(57)【要約】【課題】運転手の介入を必要とせずに推奨空気圧を維持する空気維持機構を空気入りタイヤに組み込む。【解決手段】タイヤキャビティが設定圧力未満にならないように空気入りタイヤと共に使用される第１のシステムは、各々が、タイヤキャビティを膨張させるためのピストンとピストンを移動させるためのウェイトとを有する、ホイールリムに周方向に取り付けられる複数のポンプと、ストップピストンとストップシリンダと第１のばねと第２のばねとを有する停止機構と、を含む。タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力に達すると、設定圧力がストップピストンに対する第１のばねの力に打ち勝ち、ストップピストンを移動させてウェイトを停止させるように係合させ、タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力未満であると、第２のばねが第１のばねの力に打ち勝ち、ストップピストンをウェイトから離れさせるように移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤのタイヤキャビティを設定圧力より膨張不足にならないように保つために、ホイールリムに取り付けられる空気入りタイヤと共に使用されるシステムであって、
前記ホイールリムに周方向に取り付けられる複数のポンプであって、各ポンプが、前記タイヤキャビティを膨張させるためのピストンと前記ピストンを移動させるためのウェイトとを有する、複数のポンプと、
各ポンプのための停止機構であって、ストップピストンとストップシリンダと第１のばねと第２のばねとを有する停止機構と、を含み、
前記タイヤキャビティ内の空気圧が前記設定圧力に達したときに、前記設定圧力が前記ストップピストンに対する前記第１のばねの力に打ち勝ち、前記ストップピストンを移動させて前記ウェイトを停止させるように前記ウェイトに係合させ、
前記タイヤキャビティ内の空気圧が前記設定圧力未満である場合には、前記第２のばねが前記第１のばねの力に打ち勝ち、前記ストップピストンを前記ウェイトから離れさせるように移動させることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記第１のばねは、前記ストップシリンダの内部に配置されており、前記第１のばねは、前記ストップシリンダの上端と前記ストップピストンとの両方に係合されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２のばねは、前記ストップシリンダの内部に配置されており、前記第２のばねは、前記ストップシリンダの下端と前記ストップピストンとの両方に係合されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ストップシリンダが、前記タイヤキャビティに空気圧式に接続される第１のポートを有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ストップシリンダが、大気圧条件に空気圧式に接続される第２のポートを有することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数のポンプおよび制御弁がマルチチャンバのポンプ構造を形成していることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
一方向逆止弁を有する狭い通路によって接続される、前記ポンプ内の２つのチャンバをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数のポンプが、各ポンプの内部で最大距離を移動する各ポンプのピストンによって最大ポンピング能力が決定される力制御システムを形成していることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
各ポンプが、第１の方向におけるピストンの動きを制限する第１のダイアフラムと、反対の第２の方向における前記ピストンの動きを制限する第２のダイアフラムと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
ピストン質量のパラメータと第１のピストン運動距離のパラメータと第２のピストン運動距離のパラメータと前記ウェイトの質量のパラメータとを含む複数のポンプパラメータをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
ホイールリムに取り付けられる空気入りタイヤと、前記空気入りタイヤのタイヤキャビティを設定圧力より膨張不足にならないように保つ、前記ホイールリムに取り付けられるポンピング機構とをモデル化するシステムであって、
前記ホイールリムに周方向に取り付けられる複数のポンプであって、各ポンプが複数のポンプパラメータを有する、複数のポンプと、
前記空気入りタイヤのタイヤキャビティ内への流入空気を制御する制御弁であって、複数の弁パラメータを有しており、前記システムが、前記ポンプパラメータおよび前記弁パラメータを用いることにより様々な構成および条件の下での前記システムの性能を予測する、制御弁と、
各ポンプのための停止機構であって、ストップピストンとストップシリンダと第１のばねと第２のばねとを含む停止機構と、を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
前記タイヤキャビティ内の空気圧が前記設定圧力に達したときに、前記設定圧力が前記ストップピストンに対する前記第１のばねの力に打ち勝ち、前記ストップピストンを移動させてウェイトを停止させるように前記ウェイトに係合させることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記タイヤキャビティ内の空気圧が前記設定圧力未満である場合に、前記第２のばねが前記第１のばねの力に打ち勝ち、前記ストップピストンをウェイトから離れさせるように移動させることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のポンプおよび前記制御弁がマルチチャンバのポンプ構造を形成していることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
各停止機構の各ストップシリンダが前記ピストンの両側の２つのチャンバを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
各ポンプが、一方向逆止弁を有する狭い通路によって接続される２つのチャンバを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ポンプが前記ホイールリムに装着され、
ＰＲ（ｉ）＝ＰＬ（ｉ）＝Ｐ０（ｉは１からｎ（使用されるポンプの総数））と設定され、
ｘ（ｉ）＝０およびθ（ｉ）＝２π／ｎ（ｉ−１）と設定され、
ＰＬ（０）＝Ｐ０（常時）およびＰＲ（ｎ＋１）＝Ｐtire（タイヤキャビティ）と設定され、
新しいｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが計算され、
逆止弁の状態が決定され、
ＰＲ（ｉ）≧ＰＬ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、逆止弁が開かれ、
ＰＬ（ｉ−１）≧ＰＲ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、隣接する逆止弁が開かれ、
接続されたチャンバと、閉じるように再設定された逆止弁との間で圧力を釣り合わせ、
逆止弁がそれ以上開かなくなるまで、ｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが再計算されることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ホイールリムが所定のステップ角度まで回転し、
新しいｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが計算され、
逆止弁の状態が決定され、
ＰＲ（ｉ）≧ＰＬ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、逆止弁が開かれ、
ＰＬ（ｉ−１）≧ＰＲ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、隣接する逆止弁が開かれ、
接続されたチャンバと、閉じるように再設定された逆止弁との間で圧力を釣り合わせ、
逆止弁がそれ以上開かなくなるまで、ｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが再計算されることを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記複数のポンプが、各ポンプの内部で最大距離を移動する各ポンプのピストンによって最大ポンピング能力が決定される力制御システムを形成していることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ポンプパメラータが、ピストン質量のパラメータと、第１のピストン運動距離のパラメータと、第２のピストン運動距離のパラメータと、ウェイトの質量のパラメータと、を含む、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ内の適切な空気圧を維持するためのシステムおよび方法に関する。より詳細には、本発明は、空気入りタイヤのタイヤキャビティの中まで空気を誘導するための、リムに取り付けられるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りタイヤは比較的長期間にわたって機能するように設計されている。現在、多くの場合、自動車タイヤは、４８２８０ｋｍ（３０，０００マイル）、８０４６７ｋｍ（５０，０００マイル）、または１１２６５４ｋｍ（７０，０００マイル）の有効実用寿命を有することを期待されている。しかし、寿命の長い空気入りタイヤでも、釘およびその他の鋭利な物体と温度変化とタイヤ自体を通過する空気の放散とのうちの少なくとも１つによるパンクを原因とする空気圧の損失を被る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第2015/0314657号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空気の放散によりタイヤ圧が経時的に低下するので、空気入りタイヤは、しばしば継続的に膨張不足になる。したがって、運転手がタイヤ圧を維持するための措置を繰り返し行わなければならず、さもなければ、燃費とタイヤ寿命と乗物の制動および操縦の性能とのうちの少なくとも１つが低下する。タイヤ圧が著しく低い時に運転手に警告するためのタイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ）が提案されている。しかし、このようなシステムは、警告時に運転手がタイヤを推奨圧力まで再膨張させる修復処置を取ることに依然として依存している。したがって、面倒な運転手の介入を必要とすることなく推奨空気圧を維持する空気維持機構を空気入りタイヤ内に組み込むことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る第１のシステムは、空気入りタイヤのタイヤキャビティを設定圧力より膨張不足にならないように保つために、ホイールリムに取り付けられる空気入りタイヤと共に使用される。第１のシステムは、ホイールリムに周方向に取り付けられる複数のポンプであって、各ポンプが、タイヤキャビティを膨張させるためのピストンとピストンを移動させるためのウェイトとを有する、複数のポンプと、各ポンプのための停止機構であって、ストップピストンとストップシリンダと第１のばねと第２のばねとを有する停止機構と、を含み、タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力に達したときに、設定圧力がストップピストンに対する第１のばねの力に打ち勝ち、ストップピストンを移動させてウェイトを停止させるようにウェイトに係合させ、タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力未満である場合には、第２のばねが第１のばねの力に打ち勝ち、ストップピストンをウェイトから離れさせるように移動させる。
【０００６】
第１のシステムの他の態様によると、第１のばねは、ストップシリンダの内部に配置されており、第１のばねは、ストップシリンダの上端とストップピストンとの両方に係合されている。
【０００７】
第１のシステムのさらに他の態様によると、第２のばねは、ストップシリンダの内部に配置されており、第２のばねは、ストップシリンダの下端とストップピストンとの両方に係合されている。
【０００８】
第１のシステムのさらに他の態様によると、ストップシリンダが、タイヤキャビティに空気圧式に接続される第１のポートを有する。
【０００９】
第１のシステムのさらに他の態様によると、ストップシリンダが、大気圧条件に空気圧式に接続される第２のポートを有する。
【００１０】
第１のシステムのさらに他の態様によると、複数のポンプおよび制御弁がマルチチャンバのポンプ構造を形成している。
【００１１】
第１のシステムのさらに他の態様によると、ポンプ内の２つのチャンバが、一方向逆止弁を有する狭い通路によって接続されている。
【００１２】
第１のシステムのさらに他の態様によると、複数のポンプが、各ポンプの内部で最大距離を移動する各ポンプのピストンによって最大ポンピング能力が決定される力制御システムを形成している。
【００１３】
第１のシステムのさらに他の態様によると、各ポンプが、第１の方向におけるピストンの動きを制限する第１のダイアフラムと、反対の第２の方向におけるピストンの動きを制限する第２のダイアフラムと、を含む。
【００１４】
第１のシステムのさらに他の態様によると、複数のポンプパラメータが、ピストン質量のパラメータと、第１のピストン運動距離のパラメータと、第２のピストン運動距離のパラメータと、ウェイトの質量のパラメータと、を含む。
【００１５】
本発明に係る第２のシステムは、ホイールリムに取り付けられる空気入りタイヤと、空気入りタイヤのタイヤキャビティを設定圧力より膨張不足にならないように保つ、ホイールリムに取り付けられるポンピング機構とをモデル化する。第２のシステムは、ホイールリムに周方向に取り付けられる複数のポンプであって、各ポンプが複数のポンプパラメータを有する、複数のポンプと、空気入りタイヤのタイヤキャビティ内への流入空気を制御する制御弁であって、複数の弁パラメータを有しており、システムが、ポンプパラメータおよび弁パラメータを用いることにより様々な構成および条件の下でのシステムの性能を予測する、制御弁と、各ポンプのための停止機構であって、ストップピストンとストップシリンダと第１のばねと第２のばねとを含む停止機構と、を含む。
【００１６】
第２のシステムの他の態様によると、タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力に達したときに、設定圧力がストップピストンに対する第１のばねの力に打ち勝ち、ストップピストンを移動させてウェイトを停止させるようにウェイトに係合させる。
【００１７】
第２のシステムのさらに他の態様によると、タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力未満である場合に、第２のばねが第１のばねの力に打ち勝ち、ストップピストンをウェイトから離れさせるように移動させる。
【００１８】
第２のシステムのさらに他の態様によると、複数のポンプおよび制御弁がマルチチャンバのポンプ構造を形成している。
【００１９】
第２のシステムのさらに他の態様によると、各停止機構の各ストップシリンダが、ピストンの両側の２つのチャンバを含む。
【００２０】
第２のシステムのさらに他の態様によると、各ポンプが、一方向逆止弁を有する狭い通路によって接続される２つのチャンバを含む。
【００２１】
第２のシステムのさらに他の態様によると、ポンプがホイールリムに装着され、ＰＲ（ｉ）＝ＰＬ（ｉ）＝Ｐ０（ｉは１からｎ（使用されるポンプの総数））と設定され、ｘ（ｉ）＝０およびθ（ｉ）＝２π／ｎ（ｉ−１）と設定され、ＰＬ（０）＝Ｐ０（常時）およびＰＲ（ｎ＋１）＝Ｐtire（タイヤキャビティ）と設定され、新しいｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが計算され、逆止弁の状態が決定される。ＰＲ（ｉ）≧ＰＬ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、逆止弁が開かれ、ＰＬ（ｉ−１）≧ＰＲ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、隣接する逆止弁が開かれ、接続されたチャンバと、閉じるように再設定された逆止弁との間で圧力を釣り合わせ、逆止弁がそれ以上開かなくなるまで、ｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが再計算される。
【００２２】
第２のシステムのさらに他の態様によると、ホイールリムが所定のステップ角度まで回転し、新しいｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが計算され、逆止弁の状態が決定される。ＰＲ（ｉ）≧ＰＬ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、逆止弁が開かれ、ＰＬ（ｉ−１）≧ＰＲ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、隣接する逆止弁が開かれ、接続されたチャンバと、閉じるように再設定された逆止弁との間で圧力を釣り合わせ、逆止弁がそれ以上開かなくなるまで、ｘ（ｉ）とＰＲ（ｉ）とＰＬ（ｉ）とが再計算される。
【００２３】
第２のシステムのさらに他の態様によると、複数のポンプが、各ポンプの内部で最大距離を移動する各ポンプのピストンによって最大ポンピング能力が決定される力制御システムを形成している。
【００２４】
第２のシステムのさらに他の態様によると、ポンプパメラータが、ピストン質量のパラメータと、第１のピストン運動距離のパラメータと、第２のピストン運動距離のパラメータと、ウェイトの質量のパラメータと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るシステムの一部分を示す概略図である。
【図２】本発明と共に使用されるシステムの一部分を示す概略図である。
【図３】本発明と共に使用されるシステムの一部分を示す概略図である。
【図４】図３のシステムの他の部分を示す概略図である。
【図５】本発明と共に使用されるシステムの他の例を示す概略図である。
【図６】図５に示す例のシステムの一部分を示す概略図である。
【図７】本発明と共に使用されるシステムのさらに別の例の一部分を示す概略図である。
【図８】図７に示す例のシステムの他の部分を示す概略図である。
【図９】図７に示す例のシステムのさらに別の部分を示す概略図である。
【図１０】ポンピング能力およびポンピング圧力に対するピストン質量の影響を示す図である。
【図１１】ポンピング能力およびポンピング圧力に対するピストン質量の影響を示す図である。
【図１２】ポンピング能力およびポンピング圧力に対するピストンの数の影響を示す図である。
【図１３】ポンピング能力およびポンピング圧力に対するピストンの数の影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図３〜９に示されるように、本発明と共に使用される空気維持タイヤシステム１０の一例は、低プロファイルで効果的なマルチチャンバのポンプシステムを提供する。このポンプシステムは、ホイールリムを大幅に変更することなくホイールリム１２の内部に容易に設置され得る（２つのステムを有する空気吸入口にわずかな変更が必要な場合がある）。また、空気維持タイヤシステム１０は、タイヤ／ホイール組立体またはタイヤ／ホイールの性能の大幅な変更を必要としない。
【００２７】
空気維持タイヤ１０は、空気維持タイヤの回転中の重力の変化を利用するポンピング機構、ポンプ駆動機構またはポンプ１４を有していてもよい。ポンプ駆動機構１４が、一対のダイアフラム１９に接触して移動するピストン本体１６の質量、または、カム／ギアシステムを用いてピストン本体を駆動する外部質量（図示せず）を使用してもよい。ピストン本体１６の質量が使用される場合、ポンプ駆動モードは力制御に基づく。カム／ギアシステムと外部質量とが使用される場合、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第2015/0314657号「空気維持タイヤ組立体のためのシステム」に記載されているように、重力がギアの回転を推進してこの回転を制御可能な変位に変換することができる。
【００２８】
タイヤ／ホイールが回転すると、ピストン本体１６が１回転ごとに前方向およびその反対の後方向に移動することができ、それにより高頻度のポンピングを生じさせることができる。したがって、乗物の速度が速いと、より高頻度のポンピングがもたらされる。ポンピング動作のパラメータは、タイヤ／ホイール組立体の質量および角速度によって決まる。タイヤ負荷またはその他の外部条件はポンピング動作に影響しなくてもよい。
【００２９】
増幅効果によりポンプ駆動機構１４の圧縮は以下のように定義され得る。
Ｒ＝（ｒ）２ｎ
ここで、
Ｒ：システムの圧縮比
ｒ：１つのチャンバの圧縮比
ｎ：システム内のポンプの数
したがって、高い圧縮比を達成するのに各ポンプ１８の高い圧縮比は必要でない（例えば、小さい力および／または小さい変形で大きな圧縮を生み出すことができる）。
【００３０】
ポンプ駆動機構１４が４〜１０個のポンプ１８を有していてもよく、ポンプホルダ２０が、ループを形成してホイールリム１２の中央の溝（ホイールリムの径方向の最も内側の部分）内に周方向に入れられるベルトの上で一直線となるように構成されてもよい。制御弁２２がポンプ１８と同様に形成されてベルトの始端と終端との間の空間内に配置されてもよい。ポンプホルダ２０は、ホイールリム１２の任意のサイズに適合する調整可能な長さを有していてもよい。
【００３１】
ベルトがホイールリム１２に固定された後、第１の弁棒から制御弁の入口ポートまでの通路接続部が接続されてもよい（図５）。制御弁２２は、フィルタユニット３０を含んでいてもよい。ポンプ駆動機構１４は双方向性であってよく、いずれの向きにも設置され得る。制御弁２２は、タイヤキャビティの設定圧力を変更するための調整部を含んでいてもよい。したがって、ポンプ駆動機構１４は、タイヤの設置／取り外しに干渉しないようにホイールリム１２の周りで低プロファイルであってもよく、乗物の運転中に受ける衝撃（滑り止め（cleat）または道路の窪み）のためのクリアランスをタイヤキャビティ内に設ける。さらに、このような３６０°の構成（図５）のポンプ駆動機構１４は、タイヤ／ホイール組立体のバランスを悪化させないバランスのとれた構造にするこができる。
【００３２】
図７が、４個のポンプ１８と、６個の逆止弁２８と、制御弁２２と、フィルタ３０と、を有する例の構成を示している。この構成は、タイヤ１０の外側からこの構成の中への空気の入口を制御する制御弁２２を備えているｎ個のポンプ１８に拡張できる。図７の制御弁２２の左側の逆止弁２８は、任意に設けても設けなくてもよい。
【００３３】
図８が、４個のポンプ１８と、５個の逆止弁２８と、制御弁２２と、フィルタ３０と、を有する他の例の構成を示している。この構成は、この構成からタイヤキャビティへの空気の出口を制御する制御弁２２を備えているｎ個のポンプ１８に拡張できる。制御弁２２がポンプ１８の迂回路内に配置されてもよい。
【００３４】
図９が、４個のポンプ１８と、５〜６個の逆止弁２８と、制御弁２２と、フィルタ３０と、を有するさらに別の例の構成を示している。この構成は、この構成からタイヤキャビティへの空気の出口を制御する制御弁２２を備えているｎ個のポンプ１８に拡張できる。制御弁２２がｎ個のポンプ１８に直列に配置されてもよい。
【００３５】
本発明と共に使用されるポンピングシステム、理論、または分析モデル１００が、上述したマルチチャンバのポンプシステム（図３〜９）の動作を定めることができる。このようなシステムは、分析的なポンピングモデルとして適切なコンピュータコードへと変換され得る。このモデルは、消費者用空気維持タイヤシステムと商業用空気維持タイヤシステムの両方のための種々の構成および条件の下で、システムの性能を計画および予測することができる。
【００３６】
ホイールリム１２の円周の周りで均等に離れて位置するｎ個のポンプが存在していてよい。各ポンプ１８が、上述したように（図２）、２つのチャンバ１０１，１０２の間に配置された１つのピストン１６を含んでいてよい。２つのチャンバ１０１，１０２は、一方向弁２８つまりＣＶ（ｉ）を有する狭い通路によって接続されてもよい（図４〜８）。ここで、ｉは１からｎである。ＣＶ（ｎ＋１）およびＣＶ（ｎ＋２）は、システム１０の空気の入口および空気の出口や、ポンプ１８同士の間に配置してもよい。ＣＶ（ｉ）においてｉは１からｎである。
【００３７】
例えば（図１）：
ステップ０
平坦な組立体をリムに適合するように導く（flow flat assembly）（図５および６）；
ＰＲ（ｉ）＝ＰＬ（ｉ）＝Ｐ０と設定する。ｉは１からｎ（使用されるポンプ１８の総数）；
ｘ（ｉ）＝０およびθ（ｉ）＝２π／ｎ（ｉ−１）と設定する；
ＰＬ（０）＝Ｐ０（常時）およびＰＲ（ｎ＋１）＝Ｐtire（タイヤキャビティ）と設定する；
新しいｘ（ｉ）、ＰＲ（ｉ）、およびＰＬ（ｉ）を計算する；
逆止弁の状態を決定する：
ＰＲ（ｉ）≧ＰＬ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、ｉｃｖ（ｉ）を開く；
ＰＬ（ｉ−１）≧ＰＲ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、ｉｃｖ（ｉ−１）を開く；
接続されたチャンバと、閉じるように再設定された逆止弁との間で圧力を釣り合わせる；
そして、逆止弁がそれ以上開かなくなるまで、ｘ（ｉ）、ＰＲ（ｉ）、およびＰＬ（ｉ）を再計算する。
【００３８】
ステップ１〜Ｎ
ホイールを所定のステップ角度まで回転させる；
新しいｘ（ｉ）、ＰＲ（ｉ）、およびＰＬ（ｉ）を計算する；
逆止弁の状態を決定する：
ＰＲ（ｉ）≧ＰＬ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、ｉｖｃ（ｉ）を開く；
ＰＬ（ｉ−１）≧ＰＲ（ｉ）＋Ｐｃｒである場合に、ｃｖ（ｉ−１）を開く；
接続されたチャンバと、閉じるように再設定された逆止弁との間で圧力を釣り合わせる；
そして、逆止弁がそれ以上開かなくなるまで、ｘ（ｉ）、ＰＲ（ｉ）、およびＰＬ（ｉ）を再計算する。
【００３９】
システム１００の例も記載する：
ポンプをθからθ’まで移動させる。
力成分ΔＰＡおよびｍｇ ｃｏｓ（θ’）、ここでΔＰ＝ＰＬ−ＰＲである。
ピストンの運動の力平衡をチェックする。
ΔＰＡ＋ｍｇ ｃｏｓ（θ’）−ｍｒα＞０である場合に、ピストンを右に移動させる。
ΔＰＡ＋ｍｇ ｃｏｓ（θ’）−ｍｒα＜０である場合に、ピストンを左に移動させる。
ΔＰＡ＋ｍｇ ｃｏｓ（θ’）−ｍｒα＝０である場合に、ピストンを移動させない。
ｘ：ピストン中心を基準とした最新のピストン位置（−ｘ０≦ｘ≦ｘ０）
ΔＰ’Ａ＋ｍｇ ｃｏｓ（θ’）−ｍｒα＝０を用いて新しいピストンｘ’を計算する。
ここで、ΔＰ’＝Ｐ’Ｌ−Ｐ’Ｒ
Ｐ’Ｌ＝ＰＬ×［（ｌ＋ｘ）Ａ＋Ｖｄ］／［（ｌ＋ｘ’）Ａ＋Ｖｄ］
Ｐ’Ｒ＝ＰＲ×［（ｌ−ｘ）Ａ＋Ｖｄ］／［（ｌ−ｘ’）Ａ＋Ｖｄ］
ここで、ｌ：０位置でのチャンバの長さ
Ｖｄ：各チャンバのデッドエンドの容積（圧縮不可）
α：角加速度（通常は約４〜７ｇ）
−ｘ０≦ｘ’≦ｘ０を維持する
ｘ’＞ｘ０である場合に、ｘ’＝ｘ０
ｘ’＜−ｘ０である場合、ｘ’＝−ｘ０
【００４０】
このシステム１００（例えば、上述した空気維持タイヤ１０）は、右側へ最大距離（図２）移動するピストン１６によって決まる最大ポンピング能力を有する力制御システムであってよく、右側への最大距離はダイアフラム１９のうちの１つのダイアフラムによって制限される。Ｘ（ｉ）＝Ｘ０およびΔＰＡ＞ｍ（ｒα−ｇｃｏｓθ）。最大ポンピング圧力はｎΔＰ＝ｎ［ｍ（ｒα−ｇｃｏｓθ）］／Ａ ｐｓｉｇであってよい。例えば、一定速度（α＝０）の、６個のポンプのための５．０ｍｍの直径を有する５０ｇのピストン（a 50g piston with a 5.0mm diameter for 6 pumps at a constant speed）では、ΔＰは１５０ｋＰａＧ（２１．７４ｐｓｉｇ）の場合がある。加速度が５．０ｇの、６個のポンプのための５．０ｍｍの直径を有する５０ｇのピストン（a 50g piston with a 5.0mm diameter for 6 pumps at a 5.0g acceleration）では、ΔＰが８９９ｋＰａＧ（１３０．４３ｐｓｉｇ）の場合がある。逆止弁２８の抵抗またはクラッキング圧力Ｐｃｒが無視できない場合、最大ポンピング圧力ΔＰはｎ（ΔＰ−Ｐｃｒ）であってよい。したがって、このシステム１００は、重力Ｇおよび加速度Ａの２つの力成分によって駆動され得る。重力Ｇは、短い距離でポンプ１８に対する高頻度の周期的な効果をもたらすことができる。加速力Ａは、最大ポンピング圧力を確実に得るための、低頻度または中頻度の周期的な効果をもたらすことができる。
【００４１】
第１の例の条件の下、すなわち一定速度でのピストン質量の影響の下で、５．０ｍｍの直径と４．０ｍｍの長さのチャンバ（例えば１０１，１０２）と３．０ｍｍの最大運動距離とを有する６個のポンプが、１５”（３８．１ｃｍ）のホイール／タイヤに取り付けられてもよい（図１０および１１）。第２の例の条件の下、すなわち一定速度でのピストンの数の影響の下で、５．０ｍｍの直径と４．０ｍｍの長さのチャンバ（例えば１０１，１０２）と３．０ｍｍの最大運動距離とを有する７５．０ｇのピストンが、１５”（３８．１ｃｍ）のホイール／タイヤに取り付けられてもよい（図１２および１３）。
【００４２】
本発明によると、空気維持タイヤシステム１０の一例が、空気を送るためにピストン１６を移動させるようにレール２０２上で摺動するフリーウェイト２０１を使用してもよい（図１）。しかし、タイヤが設定圧力（例えば、６８９ｋＰａ（１００ｐｓｉ））に達し、圧力が必要ではない場合でも、フリーウェイトが依然としてピストン１６を移動させる。この望ましくないピストンの運動が、ピストン／ポンプ１４，１６の不必要な摩耗を生じさせることがあり、空気維持タイヤシステム１０の実用寿命を短くする可能性がある。この不必要な摩耗は、ウェイトおよびピストンの移動を停止させることによって軽減することおよび／またはなくすことができ、タイヤキャビティ内で設定圧力が達成される。
【００４３】
本発明によると、図１に示されるように、ウェイト２０１のための停止機構２００が、ストップピストン２１０と、ストップシリンダ２２０と、第１のばね２３０と、第２のばね２４０とを含んでいてよい。第１のばね２３０がストップシリンダ２２０の内部に配置されてもよく、第１のばねがストップシリンダの上端とストップピストン２１０との両方に係合される。第２のばね２４０がストップシリンダ２２０の内部に配置されてもよく、第２のばねがストップシリンダの底端とストップピストン２１０との両方に係合される。ストップシリンダ２２０は、タイヤキャビティに空気圧式に接続されている第１のポート２２１と、大気圧またはその他の所定の圧力に空気圧式に接続されている第２のポート２２２とを有していてよい。タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力に達したときに、設定圧力が、ストップピストン２１０に対する第１のばね２３０の力に打ち勝ち、ストップピストンを移動させてウェイトを停止させるように係合させることができる（図１）。タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力未満である場合には、第２のばね２４０が、ストップシリンダ２２０の内部の第１のばね２３０の力に打ち勝ち、ストップピストン２１０をウェイト２０１から離れるように移動させることができる。
【００４４】
本発明を例示することを目的として特定の代表的な実施例および詳細を示してきたが、本発明の思想または範囲から逸脱することなく、本発明に種々の変更および修正を施してもよいことが、当業者には明らかであるだろう。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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