JP2015117010A - タイヤ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】空気維持タイヤシステムのフィルタを改善する。【解決手段】タイヤ組立体は、トレッド部３８と、トレッド部から半径方向内側に延びてそれぞれのビードに連結する一対のサイドウォール３２と、トレッド部とサイドウォールの支持カーカスと、を有するタイヤ１２と、タイヤの湾曲する領域に位置するポンプ流路であって、タイヤの回転に従って開閉するように動作し、入口端部と出口端部を有し、出口端部はタイヤのキャビティ４０と流体連通しており、弁組立体２００がポンプ流路の入口端部と流体連通するポンプ流路と、タイヤに取り付けられたフィルタコンジット２０４であって、外部空気と空気流連通する第１の端部と、弁組立体の入口ポートと連結された第２の端部とを有し、フィルタ媒質をさらに含むフィルタコンジットと、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、概してタイヤに関し、より具体的にはタイヤの空気維持組立体に関する。

本発明はＤＯＥより裁可された契約番号ＤＥＥＥ０００５４４７による政府の支援の下でなされた。政府は本発明に関し一定の利益を有する。

通常の空気の拡散は時間とともにタイヤ空気圧を減少させる。タイヤの自然な状態は膨張状態である。従って、運転者はタイヤ空気圧を維持するように繰り返し行動する必要があり、さもなくば、燃料経済性やタイヤ寿命の低下、車両のブレーキ性能やハンドリング性能の低下に直面することとなる。タイヤ空気圧が極端に低いときに運転者に警告するタイヤ空気圧監視システムが提案されている。しかし、このようなシステムはタイヤを推奨される圧力まで再膨張するように警告されたときに運転者が救済策を講じることに依存している。従って、時間の経過によるいかなるタイヤ空気圧の減少も補償するように運転者に干渉する必要なく、タイヤの正しい空気圧を維持するための空気維持の機能をタイヤ内に導入することが望ましい。

米国特許出願１３／２２１２３１号 米国特許出願１３／２２１４３３号 米国特許出願１３／２２１５０６号

空気維持タイヤシステムの設計にフィルタを導入することは有益である。これによって、外部の空気がシステムに入る前にろ過される。フィルタはタイヤに固定されている必要があり、かつ回転力に耐える必要がある。フィルタはまた、タイヤ内の応力を最小化し組立てを容易に行えるように設計される必要がある。

本発明は第１の態様で、トレッド部と、トレッド部から半径方向内側に延びてそれぞれのビードに連結する一対のサイドウォールと、トレッド部とサイドウォールの支持カーカスと、を有するタイヤを含むタイヤ組立体を提供する。ポンプ流路はタイヤの湾曲する領域に位置し、タイヤの回転に従って開閉するように動作し、入口端部と出口端部を有し、出口端部はタイヤのキャビティと流体連通しており、弁組立体がポンプ流路の入口端部と流体連通している。フィルタコンジットがタイヤに取り付けられている。フィルタコンジットは、外部空気と空気流連通する第１の端部と、弁組立体の入口ポートと連結された第２の端部とを有し、フィルタコンジットはフィルタ媒質をさらに含んでいる。

ポンプと弁とフィルタの組立体とともに示すタイヤ・リム組立体の分解図である。 図１のタイヤ・リム組立体の正面図である。 Ｔフィッティングに連結された入口端部と出口端部を示す、ポンプチューブ組立体の斜視図である。 タイヤビード領域におけるフィルタ組立体と弁組立体を示すタイヤの断面図である。 タイヤビード領域におけるフィルタ・弁組立体と接続部の分解側面図である。 タイヤビード領域に組み込まれた状態を示すフィルタ・弁組立体の側方図である。 タイヤビード領域に組み込まれた状態を示すフィルタ・弁組立体の側方断面図である。 フィルタ・弁組立体の正面図である。 フィルタ・弁組立体の分解図である。 フィルタ・弁組立体の側方断面図である。 第２の実施形態に係るフィルタ・弁組立体の正面図である。 図８Ａに示す第２の実施形態のフィルタ・弁組立体の側方断面図である。 図８Ａに示す第２の実施形態のフィルタ・弁組立体の分解図である。 図８Ａに示す第２の実施形態のフィルタ・弁組立体の方向９Ａから見た上方断面図である。 図８Ａに示す第２の実施形態の方向９Ｂから見たフィルタ・弁組立体の側方断面図である。 弁組立体の詳細側方断面図である。 第３の実施形態に係るフィルタ・弁組立体の正面図である。 図１０Ａに示す第３の実施形態のフィルタ・弁組立体の側方断面図である 図１０Ａに示す第３の実施形態のフィルタ・弁組立体の方向１１Ａから見た上方断面図である。 図１１Ａに示す第３の実施形態のフィルタ・弁組立体の方向１１Ｂから見た側方断面図である。 第４の実施形態に係るフィルタ・弁組立体の斜視図である。 図１２Ａに示す第４の実施形態のフィルタ・弁組立体の側方断面図である。 図１２Ａに示す第４の実施形態のフィルタ・弁組立体の方向１３Ａから見た断面図である。 図１２Ａに示す第４の実施形態のフィルタ・弁組立体の方向１３Ｂから見た図である。 図１２Ａに示す第４の実施形態のフィルタ・弁組立体の方向１３Ｃから見た断面図である。

本発明を添付の図面を参照し例示により説明する。図１，２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を含んでいる。タイヤは従来の方法で、一対の外側リムフランジ２２を有するホイール１６に取り付けられている。図示のように、環状のリム本体２８がリムフランジ２２を連結し、タイヤ組立体を支持している。タイヤは従来の構成を有し、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。タイヤとリムは空気が充填された内側タイヤキャビティ４０を取り囲んでいる。

図１，３に示すように、タイヤ組立体はポンプ流路４２から形成されたポンプ１４を含んでいる。ポンプ１４はチャネル４４内でタイヤに取り付けられ、またはタイヤ内に位置しており、チャネル４４は好ましくはサイドウォールのビード領域３４の近傍に位置している。ポンプ流路４２はプラスチック、エラストマ、ゴム合成物などの弾性と可撓性を有する材料から作られた独立したチューブ（図示されている）から形成することができ、チューブが外力を受け平らな状態に変形しその外力が除去され元の状態に戻るときの繰り返し変形サイクルに耐えることができる。チューブは本明細書に示す目的に十分な量の空気を通すように動作するのに十分で、かつ後述のようにチューブをタイヤ組立体内の動作可能な場所に位置させることができる直径を有している。チューブは好ましく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。
ポンプ流路４２それ自体は加硫の際にタイヤのサイドウォールに一体形成または成型してもよく、それによってチューブを挿入する必要がなくなる。一体形成されたポンプ流路は好ましくは、チェーファーなどの選択されたグリーンタイヤの要素内に、ワイヤまたはシリコンからできた除去可能なストリップを組み込むことで形成される。要素はタイヤに組み込まれ加硫される。そして、除去可能なストリップが加硫後に除去され、成型されたまたは一体形成されたポンプ空気流路が形成される。

以降、「ポンプ流路」という用語は設置されたチューブまたは一体成型された流路を意味する。タイヤ内のポンプ流路として選択される位置は、タイヤが荷重を受けて回転しながら内部の中空空気流路を前進方向に潰すのに十分なタイヤの高可撓性領域にあるタイヤ要素内とすることができる。それによって空気を入口からポンプ出口まで空気流路に沿って運搬することができる。

ポンプ空気流路４２は図１，６に示すように、弁システム２００で互いに連結された２つの入口端部４２ａ，４２ｂを有している。弁システムはポンプに供給される空気量を調整するように機能する。本発明とともに利用するのに適した圧力調整器または弁システムの例が特許文献１〜３に開示されており、これらは参照によって取り込まれる。ポンプ空気流路はタイヤキャビティと流体連通する２つの出口端部４４ａ，４４ｂを有している。この特定の例に示されているように、２つの１８０度のポンプが設けられており、入口端部４２ａ，４２ｂと出口端部４４ａ，４４ｂは互いに約１８０度離れている。しかし、入口端部と出口端部は互いに９０度、１８０度互いに離れていてもよい。システムを３６０度以上に修正するためには、ポンプは一つの入口端部と一つの出口端部を有していればよく、出口は入口に近接して位置し、タイヤキャビティと流体連通している。

弁組立体２００は好ましくはタイヤの内側のビード領域の近傍に固定されている。弁組立体２００は入口ポート２０２と出口ポート２０６を有している。弁組立体２００はポンプシステム４２への入口空気量を制御するように動作することができる。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った場合、弁組立体は空気をフィルタコンジット２０４、さらにポンプ流路４２を通して流入させる。弁組立体２００は空気入口ポート２１０を通して、ポンプシステムに空気を流入させることができる。弁組立体２００はまた、ポンプからタイヤキャビティへの空気流を制御するとともに、キャビティの空気がポンプ流路に逆流することを防止することができる。

フィルタコンジット２０４が図４に示されている。フィルタコンジット２０４はタイヤのサイドウォールから弁組立体２００の入口ポート２０２に延びる可撓性のあるチューブまたは流路である。任意設置のガスケット２０５が入口ポート２０２をシールするために、フィルタコンジットの周りに受け入れられている。フィルタコンジット２０４は好ましくは高強度ポリウレタンで作られている。入口端部２０８はタイヤのサイドウォール領域、典型的にはビード領域に位置する拡大された開口である。入口端部２０８は好ましくは１つ以上の返し２１０を有している。返し２１０は、タイヤのサイドウォール内のフィルタコンジット２０４をロックしあるいは固定する。

フィルタ２３０がフィルタコンジットの入口端部２０８に受け入れられている。フィルタ２３０は織られたまたは織られていない糸、フォーム、スパンファイバーグラス、チャコールまたは当業者に公知の他の材料などのフィルタ媒質の複数の層からなっている。あるいはＰＴＦＥ，ＧｏｒｅＴｅｘ（登録商標）などの膜フィルタを単独でまたはフィルタ媒質と組み合わせて用いることができる。

出口コンジット３００は弁組立体２００の出口ポート２０６に連結された第１の端部３０２を有している。出口ポート２０６をシールするため、任意設置のガスケット３０４が出口コンジット３００の周りに設けられている。出口コンジット３００はポンプのチューブ端部４２ａ，４２ｂに接続された出口端部３１２，３１４を備えたＴ字型の第２の端部３１０を有している。

図８，９は本発明のフィルタ組立体４００の第２の実施形態を示している。図８Ｃに示すように、フィルタ組立体４００は取り外し可能なカバー４１２を備えたハウジング４１０を有している。図８Ｂ，９Ｂに示すように、ハウジング４１０は弁組立体２００の出口と流体連通する内側キャビティ４１４を有している。図８Ｂに示す弁組立体はポンプ入口への入口流を調整する。図９Ｃに示すように、弁組立体は、シール部材２０７を弁組立体の入口２０２に対して開位置に偏位させるばね２０３を含んでいてもよい。ホルダ２０９はシール部材２０７を支持する第１の端部と、タイヤキャビティと流体連通しタイヤキャビティ圧に応答する可撓性ディスク２１１に対向して位置する第２の端部と、を有している。図９Ｂに示すように、弁コンジット４２０は弁組立体の出口ポート２０６と連結された第１の端部４２２と、ハウジング４００の入口ポート４２６に連結された第２の端部４２４と、を有している。弁コンジット４２０は弁組立体２００からの流体をフィルタハウジングの内部キャビティ４１４へと連通させ、さらには出口端部４３０を通ってポンプに連通させる。

図８Ａに示すように、フィルタハウジング４００はさらにフィルタ媒質４５０の１以上の層を受け入れるフィルタポケット４４０を含んでいる。フィルタポケット４４０とフィルタ媒質４５０は外部の空気と流体連通しており、好ましくはタイヤの外側面、典型的にはポンプの近傍に位置している。図８Ｃ，９Ａに示すように、フィルタポケット４４０はフィルタコンジット４４８の入口端部４４４に連結された出口４４２を有している。フィルタコンジット４４８は弁組立体２００の入口ポート２０２に連結された出口端部４４６を有している。

図１０〜１１はフィルタ組立体５００の第３の実施形態を示している。図１０Ｂに示すように、フィルタ組立体は第１及び第２のキャビティ５０４，５０６を収容する外部ハウジング５０２を有している。第１のキャビティ５０４は、弁コンジット５１２の第１の端部５１０に連結された単一の入口開口５０８を有している。弁コンジット５１２は、弁組立体２００の入口ポート２０２に連結された第２の端部５１４を有している。第１のキャビティ５０４はろ過された空気を、弁コンジット５１２を通して弁組立体２００から受け取り、第１のキャビティへ供給する。第１のキャビティ５０４は、ポンプ端部４２ａ，４２ｂに連結された２つの出口端部５０７，５０９を有している。弁組立体は一般的な態様で図示しており、弁コンジット５１２への流れ、及び／またはフィルタコンジットからの入口流を制御する。第２のキャビティ５０６はフィルタ媒質５０３及び／またはフィルタ膜５０５を収容し、フィルタコンジット５３０の第１の端部５２２に連結された出口ポート５２０を有している。フィルタコンジット５３０は、弁組立体の入口ポート２０２に連結されろ過された周辺空気を弁組立体に供給する第２の端部５３２を有している。

図１２〜１３はフィルタ組立体６００の第４の実施形態を示している。図１２Ｂに示すように、フィルタ組立体は、単一のキャビティ６０４を収容する外部ハウジング６０２を有している。フィルタキャビティ６０４は弁コンジット６１２の第１の端部６１０に連結された出口開口６０８を有している。弁コンジット６１２は、弁組立体２００の入口ポート２０２に連結された第２の端部６１４を有している。フィルタキャビティ６０４は、フィルタ媒質６０５と、単一のキャビティに受け入れられる任意設置のフィルタ膜６０７と、を有している。フィルタキャビティ６０４は外部空気と流体連通するように位置しており、典型的にはタイヤのサイドウォールに位置している。こうして、周囲空気がフィルタキャビティ６０４の開口６０３を通してハウジングに流入し、フィルタ媒質６０５と任意設置のフィルタ膜６０７を通って弁組立体２００の入口２０２に至る。タイヤが空気を必要とする場合、弁組立体が開き、ろ過された空気を、弁キャビティ２０９を通して弁コンジット６２０に流入させる。弁コンジット６２０は、それぞれがポンプ端部４２ａ，４２ｂに連結された２つの出口６２５，６３０を備えるティー６２３に連結している。

本明細書の記載に照らし本発明の様々な変形が可能である。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、理解されるであろうが、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。

１０ タイヤ組立体
１２ タイヤ
１４ ポンプ組立体
１６ ホイール
３２ サイドウォール
３４ ビード領域
３８ タイヤトレッド領域
４０ 内側タイヤキャビティ
４２ ポンプ流路
４２ａ，４２ｂ 入口端部
４４ チャネル
４４ａ，４４ｂ 出口端部
２００ 弁組立体
２０２ 入口ポート
２０４ フィルタコンジット
２０６ 出口ポート
２１０ 返し
３００ 出口コンジット
４００ フィルタ組立体
４５０ フィルタ媒質
４４８ フィルタコンジット
５００ フィルタ組立体
５０３ フィルタ媒質
５０５ フィルタ膜
６００ フィルタ組立体

Claims (10)

1. トレッド部と、前記トレッド部から半径方向内側に延びてそれぞれのビードに連結する一対のサイドウォールと、を有するタイヤと、
   前記トレッド部と前記サイドウォールの支持カーカスと、
   前記タイヤの湾曲する領域に位置するポンプ流路であって、前記タイヤの回転に従って開閉するように動作し、入口端部と出口端部を有し、前記出口端部は前記タイヤのキャビティと流体連通しており、弁組立体が前記ポンプ流路の前記入口端部と流体連通するポンプ流路と、
   前記タイヤに取り付けられたフィルタコンジットであって、外部空気と空気流連通する第１の端部と、前記弁組立体の入口ポートと連結された第２の端部とを有し、フィルタ媒質をさらに含むフィルタコンジットと、を有することを特徴とする、タイヤ組立体。
2. 前記フィルタコンジットは外側表面に１つ以上の返しを有する、請求項１に記載のタイヤ組立体。
3. 前記フィルタ媒質は前記フィルタコンジットの前記第１の端部に位置している、請求項１に記載のタイヤ組立体。
4. 前記フィルタコンジットは前記サイドウォールを貫通して取り付けられている、請求項１に記載のタイヤ組立体。
5. 前記フィルタコンジットの前記第１の端部は前記サイドウォールの外側表面と同一面となるように位置している、請求項１に記載のタイヤ組立体。
6. 前記フィルタコンジットはポリウレタンから作られている、請求項１に記載のタイヤ組立体。
7. トレッド部と、前記トレッド部から半径方向内側に延びてそれぞれのビードに連結する一対のサイドウォールと、を有するタイヤと、
   前記トレッド部と前記サイドウォールの支持カーカスと、
   前記タイヤの湾曲する領域に位置するポンプ流路であって、前記タイヤの回転に従って開閉するように動作し、入口端部と出口端部を有するポンプ流路と、を有し
   前記出口端部は前記タイヤのキャビティと流体連通し、弁組立体は前記ポンプ流路の前記入口端部と流体連通しており、
   フィルタ組立体が、フィルタ媒質を受け入れる内部キャビティを有するハウジングで形成され、前記内部キャビティは外部空気と流体連通する入口と、前記弁組立体の入口ポートと流体連通する出口と、を有し、
   前記ハウジングはさらに前記弁組立体のポンプ入口及びポンプ出口と流体連通する第２のキャビティを有することを特徴とする、タイヤ組立体。
8. 前記フィルタ媒質は多孔質膜である、請求項１に記載のタイヤ組立体。
9. 前記第１のキャビティと前記第２のキャビティは互いに流体連通していない、請求項１に記載のタイヤ組立体。
10. トレッド部と、前記トレッド部から半径方向内側に延びてそれぞれのビードに連結する一対のサイドウォールと、を有するタイヤと、
    前記トレッド部と前記サイドウォールの支持カーカスと、
    前記タイヤの湾曲する領域に位置するポンプ流路であって、前記タイヤの回転に従って開閉するように動作し、入口端部と出口端部を有するポンプ流路と、
    前記ポンプ流路の前記入口端部と流体連通する弁組立体と、を有し、
    フィルタ組立体がフィルタ媒質を受け入れる単一の内部キャビティを有するハウジングで形成され、前記内部キャビティは前記弁組立体の入口ポートと流体連通する出口と、外部空気と流体連通する入口と、を有し、
    前記ポンプ流路の前記出口端部は前記タイヤのキャビティと流体連通していることを特徴とする、タイヤ組立体。

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