JP3860171B2 - 空気タイヤの空気自動供給機構 - Google Patents
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Description
日本国特許出願2002年第27799号(平成14年2月5日出願)の明細書、請求の範囲、図面および要約を含む全開示内容は、これら全開示内容を参照することによって本出願に合体される。
技術分野
車軸に対して回転可能に設けられた空気タイヤに空気を自動供給する空気タイヤの空気自動供給機構及びその空気自動供給機構に用いる空気タイヤ接続装置に関するものである。
背景技術
例えば自転車や自動車の車輪には、空気を保持させた空気タイヤが設けられている。このような空気タイヤは、所定の空気圧になるように空気を入れておいても、時間の経過に伴って徐々に空気が抜け、空気圧が下がる。空気圧があまり下がると、ハンドル操作がし難くなってしまう等の支障をきたす。そのため、空気圧が所定圧よりあまり下がった場合には、空気タイヤに空気を供給する必要がある。
しかしながら、空気圧が所定圧より下がっても、外観からは判り難い。そのため、そのまま走行してしまっている場合があり、危険である。又、空気圧が下がる都度、空気入れポンプ等によって空気タイヤに空気を供給する操作をするのは面倒である。
発明の開示
この発明は、以上の実情に鑑みてなされたもので、空気タイヤの空気圧が所定より低くなると車軸に対する空気タイヤの回転により自動的に空気タイヤに空気を供給できる空気タイヤの空気自動供給機構及び空気タイヤ接続装置の提供を目的とする。
この発明による空気タイヤの空気自動供給機構は、車軸に対して回転可能な車輪本体に設けられた空気タイヤに、空気を自動供給する空気タイヤの空気自動供給機構であって、
空気タイヤに通気可能に接続され空気タイヤに空気を送り込む空気送り込み部が、車輪に設けられ、
空気送り込み部は、車軸に対する車輪本体の回転に際して空気を圧縮し得る圧縮部を備えたものであることを特徴とするものである。
この発明による空気タイヤ接続装置は、車軸に対して回転可能な車輪本体に設けられた空気タイヤに空気を自動供給する空気タイヤの空気自動供給機構を空気タイヤに接続する空気タイヤ接続装置であって、
空気タイヤと接続されるタイヤ接続部と、空気自動供給機構と接続される自動供給機構接続部と、タイヤ接続部から自動供給機構接続部にかけて通気可能に設けられた空気タイヤ接続用通気路と、外部から空気タイヤ接続用通気路に連通された空気導入孔とが備えられ、
空気タイヤ接続用通気路は、自動供給機構接続部と空気自動供給機構との接続に際して、空気自動供給機構に設けられた通気路と接続されることにより、空気自動供給機構から空気タイヤに空気を送ることが可能とされ、
タイヤ接続部は、空気タイヤ接続用通気路から外部に連通するように開けられたバルブ孔を有するとともに、空気タイヤから空気タイヤ接続用通気路への空気の逆流を防止するための逆流防止弁を装着可能な弁装着部を備え、
この弁装着部に逆流防止弁が装着されることにより、バルブ孔が逆流防止弁で塞がれ、タイヤ接続部と空気タイヤとの接続に際して、空気タイヤから空気タイヤ接続用通気路への空気の逆流が防止されるとともに、空気が空気タイヤ接続用通気路からバルブ孔に送り込まれることにより、バルブ孔が開いて空気が空気タイヤ接続用通気路から空気タイヤに入り込むことができるようにされ、
空気導入孔には、空気タイヤ接続用通気路から外部に空気が流れないようにする空気導入孔用逆流防止手段が備えられたことを特徴とするものである。
本発明の特徴は、上記のように広く示すことができるが、その構成や内容は、目的および特徴とともに、図面を考慮に入れた上で、以下の開示によりさらに明らかになるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を基にして本願発明の一実施の形態を具体的に説明する。
図1は、本願発明の第1実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構を備えた自転車用の車輪の側面図、図2は、図1のII−II線に沿う拡大断面説明図、図3は、図2のIII−III線に沿う拡大した断面説明図である。
第1実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構は、自転車用の車輪100に設けられている。この空気タイヤの空気自動供給機構1を有する自転車用の車輪100は、車軸101と、車軸101に対して回転可能な車輪本体110とを備えている。車軸101は、図2に示すように外周にネジ部101aを備えている。
車輪本体110は、図1に示すようにハブ102と、空気タイヤ103と、空気自動供給機構1とを備えている。ハブ102は、図2に示すように筒状体からなり、左右両側の内周側には、鋼球転がり受け部102a、102aが夫々備えられている。そして、これらの鋼球転がり受け部102a、102aは、車軸101に螺合された玉押し101b、101bに、鋼球107…107を介して車軸101の中心O3を回転の軸にして回転し得るように支持されている。又、ハブ102の左右両側の外周側には、複数のスポーク孔102b…102bを有する鍔102c、102cが夫々固定されている。そして、この鍔102c、102cの各スポーク孔102b…102bに、各スポーク104の基端側が係止されている。又、図1に示すように、その係止された各スポーク104の先端側はリム105に係止されている。これにより、リム105がハブ102に固定され、車軸101に対して回転可能とされている。
空気タイヤ103は、リム105に取外し可能に係止されることにより、車軸101に対してリム105と共に回転できるようになっている。又、図4に示すように、空気タイヤ103の内側には、空気を保持した空気保持部としての空気保持チューブ103bが備えられている。
又、この空気保持チューブ103bは、空気を出し入れるためのバルブ106を備えている。このバルブ106は、筒状体から構成され、図示下端側に空気入れ口106aが設けられ、図示上端側にバルブ孔106bが設けられている。又、このバルブ孔106bは、バルブ106の外周に被せられた合成ゴム製の筒状の逆流防止弁106cによって塞がれている。
そして、このバルブ106は、空気保持チューブ103bに設けられた筒状のバルブ取付け用口金103c内に入れられ、バルブ取付け用口金103cに螺合されたバルブ止めナット106dに抜け止めされている。そして、空気入れ口106aから、バルブ孔106bを塞いでいる逆流防止弁106cの弾性に抗して空気入れポンプ等によって空気が送り入れられると、逆流防止弁106cを押しのけて空気保持チューブ103b内に空気が入るようになっている。又、空気保持チューブ103b内に空気が入った後は、逆流防止弁106cの弾性によってバルブ孔106bを塞ぐ。これにより、空気保持チューブ103b内の空気がバルブ孔106bから外に出るようなことが防止されるようになっている。尚、逆流防止弁106c、バルブ取付け用口金103c及びバルブ止めナット106dは、一般的な自転車用の車輪の空気保持チューブ103bに採用されているものである。
このように構成された車輪100は、車軸101の左右両側が自転車の車体にナット108,108(図2に図示)を介して固定される。これにより、車輪本体110が自転車の車体に回転可能とされる。
次に、空気自動供給機構1について説明する。この第1実施形態の自転車用空気タイヤの空気自動供給機構1は、図2、図3に示すように空気タイヤ103に空気を送り込む空気送り込み部1aを備えている。
この空気送り込み部1aは、空気を圧縮する圧縮部3と、圧縮部3で圧縮した空気を一定圧に保持する定圧保持部2とを備えている。
圧縮部3は、空気を圧縮する圧縮室31と、圧縮室31の空気を圧縮操作する圧縮操作手段32とを備えている。
圧縮室31は、断面円形状の内ケーシング3aの内部に形成されている。この内ケーシング3aは、図2、図3の下端側が断面円形状の外ケーシング3bに入れられるようにして支持されている。又、外ケーシング3bの図2、図3の下端側には、ハブ取付け部30bが備えられている。そして、このハブ取付け部30bが、ハブ102の外周にボルト30c、30cを介して固定されている。これにより、内ケーシング3aが、外ケーシング3bを介してハブ102の外周側に取付けられ、ハブ102の外周から車軸101の径方向外側に伸ばされている。
このようにしてハブ102に取付けられた内ケーシング3aの内部には、区画壁7が備えられている。そして、この区画壁7によって内ケーシング3aの内部が、図の下側の圧縮室31と、図の上側の後述する定圧保持部2の定圧保持空間部13bとに区画形成されている。又、区画壁7には、連通孔71が穿設されており、この連通孔71によって、圧縮室31と定圧保持空間部13bとが通気可能に連通されている。
この連通孔71には、逆流防止弁4が備えられている。この逆流防止弁4は、空気が定圧保持部2から圧縮室31に逆流しないように防止する逆流防止手段としてのもので、この実施形態では、定圧保持部2側に配設されたボールバルブ4から構成されている。ボールバルブ4は、ボール41と、ボールを受ける合成ゴム製のリング状のボール受けパッキン42と、ボール41をボール受けパッキン42側に付勢する付勢部材としてのボール付勢用コイルバネ43とを備えている。そして、このボール付勢用コイルバネ43の付勢力によって、ボール41が定圧保持部2側から連通孔71を塞いでいる。
又、圧縮室31には、図3に示すように外部から圧縮室31内に空気を入れるための吸入孔31aが備えられている。又、圧縮室31における図2、図3の下方側には、ロッド案内口37が備えられている。
圧縮操作手段32は、車軸101の径方向に伸ばされた圧縮操作体としての棒状のピストンロッド8と、カム9とを備えている。ピストンロッド8は、圧縮室31のロッド案内口37に摺動可能に通されている。そして、ピストンロッド8における車軸101の径方向外側に伸ばされた図の上側の部分は、圧縮室31内に入れられている。又、その圧縮室31内に入れられた部分には、円板状の摺動部32aが備えられている。
摺動部32aは、圧縮室31の内周径と略同じ程度の径に形成されており、圧縮室31の内周壁に沿って圧縮室31の軸方向に摺動可能とされている。又、摺動部32aには、合成ゴムから構成されたリング状のパッキン32bが備えられている。
ピストンロッド8における車軸101の径方向内側に伸ばされた図の下側の部分は、圧縮室31のロッド案内口37からハブ102に穿設されたピストン導入孔102dに通されることによりハブ102の内周側に入れられている。又、この部分には、カム当接部32cが備えられている。
カム当接部32cは、この実施形態では、図2に示すように、ローラー軸32dと、ローラー軸32dによってピストンロッド8に回転自在に支持された左右一対のローラー32e、32eとを備えたものから構成されている。又、ローラー軸32dの左右両端は、ローラー32e、32e各々から突出されている。このように構成されたカム当接部32cのローラー32e、32eは、車軸101に固定されたカム9に当接される。
このカム9は、円板状の溝カムから構成されており、カム9の外周側には、全周に渡って形成されたカム溝92が備えられている。このカム溝92には、ローラー32e、32eと当接して走行させるカム9の輪郭をなすカム面92aと、カム当接部32cのローラー軸32dを受ける軸当接部92b、92bとを備えている。
カム面92aは、カム9の外周面から所定の深さで全周に渡って円弧状に形成されている。軸当接部92b、92bは、カム溝92内にカム面92aと対向するように形成された対向壁に形成されている。
そして、このように形成されたカム溝92に、ピストンロッド8のカム当接部32cが入れられることにより、ローラー32e、32eとカム面92aとが当接した状態にされている。又、ローラー軸32dと軸当接部92bとが当接することにより、当接したローラー32e、32eとカム面92aとが離れないようにされている。従って、この実施形態のカム9は、確動カムを構成し、常時カム9とピストンロッド8のローラー32e、32eとが当接状態に維持されるようになっている。
又、カム9には、図3に示すように、車軸101を挿通させるための車軸挿通孔91が穿設されている。この車軸挿通孔91の中心O2は、上記カム面92a及び軸当接部92b、92bの中心O1から所定距離を隔てている。
この車軸挿通孔91に、車軸101が挿通された後、図2に示すように左右両側からカム固定用ナット45、45によって車軸101に固定されている。又、この固定状態で、車軸挿通孔91の中心O2は、ハブ102の回転の中心O3と一致する。
従って、カム面92aにおける図3に示すローラー32e、32eに当接している位置が車軸挿通孔91の中心O2からの距離が最も小さくなる径小部Aとなる。又、その径小部Aから周方向に車軸挿通孔91の中心O2からの距離が漸次大きくなり、半周した位置で、車軸挿通孔91の中心O2からの距離が最も大きくなる径大部Bとなる。
又、そのカム面92aの径小部Aにローラー32e、32eがきたとき、図3に示すようにピストンロッド8の摺動部32aが、圧縮室31を最も下降した下死点位置A1となる。一方、カム面92aの径大部Bにローラー32e、32eがきたとき、図5に示すようにピストンロッド8の摺動部32aが、圧縮室31を最も上昇した位置B1となる。
空気送り込み部1aの定圧保持部2は、空気を一定圧に保持するためのもので、この実施形態の定圧保持部は、圧縮部3と空気タイヤ103とを接続した接続部13から構成されている。
接続部13は、上述の内ケーシング3aにおける圧縮室31の図2の上側に区画形成された定圧保持空間部13bと、接続管21と、接続パイプ13cとから構成されている。
接続管21は、筒状のものから構成され、内部に、通気路21aを備えている。そして、この接続管21の基端側は、内ケーシング3aの定圧保持空間部13bに入り込むようにして固定用ナット21bを介して取付けられている。これにより、接続管21の先端側は、内ケーシング3aから車軸101の径方向外側に伸ばされている。又、この取り付けにより、定圧保持空間部13bと通気路21aとが通気可能に接続される。
接続パイプ13cは、弾性を有するものから構成され、内部に通気路13aを備えている。そして、接続パイプ13cの端部が接続管21の外周に押し入れるようにして接続管21の先端側に取り付けられている。これにより、接続管21の通気路21aと接続パイプ13cの通気路13aとが接続されて接続部13に一つの通気路が形成され、その結果、内ケーシング3aの定圧保持空間部13bと接続パイプ13cとが接続されている。
又、接続管21に取り付けられた反対側の接続パイプ13cの先端側には、図4に示すように空気タイヤ103に取外し自在に接続する空気タイヤ接続部16が備えられている。この空気タイヤ接続部16は、パッキン16aと、空気保持チューブ103bのバルブ止めナット106dに係止されるナット係止片16bとを備えている。そして、パッキン16aがバルブ106の端面に当接された状態で、ナット係止片16bがバルブ止めナット106dに係止されている。これにより、接続パイプ13cの先端側が空気保持チューブ103bに通気可能に接続されている。
次に、この第1実施形態の自転車用空気タイヤの空気自動供給機構の動作について説明する。自転車用空気タイヤの空気自動供給機構を有する自転車の車輪100の車軸101を自転車の車体に取付け、摺動部32aが下死点位置Aにきた図2に示す状態から、例えば走行することにより、空気タイヤ103を車軸101に対して回転させる。これにより、その回転に伴って、ハブ102が回転し、ハブ102と共にピストンロッド8のローラー32eが、カム9のカム面92aの径小部Aから径大部Bにかけて走行する。
その走行に際し、ピストンロッド8は、カム9によって径方向の外側に押圧されて移動する。従って、カム9は、ピストンロッド8を押圧する押圧部として機能する。そして、このピストンロッド8の移動により、摺動部32aが圧縮室31内を圧縮室31の内壁面に沿って下死点位置A1から上死点位置B1に向かって圧縮室31内を摺動する。
そして、ピストンロッド8のローラー32eが、カム面92aの径大部Bにくると、図5に示すようにピストンロッド8の摺動部32aが上死点位置B1まで移動する。そして、この摺動部32aの摺動に際し、圧縮室31内の空気が一定の圧縮比まで圧縮される。尚、カム9は、車軸101に固定されて位置を変えず、ピストンロッド8がカム面92aを走行して位置を変えるが、図5及び後述の図7、図10では、説明の都合上、ピストンロッド8の位置を変えずにカム面92aの位置を変えて表している。
更に、ハブ102が回転すると、ピストンロッド8は、カム9のカム面92aの径大部Bから径小部Aにかけて走行する。これにより、摺動部32aは、圧縮室31内を上死点位置B1から下死点位置A1にかけて移動する。又、この上死点位置B1から下死点位置A1への摺動部32aの摺動に際し、圧縮室31には、吸入孔31aを介して外部の空気が吸入される。更に、ハブ102が回転すると、ピストンロッド8の摺動部32aは、再度、上述のように下死点位置A1から上死点位置B1まで移動し、圧縮室31内の空気を一定の圧縮比にする。このようにして、摺動部32aは、下死点位置A1から上死点位置B1までの範囲を往復運動する。
又、摺動部32aが上記の範囲を往復運動することにより、定常状態において、圧縮室内の空気が圧縮室から空気タイヤに流入して空気タイヤの空気圧が空気タイヤに適合した空気圧になるように、圧縮室内の空気を所定の圧縮比で圧縮するように設定されている。ここに、定常状態とは、圧縮室内の空気の圧縮を繰り返し行うことにより、この実施形態では、圧縮摺動部32aが上記の範囲を繰り返し往復運動することにより、圧縮室の空気圧が一定の値に近づいた状態をいう。
圧縮室31内の空気が圧縮されると、逆流防止弁4のボール41は、その圧縮された空気の空気圧によって圧縮室31から押圧される。その際、逆流防止弁4のボール41は、定圧保持室11側から、定圧保持室11内の空気圧による押圧力とボール付勢用コイルバネ43の付勢力とを受けている。従って、定圧保持室11側からの押圧力が、圧縮室31内からの押圧よりも小さい場合には、逆流防止弁4のボール41は、定圧保持室11側に移動して連通孔71を開ける。これにより、圧縮室31内で圧縮された空気が、連通孔71から定圧保持室11に送られる。
そして、逆流防止弁4のボール41は、摺動部32aが圧縮室31内を上死点位置B1から下死点位置A1にかけて移動する際に、連通孔71を閉める。これにより、定圧保持室11内の空気が圧縮室31に戻るのを防止できる。
そして、定圧保持室11側からボール41を押圧する押圧力が、圧縮室31内からの押圧力と同じになるとボール41の移動がなくなり、連通孔71を閉めた状態にする。これにより、定圧保持室11内の空気圧は、所定の定圧に保持される。
上述のようにして所定圧に保持された定圧保持室11の空気は、図4に示すように空気保持チューブ103bのバルブ106内に入り、バルブ孔106bを塞いでいる逆流防止弁106cをバルブ106の内側から押圧する。そして、その定圧保持室11の空気圧により内側から逆流防止弁106cにかかる押圧力が、逆流防止弁106cの弾性力と空気保持チューブ103b内の空気圧により逆流防止弁106cにかかる押圧力との合計よりも大きい場合は、バルブ孔106bを塞いでいる逆流防止弁106cを内側から押しのけ、空気が定圧保持室11から空気保持チューブ103b内に流れ込む。
そして、定圧保持室11の空気圧により逆流防止弁106cにかかる押圧力と、逆流防止弁106cの弾性力と空気保持チューブ103b内の空気圧により逆流防止弁106cにかかる押圧力との合計が同じになると、空気保持チューブ103b内への空気の流入は止まる。
その後、経時により、空気保持チューブ103bの空気圧が低くなり、逆流防止弁106cの弾性力と空気保持チューブ103b内の空気圧により逆流防止弁106cにかかる押圧力との合計が、定圧保持室11の空気圧により逆流防止弁106cにかかる押圧力よりも小さくなると、再度、バルブ孔106bを塞いでいる逆流防止弁106cを定圧保持室11の空気圧によって内側から押しのけ、定圧保持室11の空気が空気保持チューブ103b内に流れ込む。これにより、常時、空気保持チューブ103bの空気圧は、一定に保持される。
又、接続パイプ13cが定圧保持部2の接続管21又は空気タイヤ103から外れ、或いは接続パイプ13cが破損したような場合は、空気タイヤ103のバルブ106によって空気タイヤ103の空気圧をそのまま保持できる。従って、空気タイヤ103のバルブ106は、空気タイヤ103から空気送り込み部1aに空気が逆流するのを防止する逆流防止手段として機能する。
また、空気保持チューブ103bに空気を送って定圧保持室11内の空気圧が所定の定圧よりも低くなると、圧縮室31から定圧保持室11に圧縮された空気が入り込んで、所定の定圧に保持される。
一方、例えば上述のようにして空気保持チューブ103bの空気圧を、空気自動供給機構1によって所定値にした後、接続パイプ13cを外す場合は、定圧保持部2の接続管21から接続パイプ13cを引き抜くとともに、空気タイヤ接続部16を係止しているバルブ止めナット106dを操作して空気タイヤ103から外す。これにより、接続パイプ13cを外すことができる。接続パイプ13cを外した後は、バルブ106によって、空気タイヤの空気が空気入れ口106aから出るのを防止でき、従来品と同じようにして使用することもできる。
尚、この第1実施形態のカム9は、左カム片9aと、右カム片9bとから構成し、これらをボルト等の係止手段によって組み付けることによって構成するようにしている。又、それらの左カム片9aと右カム片9bとの組み付けに際して、カム溝92に、ピストンロッド8に組み付けられたローラー軸32d及びローラー32e、32eを入れて組み付けている。
又、この第1実施形態では、カム溝92内の左右両側に夫々、軸当接部92b、92bを形成し、その軸当接部92b、92bにローラー軸32dの両端部の夫々を当接させるようにしているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えばカム溝92の右側壁9c又は左側壁9dを取り除いてカム溝92の右側又は左側に開口部を形成すとともに、軸当接部92bをカム溝92の左側壁9d又は右側壁9cの一方に形成したものにし、ピストンロッド8に組みつけたローラー軸32d及びローラー32e、32eを開口部からカム溝92に出し入れ可能にする。
こうすることにより、カム9とピストンロッド8との接続を外す場合は、ピストンロッド8を組み付けたケーシング3a、3bとハブ102との固定を外した後、ケーシング3a、3bを、車軸102の軸方向に沿ってカム9の開口部側に移動させれば、ピストンロッド8のローラー軸32d及びローラー32e、32eがカム溝92から抜け、両者の接続を外すことができる。一方、接続する場合は、上記とは反対に、ピストンロッド8を組み付けたケーシング3a、3bを、車軸102の軸方向に移動させれば、ピストンロッド8のローラー軸32d及びローラー32e、32eを開口部からカム溝92に入れることができ、両者を接続できる。
従って、例えばケーシング3a、3b内で不具合が生じたような場合は、ハブを分解しなくても、ピストンロッド8を組み付けたケーシング3a、3bを操作して、ピストンロッド8とカム9との接続を外せば、ケーシング3a、3bをハブ102から外すことができ、ケーシング3a、3b内の点検、修理ができ、メンテナンスの容易なものにできる。又、上述のように、カム溝92に、ローラー軸32d及びローラー32e、32eを出し入れする開口部を形成する場合は、一つのカム片からカム9を構成でき、製作容易なものにできる。
次に、第2実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構について、図6、図7に基づいて説明する。この第2実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構おけるピストンロッド8は、ローラー軸32dによって回転自在に支持した一つのローラー32eを備えたものから構成されている。
又、ピストンロッド8は、圧縮室31内に配設されたピストンロッド付勢部材としてのピストンロッド付勢用コイルバネ83によって、常時車軸101の径方向の内側(図示の下方側)に付勢されている。詳しくは、このコイルバネ83における図6の上端は、区画壁7に当接され、コイルバネ83における図6の下端は、ピストンロッド8に設けられたバネ収納孔84に収納されてバネ収納孔84内の奥端面84aに当接され、これにより、ピストンロッド8を、常時車軸101の径方向の内側に付勢している。
一方、ローラー32eと当接するカム9のカム面92aは、カム9の外周面に所定深さで断面コの字状に窪まされた凹部95内の端面に形成されている。又、カム面92aは、先の第1実施形態のものと同様に、円弧状に形成され、そのカム面92aの中心O1は、ハブ102の回転の中心O2と偏位し、ハブ102の回転の中心O2から距離が最も小さくなる径小部Aと、その径小部Aから半周を隔てた位置に、ハブ102の回転の中心O2から距離が最も大きくなる径大部Bとを備えている。尚、第2実施形態のその他は、先の第1実施形態のものと同構成を採っている。
この第2実施形態では、カム面92aの径小部Aに当接したローラー32eは、ハブ102の回転に伴って、カム面92aに押圧されるため、カム面92aに当接して径大部Bまで走行する。又、カム面92aの径大部Bから径小部Aまでは、ピストンロッド付勢用コイルバネ83の付勢力によってローラー32eはカム面92aに押し付けられ、カム面92aに当接して径大部Bから径小部Aまで走行する。これにより、ピストンロッド8のローラー32eは、カム面92aに沿って走行し、ピストンロッド8の摺動部32aは、先の第1実施形態のものと同様に、図6に示す下死点位置A1から、図7に示す上死点位置B1までの往復運動を繰り返し行い、圧縮室31内の空気を一定の圧縮比に圧縮する。
次に、第3実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構について、図8から図10に基づいて説明する。この第3実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構における圧縮室31は、断面円形状のケーシング3cにより形成されている。そして、図9に示すようにケーシング3cに設けられたネジ部36aを有する取付軸36が、ハブ102に穿設された取付孔102fに、ハブ102の内周側から外周側に挿通されるとともに、その挿通された取付軸36のネジ部36aに固定用ナット36bが螺合されている。従って、この第3実施形態の圧縮室31は、ハブ102の内周側に固定されている。
又、この圧縮室31の吸入孔31aには、空気が圧縮室31から外部に出ないようにするパッキン34dを有する弁体34bが設けられている。この実施形態における弁体34bは、筒部34の内に配設されている。
この筒部34は、図9に示すように図示左端側の先端側に、空気取り入れ口34cを備え、図示右端側の基端側が、圧縮室31の吸入孔31aを外から覆うようにして圧縮室31の側壁にボルト等の固定手段によって取付けられている。これにより、圧縮室31が吸入孔31a及び空気取り入れ口34cを介して外部に連通されている。そして、弁体34bは、筒部34内から空気取り入れ口34cを開閉可能に筒部34に軸支されている。又、図示しないが、この弁体34bは、付勢部材によって常時空気取り入れ口34c側に付勢されている。
圧縮操作手段の圧縮操作体としてのピストンロッド80は、円板状の摺動部32aを備えているが、この実施形態のピストンロッド80は、先の第1実施形態のようにローラーは設けられていない。従って、この第3実施形態では、ピストンロッド80の先端が、カム9のカム面に92に当接するカム当接部32cを構成している。又、ピストンロッド80は、ピストンロッド付勢用コイルバネ83aにより、常時ピストンロッド80を、車軸101の径方向の内側に付勢している。
又、この第3実施形態の定圧保持部2は、定圧保持室11と、接続部13とから構成されている。
定圧保持室11は、箱状のケーシング4aによって形成されている。このケーシング4aには、車軸101の径方向外側に突出した取付け部14が備えられている。この取付け部14は、筒状のものからなり、内部に定圧保持室11に連通した空気送出孔14aを備えている。取付け部14の外周には、ネジ部14bを備えている。
そして、この取付け部14が、ハブ102に穿設された取付孔102eにハブ102の内周側から挿通されるとともに、その挿通された取付け部14のネジ部14bに固定用ナット14cが螺合されて締め付けられることにより、定圧保持室11がハブ102の内周側に固定されている。
又、この定圧保持室11の取付け部14には、接続部13が接続されている。この実施形態の接続部13は、内部に空気を通す通気路13aを有する金属製の接続パイプ13cから構成されている。この接続パイプ13cは、図9の下側の基端側に、定圧保持室11に取外し自在に接続する定圧保持室接続部15が備えられている。
定圧保持室接続部15は、図9に示すように、パッキン15aと、係合ナット15bとを備えている。そして、パッキン15aが接続パイプ13cと定圧保持室11の取付け部14との間に配設された状態で、係合ナット15bが取付け部14のネジ部14bに螺合されている。これにより、接続パイプ13cの基端側が定圧保持室11に通気可能に接続されている。
又、接続パイプ13cにおける先端側には、空気タイヤ103に取外し自在に接続する空気タイヤ接続部16が備えられている。この空気タイヤ接続部16は、図4に示した先の第1実施形態のものと同構成を採っている。
定圧保持室11には、定圧保持室11内の空気圧を調整する圧調整部12が備えられている。この圧調整部12は、排気口11aと、排気口11aを開閉する定圧バルブ10とを備えている。排気口11aは、定圧保持室11の図示右側の側壁に、定圧保持室11から外部に貫通するように穿設されている。
定圧バルブ10は、円筒状の筒部12aと、筒部12aの軸方向に摺動可能に配設された弁体12bと、弁体12bを付勢する定圧弁付勢部材としての定圧弁付勢用コイルバネ12cとを備えている。
筒部12aは、内周に、溝状の空気抜き孔12hが設けられている。この空気抜き孔12hは、筒部12aの図示右側の先端から図示左側の基端近傍にかけて、軸方向に沿って形成されている。そして、この筒部12aは、定圧保持室11の排気口11aを有する側壁に、定圧保持室11の外から排気口11aを覆うように取り付けられている。
弁体12bは、ゴム製のパッキン12gを有する弁体12dと、弁体12dから延ばされた案内軸部12eとを備えている。そして、弁体12bは、筒部12a内に、筒部12aの先端側に設けられた挿通孔12fに案内軸部12eを摺動可能に挿通するようにして配設されることにより、弁体12dが筒部12a内を内壁面に沿って軸方向に摺動可能とされている。
定圧弁付勢用コイルバネ12cは、筒部12a内に配設されることにより、弁体12dを常時定圧保持室11側に付勢する。この付勢により、弁体12dは、定圧保持室11の排気口11aを閉じ、排気口11aと空気抜き孔12hとを遮断している。尚、この定圧バルブ10は、弧の形態のものに限らず、例えば先の第1実施形態で説明したボールバルブから構成する等、適宜変更し得る。
又、定圧保持室11と圧縮室31とは、連通孔71によって連通されている。この第3実施形態の連通孔71は、連通管31cにより形成されている。又、連通孔71には、定圧保持室11から圧縮室31に空気が逆流しないように防止する逆流防止手段としての逆流防止弁35が設けられている。この実施形態における逆流防止弁35は、パッキン35aを備え、連通管31c内から空気送り込み口31dを開閉可能に連通管31cに軸支されている。この逆流防止弁35によって、定圧保持室11から圧縮室31に空気が逆流しないように防止するとともに、上記圧調整手段としての圧調整部12とによって、定圧保持室11が空気を常時一定圧に保持可能とされる。なお、この逆流防止弁35も、図示しない付勢部材によって常時空気送り込み口31d側に付勢されている。
以上のように構成された第3実施形態の自転車用空気タイヤの空気自動供給機構は、空気タイヤ103が車軸101に対して回転し、その回転に伴って、ピストンロッド80のカム当接部32cが、図8に示すようにカム面92aの径小部Aから径大部Bにかけて摺動すると、摺動部32aが図9に示す圧縮室31の下死点位置A1から、図10に示す上死点位置B1まで摺動する。これにより、圧縮室31内の空気が圧縮される。圧縮室31内の空気が圧縮されると、逆流防止弁35が押圧されて空気送り込み口31dを開ける。又、吸入孔31aの弁体34bが空気取り入れ口34c側に押圧されて空気取り入れ口34cを閉じた状態にする。これにより、圧縮室31内で圧縮された空気が、空気送り込み口31dから定圧保持室11に送られる。
定圧保持室11は、圧縮室31から空気が送られてくるに伴って、定圧保持室11内の空気圧が高くなり、定圧保持室11内の空気圧によって弁体12bを押圧する。そして、定圧保持室11内の空気圧による押圧力が付勢部材12cの付勢力よりも強くなると、弁体12bが筒部12aを摺動し始め、排気口11aを開口する。これにより、排気口11aと空気抜き孔12hとが連通し、空気が排気口11aから空気抜き孔12hを通って外部に抜ける。
従って、定圧保持室11は、空気圧により弁体12bにかかる力と付勢部材12cの付勢力により弁体12bにかかる力とが均衡し得る一定の空気圧に調整できる。
圧縮室31から定圧保持室11に送られてくる空気は、一定の圧縮比に圧縮されているが、圧縮室31における圧縮比の調整は、例えば圧縮室31内を移動するピストンロッド80の摺動部32aの移動量を調整することにより行うことができる。しかし、摺動部32aの移動量を調整するには、カム面92aを設計変更し,或いは、ケーシング3cの内容積を設計変更する等,しなければならず、摺動部32aの移動量の調整は複雑且つ面倒である。しかも、微妙な調整は、困難である。
そこで、このような定圧調整手段を備えたものにしておけば、例えば圧縮室31における圧縮比の調整を行わなくても、定圧保持室11の空気を所定の空気圧に保持できる。
その後、ピストンロッド80のカム当接部32cは、ピストンロッド80がコイルバネ83aの付勢力によってカム面92aに押圧され、カム面92aの径大部Bから径小部Aにかけて摺動する。これにより、摺動部32aは圧縮室31の下死点位置A1まで摺動する。この摺動部32aの摺動に際し、圧縮室31内に吸引力が働き、この吸引力によって逆流防止弁35が空気送り込み口31dを閉める。又、吸入孔31aの吸入弁34が空気取り入れ口34cを開ける。これにより、外部から圧縮室31内に空気が吸引される。
次に、本願発明の第4実施形態について、図11から図15に基づいて説明する。この第4実施形態は、自動車用の空気タイヤの空気自動供給機構とされており、自動車の自動車用の車輪200に設けられている。
この自動車用の車輪200は、図11に示すように車軸202と、車軸202に対して回転自在な車輪本体210と、空気自動供給機構300とを備えている。
車輪本体210は、車軸202に回転自在に取付けられたホイールハブ203と、タイヤホイール212と、空気タイヤ211とを備えている。
ホイールハブ203は、内輪204と、外輪205とを備えている。又、内輪204は、右内輪204aと、左内輪204bとの二つから構成されている。そして、これらの右内輪204a及び左内輪204bは、車軸202に通されるとともに、車軸202に螺合された止めナット202aによって車軸202に固定されている。なお、このホイールハブ203の外輪205は、第1実施形態におけるハブ102に対応するものである。
外輪205は、外周側に、円板状のホイール取付部207を備えている。そして、この外輪205の内周側に、内輪204が通され、外輪205と内輪204との間に転がり可能に設けられた鋼球206…206を介して、内輪204に回転可能に取付けられている。
タイヤホイール212は、径内側に、ホイールハブ203の外輪205に取付けるための取付孔212aを備えている。そして、取付孔212aに取付ボルト216が通され、その取付ボルト216が、ホイールハブ203の外輪205に設けられたネジ孔205aに螺合されることにより、タイヤホイール212がホイールハブ203の外輪205に固定される。又、この固定により、タイヤホイール212が車軸202に回転可能とされる。
タイヤホイール212の外周側には、空気タイヤ211を保持するタイヤ保持部212cを備えている。
空気タイヤ211は、タイヤホイール212のタイヤ保持部212cに取付けられることにより、空気タイヤ211の内側に、空気を保持可能な空気保持部211aが形成されている。又、空気保持部211aには、バルブ213が備えられている。
このバルブ213は、空気保持部211aに空気を出し入れするためのもので、この実施形態では、図13に示すように、筒体214と、逆流防止弁215とを備えている。筒体214は、外周にネジ部214cを備えている。そして、この筒体214の図示上端側の基端側が、タイヤホイール212のタイヤ保持部212cに設けられたバルブ取付孔212bに取り付けられ、これにより、空気保持部211aが筒体214を介して外部と連通されている。
又、筒体214の図示下端側の先端側には、空気入れ口214aが設けられ、タイヤホイール212の径内側に突出されている。また、筒体214の内周側には、バルブ孔214bが設けられている。このバルブ孔214bは、筒体214の内周に、筒体214の基端から空気入れ口214a近くまで軸方向に沿って溝状に形成されている。
逆流防止弁215は、筒体214のバルブ孔214bと空気入れ口214aとを遮断する遮断部215aを備えている。又、遮断部215aの外周には、ゴム製のパッキン215bが備えられている。そして、この逆流防止弁215は、筒体214の内周側に、軸方向に摺動可能に配設されているとともに、筒体214内に設けられたコイルバネ216によって常時先端側に付勢されている。この付勢により、バルブ孔214bと空気入れ口214aとが遮断されるようになっている。
これにより、空気保持部211aの空気が外部に出ないようにされている。一方、空気入れ口214aから、空気入れポンプ等によって空気を送り込むと、図14に示すようにコイルバネ216に抗して逆流防止弁215が筒体214内を空気保持部211a側に摺動し、これにより、バルブ孔214bと空気入れ口214aとが連通して空気入れ口214aから空気保持部211aに空気を入れることができる。
この第4実施形態の自動車用空気タイヤの空気自動供給機構300は、先の第1実施形態から第3実施形態の自転車用空気タイヤの空気自動供給機構1と同様に、図12に示すように、空気タイヤ103に空気を送り込む空気送り込み部1aを備えている。又、この空気送り込み部1aは、空気を一定圧の状態に保持する定圧保持部2と、空気を圧縮して定圧保持部2に空気を送り込む圧縮部3とを備えている。
定圧保持部2は、定圧保持室11と、圧調整部12と、定圧保持室11と空気タイヤ211とを通気可能に接続する接続部13とを備えている。圧調整部12は、先の第3実施形態のものと同構成を採っている。
接続部13は、先の第3実施形態のものと略同構成を採っているが、この第4実施形態における接続部13の空気タイヤ接続手段16は、図13に示すように、係合ナット310を備えたものから構成されている。先の第3実施形態では、一般的な自転車の空気保持チューブ103bに設けられているバルブ止めナット106dを利用して接続部13の先端側を空気保持チューブ103bに接続するようにしている。
しかし、この第4実施形態に使用する一般的な自動車の空気タイヤ211のバルブ213には、バルブ止めナット106dが設けられていない。そのため、この第4実施形態においては、接続部13に係合ナット310を備えたものとし、この係合ナット310を自動車車輪の筒体214のネジ部214cに螺合させることにより、接続部13の先端側を空気タイヤ211の空気保持部211aに取外し自在に接続できるようにしている。尚、接続部13のその他は、先の第3実施形態のものと同構成を採る。
圧縮部3は、図12に示すように圧縮室31と、圧縮室31の空気を圧縮操作する圧縮操作手段とを備えている。又、圧縮操作手段は、ピストンロッド80と、カム9とを備えている。ピストンロッド80は、先の第3実施形態のものと同構成を採っている。
又、第4実施形態のカム9は、先の第3実施形態のものと同構成を採っているが、第4実施形態のカム9は、図11に示すように車軸202に通され、左内輪204aと右内輪204bとの間に配設されている。そして、止めナット202aの締め付けに伴って、左内輪204aと右内輪204bとに挟みつけられ、これにより、車軸202に固定されている。
又、この第4実施形態の定圧保持室11と、圧縮部3の圧縮室31とは、図12に示すように、一つの箱状のケーシング3dから構成されている。そして、区画壁301によってケーシング3dの内部が、定圧保持室11と圧縮部3の圧縮室31とに区画形成されている。
又、区画壁301には、圧縮室31と定圧保持室11とを連通し圧縮室31の空気を定圧保持室11に送り込むための連通孔301aと、定圧保持室11から圧縮室31に入った空気が戻らないようにするための逆流防止手段としての逆止弁301bとが設けられている。この第4実施形態における逆止弁301bは、区画壁301における定圧保持室11側の壁面に回転自在に取り付けられている。
そして、この逆止弁301bは、圧縮室31から空気圧を受けると、図12の下端側が上端を軸にして定圧保持室11側に回転し、これにより、連通孔301aが開口して圧縮室31と定圧保持室11とが連通する。一方、定圧保持室11から空気圧を受けると、逆止弁301bは、区画壁301に押しつけられ、これにより、連通孔301aが閉口して圧縮室31と定圧保持室11とが遮断される。尚、この逆止弁301bも、第1実施形態のものと同様に、図示しないが、コイルスプリングによって常時区画壁301側に付勢されている。
これらの定圧保持部2の定圧保持室11と圧縮部の圧縮室31とは、ホイールハブ203の内輪204と外輪205との間に配設され、定圧保持部2の取付け部14が外輪205に固定用ナット14cを介して固定されている。従って、これらの定圧保持部2及び圧縮部3は、内輪204及び車軸202に対して外輪205と共に回転する。
以上のように構成された第4実施形態の自動車用空気タイヤの空気自動供給機構は、自動車が走行し、車輪本体210が車軸202に対して回転すると、圧縮室31で空気が圧縮され、定圧保持室11に送り込まれる。
又、定圧保持室11内の空気は、図13に示すように、空気タイヤ211のバルブ213の逆流防止弁215を先端側から基端側(図示の下方側から上方側)に向けて押圧する。この逆流防止弁215を押圧する定圧保持室11内の空気圧による押圧力が、逆流防止弁215を基端側から先端側(図示の上方側から下方側)に押圧する付勢部材216の付勢力と空気タイヤ211の空気保持部211a内の空気圧による押圧力との合計よりも大きい場合には、図14に示すように逆流防止弁215が筒体214内を基端側に摺動する。これにより、筒体214のバルブ孔214bと空気入れ口214aとが連通し、定圧保持室11の空気がバルブ孔214bを通って、空気タイヤ211の空気保持部211aに入り込む。
そして、空気タイヤ211の空気保持部211a内の空気圧が高くなって、逆流防止弁215を押圧する付勢部材216の付勢力と空気タイヤ211内の空気圧による押圧力との合計力が増していくと、その増加に伴って、逆流防止弁215が徐々に先端側に摺動する。そして、その合計力と、定圧保持室11内の空気圧による押圧力とが等しくなると、逆流防止弁215の摺動が止まる。
この状態では、図15に示すように逆流防止弁215の遮断部215aの先端が、バルブ孔214bの先端と略同位置になり、その位置を維持する。従って、その状態から空気タイヤ211の空気保持部211a内の空気圧が低くなって、逆流防止弁215が筒体214内を基端側に僅かに摺動すると、筒体214のバルブ孔214bと空気入れ口214aとが連通し、瞬時に定圧保持室11の空気が空気タイヤ211の空気保持部211aに入り込む。これにより、空気タイヤ211の空気保持部211a内の空気圧を、常時一定に保持できる。
又、例えば上述のようにして空気保持チューブ103bの空気圧を、空気自動供給機構1によって所定値にした後、接続部13を外す場合は、定圧保持室接続部15の係合ナット15bを操作して取付け部14から外すとともに、空気タイヤ接続部16の係合ナット310を操作して空気タイヤ211のバルブ213から外す。
これにより、接続部13を外すことができる。接続部13を外した後は、バルブ213によってバルブ孔214bと空気入れ口214aとが遮断され、これにより、空気保持部211a内の空気が空気入れ口214aから出るのを防止でき、従来品と同様にして使用することもできる。
次に、第5実施形態について、図17、図18に基づいて説明する。第5実施形態のピストンロッド8は、摺動部32aを有するロッド本体800と、ロッド本体800に着脱自在に取り付けられたカム当接部810とを備えている。又、カム当接部810は、カム9と転がり接触する複数の転がり部材801・・・801と、これらの転がり部材801・・・801を連結した連結部材802とを備えたものから構成されている。
カム9は、先の第2実施形態のものと同様に、輪郭が円形の板カムから構成されている。そして、カム9の輪郭が転がり部材801・・・801と当接して転がり接触するカム面901を構成している。
又、この実施形態のカム9は、ロッド本体800から車軸101の軸方向の左側に所定距離だけ隔て、カム固定用ナット45、45によって車軸101に固定されている。
転がり部材は、この実施形態では、三つのローラー801・・・801から構成されている。そして、これらの三つのローラー801・・・801は、連結部材802によって連結されている。
この連結部材802は、左右一対の円盤状の板部材803a、803bから構成されている。板部材803a、803bは、互いに間隔を隔て、係止ピン804・・・804によって互いに係止されている。そして、ローラー801・・・801は、これらの板部材803a、803bの間に、互いに隣接する二つのローラー801、801におけるカム9の中心O1からの中心角aが略120度になるように、カム9の周方向に沿って略等間隔に並設され、ローラー軸805・・・805を介して回転自在に支持されている。
これにより、各ローラー801・・・801は、カム9のカム面901に対してカム9の径方向に相対移動不能に転がり接触している。尚、ローラー801・・・801は、カム9におけるカム面901の両側にカム面901から外周側に突設された鍔902、902によって、カム9に対して車軸101の軸方向に移動できないようになっている。
又、各ローラー軸805・・・805は、右側の板部材803bを貫通して右側方に突出されることにより、車軸102の軸方向に延びた突出部805aが形成されている。そして、これらのローラー軸805・・・805の内の任意な一つ(図17、図18では、上側のもの)の突出部805aが、ロッド本体800に設けられた軸嵌挿孔811に出し入れ可能に嵌挿されている。これにより、カム当接部810がロッド本体800に対して車軸102の軸方向の側方側に配位された状態で、カム当接部810とロッド本体800とが着脱自在に接続されている。
また、この実施形態では、図17に示すようにロッド本体800を通したハブ102のピストン導入孔102dは、ロッド本体800を車軸101の軸方向に移動可能になるように形成されている。これにより、カム当接部810とロッド本体800との接続を外す場合は、ロッド本体800を組み付けたケーシング3a、3bとハブ102との固定を外した後、ケーシング3a、3bを、車軸102の軸方向に沿ってカム9と反対側に移動させれば、ローラー軸805の突出部805aがロッド本体800の軸嵌挿孔811から抜け、両者の接続を外すことができる。
一方、接続する場合は、上記とは反対に、ロッド本体800を組み付けたケーシング3a、3bを、車軸102の軸方向に沿ってカム9側に移動させれば、ローラー軸805の突出部805aをロッド本体800の軸嵌挿孔811に入れることができ、両者を接続させることができる。
従って、例えばケーシング3a、3b内で不具合が生じたような場合は、ハブを分解しなくても、ロッド本体800を組み付けたケーシング3a、3bを操作して、ロッド本体800とカム当接部810との接続を外せば、ケーシング3a、3bをハブ102から外すことができ、ケーシング3a、3b内の点検、修理ができる。従って、メンテナンス等の容易なものにできる。
又、上述のようにしてカム当接部810を、ロッド本体800に対して車軸の101の軸方向の側方に配設することによって、ピストンロッド8全体の長さを短くでき、ケーシング3a、3bの高さを低くできる。これにより、ハブ102からケーシング3a、3bの突出量を少なくでき、コンパクトなものにできる。
尚、ローラー801・・・801は、三つから構成するものに限らず、二つ以上、好ましくは三以上の複数から構成すれば良い。又、ローラー801・・・801は、周方向に略等間隔に並設される形態のものに限らず、各ローラー801、801がカム9に対してカム9の径方向に相対移動不能になるように並設すれば良い。より具体的には、ローラー801・・・801を三つ以上から構成する場合は、互いに隣接する二つのローラー801、801におけるカム9の中心からの中心角aが180度未満になるように並設する。ローラー801・・・801を二から構成する場合は、二つのローラー801、801におけるカム9の中心からの中心角aが180度になるように並設すれば良い。
又、転がり部材は、ローラー801・・・801から構成するものに限らず、例えば鋼球から構成しても良く、適宜変更できる。また、上記実施形態では、ロッド本体800とローラー軸805とを接続させているが、例えば連結部材810に、ロッド本体800の軸嵌挿孔811に出し入れ可能な嵌挿軸を形成しておき、その嵌挿軸をロッド本体800の軸嵌挿孔811に嵌挿するようにしても良い。
第5実施形態のその他の構成は、先の第1実施形態のものと同構成を採っている。以上が、第5実施形態の説明である。
次に、第6実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構について、図19〜図23に基づいて説明する。この第6実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構1は、先の第1〜第3実施形態及び第5実施形態と同様に、自転車用の車輪100に取付けられて使用される自転車用のものとされている。
この第6実施形態の自転車用の空気タイヤの空気自動供給機構1における圧縮操作体は、先の第1実施形態と同様に、ピストンロッド980とカム984とを備えている。ピストンロッド980は、圧縮室31を摺動する摺動部32aと、カム984に当接するカム当接部981とを備えている。又、カム当接部981は、ローラー軸983と、ローラー軸983に回転自在に支持されて後述のカム984に設けられたカム面984aに当接して転がり走行するローラー982とを備えている。
カム984は、ローラー982と当接するカム面984aを有するカム本体985と、ローラー軸983を支持する軸支持部材986とを備えている。軸支持部材986は、円盤状のものから構成され、ローラー軸983を嵌挿する軸嵌挿孔986aを備えている。そして、この軸支持部材986は、カム本体985におけるカム面984aの側方側に回転自在に支持されているとともに、軸嵌挿孔986aに、上記ローラー軸983が出し入れ可能に嵌挿されている。
又、ピストンロッド980の摺動部32aが摺動する圧縮室31は、断面円形状の筒状ケーシング931の内部に形成されている。この筒状ケーシング931の上部の外周には、筒状のケーシング操作部材932が取付けられている。
このケーシング操作部材932の内周壁には、軸方向に所定長さで延ばされた複数の突起932aが備えられている。これらの突起932aは、図示しないが、ケーシング操作部材932の内周の全周に渡って配設されている。そして、これらの突起932aは、筒状ケーシング931の上部の外周に設けられた複数の嵌挿溝931aに嵌挿されている。これにより、ケーシング操作部材932が、筒状ケーシング931に対して回転不能とされ、ケーシング操作部材932の回転操作に伴なって、筒状ケーシング931が共に回転するようになっている。
又、このようにして筒状ケーシング931の上部の外周に配設されたケーシング操作部材932は、筒状ケーシング931の上方側に設けられた固定用ナット部材933によって上方側から押さえ付けられるようにして固定されている。これにより、ケーシング操作部材932が、筒状ケーシング931に対して上下移動不能とされている。
また、筒状ケーシング931は、筒状のケーシング支持部材109に支持されている。
このケーシング支持部材109は、図20に示すように下部にハブ取付部109a、109aを備え、ボルト109b、109bを介してハブ102の外周に固定されている。又、ケーシング支持部材109の内周壁には、筒状ケーシング931を支持するための雌ネジ部109cが備えられている。そして、この雌ネジ部109cに、筒状ケーシング931の下部の外周に設けられた雄ネジ部934が螺合されている。
これにより、筒状ケーシング931は、ケーシング支持部材109を介してハブ102の外周側に回転自在に支持される。又、筒状ケーシング931が、ケーシング支持部材109に対して回転することにより、筒状ケーシング931の圧縮室31は、車軸101の軸方向と略直交する方向に移動して車軸101に対して接近・退行する。また、この圧縮室31の移動に際して、ピストンロッド980がカム984に接続されているため、ピストンロッド980の摺動部32aは移動せず、圧縮室31はピストンロッド980の摺動部32aに対して移動する。
この実施形態では、ケーシング支持部材109に対する筒状ケーシング931の回転は、回転量規制手段によって、規制されている。この回転量規制手段は、図21(A)に示すように、ケーシング支持部材109の外周に、周方向に所定間隔だけ隔てるようにして設けられた二つの突片109f、109fと、ケーシング操作部材932の内周に設けられた当接片932fとから構成されている。ケーシング操作部材932の当接片932fは、突片109f、109f間に配設されている。そして、筒状ケーシング931は、当接片932fが一方の突片109fに当接した位置から、他方の突片109fに当接する位置までの範囲を、ケーシング支持部材109に対して回転する。この実施形態では、筒状ケーシング931は、ケーシング支持部材109に対して略120度、回転するように設定されている。
また、この実施形態では、上記筒状ケーシング931とケーシング支持部材109とを複数箇所で係脱可能に係止する係止手段を備えている。この係止手段は、図21(A)に示すように、ケーシング支持部材109の外周に設けられた係止部材109dと、ケーシング操作部材932の内周壁に設けられた係止部材受容部935a・・・935aとから構成されている。
係止部材109dは、弾性を有する板バネから構成され、突起109eを備えている。そして、この係止部材109dは、ケーシング支持部材109に設けられた上記二つの突片109f、109fの間に周方向移動不能に収納されている。又、この状態で、突起109eが外周側に突出されている。
係止部材受容部935a・・・935aは、ケーシング操作部材932の周方向に沿って等間隔に形成された複数のものから構成されている。各係止部材受容部935aは、突起109eを受容して係止し得る形状に、内周壁に窪まされるようにして形成されている。
又、筒状ケーシング931は、図20に示すように筒状ケーシング用付勢部材としてのコイルバネ910によって、車軸101に接近する方向に付勢されている。このコイルバネ910は、筒状ケーシング931の外周壁とケーシング支持部材109の内周壁との間に形成されたバネ収納部911に収納され、ケーシング支持部材109に対して筒状ケーシング931を常時、図の下方側に付勢している。このコイルバネ910の付勢力によって、筒状ケーシング931の雄ネジ部932とケーシング支持部材109の雌ネジ部109cとのネジ嵌合に際して形成される両者間のクリアランスの分だけ、常時筒状ケーシング931がケーシング支持部材109に対して下方側の車軸101に接近する方向に移動した状態にされている。
以上のように構成されたこの第6実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構1は、ピストンロッド980の摺動部32aが上死点位置B2にきた図19、図20に示す状態から、例えば自転車を走行させて空気タイヤ103を車軸101に対して回転させると、その回転に伴って、ハブ102と共にピストンロッド980が回転する。その回転に際し、ピストンロッド980のローラー軸983がカム984の軸支持部材986に嵌挿されて支持されているため、ピストンロッド980のローラー982は、常時カム面984aに当接して走行する。
そして、その走行に際し、ピストンロッド980の摺動部32aは、図22(A)に示すように圧縮室31を圧縮室31の内壁面に沿って軸方向に上死点位置B2から下死点位置A2(図22中に点線で示す)に向かって摺動し、ピストンロッド980のローラー982がカム面984aの径小部A(図19、図20に図示)にきたとき、摺動部32aは、下死点位置A2にくる。この状態で、圧縮室31は、最も容積L1が大きくなった拡大状態になる。尚、圧縮室31の容積は、圧縮室31の上面から摺動部32aまでの距離に比例するので、図22(A)及び後述の図22(B)では、圧縮室31の容積の大きさを、説明の都合上、圧縮室31の上面から摺動部32aまでの距離の大きさとして示している。
更に、空気タイヤ103が車軸101に対して回転すると、ピストンロッド980のローラー982は、カム面984aに押圧されながらカム面984aを走行する。そして、その走行によって、ピストンロッド980の摺動部32aは、圧縮室31を圧縮室31の内壁面に沿って圧縮室31の軸方向に下死点位置A2から上死点位置B2に向かって摺動し、ピストンロッド980のローラー982がカム面984aの径大部B(図19、図20の状態)にきたとき、摺動部32aは、上死点位置B2にくる。この状態で、圧縮室31は、拡大状態の容積L1から、摺動部32aが下死点位置A2から上死点位置B2まで移動した移動量に相当する行程容積L2の分だけ小さくなって、最も容積L3の小さくなった縮小状態になる。
そして、圧縮室31の空気は、行程容積L2と縮小状態の容積L3とを合わした拡大状態の容積L1を、縮小状態の容積L3で除した値の圧縮比になる。
次に、この圧縮比を調整する場合について説明する。例えば圧縮比を小さくする場合は、図21(A)に示す状態から、ケーシング操作部材932を反時計方向に回転操作する。これにより、筒状ケーシング931の雄ネジ部934がケーシング支持部材109の雌ネジ部109cに沿って回転し始め、係止部材109dの突起109eが係止部材受容部935aの壁面に押圧されて弾性変形する。そして、この弾性変形によって、突起109eが係止部材受容部935aから出て、その係止部材受容部935aに隣接した次の係止部材受容部935aに入り込む。更に、ケーシング操作部材932を回転操作すると、突起109eは、更に次の係止部材受容部935aに入り込む。これにより、ケーシング操作部材932を、ケーシング支持部材109に対して、隣接する二つの係止部材受容部935a、935aにおけるケーシング操作部材932の回転中心O4からの中心角Pの分ずつ、ケーシング操作部材932を回転させて位置決めできる。この実施形態では、8度ずつ、回転させて位置決めできるように設定されている。従って、ケーシング支持部材109に対するケーシング操作部材932の回転を、微調整できるとともに、正確に調整できる。又、その際、コイルバネ910の付勢力によって、筒状ケーシング931の雄ネジ部932とケーシング支持部材109の雌ネジ部109cとのネジ嵌合の両者間のクリアランスの分だけ、常時筒状ケーシング931がケーシング支持部材109に対して付勢されているため、筒状ケーシング931のケーシング支持部材109に対する回転量に応じて確実且つ正確に筒状ケーシング931をケーシング支持部材109の軸方向に移動させることができる。
そして、例えば図21(B)に示すように、ケーシング操作部材932の当接片932fが突片109fに当接するまで回転操作すると、圧縮室31を有する筒状ケーシング931が、ケーシング支持部材109に対して回転し、その回転に伴なって、車軸101と退行する方向に移動する。その際、ピストンロッド980は、ローラー軸983がカム984の軸支持部材986に支持されているために移動せず、筒状ケーシング931だけが移動する。その結果、図22(B)に示すように、圧縮室31は、摺動部32aが上死点位置B2にきた縮小状態での容積L31が筒状ケーシング931の移動した分に相当するだけ、図22(A)に示す移動前の縮小状態での容積L3より拡大する。
そして、この状態から、摺動部32aは、下死点位置A2まで移動し、その行程容積L2の分だけ大きくなって、拡大状態になる。従って、圧縮比は、縮小状態での容積L31に行程容積L2を合わした拡大容積L11を、縮小状態での容積L31で除した値になる。その際、行程容積L2は、同じであるため、この場合の圧縮比は、図22(A)に示す移動前の圧縮比より大きくなる。
一方、圧縮比を大きくする場合は、図21(A)に示す状態から、上記とは反対にケーシング操作部材932を時計方向に回転操作する。これにより、圧縮比を大きくできる。
又、この第6実施形態における空気自動供給機構1には、接続パイプ13cを空気タイヤ103に接続する空気タイヤ接続装置160が備えられたものとされている。接続パイプ13cは、第1実施形態のものと同様に、弾性を有するものから構成され、内部に通気路13aを備えている。接続パイプ13cの下部側は、図19、図20に示すように、筒状ケーシング931に取付けられた接続管21に接続されている。又、この実施形態では、接続管21に接続された後、外れ止めナット940によって接続パイプ13cと接続管21とが外れ止めされるようになっている。このようにして接続管21に接続されることにより、接続パイプ13cの通気路13aは、筒状ケーシング931に設けられた連通孔71、定圧保持空間部13b、及び接続管21を介して圧縮室31と接続されている。
空気タイヤ接続装置160の下部には、図23に示すように接続パイプ13cに取外し可能に接続するパイプ接続部161が備えられている。
空気タイヤ接続装置160の上部には、空気タイヤ103に取外し可能に接続されるタイヤ接続部180を備えている。又、このタイヤ接続部180には、逆流防止弁170を装着し得る弁装着部162が備えられている。この実施形態の弁装着部162は、外周が断面円形の棒状体から構成され、弾性を有する合成ゴム製のチューブ状の逆流防止弁170を嵌め入れることができるようになっている。又、この弁装着部162には、後述する空気タイヤ接続用通気路163から外部に連通するように開けられたバルブ孔162aが備えられている。
又、弁装着部162の下方側には、空気タイヤ103の空気保持チューブ103bに設けられたバルブ取付け用口金103c(図4に示す)に取外し自在に取付けるための取り付けナット165が備えられている。
空気タイヤ接続装置160の内部には、パイプ接続部161から弁装着部162のバルブ孔162aにかけて空気タイヤ接続装置160の軸方向に沿って開けられた空気タイヤ接続用通気路163が備えられている。この空気タイヤ接続用通気路163は、空気タイヤ接続装置160のパイプ接続部161と接続パイプ13cとの接続に際して、接続パイプ13cの通気路13aと接続し、空気自動供給機構1の接続部13の通気路の一部を構成する。
更に、空気タイヤ接続装置160におけるパイプ接続部161と弁装着部162との間には、空気導入孔164が備えられている。この空気導入孔164は、空気入れポンプ等によって、外部から空気タイヤ103に空気を供給するためのものである。
この空気導入孔164は、空気タイヤ接続用通気路163から外部に連通するように形成されている。又、空気導入孔164には、取外し可能なキャップ164bで塞がれた空気入れ口164aが備えられている。
又、この空気導入孔164の内部には、空気タイヤ接続用通気路163から空気導入孔164aに空気が逆流するのを防止するための空気導入孔用逆流防止手段166が備えられている。この空気導入孔用逆流防止手段166は、空気導入孔164の内部に移動可能に配設されたボール166aと、ボール166aを付勢したコイルバネ166bとを備えている。
コイルバネ166bは、常時、ボール166aを空気入れ口164a側に付勢し、空気導入孔164に設けられたボール受け部166cにボール166aを押し付けている。これにより、通常状態で、空気導入孔164は、遮断されている。
また、この実施形態の空気タイヤ接続装置160には、空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧を点検する空気圧点検手段としての空気圧点検装置190が備えられている。この実施形態の空気圧点検装置190は、空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧を受ける図示しない空気圧受け部と、空気圧受け部に所定圧以上の圧力を受けると移動する表示片192と、表示片192を外から見るための窓孔191とを備えている。表示片192は、空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧が一定値以下の場合に一定値以下であることを表示するための低圧表示部193と、空気タイヤ接続用通気路163内に空気圧が一定値を超えた場合に一定値を超えたことを表示する高圧表示部194とが備えられている。又、低圧表示部193と高圧表示部194とは、互いに異なる色で着色されている。
上記のように形成された空気圧点検装置190は、空気圧受け部が空気タイヤ接続用通気路163内に入り込むようにして、空気タイヤ接続装置160に取付けられている。そして、例えば空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧が無い場合は、低圧表示部193が窓孔191に合致し、窓孔191から低圧表示部193が現れる。一方、空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧が一定値以上になると、空気圧受け部がその空気圧を受けて表示片192が、図23の左側に移動し、高圧表示部194が窓孔191に合致して現れるようになっている。又、その状態から空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧が一定値以下になると、空気圧点検装置190の内部に設けられた付勢部材(図示せず)の付勢力によって、表示片192が、図23の右側に移動するようになっている。
以上のように構成された空気タイヤ接続装置160を使用する場合は、パイプ接続部161に接続パイプ13cを取付けるとともに、弁装着部162に逆流防止弁170を装着する。この状態で、バルブ孔162aは、逆流防止弁170に覆われ、空気タイヤ接続用通気路163は遮断された状態になる。
この状態から、タイヤ接続部180の弁装着部162を、空気タイヤ103の空気保持チューブ103bのバルブ取付け用口金103cに入れ、その後、取り付けナット165を、バルブ取付け用口金103cに設けたネジ部に螺合する。これにより、バルブ取付け用口金103cを逆流防止弁170で塞いだ状態で、空気タイヤ接続装置160を空気タイヤ103に取り付けることができる。
そして、この状態で、自転車を走行させて空気タイヤ103を車軸101に対して回転させると、上述のように圧縮室31で圧縮された空気が、接続パイプ13cから空気タイヤ接続用通気路163に送られる。そして、空気タイヤ接続用通気路163内の空気圧が一定値以上になると、空気タイヤ接続装置160の空気圧受け部が空気圧を受けて表示片192の高圧表示部194が窓孔191に現れる。これにより、窓孔191から高圧表示部194が表示されているか否か確認すれば、空気自動供給機構1の圧縮室31で所定の圧縮比で圧縮された空気が空気タイヤ接続用通気路163に送られてきていることが判り、空気自動供給機構1が正常に機能していることを点検できる。
空気が空気タイヤ接続用通気路163に送られてくると、バルブ孔162aを塞いでいる逆流防止弁170を押し開けて空気タイヤ103の空気保持チューブ103bに空気を送り入れることができる。
一方、例えば空気入れポンプで空気タイヤ103の空気保持チューブ103bに空気を入れる場合は、キャップ164bを外して空気入れ口164aから空気を送り入れる。これにより、空気導入孔用バルブ166のボール166aが空気タイヤ接続用通気路163側に移動して、空気導入孔164が開口し、空気が空気タイヤ接続用通気路163に入り込む。空気タイヤ接続用通気路163に入った空気は、接続パイプ13cの通気路13a側にも入り込むが、図19に示すように圧縮室31側がボール41によって遮断されているため、空気タイヤ接続用通気路163からバルブ孔162aを塞いでいる逆流防止弁170を押し開けて空気タイヤ103の空気保持チューブ103bに空気を送り入れることができる。
尚、この第6実施形態では、空気自動供給機構1に空気タイヤ接続装置160を備えたものとして実施しているが、この形態のものに限らず、例えば空気自動供給機構1に空気タイヤ接続装置160を備えないものとし、空気タイヤ接続装置160を、空気自動供給機構1と空気タイヤ103とを接続する空気自動供給機構1用の装置として実施するようにしても良く、適宜変更し得る。空気タイヤ接続装置160を、空気自動供給機構1と空気タイヤ103とを接続する空気自動供給機構1用の装置とする場合は、パイプ接続部161が空気自動供給機構1と接続する自動供給機構接続部として機能する。又、上記実施形態のように空気自動供給機構1に空気タイヤ接続装置160を備えたものとする場合、空気自動供給機構1と空気タイヤ接続装置160とを取外し可能に接続させても良いが、両者を取外し不能に接続させておいても良い。
又、空気タイヤ接続装置160は、上記形態のものに限らず、例えば図24に示すように、外周に張り出した板状の張り出し部195、195を備えたものとし、張り出し部195、195に、受けた光を反射し得るリフレクター196、196を設けるようにしても良い。こうすることにより、従来のように自転車の車輪のスポーク104(図1に図示)に単独で形成したリフレクターを別途に取付けずに済み、使用便利なものにできる。又、リフレクター196、196を有する張り出し部195、195を、空気タイヤ接続装置160と別途に形成して空気タイヤ接続装置160に取付けるようにしても良いが、空気タイヤ接続装置160の成形に際して、リフレクター196、196を有する張り出し部195、195を一体成形することもできる。このようにして、空気タイヤ接続装置160の成形に際して、リフレクター196、196を有する張り出し部195、195を一体成形することにより、リフレクター196、196を低コストで製作できるとともに、別途に組み付け作業の不要なものにできる。
又、空気導入孔164は、空気自動供給機構1と空気タイヤ接続装置160との何れかに設ければ良い。又、空気自動供給機構1に設ける場合、例えば空気導入孔164を空気自動供給機構1の接続パイプ13cの通気路13aに外部から連通するように設けても良い。
また、空気圧点検装置190についても、図24に示すように空気タイヤ接続装置160に設けないものにし、空気自動供給機構1に設けるようにしても良い。又、空気自動供給機構1に設ける場合、例えば空気圧点検装置190を空気自動供給機構1における接続部13を構成する定圧保持空間部13b、接続管21、接続パイプ13c、又は、空気自動供給機構1に空気タイヤ接続装置160を備えたものにした場合の空気タイヤ接続装置160の何れかに設ければ良く、適宜変更し得る。又、空気圧点検装置190は、上記実施形態の形態のものに限らず、例えば空気圧を計測して数値を表示するものであっても良い。
第6実施形態では、圧縮比調整手段として、ハブ102に移動可能に取付けた圧縮室31を有する筒状ケーシング931をハブ102の外周側から移動させて圧縮室31に対する摺動部32aの位置を調整することにより行うようにしているが、この形態のものに限らず、例えばピストンロッド980の軸方向の長さを伸縮できるようにしてピストンロッド980の長さを伸縮することにより、或いは、車軸101の軸心O2とカム984のカム面92aの中心O1との偏心量を調整できるようにして偏心量を調整することにより、圧縮室31に対する摺動部32aの圧縮室31の軸方向の位置を調整するようにして行っても良い。ただし、その場合は、ボルト109b、109bを緩め操作して筒状ケーシング931をハブ102から外さなければならず、圧縮室の移動量を調整する作業に時間を要してしまう。そこで、上記第6実施形態のように、筒状ケーシング931をハブ102の外周側から移動操作することにより行うようにしておけば、筒状ケーシング931をハブ102から外す等の作業をしなくても、車輪に本願発明の空気自動供給機構1を組み付けた状態で行うことができ、操作容易なものにできる点で好ましい。
又、ハブ102に対して筒状ケーシング931を移動させる移動手段として、ケーシング支持部材109の雌ネジ部109cと、筒状ケーシング931の雄ネジ部934とから構成しているが、例えばハブ102に対して筒状ケーシング931を車軸101の軸方向と直交する方向に摺動可能に取付けるようにしても良い。第6実施形態のその他の構成は、先の第1実施形態のものと同構成を採っている。以上が、第6実施形態の説明である。
尚、上述の各実施形態では、空気圧縮操作手段として、圧縮室31の空気を圧縮する圧縮操作体としてのピストンロッド8、80、980と、カム9、984とから構成しているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば図16に示すように圧縮室31の周壁の全体又は軸方向の一部に、圧縮操作体として伸縮自在な伸縮部30を形成するとともに(この図16では、周壁の軸方向の一部に伸縮部30を形成したものを示している)、圧縮室31における車軸の径方向内側の端面にカム当接部32aを形成したものとする。
そして、カム当接部32cがカム9のカム面92aを摺動するに伴って、圧縮室31の伸縮部30が伸縮して圧縮室31の内容積が縮小することにより、圧縮室31内の空気を圧縮する。又、その際、この図16に示すように縮小した圧縮室31を元の拡大した状態に戻す付勢部材830を設け、或いは、圧縮室31の伸縮部30を弾性を有する部材から構成し付勢部材830を有しないものにしても良い。又、その場合に、圧縮比調整手段として、例えば伸縮部30の伸縮する量を調整できるようにしても良い。
又、上記各実施形態では、押圧部として、全周にカム面92aを有するカム9から構成しているが、例えば車軸101,202に径方向に突出する突出部を形成し、ハブ102の回転に際して、カム当接部を、その突出部に当接させて押圧させるようにしても良い。
また、上記各実施形態では、押圧部としてのカム面92aを有するカム9に、ハブ102、203の回転に際して、ピストンロッド8,80を、車軸101,202の径方向に押圧させて移動させているが、例えば押圧部を車軸101,202の軸方向に突出させ、ハブ102、203の回転に際して、ピストンロッド8,80を、車軸101,202の軸方向に押圧させて移動させ、その移動に際して圧縮室31の空気を圧縮するようにしても良く、適宜変更し得る。
又、圧縮部3として、ロータリーコンプレッサーを採用することもでき、適宜変更し得る。
また、上記の第1実施形態及び第2実施形態においては、圧縮室31の吸入孔31aを、圧縮室31における摺動部32aの下死点位置A1近傍に設け、逆流防止弁を設けないものにしているが、例えば吸入孔31aを、圧縮室31における摺動部32aの上死点位置B1近傍に設け、逆流防止弁を設けるようにしても良い。一方、第3実施形態及び第4実施形態においては、圧縮室31の吸入孔31aを、圧縮室31における摺動部32aの上死点位置B1近傍に設け、逆流防止弁としての弁体34bを設けたものとしているが、例えば吸入孔31aを、圧縮室31における摺動部32aの下死点位置A1近傍に設け、逆流防止弁を設けないものにして実施することもでき、適宜変更し得る。
又、上記実施形態では、一般的な空気タイヤ103、211に設けられているバルブ106、213を利用し、そのバルブ106、213を、空気タイヤ103、211から圧縮部3に空気が逆流するのを防止する逆流防止手段として機能させるようにしているが、例えば接続部13の空気タイヤ接続部16に逆流防止手段としてのバルブを備えたものとしても良い。
また、空気タイヤ103、211にバルブ106、213を設けている場合、連通孔31a、301aには逆流防止手段を設けておいても良いが、逆流防止手段を設けないものにして実施することができる。
又、上記実施形態では、空気送り込み部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部13を備え、この接続部を、空気送り込み部と、空気タイヤとに、夫々、取外し自在に接続したものとし、例えば組み付け後、接続部、空気送り込み部、或いは空気タイヤのいずれかに不具合が生じたような場合には、各部材を個々に交換等でき、使用便利なものにしているが、この形態のものに限らず、取外し不能に接続させるようにしても良い。
また、定圧保持部2と圧縮部3とを設ける位置は、車輪本体110、210の一部であれば良い。例えば第1から第3実施形態の自転車の車輪に使用する場合、リム105に設けることもできる。又、第4実施形態の自動車の車輪に使用する場合、外輪205の外周側に、或いは、タイヤホイール212に設けるようにしても良い。
更に、上述の各実施形態では、輪郭が円形のカム9を採用し、カム9に対してピストンロッド8,80が一回転する間に、ピストンロッド8,80の摺動部32aが圧縮室31を下死点位置A1から上死点位置B1までの間を一往復するようにしているが、この形態のものに限らず、例えばカム9に対してピストンロッド8,80が一回転する間に、ピストンロッド8,80の摺動部32aが圧縮室31を下死点位置A1から上死点位置B1までの間を、例えば一往復半、二往復、三往復のように一往復以上するようにし、或いは、下死点位置A1から上死点位置B1まで又は上死点位置B1から下死点位置A1まで移動するようにしても良く、適宜変更し得る。
又、本願発明の空気タイヤの空気自動供給機構は、上記自転車の車輪の空気タイヤや自動車の車輪のタイヤに使用されるものに限らず、車軸に対して回転自在な車輪本体に設けられた空気タイヤに適応できる。例えば一輪車の車輪の空気タイヤ、オートバイ、リヤカー等の二輪車用の車輪の空気タイヤ、種々の三輪車、四輪車、或いは、エレベターの箱体に取り付けられて壁面を走行可能に設けられるエレベター用の車輪の空気タイヤ等に使用できる。
又、上述の第1実施形態から第6実施形態の各構成要素を適宜選択して組み合わせて実施形態できる。例えば第6実施形態の空気導入孔164を有する空気タイヤ接続装置160、空気圧点検装置190、圧縮比調整手段の一つ又は二つ以上を設けるようにしても良い。
本願発明の空気タイヤの空気自動供給機構は、車軸に対して回転可能な車輪本体に設けられた空気タイヤに、空気を自動供給する空気タイヤの空気自動供給機構であって、空気タイヤに通気可能に接続され空気タイヤに空気を送り込む空り送り込み部が、車輪に設けられ、空気送り込み部は、車軸に対する車輪本体の回転に際して空気を圧縮し得る圧縮部を備えたものとする。
こうすることにより、車軸に対して車輪本体が回転すると、圧縮部が空気を圧縮し、圧縮した空気を空気タイヤに送ることができる。
従って、例えば自転車を走行させて車輪本体を車軸に対して回転させれば良く、これにより、圧縮部で空気を一定圧に圧縮させ、その圧縮した空気を空気タイヤに送り込んで常時空気タイヤの空気圧を一定圧にできる。
よって、従来のように空気圧が所定圧より下がったままで走行してしまうようなことを防止できるとともに、空気圧が下がる都度、空気入れポンプ等によって空気タイヤに空気を供給する操作をせずに済み、使用便利なものにできる。
本願発明の空気自動供給機構は、圧縮部で空気を圧縮するに際して空気の圧縮比を調整し得る圧縮比調整手段を備えたものとする。
こうすることにより、空気タイヤの種類等に応じて適した空気圧を空気タイヤに送り込むことができる。例えば一般的な自転車、レース用の自転車、或いはマウンテンバイク用の自転車等の種類に応じ、或いは自転車に乗る人の体重に応じ、或いは自転車の前輪、後輪に応じて適した空気圧にできる。更には、各種の二輪車、各種の自動車の空気タイヤの種類に応じ、適した空気圧にできる。
本願発明の空気自動供給機構は、空気送り込み部に、圧縮部と通気可能に接続されるとともに、空気タイヤと通気可能に接続された定圧保持部が備えられ、この定圧保持部と圧縮部との間に、定圧保持部から圧縮部に空気が逆流しないように防止する逆流防止手段が設けられたものとする。
こうすることにより、空気タイヤの空気圧が定圧保持部の空気圧よりも低くなると、自動的に定圧保持部から空気タイヤに空気を、空気タイヤの空気圧と定圧保持部の空気圧とが同じになるまで送り込む。従って、車軸に対して車輪本体が回転せずに圧縮部で空気を圧縮していない状態でも、定圧保持部から空気タイヤに空気を送り込んで空気タイヤの空気を一定圧にできる。
又、圧縮部で圧縮した空気の量が少ない場合でも、複数回にわたって定圧保持部に送り入れて定圧保持部を一定の空気圧にできる。これにより、容易に、圧縮部で空気を適宜な圧縮比で圧縮し、その圧縮した空気を定圧保持部で保持させることができる。
本願発明の空気自動供給機構の圧縮部は、外部から空気を取り入れ可能な圧縮室と、車軸に対する車体本体の回転に際して、圧縮室内の空気を圧縮操作する圧縮操作手段とを備えたものとする。
こうすることにより、圧縮室内の空気を、車軸に対する車体本体の回転に際して、圧縮操作手段によって容易に圧縮でき、操作手段を容易且つ低コストで製作できる。
本願発明の空気自動供給機構の圧縮部は、圧縮室内の空気が圧縮室から空気タイヤに流入して空気タイヤの空気圧が空気タイヤに適合した空気圧になるように、圧縮室内の空気を所定の圧縮比で圧縮するものとする。
こうすることにより、圧縮部で圧縮した空気の空気圧を調整する必要がなく、簡単な構成にできるとともに、低コストで製作できる。
本願発明の空気自動供給機構の圧縮操作手段は、車軸に設けられた押圧部と、圧縮室内の空気を圧縮操作する圧縮操作体とを備え、車軸に対する車輪本体の回転に際して、圧縮操作体が、押圧部に当接して押圧されることにより、圧縮室内の空気が圧縮操作されるものとする。
こうすることにより、車軸に対して車輪本体を回転させれば、圧縮操作体が、押圧部に当接して押圧され、これにより、圧縮室内の空気を圧縮操作できる。従って、容易に圧縮室内の空気を圧縮でき、製作を容易なものにできるとともに、低コストで製作できる。
本願発明の空気自動供給機構は、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部が備えられ、上記定圧保持部は、接続部から構成されたものとする。
こうすることにより、定圧保持室等を不要にでき、簡単な構成にできるとともに、小型化できる。
本願発明の空気自動供給機構は、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部が備えられ、この接続部には、圧縮部から空気タイヤに空気を通すための通気路と、通気路内における空気圧を点検するための空気圧点検手段が備えられたものとする。
こうすることにより、空気圧点検手段によって、通気路内の空気圧を点検できる。これにより、例えば圧縮部で所定の空気圧に圧縮できずに通気路が所定の空気圧になっていない場合、或いは、圧縮部から空気圧点検手段までの間で空気漏れ等が生じて通気路が所定の空気圧になっていないような場合には、即座に確認することができる。従って、不具合が生じた場合には、迅速に対処できる。
本願発明の空気自動供給機構は、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部が備えられ、この接続部には、圧縮部から空気タイヤに空気を通すための通気路と、外部から通気路に連通された空気導入孔が備えられ、空気導入孔には、通気路から外部への空気の逆流を防止する空気導入孔用逆流防止手段が備えられ、この空気導入孔及び通気路を介して、空気送り込み部とは別に空気タイヤに空気を導入可能とされたものとする。
こうすることにより、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部に、通気路から外部への空気の逆流を防止する空気導入孔用逆流防止手段を有する空気導入孔を備えているため、この空気導入孔及び通気路を介して、空気送り込み部とは別に空気タイヤに空気を導入できる。これにより、空気自動供給機構を空気タイヤに接続した状態で、例えば空気入れ用のポンプを使用して、空気タイヤに空気を供給することもできる。従って、例えば空気タイヤに、一度に多量の空気を入れる必要の有る場合は、空気入れ用のポンプ等を使用して、空気タイヤに適した空気圧にできる。
本願発明の空気自動供給機構は、空気送り込み部は、圧縮部で圧縮した空気の空気圧を調整する圧調整手段を備えたものとする。
こうすることにより、例えば圧縮部で空気タイヤの空気圧に適合する空気圧に圧縮しなくても、圧調整手段によって、圧縮部で圧縮した空気の空気圧を、空気タイヤに適合する空気圧に調整し、その調整した空気を空気タイヤに送ることができる。
本願発明の空気自動供給機構の圧縮室は、二輪車用の車輪本体に設けられたハブに固定され、押圧部は、二輪車用の車軸に固定され、車軸に対する車体本体の回転に際して、圧縮操作体が、押圧部に当接して押圧されることにより、圧縮室内の空気が圧縮操作されるものとする。
二輪車用の車輪のハブには、通常、図2に示すように左右の両端側に、スポークが取り付けられるとともに、玉押しが配設される。しかし、その間には、他の部材が配設されていない。従って、空気自動供給機構の圧縮室を、他の部材が邪魔になることなく容易に取り付けることができる。
しかも、例えば圧縮室をハブに取り付けた場合に、圧縮室と空気タイヤとを接続する接続部をスポークの間に配設することも可能となり、転倒等した場合でもスポークで接続部を保護でき、他の物に当って支障をきたすおそれの少ないものにできる。
また、二輪車用の車輪は、車軸にハブ、スポーク、リム、及び空気タイヤを組み付けた状態にして車体に取外しされる。従って、一旦、空気自動供給機構を車輪に組み付ければ、車体から車輪を取外しする場合でも、組み付けた空気自動供給機構を分解することなく、取外しでき、従来の二輪車用の車輪と同様の形で使用できる。よって、特に、自転車、オートバイ等の二輪車用のものとして適したものにできる。
本願発明の空気自動供給機構は、圧縮部で空気を圧縮するに際して空気の圧縮比を調整し得る圧縮比調整手段が備えられ、圧縮操作体は、車軸に対する車体本体の回転に際して、押圧部に当接して押圧されることにより、圧縮室が容積の拡大した拡大状態からその拡大状態よりも圧縮室の容積の縮小した縮小状態にされるとともに、その拡大状態から縮小状態にされるに際して圧縮室の空気が圧縮され、圧縮比調整手段は、圧縮室の拡大状態の容積と、圧縮室の縮小状態の容積との比を調整するものとする。
こうすることにより、車軸に対する車体本体の回転に際して、圧縮操作体が押圧部に押圧されて移動する量を調整すれば、圧縮室の拡大状態の容積と圧縮室の縮小状態の容積とを調整できる。これにより、圧縮比の調整を容易なものにできる。
本願発明の空気自動供給機構は、圧縮部で空気を圧縮するに際して空気の圧縮比を調整し得る圧縮比調整手段が備えられ、押圧部は、二輪車用の車軸に固定されたカムから構成され、圧縮操作体は、圧縮室を摺動する摺動部と、カムに当接するカム当接部とを備え、カム当接部は、車軸に対する車体本体の回転に際して、カムに追従することにより、摺動部が、圧縮室を拡大状態にする下死点位置から圧縮室を縮小状態にする上死点位置までの範囲を圧縮室の軸方向に摺動し、圧縮室は、二輪車用の車輪本体に設けられたハブの外周側に、ハブの外周側から移動操作可能に取付けられることにより、圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を変えることができるようにされ、圧縮比調整手段は、圧縮室の移動操作によって圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を変えることにより、圧縮室の拡大状態の容積と縮小状態の容積との比を調整するものとする。
こうすることにより、例えば空気自動供給機構を二輪車用の車輪に組み付けた後、分解等しなくても、組み付けた状態でハブの外周側から圧縮室を移動操作できる。そして、この圧縮室の移動操作によって圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を変えることができ、圧縮室の拡大状態の容積と縮小状態の容積との比を調整できる。従って、圧縮比の調整を操作容易なものにできる。
本願発明の空気自動供給機構は、ハブに対して圧縮室を複数の個所で係脱可能に係止する係止手段が備えられ、この係止手段によって、圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を複数の個所で位置決めしながら変え得るようにしたものとする。
こうすることにより、圧縮比を容易に微調整でき、しかも正確に調整できる。
本願発明の空気自動供給機構の押圧部は、円形のカムから構成され、圧縮操作体は、圧縮室を摺動する摺動部と、カムに当接するカム当接部とを備え、カム当接部は、車軸に対する車体本体の回転に際して、カムに追従することにより、摺動部が圧縮室を摺動して圧縮室の空気を圧縮可能とされ、カム当接部は、カムに対して転がり接触する複数の転がり部材と、これらの複数の転がり部材を連結した連結部材とを備え、転がり部材は、カムに対して各転がり部材がカムの径方向に相対移動不能になるように、カムの周方向に沿って並設されたものとする。
こうすることにより、カム当接部は、カムに対する圧縮操作体の回転に際して、常時カムに当接状態を維持してカムから離れることのない確動カムを構成できる。これにより、例えばカム当接部がカムから離れないようにカム当接部をカムに押しつけておくためのバネ等を不要にできる。
しかも、転がり部材が複数の個所でカムに転がり接触するため、両者間に生じる摩擦を極力少なくできる。これにより、両者の磨耗を抑えることができ、長期間の使用でも支障をきたすおそれのすくないものにできる。
本願発明の空気タイヤ接続装置は、車軸に対して回転可能な車輪本体に設けられた空気タイヤに空気を自動供給する空気タイヤの空気自動供給機構を空気タイヤに接続する空気タイヤ接続装置であって、空気タイヤと接続されるタイヤ接続部と、空気自動供給機構と接続される自動供給機構接続部と、タイヤ接続部から自動供給機構接続部にかけて通気可能に設けられた空気タイヤ接続用通気路と、外部から空気タイヤ接続用通気路に連通された空気導入孔とが備えられ、空気タイヤ接続用通気路は、自動供給機構接続部と空気自動供給機構との接続に際して、空気自動供給機構に設けられた通気路と接続されることにより、空気自動供給機構から空気タイヤに空気を送ることが可能とされ、タイヤ接続部は、空気タイヤ接続用通気路から外部に連通するように開けられたバルブ孔を有するとともに、空気タイヤから空気タイヤ接続用通気路への空気の逆流を防止するための逆流防止弁を装着可能な弁装着部を備え、この弁装着部に逆流防止弁が装着されることにより、バルブ孔が逆流防止弁で塞がれ、タイヤ接続部と空気タイヤとの接続に際して、空気タイヤから空気タイヤ接続用通気路への空気の逆流が防止されるとともに、空気が空気タイヤ接続用通気路からバルブ孔に送り込まれることにより、バルブ孔が開いて空気が空気タイヤ接続用通気路から空気タイヤに入り込むことができるようにされ、空気導入孔には、空気タイヤ接続用通気路から外部に空気が流れないようにする空気導入孔用逆流防止手段が備えられたものとする。
こうすることにより、空気自動供給機構と空気タイヤとを容易に接続できる。これにより、空気自動供給機構の空気タイヤへの接続に適したものにできる。
又、弁装着部に逆流防止弁を装着すれば、弁装着部に設けたバルブ孔が逆流防止弁で塞がれる。そして、この状態で、タイヤ接続部を空気タイヤに接続すれば、空気タイヤから空気タイヤ接続用通気路への空気の逆流を防止できるとともに、空気が空気タイヤ接続用通気路からバルブ孔に送り込まれれば、バルブ孔が開いて空気が空気タイヤ接続用通気路から空気タイヤに入り込み可能となる。従って、弁装着部に逆流防止弁を装着して、タイヤ接続部を空気タイヤに接続すれば良いものにでき、一般的な空気タイヤに設けられている逆流防止弁を不要にできるとともに、接続操作の容易なものにできる。
しかも、空気導入孔及び空気タイヤ接続用通気路を介して、空気自動供給機構とは別に空気入れポンプ等により空気タイヤに空気を導入できる。
本願発明の空気タイヤ接続装置の外周には、受けた光を反射し得るリフレクターが備えられているものとする。
こうすることにより、空気自動供給機構と空気タイヤとを接続する際に空気タイヤに装備すれば、車輪にリフレクターを設けたものにできる。従って、従来のように専用に製作したリフレクターを車輪のスポークに取付けるような作業を不要にでき、使用便利なものにできる。又、空気タイヤ接続装置の製作に際してリフレクターを一体的に製作することも可能であり、一体的に製作することことにより、容易に,しかも低コストで製作できる。
上記においては、本発明を好ましい実施形態として説明したが、各用語は、限定のために用いたのではなく、説明のために用いたものであって、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、添付のクレームの範囲において、変更することができるものである。
【図面の簡単な説明】
図1は、本願発明の第1実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構を有する自転車の車輪の側面図である。
図2は、図1のII−II線に沿う拡大した断面説明図である。
図3は、図2のIII−III線に沿う縦断説明図である。
図4は、図1のIV−IV線に沿う拡大した断面説明図である。
図5は、圧縮室の空気を圧縮した状態の断面説明図である。
図6は、本願発明の第2実施形態の自転車用の空気タイヤの空気自動供給機構を有する自転車の車輪の要部を拡大した断面説明図である。
図7は、第2実施形態における圧縮室の空気を圧縮した状態の断面説明図である。
図8は、本願発明の第3実施形態の自転車用の空気タイヤの空気自動供給機構を有する自転車の車輪の要部を断面にした説明図である。
図9は、図8の要部を拡大した断面説明図である。
図10は、第3実施形態における圧縮室の空気を圧縮した状態の断面説明図である。
図11は、本願発明の第4実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構を有する自動車の車輪の断面説明図である。
図12は、図11のXII−XII線に沿う拡大断面説明図である。
図13は、第4実施形態の空気タイヤ接続部と空気タイヤのバルブとが接続した状態の拡大断面説明図である。
図14は、第4実施形態の定圧保持室の空気圧が空気タイヤの空気圧よりも高く、定圧保持室の空気が空気タイヤのバルブを押圧して空気タイヤに流れている状態の拡大断面説明図である。
図15は、定圧保持室の空気圧と空気タイヤの空気圧が同じなった状態の拡大断面説明図である。
図16は、空気送り込み部の他の実施形態の要部拡大断面説明図である。
図17は、第5実施形態の空気タイヤの空気自動供給機構を有する自転車の車輪の側面図である。
図18は、第5実施形態のカム及びカム当接部の要部拡大断面図である。
図19は、本願発明の第6実施形態の自転車用の空気タイヤの空気自動供給機構を有する自転車の車輪の要部を拡大した断面説明図である。
図20は、図19のXX−XX線に沿う断面説明図である。
図21(A)は、図19のXXI−XXI線に沿う拡大断面説明図である。
図21(B)は、圧縮室を回転操作して圧縮比を小さくした状態のケーシング操作部材とケーシング支持部材との位置関係を示す拡大断面説明図である。
図22(A)は、圧縮部の拡大縦断面説明図である。
図22(B)は、図22(A)の状態から圧縮比調整手段によって圧縮比を調整した後の圧縮部の拡大縦断面説明図である。
図23は、空気タイヤ接続装置の一部を断面にした拡大側面図である。
図24は、空気タイヤ接続装置の他の実施形態の一部を断面にした拡大側面図である。
Claims (6)
- 車軸に対して回転可能な車輪本体に設けられた空気タイヤに、空気を自動供給する空気タイヤの空気自動供給機構であって、
空気タイヤに通気可能に接続され空気タイヤに空気を送り込む空気送り込み部が、車輪に設けられ、
空気送り込み部は、車軸に対する車輪本体の回転に際して空気を圧縮し得る圧縮部を備え、
上記圧縮部は、外部から空気を取り入れ可能な圧縮室と、車軸に対する車体本体の回転に際して、圧縮室内の空気を圧縮操作する圧縮操作手段とを備え、
上記圧縮操作手段は、車軸に設けられた押圧部と、圧縮室内の空気を圧縮操作する圧縮操作体とを備え、車軸に対する車輪本体の回転に際して、圧縮操作体が、押圧部に当接して押圧されることにより、圧縮室内の空気が圧縮操作され、
上記押圧部は、二輪車用の車軸に固定されたカムから構成され、
上記圧縮操作体は、圧縮室を摺動する摺動部と、カムに当接するカム当接部とを備え、
カム当接部は、車軸に対する車体本体の回転に際して、カムに追従することにより、摺動部が、圧縮室を拡大状態にする下死点位置から圧縮室を縮小状態にする上死点位置までの範囲を圧縮室の軸方向に摺動し、
上記圧縮室は、二輪車用の車輪本体に設けられたハブの外周側に、ハブの外周側から移動操作可能に取付けられることにより、圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を変えることができるようにされ、
この空気自動供給機構に、圧縮部で空気を圧縮するに際して空気の圧縮比を調整し得る圧縮比調整手段が備えられ、
上記圧縮比調整手段は、圧縮室の移動操作によって圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を変えることにより、圧縮室の拡大状態の容積と縮小状態の容積との比を調整するものであることを特徴とする空気タイヤの空気自動供給機構。 - 上記空気自動供給機構に、ハブに対して圧縮室を複数の個所で係脱可能に係止する係止手段が備えられ、この係止手段によって、圧縮室に対する圧縮操作体の摺動部の下死点位置及び上死点位置を複数の個所で位置決めしながら変え得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の空気タイヤの空気自動供給機構。
- 上記空気送り込み部に、圧縮部と通気可能に接続されるとともに、空気タイヤと通気可能に接続された定圧保持部が備えられ、
この定圧保持部と圧縮部との間に、定圧保持部から圧縮部に空気が逆流しないように防止する逆流防止手段が設けられたことを特徴とする請求項1記載の空気タイヤの空気自動供給機構。 - 上記空気自動供給機構に、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部が備えられ、
上記定圧保持部は、接続部から構成されたものであることを特徴とする請求項3記載の空気タイヤの空気自動供給機構。 - 上記空気自動供給機構に、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部が備えられ、
この接続部には、圧縮部から空気タイヤに空気を通すための通気路と、通気路内における空気圧を点検するための空気圧点検手段が備えられたものであることを特徴とする請求項1記載の空気タイヤの空気自動供給機構。 - 上記空気自動供給機構に、圧縮部と空気タイヤとを通気可能に接続した接続部が備えられ、
この接続部には、圧縮部から空気タイヤに空気を通すための通気路と、外部から通気路に連通された空気導入孔が備えられ、
空気導入孔には、通気路から外部への空気の逆流を防止する空気導入孔用逆流防止手段が備えられ、
この空気導入孔及び通気路を介して、空気送り込み部とは別に空気タイヤに空気を導入可能とされたことを特徴とする請求項1記載の空気タイヤの空気自動供給機構。
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