(57)【要約】  本発明は、タイヤ内の失われた空気を、運転者の操作を何ら必要とせずに元に戻すことができる自動マイクロポンプに関する。マイクロポンプは、回転するタイヤの運動エネルギを利用して、ゴム路漏洩性及び温度変化に起因するタイヤ圧の低下を防止する。マイクロポンプは、オフバランス巻上ホイール及び第１のギヤセットを有する。オフバランス巻上ホイールは、第１のギヤセットと、第１のギヤセットに結合されて駆動される第２のギヤセットとを駆動する。ポンプ組立体は、第２のギヤセットに結合されて駆動され、オフバランス巻上ホイールが回転する場合、オフバランス巻上ホイールは第１のギヤセットを駆動し、第１のギヤセットは第２のギヤセットを駆動してポンプを駆動し、タイヤ内の空気圧を増大させるようになっている。ポンプ組立体は、大気から空気を引き込み、空気をタイヤ内に押し込むようになっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ組立体と、
車両に結合されるタイヤと、
備える、車両タイヤと共に使用するためのマイクロポンプであって、
前記ポンプ組立体は、前記タイヤが回転する際にポンプ作用を発生し、前記ポンプ組立体は、空気を前記タイヤに注入するように作動可能である、マイクロポンプ。
【請求項２】
前記ポンプ組立体は、
ケーシングと、
前記ケーシング内に配置されるオフバランス巻上ホイールと、
前記ケーシング内に配置され、前記オフバランス巻上ホイールによって駆動され第１のギヤセットと、
前記ケーシング内に配置され、前記第１のギヤセットによって駆動される第２のギヤセットと、
を更に備え、
前記ポンプ組立体は、前記ケーシングに結合され、前記第２のギヤセットによって駆動されるようになっている、請求項１に記載のマイクロポンプ。
【請求項３】
前記ポンプ組立体は、前記タイヤが回転する際に、前記タイヤの所定の圧力を維持する、請求項１に記載のマイクロポンプ。
【請求項４】
前記第１のギヤセットは、
前記オフバランス巻上ホイールに結合されるサンギヤと、
前記サンギヤに噛み合う少なくとも１つの遊星ギヤと、
前記少なくとも１つの遊星ギヤと噛み合うリングギヤと、
を更に備え、
前記リングギヤは前記第２のギヤセットに結合され、前記オフバランス巻上ホイールが回転する際に、前記サンギヤは前記少なくとも１つの遊星ギヤを回転させ、前記少なくとも１つの遊星ギヤは前記リングギヤを回転させ、前記リングギヤは前記第２のギヤセットを回転させるようになっている、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項５】
前記第２のギヤセットは、
前記リングギヤに結合されるウォームギヤと、
前記ウォームギヤと噛み合う第２のギヤと、
前記第２のギヤに結合され、該第２のギヤと一緒に回転可能なピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤと噛み合い、欠歯部分を有する第１の中間ギヤと、
前記第１の中間ギヤと噛み合う第２中間ギヤと、
を更に備え、
前記リングギヤが前記ウォームギヤを駆動する際に、前記ウォームギヤは前記第２のギヤ及び前記ピニオンギヤを回転させ、前記ピニオンギヤは前記第１の中間ギヤを回転させ、前記第１の中間ギヤは前記第２の中間ギヤを駆動する、請求項４に記載のマイクロポンプ。
【請求項６】
前記第２の中間ギヤに結合されたハブ部分と、
前記ハブ部分に結合されたカムと、
前記ハブ部分、及び前記ケーシングの少なくとも一部に結合され、前記第２の中間ギヤが前記第１の中間ギヤにより第１の方向に回転される場合に張力が蓄積されるようになったばねと、
を更に備え、
前記第２の中間ギヤが前記第１の中間ギヤの前記欠歯部分にさらされる場合に、前記カム、前記ハブ部分、及び前記第２中間ギヤは第２の方向に回転し、前記ばねの張力が解放される、請求項５に記載のマイクロポンプ。
【請求項７】
前記タイヤ内の圧力の大きさを制御する調整弁を更に備える、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項８】
前記ポンプ組立体と流体連通する入口通路と、
前記入口通路と流体連通する側管と、
前記側管がその一部として一体的に形成される主空気管と、
前記主空気管によって取り囲まれ、前記主空気管との間に空洞が設けられる空気充填管と、
前記空気充填管と一体的に形成されるフランジ部分と、
前記フランジ部分の一部として一体的に形成される開口と、
前記空気充填管に取り付けられたフィルタであって、前記フランジ部分に隣接するフィルタと、
前記空気充填管の一部として形成されたバルブ軸と、
前記バルブ軸に選択的に結合されるキャップと、
前記キャップの一部として形成され、前記フィルタの少なくとも一部を取り囲む拡大直径部分と、
更に備え、
前記ポンプ組立体が空気を前記タイヤ内に押し込む際に、空気は、前記フィルタを通って流れ、前記フランジの一部として形成された前記開口を通って前記空洞へ引き込まれ、前記空洞から前記側管及び前記入口通路を通って流れ、前記ポンプ組立体へ流入する、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項９】
前記ポンプ組立体は、前記第２のギヤセットによって駆動されるダイヤフラム式ポンプである、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項１０】
前記ポンプ組立体は、前記第２のギヤセットによって駆動されるピストン式ポンプであり、前記オフバランス巻上ホイールが回転する際に、該オフバランス巻上ホイールは前記第１のギヤセットを駆動し、前記第１のギヤセットは、前記ピストン式ポンプを駆動して前記タイヤ内の空気圧を増大させる前記第２のギヤセットを駆動する、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項１１】
前記第１のギヤセットは、
前記オフバランス巻上ホイールに結合されたサンギヤと、
前記サンギヤと噛み合い、前記ケーシングに結合されたキャリヤに取り付けられる複数の遊星ギヤと、
前記複数の遊星ギヤと噛み合い、該複数の遊星ギヤにより駆動されて回転するリングギヤと、
前記リングギヤに取り付けられ、該リングギヤにより駆動され、前記第２のギヤセットを駆動するように作動可能な第１のギヤと、
を更に備え、
前記サンギヤは、前記オフバランス巻上ホイールによって駆動され、前記サンギヤは、前記複数の遊星ギヤへ回転力を伝達し、前記複数の遊星ギヤは、前記リングギヤ及び前記第１のギヤへ回転力を伝達し、前記第１のギヤは、前記第２のギヤセットを駆動するようになっている、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項１２】
前記第２のギヤセットは、
前記第１のギヤセットによって駆動されて回転する第２のギヤと、
前記第２のギヤに結合され、該第２のギヤによって駆動される第１の傘歯車と、
前記第１の傘歯車と噛み合う第２の傘歯車と、
前記第２の傘歯車に結合され、該第２の傘歯車によって駆動されるウォームギヤと、
前記ウォームギヤと噛み合い、前記ポンプ組立体を駆動するように作動可能なクランクギヤと、
を更に備え、
前記第２のギヤが前記第１のギヤセットにより駆動される際に、前記第１の傘歯車は、回転して回転力を前記第２の傘歯車及び前記ウォームギヤへ伝達し、前記ウォームギヤは、前記クランクギヤを駆動して前記ポンプ組立体を作動させる、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項１３】
前記オフバランス巻上ホイールは、
前記ケーシングの下側半部分の一部として形成される円形突出部を収容する凹部と、
前記凹部の一部として形成される内側壁と、
前記内側壁の一部として形成されるスロットと、
前記内側壁の一部として形成される前記スロット内に配置されるフランジと、
を更に備え、
前記フランジは、前記円形突出部の一部として形成される複数の段付き機構のうちの１つと選択的に接触し、前記オフバランス巻上ホイールが回転する際に、前記フランジは、前記複数の段付き機構のうちの１つから前記複数の段付き機構のうちの別の１つへ移動し、前記オフバランス巻上ホイールの回転を一方向に制限する、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項１４】
前記ポンプ組立体は、
底面を有するピストンスリーブと、
前記ピストンスリーブ内に摺動可能に配置されるピストンと、
前記第２のギヤセットにより駆動される場合に前記ピストンが前記ピストンスリーブ内で前記底面に向かって移動するように、前記ピストン及び前記第２のギヤセットに結合される連接アームと、
前記ピストンに結合され、前記ピストンスリーブ内において前記ピストンと前記底面との間に配置され、前記ピストンを前記底面から離れる方向に付勢するばねと、
を更に備える、請求項２に記載のマイクロポンプ。
【請求項１５】
前記ポンプ組立体は、
前記ピストンスリーブに結合されるマニホールドハウジングと、
前記マニホールドハウジングに取り付けられ、前記ピストンが前記ピストンスリーブの前記底面に向かって移動する際に開き、前記ピストンが前記ピストンスリーブの前記底面から離れる方向に移動する際に閉じる吸気バルブと、
前記ピストンが前記ピストンの前記底面から離れる方向に移動する際に開き、前記ピストンが前記ピストンスリーブの前記底面に向かって移動する際に閉じる排気バルブと、
を更に備える、請求項１４に記載のマイクロポンプ。
【請求項１６】
前記マイクロポンプを作動及び停止させる調整弁を更に備える、請求項１に記載のマイクロポンプ。
【請求項１７】
前記調整弁は、
前記ケーシングのねじ付き開口に螺合される、ねじ付き本体部と、
前記ねじ付き本体部の一部として形成される開口と、
前記開口の一部として形成される大径部分と、
前記開口の一部として形成される小径部分と、
前記開口の前記大径部分に摺動可能に配置されるプランジャと、
前記プランジャに結合され、前記開口の前記大径部分内にある該プランジャから延び、前記開口の前記小径部分を通り、前記オフバランス巻上ホイールに近接する領域において前記ケーシング内に選択的に延びる、軸と、
前記開口の前記大径部分内に配置され、前記プランジャに接触するばねと、
前記ねじ付き本体部に結合される取り付けブロックと、
前記取り付けブロックに結合されるキャップと、
前記取り付けブロックの一部として形成され、前記キャップが配置される外側凹部と、
前記取り付けブロックの一部として形成され、前記開口の一部として形成される前記大径部分と実質的に整列し、前記キャップの一部として形成される開口によって空気が流入して前記プランジャへ圧力を加えることが可能になっている、内側凹部と、
を更に備え、
前記プランジャは、前記開口の前記大径部分に配置され、前記軸は前記ケーシング内に前記オフバランス巻上ホイールに近接して配置され、前記タイヤの圧力が所望の大きさである場合、前記オフバランス巻上ホイールは前記軸に接触して回転を阻止され、前記タイヤの圧力の大きさが低下した場合、前記ばねは前記プランジャ及び前記軸を移動させ、前記プランジャは移動して少なくとも部分的に前記開口の前記大径部分に入り、前記軸は前記ケーシングから実質的に取り除かれ、前記オフバランス巻上ホイールは回転することができ、第１のギヤセット、第２のギヤセット、及び前記ポンプ組立体を作動させて、前記タイヤの圧力を増大させる、請求項１６に記載のマイクロポンプ。
【請求項１８】
ポンプ組立体と、
車両に結合されるタイヤと
前記ポンプ組立体の一部であり、空気を前記タイヤ内へ送り込むための電子ポンプと、
前記ポンプ組立体の一部であり、前記タイヤ内の空気圧の大きさを監視する電子圧力調整器と、
を備え、
前記タイヤ内の空気圧が所定値よりも低いことを前記電子圧力調整器が検出した場合、前記ポンプ組立体は、ポンプ作用を発生する、車両における圧力を所望の大きさに維持するためのマイクロポンプ。
【請求項１９】
前記ポンプ組立体は、
エネルギを発生するように作動可能な圧電素子と、
前記圧電素子と電気接続して、前記圧電素子が発生するエネルギを蓄えるバッテリと、
前記圧電素子と電気接続して、前記圧電素子の作動及び停止を制御するスイッチと、
前記バッテリと電気接続して、前記バッテリからエネルギを受け取る場合に作動して空気を前記タイヤ内へポンプ送給する電子ポンプと、
を更に備える、請求項１８に記載の車両における圧力を所望の大きさに維持するためのマイクロポンプ。
【請求項２０】
前記電子ポンプと流体連通する入口通路と、
前記入口通路と流体連通する側管と、
前記側管がその一部として一体的に形成される主空気管と、
前記主空気管によって取り囲まれ、前記主空気管との間に空洞が設けられる空気充填管と、
前記空気充填管に一体的に形成されるフランジ部分と、
前記フランジ部分の一部として一体的に形成される開口と、
前記空気充填管に取り付けられ、前記フランジ部分に隣接するフィルタと、
前記空気充填管の一部として形成されるバルブ軸と、
前記バルブ軸に選択的に結合されるキャップと、
前記キャップの一部として形成され、少なくとも前記フィルタの一部を取り囲む拡大直径部分と、
を更に備え、
前記電子ポンプが空気を前記タイヤ内に押し込む際に、空気は、前記フィルタを通って流れ、前記フランジ部分の一部として形成される前記開口を通って前記空洞内へ引き込まれ、前記空洞から前記側管及び前記入口通路を通って流れ、前記電子ポンプ内に流入する、請求項１８に記載の車両における圧力を所望の大きさに維持するためのマイクロポンプ。
【請求項２１】
前記ポンプ組立体は、
電荷を発生するための電気活性ポリマ材料と、
前記電気活性ポリマ材料と電気接続して、前記電気活性ポリマが発生するエネルギを蓄えるバッテリと、
前記バッテリと電気接続して、前記バッテリからエネルギを受け取る場合に作動して空気を前記タイヤ内へポンプ送給する電子ポンプと、
を更に備える、請求項１８に記載の車両における圧力を所望の大きさに維持するためのマイクロポンプ。
【請求項２２】
前記電気活性ポリマ材料は、
前記タイヤの内面に配置され、車両走行中に撓む及び／又は伸長する際に電荷を発生する、前記電気活性ポリマ材料のパッチを更に備える、請求項２１に記載の車両における圧力を所望の大きさに維持するためのマイクロポンプ。
【請求項２３】
前記ポンプ組立体は、
前記電気活性ポリマ材料によって少なくとも部分的にオーバーモールドされ、車両走行中にはためいて前記電荷を発生するように作動可能な電気活性ポリマバルブ軸を形成するバルブ軸を更に備える、請求項２１に記載の車両における圧力を所望の大きさに維持するためのマイクロポンプ。
【請求項２４】
タイヤの空気圧を制御する方法であって、
動力を発生する段階と、
前記動力を変換する段階と、
前記動力を解放する段階と、
前記動力の解放によりポンプ作用を発生する段階と、
タイヤの空気圧を監視する段階と、
前記動力発生の作動及び停止を制御して、前記タイヤの空気圧を維持する段階と、
を含む、タイヤの空気圧を制御する方法。
【請求項２５】
前記動力を発生する段階は、運動エネルギ、遠心力、空気移動、圧力変化、温度変化、電気活性ポリマによる電荷発生、及びこれらを組み合わせたものの獲得から構成されるグループから１つを選択する段階によって達成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記動力を変換する段階は、第１のギヤセット、ベルト及びプーリ、レバー、空気容器、発電機、コンデンサ、バッテリ、並びにこれらの組み合わせたものからなるグループから１つを選択する段階によって達成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記動力を蓄える段階は、ばねを巻き上げる段階を更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記動力を解放する段階は、前記ばねを解放する段階を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポンプ作用を発生する段階は、空気をポンプ送給する段階を更に含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記空気をポンプ送給するために、ダイヤフラム式ポンプ、ピストン式ポンプ、タービンポンプ、ロータリポンプ、圧電ポンプ、電磁ポンプ、及びこれらの組み合わせからなるグループから１つを選択する段階を更に含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記タイヤの空気圧を監視する段階は、調整弁、圧力変換器、ピエゾ、圧力調整器、及びこれらの組み合わせからなるグループから１つを選択する段階によって達成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記タイヤの動力発生を制御する段階は、ソレノイド、レバー、カム、ソフトウェアを有する回路基板、キャッチ、スロット、及びこれらの組み合わせからなるグループから選択される１つの使用による、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用タイヤにおいて、車両の運転者の操作を必要とすることなく適切なタイヤ圧を維持するために使用するマイクロポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
大部分の車両のタイヤは、空気で特定の圧力まで膨らまされて、タイヤの寿命及び燃費を最適化するになっている。材料の漏洩性及び温度変化により十分に空気の入っていないタイヤは、燃料経済性及びタイヤの早期摩耗に毎年何百万ドルもかかる。
【０００３】
自己調整タイヤポンプ等の多くの異なる形式の装置が開発されており、最適なタイヤ圧を維持するようになっている。しかしながら、これらの製品は、機械的に実現不可能であり、商業化はひどく高価である。集中式の圧縮機を有する車両搭載型タイヤ圧管理システムが存在するが、これらのシステムは、稼働するにあたり車両の根本的な変更が必要となる。これらのシステムはコストが重要でない軍用又は商用車両に設けることができる。アフタマーケットにおいて多くの製品は、圧力低下を運転者に警告するように機能するがコストが重要でない商用車両である。アフタマーケットにおいて多くの製品は、運転者に圧力低下を警告するように機能するが、タイヤ圧が減少した場合に、タイヤ内の空気を自動的に元に戻す手段を有していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、運転者の操作を何ら必要とすることなく車両のタイヤの空気圧を維持するための改善された方法に対するにニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、タイヤ内の失われた空気を、運転者の操作を何ら必要とせずに元に戻すことができる自動マイクロポンプに関する。本発明のマイクロポンプは、車輪及び／又はタイヤ等の車両に関する既存の技術を何ら変更する必要はなく、標準のタイヤバルブを交換することだけが必要である。本発明のマイクロポンプは、回転するタイヤの運動エネルギを利用して、ゴム路漏洩性及び温度変化に起因するタイヤ圧の低下を防止する。
【０００６】
１つの実施形態では、本発明のマイクロポンプはタイヤと共に使用され、上側半部分及び下側半部分を含むケーシングと、ケーシング内に回転可能に配置されるオフバランス巻上ホイールと、第１のギヤセットとを有する。オフバランス巻上ホイールは、第１のギヤセットを駆動するように作動可能であり、第２のギヤセットは第１のギヤセットに結合されて駆動される。オフバランス巻上ホイールは、タイヤ、ゆっくりと横揺れするタイヤ、及びホイールバウンスの開始及び停止運動等のタイヤの運動エネルギによって駆動される。
【０００７】
ピストン式ポンプ組立体が第２のギヤセットに結合されて駆動されるので、オフバランス巻上ホイールが回転する場合に、オフバランス巻上ホイールは第１のギヤセットを駆動し、第１のギヤセットは第２のギヤセットを駆動して、ピストン式ポンプを駆動してタイヤ内の空気圧を増大させる。ピストン式ポンプ組立体は、大気から空気を引き込み、空気をタイヤ内に押し込む。
【０００８】
第１のギヤセット及び第２のギヤセットによって、巻上ホイールは、ピストン式ポンプ組立体をクランクで回転させるための機械的利得をもつことができる。これにより、本発明のマイクロポンプは、圧力調整器と組み合わせて使用する場合は、任意の形式の殆どのタイヤに使用できる。
【０００９】
代替的な実施形態では、オフバランス巻上ホイール以外の他の装置を使用して、ギヤセット及びピストン式ポンプ組立体を駆動するようになっている。他の装置としては、限定されるものではないが、ファンブレード、ベンチュリ、振り子、又は電気機械方式を挙げることができる。
【００１０】
第２の実施形態では、第１のギヤセット及び第２のギヤセットによって、巻上ホイールは、カムを巻き上げる機械的利得をもつことができ、カム及びダイヤフラム式ポンプがポンプ作用を発生する。これにより、本発明のマイクロポンプは、圧力調整器と組み合わせて使用する場合は、任意の形式の殆どのタイヤに使用できる。
【００１１】
代替的な実施形態では、オフバランス巻上ホイール以外の他の装置が使用して、ギヤセット及びダイヤフラム式ポンプを駆動するようになっている。他の装置としては、限定されるものではないが、ファンブレード、ベンチュリ、振り子、又は電気機械方式を挙げることができる。
【００１２】
別の代替的な実施形態では、ダイヤフラム式ポンプ組立体及びピストン式ポンプ組立体の代わりに、他の形式のポンプを使用することができる。他の形式のポンプとしては、タービンポンプ、遠心力ポンプ、ロータリポンプ、ぜん動ポンプ、又は電気機械ポンプを挙げることができる。
【００１３】
別の代替的な実施形態では、電気活性ポリマ材料をタイヤの内側及び／又はタイヤのバルブ軸上に使用して、ポンプが必要に応じて利用する電荷を発生することができる。
【００１４】
本発明の更なる適用分野は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び具体的な実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しており、例示目的であることが意図されており、本発明の範囲を限定することを意図しないことを理解されたい。
本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面からより十分に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるマイクロポンプを有するタイヤの断面斜視図である。
【図２】本発明によるマイクロポンプの斜視図である。
【図３】本発明によるマイクロポンプを有するタイヤの断面図である。
【図４】本発明によるマイクロポンプの拡大断面図である。
【図５】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれて、巻上ホイールのみが組み込まれている。
【図６】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイールのみが組み込まれ、巻上ホイールは仮想線で示される。
【図７】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール及び遊星ギヤセットが組み込まれている。
【図８】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、第１のギヤ及びリングギヤが組み込まれている。
【図９】本発明によるマイクロポンプの拡大斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、第１のギヤ及びリングギヤが組み込まれ、リングギヤ及び第１のギヤは仮想線で示される。
【図１０】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、第１のギヤ、リングギヤ、及び第２のギヤが組み込まれている。
【図１１】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、第１のギヤ、リングギヤ、ウォームギヤ、第１の傘歯車、第２の傘歯車、及び第２のギヤが組み込まれ、第２のギヤは仮想線で示される。
【図１２】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、第１のギヤ、リングギヤ、ウォームギヤ、第１の傘歯車、第２の傘歯車、第２のギヤ、及びクランクギヤが組み込まれている。
【図１３】本発明によるマイクロエアポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、第１のギヤ、リングギヤ、ウォームギヤ、第１の傘歯車、第２の傘歯車、第２のギヤ、クランクギヤ、及び部分的なピストン式ポンプ組立体が組み込まれている。
【図１４】本発明によるマイクロエヤポンプの上面図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、ポンプの全ての部品が組み込まれている。
【図１５Ａ】本発明によるマイクロエアポンプの上面図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、第２のギヤ及び第１の傘歯車が取り除かれている。
【図１５Ｂ】図１５Ａの円で囲んだ部分の拡大図である。
【図１６】本発明によるマイクロエアポンプの斜視図であり、様々な構成要素が仮想線で示される。
【図１７】本発明によるマイクロポンプの第１の代替的な実施形態の断面図であり、ロータリスクリューポンプの形態とされている。
【図１８】本発明によるマイクロポンプの第２の代替的な実施形態の断面図であり、ロータリスクリューポンプの形態とされている。
【図１９】本発明によるマイクロポンプの別の代替的な実施形態の斜視図であり、２つのタービンを回転させる巻上ホイールを有する。
【図２０】本発明によるマイクロポンプの別の代替的な実施形態の断面図であり、ダイヤフラム式ポンプ及び貯蔵タンクを有する。
【図２１】本発明の別の代替的な実施形態によるマイクロポンプを有するタイヤの断面斜視図である。
【図２２】本発明によるマイクロポンプの斜視図である。
【図２３】本発明によるマイクロポンプを有するタイヤの断面図である。
【図２４】本発明によるマイクロポンプの上面図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれている。
【図２５】本発明によるマイクロポンプの断面上面図である。
【図２６】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、主空気管、空気充填管、及びハブへ取り付けられた巻上ホイールを示す。
【図２７】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、主空気管、空気充填管、及びハブへ取り付けられた巻上ホイールを示し、巻上ホイールは仮想線で示される。
【図２８】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、ハブ、主空気管、及び空気充填管を示す。
【図２９】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、リングギヤ、ウォームギヤ、主空気管及び空気充填管を示し、リングギヤ及びウォームギヤは仮想線で示される。
【図３０】本発明によるマイクロポンプの拡大斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、巻上ホイール、遊星ギヤセット、リングギヤ、ウォームギヤ、ハブ、主空気管、及び空気充填管を示す。
【図３１】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、ダイヤフラム式ポンプが取り除かれ、ばねがハブから取り除かれている。
【図３２】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれ、ダイヤフラム式ポンプが取り除かれている。
【図３３】本発明によるマイクロポンプの斜視図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれている。
【図３４Ａ】本発明によるマイクロポンプの第２の上面図であり、ケーシングの上側半部分が取り除かれている。
【図３４Ｂ】本発明によるマイクロポンプの部品として使用する調整バルブの拡大上面図である。
【図３５】本発明によるマイクロポンプの代替的な実施形態の一部として使用する巻上ホイール及び傘歯車の斜視図である。
【図３６】本発明によるマイクロポンプの代替的な実施形態の一部として使用する二方向巻付け機構の前面図である。
【図３７】本発明によるマイクロポンプの代替的な実施形態の斜視図であり、電子アクチュエータを有する。
【図３８】タイヤの失われた空気を元に戻すための自動マイクロポンプのプロセスを示す概略フローチャートである。
【図３９】本発明によるマイクロポンプの代替的な実施形態を有するタイヤの断面斜視図であり、代替的な実施形態は電気活性高分子を有する。
【図４０】本発明によるマイクロポンプを含むタイヤの断面斜視図であり、マイクロポンプは、電気活性高分子を有する。
【図４１】本発明によるマイクロポンプの代替的な実施形態を含むタイヤの断面前面図であり、代替的な実施形態は電気活性高分子を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の好ましい実施形態の説明は、実際には単なる例示であり、本発明、その用途、又は使用を限定することが意図されていない。
【００１７】
図面を参照すると、本発明によるマイクロポンプの実施形態は全体として１０で示される。ポンプ１０は、リム１４の半径部１２に取り付けられ、リム１４及びタイヤ１８により形成される空洞１６の内部に配置される。ポンプ１０は、通常のタイヤバルブの代わりに使用することができ、リム１４を変更する必要はない。
【００１８】
ポンプ１０は本体部又はケーシング２０を有し、ケーシングは、ポンプ１０の様々な部品を収容するための様々な開口及び外形を有する。ケーシング２０は、上側半部分１２８及び下側半部分１９０を有し、図５から図１４では、ケーシング２０の上側半部分１２８は取り除かれ、ポンプ１０の様々な構成要素が見える。図５及び図６を参照すると、ケーシング２０の一部として、全体が２２で示される円形の突出部が形成され、突出部は、複数の段付き機構２４を有する。突出部２２の最上部には、全体が２６で示されるオフバランス巻上ホイールが取り付けられている。オフバランス巻上ホイール２６は、突出部２２に接触する軸受部２８を有し、突出部２２は、ホイール２６の一部に形成された凹部３０に収容される。
【００１９】
ホイール２６は軸受部２８の上に載っているので、ホイール２６は自由に回転できる。凹部３０の一部として内側壁３４が形成されている。内側壁３４はフランジ３８を収容するために使用されるスロット３６を有する。フランジ３８は、内側壁３４から離れて突出部２２に向かって延び、フランジ３８は、段付き機構２４の１つに向かって延びて選択的に接触するようになっており、これによりホイール２６は、一方向のみに回転できる。また、ホイール２６の一部として、軸方向で軸受部２８と位置合わせされたサンギヤ４０が形成されている。
【００２０】
図７から図９を参照すると、サンギヤ４０には、キャリヤ４４に取り付けられた複数の遊星ギヤ４２が噛み合っている。また、遊星ギヤは、内歯４８を有するリングギヤ４６と噛み合っている。遊星ギヤ４２は、のギヤ比３．５対１でリングギヤ４６へ回転を伝達する。リングギヤ４６には第１のギヤ５０が取り付けられ、第１のギヤ５０は、リングギヤ４６と一緒に回転する。サンギヤ４０、遊星ギヤ４２、リングギヤ４６、及び第１のギヤ５０の全ては、第１のギヤセットを形成する。リングギヤ４６及び第１のギヤ５０は、軸５４に取り付けられた軸受５２により回転できる。また、軸５４には第２の軸受５６が取り付けられ、その上にサンギヤ４０が取り付けられ、これによりサンギヤ４０は、リングギヤ４６に対して回転できる。軸５４は十分に長く、ケーシング２０の底面３２の一部として形成された凹部に延びるとともに、ケーシング２０の上側半部分１２８の一部として形成された別の凹部に延びるが、前述したように、上側半部分は、図５から図１５では取り除かれている。
【００２１】
図１０から図１１を参照すると、第１のギヤ５０は第２のギヤ５８と噛み合い、第２のギヤ５８は軸６０に取り付けられ、軸６０は、同様にケーシング２０の底面３２の一部として形成された開口６２（図７から図８に示す）内に延びる。第１のギヤ５０及び第２のギヤ５８は、ギヤ比１対１で回転する。第２のギヤ５８と一体的に第１の傘歯車６４が形成され、軸６０は、開口６２から図１１に示すように第１の傘歯車６４を通り、第２のギヤ５８を通り、第２のギヤ５８から外方へ突出し、ケーシング２０の上側半部分１２８の一部として形成された凹部に延びる。
【００２２】
第１の傘歯車６４は第２の傘歯車６６と噛み合い、第２の傘歯車６６は軸６８に取り付けられている。また、軸６８には一対の軸受７０が取り付けられ、各軸受７０の間で軸６８にウォームギヤ７２が取り付けられている。軸受７０は、それぞれの半円形凹部７４内に位置決めされ、各半円形凹部７４は、柱部分７６の一部として形成することができる。ケーシング２０の底面３２の一部として別の凹部７８が形成され、第２の傘歯車６６の一部がその中へ延びる。
【００２３】
図１２から図１４を参照すると、ウォームギヤ７２はクランクギヤ８０と噛み合い、また、クランクギヤ８０は、ケーシング２０の底面３２の一部として形成された凹部８４（図５から図８に示す）内に延びる軸８２に取り付けられている。第２のギヤ５８、傘歯車６４、６６、ウォームギヤ７２、及びクランクギヤ８０は、第２のギヤセットを構成する。ウォームギヤ７２はギヤ比９５対１でクランクギヤ８０を回転させる。他のギヤ比を使用して、ポンプ効率を高める機械的利得を実現することができる。クランクギヤ８０は、全体が８６で示される、ばね付勢されたピストン式ポンプ組立体に結合されている。組立体８６は、実質的に中空のピストンスリーブ８８を含むが、スリーブ８８は、ばね９２を支持する底面９０を含む。ばね９２はピストン９４の底面に接触し、ピストン９４はピストンスリーブ８８内で摺動可能に配置されている。ピストン９４は、該ピストン９４を取り囲むピストンシール１８８を有し、ピストン９４がピストンスリーブ８８内を移動する際に空気がピストン９４の周りを流れないように、ピストンスリーブ８８と滑り接触状態にある。また、ピストン９４は一対のフランジ９６を含み、ピン９８は、フランジ９６と、全体が１００で示される連接アーム１０２の第１の端部とを貫通して延びる。従って、連接アーム１０２は、ピストン９４に枢動可能に結合される。連接アーム１０２の第２の端部１０４にはピン１０６が設けられており、ピン１０６は、連接アーム１０２の第２の端部１０４を貫通して延び、クランクギヤ８０の一部として形成されたスロット１０８に入る。図１４に最良に示されるように、ピストン９４が行程の下端に移動すると、クランクギヤ８０の一部として形成されたスロット１０８によって、ピストン９４は、ピストンスリーブ８８内を自由に移動できる。
【００２４】
図１４から図１６を参照すると、ピストンスリーブ８８には全体が１１０で示されるマニホールドハウジングが結合され、マニホールドハウジング１１０は、吸気バルブ１１２及び排気バルブ１１４を有する。吸気バルブ１１２は、吸気ホース１１６及びピストンスリーブ８８と流体連通され、排気バルブ１１４は、ピストンスリーブ８８並びに図１及び図３に示す空洞１６と流体連通されている。吸気バルブ１１２及び排気バルブ１１４は逆止弁であり、吸気バルブ１１２は、ピストン９４が行程の下端まで移動する際に、空気流をタイヤ１８の外側からスリーブ８８内へ入れるが、ピストン９４が行程の上端へ向かって移動する際に、空気を流出させない。逆に、排気バルブ１１４は、ピストン９４が行程の上端へ移動する際に、空気のスリーブ８８からタイヤ１８の空洞１６への流出を可能にするが、ピストン９４が行程の下端へ向かって移動する際に、空気を空洞１６からスリーブ８８に流出させない。
【００２５】
図４を参照すると、吸気ホース１１６は、外側シリンダ１１８に接続されて流体連通されている。外側シリンダ１１８は中空であり、内側シリンダ又は主空気管１２０を取り囲む。主空気管１２０は、バルブ軸１２２及びキャップ１２４を含み、リム１４の外側から延び、リム１４及びポンプ１０を貫通して、管１２０の端部が空洞１６内に露出するようになっている。また、管１２０は、ケーシング２０の上側半部分１２８に形成された開口１２６を通って延び、空洞１６に露出している。
【００２６】
外側シリンダ１１８は、主空気管１２０と接触して、垂直に離れる方向に延びる後側壁１３０を有する。また、外側シリンダ１１８は、ケーシング２０の一部として形成されるフランジ１３４と接触するフランジ１３２を有し、外側シリンダ１１８及び主空気管１２０は開口１３６を通って延びることができる。フランジ１３４にはゴムシール１３８が接触し、ゴムシール１３８は、リム１４の一部として形成される開口１４０に位置決めされ、空気が空洞１６から漏洩するのを防止する。また、ゴムシール１３８はナット１４２と接触する。図４に示すように、外側シリンダ１１８の外面にはねじが形成され、ナット１４２は外側シリンダ１１８と螺合する。ナット１４２とゴムシール１３８との間の接続、並びにフランジ１３２、１３４の間の接触関係により、ポンプ１０及びリム１４に対する外側シリンダ１１８の位置が維持される。
【００２７】
フィルタ１４６は、主空気管１２０の一部として形成された複数のリブ１４４を取り囲み、キャップ１２４は、主空気管１２０の小径部１４８を取り囲む。複数のリブ１４４により、フィルタ１４６は、空気の空洞１５０への流入を可能にしながら、適切な位置決めが可能になる。キャップ１２４を取り外して、バルブ軸１２２及び主空気管１２０を用いてタイヤ１８を空気で膨らませることができる。更に、空気は、フィルタ１４６から主空気管１２０を取り囲む外側シリンダ１１８によって形成される外側シリンダ１１８の空洞１５０を通って吸気ホース１１６へ流れ、空気は、後述のポンプ１０によってタイヤ１８に送り込まれる。
【００２８】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、側壁１５２には全体が１５６で示される調整弁を受け入れるねじ付き開口１５４が形成されている。調整弁１５６は、ねじ付き開口１５４に螺合されるねじ付き本体部１５８を含む。ねじ付き本体１５８は、全体が１６０で示される開口を有する。開口１６０は、大径部１６２及び小径部１６４を有する。大径部１６２内にプランジャ１６６が摺動可能に配置され、プランジャ１６６から軸１６８が延び、軸１６８は大径部１６２及び小径部１６４を通って延び、巻上ホイール２６に近い領域で小径部１６４から出てポンプ１０へ入る。また、大径部１６２内には、大径部１６２の底面とプランジャ１６６との間にばね１７０が配置されている。キャップ１７４は、取り付けブロック１７６に結合され、取り付けブロック１７６は、キャップ１７４を少なくとも部分的に収容するための外側凹部１７８と、プランジャ１６６が摺動可能に貫通して延びるようの作動可能である内側凹部１８０とを有する。
【００２９】
各図面を再度参照すると、作動時、空洞１６内部の空気からの圧力は、キャップ１７４内の孔を通じてプランジャ１６６に圧力を加える。プランジャ１６６に加わる圧力が、ばね１７０からプランジャ１６６へ加わる力よりも小さい場合、プランジャ１６６は取り付けブロック１７６の内側凹部１８０内へ移動し、軸１６８は、巻上ホイール２６から離れるように移動し、開口１６０の小径部１６４内へ入る。従って、巻上ホイール２６は回転できる。車両走行中にタイヤ１８及びリム１４が回転する際に、タイヤ１８及びリム１４の位置の変化により、巻上ホイール２６の位置が変化し、巻上ホイール２６が回転する。巻上ホイール２６が回転する際にサンギヤ４０も回転するので、結果的に遊星ギヤ４２が回転する。キャリヤ４４は、該キャリヤ４４の一部として形成され、それぞれの柱部１８６が貫通して延びる開口１８４を有する一対の延長部１８２に起因して回転しない。柱部は、ケーシング２０に一部として一体的に形成されている。
【００３０】
遊星ギヤ４２はリングギヤ４６を回転させ、リングギヤ４６は第１のギヤ５０を回転させ、第１のギヤ５０は第２のギヤ５８及び第１の傘歯車６４を回転させる。第１の傘歯車６４は第２の傘歯車６６、軸６８、及びウォームギヤ７２を駆動し、ウォームギヤ７２は結果的にクランクギヤ８０を回転させる。クランクギヤ８０が回転して、ピン１０６がスロット１０８の端部にある場合、連接アーム１０２は、ピストン９４を駆動してピストンスリーブ８８内で下方に移動させる。ピストン９４が下方に移動すると、空気は、大気からフィルタ１４６、空洞１５０、吸気ホース１１６、及び吸気バルブ１１２を通ってスリーブ８８内へ引き込まれる。ピストン９４が行程に下端に達すると、その後、ピストン９４は、ばね９２により上向きに付勢される。ピン１０６はスロット１０８内で移動可能なので、ばね９２はピストン９４を上向きに付勢することができ、その結果、連接アーム１０２もピストン９４と共に上向きに移動する。ピストン９４はばね９２によって上向きに移動するので、空気は、スリーブ８８及び排気バルブ１１４から押し出され、空洞１６内に流入する。タイヤ１８の圧力が所望の大きさになると、空気圧はプランジャ１６６に力を加え、ばね１７０による力に打ち勝ってプランジャ１６６を開口１６０の大径部１６２へ移動させるので、図１５Ｂで最もよく分かるように、軸１６８はケーシング２０内へ延びる。
【００３１】
図１５Ｂに示すように、軸１６８がケーシング２０内に延びると、巻上ホイール２６が軸１６８と接触するので、巻上ホイール２６はそれ以上回転せず、巻上ホイール２６の回転が阻止される。このことは、結果として、サンギヤ４０、遊星ギヤ４２、リングギヤ４６、第１のギヤ５０、第２のギヤ５８、第１の傘歯車６４、第２の傘歯車６６、ウォームギヤ７２及びクランクギヤ８０の回転を阻止する。様々なギヤの回転の阻止によりスリーブ８８内でのピストン９４の移動も阻止され、結果として、タイヤ１８への空気のポンプ送給が防止される。
【００３２】
経時的に、温度変化、タイヤの漏洩性、又はパンクによる緩慢な空気漏れの進行に起因してタイヤ１８の空気圧が低下すると、前述したように、空気圧の低下により、ばね１７０は、プランジャ１６６を大径部１６２から押し出して内側凹部１８０に押し込み、軸１６８を小径部１６４内に後退させ、これによりタイヤ１８が回転すると巻上ホイール２６は回転する。前述したように、ピストン９４は、タイヤ１８の圧力が所望の大きさになるまで空気を空洞１６内へ送り込む。タイヤ１８の空洞１６の圧力が所望の大きさになると、前述したように、空気圧がプランジャ１６６に力を加え、ばね１７０の力に打ち勝ってプランジャ１６６を開口１６０の大径部１６２に逆戻りさせ、軸１６８をケーシング２０内に延なして巻上ホイール２６の回転を阻止するようになっている。
【００３３】
巻上ホイール２６からピストン９４への全体的な機械的利得は、ピストン９４を動かして、ばね９２がピストン９４へ加える力に打ち勝つのに十分な大きさである。異なる重さの種々の巻上ホイール２６を使用することができ、巻上ホイール２６が重くなるほど、必要な機械的利得は小さくなる。更に、ピストンばね９２のサイズは、ピストン９４の直径に依存し、ピストン９４が大きくなると、ピストン９４を動かすためにばね９２をより重くする必要がある。ポンプ１０のピストン９４、ばね９２、及び巻上ホイール２６は、ポンプが実質的に任意の大きさのタイヤへの使用に適する大きさとすることができ、調整弁１５６は、特定のタイヤに必要な特定の圧力を設定するために他の調整弁と置き換えることができる。大きなタイヤは、小さなタイヤに比べて膨張させるためにより長い時間を必要とするが、ポンプ１０は、タイヤの大きさに無関係に依然として十分に機能する。これにより、本発明のポンプ１０は、適切な膨張のために必要な圧力に無関係に、実質的に任意の大きさのタイヤに使用できる。
【００３４】
本発明のポンプ１０は、自己作動型であり、タイヤ１８の圧力を必要な場合にのみ増大させる。また、ポンプ１０は、タイヤ圧センサと共に使用するのに適し、調整弁１５６の代わりに電気機械調整器を使用することができる。本発明は巻上ホイール２６を使用して説明したが、タイヤ１８の回転エネルギを利用する他の装置を使用でき、他の装置としては、限定されるものではないが、ファンブレード、ベンチュリ、振り子、並びに電気機械装置等を挙げることができる。更に、ポンプ１０は、ばね付勢式のピストン式ポンプ組立体８６を備えるものとして説明したが、他の形式のポンプ機器を使用することもでき、他の形式のポンプ装置としては、限定されるものではないが、ダイヤフラム式ポンプ、タービン、遠心力ポンプ、ロータリポンプ、ぜん動ポンプ、又は電気機械ポンプ等を挙げることができる。
【００３５】
例えば、図１７及び図１８には、全体が２００としてロータリスクリューポンプの２つの別の実施形態が示されている。各々のロータリスクリューポンプ２００は、らせん状外面２０６を有する軸に２０４に結合された回転式ファンブレード２０２のセットを含む。軸２０４はボア２０８内に配置され、ボア２０８は、タイヤの内部と流体連通している。ファンブレード２０２及び軸２０４が回転する際に、空気は、ファンブレード２０２によって、軸２０４のらせん状外面２０６に沿ってボア２０８に押し込まれ、タイヤ２０８へ押し込まれてタイヤ圧を増大させる。
【００３６】
図１９を参照すると、巻上ホイール３０２を有するポンプ３００の別の実施形態が示され、巻上ホイール３０２は、小型空気タンク内に貯えられた空気を圧縮するための一対のタービン３０４を回転させる。図２０は、全体が４００で示される、ダイヤフラム式ポンプ装置４０６を有するダイヤフラム式ポンプを示し、ダイヤフラム式ポンプ装置４０６では、清浄な空気は、バルブ４０８及びリム４１０の近くに配置されたフィルタ４０２を通って引き込まれ、開放バルブが貯蔵空気を必要とするまでタンク４０４内に貯蔵される。
【００３７】
図２１から図３５には本発明の別の実施形態が示されている。全体的に図２１から図３５を参照すると、本発明によるポンプ組立体又はマイクロポンプ組立体の実施形態は、全体が５１０で示されている。ポンプ５１０は、リム５１４の外側半径部５１２に取り付けられており、全体が５１６で示されているリム５１４及びタイヤ５１８で形成される空洞の内部に配置されている。ポンプ５１０は、通常のタイヤバルブの代わりに使用することができ、リム５１４の変更は全く必要ない。
【００３８】
ポンプ５１０は、全体が５２０で示されている本体部又はケーシングを有し、ケーシング５２０は、ポンプ５１０の様々な部品を収容するための様々な開口及び外形を有する。ケーシング５２０は、上側半部分５２２及び下側半部分５２４を有し、上側半部分５２２は取り除かれており、ポンプ５１０の様々な構成要素を見ることができる。主空気管５２６は、ケーシング５２０内に部分的に配置されており、ねじ部分５２８を有している。ねじ部分にはナット５３０及びガスケット５３２が配置されている。また、ねじ部分５２８に隣接して、主空気管５２６の一部としてフランジ５３４が形成され、ねじ部分５２８は、ケーシング５２０が組み立てられる場合、ケーシング５２０の上側半部分５２２及び下側半部分５２４で形成される開口５３６に広がる。図２４から図２６で最良に理解できるように、フランジ５３４は、ケーシング５２０の内面５３８に隣接し、ガスケット５３２の一部として形成されたフランジ５４０は、ケーシング５２０の外面５４２に隣接している。
【００３９】
ガスケット５３２は、リム５１４の一部として形成された開口５４４内に延びる。ナット５３０は、リム５１４をナット５３０とガスケット５３２とで挟むようにねじ部分５２８上に取り付けられ、ポンプ５１０をリム５１４に固定する。
【００４０】
主空気管５２６の一部として複数の段付き機構５４６が形成されている。全体が５４８で示されるオフバランス巻上ホイールは、複数の段付き機構５４６の少なくとも一部を取り囲み、オフバランス巻上ホイール５４８は、ハブ５５２に取り付けられた本体部５５０を有する。ハブ５５２は、フランジ５５６の部分を収容するスロット５５４を有し、図２６及び図２７に示すように、フランジ５５６は、ハブ５５２から離れる方向に延びて段付き機構５４６の１つと選択的に接触する。本実施形態では、段付き機構５４６及びフランジ５５６は「ラチェット機能」を構成し、ラチェット機能により、ホイール５４８は主空気管５２６の周りで一方向に回転できるが、ホイール５４８は反対方向には回転できない。しかしながら、ホイール５４８が任意の方向に回転できることは本発明の範疇にある、その機能は以下に説明する。
【００４１】
ハブ５５２は、第１のギヤセットの一部である。また、第１のギヤセットはサンギヤ５５８を含み、ハブ５５２はサンギヤ５５８と一体的に形成されている。サンギヤ５５８は、全体が５６０で示される遊星ギヤセットの一部である。サンギヤ５５８は、空気充填管５６２を取り囲むが、空気充填管５６２に対して回転可能である。また、遊星ギヤセット５６０は、サンギヤ５５８と噛み合う３つの遊星ギヤ５６４を有する。遊星ギヤ５６４は全体が５６６で示されるキャリヤに回転可能に取り付けられている。キャリヤ５６６は、遊星ギヤ５６４が回転可能に取り付けられる円形部分５６８を有し、円形部分５６８から離れる方向に反対側に延びる２つのフランジ５７０を有する。フランジ５７０の各々は、ケーシング５２０の半分部５２２、５２４の一部として形成されたそれぞれの凹部５７１に部分的に延びて、ポンプ５１０の組み立て時にキャリヤ５６６をケーシング５２０に固定するようになっている。
【００４２】
リングギヤ５７２は、遊星ギヤ５６４を取り囲んで噛み合い、リングギヤ５７２は、遊星ギヤ５６４と噛み合う内歯を有する。ハブ５５２及びサンギヤ５５８に加えて、遊星ギヤセット５６０及びリングギヤ５７２は第１のギヤセットの一部である。
【００４３】
また、リングギヤ５７２は管部分５７４と一体的に形成され、管部分５７４は、ウォームギヤ５７６と一体的に形成されている。管部分５７４及びウォームギヤ５７６は中空であり、空気充填管５６２は、管部分５７４及びウォームギヤ５７６を通って延びる。管部分５７４とウォームギヤ５７６とは、非接触関係にあり、空気充填管５６２に対して回転可能であり、その機能は後述する。ウォームギヤ５７６は第２のギヤ５７８と噛み合い、第２のギヤ５７８にはピニオンギヤ５８０が一体形成されている。第２のギヤ５７８及びピニオンギヤ５８０は、ケーシング５２０の下側半部分５２４の一部として形成された開口８３に取り付けられた軸５８２上に回転可能に取り付けられている。ウォームギヤ５７６、第２のギヤ５７８、及びピニオンギヤ５８０は、第２のギヤセットの一部である。
【００４４】
ピニオンギヤ５８０は、第１の中間ギヤ５８４と噛み合い、中間ギヤ５８４は、第２の中間ギヤ５８６と噛み合う。中間ギヤ５８４、５８６は同様に第２のギヤセットの一部である。
【００４５】
第１の中間ギヤ５８４は、少なくとも部分的に開口５９０内に収容された軸５８８に回転可能に取り付けられ、第２の中間ギヤ５８６は、同様に少なくとも部分的に開口５９４内に収容された軸５９２に回転可能に取り付けられている。第２の中間ギヤ５８６は、ハブ部分５９６と一体的に形成されている。また、カム５９８は軸５９２に取り付けられているが、ハブ部分５９６には結合されていないので、ハブ部分５９６に対して自由に回転する。ばね６００の形態の付勢部材は、ハブ部分５９６を取り囲んでいる。本実施形態では、ばね６００はコイルばね６００であるが、本発明では他の形式のばねを使用できる。ばね６００の第１端はハブ部分５９６に結合し、ばね６００の第２の端部７０６は、カム５９８に結合してばね６００の第２の端部７０６を固定するコネクタ部を有する。カム５９８は、解放機構を使用して所定位置に保持されて回転が阻止される。
【００４６】
カム５９８は、長円形であり、第１のローブ及び第２のローブ６０４を有する。ローブ６０２、６０４は、全体が６０６で示されるダイヤフラム式ポンプと選択的に接触する。ダイヤフラム式ポンプ６０６は、一方向吸気バルブ６０８と、一方向排気バルブ６１０とを含み、両バルブ６０８、６１０は、全体が６１２で示される空洞と流体連通している。各バルブ６０８、６１０は、実質的に同じであり、ポンプ６０６の作動中に撓む平板部分で構成されている。ポンプ６０６は可撓性のダイヤフラム６１４も含み、ローブ６０２、６０４と選択的に接触する。ケーシング５２０が組み立てられた場合、空気は、ケーシング５２０の半部分５２２、５２４が形成する入口通路６１６から流入し、吸気バルブ６０８を通って空洞６１２に入る。入口通路６１６は、側管６１８の一部を収容して流体連通しており、側管６１８は、主空気管５２６の一部として一体的に形成されている。
【００４７】
前述したように、空気充填管５６２は、管部分５７４及びウォームギヤ５７６を貫通して延び、また、空気充填管５６２は、主空気管５２６を貫通して延びて、これに取り囲まれている。主空気管５２６は、空気充填管５６２と比べて直径が大きく、主空気管５２６の内径と空気充填管５６２の外径との間に全体が６２０で示される空洞が設けられている。空気充填管５６２は、中空で内側通路６２２を有するが、内側通路６２２と空洞６２０とは互いに分離されて流体連通していない。
【００４８】
図２５に最良に示すように、その代わりに、空洞６２０は、フランジ部６２６の一部として形成された開口６２４と流体連通し、フランジ部６２６は、空気充填管５６２と一体的に形成されている。また、空気充填管５６２は２つの端部を有し、全体が６２８で示される第１の端部は、ケーシング５２０の下側半部分５２４の一部として形成された下側凹部６３０、及びケーシング５２０の上側半部分５２２の一部として形成された上側凹部６３２により支持され、ケーシング５２０が組み立てられる場合、凹部６３０、６３２は、空気充填管５６２が空洞５１６と流体連通するように第１の端部分６２８を支持するようになっている。
【００４９】
また、空気充填管５６２は、全体が６３４で示される第２の端部を含み、第２の端部部分６３４はフランジ部分６２６だけでなく、チェック弁６３８を収容するバルブ軸６３６を含む。バルブ軸６３６は、キャップ６４２と選択的に螺合するねじ面６４０も有する。キャップ６４２は、第２の端部６３４上に配置されたフィルタ６４６をカバーする拡大直径部分６４４を有し、フィルタ６４６はフランジ部分６２６に実質的に隣接する。キャップ６４２の拡大直径部分６４４は十分に大きく、拡大直径部分６４４とフィルタ６４６との間に空間が存在するので、空気流は、拡大直径部分６４４の底面からフィルタ６４６を通って空洞６２０に流入することができる。
【００５０】
作動時、マイクロポンプ５１０は、タイヤ５１８の空洞５１６の内部圧力を変更するために使用できる。キャップ６４２を外して空気ホースをバルブ軸６３６に取り付けることができ、空気は、チェック弁６３８から内部通路６２２を通って空洞５１６内にポンプ送給することができる。しかしながら、車両走行中にタイヤ５１８の圧力が低下する時があり、この場合は空気ホースを利用することができないので、空気ホースをバルブ軸６３６に取り付けことができない。車両走行中にタイヤ５１８が回転すると、オフバランス巻上ホイール５４８は、段付き機構５４６の周りで回転する。オフバランス巻上ホイール５４８が回転すると、サンギヤ５５８が回転するので、結果的に遊星ギヤ５６４が回転する。遊星ギヤ５６４の回転により、リングギヤ５７２が回転するので、ウォームギヤ５７６が回転する。ウォームギヤ５７６は、第２のギヤ５７８及びピニオンギヤ５８０を回転させるので、結果的に第１の中間ギヤ５８４が回転する。第１の中間ギヤ５８４は第２の中間ギヤ５８６を回転させ、カム５９８は解放機構により回転が阻止されているので、第２の中間ギヤ５８６及びハブ部分５９６がカム５９８に対して回転して、ばね６００が巻き上げられる。
【００５１】
ばね６００の張力が所望の大きさになると、カム５９８が解放される。従って、カム５９８はハブ部分５９６及び中間ギヤ５８６に対して自由に回転する。ばね６００の張力が解除されてカム５９８を回転させる。カム５９８が回転する際に、ローブ６０２、６０４はダイヤフラム１１４を選択的に押圧する。ダイヤフラム６１４がローブ７０２、７０４によって押圧される際に、空洞６１２内の空気は、排気バルブ６１０から押し出される。ダイヤフラム６１４が解放されると、空気は吸気バルブ６０８を通って空洞６１２内に引き込まれる。
【００５２】
吸気バルブ６０８を通って空洞６２０内に引き込まれた空気は、入口通路６１６から引き込まれる。入口通路６１６は側管６１８と流体連通し、側管６１８は主空気管５２６の一部として形成されている。また、側管６１８は空洞６２０と流体連通している。ダイヤフラム６１４の解放により、空気はキャップ６４２の拡大直径部分６４４の底面を流れ、フィルタ６４６を通り、空気は、開口６２４を通って空洞６２０へ入るようになる。空気は、次に、側管６１８を通って流れ、入口通路６１６を通り、吸気バルブ６０８を通り、空洞６１２へ入る。ローブ６０２、６０４の一方がダイヤフラム７１４に再度接触すると、ダイヤフラム６１４が押圧され、空気は、排気バルブ６１０を通って空洞６１２から押し出される。排気バルブ６１０から出た空気は、空洞５１６内に送り込まれる。
【００５３】
バルブ６０８、６１０の各々は一方向バルブなので、ダイヤフラム６１４が押圧される際に空気が空洞６１２から押し出される場合に吸気バルブ６０８は閉じた状態であり、排気バルブ６１０は開いた状態にある。反対に、ダイヤフラム６１４が解放されて空気が空洞６１２に引き込まれる際に排気バルブ６１０は閉じた状態にあり、吸気バルブ６０８は開いた状態にある。
【００５４】
ばね６００の張力が完全に解放されると、カム５９８は解除機構と再度係合してカム５９８の回転が阻止される。これにより、ばね６００に再び張力を蓄積することが可能になり、カム５９８がダイヤフラム６１４を再度駆動できる状態になる。解除機構は、ばね６００に所望の大きさの張力が蓄積された場合にカム５９８を解除するように構成されている。
【００５５】
ダイヤフラム式ポンプ６０６のポンプ作用は、車両の運転者による操作を全く必要とすることなくタイヤ５１８を膨らませるように働く。以下に図３４Ａ、図３４Ｂを参照すると、全体が６４８で示される調整弁は、タイヤ５１８の内部圧力を調整するために使用される。ケーシング５２０の下側半部分５２４の側壁６５０には、調整弁６４８を収容するねじ付き開口６５２が形成されている。調整弁６４８は、ねじ付き開口６５２に螺合する、ねじ付き本体部６５４を含む。ねじ付き本体部６５４は、全体が６５６で示される開口を有する。開口６５６は、大径部６５８及び小径部６６０を有する。大径部６５８にはプランジャ６６２が摺動可能に配置され、プランジャ６６２からは軸６６４が延び、軸６６４は大径部６５８及び小径部６６０の両方を通って延び、巻上ホイール５４８に近い領域で小径部６６０から出てポンプ５１０へ入る。また、大径部６５８には、大径部６５８の底面とプランジャ６６２との間にばね６６６が配置されている。キャップ６７０は、取り付けブロック６７２に結合され、取り付けブロック６７２は、キャップ６７０を少なくとも部分的に収容する外側凹部６７４と内側凹部６７６とを有し、プランジャ６６２は、内側凹部６７６を通って摺動可能に延びるように作動可能である。
【００５６】
調整弁６４８は空洞５１６に露出して、空洞５１６の内部圧力がキャップ６７０の孔を通ってプランジャ６６２に加わるようになっている。プランジャ６６２に加わる圧力が、ばね６６６からプランジャ６６２に加わる力よりも小さい場合、プランジャ６６２は取り付けブロック６７２の内側凹部６７６内へ移動し、軸６６４は巻上ホイール５４８から離れる方向に移動し、開口６５６の小径部６６０に入る。従って、巻上ホイール５４８は回転できる。車両走行中にタイヤ５１８及びリム５１４が回転する際に、タイヤ５１８及びリム５１４の位置の変化により、巻上ホイール５４８の位置が変化し、巻上ホイール５４８が回転する。巻上ホイール５４８が回転する際に、サンギヤ５５８が回転するので、結果として遊星ギヤ５６４が回転する。これにより、結果的にリングギヤ５７２が回転するので、ウォームギヤ５７６が回転させる。ウォームギヤ５７６は第２のギヤ５７８及びピニオンギヤ５８０を回転させ、結果として第１の中間ギヤ５８４が駆動される。第１の中間ギヤ５８４は第２の中間ギヤ５８６を回転させるので、前述したようにばね６００を巻き挙げる。前述したように、カム５９８が解放されると、ローブ６０２、６０４、及びダイヤフラム６１４はポンプ作用を生じて空洞５１６の内部圧力を増大させる。
【００５７】
タイヤ５１８内の圧力が所望の大きさになると、空気圧がプランジャ６６２に力を加え、ばね６６６の力に打ち勝ってプランジャ６６２を開口６５６の大径部６５８に移動させるので、図３４Ｂに最良に示すように、軸６６４がケーシング５２０内に延びる。
【００５８】
図３４Ｂに示すように、軸６６４がケーシング５２０内に延びると、巻上ホイール５４８が軸６６４と接触して巻上ホイール５４８はそれ以上回転しないので、巻上ホイール５４８の回転が阻止される。このことは、結果として、サンギヤ５５８、遊星ギヤ５６４、リングギヤ５７２、ウォームギヤ５７６、第２のギヤ５７８、ピニオンギヤ５８０、第１の中間ギヤ５８４、及び第２中間ギヤ５８６の回転を阻止する。様々なギヤの回転を阻止することでばね６００の巻き上げも阻止されるの、カム５９８を使用してダイヤフラム式ポンプ６０６を作動させることができず、これにより結果的にタイヤ５１８内への空気のポンプ送給が阻止される。
【００５９】
経時的に、温度変化、タイヤの漏洩性、又はパンクによる緩慢な空気漏れの進行に起因してタイヤ５１８の空気圧が低下すると、前述したように、ばね６６６は、圧力の低下によってプランジャ６６２を大径部６５８から押し出し、内側凹部６７６に押し込み、軸６６４は小径部６６０に後退するので、タイヤ５１８が回転すると巻上ホイール５４８は回転できる。前述したように、ダイヤフラム式ポンプ６０６は、タイヤ５１８の圧力が所望の大きさになるまで空気を空洞５１６に押し込む。タイヤ５１８の空洞１６の圧力が所望の大きさになると、前述したように、空気圧がプランジャ６６２へ力を加え、ばね６６６による力に打ち勝ってプランジャ６６２を大径部６５８に戻し、軸６６４がケーシング５２０内に延びて巻上ホイール５４８の回転を阻止する。
【００６０】
巻上ホイール５４８からカム５９８への全体的な機械的利得は十分大きく、第２の中間ギヤ５８６及びカム５９８を移動させてばね６００を巻き上げるようになっている。異なる重さの種々の巻上ホイール５４８を使用することができ、巻上ホイール５４８が重くなるほど、必要な機械的利得は小さくなる。ポンプ５１０のカム９８、ばね６００、ダイヤフラム式ポンプ６０６、巻上ホイール５４８の大きさは、ポンプ５１０が実質的に任意の大きさのタイヤへの使用に適する大きさとすることができ、調整弁６４８は、特定のタイヤに必要な所定の圧力を設定するために他の調整弁と置き換えることができる。大きなタイヤは、小さなタイヤと比べて膨張させるためにより長い時間を必要とするが、ポンプ５１０は、タイヤの大きさに無関係に依然として十分に機能する。これにより、本発明のポンプ５１０は、適切な膨張のために必要な圧力に無関係に、実質的に任意の大きさのタイヤに使用できる。
【００６１】
本発明のポンプ５１０は、自己作動型であり、タイヤ５１８の圧力を必要な場合にのみ増大させる。ポンプ５１０は、タイヤ圧センサと共に使用するのにも適し、調整弁６４８の代わりに電気機械調整器を使用することができる。本発明は巻上ホイール５４８を使用して説明したが、タイヤ５１８の回転エネルギを利用する他の装置を使用でき、他の装置としては、限定されるものではないが、ファンブレード、ベンチュリ、振り子、及び電気機械装置等を挙げることができる。更に、ポンプ５１０は、ダイヤフラム式ポンプ６０６を備えるものとして説明したが、他の形式のポンプ装置を使用することもでき、他の形式のポンプ装置としては、限定されるものではないが、ピストン式ポンプ、タービン、遠心力ポンプ、ロータリポンプ、ぜん動ポンプ、又は電気機械ポンプ等を挙げることができる。
【００６２】
図３５を参照すると、本発明によるポンプ５１０と共に使用するギヤの代替的な実施形態が示され、ポンプ５１０の構成要素の多くは明瞭化のために取り除かれている。詳細には、本実施形態はやはりオフバランス巻上ホイール５４８を含むが、オフバランス巻上ホイール５４８は、複数の方向に回転して第１のギヤセットを駆動することができる。巻上ホイール５４８は第１の傘歯車６７８に取り付けられ、第１の傘歯車６７８は、第１の傘歯車６７８に対して略９０度の向きに配置された第２の傘歯車６８０と噛み合う。図３５に示す巻上ホイール５４８は、Ｌ形ブラケット６８６の第１の端部６８４を貫通して延びる軸６８２に取り付けられている。また、第１の傘歯車６７８は軸６８２に取り付けられ、巻上ホイール５４８と一緒に回転する。第２の傘歯車６８０は、Ｌ形ブラケット６８６の第２の端部６９０を貫通して延びる第２の軸６８８に固定的に取り付けられている。従って、軸６８８及び第２の傘歯車６８０は一緒に回転するが、Ｌ形ブラケットに対して回転する。
【００６３】
本実施形態では、第２の軸６８８はサンギヤ５５８に結合され、これは前述と同じ方法で遊星ギヤ５６４及びリングギヤ５７２を駆動し、ウォームギヤ５７６を回転させるので、前記の実施形態に記載したのと同様の方法で第２のギヤ５７８、ピニオンギヤ５８０、第１の中間ギヤ５８４、及び第２の中間ギヤ５８６を駆動する。傘歯車６７８、６８０は相対的に回転しながら、ホイール５４８の回転も可能にする。これにより、ホイール５４８は複数の軸周りに回転することができ、依然として第１のギヤセットを駆動する。
【００６４】
図３６は本発明の別の実施形態を示す。本実施形態は、二方向の巻上機構であり、巻上ホイール５４８に結合されて回転力を発生するマスタギヤ６９２を含む。マスタギヤ６９２は第１の外周ギヤ６９４と噛み合い、第１の外周ギヤ６９４は第２の外周ギヤ６９６と噛み合う。第１のセットの傾斜歯７１０を有する第１の中央ギヤ７０８は、第１の外周ギヤ６９４によって取り囲まれている。第２の中央ギヤ７１２は、第２の外周ギヤ６９６によって取り囲まれ、第２の中央ギヤ７１２は、第２のセットの傾斜歯７１４を有する。第１の外周ギヤ６９４は、第１のセットの傾斜歯７１０に選択的に係合する第１のセットのラチェットつめ７１６を有する。第２の外周ギヤ６９６は、第２のセットの傾斜歯７１４に選択的に係合する第２のセットのラチェットつめ７１８を有する。第１のピニオンギヤ６９８は第１の中央ギヤ７０８に結合されて一緒に回転する。第２ピニオンギヤ７００は、第２の中央ギヤ７１２に結合されて一緒に回転する。ピニオンギヤ６９８、７００の各々は上側ギヤ７０２と噛み合い、上側ギヤ７０２は、サンギヤ５５８に機械的に結合する。
【００６５】
本実施形態では、ケーシング５２０は種々の形状であり、図３６に示す様々な構成要素を収容するようになっている。車両走行時にタイヤ５１８が回転すると、巻上ホイール５４８が移動してマスタギヤ６９２を時計方向又は反時計方向のいずれかに回転させる。マスタギヤ６９２が時計方向に回転すると、第１の外周ギヤ６９４は反時計方向に回転し、第１のセットのラチェットつめ７１６が第１のセットの傾斜歯７１０に係合して、第１の中央ギヤ７０８及び第１のピニオンギヤ６９８を反時計方向に回転させ、結果的に上側ギヤ７０２が時計方向に回転する。この時点では、第２の外周ギヤ６９６が時計方向に回転する場合、第２のセットのラチェットつめ７１８は、第２のセットの傾斜歯７１４に係合しないので、第２の外周ギヤ６９６は第２の中央ギヤ７１２及び第２のピニオンギヤ７００を回転させない。
【００６６】
ホイール５４８がマスタギヤ６９２を反時計方向に回転させる場合、第１の外周ギヤ６９４は時計方向に回転し、第２の外周ギヤ６９６は反時計方向に回転する。第１の外周ギヤ６９４は、第１のセットのラチェットつめ７１６は第１のセットの傾斜歯７１０に係合しないので、時計方向に回転する場合に第１の中央ギヤ７０８を回転させない。第２の外周ギヤ６９６の反時計方向の回転により、第２のセットのラチェットつめ７１８が第２のセットの傾斜歯７１４に係合するので、第２の中央ギヤ７１２及び第２のピニオンギヤ７００が反時計方向に回転する。第２のピニオンギヤ７００が反時計方向に回転すると、上側ギヤ７０２は時計方向に回転する。
【００６７】
本実施形態では、マスタギヤ６９２が時計方向又は反時計方向のどちらに回転しても、上側ギヤ７０２は時計方向に回転する。上側ギヤ７０２は、サンギヤ５５８に結合され、サンギヤ５５８を回転させるので、遊星ギヤ５６４、リングギヤ５７２、ウォームギヤ５７６、第２のギヤ５７８、ピニオンギヤ５８０、第１の中間ギヤ５８４、及び第２の中間ギヤ５８６は、前記実施形態で説明したような方法で回転する。
【００６８】
図３７は本発明の別の実施形態を示し、同じ参照番号は同じの要素を指示する。本実施形態では、ポンプ５１０は電気作動を用いてポンプ作用を引き起こす。図３７のポンプは、前記の実施形態で説明したように、依然として、キャップ６４２を取り外して空気充填管５６２を使用することによってタイヤ５１８に空気を入れることができる。また、図３７の実施形態は、バッテリ７２２と電気接続する圧電素子７２０を含み、圧電素子７２０は、車両走行時のタイヤ５１８の回転中に圧電素子７２０が振動する際にバッテリ７２２を充電する。本実施形態では、圧電素子７２０は、オン／オフスイッチ７２４であるスイッチ７２４と電気接続し、オン／オフスイッチ７２４は、圧電素子７２０を駆動する機能を果たす。バッテリ７２２は、電動ポンプ７２６に電力を供給する。電動ポンプ７２６の内部には空気をポンプ送給するために使用されるバルブセットがある。電動ポンプ７２６は、主空気管７２６と流体連通する入口通路７２８と、空洞５１６と流体連通する出口通路７３０とを有する。本実施形態において、図３７に示すポンプ５１０は圧力調整器を有するが、圧力調整器は電子式圧力調整器７３２である。
【００６９】
作動時、圧力調整器７３２がタイヤ５１８の圧力が所定値よりも低いことを検出すると、スイッチ７２４は、圧電素子７２０を作動させ、圧電素子７２０が振動する場合、エネルギは、バッテリ７２２に伝送され、随意的に貯蔵される。バッテリ７２２は、エネルギをポンプ７２６に供給し、ポンプ７２６を駆動して空気をタイヤ５１８の空洞５１６にポンプ送給する。空気は、キャップ６４２の拡大直径部分６４４の底面を流れ、空気が開口６２４を通って流れるようにフィルタ６４６を通る。次に、空気は、側管６１８を通って流れ、入口通路７２８を通り、ポンプ７２６へ流入する。次に、ポンプ７２６は、空気を空洞５１６に押し込む。
【００７０】
前述の様々な実施形態のポンプ１０、５１０は、漏洩性、温度変化、又は緩慢な漏れに起因してタイヤ１８、５１８内で失われた空気を元に戻すように機能する。様々な実施形態のポンプ１０、５１８は、このことを複数のステップを行うことで実現する。
【００７１】
各図面を全体的に、特に図３８を参照すると、車両タイヤのタイヤ圧を所望の大きさに保持するプロセスは全体的に８００で示される。第１のステップ８０２では、ポンプ５１０が動力を発生する。動力の発生は、運動エネルギ、遠心力、空気の移動、圧力変化、又は温度変化の獲得を含むことができる。本発明では、オフバランス巻上ホイール５４８、又は巻上ホイール５４８と傘歯車６７８、６８０との組合せによって達成する。また、動力は、限定されるものではないが、ファンブレード、ベンチュリ、振り子、ばね、レバー、インペラ、バイメタルばね、圧力変換器、又は圧電素子等の装置を利用してタイヤ５１８のエネルギを獲得することでも発生することができる。
【００７２】
第２のステップ８０４では、動力の変換、必要であれば動力の貯蔵を含む。本発明のポンプ５１０は、第１のギヤセットを使用して、又はマスタギヤ６９２、外周ギヤ６９４、６９６、ピニオンギヤ６９８、７００及び上側ギヤ７０２の組み合わせを使用してこれを達成する。ポンプ５１０が利用する動力は、ばね６００の巻上げによって貯えられる。しかしながら、動力の変換は、ベルト及びプーリ、レバー、圧縮空気を貯蔵する場合は空気容器、発電機、コンデンサ、バッテリ等を使用することによって達成できる。
【００７３】
第３のステップ８０６は、動力の伝達又は動力の解放を含む。本発明のポンプ５１０は、ばね６００を解放してカム５９８を回転させる解放機構を有する。しかしながら、貯蔵されたエネルギは、ソレノイド、レバー、カム、ソフトウェアを有する回路基板、若しくはキャッチ又はスロット等の機械的な解放を可能にするいくつかの形式の単純な幾何学的構成の何らかの１つ又はこれらの組み合わせを使用することによって解放することができる。
【００７４】
第４のステップ８０８は、ポンプの起動又はポンプ作用の発生であり、本質的に、貯蔵したエネルギを、タイヤ５１８を空気で満たすポンプ作用へ変換することである。ポンプ５１０は、ダイヤフラム式ポンプ６０６を使用してタイヤ５１８を空気で満たし、ダイヤフラム式ポンプ５１０のポンプ作用を発生するためにカム５９８を使用する。しかしながら、他の形式のポンプを使用してポンプ作用を発生させることは本発明の範疇であり、他の形式のポンプとしては、限定されるものではないが、ピストン式ポンプ組立体１０、タービンポンプ、ロータリポンプ、圧電ポンプ、電磁ポンプ等を挙げることができる。必要に応じて、全体が８１０で示されるバルブを備えたフィルタ付き空気通路を利用して、清浄空気が流入できるが、流出できないようにすることができる。
【００７５】
プロセスの第５のステップ８１２は、タイヤ５１８の空気圧の監視であり、これは本発明のポンプ５１０では調整弁６４８を使用して絶えず達成される。他の形式の装置を使用して、持続的な圧力監視又は間欠的な圧力監視を行うことができ、他の装置としては、限定されるものではないが、圧力変換器、ピエゾ、圧力調整器等を挙げることができる。
【００７６】
プロセスの第６のステップ８１４は、動力発生の作動又は停止である。このステップは、空気圧を監視するプロセスと、ポンプ５１０を作動するか又は停止するかを判定するプロセスを含む。本発明のポンプ５１０は、圧力調整器６４８のプランジャ６６２、軸６６４、ばね６６６を使用してオフバランス巻上ホイール５４８の回転を許可又は阻止して、巻上ホイールの動力発生を作動又は停止する。このことは、ソレノイド、レバー、カム、ソフトウェアを有する回路基板、若しくはキャッチ又はスロット等の機械的解除を可能にするいくつかの形式の単純な幾何学的構成、又は動力発生の作動又は停止を制御するのに適した他の任意の装置によって達成することもできる。
【００７７】
図３９から図４１は本発明の別の実施形態を示し、同じ参照番号は同じ要素を指示する。本実施形態のポンプ５１０において、エネルギを得るために「電気活性ポリマ」として知られているポリマを使用して「充電」するようになっており、電気的な解決法を提供する。電気活性ポリマで形成したパッチ９０２は、例えば空洞５１６の内部のタイヤの内面９０４に、又は別の方法として、例えば空洞５１６の内部のタイヤの側壁に配置された内面９０６に配置される。パッチ９０２の材料は、撓む及び／又は伸長する際に電荷を生成し、この電荷は蓄えること又は必要に応じて電気ポンプ５１０を作動させるために使用することができる。パッチ９０２は、ポンプ５１０への電力リード線９０８を使用してバッテリ７２２と電気接続することができ、ポンプ５１０は、タイヤ５１８のリム５１２に取り付けられ、車両走行中に電荷を伝送するようになっている。バッテリ７２２は、ポンプ５１０に電力を供給できる。パッチ９０２は、一般に、撓んで及び／又は伸長して電荷を生成する円形、長方形、又は他の形状とすることができ、電荷は、蓄えること、又は必要に応じて車両タイヤ９１２のタイヤ圧力を所望の大きさに維持するために使用することができる。また、パッチ９０２はタイヤ５１８に接合すること、又は別の方法として、パッチ９０２は、タイヤ５１８にモールドすること、又はさもなければタイヤ５１８と一体化することができる。
【００７８】
代替的な実施形態において、バルブ軸９１４は、電気活性ポリマでオーバーモールドされ、車両走行時に、風に向かってはためくことができる（又ははためくようにする）。この動きにより電気活性ポリマが移動してポンプ５１０に供給される電荷が発生する。作動時、バルブ軸９１４がはためく際に、エネルギはバッテリ７２２に伝送されて任意的に蓄えられ、バッテリは、同様にポンプ５１０にエネルギを供給し、結果的にポンプ５１０を作動させて空気をタイヤ５１８の空洞５１６にポンプ送給する。
【００７９】
ポンプ５１０は、タイヤ５１８の圧力が所定値よりも低いことを検出する圧力調整弁７２４も含むことができ、電気活性ポリマパッチ９０２が電荷を生成する際に、又は電気活性ポリマオーバモールドを備えたバルブ軸９１４がはためく際に、エネルギはバッテリへ伝送され任意的に蓄えられる。
【００８０】
別の代替的な実施形態において、他の形式のポンプを電気活性ポリマ材料と一緒に使用することができる。使用可能な他の形式のポンプとしては、限定されるものではないが、ダイヤフラム式ポンプ、ピストン式ポンプ、タービンポンプ、遠心力ポンプ、ロータリポンプ、ぜん動ポンプ、又は電気機械ポンプ等を挙げることができる。
【００８１】
本発明の説明は本質的に単に例示的なものなので、本発明の本質から逸脱しない変更は、本発明の範囲に属することが意図される。そのような変更は、本発明の精神及び範囲から逸脱するとみなすべきではない。
【符号の説明】
【００８２】
１０  マイクロポンプ
１４  リム
１６  空洞
１８  タイヤ
２０  ケーシング
２６  巻上ホイール
８６  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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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【国際調査報告】
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