JP2014024543A - 空気タイヤアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバが介入する必要なくタイヤ圧の経時的な低下分を補償し、タイヤ内の空気圧を維持する。
【解決手段】タイヤサイドウオール内に位置する多孔性プラスチックで構成されたフィルタ要素を備え、さらにタイヤに固定するねじ部を有している。第１および第２のサイドウォールのうちの第１のサイドウォールが、回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに動作可能なように屈曲する少なくとも１つの屈曲領域を有している。第１のサイドウォールの屈曲領域内に、溝壁面によって画定されたサイドウォール溝５６が配置されていて、屈曲領域が屈曲するのに応答して部分ごとに、変形していない状態と変形して狭窄した状態との間で変形する。サイドウォール溝の各部分が変形するのに応答して部分ごとに、拡張した状態と少なくとも一部がつぶれた状態との間で変形する空気通路４３が、サイドウォール溝によって画定されている。
【選択図】図８Ａ

Description

本発明は、一般に、空気タイヤの空気のフィルタリングに関し、より詳細には、空気タイヤの圧送アセンブリに流入する空気のフィルタリングに関する。

タイヤ圧は、通常の空気の拡散により、時間経過とともに低下する。タイヤの自然な状態は、膨らませた状態である。したがって、ドライバは、タイヤ圧を維持する作業を繰り返し行わなければならず、そうしなければ、燃費が低下したり、タイヤの寿命が短くなったり、車両の制動性能およびハンドリング性能が低下したりすることになる。タイヤ圧が著しく低くなったときにドライバに警告を発するタイヤ圧監視システムが提案されている。しかし、これらのシステムは、依然として、警告が発せられたときに推奨圧になるまでタイヤに再度空気を入れる改善作業をドライバが行うことに依存している。

米国特許出願第12/775552号

したがって、ドライバが介入する必要なく、タイヤ圧の経時的な低下分を補償するように、タイヤ内の空気圧を維持する空気維持機構をタイヤ内に組み込むことが望ましい。

本発明の一形態では、空気タイヤアセンブリは、空気キャビティを有するタイヤと、空気キャビティと大気との間に配置され、多孔性プラスチックで構成されたフィルタ要素であって、フィルタ要素を空気タイヤに固定するねじ部を有しているフィルタ要素と第１のタイヤビード領域および第２のタイヤビード領域それぞれからタイヤトレッド領域に延びている第１および第２のサイドウォールであって、第１のサイドウォールが、回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに屈曲させられる少なくとも１つの屈曲領域を有している、第１および第２のサイドウォールと、タイヤの第１のサイドウォールの屈曲領域内に配置された、溝壁面によって画定されたサイドウォール溝であって、第１のサイドウォールの屈曲領域が回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にありながら屈曲するのに応答して、部分ごとに、変形していない状態と変形して狭窄した状態との間で変形するサイドウォール溝とを含む。空気通路がサイドウォール溝によって画定され、この空気通路は、サイドウォール溝の各部分が回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに変形するのに応答して、部分ごとに、拡張した状態と少なくとも一部がつぶれた状態との間で変形する。

この空気タイヤアセンブリの別の態様によれば、剛性構造は、ポリアミド製である。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、フィルタ要素は、フィルタ要素のねじ部に対応するねじ部を有するコネクタをさらに含む。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、コネクタは、フィルタ要素のねじ部から離れた位置で空気タイヤに固定されている。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、下塗りが、コネクタのむき出しの表面に塗布されている。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、上塗りが、コネクタに塗布されている。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、複合セメントが、コネクタに塗布されている。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、下塗りは、１８０℃で８分間、コネクタのむき出しの表面まで乾燥させられている。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、コネクタは、１８０℃で８分間、コネクタの下塗りまで乾燥させられている。

この空気タイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、複合セメントは、上塗りを覆う溶媒中の均質スラリから調製されている。

本発明の別の形態では、タイヤアセンブリは、空気キャビティを有するタイヤと、空気キャビティと大気との間に配置され、多孔性プラスチックで構成されたフィルタ要素であって、フィルタ要素を空気タイヤに固定するねじ部を有しているフィルタ要素と、第１のタイヤビード領域および第２のタイヤビード領域それぞれからタイヤトレッド領域に延びている第１および第２のサイドウォールであって、第１のサイドウォールが、回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに屈曲させられる少なくとも１つの屈曲領域を有している、第１および第２のサイドウォールと、タイヤの第１のサイドウォールの屈曲領域内に配置された、溝によって画定されたサイドウォール溝であって、第１のサイドウォールの屈曲領域が回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にありながら屈曲するのに応答して、部分ごとに、変形していない状態と変形して狭窄した状態との間で変形する溝とを含む。空気通路がサイドウォール溝によって画定される。この空気通路は、溝の各部分が回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに変形するのに応答して、部分ごとに、拡張した状態と少なくとも一部がつぶれた状態との間で弾性変形する。

このタイヤアセンブリの別の態様によれば、別個のチューブがサイドウォール溝内に配置され、この別個のチューブが、円形の空気通路を画定し、フィルタ要素は、この円形の空気通路内で動作する。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、フィルタ要素は、フィルタ要素のねじ部に対応するねじ部を有するコネクタをさらに含む。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、コネクタは、フィルタ要素のねじ部から離れた位置でタイヤに固定されている。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、下塗りが、コネクタのむき出しの表面まで塗布されている。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、上塗りが、コネクタに塗布されている。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、複合セメントが、コネクタに塗布されている。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、下塗りは、１８０℃で８分間、コネクタのむき出しの表面まで乾燥させられている。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、コネクタは、１８０℃で８分間、コネクタの下塗りまで乾燥させられている。

このタイヤアセンブリのさらに別の態様によれば、複合セメントは、上塗りを覆う溶媒中の均質スラリから調製されている。

（定義）
タイヤの「アスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）とタイヤの断面幅（ＳＷ）との比に１００パーセントを掛け、百分率として表したものを意味する。

「非対称トレッド」は、タイヤの中心面すなわち赤道面ＥＰに関して対称的でないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。

「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行な線または方向を意味する。

「チェーファー」は、リムとの接触によってコードプライが摩耗したり切れたりしないように保護し、リム上方の屈曲を分散するためにタイヤビードの外側の周囲に配置される細長い材料細片を意味する。

「周方向」は、軸方向に対して直交する、環状のトレッドの表面の外周に沿って延びる線または方向を意味する。

「赤道中心面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸に対して直交し、かつトレッドの中心を通る平面を意味する。

「フットプリント」は、速度がゼロかつ標準荷重および標準圧力の下での、タイヤのトレッドの接地面、すなわちタイヤのトレッドが平坦な表面と接触する領域を意味する。

「溝（グルーブ：Groove）」は、空気チューブをその中に受けるような寸法および構成の断面を有する、タイヤに形成された細長い空隙領域を意味する。

「インボード側」は、タイヤをホイールに取り付け、ホイールを車体に取り付けたときに、タイヤの車体に最も近くなる側を意味する。

「横方向」は、軸方向を意味する。

「横方向縁部」は、タイヤが膨らんだ状態で標準荷重の下で測定した、軸方向に最も外側のトレッドの接地面またはフットプリントに接する線であり、赤道中心面に平行な線を意味する。

「正味接触面積（Net contact area）」は、トレッドの全周にわたって両横方向縁部間で地面に接触するトレッド要素の合計面積を、両横方向縁部間のトレッド全体の総面積で割ったものを意味する。

「非方向性トレッド」は、好ましい前進方向をもたず、乗り物の１つまたは複数の特定のホイール位置に配置されていなくてもトレッドパターンが確実に好ましい走行方向に揃う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への配置を必要とする好ましい走行方向を有する。

「アウトボード側」は、タイヤをホイールに取り付け、ホイールを車体に取り付けたときに、タイヤの車体から最も遠くなる側を意味する。

「蠕動性の（Peristaltic）」は、管状の通路に沿って、その中に入っている空気などの物質を推進させる波状の収縮による動作を意味する。

「径方向の」および「径方向に」は、タイヤの回転軸に向かう、またはタイヤの回転軸から遠ざかる方向を意味する。

「リブ」は、少なくとも１本の周方向溝と第２の周方向溝または横方向縁部とによって画定された、トレッド上にある周方向に延びるゴム細片であり、全深さの溝によって横方向に分割されない細片を意味する。

「サイプ」は、トレッド表面を細分して牽引力を向上させる、トレッド要素に彫り込まれた小スロットを意味し、タイヤのフットプリント上で開いた状態になっている溝とは対照的に、概して幅が狭く、タイヤのフットプリント上で閉じた状態になっている。

「トレッド要素」または「トラクション要素」は、両隣に溝を有する形状によって画定されるリブまたはブロック要素を意味する。

「トレッドアーク幅」は、トレッドの両横方向縁部間で測定した、トレッドの円弧長を意味する。

本発明によれば、ドライバが介入する必要なく、タイヤ圧の経時的な低下分を補償するように、タイヤ内の空気圧を維持する空気維持機構が組み込まれた空気タイヤアセンブリを提供することができる。

本発明による例示的なフィルタの概略図である。 本発明の例示的なタイヤ／チューブアセンブリを示す側面図である。 例示的な排気コネクタを示す詳細図である。 例示的な排気コネクタを示す詳細図である。 例示的な排気コネクタを示す詳細図である。 例示的な吸気（フィルタ）コネクタを示す詳細図である。 例示的な吸気（フィルタ）コネクタを示す詳細図である。 例示的な吸気（フィルタ）コネクタを示す詳細図である。 例示的な吸気（フィルタ）コネクタを示す詳細図である。 例示的な吸気（フィルタ）コネクタを示す詳細図である。 空気をキャビティに移動（８４）させながら回転する例示的なタイヤを示す側面図である。 空気でフィルタを洗浄しながら回転する例示的なタイヤを示す側面図である。 図５Ａの６Ａ−６Ａ線における断面図である。 図６Ａ中に二点鎖線で示したチューブ領域の拡大詳細図であり、サイドウォールが圧縮されていない状態にある状態を示す図である。 図５Ａの７Ａ−７Ａ線における断面図である。 図７Ａ中に二点鎖線で示したチューブ領域の拡大詳細図であり、サイドウォールが圧縮された状態にある状態を示す図である。 は、例示的なチューブおよび溝の詳細を示す、図２の８Ａ−８Ａ線における拡大詳細図である。 例示的なチューブが圧縮されて溝内に挿入されようとしている詳細図である。 例示的なチューブが溝のリブ形成領域で溝内に完全に挿入された詳細図である。 チューブがリブ付き溝に挿入される分解展開図である。 キャビティコネクタへの出口の両側に位置する例示的なリブ輪郭領域を示す、図２中の二点鎖線の領域を拡大した詳細図である。 例示的なリブ輪郭を有する溝を示す拡大詳細図である。 例示的なリブ輪郭に圧入されたチューブを示す拡大詳細図である。 キャビティコネクタへの出口の両側に位置する別の例示的なリブ輪郭領域を示す、図２中の二点鎖線の領域を拡大した詳細図である。 他の例示的なリブ輪郭を有する溝を示す拡大詳細図である。 他の例示的なリブ輪郭に圧入されたチューブを示す拡大詳細図である。 別の例示的なチューブおよび溝の詳細を示す拡大図である。 図１３Ａのチューブが圧縮されて溝内に挿入されようとしている詳細図である。 図１３Ａのチューブが溝内に完全に挿入された詳細図である。 第３の例のチューブおよび溝の詳細を示す拡大図である。 図１４Ａのチューブが圧縮されて溝内に挿入されようとしている詳細図である。 図１４Ａのチューブが溝内に完全に挿入された詳細図である。 第４の例のチューブおよび溝の詳細を示す拡大図である。 図１５Ａのチューブが圧縮されて溝内に挿入されようとしている詳細図である。 図１５Ａのチューブが溝内に完全に挿入された詳細図である。 例示的なタイヤとチューブのアセンブリとを示す等角投影展開図である。

例示として、添付の図面を参照して本発明について説明する。

図１６、図２および図６Ａを参照すると、例示的なタイヤアセンブリ１０は、タイヤ１２、蠕動ポンプアセンブリ１４、およびタイヤリム１６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、２４に隣接する１対のリム取付け表面１８、２０に取り付けられる。各リムフランジ２２、２４は、径方向外側に向いたフランジ端部２６を有する。リム本体２８は、図示のようにタイヤアセンブリ１０を支持している。タイヤ１２は、対向するビード領域３４、３６からクラウンすなわちタイヤトレッド領域３８に延びている１対のサイドウォール３０、３２を有する、従来の構造であってもよい。タイヤ１２とリム１６とで、タイヤキャビティ４０を囲んでいる。

図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図６Ｂおよび図８Ａから分かるように、この例示的な蠕動ポンプアセンブリ１４は、環状通路４３を囲む環状空気チューブ４２を含んでいる。チューブ４２は、外力を受けて平らな状態になった後に外力を受けなくなって元の概ね円形断面の状態に戻る変形サイクルの繰返しに耐えることができるプラスチックまたはゴム化合物など、弾性のある可撓性材料で構成される。チューブ４２は、本明細書に記載の目的のために、また後述するようにタイヤアセンブリ１０内の動作可能な位置にチューブを配置できるようにするために、ある体積の空気を動作可能なように通すのに十分な直径を有している。この図示の例示的な構成では、チューブ４２は、平らな（閉じた）チューブ後端部４８から丸い（開いた）チューブ前端部５０に延びている対向するチューブ側壁４４、４６を有する、細長い概して楕円形の断面形状にされている。チューブ４２は、概ね半円形の断面を有する長手方向外側に突出する１対のロック用戻り止めリブ５２、５４を有しており、各リブは、それぞれ側壁４４、４６の外側表面に沿って延びている。

図８Ａに示すように、チューブ４２は、３．６５ｍｍから３．８０ｍｍの範囲内の長さＬ１と、２．２ｍｍから３．８ｍｍの範囲内の幅Ｄ１と、０．８ｍｍから１．０ｍｍの範囲内の後端部幅Ｄ３とを有している。突出する各戻り止めリブ５２、５４は、０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲内の曲率半径Ｒ２を有しており、各リブは、チューブ後端部４８から１．８ｍｍから２．０ｍｍの範囲内の距離Ｌ３の位置に位置している。チューブ４２の前端部５０は、１．１ｍｍから１．９ｍｍの範囲内の半径Ｒ１を有している。チューブ４２内の空気通路４３も、同様に、２．２ｍｍから２．３ｍｍの範囲内の長さＬ２および０．５ｍｍから０．９ｍｍの範囲内の幅Ｄ２を有する、概ね楕円形にしている。

チューブ４２は、溝５６に挿入されるような輪郭にされ、かつ幾何学的に構成されている。溝５６は、チューブ４２の楕円形上と相補的な、３．６５ｍｍから３．８０ｍｍの範囲内の長さＬ１を有する細長い概ね楕円形の構成を有している。溝５６は、０．８ｍｍから１．０ｍｍの範囲内の公称断面幅Ｄ３を有する、制限された細い入口５８を有している。チューブロック用リブ５２、５４をそれぞれ対応して受けるように、半円形の構成を有する、溝にリブを受ける１対の軸方向戻り止めチャネル６０、６２を、溝５６の対向する側面に形成している。チャネル６０、６２は、該溝の入口５８から、おおよその距離にして１．８ｍｍから２．０ｍｍの範囲内の距離Ｌ３離れている。各戻り止めチャネル６０、６２は、０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲内の曲率半径Ｒ２を有している。該溝の内向き戻り止め部分６４は、１．１ｍｍから１．９ｍｍの範囲内の曲率半径Ｒ１および２．２ｍｍから３．８ｍｍの範囲内の公称断面幅Ｄ１を有するように形成している。

図８Ｄ、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂで最もよく分かるように、タイヤ１２は、溝５６の内部に向かって突出して溝５６の外周を延長する、１つまたは複数の圧縮リブ６６をさらに形成している。これらのリブ６６は、以下で述べるように、既定のピッチ、頻度および位置のリブパターンを形成しうる。説明に際しては、７個の圧縮リブを、図示の第１のリブ輪郭パターンに符号６６でまとめて指すこともあるし、Ｄ０からＤ６までのリブ名で個々に指すこともある。リブＤ０からＤ６は、チューブ通路４３を通る空気の圧送が最適化されるような順序およびピッチのパターンで形成されている。各リブ６６は、このパターン内で、固有の所定高さで所定位置にあり、図８Ｄに示すように、０．９５ｍｍから１．６０ｍｍの範囲内の半径Ｒ３（図８Ａ）の溝５６の内部へと突出している。

図１６、図２、図３Ａから図３Ｃ、および図４Ａから図４Ｅを参照すると、蠕動ポンプアセンブリ１４は、周方向空気チューブ４２に沿った位置に、約１８０度離間した吸気装置６８および排気装置７０をさらに含んでいる。この例示的な排気装置７０は、導管７２、７４でタイヤキャビティ４０に空気を出し入れする、Ｔ字形構成を有している。排気装置ハウジング７６は、導管７２、７４からそれぞれ一体的に延びている導管アーム７８、８０を収容している。各導管アーム７８、８０は、組み立てた状態になったときに空気チューブ４２の非接続端部内に導管を保持する、外部結合用リブ８２、８４を有している。ハウジング７６は、溝５６と相補的な外部幾何学的形状を有するように形成され、平坦な端部８６、丸みのある概ね長円形の本体８８、および外向きに突出する戻り止め長手方向リブ９０を含む。したがって、ハウジング７６は、リブ９０が図８Ａに示す溝５６内に収まって、溝５６内の所期の位置にぴったりと受けることができる。

図１２および図４Ａから図４Ｅに示すように、吸気装置６８は、細いスリーブネック９８で細長い内側スリーブ本体９６を接合する細長い外側スリーブ本体９４を含んでいる。外側スリーブ本体９４は、概ね３角形の断面を有する。内側スリーブ本体９６は、溝５６と相補的な長円形の外部幾何学的形状を有し、内側スリーブ本体９６に沿って長手方向に延びている１対の戻り止めリブ１００を含む。内側スリーブ本体９６の中には、細長い空気流入チューブ１０１が配置され、この空気流入チューブ１０１は、両端にチューブ端部１０２を備え、中央のチューブ通路の中に延びている複数の入口開口１０４のパターンを有する。外部リブ１０６、１０８は、これらのチューブ端部１０２を、排気装置７０の反対側の空気チューブ４２内に固定する。

図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂおよび図８Ａから図８Ｄに示すように、ポンプアセンブリ１４は、空気チューブ４２と、溝５６内に挿入されたときに１８０度離間したそれぞれの位置に、該空気チューブと並んで固定された吸気装置６８および排気装置７０と、を含んでいる。溝５６は、タイヤをリム１６に取り付けたときに、空気チューブ４２をリムフランジ端部２６の上方に配置する、タイヤ１２の下側サイドウォール領域に位置している。図８Ｂは、空気チューブ４２が溝５６内に挿入できるように直径方向に押しつぶされているところを示している。図８Ｃに示すように、完全に挿入されると、リブ５２、５４は、溝５６のチャネル６０、６２内に収まることができ、チューブ４２の平坦な外側端部４８は、タイヤのサイドウォールの外側表面と概して面一になることができる。完全に挿入されると、チューブ４２の空気通路４３は弾性的に開いた状態に戻り、ポンプの動作時にチューブに沿って空気を流すことができるようになる。

図１６、図２、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、および図８Ａから図８Ｄを参照すると、吸気装置６８および排気装置７０は、概ね１８０度離間して、円形の空気チューブ４２の外周内に配置されている。チューブ４２が溝５６内に配置されたタイヤ１２は、回転方向１１０に回転して、地表面１１８にフットプリント１２０を形成する。圧縮力１２４は、フットプリント１２０からタイヤ１２の内部に向けられ、符号１２２で示すように空気チューブ通路４３のフットプリント１２０に対向する部分を平坦にするように作用する。通路４３の一部分が平坦になると、この部分の空気が、チューブ通路４３に沿って矢印１１６で示す方向に、すなわち排気装置７０に向かって、押し出される。

タイヤ１２が地表面１１８に沿って方向１１０に回転し続けると、チューブ４２は、タイヤのフットプリントの反対側で、方向１１０の反対の方向に各部が順次平坦になっていく、すなわち押しつぶされていく可能性がある。チューブ通路４３の各部が順次平坦になっていくことにより、平坦になった部分から押し出された空気が、チューブ通路４３内を排気装置７０に向かって方向１１６に圧送される可能性がある。空気は、排気装置７０を通って、矢印１３０に示すようにタイヤキャビティ４０に流れてもよい。矢印１３０において、排気装置７０を出る空気は、タイヤキャビティ４０に向けて送られて、タイヤ１２を所望の圧力レベルまで再膨張させる働きをする。キャビティ内の空気圧が既定レベルまで低下したときにキャビティ４０への空気の流れを調節するバルブシステムは、参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年５月７日出願の係属中の米国特許出願第12/775552号に図示され、記載されている。

タイヤ１２が方向１１０に回転している状態では、図５Ａに示すように、チューブの平坦になった部分は、方向１１４に流れて吸気装置６８に入る空気で順次再充填される。吸気装置６８に流入し、次いでチューブ通路４３に流入する空気の流れは、反時計回りの方向１１０に回転している排気装置７０がタイヤのフットプリント１２０を通過するまで続いている。図５Ｂは、このような位置にある蠕動ポンプアセンブリ１４の向きを示している。チューブ４２は、圧縮力１２４によって、タイヤのフットプリント１２０の反対側で、部分ごとに連続的に順次平坦にされる。空気は、時計回りの方向１１６に吸気装置６８まで圧送され、タイヤ１２の外部に押し出される、すなわち排気される。符号１２８で示す、吸気装置６８からの排気の通路は、例えば気泡材料または多孔性材料あるいは気泡複合体または多孔性複合体で構成されるフィルタスリーブ９２によって例示的に形成される。したがって、フィルタスリーブ９２を通ってチューブ１０１内に流れる空気の流れは、デブリまたは粒子を洗浄することができる。空気の排気流または逆流の方向１２８に、フィルタスリーブ９２は多孔性媒体に取り込まれて蓄積したデブリまたは粒子が洗浄される。吸気装置６８から空気が圧送されて押し出されることにより、排気装置７０は、空気がタイヤキャビティ４０に流れないようにする閉じた位置になる。タイヤ１２が反時計回りの方向１１０にさらに回転して、（図５Ａに示すように）吸気装置７０がタイヤのフットプリント１２０を通過すると、空気流は、再び排気装置７０に戻り、圧送空気をタイヤキャビティ４０中に押し出すことができる。このようにして、タイヤキャビティ４０内の空気圧を所望のレベルに維持し得る。

図５Ｂは、タイヤ１２が方向１１０に回転するにつれてチューブ４２が部分ごとに平坦になることを示している。平坦部分１３４は、タイヤのフットプリント１２０から離れるように回転するにつれて反時計回りに移動し、一方、隣接する部分１３２は、タイヤのフットプリントと対向する位置に移動して平坦になる。したがって、押しつぶされた、平坦になった、または閉じたチューブの部分の前進は、排気装置および吸気装置に対するタイヤ１２の回転位置に応じて、排気装置７０（図５Ａ）または吸気装置６８（図５Ｂ）に向かって空気を移動させることができる。タイヤの回転によって各部分がフットプリント１２０から離れるように移動するにつれて、フットプリント領域からのタイヤ１２内の圧縮力がなくなっていき、その部分は、通路４３からの空気で再充填されるにつれて、平坦でない、または開いた状態に弾性的に戻っていくことができる。図７Ａおよび図７Ｂは、平坦な状態のチューブ４２の部分を示し、図６Ａおよび図６Ｂは、タイヤのフットプリント１２０に対向する位置に移動する前後の、膨らんだ、平坦でない、または開いた状態の同じ部分を示している。元の平坦でない状態では、チューブ４２のいくつかの部分が、例示的な長円形、概ね楕円形の形状に戻っている。

上述のサイクルを、タイヤが１回転する度に繰り返して、毎回半分の回転で圧送空気がタイヤキャビティ４０内に移動し、残りの半分の回転で圧送空気が吸気装置６８のフィルタスリーブ９２から戻ってきてフィルタを自動洗浄しうる。タイヤ１２の回転方向１１０は、図５Ａおよび図５Ｂでは反時計回りとして示しているが、このタイヤアセンブリ１０およびその蠕動ポンプアセンブリ１４は、逆の（時計回りの）回転方向でも、同様に機能しうる。したがって、蠕動ポンプアセンブリ１４は、双方向性としてもよく、タイヤ１２が前進方向に回転しても逆方向に回転しても、また車両が前進方向に移動しても後退方向に移動しても、同じように機能するようにしてよい。

空気チューブ／ポンプアセンブリ１４は、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａおよび図７Ｂに示すようにされる。チューブ４２は、タイヤ１２のサイドウォール３０の下側領域で、溝５６内に位置される。上述のように、チューブ４２の通路４３は、回転するタイヤのフットプリント１２０内のサイドウォール溝５６が圧縮によって歪んで曲がることによって、閉じる。サイドウォール３０内でのチューブ４２の位置によって配置に自由度ができ、それによってチューブ４２とリム１６が接触しないようになっている。サイドウォール溝５６内でチューブ４２を高い位置に配置すると、サイドウォールのこの領域がタイヤのフットプリント１２０を通過するときに変形してチューブ４２を閉じやすいという特性が使える。

溝付きサイドウォールの構成および作用、特に、溝５６内のリッジすなわち圧縮リブ６６の作用によるチューブ４２の圧力の変化するポンプ圧縮について、図８Ａから図８Ｄ、図９並びに図１０Ａおよび図１０Ｂに示す。リッジすなわちリブは、符号６６で示してあるが、個別にはＤ０からＤ６で示してある。溝５６は、予め選択された順序、パターンまたは配列で溝５６内に突出するように形成された成形リッジＤ０からＤ６を有するタイヤ１２の側面に沿って、周方向に一様な幅を有している。リッジＤ０からＤ６は、溝５６内でチューブ４２を所定の向きに保持し、また、可変狭窄力をチューブに順次加えている。

一様な寸法を有するポンプチューブ４２は、上述のように、すなわち溝５６の入口Ｄ３を機械的に広げることから開始する手順で、溝５６内に配置される。その後、溝５６の拡張された開口中に、チューブ４２を挿入する。その後、溝５６の開口を解除して、元の間隔Ｄ３に閉じるように戻し、それにより、該溝内部にチューブ４２を取り込むようにしている。したがって長手方向ロック用リブ５２、５４は長手方向チャネル６０、６２に取り込まれ／ロックされうる。ロック用リブ５２、５４は、その結果、チューブ４２を溝５６内にロックするように作用し、動作／回転中にチューブが溝５６から吐き出されることを防止する。

あるいは、チューブ４２は、溝５６内に圧入されていてもよい。一様な幅寸法および幾何学的形状を有するチューブ４２は、大量生産され得る。さらに、一様な寸法のポンプチューブ４２であることにより、総組立て時間および材料コストを削減し、チューブの在庫の不均一性を低減することもできる。信頼性の観点からも、これにより、廃棄の可能性が低下する。

溝５６内に突出する周方向リッジＤ０からＤ６は、排気装置７０に代表されるチューブ４２の入口通路に近づくにつれて頻度が上がる（溝５６の軸方向単位長さあたりのリッジの数が増える）。各リッジＤ０からＤ６は、０．１５ｍｍから０．３０ｍｍの範囲内の共通の半径寸法Ｒ４を有している。リッジＤ０とＤ１の間の間隔が最も大きくなるようにし、Ｄ１とＤ２の間の間隔がその次に大きくなるようにし、以下同様に間隔を狭めていって、リッジＤ５とＤ６の間の間隔が名目上はなくなる。７個のリッジを示しているが、溝５６に沿って、様々な頻度で、それより多くのリッジを配置してもよいし、それより少ないリッジを配置してもよい。

リッジが溝５６内に半径Ｒ４だけ突出することは、２つの目的を果たすことができる。第１に、リッジＤ０からＤ６は、チューブ４２と係合して、タイヤの動作／回転中にチューブが溝５６に沿って所期の位置から移動する、すなわち「歩く（ｗａｌｋｉｎｇ）」ことを防止し得る。第２に、リッジＤ０からＤ６は、上述のようにタイヤ１２が回転してその回転圧送サイクルを経る際に、チューブ４２の各リッジと対向する部分をより強く圧縮し得る。サイドウォールが曲がることによって、各リッジＤ０からＤ６を介した圧縮力を顕著にし、溝５６のリッジのない部分と対向するチューブの部分に普通なら生じることになる程度よりも強い程度に、そのようなリッジと対向するチューブの部分を狭窄させられる。図１０Ａおよび図１０Ｂから分かるように、空気流の方向にリッジの頻度が上がるにつれて、次第にチューブ通路４３の締め付けが起こり、最終的に、通路は符号１３６に示すサイズまで狭窄し、徐々に空気量を減少させ、圧力を上げていく。その結果として、これらのリッジが存在すると、溝５６は、長手方向に沿って一様な寸法を有するように構成されたチューブ４２内に、可変の圧送圧力を生じる。したがって、サイドウォール溝５６は、該溝内に配置されたチューブ４２に可変圧力を加えるように機能する可変圧力ポンプ溝である。なお、圧送圧力の変化の程度は、溝５６内のピッチすなわちリッジの頻度と、チューブ通路４３の直径方向寸法に対する配置されたリッジの大きさとによって決定しうることを理解されよう。直径に対するリッジの大きさが大きくなるほど、そのリッジと対向するチューブ部分では空気量の減少が大きくなり、圧力が大きくなり、また、その逆も言える。図９は、排気装置７０へのチューブ４２の取付けと、その両側で排気装置に流れ込む空気流の方向を示す図である。

図１１は、排気装置７０への出口の両側に位置する第２の代替のリブ輪郭領域を示す図である。図１２Ａは、この第２の代替のリブ輪郭を有する溝５６の拡大詳細図であり、図１２Ｂは、この第２のリブ輪郭に圧入されたチューブ４２の拡大詳細図である。図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照すると、この代替形態のリッジすなわちリブＤ０からＤ６は、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して上述したのと同様の頻度パターンを有していてもよいが、各リブはそれぞれ固有の大きさを有している。各リブＤ０からＤ６は、概して、曲率半径Ｒ１からＲ７をそれぞれ有する半円形の断面を有していてもよい。リッジＤ０からＤ６の曲率半径は、Δ＝０．０２０ｍｍから０．０３６ｍｍの例示的な範囲内であってもよい。

リッジＤ０からＤ６の数および各リッジのそれぞれの半径は、その他の寸法または適用例に合わせて上記の範囲外に設定してもよい。空気流の方向に曲率半径が大きくなっていくようにして、排気装置７０に近づくにつれて、リッジＤ０からＤ６が通路４３内に突出する大きさと程度が大きくなっていくようにしてもよい。したがって、通路４３は、排気装置７０に近づくにつれてより狭い領域１３８に狭窄していき、それに応じて空気量の低下による空気圧の増加が大きくなるようにしてもよい。このような構成の利点は、通路４３に沿って、また排気装置７０からタイヤキャビティ４０内に向かって所望の空気流圧力を達成するのに普通なら必要となるよりも、チューブ４２を小さく構成してもよいことである。チューブ４２のサイズを小さくすることは、タイヤ１２内でより小さな溝５６を使用できるようにすることによって、タイヤのサイドウォールの構造的不連続性を最小限に抑えるという点で、経済的かつ機能的に望ましい場合がある。

図１３Ａから図１３Ｃは、リブおよび溝を修正した結果として図８Ａから図８Ｃの戻り止めリブ９０が除去された、別のチューブ４２および溝５６の詳細を示している。このチューブ４２は、以下に指定する範囲内の指定寸法を有する外部幾何学的形状および通路構成を有していてもよい。

Ｄ１＝２．２から３．８ｍｍ
Ｄ２＝０．５から０．９ｍｍ
Ｄ３＝０．８から１．０ｍｍ
Ｒ４＝０．１５から０．３０ｍｍ
Ｌ１＝３．６５から３．８ｍｍ
Ｌ２＝２．２から２．３ｍｍ
Ｌ３＝１．８から２．０ｍｍ
上記の範囲は、特定の寸法選好、タイヤの幾何学的形状またはタイヤの適用例に合わせて修正してもよい。チューブ４２の外部構成は、端部表面４８に隣接する斜め表面１３８、１４０と、これらの斜め表面に隣接する平行に対向する直線的な中間表面１４２、１４４と、これらの中間表面１４２、１４４に隣接する丸いノーズすなわち前方表面１４６とを含んでいる。図１３Ｂおよび図１３Ｃから分かるように、チューブ４２は、圧縮されて溝５６内に圧入され、完全に挿入された後で広がるようにしてもよい。サイドウォール表面のところにある溝５６の狭窄開口によって、チューブ４２をしっかりと溝５６内に保持してもよい。

図１４Ａから図１４Ｃは、別のチューブ４２および溝５６の構成を示している。図１４Ａは、拡大図であり、図１４Ｂは、圧縮されて溝５６内に挿入されるチューブ４２を示す詳細図である。図１４Ｃは、溝５６内に完全に挿入されたチューブ４２を示す詳細図である。チューブ４２は、同様の構成を有する溝５６内に挿入される、概ね楕円形の断面を有していてもよい。溝５６は、平行に対向する表面１４８と１５０の間に形成された細い入口を有していてもよい。図１４Ａから図１４Ｃでは、チューブ４２は、以下に指定する範囲内の寸法を有する外部幾何学的形状および通路構成を有するように構成される。

Ｄ１＝２．２から３．８ｍｍ
Ｄ２＝０．５から０．９ｍｍ
Ｄ３＝０．８から１．０ｍｍ
Ｒ４＝０．１５から０．３０ｍｍ
Ｌ１＝３．６５から３．８ｍｍ
Ｌ２＝２．２から２．３ｍｍ
Ｌ３＝１．８から２．０ｍｍ
上記の範囲は、特定の寸法選好、タイヤの幾何学的形状またはタイヤの適用例に合わせて修正してもよい。図１５Ａから図１５Ｃは、別のチューブ４２および溝５６の構成を示している。図１５Ａは、拡大図であり、図１５Ｂは、圧縮されて溝５６内に挿入されるチューブ４２を示す詳細図である。図１５Ｃは、溝５６内に完全に挿入されたチューブ４２を示す詳細図である。チューブ４２は、概して、同様の構成を有する溝５６内に挿入されるため、放物線状の断面を有していてもよい。溝５６は、その中にチューブ４２をぴったりと収容するようなサイズを有する入口を有していてもよい。リッジ６６は、チューブ４２が溝５６内に挿入されると、チューブ４２と係合してもよい。図１５Ａから図１５Ｃでは、チューブ４２は、以下に指定する範囲内の寸法を有する外部幾何学的形状および通路構成を有する。

Ｄ１＝２．２から３．８ｍｍ
Ｄ２＝０．５から０．９ｍｍ
Ｄ３＝２．５から４．１ｍｍ
Ｌ１＝３．６５から３．８ｍｍ
Ｌ２＝２．２から２．３ｍｍ
Ｌ３＝１．８から２．０ｍｍ
上記の範囲は、必要に応じて、特定の寸法選好、タイヤの幾何学的形状またはタイヤの適用例に合わせて修正してもよい。

以上より、本発明は、タイヤ１２の空気を維持するための双方向性蠕動ポンプアセンブリ１４を含んでいてもよいことは理解されるであろう。円形空気中部４２は、タイヤのフットプリント１２０で部分ごとに平坦になって閉じられる。吸気装置６８は、多孔性気泡材料で構成された外側フィルタスリーブ９２を含むことによって、吸気装置６８を自動洗浄しうる。排気装置７０は、バルブユニット（参照により本明細書に組み込まれている２０１０年５月７日出願の同時係属中の米国特許出願第12/775552号参照）を利用しうる。蠕動ポンプアセンブリ１４は、タイヤ１２の回転によってどちらの方向に空気を圧送してもよく、タイヤの半回転で空気をタイヤキャビティ４０に圧送し、残りの半回転で空気を圧送して吸気装置６８から戻す。蠕動ポンプアセンブリ１４は、システム障害検出器として働くことができる２次タイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ）（図示せず）とともに使用してもよい。ＴＰＭＳは、タイヤアセンブリ１０の自動膨張システムのいかなる障害も検出して、その状態をユーザに警告するために使用される。

タイヤ空気維持システム１０は、チューブ４２の対向する部分と係合してこの部分を圧縮する、１つまたは複数の内側に向けられたリッジすなわちリブ６６を備える可変圧ポンプ溝５６をさらに組み込んでいる。これらのリブのピッチすなわち頻度は、排気装置７０に近づくにつれて大きくなるようにして、チューブ４２を圧縮することによって通路４３内の空気量を徐々に減らしていくようにする。空気量の低下によって、通路４３内の空気圧を高め、それによりチューブ４２からタイヤキャビティ４０内により効率的に空気が流れやすくなる。チューブ圧力の上昇は、溝５６のリブ６６とチューブの長手方向に一様な寸法を有するチューブ４２とが係合することによって達成しうる。したがって、チューブ４２は、空気圧を維持するためのタイヤキャビティ４０に流れる空気流の圧力を損なうことなく、一様な寸法および比較的小さなサイズを有するように構成し得る。リッジ６６のピッチおよび大きさはともに、通路４３内で所望の圧力上昇をより良好に達成するために変化させてもよい。

空気タイヤの構造には、特定の剛性部分、機能装置および／またはコネクタをタイヤのゴムに埋め込む、またはこれらをタイヤのゴムに接着することが必要な場合がある。例えば、上述の例示的な空気維持タイヤ１２の構造１４、４２、６８、７０、１０１、２０２などは、埋込み／接着を必要とし得る。これらの構造１４、４２、６８、７０、１０１、２０２などは、通常は、タイヤ１２が動作状態にあるときに大きな応力を受ける。したがって、これらの構造１４、４２、６８、７０、１０１、２０２などの表面で結合が切れると、アセンブリ１４および／またはタイヤ１２全体の完全性の破壊に繋がる可能性が高いので、これらの構造１４、４２、６８、７０、１０１、２０２などは、強く結合することが望ましい。

例えば、内蔵型チューブ状キャビティ（図３Ｃ）を画定するために、ポリアミド製のエルボ状構造７０をタイヤ１２に結合してもよい。この構造７０は、それによって圧縮空気をポンプアセンブリ１４に向け直し、そこからタイヤキャビティ４０内に向け直すことを可能にするだけでなく、外部と接続して、圧縮されていない新鮮な空気をポンプアセンブリに供給するようにしてもよい。

上述の自動膨張タイヤ技術（ＳＩＴ／ＡＭＴ）を確立するには、タイヤキャビティ４０に流入する前に空気をフィルタリングするために、空気タイヤ１２の一部分として、本発明によるフィルタ２００が必要となる可能性がある。フィルタ２００は、十分に高い通気性、ならびに許容可能なコスト、化学的耐性および機械的耐性、水保持能力、および／または複雑さを必要とする可能性がある。したがって、フィルタ２００は、多孔性プラスチックで構成している。

従来は、いくつかの応用分野の空気フィルタ材料として、多孔性プラスチック（例えばポリプロピレン、ポリエチレン、テフロン（登録商標）など）が提供されている。これらの多孔性プラスチックは、形状の柔軟性、化学的耐性、水保持能力、低い複雑さ、および安い製造コストを併せ持ち、空気タイヤ１２などのＳＩＴ／ＡＭＴタイヤ用の新しい極めて有用なフィルタ材料であることを示している。通気性、化学的耐性、および水分離性といった特性は、孔サイズ分布および重合体の種類に関係する単なる材料特性にまで抑えられる可能性がある。例として、多孔性プラスチックでねじを製造することによって、材料を金属またはプラスチックであるフレーム材料に埋め込む必要がなくなる可能性がある（例えば、ねじ部によって、フィルタ２００を空気タイヤ１２に対して機械的に固定する）。これにより、複雑さを最小限まで軽減し、それに応じてフィルタ２００および／またはフィルタアセンブリの製造コストを最小限に抑えることが可能である。

図１に示すように、多孔性プラスチック材料製のグラブねじ２００を、自動膨張空気タイヤ１２のサイドウォール３０、３２に埋め込まれたコネクタ２０２にねじ込むことによって、フィルタ２００を通ってタイヤキャビティ４０に流入する大気からの空気流をフィルタリングし得る。このようなフィルタ２００は、回転する空気タイヤ１２の一部分として、荷重のかかった状態でも持ちこたえることができる。さらに、このようなフィルタ２００は、腐食が起きない、水保持能力が向上する、およびコストが削減され複雑さが軽減されるという、従来の金網フィルタに優る改善点を有している。

本明細書に提供された本発明の説明に照らして、本発明の変形形態が可能である。本発明を説明するために、いくつかの代表的な例および詳細を示してが、当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく、これらに様々な変更および修正を加えてもよいことは明らかであろう。したがって、上述の具体的な例には、以下に添付する特許請求の範囲によって定義される本発明の完全な所期の範囲内に含まれる様々な変更を加えることができることを理解されたい。

１２ タイヤ、空気タイヤ
１４、４２、６８、７０、１０１、２０２ 構造
１４ アセンブリ
３０、３２ サイドウォール
４０ タイヤキャビティ
２００ フィルタ、グラブねじ
２０２ コネクタ

Claims (10)

1. 空気キャビティを有するタイヤと、
   前記空気キャビティと大気との間に配置され、多孔性プラスチックで構成されたフィルタ要素であって、当該フィルタ要素を空気タイヤに固定するねじ部を有するフィルタ要素と、
   第１のタイヤビード領域および第２のタイヤビード領域それぞれからタイヤトレッド領域に延びている第１および第２のサイドウォールであって、第１のサイドウォールが、回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに屈曲させられる少なくとも１つの屈曲領域を有している、第１および第２のサイドウォールと、
   前記タイヤの第１のサイドウォールの前記屈曲領域内に配置され、溝壁面によって画定されたサイドウォール溝であって、前記第１のサイドウォールの前記屈曲領域が前記回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にありながら屈曲するのに応答して、部分ごとに、変形していない状態と変形して狭窄した状態との間で変形するサイドウォール溝と、
   前記サイドウォール溝によって画定され、前記サイドウォール溝の各部分が前記回転するタイヤのフットプリントの径方向内側にあるときに変形するのに応答して、部分ごとに、拡張した状態と少なくとも一部がつぶれた状態との間で変形する空気通路と、
   を備えたことを特徴とする、空気タイヤアセンブリ。
2. 前記フィルタ要素が、ポリアミド製であることを特徴とする、請求項１に記載の空気タイヤアセンブリ。
3. 前記フィルタ要素が、前記フィルタ要素の前記ねじ部に対応するねじ部を有するコネクタをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気タイヤアセンブリ。
4. 前記コネクタが、前記フィルタ要素のねじ部から離れた位置で空気タイヤに固定されていることを特徴とする、請求項３に記載の空気タイヤアセンブリ。
5. 前記コネクタのむき出しの表面に塗布された下塗りをさらに含む、請求項１に記載の空気タイヤアセンブリ。
6. 前記コネクタに塗布された上塗りをさらに含む、請求項５に記載の空気タイヤアセンブリ。
7. 複合セメントが、前記コネクタに塗布されていることを特徴とする、請求項６に記載の空気タイヤアセンブリ。
8. 前記下塗りは、１８０℃で８分間、前記コネクタのむき出しの表面まで乾燥させられていることを特徴とする、請求項７に記載の空気タイヤアセンブリ。
9. 前記コネクタは、１８０℃で８分間、前記コネクタの下塗りまで乾燥させられていることを特徴とする、請求項８に記載の空気タイヤアセンブリ。
10. 前記複合セメントが、前記上塗りを覆う溶媒中の均質スラリから調製されていることを特徴とする、請求項９に記載の空気タイヤアセンブリ。

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