JP4268845B2 - 空気自動供給装置を有する車輪用のハブ - Google Patents

Description

本願発明は、空気タイヤに空気を自動供給する空気自動供給装置を有する車輪用のハブに関するものである。

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。そこで、従来から、走行に際して圧縮空気を生成させ、その生成した圧縮空気を空気タイヤに自動的に補給できるようにした空気自動補給用の装置が提案されている。

この装置は、例えば自転車の車輪に設けられた車軸に固定されたカムと、自転車の車輪に設けたハブ体に取り付けるとともに、空気タイヤに接続させたシリンダーと、カムに追従してシリンダー内を摺動可能なピストンとを備えたものである。そして、走行に際して車輪が回転すると、ピストンがカムに追従してシリンダー内を摺動し、その摺動に際して、シリンダーの内部の空気を圧縮させ、圧縮した空気を空気タイヤに入れるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。
特許第１８２４３６号

しかしながら、シリンダーの内部の空気を順次圧縮して空気タイヤに送り入れるためには、例えばシリンダーの壁面に、シリンダーの内部から外部に貫通した空気供給孔を設けておき、空気供給孔を介して空気をシリンダーの外部から内部に入れる必要があるが、シリンダーの壁面に空気供給孔を設けておくと、例えば雨の日に走行した場合に、雨水が空気供給孔からシリンダーに入り込んでしまい、雨水がシリンダーから空気と共に空気タイヤに入ってしまう。

かかる場合、例えばハブ体の内部を介して外部の空気をシリンダーに送り込むようにすれば、ハブの内部には、雨水が入り難いため、シリンダーに雨水が入りにくくできる。その結果、雨水が空気タイヤに入るのを抑えることができる。

一方、従来から、例えば自転車のハブの内部に、車軸に対するハブ体の回転に際して発電するダイナモ、或いは遊星歯車を用いた内装変速装置を設けるようにしたものが知られている。このようなダイナモ、或いは内装変速装置を、上記空気自動補給装置と共に、ハブに設けるようにすれば、多機能なものにでき、より一層便利なものにできる。

ところが、上述のように空気自動補給装置を設ける場合には、雨水が空気タイヤに入るのを抑えるために、ハブ体の内部を介して外部の空気を空気自動補給装置に送るのが好ましいが、ハブの内部に外部の空気を取り込む際、外部の空気を強制的に吸引するため、空気自動供給装置を設けていない場合に比べてハブ体の内部に空気と共に水或いはゴミ等の異物が入り込み易くなり、多少の水或いはゴミ等の異物が入り込む恐れがある。従って、ハブの内部に、例えばダイナモを設けていると、ダイナモに、雨水や鉄粉等の異物が入り込んでしまい、ダイナモに支障をきたす恐れがある。

又、ハブの内部に、例えば内装変速装置を設けている場合にも、内装変速装置に、雨水が入り込んで内装変速装置に錆びが発生し内装変速装置に支障をきたす。また、内装変速装置には、ギヤの歯合の円滑化等のためにグリスが使用されている場合が多いが、空気を空気自動補給装置に送る際に、グリスも空気と共に、空気自動補給装置に流れ込んでしまう。その結果、空気自動補給装置から空気タイヤに多量のグリスが入り込んでしまうとともに、内装変速装置はグリスの量が少なくなってしまい、円滑に作動できなくなる恐れがある。

本願発明は、以上の実情に鑑みてなされたもので、空気自動供給装置による空気タイヤへの空気の供給に際して雨水等の水が空気タイヤに入り込む恐れの少ないものであって、空気自動供給装置と共に、ダイナモ、或いは内装変速装置等の他の装置を、それらの機能を損なうことなく設けることのできる自動供給装置を有する車輪用のハブを提供することを目的とする。

本願発明は、次の特徴を有するものを提供することにより、上記課題を解決する。

本願の請求項１記載の発明は、車軸に回転自在に支持された筒状のハブ体と、このハブ体の内部を区画する区画部材と、ハブ体に支持されてハブ体と共に回転するように設けられた空気タイヤに空気を自動供給するための空気自動供給装置とを備え、上記ハブ体は、上記区画部材によって区画されることにより、ハブ体の内部に、ハブ体の外部の空気を取り込んで空気自動供給装置に送るための空気供給室と、空気自動供給装置以外の他の装置の全部又は一部を収納するための他装置収納室とが備えられ、上記空気自動供給装置は、車軸に対するハブ体の回転に際して空気を圧縮して空気タイヤに送り込むための空気送り込み部と、空気送り込み部とハブ体の空気供給室とを通気可能に連通させるための第１通気路とを備え、上記空気送り込み部は、第１通気路を介してハブ本体の空気供給室とを連通し得るように、ハブ体に取り付けられたものであることを特徴とする空気自動供給装置を有する車輪用のハブである。

本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に係る区画部材が、空気供給室と他装置収納室とをほぼ気密状態に区画するものであることを特徴とする空気自動供給装置を有する車輪用のハブである。

本願の請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明に係る区画部材が、ハブ体の内部に、車軸に固定されるようにして配置された区画本体を備え、この区画本体によって、ハブ体の内部を空気供給室と他装置収納室とに区画したものであることを特徴とする空気自動供給装置を有する車輪用のハブである。

本願の請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明に係る他装置収納室に、内装変速装置の全部又は一部が収納されたものであることを特徴とする空気自動供給装置を有する車輪用のハブである。

本願の請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明に係る他装置収納室に、車軸に対するハブ体の回転に際して発電するダイナモが収納されたものであることを特徴とする空気自動供給装置を有する車輪用のハブである。

本願の請求項１記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブは、空気自動供給装置の空気送り込み部を、第１通気路を介してハブ本体の空気供給室と連通し得るように、ハブ体に取り付けているため、空気送り込み部に、水或いはゴミ等の異物の入り難いハブ体の内部に形成した空気供給室から外部の空気を送り入れることができ、空気送り込み部に水或いはゴミ等の異物の入り込むおそれの少ないものにできる。

又、外部から空気供給室に空気を取り込む際、外部の空気を強制的に吸引するため、空気自動供給装置を設けていない場合に比べてハブ体の内部の空気供給室に空気と共に水或いはゴミ等の異物が入り込み易くなるが、仮に水或いはゴミ等の異物が入り込んだ場合でも、空気供給室と他装置収納室とを区画部材によって区画しているため、水或いはゴミ等の異物が空気供給室から他装置収納室に入り込むようなことを防止できる。

また、空気供給室と他装置収納室とを区画部材によって区画するとともに、空気送り込み部を、第１通気路を介してハブ本体の空気供給室とを連通させているため、空気送り込み部に空気を送る際、外部の空気が他装置収納室を通って空気送り込み部に入るようなことのないものにできる。これにより、空気と共に外部から水或いはゴミ等の異物が他装置収納室に入り込むのを防止できる。従って、他装置収納室に収納した装置が、入り込んだ水によって錆び、或いは、入り込んだ異物によって支障をきたすようなことを防止できる。

本願の請求項２記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブは、区画部材が空気供給室と他装置収納室とをほぼ気密状態に区画するため、外部から空気供給室に空気を取り込む際、水或いはゴミ等の異物が空気供給室から他装置収納室に入り込むようなことを確実に防止できる。また、外部の空気が他装置収納室を通って空気送り込み部に入るようなことを確実に防止できる。

本願の請求項３記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブは、区画部材の区画本体を、車軸に固定しハブ体の内部に配置する。こうすることにより、ハブ体の内部を空気供給室と他装置収納室とに、簡単な構成で容易に区画できる。

請求項４記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブは、他装置収納室に、内装変速装置の全部又は一部が収納されたものとする。内装変速装置が複数の歯車を用いて構成している場合、水が入り込むと錆びが発生し、その錆びによって歯車を円滑に作動させることができなくなる恐れがある。又、ゴミ等の異物が入り込んだ場合も歯車を円滑に作動させることができなくなる恐れがある。しかし、本願発明では、区画部材によって空気供給室と区画した他装置収納室に内装変速装置を収納するため、内装変速装置に水或いはゴミ等の異物が入り込む恐れのないものにでき、内装変速装置を常時円滑に作動させ得るものにできる。

又、空気自動補給装置の空気送り込み部に空気を送る際、外部の空気が他装置収納室を通って空気送り込み部に入るようなことがないため、内装変速装置に歯車同士の歯合の円滑化等のためにグリスを用いているような場合でも、そのグリスが空気と共に空気送り込み部に入り込んで空気送り込み部から空気タイヤに多量のグリスが入り込むようなことを防止できるとともに、内装変速装置におけるグリスの量が少なくなって円滑に作動させられなくなるようなことを防止できる。

本願の請求項５記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブは、他装置収納室に、ダイナモが収納されたものとする。ダイナモに、例えば鉄粉等が入り込むと、発電の機能を損なうが、区画部材によって空気供給室と区画した他装置収納室にダイナモを収納するため、ダイナモに水或いは鉄粉等の異物が入り込む恐れのないものにでき、ダイナモを円滑に機能させることができる。

以下、図面を基にして本願発明の実施の形態を具体的に説明する。

図１は、本願発明の第１実施形態の空気自動供給装置を有する車輪用のハブの一部を断面にした説明図、図２は、図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う断面説明図である。

この実施形態の空気自動供給装置１０を有する車輪用のハブは、自転車の後車輪用のハブとして実施されている。この空気自動供給装置１０を有する自転車用ハブは、車軸１０１と、ハブ本体１ａと、空気自動供給装置１０とを備えている。

車軸１０１は、図１に示すように、外周にネジ部１０１ａを備えている。そして、この車軸１０１の左右両側、夫々に螺合されるナット１４０、１４０を介してこのハブが自転車に取り付けられるようになっている。

ハブ本体１ａは、筒状のハブ体１０２ａと、ハブ体１０２ａの内部を区画した区画部材１２０とを備えている。ハブ体１０２ａの左右両側は、鋼球１０１ｃ・・・１０１ｃを介して車軸１０１に回転自在に支持されている。より詳しくは、ハブ体１０２ａの左側は、車軸１０１に螺合された玉押し１０１ｂとハブ体１０２ａに設けられた鋼球受け部１０２ｈとの間に、グリス（図示せず）と共に転がり可能に配設された鋼球１０１ｃを介して回転自在に支持されている。一方、ハブ体１０２ａの右側は、車軸１０１に螺合された玉押し１０１ｄを転がる鋼球１０１ｃと、その鋼球１０１ｃを介して回転自在に支持された後述の内装変速装置２００の駆動用回転部材２０１を転がる鋼球１０１ｃとを介して回転自在に支持されている。

そして、このようにしてハブ体１０２ａが車軸１０１に支持されることにより、ハブ体１０２ａの内部１１１が、外部と区画形成されている。

又、このハブ体１０２ａの内部１１１は、区画部材１２０によって左側の空気供給室１１２と、右側の他装置収納室１１３とに区画されている。

この区画部材１２０は、図１及び図３に示すように、薄板円板状の区画本体１２１と、閉塞部材１２２とを備えている。区画本体１２１は、中心部に、車軸１０１を通す軸挿通孔１２１ａを備えている。そして、区画本体１２１は、軸挿通孔１２１ａに車軸１０１が通されて車軸１０１に固定された状態で、ハブ体１０２ａの内部１１１の略左右中央位置に配置されている。

閉塞部材１２２は、区画本体１２１とハブ体１０２ａとの間の隙間を塞ぐためのもので、合成ゴム製のリング状のものから構成されている。この閉塞部材１２２の内周側は、区画本体１２１の外周の全周に渡って、気密状態で取り付けられている。閉塞部材１２２の外周側は、ハブ体１０２ａの内周壁に全周に渡って気密状態で当接されている。これにより、区画本体１２１と閉塞部材１２２とによって、ハブ体１０２ａの内部１１１を、左側の空気供給室１１２と、右側の他装置収納室１１３とに、互いに気密状態にして区画している。

尚、気密状態とは、空気自動供給装置１０の空気送り込み部１０ａへの空気の吸引に際して空気が他装置収納室１１３から負圧状態になった空気供給室１１２に流れ込むことのない状態をいう。

このように区画された空気供給室１１２は、外部の空気を取り込んで空気自動供給装置１０に送るためのものである。一方、他装置収納室１１３は、他の装置の全部または一部を収納するためのものである。

この実施形態の他装置収納室１１３には、他の装置としての内装変速装置２００を収納している。以下に、この他装置収納室１１３に収納された本実施形態の内装変速装置２００について説明する。

この実施形態の内装変速装置２００は、従来から使用されている複数の歯車を有するもので、図１に示すように、駆動用回転部材２０１と、この駆動用回転部材２０１の回転をハブ体１０２ａに回転速度変更可能に伝達する伝達部材２１０と備えている。

駆動用回転部材２０１は、図１に示すように車軸１０１に螺合された右側の玉押し１０１ｄを転がる鋼球１０１ｃ及び、後述する伝達部材２１０の遊星歯車保持部材２０２等を介して、車軸１０１に対して回転自在に配置されている。又、この駆動用回転部材２０１には、駆動用ギヤ２２０が備えられており、この駆動用ギヤ２２０にチェーン（図示せず）が巻回されて駆動されることによって回転するようになっている。

伝達部材２１０は、二つの太陽歯車２０３、２０４と、遊星歯車２３０を保持した遊星歯車保持部材２０２とを備えている。太陽歯車２０３、２０４は、第１太陽歯車２０３と、第１太陽歯車２０３の左側に並べられて配置された第２太陽歯車２０４とを備えている。第１太陽歯車２０３の外周側には、サンギヤ歯２０３ａを備えている。尚、この実施形態における第１太陽歯車２０３のサンギヤ歯２０３ａは、歯数が３０個のものから構成されている。

又、第１太陽歯車２０３の内周側には、図４に示すように、径方向内側に突出した複数の係合歯２０３ｂ・・・２０３ｂを備えている。これらの係合歯２０３ｂ・・・２０３ｂは、車軸１０１に設けられた第１係合爪２１１、２１１に係脱自在に係合するためのものである。これらの第１係合爪２１１は、この図４に示すように、この実施形態では、二つのものから構成され、各第１係合爪２１１、２１１の先端側が車軸１０１の径方向に自在に移動して起伏自在とされている。そして、第１係合爪２１１、２１１の先端側は、第１係合爪２１１、２１１の外周側に配置された爪操作部材２１３の第１係合爪操作部２１３ａによって、車軸１０１側に押圧されて伏された状態にされ、これにより、第１係合爪２１１と係合歯２０３ｂとが係合不能状態にされる。

この第１係合爪２１１、２１１を操作する爪操作部材２１３は、図１に示すように第１太陽歯車２０３の右側に、車軸１０１に対して回転自在に配置されているとともに、操作ワイヤー２１３ｃが接続されており、操作ワイヤー２１３ｃの引っ張り操作に伴なって爪操作部材２１３が回転する。そして、その回転に伴なって第１係合爪２１１を押圧した爪操作部材２１３の第１係合爪操作部２１３ａが回転し、図７に示すように第１係合爪２１１は第１係合爪操作部２１３ａによって押圧されなくなる。

第１係合爪２１１が押圧されなくなると、図示しないバネの付勢力によって先端側が外周側に起こされ、これにより、この図７に示すように、第１係合爪２１１、２１１と係合歯２０３ｂ、２０３ｂとが係合する。この係合によって第１太陽歯車２０３は、車軸１０１に対して右回転（図７の時計方向側への回転、図１の１５０の方向側への回転）できなくなる。

第２太陽歯車２０４も、上述の第１太陽歯車２０３と略同構成を採っている。詳しくは、外周側に、サンギヤ歯２０４ａを備えている。この実施形態における第２太陽歯車２０４のサンギヤ歯２０４ａは、歯数が２１個のものから構成されている。

又、第２太陽歯車２０４の内周側には、図５に示すように、車軸１０１に設けられた第２係合爪２１２に係脱自在に係合する複数の係合歯２０４ｂ・・・２０４ｂを備えている。これらの係合歯２０４ｂ・・・２０４ｂに係合する第２係合爪２１２は、爪操作部材２１３から第１太陽歯車２０３の内周側に通されて第２太陽歯車２０４まで延ばされており、先端側が起伏自在とされている。そして、図４に示すように爪操作部材２１３の第２係合爪操作部２１３ｂによって車軸１０１側に押圧されて伏された状態にされ、図５に示すように第２係合爪２１２と係合歯２０４ｂとが係合不能状態にされる。そして、操作ワイヤー２１３ｃの引っ張り操作に伴なう爪操作部材２１３の第２係合爪操作部２１３ｂの回転により、図６Ａに示すように第２係合爪２１２は第２係合爪操作部２１３ｂによって押圧されなくなる。

第２係合爪２１２が押圧されなくなると、図示しないバネの付勢力によって先端側が外周側に起こされ、これにより、この図６Ｂに示すように、第２係合爪２１２、２１２と係合歯２０４ｂ、２０４ｂとが係合する。この係合によって第２太陽歯車２０４は、車軸１０１に対して右回転（図６Ｂの時計方向側への回転、図１の１５０の方向側への回転）できなくなる。

遊星歯車保持部材２０２は、この実施形態では、三つの遊星歯車２３０を備えている（図１では、一つだけが現されている。）。各遊星歯車２３０は、右側の第１ギヤ歯２３１と、左側の第２ギヤ歯２３２とを備えている。第１ギヤ歯２３１は、第１太陽歯車２０３のサンギヤ歯２０３ａに歯合し、第２ギヤ歯２３２は、第２太陽歯車２０４のサンギヤ歯２０４ａ及びハブ体１０２ａの内周に設けられた内歯１０２ｄに歯合する。この実施形態における第１ギヤ歯２３１は、歯数が１５個のものから構成され、第２ギヤ歯２３２は、歯数が２４個のものから構成されている。又、内歯１０２ｄは、歯数が６９個のものから構成されている。

又、この遊星歯車保持部材２０２には、第１ラチェット爪２４０と、第２ラチェット爪２４１、２４１とが設けられている。第１ラチェット爪２４０は、ハブ体１０２ａの内周に設けられた第１ラチェット歯１０２ｅに係脱可能に係合できるようになっており、遊星歯車保持部材２０２に対するハブ体１０２ａの左回転（図１の１５０の方向と反対方向側への回転）に際して第１ラチェット爪２４０とハブ体１０２ａの第１ラチェット歯１０２ｅとが係合してハブ体１０２ａが共に回転する。一方、遊星歯車保持部材２０２に対するハブ体１０２ａの右回転（図１の１５０の方向側への回転）に際して第１ラチェット爪２４０とハブ体１０２ａの第１ラチェット歯１０２ｅとが係合せずに遊星歯車保持部材２０２に対してハブ体１０２ａが回転するようになっている。

第２ラチェット爪２４１、２４１は、駆動用回転部材２０１に設けられた第２ラチェット歯２２１に係脱可能に係合できるようになっており、遊星歯車保持部材２０２に対する駆動用回転部材２０１の右回転に際して第２ラチェット爪２４１と第２ラチェット歯２２１とが係合して共に回転する。一方、遊星歯車保持部材２０２に対する駆動用回転部材２０１の左回転に際してラチェット爪２４１とラチェット歯２２１とは係合せず、遊星歯車保持部材２０２に対して駆動用回転部材２０１だけが回転するようになっている。

このように構成された内装変速装置２００は、第１係合爪２１１及び第２係合爪２１２が、爪操作部材２１３の第１係合爪操作部２１３ａ及び第２係合爪操作部２１３ｂによって押圧された図４に示す状態で、駆動用ギヤ２２０が回転駆動されて駆動用回転部材２０１が車軸１０１に対して右回転（図１の１５０の方向側への回転）すると、その回転に伴って、第２ラチェット爪２４１、２４１を介して遊星歯車保持部材２０２も共に右回転する。

又、遊星歯車保持部材２０２の右回転に際し、遊星歯車保持部材２０２の第１ラチェット爪２４０とハブ体１０２ａの第１ラチェット歯１０２ｅとが係合してハブ体１０２ａが共に回転する。その際、各遊星歯車２３０の第１ギヤ歯２３１と歯合した第１太陽歯車２０３、及び各遊星歯車２３０の第２ギヤ歯２３２と歯合した第２太陽歯車２０４は、共に車軸１０１に対して自在に回転できる状態になっているため、遊星歯車２３０は、遊星歯車保持部材２０２とは無関係に自在に回転し得る状態になり、ハブ体１０２ａに遊星歯車保持部材２０２の回転を伝達しない。従って、ハブ体１０２ａは、第１ラチェット爪２４０と第１ラチェット歯１０２ｅとの係合によって遊星歯車保持部材２０２の回転速度で回転し、遊星歯車保持部材２０２が１回転すると、ハブ体１０２ａも１回転する。

次に、図４に示す状態から、操作ワイヤー２１３ｃを引っ張り操作し爪操作部材２１３を回転操作すると、図６Ａに示すように、第１係合爪２１１は爪操作部材２１３の第１係合爪操作部２１３ａによって押圧されたままの状態を維持し、第２係合爪２１２は爪操作部材２１３の第２係合爪操作部２１３ｂによって押圧されなくなり、図６Ｂに示すように、第２係合爪２１２が起き上がる。これにより、第２太陽歯車２０４の車軸１０１に対する右回転（図の時計方向側への回転）に際して、第２係合爪２１２が第２太陽歯車２０４の係合歯２０４ｂに係合し、第２太陽歯車２０４は車軸１０１に対して右回転できなくなる。

その結果、この第２太陽歯車２０４に歯合した遊星歯車２３０は、遊星歯車保持部材２０２の回転に際して第２太陽歯車２０４を周回しながら、同時にハブ体１０２ａの内歯１０２ｄを周回する。この周回によって、ハブ体１０２ａは、遊星歯車保持部材２０２の回転速度に比して約１、３倍の回転速度で回転させられ、遊星歯車保持部材２０２が１回転すると、ハブ体１０２ａが約１、３回転する。尚、ハブ体１０２ａが遊星歯車保持部材２０２に対して約１、３倍の回転速度で回転するため、遊星歯車保持部材２０２に対してハブ体１０２ａが右回転することになり、遊星歯車保持部材２０２の第１ラチェット爪２４０とハブ体１０２ａの第１ラチェット歯１０２ｅとは係合せず、第１ラチェット爪２４０を介してハブ体１０２ａに回転力が伝達されない。従って、ハブ体１０２ａは、遊星歯車２３０から回転伝達されて、遊星歯車保持部材２０２の回転速度に比して約１、３倍の回転速度で回転する。

更に、図６Ａに示す状態から、更に操作ワイヤー２１３ｃを引っ張り操作し爪操作部材２１３を回転操作すると、図７に示すように、第１係合爪２１１も爪操作部材２１３の第１係合爪操作部２１３ａによって押圧されなくなり、第１係合爪２１１が起き上がる。これにより、第１太陽歯車２０３の車軸１０１に対する右回転に際して、第１係合爪２１１が第１太陽歯車２０３の係合歯２０３ｃに係合し得る状態になり、両者の係合によって第１太陽歯車２０３は車軸１０１に対して右回転ができなくなる。又、その際、図６Ｂに示すように第２太陽歯車２０４は車軸１０１に対する右回転に際して第２係合爪２１２と第２太陽歯車２０４の係合歯２０４ｂとが係合し得る状態になっているが、遊星歯車２３０に対する第１太陽歯車２０３の回転速度よりも、遊星歯車２３０に対する第２太陽歯車２０４の回転速度の方が速いため、遊星歯車２３０の第１太陽歯車２０３への周回に際して、第２太陽歯車２０４は、遊星歯車２３０によって車軸１０１に対して左回転（図６Ｂの反時計方向側への回転）する。

従って、遊星歯車２３０は、遊星歯車保持部材２０２の回転に際して第１太陽歯車２０３を周回しながら、同時にハブ体１０２ａの内歯１０２ｄを周回する。この周回によって、ハブ体１０２ａは、遊星歯車保持部材２０２の回転速度に比して約１、７倍の回転速度で回転させられ、遊星歯車保持部材２０２が１回転すると、ハブ体１０２ａが約１、７回転する。

以上が、他装置収納室１１３に収納された本実施形態の内装変速装置２００の説明である。尚、内装変速装置２００は、この形態のものに限らず、従来から実施されているものを使用でき、適宜変更できる。

図１に戻って、説明を続けると、ハブ体１０２ａの外側には、複数のスポーク孔１０２ｆ…１０２ｆを有する左右一対の鍔１０２ｇ、１０２ｇが取り付けられている。そして、この各鍔１０２ｇの各スポーク孔１０２ｆ…１０２ｆに、スポーク（図示せず）の基端側が係止されるとともに、その係止された各スポークの先端側が、図８に示すリム１０５に係止される。これにより、リム１０５がハブ体１０２ａに固定され、車軸１０１に対してハブ体１０２ａと共に回転可能とされる。

このリム１０５には、空気タイヤ１０３が取り外し可能に取り付けられ、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。ここで、この実施形態で用いる空気タイヤ１０３について、簡単に説明する。

空気タイヤ１０３は、図８に示すように、内側に、空気保持チューブ１０３ｂが備えられている。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、図の下端側には空気入れ口１０６ａが設けられ、図示上端側にはバルブ孔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によって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が、この形態のものを使用するものに限らず、適宜変更して使用できる。

次に、空気自動供給装置１０について説明する。この実施形態の自転車用空気タイヤの空気自動供給装置１０は、図１、図２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１０ａと、空気送り込み部１０ａとハブ体１０２ａの空気供給室１１２とを通気可能に連通させた第１通気路５１（図１にのみ図示）と、空気供給室１１２と外部とを通気可能に連通させた第２通気路５２（図１にのみ図示）とを備えている。

この空気送り込み部1０ａ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部材としてのピストン部材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の外周側には、断面円形状の外ケーシング３ｂが回転不能に配設されている。又、外ケーシング３ｂにおける図の下方側には、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、ハブ体１０２ａ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を介してハブ体１０２ａの外周側に取付けられ、ハブ体１０２ａ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体１０２ａ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の第１圧縮空気流通路１３ｂとに区画形成されている。

上記のように構成された圧縮室３１の空気を圧縮操作するピストン部材３２は、棒状のピストンロッド３３を備えている。このピストンロッド３３は、内ケーシング３ａに設けられた合成ゴム製の筒状のロッド案内部材３８に摺動可能に通され、ピストンロッド３３における図２の上部は、圧縮室３１内に入れられている。そして、このピストンロッド３３の上部には、摺動部３４が備えられている。

摺動部３４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３４には、合成ゴムから構成されたリング状のパッキン３４ａが備えられている。

ピストンロッド３３における図の下部は、圧縮室３１のロッド案内部材３８からハブ体１０２ａに穿設されたピストン導入孔１１５に通されることによりハブ体１０２ａの内部１１１に入れられている。又、このピストンロッド３３の下部に、後述するカム９に当接するカム当接部３５が備えられている。

カム当接部３５は、この実施形態では、係止軸３６と、係止軸３６に回転自在に支持されて後述のカム９に設けられたカム面９１ａに当接して転がり走行するローラー３７とを備えている。

このローラー３７が転がり走行するカム９は、ローラー３７と当接するカム面９１ａを有するカム本体９１と、係止軸３６を支持する軸支持部材９２とを備えている。軸支持部材９２は、円盤状のものから構成されている。軸支持部材９２の中心部には、カム本体９１を回転自在に受容したカム本体受容孔９２ａが備えられている。

また、軸支持部材９２におけるカム本体受容孔９２ａの外周側に係止軸３６を回転自在に嵌挿する軸嵌挿孔９２ｂ・・・９２ｂが備えられている。そして、この軸嵌挿孔９２ｂに、上記係止軸３６が出し入れ可能に嵌挿されている。尚、この実施形態では、軸嵌挿孔９２ｂ・・・９２ｂは、軸支持部材９２の周方向に略１２０°ずつ隔てた三箇所のそれぞれに設けられた三つから構成されている。そして、三つの軸嵌挿孔９２ｂ・・・９２ｂの内の何れかに係止軸３６を嵌挿すれば良いようにされている。

このようにして、ピストンロッド３３は、係止軸３６を介してカム９に係脱可能に係止されている。従って、この実施形態では、ピストンロッド３３のローラー３７をカム面９１ａに常時当接状態に押圧するピストンロッド付勢用コイルバネは設けられておらず、カム９を確動カムから構成することにより、ピストンロッド３３のローラー３７をカム面９１ａに常時当接させ、ハブの回転に伴なってカム面９１ａを走行できるようにしている。尚、ピストンロッド３３は、カム９に係止する形態のものに限らず、ピストンロッド付勢用コイルバネを設け、ピストンロッド付勢用コイルバネによってカム面９１ａに常時当接状態に押圧するようにしても良い。

又、カム９には、車軸１０１を挿通させるための車軸挿通孔９３が穿設されている。この車軸挿通孔９３の中心Ｏ２は、上記カム面９１ａの中心Ｏ１から所定距離を隔てている。

この車軸挿通孔９３に、車軸１０１が挿通された後、カム固定用ナット４５等を介して車軸１０１に固定されている。そして、この固定状態で、車軸挿通孔９３の中心Ｏ２は、ハブ体１０２ａの回転の中心Ｏ３と一致する。

従って、図１及び図２に示すようにローラー３７が当接しているカム面９１ａの位置が車軸挿通孔９３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９３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９３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９１ａの径小部Ａにローラー３７がきたとき、図１、図２に示すようにピストンロッド３３の摺動部３４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９１ａの径大部Ｂにローラー３７がきたとき、図９、図１０に示すようにピストンロッド３３の摺動部３４が、圧縮室３１を最も上昇した上死点位置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ある。この実施形態の定圧保持部２は、第１圧縮空気流通路１３ｂと、空気タイヤ１０３の空気保持チューブ１０３ｂに接続された第３圧縮空気流通路１３ａと、第１圧縮空気流通路１３ｂと第３圧縮空気流通路１３ａとを接続した第２圧縮空気流通路２１ａとを備えている。

第１圧縮空気流通路１３ｂは、上記内ケ−シング３ａ内における圧縮室３１の図２の上側に、区画壁７によって区画形成されている。この区画壁７には、貫通孔７１が穿設されており、この貫通孔７１によって、圧縮室３１と第１圧縮空気流通路１３ｂとが通気可能に連通されている。

この貫通孔７１には、逆流防止弁４０が備えられている。この逆流防止弁４０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４０から構成されている。ボールバルブ４０は、ボール４１と、ボール４１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側から貫通孔７１を塞いでいる。

第２圧縮空気流通路２１ａは、筒状の接続管２１の内部に形成されている。この接続管２１の基端側は、内ケ−シング３ａの第１圧縮空気流通路１３ｂに入り込むようにして取付けられている。これにより、第２圧縮空気流通路２１ａの先端側は、第１圧縮空気流通路１３ｂに通気可能に接続されている。

又、この接続管２１には、図２に示すように定圧保持部２の空気圧を調整する圧調整部１２が備えられている。

この実施形態の圧調整部１２は、排気口１１ａを有する筒部１２ａと、排気口１１ａを開閉する弁体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、接続管２１の側壁に取り付けられることにより、筒部１２ａの排気口１１ａが第２圧縮空気流通路２１ａと外部とを連通し、第２圧縮空気流通路２１ａの圧縮空気が排気口１１ａから外部に排出可能とされている。

定圧弁付勢用コイルバネ１２ｃは、弁体１２ｂを常時第２圧縮空気流通路２１ａ側に付勢する。そして、この付勢により、弁体１２ｂは、排気口１１ａを遮断している。尚、この圧調整部１２は、この形態のものに限らず、例えばボールバルブから構成する等、適宜変更し得る。

第３圧縮空気流通路１３ａは、弾性を有する接続パイプ１４の内部に形成されている。この接続パイプ１４の基端部は、上記接続管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、第２圧縮空気流通路２１ａと第３圧縮空気流通路１３ａとが通気可能に接続されている。

又、接続管２１に取り付けられた反対側の接続パイプ１４の先端側には、図８に示すように空気タイヤ１０３に取り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、第３圧縮空気流通路１３ａが空気保持チューブ１０３ｂに通気可能に接続されている。

第１通気路５１は、この実施形態では、図１に示すように内ケーシング３ａの周壁に穿設された空気供給孔５１ａと、外ケーシング３ｂの内周壁に、空気供給孔５１ａから空気供給室１１２にかけて形成された案内溝５１ｂとから構成されている。

第２通気路５２は、この実施形態では、車軸１０１の左側の玉押し１０１ｂとハブ体１０２ａの鋼球受け部１０２ｈとの間に配設された鋼球１０１ｃ、１０１ｃ同士間の鋼球間隙を通って、外部から空気供給室１１２に延びた空間路から構成されている。

次に、この実施形態の空気自動供給装置を有する自転車の車輪用のハブの動作について説明する。このハブに空気タイヤ１０３等を組み付けて車輪とし、車軸１０１を自転車の車体に取付ける。そして、摺動部３４が下死点位置Ａ１にきた図１、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、ハブ体１０２ａが回転し、ハブ体１０２ａと共にピストンロッド３３のローラー３７が、カム９のカム面９１ａ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３３は、カム９によって押圧され、この押圧によって摺動部３４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３３のローラー３７が、カム面９１ａの径大部Ｂにくると、図９、図１０に示すようにピストンロッド３３の摺動部３４が上死点位置Ｂ１まで移動する。そして、この摺動部３４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３３がカム面９１ａを走行して位置を変えるが、図９、図１０では、説明の都合上、ピストンロッド３３の位置を変えずにカム面９１ａの位置を変えて表している。

更に、ハブ体１０２ａが回転すると、ピストンロッド３３のローラー３７は、カム９のカム面９１ａ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３４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。

そして、この上死点位置Ｂ１から下死点位置Ａ１への摺動部３４の摺動に際し、圧縮室３１に、第１通気路５１を介して空気供給室１１２の空気が吸入される。また、空気供給室１１２内の空気が第１通気路５１に入り込むと、空気供給室１１２には、第２通気路５２を介して外部の空気が吸入される。

その際、第２通気路５２は、側方側を向くように開口されているため、雨水等の水或いはゴミ等の異物が第２通気路５２に浸入し難いものにできる。しかも、第２通気路５２には、グリスが鋼球１０１ｃ・・・１０１ｃと共に配設されているため、仮に第２通気路５２に異物が入り込んでも第２通気路５２を通過し難いものにでき、空気供給室１１２内に異物の入る可能性の少ないものにできる。

又、水或いはゴミ等の異物が第２通気路５２を通過して空気供給室１１２内に入ってきた場合でも、空気供給室１１２と他装置収納室１１３とが、区画部材１２０によって気密状態に区画されているため、空気供給室１１２に入り込んだ異物が他装置収納室１１３に入り込むようなことを防止できる。これにより、他装置収納室１１３に収納した内装変速装置２００に水の浸入による錆の発生を防止でき、また、ゴミの浸入による機能の低下を防止できる。

また、空気供給室１１２と他装置収納室１１３とが区画部材１２０によって気密状態に区画されていない場合には、例えば車軸１０１の右側の玉押し１０１ｄを転がる鋼球１０１ｃ、１０１ｃ同士間の鋼球間隙から他装置収納室１１３を通って第１通気路５１に入り込む。その結果、他装置収納室１１３に、外部から空気と共に水やゴミ等の異物も入り込む。又、他装置収納室１１３にギヤの歯合の円滑化等のためにグリスを配している場合にはそのグリスが空気と共に第１通気路５１に流れ込み、空気自動補給装置１０にグリスが入り込んで空気自動補給装置１０から空気タイヤに多量のグリスが入り込んでしまうとともに、内装変速装置２００におけるグリスの量が少なくなってしまい、円滑に作動させられなくなる恐れがある。

そこで、この実施形態のように、空気供給室１１２と他装置収納室１１３とを区画部材１２０によって気密状態に区画しておくことにより、圧縮室３１への空気の吸入に際して、他装置収納室１１３が空気の通路になるのを防止できる。これにより、外部から他装置収納室１１３に異物が入り込んだり、或いは、他装置収納室１１３に配設したグリスが第１通気路５１から空気自動補給装置１０に入り込むようなことを防止できるとともに、他装置収納室１１３に配設したグリスの量が少なくなってしまうようなことを防止できる。

更に、ハブ体１０２ａが回転すると、ピストンロッド３３の摺動部３４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圧縮する。

このようにして、圧縮室３１内の空気が圧縮されると、逆流防止弁４０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４０のボール４１は、定圧保持部２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、定圧保持部２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４０のボール４１は、定圧保持部２側に移動して貫通孔７１を開ける。これにより、圧縮室３１内で圧縮された圧縮空気が、貫通孔７１から定圧保持部２内に送られる。

そして、逆流防止弁４０のボール４１は、摺動部３４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、貫通孔７１を閉める。これにより、定圧保持部２内の空気が圧縮室３１に戻るのを防止できる。

そして、圧縮室３１から圧縮空気が入った定圧保持部２は、所定の空気圧を超えると、定圧保持部２内の空気圧によって圧調整部１２の弁体１２ｂが定圧弁付勢用コイルバネ１２ｃの付勢力に抗して押圧されて排気口１１ａを開く。これにより、定圧保持部２内の圧縮空気を排気口１１ａから外部に排出する。そして、定圧保持部２内の空気圧が、所定の空気圧になると弁体１２ｂが定圧弁付勢用コイルバネ１２ｃの付勢力によって排気口１１ａを閉じる。

定圧保持部２内の圧縮空気は、図８に示す空気保持チューブ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、その定圧保持部２内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１４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１４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。

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、空気自動供給装置１０によって所定値にした後、接続パイプ１４を外す場合は、定圧保持部２の接続管２１から接続パイプ１４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１４を外すことができる。接続パイプ１４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。

又、ピストン部材３２をカム９から外す場合は、係止軸３６を軸嵌挿孔９２ｂから抜けば良く、これにより、ピストン部材３２とカム９との係止を解除でき圧縮室３１を構成した内ケーシング３ａ、或いはピストンロッド３３等をハブ体１０２ａから容易に外すことができる。従って、分解等して部品の交換等が容易に行うことができ、メンテナンスの容易なものにできる。

次に、第２実施形態の空気自動供給装置を有する車輪用のハブについて説明する。

第２実施形態の空気自動供給装置を有する車輪用のハブは、図１１に示すように、自転車の前輪用のハブとして実施されている。この空気自動供給装置１０を有する自転車用のハブは、先の第１実施形態のものと同様に、外周にネジ部１０１ａを有する車軸１０１と、ハブ本体１ａと、空気自動供給装置１０とを備えている。

ハブ本体１ａは、筒状のハブ体１０２ａと、ハブ体１０２ａの内部を区画した区画部材３２０とを備えている。ハブ体１０２ａの左右両側は、この実施形態では、鋼球１０１ｃ・・・１０１ｃを内輪と外輪とによって回転自在に保持したベアリング１３０、１３０を介して車軸１０１に回転自在に支持されている。

又、区画部材３２０は、先の第１実施形態のものと同様に、軸挿通孔３２１ａを有する区画本体３２１と、閉塞部材３２２とを備えているが、この第２実施形態の区画本体３２１は、図１２に示すように外周側に、軸方向に延びた筒状部３２１ｂを備えている。一方、閉塞部材３２２は、合成ゴム製のリング状のものから構成され、外周側が、ハブ体１０２ａの内周壁に全周に渡って気密状態で取り付けられ、内周側が、区画本体３２１の筒状部３２１ｂの外周の全周に渡って気密状態に当接されている。これにより、区画本体３２１と閉塞部材３２２とによって、ハブ体１０２ａの内部１１１を、左側の空気供給室１１２と、右側の他装置収納室１１３とに、互いに気密状態にして区画している。

また、この第２実施形態の他装置収納室１１３には、他の装置としてのダイナモ３００が収納している。

このダイナモ３００は、従来から一般的に使用されているもので、図１１に示すように、車軸１０１の外周側に巻回されたコイル３０１と、コイル３０１を覆うようにして車軸１０１に固定された鉄製のコア３０２と、ハブ体１０２ａの内周に鉄製の円筒状のバックヨーク３０３を介して取り付けられたマグネット３０４とを備えている。

コイル３０１の一方側の先端は、車軸１０１を介して自転車の車体に接地されている。コイル３０１の他方側の先端は、車軸１０１とベアリング１３０の内周との間に設けられたコイル挿通孔３１０に通されるようにしてハブ体１０２ａの外に出され、更に、自転車に設けられたランプ（図示せず）にまで延ばされてランプに接続されている。

このように構成されたダイナモ３００は、車軸１０１に対してハブ体１０２ａが回転すると、ハブ体１０２ａに固定されてハブ体１０２ａと共に回転するマグネット３０４の磁界と車軸１０１に固定されたコイル３０１との電磁誘導作用によって発電し、ランプを点燈する。

又、第２実施形態の空気自動供給装置１０は、空気送り込み部１０ａと、第１通気路５１と、第２通気路５２と、第３通気路５３とを備えている。この第２実施形態の空気送り込み部１０ａは、一つのケーシング３ｃによって圧縮室３１を形成している。又、このケーシング３ｃの内周面に、空気供給孔５１ａと、空気供給孔５１ａから空気供給室１１２にかけて形成された案内溝５１ｂとを形成することにより、第１通気路５１を備えたものにしている。

尚、これらの空気送り込み部１０ａ及び第１通気路５１は、先の第１実施形態のものと実質的に同じであり、第２実施形態において、これらの空気送り込み部１０ａ及び第１通気路５１に代えて、先の第１実施形態の空気送り込み部１０ａ及び第１通気路５１を使用でき、又、先の第１実施形態において、第１実施形態の空気送り込み部１０ａ及び第１通気路５１に代えて、第２実施形態の空気送り込み部１０ａ及び第１通気路５１を使用でき、適宜変更使用できる。

第２通気路５２は、後述の第３通気路５３から、車軸１０１の左側のベアリング１３０における鋼球１０１ｃ、１０１ｃ同士間の鋼球間隙を通って空気供給室１１２に延びた空間路から構成されている。

第３通気路５３は、第２通気路５２と外部とを通気可能に連通するものである。この実施形態の第３通気路５３は、図１１に示すように、ハブ体１０２ａの左端に取り付けられた筒状体５６の内周面と車軸１０１の外周との間に、第２通気路５２と外部とを連通するように形成されている。

より詳しくは、筒状体５６は、合成樹脂から構成されており、図１１に示すように筒状体５６における右端側の外周がハブ体１０２ａに取り付けられている。

また、筒状体５６の外周とハブ体１０２ａとの間には、防水パッキン１１６が配設されており、この防水パッキン１１６によって筒状体５６の外周とハブ体１０２ａとの間から、水が第２通気路５２に入り込まないようにされている。

このようにして、ハブ体１０２ａに取り付けられた筒状体５６には、車軸１０１が挿通されており、筒状体５６の内周面と車軸１０１との間に、第２通気路５２と外部とを連通する第３通気路５３が、車軸１０１の外周側に全周に渡って形成されている。

又、第３通気路５３は、筒状体５６の内周面を、図の左側の外部側に行くに従って漸次径が大きくなるテーパー状にすることにより形成した外側（図１１では、左側）のテーパー部５９ａと、テーパー部５９ａの内側（図１１では、右側）に、テーパー部５９ａから径方向の内側に延設した閉鎖部５９ｂによって形成した径方向の幅の狭い径小幅狭部５９ｃとが備えられている。この実施形態におけるテーパー部５９ａのテーパー角は、１０°程度に設定されている。

また、第３通気路５３には、径小幅狭部５９ｃの左側方側に、筒状体５６の内周面と被覆部材６０とによって形成された径大幅狭部６１が備えられている。この被覆部材６０は、径小幅狭部５９ｃの径より外径の大きい円板状のものから構成され、筒状体５６のテーパー部５９ａの径方向の内側に配設されるようにして、車軸１０１に固定されている。

これにより、被覆部材６０の外周と筒状体５６のテーパー部５９ａとの間に、径方向の幅が径小幅狭部５９ｃと同程度で、径小幅狭部５９ｃよりも径の大きい径大幅狭部６１が形成されている。従って、この実施形態の第３通気路５３は、径の異なる二つの幅狭部５９ｃ、６１を備え、これらの二つの幅狭部５９ｃ、６１によって空気が蛇行して流れ得るように形成されている。又、この実施形態では、径小幅狭部５９ｃの幅及び径大幅狭部６１の幅を０．５程度に設定している。

このように形成された第２実施形態のハブは、ハブ体１０２ａが回転すると、ダイナモ３００が作動して発電する。又、同時に、摺動部３４が圧縮室３１内を摺動し、その摺動に際し、圧縮室３１に、第１通気路５１、第２通気路５２、及び第３通気路５３を介して外部の空気が吸入される。

その際、第３通気路５３は、テーパー部５９ａを備えているため、図１１に示すようにテーパー部５９ａに入った水或いは鉄粉等の異物を、ハブの回転に伴なう遠心力によってテーパー部５９ａの径大側に移動させて第３通気路５３から外に出すことができる。又、テーパー部５９ａに入った水或いは鉄粉等の異物を、自重によってテーパー部５９ａを伝わせて第３通気路５３の外に出すことができる。又、第３通気路５３が径の異なる二つの幅狭部５９ｃ、６１を備えているため、水或いは鉄粉等の異物が、第３通気路５３を通過し難いものにでき、異物を、第３通気路５３から第２通気路５２に入り難いものにできる。

又、仮に、水或いは鉄粉等の異物が第３通気路５３、第２通気路５２を通って空気供給室１１２に入り込んだ場合でも、区画部材３２０によって他装置収納室１１３に入り込んでダイナモ３００に支障をきたすようなことを防止できる。

また、空気供給室１１２と他装置収納室１１３とが区画部材１２０によって気密状態に区画されていない場合には、空気自動供給装置１０の空気送り込み部１０ａの空気の吸引によって、例えば車軸１０１の右側のベアリング１３０の鋼球１０１ｃ、１０１ｃ同士間の鋼球間隙及びコイル３０１を通したコイル挿通孔３１０の隙間から他装置収納室１１３を通って第１通気路５１に入り込む。その結果、他装置収納室１１３に、外部から空気と共に水やゴミ等の異物も入り込む。

しかし、この実施形態では、空気供給室１１２と他装置収納室１１３とを区画部材１２０によって気密状態に区画しているため、空気がコイル挿通孔３１０等から他装置収納室１１３へ入るのを防止でき、外部から他装置収納室１１３に水或いは鉄粉等の異物が入り込むようなことを防止できる。これにより、ダイナモ３００に支障をきたすようなことを防止できる。

尚、上記実施形態では、第３通気路５３を、ハブ体１０２ａに固定した筒状体５６と、車軸１０１に固定した被覆部材６０とによって形成す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。例えば第３通気路５３を、ハブ体１０２ａに固定した筒状体５６のみによって形成するようにしても良い。より具体的には、第３通気路を、車軸１０１を挿通するようにしてハブ体１０２ａに取り付けられた筒状体５６の内周面と車軸１０１の外周との間に区画形成されたものであり、この筒状体５６の内周面には、外部側に行くに従い内径が漸次大きくなるテーパー部５９ａが備えられているものとする。

又、上記第１実施形態に、第２実施形態に設けた第３通気路５３と同様なものを設けるようにしてもしても良い。又、上記第２実施形態において、第３通気路５３を設けないものとしても良く、適宜変更できる。ただし、第３通気路５３を設けるようにしておけば、空気供給室１１２に水或いはゴミ、鉄粉等の異物がより一層入り難いものにできるので、第３通気路５３を設けておくのが好ましい。

また、上記実施形態では、第２通気路を、ハブ体１０２ａと車軸１０１との間に配設された鋼球１０１ｃ、１０１ｃ同士間の鋼球間隙を通って延びる空間路から構成しているが、例えばハブ体１０２ａに、外部から空気供給室１１２に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔を第２通気路としても良い。

更に、上記実施形態では、区画部材１２０、３２０を、区画本体１２１、３２１と、閉塞部材１２２、３２１とを備えたものとし、空気供給室１１２と他装置収納室１１３とを気密状態に区画しているが、例えば区画部材１２０、３２０を区画本体１２１、３２１のみから構成し、区画部材１２０、３２０とハブ体１０２ａの内周との間に若干の隙間ができるようにしても良い。

又、本願発明のハブは、上記自転車用のものに限らず、例えば一輪車、オートバイ、リヤカー等の二輪車の車輪用のハブ、三輪車、四輪車の車輪用のハブとして実施できる。

本願発明の第１実施形態の空気自動供給装置を有する車輪用のハブの断面説明図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面説明図である。 第１実施形態の区画部材の一部を断面した拡大図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面説明図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う断面説明図である。 図６Ａは、爪操作部材を回転操作し、第２係合爪を起こした状態の断面説明図、図６Ｂは、第２係合爪が第２太陽歯車の係合歯に係合した状態の断面説明図である。 爪操作部材を更に回転操作し、第２係合爪及び第１係合爪を起こした状態の断面説明図である。 空気自動供給装置を接続した空気タイヤの断面説明図である。 ピストンロッドが圧縮室を摺動して圧縮室の空気を圧縮した状態の断面説明図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面説明図である。 本願発明の第２実施形態の空気自動供給装置を有する車輪用のハブの断面説明図である。 第２実施形態の区画部材の一部を断面した拡大図である。

符号の説明

２ 定圧保持部
３ 圧縮部
９ カム
１０ 空気自動供給装置
１０ａ 空気送り込み部
５１ 第１通気路
５２ 第２通気路
５３ 第３通気路
１１２ 空気供給室
１１３ 他装置収納室
１２０ 区画部材
２００ 内装変速装置
３００ ダイナモ

特許出願人 中野 隆次
出願人代理人 弁理士 田川 幸一

Claims (5)

1. 車軸に回転自在に支持された筒状のハブ体と、このハブ体の内部を区画する区画部材と、ハブ体に支持されてハブ体と共に回転するように設けられた空気タイヤに空気を自動供給するための空気自動供給装置とを備え、
   上記ハブ体は、上記区画部材によって区画されることにより、ハブ体の内部に、ハブ体の外部の空気を取り込んで空気自動供給装置に送るための空気供給室と、空気自動供給装置以外の他の装置の全部又は一部を収納するための他装置収納室とが備えられ、
   上記空気自動供給装置は、車軸に対するハブ体の回転に際して空気を圧縮して空気タイヤに送り込むための空気送り込み部と、空気送り込み部とハブ体の空気供給室とを通気可能に連通させるための第１通気路とを備え、
   上記空気送り込み部は、第１通気路を介してハブ本体の空気供給室とを連通し得るように、ハブ体に取り付けられたものであることを特徴とする空気自動供給装置を有する車輪用のハブ。
2. 上記区画部材は、空気供給室と他装置収納室とをほぼ気密状態に区画するものであることを特徴とする請求項１記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブ。
3. 上記区画部材は、ハブ体の内部に、車軸に固定されるようにして配置された区画本体を備え、この区画本体によって、ハブ体の内部を空気供給室と他装置収納室とに区画したものであることを特徴とする請求項１又は２記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブ。
4. 上記他装置収納室に、内装変速装置の全部又は一部が収納されたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブ。
5. 上記他装置収納室に、車軸に対するハブ体の回転に際して発電するダイナモが収納されたものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気自動供給装置を有する車輪用のハブ。

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