(57)【要約】【課題】運転者が介入する必要なしにタイヤ圧の経時的な低下を補償するためにタイヤ空気圧を自己保持する。【解決手段】タイヤトレッド領域まで延びるサイドウォールによって囲まれたタイヤキャビティを有するタイヤと、環状のエアチューブ３０の両端を接合するチューブ移送ハウジング３８と、チューブ移送ハウジング３８に一端が取り付けられ、リム１６からリム１６から突き出る細長い弁棒に他端が取り付けられ、エアチューブ３０に沿って送られる空気を、タイヤが地面上を回転するにつれて、エアチューブ３０から細長い弁棒内へと連続的に導くように動作可能である連結チューブ７０とを有する。【選択図】図４
2018090247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアメンテナンスタイヤ組立体であって、
タイヤトレッド領域まで延びる第１および第２のサイドウォールによって囲まれたタイヤキャビティを有するタイヤと、
リムから突き出る細長い弁棒に取り付けられた圧力制御組立体であって、前記タイヤキャビティの外部に位置し、前記細長い弁棒が、前記タイヤキャビティから外側に突き出ており、加圧された空気を前記圧力制御組立体を通して前記タイヤキャビティ内に導入するように動作可能であり、前記第１のサイドウォールが、回転するタイヤフットプリントから前記第１のサイドウォール内に導入される曲げ応力に応答してセグメントごとに縮み、それによって空気を環状の空気通路自体に沿ってセグメントごとに送るように、前記第１のサイドウォール内に動作可能に配置された環状のサイドウォール空気通路を有する圧力制御組立体と、
前記環状の空気通路の両端を接合するチューブハウジングと、
前記チューブハウジングから前記圧力制御組立体まで延び、前記空気通路に沿って送られる空気を、前記タイヤが地面上を回転するにつれて、まず前記チューブハウジング内、次に前記圧力制御組立体内、次に細長い弁棒内へと連続的に導くように動作可能である連結チューブとを有することを特徴とするエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項２】
前記チューブハウジングは、内部チャンバを画定する複数の平面状側面を含むことを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項３】
前記内部チャンバは、第１の内部チャンバおよび第２の内部チャンバを画定するように前記チューブハウジングの内部壁によって分割されることを特徴とする、請求項２に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項４】
前記第１の内部チャンバは、細長い弁棒および多孔質フィルタ構成部材を通して周囲空気を受け入れ、前記周囲空気を前記環状の空気通路の一方の端部内に導くことを特徴とする、請求項３に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項５】
前記第２の内部チャンバは、前記環状の空気通路の第２の端部から加圧された空気を受け入れることを特徴とする、請求項４に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項６】
前記第２の内部チャンバは、前記連結チューブ、前記圧力制御組立体、および前記細長い弁棒を通して空気を前記タイヤキャビティに導くことを特徴とする、請求項５に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項７】
前記圧力制御組立体は、設定圧力よりも高い弁ハウジング内の圧力を解放する逃がし弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項８】
前記連結チューブは、前記空気通路および前記弁棒と空気流連通するように結合されることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項９】
前記空気通路から前記連結チューブ内への加圧された空気の流れを開始させ停止させる第１の弁をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項１０】
前記第１の弁は、前記チューブハウジング内に収容された一方向弁を含むことを特徴とする、請求項９に記載のエアメンテナンスタイヤ組立体。
【請求項１１】
タイヤ内に空気を維持する方法であって、
サイドウォール内に環状の空気通路を位置付けるステップであって、前記タイヤが、タイヤキャビティから外側に突き出る細長い弁棒を有する、ステップと、
前記環状の空気通路を、前記タイヤの回転するタイヤフットプリントからサイドウォール内に導入される曲げ応力に応答してセグメントごとに縮ませ、それによって空気を前記環状の空気通路に沿ってセグメントごとに送るように配置するステップと、
前記環状の空気通路の両端を連結するチューブハウジングと弁棒にねじによって取り付けられた圧力制御組立体との間に連結チューブを延ばすステップであって、前記連結チューブおよび前記チューブハウジングが、前記環状の空気通路に沿って送られる空気を、タイヤが地面上を回転するにつれて、まず前記圧力制御組立体内へ導き、次に弁棒内および前記タイヤキャビティ内へと連続的に導くように動作可能である、ステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記サイドウォール内に形成された溝内に前記環状の空気通路をエアチューブとして配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記チューブハウジングから前記連結チューブ内への加圧された空気の流れを開始させ停止させるように動作可能に第１の弁を位置付けるステップと、
第２の弁から前記タイヤキャビティ内への加圧された空気の流れを開始させ停止させるように動作可能に前記第２の弁を位置付けるステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記エアチューブおよび前記サイドウォール溝を実質的に環状の構成として配置するステップと、
前記チューブハウジングを前記サイドウォール内において前記弁棒に近接するように位置付けるステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
複数の平面状側面を有する前記チューブハウジングの内部チャンバを画定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記チューブハウジングの内壁によって内部チャンバを分割するステップと、
第１の内部チャンバおよび第２の内部チャンバを画定するステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
周囲空気を多孔質フィルタ成分を通して前記第１の内部チャンバ内に受け入れるステップと、
前記周囲空気を前記環状の空気通路の一端内に導くステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
加圧された空気を前記環状の空気通路の第２の端部から前記第２の内部チャンバ内に受け入れるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記連結チューブ、前記圧力制御組立体、および前記細長い弁棒を通して空気を前記タイヤキャビティまで導くステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してエアメンテナンスタイヤに関し、より詳細には、タイヤ空気圧を維持するためにタイヤにエアポンプ機構を組み込んだタイヤ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気の拡散によって、タイヤ圧は経時的に低下する。タイヤの自然な状態では、空気圧が不十分になる。したがって、運転者は繰り返しタイヤ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・ハンドリング性能が低下する。タイヤ圧が著しく低くなったときに運転者に警告するタイヤ圧監視システムが提案されている。しかし、そのようなシステムでは依然として、運転者が、タイヤを推奨された圧力まで再膨張させるよう警告されたときに是正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圧の経時的な低下を補償するためにタイヤ空気圧を自己保持するエアメンテナンス機能をタイヤ内に組み込むことが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明によるエアメンテナンスタイヤ組立体は、タイヤトレッド領域まで延びる第１および第２のサイドウォールによって囲まれたタイヤキャビティを有するタイヤと、リムから突き出る細長い弁棒に取り付けられた圧力制御組立体であって、タイヤキャビティの外部に位置し、細長い弁棒が、タイヤキャビティから外側に突き出ており、加圧された空気を圧力制御組立体を通してタイヤキャビティ内に導入するように動作可能であり、第１のサイドウォールが、回転するタイヤフットプリントから第１のサイドウォール内に導入される曲げ応力に応答してセグメントごとに縮み、それによって空気を環状の空気通路自体に沿ってセグメントごとに送るように、第１のサイドウォール内に動作可能に配置された環状のサイドウォール空気通路を有し、圧力制御組立体と、環状の空気通路の両端を接合するチューブハウジングと、チューブハウジングから圧力制御組立体まで延び、空気通路に沿って送られる空気を、タイヤが地面上を回転するにつれて、まずチューブハウジング内、次に圧力制御組立体内、次に細長い弁棒内へと連続的に導くように動作可能である連結チューブとを含む。
【０００４】
タイヤ組立体の別の態様によれば、チューブハウジングは、内部チャンバを画定する複数の平面状側面を含む。
【０００５】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、内部チャンバは、第１の内部チャンバおよび第２の内部チャンバを画定するようにチューブハウジングの内部壁によって分割される。
【０００６】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、第１の内部チャンバは、細長い弁棒および多孔質フィルタ構成部材を通して周囲空気を受け入れ、周囲空気を環状の空気通路の一方の端部内に導く。
【０００７】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、第２の内部チャンバは、環状の空気通路の第２の端部から加圧された空気を受け入れる。
【０００８】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、第２の内部チャンバは、連結チューブ、圧力制御組立体、および細長い弁棒を通して空気をタイヤキャビティに導く。
【０００９】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、圧力制御組立体は、設定圧力よりも高い弁ハウジング内の圧力を解放する逃がし弁を含む。
【００１０】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、連結チューブは、空気通路および弁棒と空気流連通するように結合される。
【００１１】
タイヤ組立体のさらに別の態様は、空気通路から連結チューブ内への加圧された空気の流れを開始させ停止させる第１の弁をさらに含む。
【００１２】
タイヤ組立体のさらに別の態様によれば、第１の弁は、チューブハウジング内に収容された一方向弁を含む。
【００１３】
本発明による方法では、タイヤ内に空気を維持する。この方法は、サイドウォール内に環状の空気通路を位置付けるステップであって、タイヤが、タイヤキャビティから外側に突き出る細長い弁棒を有する、ステップと、環状の空気通路を、タイヤの回転するタイヤフットプリントからサイドウォール内に導入される曲げ応力に応答してセグメントごとに縮ませ、それによって空気を環状の空気通路に沿ってセグメントごとに送るように配置するステップと、環状の空気通路の両端を連結するチューブハウジングと弁棒にねじによって取り付けられた圧力制御組立体との間に連結チューブを延ばすステップであって、連結チューブおよびチューブハウジングが、環状の空気通路に沿って送られる空気を、タイヤが地面上を回転するにつれて、まず圧力制御組立体内へ導き、次に弁棒内およびタイヤキャビティ内へと連続的に導くように動作可能である、ステップとを含む。
【００１４】
この方法の別の態様によれば、さらなるステップでは、サイドウォール内に形成された溝内に環状の空気通路をエアチューブとして配置する。
【００１５】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、チューブハウジングから連結チューブ内への加圧された空気の流れを開始させ停止させるように動作可能に第１の弁を位置付け、第２の弁からタイヤキャビティ内への加圧された空気の流れを開始させ停止させるように動作可能に第２の弁を位置付ける。
【００１６】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、エアチューブおよびサイドウォール溝を実質的に環状の構成として配置し、チューブハウジングをサイドウォール内において弁棒に近接するように位置付ける。
【００１７】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、複数の平面状側面を有するチューブハウジングの内部チャンバを画定する。
【００１８】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、チューブハウジングの内壁によって内部チャンバを分割し、第１の内部チャンバおよび第２の内部チャンバを画定する。
【００１９】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、周囲空気を多孔質フィルタ成分を通して第１の内部チャンバ内に受け入れ、周囲空気を環状の空気通路の一端内に導く。
【００２０】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、加圧された空気を環状の空気通路の第２の端部から第２の内部チャンバ内に受け入れる。
【００２１】
この方法のさらに別の態様によれば、さらなるステップでは、連結チューブ、圧力制御組立体、および細長い弁棒を通して空気をタイヤキャビティまで導く。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に使用されるタイヤ、チューブ、およびポンプの位置を示す斜視図である。
【図２】図１に示したタイヤの側面図である。
【図３】タイヤキャビティ内のＡＭＴ弁棒調整器とのポンプチューブ連結部を有する例示的なポンプ部分組立体を示す斜視図である。
【図４】ポンプチューブ移送ハウジングおよびタイヤキャビティ内のタイヤＡＭＴ弁棒調整器を示す、図３の部分拡大図である。
【図５】本発明による例示的なフィルタハウジングの詳細斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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）の比を百分率として表せるように、この比に１００％を掛けた値を意味する。
【００２４】
非対称トレッド」は、タイヤの中央平面または赤道面ＥＰに対して対称ではないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。
【００２５】
「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸線に平行なラインまたは方向を意味する。
【００２６】
「チェーファー」は、タイヤビードの外側の周囲に配置された材料の狭いストリップであり、コードプライがリムに接触して摩耗し切れるのを防止し、リムの上方においてたわみを分散させる。
【００２７】
「周方向の」は、軸線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。
【００２８】
「赤道面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸線に垂直であり、トレッドの中心を通過する平面を意味する。
【００２９】
「フットプリント」は、速度が零であり、標準荷重および標準圧力を受けた状態で、タイヤトレッドが平坦な面に接触する部分または領域を意味する。
【００３０】
「溝」は、トレッドの周りを周方向または横方向に、直線状、曲線状、またはジグザグ状に延びる場合があるトレッドにおける細長い空隙領域を意味する。周方向および横方向に延びる複数の溝は、場合によっては共通部分を有する。「溝幅」は、幅が問題となる溝または溝部によって占有されるトレッド表面積をそのような溝または溝部の長さによって割った値に等しく、したがって、溝幅は、溝の全長にわたる溝の平均幅である。各溝は、タイヤにおける深さが一定でなくてもよい。溝の深さは、トレッドの周囲に沿って一定でなくてもよく、あるいはある溝の深さが、一定であるが、タイヤにおける別の溝の深さとは異なってもよい。そのような狭い溝または広い溝は、それらの溝と相互に連結される広い周方向溝と比較して実質的に小さい深さを有する場合、関連するトレッド領域にリブ状特性を維持する傾向がある「タイバー」を形成するものと見なされる。
【００３１】
「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、車両に最も近いタイヤの側を意味する。
【００３２】
「横方向」は軸線方向を意味する。
【００３３】
「横縁部」は、標準荷重を受けタイヤが膨張した状態で測定された、軸線方向において最も外側のトレッド接触部分すなわちフットプリントに接するラインであって、赤道面（ＣＰ）に平行なラインを意味する。
【００３４】
「正味接触領域」は、トレッドの全周にわたる横縁部間の地面に接触するトレッド部材の全面積を、横縁部間のトレッド全体の総面積によって割った値を意味する。
【００３５】
「非方向性トレッド」は、好ましい順走行方向を有さず、トレッドパターンが好ましい走行方向に揃えられるように車両上で特定の１つまたは２つ以上のホイール位置に位置付けられ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付けを必要とする好ましい走行方向を有する。
【００３６】
「車外側」は、タイヤが車輪上に取り付けられ、車輪が車両上に取り付けられたときに、車両から最も遠く離れたタイヤの側を意味する。
【００３７】
「蠕動」は、空気などの含有物質を管状の通路に沿って送りだす波状の収縮による動作を意味する。
【００３８】
「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線に向かうかまたは回転軸線から離れる方向を意味する。
【００３９】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝と第２のそのような溝または横縁部のいずれかとによって画定されたトレッド上のゴムの周方向に延びるストリップであって、全深さ溝によって横方向に分割されることのないストリップを意味する。
【００４０】
「サイプ」は、トレッド面を細分し、トラクションを向上させるタイヤのトレッド部材に成形された小さな長穴を意味し、サイプは一般に、幅が狭く、タイヤのフットプリントにおいて開いたままである溝とは異なりタイヤフットプリントにおいて閉じている。
【００４１】
「トレッド部材」または「トラクション部材」は、溝に隣接する形状を有することによって画定されるリブまたはブロック部材を意味する。
【００４２】
「トレッドアーク幅」は、トレッドの横縁部間で測定されたトレッドのアーク長を意味する。
【００４３】
本発明について、一例として、添付の図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図１、図２、図３および図４を参照すると、例示的なタイヤ組立体１０は、タイヤ１２と、蠕動ポンプ組立体１４と、タイヤリム１６とを含んでもよい。タイヤ１２は、一般的な技術に従ってリム１６に取り付けられてもよい。タイヤ１２は、互いに向かい合うビード領域２２，２４（ビード領域２２のみが示されている）からクラウンまたはタイヤトレッド領域２６まで延びている一対のサイドウォール１８，２０（サイドウォール１８のみが示されている）を有する一般的な構成を有してもよい。タイヤ１２およびリム１６はタイヤキャビティ２８を密閉してもよい。
【００４５】
図２および図３から分かるように、蠕動ポンプ組立体１４は、環状の通路３２を囲む環状のエアチューブ３０を含んでもよい。チューブ３０は、タイヤ１２の反復される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などの弾力のある可撓性材料によって形成されてもよい。このような構成の場合、外力を受けたときにチューブ３０の一部がタイヤ１２内で変形し、つぶれた状態になり、そのような力が除去されたときに元のつぶれていない状態に戻る場合がある。図示の例では、応力を受けていない状態のチューブ３０の断面は概ね円形であるが、他の代替チューブ形状が使用されてもよい。チューブ３０は、タイヤキャビティ２８に空気を送り込んでタイヤ１２を所定の空気圧に維持するのに十分な必要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もよい。
【００４６】
タイヤ内に変形可能なエアチューブを組み込む蠕動原則については、引用によって本明細書に全体的に組み入れられる米国特許第９２７２５８６号公報において図示および説明がなされている。例示的な組立体１０では、チューブ３０は、タイヤ内においてタイヤビード領域に近接して形成された環状のタイヤ通路内に組み込まれてもよい。タイヤ１２が回転するにつれて、タイヤの外部からの空気がチューブ３０に導入され、タイヤが回転するにつれてタイヤ内でチューブが漸進的に圧搾されることによってエアチューブに沿って送られてもよい。したがって、タイヤキャビティ内の空気圧を所望の圧力レベルに維持するために、空気が出口弁内に送り込まれ、次にタイヤキャビティ内に送り込まれる。
【００４７】
チューブ３０は、タイヤの溝内にぴったりと取り付けられてもよく、タイヤが回転するにつれて連続的につぶれてもよい。タイヤ１２が回転するにつれてチューブ３０がセグメントごとにつぶれると、空気を空気通路３２に沿って送る作用が生じることがあり、その場合、空気はタイヤキャビティ２８内に導かれて所望の圧力レベルを維持する。サイドウォール部溝内のチューブを使用する蠕動ポンプシステムは、引用によって本明細書に全体的に組み入れられる米国特許第８０４２５８６号公報にも示されている。
【００４８】
チューブ３０は、移送ハウジング３８のチューブポートを介して両端３４，３６を連結してもよい。移送ハウジング３８から弁棒７８へのポート６８は、細長い連結チューブ７０の端部７２に連結されてもよい。連結チューブ７０の反対側の端部７４は、タイヤ弁棒８０への弁棒７８に取り付けられてもよい。弁棒７８内には、空気をチューブ３０からタイヤ弁棒８０に導入するように開閉する一方向逆止め弁が位置してもよい。
【００４９】
図３、図４および図５を参照すると、ポンプチューブ３０は、概ね環状であり、タイヤ１２のビード領域に近接する下部タイヤサイドウォール領域を囲む。しかし、チューブ３０用の他の構成が考案されてもよい。チューブ３０の両端３４，３６は、チューブ移送ハウジング３８に連結されてもよい。円錐台状のチューブポートが、チューブハウジング３８から先細りしていてもよく、この場合、各チューブポートは内部軸線方向空気通路を有し、それぞれチューブハウジング内に至る空気通路を形成する。各チューブポートは、遠い端部まで内側に先細りし、チューブをチューブハウジング３８に結合するようにチューブ３０の各端部内に受け入れられてもよい。チューブハウジング３８は、矩形の移送ハウジング内部チャンバ４８を画定する複数の平面状側面５０を有してもよい。内部チャンバ４８は、多孔質フィルタ構成部材６０を内部に受け入れて収容する場合があるチューブ移送チャンバ５６およびフィルタチャンバ５８として分割されてもよい。
【００５０】
上部パネル５２がチャンバ５６，５８を囲んでもよい。逃がし弁６２が、上部パネル５２に取り付けられ、移送チャンバ４８と連通してもよい。一方向逆止め弁が、上部パネル５２の、逃がし弁６２に隣接する位置に取り付けられ、移送チャンバ４８と空気流連通してもよい。フィルタ６０内、次いでエアチューブ３０内への周囲空気の流入を容易にするために、貫通孔６６の配列が移送チャンバ４８上に配置された上部パネル５２を貫通して延びていてもよい。一方向逆止め弁は、パネル５２を貫通して、タイヤ弁棒８０に取り付けられた先細りしたポート６８まで延びてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０    タイヤ組立体
１２    タイヤ
１４    蠕動ポンプ組立体
１６    リム
１８    サイドウォール
２６    タイヤトレッド領域
３０    エアチューブ
３２    空気通路
３８    チューブ移送ハウジング
４８    内部チャンバ
５２    上部パネル
５６    チューブ移送チャンバ
５８    フィルタチャンバ
６０    フィルタ
６２    逃がし弁
６６    貫通孔
６８    ポート
７０    連結チューブ
７２，７４    端部
７８    弁棒
８０    タイヤ弁棒
【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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