JP2017226410A - 空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムの構成部材を潜在的な損傷から遮蔽して保護する。
【解決手段】空気圧維持タイヤシステムは、環状の空気管とバルブハウジングとの間を延び、環状の空気管およびバルブハウジングと流体連通する少なくとも１つの連結管を含む。この保護装置は、少なくとも１つの連結管と環状の管との連結部に近接して配置された第１の端部と、バルブハウジングに近接して配置された第２の端部とを含む。保護装置の中央部は、第１の端部と第２の端部との間に配置され、保護装置は少なくとも１つの連結管の車外側表面を覆う。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤ内に適切な空気圧を維持するシステムである空気圧維持タイヤシステムに関する。詳細には、本発明は、バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムの構成部材用の保護装置に関する。

一般的な空気入りタイヤは、比較的長い期間にわたって動作するように設計される。多くの場合、自動車のタイヤは現在、３００００マイル（４８２８０．３２ｋｍ）、５００００マイル（８０４６７．２ｋｍ）、または７００００マイル（１１２６５４．０８ｋｍ）の有効耐用寿命を有することが期待される。しかし、長寿命の空気入りタイヤでも釘および他の鋭い物体によるパンクと、温度変化と、タイヤ自体による空気の拡散の少なくとも１つに起因して空気圧を失う。

空気の拡散によって経時的にタイヤ空気圧が低下するので、空気入りタイヤは繰り返し空気圧が不十分な状態になる場合がある。したがって、運転者は、燃費の悪化と、タイヤ寿命の低下と、車両の制動・ハンドリング性能の劣化の少なくとも１つを回避するために、繰り返し車両タイヤに推奨空気圧を維持するように努めなければならない。車両タイヤにおける空気圧が著しく低いときに運転者に警告するために提案された自動化システムとしてタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）がある。しかし、そのようなシステムでは依然として、運転者が、警告を受けたときにタイヤの空気圧を推奨圧力に戻すように是正措置を講じる必要がある。したがって、従来技術では、運転者の介入を必要とせずに所定の空気圧または推奨空気圧を維持する空気圧維持部材を空気入りタイヤ内に組み込むことが望まれていた。

この目的のために、空気圧維持タイヤ（ＡＭＴ）システムが開発されている。ＡＭＴシステムは通常、必要に応じて車両タイヤ内の空気圧を高くするように働く１つまたは２つ以上のポンプまたはポンピング組立体を含む。１つのそのようなシステムの例には、本発明と同じ譲受人、すなわち、The Goodyear Tire ＆ Rubber Companyによって所有される特許文献１に記載されたバルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムがある。

そのような空気圧維持タイヤシステム、および特にバルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムでは、システムのいくつかの構成部材が道路のがれきおよび環境条件にさらされる場合がある。たとえば、バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムは、バルブハウジングとペリスタルティックポンプチューブとの間を延びる空気管を使用する場合がある。そのような空気管は、ホイールリムとタイヤの少なくとも一方の車外側表面上に配置されてもよく、その場合、空気管は道路のがれきおよび環境条件にさらされる。

したがって、バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムのそのような構成部材を潜在的な損傷から遮蔽して保護する保護装置を提供することが望ましい。

米国特許出願第１５／０６５１３４号

本発明の例示的な実施形態の一態様によれば、空気圧維持タイヤシステムは、環状の空気管とバルブハウジングとの間を延び、環状の空気管およびバルブハウジングと流体連通する少なくとも１つの連結管を含む。この保護装置は、少なくとも１つの連結管と環状の管との連結部に近接して配置された第１の端部と、バルブハウジングに近接して配置された第２の端部とを含む。保護装置の中央部は、第１の端部と第２の端部との間に配置され、そこにおいて、保護装置は少なくとも１つの連結管の車外側表面を覆う。

バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムの各構成部材を含むタイヤの車外側表面の部分立面図である。 バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムの各構成部材と本発明の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置の例示的な実施形態とを含むタイヤの車外側の部分立面図である。 図２に示した空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置の斜視図である。 図２に示した空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置の一部の部分斜視図である。 図２に示した空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置の別の部分の部分斜視図である。

本発明について、一例として添付の図面を参照しながら説明する。

図面全体にわたって同様の番号は同様の部品を指す。

「車内側」という用語が、本明細書ではタイヤの軸線方向内側表面または軸線方向内側に対応する方向を指し、「車外側」という用語が、タイヤの軸線方向外側表面または軸線方向外側に対応する方向を指すことを理解されたい。「軸線方向内側に」という用語は、タイヤの中心面に向かう軸線方向を指し、「軸線方向外側に」という用語は、タイヤの中心面から離れる軸線方向を指す。「半径方向内側に」という用語は、タイヤの回転中心軸に向かう半径方向を指し、「半径方向外側に」という用語は、タイヤの回転中心軸から離れる半径方向を指す。

図１を参照する。タイヤ１２が、当業者に既知の従来の方法によってリム１４上に取り付けられ、キャビティ（不図示）を画定している。バルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムなどの例示的な空気圧維持タイヤシステムが１６に示されている。空気圧維持タイヤシステム１６はペリスタルティックポンプ組立体１８を含む。ペリスタルティックポンプ組立体１８は、タイヤ１２とリム１４の少なくとも一方に形成された環状の溝３８に収容される環状の空気管２０を含み、環状の通路（不図示）を囲んでいる。

第１の連結管２２が、環状の空気管２０の第１の端部２４に取り付けられており、環状の空気管の第１の端部をポンプ組立体１８のバルブハウジング２６に流体連結している。第２の連結管２８が、環状の空気管２０の第２の端部３０に取り付けられており、環状の空気管の第２の端部をバルブハウジング２６に流体連結している。

タイヤ１２が地面に沿って荷重を受けながら回転すると、環状の空気管２０が連続的にタイヤフットプリントの所で伸ばされまたは圧搾される。環状の空気管２０およびその通路がセグメントごとに連続的に伸ばされることによって空気がバルブハウジング２６に送られる。逆止め弁を含むタイヤバルブステム（不図示）がバルブハウジング２６に流体連結されている。空気圧が逆止め弁に対抗するのに十分な圧力であり、タイヤキャビティ内の空気圧が設定圧力レベルよりも低いとき、空気はタイヤキャビティに流入する。タイヤキャビティ内の空気圧レベルが設定圧力以上であるときは、逆止め弁が閉じ、ポンプ組立体１８からの空気がバルブハウジング２６内の逃がし弁によって大気中に放出される。

図１を見るとわかるように、ポンプ組立体１８のバルブハウジング２６はリム１４内に配設されている。連結管２２，２８は、リム１４に形成された開口部３６を通過し、ドームと呼ばれる、かなり剛性の高いエラストマまたはポリマー製の取付け部材３２まで延びている。ドーム３２は、タイヤ１２のサイドウォール３４に固定されており、第１の連結管２２を第１の取付け具７２を介して環状の空気管２０の第１の端部２４に流体連結するのを容易にするとともに、第２の連結管２８を第２の取付け具７４を介して環状の空気管の第２の端部３０に流体連結するのを容易にする。したがって、第１の連結管２２および第２の連結管２８は、タイヤ１２およびリム１４の車外側表面上に配設され、そこにおいて、場合によっては各連結管を損傷する道路のがれきおよび環境条件にさらされる。

次に図２〜図５を参照するとわかるように、本発明の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置の例示的な実施形態は全体的に１０で示されている。保護装置１０は、半径方向にバルブハウジング２６からドーム３２まで延びており、連結管２２および２８に係合して連結管２２および２８を覆い保護している。連結管２２および２８は通常、軟質プラスチックなどのポリマーによって形成され、タイヤ１２が回転時に循環的にたわむときに屈曲することが可能である。したがって、以下により詳しく説明するように、保護装置１０は、屈曲し、一方、安定状態を維持して連結管２２および２８を安全に保護するのを可能にする構造を含んでいる。

保護装置１０は、第１の端部４０と、第２の端部４２と、第１の端部と第２の端部との間に配設された中央部４４とを含んでいる。保護装置１０の第１の端部４０は、しっかりとした支持を可能にし、かつ保護装置をドーム３２にしっかりと連結している。詳細には、第１の端部４０は、保護装置１０の残りの部分に対して軸線方向車内側に湾曲しており、ドーム４０に接触して安定した取付けプラットフォームを構成している。第１の端部４０は、ねじ４６などの機械的留め具によってドーム３２に固定されることが好ましい。たとえば、連結管２２と連結管２８との間においてドーム３２に揃う開口部４８が保護装置１０の第１の端部に形成されてもよく、それによって、それぞれの連結管と環状の管２０との流体連通に悪影響を与えずにねじ４６をドームの堅固な領域に固定するのが可能になる。

保護装置１０の第１の端部４０は、ブーツ５０を含むことも好ましい。ブーツ５０は、弾性材料によって形成されており、ドーム３２における各連結管２２および２８とそれぞれの取付け具７２および７４との連結部を覆っており、それによってこれらの連結部を補強している。さらに、ブーツ５０は場合によっては、ドーム３２上に接触して配置され、保護装置１０をドームによって支持するのを可能にしている。保護装置１０の第１の端部４０は、保護装置の第１の端部の半径方向内側表面５４に形成された長穴５２の対を含んでいる。連結管２２および２８の各々がそれぞれの長穴５２にスナップばめされ、保護装置１０の第１の端部４０が各連結管をドーム３２に隣接するように支持するのを可能にすることが好ましい。そのような支持は、保護装置１０が、各連結管２２および２８とドーム３２との真っ直ぐな連結部を維持するのを可能にし、各連結管における潜在的な応力の低減、各連結管の、連結ねじなどの他の各構成部材との摩擦の軽減、および各連結管の疲労作用の改善を実現する。これらはすべて望ましくは各連結管の寿命を延ばす。

保護装置１０の第２の端部４２は、しっかりとした支持を可能にし、かつ保護装置をバルブハウジング２６にしっかりと連結している。詳細には、バルブハウジング２６は通常、バルブハウジングのボルト５８上にねじ込まれるナット５６をバルブハウジング２６の車外側表面上に含んでいる。保護装置１０の第２の端部４２に開口部６０が形成されており、これによってボルト５８は保護装置１０を通過することが可能である。開口部６０の内周上にリップ６２が形成されており、ナット５６がこのリップに係合して保護装置１０の第２の端部４２をバルブハウジング２６の車外側表面に固定している。保護装置１０の第２の端部４２には、軸線方向車内側に湾曲してバルブハウジング２６の車外側表面の半径方向内周縁部を囲み、それによってバルブハウジングの保護を向上させる丸い縁部６４も形成されていることが好ましい。

保護装置１０には、第１の端部４０から中央部４４まで延びるテーパと、第２の端部４２から中央部４４まで延びるテーパとが形成されている。その結果、中央部４４は、第１の端部４０および第２の端部４２よりも薄いことが好ましい。中央部は、蛇腹などの可撓性の部材６６を含んでいる。蛇腹６６は、エラストマなどの可撓性の材料によって形成された別個の部材であってもよく、あるいはコネクタ１０の中央部４４に形成された一体化された可撓性の部材であってもよい。

可撓性の部材６６は、保護装置１０が３つの運動面に沿って曲がるのを可能にする。具体的には、バルブハウジング２６がドーム３２に対して周方向に移動し、したがって、バルブハウジングとドームがずれた場合、可撓性の部材６６は依然として、保護装置の第１の端部４０をドームにしっかりと連結し、第２の端部をバルブハウジングにしっかりと連結するのを可能にする。バルブハウジング２６がドーム３２に対して軸線方向車内側または軸線方向車外側に移動した場合、可撓性の部材６６はこの場合も、保護装置の第１の端部４０をドームにしっかりと連結し、第２の端部４２をバルブハウジングにしっかりと連結するのを可能にする。最後に、タイヤ１２が回転して周期的なたわみを受けると、ドーム３２とバルブハウジング２６との間の半径方向距離が最大で約５ミリメートルまたは６ミリメートル変化する場合がある。可撓性の部材６６は、半径方向距離におけるそのような変化を直ちに吸収することで調整し、それにより、保護装置の第１の端部４０とドーム３２とのしっかりした連結および第２の端部４２とバルブハウジング２６とのしっかりとした連結を維持する。

保護装置１０は、保護装置の軸線方向車内側表面６８に取り付けられたコネクタまたはクリップ７０の１つまたは２つ以上の対を含んでいる。各コネクタまたはクリップ７０は連結管２２および２８上にスナップばめされて連結管２２および２８に係合し、各連結管を保護装置１０の車内側表面６８に隣接するように保持する。したがって、各コネクタ７０は、各連結管２２および２８を保護された位置に維持し、かつ各連結管を保護装置１０に固着することによって、タイヤ１２が回転する際の各管の望ましくない振動を低減させる。

保護装置１０は、軽量でしかも安定した材料によって形成されることが好ましい。たとえば、保護装置１０は、剛性の高いナイロンポリマーによって形成されてもよく、それによって保護装置１０の重量は約１０ｇから１５ｇの間になる。保護装置１０は、空気圧維持タイヤシステム１６が組み立てられた後に容易に取り付けられ、特別な手段も特殊な工具も必要としない。同様に、保護装置１０は、必要に応じて取外しと交換の少なくとも一方を容易に行うことができる。有利なことに、保護装置１０は、空気圧維持タイヤシステム１６の既存の各構成部材と結びつき、したがって、保護装置を使用するうえで追加の構成部材も適合作業も必要とされない。

したがって、本発明の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置１０は、連結管２２および２８ならびにバルブハウジング２６をがれきによる衝撃から保護するのを可能にする。さらに、保護装置１０は、連結管２２および２８が車両の他の各構成部材に接触しないように連結管２２および２８の位置を保持する。連結管２２および２８を同じくバルブハウジング２６の車外側表面を覆う流線形の構造に固着することによって、保護装置は各連結管およびバルブハウジングの美的外観も改善する。

保護装置１０は、連結管２２および２８を覆うことによって、ポリマーによって形成されてもよい連結管２２および２８を、場合によっては連結管２２および２８を劣化させる紫外線から保護することが望ましい。保護装置１０は、軽量でしかも安定性が高いことによって、可撓性の連結管２２および２８とドーム３２との連結部を支持し、タイヤ１２が回転する間に周期的にたわむことによって生じる応力に各連結管が耐える能力を向上させる。保護装置１０は、連結管２２および２８用の安定した固定部材も構成し、タイヤ１２が回転する際の各連結管の振動を軽減する。さらに、保護装置１０は、連結管２２および２８を支持することによって、各連結管における潜在的な応力を低減させ、各連結管の疲労性能を改善し、ドーム３２およびバルブハウジング２６とのそれぞれの連結部またはその近くにおける各連結管に対する摩擦を軽減させることによって、各連結管の寿命を延ばすことが望ましい。

本発明は、空気圧維持タイヤシステムの各構成部材を保護する方法も含む。この方法は、上記に提示され図２〜図５に示されている説明による各ステップを含む。

本発明の全体的な概念または動作に影響を与えずに、上述の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置の構造が変更または再配置されてもよく、あるいは当業者に既知の構成部材が省略または追加されてもよいことを理解されたい。たとえば、保護装置１０は、一体型構成または組立て式構成と単一材料または複数材料の構成との少なくとも一方を有してもよい。追加の例として、可撓性の部材６６は保護装置１０の残りの部分とは異なる材料によって形成されても、あるいは保護装置の残りの部分と同じ材料によって形成されてもよい。

本発明について、好ましい実施形態を参照しながら説明した。この説明を読んで理解したときに潜在的な修正および変更が構想されよう。そのような修正および変更が、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲およびその均等物に含まれることを理解されたい。

１０ 空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置
１２ タイヤ
１４ リム
１６ 空気圧維持タイヤシステム
１８ ペリスタルティックポンプ組立体
２０ 環状の空気管
２２ 第１の連結管
２４，４０ 第１の端部
２６ バルブハウジング
２８ 第２の連結管
３０，４２ 第２の端部
３２ ドーム
３４ サイドウォール
３６ 開口部
３８ 環状の溝
４４ 中央部
４６ ねじ
４８ 開口部
５０ ブーツ
５２ 長穴
５４ 半径方向内側表面
５６ ナット
５８ ボルト
６０ 開口部
６２ リップ
６４ 丸い縁部
６６ 蛇腹
６８ 軸線方向車内側表面
７０ コネクタ
７２ 第１の取付け具
７４ 第２の取付け具

Claims (17)

1. 環状の空気管とバルブハウジングとの間を延び、前記環状の空気管および前記バルブハウジングと流体連通する少なくとも１つの連結管を含む空気圧維持タイヤシステムの構成部材の保護装置において、
   前記少なくとも１つの連結管と前記環状の管との連結部に近接して配置された第１の端部と、
   前記バルブハウジングに近接して配置された第２の端部と、
   前記第１の端部と前記第２の端部との間に配置された中央部とを有し、
   それにより、前記保護装置が、前記少なくとも１つの連結管の車外側表面を覆うことを特徴とする空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
2. 前記環状の空気管はタイヤに取り付けられ、
   前記タイヤのサイドウォールに取付け部材が固定され、
   前記少なくとも１つの連結管は、前記取付け部材に取り付けられ、前記保護装置の前記第１の端部は前記取付け部材に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
3. 前記保護装置の前記第１の端部は、軸線方向車内側に湾曲していることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
4. 前記保護装置の前記第１の端部は、機械的留め具によって前記取付け部材に固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
5. 前記保護装置の前記第１の端部は、前記取付け部材に係合する弾性材料を含むことを特徴とする、請求項２に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
6. 前記保護装置の前記第２の端部は、前記バルブハウジングに固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
7. 前記保護装置の前記第２の端部に、前記バルブハウジングのボルトを受け入れる開口部が形成され、前記開口部の内周上にリップが形成され、前記リップにナットが係合していることを特徴とする、請求項６に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
8. 前記保護装置の前記第２の端部に、前記バルブハウジングの車外側表面の半径方向内周縁部を囲む縁部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
9. 前記保護装置に、前記第１の端部から前記中央部まで延びるテーパと前記第２の端部から前記中央部まで延びるテーパとが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
10. 前記中央部は可撓性の部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
11. 前記可撓性の部材は、別個の弾性部材であることを特徴とする、請求項１０の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
12. 前記可撓性の部材は、一体化された可撓性の部材であることを特徴とする、請求項１０に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
13. 前記少なくとも１つの連結管に係合する手段をさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
14. 前記少なくとも１つの連結管に係合する手段は、前記保護装置の前記第１の端部の半径方向内側表面に形成された長穴の対を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
15. 前記少なくとも１つの連結管に係合する手段は、前記保護装置の車内側表面に取り付けられたコネクタの少なくとも１つの対を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
16. 前記少なくとも１つの連結管は連結管の対を含み、
    前記連結管の前記対の第１の連結管が、前記環状の空気管の第１の端部と前記バルブハウジングとの間を延び、前記環状の空気管の第１の端部および前記バルブハウジングと流体連通し、
    前記連結管の前記対の第２の連結管が、前記環状の空気管の第２の端部と前記バルブハウジングとの間を延び、前記環状の空気管の第２の端部および前記バルブハウジングと流体連通していることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。
17. 前記空気圧維持タイヤシステムはバルブステムベースの空気圧維持タイヤシステムであることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧維持タイヤシステムの構成部材保護装置。

Images