(57)【要約】      （修正有）【課題】運転者の介入を必要とせずに、時間経過とともにタイヤ圧力が低下するのを補償するために、タイヤを自己膨張させる。【解決手段】空気維持タイヤと空気ポンプの組立体が、タイヤと、タイヤの壁部内の管状の空気通路と、空気通路を複数の通路セグメントに分ける逆止弁装置３４を含む。空気通路は入口部３０と出口部３２を有し、タイヤの回転時にセグメント毎に閉じる。逆止弁装置３４は弁ゲートを有し、弁ゲートは、開いた位置で、加圧された空気を上流側の通路セグメントから逆止弁本体を通って下流側の通路セグメントへ通過可能にし、閉じた位置で、空気が下流側の通路セグメントから逆止弁本体を通って上流側の通路セグメントへ通過するのを妨げる。加圧された空気は、逆止弁装置３４を通って、空気通路の入口部３０から出口部３２に向かって一方向に流れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド領域と前記トレッド領域から延びている第１および第２のサイドウォールとを有するタイヤと、
タイヤの壁部の屈曲領域内に封入された細長い管状の空気通路であって、前記空気通路は、前記空気通路内への空気の流入を可能にするように作用可能な入口部と、前記入口部から離れて位置し、加圧された空気を前記空気通路から出すように作用可能な出口部と、を有し、前記空気通路は、回転する前記タイヤのフットプリントに対向して前記タイヤの壁部の前記屈曲領域が回転するときに前記屈曲領域から導かれた力を受けてセグメント毎に閉じ、前記空気通路は軸方向の前記空気通路内に配置されている少なくとも１つの逆止弁装置を有する、前記空気通路と、
前記空気通路を上流側の通路セグメントと下流側の通路セグメントとに分ける前記逆止弁装置であって、前記逆止弁装置は、前記空気通路を実質的に占有するように作用可能な外形寸法および構造を有し、前記逆止弁装置は、開いた位置において、加圧された空気が前記上流側の通路セグメントから逆止弁本体を通って前記下流側の通路セグメントへ一方向に通過するのを可能にするように作用可能な弁ゲートを有しており、前記弁ゲートは、閉じた位置において、空気が前記下流側の通路セグメントから前記逆止弁本体を通って前記上流側の通路セグメントへ通過するのを妨げる、前記逆止弁装置と、を含み、
加圧された空気の前記逆止弁装置を通る流れは、細長い前記空気通路の前記入口部から前記空気通路の前記出口部に向かって前記空気通路に沿って、軸方向の一方の向きに延びている
空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項２】
前記空気通路に沿って互いに離れて位置し、前記空気通路を複数の前記通路セグメントに分けている複数の前記逆止弁装置を含み、前記逆止弁装置の各々は、前記空気通路内から前記出口部に向かって開き、加圧された空気が前記入口部から前記出口部へ一方向に流れるのを可能にするように作用可能である、請求項１に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項３】
前記空気通路は、前記タイヤの１つの前記サイドウォール内の溝内に取り付けられた細長い可撓性の空気チューブの内側の軸方向通路を含む、請求項２に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項４】
前記逆止弁装置の各々は、前記空気通路内に緊密に受け入れられて嵌合している管状の本体を含み、それによって、前記空気通路を形成している前記サイドウォールは、前記管状の本体に係合し、前記管状の本体に半径方向に向いた圧縮力を加えて、前記空気通路内の好ましい位置に前記管状の本体を保持する、請求項２に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項５】
前記管状の本体は、前記サイドウォールの通路に係合して前記空気通路内の好ましい位置に前記管状の本体を保持する、外側に向いた少なくとも１つの保持用鉤状部を含む、請求項４に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項６】
前記管状の本体は、可撓性の膜部材を収容しており、加圧された空気が前記膜部材の一方の側から前記膜部材を通過するのを可能にするように、スリットに沿って開く動作が可能である、請求項４に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項７】
前記空気通路は、可撓性材料からなる空気チューブを貫通する軸方向通路を含み、前記空気チューブは、前記入口部と前記出口部の間を連続的に延びている、請求項４に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項８】
前記空気通路は、複数の空気チューブセグメントから形成されている、複数のセグメントに分かれた細長い可撓性の空気チューブを含み、少なくとも１つの前記逆止弁装置は、前記空気通路の内部から両端部において、隣り合う１対の空気チューブセグメントの間に位置して前記１対の空気チューブセグメントを接続している、請求項４に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項９】
前記空気通路は、可撓性材料からなる細長い空気チューブを貫通する軸方向通路を含み、前記空気チューブは、前記入口部と前記出口部の間を連続的に延びており、前記組立体は、細長い前記空気チューブの前記空気通路内の、１つの前記逆止弁装置の位置を覆うように、前記空気チューブに外側から取り付けられたクランプカラーをさらに含む、請求項４に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１０】
複数の前記逆止弁装置が、前記空気通路に沿って実質的に等しい間隔をおいて互いに離れて位置している、請求項４に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１１】
トレッド領域と前記トレッド領域から延びている第１および第２のサイドウォールとを有するタイヤと、
タイヤの壁部の屈曲領域内に封入された細長い管状の空気通路であって、前記空気通路は、前記空気通路内への空気の流入を可能にするように作用可能な入口部と、前記入口部から離れて位置し、加圧された空気を前記空気通路から出すように作用可能な出口部と、を有し、前記空気通路は、回転する前記タイヤのフットプリントに対向して前記タイヤの壁部の前記屈曲領域が回転するときに前記屈曲領域から導かれた力を受けてセグメント毎に閉じ、前記空気通路は、軸方向の前記空気通路内に前記空気通路に沿って互いに離れて配置され前記空気通路を複数の空気通路セグメントに分けている複数の逆止弁装置を有する、前記空気通路と、
前記空気通路を実質的に占有するように作用可能な外形寸法および構造を有する逆止弁装置であって、前記逆止弁装置の各々は、開いた位置において、加圧された空気が上流側の通路セグメントから逆止弁本体を通って下流側の通路セグメントへ一方向に通過するのを可能にするように作用可能な弁ゲートを有しており、前記弁ゲートは、閉じた位置において、空気が前記下流側の通路セグメントから前記逆止弁本体を通って前記上流側の通路セグメントへ通過するのを妨げる、前記逆止弁装置と、を含み、
加圧された空気の前記逆止弁装置を通る流れは、細長い前記空気通路の前記入口部から前記空気通路の前記出口部に向かって前記空気通路に沿って、軸方向の一方の向きに延びている
空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１２】
前記空気通路は、前記タイヤの１つの前記サイドウォール内の溝内に取り付けられた、可撓性材料からなる細長い可撓性の空気チューブの内側の軸方向通路を含む、請求項１１に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１３】
前記逆止弁装置の各々は、前記空気通路内に緊密に受け入れられて嵌合している管状の本体を含み、前記空気通路を形成している前記通路のサイドウォールは、前記管状の本体に係合し、前記管状の本体に半径方向に向いた圧縮力を加えて、前記空気通路内の好ましい位置に前記管状の本体を保持する、請求項１１に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１４】
前記管状の本体は、可撓性の膜部材を収容しており、加圧された空気が前記膜部材の一方の側から前記膜部材を通過するのを可能にするように、スリットに沿って開く動作が可能である、請求項１３に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１５】
前記管状の本体は、前記サイドウォールの通路に係合して前記空気通路内の好ましい位置に前記管状の本体を保持する、外側に向いた少なくとも１つの保持用鉤状部を含む、請求項１３に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１６】
前記空気チューブは、実質的に前記タイヤの１つの前記サイドウォールに沿う１８０度の弓状路となるように延びている、請求項１３に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１７】
前記空気チューブは、実質的に前記タイヤの１つの前記サイドウォールを囲む３６０度の円形路となるように延びている、請求項１３に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【請求項１８】
少なくとも３つの前記空気通路セグメントを含む、請求項１１に記載の空気維持タイヤと空気ポンプの組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねタイヤ用の空気維持システムに関し、具体的には、タイヤの回転時にタイヤ内の空気圧を維持する空気ポンプ装置をタイヤに取り付けるようなシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気の拡散は、時間経過とともにタイヤ圧力を低下させる。タイヤは自然な状態では膨らんでいる。従って、運転者はタイヤの圧力を維持するように繰り返し作業しなければならず、そうしないと、燃費や、タイヤ寿命や、乗物の制動性能および操縦性能が低下する。タイヤ圧力が著しく低下したときに運転者に警告するタイヤ圧力の監視システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８１１３２５４号明細書
【特許文献２】米国特許第８０４２５８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなシステムは依然として、タイヤを推奨圧力まで再膨張させるように警告されたときに運転者が回復措置を行うことに依存している。従って、運転者の介入を必要とせずに、時間経過とともにタイヤ圧力が低下するのを補償するために、タイヤを自己膨張させる自己膨張機構をタイヤに組み込むことが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様では、空気維持タイヤと空気ポンプの組立体が、タイヤと、タイヤの壁部の屈曲領域内に封入された細長い管状の空気通路を含んでいる。空気通路は、空気通路内への空気の流入を可能にするように作用可能な入口部と、入口部から離れて位置し、加圧された空気を空気通路から出すように作用可能な出口部と、を有している。空気通路は、回転するタイヤのフットプリントに対向してタイヤの壁部の屈曲領域が回転するときに、屈曲領域から導かれた力を受けてセグメント毎に閉じる。互いに離れて位置する多数の逆止弁装置が、軸方向の空気通路内に軸方向の空気通路に沿って配置され、空気通路を多数の通路セグメントに分けている。各逆止弁装置は、空気通路を実質的に占有するように作用可能な外形寸法および構造を有している。膜などの弁ゲートが、加圧された空気が上流側の通路セグメントから逆止弁本体を通って下流側の通路セグメントへ一方向に通過するのを可能にする。弁ゲートは、閉じた位置において、空気が下流側の通路セグメントから逆止弁本体を通って上流側の通路セグメントへ逆方向に通過するのを妨げる。
【０００６】
他の態様では、空気通路は、タイヤのサイドウォール内に一体的に形成された通路として、または硬化後の工程でタイヤに組み込まれた可撓性の空気チューブによって生じさせられた軸方向通路として構成されてもよい。
【０００７】
他の態様によると、各逆止弁装置は、空気通路内に緊密に受け入れられた管状の本体として構成され、管状の本体は、空気通路内の好ましい位置に管状の本体を固定する、外側に突出する保持用鉤状部を有している。管状の本体は、弁ゲートとして働く可撓性の膜部材を収容している。膜は、加圧された空気を逆止弁装置の一方の側から反対側に送るのを可能にするように、スリットに沿って開く。
【０００８】
他の態様では、複数の逆止弁装置が、入口部と出口部の間を延びている連続する空気通路に沿って互いに離れて位置し、または、複数の空気チューブセグメントを、接合型の逆止弁構造となるように一つに連結するように働く。
【０００９】
［定義］
タイヤの「アスペクト比」は、断面幅（ＳＷ）に対する断面高さ（ＳＨ）の比を意味し、１００倍して百分率で表している。
【００１０】
「非対称トレッド」は、タイヤの中心面または赤道面ＥＰを中心として対称でないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。
【００１１】
「軸方向」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【００１２】
「チェーファー」は、タイヤビードの外面の周りに配置され、コードプライを、リムから受ける摩耗および切断から保護し、リム上で撓みを分散させる材料の細いストリップである。
【００１３】
「周方向」は、軸方向に垂直な、環状のトレッドの表面の周縁部に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１４】
「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に直交しトレッドの中心を通過する平面を意味する。
【００１５】
「フットプリント」は、タイヤトレッドの、速度が０で標準の荷重および圧力の下で平坦な面に接触する部分または領域を意味する。
【００１６】
「溝」は、トレッド内の細長い空隙領域を意味し、トレッドの周りを周方向または横方向に、直線的、曲線的、またはジグザグに延びていてよい。周方向に延びる溝と横方向に延びる溝は、共通部分を有する場合がある。「溝幅」は、溝または溝部が占めるトレッド表面積を、その溝または溝部の長さで割った値に等しい。従って、溝幅は、長さ全体にわたっての平均幅である。タイヤ内で、溝は深さが変化してもよい。溝の深さはトレッドの外周の周りで変化してもよく、タイヤ内で、１つの溝の深さが一定であるが、他の溝の深さとは変わっていてもよい。このように幅の狭い溝や広い溝の深さが、交差する周方向の広い溝と比べて大幅に浅くなっていると、それらが含まれるトレッド領域内でリブ形状を維持しようとする「タイバー」を形成するとみなされる。
【００１７】
「車内側」は、タイヤがホイールに装着されホイールが乗物に装着された時に、タイヤの、乗物に最も近い側を意味する。
【００１８】
「横方向」は軸方向を意味する。
【００１９】
「横方向縁部」は、標準的な荷重およびタイヤ膨張の下で測定された、軸方向で最も外側のトレッドの接触部分またはフットプリントに接する線を意味し、その線は赤道面に平行である。
【００２０】
「正味接触面積」は、トレッドの外周全体の周りで横方向縁部同士の間の、地面に接触するトレッド要素の総面積を、横方向縁部同士の間のトレッド全体の総面積で割った値を意味する。
【００２１】
「非方向性トレッド」は、前進に好ましい方向が無く、トレッドパターンを走行に好ましい方向に確実に向けるために特定のホイール位置で乗物に配置する必要が無いトレッドを意味する。逆に、方向性トレッドパターンは、特定のホイール位置を必要とする好ましい走行方向を持っている。
【００２２】
「車外側」は、タイヤがホイールに装着されホイールが乗物に装着された時に、タイヤの、乗物から一番離れた側を意味する。
【００２３】
「蠕動」は、内包した物質、例えば空気を管状の経路に沿って押し進める波状の収縮による動作を意味する。
【００２４】
「半径方向」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かって、またはタイヤの回転軸から離れる方向を意味する。
【００２５】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝と、そのような２つめの溝または横方向縁部によって形成されている、トレッド上の、周方向に延びるゴムのストリップを意味する。このストリップは、最大深さの溝によって分割されることはない。
【００２６】
「サイプ」は、トレッド表面を細分しトラクションを向上させる、タイヤのトレッド要素内に形成された小さなスロットを意味する。サイプは、概ね幅が狭く、タイヤのフットプリント内で開いたままである溝とは対照的に、タイヤのフットプリント内で閉じる。
【００２７】
「トレッド要素」または「トラクション要素」は、溝に隣接する形状を有することで定義されるリブまたはブロック要素を意味する。
【００２８】
「トレッド弧幅」は、トレッドの横方向縁部同士の間で測定されたトレッドの弧の長さを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】タイヤと空気ポンプシステムの組立体の斜視図である。
【図２】１８０度の蠕動チューブと、所定の位置にある多数の逆止弁とを備えたタイヤの側面図である。
【図３】３６０度の蠕動チューブを備えた他の実施形態のタイヤの側面図である。
【図４】１８０度の蠕動チューブを２つ備えた他の実施形態のタイヤの側面図である。
【図５】蠕動チューブに挿入される前の逆止弁の斜視図である。
【図６】流れの「開いた」位置の逆止弁の断面図である。
【図７】流れの「閉じた」位置の逆止弁の断面図である。
【図８】膨張したチューブ内にロッドによって導入された逆止弁を示す部分断面図である。
【図９】膨張したチューブの所定の位置にロッドによって配置された逆止弁を示す部分断面図である。
【図１０】膨張したチューブ内にロッドによって導入された第２の逆止弁を示す部分断面図である。
【図１１Ａ】弁とチューブを覆うように配置される前の「開いた」位置のクランプの斜視図である。
【図１１Ｂ】「閉じた」位置のクランプの斜視図である。
【図１２】所定の位置に３つの弁を備えており、右側の弁が、意図された位置にクランプによって保持されているチューブの斜視図である。
【図１３】他の接合構造の逆止弁の斜視図である。
【図１４Ａ】接合構造の逆止弁の一端を覆う位置に進められてているチューブ端部を示す断面図である。
【図１４Ｂ】逆止弁の他端を覆う位置に進められてている第２のチューブ端部を示す断面図である。
【図１４Ｃ】２つのチューブが取り付けられた逆止弁を示す断面図である。
【図１５】図１４Ｂに示す工程の斜視図である。
【図１６】チューブを示す、図３の断面図である。
【図１７】チューブ内の逆止弁を示す、図３の断面図である。
【図１８】逆止弁とともに使用するのに適した蠕動チューブ構造の他の実施形態を示す図である。
【図１９】逆止弁とともに使用するのに適した蠕動チューブ構造の他の実施形態を示す図である。
【図２０】逆止弁とともに使用するのに適した蠕動チューブ構造の他の実施形態を示す図である。
【図２１】逆止弁とともに使用するのに適した蠕動チューブ構造の他の実施形態を示す図である。
【図２２】ＡＭＴヴァインポンプのセグメントの圧力を、距離（ｋｍ）に対する圧力として示すグラフである。
【図２３】圧縮比のヴァインポンプに対する影響を、距離に対するチャンバの圧力として示すグラフである。
【図２４】０．１５Ｌのチャンバを備えた、６つのセグメントからなるチューブにおける、セグメントの容積の影響を示すグラフである。
【図２５】セグメントの数の、チャンバの圧力に対する影響を示すグラフである。
【図２６】６つのセグメントからなるチューブ構造における、逆止弁の終端の容積の影響を示すグラフである。
【図２７】前進方向と後退方向のチューブの性能を対比するグラフである。
【図２８】前進動作のヴァインセグメントへの影響を示すグラフである。
【図２９】後退動作のヴァイン圧力への影響を示すグラフである。
【図３０】前進方向と後退方向のチャンバの圧力を対比するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の例を、添付の図面を参照して説明する。
【００３１】
図１を参照すると、（空気維持タイヤすなわちＡＭＴを構成する）タイヤと空気維持ポンプの組立体１０が、タイヤとヴァインポンプ（vein pump）の組立体２８を含んでいる。タイヤ内で用いられる蠕動ポンプの一般的な働きは、２００９年１２月１２日に共に出願されて２０１２年２月１４日と２０１１年１０月２５日にそれぞれ発行され、引用によって全体を援用する特許文献１および特許文献２に記載されている。このタイヤは、トレッド領域１４と、両ビード領域２２，２４からタイヤトレッド領域１４まで延びている１対のサイドウォール１６，１８とを有するように構成されている。このタイヤは、タイヤキャビティ２０を含んでいる。空気維持組立体は、環状通路２８を内包する細長い空気チューブ２６を含んでいる。チューブ４２は、合成樹脂またはゴム化合物などの弾性と可撓性を有するエラストマ材料と、繰り返される変形サイクルに耐え得る合成物とからなる。その変形サイクルでは、チューブが、外力を受けると平坦な状態になるように変形し、そのような外力が除かれると、断面が概ね円形である初期状態に戻る。チューブは、キャビティ２０内の空気圧を維持するのに十分な量の空気が動作可能に通過するために十分な直径を有している。チューブ２６は、図１に示す構成では１８０度の半円形の経路に従うように示している。しかし、後述するように、本発明を逸脱しない範囲で他の構成を採用してもよい。
【００３２】
空気維持ヴァインポンプ組立体は、空気チューブの対向する端部にそれぞれ位置して互いに約１８０度離れて位置する入口装置３０と出口装置３２とをさらに含む。出口装置３２は、Ｔ型スリーブがチューブ２６の一端部に連結されて出口導管が空気をチューブからタイヤキャビティ２０に導くＴ型構造を有する。入口装置３０も同様にＴ型構造を有し、チューブ２８の対向する端部に連結され、外気をチューブの通路内に取り入れる入口導管を有している。出口装置および入口装置の詳細は、既に認識されており本願に組み入れられる係属中出願に示されている。入口装置および出口装置の内部には、チューブ２６内への空気の取り込みとチューブからキャビティ２０内への空気の排出を制御する市販の適切な弁機構が配置されている。
【００３３】
図２から明らかなように、空気チューブ２６と入口装置３０と出口装置３２は、タイヤの複数のサイドウォールのうちの１つの中の、適切な相補的な形状の流路内に配置されている。タイヤが、図示されている回転方向に回転すると、図示しない地面に接するフットプリントが形成される。そのため、圧縮力がフットプリントからタイヤ内に向かって生じ、空気チューブ２６と通路２８のセグメントを平らにするように働く。タイヤがさらに回転すると、空気チューブと通路は順次平らにされ、空気が、図示されている方向７２に送られる。従って、チューブがセグメント毎に平らにされることで、空気が入口部からチューブの通路２８に沿って、加圧された空気が出口部からタイヤキャビティ内に向かうまで押し進められる。出口部における適切なチューブは、タイヤキャビティの圧力が推奨タイヤ圧以上になると、空気抜きを行う。図示されている１８０度の空気チューブ構造では、空気のポンプ動作はタイヤの半回転のあいだ生じる。
【００３４】
図３は、他の構成である３６０度の空気チューブを示している。この空気チューブは、空気がタイヤの３６０度の回転全体にわたって空気チューブに沿って方向７２に送られることを除いては、前記したのと同様に作用する。図４は、他の構成として、１８０度の蠕動チューブを２つ備えているタイヤを示している。図４の実施形態では、ポンプは、方向矢印で示されているタイヤの両回転方向に作用する。２つの空気チューブはそれぞれ、空気をタイヤキャビティ内に送るように各回転方向に動作する。
【００３５】
図５，６，７を参照すると、本発明では、複数の逆止弁３４がヴァインチューブ２６の通路２８内に組み込まれるように設けられている。逆止弁３４は、任意の適切な剛体または半剛体の材料からなる弁本体３６を含んでいる。弁本体３６は、丸みを帯びた前端リム３８を有している。外側に向いた保持リブすなわちフランジのアレイが、弁本体３６の表面に沿って互いに離れて位置している。各保持リブは、本体の背部に向いている。適切なエラストマ組成物からなる可撓性の膜部材４２が、弁本体３６の中央貫通通路内に組み込まれている。膜部材４２は、弁本体３６の屈曲端部フランジ４５，４７によって弁本体３６の内部に保持されている円筒状膜体を含んでいる。膜状のインサート４２は、スリットが貫通する中央突出ノーズ４６をさらに含んでいる。ノーズ４６は、加圧された空気を前進方向（図６）に流れさせることができるが空気が逆止弁を通って後退方向（図７）へ流れるのを阻止するゲートを形成している。
【００３６】
図８，９，１０は組立手順を示しており、この組立手順によると、多数の逆止弁３４を、可撓性のエラストマチューブ２６の軸方向の通路２８内に挿入することができる。多数の逆止弁３４は、加圧された空気が入口部３０から出口部３２へ前進方向に流れるのを容易にするが、その逆の方向への加圧された空気の逆流を防ぐような向きで、チューブ内の互いに離れているそれぞれの位置を占めるように構成されている。図８からわかるように、加圧された空気をチューブの通路２８内に注入し、それによってチューブが方向５６に径方向に拡張し、通路２８は一時的に大きくなるように、加圧空気源５２が配置されている。流れ５４が漏れるのを防ぐために、ストッパ５７がチューブの前端部内に挿入されている。通路２８内の逆止弁３４を配置すべき位置において、クランプカラー（clamping collar）がチューブ２６を覆うように取り付けられてチューブに径方向の力６０を加え、それによってこの位置でチューブが拡張するのを防いでいる。その後、膜ゲートがチューブ出口端部に向かって開いた状態で、逆止弁３４はチューブの開口端部内に挿入される。図９に示すように、ロッド６２は逆止弁３４を、拡張したチューブ２６を通って通路内の所望の位置に到達するまで押し進める。
【００３７】
それから、クランプカラー５８は取り外され、チューブ２６の軸方向長さの下流側の、第２の逆止弁６６を配置すべき位置に配置し直される。第２の逆止弁６６はチューブの開口端部に配置され、ロッド６２によって、直径方向に拡張したチューブを通って、チューブの通路２８内の第２の逆止弁のために意図された位置６５に押し進められる。図１０は、ロッド６２による第２の逆止弁６６の挿入動作を示している。前記した工程は、全ての逆止弁３４がチューブ２８内の所定の位置に置かれるまで繰り返される。加圧された空気の流れがチューブの通路からなくなると、チューブは半径方向に弾性的に縮小して、もともとの非拡張状態になる。そのため、半径方向に弾性的に縮小したチューブ２６は、配置された各逆止弁３４を保持し、逆止弁本体３６に半径方向の圧縮力を加えて通路２７内の意図された位置に逆止弁を保持する。チューブが半径方向に縮小することで、各逆止弁３４の円筒状の弁本体の側面にある保持フランジ、すなわち鉤状部（barb）４０は、通路２８を形成しているチューブの側壁に係合しており、それにより、チューブの半径方向に締め付ける力とともに逆止弁に作用して、逆止弁３４を意図された配置位置に保持する。図１２は、チューブの通路２８内に組み入れられている逆止弁を、拡張していない元々の直径のチューブと、通路２８を形成しているチューブの側壁に係合している各弁本体３６の保持フランジ４０とともに示している。図１１Ａ，１１Ｂを参照すると、多数の二次保持クランプ６８は、各々が円筒状カラーの形態であって、逆止弁３４が配置されたチューブに沿ってそれぞれの位置を覆うように配置できる。クランプ６８は、合成樹脂または金属などの可撓性材料から形成されている。クランプ６８は、各クランプを介してチューブを受け入れるのを容易にするように開く。次に、クランプ６８は閉じて円形状になり、重なり合うロックフランジ７０が各フランジを、チューブを覆う閉じた円形状に保持するように係合する。クランプ６８を貫通する開口は、名目上はチューブの直径寸法よりも小さい寸法であり、閉じた状態のクランプ６８は、チューブを半径方向内側に押圧して逆止弁を覆わせる。
【００３８】
図１２は、逆止弁の位置を覆うようにチューブ２６に沿ってクランプ６８を配置するのを示している。チューブ２６の半径方向に向けられた弾性力は、各逆止弁の保持フランジ４０とチューブの内側面との係合部およびクランプ６８と組み合わされて、各逆止弁をチューブの通路２８内の意図された位置に保持するための、重複する手段を提供する。従って、ポンプ組立体の動作中の逆止弁の開閉は、いずれの逆止弁をもチューブの通路内の位置から移動させるように働くことはない。
【００３９】
図１３を参照すると、他の構成の逆止弁７６の接合構造が示されている。逆止弁７６は、比較的細長い円筒状の弁本体７８を有している。保持フランジ、すなわち鉤状部の第１および第２のアレイが設けられており、弁本体７８に沿って第１のアレイは前方位置にあり、第２のアレイは後方位置にある。図１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃから判るように、弁本体７８は、既に説明された方法で作動するように構成された中央の膜状インサートを有している。細長い弁本体７８は、チューブの２つのセグメント８４，８８を１つに接合するために用いられる。図１４Ｃ，１５に示すように、鉤状部のアレイ８０，８２がチューブの端部８６の内壁に係合すると、各チューブ８４，８８の端部８６は、弁本体７８の各端部（図１４Ａ，１４Ｂ，１５）を覆うように取り付けられる。
【００４０】
図１，３，１６，１７を参照すると、逆止弁３４がチューブの通路２８内に完全に組み入れられると、チューブ２６は、タイヤのサイドウォール１６内に形成された相補的な形状の流路内に挿入される。ビード領域２２の上方にある、図１６，１７に示されているサイドウォールの下側領域は、前述したようにセグメント毎に空気を送る動作を可能にするのに十分な程度に曲がる。必要であれば、本発明の範囲を逸脱すること無く、タイヤのサイドウォール上のより高い位置を、ヴァインポンプのチューブ用の位置として用いることができる。必要であれば、１つまたは両方のサイドウォールが、空気ポンプのチューブを包含していてもよく、そのシステムが、１８０度のチューブ構造、３６０度のチューブ構造、または１８０度のチューブが２つある構造であってもよい。
【００４１】
図１に示すチューブは概ね円形の断面を有しているが、他の断面形状のチューブを用いてもよい。図１８は、断面図において、円形の貫通通路９２を有する円形チューブを示している。図１９は、楕円形の空気通路を備えるように変更された円形のチューブを示している。図２０は、隣接するキャップ９８とプラグ１０２のチューブ部材を有するマッシュルーム形状のチューブ９６を示している。このチューブはサイドウォールの溝内に填まり、キャップはサイドウォールの外表面に当接する。楕円形の空気通路１００がチューブを貫通して延びている。図２１は、円形の空気通路を有するマッシュルーム形状のチューブを示している。逆止弁（３４等）が、逆止弁が内部に配置される空気通路の形状と相補的な外形および構造を有することが理解されるであろう。同様に、クランプ機構（６８等）は、逆止弁に半径方向のクランプ力を加えるために、チューブ構造を覆って填まるように構成される。
【００４２】
図２２は、多数のセグメントからなるＡＭＴヴァインポンプのチャートと、絶対圧力（ＰＳＡ）とタイヤの走行距離（ｋｍ）とのグラフを示している。図２２は、チューブが空気を、隣り合うセグメント同士が逆止弁によって分離されている一連のチューブセグメントを介して押し進める時の、セグメントの圧力の増大を示している。チューブセグメント同士の間の逆止弁は、空気入口と空気出口の間で前進方向にのみ開き、チューブ内で逆方向の空気の逆流は全く生じさせない。隣接するセグメント同士が逆止弁によって分離されるようにしながら一連のセグメントを１つに繋げて、ヴァインタイプのシステムが構成されている。タイヤに取り付けられたチューブが、回転するタイヤのフットプリントを通って移動すると、隣接する複数のセグメントが、空気をセグメントからセグメントへと連続的に送る。逆止弁は空気の逆流を防ぎ、ヴァイン／チューブシステムのポンプ効率を高めるように動作する。従って、ヴァイン／チューブの容積の大きさは、タイヤを規定の圧力に維持するために必要な空気送り体積を実現することを損なわない範囲で、可能な限り小さくてよい。それによって、逆止弁とヴァインのセグメント構造は、出口部における空気圧力レベルを、同じ長さのチューブで、逆止弁がなく、単一のセグメントで構成されている場合に得られるであろうレベルよりも向上させる働きをする。
【００４３】
図２３は、６つのセグメントを０．１５Ｌのチャンバに組み込んだヴァインポンプの圧縮比の影響に関するケーススタディのグラフを示している。圧縮比Ｒが１．５０、１．３５、１．３２４、１．２９１、１．２６７、１．２０の場合をグラフにしている。走行距離（ｋｍ）が長くなるにつれてチャンバの圧力は増大し、Ｒ＝１．５０の時に最も大幅な増大を呈する。
【００４４】
図２４は、加圧された空気を０．１５Ｌのチャンバに送る６つのセグメントの組立体を採用したヴァインポンプのセグメントの容積の影響に関するケーススタディのグラフを示している。セグメントの容積が５７．５、１１４、１７２．５、２３０ｍｍ３の場合をグラフにしている。走行距離（ｋｍ）に対するチャンバの圧力が、距離とともにチャンバの圧力が大きくなることと、セグメントの容積が大きいと圧力レベルが高いことを示している。
【００４５】
図２５はセグメントの数の影響に関するケーススタディのグラフを示している。図２５に示す半径を各々が有している１０個、７個、６個、５個、４個のセグメントを有するヴァインポンプについて試験した。走行距離に対するチャンバの圧力がグラフに示されている。このグラフは、ヴァインポンプ内に用いられているセグメントの数が多いほど、得られるチャンバの圧力が高いことを示している。しかし、１０個、７個、６個のセグメントのグラフは比較的同等であり、ある数を超えると、セグメントの数が増えても顕著な効果は得られない結果になることが示唆されている。
【００４６】
図２６は、（６個のセグメントおよび０．１５Ｌのチャンバにおいて）セグメントの半径の変化に起因する逆止弁の終端の容積（dead-end volume）の影響を示すケーススタディのグラフである。走行距離に対するチャンバの圧力の線は、終端の容積が５ｍｍ３の時に、セグメントの範囲Ｒが１．５７５でチャンバの圧力が再大であることを示している。
【００４７】
図２７は、ケーススタディのパラメータを管理した状態で、タイヤの回転方向が前進方向である場合と、後退方向である場合とを対比したグラフである。前進方向の場合の６セグメントの圧力と、前進方向の場合のチャンバの圧力と、後退方向の場合の６セグメントの圧力と、後退方向の場合のチャンバの圧力とに関し、走行距離に対するチャンバの圧力がグラフに示されている。このグラフは、前進と後退の両方向においてヴァインポンプが同等の性能であることを示している。
【００４８】
図２８は、走行距離に対する６つのセグメントの各々の絶対圧力をグラフにして、ヴァインセグメントにおける前進運動の影響を示している。従って、図示されているように、１つめのセグメントから６つめのセグメントへのセグメントごとの圧力の増大により、６つめのセグメントで最大の絶対圧力が生じる。
【００４９】
前記した実験による実証から、タイヤ内の本発明のヴァインポンプ組立体は、セグメント化されていない単一の蠕動ポンプに対して著しい効果を実現することが理解されるであろう。ヴァインの概念は、１つのチューブと、チューブ内の多数の逆止弁とを用い、チューブが逆止弁によって一連の複数のチューブセグメントに分けられている。逆止弁は、一方向の逆止弁を通る一方向の空気流を生じさせ、各逆止弁はヴァインポンプの出口部に向かって開くように揃えられている。標準的な可撓性のチューブが用いられる。逆止弁の配置方法は以下の通りである。
（Ａ）チューブの一端を開く
（Ｂ）チューブの、逆止弁を配置すべき位置の周りにクランプ固定部材を配置してもよい
（Ｃ）逆止弁を、クランプ固定部材によって位置決めされるまでチューブ内を落下させ、または押し進める
（Ｄ）クランプ固定部材をチューブに沿って、第２の逆止弁を配置すべき第２の位置へ移動させる
（Ｅ）第２の逆止弁を、チューブの通路内の意図された位置までチューブ内を落下させ、または押し進める
（Ｆ）全ての逆止弁が所定の位置に配置されるまで（Ｂ）〜（Ｅ）のステップを繰り返す
（Ｇ）逆止弁を所定の位置に保持するために、チューブの、各逆止弁の位置の周りに、クランプカラーを取り付けてもよい。逆止弁は、チューブの通路よりも大きな寸法であってもよく、チューブの通路を形成するサイドウォールに係合する１つ以上の保持フランジを含んでいてもよい。
【００５０】
前記した方法は、逆止弁を通路の内部に受け入れるために通路を拡大するように、強制的な空気の注入によって空気通路を半径方向に拡張させることを含むようにさらに変更してもよい。
【００５１】
本発明のヴァインシステムは、挿入された逆止弁によって複数のセグメントに分けられた、一定の長さの単一のチューブを用いてもよく、または、逆止弁本体によって一緒に接合された、多数の個別のチューブセグメントを用いてもよい。結果的に、本発明のシステムは空気流の方向を制御し、空気の逆流による損失をなくす。ヴァインポンプでは、必要な圧力を生じさせるために、タイヤのサイドウォールの比較的小さい変形が必要である。従って、ヴァインシステムは比較的寛容であり、タイヤまたはヴァインチューブの溝の変形または不均一さを受け入れることができる。さらに、ヴァインシステムはリムのばらつきを許容できる。このように、増幅効果によって最後のセグメントにより高い圧縮比が生じる、多数のセグメントを含むチューブシステムを用いることによって、より高い効率が実現する。最終容積に関するあらゆる問題が解消する。
【００５２】
本明細書中の記載を踏まえて、本発明の変形例が可能である。本発明の説明のために、ある代表的な実施形態および詳細を示してきたが、当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を施すことが可能であることが理解されるであろう。従って、添付の特許請求の範囲に定義された発明の意図する全ての範囲内において、記載された特定の実施形態に変更を施せることを理解すべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１０      タイヤと空気維持ポンプの組立体
１４      トレッド領域
１６，１８      サイドウォール
２０      タイヤキャビティ
２２，２４      ビード領域
２６，９６      チューブ
２８      通路
３０      入口装置
３２      出口装置
３４，６６，７６      逆止弁
３６，７８      弁本体
３８      リム
４０      保持フランジ
４２      膜部材
６８      クランプ
８４，８８      セグメント
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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