车轮和空气压力调整装置 |
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| 申请号 | CN201380010245.6 | 申请日 | 2013-02-12 | 公开(公告)号 | CN104169107A | 公开(公告)日 | 2014-11-26 |
| 申请人 | 横滨橡胶株式会社; | 发明人 | 丹野笃; | ||||
| 摘要 | 该 车轮 (4)将 轮辋 部(41)及 轮毂 安装部(42)经由连结部(43)连结而成。另外，车轮(4)在轮辋部(41)安装 充气轮胎 (10)，并且通过轮毂安装部(42)而安装于车辆的轮毂(12)。另外，车轮(4)具备贯穿连结部(43)而在轮辋部(41)的外周面和轮毂安装部(42)的安装面分别开口的空气通路(44)。另外，车轮(4)具备相互独立的多个空气通路(44)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种车轮，其将轮辋部及轮毂安装部经由连结部连结而成，在所述轮辋部安装充气轮胎并且通过所述轮毂安装部而安装于车辆，该车轮的特征在于，具备贯穿所述连结部而在所述轮辋部的外周面和所述轮毂安装部的安装面分别开口的空气通路。 |
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| 说明书全文 | 车轮和空气压力调整装置技术领域[0001] 本发明涉及车轮及空气压力调整装置，更具体地，涉及具有简单的结构的车轮及空气压力调整装置。 背景技术[0002] 空气压力调整装置是调整安装于车辆的充气轮胎的空气压力的装置。该空气压力调整装置在车辆行驶中基于根据车辆的行驶条件(例如，车速、行驶路、路面状况等)算出的目标空气压力来调整充气轮胎的空气压力。由此，车辆的行驶性能和/或燃料经济性提高。作为相关的现有的空气压力调整装置，已知有专利文献1记载的技术。现有的空气压力调整装置在车轮的内部具有用于向充气轮胎导入压缩空气的空气通路。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献1：日本特开2009－056948号公报 发明内容[0005] 发明要解决的问题 [0006] 本发明的目的在于提供具有简单的结构的车轮及空气压力调整装置。 [0007] 用于解决问题的手段 [0008] 为实现上述目的，本发明涉及的车轮，将轮辋部及轮毂安装部经连结部连结而成，在所述轮辋部安装充气轮胎并且通过所述轮毂安装部而安装于车辆，该车轮的特征在于，具备贯穿所述连结部而在所述轮辋部的外周面和所述轮毂安装部的安装面分别开口的空气通路。 [0009] 此外，本发明涉及的空气压力调整装置，其特征在于，具备：上述车轮；加减压部，其与所述车轮的空气通路的轮毂安装部侧的开口部连接并且使安装于所述车轮的所述充气轮胎的空气压力增加或减小；压力传感器，其检测所述充气轮胎的空气压力；和控制部，其基于所述压力传感器的输出信号来驱动控制所述加减压部。 [0010] 发明效果 [0011] 在本发明的该车轮及空气压力调整装置中，在使充气轮胎的空气压力增加的情况下，车轮的空气通路成为空气从外部(空气压力调整装置的加减压部)去往气室的导入路，在使充气轮胎的空气压力减小的情况下，车轮的空气通路成为空气从气室去往外部的排出路。由此，在连结部的内部形成能够双向流通的空气通路，因此与在车轮的外部配置空气通路用的配管的结构相比，具有能使车轮的构成简化的优点。附图说明 [0012] 图1是表示本发明的实施方式涉及的空气压力调整装置的结构图。 [0013] 图2是表示图1记载的车轮的说明图。 [0014] 图3是表示图1记载的车轮的说明图。 [0015] 图4是表示图1记载的车轮的说明图。 [0016] 图5是表示图1记载的车轮的说明图。 [0017] 图6是表示图2记载的车轮的空气连接阀的轴向剖视图。 具体实施方式[0018] 下面参照附图来详细说明本发明。此外，本发明不限定于该实施方式。另外，在该实施方式的构成要素中，包括既能维持发明的单一性又能替换并且容易想到进行替换的要素。另外，该实施方式所记载的多个变形例能在本领域技术人员容易想到的范围内任意组合。 [0019] (空气压力调整装置) [0020] 图1是表示本发明的实施方式涉及的空气压力调整装置1的结构图。该图示出在车辆(省略图示)搭载的空气压力调整装置1。 [0021] 该空气调整装置1是调整充气轮胎10的空气压力的装置，具备：加减压部2、压力传感器3、车轮4和控制部5(参照图1)。此处，对空气压力调整装置1调整在车辆安装的充气轮胎10的空气压力的情况进行说明。此外，将在车辆行驶时与车辆的驱动轴11、轮毂12、车轮4及充气轮胎10一同旋转的系统称为旋转系，将车辆的车身(省略图示)一侧的系统称为静止系。此外，图1的标记13是盘式制动器的转子。 [0022] 加减压部2是将填充于充气轮胎10的空气加压及减压的装置。该加减压部2通过将加压泵21、阀装置22和气箱23经由空气配管24连接而成，设置于车辆的旋转系。此外，加减压部2经空气配管24、驱动轴11的空气通路111及轮毂的空气通路121与车轮4的空气通路44连接。加压泵21是导入外部空气来生成压缩空气的泵，与气箱23连接。阀装置22是开闭空气配管24的阀，配置在气箱23和驱动轴11的空气通路111之间。气箱23是储蓄压缩空气的箱，配置在加压泵21和阀装置22之间。此外，对于车轮4的空气通路 44在后面描述。 [0023] 压力传感器3是检测充气轮胎10的气室101的空气压力的传感器，设置于车轮4而与车轮4一同旋转。 [0024] 车轮4是安装充气轮胎10并设置于车辆的车辆用车轮，螺栓紧固于车辆的轮毂12而固定。对于该车轮4的详细结构在后面描述。 [0025] 控制部5是基于与充气轮胎10的目标空气压力相关的信号(例如，来自车辆用ECU(电子控制单元)或者搭载于车辆的专用的空气压力控制装置的信号)和来自压力传感器3的信号来驱动控制加减压部2的加压泵21及阀装置22的单元。该控制部5包括例如CPU(中央处理器)、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)等。此外，控制部5设置在车辆的静止系，分别与位于旋转系的加压泵21、阀装置22及压力传感器3电连接。由此，可确保控制部5、加压泵21、阀装置22及压力传感器3之间的信号传输路径，另外，可确保从位于车身的电池(省略图示)向加压泵21、阀装置22及压力传感器3的电力供给路径。 [0026] 例如，位于静止系的控制部5分别经由终端(terminal)、多组静止端子和旋转端子(省略图示)与位于旋转系的加压泵21、阀装置22及压力传感器3电连接。具体而言，终端及各静止端子设置于车辆的静止系。另外，各静止端子由环状的导体构成，在终端上排列而被支撑。另外，各旋转端子设置于车辆的旋转系。另外，各静止端子和各旋转端子经由集电环(slip ring)结构而连接为互相之间能滑动。由此，在车辆行驶时，可确保位于静止系的控制部5与位于旋转系的加压泵21、阀装置22及压力传感器3的电连接。 [0027] 此外，不限于上述内容，加压泵21、阀装置22及气箱23也可设置于作为静止系的车辆的车身(省略图示)。在该情况下，位于静止系的加压泵21、阀装置22及气箱23经由例如空气万向接头而与位于旋转系的各空气通路44、111、121连接。由此，可确保压缩空气从加压泵21向车轮4的空气通路44的流路。 [0028] 在该空气压力调整装置1中，在车辆行驶中，车辆用ECU(电子控制单元)或搭载于车辆的专用的空气压力控制装置(省略图示)将与充气轮胎10的目标空气压力相关的信号输入到控制部5。该目标空气压力根据车辆的行驶条件(例如，车速、行驶路、路面状况等)来适当设定。然后，控制部5基于与该目标空气压力相关的信号和来自压力传感器3的信号来驱动控制加减压部2的加压泵21和阀装置22。由此，充气轮胎10的空气压力被调整，车辆的行驶性能和/或燃料经济性提高。 [0029] 例如，在使充气轮胎10的空气压力增加的情况下，控制部5驱动加压泵21，并且使阀装置22打开。于是，加压泵21生成压缩空气并将其供给到气箱23，该压缩空气经由空气配管24、驱动轴11的空气通路111、轮毂12的空气通路121及车轮4的空气通路44而供给到充气轮胎10的气室101。然后，当气室101的实际空气压力成为目标空气压力时，控制部5使阀装置22关闭，并且使加压泵21停止。另一方面，在使充气轮胎10的空气压力减少的情况下，控制部5使阀装置22打开，并且使加压泵21停止。于是，气室101的空气经由车轮4的空气通路44、空气配管24、轮毂12的空气通路121及驱动轴11的空气通路111排出。然后，当气室101的实际空气压力成为目标空气压力时，控制部5使阀装置22关闭。由此，使充气轮胎10的空气压力增减而进行调整。 [0030] 此外，在图1的构成中，如上所述，气室101的空气经由加减压部2的阀装置22排出。但是，并不限于此，也可以将与加减压部2的阀装置22不同的排气用的阀装置(省略图示)设置于车轮4，并经由该阀装置将气室101的空气排出。 [0031] 另外，在图1的构成中，如上所述，压力传感器3设置在作为旋转系的车轮4，直接测定气室101的空气压力。该构成从故障安全防护的观点来看优选。但是，并不限于此，压力传感器3例如也可以配置在驱动轴11的空气通路111、轮毂12的空气通路121或车轮4的空气通路44(省略图示)。另外，例如在加减压部2设置于作为静止系的车辆的车身侧的构成(省略图示)中，压力传感器3也可以与加减压部2一同设置在静止系(省略图示)。在该构成中，向压力传感器3的电源供给变得容易。 [0032] 另外，空气压力调整装置1也可以具有以上述加减压部2、压力传感器3及车轮4为一组的多组单元(省略图示)。例如，在空气压力调整装置1应用于四轮机动车的情况下，将由加减压部2、压力传感器3及车轮4构成的单元分别设置在各车轮。另外，在车身设置的一个控制部5基于来自各压力传感器3的信号来分别驱动控制各加减压部2。由此，能够同时且相互独立地控制在各车轮安装的充气轮胎10的空气压力。 [0033] (车轮) [0034] 图2～图4是表示图1记载的车轮4的说明图。在这些图中，图2及图3分别表示车轮4的外侧的俯视图及内侧的俯视图，图4表示车轮4的X-X方向剖视图。 [0035] 车轮4具备轮辋部41、轮毂安装部42和连结部43(参照图2～图4)。该车轮4例如由铸造铝、锻造铝、树脂、树脂和铝的复合体等构成。特别地，在使用树脂的情况下，车轮4优选由含有增强短纤维的树脂构成，进一步优选树脂由热固化性树脂构成。 [0036] 轮辋部41具有环状结构，在左右的缘部具有凸缘411(参照图4)。充气轮胎10卡合于该凸缘411而安装于车轮4(参照图1)。另外，在充气轮胎10的膨胀状态下，在轮辋部41的外周面和充气轮胎10的内周面之间，形成气室101。 [0037] 轮毂安装部42具有环状结构，构成车轮4的旋转轴(参照图3及图4)。车轮4以该轮毂安装部42的内侧的端面为安装面而安装于车辆的轮毂12(参照图1)。另外，轮毂安装部42具有多个螺纹孔421，经由插入这些螺纹孔421中的螺栓(省略图示)而安装于车辆的轮毂12。 [0038] 连结部43是将轮辋部41和轮毂安装部42连结的部分，例如，由多个辐条431(参照图2)或单个盘(省略图示)构成。在连结部43由多个辐条431构成的情况下，优选配置4根以上的辐条431。例如，在图2～图4的构成中，车轮4是辐条车轮，连结部43具有呈放射状延伸的5根辐条431。 [0039] (车轮的空气通路) [0040] 另外，该车轮4具有贯穿连结部43而分别在轮辋部41的外周面和轮毂安装部42的安装面开口的空气通路44(参照图3及图4)。 [0041] 该空气通路44构成将空气压力调整装置1的加减压部2和充气轮胎10的气室101连接的空气通路的一部分(参照图1)。另外，空气通路44兼用作空气从加减压部2向气室101的导入路(充气轮胎10的空气压力的增压时)和空气从气室101向外部的排出路(充气轮胎10的空气压力的减压时)这双方。因此，在轮辋部41的外周面的空气通路 44的开口部，没有配置单向阀，空气能够双向流通。 [0042] 此外，在连结部43由多个辐条431构成的结构(参照图3)中，优选在这些辐条431的内部形成空气通路44。此时，通过使多个辐条431具有空气通路44，能够适当确保需要的流路截面积。另一方面，在连结部43由盘构成的情况下(省略图示)，在该盘的内部形成空气通路44。 [0043] 例如，在图2～图4的构成中，车轮4的连结部43由5根辐条431构成，这些辐条431分别具有相互独立的空气通路44(参照图3)。具体而言，通过使各辐条431具有中空结构，从而在其内部分别具有空气通路44。此外，各空气通路44分别在轮辋部41的外周面中轮辋部41的外侧的凸缘411的根部开口(参照图4)。此时，各空气通路44配置为其开口部的朝向从轮辋部41的外侧朝向内侧、并且开口部的缘部沿着轮辋部41的外周面。由此，各空气通路44构成为从各空气通路44导入气室101内的空气沿轮辋部41的外周面流动。 [0044] 另外，在轮毂安装部42的安装面，各辐条431的空气通路44分别开口(参照图3)。另外，形成有用于将轮毂安装部42螺栓紧固在车轮的轮毂12的螺纹孔421。另外，空气通路44的开口部的数量和螺纹孔412的数量相同。另外，这些空气通路44的开口部和螺纹孔421绕轮毂安装部42的旋转轴交替且等间隔地配置。 [0045] 图5是表示图1记载的车轮4的说明图。该图示出图3记载的车轮4的空气通路44的轮辋部41侧的开口部的Y向剖视图(实线部)和Z向剖视图(虚线部)。 [0046] 如上所述，在图3和图4的构成中，空气通路44在轮辋部41的外周面具有多个开口部。此时，优选各空气通路44的开口部具有互不相同的截面形状。由此，起因于空气通路44的设置的气柱共鸣声音的频率被分散，可降低噪音等级。 [0047] 例如，在图5的构成中，各空气通路44的开口部配置为具有互不相同的开口截面积以及管长，并且其开口方向互不相同。此时，车轮4的外侧的壁面形状没有变化，通过改变轮辋部41的内部形状及连结部43的内侧的壁面形状，从而使各空气通路44的开口部具有互不相同的截面形状。另一方面，通过将各空气通路44的流路截面积的最小值设定为一定，各空气通路44的流量被设定为相同。 [0048] 另外，优选空气通路44的流路截面积S处于100[mm2]≤S≤3000[mm2]的范围内。具体而言，优选，加减压部2的阀装置22的开阀时的流路截面积、驱动轴11的空气通路111的流路截面积、轮毂12的空气通路121的流路截面积以及空气通路44的流路截面2 2 积S皆处于100[mm]以上且3000[mm]以下的范围内。另外，更加优选这些流路截面积处 2 2 2 2 于120[mm]以上且2500[mm]以下的范围内，进一步优选处于150[mm]以上且2000[mm]以下的范围内。由此，各空气通路的流路截面积被适当化。 [0049] 另外，在上述构成中，优选轮毂安装部42的安装面的径向宽度A处于2 2 35[mm]≤A≤100[mm]的范围内(参照图3)。另外，更加优选径向宽度A处于 2 2 2 2 37[mm]≤A≤90[mm]的范围内，进一步优选处于40[mm]≤A≤80[mm]的范围内。 [0050] 另外，优选轮毂安装部42的安装面处的螺纹孔421的间距圆直径B处于2 2 100[mm]≤B≤280[mm]的范围内(参照图3)。此外，更优选间距圆直径B处于 2 2 2 2 110[mm]≤B≤260[mm]的范围内，进一步优选间距圆直径B处于115[mm]≤B≤240[mm]的范围内。 [0051] 另外，优选轮毂安装部42的安装面的直径C处于140[mm2]≤C≤300[mm2]的范2 2 围内(参照图3)。另外，更优选直径C处于145[mm]≤C≤280[mm]的范围内，进一步优 2 2 选直径C处于150[mm]≤C≤260[mm]的范围内。 [0052] 这些尺寸A～C通常由轮毂安装部42和车辆的轮毂12的关系规定。通过使这些尺寸A～C处于上述范围内，可适当地确保轮毂安装面42的安装面处的空气通路44的开口部以及螺纹孔421的配置区域。另外，能够使轮毂安装部42和车辆的轮毂12的关系适当化。 [0053] (车轮的空气连接阀) [0054] 图6是表示图3记载的车轮4的空气连接阀45的轴向剖视图。该图示出空气连接阀45打开的状态。图6的结构是一个例子，并不限定于此。 [0055] 该车轮4在空气通路44的轮毂安装部42侧的开口部具备空气连接阀(空气连接器(air coupler))45(参照图3、图4及图6)。 [0056] 如图6所示，该空气连接阀45具有插头部451、插座部452和阀体453。插头部451和插座部452具有较短的管状结构。此外，插头部451能够进退移位地插入插座部452中，而且经由螺旋弹簧而能够在轴向上弹性移位。另外，在空气连接阀45的内部，通过插头部451及插座部452的管状结构，形成空气通路454。在该空气通路454，形成使插头部451及插座部452的内径缩小而成的缩径部455。阀体453是开闭该空气通路454的阀体，介于插头部451和插座部452的双方并能够在轴向上进退移位。该阀体452通过与空气通路 454内的缩径部455卡合来将空气通路454密封(省略图示)。另外，阀体453通过从缩径部455离开来将空气通路454打开(参照图6)。该空气连接阀45配置为插头部451(或插座部452)嵌入空气通路44的轮毂安装部42侧的开口部而固定，并且插座部452(或插头部451)从轮毂安装部42的安装面突出。 [0057] 在该空气连接阀45中，在车轮4安装于车辆的轮毂12的状态下(参照图1)，插头部451与轮毂12抵接，从而插头部451被压入插座部452(参照图6)。在该状态下，阀体453从缩径部455离开而使空气连接阀45打开。于是，车轮4的空气通路44的轮毂安装部42侧的开口部打开，空气通路44连通。由此，变得能够从加减压部2向充气轮胎10的气室101供给压缩空气，或者能够从气室101向外部排出空气。 [0058] 另一方面，在车轮4从车辆的轮毂12卸下的状态下(参照图4)，插头部451被从插座部452推出而在轴向上移位，阀体453向插头部451及插座部452的缩径部455施力(省略图示)。在该状态下，阀体453与缩径部455卡合，空气连接阀45关闭。于是，空气通路44的轮毂安装部42侧开口部被密封，空气通路44被切断。由此，例如，在使充气轮胎10膨胀而向车辆安装时，能够保持在充气轮胎10中填充有空气的状态地搬运充气轮胎10和车轮4的组装体。 [0059] 此外，在图3的构成中，车轮4的5根辐条431分别具有相互独立的空气通路44，在各空气通路44的轮毂安装部42侧的开口部分别配置有空气连接阀45。另外，在1个空气通路44的开口部配置有2个空气连接阀45。由此，既能确保空气连接阀45的功能，又能确保空气通路44的流路截面积。 [0060] (效果) [0061] 如以上说明那样，该车轮4通过将轮辋部41和轮毂安装部42经由连结部43连结而成(参照图2～图4)。另外，车轮4将充气轮胎10安装在轮辋部41，并且通过轮毂安装部42而安装于车轮的轮毂12(参照图1)。另外，车轮4具备贯穿连结部43而分别在轮辋部41的外周面和轮毂安装部42的安装面开口的空气通路44。 [0062] 在该构成中，在使充气轮胎10的空气压力增加的情况下，车轮4的空气通路44成为空气从外部(空气压力调整装置1的加减压部2)向气室101的导入路，在使充气轮胎10的空气压力减小的情况下，车轮4的空气通路44成为空气从气室101向外部的排出路(参照图1)。由此，在连结部43的内部形成能够双向流通的空气通路44，所以与在车轮的外部配置空气通路用的配管的构成(省略图示)相比，具有能简化车轮4的构成的优点。 [0063] 另外，该车轮4具备相互独立的多个空气通路44(参照图3)。由此，在任意空气通路44变为了不通的情况下，也能够经由其他的空气通路44使空气流通，因此具有能实现故障安全防护功能的优点。 [0064] 另外，该车轮4具备在车轮4安装于车辆时将空气通路44打开并且在车轮4的单体时将空气通路44关闭的空气连接阀(空气连接器)45(参照图1、图3、图4及图6)。在该构成中，在车轮4安装于车辆的轮毂12的状态下(参照图1)，空气通路44连通，具有能够从加减压部2向充气轮胎10的气室101供给压缩空气的优点，或者具有能够从气室101向外部排出空气的优点。另一方面，在车轮4从车辆的轮毂12卸下的状态下(参照图4)，空气通路44被切断，因此例如在使充气轮胎10膨胀而向车辆安装时，具有能够保持在充气轮胎10中填充有空气的状态地搬运充气轮胎10及车轮4的组装体的优点。 [0065] 另外，在车轮4中，连结部43具有辐条431，并且在该辐条431的内部具有空气通路44(参照图3及图4)。由此，具有能够不损害车轮4的外观地形成空气通路44的优点。 [0066] 另外，在车轮4中，连结部43具有盘，并且在盘的内部具有空气通路44(省略图示)。由此，具有能够不损害车轮4的外观地形成空气通路44的优点。 [0067] 另外，在车轮4中，轮毂安装部42具有多个螺纹孔421并且经插入螺纹孔421中的螺栓(省略图示)安装于车辆的轮毂12(参照图1)。另外，连结部43具有多个空气通路44。另外，在轮毂安装部42的安装面，螺纹孔421和空气通路44的开口部绕轮毂安装部42的旋转轴交替配置(参照图3)。在该构成中，螺纹孔421和空气通路44的开口部绕轮毂安装部42的旋转轴交替配置，因此能够适当地确保轮毂安装部42的刚性，还具有轮毂安装部42的螺栓紧固作业变容易的优点。 [0068] 此外，在该车轮4中，空气通路44在轮辋部41的外周面具有多个开口部(参照图3)，而且这些开口部具有互不相同的截面形状(参照图5)。由此，起因于空气通路44的设置的气柱共鸣声音的频率被分散，存在降低噪音等级的优点。 [0069] 另外，在该车轮4中，空气通路44的流路截面积S处于100[mm2]≤S≤3000[mm2]的范围内(参照图3)。由此，具有使空气通路44的流路截面积S适当化的优点。即，通过2 设为100[mm]≤S，能适当地确保空气相对于充气轮胎10的供给量及排出量，因此具有能 2 够迅速进行充气轮胎10的空气压力控制的优点。此外，通过设为S≤3000[mm]，具有能够防止车轮4的大型化的优点。 [0070] 另外，在该 车轮4中，轮毂 安装部42的 安装面的径 向宽度A处 于2 2 35[mm]≤A≤100[mm]的范围内(参照图3)。由此，具有能够使轮毂安装部42的安装面的径向宽度A适当化的优点。 [0071] 另外，该空气压力调整装置1具备：上述任一项记载的车轮4；与该车轮4的空气通路44的轮毂安装部42侧的开口部连接并且使安装于车轮4的充气轮胎10的空气压力增加或减小的加减压部2；检测充气轮胎10的空气压力的压力传感器3；和基于该压力传感器3的输出信号来驱动控制加减压部2的控制部5(参照图1)。 [0072] 在该构成中，在使充气轮胎1的空气压力增加的情况下，车轮4的空气通路44成为空气从加减压部2向气室101的导入路，在使充气轮胎10的空气压力减小的情况下，车轮4的空气通路44成为空气从气室101向外部的排出路。这样，在连结部43的内部形成能够双向流通的空气通路44，因此与在车轮的外部配置空气通路用的配管的构成(省略图示)相比，具有能简化空气压力调整装置1的构成的优点。 [0073] 附图标记说明： [0074] 1 空气压力调整装置 2 加减压部 21 加压泵 22 阀装置23 气箱24 空气配管 3 压力传感器 4 车轮 41 轮辋部411 凸缘 42 轮毂安装部 421 螺纹孔 43 连结部 431 辐条44 空气通路 45 空气连接阀 451 插头部 452 插座部 453阀体 454 空气通路 455 缩径部 5 控制部 10 充气轮胎101 气室 11 驱动轴 111 空气通路 12 轮毂 121 空气通路13 盘式制动器的转子 |
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