JP4432788B2 - 圧力調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧力容器内における気体の圧力を調整する圧力調整装置に関する。

車両に用いられるタイヤは一種の圧力容器であるが、タイヤに充填されている空気は、時間の経過とともに抜けていく。タイヤの空気圧が適正値よりも低下したときには、例えば、整備工場やガソリンスタンド等のような高圧空気を用意してある場所で、車両が停止した状態でタイヤの内部へ空気を供給する。しかし、この方法は、空気圧の調整に手間を要し、また、高圧空気が用意してある場所でしか空気圧の調整ができない。このため、例えば、特許文献１や特許文献２には、タイヤの空気圧を自動的に調整する装置が提案されている。

特開２００２−３７０５１１号公報 特開２０００−２５５２２８号公報

しかしながら、特許文献１や２に開示されている技術は、装置の構造が複雑になり、圧力調整対象であるタイヤ、あるいはタイヤ・ホイール組立体に取り付けることが困難という問題がある。また、装置が大きいため、圧力調整対象であるタイヤ・ホイール組立体の質量増加を招いてしまう。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、圧力調整対象へ容易に取り付けができること、圧力調整対象の質量増加を抑制できることのうち、少なくとも一方を達成できる圧力調整装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る圧力調整装置は、内部に気体が導入される加圧室と、逆止弁を介して圧力調整対象と接続される吐出室と、前記加圧室内に配置され、前記加圧室内に導入された気体を加圧する加圧ピストンと、前記加圧ピストンに接続され、電圧を引加することによって変形して前記加圧ピストンを駆動する加圧用圧電素子と、前記加圧ピストンとは別個に用意されるとともに、前記加圧室側における断面積は前記加圧室の断面積よりも小さく、また、前記吐出室側における断面積は前記加圧室側における断面積以下であり、前記加圧ピストンによって加圧された前記加圧室内の気体によって駆動されて、前記吐出室内の気体を増圧する増圧ピストンと、を含むことを特徴とする。

この圧力調整装置は、加圧側、すなわち吐出室側よりも受圧側、すなわち加圧室側の断面積が大きい増圧ピストンを用いる。そして、吐出室に導入された気体の圧力を、圧電素子が変形することによって駆動される加圧ピストンによって加圧された気体の圧力よりも大きくして、圧力調整対象に供給する。このように、気体の加圧に圧電素子を用いるので、圧力調整装置を極めて小さくできる。その結果、圧力調整対象へ容易に取り付けができる。また、圧力調整対象の質量増加も抑制できる。

次の本発明に係る圧力調整装置は、前記圧力調整装置において、前記圧力調整装置は、さらに前記圧力調整対象の圧力を測定する圧力測定手段を備え、前記圧力調整対象の圧力が、予め設定した圧力下限値を下回ったときに、前記圧力調整対象へ気体を供給することを特徴とする。

この圧力調整装置は、前記圧力調整装置と同様の構成を備えるので、前記圧力調整装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この圧力調整装置は、圧力調整対象の圧力が、予め設定した第１の圧力を下回ったときに、圧力調整対象へ気体を供給する。これによって、圧力調整対象の圧力低下を未然に抑制できる。

次の本発明に係る圧力調整装置は、前記圧力調整装置において、前記圧力調整装置が予め定めた所定の異常判定時間以上動作したときに、前記圧力調整対象の圧力が予め設定した異常判定圧力値よりも小さい場合には、動作異常であると判定することを特徴とする。

この圧力調整装置は、前記圧力調整装置と同様の構成を備えるので、前記圧力調整装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この圧力調整装置は、圧力調整装置の動作時間及び圧力調整対象の圧力に基づいて、圧力調整対象の動作異常を判定する。これによって、圧力調整装置が正常に動作しているか否かを判断できるので、圧力調整装置の点検、修理等が容易になる。

次の本発明に係る圧力調整装置は、前記圧力調整装置において、前記加圧用圧電素子は、駆動用圧電素子が変形することによって生み出される起電力が引加されて駆動されることを特徴とする。

この圧力調整装置は、前記圧力調整装置と同様の構成を備えるので、前記圧力調整装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この圧力調整装置は、駆動用圧電素子が変形することによって生み出される起電力によって駆動される。これによって、駆動用圧電素子に入力を与える手段を備えれば、圧力調整装置が備える加圧用圧電素子の駆動電源（例えば電池）が不要になるので、保守、点検の手間が軽減できる。

次の本発明に係る圧力調整装置は、前記圧力調整装置において、前記圧力調整対象の圧力を任意に設定可能であることを特徴とする。

例えば、圧力調整対象の圧力が設定値を超えると開いて、圧力調整対象内の気体を外部へ放出する圧力開放弁を用いて、圧力開放弁の動作圧力を任意に設定可能にする。これにより、圧力調整対象の圧力を任意の圧力に設定できるので、圧力調整の利便性が向上する。

次の本発明に係る圧力調整装置は、前記圧力調整装置において、圧力調整対象はタイヤであり、前記駆動用圧電素子は、前記タイヤのサイド部内面に取り付けてあることを特徴とする。

この圧力調整装置は、前記圧力調整装置と同様の構成を備えるので、前記圧力調整装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この圧力調整装置は、タイヤのサイド部内面に、加圧用圧電素子を駆動する駆動用圧電素子を取り付ける。これにより、タイヤの変形を利用して、加圧用圧電素子を駆動できるので、加圧用圧電素子の駆動電源（例えば電池）が不要になる。その結果、保守、点検の手間が軽減できる。

次の本発明に係る圧力調整装置は、前記圧力調整装置において、前記圧力調整装置は、前記タイヤが組み付けられるホイールであって、少なくとも前記ホイールの動的バランスを釣り合わせた位置に取り付けられることを特徴とする。

この圧力調整装置は、前記圧力調整装置と同様の構成を備えるので、前記圧力調整装置と同様の作用、効果を奏する。さらに、この圧力調整装置は、少なくともホイールの動的バランスを釣り合わせた位置に取り付けられる。例えば、ホイールの回転軸に対して、圧力調整装置とタイヤに気体を充填するエアバルブとが対称になるようにする。これによって、圧力調整装置をバランスウエイトとして利用できるので、ホイールに取り付けるバランスウエイトの量を低減できる。

この発明に係る圧力調整装置は、圧力調整対象へ容易に取り付けができること、圧力調整対象の質量増加を抑制できることのうち、少なくとも一方を達成できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。以下の実施例においては、圧力調整対象がタイヤ、あるいはタイヤ・ホイール組立体である場合を説明するが、本発明に係る圧力調整装置の圧力調整対象はこれに限られるものではない。また、以下の実施例において、圧力調整対象へ供給する気体は空気であるが、この実施例に係る圧力調整対象が供給できる気体は空気に限られるものではない。

この実施例に係る圧力調整装置は、加圧側よりも受圧側の面積が大きい増圧ピストンを用いることにより、吐出室に導入された気体の圧力を、圧電素子を変形、すなわち圧電素子の寸法を変化させることによって加圧された気体の圧力よりも大きくして、圧力調整対象に供給する点に特徴がある。

図１は、この実施例に係る圧力調整装置の構成を示す断面図である。図１に示すように、この実施例に係る圧力調整装置１０は、タイヤ・ホイール組立体を構成するホイール３のリムに取り付けられる。そして、圧力調整装置１０は、外気側Ｏからタイヤ内部Ｉに空気を供給してタイヤ内部Ｉの空気圧を調整する。

図１に示すように、この実施例に係る圧力調整装置１０は、装置本体１１内に、外気側Ｏからタイヤ内部Ｉへ向かって中空部１１Ｃが貫通している。中空部１１Ｃ内には、増圧ピストン１５と、加圧ピストン１６と、加圧ピストン１６を作動させる圧電アクチュエータ１４とが備えられる。中空部１１Ｃ内は、増圧ピストン１５によって区切られており、増圧ピストン１５の外気側Ｏが加圧室１２に、増圧ピストン１５のタイヤ内部Ｉ側が吐出室１３になる。

タイヤ内部Ｉと吐出室１３とは、気体供給通路１１ｒによって接続されている。気体供給通路１１ｒの入口には逆止弁１３ｒｓｖが設けられており、タイヤ内部Ｉへ充填された空気の逆流を抑制する。加圧室１２の外気側Ｏには、蓋１８が設けられており、増圧ピストン１５や加圧ピストン１６が中空部１１Ｃから脱落することを防止する。蓋１８には、外気側Ｏからタイヤ内部Ｉへ供給する空気を圧力調整装置１０内へ取り入れる空気取り入れ口１８ｃが備えられている。また、空気取り入れ口１８ｃには、外気中のごみや塵を除去するフィルタ１８ｆが取り付けられている。

また、蓋１８には、加圧ピストン１６を中空部１１Ｃの貫通方向に動作させるための加圧用圧電素子（以下圧電アクチュエータ）１４が取り付けられる。圧電アクチュエータ１４は、例えばピエゾ素子や水晶、あるいはチタン酸バリウムを用いることができる。圧電アクチュエータ１４は、制御装置２０からの指令によって中空部１１Ｃの貫通方向に伸縮し、圧電アクチュエータ１４に取り付けられる加圧ピストン１６を、中空部１１Ｃの貫通方向に動作させる。また、圧電アクチュエータ１４の中央部には、空気通路１４ｃが中空部１１Ｃの貫通方向と平行に貫通しており、圧電アクチュエータ１４が縮んで加圧ピストン１６が外気側Ｏへ移動したときに、前記空気通路１４ｃを通って加圧室１２へ空気が流入する。

加圧ピストン１６は、圧電アクチュエータ１４に取り付けられており、圧電アクチュエータ１４の伸縮に追従して、中空部１１Ｃの貫通方向に往復運動する。加圧ピストン１６には、圧電アクチュエータ１４の空気通路１４ｃと対向する位置に、逆止弁１６ｒｓｖが設けられる。そして、圧電アクチュエータ１４が縮んで加圧ピストン１６が外気側Ｏへ移動したときに、前記空気通路１４ｃを通った空気が逆止弁１６ｒｓｖを通って加圧室１２へ流入する。

増圧ピストン１５は、加圧ピストン１６とは別個に用意されている。そして、押し付け力付勢圧力手段であるばね１５ｓによって、加圧ピストン１６側に押し付けられる。これによって、圧力調整装置が非動作状態のときには、増圧ピストン１５と加圧ピストン１６とは接した状態となる。また、増圧ピストン１５には、加圧ピストン１６の逆止弁１６ｒｓｖと対向する位置に、空気通路１５ｃ及び逆止弁１５ｒｓｖが設けられる。そして、圧電アクチュエータ１４が縮んで加圧ピストン１６及び増圧ピストン１５が外気側Ｏへ移動したときに、空気通路１５ｃ及び逆止弁１５ｒｓｖを通って、空気が吐出室１３へ流入する。

加圧室１２側における増圧ピストン１５の断面積Ａ２は、加圧室１２の断面積Ａ１よりも小さく設定される。また、吐出室１３側における増圧ピストン１５の断面積Ａ３は、加圧室１２側における増圧ピストン１５の断面積Ａ２以下に設定される。すなわち、Ａ３≦Ａ２＜Ａ１である。ここで、「断面積」とは、圧力調整装置１０に設けられる中空部１１Ｃの貫通方向に直交する断面の断面積である。このように構成することによって、吐出室１３における空気の吐出圧力を、加圧ピストン１６によって加圧した加圧室１２における空気の圧力よりも高い圧力に増圧させることができる。なお、この圧力調整装置１０は、増圧ピストン１５を１個用いるが、増圧ピストンの個数はこれに限定されるものではない。例えば、増圧ピストンを２個以上用いて吐出室１３内の空気を増圧してもよい。

増圧ピストン１５の吐出室１３側における空間Ｃと、加圧ピストン１６の外気側Ｏにおける空間Ｄとは、連通手段である連通通路１９によって接続されている。これによって、前記空間Ｃと前記空間Ｄとの圧力を等しくして、増圧ピストン１５及び加圧ピストン１６を滑らかに動作させる。次に、この実施例に係る圧力調整装置１０の動作について説明する。次の説明においては、適宜図１を参照されたい。

図２、図３は、この実施例に係る圧力調整装置の動作を示す動作説明図である。ここで、上記説明で用いた図１は、圧力調整装置１０が動作していない状態を示している。この状態では、圧力調整装置１０が備える逆止弁１６ｒｓｖ、１５ｒｓｖ及び１３ｒｓｖによって、タイヤ内部Ｉは外気側Ｏと遮断された状態となっている。

圧力調整装置１０が動作する際には、まず、圧力調整装置１０内へ空気を吸引する。この動作を説明する。圧力調整装置１０内へ空気を吸引するにあたっては、図２に示すように、圧電アクチュエータ１４に電圧を引加し、圧力調整装置１０が備える中空部１１Ｃの貫通方向における圧電アクチュエータ１４の長さＬを、（Ｌ−ΔＬ）に短くする。

すると、図２に示すように、加圧ピストン１６が外気側Ｏの方向（図２中矢印Ｆ１の方向）に移動する。このとき、増圧ピストン１５は、加圧ピストン１６とともに外気側Ｏの方向に移動する。これによって、加圧室１２及び吐出室１３内の圧力が大気圧よりも低くなる。大気圧と加圧室１２の圧力との差及び大気圧と吐出室１３内の圧力との差が、逆止弁１６ｒｓｖ及び１５ｒｓｖの開弁圧力を超えると、逆止弁１６ｒｓｖ及び１５ｒｓｖが開き、図２に示すように加圧室１２及び吐出室１３内へ空気が流入する。

加圧室１２及び吐出室１３内の圧力が上昇し、大気圧（外気の圧力）と同程度になると、増圧ピストン１５には、加圧室１２の断面積Ａ１と増圧ピストン１５の加圧室１２側における断面積Ａ２との断面積差による推進力が発生する。ここで、増圧ピストン１５は、ばね１５ｓによって加圧ピストン１６に押し付けられているので、増圧ピストン１５は加圧ピストン１６に追従する。

上述したように、この圧力調整装置１０は、圧電アクチュエータ１４の長さＬが短くなることによって、加圧室１２及び吐出室１３内へ空気を導入する。このときの加圧室１２及び吐出室１３内における空気の圧力は、大気圧とほぼ等しいので、吐出室１３内の空気をタイヤ内部Ｉへ供給するためには、吐出室１３内の空気をタイヤ内部Ｉの圧力よりも高くする必要がある。

このため、加圧室１２及び吐出室１３内へ空気が導入されたら、図３に示すように、圧電アクチュエータ１４へ印加する電圧を変化させる。そして、一旦短くした圧電アクチュエータ１４の長さを元の長さＬに戻す（図３中矢印Ｆ２の方向）。ここで、加圧室１２の断面積Ａ１と、加圧室１２側における増圧ピストン１５の断面積Ａ２と、吐出室１３側における増圧ピストン１５の断面積Ａ３とを式（１）に示すよう設定したとする。なお、式（１）における断面積の設定は一例であって、圧力調整装置１０の仕様に応じて適宜断面積の比率は変更できる。
Ａ１＝２×Ａ２＝４×Ａ３（Ａ１＞Ａ２＞Ａ３）・・・（１）

この場合、圧電アクチュエータ１４の長さが長くなると、吐出室１３内における空気の圧力は加圧室１２内における空気の圧力の４倍となるように、増圧ピストン１５が進む。例えば、加圧室１２及び吐出室１３の最大容積時、すなわち、圧電アクチュエータ１４が最も短くなったときの容積における加圧室１２及び吐出室１３内における空気の圧力をＰ０とする。圧電アクチュエータ１４の長さが元の長さに戻り、加圧室１２の容積が最大容積時の１／２になったとすると、加圧室１２内における空気の圧力は、２×Ｐ０となる。

このときの吐出室１３内における圧力をＰとし、加圧室１２と吐出室１３との力のバランスを考えると、式（２）のようになる。
２×Ｐ０×Ａ１＝Ｐ×Ａ３・・・（２）
ここで、式（１）から、Ａ１＝４×Ａ３を代入すると、
２×４×Ｐ０×Ａ３＝Ｐ×Ａ３・・・（３）

式（３）からＡ３を消去すると、圧電アクチュエータ１４が元の長さＬに戻ったときにおける吐出室１３内における空気の圧力Ｐは８×Ｐ０となり、圧電アクチュエータ１４が最も短くなったときにおける吐出室１３内における空気の圧力をＰ０の８倍となる。このように、この圧力調整装置１０は、増圧ピストン１５を用いることにより、吐出室１３内における空気の圧力を、加圧室１２内における空気の圧力よりも増圧させる。特に、加圧ピストン１６のストロークが小さい場合でも、吐出室１３内における空気の圧力を効率的に上昇させることができるので、圧電アクチュエータ１４の変形が小さい場合でも、大きな圧力を発生させることができる。吐出室１３内の圧力がタイヤ内部Ｉの圧力及び逆止弁１３ｒｓｖの開弁圧力よりも大きくなると、吐出室１３内の空気がタイヤ内部Ｉへ供給される。次に、この実施例に係る圧力調整装置１０を、タイヤの空気圧調整に適用した例を説明する。

図４は、この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧の調整に適用した一例を示す正面図である。図５は、この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧の調整に適用した一例を示す断面図である。この例に係るタイヤ・ホイール組立体１において、圧力調整装置１０は、気体取り入れ口１８ｃ（図１参照）が外気側Ｏに向くようにして、ホイール３のリム４を貫通して取り付けられる。圧力調整装置１０は、タイヤ・ホイール組立体１の転動時において、少なくともホイール３の動的バランスを釣り合わせた位置に取り付けることが好ましい。

例えば、ホイール３の回転軸Ｚに対して、圧力調整装置１０と、ホイール３に取り付けられるエアバルブ３２とを対称に配置する。これによって、圧力調整装置１０をバランスウエイトとして利用できるので、タイヤ・ホイール組立体１に取り付けるバランスウエイトの量を低減できる。なお、圧力調整装置１０は、タイヤ・ホイール組立体１の動的バランスを釣り合わせた位置に取り付けることがより好ましい。

ホイール３のタイヤ内部Ｉ側には、この実施例に係る圧力調整装置１０の制御装置２０、及び圧力測定手段である圧力センサ７が配置される。圧力センサ７は、制御装置２０に接続されている。そして、制御装置２０が圧力センサ７の出力を取得して、例えば、タイヤ２の空気圧が予め設定された所定の値を下回ったときに、この実施例に係る圧力調整装置１０を動作させて、タイヤ２の空気圧を予め設定した所定の値に維持するように制御する。なお、圧力調整装置１０は、圧力センサ７の駆動用電源や制御装置２０の駆動用電源を用いて駆動することができる。

また、この例に係るタイヤ・ホイール組立体１は、ホイール３のリム４を貫通して圧力開放弁９が取り付けられる。圧力開放弁９は、タイヤ２の空気圧が設定値を超えると開いて、タイヤ内部Ｉの空気を外気側Ｏへ放出する。これにより、タイヤ２の空気圧が高くなり過ぎないようにしたり、タイヤの空気圧を任意の圧力に設定したりすることができる。圧力開放弁９は、手動によるマニュアル操作で開弁圧力を調整できるものでもよいし、制御装置２０によって開弁圧力を調整できるものであってもよい。

図６は、この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧の調整に適用した一例を示す断面図である。この例では、発電手段として用いる駆動用圧電素子である圧電フィルム３０をタイヤ２のサイド部（サイドウォール）内面２ｓｗｉに貼り付け、タイヤ２の変形を利用して圧電フィルム３０を変形させて起電力を発生させる。圧電フィルム３０は、柔軟性を有する高分子系圧電材料からなり、ひずみに応じた電圧を発生する。そして、圧電フィルムから発生した起電力によって圧力調整装置１０や制御装置２０等を駆動する。このようにすれば、圧力調整装置１０や制御装置２０を駆動するための電池等をタイヤ２の内部に設ける必要はないので、電池の交換が不要になり、保守、点検を簡略化できる。

ここで、圧電フィルム３０は、例えば、柔軟性に富む高分子系の圧電材料、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）や、Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ：フッ化ビニリデン・トリフロロエチレン共重合体）等が使用できる。そして、圧電フィルム３０の表面には導電性材料を塗布する等して導電層を形成し、圧電フィルム３０で発生した起電力を、リード線８を介して圧力調整装置１０や制御装置２０等へ供給する。なお、圧力調整装置１０への電力供給は、圧電フィルム３０の他、熱伝対のように温度差によって発電する素子を利用してもよい。また、タイヤ・ホイール組立体１ａの転動を用いて回転磁界を生成し、これによる電磁誘導を利用して圧力調整装置１０へ電力を供給してもよい。

タイヤ２は、その種類にもよるが、例えば乗用車用タイヤの場合、空気圧が２００ｋＰａのとき、１時間あたりの気体（空気）透過量は１ｃｍ³程度である。１秒間に１回、圧力調整装置１０を動作させるとすると、圧力調整装置１０の１回（すなわち１秒）あたりにおける吐出容量は、０．００１ｃｍ³程度あれば十分にタイヤ２へ空気を供給できる。圧力調整装置１０の１回あたりにおける吐出容量が０．００１ｃｍ³程度の場合、圧電アクチュエータ１４のストロークは１ｍｍ程度、増圧ピストン１５の直径は３ｍｍ程度あればよい。このため、タイヤの空気圧調整においては、この実施例に係る圧力調整装置１０は極めて小さく構成することができる。

また、圧電アクチュエータ１４にピエゾ素子を用いる場合、素子自体の応答周波数は非常に高い。このため、ばね１５ｓや加圧ピストン１６等の可動部分の応答性にもよるが、高速で圧電アクチュエータ１４を動作させて１秒あたりの吐出回数を増加させることにより、増圧ピストン１５をさらに小型化できる。その結果、圧力調整装置１０をさらに小型化できる。さらに、上述したように、この実施例に係る圧力調整装置１０は、エアバルブのようにホイール３のリム４へ取り付けることができるので、極めて簡単に圧力調整対象へ取り付けることができる。次に、この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧調整に適用した場合の制御例を説明する。次の説明においては、適宜図４、５を参照されたい。

図７は、この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧調整に適用した場合の一制御例の手順を示すフローチャートである。まず、制御装置２０は、圧力センサ７からタイヤ２の空気圧Ｐｉを取得する（ステップＳ１０１）。次に、制御装置２０は、取得した空気圧Ｐｉと、予め定めた圧力下限値Ｐｉｌとを比較する（ステップＳ１０２）。Ｐｉ≧Ｐｉｌである場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ＳＴＡＲＴに戻ってタイヤ２の空気圧を監視する。

Ｐｉ＜Ｐｉｌである場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、タイヤ２の空気圧が低すぎると判断できる。この場合、制御装置２０は、圧力調整装置１０を動作させてタイヤ内部Ｉに空気を吐出させることにより、タイヤ２の空気圧を上昇させる（ステップＳ１０３）。次に、制御装置２０は、圧力調整装置１０の動作時間ｔが、予め定めた所定の異常判定時間ｔｃ以上か否かを判定する（ステップＳ１０４）。ｔ＜ｔｃである場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、制御装置２０は、圧力調整装置の動作を継続させる。

ｔ≧ｔｃである場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、制御装置２０は、圧力センサ７からタイヤ２の空気圧Ｐｉを取得する（ステップＳ１０５）。そして、制御装置２０は、取得した空気圧Ｐｉと、予め定めた異常判定圧力値Ｐｉｊとを比較する（ステップＳ１０６）。Ｐｉ≧Ｐｉｊである場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、圧力調整装置１０は正常に動作して、タイヤ２へ空気が供給されたと判断できる。この場合には、ＳＴＡＲＴに戻ってタイヤ２の空気圧Ｐｉを監視する。なお、圧力下限値Ｐｉｌと異常判定圧力値Ｐｉｊとは、同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。

Ｐｉ＜Ｐｉｊである場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、圧力調整装置１０は正常に動作しておらず、その結果、タイヤ２へは空気が供給されていないと判断できる。この場合には、制御装置２０は警告を発し（ステップＳ１０７）、圧力調整装置１０の異常を知らせる。警告は、例えば、車両の計器パネルへ表示することができる。

以上、この実施例に係る圧力調整装置は、ピエゾ素子や水晶等の圧電素子をアクチュエータとして加圧ピストンを駆動する。そして、加圧ピストンによって加圧された気体によって増圧ピストンを駆動して、昇圧した気体を圧力調整対象へ供給する。このように、気体の加圧に圧電素子を用いるので、圧力調整装置を極めて小さくできる。その結果、圧力調整対象へ容易に取り付けができる。また、圧力調整対象の質量増加も抑制できる。

以上のように、本発明に係る圧力調整装置は、圧力調整対象の圧力を自動的に調整することに有用であり、特に、圧力調整対象へ容易に取り付けができ、また、圧力調整対象の質量増加を最小限に抑制することに適している。

この実施例に係る圧力調整装置の構成を示す断面図である。 この実施例に係る圧力調整装置の動作を示す動作説明図である。 この実施例に係る圧力調整装置の動作を示す動作説明図である。 この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧の調整に適用した一例を示す正面図である。 この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧の調整に適用した一例を示す断面図である。 この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧の調整に適用した一例を示す断面図である。 この実施例に係る圧力調整装置をタイヤの空気圧調整に適用した場合の一制御例の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１ａ タイヤ・ホイール組立体
２ タイヤ
２ｓｗｉ サイド部内面
３ ホイール
４ リム
７ 圧力センサ
９ 圧力開放弁
１０ 圧力調整装置
１１ 装置本体
１１Ｃ 中空部
１２ 加圧室
１３ 吐出室
１３ｒｓｖ、１５ｒｓｖ、１６ｒｓｖ 逆止弁
１４ 圧電アクチュエータ
１５ 増圧ピストン
１６ 加圧ピストン
２０ 制御装置
３０ 圧電フィルム

Claims (7)

1. 内部に気体が導入される加圧室と、
   逆止弁を介して圧力調整対象と接続される吐出室と、
   前記加圧室内に配置され、前記加圧室内に導入された気体を加圧する加圧ピストンと、
   前記加圧ピストンに接続され、電圧を引加することによって変形して前記加圧ピストンを駆動する加圧用圧電素子と、
   前記加圧ピストンとは別個に用意されるとともに、前記加圧室側における断面積は前記加圧室の断面積よりも小さく、また、前記吐出室側における断面積は前記加圧室側における断面積以下であり、前記加圧ピストンによって加圧された前記加圧室内の気体によって駆動されて、前記吐出室内の気体を増圧する増圧ピストンと、
   を含むことを特徴とする圧力調整装置。
2. 前記圧力調整装置は、さらに前記圧力調整対象の圧力を測定する圧力測定手段を備え、
   前記圧力調整対象の圧力が、予め設定した圧力下限値を下回ったときに、前記圧力調整対象へ気体を供給することを特徴とする請求項１に記載の圧力調整装置。
3. 前記圧力調整装置が予め定めた所定の異常判定時間以上動作したときに、前記圧力調整対象の圧力が予め設定した異常判定圧力値よりも小さい場合には、動作異常であると判定することを特徴とする請求項２に記載の圧力調整装置。
4. 前記加圧用圧電素子は、駆動用圧電素子が変形することによって生み出される起電力が引加されて駆動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力調整装置。
5. 前記圧力調整対象の圧力を任意に設定可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力調整装置。
6. 圧力調整対象はタイヤであり、前記駆動用圧電素子は、前記タイヤのサイド部内面に取り付けてあることを特徴とする請求項４又は５に記載の圧力調整装置。
7. 前記圧力調整装置は、前記タイヤが組み付けられるホイールであって、少なくとも前記ホイールの動的バランスを釣り合わせた位置に取り付けられることを特徴とする請求項６に記載の圧力調整装置。

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