JP2540745B2 - タイヤ圧調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用タイヤの空気圧を調整する装置に関す
る。

〔従来の技術および問題点〕

従来タイヤ圧調整装置として、車輪に配設され、例え
ば運転者が運転席に設けられたスィッチを操作してタイ
ヤの空気圧を変更させるものが知られている。このよう
なタイヤ圧調整装置は、圧力源とタイヤを連結する通路
の途中に設けられ、例えば、ダイヤフラムに固定された
弁体の開閉動作によりタイヤ圧調整し、弁体の開度は例
えばこの弁体に形成された絞りの前後に発生する圧力差
により定まるようになっている。

ところが、このように圧力源とタイヤの間の流路の途
中に絞りが設けられる構造の場合、この絞りのために空
気の流動が妨げられ、タイヤ圧の調整に要する時間が長
いという問題を有する。

本発明は、タイヤの空気圧の調整を短時間で行なうこ
とのできるタイヤ圧調整装置を得ることを目的としてな
されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るタイヤ圧調整装置は、所定の圧力を発生
する圧力機構と、この圧力機構とタイヤの間に設けられ
るハウジングと、このハウジング内に設けられる第１お
よび第２弁機構とを備える。ハウジングは、圧力機構に
連結される第１ポートと、タイヤに連結される第２ポー
トと、これらの第１および第２ポートに連通可能な通路
とを有する。

〔作 用〕

第１弁機構は、第１ポートと通路の間を連通遮断し、
第１ポートの圧力が所定値以上の時開弁する。第２弁機
構は、第２ポートと通路の間を連通遮断し、第１弁機構
が開弁している時、第１および第２ポートの圧力差が所
定値以上の時開弁する。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第２図は、本発明の一実施例に係るタイヤ圧調整装置
を適用した車輪を示す。

この図において、タイヤ101の支持板102は、図示しな
いボルトによりアクスルシャフト201に連結される。ベ
アリングケース202は、キャリヤ203の円筒部204に嵌着
され、これによりキャリヤ203に一体的に固定される。
ベアリングケース202内にはベアリング205が収容され、
アクスルシャフト201はベアリング205により回転自在に
支持される。ベアリング205の外輪は、ベアリングケー
ス202とキャリヤの円筒部204の端面とにより支持され、
ベアリング205の内輪は、アクスルシャフト201とこのア
クスルシャフトの先端に螺着されたナット206とにより
支持される。キャリヤ203、ベアリング205、アクスルシ
ャフト201およびナット206により環状室208が形成され
る。耐圧回転軸シール207は、ベアリングケース202とア
クスルシャフト201の間に設けられ、環状室208を外部に
対してシールする。またＯリング209はベアリングケー
ス202とキャリヤの円筒部204との間に設けられて環状室
208を外部に対してシールする。

タイヤ圧調整弁300は、圧力機構350の発生する圧力を
タイヤ101内に導き、あるいはタイヤ101内の空気圧を圧
力機構350を介して外部へ解放することにより、タイヤ1
01の空気圧を調整するものである。圧力機構350は制御
ライン351を介してキャリヤ203に連結され、キャリヤ20
3に穿設された孔211を介して環状室208に連通する。タ
イヤ圧調整弁300は、アクスルシャフト201の外側端面の
中央部に形成された凹部212に取付けられ、耐圧チュー
ブ301により、アクスルシャフト201に穿設された通路21
3に連結される。通路213は環状室208に連通し、したが
って圧力機構350の圧力は、制御ライン351、孔211、環
状室208、通路213、および耐圧チューブ301を介してタ
イヤ圧調整弁300に導かれる。タイヤ圧調整弁300は耐圧
チューブ302を介してタイヤ101に連結される。

圧力機構350は、コンプレッサ352によりフィルタ353
を介して空気を取込んで加圧し、この高圧空気を空気ボ
ンベ354に蓄圧するとともに圧力制御弁355によりタイヤ
圧調整弁300に供給するように構成されている。すなわ
ち圧力制御弁355は圧力ライン356を介してコンプレッサ
352および空気ボンベ354に接続され、制御ライン351を
介してタイヤ圧調整弁300に接続される。制御ライン351
の途中には解放ライン357が連結され、この解放ライン3
57には圧力放出弁358が接続される。圧力制御弁355およ
び圧力放出弁358は、マイクロコンピュータを備えた電
子制御部（ECU）370により切換制御される。

圧力制御弁355は、非作動時、図示された中立位置に
あり、圧力ライン356と制御ライン351とを遮断する。圧
力制御弁355は、図の左方へ切換えられる第１の位置に
ある時、圧力ライン356と制御ライン351とを連通させ、
これにより高圧空気がタイヤ圧調整弁300を通ってタイ
ヤ101に供給される。また圧力制御弁355は、図の右方へ
切換えられて第２の位置にある時、制御ライン351を消
音器361を介して大気へ連通させる。

圧力放出弁358は、非作動時、図示された第１の位置
にあり、解放ライン357を消音器362を介して大気へ連通
させる。圧力放出弁358は、図の右方へ切換えられて第
２の位置にある時、解放ライン357を大気から遮断す
る。

制御ライン351の途中であって、解放ライン357との接
続部分と車輪との間には、圧力センサ365と流量センサ3
66が設けられる。これらのセンサ365,366はECU370に接
続される。またECU370には、車速センサ367と、車両の
重量分布を検出する荷重センサ368と、路面状態を感知
する路面センサ369とが接続される。ECU370は、後述す
るように、圧力センサ365、流量センサ366、車速センサ
367、荷重センサ368および路面センサ369の出力信号に
応じて圧力制御弁355および圧力放出弁358を切換制御す
る。

第１図はタイヤ圧調整弁300の構造を示す。

ハウジング310には、第１ポート311と第２ポート312
が形成される。第１ポート311には、耐圧チューブ301の
コネクタ303（第２図）が連結され、また第２ポート312
には、耐圧チューブ302のコネクタ304（第２図）が連結
される。すなわち、第１ポート311は圧力機構350に連結
され、第２ポート312はタイヤ101に連結される。ハウジ
ング310には、第１および第２ポート311,312に連結可能
な通路313が形成される。この通路313は、第１および第
２弁機構330,340により開閉される。

第１弁機構330は、ハウジング310とこのハウジング31
0にボルト314により固定されたカバー315との間に設け
られ、ダイヤフラム331とディスク332とばね333とを有
する。ダイヤフラム331の外周縁は、ハウジング310とカ
バー315により挟持され、ダイヤフラム331の中央に形成
された厚肉部334は、ハウジング310の隆起部316に接離
して通路313を開閉する。ディスク332は厚肉部334の背
面に接着される。ばね333はディスク332とカバー315の
間に設けられ、ダイヤフラム331を通路313を閉塞する側
へ付勢する。ダイヤフラム331とハウジング310の間に形
成された変圧室321は、連通孔317を介して第１ポート31
1に連通する。一方、ダイヤフラム331とカバー315の間
に形成された大気室322は、カバー315に穿設された連通
孔318を介して大気に連通し、常時大気圧が導かれる。

したがって、変圧室321に高圧が導かれない時、ダイ
ヤフラム331はばね333に付勢されて通路313を閉塞す
る。これに対し、変圧室321すなわち第１ポート311内の
圧力が所定値以上である時、ダイヤフラム331はばね333
に抗して大気室322側へ変位し、通路313を開放させる。
この結果、通路313は変圧室321および連通孔317を介し
て第１ポート311に連通する。

第２弁機構340は、ハウジング310に穿設されたボア34
1に摺動自在に支持されたスプール弁342を有する。ボア
341の開口部はプラグ343により閉塞される。通路313は
ボア341の略中央に開口し、この通路313の開口部とは反
対側には、第２ポート312に連通する連通孔323が開口す
る。スプール弁342は、中立位置にある時、通路313およ
び連通孔323を閉塞し、左右方向へ変位した時、スプー
ル弁342の外周面に形成された２つの環状溝344,345を介
して通路313と連通孔323を連通させる。

ボア341内であってスプール弁342の両端側には第１お
よび第２室324,325が形成され、第１および第２室324,3
25内にはそれぞればね346,347が設けられる。第１室324
は絞り326により通路313に連通し、第２室325は絞り327
により第２ポート312に連通する。しかして第１室324内
には絞り326を介して通路313内の圧力が導かれ、第２室
325には絞り327を介して第２ポート312の圧力が導かれ
る。スプール弁342は第１および第２室324,325内の圧力
差に応じて変位する。

次に本実施例の作用を説明する。

非作動時、第２図に示されるように、圧力制御弁355
は中立位置にあり、圧力放出弁358は解放ライン357を大
気中に解放する第１の位置にある。したがって制御ライ
ン351は、コンプレッサ352および空気ボンベ354から遮
断され、圧力放出弁358を介して大気に連通する。一
方、タイヤ圧調整弁300において、変圧室321には制御ラ
イン351から大気圧が導かれており、この結果、ダイヤ
フラム331はばね333に付勢されて通路313を閉塞する。
またスプール弁342は通路313と連通孔323を遮断してい
る。したがって、タイヤ101内は外部から遮断され、そ
の時の圧力が保持される。

ここで、車速、あるいは車体に作用する荷重および路
面状態から、タイヤ101内の圧力を高める必要がある場
合、ECU370は、まず圧力放出弁358を解放ライン357が大
気から遮断される第２の位置に切換え、次いで、圧力制
御弁355をデューティ比制御により所定の割合で、図中
の左方へ切換えられる第１の位置と中立位置に切換え
る。したがって制御ライン351にはコンプレッサ352およ
び空気ボンベ354から所定の高圧空気が導かれる。すな
わち第１ポート311および変圧室321にはこの高圧空気が
導かれ、ダイヤフラム331がこの空気の圧力により通路3
13を開放する。このため第１ポート311および変圧室321
が通路313に連通する。この結果、第２弁機構340の第１
室324には絞り326を介して高圧が作用し、スプール弁34
0はこの高圧と第２室325の圧力との差により第１図の左
方へ変位する。したがって第２ポート312と通路313は環
状溝345および連通孔323を介して相互に連通し、タイヤ
101に高圧空気が圧送される。

タイヤ101内の圧力が制御ライン351から供給される所
定の高圧に近づくと、第１および第２室324,325内の圧
力差がほとんどなくなるため、スプール弁342は中立位
置に復帰し、通路313と連通孔323を遮断するようにな
る。また、ECU370は、圧力センサ365による圧力の変
化、あるいは流量センサ366による制御ライン351内の空
気の流量から、タイヤ101内の圧力がほぼ制御ライン351
内の圧力に達したことを検知し、圧力制御弁355を中立
位置に固定するとともに、圧力放出弁358を第１の位置
へ切換える。これにより、制御ライン351は大気へ解放
され、第１ポート311および変圧室321の圧力は急激に低
下して大気圧に近づく。一方、絞り326,327の絞り効果
のため第１および第２室324,325内の圧力の低下は遅
く、このためスプール弁342はほとんど変位せずほぼ中
立位置を維持する。しかしてダイヤフラム331は、この
間に変圧室321の圧力低下により、ばね333に付勢されて
通路313を閉塞する。

これに対し、タイヤ101内に圧力を低下させる必要が
ある場合、ECU370は、まず圧力放出弁358を第２の位置
に切換えて制御ライン351内を大気から遮断し、次いで
圧力制御弁355を第１の位置に切換え、これにより制御
ライン351に高圧の空気を導く。この高圧空気はタイヤ
圧調整弁300の変圧室321に導かれ、これによりダイヤフ
ラム331は通路313を解放する。次いでECU370は、圧力制
御弁355をデューティ比制御により所定の割合で第２の
位置と中立位置に切換え、制御ライン351内を所定の圧
力に制御する。この圧力はタイヤ101内の圧力の目標値
に略等しく、実際のタイヤ圧よりも低い。したがって、
第１室324の圧力は第２室325の圧力よりも低くなり、ス
プール弁342は第１図の右方に変位する。この結果、通
路313と連通孔323は相互に連通し、タイヤ101内の空気
はタイヤ圧調整弁300および制御ライン351から圧力制御
弁355を通って大気中へ解放される。ここでタイヤ圧調
整弁300から圧力制御弁355までの配管が比較的長く、ま
た圧力制御弁355の近傍の配管の流路面積が小さく定め
られており、このためタイヤ101の空気は大気中へ徐々
に解放される。

しかしてタイヤ101内の圧力が目標値に近ずくと、第
１および第２室324,325内の圧力差がほとんどなくな
り、スプール弁342は中立位置に復帰し、連通孔323と通
路313を遮断する。ECU370は圧力センサ365および流量セ
ンサ366の出力信号からタイヤ101内の圧力がほぼ目標値
に達したことを検知し、圧力制御弁355を中立位置に固
定させるとともに、圧力放出弁358を第１の位置に切換
える。これにより制御ライン351は大気に解放され、変
圧室321の圧力は急激に低下して大気圧に近づき、ダイ
ヤフラム331は通路313を閉塞する。一方、絞り326,327
の絞り効果により、第１および第２室324,325内の圧力
低下は遅く、したがってスプール弁342はほぼ中立位置
を維持している。

なお、タイヤ圧の調整時、圧力制御弁355は必ずしも
デューティ比制御される必要はなく、圧力源がタイヤ圧
の目標値に略等しい圧力を発生するようにしてもよい。

またタイヤ圧の調整を運転席に設けた外部スィッチに
より行なうようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、第１弁機構が第１ポートに作
用する圧力によって開弁し、タイヤへ供給される高圧空
気、およびタイヤから外部へ解放される空気が絞りを通
過しない構造を有するものであるから、タイヤ圧の調整
時間が従来に比べて短縮されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のタイヤ圧調整弁を示す断面
図、 第２図はタイヤの空気圧を調整するための空気圧回路お
よび車輪の断面を示す模式図である。 101……タイヤ、 300……タイヤ圧調整弁、 311……第１ポート、 312……第２ポート、 313……通 路、 330……第１弁機構、 340……第２弁機構。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のタイヤ内の空気圧を調整する装置で
   あって、以下の（イ）〜（ニ）の構成要件を備えること
   を特徴とするタイヤ圧調整装置。 （イ） 所定の圧力を発生する圧力機構、 （ロ） 上記圧力機構に連結される第１ポートと、上記
   タイヤに連結される第２ポートと、これらの第１および
   第２ポートに連通可能な通路とを有するハウジング、 （ハ） 上記第１ポートと通路の間を連通遮断し、上記
   第１ポートの圧力が所定値以上の時開弁する第１弁機
   構、 （ニ） 上記の第２ポートと通路の間を連通遮断し、上
   記第１弁機構が開弁している時、上記第１および第２ポ
   ートの圧力差が所定値以上の時開弁する第２弁機構。
2. 【請求項２】上記第２弁機構が、ボア内に摺動自在に支
   持されたスプール弁を有し、上記ボア内であってスプー
   ル弁の両端側には第１および第２室が形成され、該第１
   室は絞りを介して上記第２弁機構より第１ポート側に連
   通し、該第２室は絞りを介して上記第２弁機構より第２
   ポート側に連通することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のタイヤ圧調整装置。