(57)【要約】【課題】タイヤを自己膨張させる自己膨張技術が組み込まれたタイヤアセンブリを提供する。【解決手段】自己膨張タイヤアセンブリは、タイヤキャビティと、それぞれ第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域へ延びる第１及び第２の側壁と、を有するタイヤを有する。タイヤアセンブリは、タイヤ内の通路と、通路内に配置されたポンプ４１と、を有する。ポンプ４１は、チューブと、互いに間隔をおいてチューブに取り付けられて複数のチューブ区間１１０を形成する複数のチェックバルブ５０と、を有する。チューブは、外気と流体的に連通する第１の端部４１ａ及びタイヤキャビティと流体的に連通する第２の端部４１ｂを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤキャビティと、それぞれ第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域へ延びる第１及び第２の側壁と、を有するタイヤと、
前記タイヤ内の通路と前記通路内に配置されたポンプとを有し、前記ポンプは、チューブと、互いに間隔をおいて前記チューブに取り付けられて複数のチューブ区間を形成する複数のチェックバルブと、を有し、前記チューブが外気と流体的に連通する第１の端部及び前記タイヤキャビティと流体的に連通する第２の端部を有することを特徴とする自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項２】
チェックバルブが前記チューブの前記第１の端部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項３】
チェックバルブが前記チューブの前記第２の端部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項４】
前記通路は前記側壁に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項５】
前記通路は環状であることを特徴とする、請求項１に記載の自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項６】
前記通路は前記トレッドに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項７】
タイヤキャビティと、それぞれ第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域へ延びる第１及び第２の側壁と、を有するタイヤと、
前記タイヤ内の通路と前記通路内に配置された第１及び第２のポンプとを有し、各々の前記ポンプは、チューブと、互いに間隔をおいて前記チューブに取り付けられて複数のチューブ区間を形成する複数のチェックバルブと、を有し、前記チューブが外気と流体的に連通する第１の端部及び前記タイヤキャビティと流体的に連通する第２の端部を有し、
前記第１のポンプは第１の流れの方向に揃えられた前記チェックバルブを有し、前記第２のポンプは、前記第１の流れの方向とは反対の第２の流れの方向に揃えられた前記チェックバルブを有する、ことを特徴とする自己膨張タイヤアセンブリ。
【請求項８】
前記第１及び第２のポンプは、同じ位置に配置されたそれぞれのチューブ入口を有する、請求項７に記載の自己膨張タイヤアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して自己膨張タイヤに関し、より詳細には、そのようなタイヤのためのポンプ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気の拡散は時間とともにタイヤ圧を低下させる。タイヤの自然な状態は膨張した状態である。したがって、ドライバはタイヤ圧を維持する作業を繰り返し行わなければならず、そうしなければ、ドライバは燃費及びタイヤの寿命が低下したり車両制動及びハンドリング特性が低下したりすることがわかるだろう。タイヤ圧が著しく低くなったときにドライバに警告を発するため、タイヤ圧モニタリングシステムが提案されている。しかしながら、このようなシステムは、要求された圧力へタイヤを再膨張させるよう警告が発せられたときに、依然としてドライバが改善作業を行うということに依存している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、ドライバの介入の必要なしに経時的なタイヤ圧の低下を補償するため、タイヤを自己膨張させる自己膨張技術をタイヤ内に組み込むことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一形態では、自己膨張タイヤアセンブリは、タイヤキャビティと、それぞれ第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域へ延びる第１及び第２の側壁と、を有するタイヤを有する。タイヤアセンブリは、タイヤ内の通路と、通路内に配置されたポンプと、を有する。ポンプは、チューブと、互いに間隔をおいてチューブに取り付けられて複数のチューブ区間を形成する複数のチェックバルブと、を有する。チューブは、外気と流体的に連通する第１の端部及びタイヤキャビティと流体的に連通する第２の端部を有する。
【０００５】
定義
タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面幅（ＳＷ）に対するタイヤの断面高さ（ＳＨ）の比に１００パーセントを掛け、百分率として表したものを意味する。
【０００６】
「非対称トレッド」は、タイヤの中心面すなわち赤道面ＥＰに関して対称的でないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。
【０００７】
「軸方向」は、タイヤの回転軸に平行な線又は方向を意味する。
【０００８】
「チェーファー」は、リムとの接触によってコードプライが摩耗したり切れたりしないように保護し、リム上方の湾曲を分散するためにタイヤビードの外側の周囲に配置される細長い材料細片を意味する。
【０００９】
「周方向」は、軸方向に対して直交する、環状のトレッドの表面の外周に沿って延びる線又は方向を意味する。
【００１０】
「赤道中心面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸に対して直交し、かつトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００１１】
「フットプリント」は、速度がゼロかつ標準荷重及び標準圧力の下でのタイヤのトレッドの接地面、すなわちタイヤのトレッドが平坦な表面と接触する領域を意味する。
【００１２】
「グルーブ」は、空気チューブを受け入れるような寸法及び構成を有する、タイヤに形成された細長い空隙領域を意味する。
【００１３】
「インボード側」は、タイヤをホイールに取り付け、ホイールを車体に取り付けたときに、タイヤの車体に最も近くなる側を意味する。
【００１４】
「横方向」は、軸方向を意味する。
【００１５】
「横方向縁部」は、タイヤが膨らんだ状態での標準荷重の下で測定した、軸方向に最も外側のトレッドの接地面すなわちフットプリントに接する線であり、赤道中心面に平行な線を意味する。
【００１６】
「正味接触面積」は、トレッドの全周にわたって両横方向縁部間で地面に接触するトレッド要素の合計面積を、両横方向縁部間のトレッド全体の総面積で割ったものを意味する。
【００１７】
「無指向性トレッド」は、好ましい前進方向をもたず、車体上の特定のホイール位置、すなわちトレッドパターンが確実に好ましい進行方向と一致する位置に位置決めされることを必要とされないトレッドを意味する。逆に、指向性トレッドパターンは特定のホイール位置に位置決めを必要とする好ましい進行方向を有する。
【００１８】
「アウトボード側」は、タイヤをホイールに取り付け、ホイールを車体に取り付けたときに、タイヤの、車体から最も遠くなる側を意味する。
【００１９】
「蠕動（Peristaltic）」は、管状の通路に沿って、その中に入っている空気などの物質を推進させる波状の収縮による動作を意味する。
【００２０】
「半径方向」は、タイヤの回転軸に向かう、又はタイヤの回転軸から遠ざかる方向を意味する。
【００２１】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向グルーブと第２の周方向グルーブ又は横方向縁部とによって画定された、トレッド上にある周方向に延びるゴム細片であり、全深さグルーブによって横方向に分割されない細片を意味する。
【００２２】
「サイプ」は、トレッド表面を細分して摩擦力を向上させる、トレッド要素に彫り込まれた小スロットを意味し、タイヤのフットプリント上で開いた状態になっているグルーブとは対照的に、概して幅が狭く、タイヤのフットプリント上で閉じた状態になっている。
【００２３】
「トレッド要素」又は「摩擦要素」は、両隣にグルーブを有する形状によって画定されるリブ又はブロック要素を意味する。
【００２４】
「トレッドアーク幅」は、トレッドの両横方向縁部間で測定した、トレッドの円弧長を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ポンプアセンブリが搭載されたタイヤの側面図である。
【図２】図１に示すタイヤのビード領域の断面図である。
【図３】第１の実施形態のポンプアセンブリの断面図である。
【図４】第１の実施形態のポンプアセンブリを示す図である。
【図５Ａ】第１の実施形態のポンプアセンブリを説明する図である。
【図５Ｂ】このポンプアセンブリに搭載されるチェックバルブを示す図である。
【図５Ｃ】このポンプアセンブリに搭載されるチェックバルブを示す図である。
【図６】このポンプアセンブリを示す図である。
【図７】タイヤの回転中に、タイヤキャビティへポンプが作用しているときのタイヤの側面図である。
【図８】第２の実施形態のポンプアセンブリの断面図である。
【図９】第３の実施形態のポンプアセンブリを示す図である。
【図１０Ａ】第３の実施形態のポンプアセンブリに搭載されるチェックバルブを示す図である。
【図１０Ｂ】このチェックバルブ付近を示す断面図である。
【図１１】第３の実施形態のポンプアセンブリを示す図である。
【図１２】第３の実施形態のポンプアセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１及び図２を参照すると、本発明のタイヤアセンブリ１０はタイヤ１２及びポンプアセンブリ１４を含む。このタイヤは従来のタイヤリム１６に従来の方法で取り付けられる。このタイヤは、従来の構造であってよく、地面に係合するトレッド領域３８と、このトレッドからリム１６に取り付けられたビード領域３４へ延びている１対の側壁３２と、を有する。タイヤ及びリムは、圧縮空気を保持するタイヤキャビティ３０を取り囲む。
【００２８】
図１及び図２に示されているように、ポンプアセンブリ１４は、タイヤの側壁領域、好ましくはビード領域付近に配置された通路４３を有するポンプ４１を含んでいる。ポンプ４１の配置は特にビード領域３４及びリム表面２６付近に示されているが、それに限定されることなく、圧縮を受ける側壁又はトレッド内の任意の場所のように、タイヤの任意の領域に配置されていてよい。
【００２９】
通路４３は、タイヤ内、好ましくはタイヤの側壁内に形成されており、好ましくは環形状である。ポンプ４１は、プラスチック、シリコン、エラストマ又はゴム化合物のような弾性及び柔軟性のある材料からなるチューブ又はタイヤに予め成形されたチューブ形状からなり、外力を受けて平らな状態にチューブが変形し、そのような外力が除去されたときにもとの状態に戻るという繰り返しの変形サイクルに耐えることができる。このチューブは、ここで述べられている目的に十分な空気の量を実行的に通すために十分な直径を有し、上述したように、チューブをタイヤアセンブリ内の実施可能な位置に配置することができる。チューブは、楕円形又は玉形のような他の形状を利用することができるが、好ましくは、円形の断面形状を有する。
【００３０】
図４はポンプの組み立て方を例示している。ポンプは、好ましくは小型のチェックバルブ５０を受け入れる１つ又は複数の任意のポケット６２を含むチューブ６０から形成されていてよい。小型のチェックバルブは、好ましくはダックビルチェックバルブ（duckbill check valve）であるが、アンブレラバルブ（umbrella valve）やボールバルブ（ball valve）のような別のタイプのミニチェックバルブ（miniature check valve）を用いることもできる。チェックバルブ５０はチューブ６０内に挿入される。図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、ポケット６２が利用される場合、チェックバルブはそれぞれのポケット６２内に挿入される。チェックバルブ５０は、所望の間隔Ｌを隔てて互いに離れて配置される。距離Ｌは、約１２ｍｍから約１５０ｍｍの範囲であってよく、タイヤのサイズ及び許容荷重並びにタイヤの膨張限度に依存する。チェックバルブは同じ方向に揃えられている。図６に示されているように、任意のゴムのカバーストリップ６６が図５Ａ〜図５Ｃに示すアセンブリを覆ってもよい。
【００３１】
図３はポンプ４１に配置されたチューブ６０を例示している。ポンプ４１は、入口端部４１ａ及び出口端部４１ｂを有し、互いに距離Ｌを隔ててチューブに配置された複数のチェックバルブ５０を備える。入口端部４１ａは外気の空気と流体的に連通している。チューブの出口端部はタイヤキャビティ３０と流体的に連通している。図示されたように、入口端部４１ａと出口端部４１ｂは、約３３０°〜３６０°の範囲で離れている。図８に示す２つの１８０度のポンプのように他のバリエーションも利用できるし、２７０°のような別の角度（不図示）のバリエーション等も利用できる。ポンプの出口端部４１ｂは、タイヤキャビティと流体的に連通するようにタイヤキャビティ内へ延びている。この出口端部は、キャビティからの空気がポンプ４１内へ逆流することを防ぐ任意のチェックバルブ４５をさらに含んでいてよい。
【００３２】
図７及び図３から理解できるように、タイヤが回転方向８８に回転すると、地表面９８に対してフットプリント１００が形成される。フットプリント１００からタイヤの内部の方へ向けて圧縮力１０４が作用し、ポンプ４１の区間１１０を平らにする。ポンプ４１の区間１１０を平坦にすることで、空気は、矢印８４で示された方向へ、平坦化された区間１１０からチェックバルブ５０を通って隣接する区間１１０’内に押し込まれる。チェックバルブ５０は、各チューブ区間において空気の逆流（反時計回り）を防止する。
【００３３】
タイヤが回転方向８８に回転し続けると、ポンプのチューブ４１は区間１１０，１１０’，１１０’’ごとに順番に平坦に、すなわち押しつぶされていく。ポンプのチューブ４１が区間ごとに順次平坦になることにより、平坦化された区間の空気が方向８４に沿ってポンプの出口まで送られ、それからタイヤキャビティ内に送り込まれる。押しつぶされ又は平坦化された区間は、タイヤの回転方向８８とは反対の時計回りに段階的に前進することが分かる。区間１１０がフットプリント１００から離れて移動したとき、フットプリント領域からタイヤ内への圧縮力が除去され、区間１１０は自由に平らでない状態へ弾力的に戻り、区間１１０には入口端部からの空気が最充填される。上記のサイクルは、タイヤの回転ごとに繰り返され、その結果、回転ごとにタイヤキャビティ内に空気が送り込まれる。たとえ、タイヤの回転方向８８が方向８４と同じであったとしても、ポンプ４１は若干低いポンプ効率で方向８４へ向けて同様のポンプ動作（流れの方向を制御するチェックバルブによる双方向ポンプ作用）を行うであろう。
【００３４】
図８は、第２の実施形態の第１及び第２のポンプアセンブリ１００，１１０をそれぞれ例示している。第１及び第２のポンプアセンブリは、１８０°のポンプ１００，１１０で構成される。各ポンプ１００，１１０は、複数のチェックバルブ５０が取り付けられたチューブ６０を有する。ポンプ１００は、タイヤの回転方向とは反対の時計回りに流体を流すことができる向きに配置された複数のチェックバルブを有する。これらのチェックバルブは、流体がタイヤの回転方向に流れることを防止する。ポンプ１１０は、ポンプ１００の入口端部１００ａに隣接して配置された入口端部１１０ａを有する。入口端部１００ａ，１１０ａは、それぞれ外気の空気と流体的に連通している。ポンプ１１０は、タイヤの回転方向と同じ反時計回り方向に流体を流すことができる向きに配置されたチェックバルブ５０を有する。好ましくは、チェックバルブ５０は、チューブの入口端部１００ａ，１１０ａ及び出口端部１００ｂ，１１０ｂに配置される。チェックバルブ５０は、タイヤキャビティからチューブ１００，１１０内への逆流を防止する。チューブの出口端部１００ｂ，１１０ｂは、好ましくは同じ場所に位置しており、それぞれがタイヤキャビティ３０と流体的に連通している。
【００３５】
第２の実施形態の第１及び第２のポンプアセンブリ１００，１１０は上述したポンプ４１の作用と同様に動作する。タイヤが反時計回りに回転するとき、ポンプ１００内の空気は、フットプリントのところでチューブを押しつぶすタイヤから時計回りに押し出される。空気は、ある区間１２０からチェックバルブ５０を通って隣接する区間内へ押し込まれる。タイヤが回転し続けると、空気は、チェックバルブ５０と区間１２０を通ってチューブの出口に達するまで運ばれる。この空気は、タイヤキャビティ内に押し込まれ、タイヤに充填される。第２のポンプ１１０が動作してタイヤが回転するとき、２段落前で既に説明したように、若干低いポンプ効率でポンプ動作が生じるであろう。この実施形態のアセンブリは、タイヤの回転方向又は取付方向に関わらず、同じポンプ効率を提供する。
【００３６】
第３の実施形態のポンプアセンブリ３００が図９，図１０Ａ，図１０Ｂ，図１１，図１２に示されている。ポンプアセンブリ３００は複数のチューブ部分３１０を含んでいる。複数のベース３２０がチューブ部分の間に置かれている。各ベース３２０は、少なくとも２つの穴３２２，３２４、好ましくは３つの穴３２２，３２４，３２６を除き、断面視で中実である。チェックバルブ３４０は穴３２２，３２６を覆うように配置された円形部分３４４を有する。複数のチューブ部分は、チェックバルブを収容するベース３２０で互いに連結されており、すべてのチェックバルブが図１１に示すように同じ方向に揃えられている。任意のカバーストリップが、図１２に示すように、チューブ、ベース及びチェックバルブアセンブリを覆って塗布されていてよい。
【００３７】
本明細書に提供された本発明の説明に照らして、本発明の変形態様が可能である。本発明を説明するためにいくつかの代表的な実施形態及び詳細な説明を示したが、本発明の範囲を逸脱することなく、これらに様々な変更及び修正を加えてもよいことは当業者にとって明らかであろう。したがって、上述の具体的な実施形態には、以下に添付する特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲に含まれる様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３８】
１０    タイヤアセンブリ
１２    タイヤ
１４    ポンプアセンブリ
１６    タイヤリム
３０    タイヤキャビティ
３２    側壁
３４    ビード領域
３８    トレッド領域
４１    ポンプ
４１ａ    入口端部
４１ｂ    出口端部
４３    通路
４５    チェックバルブ
５０    チェックバルブ
６０    チューブ
６２    ポケット
６６    カバーストリップ
１００ａ，１１０ａ    入口端部
１００ｂ，１１０ｂ    出口端部
３００    ポンプアセンブリ
３２０    ベース
３２２，３２４，３２６    穴
３４０    チェックバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014080186.tif 000013
【図１０Ａ】
2014080186.tif 000014
【図１０Ｂ】
2014080186.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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