JP4243866B2 - 圧力生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力生成装置、例えば、車両の車軸ハブによって保持されて回転可能なホイールと同ホイールに装着されてタイヤ空気室を形成するタイヤを備えた車輪の前記タイヤ空気室に加圧空気を供給可能な圧力（空気圧）生成装置に関する。

この種の圧力生成装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。この特許文献１に記載されている圧力生成装置（タイヤ空気圧調整装置）においては、車両の車軸ハブを回転駆動する車軸と共に回転する部材に、車軸の軸方向に往復運動するポンプユニットを配置して、このポンプユニットのピストンの一端を車輪の回転に対して非回転のカム部材の斜面に当接させている。このため、車輪の回転に伴ってポンプユニットのピストンが往復運動してポンプ機能が得られる。
特開平１１−１３９１１８号公報

ところで、上記した特許文献１に記載されている圧力生成装置の構成では、ポンプユニットにおけるピストンの軸心が車軸の軸心に対して径外方に所定量偏心している。このため、ピストンの一端と当接するカム部材の斜面の径をピストンの軸心の径方向偏心量に相当する量以上としなければならず、当該圧力生成装置の小型化は困難であって、車両への搭載性に難がある。また、ホイールバランス（回転バランス）の均衡を図るために、ポンプユニットの重量を相殺するためのカウンターウエイト（バランスウエイト）を設ける必要があって、これによっても、当該圧力生成装置の小型化を困難としている。

本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、当該圧力生成装置を、回転不能な支持部材内にて軸受を介して回転可能に支持される回転軸部を備えた回転体、この回転体の前記回転軸部に対して一体回転可能かつポンプ作動可能に組付けられてポンプ室を形成するポンプ作動体、前記回転体の前記支持部材に対する回転運動を前記ポンプ作動体のポンプ作動に変換させる運動変換機構、前記回転体に形成されて前記ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路、前記回転体に形成されて前記ポンプ室から流体を吐出可能な吐出通路を備える構成としたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。

この場合において、前記回転体が車両の車軸ハブであり、前記支持部材が前記車軸ハブを回転可能に支持するナックルであり、前記流体が空気であること（請求項２に係る発明）も可能である。また、前記ポンプ作動体が前記回転軸部に対して一体回転可能かつ往復動可能に組付けられるピストンであり、前記運動変換機構が前記回転体の前記支持部材に対する回転運動を前記ピストンの往復運動に変換させる運動変換機構であること（請求項３に係る発明）も可能である。

この場合において、前記回転軸部には、前記ピストンを軸方向にて往復動可能に収容するシリンダ内孔が同軸的に形成され、前記ピストンには、前記回転軸部を軸方向にて移動可能かつ回転方向にて移動不能に貫通する荷重伝達子が設けられていて、この荷重伝達子のピストン径方向外端に設けたカムフォロアと前記支持部材内に組付けた円筒カムによって前記運動変換機構が構成されていること（請求項４に係る発明）も可能である。

また、前記ピストンは円筒状に形成されて前記回転軸部の外周に一体回転可能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられていて、前記支持部材と前記回転軸部間には、前記支持部材に対して一体的に設けられて前記ピストンを軸方向にて往復動可能に収容するシリンダ部材が介装され、前記ピストンと前記シリンダ部材間に前記運動変換機構が設定されていること（請求項５に係る発明）も可能である。

また、前記回転軸部には、前記ピストンを前記回転軸部の径方向にて往復動可能に収容するシリンダ内孔が形成されていて、前記ピストンの前記シリンダ内孔から外方に突出する外端に設けたカムフォロアと前記支持部材内に組付けた円筒カムによって前記運動変換機構が構成されていること（請求項６に係る発明）も可能である。

上記した本発明による圧力生成装置においては、回転体が支持部材に対して回転すると、その回転運動が運動変換機構によりポンプ作動体のポンプ作動に変換されて、ポンプ作動体がポンプ作動する。これにより、ポンプ室の容積が増減して、吸入通路を通してポンプ室に吸入された流体がポンプ室から吐出通路を通して吐出される。

ところで、本発明による圧力生成装置においては、回転体の回転軸部が支持部材内にて軸受を介して回転可能に支持され、この回転体の回転軸部に対してポンプ作動体（ピストン）が一体回転可能かつポンプ作動可能に組付けられてポンプ室を形成している。このため、回転バランスの均衡を図るために回転体にバランスウエイトを設ける必要がないことは勿論のこと、当該圧力生成装置を支持部材内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置の小型化が可能である。

また、本発明の実施に際して、前記回転軸部は軸方向にて所定の間隔で配置された第１軸受と第２軸受を介して前記支持部材に回転可能に支持されていること（請求項７に係る発明）も可能である。この場合には、支持部材に対する回転体の支持剛性を第１軸受と第２軸受によって確保することが可能である。また、この場合において、前記第１軸受と前記第２軸受間に、前記運動変換機構が介装されるように構成すること（請求項８に係る発明）も可能である。この場合には、第１軸受と第２軸受間のスペースを運動変換機構の収容スペースとして有効に活用することができて、当該圧力生成装置をコンパクトに構成することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記回転軸部と前記支持部材間に、前記第１軸受と前記第２軸受を密封するための第１シール部材と第２シール部材を前記運動変換機構と前記両軸受を軸方向にて挟むようにして介装すること（請求項９に係る発明）も可能である。この場合には、第１シール部材と第２シール部材により、第１軸受と前記第２軸受を密封することが可能であるとともに、運動変換機構を密封することが可能であり、シール部材の共用化により当該圧力生成装置のコンパクト化、低コスト化が可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による圧力生成装置の第１実施形態を示していて、この第１実施形態の圧力生成装置ＡＰ１は、車両における車輪のタイヤ空気室（図示省略）に加圧空気を供給可能な空気圧生成装置であり、支持部材としてのナックルの一部である円筒支持部１１と、回転体としての車軸ハブ２０と、ポンプ作動体としての円柱状のピストン３０を備えるとともに、車軸ハブ２０の円筒支持部１１に対する回転運動をピストン３０の往復運動に変換させる運動変換機構としてのカム部材４１およびカムフォロア４２と、カムフォロア４２を回転自在に支承するロッド４３を備えている。

円筒支持部１１は、軸線Ｌｏを中心とする円筒形状に形成されていて、軸線Ｌｏ回りに回転不能であり、その内部には車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａが一対の軸受１２，１３と一対の環状シール部材１４，１５を介して軸線Ｌｏ回りに回転可能かつ液密的に支持されている。一対の軸受１２，１３は、回転軸部２１Ａの軸方向（軸線Ｌｏに沿った方向）に所定量離れて配置されていて、カム部材４１を回転軸部２１Ａの軸方向にて挟むようにして円筒支持部１１と回転軸部２１Ａ間に介装されており、車軸ハブ２０を円筒支持部１１すなわちナックルに対して回転可能としている。一対の環状シール部材１４，１５は、回転軸部２１Ａの軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材４１と両軸受１２，１３を回転軸部２１Ａの軸方向にて挟むようにして円筒支持部１１と回転軸部２１Ａ間に介装されており、円筒支持部１１と回転軸部２１Ａ間を液密的にシールしている。

車軸ハブ２０は、ハブ本体２１と、このハブ本体２１の下端部外周に液密的に螺着されたスリーブ２２によって構成されている。ハブ本体２１は、回転軸部２１Ａと環状フランジ部２１Ｂを備えていて、回転軸部２１Ａには、一対の軸方向長孔２１ａとシリンダ内孔２１ｂが形成され、環状フランジ部２１Ｂには、車輪（図示省略）の取付部２１ｃ（詳細は図示省略）が形成され、回転軸部２１Ａと環状フランジ部２１Ｂには、吸入通路２１ｄと吐出通路２１ｅが形成されている。

一対の軸方向長孔２１ａは、ピストン３０とカムフォロア４２とロッド４３を車軸ハブ２０と一体回転可能かつ軸方向に往復動可能にガイドするガイド手段であり、車軸ハブ２０における回転軸部２１Ａの周方向にて１８０度の間隔で形成されている。シリンダ内孔２１ｂは、ピストン３０を収容していて、ピストン３０とにより回転軸部２１Ａ内にポンプ室Ｒｏを形成している。吸入通路２１ｄは、ポンプ室Ｒｏに空気を導入（吸入）するためのものであり、その内部には吸入チェック弁Ｖｉが介装されている。吐出通路２１ｅは、ポンプ室Ｒｏから空気を導出（吐出）するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Ｖｏが介装されている。なお、ポンプ室Ｒｏから吐出される加圧空気は、車軸ハブ２０に組付けられる車輪のタイヤ空気室（図示省略）に供給可能である。

ピストン３０は、車軸ハブ２０における回転軸部２１Ａのシリンダ内孔２１ｂに一対の環状シール部材３１，３２を介して挿入されていて、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａに対して同軸的で一体回転可能かつ軸方向に往復動可能に組付けられている。また、ピストン３０には、環状溝３０ａとピストン径方向に延びる貫通孔３０ｂが形成されている。一対の環状シール部材３１，３２は、ピストン軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン３０の軸方向端部にてピストン３０と回転軸部２１Ａ間に介装されており、ピストン３０と回転軸部２１Ａ間を気密的および液密的にシールしている。

環状溝３０ａは、一対の環状シール部材３１，３２間にてピストン３０の外周に形成されていて、ピストン３０と回転軸部２１Ａ間に環状空間Ｒ１を形成している。この環状空間Ｒ１は、回転軸部２１Ａに形成した各軸方向長孔２１ａを通して、一対の環状シール部材１４，１５間に形成された環状空間Ｒ２に連通している。各環状空間Ｒ１，Ｒ２は、ピストン３０が軸方向に往復動しても容積が変化しないものであり、４個のシール部材１４，１５，３１，３２によって密封されている。また、環状空間Ｒ１，Ｒ２等は、所要量の潤滑油を収容するオイル室であって、このオイル室には、軸受１２，１３、カム部材４１、カムフォロア４２等が収容されている。

カム部材４１は、円筒支持部１１に一体的に（軸方向に移動不能かつ回転不能に）設けられた円筒カムであり、軸方向にて連接した一対のカムスリーブ４１Ａ，４１Ｂによって構成されていて、回転軸部２１Ａに対して同軸的に配置されている。また、カム部材４１は、環状で軸方向に変動のあるカム部４１ａを有していて、同カム部４１ａはカム溝であり、カムフォロア４２が嵌合している。カム部４１ａは、カムフォロア４２から軸方向の荷重（図示上下方向の荷重）と径方向の荷重（図示左右方向の荷重）を受けるカム面を有していて、このカム面は断面形状がＶ字形状であり、回転軸部２１Ａの周方向にて偶数周期（例えば、２周期）で形成されている。

カムフォロア４２は、ロッド４３のピストン径方向外端に回転自在に組付けたボールであり、軸線Ｌｏに直交するピストン径方向端部にてカム部（カム溝）４１ａに係合していて、カム部材４１に対して相対回転することによりロッド４３とともに回転軸部２１Ａの軸方向（図示上下方向）に移動可能である。ロッド４３は、ピストン３０の貫通孔３０ｂにピストン３０の径方向（貫通孔３０ｂの軸方向）にて移動可能に組付けられた荷重伝達子であり、回転軸部２１Ａの軸方向長孔２１ａに対しては、回転軸部２１Ａの軸方向にて移動可能かつ回転方向にて移動不能に貫通している。

上記のように構成した第１実施形態の圧力生成装置ＡＰ１においては、車軸ハブ２０が円筒支持部１１に対して回転すると、ピストン３０とロッド４３とカムフォロア４２が車軸ハブ２０と一体的に回転してカム部材４１に対して相対回転し軸方向に移動する。このため、車軸ハブ２０の回転運動をピストン３０の往復動に変換可能であり、ピストン３０の往復動によりポンプ室Ｒｏの容積を増大・減少させることができて、吸入チェック弁Ｖｉを介装した吸入通路２１ｄを通して空気をポンプ室Ｒｏに吸入し、ポンプ室Ｒｏから吐出チェック弁Ｖｏを介装した吐出通路２１ｅを通して空気を吐出することが可能であり、この吐出空気（加圧空気）を車軸ハブ２０に組付けられる車輪のタイヤ空気室（図示省略）に供給可能である。

ところで、この第１実施形態の圧力生成装置ＡＰ１においては、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａが円筒支持部１１内にて軸受１２，１３を介して回転可能に支持され、この車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａに対してピストン３０が同軸的で一体回転可能かつ軸方向にて往復動可能（ポンプ作動可能）に組付けられて回転軸部２１Ａに露呈するポンプ室Ｒｏを形成している。このため、回転バランスの均衡を図るために車軸ハブ２０にバランスウエイトを設ける必要がないことは勿論のこと、当該圧力生成装置ＡＰ１を円筒支持部１１内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置ＡＰ１の小型化が可能である。

また、この第１実施形態の圧力生成装置ＡＰ１においては、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａが回転軸部２１Ａの軸方向にて所定の間隔で配置された一対の軸受１２，１３を介して円筒支持部１１に回転可能に支持されている。このため、円筒支持部１１に対する車軸ハブ２０の支持剛性を一対の軸受１２，１３によって確保することが可能である。また、一対の軸受１２，１３間に、運動変換機構としてのカム部材４１とカムフォロア４２が介装されている。このため、一対の軸受１２，１３間のスペースを運動変換機構の収容スペースとして有効に活用することができて、当該圧力生成装置ＡＰ１をコンパクトに構成することが可能である。

また、この第１実施形態の圧力生成装置ＡＰ１においては、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａと円筒支持部１１間に、カム部材４１と両軸受１２，１３を回転軸部２１Ａの軸方向にて挟むようにして一対の軸受１２，１３を密封する一対の環状シール部材１４，１５が介装されている。このため、一対の環状シール部材１４，１５により、一対の軸受１２，１３を密封することが可能であるとともに、運動変換機構としてのカム部材４１とカムフォロア４２を密封することが可能であり、シール部材の共用化により当該圧力生成装置ＡＰ１のコンパクト化、低コスト化が可能である。

また、この第１実施形態の圧力生成装置ＡＰ１においては、ピストン３０と車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａ間を液密的にシールする一対の環状シール部材３１，３２が軸方向に所定量離れて配置されるとともに、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａと円筒支持部１１間を液密的にシールする一対の環状シール部材１４，１５が軸方向に所定量離れて配置されていて、これら４個のシール部材１４，１５，３１，３２によって密封されて所要量の作動油が収容されるオイル室（環状空間Ｒ１，Ｒ２）には、軸受１２，１３、カム部材４１、カムフォロア４３等が収容されている。このため、各摺動部の潤滑性が確保されて、各摺動部での摺動抵抗の低減、耐久性の向上を図ることが可能である。

図２は本発明による圧力生成装置の第２実施形態を示していて、この第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２は、車両における車輪のタイヤ空気室（図示省略）に加圧空気を供給可能な空気圧生成装置であり、支持部材としてのナックルの一部である円筒支持部１１１と、回転体としての車軸ハブ１２０と、ポンプ作動体としての円筒状のピストン１３０を備えるとともに、車軸ハブ１２０の円筒支持部１１１に対する回転運動をピストン１３０の往復運動に変換させる運動変換機構としての円筒カム１４１およびカムフォロア１４２と、ピストン１３０を収容するシリンダ部材１５０を備えている。

円筒支持部１１１は、軸線Ｌｏを中心とする円筒形状に形成されていて、軸線Ｌｏ回りに回転不能であり、その内部には車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａが一対の軸受１１２，１１３と一対の環状シール部材１１４，１１５を介して軸線Ｌｏ回りに回転可能かつ液密的に支持されている。一対の軸受１１２，１１３は、回転軸部１２１Ａの軸方向（軸線Ｌｏに沿った方向）に所定量離れて配置されていて、シリンダ部材１５０を回転軸部１２１Ａの軸方向にて挟むようにして円筒支持部１１１と回転軸部１２１Ａ間に介装されており、車軸ハブ１２０を円筒支持部１１１すなわちナックルに対して回転可能としている。一対の環状シール部材１１４，１１５は、回転軸部１２１Ａの軸方向に所定量離れて配置されていて、シリンダ部材１５０と両軸受１１２，１１３を回転軸部１２１Ａの軸方向にて挟むようにして円筒支持部１１１と回転軸部１２１Ａ間に介装されており、円筒支持部１１１と回転軸部１２１Ａ間を液密的にシールしている。

車軸ハブ１２０は、ハブ本体１２１と、このハブ本体１２１の下端部外周に液密的に螺着されたスリーブ１２２によって構成されている。ハブ本体１２１は、回転軸部１２１Ａと環状フランジ部１２１Ｂを備えていて、回転軸部１２１Ａには、軸方向溝１２１ａと吸入通路１２１ｂと吐出通路１２１ｃが形成され、環状フランジ部１２１Ｂには、車輪（図示省略）の取付部１２１ｄ（詳細は図示省略）が形成されている。

軸方向溝１２１ａは、ピストン１３０の内周に形成した突起１３０ａを軸方向にガイドするガイド手段であり、車軸ハブ１２０における回転軸部１２１Ａの外周に形成されている。吸入通路１２１ｂは、ピストン１３０とシリンダ部材１５０間に形成されたポンプ室Ｒｏに空気を導入（吸入）するためのものであり、その内部には吸入チェック弁Ｖｉが介装されている。吐出通路１２１ｃは、ポンプ室Ｒｏから空気を導出（吐出）するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Ｖｏが介装されている。なお、ポンプ室Ｒｏから吐出される加圧空気は、車軸ハブ１２０に組付けられる車輪のタイヤ空気室（図示省略）に供給可能である。

ピストン１３０は、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａ外にてシリンダ部材１５０内に収容されていて、上記した突起１３０ａを有するとともに、ピストン径方向に延びてカムフォロア１４２とスプリング１４３とホルダ１４４を取付けるための取付孔１３０ｂを有している。このピストン１３０は、突起１３０ａにて回転軸部２１Ａの軸方向溝１２１ａに一体回転可能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されていて、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａに対して同軸的で一体回転可能かつ軸方向に往復動可能に組付けられている。

また、ピストン１３０は、内周にて車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａに一対の環状シール部材１３１，１３２を介して嵌合されるとともに、外周にてシリンダ部材１５０のシリンダ内孔１５０ａに一対の環状シール部材１３３，１３４を介して挿入されていて、回転軸部１２１Ａの外周にてシリンダ部材１５０内に上記したポンプ室Ｒｏを形成するとともに大気室Ｒａを形成している。なお、大気室Ｒａは、回転軸部１２１Ａに形成した連通路１２１ｅと上記した吸入通路１２１ｂの吸入チェック弁Ｖｉより大気側部分を通して大気に連通している。

一対の環状シール部材１３１，１３２は、回転軸部１２１Ａの軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン１３０の軸方向端部にてピストン１３０と回転軸部１２１Ａ間に介装されており、ピストン１３０と回転軸部１２１Ａ間を気密的および液密的にシールしている。一対の環状シール部材１３３，１３４は、回転軸部１２１Ａの軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン１３０の軸方向端部にてピストン１３０とシリンダ部材１５０間に介装されており、ピストン１３０とシリンダ部材１５０間を気密的および液密的にシールしている。

シリンダ部材１５０は、円筒状に形成されていて、円筒支持部１１１内にて車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａ外周に一対の環状シール部材１５１，１５２を介して嵌合されており、円筒支持部１１１と車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａ間に介装されている。このシリンダ部材１５０は、回転軸部１２１Ａに対して同軸的に配置されていて、円筒支持部１１１に一体的に（軸方向に移動不能かつ回転不能に）設けられており、内周にピストン１３０を回転軸部１２１Ａの軸方向にて往復動可能に収容するシリンダ内孔１５０ａを有し、外周に環状溝１５０ｂを有している。

環状溝１５０ｂは、円筒支持部１１１とシリンダ部材１５０間に環状空間Ｒ１１を形成している。この環状空間Ｒ１１は、シリンダ部材１５０に形成した連通孔１５０ｃを通して、一対の環状シール部材１１４，１５１間に形成された環状空間Ｒ１２に連通し、シリンダ部材１５０に形成した連通孔１５０ｄを通して、一対の環状シール部材１１５，１５２間に形成された環状空間Ｒ１３に連通している。各環状空間Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３は、所要量の潤滑油を収容するオイル室であって、このオイル室に収容した潤滑油は、軸受１１２，１１３、環状シール部材１１４，１１５，１５１，１５２に供給されるとともに、シリンダ部材１５０に形成した連通孔１５０ｅを通して、円筒カム１４１とカムフォロア１４２の係合部とピストン１３０の摺動部等にも供給されるようになっている。

円筒カム１４１は、シリンダ部材１５０の内周に一体的に形成されていて、回転軸部１２１Ａに対して同軸的に配置されている。また、円筒カム１４１は、環状で回転軸部１２１Ａの軸方向に変動のあるカム溝１４１ａを有していて、カムフォロア１４２が嵌合している。カム溝１４１ａは、カムフォロア１４２から軸方向の荷重（図示上下方向の荷重）と径方向の荷重（図示左右方向の荷重）を受けるカム面を有していて、このカム面は断面形状がＶ字形状であり、回転軸部１２１Ａの周方向にて偶数周期（例えば、２周期）で形成されている。

カムフォロア１４２は、ピストン１３０の取付孔１３０ｂに組付けたホルダ１４４に回転自在に組付けたボールであり、スプリング１４３によってピストン径外方に付勢されてカム溝１４１ａに係合している。スプリング１４３は、カムフォロア１４２とホルダ１４４間に介装されていて、カムフォロア１４２をピストン径外方に向けて付勢している。ホルダ１４４は、有底筒状に形成されていて、ピストン１３０の取付孔１３０ｂにピストン径方向へ移動可能に設けられている。

上記のように構成した第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、車軸ハブ１２０が円筒支持部１１１に対して回転すると、ピストン１３０とカムフォロア１４２が車軸ハブ１２０と一体的に回転して円筒カム１４１に対して相対回転し軸方向に移動する。このため、車軸ハブ１２０の回転運動をピストン１３０の往復動に変換可能であり、ピストン１３０の往復動によりポンプ室Ｒｏの容積を増大・減少させることができて、吸入チェック弁Ｖｉを介装した吸入通路１２１ｂを通して空気をポンプ室Ｒｏに吸入し、ポンプ室Ｒｏから吐出チェック弁Ｖｏを介装した吐出通路１２１ｃを通して空気を吐出することが可能であり、この吐出空気（加圧空気）を車軸ハブ１２０に組付けられる車輪のタイヤ空気室（図示省略）に供給可能である。

ところで、この第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａが円筒支持部１１１内にて軸受１１２，１１３を介して回転可能に支持され、この車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａに対してピストン１３０が同軸的で一体回転可能かつ軸方向にて往復動可能（ポンプ作動可能）に組付けられて回転軸部１２１Ａに露呈するポンプ室Ｒｏを形成している。このため、回転バランスの均衡を図るために車軸ハブ１２０にバランスウエイトを設ける必要がないことは勿論のこと、当該圧力生成装置ＡＰ２を円筒支持部１１１内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置ＡＰ２の小型化が可能である。

また、この第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａが回転軸部１２１Ａの軸方向にて所定の間隔で配置された一対の軸受１１２，１１３を介して円筒支持部１１１に回転可能に支持されている。このため、円筒支持部１１１に対する車軸ハブ１２０の支持剛性を一対の軸受１１２，１１３によって確保することが可能である。また、一対の軸受１１２，１１３間に、運動変換機構としての円筒カム１４１とカムフォロア１４２が介装されている。このため、一対の軸受１１２，１１３間のスペースを運動変換機構の収容スペースとして有効に活用することができて、当該圧力生成装置ＡＰ２をコンパクトに構成することが可能である。

また、この第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、車軸ハブ１２０の回転軸部１２１Ａと円筒支持部１１１間に、シリンダ部材１５０と両軸受１１２，１１３を回転軸部１２１Ａの軸方向にて挟むようにして一対の軸受１１２，１１３を密封する一対の環状シール部材１１４，１１５が介装されている。このため、一対の環状シール部材１１４，１１５により、一対の軸受１１２，１１３を密封することが可能であるとともに、運動変換機構としての円筒カム１４１とカムフォロア１４２を密封することが可能であり、シール部材の共用化により当該圧力生成装置ＡＰ２のコンパクト化、低コスト化が可能である。

また、この第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、環状シール部材１１４，１１５，１３１〜１３４，１５１，１５２によって密封されて所要量の作動油が収容されるオイル室（環状空間Ｒ１２，Ｒ１３）に軸受１１２，１１３が収容されるとともに、オイル室（環状空間Ｒ１１）から連通孔１５０ｅを通して円筒カム１４１とカムフォロア１４２の係合部やピストン１３０の摺動部等に潤滑油が供給可能である。このため、各摺動部の潤滑性が確保されて、各摺動部での摺動抵抗の低減、耐久性の向上を図ることが可能である。

上記した第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、ピストン１３０の外周に設けたカムフォロア１４２と、シリンダ部材１５０の内周に設けた円筒カム１４１によって、車軸ハブ１２０の円筒支持部１１１に対する回転運動をピストン１３０の往復運動に変換させる運動変換機構（内接カム式運動変換機構）を構成したが、図３に示した変形実施形態のように、ピストン１３０の外周に設けた円筒カム１４１と、シリンダ部材１５０の内周に設けたカムフォロア１４２によって、車軸ハブ１２０の円筒支持部１１１に対する回転運動をピストン１３０の往復運動に変換させる運動変換機構（外接カム式運動変換機構）を構成して実施することも可能である。

また、上記した第２実施形態の圧力生成装置ＡＰ２においては、ピストン１３０の内周に突起１３０ａを設けるとともに、回転軸部１２１Ａの外周に軸方向溝１２１ａを設けて、突起１３０ａ（ピストン１３０）が軸方向溝１２１ａ（回転軸部１２１Ａ）に一体回転可能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されるように構成して実施したが、図３に示した変形実施形態のように、ピストン１３０の内周に軸方向溝１３０ｃを設けるとともに、回転軸部１２１Ａの外周に突起１２１ｆを設けて、突起１２１ｆ（回転軸部１２１Ａ）に対して軸方向溝１３０ｃ（ピストン１３０）が一体回転可能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されるように構成して実施することも可能である。

図４および図５は本発明による圧力生成装置の第３実施形態を示していて、この第３実施形態の圧力生成装置ＡＰ３は、車両における車輪のタイヤ空気室（図示省略）に加圧空気を供給可能な空気圧生成装置であり、支持部材としてのナックルの一部である円筒支持部２１１と、回転体としての車軸ハブ２２０と、ポンプ作動体としての２個のピストン２３０を備えるとともに、車軸ハブ２２０の円筒支持部２１１に対する回転運動を各ピストン２３０の往復運動に変換させる運動変換機構としてのカム部材２４１および２個のカムフォロア２４２を備えている。

円筒支持部２１１は、軸線Ｌｏを中心とする円筒形状に形成されていて、軸線Ｌｏ回りに回転不能であり、その内部には車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａが一対の軸受２１２，２１３と一対の環状シール部材２１４，２１５を介して軸線Ｌｏ回りに回転可能かつ液密的に支持されている。一対の軸受２１２，２１３は、回転軸部２２１Ａの軸方向（軸線Ｌｏに沿った方向）に所定量離れて配置されていて、カム部材２４１を回転軸部２２１Ａの軸方向にて挟むようにして円筒支持部２１１と回転軸部２２１Ａ間に介装されており、車軸ハブ２２０を円筒支持部２１１すなわちナックルに対して回転可能としている。一対の環状シール部材２１４，２１５は、回転軸部２２１Ａの軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材２４１と両軸受２１２，２１３を回転軸部２２１Ａの軸方向にて挟むようにして円筒支持部２１１と回転軸部２２１Ａ間に介装されており、円筒支持部２１１と回転軸部２２１Ａ間を液密的にシールしている。

車軸ハブ２２０は、ハブ本体２２１と、このハブ本体２２１の下端部外周に液密的に螺着されたスリーブ２２２によって構成されている。ハブ本体２２１は、回転軸部２２１Ａと環状フランジ部２２１Ｂを備えていて、回転軸部２２１Ａには、一対２個のシリンダ内孔２２１ａが形成され、環状フランジ部２２１Ｂには、車輪（図示省略）の取付部２２１ｂ（詳細は図示省略）が形成され、回転軸部２２１Ａと環状フランジ部２２１Ｂには、吸入通路２２１ｃと吐出通路２２１ｄが形成されている。

各シリンダ内孔２２１ａは、車軸ハブ２２０における回転軸部２２１Ａの周方向にて１８０度の間隔で回転軸部２２１Ａの径方向に形成されていて、ピストン２３０を回転軸部２２１Ａの径方向にて往復動可能に収容しており、ピストン２３０とにより回転軸部２２１Ａ内にポンプ室Ｒｏを形成している。なお、各ポンプ室Ｒｏは、回転軸部２２１Ａに設けた連通孔２２１ｅを通して互いに連通している。

吸入通路２２１ｃは、ポンプ室Ｒｏに空気を導入（吸入）するためのものであり、その内部には吸入チェック弁Ｖｉが介装されている。吐出通路２２１ｄは、ポンプ室Ｒｏから空気を導出（吐出）するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Ｖｏが介装されている。なお、ポンプ室Ｒｏから吐出される加圧空気は、車軸ハブ２２０に組付けられる車輪のタイヤ空気室（図示省略）に供給可能である。

各ピストン２３０は、円柱状に形成されていて、車軸ハブ２２０における回転軸部２２１Ａのシリンダ内孔２２１ａに環状シール部材２３１を介して挿入されており、車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａに対して一体回転可能かつシリンダ軸方向に往復動可能に組付けられている。また、各ピストン２３０には、圧縮コイルスプリング２４３の一部を収容する凹部２３０ａが形成されている。各環状シール部材２３１は、各ピストン２３０の外周に形成した環状溝に組付けられていて、ピストン２３０と回転軸部２２１Ａ間を気密的および液密的にシールしている。

カム部材２４１は、円筒支持部２１１に一体的に（軸方向に移動不能かつ回転不能に）設けられた円筒カムであり、回転軸部２２１Ａに対して同軸的に配置されている。また、カム部材２４１は、内周に楕円形状のカム面２４１ａを有していて、同カム面２４１ａには各カムフォロア２４２が係合している。カム面２４１ａは、円筒支持部２１１に対して回転軸部２２１Ａが一回転する間に各カムフォロア２４２と各ピストン２３０をピストン軸方向に二往復させることが可能である。

各カムフォロア２４２は、ピストン２３０のシリンダ内孔２１１ａから外方に突出する外端部２３０ｂに回転自在に組付けたボールであり、外端部にてカム部材２４１のカム面２４１ａに転動可能に係合していて、カム部材２４１に対して相対回転することによりピストン２３０とともにピストン軸方向に移動可能である。また、各カムフォロア２４２等を収容する環状空間Ｒ２１は、各シール部材２１４，２１５，２３１，２３１によって密封されていて、内部には軸受２１２，２１３、カム部材２４１、各カムフォロア２４２、各ピストン２３０等を潤滑するための潤滑油が所要量収容されている。

また、この第３実施形態においては、両ピストン２３０の往復動に伴う環状空間Ｒ２１の容積変化量を低減する容積変化量低減手段としてのエアーチャンバーＲ２２（図５参照）が対向して設けられている。各エアーチャンバーＲ２２は、環状空間Ｒ２１の容積減少に応じて容積が減少し、環状空間Ｒ２１の容積増大に応じて容積が増大するものであって、回転軸部２２１Ａの外周に一体回転可能に組付けた空気袋２５０によって形成されている。各空気袋２５０は、ゴム等の弾性および気密性を有する材料によって形成されていて、内部には圧縮空気が封入されており、環状空間Ｒ２１の容積が減少して内部圧力が上昇するのに伴って収縮し、環状空間Ｒ２１の容積が増大して内部圧力が低下するのに伴って膨張する。このため、作動時における環状空間Ｒ２１内の圧力増減を減じて、これに伴うポンプロスを低減することが可能である。

上記のように構成した第３実施形態の圧力生成装置ＡＰ３においては、車軸ハブ２２０が円筒支持部２１１に対して回転すると、各ピストン２３０と各カムフォロア２４２が車軸ハブ２２０と一体的に回転してカム部材２４１に対して相対回転しピストン軸方向に移動する。このため、車軸ハブ２２０の回転運動を各ピストン２３０の往復動に変換可能であり、各ピストン２３０の往復動によりポンプ室Ｒｏの容積を増大・減少させることができて、吸入チェック弁Ｖｉを介装した吸入通路２１１ｃと連通孔２２１ｅを通して空気を各ポンプ室Ｒｏに吸入し、各ポンプ室Ｒｏから連通孔２２１ｅと吐出チェック弁Ｖｏを介装した吐出通路２１１ｄを通して空気を吐出することが可能であり、この吐出空気（加圧空気）を車軸ハブ２２０に組付けられる車輪のタイヤ空気室（図示省略）に供給可能である。

ところで、この第３実施形態の圧力生成装置ＡＰ３においては、車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａが円筒支持部２１１内にて軸受２１２，２１３を介して回転可能に支持され、この車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａに対して各ピストン２３０が一体回転可能かつ軸方向にて往復動可能（ポンプ作動可能）に組付けられて回転軸部２２１Ａに露呈するポンプ室Ｒｏを形成している。このため、回転バランスの均衡を図るために車軸ハブ２２０にバランスウエイトを設ける必要がないことは勿論のこと、当該圧力生成装置ＡＰ３を円筒支持部２１１内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置ＡＰ３の小型化が可能である。

また、この第３実施形態の圧力生成装置ＡＰ３においては、車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａが回転軸部２２１Ａの軸方向にて所定の間隔で配置された一対の軸受２１２，２１３を介して円筒支持部２１１に回転可能に支持されている。このため、円筒支持部２１１に対する車軸ハブ２２０の支持剛性を一対の軸受２１２，２１３によって確保することが可能である。また、一対の軸受２１２，２１３間に、運動変換機構としてのカム部材２４１とカムフォロア２４２が介装されている。このため、一対の軸受２１２，２１３間のスペースを運動変換機構の収容スペースとして有効に活用することができて、当該圧力生成装置ＡＰ３をコンパクトに構成することが可能である。

また、この第３実施形態の圧力生成装置ＡＰ３においては、車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａと円筒支持部２１１間に、カム部材２４１と両軸受２１２，２１３を回転軸部２２１Ａの軸方向にて挟むようにして一対の軸受２１２，２１３を密封する一対の環状シール部材２１４，２１５が介装されている。このため、一対の環状シール部材２１４，２１５により、一対の軸受２１２，２１３を密封することが可能であるとともに、運動変換機構としてのカム部材２４１とカムフォロア２４２を密封することが可能であり、シール部材の共用化により当該圧力生成装置ＡＰ３のコンパクト化、低コスト化が可能である。

また、この第３実施形態の圧力生成装置ＡＰ３においては、各ピストン２３０と車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａ間を液密的にシールする環状シール部材２３１が設けられるとともに、車軸ハブ２２０の回転軸部２２１Ａと円筒支持部２１１間を液密的にシールする環状シール部材２１４，２１５が軸方向に所定量離れて配置されていて、これらのシール部材２１４，２１５，２３１，２３１によって密封されて所要量の作動油が収容される環状空間Ｒ２１には、軸受２１２，２１３、カム部材２４１、各カムフォロア２４２、各ピストン２３０等が収容されている。このため、各摺動部の潤滑性が確保されて、各摺動部での摺動抵抗の低減、耐久性の向上を図ることが可能である。

本発明による圧力生成装置の第１実施形態を概略的に示した断面図である。 本発明による圧力生成装置の第２実施形態を概略的に示した断面図である。 図２に示した第２実施形態の変形実施形態を概略的に示した部分断面図である。 本発明による圧力生成装置の第３実施形態を概略的に示した断面図である。 図４に示した第３実施形態の５−５線に沿った断面図である。

符号の説明

１１…円筒支持部、１２，１３…軸受、１４，１５…環状シール部材、２０…車軸ハブ（回転体）、２１Ａ…回転軸部、２１ｂ…シリンダ内孔、２１ｄ…吸入通路、２１ｅ…吐出通路、３０…ピストン（ポンプ作動体）、４１…カム部材、４２…カムフォロア、４３…ロッド（荷重伝達子）、Ｖｉ…吸入弁、Ｖｏ…吐出弁、Ｒｏ…ポンプ室、ＡＰ１…圧力生成装置

Claims (9)

1. 回転不能な支持部材内にて軸受を介して回転可能に支持される回転軸部を備えた回転体、この回転体の前記回転軸部に対して一体回転可能かつポンプ作動可能に組付けられてポンプ室を形成するポンプ作動体、前記回転体の前記支持部材に対する回転運動を前記ポンプ作動体のポンプ作動に変換させる運動変換機構、前記回転体に形成されて前記ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路、前記回転体に形成されて前記ポンプ室から流体を吐出可能な吐出通路を備えている圧力生成装置。
2. 請求項１に記載の圧力生成装置において、前記回転体が車両の車軸ハブであり、前記支持部材が前記車軸ハブを回転可能に支持するナックルであり、前記流体が空気であることを特徴とする圧力生成装置。
3. 請求項１または２に記載の圧力生成装置において、前記ポンプ作動体が前記回転軸部に対して一体回転可能かつ往復動可能に組付けられるピストンであり、前記運動変換機構が前記回転体の前記支持部材に対する回転運動を前記ピストンの往復運動に変換させる運動変換機構であることを特徴とする圧力生成装置。
4. 請求項３に記載の圧力生成装置において、前記回転軸部には、前記ピストンを前記回転軸部の軸方向にて往復動可能に収容するシリンダ内孔が同軸的に形成され、前記ピストンには、前記回転軸部を軸方向にて移動可能かつ回転方向にて移動不能に貫通する荷重伝達子が設けられていて、この荷重伝達子のピストン径方向外端に設けたカムフォロアと前記支持部材内に組付けた円筒カムによって前記運動変換機構が構成されていることを特徴とする圧力生成装置。
5. 請求項３に記載の圧力生成装置において、前記ピストンは円筒状に形成されて前記回転軸部の外周に一体回転可能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられていて、前記支持部材と前記回転軸部間には、前記支持部材に対して一体的に設けられて前記ピストンを軸方向にて往復動可能に収容するシリンダ部材が介装され、前記ピストンと前記シリンダ部材間に前記運動変換機構が設定されていることを特徴とする圧力生成装置。
6. 請求項３に記載の圧力生成装置において、前記回転軸部には、前記ピストンを前記回転軸部の径方向にて往復動可能に収容するシリンダ内孔が形成されていて、前記ピストンの前記シリンダ内孔から外方に突出する外端に設けたカムフォロアと前記支持部材内に組付けた円筒カムによって前記運動変換機構が構成されていることを特徴とする圧力生成装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の圧力生成装置において、前記回転軸部は軸方向にて所定の間隔で配置された第１軸受と第２軸受を介して前記支持部材に回転可能に支持されていることを特徴とする圧力生成装置。
8. 請求項７に記載の圧力生成装置において、前記第１軸受と前記第２軸受間には、前記運動変換機構が介装されていることを特徴とする圧力生成装置。
9. 請求項８に記載の圧力生成装置において、前記回転軸部と前記支持部材間には、前記第１軸受と前記第２軸受を密封するための第１シール部材と第２シール部材が前記運動変換機構と前記両軸受を軸方向にて挟むようにして介装されていることを特徴とする圧力生成装置。
   

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