空气供给系统的制作方法

1.本发明涉及利用车轮的旋转向轮胎(tire wheel)供给空气的空气供给系统。


背景技术：

2.在以往的这种空气供给系统中，安装于车轮的泵与车轮的旋转连动而向轮胎持续供给空气，且在轮胎内成为基准压以上时，将泵所排出的空气向外部气体释放(例如参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特表平6-510252号公报(第二页左下栏25行～左下栏11行，图6)


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.然而，上述的以往的空气供给系统有时泵的耐久性成为问题，从而要求开发一种与以往相比提高泵的耐久性的技术。
8.用于解决课题的方案
9.为了解决上述课题而完成的本发明的一方案的空气供给系统具备：伸缩型的泵，其安装于车轮，并在与所述车轮的旋转轴正交的方向上伸缩而将压缩空气向轮胎内排出；以及凸轮构件，其以能够旋转的方式支承于所述车轮，并且具有相对于所述车轮偏心的重心和偏心的环状的凸轮面，伴随着所述车轮的旋转，所述凸轮构件相对于所述车轮相对旋转，且所述泵的一端部追随所述凸轮面，从而所述车轮的旋转的动力经由所述凸轮构件向所述泵传递而使所述泵伸缩，向所述轮胎供给空气，其中，所述空气供给系统具备泵开闭机构，所述泵开闭机构承受所述轮胎内的压力而进行工作，且在所述轮胎内为基准下限压力以下时允许所述泵的动作，在所述轮胎内为比所述基准下限压力大的基准上限压力以上时使所述泵停止。
附图说明
10.图1是具备第一实施方式的空气供给系统的车轮的侧剖视图。
11.图2是空气供给系统的侧剖视图。
12.图3的(a)、(b)是空气供给系统的主视图。
13.图4的(a)是活塞位于第一位置的第一致动器的侧剖视图，图4的(b)是活塞位于第二位置的第一致动器的侧剖视图。
14.图5是凸轮构件以及平衡构件已被锁定的空气供给系统的侧剖视图。
15.图6是第二实施方式的空气供给系统的侧剖视图。
16.图7是第三实施方式的空气供给系统的侧剖视图。
17.图8的(a)、(b)是第四实施方式的空气供给系统的主视图。
18.图9的(a)、(b)是本发明的变形例的空气供给系统的概念图。
具体实施方式
19.[第一实施方式]
[0020]
以下，参照图1～图5对本发明的第一实施方式的空气供给系统100a进行说明。如图1所示，本实施方式的空气供给系统100a例如整体被壳体40覆盖。壳体40形成为利用圆形的底板41封闭圆筒壁42的一端部并利用未图示的盖体封闭另一端部的结构。并且，在车辆90的车轮91中的胎轮80的盘部81的外表面重叠有底板41，并设为使壳体40的中心轴与车轮91的旋转轴j1一致的状态而用螺栓将从底板41伸出的安装片43固定于胎轮80。
[0021]
需要说明的是，空气供给系统100a优选为安装于车辆90的全部车轮91，但也可以仅安装于车辆90的一部分车轮91。
[0022]
如图2所示，在圆筒壁42的内侧在同轴上并排配置有环状的凸轮构件21与环状的平衡(dummy)构件22，例如各自通过轴承50以能够旋转的方式支承于圆筒壁42。
[0023]
如图3所示，在靠近底板41的一侧配置的凸轮构件21具有与圆筒壁42呈同心圆(也就是，与车轮91的旋转轴j1同心)的外周面21a以及相对于该外周面21a偏心的圆形或者椭圆或者长圆形的内周面即凸轮面21b。其结果是，凸轮构件21的重心g1也相对于凸轮构件21的外周面21a偏心。
[0024]
另外，凸轮构件21呈相对于将重心g1与外周面21a的中心轴连结的虚拟的对称中心线而左右对称的形状，且在夹着对称中心线的两侧部形成有用于实现凸轮构件21的轻量化的减重孔21c。并且，在凸轮构件21中的成为厚壁的部分处的对称中心线上设置有向外周面21a开口的锁定孔23。
[0025]
另一方面，平衡构件22除了锁定孔24的配置以外呈与凸轮构件21相同的形状。该锁定孔24配置于平衡构件22中的成为薄壁的部分处的对称中心线上(参照图2)。
[0026]
如图2所示，在圆筒壁42设置有第一致动器31与第二致动器34，该第一致动器31与第二致动器34用于将凸轮构件21与平衡构件22锁定为能够相对于圆筒壁42一体旋转。第一致动器31形成为将活塞33以能够直动的方式支承于工作缸32，并且如图4所示利用在工作缸32内收容的弹性构件60(具体而言，例如为压缩螺旋弹簧)以将活塞33向工作缸32拉入的方式施力的结构。并且，如图2所示，工作缸32嵌合固定于在圆筒壁42形成的贯通孔42a，而使活塞33与凸轮构件21的外周面21a对顶。
[0027]
另外，工作缸32内通过管63与轮胎92连接。并且，利用在工作缸32内固定于活塞33的基端部的受压板33p承受轮胎92内的压力，活塞33被向从工作缸32推出的一侧按压。并且如图4的(a)所示，例如在活塞33的长度方向上的两个位置具备第一卡止突起33a与第二卡止突起33b。并且，活塞33越过工作缸32中的供活塞33贯通的贯通孔的开口缘即卡止部32m和第一卡止突起33a与第二卡止突起33b的卡止，而在如图4的(a)所示自工作缸32的突出量最小的第一位置与如图4的(b)所示活塞33自工作缸32的突出量最大的第二位置之间移动。
[0028]
更详细而言，当活塞33在图4的(a)所示的第一位置且轮胎92内的压力上升而达到基准上限压力时，活塞33克服第一卡止突起33a与卡止部32m的卡止力以及弹性构件60的弹力而从第一位置向图4的(b)所示的第二位置移动，第二卡止突起33b与卡止部32m卡止而将活塞33保持在第二位置。
[0029]
另一方面，当活塞33在第二位置且轮胎92内的压力下降而达到基准下限压力时，克服该压力以及第二卡止突起33b与卡止部32m的卡止力并在弹性构件60的弹力的作用下，活塞33从第二位置向第一位置移动，第一卡止突起33a与卡止部32m卡止而将活塞33保持在第一位置。并且，活塞33在配置于第一位置时自凸轮构件21向侧方分离，当配置于第二位置时与凸轮构件21的外周面21a抵接，在与锁定孔23相面对之处突入该锁定孔23而将凸轮构件21锁定为能够相对于圆筒壁42一体旋转。也就是，第一致动器31与轮胎92内的压力连动而进行动作，若轮胎92内为基准下限压力以下则允许凸轮构件21的旋转，若轮胎92内为基准上限压力以上，则锁定凸轮构件21。
[0030]
第二致动器34呈与第一致动器31相同的结构，第二致动器34的工作缸32与第一致动器31的工作缸32在圆筒壁42的轴向上并排并嵌合固定于圆筒壁42的圆筒壁42a，第二致动器34的活塞33与平衡构件22的外周面对顶。并且，第二致动器34也与轮胎92内的压力连动而进行动作，若轮胎92内为基准下限压力以下则允许平衡构件22的旋转，若轮胎92内为基准上限压力以上则锁定平衡构件22。另外，当凸轮构件21与平衡构件22均被锁定时，如图5所示，凸轮构件21的重心g1与平衡构件22的重心g2隔着车轮91的旋转轴j1而配置于对称位置。
[0031]
如图2所示，在底板41安装有伸缩型的泵10。在泵10中，在工作缸11以能够直动的方式卡合有活塞12，在工作缸11内的活塞12的基端部固定有受压板12p，在该受压板12p与工作缸11内的一端面之间收容有弹性构件59，该弹性构件59向使活塞12从工作缸11突出的方向施力。并且，工作缸11被设为其中心与车轮91的旋转轴j1正交并且向壳体40的径向延伸的状态而固定于底板41，活塞12的前端与凸轮构件21的内周面即凸轮面21b抵接。另外，在活塞12的前端部具备在凸轮面21b上滚动的辊12r。由此，当凸轮构件21相对于壳体40相对旋转时，活塞12的前端部追随凸轮面21b而相对于工作缸11进退(参照图3)。
[0032]
另外，在工作缸11连接有第一止回阀58a与第二止回阀58b，第一止回阀58a允许空气从工作缸11向外部流出并且限制空气向工作缸11流入。另一方面，第二止回阀58b与第一止回阀58a相反，形成为限制空气从工作缸11向外部流出并且允许空气向工作缸11流入的结构。另外，第一止回阀58a的空气的流出口通过管61与轮胎92连接，向第二止回阀58b流入空气的流入口以获取外部气体的方式开放。由此，当活塞12相对于工作缸11进退时，从泵10向轮胎92供给空气。
[0033]
以上是与本实施方式的空气供给系统100a的结构相关的说明。需要说明的是，在本实施方式中，技术方案的“卡止机构”具备第一卡止突起33a、第二卡止突起33b以及卡止部32m，技术方案的“泵开闭机构”作为主要部分而具备第一致动器31与凸轮构件21。
[0034]
接下来，对空气供给系统100a的作用效果进行说明。在轮胎92内为基准上限压力以上的情况下，通过承受该压力的第一致动器31与第二致动器34而将凸轮构件21以及平衡构件22锁定为与车轮91一体旋转。由此，泵10的活塞12被保持为与凸轮构件21的凸轮面21b中的一个位置抵接的状态并停止，在车辆90的行驶中泵10不进行动作。
[0035]
另外，即使轮胎92内的压力降低而比基准上限压力稍小，只要不降低至基准下限压力以下，由第一致动器31与第二致动器34进行的凸轮构件21以及平衡构件22的锁定就不会被解除。具体而言，只要轮胎92内的压力不成为基准下限压力以下，第一致动器31以及第二致动器34的弹性构件60的弹力就无法克服轮胎92内的压力以及第二卡止突起33b与卡止
部32m的卡止力将活塞33向工作缸32内拉入，从而由第一致动器31与第二致动器34进行的凸轮构件21以及平衡构件22的锁定就不会被解除。由此，防止由于轮胎92内的在基准上限压力附近的微小压力变化而泵10频繁重复启动与停止那样的振荡现象的产生。
[0036]
并且，当轮胎92内的压力成为基准下限压力以下时，第一致动器31与第二致动器34的弹性构件60的弹力克服轮胎92内的压力以及第二卡止突起33b与卡止部32m的卡止力，活塞33被向工作缸32内拉入而从第二位置移动到第一位置。由此，由第一致动器31以及第二致动器34进行的凸轮构件21以及平衡构件22的锁定被解除，凸轮构件21以及平衡构件22能够相对于车轮91相对旋转。并且，即使车辆90行驶而车轮91旋转，凸轮构件21以及平衡构件22也保持为它们的重心g1、g2位于比车轮91的旋转轴j1靠下方的位置的状态。由此，与车轮91一体旋转的泵10的活塞12追随于凸轮构件21的凸轮面21b而相对于工作缸11进退(即，泵10伸缩)，并向轮胎92供给空气。
[0037]
另外，在该情况下也同样，即使轮胎92内的压力稍微上升而比基准下限压力大，只要不成为基准上限压力以上，凸轮构件21以及平衡构件22也不会被第一致动器31以及第二致动器34锁定。也就是，防止由于轮胎92内的在基准下限压力的附近的微小压力变化而泵10频繁重复启动与停止那样的振荡现象的产生。
[0038]
并且，当轮胎92内的压力成为基准上限压力以上时，轮胎92内的压力克服第一致动器31以及第二致动器34的弹性构件60的弹力以及第一卡止突起33a与卡止部32m的卡止力，活塞33被向工作缸32的外侧按压而向第二位置移动。由此，凸轮构件21以及平衡构件22被第一致动器31以及第二致动器34锁定，泵10成为停止的状态。另外，在该状态下凸轮构件21以及平衡构件22的重心g1、g2隔着车轮91的旋转轴j1对称配置，因此成为取得车轮平衡的状态，伴随着车轮91的旋转的振动被抑制。
[0039]
如以上说明的那样，在本实施方式的空气供给系统100a中，伴随着车轮91的旋转而泵10进行工作并自动地向轮胎92供给空气，并且当轮胎92内的压力成为基准上限压力以上时，在该压力的作用下泵开闭机构工作而使泵10停止。即，在不需要向轮胎92供给空气时，即使车轮91旋转，泵10也成为休止的状态，因此与以往相比泵10的耐久性提高。
[0040]
[第二实施方式]
[0041]
在图6中示出本发明的第二实施方式的空气供给系统100b的主要部分。以下，针对该空气供给系统100b的结构，仅对与第一实施方式不同的点进行说明。在该空气供给系统100b中，多个支柱25从将壳体40(参照图2)中的底板41的圆形的外缘部多等分的位置向壳体40内突出。并且，在各支柱25以能够旋转的方式支承有辊25r，通过这些辊25r将凸轮构件21与平衡构件22支承为能够旋转。需要说明的是，凸轮构件21与平衡构件22的配置与第一实施方式相反，平衡构件22配置于比凸轮构件21靠近底板41的一侧。
[0042]
另外，本实施方式的空气供给系统100b不具有在第一实施方式中进行了说明的第一致动器31与第二致动器34，在轮胎92内成为基准上限压力以上时在泵10的作用下锁定为凸轮构件21与泵10一体地旋转。
[0043]
具体而言，泵10形成为与所述第一实施方式相同的结构，且经由第一止回阀58a(参照图2)而与轮胎92连接。并且，利用轮胎92内的压力变得越高则在将活塞12压入工作缸11时的阻力变得越大这一情况，设定为当轮胎92内成为基准上限压力以上时，无法在活塞12从工作缸11最突出的位置利用凸轮构件21的自重将活塞12向工作缸11压入。
[0044]
另外，在用于自工作缸11向轮胎92供给空气的流体阻力、用于将第一止回阀58a开阀的阻力等的作用下，不会产生仅由于轮胎92内从基准上限压力稍微下降而由泵10进行的凸轮构件21的锁定就被解除的情况，也防止振荡现象。并且，当轮胎92内下降到基准下限压力以下时，由泵10进行的凸轮构件21的锁定被解除。
[0045]
另外，在凸轮构件21与平衡构件22之间设置有未图示的抵接部，该抵接部在凸轮构件21的重心g1与平衡构件22的重心g2隔着车轮91的旋转轴j1而配置于对称位置时(参照图5)，相互抵接而使平衡构件22与凸轮构件21一体旋转。由此，取得凸轮构件21与车轮91一体旋转时的车轮平衡，防止振动。
[0046]
以上是与本实施方式的空气供给系统100b的结构相关的说明。根据本实施方式的空气供给系统100b，利用向轮胎92供给空气的泵10自身在轮胎92内为基准上限压力以上时使凸轮构件21相对于车轮91停止，并使泵10自身停止。如此在本实施方式的空气供给系统100b中实现泵10的有效利用。
[0047]
[第三实施方式]
[0048]
如图7所示，本实施方式的空气供给系统100c代替第二实施方式的空气供给系统100b中的平衡构件22而在底板41的背面具备平衡装置26。具体而言，在底板41的表面侧以能够旋转的方式仅支承有凸轮构件21，而不具备平衡构件22。底板41的背侧的平衡装置26形成为如下结构：在与第一实施方式中进行了说明的第二致动器34相同结构的致动器34w的活塞33的前端固定有块27。另外，致动器34w的工作缸32配置为与底板41的表面侧的泵10的工作缸11(参照图7)平行。另外，致动器34w的活塞33从工作缸32突出的方向朝向与泵10的活塞12从工作缸11突出的方向相反的一侧。
[0049]
并且，在工作缸32固定于底板41，且轮胎92内为基准下限压力以下的情况下，活塞33被向工作缸32拉入而使块27配置于底板41的中心侧。在该状态下，平衡装置26的整体的重心配置于车轮91的旋转轴j1上或者其附近。另外，当轮胎92内成为基准上限压力以上时，活塞33被从工作缸32推出而块27配置于与底板41的中心分离的位置。在该状态下，平衡装置26的整体的重心隔着车轮91的旋转轴j1而配置于凸轮构件21的重心g1的对称位置。
[0050]
[第四实施方式]
[0051]
如图8所示，本实施方式的空气供给系统100d成为如下结构：除去第二实施方式的空气供给系统100b中的将平衡构件22以及凸轮构件21锁定的机构，在使泵10停止时以活塞12不追随凸轮构件21的凸轮面21b的方式使泵10整体相对于底板41移动。
[0052]
具体而言，在泵10的两侧成对地设置有与在第一实施方式中进行了说明的第一致动器31相同的结构的致动器31w，这一对致动器31w的工作缸32固定于底板41。另外，一对致动器31w的活塞33向与泵10的活塞12所突出的一侧相反的一侧突出，在这两个活塞33的前端之间跨接有第一带板28a。并且，在该第一带板28a固定有泵10的工作缸11。另外，在一对致动器31w的工作缸32的基端部之间跨接有第二带板28b，在形成于该第二带板28b的贯通孔以能够滑动的方式支承有泵10的活塞12。
[0053]
并且，在轮胎92内为基准下限压力以下的情况下，活塞33被向工作缸32拉入，泵10的活塞12的前端部与凸轮构件21的凸轮面21b抵接，在凸轮构件21相对于车轮91的相对旋转的作用下活塞12追随凸轮面21b而相对于工作缸11进退(参照图8的(a))。另外，当轮胎92内成为基准上限压力以上时，活塞33被从工作缸32推出而泵10以使活塞12的前端部远离凸
轮面21b的方式移动(参照图8的(b))，活塞12不追随凸轮面21b，泵10停止。
[0054]
[其他实施方式]
[0055]
(1)在所述第一～第四实施方式中，凸轮构件21呈环状，其内周面成为凸轮面21b，但例如也可以设为如图9中概念性示出的空气供给系统100e的凸轮构件21x那样在外周面具备凸轮面21b的结构。具体而言，在该空气供给系统100e中，具备以能够旋转的方式支承于底板41的圆板状的旋转板21y(整体未图示)，相对于车轮91的旋转轴j1偏心的圆柱状的凸轮构件21x从该旋转板21y的中心部突出，其外周面成为凸轮面21b。并且，固定于底板41的泵10的活塞12与凸轮面21b抵接，伴随着旋转板21y相对于车轮91的相对旋转而泵10进行动作。
[0056]
(2)在所述第一～第四实施方式中，在活塞12的前端部具备辊12r，但也可以设为不具备辊12r而活塞12的前端部与凸轮面21b滑动接触的结构。
[0057]
需要说明的是，在本说明书以及附图中公开了技术方案所包括的技术的具体例子，但技术方案所记载的技术并不限定于这些具体例子，也包括对具体例进行各种变形、变更而得到的方案，另外，也包括从具体例单独提取出一部分而得到的方案。
[0058]
附图标记说明
[0059]
10 泵
[0060]
11 工作缸
[0061]
12 活塞
[0062]
12p 受压板
[0063]
12r 辊
[0064]
20 特开
[0065]
21、21x 凸轮构件
[0066]
21b 凸轮面
[0067]
22 平衡构件
[0068]
27 块
[0069]
31、31w、34、34w 致动器
[0070]
32m 卡止部(卡止机构)
[0071]
33a 第一卡止突起(卡止机构)
[0072]
33b 第二卡止突起(卡止机构)
[0073]
91 车轮
[0074]
92 轮胎
[0075]
100a～100e 空气供给系统
[0076]
g1、g2g 重心
[0077]
j1 旋转轴。