(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ組立体において、
タイヤキャビティと、第１および第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域までそれぞれ延びる第１および第２のサイドウォールと、を有するタイヤと、
第１のサイドウォール外面から第１のサイドウォール内に延び、グルーブ側壁によって囲まれた細長いサイドウォールグルーブであって、少なくとも部分的に前記グルーブ側壁に沿って前記サイドウォールグルーブの長手方向軸に平行に延びる、長手方向に隣接する少なくとも１つの細長いロック戻り止めをさらに有するサイドウォールグルーブと、
前記グルーブ側壁に接触し係合した状態で前記サイドウォールグルーブ内に位置する細長いエアチューブと、
前記エアチューブの側面から延び、前記ロック戻り止めと相補的な外部形状を有し、前記エアチューブが前記サイドウォールグルーブ内で横方向に移動するのを抑制するように前記ロック戻り止め内に動作可能に位置する、少なくとも１つの細長いロックリブと、を有するタイヤ組立体。
【請求項２】
前記エアチューブの互いに向かい合う側面から延びる少なくとも一対のロックリブと、前記サイドウォールグルーブの互いに向かい合う側面に沿って長手方向に隣接する少なくとも一対のロック戻り止めとをさらに有し、各前記ロックリブが、それぞれのロック戻り止めと相補的な外部形状を有し、各前記ロック戻り止めが、前記チューブが前記サイドウォールグルーブ内で横方向に移動するのを抑制するようにそれぞれ前記ロック戻り止め内に動作可能に位置する、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項３】
前記ロック戻り止めは、前記第１のサイドウォール内に位置し、前記第１のサイドウォール外面に実質的に平行な経路に沿って延びるように方向づけられている、請求項２に記載のタイヤ組立体。
【請求項４】
前記ロックリブは、前記エアチューブと実質的に同一の範囲にわたって延びる、請求項３に記載のタイヤ組立体。
【請求項５】
前記エアチューブと前記サイドウォールグルーブは、相補的な実質的に円形の経路に沿って延びる、請求項４に記載のタイヤ組立体。
【請求項６】
前記ロック戻り止めと前記ロックリブは、互いに相補的で実質的に円形の経路に沿って延びる、請求項５に記載のタイヤ組立体。
【請求項７】
前記ロック戻り止めおよび前記ロックリブは、断面が実質的に半円形である、請求項６に記載のタイヤ組立体。
【請求項８】
前記サイドウォールグルーブは、グルーブ側壁セグメントからグルーブ空気通路に向かって延びる環状で突出した少なくとも１つのリッジを有し、前記少なくとも１つのリッジは、前記エアチューブのそれぞれの向かい合うセグメントに係合して前記エアチューブが前記サイドウォールグルーブ内で軸方向に移動するのを抑制するように動作可能に位置する、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項９】
前記サイドウォールグルーブに沿って互いに間隔を置いて配置され、前記空気通路内に延びて、前記エアチューブの向かい合うそれぞれのセグメントに係合して前記エアチューブの軸方向への移動を抑制する、環状で突出した複数のリッジを有する、請求項８に記載のタイヤ組立体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのリッジと前記少なくとも１つのロックリブは、互いに実質的に９０度に方向づけられた経路に沿ってそれぞれ延びる、請求項８に記載のタイヤ組立体。
【請求項１１】
前記エアチューブの互いに向かい合う側面から延びる少なくとも一対のロックリブと、前記サイドウォールグルーブの互いに向かい合う側面に沿って長手方向に隣接する少なくとも一対のロック戻り止めとをさらに有し、各前記ロックリブが、それぞれの前記ロック戻り止めと相補的な外部形状を有し、各前記ロック戻り止めが、前記エアチューブが前記サイドウォールグルーブ内で横方向に移動するのを抑制するようにそれぞれの前記ロック戻り止め内に動作可能に位置する、請求項１０に記載のタイヤ組立体。
【請求項１２】
前記ロック戻り止めは、前記第１のサイドウォール内に位置し、前記第１のサイドウォール外面に実質的に平行な経路に沿って延びるように方向づけられている、請求項１１に記載のタイヤ組立体。
【請求項１３】
前記ロックリブは、前記エアチューブと実質的に同一の範囲にわたって延びる、請求項１２に記載のタイヤ組立体。
【請求項１４】
前記エアチューブと前記サイドウォールグルーブは、互いに相補的で実質的に円形の経路に沿って延びる、請求項１３に記載のタイヤ組立体。
【請求項１５】
前記ロック戻り止めと前記ロックリブは、互いに相補的で実質的に円形の経路に沿って延びる、請求項１４に記載のタイヤ組立体。
【請求項１６】
前記ロック戻り止めおよび前記ロックリブは、断面が実質的に半円形である、請求項１５に記載のタイヤ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して空気圧維持タイヤに関し、特に空気圧維持タイヤポンプ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の大気拡散によってタイヤ空気圧は時間の経過とともに低下する。タイヤの自然な状態は膨張した状態である。したがって、運転者は、繰り返しタイヤ空気圧の維持に努めなければならず、そうしないと燃費が悪くなり、タイヤの寿命が短くなり、車両の制動とハンドリングの性能が劣化する。タイヤ空気圧が著しく低下したときに運転者に警告するタイヤ空気圧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１２／７７５５５２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では依然として、運転者が、警告を受けたときにタイヤを推奨圧力まで再膨張させる措置を講じなければならない。したがって、運転者が介入する必要なしにタイヤ空気圧の経時的な低下を補償するようにタイヤ内の空気圧を維持する空気圧維持機能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】
【０００５】
本発明の一態様では、グルーブ側壁によって形成されるグルーブが、第１のタイヤサイドウォールの屈曲領域内に位置する。このサイドウォールグルーブ内に位置する細長いエアチューブが、グルーブ側壁に接触し係合しており、グルーブが回転するタイヤフットプリント内でセグメントごとに収縮するにつれてセグメントごとに弾性的に押し潰される。長手方向に方向づけられた１つ以上の突出したロックリブがチューブ側壁から延びており、これらのリブは、チューブが挿入後にグルーブ内で横方向に移動するのを抑制するようにグルーブに隣接して延びる、リブと相補的に構成され配置された戻り止め内に位置合わせされる。
【０００６】
他の態様では、一対の長手方向リブが、チューブ側面から互いに逆方向に、かつグルーブに隣接する、リブと相補的なそれぞれの戻り止め内に向けられており、チューブがグルーブ内で横方向に移動するのを抑制する。
【０００７】
他の態様によれば、チューブは、エアチューブに沿って配置され、グルーブの側壁に係合し、チューブが挿入後にグルーブ内で軸方向に移動するのを抑制する１つ以上の環状で突出したリッジをさらに含む。
【０００８】
定義
「アスペクト比」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）とタイヤの断面幅（ＳＷ）との比に、百分率として表すために１００を掛けた値である。
【０００９】
「非対称トレッド」は、タイヤの中央面または赤道面ＥＰを中心として非対称的なトレッドパターンを有するトレッドを意味する。
【００１０】
「軸方向の」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。
【００１１】
「チェーファー」は、コードプライがリムに接触して摩耗したり切れたりするのを防止し、かつリムの上方にたわみを分散させるようにタイヤビードの外側に配置された材料の狭いストリップである。
【００１２】
「周方向の」は、軸方向に垂直な環状のトレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１３】
「赤道中央面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直であり、トレッドの中心を通過する平面を意味する。
【００１４】
「フットプリント」は、速度が零であり、かつ標準荷重および標準空気圧下にあるときに平坦面に接触するタイヤトレッドの接触部または接触領域を意味する。
【００１５】
「グルーブ」は、断面がエアチューブを受け入れる寸法および構成を有するタイヤ内の細長い空隙領域を意味する。
【００１６】
「車内側」は、タイヤがホイール上に取り付けられ、ホイールが車両上に取り付けられたときに車両に最も近くなるタイヤの側を意味する。
【００１７】
「横方向の」は、軸方向を意味する。
【００１８】
「横縁部」は、標準荷重および標準タイヤ空気圧下で測定されたときに軸方向において最も外側のトレッド接触部すなわちフットプリントに接するラインであり、赤道中央面に平行なラインを意味する。
【００１９】
「正味接触面積」は、トレッドの全周に沿った横縁部同士の間の地面接触トレッド部材の総面積を横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。
【００２０】
「非方向性トレッド」は、好ましい順走行方向を有さず、トレッドパターンを好ましい走行方向に確実に揃えるうえで車両上の１つ以上の特定のホイール位置に位置させる必要のな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有する。
【００２１】
「車外側」は、タイヤがホイール上に取り付けられ、ホイールが車両上に取り付けられたときに車両から最も遠くなるタイヤの側を意味する。
【００２２】
「ぜん動」は、閉じ込められている空気のような物質を管状の経路に沿って押し出す波状の収縮による動作を意味する。
【００２３】
「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、半径方向においてタイヤの回転軸方向に向かうかあるいは回転軸から離れる方向を意味する。
【００２４】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝および第２のそのような溝または横縁部のいずれかによって形成され、全深さ溝によって横方向に分割されることのない、トレッド上の周方向に延びるゴムストリップを意味する。
【００２５】
「サイプ」は、タイヤのトレッド部材に成形され、トレッド面を細分し、牽引を向上させ、概して幅が狭く、かつタイヤのフットプリントにおいて開放されたままである溝とは異なりタイヤフットプリント内で閉塞される、小さい複数の長穴を意味する。
【００２６】
「トレッド部材」または「牽引部材」は、溝に隣接する形状を有することによって形成されるリブまたはブロック部材を意味する。
【００２７】
「トレッドアーク幅」は、トレッドの横縁部同士の間において測定されるトレッドのアーク長を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】タイヤ／チューブ組立体の等角拡大図である。
【図２】タイヤ／チューブ組立体の側面図である。
【図３Ａ】出口コネクタの詳細図である。
【図３Ｂ】出口コネクタの詳細図である。
【図３Ｃ】出口コネクタの詳細図である。
【図４Ａ】入口（フィルタ）コネクタの詳細図である。
【図４Ｂ】入口（フィルタ）コネクタの詳細図である。
【図４Ｃ】入口（フィルタ）コネクタの詳細図である。
【図４Ｄ】入口（フィルタ）コネクタの詳細図である。
【図４Ｅ】入口（フィルタ）コネクタの詳細図である。
【図５Ａ】空気がキャビティに移動しつつ回転するタイヤの側面図である。
【図５Ｂ】空気をフィルタによって浄化しつつ回転するタイヤの側面図である。
【図６Ａ】図５Ａにおける断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａにおけるチューブ領域の拡大詳細図であり、サイドウォールが非圧縮状態にある図である。
【図７Ａ】図５Ａにおける断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａにおけるチューブ領域の拡大詳細図であり、側壁が圧縮状態にある図である。
【図８Ａ】図２における好ましいチューブおよびグルーブの細部の拡大詳細図である。
【図８Ｂ】好ましいチューブが圧縮されグルーブに挿入される状態を示す詳細図である。
【図８Ｃ】好ましいチューブがグルーブのリブ付き領域においてグルーブに完全に挿入された状態を示す詳細図である。
【図８Ｄ】好ましいチューブがリブ付きグルーブに挿入された状態を示す詳細図である。
【図９】出口・キャビティコネクタの両側に配置された第１のリブ外形領域を示す、図２における拡大詳細図である。
【図１０Ａ】「第１の」リブ外形を有するグルーブの拡大詳細図である。
【図１０Ｂ】「第１の」リブ外形に押し込まれたチューブの拡大詳細図である。
【図１１】出口・キャビティコネクタの両側に配置された「第２の」リブ外形領域を示す、図２における拡大詳細図である。
【図１２Ａ】「第２の」リブ外形を有するグルーブの拡大詳細図である。
【図１２Ｂ】「第２の」リブ外形に押し込まれたチューブの拡大詳細図である。
【図１３Ａ】チューブおよびグルーブの細部についての「第２の」実施形態の拡大図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａのチューブが圧縮されグルーブに挿入されている状態を示す詳細図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａのチューブがグルーブに完全に挿入された状態を示す詳細図である。
【図１４Ａ】チューブおよびグルーブの細部についての「第３の」実施形態の拡大図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのチューブが圧縮されグルーブに挿入されている状態を示す詳細図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａのチューブがグルーブに完全に挿入された状態を示す詳細図である。
【図１５Ａ】チューブおよびグルーブの細部についての「第４の」実施形態の拡大図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａのチューブが圧縮されグルーブに挿入されている状態を示す詳細図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａのチューブがグルーブに完全に挿入された状態を示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１、図２、および図６Ａを参照すると、タイヤ組立体１０は、タイヤ１２と、ぜん動ポンプ組立体１４と、タイヤリム１６とを含んでいる。タイヤ１２は、外側リムフランジ２２、２４に隣接する一対のリム取り付け面１８、２０に従来の方法で取り付けられる。リムフランジ２２、２４はそれぞれ、半径方向外側に面するフランジ端部２６を有している。図示のように、リム本体２８がタイヤ組立体１０を支持している。タイヤ１２は、互いに向かい合うビード領域３４、３６からクラウンつまりタイヤリード領域３８まで延びる一対のサイドウォール３０、３２を有する従来の構成を有する。タイヤ１２とリム１６がタイヤキャビティ４０を囲んでいる。
【００３０】
図２ならびに図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図６Ｂ、および図８Ａを見ると分かるように、ぜん動ポンプ組立体１４は、環状の通路４３を囲む環状のエアチューブ４２を含んでいる。チューブ４２は、チューブ４２が外力を受けて平坦な状態に変形し、そのような力を除去すると、断面が概ね円形である元の状態に戻る反復的な変形サイクルに耐えることのできるプラスチック化合物またはゴム化合物のような弾性的で柔らかな材料によって形成されている。チューブ４２は、本明細書において説明する目的に十分であり、後述のようにチューブ４２をタイヤ組立体１０内の動作可能位置に配置させるのを可能にする量の空気を動作可能に通過させるのに十分な直径を有している。図示の構成では、チューブ４２は細長く、断面が概ね楕円形であり、平坦なチューブ後端４８から丸みをおびたチューブ前端５０まで延びる互いに向かい合うチューブ側壁４４、４６を有している。チューブ４２は、断面が概ね半円形であり、各リブがそれぞれ、側壁４４、４６の外面に沿って延びる、長手方向外側に突き出る一対のロック戻り止めリブ５２を有するように構成されている。図８Ａを参照すると分かるように、チューブ４２は、３．６５ｍｍから３．８ｍｍの好ましい範囲内の長さＬ１と、２．２ｍｍから３．８ｍｍの範囲内の好ましい幅Ｄ１と、０．８ｍｍから１．０ｍｍの範囲内である後端の好ましい幅Ｄ３とを有している。凸状の戻り止めリブ５２、５４はそれぞれ、０．２ｍｍから０．５ｍｍの好ましい範囲内の曲率半径Ｒ２を有しており、各リブ５２、５４は、チューブ後端４８から１．８ｍｍから２．０ｍｍの好ましい範囲内の位置距離Ｌ３に配置されている。チューブ４２の前端５０は、１．１ｍｍから１．９ｍｍの範囲内の曲率半径Ｒ１を有している。チューブ４２内の空気通路４３も同様に、２．２ｍｍから２．３ｍｍの好ましい範囲内の長さＬ２と０．５ｍｍから０．９ｍｍの範囲内の好ましい幅Ｄ２とを有する概ね楕円形の断面を有している。
【００３１】
チューブ４２は、グルーブ５６に挿入されるように幾何学的に形作られている。グルーブ５６は、チューブ４２の楕円形と相補的な３．６５ｍｍから３．８ｍｍの好ましい範囲内の長さＬ１を有する細長く、概ね楕円形の形状を有している。グルーブ５６は、０．８ｍｍから１．０ｍｍの好ましい範囲内の公称断面幅Ｄ３を有する、拘束されたより狭い入口５８を含んでいる。半円形形状を有する、一対のグルーブリブを受け入れる軸方向戻り止め溝６０、６２が、チューブロックリブ５２、５４をそれぞれ相補的に受け入れるようにグルーブ５６の互いに向かい合う側面内に形成されている。溝６０、６２は、グルーブ入口５８から概ね１．８ｍｍから２．０ｍｍの範囲内の距離Ｌ３に配置されている。戻り止め溝６０、６２はそれぞれ、０．２ｍｍから０．５ｍｍの好ましい範囲内の曲率半径Ｒ２を有している。内側戻り止めグルーブ部６４は、１．１ｍｍから１．９ｍｍの好ましい範囲内の曲率半径Ｒ１と、２．２ｍｍから３．８ｍｍの好ましい範囲内の断面公称幅Ｄ１とを有するように形成されている。
【００３２】
図８Ｄ、図９、図１０Ａ、および図１０Ｂを見ると最もよく分かるように、タイヤ１２はさらに、グルーブ５６の円周に沿って延びグルーブ５６内に突き出る１つ以上の圧縮リブ６６を有するように形成されている。リブ６６は、後述のように所定のピッチ、出現頻度、および位置を有するリブのパターンを形成している。説明の都合上、７つの圧縮リブを、図示の第１のリブ外形パターンでは全体的に参照番号６６によって表し、具体的にはリブ参照符号Ｄ０〜Ｄ６によって表す。リブＤ０〜Ｄ６は、後述のように、チューブ通路４３を通じた空気の送りをより効率的にするように好ましい配列およびピッチパターンにおいて形成されている。リブ６６はそれぞれ、パターン内において固有の所定の高さおよび配置を有しており、図８Ｄに示されているように、外側のグルーブ５６内に向かって外側に、０．９５ｍｍから１．６ｍｍの好ましい範囲内の半径Ｒ３（図８Ａ）の所まで突き出ている。
【００３３】
図１、図２、図３Ａ〜図３Ｃ、および図４Ａ〜図４Ｅを参照すると、ぜん動ポンプ組立体１４は、周方向のエアチューブ４２に沿ったそれぞれの位置に互いに約１８０度離して配置された入口装置６８および出口装置７０をさらに含んでいる。出口装置７０は、導管７２、７４が空気をタイヤキャビティ４０に送りかつタイヤキャビティ４０から取り込むＴ字形構成を有している。出口装置ハウジング７６は、それぞれの導管７２、７４から一体的に延びる導管アーム７８、８０を含んでいる。導管アーム７８、８０はそれぞれ、組み立て状態においてエアチューブ４２の切断された端部内に導管を保持する外部結合リブ８２、８４を有している。ハウジング７６は、グルーブ５６と相補的な外形を有するように形成されており、平坦な端部８６と、概ね楕円形の本体８８と、外側に突き出る長手方向戻り止めリブ９０とを含んでいる。このような構成では、図８Ａに示されているように、ハウジング７６を、各リブ９０がグルーブ５６内で位置合わせされるように、グルーブ５６内のハウジングの目的位置に受け入れることができる。
【００３４】
入口装置６８は、図１２、図４Ａ〜図４Ｅを見ると分かるように、狭いスリーブネック９８の所で細長い内側スリーブ本体９６に接合された細長い外側スリーブ本体９４を含んでいる。外側スリーブ本体は、断面が概ね三角形である。内側スリーブ本体９６は、グルーブ５６と相補的な楕円形断面の外形を有し、本体９６に沿って長手方向に延びる一対の戻り止めリブ１００を含んでいる。細長い空気進入チューブ１０１が、内側スリーブ本体９６内に位置しており、互いに向かい合うチューブ端部１０２と、中央チューブ通路内に延びる複数の進入口１０４のパターンとを含んでいる。外部リブ１０６、１０８は、チューブ端部１０２をエアチューブ４２内において出口装置７０と向かい合う位置に固定する。
【００３５】
図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ〜８Ｄから理解されるように、エアチューブ４２と、それぞれ１８０度離れた位置においてエアチューブ４２に直列に固定された入口装置６８および出口装置７０とを有するポンプ組立体１４が、グルーブ５６に挿入される。グルーブ５６は、タイヤ１２がリム１６に取り付けられたときに、エアチューブ４２をリムフランジ端部２６の上方に位置させるタイヤ１２の下部サイドウォール領域に配置されている。図８Ｂは、グルーブ５６に挿入できるように直径方向に押しつぶされたエアチューブ４２を示している。図８Ｃに示されているように、完全に挿入されると、リブ５２、５４がグルーブ溝６０、６２内に位置合わせされ、チューブ４２の平坦な外側端部４８がタイヤ１２のサイドウォールの外面と概ね同一平面上に位置する。完全に挿入されると、チューブ４２の空気通路４３が弾性的に開放状態に復元され、ポンプの動作時に空気がチューブに沿って流れることができる。
【００３６】
図１、図２、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ〜図８Ｄを参照すると、入口装置６８と出口装置７０は、円形エアチューブ４２の円周内に概ね１８０度離れて位置している。グルーブ５６内に位置するチューブ４２を含むタイヤ１２は回転方向１１０に回転し、地面１１８に接触してフットプリント１２０が形成される。圧縮力１２４がフットプリント１２０からタイヤ１２内に作用し、参照番号１２２の所に示されているようにフットプリントと向かい合うエアチューブ通路４３のセグメントを平たくする。通路４３の該セグメントが平たくされると、このセグメントからの空気がチューブ通路４３に沿って、矢印１１６によって示されている方向に出口装置７０の方へ流れる。
【００３７】
タイヤ１２が引き続き地面１１８に沿って方向１１０に回転すると、チューブ４２は、タイヤ回転方向１１０と逆方向にセグメントごとに順次、タイヤフットプリントに対して平たくされすなわち押しつぶされる。チューブ通路４３がセグメントごとに順次平たくされ、それによって、平たくされたセグメントから排出された空気がチューブ通路４３内の方向１１６に出口装置７０まで送られる。空気は出口装置７０を通って、矢印１３０に示されているようにタイヤキャビティまで流れる。矢印１３０によって示されているように、出口装置７０から出た空気は、タイヤキャビティに送られ、タイヤ１２を所望の空気圧レベルまで再膨張させるように働く。キャビティ内の空気圧が所定のレベルまで低下したときにキャビティへの空気の流れを規制する弁システムは、２０１０年５月７日に出願され、引用によって本明細書に組み込まれる特許文献１に図示され記載されている。
【００３８】
タイヤ１２が方向１１０に回転している場合、図５Ａに示されているように、平たくされたチューブセグメントに順次、方向１１４で入口装置６８に流入する空気が再充填される。入口装置６８、次いでチューブ通路４３への空気の流入は、図示のようにタイヤ１２の回転１１０とともに反時計周りに回転する出口装置７０がタイヤフットプリント１２０を通過するまで継続する。図５Ｂは、このような位置におけるぜん動ポンプ組立体１４を示している。図示の位置では、チューブ４２は、圧縮力１２４によってタイヤフットプリントと向かい合うセグメントごとに順次平たくされつづける。空気は、時計回り方向に入口装置６８に送られ、タイヤ１２の外側に排出または排気される。矢印１２８に示されているような入口装置６８からの排気の流れは、通気性または多孔性の材料または複合物によって形成されたフィルタスリーブ９２を通過する。したがって、スリーブ９２を通ってチューブ１０１に流入する空気から破片や粒子が除去される。排気方向つまり逆空気流方向１２８では、スリーブ９２から、多孔性媒体内に閉じ込められ蓄積した破片または粒子が除去される。送り込まれた空気が入口装置６８から排気される場合、出口装置７０は閉塞位置にあり、空気がタイヤキャビティ４０まで流れることはない。（図５Ａに示されているように）入口装置６８がタイヤフットプリント１２０を通過するまでタイヤ１２がさらに逆時計回り方向１１０に回転すると、出口装置７０への空気の流れが再開し、送り込まれた空気が流出しタイヤキャビティ４０に流入する。したがって、タイヤキャビティ４０内の空気圧は所定のレベルに維持される。
【００３９】
図５Ｂは、タイヤ１２が方向１１０に回転するときにチューブ４２がセグメントごとに平たくされることを示している。平たくされたセグメント１３４は、フットプリントから回転させられ、一方、隣接するセグメント１３２がタイヤフットプリントと向かい合う位置を移動し、平たくされるときに反時計回りに移動する。したがって、押しつぶされるかあるいは平たくされるチューブセグメントが進行することは、出口装置７０（図５Ａ）または入口装置６８（図５Ｂ）の方へ、このような装置に対するタイヤ１２の回転位置に応じて空気を移動させることとみなすことができる。タイヤ１２がフットプリント１２０から離れる方向に回転することによって各セグメントが移動するため、フットプリント領域からのタイヤ１２内の圧縮力がなくなり、セグメントに通路４３からの空気が再充填されるため、セグメントは自由に、平たくされていない状態に弾性的に再構成される。図７Ａおよび図７Ｂは、平たくされた状態のチューブ４２のセグメントを示し、一方、図６Ａおよび図６Ｂは、タイヤフットプリントと向かい合う位置から離れる前および後の、拡張しており平たくされていない構成のチューブセグメントを示している。平たくされていない元の構成では、チューブ４２のセグメントは、長円形で概ね楕円形の断面形状に戻る。
【００４０】
上述のサイクルは、タイヤ１２が回転するたびに繰り返され、２分の１回転するたびに送り込まれた空気がタイヤキャビティ４０に送られ、さらに２分の１回転すると、送り込まれた空気が入口装置フィルタスリーブ９２に戻って排出されてフィルタを浄化する。タイヤ１２の回転方向１１０が、図５Ａおよび図５Ｂでは反時計回りであるように示されているが、本タイヤ組立体１０およびそのぜん動ポンプ組立体１４が（時計回り）逆回転方向でも同様に機能することが理解されよう。したがって、このぜん動ポンプは、双方向性であり、順回転方向に動くタイヤ組立体１０にも逆回転方向に動くタイヤ組立体にも同様に機能する。
【００４１】
エアチューブ組立体１４の好ましい位置は、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、および図７Ｂに示されている通りである。チューブ４２は、タイヤ１２のサイドウォール３０の下部領域におけるグルーブ５６内に配置されている。このような配置では、上述のようにサイドウォールグルーブ５６を、回転するタイヤフットプリント内で圧縮歪みによって屈曲させることによってチューブ４２の通路４３が閉鎖される。チューブ４２をサイドウォール３０内に配置することによって、ユーザがチューブ４２を自由に配置することが可能になり、チューブ４２とリム１６との接触が回避される。サイドウォールグルーブ５６内のチューブ４２をより高い位置に配置する場合、サイドウォール３０のこの領域がタイヤフットプリントを通過するときの高変形特性を使用してチューブ４２が閉塞される。
【００４２】
グルーブ側壁の構成および動作、特にリッジすなわち圧縮リブ６６がグルーブ５６内で動作することによるチューブ４２の可変圧力ポンプ圧縮について、図８Ａ〜図８Ｄ、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。図示の実施形態では、リッジすなわちリブは、概して参照番号６６によって参照され、個々にはＤ０〜Ｄ６として参照される。グルーブ５６が、タイヤ１２の側面に沿って周方向に一様な幅を有し、成形されたリッジＤ０〜Ｄ６が、事前に選択された配列、パターン、またはアレイにおいてグルーブ５６内に突き出るように形成されることが好ましい。リッジＤ０〜Ｄ６は、チューブ４２をグルーブ５６内にチューブ４２の好ましい向きに保持する働きをし、また、可変の順次起こる収縮力をチューブ４２に加える。
【００４３】
一様な寸法を有するポンプチューブ４２は、好ましくはグルーブ５６の入口Ｄ３を機械的に広げることによって開始される手順によって、前述のようにグルーブ５６内に位置させられる。チューブ４２は次に、拡大されたグルーブ開口部に挿入される。その後、グルーブ５６の開口部が解放され、元の間隔Ｄ３まで閉塞し、それによってチューブ４２がグルーブ５６内に捕捉される。したがって、長手方向ロックリブ５２、５４は長手方向グルーブ６０、６２内に捕捉される。その結果、ロックリブ５２、５４は、チューブ４２をグルーブ５６の内側にロックし、タイヤ動作時のグルーブ５６からのチューブ４２の不要な飛び出しを防止するように働く。あるいは、必要に応じて、チューブ４２をグルーブ５６に押し込んでもよい。ポンプチューブ４２は、一様な幅寸法および形状を有しており、大量に製造することができる。さらに、一様な寸法のポンプチューブ４２によって、全体的な組み立て時間が短縮され、材料費が安くなり、チューブ在庫の複雑さが低下する。信頼性の点でも、誤差が生じる可能性が低くなる。
【００４４】
グルーブ５６内に突き出る周方向リッジＤ０〜Ｄ６は、出口装置７０によって表されるチューブ４２の入口通路端部に向かって出現頻度（軸方向のグルーブ長さ単位当たりリッジ数）が高くなる。各リッジＤ０〜Ｄ６は、０．１５ｍｍから０．３０ｍｍの好ましい範囲内の共通の半径寸法Ｒ４を有している。リッジＤ０とリッジＤ１との間の間隔が最大であり、Ｄ１とＤ２の間の間隔が２番目に大きく、リッジ同士の間の間隔は順に小さくなっていき、最終的にリッジＤ５とリッジＤ６の間の間隔は名目上完全に無くなる。７つのリッジが示されているが、必要に応じてこれよりも多いリッジまたは少ないリッジをグルーブ５６に沿って様々な出現頻度で配置してよい。リッジがグルーブ５６内に半径Ｒ４だけ突き出ていることは２つの目的を果たす。第１に、リッジＤ０〜Ｄ６がチューブ４２に係合し、チューブ４２がタイヤ動作時にチューブ４２の目的位置からグルーブ５６に沿って移動するつまり「ずれる」のを防止する。第２に、リッジＤ０〜Ｄ６は、タイヤ１２が上述のようにその回転ポンピングサイクルにわたって回転するときに、各リッジと向かい合うチューブ４２のセグメントをより強く圧縮する働きをする。サイドウォールがたわむと、各リッジＤ０〜Ｄ６を通じて圧縮力が発生し、このようなリッジと向かい合うチューブセグメントをグルーブ５６のリッジの無い部分と向かい合うチューブセグメントよりもきつく収縮させる。図１０Ａおよび図１０Ａを見ると分かるように、リッジの出現頻度は空気流の方向に高くなっていき、チューブ通路４３の圧縮は、通路４３が参照番号１３６に示されているサイズに収縮するまで徐々に行われ、徐々に空気量が減っていきかつ圧力が高くなっていく。その結果、リッジが存在すると、チューブグルーブ５６は、チューブ４２に沿って一様な寸法を有するように構成されたポンプチューブ４２内で可変ポンピング圧力を実現する。このため、サイドウォールグルーブ５６は、グルーブ５６内に位置するチューブ４２に可変圧力を加えるように働く可変圧力ポンプグルーブを構成すると言える。ポンピング圧力の変動の程度が、グルーブ５６内のピッチつまりリッジ出現頻度およびチューブ通路４３の径方向寸法に対して配置されるリッジの幅によって決定されることが理解されよう。チューブ通路４３の直径に対するリッジの幅が大きいほど、リッジと向かい合うチューブセグメントにおける空気量がより少なくなり、かつ圧力が高くなり、逆についても同様である。図９は、出口装置７０へのチューブ４２の取り付けと、装置７０の両側からの空気の流入方向とを示している。
【００４５】
図１１は、キャビティコネクタへの出口装置７０の両側に配置された第２の代替のリブ外形領域を示している。図１２Ａは、第２の代替のリブ外形を有するグルーブ５６の拡大詳細図であり、図１２Ｂは、第２のリブ外形に押し込まれたチューブ４２の拡大詳細図である。図１１、図１２Ａ、図１２Ｂを参照する、この代替実施形態におけるリッジつまりリブＤ０〜Ｄ６は、図１０Ａ、図１０Ｂを参照して上述で説明した出現頻度パターンと同様の出現頻度パターンを有しているが、各リブは固有のそれぞれの幅を有するようにも形成されている。各リブＤ０〜Ｄ６は、それぞれの曲率半径Ｒ１〜Ｒ７を有する概ね半円形の断面を有している。リッジつまりリブＤ０〜Ｄ６の曲率半径の変化は、△＝０．０２ｍｍから０．０３６ｍｍの好ましい例示的な範囲内である。
【００４６】
必要に応じて特定の好ましい寸法または用途に適するように、リッジの数および各リッジのそれぞれの半径を上記の好ましい範囲外になるように構成してもよい。曲率半径を空気流方向に大きくしていくと、出口装置７０に向かって、リブＤ０〜Ｄ６が突き出る幅が大きくなっていき、チューブ溝４３内に突き出る範囲が大きくなっていく。そのため、通路４３は、出口装置に向かってより狭い領域１３８まで収縮し、それに応じて、空気量が少なくなることによって空気圧が高くなる。このような構成の利点は、通路４３に沿って出口装置７０からタイヤキャビティ４０に流入する空気流の好ましい所望の空気流圧力を実現するためにチューブ４２を通常必要なよりも小さく構成してもよいことである。より小さいサイズのチューブ４２は、タイヤ１２内でより小さいグルーブ５６を使用できるようにし、それによってタイヤサイドウォールにおける構造の不連続性を最小限に抑えるうえでコストおよび機能の点で望ましい。
【００４７】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、リブおよびグルーブを修正することによって図８Ａ〜図８Ｃにおける実施形態の戻り止めリブ９０が不要になる、チューブ４２およびグルーブ５６の細部の第２の実施形態を示している。図１３Ａ〜図１３Ｃの第２の実施形態では、チューブ４２は、以下のように指定される好ましい範囲内の指示寸法を有する外形および通路構成を有するように構成される。
Ｄ１＝２．２ｍｍ〜３．８ｍｍ
Ｄ２＝０．５ｍｍ〜０．９ｍｍ
Ｄ３＝０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ
Ｒ４＝０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍ
Ｌ１＝３．６５ｍｍ〜３．８ｍｍ
Ｌ２＝２．２ｍｍ〜２．３ｍｍ
Ｌ３＝１．８ｍｍ〜２．０ｍｍ
上記の範囲は、必要に応じて特定の好ましい寸法、タイヤ形状、またはタイヤ用途に適するように修正してもよい好ましい例示的な値である。ここに示されているように、チューブ４２の外部構成は、端面４８に隣接する面取りされた面１３８、１４０と、それぞれ、面取りされた面１３８、１４０に隣接する互いに平行でありかつ向かい合う直線状の中間面１４２、１４４と、中間面１４２、１４４に隣接する丸いノーズ面つまり前面１４６とを含んでいる。図１３Ｂおよび図１３Ｃを見ると分かるように、チューブ４２は、圧縮されてグルーブ５６に押し込まれ、完全に挿入されると拡張する。サイドウォール表面の所で収縮したグルーブ５６の開口部は、チューブ４２をグルーブ５６内にしっかりと保持する働きをする。
【００４８】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、チューブ４２およびグルーブ５６の構成の第３の代替の実施形態を示している。図１４Ａは、第３の実施形態の拡大詳細図であり、図１４Ｂは、圧縮されてグルーブ５６に挿入されている第３の実施形態のチューブ４２を示す詳細図であり、図１４Ｃは、グルーブ５６に完全に挿入されたチューブ４２を示す詳細図である。チューブ４２は、同様の構成を有するグルーブ５６に挿入される概ね楕円形の断面を有している。グルーブ５６は、互いに向かい合い互いに平行な面１４８、１５０同士の間に形成された狭い入口を有するように形成されている。図１４Ａ〜図１４Ｃの第３の実施形態では、チューブ４２は、以下のように指定される好ましい範囲内の指示寸法を有する外部形状および通路構成を有するように構成される。
Ｄ１＝２．２ｍｍ〜３．８ｍｍ
Ｄ２＝０．５ｍｍ〜０．９ｍｍ
Ｄ３＝０．８ｍｍ〜１．０ｍｍ
Ｒ４＝０．１５ｍｍ〜０．３０ｍｍ
Ｌ１＝３．６５ｍｍ〜３．８ｍｍ
Ｌ２＝２．２ｍｍ〜２．３ｍｍ
Ｌ３＝１．８ｍｍ〜２．０ｍｍ
上記の範囲は、必要に応じて特定の好ましい寸法、タイヤ形状、またはタイヤ用途に適するように修正してもよい好ましい例示的な値である。
【００４９】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、チューブ４２およびグルーブ５６の構成の第４の代替の実施形態を示している。図１５Ａは、第４の実施形態の拡大詳細図であり、図１５Ｂは、圧縮されてグルーブ５６に挿入されている第４の実施形態のチューブ４２を示す詳細図であり、図１５Ｃは、グルーブ５６に完全に挿入されたチューブ４２を示す詳細図である。チューブ４２は、同様の構成を有するグルーブ５６に挿入される概ね放物線状の断面を有している。グルーブ５６は、チューブ４２をぴったりと受け入れるサイズの入口を有するように形成されている。リッジ６６は、グルーブ５６に挿入された後チューブ４２に係合する。図１５Ａ〜図１５Ｃの第４の実施形態では、チューブ４２は、以下のように指定される好ましい範囲内の指示寸法を有する外部形状および通路構成を有するように構成される。
Ｄ１＝２．２ｍｍ〜３．８ｍｍ
Ｄ２＝０．５ｍｍ〜０．９ｍｍ
Ｄ３＝２．５ｍｍ〜４．１ｍｍ
Ｌ１＝３．６５ｍｍ〜３．８ｍｍ
Ｌ２＝２．２ｍｍ〜２．３ｍｍ
Ｌ３＝１．８ｍｍ〜２．０ｍｍ
上記の範囲は、必要に応じて特定の好ましい寸法、タイヤ形状、またはタイヤ用途に適するように修正してもよい好ましい例示的な値である。
【００５０】
上記のことから、本発明がタイヤの空気を維持する双方向ぜん動ポンプを実現することが理解されよう。円形のチューブ４２は、セグメントごとに平たくなり、タイヤフットプリント１００において閉塞する。空気入口装置６８は、多孔性で通気性の材料によって形成された外側フィルタスリーブ９２を含んでもよく、それによって装置６８は自己浄化が可能になる。出口装置７０は弁ユニットを使用する（２０１０年５月７日に出願され、引用によって本明細書に組み込まれる特許文献１を参照されたい）。ぜん動ポンプ組立体１４は、タイヤ１２がいずれの方向において回転する状態で空気を送り、２分の１の回転によって空気をタイヤキャビティ４０に送り、残りの２分の１の回転によって空気を入口装置６８から送り出す。ぜん動ポンプ組立体１４は、システム障害検出器として働く従来の構成の二次的なタイヤ圧力監視システム（ＴＰＭＳ）（不図示）と一緒に使用してもよい。ＴＰＭＳは、タイヤ組立体１２の自己膨張システムの障害を検出し、ユーザにそのような状態を警告するのに使用してもよい。
【００５１】
このタイヤ空気圧維持システムは、１つ以上のリッジつまりリブと向かい合うエアチューブ４２のセグメントに係合し該セグメントを圧縮する内側に向けられた１つ以上のリッジつまりリブを有するように構成された可変圧力ポンプグルーブ５６をさらに組み込んでいる。この一連のリブのピッチつまり出現頻度は、出口装置７０に向かって増大し、チューブ４２を圧縮することによって通路４３内の空気量を徐々に減らすピッチつまり出現頻度であることが好ましい。空気量が少なくなるとチューブ通路４３内の空気圧が高くなり、それによって、チューブからタイヤキャビティ内へのより効率的な空気流が容易に生じる。チューブ空気圧の増大は、グルーブ５６のリブ６６とチューブの長さ方向に沿って一様な寸法を有するチューブ４２とが係合することによって実現される。したがって、チューブ４２は、タイヤ空気圧を維持するのに必要なタイヤキャビティへの空気流圧力を損なわずに一様な寸法および比較的小さいサイズを有するように作ることができる。各リッジ６６のピッチと幅はどちらも、チューブ通路内で所望の圧力増加をよりうまく実現するように変更してもよい。
【００５２】
本明細書における説明を考慮すれば本発明の変形実施形態が可能である。本発明を例示するためにある代表的な実施形態および詳細を示したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずに実施形態および詳細に様々な変更および修正を施せることが明らかになろう。したがって、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の対象となる全範囲内の変更を前述の特定の実施形態に施せることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  タイヤ組立体
１２  タイヤ
１４  ぜん動ポンプ組立体
３０、３２  サイドウォール
３４、３６  ビード領域
４２  チューブ
４３  通路
５２、５４  ロック戻り止めリブ
５６  グルーブ
６０、６２  溝
６６  リブ
Ｄ０〜Ｄ６  リブ
６８  入口装置
７０  出口装置
９０  戻り止めリブ
１００  戻り止めリブ
１２０  フットプリント
１３２  隣接するセグメント
１３４  平たくされたセグメント
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１】
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