JP2017500239A - 車両タイヤの圧力を制御するための装置 - Google Patents

Abstract

固定の、つまり回転不能な軸２２を中心としてそれ自体は自由に回転するホイールリムに取り付けられているタイヤへ空気を供給するための装置（１０）が開示される。装置は、使用時にタイヤとともに回転して、起動されると加圧空気をタイヤへ供給するように構成されているポンプ（５０，５２，５４，６２）を含む。ポンプを起動させるためのポンプ駆動システムが設けられている。ポンプ駆動システムは、タイヤに接続されてタイヤとともに回転するピストンロッド（５６）と、ポンプが作用していないとロッド（５６）と一緒に回転する部材（４０）とを含む。電動モータ（６８）はロッド（５６）に対して部材（４０）を回転させてポンプを起動させ、タイヤへ空気を供給する。部材（４０）の回転は、ポンプとタイヤとの回転に重ねられる。装置はまた、ステータ部品（２６）と、第２部分とステータ部品（２６）との間の相対回転を使用してモータを駆動する電力を電気誘導により発生させるためのコイル（３０）および磁石（３２）とを含む。

Description

本発明は、回転車両タイヤの圧力を維持するための内蔵装置に関する。

車両タイヤ圧力を維持するための装置は、特許文献１と特許文献２に開示されている。この装置は車両ホイールに装着され、各々が懸架固定カウンターウェイトを含むのに対して装置の他の部分は通常はホイールとともに回転する。車両ホイール上のタイヤが圧力を失うと、装置の一部分がカウンターウェイトに接続されるため、この部分は固定される。固定されている部分と装置の他の部分との間の相対運動は、タイヤを所望の圧力まで加圧するポンプを駆動するのに使用される。

米国特許第７，０１３，９３１号明細書 ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０５４７３２号明細書（国際公開第２０１４／００９８２２号パンフレットとして公開）

本発明は、このような先行装置に対する簡単でコスト効率の高い改良を提供しようとするものである。

本発明によれば、固定の、つまり回転不能な軸を中心としてそれ自体は自由に回転するホイールリムに取り付けられているタイヤへ空気を供給するための装置が設けられ、この装置は、
ａ）使用時にタイヤとともに回転して、起動されるとタイヤへ加圧空気を供給するように構成されているポンプと、
ｂ）ポンプを起動させるためのポンプ駆動システムであって、タイヤに接続されてタイヤとともに回転する第１部分と、ポンプが作用していないと第１部分と一緒に回転する第２部分とを含み、第２部分の回転がタイヤとの両部分の回転に重ねられる、ポンプ駆動システムと、
ｃ）第１部分に対して第２部分を回転させてポンプを起動させ、タイヤへ空気を供給するための電動モータと、
ｄ）ステータ部品と、
ｅ）第２部分とステータ部品との間の相対回転を使用してモータを駆動させる電力を電気誘導により発生させるための手段と、
を含む。

このステータ部品は、好ましくは固定軸に装着されるように構成されており、第２部分は、タイヤとともに回転する部品を含み、モータを駆動する電力を発生させるためこの部品により支承されるコイルと磁石とが設けられる。

この形において、前述の部品のうちの第１の部品は、円形アレイとして配設される複数の磁石を支承し、前述の部品のうちの第２の部品は、磁石のアレイが配設される円の直径と同じ直径の円である円形アレイとして配設される複数のコイルを支承している。装置はさらに、コイルと磁石との間の誘導相互作用により発生される電力を蓄積するための電池パックを含む。

モータの出力シャフトに固定される駆動プーリと、前述の第２部分とともに確実に回転する従動プーリと、モータが起動される時に前述の従動プーリと前述の第２部分とを第１部分に対して回転させるためプーリに掛けられている駆動要素とが設けられる。

本発明をより理解するため、そしてそれがどのように実行されるかを示すため、これから添付図面を参照して発明が非限定的な例により説明される。

本発明による装置がホイールのハブに装備された一対の車両ホイールの斜視図である。 図１の一対のホイールと装置との断面図である。 図１および２の装置の拡大断面図である。

図面を参照すると、本発明による装置は、全体として参照番号１０で表され、圧縮空気の形態の流体を空気タイヤの形態の回転要素へ供給する「使用時」位置で示されている。

装置１０は、一対のホイール１４のハブ１２に一体化されている。各ホイール１４は、空気タイヤ１８を載せたリム１６を含み、リム１６はホイールナット２０によりハブ１２に装着されている。図の例では、ホイールは駆動されず、例えば大型車両トレーラー用のものである。図１には、共通の固定中空軸２２（図２および３）をハブ１２と共有する別のハブ１２．１が示されている。

さて図３を参照すると、ハブ１２は、一対のホイール軸受２４により固定中空軸２２に回転支持されている。軸２２の端部にはネジ山が形成され、ネジ山にステータ２６が装着されることにより、ハブ１２とホイール軸受２４とを軸２２上の所定箇所に保持する。好適な実施形態では、ステータ２６を安定させて正確な軸配向等を保証する追加の装着手段を使用して、ステータ２６も軸２２に装着される。軸２２への装着のため、ステータ２６はハブ１２とともに回転せず、ゆえに固定物である。

ステータ２６の外周部に隣接してハブ１２にメインンプレート２８が装着され、複数の交流発電機コイル３０がメインプレートに支承されている。ステータ２６により支承されている複数の交流発電機磁石３２と同じ半径の円形アレイとして、コイルが設けられている。コイルがステータ２６により支承されて磁石がメインンプレート２８により支承されることが可能である。ハブ１２とホイール１４とが回転すると、メインプレート２８がこれらとともに回転し、磁石３２に近接している交流発電機コイル３０の移動がコイルに電流を誘起し、これは電池パック３４を充電して装置１０の電子機器３６へ電力を供給するのに使用される。メインプレート２８は、ステータ２６の一部分が貫通する中央孔を有する。

ポンプ軸３８は軸２２の端部に配置され、ポンプ軸３８のヘッド４０は、ステータ２６により、軸２２の端部にある凹部の所定位置に保持される。ポンプ軸３８は、ホイールに対して外方に、つまり図２および３に示されているようにステータ２６から左へ延在して、軸２２およびステータ２６とともに固定状態にある。偏心部材４２がポンプ軸３８に支持されて、ローラ軸受４４上でポンプ軸３８を中心に回転する。部材４２には、周溝４８を有するポンププーリ４６が組み込まれている。

装置１０はさらに、ポンプシリンダスリーブ５２内で往復可能なポンプピストン５０を含み、ポンプピストンシール５４はポンプピストン５０とスリーブ５２との間を密封する。ピストン５０は、偏心軸受プレート６０により所定箇所に保持されている大端部軸受５８で回転する接続ロッド５６により偏心部材４０に接続されている。ピストン５０と、スリーブ５２と、フォームフィルタ要素６６を備える空気フィルタ６４を含むシリンダヘッド６２との間には、圧縮室が形成される。ピストン５０、シリンダスリーブ５２、シール５４、シリンダヘッド６２等は、タイヤ１８へ圧縮空気を供給するように構成されているポンプを形成する。ポンプピストン５０の接続ロッド５６はポンプ駆動システムの第１部分を形成し、偏心部材４０はポンプ駆動システムの第２部分を形成する。後述するように、ポンプ駆動システムは、タイヤ１８の圧力が所定閾値よりも降下した時にポンプを起動させるように構成されている。

電動モータ６８が設けられ、駆動プーリ７０はモータのシャフト上にある。ベルト７２が駆動プーリ７０とポンププーリ４６との周囲に延在して、モータ６８から部材４２へ電力を伝える。

圧力マニホルド７４は、幾つかの流路やコネクタ等を画定する。電子機器３６により制御される三つのソレノイド式空気圧バルブ（不図示）が設けられている。以下の機能説明から明白となるように、圧力マニホルド７４の動作は、実質的にはＰＣＴ／ＩＢ２０１３／０５４７３２にさらに詳しく説明されている。マニホルドが空洞を画定して、（二つのタイヤ１８からの）二つのタイヤ圧力ホースと、ソレノイドバルブと、二つのシュラダー膨張バルブと、ポンプの圧縮室からマニホルド内の共通空洞までの圧力ポートとを接続すると記すだけで充分である。

図３に示されている付随的特徴の幾つかは、電子機器３６が外部装置と（車両搭載コンピュータと）通信するのを可能にするアンテナ７６と、ホイール温度・回転速度センサ７８とを含む。回転速度は、ステータ２６に装着された磁石の回転を検知するホール効果センサを通して判断される。メインプレート２８の外側にある装置１０の部分は（シュラダー膨張バルブは別にして）、カバー８０により保護されている。

使用時に、装置１０全体は通常、ステータ２６およびポンプ軸３８は別にして、ホイールハブ１２とともに回転する。偏心部材４２およびメインプレート２８も、ハブ１２とともに回転する。

タイヤ１８のタイヤ圧力が所定圧力よりも降下した時に、電池パック３４からの直流がモータ６８へ送られ、モータは、ポンプ軸を中心に回転するようにベルト７２およびプーリ４６を介して偏心部材４２を駆動する。回転は、すでに回転しているホイールハブ１２に対するものである。接続ロッド５６の大端部と偏心部材４２との間の相対回転により、接続ロッド５６とポンプピストン５０とがポンプのシリンダスリーブ５２内で往復する。こうしてポンプは偏心部材４０の相対回転により起動され、圧力マニホルド７４を介してタイヤ１８へ誘導される圧縮空気を供給する。

タイヤ圧力が所定レベルに達すると、タイヤがポンプから切断され、モータ６８への電流が停止するため、ポンプのシリンダの圧力により、偏心部材４０が再びホイールハブ１２に対して回転しないように保持され、装置１０は通常の非作用状態へ戻る。

１０ 装置
１２、１２．１ ハブ
１６ リム
１８ タイヤ
２０ ホイールナット
２２ 固定中空軸
２４ ホイール軸受
２６ ステータ
２８ メインプレート
３０ 交流発電機コイル
３２ 交流発電機磁石
３４ 電池パック
３６ 電子機器
３８ ポンプ軸
４０ ヘッド
４２ 偏心部材
４４ ローラ軸受
４６ ポンププーリ
４８ 周溝
５０ ポンプピストン
５２ ポンプシリンダスリーブ
５４ ポンプピストンシール
５６ 接続ロッド
５８ 大端部軸受
６０ 偏心軸受プレート
６２ シリンダヘッド
６４ 空気フィルタ
６６ フォームフィルタ要素
６８ 電動モータ
７０ 駆動プーリ
７２ ベルト
７４ 圧力マニホルド
７６ アンテナ
７８ ホイール温度・回転速度センサ
８０ カバー

Claims (5)

1. 固定の、つまり回転不能な軸を中心としてそれ自体は自由に回転するホイールリムに取り付けられているタイヤへ空気を供給するための装置であって、
   ａ）使用時に前記タイヤとともに回転して、起動されると前記タイヤへ加圧空気を供給するように構成されているポンプであって、第２部分の回転が前記タイヤとの部分の回転に重ねられる、ポンプと、
   ｂ）前記ポンプを起動させるためのポンプ駆動システムであって、前記タイヤに接続されて前記タイヤとともに回転する第１部分と、ポンプが作用していないと前記第１部分と一緒に回転する第２部分とを含むポンプ駆動システムと、
   ｃ）前記第２部分を前記第１部分に対して回転させて前記ポンプを起動させ、前記タイヤへ空気を供給するための電動モータと、
   ｄ）ステータ部品と、
   ｅ）前記第２部分と前記ステータ部品との間の相対回転を使用して前記モータを駆動する電力を電気誘導により発生させるための手段と、
   を含む装置。
2. 前記ステータ部品が前記固定軸に装着されるように構成されており、前記タイヤとともに回転する部品を前記第２部分が含み、前記モータを駆動する電力を発生させるためコイルと磁石とが前記部品により支承される、請求項１に記載の装置。
3. 前記部品のうち第１の部品が、円形アレイで配設される複数の磁石を支承し、前記部品のうち第２の部品が、前記磁石アレイが配設される前記円の直径と同じ円の直径を持つ円形アレイとして配設される複数のコイルを支承する、請求項２に記載の装置。
4. 前記コイルと前記磁石との間の誘導相互作用により発生される電力を蓄積するための電池パックを含む、請求項３に記載の装置。
5. モータの出力シャフトに固定されている駆動プーリと、前記第２部分とともに確実に回転する従動プーリと、前記モータが駆動される時に前記従動プーリと前記第２部分とを前記第１部分に対して回転させるため前記プーリの周囲に掛けられている駆動要素とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。

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