WO2014181504A1

WO2014181504A1 - タイヤ組立体

Info

Publication number: WO2014181504A1
Application number: PCT/JP2014/002214
Authority: WO
Inventors: 小川　裕一郎
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2014-11-13

Abstract

　本発明のタイヤ組立体は、ホイールに取り付けた空気入りタイヤと、前記空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置と、を備え、前記ポンプ装置は、気室部を備え前記ホイールと共に回転するように構成されたポンプ作動部と、ポンプ駆動部と、を有し、前記ポンプ作動部は、前記ポンプ駆動部に対して相対回転可能であり、前記ポンプ装置は、前記相対回転によって、前記気室部の容積が変化し、該容積の変化により、前記ポンプ作動部から前記空気入りタイヤ内に給気可能であるように構成されたことを特徴とするものである。

Description

タイヤ組立体

　本発明は、タイヤ組立体に関するものである。

　従来、ポンプ作用によって、走行中にタイヤの内圧の減圧を防ぎ、転がり抵抗を抑制する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－３３０８２０号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の手法では、走行中に、ポンプ駆動によるエネルギー損失によって転がり抵抗が増大するため、転がり抵抗の抑制に向上の余地があった。また、振動の要因になるという問題があった。

　そこで、本発明は、簡便な手法によりタイヤの内圧の減圧を抑制して、転がり抵抗を抑制することのできるタイヤ組立体を提供することを目的とする。

　本発明の要旨構成は、以下の通りである。本発明のタイヤ組立体は、ホイールに取り付けた空気入りタイヤと、前記空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置と、を備え、前記ポンプ装置は、気室部を備え前記ホイールと共に回転するように構成されたポンプ作動部と、ポンプ駆動部と、を有し、前記ポンプ作動部は、前記ポンプ駆動部に対して相対回転可能であり、前記ポンプ装置は、前記相対回転によって、前記気室部の容積が変化し、該容積の変化により、前記ポンプ作動部から前記空気入りタイヤ内に給気可能であるように構成されたことを特徴とする。

　本発明によれば、簡便な手法によりタイヤの内圧の減圧を抑制して、転がり抵抗を抑制することのできるタイヤ組立体を提供することができる。

本発明の第１の実施形態にかかるタイヤ組立体を模式的に示す側面図である。（ａ）（ｂ）ポンプ装置の内部構造について説明するための図である。（ａ）～（ｄ）本発明の第１の実施形態のポンプ装置５の動作について説明するための図である。本発明の第２の実施形態にかかるタイヤ組立体を模式的に示す側面図である。（ａ）～（ｄ）ホイールにポンプ装置を取り付ける方法の一例を説明するための図である。本発明に用いるポンプ装置の内部構造の一例を示す断面図である。本発明に用いるポンプ装置の内部構造の他の例を示す断面図である。（ａ）～（ｄ）本発明に用いるポンプ装置の内部構造の別の例を示す断面図である。本発明に用いることのできる整流回路の一例を示す図である。本発明に用いるポンプ装置の内部構造のさらに別の例を示す断面図である。バルブの一例を示す側断面図である。バルブコアの一例を示す断面図である。第２の実施形態のメカニズムについて説明するための図である。本発明の第３の実施形態にかかるタイヤ組立体を模式的に示す側面図である。

　以下、本発明の第１の実施形態にかかるタイヤ組立体について、図面を参照して詳細に例示説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタイヤ組立体を模式的に示す側面図である。図１に示すように、第１の実施形態のタイヤ組立体１は、ホイール２に取り付けた空気入りタイヤ３と、空気入りタイヤ３のバルブ４に連結されたポンプ装置５と、を備えている。また、図示のように、ポンプ５の給気口５ａには、チューブ部材５ｂが接続されている。

　次に、図２（ａ）（ｂ）を参照して、ポンプ装置５について説明する。図２に示すように、このポンプ装置５は、ホイール２と共に回転するように構成されたポンプ作動部６と、ポンプ駆動部７と、を有している。

　まず、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ポンプ作動部６は、気室部６ａを有し、図示例では、この気室部６ａは、シリンダ部として構成されている。また、ポンプ作動部６は、ホイール２の回転軸に対して偏心した回転軸（シャフト６ｄ）を有するクランク６ｂと、クランク６ｂに連結されたピストン部６ｃと、を備えている。ここで、気室部６ａ（シリンダ部）は、ホイール２の回転軸と同心の回転軸を有している。気室部６ａは、ホイール２の回転と共に回転する部分であり、クランク６ｂは、ホイール２の回転による気室部６ａの回転により回転する部分である。ポンプ作動部６は、特には限定しないが、例えば樹脂やプラスチックやアルミニウム、鉄等の金属からなる部材で包囲することができ、特にアルミニウム等の軽量な金属を用いることが好ましい。

　次に、ポンプ駆動部７は、ホイール２の回転と共に回転しないように構成されたものであり、特には限定しないが、例えば、無回転ホイール、車体（ホイールの回転方向に固定される部位）に固定した部材、あるいは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、無回転リング７ａにバランスウェイト部材７ｂを装着したものなどとすることができる。無回転リング７ａは、例えば金属性の円盤状部材とすることができる。従って、第１の実施形態では、ポンプ作動部６は、ポンプ駆動部７に対し相対回転するように構成されている。

　次に、図２、図３を用いて、クランク６ｂの機構について説明する。第１の実施形態では、図３（ａ）～（ｄ）に示すように、クランク６ｂのシャフト６ｄは、ホイール２の回転軸に対して偏心するように配置されている。さらにこのシャフト６ｄは、図２（ｂ）に示すように、ポンプ駆動部７のベアリング７ｃに連結されている。また、ホイール２の回転軸とポンプ駆動部７の中心とは同心である。一方で、気室部６ａは、ホイール２の回転軸と同心の回転中心を有している。

　図２（ａ）（ｂ）に戻って、気室部６ａは、出口逆止弁８に接続されており、気室部６ａ内の圧力が所定値以上になると、この出口逆止弁８が開き、所定値未満では、この出口逆止弁８は、閉じるように構成されている。また、図２に示すように、ポンプ装置５は、出口逆止弁８より、気室部６ａの圧力である１次圧部分と、空気入りタイヤ３側の２次圧部分とに区画されている。そして、このポンプ装置５は、２次圧部分に安全弁９を備えている。さらに、気室部６ａには、外部からの空気を吸い込むための吸気口１０が設けられている。

　以下、第１の実施形態のタイヤ組立体１の作用効果について説明する。
　図３（ａ）～（ｄ）に示すように、クランク６ｂのシャフトの回転中心軸の、ホイール２の回転軸（ポンプ駆動部７の中心）に対する偏心量をｅ（ｍｍ）とし、クランク６ｂのシャフトの回転半径をＲ（ｍｍ）とする。タイヤの転動時等において、図３（ａ）に示す状態から、ポンプ作動部６がポンプ駆動部７に対して相対回転することにより、図３（ｂ）に示すように、クランク６ｂのピストン部６ｃが気室部６ａ（シリンダ部）に対して相対移動する。具体的には、クランク６ｂのピストン部６ｃが気室部６ａ（シリンダ部）を押圧するように移動し、気室部６ａの容積を減少させ、気室部６ａ内の空気を圧縮する。そして、本実施形態では、図３（ｃ）に示すように、ポンプ作動部６がポンプ駆動部７に対して１８０°相対回転した際に最も気室部６ａ内の空気が圧縮され、このときピストン部６ｃのストローク量は、「（Ｒ＋ｅ）－（Ｒ－ｅ）＝２ｅ（ｍｍ）」である。図３（ｃ）の状態で圧縮が完了し、気室部６ａ内の内圧が最も高まり（上記所定値以上となり）、出口逆止弁８が開く。そして、圧縮空気は、安全弁９により所定の圧力に調整され、調整された圧力の空気が、チューブ部材５ｂを介して空気入りタイヤ３内に給気される。そして、図３（ｄ）に示すように、ポンプ作動部６がさらに回転すると、ピストン部６ｃは、気室部６ａの容積を増大させるように、クランク６ｂのピストン部６ｃがシリンダ部に対して相対移動し、気室部６ａの内圧を減少させ（上記所定値未満となり）、これにより出口逆止弁８が閉じ、空気入りタイヤ３に供給した空気が、ポンプ装置５に逆戻りするのが防止される。
　以上のように、空気入りタイヤ３に圧縮空気を自動的に供給することが可能になり、簡便な手法により空気入りタイヤ３の内圧を安定させることができる。従って、転がり抵抗を低減することもできる。さらに、本実施形態によれば、ポンプ装置５を、装着するホイール２に対応するホイールセンターキャップの外径以下のサイズとすることができ小型化することができる。また、本実施形態によれば、相対回転の方向によらずに、ピストン部のシリンダ部に対する相対運動が生じるため、整流回路等を設ける必要がない。

　ここで、本発明にあっては、第１の実施形態のように、ポンプ作動部６は、ホイール２の回転軸に対して偏心した回転軸（シャフト６ｄ）を有するクランク６ｂと、クランク６ｂに連結されたピストン部６ｃと、ホイール２の回転軸と同心の回転軸を有するシリンダ部と、を備え、上記相対回転によって、ピストン部６ｃをシリンダ部に対して相対移動させるように構成されていることが好ましい。簡便な機構により、上記の作用効果を得ることができるからである。

　また、本発明にあっては、図２（ａ）に示したように、ポンプ装置５は、出口逆止弁８より、気室部６ａの圧力である１次圧部分と、空気入りタイヤ側３の２次圧部分とに区画され、安全弁９が、２次圧部分に配置されていることが好ましい。安全弁９を２次圧部分に設けることにより、車両が高速で走行し、正圧と負圧とが高速で繰り返される場合にも、出口逆止弁８より空気入りタイヤ側３の２次圧部分の方が、圧力上昇の傾きが小さくなるため、安全弁９のバネ機構の動作を十分に追従させて空気入りタイヤ３内に給気をすることができるからである。なお、図２に示す例では、安全弁９を１つのみ設けているが、複数個設けることがより好ましい。

　さらに、本発明にあっては、図２（ａ）に示すように、２次圧部分と空気入りタイヤ３との間（図示例では、チューブ部材５ｂとホイール２との間）に、バルブアダプタ１１を備えることが好ましい。ここでいう、バルブアダプタ１１は、空気圧のみで開閉可能な逆止弁の機能を有するものである。これにより、停車時の空気のリークを抑制することができるからである。

　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態にかかるタイヤ組立体を模式的に示す側面図である。図４に示すように、第２の実施形態のタイヤ組立体２１は、ホイール２２に取り付けた空気入りタイヤ２３と、空気入りタイヤ２３のバルブ２４に連結されたポンプ装置２５と、を備えている。

　また、図４に示すように、ポンプ装置２５は、ポンプ作動部２５ａとポンプ駆動部２５ｂを有し、図示例では、ポンプ作動部２５ａは、ハブボルト２６で取り付けプレート２７と共に共締めされることにより、ホイール２２に取り付けられており、これにより、ポンプ作動部２５ａは、車両走行時にホイール２２の回転と共に回転するように構成されている。また、図４に示すように、ポンプ装置２５の給気口２５ｃが、チューブ部材２５ｄによりバルブ２４に接続されている。また、ポンプ作動部２５ａは、後述するように気室部を有する。

　さらに、ポンプ駆動部２５ｂは、図示のように側面視で円形の回転リングであり、ホイール２２に対し自由に相対回転できるように、ポンプ装置２５のシャフト２５ｅに取り付けられている。なお、ポンプ駆動部２５ｂは、ある程度の質量と回転半径とを有し、回転に対する慣性を有することで、ホイール２２に対し自由に相対回転することができる。

　ここで、図５（ａ）～（ｄ）は、ホイール２２にポンプ装置２５を取り付ける方法の一例を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、まず、ホイール２２に空気入りタイヤ２３を取り付けたタイヤ組立体２１を用意する。次に、図５（ｂ）に示すように、ポンプ作動部２５ａ、取り付けプレート２７、ハブボルト２６を用意し、図５（ｃ）に示すように、ハブボルト２６により、ホイール２２に、ポンプ作動部２５ａと取り付けプレート２７とを共締めする。さらに、バルブ２４に、チューブ部材２５ｄを介してポンプ作動部２５ａの給気口２５ｃを接続する（図４を参照）。そして、図５（ｄ）に示すように、ポンプ作動部２５ａのシャフト２５ｅに、ポンプ駆動部２５ｂである回転リングを取り付ける。

　図６は、本発明に用いるポンプ装置２５の内部構造の一例を示す断面図である。図６に示すように、ポンプ装置２５の作動部２５ａは、可撓性および／または弾性を有するピストン３６と空気を充填するための気室部が形成された中空状のシリンダ３７とを有し、図６に示すように、ポンプ作動部２５ａは、チューブ部材２５ｄを介して空気入りタイヤ２３のバルブ２４に接続されている。図示例では、バルブ２４とポンプ装置２５との間（バルブ２４とチューブ部材２５ｄとの間）に、空気入りタイヤ２３の内圧を任意の大きさの圧力に調整・維持するための安全弁２８が設けられている。

　また、図６に示すように、ポンプ作動部２５ａは、ハブ体４１に取り付けられている。そして、カム４２がハブ軸４３に固定され、一方で、ピストン３６が回転リング４４に連結されている。回転リング４４（ポンプ駆動部２５ｂ）は、上述したように、ホイール２２に対し相対回転可能であるように構成されている。

　図６に示す、ポンプ装置２５によれば、まず、ハブ体４１に取り付けられたポンプ作動部２５ａは、ホイール２２の回転と共に回転し、一方で、回転リング４４（ポンプ駆動部２５ｂ）は、ホイール２２に対し相対回転する。そして、回転リング４４の相対回転は、ハブ軸４３に固定されたカム４２により、その運動の方向が変化され、回転リング４４に連結されたピストン３６が、シリンダ３７の内壁に沿って上下方向（図６の矢印の方向）に往復運動する。これにより、シリンダ３７内の容積が変化し、シリンダ３７内で圧縮空気が発生する。ここで、ポンプ装置２５から排出された圧縮空気は、安全弁２８よって一定圧力に制御される。そして、その一定圧力の圧縮空気は、バルブ２４を通過し、空気入りタイヤ２３内の圧力を適正に維持する。この例のポンプ装置２５によれば、回転リング４４の相対回転がいずれの方向であっても、同様にピストン３６の上下運動に変換することができるため、空気の流れを一方向に揃えるための整流回路等は不要となり、コンパクトな構成とすることができる。また、図６に示すポンプ装置においては、相対回転の回転軸が該ポンプ駆動部２５ｂの中心に対して偏心した偏心回転リングであることが好ましく、これにより大きな慣性モーメントを発生させて、効果的に上記の圧縮空気を発生させることができる。

　図７は、本発明に用いる別の例にかかるポンプ装置２５を示す断面図である。図７に示すように、このポンプ装置２５は、回転軸５３に固定されたポンプ作動部２５ａと、ホイール２２に対し相対回転可能なポンプ駆動部２５ｂ（図示せず）とを有している。円盤状部材５４は、ポンプ駆動部２５ｂの上記相対回転と共に回転するように構成されている。そして、円盤状部材５４には、複数本の板状部材５５が、その一端部がポンプ作動部２５ａの内壁に当接するように設けられている。また、ポンプ作動部２５ａは、気室部５６を有し、この気室部５６は、入口Ａと出口Ｂとの間に形成され、ポンプ作動部２５ａの内壁と円盤状部材５４とで囲まれた断面三日月状の部分Ｃを有する。ホイール２２（図示せず）が回転すると、ポンプ作動部２５ａは、ホイール２２の回転と共に回転するが、ポンプ駆動部２５ｂ、従って円盤状部材５４は、ホイール２２に対し相対回転する。これにより、図７に示すように、板状部材５５がポンプ作動部２５ａの気室部５６の容積を変化させ、気室部５６内の空気を矢印の方向へ押して圧縮し、圧縮空気を発生させ、図６に示したのと同様に、空気入りタイヤ２３内へと圧縮空気を送り込むことができる。

　図８（ａ）～（ｄ）は、本発明に用いるさらに別の例にかかるポンプ装置２５を示す断面図である。図８（ａ）～（ｄ）に示すように、このポンプ装置２５は、回転軸６１に固定されたポンプ作動部２５ａと、ホイール２２に対し相対回転可能なポンプ駆動部２５ｂ（図示せず）とを有している。円環状部材６２は、ポンプ駆動部２５ｂの上記相対回転と共に回転するように構成されている。そして、上記回転軸６１は、この円環状部材６２の中心に対して偏心している。また、ポンプ作動部２５ａは、気室部６３を有している。図８（ａ）～（ｄ）に示すように、この気室部６３は、入口Ｄから出口Ｅまで、断面円環状の部分で接続されている。ホイール２２（図示せず）が回転すると、ポンプ作動部２５ａは、ホイール２２の回転と共に回転するが、ポンプ駆動部２５ｂ、従って円環状部材６２は、ホイール２２に対し相対回転する。これにより、図８（ａ）～（ｄ）に示すように、円環状部材６２が上記偏心した回転軸６１を中心に回転するように移動することにより、気室部６３の容積が変化し、ポンプ駆動部２５ｂがポンプ作動部２５ａの気室部６３内の空気を入口Ｄ側から出口Ｅ側へと押して圧縮空気を発生させ、図６に示したのと同様に、空気入りタイヤ２３内へと圧縮空気を送り込むことができる。なお、図７、図８（ａ）～（ｄ）に示す例では、ポンプ駆動部２５ｂの相対回転の方向により空気の流出方向が変わるため、空気の流れを一方向に揃えるための整流回路が必要となる。図９は、この整流回路の一例を示す図であり、図９に示すように、ポンプ２５と入口との間に接続された２つの逆止弁６４と、ポンプ２５と出口との間に接続された２つの逆止弁６４とを備えた整流回路により、ポンプ駆動部２５ｂの相対回転の方向がいずれも方向である場合にも、空気の流出方向を一方向に揃えることができる。

　図１０は、本発明に用いるポンプ装置の内部構造のまた別の例を示す断面図である。図１０に示すように、このポンプ装置７１は、図示例で、車軸中心７２に対して略同心状に取り付けられた偏心クランク７３を有している。そして、偏心クランク７３が、車軸中心に対して偏心した偏心ピン７４を介して、ピストン部７５に接続されている。ピストン部７５は、ポンプ部７６内のシリンダ（図示せず）の内壁に沿って、図示例ではｘ軸方向に往復するように構成され、これにより、シリンダ内の容積が変化し、シリンダ内で圧縮空気が発生するように構成されている。車軸の回転に伴い偏心クランク７３が回転すると、ピストン部７５は、ｘ軸方向に往復運動する。例えば、図示の状態から偏心クランク７３が、図１０の矢印で示す方向に１８０°回転すると、ピストン部７５は、ｘ軸の負の方向に（最大に）変位し、その状態から偏心クランク７３が、さらに１８０°回転すると（図示の状態に戻ると）、ピストン部７５は、ｘ軸の正の方向に（最大に）変位する。このことは、偏心クランク７３の回転方向（すなわち、車軸の回転方向）によらず、図１０に示す矢印と逆の方向に回転しても同様である。このような、車軸の回転に伴う偏心クランク７３の回転によって、ピストン部７５がシリンダの内壁に沿って往復運動し、シリンダ内の容積が変化し、シリンダ内で圧縮空気が発生する。そして、図示は省略しているが、例えば、ポンプ部７６の先端にチューブ部材を介して安全弁が取り付けられ、圧縮空気を所定の大きさの圧力に調整し、バルブを介して空気入りタイヤ内に圧縮空気を流入することができる。なお、図１０に示すポンプ装置７１によれば、車軸の回転方向によらずに、回転運動をピストン部の往復運動に変換することができるため、図９に示すような整流回路は不要である。

　図１１は、本発明に用いるバルブ８１の一例を示す側断面図である。図１１に示すように、バルブ８１は軸状であり、貫通孔８１ａを介して、空気入りタイヤ２３の内部に通じている。また、図１１に示すように、バルブ８１内には、バルブコア８２とリリース弁８３とが設けられている。

　図１２は、バルブコア８２の一例を示す断面図である。図１２に示すように、バルブコア８２は、ハウジング９０内に配置されたバルブコアシャフト９１の一端側に、フランジ状のゴム栓９２を備える。また、ハウジング９０内に収容したバネ９３にてバルブコアシャフト９１を一方側に付勢することで、通常、ゴム栓９２をハウジング９０の一端開口に押し付けてバルブコア８２が閉じた状態になっている。一方で、バルブコアシャフト９１がバネ９３に抗して移動するとゴム栓９２がハウジング９０から離れ、バルブコア８２が開いてそのバルブコア８２内を空気が通過可能となる。

　また、図１１に示すように、バルブ８１には、バルブコア８２と隔離された位置に、リリース孔８４が形成されている。図１１に示すように、リリース孔８４は、バルブ８１の側壁に貫通形成されている。

　図１１に示すように、チャージ空間８５には、空気供給孔８５ａが形成されている。空気供給孔８５ａは、バルブ８１の側壁に貫通形成され、そこにチューブ部材２５ｄが連結されている。

　リリース弁８３の一端は、バルブコアシャフト９１に押し付けられている。これらリリース弁８３とバルブコアシャフト９１とは、バネ９３によって互いに押し付けられる方向に付勢されている。このため、リリース弁８３とバルブコアシャフト９１とが連結された状態になっており、これにより、バルブコア８２とリリース弁８３とが連動して作動する。

　次に、上記構成からなる第２の実施形態の動作を説明する。まず、車両が一定速度で走行している際には、ポンプ駆動部２５ｂは、ホイール２２及びポンプ作動部２５ａと共に回転するため、ポンプ装置２５は停止した状態となる。すなわち、図６に示すポンプ装置２５の場合は、回転リング４４がハブ体４１に対して相対回転しない状態となり、図７に示すポンプ装置２５の場合は、円盤状部材５４がポンプ作動部２５ａに対して相対回転しない状態となり、図８（ａ）～（ｄ）に示すポンプ装置２５の場合は、円環状部材６２がポンプ作動部２５ａに対して相対回転しない状態となる。このとき、バルブ８１では、バルブコア８２が閉じて、リリース弁８３が開いた状態となっている。従って、車両が一定速度で走行している際には、ポンプ作用が生じないため、この間のエネルギーロスを抑制して転がり抵抗を低減することができる。

　一方で、車両の加速時には、ホイール２２がポンプ駆動部２５ｂに対して先に回転するように動くため、ポンプ駆動部２５ｂが、ホイール２２及びポンプ作動部２５ａに対して相対回転し、また、車両の減速時には、慣性力により、ポンプ駆動部２５ｂが、ホイール２２及びポンプ作動部２５ａに対して相対回転する。すなわち、図９に示すポンプ装置２５の場合は、回転リング４４がハブ体４１に対して相対回転し、これにより上述したように、回転リング１２に連結されたピストン３６が、シリンダ３７の内壁に沿って上下方向（図６の矢印の方向）に往復運動し、シリンダ３７内で圧縮空気を発生する。図７に示すポンプ装置２５の場合は、円盤状部材５４がポンプ作動部２５ａに対して相対回転し、これにより上述したように、出口Ｂから圧縮空気が排出され、図８（ａ）～（ｄ）に示すポンプ装置２５の場合は、円環状部材６２がポンプ作動部２５ａに対して相対回転し、これにより上述したように、出口Ｅから圧縮空気が排出される。

　そして、上記の圧縮空気は、ポンプ装置２５からチューブ部材２５ｄを通して、バルブ８１のチャージ空間８５に充填され、チャージ空間８５の内圧が上昇する。このとき、空気入りタイヤ２３の内圧が通常状態より低下していると、チャージ空間８５の内圧と空気入りタイヤ２３の内圧との差に基づいてバルブコア８２が開く。すると、これに連動してリリース弁８３が閉じられ、ポンプ装置２５からの圧縮空気が空気入りタイヤ２３内に充填される。

　そして、圧縮空気の充填により空気入りタイヤ２３の内圧が上昇すると、バルブコア８２が閉じられ、これに連動してリリース弁８３が開き、ポンプ装置２５からの圧縮空気がバルブ８１の外部に解放される。

　図１３に示すように、第２の実施形態のタイヤ組立体１によれば、車両の加速及び減速に応じてリリース弁８３が開閉することにより空気入りタイヤ２３内の圧力をほぼ一定に保つことができる。

　このように、第２の実施形態のタイヤ組立体１によれば、車両の加速時及び減速時において、ホイール２２の回転により、ポンプ作動部２５ａは、ホイール２２と共に回転し、その一方で、ポンプ駆動部２５ｂは、ホイール２２及びポンプ作動部２５ａに対して相対回転する。そして、このポンプ駆動部２５ｂの相対回転によって、ポンプ作動部２５ａの気室部の容積が変化し、該容積の変化により、ポンプ作動部２５ａから空気入りタイヤ２３内に給気が可能である。これにより、空気入りタイヤ２３に圧縮空気を自動的に供給することが可能になり、空気入りタイヤ２３の内圧を安定させることができる。一方で、車両の加減速時にのみ上記したポンプ駆動部２５ｂのホイール２２に対する相対回転が起こるため、走行時の損失エネルギーを抑制することもでき、従って転がり抵抗を低減することもできる。

　次に本発明の第３の実施形態について説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態にかかるタイヤ組立体を模式的に示す側面図である。図１４に示すように、第３の実施形態のタイヤ組立体２１は、図４に示すタイヤ組立体２１の側方外側から、回転リング４４（ポンプ駆動部２５ｂ）に、図示例で側面視円形のキャップ１００を（この例ではハブボルトを用いて）取り付けてなる。そして、図示例では、キャップ１００の内側に、キャップ１００の回転の中心位置から離れた位置にウェイト部材１０１が取り付けられている。

　図１４に示すタイヤ組立体によれば、キャップ１００を取り付けたことにより、ポンプ駆動部２５ｂ自体のモーメントが小さい場合であっても、キャップ１００のモーメントにより、ポンプ駆動部２５ｂのホイール２２に対する相対回転を十分大きくすることができる。すなわち、車両の加速時には、ポンプ駆動部２５ｂとキャップ１００とがそのまま止まろうとする作用が大きく働き、一層ホイール２２が先に回転することとなり、一方で、減速時には、ポンプ駆動部２５ｂとキャップ１００が回転し続ける作用が一層大きくなるため、加速時、減速時のいずれの場合も、上記相対回転が大きくなる。従って、より確実に空気入りタイヤ２３に圧縮空気を自動的に供給することが可能になり、空気入りタイヤ２３の内圧をより安定させることができる。ここで、キャップ１００のモーメントは、キャップ１００の質量及び（側面視での）円の半径を調整することにより調整することができる。また、特に、ウェイト部材１０１をキャップに取り付けることで、モーメントをさらに大きく働かせることができ、空気入りタイヤ２３に圧縮空気をさらにより安定的に供給することができる。

　ここで、第３の実施形態のタイヤ組立体２１にあっては、ポンプ作動部２５ａは、ピストン部とシリンダ部とを備え、ポンプ駆動部２５ｂは、上記相対回転の回転軸が該ポンプ駆動部２５ｂの中心に対して偏心した偏心回転リングであり、上記相対回転によってピストン部をシリンダ部に対して相対移動させるように構成されていることが好ましい。上記相対回転をピストン部のシリンダ部に対する上下運動に変換する構成によれば、空気の流れを一方向に揃えるための整流回路等が不要となり、ポンプ装置２５をコンパクトな構成とすることができるからである。また、回転リングが偏心していることにより、上記相対回転を大きくし、ポンプ作用を高めることができるからである。

　また、第３の実施形態のタイヤ組立体２１では、偏心リングは、上記回転軸から最短半径の長さより離間した位置にウェイト部材を備えることが好ましい。車両の加速時には、偏心リングが動きにくい（回転しにくい）方が、相対回転しやすくなり、車両の減速時には、慣性力が大きいほど相対回転しやすくなる。従って、ウェイト部材を回転モーメントが大きくなる位置に配置することにより、ポンプ装置２５の給気力を高めることができる。

　さらに、第３の実施形態のタイヤ組立体２１にあっては、図５（ｂ）～（ｄ）を用いて説明したように、ハブボルト２６により、ポンプ作動部２５ａがホイール２２に取り付けられ、該ポンプ作動部２５ａの上からポンプ駆動部２５ｂである回転リング体がホイール２２に取り付けることが好ましい。ハブボルト２６を用いることにより、付加的な構造の必要なく、本発明の作用効果を得ることができるからである。

　また、第３の実施形態のタイヤ組立体２１にあっては、図６に示すように、バルブ２４とポンプ装置２５との間に安全弁２８を備えることが好ましい。タイヤの内圧を任意の大きさの圧力に調整し維持することができるからである。

　本発明によれば、簡便な手法によりタイヤの内圧の減圧を抑制して、転がり抵抗を抑制することのできるタイヤ組立体を市場に提供することができる。

１　タイヤ組立体
２　ホイール
３　空気入りタイヤ
４　バルブ
５　ポンプ装置
５ａ　給気口
５ｂ　チューブ部材
６　ポンプ作動部
６ａ　気室部（シリンダ部）
６ｂ　クランク
６ｃ　ピストン部
６ｄ　シャフト
７　ポンプ駆動部
７ａ　無回転リング
７ｂ　バランスウェイト部材
７ｃ　ベアリング
８　出口逆止弁
９　安全弁
１０　吸気口
１１　バルブアダプタ
２１　タイヤ組立体
２２　ホイール
２３　空気入りタイヤ
２４　バルブ
２５　ポンプ装置
２５ａ　ポンプ作動部
２５ｂ　ポンプ駆動部
２５ｃ　給気口
２５ｄ　チューブ部材
２５ｅ　シャフト
２６　ハブボルト
２７　取り付けプレート
２８　安全弁
３６　ピストン
３７　シリンダ
４１　ハブ体
４２　カム
４３　ハブ軸
４４　回転リング
５３　回転軸
５４　円盤状部材
５５　板状部材
５６　気室部
６１　回転軸
６２　円環状部材
６３　気室部
６４　逆止弁
７１　ポンプ装置
７２　車軸中心
７３　偏心クランク
７４　偏心ピン
７５　ピストン部
７６　ポンプ部
８１　バルブ
８１ａ　貫通孔
８２　バルブコア
８３　リリース弁
８４　リリース孔
８５　チャージ空間
８５ａ　空気供給孔
９０　ハウジング
９１　バルブコアシャフト
９２　ゴム栓
９３　バネ
１００　キャップ
１０１　ウェイト部材

Claims

　ホイールに取り付けた空気入りタイヤと、前記空気入りタイヤのバルブに連結されたポンプ装置と、を備えた、タイヤ組立体であって、
　前記ポンプ装置は、気室部を備え前記ホイールと共に回転するように構成されたポンプ作動部と、ポンプ駆動部と、を有し、
　前記ポンプ作動部は、前記ポンプ駆動部に対して相対回転可能であり、
　前記ポンプ装置は、前記相対回転によって、前記気室部の容積が変化し、該容積の変化により、前記ポンプ作動部から前記空気入りタイヤ内に給気可能であるように構成されたことを特徴とするタイヤ組立体。
　前記ポンプ作動部は、前記ホイールの回転軸に対して偏心した回転軸を有するクランクと、前記クランクに連結されたピストン部と、前記ホイールの回転軸と同心の回転軸を有するシリンダ部と、を備え、
　前記相対回転によって、前記ピストン部を前記シリンダ部に対して相対移動させるように構成された、請求項１に記載のタイヤ組立体。
　前記ポンプ装置は、出口逆止弁より、前記気室部の圧力である１次圧部分と、前記空気入りタイヤ側の２次圧部分とに区画され、
　前記２次圧部分に安全弁を配置した、請求項１又は２に記載のタイヤ組立体。
　前記２次圧部分と前記空気入りタイヤとの間に、バルブアダプタを備える、請求項３に記載のタイヤ組立体。