(57)【要約】【課題】空気維持タイヤシステムの設計において、タイヤの応力を最小化するとともに、容易な組み立てが可能になるように、フィルタを設計する。【解決手段】タイヤ組立体は、トレッド部と、各ビードに接合するようにトレッド部から半径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、を有するタイヤと、トレッド部およびサイドウォールのための支持カーカスと、タイヤの湾曲する領域の内部に位置し、タイヤが回転したときに開閉するように作動するポンプ通路４２と、ポンプ通路４２と流体連通するバルブ組立体２００と、タイヤに形成されたポケット４００と、ポケット４００に取り付けられ、バルブ組立体２００と空気流が連通するフィルタ組立体３００であって、ポケット４００が、フィルタハウジング３０４の領域よりも大きな領域を有する、フィルタ組立体３００と、を有している。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ組立体であって、
トレッド部と、各ビードに接合するように前記トレッド部から半径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、を有するタイヤと、
前記トレッド部および前記サイドウォールのための支持カーカスと、
前記タイヤの湾曲する領域の内部に位置し、前記タイヤが回転したときに開閉するように作動するポンプ通路と、
前記ポンプ通路と流体連通するバルブ組立体と、
前記タイヤに形成されたポケットと、
前記ポケットに取り付けられ、前記バルブ組立体と空気流が連通するフィルタ組立体であって、前記ポケットが、フィルタハウジングの領域よりも大きな領域を有する、フィルタ組立体と、
を有することを特徴とするタイヤ組立体。
【請求項２】
前記ポケットの領域が、前記フィルタハウジングの領域よりも１０〜３０％大きい、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項３】
前記フィルタ組立体が楕円の形状を有する、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項４】
前記楕円が長軸と短軸とを有し、前記フィルタ組立体の前記短軸が、前記タイヤの半径方向を向いている、請求項３に記載のタイヤ組立体。
【請求項５】
前記ポケットが、前記タイヤの前記サイドウォールに形成されている、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項６】
前記ポケットが底面を有し、前記底面が、タイヤのウォールに形成された流路に接続された孔を有し、前記孔が、前記流路を通じて前記バルブ組立体と流体連通している、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項７】
前記ポケットは、短軸が前記タイヤの半径方向を向いた楕円形状である、請求項５に記載のタイヤ組立体。
【請求項８】
前記バルブ組立体が入口を有し、前記フィルタ組立体が出口を有し、前記フィルタ組立体の前記出口と前記バルブ組立体の前記入口とをチューブが接続している、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項９】
前記チューブがポリウレタンからなる、請求項８に記載のタイヤ組立体。
【請求項１０】
前記チューブが、迅速な接続のための返し部を各端部に有する、請求項８に記載のタイヤ組立体。
【請求項１１】
前記チューブが、迅速継手を各端部に有する、請求項８に記載のタイヤ組立体。
【請求項１２】
前記チューブが、迅速な接続のための圧力継手を各端部に有する、請求項８に記載のタイヤ組立体。
【請求項１３】
前記フィルタ組立体が、ハウジングと、該ハウジングに接続されたカバーとから形成され、前記カバーが、前記ハウジングに空気を送るための１つ以上の孔を有し、前記ハウジングが、フィルタ媒体を収容する内部キャビティと、前記バルブ組立体と流体連通する孔とを有し、前記カバーを可撓性カラーが囲んでいる、請求項１に記載のタイヤ組立体。
【請求項１４】
前記可撓性カラーがゴムからなる、請求項１３に記載のタイヤ組立体。
【請求項１５】
前記可撓性カラーの断面形状がＵ字形状である、請求項１２に記載のタイヤ組立体。
【請求項１６】
タイヤ組立体であって、
トレッド部と、各ビードに接合するように前記トレッド部から半径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、前記トレッド部および前記サイドウォールのための支持カーカスと、を有するタイヤと、
前記タイヤの湾曲する領域の内部に位置し、前記タイヤが回転したときに開閉するように作動するポンプ通路と、
前記タイヤに形成された楕円のポケットであって、短軸が前記タイヤの半径方向を向いた楕円のポケットと、
前記ポケットに取り付けられ、前記バルブ組立体と空気流が連通する楕円形状のフィルタ組立体と、
を有することを特徴とするタイヤ組立体。
【請求項１７】
前記フィルタ組立体の短軸が、前記ポケットの前記短軸よりも１０〜５０％短い範囲にある、請求項１６に記載のタイヤ組立体。
【請求項１８】
前記フィルタ組立体の短軸が、前記ポケットの前記短軸よりも１５〜３０％短い範囲にある、請求項１６に記載のタイヤ組立体。
【請求項１９】
前記フィルタ媒体が多孔質膜である、請求項１６に記載のタイヤ組立体。
【請求項２０】
タイヤ組立体であって、
トレッド部と、各ビードに接合するように前記トレッド部から半径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、を有するタイヤと、
前記トレッド部および前記サイドウォールのための支持カーカスと、
前記タイヤの湾曲する領域の内部に位置し、前記タイヤが回転したときに開閉するように作動するポンプ通路と、
前記ポンプ通路と流体連通するバルブ組立体と、
前記タイヤに形成されたポケットと、
前記ポケットに取り付けられ、前記バルブ組立体と空気流が連通するフィルタ組立体であって、該フィルタ組立体が、ハウジングと、該ハウジングに接続されたカバーとから形成され、前記カバーが、前記ハウジングに空気を送るための１つ以上の孔を有し、前記ハウジングが、内部に収容されたフィルタ媒体を有する内部キャビティと、前記バルブ組立体と流体連通する孔とを有し、前記カバーを可撓性カラーが囲んでいる、フィルタ組立体と、
を有することを特徴とするタイヤ組立体。
【請求項２１】
前記可撓性カラーがゴムからなる、請求項２０に記載のタイヤ組立体。
【請求項２２】
前記可撓性カラーの断面形状がＵ字形状である、請求項２０に記載のタイヤ組立体。
【請求項２３】
前記可撓性カラーが、前記カバーの外面を囲うように収容する内孔を有し、前記可撓性カラーの外面が、前記ポケットの側壁のスロットの内部に固定されている、請求項２０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、一般に、タイヤに関し、特に、タイヤのための空気維持組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気拡散によって、タイヤ圧は経時的に減少する。タイヤの通常の状態は、膨張した状態である。したがって、ドライバーは、タイヤ圧を維持するために繰り返し行動する必要があり、さもなければ、燃費およびタイヤ寿命の低下や、自動車のブレーキ性能およびハンドリング性能の低下を目の当たりにすることになる。タイヤ圧が著しく低い場合にドライバーに警告するタイヤ圧モニタリングシステムが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、そのようなシステムは、推奨される圧力までタイヤを再び膨張させるように警告が発せられた場合、ドライバーが講じる救済措置に依存したままである。したがって、経時的なタイヤ圧の減少を補償するために、ドライバーの介入を必要とせずにタイヤ内を正しい空気圧に維持する空気維持機能をタイヤ内に組み込むことが望ましい。空気維持タイヤシステムの設計においては、システムに流入する前に外気がろ過されるように、フィルタを組み込むことが有効である。フィルタは、タイヤに固定される必要があり、回転力に耐えることができる必要がある。また、タイヤの応力を最小化するとともに、容易な組み立てが可能になるように、フィルタを設計する必要もある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、第１の態様において、トレッド部と、各ビードに接合するようにトレッド部から半径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、を有するタイヤを有するタイヤ組立体を提供する。タイヤは、トレッド部およびサイドウォールのための支持カーカスを有している。ポンプ通路が、タイヤの湾曲する領域の内部に位置し、タイヤが回転したときに開閉するように作動する。バルブ組立体がポンプ通路と流体連通する。タイヤは、ポケットと、ポケットに取り付けられたフィルタ組立体と、を有している。フィルタ組立体は、バルブ組立体と空気流が連通し、ポケットの領域は、フィルタ組立体の領域よりも２０〜４０％大きい。
【０００５】
本発明は、第２の態様において、トレッド部と、各ビードに接合するようにトレッド部から半径方向内側に延びる一対のサイドウォールと、トレッド部およびサイドウォールのための支持カーカスと、を有するタイヤを有するタイヤ組立体を提供する。ポンプ通路が、タイヤの湾曲する領域の内部に位置し、タイヤが回転したときに開閉するように作動する。バルブ組立体がポンプ通路と流体連通する。楕円のポケットがタイヤに形成され、ポケットの短軸がタイヤの半径方向を向いている。フィルタ組立体が、ポケットに取り付けられ、フィルタ組立体は、バルブ組立体と空気流が連通し、楕円形状である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ポンプとバルブとフィルタ組立体とを備えた、タイヤとリムの組立体の正面図である。
【図２】タイヤのビード領域に流路を有するトラック用タイヤの断面図である。
【図３】図２のトラック用タイヤのビード領域の拡大断面図であって、ポンプ通路を示す図である。
【図４】トラック用タイヤのビード領域の拡大断面図であって、フィルタポケットを示す図である。
【図５】タイヤのビード領域に示されたフィルタポケットの正面図である。
【図６】フィルタ組立体とレギュレータとタイヤのビード領域との分解図である。
【図７】タイヤの一部を示す断面図であって、ビード領域のポケットにおけるフィルタ組立体を示す図である。
【図８】タイヤに取り付けられたフィルタ組立体の正面図である。
【図９】フィルタ組立体の正面斜視図である。
【図１０】フィルタ組立体の垂直断面図である。
【図１１】フィルタハウジングの斜視図である。
【図１２】フィルタハウジングの切断図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明について、添付した図面を参照して、一例を挙げて説明する。
【０００８】
図１および図２を参照すると、タイヤ組立体１０は、タイヤ１２と、ポンプ組立体１４とを含んでいる。タイヤは、従来の方法で、外側リムフランジ２２を有するホイール１６に搭載されている。環状のリム本体２８は、図示したように、リムフランジ２２に接合して、タイヤ組立体を支持している。タイヤは、従来構造を有し、対向するビード領域からクラウンつまりタイヤトレッド領域３８までそれぞれ延びる一対のサイドウォール３２を有している。タイヤおよびリムが、空気で満たされた内部タイヤキャビティ４０を取り囲んでいる。
【０００９】
図１および図３に示すように、タイヤ組立体はポンプ１４を含み、ポンプ１４は、好ましくはサイドウォールのビード領域付近の流路４４において、タイヤに取り付けられているかタイヤ内に位置しているポンプ通路４２を有している。ポンプ通路４２は、プラスチック、エラストマー、あるいはゴム化合物のなどの、弾性および可撓性を有する材料からなる別個のチューブから形成されていてよく、チューブが外力を受けて平らな状態に変形し、その力が取り除かれて元の状態に復帰するという変形サイクルに繰り返し耐えることができる。チューブは、本明細書に記載された目的には十分な量の空気を通過させるのに十分な直径であって、後述するように、タイヤ組立体内での動作可能な場所にチューブを配置可能にする直径を有している。好ましくは、チューブは、楕円の断面形状を有しているが、円形などの他の形状が使用されてもよい。
【００１０】
また、ポンプ通路自体は、加硫中にタイヤのサイドウォール内に一体的に形成または成形されてもよく、それにより、チューブを挿入する必要がなくなる。一体的に形成されたポンプ通路は、チェーファーや、ワイヤまたはシリコーンからなる取り外し可能なストリップなど、選択された生タイヤの構成部品に組み込まれることで作られることが好ましい。その構成部品は、タイヤに組み込まれて硬化される。そして、取り外し可能なストリップは、硬化後に取り除かれて、モールド成形または一体形成されたポンプ空気通路が形成される。
【００１１】
以下、「ポンプ通路」という用語は、取り付けられたチューブか、一体モールド成形された通路のいずれも示すものとする。ポンプ通路のために選択されるタイヤ内での場所は、タイヤの高屈曲性領域であって、荷重を受けた状態でタイヤが回転したときに中空の内部空気通路を徐々につぶすことで、空気通路に沿って入口からポンプ出口まで空気を運ぶのに十分な高屈曲性領域内に存在するタイヤ構成部品の内部であってよい。
【００１２】
ポンプ空気通路４２は、図１および図６に示すように、バルブシステム２００によって互いに接合された、入口端４２ａおよび出口端４２ｂを有している。本発明での使用に適した圧力レギュレータつまりバルブシステムの例は、米国出願第１３／２２１，２３１号、同第１３／２２１，４３３号、および同第１３／２２１，５０６号に開示され、参照によって本明細書に組み込まれる。この特定の例に示すように、入口端４２ａと出口端４２ｂは、約３６０°の間隔を置いて配置され、環状のポンプ組立体を形成している。しかしながら、入口端と出口端は、９０°や１８０°などの間隔を置いて配置されていてもよい。
【００１３】
バルブ組立体２００は、ビード領域付近の、タイヤの内側に固定されていることが好ましい。バルブ組立体２００は、中央空気導管２０４と流体連通する入口ポート２０２を有している。中央空気導管２０４は、図６から図８に示すように、空気フィルタ組立体３００と流体連通している。中央空気導管は、フィルタハウジングからバルブ組立体２００の入口ポート２０２まで延びる可撓性チューブまたは可撓性通路である。
【００１４】
バルブ組立体２００は、ポンプシステム４２への流入空気の量を制御するように作動する。タイヤキャビティ４０の圧力が、設定されたトリガー圧力を下回ると、バルブ装置によって、空気が入口ポート２０２を通じてバルブ組立体２００に流入し、その後、ポンプ通路４２まで流入することができる。バルブ組立体２００により、空気入口ポート２１０を通じたポンプシステムへの空気の流れが可能になってもよい。また、バルブ組立体２００により、ポンプ通路へのキャビティの空気の逆流が妨げられるだけでなく、ポンプからタイヤキャビティへの空気の流れが制御可能になってもよい。
【００１５】
図６から図８に示すように、空気フィルタ組立体３００は、ポンプ通路近傍の、タイヤの外側サイドウォール上に位置していることが好ましい。しかしながら、他の場所が使用されてもよい。空気フィルタ組立体は、外気をろ過し、そのろ過空気をバルブ組立体２００の入口ポート２０２へと送っている。空気フィルタ組立体３００は、ハウジング３０４とカバー３０６とを有し、これらは、互いに組み立てられて、内部キャビティ３０８を形成している。フィルタハウジング３０４は、図７、図１０、図１１、および図１２に示されている。さらに、フィルタハウジング３０４は、短軸がタイヤの半径方向を向いた楕円形状であることが好ましい。フィルタハウジングの底面３１０は、中央空気導管２０４の第１の端部を収容する孔３１２を有している。フィルタハウジングは、切り欠き３１６を備えた側壁３１４を有している。カバー３０６の板状端部３２０は、切り欠き３１６に収容され、カバーをフィルタハウジングに取り付けている。カバーの前面は、１つ以上の孔３２２を有している。フィルタハウジング３０４とカバー３０６は、硬質プラスチックまたは硬質金属からなっていてよい。
【００１６】
フィルタ媒体５５０の１つ以上の層が、フィルタ組立体３００の内部キャビティ３０８に収容されている。フィルタ媒体は、織布または不織布（woven or nonwoven fiber）、発泡体、紡糸ガラス繊維（spun fiberglass）、木炭、あるいは当業者に知られた他の材料であってよい。あるいは、ポリテトラフルオロエチレン（ゴアテックス（登録商標））などの膜を単独で、またはフィルタ媒体と組み合わせて使用することができる。
【００１７】
空気フィルタ組立体３００は、タイヤの外面上であって、典型的にはポンプ通路に近接したサイドウォール領域に形成されたポケット４００に取り付けられている。ポケット４００は、図４から図６に示されている。ポケットは、タイヤ（図示せず）に成形されてもよく、あるいは、硬化後のレーザ切断によって、加硫タイヤに形成されてもよい。
【００１８】
図５に示すように、ポケット４００の全体の形状は、応力集中をなくすために、角部を有さない曲線状である。さらに、ポケットは、短軸がタイヤの半径方向を向いた楕円形状であることが好ましい。ポケットは、円形であってもよい。ポケットの深さは約５〜１５ｍｍであり、長軸の長さは約２０〜４０ｍｍであり、短軸の長さは約８〜１５ｍｍである。ポケットは、孔４０４を備えた底面４０２を有し、孔４０４は、タイヤを貫通してタイヤキャビティまで形成された通路４０６に接続され、それにより、ポケットの孔４０４から通路出口４０８へと流体を送ることができる。通路４０６には、ろ過空気をバルブ組立体２００へ送るために、任意の中央空気導管２０４が配置されている。あるいは、ポケットからキャビティへと流体を送るために、通路４０６を使用することができる。
【００１９】
さらに、ポケットの底面４０２は、図１０に示すモールド成形された取付ノブ４１６を任意に含んでいてよい。フィルタハウジングをポケットに固定するために、取付ノブ４１６を使用することができる。フィルタハウジングの底部は、図１０に示すように、凹部４１８を有していてよく、それにより、ノブ４１６を内側に留めることができる。あるいは、フィルタハウジングが、ポケットの凹部（図示せず）に固定されるノブ（図示せず）を有していてもよい。
【００２０】
さらに、ポケット４００は、側壁４１０を有している。側壁４１０は、互いに接合された、第１の棚部４１２および第２の棚部４１４で囲まれている。可撓性カラー５００は、カバー３０６の外周縁部３０７を囲うように位置する内孔５０２を有している。可撓性カラー５００は、第１の棚部４１２上に位置する第２の端部を有している。あるいは、第２の端部は、図１０に示すように、ポケットの側壁に形成されたスロット５１０内に位置していてもよい。可撓性カラーの断面形状５１２は、Ｕ字形状であってよい。可撓性カラーは、フィルタ媒体が屈曲するのを防止しながら、タイヤ使用時にみられる±１０％のサイドウォールの歪みを許容する。可撓性カラー５００は、ゴムなどの可撓性材料で形成されている。
【００２１】
（未加硫の）生ゴムリング６００は、可撓性カラー５００の外周を囲うように位置する内孔を有し、ゴムリングの外側部分は、外側の第２の棚部４１４上に位置している。生ゴムリング６００は、後述するように、適切な接着剤によってコーティングされた内壁を有している。そして、生ゴムリング６００は、可撓性カラーを覆うように硬化され、タイヤのサイドウォールに固定される。生ゴムリング６００は、熱によって硬化されてもよい。
【００２２】
図７および図１０に示すように、フィルタハウジングの長軸寸法と短軸寸法は、フィルタハウジングの周囲に隙間が存在するように、ポケットの内部キャビティよりも小さい。空間的な隙間を２ｍｍから約８ｍｍまでの範囲にすることができる。したがって、フィルタハウジングの長軸寸法は、ポケットの長軸寸法よりも１０〜５０％小さい範囲にあってよく、より好ましくは、ポケットの長軸寸法よりも２０〜３０％小さい範囲にあってよい。
【００２３】
フィルタハウジングの底部は、両側を適切な接着剤でコーティングされた１つ以上の未加硫の生ゴムのストリップによって、ポケットの底面４０２に固定されている。接着剤は、熱硬化されてもよく、あるいは、室温で硬化されてもよい。１つの適切な接着剤は、パッチラバー社製の速乾性の自己加硫接着剤（Fast Dry Self-vulcanizing Cement）である。
【００２４】
図５に示すように、ポケットに隣接して２つの孔７０４，７０６が設けられている。孔７０４，７０６は、タイヤのサイドウォールを貫通して延び、レギュレータの位置合わせされた孔７０８，７１０と流体連通している。ポンプチューブ７０２，７０４は、孔７０４，７０６を貫通してレギュレータの孔７０８，７１０に挿入される第１の端部７０３，７０５を有している。ポンプチューブ７０２，７０４は、システムが簡便に組み立て可能となるように、返し部（barb）などの迅速継手端部（quick connect end）を有していることが好ましい。ポンプチューブ７０２，７０４は、高強度ポリウレタンからなることが好ましい。ポンプチューブは、約９０°に曲げられた第２の端部７１２，７１４を有している。第２の端部７１２，７１４は、ポケットに隣接して形成されたスロット７１６，７１８に挿入される。ポンプチューブの第２の端部７１２，７１４は、連続的なポンプ通路４２に接続される。
【００２５】
ポンプ通路は、ポンプチューブの第２の端部に接続された後で、流路４４に挿入される。好ましくは、ポンプ通路は、ゴム接着剤でコーティングされた後で、ポンプ通路に挿入される。内面を有する生ゴムのカバーストリップが、まずゴム接着剤でコーティングされ、その後、環状の流路内でポンプ通路に覆うように配置される。ゴム接着剤を硬化させるために、熱を使用することができる。
【００２６】
本明細書に記載された本発明の説明を考慮すると、本発明の変形例が可能である。主題発明を説明する目的で、特定の代表的な実施形態および詳細を示しているが、当業者には、主題発明の範囲から逸脱することなくさまざまな変更および修正を行うことができることが明らかであろう。したがって、前述の特定の実施形態において、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の対象となる全範囲内で行う変更が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  タイヤ組立体
１２  タイヤ
１４  ポンプ組立体
３２  サイドウォール
３４  ビード領域
４２  ポンプ通路
４４  流路
２００  バルブ組立体
２０２  入口ポート
２０４  中央空気導管
３００  空気フィルタ組立体
３０４  フィルタハウジング
３０６  カバー
４００  ポケット
４０２  底面
５００  カラー
５５０  フィルタ媒体
【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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