JP2018083618A - エアメンテナンスタイヤの取付け部材 - Google Patents

Abstract

【課題】一様で繰り返し可能な形成、均一な硬化、および複数の望ましい特性を満たす機能を提供する。【解決手段】空気管を受け入れる溝と、空気管と流体連通している空気コネクタ４０，４２を受け入れる凹部とが形成されたサイドウォールを含むエアメンテナンスタイヤの取付け部材であって、互いに整合して重ねられた複数の層５２，５８，６０，８２を備え、凹部に受け入れられてタイヤのサイドウォールに固定され、それにより空気コネクタ４０，４２の位置を固定する。【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤ内の適切な空気圧を維持するシステムである、エアメンテナンスタイヤシステムに関する。より詳細には、本発明はバルブステムによる（ｖａｌｖｅ ｓｔｅｍ−ｂａｓｅｄ）エアメンテナンスタイヤシステムの空気コネクタ（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）に関する。本発明は、改善された特性を提供する層構造で形成され、任意選択で層の１つまたは複数において熱伝導性材料を含んでいる、空気コネクタの取付け部材を対象とする。

一般的な空気入りタイヤは、比較的長い期間にわたって機能するように設計されている。現在多くの場合、自動車のタイヤは３０，０００、５０，０００、または７０，０００マイルの使用寿命を想定されている。しかし、長寿命の空気入りタイヤでさえ、釘および他の鋭利なものによるパンク、温度変化、ならびに／またはタイヤ自体からの空気の放散による空気圧の損失を受ける。

空気の放散がタイヤ空気圧を経時的に減少させるため、空気入りタイヤは繰り返し空気圧不足となり得る。したがって、運転者は車両タイヤの推奨されるタイヤ空気圧を維持するために繰り返し処置をとり、燃費、タイヤの寿命、ならびに／または車両のブレーキ性能および操作性能の低下を防ぐ必要がある。タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）は、車両タイヤの空気圧が著しく減少した場合に運転者に警告するために提案されている、自動システムである。しかしこのようなシステムは、運転者が警告を受けたとき、推奨圧までタイヤに空気を入れ直すために、運転者が修繕する行動をとることに依存している。したがって従来技術において、運転者の介入を必要とせずに、所定のまたは推奨の空気圧を維持する、空気入りタイヤ内のエアメンテナンス機能を組み入れることが望まれてきた。

この目的のため、エアメンテナンスタイヤ（ＡＭＴ）システムが開発された。通常ＡＭＴシステムは、車両のタイヤの空気圧を必要に応じて増加させるように作用する、１つまたは複数の、ポンプもしくはポンプアセンブリを含んでいる。このような１つのシステムの例として、本発明と同じ譲受人である、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に記載の、バルブステムによるエアメンテナンスタイヤシステムがある。

このようなＡＭＴシステム、特にバルブステムによるＡＭＴシステムにおいて、環状の空気管がタイヤサイドウォールに配設され、タイヤの回転につれてタイヤフットプリントによって平らに、すなわち圧縮され、それによって空気をバルブハウジングに導く。このバルブハウジングは、ホイールリム内に配設され、タイヤのバルブステムと流体的に接続され、タイヤのバルブステムはタイヤキャビティと流体連通する。環状の空気管からバルブハウジングへの空気の流体連通を可能にするため、１つまたは複数の接続管が、この環状の空気管とバルブハウジングとの間に延びている。空気コネクタは、環状の空気管を接続管に流体的に接続し、安定した接続点を提供するために、タイヤサイドウォールに固定されている取付け部材の中に収納されている。

米国特許出願公開第２０１７／１４４４９３号明細書

この取付け部材は、しばしばドームと称される。このドームは、安定したプラットホーム、および環状の空気管と接続管との間の流体的な接続の保護を提供するので、バルブステムによるＡＭＴシステムの重要な部分である。従来技術では、このドームは単一のエラストマー合成物の部片を切断し、その部片を型に挿入して熱することによって形成されていた。このような構造を、常に一様に、もしくは繰り返し形成すること、および／または均一に硬化させることはできない。さらに、高い粘着性および耐摩耗性など、ドームの複数の望ましい特性を満たす単一のエラストマー合成物を選択することは困難な場合がある。

その結果、この技術分野においては、一様で繰り返し可能な形成、均一な硬化、および複数の望ましい特性を満たす機能を提供する、取付け部材が必要となっている。

本発明の例示的な実施態様によると、エアメンテナンスタイヤの取付け部材が提供される。このタイヤは、空気管を受け入れる溝と、この空気管と流体連通している少なくとも１つの空気コネクタを受け入れる凹部とが形成されたサイドウォールを含んでいる。この取付け部材は複数の層を含んでおり、これらの層は互いに揃えて重ねられている。これら複数の層は、軸方向外側の層、および軸方向内側の層を含んでいる。この取付け部材は、凹部に受け入れられてタイヤサイドウォールに固定され、それによって少なくとも１つの空気コネクタの位置を固定している。

本発明の別の例示的な実施態様によると、エアメンテナンスタイヤの取付け部材の形成方法が提供される。この方法は、空気管を受け入れる溝と、この空気管と流体連通している少なくとも１つの空気コネクタを受け入れる凹部とが形成されたサイドウォール、を含んでいるタイヤを提供するステップを含んでいる。複数の材料の層が提供され、互いに整合して重ねられる。これらの層は型に入れられ、この型はタイヤサイドウォールの凹部の上に位置される。この型は熱せられ、これらの層は硬化して凹部内で取付け部材を形成し、それによって少なくとも１つの空気コネクタの位置を固定する。

バルブステムによるエアメンテナンスタイヤシステムの構成要素を含んでいるタイヤの側面の、断片的な立体図であって、本発明の取付け部材の例示的な実施形態である。 図１に示した取付け部材の構成要素の斜視図である。 図１に示したエアメンテナンスタイヤの構成要素の斜視図である。 図１に示した取付け部材の、別の構成要素の斜視図である。 図１に示した取付け部材の、別の構成要素の斜視図である。 図１に示した取付け部材の、別の構成要素の斜視図である。 本発明のエアメンテナンスタイヤの取付け部材を形成するために使用される型の斜視図である。 図３に示した型に挿入される、図２Ａ〜図２Ｅに示した構成要素の分解斜視図である。 図３に示した型に挿入される、図２Ａ〜図２Ｅに示した構成要素の斜視図である。 図２Ａ〜図２Ｅに示した構成要素を組立てた斜視図である。 取付け部材、およびポンプアセンブリの構成要素を受け入れるために形成された凹部を含んでいるタイヤサイドウォールの、断片的な斜視図である。 図１に示したタイヤに配設されて押圧されている、図５に示した型の断片的な斜視図である。 本発明のエアメンテナンスタイヤの取付け部材の例示的な実施形態における熱伝導性材料の構成要素の斜視図である。 空気コネクタを含む、図８に示した構成要素の上部すなわち頂部表面の断片的な斜視図である。 図１０に示した構成要素の下部すなわち底部表面の断片的な斜視図である。

本発明は、例として、および添付の図面を参照して記載される。

図面を通して、同様の番号は同様の部分を指す。

本明細書において、内側、または内側に、という用語は、タイヤの軸方向内面または内側に対応する方向を称し、外側、または外側に、という用語は、タイヤの軸方向外面または外側に対応する方向を称することを理解されたい。軸方向内側に、という用語は、タイヤの中央面に向かう軸方向を指し、軸方向外側に、という用語は、タイヤの中央面から離れる軸方向を指す。径方向内側に、という用語は、タイヤの回転中央軸に向かう径方向を指し、径方向外側に、という用語は、タイヤの回転中央軸から離れる径方向を指す。

図１を参照すると、タイヤ１２は、当業者に知られている一般的な方法でリム１４に取り付けられており、キャビティを画定している（図示せず）。バルブステム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として示されている。エアメンテナンスタイヤシステム１６は、蠕動型ポンプアセンブリ１８を含んでいる。蠕動型ポンプアセンブリ１８は、環状の空気管２０を含んでいる。環状の空気管２０は、タイヤ１２のサイドウォール３４および／またはリム１４に形成された環状の溝３８に受け入れられて、環状の通路（図示せず）を囲んでいる。

第１の接続管２２は、環状の空気管２０の第１の端部２４と空圧的に接続して（ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔ）、環状の空気管２０の第１の端部２４を、ポンプアセンブリ１８のバルブハウジング２６に流体的に接続している。第２の接続管２８は、環状の空気管２０の第２の端部３０と空圧的に接続し、環状の空気管２０の第２の端部３０を、バルブハウジング２６に流体的に接続している。

タイヤ１２が路面に沿って負荷をかけられて回転する場合、環状の空気管２０はタイヤフットプリントにおいて順次平らに、すなわち圧縮される。環状の空気管２０およびその通路が、セグメント毎に順次平らにされることによって、空気はバルブハウジング２６に導かれる。チェックバルブを含んでいるタイヤのバルブステム（図示せず）は、バルブハウジング２６と流体的に接続しており、タイヤのキャビティと流体連結している。空気圧がチェックバルブに対して十分で、かつタイヤのキャビティ内の空気圧が設定された圧力レベルより低い場合、空気はタイヤのキャビティに入る。タイヤのキャビティ内の空気圧レベルが設定圧力以上である場合、チェックバルブは閉じて、ポンプアセンブリ１８からの空気は、バルブハウジング２６の安全バルブによって大気中に発散される。

図１に示されるように、ポンプアセンブリ１８のバルブハウジング２６は、リム１４内に配設されている。接続管２２，２８は、リム１４内に形成された開口部３６を通過して、空気管２０に延びている。より詳細には、第１の接続管２２は、第１の接続管２２を空気管２０の第１の端部２４に流体的に接続している第１の空気取付け具、すなわち空気コネクタ４０に延びている。第２の接続管２８は、第２の接続管２８を空気管２０の第２の端部３０に流体的に接続している第２の空気取付け具、すなわち空気コネクタ４２に延びている。

取付け部材は、第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２の位置をタイヤサイドウォール３４で固定し、それによって、確実に接続管２２，２８が、空気管２０に流体的に接続する。本発明の取付け部材の例示的な実施形態は、５０として示され、これを便宜上ドームと称する。ドーム５０は、かなり硬質なエラストマーまたはポリマーの取付け部材であり、以下により詳細に記載するように、タイヤ１２のサイドウォール３４に固定されている。

ドーム５０は、層構造を含んでいる。より詳細には、次に図２Ａ〜図２Ｅ、図４、および図６を参照すると、ドーム５０は２層以上を含み、本明細書では、複数の層、と称しており、それらの層は互いに整合して重ねられている。たとえば、ドーム５０は好ましくは、タイヤサイドウォール３４の外面にあるドーム５０の外面を形成する軸方向外側の層５２を含んでいる。外側の層５２は、好ましくは一対の開口部５４を伴って形成されており、各開口部５４は、第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２の各々の外側端部５６を受け入れ、かつ位置付けている。外側の層５２はまた、好ましくは耐摩耗性のエラストマーで形成されており、それによって路上の危険要因および環境条件からドーム５０を保護する。

ドーム５０はまた、１つまたは複数の中間層５８，６０を含んでいる。第１の中間層５８は、外側の層５２に隣接し、好ましくはスロット６４を各々含んでいる一対の開口部６２が形成されている。開口部６２によって、第１の中間層５８は、第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２の周りに位置付けられる。その一方で、コネクタ４０，４２の空気管２０への空圧的接続に干渉せずに、スロット６４は、第１の中間層５８が容易にコネクタ４０および４２の周りに挿入されることを保証する間隙を、提供している。

第２の中間層６０は、第１の中間層５８に隣接し、好ましくはスロット６８を各々含んでいる一対の開口部６６が形成されている。開口部６６によって、第２の中間層６０は、第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２の周りに位置付けられる。その一方で、コネクタ４０，４２の空気管２０への空圧的接続に干渉せずに、スロット６８は、第２の中間層６０が容易にコネクタ４０，４２の周りに挿入されることを保証する間隙を、提供している。第２の中間層６０はまた、好ましくは、径方向内側に広がる縁部７０、および径方向外側に広がる縁部７２を伴って形成され、その各々は外側の層５２および第１の中間層５８のそれぞれの径方向の縁部を越えて広がっている。第２の中間層６０の縁部７０，７２によって、タイヤサイドウォール３４に形成される特徴部との機械的な係合が可能となる。

より詳細には、図７に示すように、凹部７４が、環状の溝３８に沿った所定の箇所におけるタイヤサイドウォール３４に形成されている。第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２、それゆえにドーム５０は各々、凹部７４に受け入れられている。好ましくは、アンダーカット７６のような特徴部が、凹部７４の径方向内側の周辺７８および径方向外側の周辺８０の周りに形成され、第２の中間層の縁部７０，７２、ならびにドーム５０と、タイヤサイドウォール３４との機械的な係合を可能にする。この方法において、ドーム５０は凹部７４内に納まり、タイヤサイドウォール３４に固定されている。

次に図２Ｅ、図４および図６を参照すると、ドーム５０は軸方向に内側の層８２を含んでいる。内側の層８２は、好ましくは開口部なしに形成され、凹部７４内にてタイヤサイドウォール３４の表面と、最大の表面接触がなされ、それによってドーム５０のタイヤサイドウォール３４への最適な取付けが可能となる。内側の層８２はまた、好ましくは径方向内側に広がる縁部８４および径方向外側に広がる縁部８６を含んでおり、それらは第２の中間層６０の各々の縁部７０，７２と整合して、ドーム５０とタイヤサイドウォール３４における凹部アンダーカット７６との、さらなる機械的な係合をもたらしている。さらに内側の層８２は、好ましくは高い接着を促進するエラストマーで形成され、それによってドーム５０のタイヤサイドウォール３４への、さらに確実な取付けをもたらす。

ドーム５０は、本発明の全体的な発想または動作に影響することなく、２つ、３つ、４つまたはそれより多くの層を含んでよいことを、理解されたい。ドーム５０の各層は、具体的な設計の検討によってドーム５０の所望の機能を促進させるために、特定の特徴または属性を伴って形成され得ることを、さらに理解されたい。

好ましくは、ドーム５０の層５２，５８，６０，８２は、成型、接着などによって一体ユニットとして形成されている。たとえば次に図３〜図６を参照すると、型８８は成型空間９２を伴って形成される内面９０を含んでいる。第１の開口部９４は、成型空間９２から型８８を貫通して延びて第１のコネクタ４０を受け入れ、一方で第２の開口部９６は、成型空間９２から型８８を貫通して延びて第２のコネクタ４２を受け入れている。成型空間９２は、ドーム５０の層５２，５８，６０，８２、第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２、および空気管２０の各々の端部２４，３０を受け入れるように形付けられている。

好ましくは、軸方向外側の層５２は、コネクタ４０，４２よりも前に成型空間９２に挿入される。各コネクタ４０，４２の外側端部５６は、外側の層５２に形成されている各々の開口部５４を貫通して、各々の成型空間９２の開口部９４，９６に固定される。第１の中間層５８は、外側の層５２に接してコネクタ４０，４２との間かつ周りで成型空間９２に挿入され、第２の中間層６０は、第１の中間層５８に接してコネクタ４０，４２との間かつ周りで成型空間９２に挿入される。次に、軸方向内側の層８２は、第２の中間層６０に接して成型空間９２に挿入される。

図８に示すように、型８８が凹部７４（図７）を覆って、タイヤのサイドウォール３４の表面上に位置付けられている。型８８は、好ましくは留め具または位置合わせ用ピンなどの機械的方法によって、タイヤのサイドウォール３４に対して所定の位置に固定されている。プラテン（ｐｌａｔｅｎ）９８が型８８と接触するよう配置され、型に圧力および／または熱を提供して、凹部７４の中でドーム５０を硬化させる。

ドーム５０を、一様かつ繰り返し形成できるようにするため、好ましくは各層５２，５８，６０，８２を、好適なエラストマーまたはポリマー材料から、予め切断しておく。たとえば、各層５２，５８，６０，８２は原材料からダイカットされてよい。さらに、予め切断された各層５２，５８，６０，８２は、上述のとおり個別に型８８に挿入してよく、または組立ててから１つのユニットとして型に挿入してよい。

次に図９〜図１１を参照すると、ドーム５０の１つまたは複数の層が、メッシュ１００のような熱伝導性材料であってよく、または含んでいてよい。ドーム５０が上述のように硬化するとき、ドームの層の均一かつ一様な硬化を促進することが望ましい。コネクタ４０，４２が、好ましくは真鍮、銅、鋼鉄もしくは他の金属などの硬質材料、または硬質で高い融点をもつプラスチックもしくは複合材料で形成されるため、型８８からの熱は、コネクタ４０，４２に隣接するドーム５０の領域に、容易に伝導され得る。しかしこの熱は、コネクタ４０，４２、および／または型８８の表面からより遠いドーム５０の領域においては、良好に伝導しない場合がある。

望ましい熱伝導性をもたらすため、およびそれによって均一かつ一様な硬化を促進するために、ドーム５０の選択される層は、任意選択でメッシュ１００を含んでいる。たとえば、第１の中間層５８および第２の中間層６０（図６）の内の１つは、熱伝導性のメッシュ１００と交換してよく、または含んでよい。メッシュ１００は、熱伝導性ポリマーなどの熱伝導性材料で形成されており、ドーム５０の断面を横断して広がっている。

メッシュ１００は、一対の開口部１０２を伴って形成されており、それぞれが第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２の各々を受け入れ、かつ係合している。メッシュ１００の第１のコネクタ４０および第２のコネクタ４２との係合は、ドーム５０内のメッシュ１００の位置を固定して、ドームにわたってコネクタからの熱の伝達を促進する。好ましくは、メッシュ１００の周囲１０４の部分は、型８８に接して、または隣接して配設されて、ドーム５０にわたって型８８からの熱の伝達をさらに促進する。

エラストマーのメッシュ１００への流れ、およびメッシュ１００を通過する流れを可能にするため、メッシュ１００は好ましくは、リブ１０６および開口部１０８を含む格子状の構造で形成されている。この構造で、ドーム５０内の熱分散が改善され、それによってドーム５０の均一かつ一様な硬化を促進する。

本発明のエアメンテナンスタイヤのための、上述のドームすなわち取付け部材５０の層構造は、一様かつ繰り返しの成型を提供する。この層構造はまた、ドームすなわち取付け部材５０が、耐摩耗性を促進する外側の層および接着を促進する内側の層のような、特定の望ましい特性を有する異なる材料を含むことを可能にする。さらにドーム５０は、均一な硬化を促進するために熱伝導性材料を任意選択的に含んでいる。

本発明はまた、エアメンテナンスタイヤの取付け部材５０を形成する方法を含んでいる。この方法は、上記で提示された記載に従って、図１〜図１１で示されたステップを含んでいる。

エアメンテナンスタイヤのための、上述の取付け部材５０の構造は、本発明の発想または動作全体に影響を与えることなく、改変もしくは再編成してよく、あるいは当業者に知られている構成要素もしくはステップを省略または追加してもよいことを、理解されたい。

Claims (19)

1. 空気管を受け入れる溝と、前記空気管と流体連通している少なくとも１つの空気コネクタを受け入れる凹部とが形成されたサイドウォールを含むエアメンテナンスタイヤの取付け部材であって、
   互いに揃えて重ねられた複数の層を備え、
   前記複数の層は、少なくとも軸方向外側の層と軸方向内側の層とを含み、
   前記凹部に受け入れられて前記タイヤのサイドウォールに固定され、それにより前記少なくとも１つの空気コネクタの位置を固定していることを特徴とする、エアメンテナンスタイヤの取付け部材。
2. 前記外側の層には、前記少なくとも１つの空気コネクタの外側端部を受け入れるための少なくとも１つの開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
3. 前記外側の層が、耐摩耗性のエラストマーで形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
4. 前記外側の層と前記内側の層との間に配設された少なくとも１つの層をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
5. 前記外側の層と前記内側の層との間に配設された２つの層を備えていることを特徴とする、請求項４に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
6. 前記内側の層と、前記外側の層と前記内側の層との間に配設されている前記層とのうち少なくとも１つが、前記タイヤのサイドウォールに形成された特徴部と係合している縁部を伴って形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
7. 前記内側の層が、接着を促進するエラストマーで形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
8. 複数の前記層が、成型および接着のうち少なくとも１つによって、一体ユニットに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
9. 複数の前記層が、整合して重ねられて配設される前に予め切断されていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
10. 前記複数の層に配設される熱伝導性材料をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
11. 前記熱伝導性材料が、複数の前記層のうち少なくとも１つに組み入れられていることを特徴とする、請求項１０に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
12. 前記熱伝導性材料が熱伝導性メッシュを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
13. 前記メッシュが、リブおよび開口部を含む格子状の構造で形成されていることを特徴とする、請求項１２に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
14. 前記熱伝導性材料が、熱伝導性ポリマーを含むことを特徴とする、請求項１０に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
15. 前記熱伝導性材料に、前記少なくとも１つの空気コネクタと係合するため、少なくとも１つの開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材。
16. エアメンテナンスタイヤの取付け部材を形成する方法であって、
    空気管を受け入れる溝と、前記空気管と流体連通した少なくとも１つの空気コネクタを受け入れる凹部とが形成されたサイドウォールを含むタイヤを提供するステップと、
    複数の材料の層を提供するステップと、
    前記層を互いに整合して重ねるステップと、
    前記層を型の中に配置するステップと、
    前記型を前記タイヤのサイドウォールの前記凹部の上に位置するステップと、
    前記型を熱して、前記凹部内で前記取付け部材を形成するために前記複数の層を硬化させ、それにより前記少なくとも１つの空気コネクタの位置を固定するステップと、を有することを特徴とする、エアメンテナンスタイヤの取付け部材を形成する方法。
17. 前記複数の層が、少なくとも軸方向外側の層と軸方向内側の層とを含むことを特徴とする、請求項１６に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材を形成する方法。
18. 前記複数の層が、前記外側の層と前記内側の層との間に配設された少なくとも１つの層をさらに備えていることを特徴とする、請求項１７に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材を形成する方法。
19. 熱伝導性材料を前記複数の層に配設するステップをさらに有する、請求項１６に記載のエアメンテナンスタイヤの取付け部材を形成する方法。

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