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圧力生成装置 - トヨタ自動車株式会社
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発明の名称 圧力生成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−1482(P2007−1482A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−185398(P2005−185398)
出願日 平成17年6月24日(2005.6.24)
代理人 【識別番号】110000213
【氏名又は名称】特許業務法人プロスペック特許事務所
発明者 磯野 宏
要約 課題
圧力生成装置、例えば、車輪のタイヤ空気室に加圧空気を供給可能な圧力(空気圧)生成装置をコンパクトに構成すること。

解決手段
圧力生成装置AP1は、回転不能な固定軸10に軸受50を介して回転可能に支持される回転体20と、この回転体20内にて固定軸10に対して同軸的に配置され回転体に対して一体回転可能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて回転体20内にポンプ室Roを形成するピストン30と、回転体20内にて設けられて回転体20の固定軸10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カム部材41およびカムフォロア42を備えるとともに、回転体20に設けられてポンプ室Roに空気を吸入可能な吸入通路20aと、回転体20に設けられてポンプ室Roから空気を吐出可能な吐出通路20bを備えている。
特許請求の範囲
【請求項1】
回転不能な固定軸に軸受を介して回転可能に支持される回転体、この回転体内にて前記固定軸に対して同軸的に配置され前記回転体または前記固定軸に対して回転不能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて前記回転体内にポンプ室を形成するピストン、前記回転体内に設けられて前記回転体の前記固定軸に対する回転運動を前記ピストンの往復運動に変換させる運動変換機構、前記回転体に設けられて前記ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路、前記回転体に設けられて前記ポンプ室から流体を吐出可能な吐出通路を備えている圧力生成装置。
【請求項2】
請求項1に記載の圧力生成装置において、前記固定軸が車両の固定車軸と一体的な固定軸であり、前記回転体が前記固定車軸に同軸的に配置されて回転可能に装着される車輪と一体的に回転する回転部材であることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項3】
請求項1に記載の圧力生成装置において、前記運動変換機構が前記ピストンの円筒部内周と前記固定軸の外周間または前記回転体の内周と前記ピストンの円筒部外周間に設けられていることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項4】
請求項3に記載の圧力生成装置において、前記運動変換機構は、前記固定軸に対して同軸的に配置される円筒カムと、この円筒カムのカム部と係合するカムフォロアを備えていて、前記円筒カムは前記ピストンの円筒部内周と前記固定軸の外周の何れか一方に一体的に設けられ、前記カムフォロアは何れか他方に一体的に設けられていることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項5】
請求項3に記載の圧力生成装置において、前記運動変換機構は、前記固定軸に対して同軸的に配置される円筒カムと、この円筒カムのカム部と係合するカムフォロアを備えていて、前記円筒カムは前記回転体の内周と前記ピストンの円筒部外周の何れか一方に一体的に設けられ、前記カムフォロアは何れか他方に一体的に設けられていることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項6】
請求項1〜5の何れか一項に記載の圧力生成装置において、前記ピストンは円筒状に形成されていて、前記固定軸の外周に配置されていることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項7】
請求項6に記載の圧力生成装置において、前記軸受は前記ピストンの軸方向両側に配置されていることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項8】
請求項7に記載の圧力生成装置において、前記回転体と前記固定軸間には、前記両軸受を密封するための第1シール部材と第2シール部材が介装されていることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項9】
請求項2に記載の圧力生成装置において、前記固定軸が車両の固定車軸に対して脱着可能であり、前記回転体が前記固定車軸に対して回転可能に装着される車輪のホイールとともに脱着可能であることを特徴とする圧力生成装置。
【請求項10】
請求項2に記載の圧力生成装置において、前記固定軸が車両の固定車軸と一体であり、この固定車軸に組付けられる前記回転体に対して車輪が脱着可能であることを特徴とする圧力生成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧力生成装置、例えば、車両の車軸ハブによって保持されて回転可能なホイールと同ホイールに装着されてタイヤ空気室を形成するタイヤを備えた車輪の前記タイヤ空気室に加圧空気を供給可能な圧力(空気圧)生成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の圧力生成装置は、例えば、下記特許文献1に示されている。この特許文献1に記載されている圧力生成装置(タイヤの空気圧補填装置)においては、回転不能な固定車軸(アクスルシャフト)に軸受を介して回転可能に支持される車輪のホイールに、固定車軸の軸方向に往復運動するポンプユニットを配置して、このポンプユニットのピストンの一端を固定車軸に一体的に組付けた非回転の傾斜カムの斜面に当接させている。このため、車輪の回転に伴ってポンプユニットのピストンが往復運動してポンプ機能が得られる。
【特許文献1】特開平1−172003号公報
【0003】
ところで、上記した特許文献1に記載されている圧力生成装置の構成では、ポンプユニットにおけるピストンの軸心が固定車軸の軸心に対して径外方に所定量偏心している。このため、ピストンの一端と当接する傾斜カムの斜面の径をピストンの軸心の径方向偏心量に相当する量以上としなければならず、当該圧力生成装置の小型化は困難であって、車両への搭載性に難がある。
【発明の開示】
【0004】
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、当該圧力生成装置を、回転不能な固定軸に軸受を介して回転可能に支持される回転体、この回転体内にて前記固定軸に対して同軸的に配置され前記回転体または前記固定軸に対して回転不能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて前記回転体内にポンプ室を形成するピストン、前記回転体内にて設けられて前記回転体の前記固定軸に対する回転運動を前記ピストンの往復運動に変換させる運動変換機構、前記回転体に設けられて前記ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路、前記回転体に設けられて前記ポンプ室から流体を吐出可能な吐出通路を備える構成としたこと(請求項1に係る発明)に特徴がある。この場合において、前記固定軸が車両の固定車軸と一体的な固定軸であり、前記回転体が前記固定車軸に同軸的に配置されて回転可能に装着される車輪と一体的に回転する回転部材であること(請求項2に係る発明)も可能である。
【0005】
上記した本発明による圧力生成装置においては、回転体が固定軸に対して回転すると、その回転運動が運動変換機構によりピストンの往復運動に変換されて、ピストンがポンプ作動する。これにより、ポンプ室の容積が増減して、吸入通路を通してポンプ室に吸入された流体がポンプ室から吐出通路を通して吐出される。
【0006】
ところで、本発明による圧力生成装置においては、回転体が固定軸に軸受を介して回転可能に支持され、この回転体内にてピストンが固定軸に対して同軸的に配置されて回転体または固定軸に対して回転不能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて回転体内にポンプ室を形成している。また、回転体の固定軸に対する回転運動をピストンの往復運動に変換させる運動変換機構が回転体内に設けられている。このため、当該圧力生成装置の主要部(ピストンと運動変換機構)を回転体内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置の小型化が可能である。
【0007】
また、本発明の実施に際して、前記運動変換機構が前記ピストンの円筒部内周と前記固定軸の外周間または前記回転体の内周と前記ピストンの円筒部外周間に設けられていること(請求項3に係る発明)も可能である。この場合には、ピストンの円筒部内周と前記固定軸の外周間または前記回転体の内周と前記ピストンの円筒部外周間を有効に活用して径方向にてコンパクトな圧力生成装置を構成することが可能である。
【0008】
また、この場合において、前記運動変換機構は、前記固定軸に対して同軸的に配置される円筒カムと、この円筒カムのカム部(カム溝、またはカム突起)と係合するカムフォロアを備えていて、前記円筒カムは前記ピストンの円筒部内周と前記固定軸の外周の何れか一方に一体的に設けられ、前記カムフォロアは何れか他方に一体的に設けられていること(請求項4に係る発明)も可能である。また、前記運動変換機構は、前記固定軸に対して同軸的に配置される円筒カムと、この円筒カムのカム部と係合するカムフォロアを備えていて、前記円筒カムは前記回転体の内周と前記ピストンの円筒部外周の何れか一方に一体的に設けられ、前記カムフォロアは何れか他方に一体的に設けられていること(請求項5に係る発明)も可能である。これらの場合には、運動変換機構をシンプルに構成することが可能である。
【0009】
また、本発明の実施に際して、前記ピストンは円筒状に形成されていて、前記固定軸の外周に配置されていること(請求項6に係る発明)も可能である。この場合において、前記軸受は前記ピストンの軸方向両側に配置されていること(請求項7に係る発明)も可能である。この場合には、回転体の支持剛性を両軸受によって確保することが可能であるとともに、両軸受間のスペースを有効に活用して、当該装置をコンパクトに構成することが可能である。
【0010】
この場合において、前記回転体と前記固定軸間に、前記両軸受を密封するための第1シール部材と第2シール部材を介装すること(請求項8に係る発明)も可能である。この場合には、第1シール部材と第2シール部材により、両軸受を密封することが可能であるとともに、ピストンと運動変換機構を密封することが可能であり、シール部材の共用化により当該圧力生成装置のコンパクト化、低コスト化が可能である。
【0011】
また、本発明の実施に際して、前記固定軸が車両の固定車軸に対して脱着可能であり、前記回転体が前記固定車軸に対して回転可能に装着される車輪のホイールとともに脱着可能であること(請求項9に係る発明)も可能である。この場合には、当該圧力生成装置を車輪のホイールに一体的に組付けることが可能である。
【0012】
また、本発明の実施に際して、前記固定軸が車両の固定車軸と一体であり、この固定車軸に組付けられる前記回転体に対して車輪が脱着可能であること(請求項10に係る発明)も可能である。この場合には、当該圧力生成装置を車両の固定車軸に一体的に組付けることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明による圧力生成装置の第1実施形態を概略的に示していて、この第1実施形態の圧力生成装置AP1は、車両の固定車軸(図示省略)に同軸的に配置されて一体的に組付けられる回転不能な固定軸10と、この固定軸10に軸受50を介して回転可能に組付けられて支持される回転体20と、この回転体20内に組付けられてポンプ室Roを形成するピストン30を備えている。
【0014】
また、圧力生成装置AP1は、回転体20の固定軸10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を転動可能に支承するリング43を備えている。
【0015】
固定軸10は、軸線Loを中心とする段付円柱形状に形成されていて、その外周には回転体20が軸受50を介して軸線Lo回りに回転可能に支持されている。また、固定軸10には、車両の固定車軸(図示省略)に一体的に連結するためのスプライン軸部11と、リング43に一体的に連結するためのスプライン軸部12が設けられている。
【0016】
回転体20は、車両の固定車軸(図示省略)に対して同軸的に配置されて回転可能に装着される車輪のホイール(図示省略)に同軸的に配置されて一体回転可能に連結される回転部材であり、円筒状に形成されて内周に軸方向溝21aを有するシリンダ21と、このシリンダ21内に液密的かつ一体的に組付けたホルダ22を備えている。また、回転体20には、吸入通路20aと吐出通路20bが設けられている。
【0017】
軸方向溝21aは、ピストン30の外周に形成した突起30aを軸方向にガイドするガイド手段であり、シリンダ21の内周に形成されている。吸入通路20aは、ポンプ室Roに空気を導入(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。吐出通路20bは、ポンプ室Roから空気を導出(吐出)するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Voが介装されている。なお、ポンプ室Roから吐出される加圧空気は、車輪のタイヤ空気室(図示省略)に供給可能である。
【0018】
ピストン30は、その外周に一対の突起30aを有していて、回転体20のシリンダ21内に環状シール部材31を介して気密的に挿入されており、固定軸10に対して同軸的に配置され、回転体20に対して回転不能(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は、カップ状に形成されていて、その内部にはカム部材41が一体的に(軸方向に移動不能かつ回転不能に)組付けられている。
【0019】
カム部材41は、固定軸10に対して同軸的に配置される円筒カムであり、ピストン30の円筒部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(図示上下方向の荷重)と径方向の荷重(図示左右方向の荷重)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、固定軸10の周方向にて偶数周期(例えば、2周期)で形成されている。
【0020】
カムフォロア42は、リング43の外周に形成した凹部43aに転動可能に組付けたボールであり、リング43から突出する部位にてカム部(カム溝)41aに係合している。カム部材41とカムフォロア42は、相対回転可能であり、カムフォロア42に対してカム部材41が軸線Lo回りに回転することにより、カム部材41とピストン30が一体でシリンダ21内を軸方向(図示上下方向)に移動可能である。リング43は、固定軸10のスプライン軸部12に一体的に(軸方向に移動不能かつ回転不能に)組付けられていて、固定軸10と一体である。
【0021】
上記のように構成した第1実施形態の圧力生成装置AP1においては、回転体20が固定軸10に対して軸線Lo回りに回転すると、その回転運動がカム部材41とカムフォロア42によりピストン30の往復運動に変換されて、ピストン30がポンプ作動する。これにより、ポンプ室Roの容積が増減して、吸入通路20aを通してポンプ室Roに吸入された空気がポンプ室Roから吐出通路20bを通して吐出される。
【0022】
ところで、この圧力生成装置AP1においては、回転体20が固定軸10に軸受50を介して回転可能に支持され、この回転体20内にてピストン30が固定軸10に対して同軸的に配置され、回転体20に対して回転不能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて、回転体20内にポンプ室Roを形成している。また、カム部材41とカムフォロア42(運動変換機構)が、回転体20内にて固定軸10に対して同軸的に設けられている。このため、当該圧力生成装置AP1の主要部(ピストン30と運動変換機構)を回転体20内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置AP1の小型化が可能である。
【0023】
また、この圧力生成装置AP1においては、カム部材41とカムフォロア42(運動変換機構)が、ピストン30の円筒部内周と固定軸10の外周間に設けられている。このため、ピストン30の円筒部内周と固定軸10の外周間を有効に活用して径方向にてコンパクトな圧力生成装置を構成することが可能である。
【0024】
また、この圧力生成装置AP1においては、回転体20の固定軸10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、ピストン30に組付けたカム部材41と、固定軸10にリング43を介して組付けたカムフォロア42を備える運動変換機構が採用されている。このため、運動変換機構をシンプルに構成することが可能である。
【0025】
なお、上記した第1実施形態の圧力生成装置AP1において、固定軸10を車両の固定車軸(図示省略)に脱着可能とし、回転体20を車輪のホイール(図示省略)とともに脱着可能とした場合には、当該圧力生成装置AP1を車輪のホイール(図示省略)に一体的に組付けることが可能である。
【0026】
上記した第1実施形態の圧力生成装置AP1においては、ピストン30の外周に突起30aを設けるとともに、回転体20のシリンダ21内周に軸方向溝21aを設けて、回転体20に対してピストン30が回転不能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されるように構成するとともに、ピストン30の円筒部内周に設けたカム部材41と、固定軸10の外周に一体的に組付けたカムフォロア42によって、回転体20の固定軸10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を構成して実施したが、ピストン(30)の内周に突起を設けるとともに、固定軸(10)の外周に軸方向溝を設けて、ピストン(30)が固定軸(10)に回転不能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されるように構成するとともに、ピストン(30)の円筒部外周に設けたカムフォロアまたはカム部材と、回転体(20)の内周に設けたカム部材またはカムフォロアによって、回転体の固定軸に対する回転運動をピストンの往復運動に変換させる運動変換機構を構成して実施することも可能である。
【0027】
また、上記した第1実施形態の圧力生成装置AP1においては、ピストン30にカム部材41を設けるとともに、固定軸10にカムフォロア42を設けて実施したが、ピストン(30)にカムフォロアを設けるとともに、固定軸(10)にカム部材を設けて実施することも可能である。
【0028】
図2は本発明による圧力生成装置の第2実施形態を概略的に示していて、この第2実施形態の圧力生成装置AP2は、車両の固定車軸160に同軸的に配置されてジョイント161を介して固定車軸160に一体的に組付けられる回転不能な固定軸110と、この固定軸110に軸受150を介して回転可能に組付けられて支持される回転体120と、この回転体120内に組付けられてポンプ室Roを形成するピストン130を備えている。
【0029】
また、圧力生成装置AP2は、回転体120の固定軸110に対する回転運動をピストン130の往復運動に変換させる運動変換機構としてのカム部130bおよびカムフォロア142と、カムフォロア142を転動可能に支承するホルダ143を備えている。
【0030】
固定軸110は、軸線Loを中心とする段付円柱形状に形成されていて、その外周には回転体120が軸受150を介して軸線Lo回りに回転可能に組付けられている。また、固定軸110には、ジョイント161に一体的に連結するためのスプライン軸部111と、ホルダ143とスプリング144を収容する収容孔112が設けられている。なお、ジョイント161は、車両の固定車軸160に対して脱着可能に組付けられている。
【0031】
回転体120は、車両の固定車軸160に対して同軸的に配置されて回転可能に装着される車輪170のホイール171に同軸的に配置されて一体回転可能に連結された回転部材であり、有底筒状に形成されていて、ピストン130を収容するシリンダ内孔121を有するとともに、軸方向溝122を有している。また、回転体120には、吸入通路120aと吐出通路120bが設けられている。なお、車輪170のホイール171は、周知のように、車両の固定車軸160に対して軸受181,182を介して回転可能に組付けられた車軸ハブ180に脱着可能に組付けられている。
【0032】
軸方向溝122は、ピストン130の外周に形成した突起130aを軸方向にガイドするガイド手段であり、シリンダ内孔121に連続して形成されている。吸入通路120aは、ポンプ室Roに空気を導入(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。吐出通路120bは、ポンプ室Roから空気を導出(吐出)するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Voが介装されている。なお、ポンプ室Roから吐出される加圧空気は、回転体120に設けた吐出通路120bと車輪170のホイール171に設けた供給通路172を通して車輪170のタイヤ空気室173に供給可能である。
【0033】
ピストン130は、その外周に突起130aを有していて、回転体120のシリンダ内孔121内に一対の環状シール部材131,132を介して気密的かつ液密的に挿入されていて、固定軸110に対して同軸的に配置され、回転体120に対して回転不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130は、カップ状に形成されていて、その筒部内周にはカム部130bが一体的に設けられている。
【0034】
ピストン130の内周に形成したカム部130bは、環状で軸方向に変動のあるカム溝であり、カムフォロア142が嵌合している。このカム部130bは、カムフォロア142から軸方向の荷重(図示上下方向の荷重)と径方向の荷重(図示左右方向の荷重)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、ピストン130の周方向にて偶数周期(例えば、2周期)で形成されている。
【0035】
カムフォロア142は、ホルダ143の端部に形成した凹部に転動可能に組付けたボールであり、ホルダ143から突出する部位にてカム部130bに係合している。このカムフォロア142とカム部130bは、相対回転可能であり、カムフォロア142に対してカム部130bが軸線Lo回りに回転することにより、カム部130bとピストン130が一体でシリンダ内孔121内を軸方向(図示上下方向)に移動可能である。ホルダ143は、スプリング144とともに固定軸110の収容孔112内に径方向にのみ移動可能に組付けられている。
【0036】
また、この圧力生成装置AP2においては、カムフォロア142とホルダ143を軸方向にて挟むようにして、固定軸110とピストン130間に、一対の環状シール部材113,114が介装されていて、固定軸110とピストン130間が液密的にシールされている。また、ピストン130の外周に環状溝130cが形成されている。
【0037】
環状溝130cは、回転体120とピストン130間に環状空間R1を形成している。この環状空間R1は、ピストン130に形成した連通孔130dを通して、一対の環状シール部材113,114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、所要量の潤滑油を収容するオイル室であって、このオイル室に収容した潤滑油は、環状シール部材113,114,131,132に供給されるとともに、カム部130bとカムフォロア142の係合部とピストン130の摺動部等にも供給されるようになっている。
【0038】
上記のように構成した第2実施形態の圧力生成装置AP2においては、車輪170が固定車軸160に対して回転することに伴って、回転体120が固定軸110に対して軸線Lo回りに回転すると、その回転運動がカム部130bとカムフォロア142によりピストン130の往復運動に変換されて、ピストン130がポンプ作動する。これにより、ポンプ室Roの容積が増減して、吸入通路120aを通してポンプ室Roに吸入された空気がポンプ室Roから吐出通路120bを通して吐出されて車輪170のタイヤ空気室173に供給される。
【0039】
ところで、この圧力生成装置AP2においては、回転体120が固定軸110に軸受150を介して回転可能に支持され、この回転体120内にてピストン130が固定軸110に対して同軸的に配置され、回転体120に対して回転不能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて、回転体120内にポンプ室Roを形成している。また、カム部130bとカムフォロア142(運動変換機構)が、回転体120内にて固定軸110に対して同軸的に設けられている。このため、当該圧力生成装置AP2の主要部(ピストン130と運動変換機構)を回転体120内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置AP2の小型化が可能である。
【0040】
また、この圧力生成装置AP2においては、カム部130bとカムフォロア142(運動変換機構)が、ピストン130の円筒部内周と固定軸110の外周間に設けられている。このため、ピストン130の円筒部内周と固定軸110の外周間を有効に活用して径方向にてコンパクトな圧力生成装置を構成することが可能である。
【0041】
また、この圧力生成装置AP2においては、回転体120の固定軸110に対する回転運動をピストン130の往復運動に変換させる運動変換機構として、ピストン130に一体的に形成したカム部130bと、固定軸110にホルダ143を介して組付けたカムフォロア142を備える運動変換機構が採用されている。このため、運動変換機構をシンプルに構成することが可能である。
【0042】
また、この圧力生成装置AP2においては、車両の固定車軸160に脱着可能に組付けたジョイント161に対して固定軸110が脱着可能であり、回転体120が車輪170のホイール171とともに車軸ハブ180に対して脱着可能であるため、当該圧力生成装置AP2を車輪170のホイール171に一体的に組付けることが可能である。
【0043】
また、この圧力生成装置AP2においては、各環状空間R1,R2に収容した潤滑油を、環状シール部材113,114,131,132のシール部、カム部130bとカムフォロア142の係合部、ピストン130の摺動部等の被潤滑部に供給可能である。このため、各被潤滑部の潤滑性が確保されて、各被潤滑部での摺動抵抗の低減、耐久性の向上を図ることが可能である。
【0044】
図3は本発明による圧力生成装置の第3実施形態を概略的に示していて、この第3実施形態の圧力生成装置AP3は、車両の固定車軸260に同軸的に配置されて一体的に形成された回転不能な固定軸210と、この固定軸210に一対の軸受251,252を介して回転可能に組付けられて支持される回転体220と、この回転体220内に組付けられてポンプ室Roを形成するピストン230を備えている。
【0045】
また、圧力生成装置AP3は、回転体220の固定軸210に対する回転運動をピストン230の往復運動に変換させる運動変換機構としてのカム部230bおよびカムフォロア242と、カムフォロア242を転動可能に支承するホルダ243を備えている。
【0046】
回転体220は、車軸ハブ部材221とシリンダ部材222によって構成されている。車軸ハブ部材221は、軸線Loを中心とする有底円筒形状に形成されていて、軸線Lo回りに回転可能であり、その内部には一対の軸受251,252と一対の環状シール部材253,254が収容されるとともに、シリンダ部材222とピストン230等が収容されている。また、車軸ハブ部材221には、吸入通路221aと吐出通路221bと連通路221cが形成されるとともに、車輪(図示省略)の取付部221d(詳細は図示省略)が形成されている。
【0047】
吸入通路221aは、固定軸210の外周にてピストン230とシリンダ部材222間に形成されたポンプ室Roに空気を導入(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。吐出通路221bは、ポンプ室Roから空気を導出(吐出)するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Voが介装されている。連通路221cは、固定軸210の外周にてピストン230とシリンダ部材222間に形成された大気室Raを大気に連通させるためのものであり、吸入通路221aの吸入チェック弁Viより大気側部分に連通している。なお、ポンプ室Roから吐出される加圧空気は、車軸ハブ部材221に組付けられる車輪のタイヤ空気室(図示省略)に供給可能である。
【0048】
シリンダ部材222は、円筒状に形成されていて、車軸ハブ部材221内にて固定軸210の外周に一対の環状シール部材223,224を介して気密的に嵌合されており、車軸ハブ部材221に対して気密的に嵌合固定されている。このシリンダ部材222は、固定軸210に対して同軸的に配置されていて、車軸ハブ部材221に一体的に(軸方向に移動不能かつ回転不能に)設けられており、内周にピストン230を軸方向にて往復動可能に収容するシリンダ内孔222aを有している。また、シリンダ部材222には、ポンプ室Roを吸入通路221aと吐出通路221bに連通させるための連通孔222bと、大気室Raを連通路221cに連通させるための連通孔222cが形成されるとともに、カムフォロア242をホルダ243およびスプリング244とともに組付けるための取付孔222dが形成されている。
【0049】
一対の軸受251,252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、シリンダ部材222を軸方向にて挟むようにして固定軸210と車軸ハブ部材221間に介装されており、車軸ハブ部材221とシリンダ部材222すなわち回転体220を固定軸210に対して回転可能としている。一対の環状シール部材253,254は、軸方向に所定量離れて配置されていて、シリンダ部材222と両軸受251,252を軸方向にて挟むようにして固定軸210と車軸ハブ部材221間に介装されており、固定軸210と車軸ハブ部材221間をシールしている。
【0050】
ピストン230は、固定軸210の外周にてシリンダ部材222内に収容されていて、内周に軸方向溝230aを有するとともに、外周にカム部230bを有している。また、ピストン230は、ピストン径方向に延びて軸方向溝230aとカム部230bを連通させる連通孔230cを有している。このピストン230は、内周の軸方向溝230aにて固定軸210の外周に形成した突起210aに回転不能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されていて、固定軸210に対して同軸的で回転不能かつ軸方向に往復動可能に組付けられている。
【0051】
また、ピストン230は、内周にて固定軸210に一対の環状シール部材231,232を介して嵌合されるとともに、外周にてシリンダ部材222のシリンダ内孔222aに一対の環状シール部材233,234を介して挿入されていて、固定軸210の外周にてシリンダ部材222内に上記したポンプ室Roを形成するとともに大気室Raを形成している。
【0052】
一対の環状シール部材231,232は、軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン230の軸方向端部にてピストン230と固定軸210間に介装されており、ピストン230と固定軸210間を気密的および液密的にシールしている。一対の環状シール部材233,234は、軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン230の軸方向端部にてピストン230とシリンダ部材222間に介装されており、ピストン230とシリンダ部材222間を気密的および液密的にシールしている。
【0053】
ピストン230の外周に形成したカム部230bは、環状で軸方向に変動のあるカム溝であり、カムフォロア242が嵌合している。このカム部230bは、カムフォロア242から軸方向の荷重(図示上下方向の荷重)と径方向の荷重(図示左右方向の荷重)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、ピストン230の周方向にて偶数周期(例えば、2周期)で形成されている。
【0054】
カムフォロア242は、シリンダ部材222の取付孔222dに組付けたホルダ243に転動可能に組付けたボールであり、スプリング244によってピストン径内方に付勢されてカム部230bに係合している。スプリング244は、カムフォロア242と車軸ハブ部材221間に介装されていて、カムフォロア242をピストン径内方に向けて付勢している。ホルダ243は、筒状に形成されていて、シリンダ部材222の取付孔222dに径方向へ移動可能に設けられている。
【0055】
上記のように構成した第3実施形態の圧力生成装置AP3においては、回転体220が固定軸210に対して軸線Lo回りに回転すると、その回転運動がカム部230bとカムフォロア242によりピストン230の往復運動に変換されて、ピストン230がポンプ作動する。これにより、ポンプ室Roの容積が増減して、吸入通路221aを通してポンプ室Roに吸入された空気がポンプ室Roから吐出通路221bを通して吐出される。
【0056】
ところで、この圧力生成装置AP3においては、回転体220が固定軸210に軸受251,252を介して回転可能に支持され、この回転体220内にてピストン230が固定軸210に対して同軸的に配置され、固定軸210に対して回転不能かつ軸方向にて往復動可能に組付けられて、回転体220のシリンダ部材222内にポンプ室Roを形成している。また、カム部230bとカムフォロア242(運動変換機構)が、回転体220内にて固定軸210に対して同軸的に設けられている。このため、当該圧力生成装置AP3の主要部(ピストン230と運動変換機構)を回転体220内にてコンパクトに構成することが可能であって、当該圧力生成装置AP3の小型化が可能である。
【0057】
また、この圧力生成装置AP3においては、カム部230bとカムフォロア242(運動変換機構)が、ピストン230の外周とシリンダ部材222の内周間に設けられている。このため、ピストン230の外周とシリンダ部材222の内周間を有効に活用して径方向にてコンパクトな圧力生成装置を構成することが可能である。
【0058】
また、この圧力生成装置AP3においては、回転体220の固定軸210に対する回転運動をピストン230の往復運動に変換させる運動変換機構として、ピストン230に設けたカム部230bと、回転体220(シリンダ部材222)にホルダ242を介して組付けたカムフォロア242を備える運動変換機構が採用されている。このため、運動変換機構をシンプルに構成することが可能である。
【0059】
また、この圧力生成装置AP3においては、ピストン230が円筒状に形成されていて、固定軸210の外周に配置されている。また、一対の軸受251,252がピストン230の軸方向両側に配置されている。このため、固定軸210に対する回転体220の支持剛性を一対の軸受251,252によって確保することが可能であるとともに、両軸受251,252間のスペースを有効に活用して、当該装置をコンパクトに構成することが可能である。
【0060】
また、この圧力生成装置AP3においては、回転体220と固定軸210間に、両軸受251,252を密封するための環状シール部材253,254が介装されている。このため、環状シール部材253,254により、両軸受251,252を密封することが可能であるとともに、ピストン230と運動変換機構(カム部230bとカムフォロア242)を密封することが可能であり、シール部材の共用化により当該圧力生成装置のコンパクト化、低コスト化が可能である。
【0061】
また、この圧力生成装置AP3においては、固定軸210が車両の固定車軸260と一体であり、この固定車軸260に組付けられる回転体220に対して車輪(図示省略)が脱着可能である。このため、当該圧力生成装置を車両の固定車軸260に一体的に組付けることが可能である。
【0062】
なお、この圧力生成装置AP3においては、環状シール部材231〜234によって密封される空間(固定軸210の突起210aやカム部230bとカムフォロア242等が収容される空間)に所要量の作動油を収容した場合には、カム部230bとカムフォロア242の係合部やピストン230の摺動部等に潤滑油を供給することが可能である。このため、各摺動部の潤滑性が確保されて、各摺動部での摺動抵抗の低減、耐久性の向上を図ることが可能である。
【0063】
上記した第3実施形態の圧力生成装置AP3においては、ピストン230の外周に設けたカム部230bと、シリンダ部材222の内周に設けたカムフォロア242によって、回転体220の固定軸210に対する回転運動をピストン230の往復運動に変換させる運動変換機構を構成したが、図4に示した変形実施形態のように、ピストン230の外周に設けたカムフォロア242と、シリンダ部材222の内周に設けたカム部222eによって、回転体220の固定軸210に対する回転運動をピストン230の往復運動に変換させる運動変換機構を構成して実施することも可能である。
【0064】
また、上記した第3実施形態の圧力生成装置AP3においては、ピストン230の内周に軸方向溝230aを設けるとともに、固定軸210の外周に突起210aを設けて、突起210a(固定軸210)に対して軸方向溝230a(ピストン230)が回転不能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されるように構成して実施したが、図4に示した変形実施形態のように、ピストン230の内周に突起230dを設けるとともに、固定軸210の外周に軸方向溝210bを設けて、突起230d(ピストン230)が軸方向溝210b(固定軸210)に回転不能かつ軸方向に往復動可能に嵌合されるように構成して実施することも可能である。
【0065】
上記した各実施形態においては、運動変換機構のカムフォロアがボールであり、このカムフォロアが係合するカム部がカム溝である場合について説明したが、カムフォロアとカム部の形状は適宜変更可能であり、例えば、カム部がカム突起であることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本発明による圧力生成装置の第1実施形態を概略的に示した断面図である。
【図2】本発明による圧力生成装置の第2実施形態を概略的に示した断面図である。
【図3】本発明による圧力生成装置の第3実施形態を概略的に示した断面図である。
【図4】図3に示した第3実施形態の変形実施形態を概略的に示した部分断面図である。
【符号の説明】
【0067】
10…固定軸、20…回転体、20a…吸入通路、20b…吐出通路、30…ピストン、41…カム部材、42…カムフォロア、50…軸受、Vi…吸入弁、Vo…吐出弁、Ro…ポンプ室、AP1…圧力生成装置、110…固定軸、120…回転体、120a…吸入通路、120b…吐出通路、130…ピストン、130b…カム部、142…カムフォロア、150…軸受、160…固定車軸、170…車輪、173…タイヤ空気室、180…車軸ハブ、Vi…吸入弁、Vo…吐出弁、Ro…ポンプ室、AP2…圧力生成装置、210…固定軸、220…回転体、221a…吸入通路、221b…吐出通路、230…ピストン、230b…カム部、242…カムフォロア、251,252…軸受、260…固定車軸、Vi…吸入弁、Vo…吐出弁、Ro…ポンプ室、AP3…圧力生成装置




 

 


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