(57)【要約】【課題】タイヤ圧力の低下を補償する自己膨張機構をタイヤに組み込む。【解決手段】タイヤキャビティと１対のサイドウォール３２を有するタイヤ１２の弁組立体は、内部チャンバを有する弁ハウジングを有し、ダイヤフラムが内部チャンバに取り付けられており、ダイヤフラムは、タイヤキャビティと流体連通している第１の側面と、内部チャンバと流体連通している第２の側面を有する。ポンプのポンプ通路４２は、タイヤが回転すると開閉する。内部チャンバは、外気と流体連通している入口チャンバと、ポンプ通路の第１及び第２の端部と流体連通している中央ポートを有する。ダイヤフラムは中央ポートの上に位置しており、中央ポートを開閉する。バネが弁ハウジングの内部チャンバ内に位置しており、ダイヤフラムを開位置に付勢する。ポンプは、タイヤキャビティと流体連通している。【選択図】図２
2015048075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプと弁組立体とを有するタイヤであって、
ａ．前記タイヤは、タイヤキャビティと、それぞれが第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域に延びている第１及び第２のサイドウォールと、を有し、
ｂ．前記弁組立体は、内部チャンバを有する弁ハウジングを有し、ダイヤフラムが内部チャンバに取り付けられており、前記ダイヤフラムは、前記タイヤキャビティと流体連通している第１の側面と、前記内部チャンバと流体連通している第２の側面とを有し、
ｃ．前記ポンプは第１及び第２の端部を有するポンプ通路を有し、該ポンプ通路は、前記タイヤが回転すると開閉するように前記タイヤ内に位置しており、
ｄ．前記内部チャンバは、外気と流体連通している入口チャンバと、前記ポンプ通路の前記第１及び第２の端部と流体連通している中央ポートと、を有し、
ｅ．前記ダイヤフラムは前記中央ポートの上に位置しており、該中央ポートを開閉するように動作し、
ｆ．バネが前記弁ハウジングの前記内部チャンバ内に位置しており、前記ダイヤフラムを開位置に付勢するように動作し、
ｇ．前記ポンプは、前記タイヤキャビティと流体連通している
ことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
一方向弁が前記中央ポートの出口の下流かつ前記ポンプ通路の前記第１の端部の上流に位置していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
一方向弁が前記ポンプの前記第１の端部と前記タイヤキャビティとの間に位置していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項４】
一方向弁が前記ポンプの前記第２の端部と前記タイヤキャビティとの間に位置していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項５】
一方向弁が、前記ポンプの前記第２の端部と前記中央ポートの出口との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項６】
フィルター組立体が、前記弁組立体の前記入口チャンバと流体連通していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項７】
上面を有する制御板が前記ダイヤフラムの前記第２の側面に接するように位置しており、前記バネが前記制御板に係合していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
【請求項８】
双方向に作動するポンプと、弁組立体と、を有するタイヤであって、
ａ．前記タイヤは、タイヤキャビティと、それぞれが第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域に延びている第１及び第２のサイドウォールと、を有し、
ｂ．前記タイヤはポンプ通路を有し、前記ポンプ通路は第１の端部と第２の端部を有し、前記タイヤが第１の方向または前記第１の方向と逆の第２の方向に回転しているときに、前記ポンプ通路の、タイヤのフットプリントに近い部分が前記ポンプ通路を実質的に開閉できるように、前記ポンプ通路が作動し、
ｃ．前記弁組立体は弁ハウジングと内部チャンバとを有し、ダイヤフラムが前記内部チャンバに取り付けられており、前記ダイヤフラムは前記タイヤキャビティの圧力と流体連通する第１の側面を有し、
ｄ．前記内部チャンバは、外気と流体連通している入口チャンバと、第１のチャンバ及び第２のチャンバと流体連通している中央ポートと、を有し、
ｅ．前記ダイヤフラムは前記中央ポートの上に位置しており、かつ該中央ポートを開閉するように動作し、
ｆ．弾性部材が前記ダイヤフラムを開位置に付勢しており、
ｇ．前記第１のチャンバは一方向弁を内部に有しており、前記第１のチャンバの出口は、前記ポンプ通路の前記第１の端部と流体連通しており、
ｈ．前記第２のチャンバは一方向弁を内部に有しており、前記第２のチャンバの出口は、前記ポンプ通路の前記第２の端部と流体連通しており、
ｉ．前記弁ハウジングは第３のチャンバをさらに含み、該第３のチャンバは前記ポンプの前記第１の端部及び前記タイヤキャビティと流体連通しており、
ｊ．一方向弁が前記第３のチャンバの内部に位置しており、該第３のチャンバは、前記ポンプの前記第１の端部と前記タイヤキャビティとの間に位置している
ことを特徴とするタイヤ。
【請求項９】
前記弁ハウジングは、ポンプ通路の第１の端部と流体連通している第４のチャンバを有し、前記第４のチャンバは一方向弁を内部に有し、前記第４のチャンバの出口は前記タイヤキャビティと流体連通していることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１０】
前記第１のチャンバの前記一方向弁は、流れが前記内部チャンバに入るのを防止することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１１】
前記第２のチャンバの前記一方向弁は、流れが前記内部チャンバに入るのを防止することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１２】
前記第３のチャンバの前記一方向弁は、前記タイヤキャビティからの流れが前記ポンプ通路に入るのを防止することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１３】
前記第４のチャンバの前記一方向弁は、前記タイヤキャビティからの流れが前記ポンプ通路に入るのを防止することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１４】
フィルターが外気と第３の穴との間に位置していることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１５】
前記弁ハウジングは、流れを前記第３のチャンバの出口から前記第４のチャンバの出口へ送る環状の通路を有することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１６】
前記弁ハウジングは、流れを前記中央ポートから前記第１及び第２のチャンバの入口へ送る半円状の通路を有することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１７】
前記弁ハウジングの底部は複数の溝を有することを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【請求項１８】
前記弁ハウジングは、上板と、１つまたは複数の溝を有する前記弁ハウジングの底部と、を有し、前記上板は、流れをある位置から他の位置へ送る１つまたは複数の通路を形成している前記溝の上に着座していることを特徴とする請求項８に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して自己膨張タイヤに関し、より詳細にはこのようなタイヤのポンプ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気の拡散は時間とともにタイヤ圧力を低下させる。タイヤの通常の状態は膨張した状態である。従って、運転者はタイヤ圧力を維持する処置を繰り返し行わなければならず、さもなければ燃費の低下、タイヤ寿命、あるいは車両のブレーキ性能およびハンドリング性能の低下に直面することになる。タイヤ圧力が極めて低いときに運転者に警告するタイヤ圧力監視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、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警告されたときに運転者が救済策をとることに依存している。従って、時間とともに生じるいかなるタイヤ圧力の低下も運転者の介在の必要なしに補償するために、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しい。
【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、ポンプと弁組立体とを有するタイヤを提供する。タイヤは、タイヤキャビティと、それぞれが第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域に延びている第１及び第２のサイドウォールと、を有する。弁組立体は、内部チャンバを有する弁ハウジングを有し、ダイヤフラムが内部チャンバに取り付けられており、ダイヤフラムは、タイヤキャビティと流体連通している第１の側面と、内部チャンバと流体連通している第２の側面とを有している。ポンプは第１及び第２の端部を有するポンプ通路を有し、ポンプ通路は、タイヤが回転すると開閉するようにタイヤ内に位置している。内部チャンバは、外気と流体連通している入口と、ポンプ通路の第１及び第２の端部と流体連通している出口と、を有する。ダイヤフラムは出口の上に位置しており、出口を開閉するように動作する。バネが弁ハウジングの内部チャンバ内に位置しており、ダイヤフラムを開位置に付勢するように動作する。ポンプの第２の端部は、タイヤキャビティと流体連通している。
【０００５】
本発明は第２の態様において、双方向に作動するポンプと、弁組立体と、を有するタイヤを提供する。タイヤは、タイヤキャビティと、それぞれが第１及び第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域に延びている第１及び第２のサイドウォールと、を有する。タイヤはポンプ通路を有し、ポンプ通路は第１の端部と第２の端部を有し、タイヤが第１の方向または第１の方向と逆の第２の方向に回転しているときに、ポンプ通路の、タイヤのフットプリントに近い部分がポンプ通路を開閉できるように、ポンプ通路が作動する。弁組立体は弁ハウジングと内部チャンバとを有し、ダイヤフラムが内部チャンバに取り付けられており、ダイヤフラムはタイヤキャビティの圧力と流体連通する第１の側面を有している。内部チャンバは、外気と流体連通している入口と、第１のチャンバ及び第２のチャンバと流体連通している出口と、を有する。ダイヤフラムは出口の上に位置しており、かつ出口を開閉するように動作する。弾性部材がダイヤフラムを開位置に付勢している。第１のチャンバは一方向弁を内部に有しており、第１のチャンバの出口は、ポンプ通路の第１の端部と流体連通している。第２のチャンバは一方向弁を内部に有しており、第２のチャンバの出口は、ポンプ通路の第２の端部と流体連通している。弁ハウジングは第３のチャンバをさらに含み、第３のチャンバはポンプの第１の端部及びタイヤキャビティと流体連通している。一方向弁が第３のチャンバの内部に位置しており、第３のチャンバは、ポンプの第１の端部とタイヤキャビティとの間に位置している。
【０００６】
定義
タイヤの「アスペクト比（偏平率）」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）の断面幅（ＳＷ）に対する比を、百分率表示のために１００倍した値を意味する。
【０００７】
「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。
【０００８】
「軸線方向の」及び「軸線方向に」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。
【０００９】
「チェーファー」は、タイヤビードの外側の周りに配置され、コードプライを摩耗及びリムによる切断から保護し、たわみをリムの上方に分散させる、幅の狭い材料ストリップのことである。
【００１０】
「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縁に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１１】
「赤道中心面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００１２】
「フットプリント」は、速度が零であって通常の荷重及び圧力の下での、平坦な表面を持ったタイヤトレッドの接触部分または接触領域を意味する。
【００１３】
「内側側面」は、タイヤがホイールに搭載され、ホイールが車両に搭載されたときに車両に最も近いタイヤの側面を意味する。
【００１４】
「横方向」は、軸方向を意味する。
【００１５】
「横方向縁部」は、通常の荷重及びタイヤ膨張状態で測定された、軸方向の最も外側にあるトレッドの接触部分すなわちフットプリントに接する、赤道中心面に平行な線を意味する。
【００１６】
「正味接触面積」は、横方向縁部同士の間で地面に接するトレッド要素のトレッド全周にわたる総面積を、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。
【００１７】
「非方向性トレッド」は、好ましい前進方向をもたないトレッドを意味し、トレッドパターンを好ましい走行方向に合わせるために一つまたは複数の特定のホイール位置で車両に取り付ける必要はない。これに対し、方向性トレッドパターンは好ましい走行方向を持っており、特定のホイール位置に取り付けることが要求される。
【００１８】
「外側側面」は、タイヤがホイールに搭載され、ホイールが車両に搭載されたときに車両から最も遠いタイヤの側面を意味する。
【００１９】
「通路」は、一体形成されたタイヤ内の経路、またはタイヤに挿入された独立したチューブを意味し、ポンプを形成する。
【００２０】
「蠕動」は、空気などの内包物質を流路に沿って前進させる波状収縮による動作を意味する。
【００２１】
「半径方向の」及び「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かう、または半径方向にタイヤの回転軸から離れる方向を意味する。
【００２２】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝と、同様な第２の周方向溝または横方向縁部とによって形成された、トレッド上の周方向に延びるゴムのストリップを意味し、そのストリップは、全深さの溝によって横方向に分割されてはいない。
【００２３】
「サイプ」は、タイヤのトレッド要素中に成形され、トレッド表面を細分し、トラクションを向上させる小さな長溝を意味する。サイプは一般に幅が狭く、タイヤのフットプリントで開いたままである溝とは逆に、タイヤのフットプリントでは閉じている。
【００２４】
「トレッド要素」または「トラクション要素」は、溝に隣接した形状を有することにより定義されるリブまたはブロックの要素を意味する。
【００２５】
「トレッド弧幅」は、トレッドの横方向縁部同士の間で測定したトレッドの弧の長さを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ポンプと弁組立体を示す、タイヤとホイールの組立体の正面図である。
【図２】タイヤが回転しながら作動している時の、図１のタイヤとホイールの組立体を示す図である。
【図３】ポンプを含むタイヤのビード領域の拡大断面図である。
【図４】タイヤのビード領域で圧縮されているポンプを示す拡大断面図である。
【図５Ａ】本発明のコンパクト弁システム及びフィルター組立体とともに、ビード領域を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａのコンパクト弁システムの、方向５ｂ−５ｂからみた拡大図である。
【図６】タイヤの内側からみたコンパクト弁システムの側方斜視図である。
【図７】本発明のコンパクト弁システムとポンプの概略図である。
【図８】インサートを取り除いて示す、コンパクト弁システムの側方斜視図である。
【図９】保持部材及び上板の分解図である。
【図１０Ａ】保持部材の上面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの保持部材の、方向１０Ｂ−１０Ｂからみた断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａの保持部材の、方向１０Ｃ−１０Ｃからみた断面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ａの保持部材の、方向１０Ｄ−１０Ｄからみた断面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｄの保持部材の、方向１０Ｅ−１０Ｅからみた断面図である。
【図１１】コンパクト弁システム及びフィルター組立体の分解図である。
【図１２Ａ】フロー制御器の上面図である。
【図１２Ｂ】フロー制御器の、方向１２Ｂ−１２Ｂからみた断面図である。
【図１２Ｃ】フロー制御器の、方向１２Ｃ−１２Ｃからみた断面図である。
【図１２Ｄ】フロー制御器の、方向１２Ｄ−１２Ｄからみた断面図である。
【図１３Ａ】入口制御弁の上面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの入口制御弁の、方向１３Ｂ−１３Ｂからみた断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａの入口制御弁の、方向１３Ｃ−１３Ｃからみた断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｂの入口制御弁の、方向１３Ｄ−１３Ｄからみた断面図である。
【図１３Ｅ】図１３Ａの入口制御弁の、方向１３Ｅ−１３Ｅからみた断面図である。
【図１３Ｆ】図１３Ａの入口制御弁の、方向１３Ｆ−１３Ｆからみた断面図である。
【図１４Ａ】インサートを除くコンパクト弁システムの上面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのコンパクト弁システムの、方向１４Ｂ−１４Ｂからみた断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａのコンパクト弁システムの、方向１４Ｃ−１４Ｃからみた断面図である。
【図１４Ｄ】図１４Ａのコンパクト弁システムの、方向１４Ｄ−１４Ｄからみた断面図である。
【図１４Ｅ】図１４Ａのコンパクト弁システムの、方向１４Ｅ−１４Ｅからみた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を、添付の図面を参照しながら一例を挙げて説明する。
【００２８】
図１，３を参照すると、タイヤ組立体１０は、タイヤ１２と、蠕動ポンプ組立体１４と、タイヤホイール１６と、を含んでいる。タイヤは従来通りのやり方でホイールのリムに搭載され、ホイールは、外側リムフランジ２２に隣接して位置するリム搭載面１８を有している。外側リムフランジ２２は外側リム面２６を有している。環状のリム体２８が両側のリムフランジ２２を結合し、図示しているようにタイヤ組立体を支持している。タイヤの構成は従来の通りであり、互いに対向するビード領域３４からクラウンまたはタイヤトレッド領域３８まで延びる一対のサイドウォール３２を有している。タイヤとリムは内側のタイヤキャビティ（タイヤ内部空間）４０を内包している。
【００２９】
図１に示すように、ポンプ組立体１４は、タイヤのサイドウォールの領域、好ましくはビード領域の近くに取り付けられて位置するポンプ通路４２を含んでいる。ポンプ通路４２はプラスチック、エラストマ、またはゴム合成物などの弾性と可撓性を備えた材料からなる独立したチューブで形成することができ、ポンプ通路４２は、チューブが外力を受けて平らな状態に変形しその外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の繰り返しに耐えることができる。チューブは、本明細書に述べられる目的のために十分な量の空気を通すように作動するのに十分な大きさであって、後述するようにチューブをタイヤ組立体内の作動可能な場所に設置することが可能な直径を有している。好ましくは、チューブは楕円形の断面形状を有しているが、円形などの他の形状を用いることもできる。
【００３０】
ポンプ通路自体を、加硫中に、タイヤのサイドウォールに一体的に形成することもでき、それによってチューブを挿入する必要性がなくなる。一体的に形成されたポンプ通路は、好ましくは、チェーファーなどグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）の選択された要素に、ワイヤまたはシリコーンで作られた除去可能なストリップを組み込むことによって作ることができる。これらのタイヤ要素はタイヤに組み込まれ硬化される。そして、硬化後に、除去可能なストリップが除去され、モールド成形すなわち一体形成されたポンプ空気通路が形成される。
【００３１】
以降の説明において「ポンプ通路」という用語は、取り付けられたチューブと、一体的にモールド成形された通路のいずれをも意味する。タイヤ内の空気通路のために選択される位置は、タイヤの可撓性の高い領域内、すなわちタイヤが荷重を受けつつ回転しながら内部の中空の空気通路を次々とつぶれさせ、それによって空気を空気通路に沿って入口からポンプ出口まで運搬するのに十分な高い可撓性を有する領域内に位置するタイヤ構成要素内であってよい。
【００３２】
ポンプ通路４２は入口端部４２ａと出口端部４２ｂを有しており、これらはコンパクト弁システム２００によって互いに連結されている。図示されているように、入口端部４２ａと出口端部４２ｂは約３６０度離れており、環状のポンプ組立体を形成している。
【００３３】
コンパクト弁システム２００
コンパクト弁システム２００の第１の実施形態が図５〜１４に示されている。図１１はコンパクト弁システム２００の分解図を示している。コンパクト弁システムは、ポンプ４２の入口流と出口流を規制し制御するように機能する入口制御弁４００を含んでいる。コンパクト弁システム２００は図の下側から順番に、任意設置のインサート６０と、保持部材８０と、フロー制御器３００と、入口制御弁４００と、キャップ５００と、ばね６００と、リッド７００と、を含んでいる。任意設置のフィルター組立体８００がコンパクト弁システム２００に接続されている。
【００３４】
インサート６０
図５Ａに示すように、コンパクト弁システムは、タイヤに組み込まれた受容部６４に挿入された任意設置のインサート６０を含んでいる。受容部６４は、タイヤの内側表面に形成された持ち上げられた領域すなわち隆起であり、場合によっては、ねじの切られた内側穴を含んでいてもよい。未硬化のエラストマ、グリーンゴムなどの材料からなる一組の同心層を用いて、隆起をタイヤサイドウォールに組み込むことができる。同心層の代わりに、１部品として成形された形状のゴムまたはエラストマを用いることもできる。あるいは、インサート６０を加硫前に受容部内に挿入することができる。外側インサートは、グリーンゴム、エラストマ、ナイロン、超高分子量ポリエチレン、または真鍮等の金属で作ることができる。インサートは、好ましくは、レゾルシノールホルムアルデヒドラテックス（ＲＦＬ）、または当業者に公知である一般に「ディップ」と呼ばれる適切な接着剤で被覆されている。インサートの外側面を粗くして、選択されたＲＦＬで被覆することもできる。インサートの外側面は、選択されたＲＦＬに加えて、インサートをタイヤサイドウォールのゴム内に保持するために、稜線部、フランジ、延長部、ねじ、またはその他の機械的手段をさらに含んでいてもよい。
【００３５】
図５Ｂに示すように、任意設置のインサート６０はカップ形状に形成され、タイヤキャビティに面する開放端部と、開放端部の反対側の底部壁６２と、側壁６３とによって形成された内部領域を有している。底部壁は、底部壁から延びている２つの雄型部６５，６７を有し、これらの雄型部６５，６７は、インサート６０とポンプ４２の間で流体連通する（流体が流通できるように連通する）ように、ポンプ通路４２ａ，４２ｂに揃えられ、かつ接続されている。各雄型部は、ろ過された空気を弁の内部に流通させる貫通孔を有している。底部部分は、ポンプ通路４２ａ，４２ｂに揃えられてポンプ通路４２ａ，４２ｂと流体連通する、互いに反対側の位置にある２つの穴６８，６９を有している。任意設置のガスケット７０がインサート６０の底部壁６２上に位置している。ガスケットは円形で扁平であり、インサート６０の穴６８，６９に揃えられた穴を有している。また、ガスケットは３つの穴の周りに、突出したリムを有していてもよい。図５Ａに示すように、インサート６０の底部壁６２は、フィルター組立体８００の雄型部８２０を受け入れる第３の穴７１を有している。外側インサート６０はさらに、側壁６３を取り囲むフランジ状のリム部６１を有し、リム部６１は、互いに反対側に位置する雌型長溝を備えている。互いに反対側に位置する２つのＵ字型コネクタ７１０を備えたリッド７００が、互いに反対側に位置する雌型長溝内に受け入れられている。
【００３６】
保持部材８０
任意設置の外側インサート６０は保持部材８０を収容している。保持部材８０は図８〜９，図１０Ａ〜１０Ｅに示されている。保持部材８０は概ね円筒形の形状を有しており、外側表面から突き出すアライメントキー８２を備えている。アライメントキー８２は、外側インサート６０の側壁に形成されたアライメント長溝（図示せず）に係合するように配置されている。アライメントキー８２によって、保持部材の底面８５上の長溝８３ａ，８４ａがインサートの穴６８，６９に確実に揃えられる。保持部材の底面８５はさらに、ろ過された空気をフィルター組立体８００から受け入れる穴８６を有している。インサート６０は、削除可能な任意設置の部品である。保持部材８０の外側表面に、受容部６４内に受け入れられるねじを設けてもよい。
【００３７】
図９は保持部材８０の分解図を示している。上板８７が底面８１の上に位置しており、アライメントタブ９１が保持部材８０のアライメントキー８２の中に受け入れられている。図１０Ｅは保持部材８０の底部の断面図を示している。図１０Ｅに示すように、保持部材の底面８１は溝を内部に有し、その溝は上板と協働して流路８３ｂ，８４ｂ，８５ｂ，８６ｂを形成する。ポンプからの流体はタイヤの回転方向に応じて長溝状の穴８３ａ，８４ａのうちの１つに入る。長溝状の穴８３ａ，８４ａからの流れは次に、それぞれ、斜めに延びている通路８３ｂ，８４ｂを通って位置８３ｃ、８４ｃへ伝えられる。図１０Ｂに示すように、位置８３ｃ，８４ｃからの流れは次に、上板８７のそれぞれのポート８９，９０を通るように向けられる。図１０Ｄに示すように、上板８７は、長溝８３ａ，８４ａに揃うように位置し互いに反対側にある長溝９２，９３を有している。図１０Ｂに示すように、フィルターからの入口流れは、穴８６ａを通って保持部材に入り、次に図１０Ｅに示すように斜めに延びている流路８６ｂを通って位置８６ｃに至る。図１０Ｃに示すように、位置８６ｃからの流れは次に、上板８７の穴８８を通るように向けられる。
【００３８】
図１０Ｄは上板８７に搭載された中央ポート９４を示している。中央ポート９４は位置８５ａに揃えられ、かつ通路８５ｂとの間で流体連通している。中央ポート９４は、入口制御弁４００からの流れと流体連通している。図１０Ｃに示し、かつ以下により詳細に説明するように、入口制御弁４００からの流れを、中央ポート９４を通し、位置８５ｃへの通路８５ｂを通し、ポート９５を通して、フロー制御器３００内へ伝える。
【００３９】
フロー制御器３００
図１１に示すように、フロー制御器３００は上板８７の上、かつ保持部材８０の内部に位置している。フロー制御器本体３０２は、保持部材のアライメントキー８２内に受け入れられるように配置されたアライメントタブ３０４を有している。図１２Ｂに示すように、フロー制御器３００は、それぞれのチャンバ３０７，３０９に受け入れられる方向制御弁３０６，３０８を有している。方向制御弁３０６，３０８は、入口制御弁からの入口空気流れと流体連通している。図１４Ｂに示すように、チャンバ３０７，３０９は、ポンプ通路４２ａ，４２ｂと流体連通している。フロー制御器は、チャンバ３１１，３１３内に受け入れられた逆止弁３１０，３１２をさらに含む。図１４Ｄに示すように、チャンバ３１１，３１３は、以下により詳細に説明するように、逆止弁の出口３１０，３１２及びタイヤキャビティと流体連通している。
【００４０】
入口制御弁
図１３Ａ〜１３Ｅに示すように、入口制御弁４００は保持部材８０の内側に、フロー制御器３００に隣接して位置している。入口制御弁４００は、ポンプシステムに流入する流れを規制する。図１３Ｂに示すように、入口制御弁は、円形の形状のダイヤフラム４０４を収容するハウジング４０２を有している。ハウジング４０２は、湾曲した長溝４２９によって互いに結合された第１及び第２の通路４２６，４２８を有している。湾曲した長溝４２９は、図１３Ｄに示すように、ハウジング４０２の底部に形成されている。第１及び第２の流路４２６，４２８の各々は、図１４Ｂに示すように、フロー制御器３００のチャンバ３０７，３０９内にそれぞれ位置する方向制御弁３０６，３０８と揃っている。図１３Ｆに示すように、入口制御ハウジング４０２は、底面上に、第１の方向と垂直な第２の方向において、揃えられた２つの穴、すなわち第３の通路４３０と第４の通路４３２を有している。図１３Ｄに示すように、第３の通路４３０と第４の通路４３２は、入口ハウジング４０２内に形成された環状長溝４６０によって流体連通している。図１３Ｆに示すように、環状長溝４６０は出口流路と流体連通しており、出口流路４７０は、送り出された空気でタイヤを満たすように、タイヤキャビティに向いている。環状長溝は、ポンプ出口からの通路４３０，４３２と流体連通している。
【００４１】
入口制御弁は、図１３Ｂに示すように、ハウジング４０２の内側に位置するダイヤフラム４０４をさらに含む。ダイヤフラムは入口ハウジングとともに内部チャンバ４０３を形成している。チャンバの内側は中央穴４０５を含み、ダイヤフラムは中央穴４０５の上に位置している。制御板４８０は、ダイヤフラムの内側面に隣接して位置する環状上面４８２を有している。制御板４８０の環状上面４８２は、中央穴４０３に揃えられた中央穴４８３を有している。図１３Ｃに示すように、制御板は２つの脚部４７０，４７２を有しており、脚部４７０，４７２は入口制御ハウジングの底面のそれぞれの穴４４０，４３８内に受け入れられる。脚部４７０，４７２はフロー制御器の流路３２０，３２２内でスライド可能である。バネ４７５が中央穴４０５，４８３内に位置している。バネ４７５は中央ポート９４の周りに位置している。図１３Ｂに示すように、バネは、ダイヤフラム４０４に係合する制御板の環状上面４８２に係合しており、かつ制御板及びダイヤフラムを開位置に付勢し、それによってダイヤフラムは中央ポート９４を閉じない。図１４Ｄに示すように、内側キャップ５００は入口制御弁の上に位置し、かつ保持部材８０に固定されている。内側キャップは、ダイヤフラムがタイヤキャビティと流体連通できるようにする内側穴５０２を有している。キャップは、通路４７０と流体連通している第２の穴５０４を有している。リッド７００が内側キャップ５００の上に受け入れられている。バネ６００がリッド７００と内側キャップ５００の間に位置している。内側キャップ５００は、外側キャップの中央穴７０２に受け入れられる中央支持柱５１０を有している。外側キャップは、穴５０２，５０４に揃えられた穴７０４，７０６を有している。リッド７００は、互いに対向する２つのＵ字形状のコネクタ７１０を有し、それらのコネクタは、外側インサート６０の互いに対向する雌型長溝に受け入れられている。
【００４２】
図７に、フロー制御器３００と、そのフロー制御器３００のポンプ４２及び入口制御弁４００との関係と、を含むタイヤ組立体１０の概略図を示す。入口制御弁４００は、ろ過された外気がシステムに入ることを許容するかどうかを制御する。空気が必要な場合、入口制御弁４００が開き、空気を方向制御器３００に流入可能にする。流体は、方向制御弁３０６を通って流れる。流れは次にポンプ入口４２ａ内に入り、タイヤを通ってポンプ出口４２ｂへ送り出される。逆止弁すなわちチェック弁３０８は、送り出された流れが入口制御弁に入るのを阻止する。送り出された空気は、逆止弁３１０を通って次にタイヤキャビティ内に導かれる。タイヤが反対方向に回転している場合には、空気は方向弁３０８を通ってポンプ端部４２ｂに入り、ポンプ端部４２ａへ向けられ、次に弁３１２を通ってタイヤキャビティ内に入る。タイヤキャビティでは、逆止弁３０６が、送り出された空気が弁システム内へ逆流するのを防ぐ。
【００４３】
フィルター組立体
フィルター組立体８００はタイヤの外側に取り付けられるように構成されている。図示されているフィルター組立体は、円形の断面形状を有し、図示されているようにビードの近傍の下部サイドウォール領域に取り付けられた硬いプラスチックの外表面を有している。フィルター組立体８００は、空気のろ過に適した多孔質媒体８０４で満たされた内側領域８０２を有している。フィルター組立体８００は、周囲の空気を受け入れる入口８１０を有している。空気は入口８１０を通って内側領域８０２に入り、そこで空気は多孔質媒体８０４によってろ過される。空気は内側領域の出口８１２を出て、雄型フィッティング８１６を通って延びる通路８１４に入る。雄型フィッティング８１６は、保持部材の穴８６及びインサートの穴８６ａに揃うように連結されている。
【００４４】
システムの動作
コンパクト弁システム２００はポンプシステムに入る空気の流れを制御する。図６，１４に示すように、タイヤキャビティの圧力は、穴７０４，５０２，４０８を介してダイヤフラム４０４の外側に伝えられる。図１４Ｂに示すように、タイヤキャビティの圧力はダイヤフラム４０４に作用し、ダイヤフラムを中央ポート９４に接するように着座させ、それによって空気がコンパクト弁システムに入らないようにする。バネ４７５はタイヤキャビティの圧力を打ち消すように作用し、ダイヤフラム及び制御板を開位置に付勢する。バネ４７５は、設定されたトリガー圧力を有するように選択されており、それによって、タイヤキャビティの圧力がトリガー圧力より低下したときに、バネはダイヤフラムを中央ポート９４から離れさせて開位置に付勢する。ろ過された外気は、図１４Ｄに示すように、穴８６ａを介してコンパクト弁システム２００に入る。
【００４５】
空気が穴８６ａを介してコンパクト弁システム２００に入った後に、ろ過された空気は、図１０Ｅ及び図１０Ｂに示すように、斜めに延びている流路８６ｂを通って保持部材８０の位置８６ｃに導かれる。保持部材の位置８６ｃからの流れは、図１４Ｃに示すように、次に穴８８に至り、さらにフロー制御器３００のチャンバ３２４内に至る。ろ過された空気は、次に入口制御弁のポート４３４を通り入口制御弁の内部チャンバ４０３内に至る。ダイヤフラムが開位置にある場合、空気は次に内部チャンバ４０３から中央ポート９４内へ流れる。次に、流れは、通路８５ａ，８５ｂ，８５ｃを通ってチャンバ３２６内に至る。チャンバ３２６は流れを、図１３Ｄのポンプ入口４２６，４２８と流体連通している通路４２９へ導く。図１４Ｂに示すように、流れは、入口制御弁を出てポート４２６を通り、方向制御弁３０６を通り、チャンバ３０７内に入る。流れは、保持部材の穴８３ａを出てポンプ端部４２ａに入る。タイヤが第１の方向に回転すると、空気はポンプ通路４２ａを通して送り出される。
【００４６】
図２から明らかなとおり、空気ポンプ４２は、入口４２ａと出口４２ｂが共通の位置にある３６０度のポンプとして示されている。タイヤが方向１０９に回転すると、地面に接するフットプリント１００が形成される。圧縮力１０４がフットプリント１００からタイヤ内に向けられ、符号１０６で示されるように、ポンプ４２のセグメント１１０を平らにするように作用する。ポンプ４２のセグメント１１０が平らになることで、空気の、平らになったセグメント１１０とコンパクト弁システム２００との間に位置する部分が、コンパクト弁システム２００の方に移動させられる。タイヤが地面９８に沿って方向１０８に回転し続けると、ポンプのチューブ４２はタイヤの回転１０８と反対の方向に、セグメント１１０，１１０’，１１０”が次々に、順次平らにされ、または押し潰されるようになる。ポンプのチューブ４２をセグメント毎に順次平らにすることで、平らになったセグメント同士の間に位置する空気柱がポンプ出口４２ｂに向けて送り出される。
【００４７】
図１４Ｂに示すように、出口４２ｂから送り出された空気は、長溝８４ａを介してコンパクト弁システム２００に流入する。逆止弁３０８は、流れがチャンバ３０９内に流入することを阻止する。図１０Ｅに示すように、送り出された空気は、長溝８４ａから流路８４ｂを通ってポート８４ｃに流れる。図１４Ｄに示すように、位置８４ｃから送り出された空気の流れは、次に上板８７のポート９０を通るように向けられる。図１４Ｄに示すように、送り出された空気は、逆止弁３１２を通ってチャンバ３１３に流入し、入口制御弁の出口４７０に接続された流路４６０を介して入口制御弁を出て、さらに、図１４Ｄに示すように、互いに揃えられた内側キャップの穴５０４とリッドの穴７０６を通ってタイヤキャビティ内に流入する。ポンプと入口制御弁組立体２００からの空気は、タイヤ圧力がトリガー圧力を超えるまで、タイヤに送り込まれる。タイヤ圧力がトリガー圧力を超えると、ダイヤフラムがバネ力に打ち勝って中央ポート９４の上に着座し、空気がポンプシステムに流入するのを阻止する。
【００４８】
タイヤの回転方向が逆である場合には、ポンプと入口制御弁システムは、以下の相違点を除いては、上述した通り双方向に作動する。ろ過された空気が、システムに入って入口制御弁チャンバ４０３に流入する。タイヤキャビティが空気を必要とする場合は、ダイヤフラムは中央ポート９４から離れる。ポンプは細長い長溝４２９から空気を吸い、次に逆止弁３０８を通してチャンバ３０９に入れ、穴８４を通して出してポンプ４２ｂに入れる。送り出された空気は穴８３ａを通ってコンパクト弁システム２００に入る。逆止弁３０６は、流れがチャンバ３０７に入るのを阻止する。保持部材は、図１０Ｅに示すように、送り出された空気を、流路８３ｂを通して穴８３ｃ内に流す。図１４Ｄに示すように、送り出された空気は、位置８３ｃから、保持部材のポート８９を通り、チャンバ３１１への方向弁３１０を通り、そして入口制御ハウジング４０２の環状の流路４６０内へ流入する。環状の通路４６０からの流れは、図１４Ｄに示すように流路４７０へ至る。流れは流出し揃えられた穴４７０，５４０，７０６を介してキャビティに入る。
【００４９】
上述したように、ポンプ組立体は、タイヤのサイドウォール内の、チェーファー１２０内のリムフランジ表面２６の半径方向外側に設けることができる。この位置では、空気チューブ４２はタイヤのフットプリント１００よりも半径方向内側にあり、上述したようにタイヤのフットプリントから向けられた力によって平らになるように位置する。フットプリント１００と対向するセグメントは、チューブのセグメントをリムフランジ表面２６に押し付ける、フットプリント１００からの圧縮力１０６によって平らになる。チューブ４２の位置は、ビード領域３４におけるタイヤのチェーファー１２０と、リム表面２６と、の間にあることが明確に示されているが、これに限定されず、チューブ４２は、圧縮を受ける任意の領域に設けることができ、例えばサイドウォールまたはトレッドの任意の場所に設けてもよい。
【００５０】
以上の説明から理解されるように、本発明は、システム欠陥検出器として作用する従来同様の構成の２次的なタイヤ圧力監視システム（ＴＰＭＳ）（図示せず）とともに用いることができる。ＴＰＭＳは、タイヤ組立体の自己膨張システムにおけるあらゆる欠陥を検出し、利用者にその状態を警告するために用いることができる。
【００５１】
ここに記載された観点から、本発明の様々な変形例が可能である。本発明を説明する目的でいくつかの代表的な実施形態と詳細を示したが、当業者には明らかであるように、本発明の範囲から逸脱しない限りで、本発明において様々な変更及び修正を行うことができる。従って、理解される通り、添付する特許請求の範囲に定義された本発明の意図された全範囲内で、特定の実施形態に対する変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０      タイヤ組立体
１２      タイヤ
１４      ポンプ組立体
１６      タイヤホイール
２８      環状のリム体
３２      サイドウォール
３４      ビード領域
３８      トレッド領域
４０      タイヤキャビティ
４２      ポンプ通路
４２ａ    入口端部
４２ｂ    出口端部
６０      インサート
８０      保持部材
１００    フットプリント
２００    コンパクト弁システム
３００    フロー制御器
３０６，３０８      方向制御弁
３１０，３１２      逆止弁
４００    入口制御弁
４０２    ハウジング
４０４    ダイヤフラム
８００    フィルター組立体
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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