JP2018058579A - エアメンテナンスタイヤ用の連結部材およびエアメンテナンスタイヤ用の連結部材を形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性のある連結部材、およびこの連結部材をエアメンテナンスタイヤ内に効率的に形成する。
【解決手段】第１の継手４０を受け入れる第１の端部２４と第２の継手４２を受け入れる第２の端部３０とを含む環状のエアチューブ２０を受け入れる環状の溝３８が形成されたサイドウォール３４において、環状のエアチューブ２０の第１の端部２４が環状のエアチューブ２０の第２の端部３０に隣接する位置に環状の溝に沿ってくぼみを形成し、型に形成されたキャビティ内に第１の継手４０および第２の継手４２を取り外し可能に固定し、タイヤサイドウォール３４の表面上に型を位置付け、エラストマとポリマーの少なくとも一方を型キャビティ内に導入し、連結部材をタイヤサイドウォール３４上に形成する。
【選択図】図１

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エアメンテナンスタイヤシステムに関する。詳細には、本発明は、弁棒によるエアメンテナンスタイヤシステムの連結部材に関する。本発明は、耐久性のある連結部材、およびタイヤのサイドウォール内に連結部材を形成するための効率的で信頼できる方法に関する。

一般的な空気入りタイヤは、比較的長期間にわたって動作するように構成される。現在、多くの場合、自動車のタイヤは、有効耐用寿命として、３００００マイル（約４８２８０．３２ｋｍ）、５００００マイル（約８０４６７．２ｋｍ）、または７００００マイル（約１１２６５４．０８ｋｍ）が期待されている。しかし、長寿命の空気入りタイヤでさえ、釘および他の鋭い物体によるパンクと、温度の変化と、タイヤ自体を通じた空気の拡散のうちの少なくとも１つに起因して空気圧が失われる。

空気の拡散によってタイヤ圧が時間の経過とともに低下するので、空気入りタイヤは繰り返し空気圧の不十分な状態になる場合がある。したがって、運転者は、燃費の低下と、タイヤ寿命の短縮と、車両の制動・ハンドリング性能の低下のうちの少なくとも１つを回避するために繰り返し車両のタイヤ内に推奨された空気圧を維持するように努めなければならない。車両のタイヤ内の空気圧が著しく低下したときに運転者に警告する自動化システムとしてタイヤ圧監視システム（ＴＰＭＳ）が提案されている。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を推奨された圧力まで再膨張させる是正措置を講じなければならない。したがって、従来の技術では、運転者が介入する必要なしに所定の空気圧または推奨された空気圧を維持するエアメンテナンス機能を空気入りタイヤ内に組み込むことが望ましかった。

この目的を達成するために、エアメンテナンスタイヤ（ＡＭＴ）システムが開発されている。ＡＭＴシステムは通常、必要に応じて車両のタイヤ内の空気圧を高めるように働く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、ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーによって所有される特許文献１に記載された弁棒によるエアメンテナンスタイヤシステムがある。

そのようなＡＭＴシステム、特に弁棒によるＡＭＴシステムでは、環状のエアチューブがタイヤのサイドウォール内に配置されており、タイヤが回転した時のフットプリントによってエアチューブが連続的につぶされるかまたは圧搾され、それによって空気が弁ハウジングに送り込まれる。弁ハウジングは、車輪リム内に配置され、タイヤ弁棒に流体連結され、タイヤ弁棒がタイヤキャビティに流体連通している。環状のエアチューブから弁ハウジングへの空気の流体連通を可能にするために、１つまたは２つ以上の連結チューブが環状のエアチューブと弁ハウジングとの間を延びている。環状のエアチューブと連結チューブとの間に固定された連結点を確保するために、タイヤのサイドウォールに取付け部材が固定される。

この取付け部材はドームと呼ばれることが多い。ドームは、環状のエアチューブと連結チューブとの間の流体連結を維持するので、弁棒によるＡＭＴシステムの重要な部分である。従来の技術では、ドームが事前に形成され、次いでタイヤのサイドウォールに別個に取り付けられている。ドームを形成してタイヤサイドウォールに固定するそのような方法は、非効率的であり、最適な信頼性を実現しない場合がある。

したがって、耐久性のある連結部材、およびこの連結部材をエアメンテナンスタイヤ内に形成する効率的で信頼できる方法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、エアメンテナンスタイヤ内に連結部材を形成する方法は、サイドウォールを有するタイヤを供給することを含む。サイドウォールには、環状のエアチューブを受け入れる環状の溝が形成され、環状のエアチューブは、第１の継手を受け入れる第１の端部と、第２の継手を受け入れる第２の端部とを含む。サイドウォールにおいて、環状のエアチューブの第１の端部が環状のエアチューブの第２の端部に隣接する位置に環状の溝に沿って、くぼみが形成される。キャビティが形成された型が供給される。第１の継手がキャビティ内に取り外し可能に固定され、第２の継手がキャビティ内に取り外し可能に固定される。型がサイドウォールの表面上に位置付けられ、エラストマとポリマーの少なくとも一方が型キャビティ内に導入される。型が加熱され、サイドウォール上に連結部材が形成される。

本発明の別の例示的な実施形態の一態様によれば、連結部材が提供され、上記の段落において説明した例示的なステップに従って形成される。

弁棒によるエアメンテナンスタイヤシステムの各構成部材を含むタイヤの車外側の部分正面図である。 本発明の、エアメンテナンスタイヤ用の連結部材およびこの連結部材を形成する方法の例示的な実施形態に含まれる、タイヤサイドウォールに形成されたくぼみを示すタイヤの車外側の部分斜視図である。 図２に示したくぼみ内に配置された接着パッチの部分斜視図である。 図２に示したくぼみ内に配置された流動性接着剤の部分斜視図である。 本発明の、エアメンテナンスタイヤ用の連結部材およびこの連結部材を形成する方法の例示的な実施形態に含まれる、ノズルが取り外し可能に固定された型の内面の部分斜視図である。 図５に示した型の外面の斜視図である。 図２に示したタイヤ上に配置された、図６に示した型の部分斜視図である。 図２に示したタイヤ上に形成された、本発明の連結部材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て説明する。

図面全体にわたって同様の参照番号は同様の部分を指す。

「車内側の」または「車内側に」という用語が、本明細書ではタイヤの軸線方向内面または内側に対応する方向を指し、「車外側の」または「車外側に」という用語が、本明細書ではタイヤの軸線方向外面または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線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線から離れる軸線方向を指す。

図１を参照する。タイヤ１２が、当業者に知られているように一般的な方法でリム１４上に取り付けられており、キャビティ（不図示）を画定している。弁棒によるエアメンテナンスタイヤシステムのような例示的なエアメンテナンスタイヤシステムが１６に示されている。エアメンテナンスタイヤシステム１６は、蠕動ポンプ組立体１８を含んでいる。蠕動ポンプ組立体１８は、タイヤ１２のサイドウォール３４とリム１４の少なくとも一方に形成された環状の溝３８内に受け入れられた環状のエアチューブ２０を含んでおり、さらに環状の通路（不図示）を囲んでいる。

第１の連結チューブ２２が、環状のエアチューブ２０の第１の端部２４に取り付けられており、環状のエアチューブの第１の端部をポンプ組立体１８の弁ハウジング２６に流体連結している。第２の連結チューブ２８が、環状のエアチューブ２０の第２の端部３０に取り付けられており、環状のエアチューブの第２の端部を弁ハウジング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て回転すると、環状のエアチューブ２０がタイヤフットプリントの位置で連続的につぶされるかまたは圧搾される。環状のエアチューブ２０およびその通路がセグメントごとに連続的につぶされると、空気が弁ハウジング２６に送られる。逆止め弁を含むタイヤ弁棒（不図示）が、弁ハウジング２６に流体連結されており、タイヤキャビティと流体連通している。空気圧が逆止め弁に対して十分な圧力であり、タイヤキャビティ内の空気圧が設定された空気圧よりも低いとき、空気がタイヤキャビティ内に流入する。タイヤキャビティ内の空気圧レベルが設定された圧力以上であるとき、逆止め弁が閉じ、ポンプ組立体１８からの空気が、弁ハウジング２６内の逃がし弁によって大気に放出される。

図１を見るとわかるように、ポンプ組立体１８の弁ハウジング２６はリム１４内に配置されている。連結チューブ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の継手４０を通した環状のエアチューブ２０の第１の端部２４への第１の連結チューブ２２の流体連結および第２の継手４２を通した環状のエアチューブの第２の端部３０への第２の連結チューブ２８の流体連結を容易にする。従来技術では、ドーム３２は、事前に形成され、次いでタイヤサイドウォール３４に別個に取り付けられるが、これは非効率的であり、最適な信頼性を実現しない場合がある。

本発明のエアメンテナンスタイヤにおける連結部材および連結部材を形成する方法は、全体的に５０として表されており、図２〜図８に示されている。ドームとも呼ばれ、本発明の方法５０によって形成される例示的な連結部材５２が図８に示されている。説明の都合上、ドームを除いて図２〜図８の構成部材の参照番号は、図１の構成部材の参照番号と同じである。

次に図２を参照する。本発明のエアメンテナンスタイヤにおける連結部材および連結部材を形成する方法５０は、タイヤサイドウォール３４において環状の溝３８に沿った所定の点にくぼみ５４を形成することを含む。詳細には、くぼみ５４は、環状のエアチューブ２０の第１の端部２４が環状のエアチューブの第２の端部３０に隣接する位置に形成されている。第１の継手４０および第２の継手４２の各々は、くぼみ５４内に受け入れられている。くぼみ５４は、継手４０および４２を受け入れるのに十分な深さを有しているが、タイヤキャビティ内に入り込んではいない。くぼみ５４は、タイヤが硬化または加硫された後にタイヤ１２に形成されることが好ましい。

くぼみ５４の半径方向内周５８およびくぼみの半径方向外周６０に沿ってアンダーカット５６が形成されることが好ましい。アンダーカット５６は、以下により詳細に説明するように、ドーム５２（図８）とタイヤサイドウォール３４との機械的係合を可能にする。環状のチューブ２０の第１の端部２４の周りにおいてくぼみ５４に隣接し、環状の溝３８に沿って第１の逃がし領域６２が形成されることが好ましく、環状のチューブの第２の端部３０の周りにおいてくぼみに隣接し、環状の溝に沿って第２の逃がし領域６４が形成されることが好ましい。各逃がし領域６２，６４は、以下により詳細に説明するように、ドーム５２を形成する際に継手４０，４２を環状の溝３８から離れるように一時的に容易に持ち上げるのを可能にする。

図３および図４を参照する。継手４０，４２（図２）はくぼみ５４から一時的に取り出される。接着剤またはゴムパッチ６６（図３）を含む固体接着剤６６などの接着材料と、ゴムのり、にかわ、エポキシなどを含む流動性接着剤６８との少なくとも一方がくぼみ５４に導入される。第１の逃がし領域６２および第２の逃がし領域６４内にも流動性接着剤６８を導入することが好ましい。

図５に示すように、継手４０，４２は、くぼみ５４から取り出されると、型７０に取り外し可能に固定される。詳細には、型７０は、キャビティ７４が形成された内面７６を含む型本体７２を含む。キャビティ７４は、くぼみ５４および逃がし領域６２，６４（図２）を覆うサイズを有する。一対の開口部７８，８０の各々が、型本体７２に形成され、キャビティ７４から型本体の外面８２（図６）まで延びている。第１の継手４０は開口部７８のそれぞれに挿入され、第２の継手４２は開口部８０のそれぞれに挿入される。継手４０，４２は、真鍮、銅、鋼、または他の金属などの剛性の高い材料、あるいは剛性が高く融点が高いプラスチックまたは複合材料によって形成されることが好ましい。継手４０，４２は、そのような材料によって形成されることによって、頑丈であり、以下により詳細に説明するように、ドーム５２の硬化時に開口部７８および８０に係合し固定される。継手４０，４２が様々な構成を有してもよく、かつホース支持ばね８４などの支持部材を含んでもよいことを理解されたい。

したがって、型本体７２に形成された開口部７８，８０は、型キャビティ７４内の各継手４０，４２の相対位置を固定し、材料がそれぞれの継手の空気開口部８６（図８）に流入するのを防止する。材料が各空気開口部８６に流入するのをそのように防止すると、連結チューブ２２，２８（図１）と環状のチューブ２０との間の流体連通が維持される。継手４０，４２がそれぞれの開口部７８，８０に挿入された後、選択されたエラストマまたはポリマーが型キャビティ７４に導入される。エラストマまたはポリマーは、ペレット、ストリップ、または粒子状物質などの固体形態であってもよく、型本体７２がタイヤ１２に接触して配置される前に型キャビティ７４内に充填される。代替として、エラストマまたはポリマーは、溶融形態または流動形態であってもよく、したがって、型本体７２がタイヤ１２に接触して配置された後でエラストマまたはポリマーを型キャビティに流入させてもよい。

次に、図６および図７を参照する。型本体７２は、タイヤサイドウォール３４の表面上に位置付けられる。型本体７２がタイヤサイドウォール３４上に位置付けられると、継手４０，４２がくぼみ５４（図２）内に収容され、環状のチューブ２０の第１の端部２４が第１の逃がし領域６２内に収容され、環状のチューブの第２の端部３０が第２の逃がし領域６４内に収容される。型本体７２は、留具またはダウエルピンなどの機械的手段によってタイヤ１２のサイドウォール３４に接触した状態で所定の位置に固定されることが好ましい。型７０に圧力と熱の少なくとも一方を加えるために、プラテン８８（図７）が型本体７２に接触するように配置される。

ドーム５２が形成され硬化されるとき、型本体７２はタイヤサイドウォール３４に接触したままである。型キャビティ７４に生じさせる圧力、型キャビティ内に生じさせる温度、および型本体７２をタイヤサイドウォール３４に押し付ける時間の量はすべて、型キャビティに導入されるエラストマまたはポリマーとして選択された特定のエラストマまたはポリマーによって決定される。たとえば、型キャビティ７４に導入される場合があるほとんどのエラストマまたはポリマーの場合、キャビティ内の温度は約１５０℃〜約１７０℃であってもよく、成形時間は約１５分〜約３０分であってもよい。

成形プロセスの間、型キャビティ７４内のエラストマまたはポリマーは、キャビティおよびくぼみ５４内の継手４０，４２の周りを流れ、固体接着剤６６および流動性接着剤６８と結合し、図８に示されているドーム５２を形成する。このようにして、ドーム５２はタイヤサイドウォール３４上の一体的な構成部材として形成される。エラストマとポリマーと接着剤のうちの少なくとも１つがくぼみ５４の周りのアンダーカット５６に流入すると、ドーム５２とタイヤサイドウォール３４のポジティブメカニカルインターロックが形成される。ドーム５２は、さらに接着剤６４，６８によってサイドウォール部３４に固定される。

連結部材および連結部材をエアメンテナンスタイヤ内に形成する方法５０は、効率的で信頼性が高く、耐久性のあるドーム５２を形成する。ドーム５２は、必要に応じてたわむことのできる半剛性構造を含み、一方、タイヤ１２のサイドウォール３４上に形成されかつサイドウォール３４に取り付けられ固定された安定した構造である。ドーム５２用のこのような安定した構造は、環状のエアチューブ２０と連結チューブ２２，２８との連結を維持し、タイヤ１２が回転するときに連結の完全性を維持する。

上述のように、本発明は、エアメンテナンスタイヤにおける連結部材を形成する方法５０を含む。この方法は、上記に提示され図２〜図８に例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ることなしに、上述の連結部材の構造とエアメンテナンスタイヤにおける連結部材を形成する上述の方法の各ステップとの少なくとも一方が変更または再構成されてもよく、あるいは当業者に知られている構成部材またはステップが省略または追加されてもよいことを理解されたい。

１２ タイヤ
１４ リム
１６ エアメンテナンスタイヤシステム
１８ 蠕動ポンプ組立体
２０ 環状のエアチューブ
２２ 第１の連結チューブ
２４ 第１の端部
２６ 弁ハウジング
２８ 第２の連結チューブ
３０ 第２の端部
３２ ポリマー取付け部材
３４ タイヤサイドウォール
３６，７８，８０ 開口部
３８ 環状の溝
４０ 第１の継手
４２ 第２の継手
５２ ドーム
５４ くぼみ
５６ アンダーカット
５８ 半径方向内周
６０ 半径方向外周
６２ 第１の逃がし領域
６４ 第２の逃がし領域
６６ ゴムパッチ
６８ 流動性接着剤
７０ 型
７２ 型本体
７４ キャビティ
７６ 内面
８２ 外面
８６ 空気開口部
８８ プラテン

Claims (15)

1. エアメンテナンスタイヤにおける連結部材を形成する方法であって、
   第１の継手を受け入れる第１の端部と第２の継手を受け入れる第２の端部とを含む環状のエアチューブを受け入れる環状の溝が形成されたサイドウォールを含むタイヤを供給するステップと、
   前記サイドウォールにおいて、前記環状のエアチューブの前記第１の端部が前記環状のエアチューブの前記第２の端部に隣接する位置に前記環状の溝に沿ってくぼみを形成するステップと、
   キャビティが形成された型を供給するステップと、
   前記キャビティ内に前記第１の継手を取り外し可能に固定し、前記キャビティ内に前記第２の継手を取り外し可能に固定するステップと、
   前記サイドウォールの表面上に前記型を位置付けるステップと、
   エラストマとポリマーの少なくとも一方を前記型の前記キャビティ内に導入するステップと、
   前記型を加熱し、それによって前記連結部材を前記サイドウォール上に形成するステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 前記型には、前記キャビティから前記型の外面まで延びる複数の開口部が形成され、前記第１の継手は、前記開口部のうちの選択された１つの開口部内に取り外し可能に固定され、前記第２の継手は、前記開口部のうちの別の選択された１つの開口部内に取り外し可能に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
3. 前記くぼみに接着材料を導入するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
4. 前記接着剤は、固体接着剤と流動性接着剤の少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項３に記載の、連結部材を形成する方法。
5. 前記サイドウォールにおいて前記くぼみの半径方向内周と前記くぼみの半径方向外周の少なくとも一方に沿ってアンダーカットを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
6. 前記サイドウォールにおいて前記くぼみに隣接し前記環状の溝に沿った第１の逃がし領域を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
7. 前記サイドウォールにおいて前記くぼみに隣接し前記環状の溝に沿った第２の逃がし領域を形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の、連結部材を形成する方法。
8. 前記型が前記サイドウォールの前記表面上に位置付けられ、前記第１および第２の継手が前記くぼみに収容されたときに、前記環状のチューブの前記第１の端部が前記第１の逃がし領域内に収容され、前記前記環状のチューブの前記第２の端部が前記第２の逃がし領域内に収容されることを特徴とする、請求項７に記載の、連結部材を形成する方法。
9. エラストマとポリマーの前記少なくとも一方は固体形態であることを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
10. エラストマとポリマーの前記少なくとも一方は流動形態であることを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
11. 機械的手段によって前記型を前記タイヤの前記サイドウォールに取り外し可能に固定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
12. プラテンを前記型に接触させて配置するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の、連結部材を形成する方法。
13. 請求項１に記載の前記各ステップに従って形成されることを特徴とする連結部材。
14. 請求項１に記載の前記ステップに従って形成されることを特徴とする連結部材を含むタイヤ。
15. 請求項１の前記方法の前記ステップに従って形成されることを特徴とする連結部材を含むタイヤを含む車両。

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