JP2015212140A - 空気維持タイヤ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイールリムに取り付けられた空気入りタイヤと共に使用され、空気入りタイヤの空気圧が低下するのを防止するポンピング機構を提供する。
【解決手段】ポンピング機構１４は、直線的な帯状部を形成し、ホイールリム１２に対して周方向に取り付けられた複数のポンプ１８と、複数のポンプ１８を直線状の構成になるように相互接続する複数のポンプホルダ２０と、空気入りタイヤのタイヤキャビティへの流入空気を制御する制御弁２２と、を有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤ内で適切な空気圧を維持するシステムおよび方法に関する。より具体的に、本発明は、空気入りタイヤのタイヤキャビティ内に空気を送り込むためのリムに取り付けられたシステムに関する。

従来の空気入りタイヤは、比較的長期間にわたって機能するように設計されている。多くの場合、自動車のタイヤは、現在、３００００マイル（約４８２８０ｋｍ）、５００００マイル（約８０４６７ｋｍ）、または７００００マイル（約１１２６５４ｋｍ）の有効耐用年数を有することが期待されている。しかしながら、長寿命の空気入りタイヤであっても、くぎや他の鋭利な物体によるパンク、温度変化、およびタイヤ自体による空気拡散の少なくともいずれかに起因して、空気圧は失われてしまう。

空気拡散によって、時間の経過とともにタイヤ圧は減少するため、空気入りタイヤは、継続的に空気圧が低下することが少なくない。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作業を行う必要があり、そうしないと、燃費と、タイヤ寿命と、自動車のブレーキ性能およびハンドリング性能との少なくともいずれかが低下することになる。タイヤ圧が著しく低いときにドライバーに警告するタイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ）が提案されている。

米国特許出願第１４／０９１８８５号

しかしながら、そのようなシステムは、依然として、推奨圧力までタイヤを再膨張させるように警告が発せられたときに、ドライバーによる救済措置に依存している。したがって、煩わしいドライバーの介入を必要とせずに推奨される空気圧を維持する空気維持機能を空気入りタイヤに組み込むことが望まれている。

本発明によるポンピング機構は、ホイールリム上に取り付けられた空気入りタイヤと共に使用され、空気入りタイヤの空気圧が低下するのを防止する。ポンピング機構は、直線的な帯状部を形成し、ホイールリムに対して周方向に取り付けられた複数のポンプと、複数のポンプを直線状の構成になるように相互接続する複数のポンプホルダと、空気入りタイヤのタイヤキャビティへの流入空気を制御する制御弁と、を含んでいる。

ポンピング機構の別の態様によれば、ポンピング機構が、ホイールリムに対する大幅な修正および空気入りタイヤに対する修正をそれぞれ施すことなくホイールリムの内側に取り付けられた、薄型で効果的なマルチチャンバポンプシステムを提供する。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、ポンピング機構は、空気入りタイヤが回転する間の重力の変化を利用する。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、各ポンプが、一対の隔壁に接触して移動するピストン本体を含んでいる。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、各ポンプのピストン本体は、空気入りタイヤが回転するたびに第１の方向およびそれとは逆の第２の方向に移動する。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、空気入りタイヤに対する荷重がポンピング機構のポンピング作用の周波数に影響を与えることはない。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、複数のポンプが、ループを形成するとともにホイールリムの周方向の中央溝内に嵌め込まれる帯状部上に周方向に構成された、それぞれ４個から１０個のポンプおよびポンプホルダを含んでいる。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、制御弁が、帯状部の始端と終端との間の空間に配置されるようにポンプに類似した形状に形成されている。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、ポンプホルダが、ホイールリムの多数のサイズに適合する調整可能な長さを有している。

ポンピング機構のさらに別の態様によれば、ポンピング機構が、ポンプおよびポンプホルダと直列に接続されたフィルタユニットをさらに含んでいる。

本発明による空気入りタイヤは、ホイールリム上に取り付けられ、空気入りタイヤの空気圧が低下するのを防止する。空気入りタイヤは、直線的な帯状部を形成し、直列にホイールリムに取り付けられた複数のポンプと、複数のポンプを直線状の構成になるように相互接続する複数のポンプホルダと、空気入りタイヤのタイヤキャビティへの流入空気を制御する制御弁と、を含んでいる。ポンプは、ホイールリム上の第１の周方向またはそれとは逆の第２の周方向に取り付けられたときに機能する。

空気入りタイヤの別の態様によれば、複数の逆止弁が、ポンプ内の空気流を単一の方向に維持する。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、逆止弁が、制御弁のそれぞれ側部に隣接している。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、制御弁が、ポンプへの空気入口に配置されている。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、制御弁が、空気入りタイヤのタイヤキャビティへのポンプの空気出口に配置されている。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、制御弁が、ポンプのバイパスに配置されている。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、空気入りタイヤに対する荷重がポンプのポンピング作用の周波数に影響を与えることはない。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、複数のポンプが、ループを形成するとともにホイールリムの周方向の中央溝内に嵌め込まれる帯状部上に周方向に構成された、それぞれ４個から１０個のポンプおよびポンプホルダを含んでいる。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、制御弁が、帯状部の始端と終端との間の空間に配置されるようにポンプに類似した形状に形成されている。

空気入りタイヤのさらに別の態様によれば、ポンプホルダが、ホイールリムの多数のサイズに適合する調整可能な長さを有している。

本発明によるシステムの一部を示す概略図である。 図１のシステムの別の部分を示す概略図である。 本発明による別の例示的なシステムを示す概略図である。 図３の例示的なシステムの一部を示す概略図である。 本発明によるさらに別の例示的なシステムを示す概略図である。 図５の例示的なシステムの別の部分を示す概略図である。 図５の例示的なシステムのさらに別の部分を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１から図７に示すように、本発明と共に使用される空気維持タイヤシステム１０は、（２つのステムを有する空気入口にはわずかな修正が必要になることもあるが）ホイールリム１２には大幅な修正を施すことなくホイールリム１２の内側に容易に取り付けることができる、薄型で効果的なマルチチャンバポンプシステムを提供することができる。さらに、空気維持タイヤ１０は、タイヤ／ホイール組立体、タイヤ／ホイール性能、またはその両方に大幅な変更を必要としない。

空気維持タイヤ１０は、空気維持タイヤが回転する間の重力の変化を利用する、ポンピング機構、ポンプ駆動機構、またはポンプ１４を含んでいてよい。ポンプ駆動機構１４は、一対の隔壁１９に接触して移動するピストン本体１６の質量の使用、またはカム／ギアシステムを使用してピストン本体を駆動する外部質量（図示せず）の使用を含んでいてよい。ピストン本体１６の質量が使用される場合、ポンプ駆動モードは、力制御に基づいていてよい。カム／ギアシステムおよび外部質量が使用される場合、参照により本明細書に組み込まれる、「空気維持タイヤ組立体」という名称の特許文献１に記載されているように、重力によって、ギアの回転が駆動され、この回転を制御可能な変位に変換することができる。

タイヤ／ホイールが回転すると、ピストン本体１６は、回転ごとに順方向および逆方向に移動することができ、それによって高ポンピング周波数を生成することができる。したがって、車両速度が高くなるほど、ポンピング周波数を高くすることができる。ポンピング作用のパラメータは、タイヤ／ホイール組立体の質量および角速度に依存している。タイヤの荷重条件または他の外部条件がポンピング作用に影響を与えることはない。

増幅効果のために、ポンプ駆動機構１４の圧縮は、
Ｒ＝（ｒ）^２ｎ
で定義されていてよい。ここで、Ｒはシステム圧縮比、ｒは単一チャンバ圧縮比、ｎはシステム内のポンプの数である。

したがって、高圧縮比を実現するために、各ポンプ１８の圧縮比を高くする必要はない（例えば、力および変形の少なくとも一方を小さくすることで、高圧縮を生じさせることができる）。

ポンプ駆動機構１４は、４〜１０個のポンプ１８およびポンプホルダ２０を含んでいてよく、これらは、ループを形成する帯状部であって、ホイールリム１２の中央溝（ホイールリムの半径方向で最も内側の部分）に対して周方向に嵌め込まれる帯状部上で直線的に構成されていてよい。制御弁２２は、ポンプ１８に類似した形状に形成されていてよく、帯状部の始端と終端との間の空間に配置されていてよい。ポンプホルダ２０は、ホイールリム１２のあらゆるサイズに適合する調整可能な長さを有していてよい。

帯状部がホイールリム１２に固定された後（図３）で、第１の弁ステムから制御弁の入口までの通路の接続を行うことができる。制御弁２２は、フィルタユニット３０を含んでいてよい。ポンプ駆動機構１４は、双方向的であってよく、どちらの方向にも取り付けられていてよい。ポンプ駆動機構１４は、タイヤキャビティの設定圧力を変化させる調整装置を含んでいてよい。したがって、ポンプ駆動機構１４は、ホイールリム１２の周りに薄型形状を有していてよく、この薄型形状は、タイヤの取り付け／取り外しに干渉することがなく、車両の駆動時に発生する衝撃（クリートまたはくぼみ）に備えてタイヤキャビティ内にクリアランスをもたらしている。さらに、ポンプ駆動機構１４の３６０°構成（図３）は、タイヤ／ホイール組立体のバランスを全く損なわない平衡構造であってよい。

図５は、４個のポンプ１８と、６個の逆止弁２８と、制御弁２２と、フィルタ３０とを有する例示的な構成を示している。この構成は、タイヤ１０の外側からこの構成への空気流入を制御する制御弁２２を備えたｎ個のポンプ１８にまで拡大縮小することができる。図６の制御弁２２の左側に設けられた逆止弁２８は、任意であってよい。

図６は、４個のポンプ１８と、５個の逆止弁２８と、制御弁２２と、フィルタ３０とを有する別の例示的な構成を示している。この構成は、この構成からタイヤキャビティへの空気流出を制御する制御弁２２を備えたｎ個のポンプ１８にまで拡大縮小することができる。制御弁２２は、ポンプ１８のバイパスに配置されていてよい。

図７は、４個のポンプ１８と、５個の逆止弁２８と、制御弁２２と、フィルタ３０とを有するさらに別の例示的な構成を示している。この構成は、この構成からタイヤキャビティへの空気流出を制御する制御弁２２を備えたｎ個のポンプ１８にまで拡大縮小することができる。制御弁２２は、ｎ個のポンプ１８と直列に配置されていてよい。

本発明を説明するために、特定の代表的な例および詳細を示しているが、当業者には、本発明の趣旨または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できることが明らかであろう。

１０ 空気維持タイヤシステム
１２ ホイールリム
１４ ポンプ駆動機構
１６ ピストン本体
１８ ポンプ
１９ 隔壁
２０ ポンプホルダ
２２ 制御弁
２８ 逆止弁
３０ フィルタ
１００ システム
１０１，１０２ チャンバ

Claims (20)

1. ホイールリム上に取り付けられた空気入りタイヤと共に使用され、前記空気入りタイヤの空気圧が低下するのを防止するポンピング機構において、
   直線的な帯状部を形成し、前記ホイールリムに対して周方向に取り付けられた複数のポンプと、
   前記複数のポンプを直線状の構成になるように相互接続する複数のポンプホルダと、
   前記空気入りタイヤのタイヤキャビティへの流入空気を制御する制御弁と、
   を有することを特徴とするポンピング機構。
2. 前記ホイールリムに対する大幅な修正および前記空気入りタイヤに対する修正をそれぞれ施すことなく前記ホイールリムの内側に取り付けられた、薄型で効果的なマルチチャンバポンプシステムを提供する、請求項１に記載のポンピング機構。
3. 前記空気入りタイヤが回転する間の重力の変化を利用する、請求項１に記載のポンピング機構。
4. 前記各ポンプが、一対の隔壁に接触して移動するピストン本体を含む、請求項１に記載のポンピング機構。
5. 前記各ポンプの前記ピストン本体は、前記空気入りタイヤが回転するたびに第１の方向およびそれとは逆の第２の方向に移動する、請求項４に記載のポンピング機構。
6. 前記空気入りタイヤに対する荷重が前記ポンピング機構のポンピング作用の周波数に影響を与えることはない、請求項１に記載のポンピング機構。
7. 前記複数のポンプが、ループを形成するとともに前記ホイールリムの中央溝に対して周方向に嵌め込まれる前記直線的な帯状部上で周方向に構成された、それぞれ４個から１０個のポンプおよびポンプホルダを含む、請求項１に記載のポンピング機構。
8. 前記制御弁が、前記帯状部の始端と終端との間の空間に配置されるように前記ポンプに類似した形状に形成されている、請求項１に記載のポンピング機構。
9. 前記ポンプホルダが、前記ホイールリムの多数のサイズに適合する調整可能な長さを有する、請求項１に記載のポンピング機構。
10. フィルタユニットをさらに含む、請求項１に記載のポンピング機構。
11. ホイールリム上に取り付けられた空気入りタイヤであって、該空気入りタイヤの空気圧が低下するのを防止する空気入りタイヤにおいて、
    直線的な帯状部を形成し、直列に前記ホイールリムに取り付けられた複数のポンプであって、前記ホイールリム上の第１の周方向またはそれとは逆の第２の周方向に取り付けられたときに機能する複数のポンプと、
    前記複数のポンプを直線状の構成になるように相互接続する複数のポンプホルダと、
    前記空気入りタイヤのタイヤキャビティへの流入空気を制御する制御弁と、
    を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
12. 前記ポンプ内の空気流を単一の方向に維持する複数の逆止弁をさらに含む、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
13. 前記制御弁のそれぞれの側部に隣接した逆止弁をさらに含む、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
14. 前記制御弁が、前記ポンプへの空気入口に配置されている、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
15. 前記制御弁が、前記空気入りタイヤのタイヤキャビティへの前記ポンプの空気出口に配置されている、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
16. 前記制御弁が、前記ポンプのバイパスに配置されている、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
17. 前記空気入りタイヤに対する荷重が前記ポンプのポンピング作用の周波数に影響を与えることはない、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
18. 前記複数のポンプが、ループを形成するとともに前記ホイールリムの中央溝に対して周方向に嵌め込まれる前記直線的な帯状部上に周方向に構成された、それぞれ４個から１０個のポンプおよびポンプホルダを含む、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。
19. 前記制御弁が、前記直線的な帯状部の始端と終端との間の空間に配置されるように前記ポンプに類似した形状に形成されている、請求項１８に記載の空気入りタイヤ。
20. 前記各ポンプホルダが、前記ホイールリムの多数のサイズに適合する調整可能な長さを有する、請求項１１に記載の空気入りタイヤ。

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