JP4296436B2

JP4296436B2 - タイヤ空気圧導入装置

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Publication number: JP4296436B2
Application number: JP2006011374A
Authority: JP
Inventors: 宏磯野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2026-01-19
Also published as: US8042585B2; DE602006006351D1; AU2006335803B2; CN101360622A; EP1973755A1; EP1973755B1; AU2006335803A1; KR20080085884A; JP2007191056A; US20090000716A1; KR101141088B1; WO2007083514A1; CA2636161A1; CA2636161C; CN101360622B

Description

本発明は、タイヤ空気圧導入装置、特に、圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸ハブに設けた供給通路と、前記車軸ハブのフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置に関する。

この種のタイヤ空気圧導入装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。この特許文献１に記載されているタイヤ空気圧導入装置においては、圧力生成装置から供給される加圧空気を車輪のタイヤ空気室に導入（供給）することができて、タイヤ空気室の空気圧を確保することが可能である。
特開平１１−１３９１１８号公報

ところで、上記した特許文献１に記載されているタイヤ空気圧導入装置では、車軸ハブに設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路が空気管を介して連通接続されるように構成されている。このため、車軸ハブのフランジ部に車輪を組付ける際には、車軸ハブに設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路を位置合わせする必要があるとともに、空気管を介して車軸ハブに設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路を連通接続する必要があって、組付性が悪く改善の余地がある。

本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸ハブに設けた供給通路と、前記車軸ハブのフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸ハブのフランジ部における車両外側端面に、前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記車輪のホイールにおける車両内側端面に、前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸ハブのフランジ部に組付けられることにより、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に接合されるように構成されており、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部はそれぞれ複数であって前記車輪の前記車軸ハブに対する組付位相に合わせて等角度間隔に配置されていることに特徴がある。

このタイヤ空気圧導入装置においては、車軸ハブのフランジ部における車両外側端面に供給通路の流出側端部を開口させるとともに、車輪のホイールにおける車両内側端面に導通路の流入側端部を開口させていて、車輪のホイールが車軸ハブのフランジ部に組付けられることにより、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部が気密的に接合される。このため、車軸ハブのフランジ部に車輪を組付ける際に、空気管を介して供給通路と導通路を連通接続する場合に比して、車軸ハブのフランジ部に対する車輪の組付性を改善して良好とすることが可能である。

しかも、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部がそれぞれ複数であって前記車輪の前記車軸ハブに対する組付位相（一般的には、車軸ハブのフランジ部に組付けられているハブボルトの周方向間隔）に合わせて等角度間隔に配置されている。このため、車軸ハブのフランジ部に車輪を組付ける際に、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置合わせが自動的に行われるため、車軸ハブのフランジ部に対する車輪の組付性を更に良好とすることが可能である。

また、本発明は、圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸ハブに設けた供給通路と、前記車軸ハブのフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸ハブのフランジ部における車両外側端面に、前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記車輪のホイールにおける車両内側端面に、前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸ハブのフランジ部に組付けられることにより、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に接合されるように構成されており、前記車軸ハブのフランジ部における車両外側端面と前記車輪のホイールにおける車両内側端面との接合部には、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部を連通させる環状の連通路が形成されていることに特徴がある。
このタイヤ空気圧導入装置において、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部が単一であるときには、車軸ハブのフランジ部に車輪を組付ける際に、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置が合っていなくても、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部は環状の連通路を通して連通するため、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置合わせが不要であり、車軸ハブのフランジ部に対する車輪の組付性を良好とすることが可能である。

また、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部がそれぞれ複数であるときには、上述と同様に供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の位置合わせが不要であって同様の効果が期待できるとともに、供給通路の流出側端部と導通路の流入側端部の個数（４個であれば、４個のシール部材が必要である）に拘わらず、シール部材の必要数を２個（環状の連通路の外周に沿って設けられる環状のシール部材と、環状の連通路の内周に沿って設けられる環状のシール部材の２個）として、シンプルな構成で実施することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記導通路の流入側端部には、前記車輪が前記車軸ハブに組付けられることにより、前記導通路を開放し、前記車輪が前記車軸ハブから外されることにより、前記導通路を気密的に閉塞するシール手段が設けられていることも可能である。この場合において、前記シール手段は、ボールバルブを備えたチェック弁であることも可能である。この場合には、車輪が車軸ハブから外されても、シール手段が車輪のホイールに設けた導通路を気密的に閉塞するため、タイヤ空気室の空気圧は維持される。

以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、車軸ハブ２０の回転に伴って加圧空気を生成可能な圧力生成装置Ａｐと、この圧力生成装置Ａｐから供給される加圧空気を車輪１０のホイール１１とタイヤ１２によって形成されるタイヤ空気室Ｒａに導入するためのタイヤ空気圧導入装置Ａｔを概略的に示している。車輪１０は、そのホイール１１にて車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに脱着可能に組付けられている。なお、タイヤ空気圧導入装置Ａｔでは、圧力生成装置Ａｐから供給される加圧空気が、車軸ハブ２０に設けた供給通路２１ｅと、車輪１０のホイール１１に設けた導通路１１ａを通して、車輪１０のタイヤ空気室Ｒａに導入されるように構成されている。

圧力生成装置Ａｐは、支持部材としてのナックルの一部である円筒支持部５１と、回転体としての車軸ハブ２０と、ポンプ作動体としての円柱状のピストン３０を備えるとともに、車軸ハブ２０の円筒支持部５１に対する回転運動をピストン３０の往復運動に変換させる運動変換機構としてのカム部材４１およびカムフォロア４２と、カムフォロア４２を回転自在に支承するロッド４３を備えている。

円筒支持部５１は、軸線Ｌｏを中心とする円筒形状に形成されていて、軸線Ｌｏ回りに回転不能であり、その内部には車軸ハブ２０が一対の軸受５２，５３と一対の環状シール部材５４，５５を介して軸線Ｌｏ回りに回転可能かつ液密的に支持されている。一対の軸受５２，５３は、軸方向（軸線Ｌｏに沿った方向）に所定量離れて配置されていて、カム部材４１を軸方向にて挟むようにして円筒支持部５１と車軸ハブ２０間に介装されており、車軸ハブ２０を円筒支持部５１すなわちナックルに対して回転可能としている。一対の環状シール部材５４，５５は、軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材４１と両軸受５２，５３を軸方向にて挟むようにして円筒支持部５１と車軸ハブ２０間に介装されており、円筒支持部５１と車軸ハブ２０間を液密的にシールしている。

車軸ハブ２０は、ハブ本体２１と、このハブ本体２１の内端部外周に液密的に螺着されたスリーブ２２によって構成されている。ハブ本体２１は、回転軸部２１Ａと環状フランジ部２１Ｂを備えていて、回転軸部２１Ａには、一対の軸方向長孔２１ａとシリンダ内孔２１ｂが形成され、環状フランジ部２１Ｂには、車輪１０を取付けるための取付孔部２１ｃが形成され、回転軸部２１Ａと環状フランジ部２１Ｂには、吸入通路２１ｄと供給通路２１ｅが形成されている。

一対の軸方向長孔２１ａは、ピストン３０とカムフォロア４２とロッド４３を車軸ハブ２０と一体回転可能かつ軸方向に往復動可能にガイドするガイド手段であり、車軸ハブ２０における回転軸部２１Ａの周方向にて１８０度の間隔で形成されている。シリンダ内孔２１ｂは、ピストン３０を収容していて、ピストン３０とにより回転軸部２１Ａ内にポンプ室Ｒｏを形成している。

取付孔部２１ｃは、図３に示したように、周方向にて９０度の間隔（等角度間隔）で４個形成されていて、その内部を貫通するようにしてハブボルト６１が嵌合固定されている（図２および図３参照）。なお、車輪１０は、４本のハブボルト６１と、各ハブボルト６１に螺着されるハブナット６２（図２参照）を介して車軸ハブ２０に固着される。

吸入通路２１ｄは、ポンプ室Ｒｏに空気を吸入するためのものであり、その内部には吸入チェック弁Ｖｉが介装されている。供給通路２１ｅは、ポンプ室Ｒｏから吐出される加圧空気を車輪１０のホイール１１に設けた導通路１１ａに導くためのものであり、その内部には制御弁Ｖｏが介装されている。

制御弁Ｖｏは、供給通路２１ｅ内の圧力に応じて作動する切換弁であり、供給通路２１ｅ内の圧力が設定値未満であるときには、ポンプ室Ｒｏと吸入通路２１ｄの連通を遮断した状態にてポンプ室Ｒｏと供給通路２１ｅを連通させ、供給通路２１ｅ内の圧力が設定値以上であるときには、ポンプ室Ｒｏと供給通路２１ｅの連通を遮断した状態にてポンプ室Ｒｏと吸入通路２１ｄを連通させるように設定されている。

ピストン３０は、車軸ハブ２０における回転軸部２１Ａのシリンダ内孔２１ｂに一対の環状シール部材３１，３２を介して挿入されていて、車軸ハブ２０の回転軸部２１Ａに対して同軸的で一体回転可能かつ軸方向に往復動可能に組付けられている。また、ピストン３０には、環状溝３０ａとピストン径方向に延びる貫通孔３０ｂが形成されている。一対の環状シール部材３１，３２は、軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン３０の軸方向端部にてピストン３０と回転軸部２１Ａ間に介装されており、ピストン３０と回転軸部２１Ａ間を気密的および液密的にシールしている。

環状溝３０ａは、一対の環状シール部材３１，３２間にてピストン３０の外周に形成されていて、ピストン３０と回転軸部２１Ａ間に環状空間Ｒ１を形成している。この環状空間Ｒ１は、回転軸部２１Ａに形成した各軸方向長孔２１ａを通して、一対の環状シール部材５４，５５間に形成された環状空間Ｒ２に連通している。各環状空間Ｒ１，Ｒ２は、ピストン３０が軸方向に往復動しても容積が変化しないものであり、４個のシール部材５４，５５，３１，３２によって密封されている。また、環状空間Ｒ１，Ｒ２等は、所要量の潤滑油を収容するオイル室であって、このオイル室には、軸受５２，５３、カム部材４１、カムフォロア４２等が収容されている。

カム部材４１は、円筒支持部５１に一体的に（軸方向に移動不能かつ回転不能に）設けられた円筒カムであり、軸方向にて連接した一対のカムスリーブ４１Ａ，４１Ｂによって構成されていて、回転軸部２１Ａに対して同軸的に配置されている。また、カム部材４１は、環状で軸方向に変動のあるカム部４１ａを有していて、同カム部４１ａはカム溝であり、カムフォロア４２が嵌合している。カム部４１ａは、カムフォロア４２から軸方向の荷重（図示左右方向の荷重）と径方向の荷重（図示上下方向の荷重）を受けるカム面を有していて、このカム面は断面形状がＶ字形状であり、回転軸部２１Ａの周方向にて偶数周期（例えば、２周期）で形成されている。

カムフォロア４２は、ロッド４３のピストン径方向外端に回転自在に組付けたボールであり、軸線Ｌｏに直交するピストン径方向端部にてカム部（カム溝）４１ａに係合していて、カム部材４１に対して相対回転することによりロッド４３とともに軸方向（図示左右方向）に移動可能である。ロッド４３は、ピストン３０の貫通孔３０ｂにピストン３０の径方向（貫通孔３０ｂの軸方向）にて移動可能に組付けられた荷重伝達子であり、回転軸部２１Ａの軸方向長孔２１ａに対しては、軸方向にて移動可能かつ回転方向にて移動不能に貫通している。

ところで、この実施形態のタイヤ空気圧導入装置Ａｔでは、図１および図２に示したように、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂにおける車両外側端面Ｓ１に、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１を開口させるとともに、車輪１０のホイール１１における車両内側端面Ｓ２に、導通路１１ａの流入側端部１１ａ１を開口させていて、車輪１０のホイール１１が車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに組付けられることにより、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１が気密的に接合（連通接続）されるように構成してある。

供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１は、図３に示したように、４個形成されていて、車輪１０の車軸ハブ２０に対する組付位相に合わせて等角度間隔（周方向にて４５度の位相差で９０度間隔）に配置されている。導通路１１ａの流入側端部１１ａ１は、図１および図２に示したように、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１にそれぞれ対向するように配置されていて、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と同様に周方向にて９０度間隔で４個設けられている。

また、この実施形態においては、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂにおける車両外側端面Ｓ１と車輪１０のホイール１１における車両内側端面Ｓ２との接合部にて、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１を連通させる環状の連通溝（連通路）２１ｆが環状フランジ部２１Ｂに形成されている。また、環状の連通溝２１ｆを気密的にシールするための環状のシール部材２３，２４が環状フランジ部２１Ｂに組付けられている。

また、この実施形態においては、導通路１１ａの流入側端部１１ａ１にチェック弁Ｖｒが組付けられている。チェック弁Ｖｒは、図４に示したように、ボールバルブ１３とスプリング１４を備えていて、車輪１０が車軸ハブ２０に組付けられることにより導通路１１ａを開放し、車輪１０が車軸ハブ２０から外されることにより導通路１１ａを気密的に閉塞するシール手段であって、導通路１１ａの開放は、図４の（ａ）に示したように、ボールバルブ１３が、環状連通溝２１ｆの底面に係合してスプリング１４に抗して押動され、導通路１１ａに形成した弁座１１ｂから離れることにより達成される。また、導通路１１ａの閉塞は、図４の（ｂ）に示したように、ボールバルブ１３が、環状連通溝２１ｆの底面から離れてスプリング１４により押動され、導通路１１ａに形成した弁座１１ｂに着座することにより達成される。

上記のように構成したこの実施形態においては、車軸ハブ２０が円筒支持部５１に対して回転すると、ピストン３０とロッド４３とカムフォロア４２が車軸ハブ２０と一体的に回転してカム部材４１に対して相対回転し軸方向に移動する。このため、車軸ハブ２０の回転運動をピストン３０の往復動に変換可能であり、ピストン３０の往復動によりポンプ室Ｒｏの容積を増大・減少させることができて、吸入チェック弁Ｖｉを介装した吸入通路２１ｄを通して空気をポンプ室Ｒｏに吸入し、ポンプ室Ｒｏから制御弁Ｖｏを介装した供給通路２１ｅを通して空気を吐出することが可能であり、この吐出空気（加圧空気）を車軸ハブ２０に組付けられた車輪１０のタイヤ空気室Ｒａに供給可能である。

ところで、この実施形態のタイヤ空気圧導入装置Ａｔにおいては、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂにおける車両外側端面Ｓ１に供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１を開口させるとともに、車輪１０のホイール１１における車両内側端面Ｓ２に導通路１１ａの流入側端部１１ａ１を開口させていて、車輪１０のホイール１１が車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに組付けられることにより、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１が気密的に接合される。このため、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに車輪１０を組付ける際に、空気管を介して車軸ハブに設けた供給通路と車輪のホイールに設けた導通路を連通接続する場合に比して、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに対する車輪１０の組付性を改善して良好とすることが可能である。

また、この実施形態においては、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１がそれぞれ４個設けられていて、車輪１０の車軸ハブ２０に対する組付位相に合わせて等角度間隔に配置されている。このため、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに車輪１０を組付ける際に、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１の位置合わせが自動的に行われる。

また、この実施形態においては、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂにおける車両外側端面Ｓ１と車輪１０のホイール１１における車両内側端面Ｓ２との接合部に、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１を連通させる環状の連通溝２１ｆとこれを気密的にシールするための環状シール部材２３，２４が設けられている。このため、車軸ハブ２０の環状フランジ部２１Ｂに車輪１０を組付ける際に、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１の位置が合っていなくても、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１は環状の連通溝２１ｆを通して連通するため、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１の位置合わせが不要である。しかも、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１が４個であって、各連通部を気密的にシールするために４個のシール部材が必要であるにも拘わらず、シール部材の必要数を２個（環状の連通溝２１ｆの外周に沿って設けられる環状のシール部材２３と、環状の連通溝２１ｆの内周に沿って設けられる環状のシール部材２４の２個）として、シンプルな構成で実施することが可能である。

また、この実施形態においては、導通路１１ａの流入側端部１１ａ１に、車輪１０が車軸ハブ２０に組付けられることにより導通路１１ａを開放し、車輪１０が車軸ハブ２０から外されることにより導通路１１ａを気密的に閉塞するチェック弁Ｖｒが設けられている。このため、車輪１０が車軸ハブ２０から外されても、チェック弁Ｖｒが車輪１０のホイール１１に設けた導通路１１ａを気密的に閉塞するため、タイヤ空気室Ｒａの空気圧は維持される。

上記した実施形態においては、供給通路２１ｅの流出側端部２１ｅ１と導通路１１ａの流入側端部１１ａ１の個数を４個として実施したが、この個数は適宜変更可能であり、１個で実施することも可能である。

本発明によるタイヤ空気圧導入装置の一実施形態を概略的に示した部分破断正面図である。図１に示したタイヤ空気圧導入装置と圧力生成装置の拡大断面図である。図１および図２に示した車軸ハブを車両外側から見た側面図である。車輪のホイールに組付けたチェック弁の作動（機能）を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０…車輪、１１…ホイール、１１ａ…導通路、１１ａ１…導通路に流入側端部、１２…タイヤ、２０…車軸ハブ、２１Ａ…回転軸部、２１Ｂ…環状フランジ部、２１ｄ…吸入通路、２１ｅ…供給通路、２１ｅ１…供給通路の流出側端部、２１ｆ…環状の連通溝（連通路）、Ｖｉ…吸入チェック弁、Ｖｏ…制御弁、Ｖｒ…チェック弁（シール手段）、Ｒａ…タイヤ空気室、Ｒｏ…ポンプ室、Ａｔ…タイヤ空気圧導入装置、Ａｐ…圧力生成装置

Claims

圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸ハブに設けた供給通路と、前記車軸ハブのフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸ハブのフランジ部における車両外側端面に、前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記車輪のホイールにおける車両内側端面に、前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸ハブのフランジ部に組付けられることにより、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に接合されるように構成されており、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部はそれぞれ複数であって前記車輪の前記車軸ハブに対する組付位相に合わせて等角度間隔に配置されていることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
圧力生成装置から供給される加圧空気が、車軸ハブに設けた供給通路と、前記車軸ハブのフランジ部に脱着可能に組付けられる車輪のホイールに設けた導通路を通して、前記車輪のタイヤ空気室に導入されるように構成されているタイヤ空気圧導入装置において、前記車軸ハブのフランジ部における車両外側端面に、前記供給通路の流出側端部を開口させるとともに、前記車輪のホイールにおける車両内側端面に、前記導通路の流入側端部を開口させていて、前記車輪のホイールが前記車軸ハブのフランジ部に組付けられることにより、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部が気密的に接合されるように構成されており、前記車軸ハブのフランジ部における車両外側端面と前記車輪のホイールにおける車両内側端面との接合部には、前記供給通路の流出側端部と前記導通路の流入側端部を連通させる環状の連通路が形成されていることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
請求項１または２に記載のタイヤ空気圧導入装置において、前記導通路の流入側端部には、前記車輪が前記車軸ハブに組付けられることにより、前記導通路を開放し、前記車輪が前記車軸ハブから外されることにより、前記導通路を気密的に閉塞するシール手段が設けられていることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。
請求項３に記載のタイヤ空気圧導入装置において、前記シール手段は、ボールバルブを備えたチェック弁であることを特徴とするタイヤ空気圧導入装置。