JP4296437B2 - タイヤ空気圧導入装置 - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤ空気圧導入装置、特に、圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸に設けた供給通路と、前記車軸のフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置に関する。
この種のタイヤ空気圧導入装置は、例えば、下記特許文献1に示されている。この特許文献1に記載されているタイヤ空気圧導入装置においては、圧力生成装置から供給される加圧空気を車輪のタイヤ空気室に導入(供給)することができて、タイヤ空気室の空気圧を確保することが可能である。
特開平11−139118号公報
ところで、上記した特許文献1に記載されているタイヤ空気圧導入装置では、車軸に設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路が空気管を介して連通接続されるように構成されている。このため、車軸のフランジ部に車輪を組付ける際には、車軸に設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路を位置合わせする必要があるとともに、空気管を介して車軸に設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路を連通接続する必要があって、組付性が悪く改善の余地がある。
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、圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸に設けた供給通路と、前記車軸のフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸のフランジ部より車両外方に突出して前記ホイールの円環状ハブ部と嵌合可能な円柱状ボス部を前記車軸に設けて、この円柱状ボス部の外周に前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記円環状ハブ部の内周に前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸に組付けられることにより、前記車軸における前記円柱状ボス部の外周に前記車輪のホイールにおける前記円環状ハブ部の内周が嵌合して、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に連通接続されるように構成されており、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部はそれぞれ複数であって前記車輪の前記車軸に対する組付位相に合わせて等角度間隔に配置されていることに特徴がある。
このタイヤ空気圧導入装置においては、車軸における円柱状ボス部の外周に供給通路の流出側端部を開口させるとともに、車輪のホイールにおける円環状ハブ部の内周に導通路の流入側端部を開口させていて、車輪のホイールが車軸のフランジ部に組付けられることにより、車軸における円柱状ボス部の外周に車輪のホイールにおける円環状ハブ部の内周が嵌合して、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部が気密的に連通接続される。このため、車軸のフランジ部に車輪を組付ける際に、空気管を介して供給通路と導通路を連通接続する場合に比して、車軸のフランジ部に対する車輪の組付性を改善して良好とすることが可能である。
しかも、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部がそれぞれ複数であって前記車輪の前記車軸に対する組付位相(一般的には、車軸のフランジ部に組付けられているハブボルトの周方向間隔)に合わせて等角度間隔に配置されている。このため、車軸のフランジ部に車輪を組付ける際に、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置合わせが自動的に行われるため、車軸のフランジ部に対する車輪の組付性を更に良好とすることが可能である。
また、本発明は、圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸に設けた供給通路と、前記車軸のフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸のフランジ部より車両外方に突出して前記ホイールの円環状ハブ部と嵌合可能な円柱状ボス部を前記車軸に設けて、この円柱状ボス部の外周に前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記円環状ハブ部の内周に前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸に組付けられることにより、前記車軸における前記円柱状ボス部の外周に前記車輪のホイールにおける前記円環状ハブ部の内周が嵌合して、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に連通接続されるように構成されており、前記車軸における前記円柱状ボス部の外周と前記車輪のホイールにおける前記円環状ハブ部の内周との嵌合部には、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部を連通させる環状の連通路が形成されていることに特徴がある。
このタイヤ空気圧導入装置において、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部が単一であるときには、車軸のフランジ部に車輪を組付ける際に、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置が合っていなくても、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部は環状の連通路を通して連通するため、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置合わせが不要であり、車軸のフランジ部に対する車輪の組付性を良好とすることが可能である。
また、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部がそれぞれ複数であるときには、上述と同様に供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置合わせが不要であって同様の効果が期待できるとともに、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の個数(4個であれば、4個のシール部材が必要である)に拘わらず、シール部材の必要数を2個(環状の連通路の車両外側に沿って設けられる環状のシール部材と、環状の連通路の車両内側に沿って設けられる環状のシール部材の2個)として、シンプルな構成で実施することが可能である。
また、本発明の実施に際して、前記導通路の流入側端部には、前記車輪が前記車軸に組付けられることにより、前記導通路を開放し、前記車輪が前記車軸から外されることにより、前記導通路を気密的に閉塞するシール手段が設けられていることも可能である。この場合において、前記シール手段は、ボールバルブを備えたチェック弁であることも可能である。この場合には、車輪が車軸から外されても、シール手段が車輪のホイールに設けた導通路を気密的に閉塞するため、タイヤ空気室の空気圧は維持される。
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1および図2は、車軸20の回転に伴って加圧空気を生成可能な圧力生成装置Apと、この圧力生成装置Apから供給される加圧空気を車輪10のホイール11とタイヤ12によって形成されるタイヤ空気室Raに導入するためのタイヤ空気圧導入装置Atを概略的に示している。車輪10は、そのホイール11にて車軸20のフランジ部21Bに脱着可能に組付けられている。なお、タイヤ空気圧導入装置Atでは、圧力生成装置Apから供給される加圧空気が、車軸20に設けた供給通路21eと、車輪10のホイール11に設けた導通路11aを通して、車輪10のタイヤ空気室Raに導入されるように構成されている。
圧力生成装置Apは、支持部材としてのナックルの一部である円筒支持部51と、回転体としての車軸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20の円筒支持部51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51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20が一対の軸受52,53と一対の環状シール部材54,55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52,53は、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を軸方向にて挟むようにして円筒支持部51と車軸20間に介装されており、車軸20を円筒支持部51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54,55は、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52,53を軸方向にて挟むようにして円筒支持部51と車軸20間に介装されており、円筒支持部51と車軸20間を液密的にシールしている。
車軸20は、車軸本体21と、この車軸本体21の車両内側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。車軸本体21は、回転軸部21Aとフランジ部21Bを備えるとともに、フランジ部21Bより車両外方に突出して車輪10におけるホイール11の円環状ハブ部11bと嵌合可能な円柱状ボス部21D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、フランジ部21Bには車輪10を取付けるための取付孔部21cが形成され、円柱状ボス部21Dには吸入通路21dと供給通路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。
取付孔部21cは、周方向にて90度の間隔で4個形成されていて、その内部を貫通するようにしてハブボルト61が嵌合固定されている(図2参照)。なお、車輪10は、4本のハブボルト61と、各ハブボルト61に螺着されるハブナット62(図2参照)を介して車軸20に固着される。
吸入通路21dは、ポンプ室Roに空気を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。供給通路21eは、ポンプ室Roから吐出される加圧空気を車輪10のホイール11に設けた導通路11aに導くためのものであり、その内部には制御弁Voが介装されている。
制御弁Voは、供給通路21e内の圧力に応じて作動する切換弁であり、供給通路21e内の圧力が設定値未満であるときには、ポンプ室Roと吸入通路21dの連通を遮断した状態にてポンプ室Roと供給通路21eを連通させ、供給通路21e内の圧力が設定値以上であるときには、ポンプ室Roと供給通路21eの連通を遮断した状態にてポンプ室Roと吸入通路21dを連通させるように設定されている。
ピストン30は、車軸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、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54,55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54,55,31,32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52,53、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51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(図示左右方向の荷重)と径方向の荷重(図示上下方向の荷重)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とともに軸方向(図示左右方向)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、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。
ところで、この実施形態のタイヤ空気圧導入装置Atでは、車軸20の円柱状ボス部21Dの外周に供給通路21eの流出側端部21e1を開口させるとともに、車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周に導通路11aの流入側端部11a1を開口させていて、車輪10のホイール11が車軸20に組付けられることにより、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周に車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周が嵌合して、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1が気密的に連通接続されるように構成してある。
供給通路21eの流出側端部21e1は、4個形成されていて、車輪10の車軸20に対する組付位相に合わせて等角度間隔(周方向にて90度間隔)に配置されている。導通路11aの流入側端部11a1は、図2に示したように、供給通路21eの流出側端部21e1に対向するように配置されていて、供給通路21eの流出側端部21e1と同様に周方向にて90度間隔で4個設けられている。
また、この実施形態においては、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周と車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周との嵌合部に、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1を連通させる環状の連通路Poが形成されている。また、環状の連通路Poを気密的にシールするための環状のシール部材23,24が円柱状ボス部21Dの外周に組付けられている。なお、環状の連通路Poは、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周に車両外側を小径部とする段部を形成するとともに、車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周に車両外側を小径部とする段部を形成することにより形成されている。
また、この実施形態においては、導通路11aの流入側端部11a1にボールバルブ13とスプリング14を備えたチェック弁Vrが組付けられている。チェック弁Vrは、車輪10が車軸20に組付けられることにより導通路11aを開放し、車輪10が車軸20から外されることにより導通路11aを気密的に閉塞するシール手段であって、導通路11aの開放は、図3の(a)に示したように、ボールバルブ13が、円柱状ボス部21Dの小径部外周に係合してスプリング14に抗して押動され、導通路11aに形成した弁座11cから離れることにより達成される。また、導通路11aの閉塞は、図3の(b)に示したように、ボールバルブ13が、円柱状ボス部21Dの小径部外周から離れてスプリング14により押動され、導通路11aに形成した弁座11cに着座することにより達成される。
上記のように構成したこの実施形態においては、車軸20が円筒支持部51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から制御弁Voを介装した供給通路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20に組付けられた車輪10のタイヤ空気室Raに供給可能である。
ところで、この実施形態のタイヤ空気圧導入装置Atにおいては、車軸20の円柱状ボス部21Dの外周に供給通路21eの流出側端部21e1を開口させるとともに、車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周に導通路11aの流入側端部11a1を開口させていて、車輪10のホイール11が車軸20に組付けられることにより、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周に車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周が嵌合して、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1が気密的に連通接続される。このため、車軸20のフランジ部21Bに車輪10を組付ける際に、空気管を介して車軸に設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路を連通接続する場合に比して、車軸20のフランジ部21Bに対する車輪10の組付性を改善して良好とすることが可能である。
また、この実施形態においては、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1が4個設けられていて、車輪10の車軸20に対する組付位相に合わせて等角度間隔に配置されている。このため、車軸20のフランジ部21Bに車輪10を組付ける際に、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1の位置合わせが自動的に行われる。
また、この実施形態においては、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周と車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周との嵌合部に、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1を連通させる環状の連通路Poが形成されるとともに、環状の連通路Poを気密的にシールするための環状のシール部材23,24が円柱状ボス部21Dの外周に組付けられている。
このため、車軸20のフランジ部21Bに車輪10を組付ける際に、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1の位置が合っていなくても、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1は環状の連通路Poを通して連通するため、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1の位置合わせが不要である。しかも、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1が4個であって、各連通部を気密的にシールするために4個のシール部材が必要であるにも拘わらず、シール部材の必要数を2個(環状の連通路Poの車両外側に沿って設けられる環状のシール部材23と、環状の連通路Poの車両内側に沿って設けられる環状のシール部材24の2個)として、シンプルな構成で実施することが可能である。
また、この実施形態においては、導通路11aの流入側端部11a1に、車輪10が車軸20に組付けられることにより導通路11aを開放し、車輪10が車軸20から外されることにより導通路11aを気密的に閉塞するチェック弁Vrが設けられている。このため、車輪10が車軸20から外されても、チェック弁Vrが車輪10のホイール11に設けた導通路11aを気密的に閉塞するため、タイヤ空気室Raの空気圧は維持される。
上記した実施形態においては、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1の個数を4個として実施したが、この個数は適宜変更可能であり、1個で実施することも可能である。
また、上記した実施形態においては、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周に車両外側を小径部とする段部を形成するとともに、車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周に車両外側を小径部とする段部を形成することにより、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周と車輪10のホイール11における円環状ハブ部11bの内周との嵌合部に、供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1を連通させる環状の連通路Poが形成されるように構成して実施したが、車軸20における円柱状ボス部21Dの外周に環状の連通溝を形成して、この環状の連通溝にて供給通路21eの流出側端部21e1と導通路11aの流入側端部11a1を連通させるように構成して実施することも可能である。
本発明によるタイヤ空気圧導入装置の一実施形態を概略的に示した部分破断正面図である。 図1に示したタイヤ空気圧導入装置と圧力生成装置の拡大断面図である。 車輪のホイールに組付けたチェック弁の作動(機能)を示す拡大断面図である。
符号の説明
10…車輪、11…ホイール、11a…導通路、11a1…導通路に流入側端部、11c…円環状ハブ部、12…タイヤ、20…車軸、21A…回転軸部、21B…フランジ部、21D…円柱状ボス部、21d…吸入通路、21e…供給通路、21e1…供給通路の流出側端部、Po…環状の連通路、Vi…吸入チェック弁、Vo…制御弁、Vr…チェック弁(シール手段)、Ro…ポンプ室、At…タイヤ空気圧導入装置、Ap…圧力生成装置

Claims (4)

  1. 圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸に設けた供給通路と、前記車軸のフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸のフランジ部より車両外方に突出して前記ホイールの円環状ハブ部と嵌合可能な円柱状ボス部を前記車軸に設けて、この円柱状ボス部の外周に前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記円環状ハブ部の内周に前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸に組付けられることにより、前記車軸における前記円柱状ボス部の外周に前記車輪のホイールにおける前記円環状ハブ部の内周が嵌合して、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に連通接続されるように構成されており、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部はそれぞれ複数であって前記車輪の前記車軸に対する組付位相に合わせて等角度間隔に配置されていることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
  2. 圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸に設けた供給通路と、前記車軸のフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸のフランジ部より車両外方に突出して前記ホイールの円環状ハブ部と嵌合可能な円柱状ボス部を前記車軸に設けて、この円柱状ボス部の外周に前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記円環状ハブ部の内周に前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸に組付けられることにより、前記車軸における前記円柱状ボス部の外周に前記車輪のホイールにおける前記円環状ハブ部の内周が嵌合して、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に連通接続されるように構成されており、前記車軸における前記円柱状ボス部の外周と前記車輪のホイールにおける前記円環状ハブ部の内周との嵌合部には、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部を連通させる環状の連通路が形成されていることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
  3. 請求項1または2に記載のタイヤ空気圧導入装置において、前記導通路の流入側端部には、前記車輪が前記車軸に組付けられることにより、前記導通路を開放し、前記車輪が前記車軸から外されることにより、前記導通路を気密的に閉塞するシール手段が設けられていることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
  4. 請求項3に記載のタイヤ空気圧導入装置において、前記シール手段は、ボールバルブを備えたチェック弁であることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
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