体に鋳込むことにより前記パイプの内側に形成され、該エア流通孔の一端が前記ホィールのリム部の内面側においてタイヤの内部空間に開口し、該エア流通孔の他端がホィールのディスク部の外壁面に開口する。タイヤ空気圧を高めたい場合、切換弁をエア供給モードにし、圧縮エア供給源から送られる高圧エアをハブベアリングのエア流通部とハブのエア流通部と切換弁などを経てホィール内部のエア流通孔に送ることにより、圧縮エアをタイヤの内部に供給する。タイヤ空気圧を減少させたい場合には、切換弁を排出モードに切換えることにより、タイヤ内部の空気をホィールのエア流通孔を経て大気中に放出する。
【０００８】
ホィールにエア流通孔を形成する手段として、例えばホィールの鋳造時にホィールの金属材料（例えばアルミニウム合金等）よりも融点の高い金属からなるパイプをホィールと一体に鋳込むことにより、ホィールの肉厚内部にエア流通孔を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図面に示すタイヤ空気圧調整装置１を参照して説明する。
図１は、自動車等の車両のホィール１０を回転自在に支持するための車輪支持部１１を示している。この車輪支持部１１は、ホィール１０を取付けるハブ１２と、ハブ１２を支持するためのハブベアリング１３によってハブ１２を回転自在に支持するナックル１４と、ハブ１２のスプライン孔１５に挿入される車軸部材（アクスルシャフト）１６などを備えている。ホィール１０のリム部１０ａにタイヤ１７が装着される。車軸部材１６には、自在継手２０を介してドライブシャフト２１が連結される。ホィール１０の回転中心部分には、後述する切換弁ユニット２２が設けられている。切換弁ユニット２２の後壁２２ａとハブ１２の端壁１２ａとの間に、エア室２３が形成される。
【００１０】
ハブ１２と車軸部材１６とは互いにスプライン嵌合した状態でボルト２４によって固定されている。エンジンの回転力はドライブシャフト２１と自在継手２０を介して車軸部材１６に伝わり、車軸部材１６が回転することによってハブ１２が回転する。ハブ１２には、ハブボルト３０やロータ取付部材３１が設けられている。ロータ取付部材３１には、ディスクブレーキの一部を構成するブレーキロータ３２が固定されている。ホィール１０は、ハブボルト３０に螺合されるナット３３によってハブ１２に締結される。ナックル（ハブキャリア）１４にアッパボールジョイント３４やロアボールジョイント３５などが設けられている。
【００１１】
ハブベアリング１３は、内輪４０と、外輪４１と、ボール等の転動部材４２などを備えている。内輪４０と外輪４１にそれぞれエア流通部４３，４４が形成されている。エア流通部４３，４４はそれぞれハブベアリング１３の内周面と外周面に開口し、ハブベアリング１３の内周側と外周側とを連通させている。また、内輪４０と外輪４１との間に、エア流通部４３，４４を気密に保ちかつ内輪４０と外輪４１との相対回転を許容するシール材４５，４６が設けられている。内輪４０の内周側と外輪４１の外周側にも、気密を保つためのシール材４７，４８が設けられている。
【００１２】
外輪４１のエア流通部４４は、ナックル１４に設けたエア流通部５５に連通している。このエア流通部５５は、接続部材５６を介してエア配管５７に接続される。エア配管５７は、図２に示すように電磁弁６０を介して車載の圧縮エア供給源６１と負圧源６２に接続されている。電磁弁６０と圧縮エア供給源６１との間に減圧弁６３が設けられている。
【００１３】
圧縮エア供給源６１は、コンプレッサ等によって圧縮された高圧エア（例えば１２ＭＰａの空気）を蓄えるタンクである。減圧弁６３は圧縮エア供給源６１の圧力を例えば３００ｋＰａ程度に減圧する。なお、圧縮エア供給源６１は空気以外のガス（例えばＣＯ2 やＮ2 ）などを蓄えるアキュムレータであってもよい。すなわちこの明細書でいうエアは、いわゆる空気をはじめとして、空気以外の気体も含む概念である。負圧源６２は、例えばエンジンの吸気経路等に発生する大気圧以下の負圧を利用するものでよい。
【００１４】
電磁弁６０は、車載のマイクロコンピュータ等を利用したコントローラ６５によって開閉動作が制御され、後述するようにタイヤ空気圧を高めたい場合には圧縮エア供給源６１をエア配管５７に連通させ、タイヤ空気圧を下げたい場合には負圧源６２をエア配管５７に連通させる機能を有している。
【００１５】
ハブベアリング１３の内輪４０に設けたエア流通部４３は、ハブ１２に形成されたエア流通部６６に連通している。このエア流通部６６は、前記エア室２３に連通している。エア室２３のエア圧は圧力センサ６７（図２に示す）によって検出され、その検出信号がコントローラ６５に入力されるようになっている。
【００１６】
図３にホィール１０の一部を示すように、ホィール１０のディスク部（スポーク部と称されることもある）１０ｂの肉厚内部に、エア流通孔７０が形成されている。ホィール１０の一例はアルミニウム合金などの軽合金からなる鋳造等による一体成形品であり、その鋳造時にディスク部１０ｂにホィール１０の材料（例えばアルミニウム合金）よりも融点の高い金属パイプ７１をホィール１０と一体に鋳込むことにより、パイプ７１の内側にエア流通孔７０が形成されるようにしている。
【００１７】
エア流通孔７０の一端７０ａは、ホィール１０のリム部１０ａの内面側、すなわちタイヤ１７の内部空間に開口するようになっている。エア流通孔７０の他端７０ｂは、ホィール１０のディスク部１０ｂの内周部近傍の外壁面７２に開口している。
【００１８】
切換弁ユニット２２は、ホィール１０のディスク部１０ｂの内周部に固定されるハウジング８０を有している。このハウジング８０の後壁２２ａとハブ１２の端壁１２ａとの間にエア室２３が形成される。ハウジング８０の内部に切換弁８１が収容されている。この切換弁ユニット２２はハブ１２に固定されていてもよい。
【００１９】
図４等に拡大して示すように、切換弁８１は、第１の弁座８２を有するバルブボディ８３と、バルブボディ８３に収容されかつ第１の弁座８２に対して接離可能な弁体（チェックボール）８４と、第２の弁座８５を有するダイヤフラム８６と、ダイヤフラムカバー８７と、ダイヤフラム８６の第２の弁座８５を閉弁させる方向に付勢するリターンばね８８と、エア流通部８９と、大気側に開放されたエア排出部（リリースポート）９０などを備えて構成されている。エア流通部８９はホィール１０のエア流通孔７０に連通している。弁体８４やダイヤフラム８６等はホィール１０の回転中心に位置している。
【００２０】
この切換弁８１は、後述するように、圧縮エア供給源６１から供給される高圧エアをホィール１０のエア流通孔７０に供給するエア供給モードと、タイヤ内部の空気をエア排出部９０から排出する排出モードと、エアの移動を止める保持モードとに切換えることができる。この切換弁８１をはじめとして、エア流通孔７０を備えたホィール１０、エア流通部４３，４４を備えたハブベアリング１３、圧縮エア供給源６１およびコントローラ６５などは、この発明のタイヤ空気圧調整装置１を構成している。
【００２１】
次に、上記タイヤ空気圧調整装置１の作用について説明する。
図４は、タイヤ空気圧が保持されている状態、すなわち切換弁８１が保持モードにある状態を示している。この保持モードでは、タイヤ１７の内圧がエア流通孔７０とエア流通部８９を介して弁体８４に作用し、弁体８４が第１の弁座８２に押圧されるため、第１の弁座８２が閉弁している。また、リターンばね８８の反発荷重によってダイヤフラム８６の第２の弁座８５が閉弁状態に保たれる。このためタイヤの空気圧が維持される。この保持モードでは、万一エア配管５７等が破損しても、弁体８４が閉弁状態を維持できるため、タイヤ空気圧を保つことができる。
【００２２】
タイヤ空気圧を高めたい場合、コントローラ６５のスイッチを車内にて操作することにより、コントローラ６５に予め設定されている複数種類のタイヤ空気圧の中から希望の加圧側のタイヤ空気圧を選定する。この場合、コントローラ６５が送出する電気的な指令により、電磁弁６０がエア供給モードに切換わり、圧縮エア供給源６１がエア配管５７に連通する。これにより、圧縮エア供給源６１から供給される高圧エアがハブベアリング１３のエア流通部４３，４４を通り、エア室２３に送られる。
【００２３】
図５に示すようにエア室２３に供給された高圧エアは、弁体８４を押し開けながらエア流通部８９を通り、ホィール１０のエア流通孔７０を経てタイヤ１７の内部に供給され、タイヤ空気圧を高めることになる。この加圧操作は、車両を停止させることなく走行中に行なうことができる。
【００２４】
そして予め設定された空気圧に至った時点で電磁弁６０が保持モードに復帰してエア配管５７を遮断することにより、切換弁８１が元の閉弁状態、すなわち図４に示す保持モードに復帰し、エアの供給が止まる。そしてこのタイヤ空気圧以外の圧力が選択されるまでは、圧力センサが随時圧力をモニタしながらタイヤ１７の内圧を一定に保つ。
【００２５】
タイヤ空気圧を減少させたい場合は、コントローラ６５のスイッチを操作することにより、コントローラ６５に予め設定されている減圧側の希望のタイヤ空気圧を指定する。この場合、コントローラ６５が送出する電気的な指令によって、電磁弁６０が排出モードに切換わり、負圧源６２がエア配管５７に連通することにより、負圧源６２の負圧がエア室２３に作用する。この場合、切換弁８１は、図６に示す排出モードのようにダイヤフラム８６をエア室２３側に吸引するため第２の弁座８５が開弁する。
【００２６】
この排出モードにより、タイヤ１７の内部のエアがホィール１０のエア流通孔７０を経て切換弁８１の第２の弁座８５を通り、エア排出部９０から大気中に放出される。この減圧操作も、車両を停止させることなく行なうことができる。すなわち走行中に、路面状況に応じて臨機応変にタイヤ空気圧を変化させることができ、タイムロスを生じることがない。
【００２７】
そして予め設定された空気圧に至った時点で、電磁弁６０が保持モードに復帰し、エア配管５７を遮断することにより、ダイヤフラム８６がリターンばね８８の弾力によって元の状態、すなわち図４に示す保持モードに復帰してエアの放出が止まる。この場合も、他のタイヤ空気圧が選択されるまでは、圧力センサが随時圧力をモニタしながらタイヤ内圧を一定に保つ。
【００２８】
この実施形態の場合、タイヤ１７と一体に回転するホィール１０の肉厚内部にエア流通孔７０を形成し、ホィール１０に設けた切換弁８１を介してエア流通孔７０がハブベアリング１３のエア流通部４３，４４に連通するようにしている。そしてエア流通部４４がナックル１４の側部において車体側のエア配管５７に接続される。このためホィール１０の外側にエア配管等が突出しないためエア配管等が障害物に触れるおそれがなくなり、信頼性が確保される。
【００２９】
しかも前記切換弁８１は、ハブベアリング１３に設けたエア流通部４４を介して、ナックル１４の側部においてエア配管５７に接続されるため、エア配管５７が車軸部材１６やドライブシャフト２１と干渉することがない。このためナックル１４の内側に車軸部材１６が通るような駆動輪にも問題なく適用することができる。
【００３０】
なお、この発明を実施するに当たって、ホィールやその内部のエア流通孔をはじめとして、切換弁、ハブベアリング、圧縮エア供給源など、この発明を構成する各要素をそれぞれ適宜に変形して実施できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載した本発明のタイヤ空気圧調整装置によれば、路面状況などに応じてタイヤ空気圧を適正な値に速やかに調整することができ、タイムロスをなくすことができる。本発明のタイヤ空気圧調整装置は、エア流通孔をホィールの肉厚内部に形成しているため、エア配管等がホィール外部に突出することがなく信頼性が高いものである。そしてハブベアリングに形成したエア流通部を介して車体側のエア配管に接続されるため、駆動輪のようにナックルの中心部に車軸部材が通るものにおいて車軸部材とエア配管との干渉を避けることができ、駆動輪にも問題なく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すタイヤ空気圧調整装置を備えた車両の一部の断面図。
【図２】  図１に示されたタイヤ空気圧調整装置の圧縮エア供給源やエア配管等を示す概略図。
【図３】  図１に示されたタイヤ空気圧調整装置に用いるホィールの一部の断面図。
【図４】  図１に示されたタイヤ空気圧調整装置の切換弁の保持モードを拡大して示す断面図。
【図５】  図１に示されたタイヤ空気圧調整装置の切換弁のエア供給モードを拡大して示す断面図。
【図６】  図１に示されたタイヤ空気圧調整装置の切換弁の排出モードを拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１…タイヤ空気圧調整装置
１０…ホィール
１３…ハブベアリング
１６…車軸部材
１７…タイヤ
４３，４４…エア流通部
５７…エア配管
６１…圧縮エア供給源
６２…負圧源
７０…エア流通孔
８１…切換弁
【図１】
0003807140.tif 000002
【図２】
0003807140.tif 000003
【図３】
0003807140.tif 000004
【図４】
0003807140.tif 000005
【図５】
0003807140.tif 000006
【図６】
0003807140.tif 000007