JP2005153762A - Vehicle wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ空気圧低下時におけるエアチャージ作業の容易化やタイヤバルブからのエアリークの防止等を図った車両用ホイールに関する。 The present invention relates to a vehicle wheel that facilitates air charge work when tire pressure drops, prevents air leakage from a tire valve, and the like.
自動車用のホイールは、ハブに取り付けられるホイールディスクと、タイヤが装着されるリムとから構成されている。リムは、チューブレスタイヤとともに空気室を形成する環状壁と、この環状壁を貫通してタイヤバルブの取り付けに供されるバルブ取付孔とを有している。タイヤバルブは、その先端が斜め内向きとなるようにバルブ取付孔に装着され、エアチャージ作業時にホイールの中心側からエアチャージャのノズルがその先端に押し付けられる。 A wheel for an automobile is composed of a wheel disc attached to a hub and a rim to which a tire is attached. The rim has an annular wall that forms an air chamber together with the tubeless tire, and a valve mounting hole that passes through the annular wall and is used for mounting a tire valve. The tire valve is mounted in the valve mounting hole so that the tip thereof is obliquely inward, and the air charger nozzle is pressed against the tip from the center side of the wheel during the air charging operation.
一方、近年においては、タイヤ空気圧やタイヤ温度を検出するタイヤ空気圧センサを各ホイールに装着し、これらタイヤ空気圧センサの検出結果に基づいてタイヤ空気圧の低下を検出するタイヤ空気圧監視システムが出現している。タイヤ空気圧監視システムは、タイヤ空気圧の低下を判定すると、運転者にタイヤ交換やエアチャージを促すべく、例えばインストルメントパネル等に設けられた警告灯を点灯させる。タイヤ空気圧監視システムでは、タイヤバルブと一体となったタイヤ空気圧センサをリムのバルブ取付孔に装着するもの(例えば、特許文献1参照)と、タイヤバルブと別体のタイヤ空気圧センサをリムの環状壁に装着するもの(例えば、特許文献2参照)とが一般的である。
ところで、前記のホイールには、タイヤバルブやタイヤ空気圧センサがリムに装着されていることに起因し、次のような不具合があった。
例えば、タイヤバルブは、ホイールの回転位置に応じて上方や側方等に位置することになるため、フェンダの形状等によってはエアの充填作業を行う際にエアチャージャのノズルを押し付けることが困難となる。また、積雪時にタイヤバルブが下方に位置した状態で駐車した場合、先端が上方を向いたタイヤバルブ内に浸入した雪が氷結し、エアの充填が行えなくなったり、エアが漏洩したりすることもあった。
By the way, the wheel has the following problems due to the tire valve and the tire pressure sensor being mounted on the rim.
For example, since the tire valve is positioned above or to the side according to the rotational position of the wheel, it is difficult to press the air charger nozzle when performing air filling work depending on the shape of the fender, etc. Become. In addition, when parking with the tire valve positioned downward during snowfall, the snow that has entered the tire valve with the tip facing upward may freeze, and air may not be filled or air may leak. It was.
また、タイヤ空気圧センサはリムの環状壁から外周側に突出することから、タイヤのビード部との衝突によってタイヤ空気圧センサが破損しないように、タイヤ交換作業等を慎重に行う必要があった。そして、タイヤ空気圧センサは、感圧部や感温部、回路基板等からなる精密部品であるため、大きな遠心力や衝撃が作用するリムに装着することは好ましくなかった。更に、タイヤバルブやタイヤ空気圧センサを装着すると、ホイールの回転方向での重量バランスが崩れるため、タイヤ交換時に比較的大きなバランスウエイトを取り付けざるを得ず、ばね下重量が増大することも避けられなかった。 Further, since the tire pressure sensor protrudes from the annular wall of the rim to the outer peripheral side, it is necessary to perform tire replacement work carefully so that the tire pressure sensor is not damaged by the collision with the bead portion of the tire. And since the tire pressure sensor is a precision component consisting of a pressure-sensitive part, a temperature-sensitive part, a circuit board, etc., it was not preferable to attach it to a rim on which a large centrifugal force or impact acts. Furthermore, if a tire valve or tire pressure sensor is installed, the weight balance in the wheel rotation direction will be lost, so a relatively large balance weight must be attached when replacing the tire, and the unsprung weight will inevitably increase. It was.
一方、運転者は、タイヤ空気圧監視システムからの警告等によりタイヤ空気圧の低下を認知した場合、トランクルーム等に収納されたスペアタイヤを用いてタイヤ交換を行うことになるが、非力な女性や老人にとっては車体のジャッキアップやホイールの脱着等を行うことが非常に困難である。この場合、運転者は、整備工場やガソリンスタンド等でタイヤ交換やエアチャージを行わせてもよいが、山間路走行時や夜間走行時にはその種の施設を発見できないことが多い。その結果、タイヤ空気圧の低下に伴って操縦安定性が悪化した状態での走行を余儀なくされると同時に、温度上昇や過変形によりタイヤの損傷や寿命低下がもたらされたり、タイヤ内の気柱共鳴に起因するロードノイズが増大したりする虞があった。
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、ホイール自体にエアタンクを備え、タイヤ空気圧の低下時にホイール単体でのエアチャージを可能とした車両用ホイールを提供することを目的とする。
On the other hand, if the driver recognizes a decrease in tire pressure due to a warning from the tire pressure monitoring system, etc., the driver will replace the tire using a spare tire stored in the trunk room, etc. It is very difficult to jack up the car body and remove and attach the wheel. In this case, the driver may change tires or perform air charging at a maintenance shop, a gas station, or the like, but often cannot find such a facility when traveling on a mountain road or traveling at night. As a result, it is forced to drive in a state where the steering stability deteriorates as the tire air pressure decreases, and at the same time, the tires are damaged or the service life is shortened due to temperature rise or overdeformation. There is a possibility that road noise due to resonance increases.
The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a vehicle wheel that includes an air tank in the wheel itself and enables air charging with the wheel alone when the tire air pressure decreases.
請求項1の発明に係る車両用ホイールは、車両のハブに締結されるホイールディスクと、当該ホイールディスクの外周側に設けられ、タイヤが装着されて、当該タイヤとともに空気室を形成する環状壁を備えたリムとを有する車両用ホイールであって、前記ホイールディスクの軸心部に形成され、前記環状壁に連通するエア流通孔がその内周面に開口したエアタンク保持孔と、このエアタンク保持孔に対してロック位置とエアチャージ位置との間で回動自在に保持され、その略軸心にタイヤバルブが装着され、高圧気体の充填に供される高圧エア室を有し、かつ、当該高圧エア室に連通するエア供給ポートが外周面に開口したエアタンクとを備え、前記エアタンクが前記エアタンク保持孔に対してエアチャージ位置となったとき、前記エア流通孔と前記エア供給ポートが連通することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a vehicle wheel includes: a wheel disk fastened to a hub of a vehicle; and an annular wall that is provided on an outer peripheral side of the wheel disk and that has a tire and forms an air chamber together with the tire. A vehicle wheel having a rim provided, an air tank holding hole formed in an axial center portion of the wheel disc and having an air circulation hole communicating with the annular wall on an inner peripheral surface thereof, and the air tank holding hole A high pressure air chamber that is rotatably held between a lock position and an air charge position, is fitted with a tire valve at a substantially axial center thereof, and is used for filling high pressure gas, and the high pressure The air supply port communicating with the air chamber includes an air tank opened on an outer peripheral surface, and when the air tank is in an air charge position with respect to the air tank holding hole, the air flow Wherein a hole air supply port and wherein the communicating.
請求項1の車両用ホイールでは、例えば、運転者は、走行中にタイヤ空気圧の低下を認知した場合、工具等を用いてエアタンクをエアチャージ位置に回動させる。すると、高圧エア室に充填されていた高圧気体がエア供給ポートおよび流通孔を介して空気室に流入し、タイヤ空気圧が上昇する。また、タイヤにエアチャージを行う場合、先ずエアタンクをエアチャージ位置に回動させた状態で規定空気圧までエアチャージを行い、次にエアタンクをロック位置に回動させた状態で高圧エア室に高圧エアを充填する。 In the vehicle wheel according to the first aspect, for example, when the driver recognizes a decrease in tire air pressure during traveling, the driver turns the air tank to the air charge position using a tool or the like. Then, the high-pressure gas filled in the high-pressure air chamber flows into the air chamber via the air supply port and the circulation hole, and the tire pressure increases. When air is charged to the tire, the air tank is first charged to the specified air pressure while the air tank is turned to the air charge position, and then the high pressure air chamber is turned to the high pressure air chamber while the air tank is turned to the lock position. Fill.
また、請求項2の発明は、請求項1に記載された車両用ホイールにおいて、前記エアタンク保持孔が前記ホイールディスクに固着されたタンクベースに形成されたことを特徴とする。
請求項2の車両用ホイールでは、組立作業者は、エアタンクやシール材等を組み込んでサブアッシ化したタンクベースをホイールディスクに圧入等により固着・一体化させる。
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle wheel according to the first aspect, the air tank holding hole is formed in a tank base fixed to the wheel disk.
In the vehicle wheel according to the second aspect, the assembling worker fixes and integrates the tank base, which is sub-assembled by incorporating an air tank, a sealing material, or the like, into the wheel disk by press fitting or the like.
また、請求項3の発明は、請求項2に記載された車両用ホイールにおいて、前記タンクベースにタイヤ空気圧センサが内装されたことを特徴とする。
請求項3の車両用ホイールでは、エアタンクがロック位置であっても、タイヤ空気圧センサによる空気圧検出等が行われる。また、タイヤ空気圧センサとしてバッテリ交換式のものを採用し、タンクベースのタイヤ空気圧センサ設置部にカバーを設けた場合、このカバーを外すことでタイヤ空気圧センサのバッテリ交換ができる。
According to a third aspect of the present invention, in the vehicle wheel according to the second aspect, a tire air pressure sensor is provided on the tank base.
In the vehicle wheel according to the third aspect, even if the air tank is in the locked position, the air pressure is detected by the tire air pressure sensor. Further, when a battery exchange type tire pressure sensor is adopted and a cover is provided on the tank base tire pressure sensor installation portion, the tire pressure sensor battery can be replaced by removing the cover.
また、請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された車両用ホイールにおいて、前記エアタンクを少なくとも前記ロック位置で係止するディテント手段が設けられたことを特徴とする。
請求項4の車両用ホイールでは、例えば、ディテント手段がエアタンクをロック位置やエアチャージ位置で所定のディテント力をもって係止する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle wheel according to any one of the first to third aspects, detent means for locking the air tank at least at the locked position is provided. And
In the vehicle wheel according to the fourth aspect, for example, the detent means locks the air tank with a predetermined detent force at the lock position or the air charge position.
また、請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された車両用ホイールにおいて、前記エアタンクを前記エアタンク保持孔に対して回転駆動するエアタンク駆動手段を備えたことを特徴とする。
請求項5の車両用ホイールでは、例えば、電動モータや減速機構等から構成されたエアタンク駆動手段がエアタンクをロック位置とエアチャージ位置との間で回転駆動する。
Further, the invention of
In the vehicle wheel according to the fifth aspect, for example, an air tank driving means constituted by an electric motor, a speed reduction mechanism or the like rotates the air tank between the lock position and the air charge position.
また、請求項6の発明は、請求項5に記載された車両用ホイールにおいて、前記エアタンク駆動手段を前記タイヤ空気圧センサの検出結果に基づき駆動制御する駆動制御手段を備えたことを特徴とする。
請求項6の車両用ホイールでは、例えば、タイヤ空気圧センサがタイヤ空気圧の低下を検出すると、駆動制御手段はタイヤ空気圧センサの検出結果に基づきエアタンクをエアチャージ位置に駆動してタイヤ空気圧の低下を解消する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle wheel according to the fifth aspect of the present invention, the vehicle tank includes a drive control unit that controls driving of the air tank driving unit based on a detection result of the tire pressure sensor.
In the vehicle wheel according to claim 6, for example, when the tire air pressure sensor detects a decrease in the tire air pressure, the drive control means drives the air tank to the air charge position based on the detection result of the tire air pressure sensor to eliminate the decrease in the tire air pressure. To do.
請求項1の発明に係る車両用ホイールによれば、例えば、運転者は、タイヤ空気圧の低下時にエアチャージャを備えた施設が無い場合等にも、エアタンクを操作することでタイヤへのエアチャージを行える。そして、タイヤバルブがホイールの中心部にあるため、ホイールの回転位置に拘わらずエアチャージ作業等を容易に行うことが可能になると共に、回転方向での重量バランスも確保しやすくなる。また、請求項2の発明に係る車両用ホイールによれば、ホイールの孔開け加工等が容易になるとともに、ホイールの組立工数も減少する。また、請求項3の発明に係る車両用ホイールによれば、タイヤ脱着時にタイヤ空気圧センサが損傷する虞が少なくなる他、衝撃や遠心力によるタイヤ空気圧センサの損傷も生じ難くなり、更にタイヤ空気圧センサのバッテリ交換も容易に行えるようになる。また、請求項4の発明に係る車両用ホイールによれば、エアタンクを操作する際の節度感が与えられるとともに、衝撃等の外部入力があってもエアタンクがロック位置やエアチャージ位置からずれ難くなる。また、請求項5の発明に係る車両用ホイールによれば、運転者が車外に出られないような状況でも、例えば、エアタンク駆動手段によりエアタンクを遠隔駆動することにより、タイヤへのエアチャージが行える。また、請求項6の発明に係る車両用ホイールによれば、例えば、タイヤ空気圧が低下した場合にエアチャージを自動的に行わせることができ、走行の快適性が確保される。 According to the vehicle wheel of the first aspect of the invention, for example, the driver can charge the tire by operating the air tank even when there is no facility equipped with an air charger when the tire air pressure decreases. Yes. Since the tire valve is in the center of the wheel, it is possible to easily perform an air charge operation or the like regardless of the rotational position of the wheel, and it is easy to ensure a weight balance in the rotational direction. In addition, according to the vehicle wheel of the second aspect of the invention, wheel drilling and the like are facilitated, and the number of wheel assembly steps is reduced. According to the vehicle wheel of the invention of claim 3, the tire pressure sensor is less likely to be damaged when the tire is attached and detached, and the tire pressure sensor is less likely to be damaged by impact or centrifugal force. The battery can be easily replaced. In addition, according to the vehicle wheel of the fourth aspect of the present invention, a feeling of moderation when operating the air tank is given, and even if there is an external input such as an impact, the air tank is not easily displaced from the lock position or the air charge position. . According to the vehicle wheel of the fifth aspect of the present invention, even when the driver cannot get out of the vehicle, for example, the air tank can be remotely driven by the air tank driving means to charge the tire. . Further, according to the vehicle wheel of the sixth aspect of the invention, for example, when the tire air pressure decreases, the air charge can be automatically performed, and traveling comfort is ensured.
以下、本発明を乗用車用のホイールに適用した二つの実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
≪第1実施形態≫
図1は、第1実施形態に係るホイールの斜視図であり、図2は図1中のA−A断面図であり、図3は図2中のB部拡大図であり、図4は図3中のC−C断面図であり、図5は図3中のD−D断面図であり、図6は第1実施形態に係るタンクベースサブアッシの分解斜視図である。尚、ホイールおよびこれに装着される部材の説明にあたっては、車両に装着された際に側方から見える側(図1,図2中の右方)の面を表面とし、表面の反対側の面を裏面とする。
Hereinafter, two embodiments in which the present invention is applied to a wheel for a passenger car will be described in detail with reference to the drawings.
<< First Embodiment >>
1 is a perspective view of a wheel according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 2, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 3, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the tank base subassembly according to the first embodiment. In the description of the wheel and the member mounted thereon, the surface on the side (right side in FIGS. 1 and 2) seen from the side when mounted on the vehicle is the surface, and the surface opposite to the surface. Is the back side.
図1において、ホイール1は、アルミニウム合金を素材とする鋳造成形品(いわゆる、アルミホイール)であり、図示しない車両のハブに締結されるホイールディスク11と、ホイールディスク11の外周側に設けられてタイヤ2が装着されるリム12とからなっている。図1中の符号13はホイールディスク11に形成された4本の連結部を示し、符号14はハブ側のスタッドボルトとの締結に供される4個のスタッド孔を示している。尚、本実施形態では、ハブ側のスタッドボルトを4本としたが、5本以上(例えば、普通車では5本や6本、中大型車では8本や10本)であってもよい。
In FIG. 1, a wheel 1 is a cast product (so-called aluminum wheel) made of an aluminum alloy, and is provided on a wheel disk 11 fastened to a hub of a vehicle (not shown) and on the outer peripheral side of the wheel disk 11. It consists of a rim 12 on which the tire 2 is mounted.
図2に示すように、リム12の外周側にはタイヤ2の内面とともに空気室21を形成する環状壁15(リム面とも呼ばれている)が形成され、ホイールディスク11の軸心にはタンクベース6を保持するベース保持部16が形成されている。図3に示すように、第1実施形態の場合、ベース保持部16は、表面から裏面に向けて径が段階的に小さくなる第1〜第3円筒面16a〜16cと、第1,第2円筒面16a,16b間に形成された第1テーパ面16dと、第2,第3円筒面16b,16c間に形成された第2テーパ面16eとからなっている。図2に示すように、ホイールディスク11には重量軽減用の中空部17が各連結部13に沿って形成されており、これら中空部17がリム12側の環状壁15とベース保持部16とを連通するエア流通孔を兼ねている。図2中の符号22は、ホイール1のリム12に嵌着されるタイヤ2のビード部を示す。
As shown in FIG. 2, an annular wall 15 (also referred to as a rim surface) that forms an air chamber 21 together with the inner surface of the tire 2 is formed on the outer peripheral side of the rim 12. A base holding portion 16 that holds the base 6 is formed. As shown in FIG. 3, in the case of the first embodiment, the base holding portion 16 includes first to third
タンクベース6は、ABS樹脂や変性PPE樹脂等を素材とする射出成形品であり、図3に示すように、その外周が、ベース保持部16の第1〜第3円筒面16a〜16cに対応する第1〜第3円筒面61a〜61cと、ベース保持部16の第1,第2テーパ面16d,16eに対応する第1,第2テーパ面61d,61eとからなっている。タンクベース6の第1〜第3円筒面61a〜61cは、ベース保持部16の第1〜第3円筒面16a〜16cに所定の締め代をもって内嵌・圧入される。また、タンクベース6の第1,第2テーパ面61d,61eは、ベース保持部16の第1,第2テーパ面16d,16eに当接・面接触する。尚、第1テーパ面61dには、第1テーパ面16dとの間で気密を保つべくシール材62dが貼着あるいは塗布され、第2テーパ面61eには、第2テーパ面16eとの間で気密を保つべくシール材62eが貼着あるいは塗布されている。尚、本実施形態ではタンクベース6を段付円筒形状としたが、直円筒形状等としてもよい。
The tank base 6 is an injection-molded product made of ABS resin, modified PPE resin, or the like, and its outer periphery corresponds to the first to third
タンクベース6には、その軸心にエアタンク保持孔62が穿設されるとともに、このエアタンク保持孔62の裏面側の端部に内側に向けて円環状の係止フランジ63が突設されている。エアタンク保持孔62にはエアタンク7が回動自在に内嵌しており、このエアタンク7の裏面側の端部に形成された環状溝71に係止フランジ63が係合している。図3中、符号91で示す部材は、タンクベース6に内装されたバッテリ交換式の空気圧センサユニット(タイヤ空気圧センサ)であり、符号92で示す部材は、スクリュー93(図6参照)によってタンクベース6に締結された合成樹脂製のカバープレートである。また、図3,図6中で符号94,95で示す部材はタンクベース6に装着されてカバープレート92との間でシールを行うOリングであり、図6中に符号96で示す部材はスクリュー93に嵌め込まれてカバープレート92との間でシールを行うOリングである。
The tank base 6 is provided with an air tank holding hole 62 at its axial center, and an
エアタンク7は、円筒状を呈した中空品であり、その軸心に段付きのバルブ保持孔72が穿設されるとともに、中空部が高圧気体(第1実施形態の場合、10〜20MPaの圧縮空気)の充填が可能な高圧エア室70となっている。バルブ保持孔72には、バルブボディ81とバルブコア82とからなるタイヤバルブ8が圧入(あるいは、ねじ込み)により一体的に保持されている。図3中、符号83で示す部材は、タイヤバルブ8に装着された防塵キャップである。第1実施形態の場合、エアタンク7は、ステンレス鋼等を素材としてインベストメントキャスト(ロストワックス鋳造)と切削加工とにより製造される一体品であるが、切削加工のみで製造可能とすべく分割組立品としてもよい。尚、本実施形態のタイヤバルブ8は、通常の自動車用タイヤバルブではなく、エアタンク7内の圧力に十分耐える専用品である。
The
図3,図4に示すように、ベース保持部16の第2円筒面16bには、前記中空部17に連通する環状溝18が形成されている。また、タンクベース6の第2円筒面61bには、環状溝18に開口する4本の連通孔(エア流通孔)64が90°の角度間隔で放射状に穿設されている。第1実施形態では、このような構成を採ったことにより、ベース保持部16にタンクベース6を圧入する際に角度合わせを行わなくとも、中空部17と連通孔64との連通が確保される。尚、連通孔64には、エアタンク7側の端部に面取り64aが施されている。尚、本実施形態では連通孔64の本数を4本としたが、環状溝18により中空部17との連通が確保されるため、最低1本の連通孔64があればよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, an annular groove 18 communicating with the
一方、エアタンク7には、その外周面に開口する4本のエア供給ポート73が90°の角度間隔で放射状に穿設されている。これらエア供給ポート73は、前記バルブ保持孔72に連通するとともに、前記連通孔64に対してエアタンク7の軸方向で同位相にある。図3中に符号74で示す部材はOリングであり、タンクベース6とエアタンク7との間の軸封を行う。エア供給ポート73には、タンクベース6側の端部に面取り73aが施されている。尚、本実施形態ではエア供給ポート73の本数を4本としたが、連通孔64の本数に対応する本数であればよい。
On the other hand, the
図3,図5に示すように、タンクベース6には、鋼球65、圧縮コイルばね66および止めねじ67からなるディテント機構(ディテント手段)68が設けられている。ディテント機構68は、その鋼球65がエアタンク7に形成されたディテント溝75に係合することで、エアタンク7の回動を図3〜図5に示すエアチャージ位置と図7,図8に示すロック位置との間で規制するとともに、鋼球65がディテント溝75に形成された凹部75a,75bに嵌入することで、エアタンク7を操作する作業者等にエアチャージ位置とロック位置とで節度感を付与する。尚、エアタンク7は、その環状溝71にエアタンク保持孔62の係止フランジ63が係合することと、鋼球65がエアタンク7のディテント溝75に係合することとにより、衝撃等が加わっても軸方向には容易に抜け出さない。図3中の符号69は、連通孔64から空気圧センサユニット91にエアを導入する導入孔を示す。また、図3,図6中の符号76は、エアタンク7の表面側端部に90°の角度間隔で形成された切欠きを示す。
As shown in FIGS. 3 and 5, the tank base 6 is provided with a detent mechanism (detent means) 68 including a
第1実施形態の場合、タンクベース6の連通孔64とエアタンク7のエア供給ポート73とは、エアタンク7がアンロック位置にあるときに図4に示すように連通状態となり、エアタンク7がロック位置にあるときに図7に示すように遮断状態となる。尚、図9(図3中のE矢視図)に示すように、エアタンク7の表面には赤色の記号「△」が刻印等で記され、カバープレート92の表面には「UNLOCK」,「(AIR CHARGE)」の文字および赤色の記号「▽」と、「LOCK」の文字および青色の記号「▽」とが刻印等で記されている。そして、エアタンク7がアンロック位置にあるときには、エアタンク7側の赤色の「△」とカバープレート92側の赤色の「▽」とが一致し、エアタンク7がロック位置にあるときには、エアタンク7側の赤色の「△」とカバープレート92側の青色の「▽」とが一致する。尚、図9等においては、赤色の「△」および「▽」を黒塗りで示してある。
In the case of the first embodiment, the communication hole 64 of the tank base 6 and the
第1実施形態の場合、タンクベース6は、エアタンク7や空気圧センサユニット91、カバープレート92等が装着されたサブアッシとして組み立てられた後、ホイール1(ホイールディスク11)のベース保持部16に圧入・一体化される。
In the case of the first embodiment, the tank base 6 is assembled as a sub-assembly to which the
図10は、第1実施形態のホイールが取り付けられたストラット型サスペンションの正面図である。サスペンション100は、ハブ101を回転自在に支持するステアリングナックル102と、図示しない車体にステアリングナックル102を連結するストラット(ダンパ)103と、ストラット103の上部に外嵌した緩衝用のコイルスプリング104等から構成されている。ホイール1は、スタッドボルト105とホイールナット106とにより、ハブ101に取り付けられている。図10中で、符号107はドライブシャフトを示し、符号108はブレーキディスクを示し、符号109はステアリング装置のタイロッドを示している。
FIG. 10 is a front view of the strut suspension to which the wheel of the first embodiment is attached. The suspension 100 includes a
以下、第1実施形態の作用を述べる。
自動車の走行中にタイヤ空気圧が所定量(例えば、30%程度)低下すると、タイヤ空気圧監視システムは、空気圧センサユニット91から送信された検出結果に基づきこれを検知し、インストルメントパネル等に設置された警告ランプを点灯させて運転者に警告する。第1実施形態の場合、運転者は、タイヤ空気圧が低下したことを認知すると、車両を比較的安全な場所(高速道路のパーキングエリアや非常駐車帯、一般道の時間制限駐車区間等)に移動させた後、車両から降りてタイヤ空気圧の低下したタイヤに対し以下の手順でエアを充填する。
The operation of the first embodiment will be described below.
When the tire air pressure decreases by a predetermined amount (for example, about 30%) while the automobile is running, the tire air pressure monitoring system detects this based on the detection result transmitted from the air pressure sensor unit 91 and is installed on the instrument panel or the like. The warning lamp is lit to warn the driver. In the case of the first embodiment, when the driver recognizes that the tire air pressure has decreased, the driver moves the vehicle to a relatively safe place (highway parking area, emergency parking zone, general road time-limited parking section, etc.). After that, the tire is lowered from the vehicle and filled with air according to the following procedure.
先ず、運転者は、図11,図12に示すように、切欠き76に対応する4本の係合突起121を有した特殊工具(車載工具)122を用いて、エアタンク7を時計回りに回動させてエアタンク7側の赤色の「△」をカバープレート92側の赤色の「▽」に一致させる(エアタンク7をエアチャージ位置に回動させる)。すると、図4に示すように、エア供給ポート73と連通孔64との回転位相が一致し、図2に示すように、エア供給ポート73と連通孔64と中空部17とを介して、高圧エア室70と空気室21とが連通することになる。この際、図5に示すように、ディテント機構68の鋼球65がエアタンク7のディテント溝75の凹部75aに嵌入することで、作業者が節度感を得るとともにエアタンク7が所定のディテント力で回転方向に係止される。
First, as shown in FIGS. 11 and 12, the driver rotates the
すると、高圧エア室70に充填されていた圧縮空気が空気室21に流入し、タイヤ空気圧の低下が解消されることになる。この際、エアタンク7は、前記のディテント機構68の作用だけではなく、連通孔64側の面取り64aとエア供給ポート73側の面取り73aとを圧縮エアが通過することで生じる調心作用によっても回転方向に係止される。第1実施形態の場合、高圧エア室70と空気室21との容積比が比較的大きく設定されているが、高圧エア室70内の圧縮空気は20〜30%低下したタイヤ空気圧を規定値に復帰させることができ、これにより、タイヤ空気圧の低下による操縦安定性や乗り心地の悪化、タイヤの損傷や寿命低下が防止されるとともに、タイヤ内の気柱共鳴に起因するロードノイズも減少する。尚、高圧エア室70の容量が大きかったり、圧縮エアの充填圧力が大きかったりした場合、運転者は、エアゲージ等によりタイヤ空気圧を適宜確認しながら、過充填を防ぐべくエアタンク7を適宜正逆に回転させることが望ましい。
Then, the compressed air filled in the high-pressure air chamber 70 flows into the air chamber 21, and the decrease in tire air pressure is eliminated. At this time, the
一方、このようにしてエアチャージを行った場合、整備工場等で高圧エア室70に再び圧縮空気を充填する必要がある。この場合、作業者は、図10に示すように、防塵キャップ83を外したタイヤバルブ8にエアチャージャ125のノズル126を押し付け、タイヤ空気圧が規定の値(例えば、200kPa)となるようにエアチャージを行う。次に、作業者は、特殊工具122を用いて図12とは逆方向にエアタンク7を回転させ、エアタンク7側の赤色の「△」をカバープレート92側の青色の「▽」に一致させる(エアタンク7をロック位置に回動させる)。すると、図7に示すように、エア供給ポート73と連通孔64との回転位相がずれ、高圧エア室70と空気室21との連通が遮断される。この際、図8に示すように、ディテント機構68の鋼球65がエアタンク7のディテント溝75の凹部75bに嵌入することで、作業者が節度感を得るとともにエアタンク7が所定のディテント力で回転方向に係止される。しかる後、作業者は、エアチャージャ125により、所定の圧力(例えば、10〜20MPa)をもって、エアタンク7に圧縮空気を充填して作業を終了する。尚、エアタンク7への圧縮空気の充填にあたっては、専用の充填装置を用いるようにしてもよい。
On the other hand, when air charging is performed in this way, it is necessary to fill the high-pressure air chamber 70 again with compressed air at a maintenance shop or the like. In this case, as shown in FIG. 10, the operator presses the
第1実施形態では、このような構成を採ったことにより、車体のジャッキアップやホイールの脱着等を伴うタイヤ交換を行うことなく、タイヤ空気圧の低下を極めて容易に解消できる。そのため、整備工場やガソリンスタンド等が無い山間路走行時や夜間走行時に、女性や老人が運転している自動車にタイヤ空気圧の低下が発生しても、操縦安定性が悪化した状態での走行を余儀なくされたり、温度上昇や過変形によりタイヤの損傷や寿命低下がもたらされたりする虞が無くなる。 In the first embodiment, by adopting such a configuration, a decrease in tire air pressure can be solved very easily without performing tire replacement involving jack-up of the vehicle body, wheel attachment / detachment, and the like. Therefore, when driving on mountain roads where there is no maintenance shop or gas station, or when driving at night, even if tire pressure drops in a car that is driven by a woman or an elderly person, driving in a state where steering stability has deteriorated There is no risk of being forced or causing tire damage or reduced life due to temperature rise or excessive deformation.
また、ホイール1には、新車時にタイヤ2が装着される他、トレッドの磨耗等によるタイヤ交換時にタイヤ2が脱着され、その際にタイヤ2のビード部22がリム12の環状壁15の近傍を通過する。ところが、第1実施形態のホイール1では空気圧センサユニット91がタンクベース6に内装されているため、タイヤ2の脱着時にビード部22が空気圧センサユニット91に衝突することはなく、タイヤ2の交換作業等に無用な注意を払う必要がなくなる。
Further, the tire 1 is attached to the wheel 1 at the time of a new vehicle, and the tire 2 is detached when the tire is replaced due to wear of the tread, and the
また、車両が高速走行した場合、ホイール1は、路面に対するタイヤ2の転動に伴って高速で回転し、その各部に遠心力が作用するとともに、リム12には路面の凹凸等に起因する衝撃が作用する。ところが、第1実施形態のホイール1では、タンクベース6に内装された空気圧センサユニット91に作用する遠心力や衝撃はごく小さいものとなり、空気圧センサユニット91を構成する感圧部や回路基板等が損傷し難くなる。 Further, when the vehicle travels at a high speed, the wheel 1 rotates at a high speed as the tire 2 rolls against the road surface, and centrifugal force acts on each part of the wheel 1 and the rim 12 has an impact caused by road surface unevenness or the like. Works. However, in the wheel 1 of the first embodiment, the centrifugal force and impact acting on the air pressure sensor unit 91 housed in the tank base 6 are extremely small, and the pressure sensing unit, the circuit board, etc. constituting the air pressure sensor unit 91 are provided. It becomes difficult to damage.
また、従来のホイールでは、タイヤバルブ8や空気圧センサユニット91がリム12に装着されていたため、ホイール1の回転方向での重量バランスが崩れ、タイヤ交換時に比較的重いバランスウエイトを取り付けていた。ところが、第1実施形態のホイール1では、タイヤバルブ8や空気圧センサユニット91がホイール1の軸心近傍に装着されているため、回転方向での重量バランスの崩れが小さくなり、ばね下重量の増大等をもたらす重いバランスウエイトの装着は不要となる。 In the conventional wheel, since the tire valve 8 and the air pressure sensor unit 91 are mounted on the rim 12, the weight balance in the rotation direction of the wheel 1 is lost, and a relatively heavy balance weight is attached when the tire is replaced. However, in the wheel 1 of the first embodiment, since the tire valve 8 and the air pressure sensor unit 91 are mounted in the vicinity of the axis of the wheel 1, the balance of the weight balance in the rotational direction is reduced, and the unsprung weight increases. It is not necessary to install a heavy balance weight that causes the above.
また、空気圧センサユニット91は、長期間の使用によりバッテリが消耗し、タイヤ空気圧およびタイヤ温度の検出や検出結果の送信が行えなくなることがある。この場合、第1実施形態では、スクリュー93を緩めてカバープレート92を外し、タンクベース6から空気圧センサユニット91を取り外してそのバッテリ(図示せず)を交換する。これにより、バッテリ消耗時に、車両に対してのホイールの脱着とホイールに対してのタイヤの脱着とを行い、タイヤ空気圧センサを交換していた従来装置に比べて、保守・整備に要するコストや時間を削減できた。
Further, the air pressure sensor unit 91 may be exhausted due to long-term use, and may not be able to detect tire pressure and tire temperature and transmit detection results. In this case, in the first embodiment, the
≪第2実施形態≫
第2実施形態は、エアタンクを電動モータ等からなるエアタンク駆動機構により駆動するものであるが、その全体構成が前記の第1実施形態と略同様であるため、同一部材等には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
図13は、第2実施形態に係るホイールの縦断面図であり、図14は図13中のF部拡大図であり、図15は図14中のG−G断面図であり、図16は第2実施形態に係るタンクベースサブアッシの分解斜視図である。
<< Second Embodiment >>
In the second embodiment, the air tank is driven by an air tank drive mechanism composed of an electric motor or the like. However, since the overall configuration is substantially the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used for the same members and the like. A duplicate description will be omitted.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a wheel according to the second embodiment, FIG. 14 is an enlarged view of a portion F in FIG. 13, FIG. 15 is a sectional view taken along line GG in FIG. It is a disassembled perspective view of the tank base subassembly which concerns on 2nd Embodiment.
図14〜図16に示すように、第2実施形態のタンクベース6には、電動モータ131と減速ギヤ132とからなるエアタンク駆動機構(エアタンク駆動手段)133と、リング状のバッテリパック134とが内装されている。電動モータ131は、バッテリパック134の電力を動力源とし、空気圧センサユニット(駆動制御手段)91により駆動制御される。また、減速ギヤ132は、電動モータ131のピニオン131aとエアタンク7の外周面に形成されたギヤ部77とに噛み合っており、電動モータ131の回転を減速してエアタンク7に伝達する。尚、第2実施形態ではエアタンク駆動機構133の動力源としてリング状のバッテリパック134を用いたが、ガム型やボタン型等の一次あるいは二次電池を単独であるいは連結して使用してもよい。
As shown in FIGS. 14 to 16, the tank base 6 of the second embodiment includes an air tank driving mechanism (air tank driving means) 133 including an electric motor 131 and a reduction gear 132, and a ring-shaped battery pack 134. Decorated. The electric motor 131 is driven and controlled by an air pressure sensor unit (drive control means) 91 using the electric power of the battery pack 134 as a power source. The reduction gear 132 meshes with the pinion 131 a of the electric motor 131 and the
以下、第2実施形態の作用を述べる。
自動車の走行中にタイヤ空気圧が低下すると、タイヤ空気圧監視システムは、空気圧センサユニット91から送信された検出結果に基づきこれを検知し、インストルメントパネル等に設置された警告ランプを点灯させることで運転者に警告を行う。一方、空気圧センサユニット91は、タイヤ空気圧監視システム(車体側のアンテナ等)に検出信号を出力すると同時に、電動モータ131に開弁指令を出力する。
Hereinafter, the operation of the second embodiment will be described.
When the tire pressure drops while the vehicle is running, the tire pressure monitoring system detects this based on the detection result transmitted from the air pressure sensor unit 91 and operates by lighting a warning lamp installed on the instrument panel or the like. Alert the person. On the other hand, the air pressure sensor unit 91 outputs a detection signal to a tire air pressure monitoring system (such as an antenna on the vehicle body side) and simultaneously outputs a valve opening command to the electric motor 131.
開弁指令を受けた電動モータ131は、図15に示すように、減速ギヤ132を反時計回りに回転駆動し、これにより、減速ギヤ132に噛み合ったエアタンク7が時計回りに停止するまで回動する(エアタンク7がエアチャージ位置まで回動する)。この際、空気圧センサユニット91は、エアタンク7がエアチャージ位置に回動した時点で、駆動抵抗(電力消費)の急増等に基づいて電動モータ131の駆動を停止する。
The electric motor 131 that has received the valve opening command rotates the reduction gear 132 in a counterclockwise direction as shown in FIG. 15, and thereby rotates until the
これにより、前記の第1実施形態と同様に、エア供給ポート73と連通孔64との回転位相が一致し(図4参照)、図13に示すように、エア供給ポート73と連通孔64と中空部17とを介して、高圧エア室70と空気室21とが連通する。その結果、高圧エア室70に充填されていた圧縮空気が空気室21に流入し、第1実施形態と同様に、タイヤ空気圧の低下が解消されることになる。空気圧センサユニット91は、電動モータ131に開弁指令を出力すると同時に、例えば、タイヤ空気圧監視システムに信号を送信し、タイヤ空気圧監視システムから運転者に対してエアタンク7への圧縮空気の再充填を促すべく警告を与えさせる。尚、第2実施形態においても、高圧エア室70に圧縮空気を再充填する作業等は前記の第1実施形態と同様に行えばよい。
As a result, as in the first embodiment, the rotation phases of the
第2実施形態では、このような構成を採ったことにより、あるホイール1でタイヤ空気圧の低下が起こっても、走行中に自動的にエアチャージが行われることになり、高速走行等を円滑に行わせることが可能になるとともに、運転者が車両から外部に出ることに起因する問題を排除することができる。尚、エアタンク7から空気室21への圧縮空気の供給は、車両の加減速中に行われないようにしてもよいし、車両が停止中のみ行われるようにしてもよい。また、電動モータ131への開弁指令は、例えば、運転者が、警告ランプの点灯によりタイヤ空気圧の低下を認知した後、タイヤ空気圧監視システムの送受信機能を用いて行う(すなわち、運転者の判断で電動モータ131を遠隔操作する)ようにしてもよい。
In the second embodiment, by adopting such a configuration, even if the tire air pressure decreases in a certain wheel 1, air charge is automatically performed during traveling, and smooth high-speed traveling and the like are facilitated. This makes it possible to eliminate the problems caused by the driver getting out of the vehicle. The supply of compressed air from the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらの実施形態に限られるものではない。例えば、前記実施形態は、本発明を鋳造アルミホイールに適用したものであるが、鍛造軽合金ホイールやスチールホイール等に適用してもよいし、各構成部材の素材や製造方法等についても適宜選択可能である。また、前記実施形態では、連結部に形成した中空部にエア流通孔を兼ねさせるようにしたが、エア流通孔をドリルで穿設するようにしてもよいし、金属パイプ等でエア流通孔を形成するようにしてもよい。また、前記実施形態では、ホイールディスクに別体のタンクベースを圧入するようにしたが、ホイールディスク自体にエアタンク保持孔を穿設するようにしてもよい。また、前記実施形態では、高圧エア室に圧縮空気を充填するようにしたが、高圧気体として高圧窒素や高圧二酸化炭素等を採用するようにしてもよい。 This is the end of the description of the specific embodiments, but the aspects of the present invention are not limited to these embodiments. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a cast aluminum wheel, but may be applied to a forged light alloy wheel, a steel wheel, or the like, and a material and a manufacturing method of each constituent member are appropriately selected. Is possible. In the embodiment, the hollow portion formed in the connecting portion is also used as the air circulation hole. However, the air circulation hole may be drilled or a metal pipe or the like. You may make it form. In the above embodiment, a separate tank base is press-fitted into the wheel disc. However, an air tank holding hole may be formed in the wheel disc itself. Moreover, in the said embodiment, although compressed air was filled into the high pressure air chamber, you may make it employ | adopt high pressure nitrogen, high pressure carbon dioxide, etc. as high pressure gas.
また、第2実施形態では、空気圧センサユニットがエアタンクをエアチャージ位置に一度のみ回動させるものとしたが、例えば、タイヤ空気圧が規定値になるように、エアタンクをエアチャージ位置とロック位置との間で適宜回動させる構成としてもよい。この場合、エアチャージ位置ではタイヤの空気室と高圧エア室とが連通するため、空気圧センサユニットは、エアタンクを断続的に正逆回転させながら、エアチャージとタイヤ空気圧の検出とを行う。また、第2実施形態では駆動制御手段として空気圧センサユニットを用いたが、専用の制御ユニット等を備えるようにしてもよい。また、前記実施形態では、カバープレートとして円環状のものを用いたが、タイヤバルブまで覆う円盤状のものを採用してもよいし、鋼板等を素材とする強靭なものを採用してもよい。また、タイヤバルブに装着する防塵キャップとして、ねじ込み等により取り付けられる金属製の強固なものを採用してもよい。また、前記実施形態では、切欠きに対応する係合突起を有した特殊工具でエアタンクを駆動するようにしたが、図17,図18に示すように、エアタンク7に六角部111を形成し、汎用工具であるソケットレンチ112等でエアタンク7を駆動できるようにしてもよい。その他、エアタンクの具体的形状やディテント手段の具体的構成、連結部の本数等を含めたホイール各部の具体的形状等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
In the second embodiment, the air pressure sensor unit rotates the air tank only once to the air charge position. For example, the air tank is moved between the air charge position and the lock position so that the tire air pressure becomes a specified value. It is good also as a structure rotated suitably between. In this case, since the tire air chamber and the high pressure air chamber communicate with each other at the air charge position, the air pressure sensor unit performs air charge and tire pressure detection while intermittently rotating the air tank forward and backward. In the second embodiment, the air pressure sensor unit is used as the drive control means, but a dedicated control unit or the like may be provided. Moreover, in the said embodiment, although the annular thing was used as a cover plate, the disk-shaped thing which covers to a tire valve may be employ | adopted, and the strong thing which uses a steel plate etc. as a raw material may be employ | adopted. . Moreover, you may employ | adopt the metal strong thing attached by screwing etc. as a dust-proof cap with which a tire valve is mounted | worn. In the above embodiment, the air tank is driven by a special tool having an engagement protrusion corresponding to the notch. However, as shown in FIGS. 17 and 18, the
1 ホイール
2 タイヤ
6 タンクベース
7 エアタンク
8 タイヤバルブ
11 ホイールディスク
12 リム
15 環状壁
16 ベース保持部
17 中空部(エア流通孔)
18 環状溝
21 空気室
62 エアタンク保持孔
64 連通孔(エア流通孔)
68 ディテント機構(ディテント手段)
70 高圧エア室
73 エア供給ポート
75 ディテント溝(ディテント手段)
91 空気圧センサユニット(タイヤ空気圧センサ、駆動制御手段)
101 ハブ
133 エアタンク駆動機構(エアタンク駆動手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel 2 Tire 6
18 annular groove 21 air chamber 62 air tank holding hole 64 communication hole (air circulation hole)
68 Detent mechanism (detent means)
70 High-
91 Air pressure sensor unit (tire pressure sensor, drive control means)
Claims (6)
当該ホイールディスクの外周側に設けられ、タイヤが装着されて、当該タイヤとともに空気室を形成する環状壁を備えたリムと
を有する車両用ホイールであって、
前記ホイールディスクの軸心部に形成され、前記環状壁に連通するエア流通孔がその内周面に開口したエアタンク保持孔と、
このエアタンク保持孔に対してロック位置とエアチャージ位置との間で回動自在に保持され、その略軸心にタイヤバルブが装着され、高圧気体の充填に供される高圧エア室を有し、かつ、当該高圧エア室に連通するエア供給ポートが外周面に開口したエアタンクと
を備え、
前記エアタンクが前記エアタンク保持孔に対してエアチャージ位置となったとき、前記エア流通孔と前記エア供給ポートが連通することを特徴とする車両用ホイール。 A wheel disc fastened to the hub of the vehicle;
A vehicle wheel having a rim provided with an annular wall that is provided on an outer peripheral side of the wheel disc and is equipped with a tire and forms an air chamber together with the tire,
An air tank holding hole formed in an axial center portion of the wheel disc and having an air circulation hole communicating with the annular wall opened on an inner peripheral surface thereof;
The air tank holding hole is rotatably held between a lock position and an air charge position, a tire valve is mounted on the substantially axial center thereof, and a high pressure air chamber is provided for filling with high pressure gas, And an air tank having an air supply port communicating with the high-pressure air chamber and opened to the outer peripheral surface,
The vehicle wheel, wherein the air circulation hole and the air supply port communicate with each other when the air tank is in an air charge position with respect to the air tank holding hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020189504A (en) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | 株式会社ウェッズ | Hub ring built-in center cap structure of wheel for automobile |
-
2003
- 2003-11-27 JP JP2003396575A patent/JP2005153762A/en active Pending
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