JP6161449B2 - バイパス式の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体 - Google Patents

Description

本発明は、概して空気を維持するタイヤに関し、詳細にはタイヤ・一体型ポンプ組立体に関する。

通常の空気拡散は、時間の経過と共にタイヤ圧を低下させる。タイヤの自然な状態は空気の抜けた状態である。したがって、運転者は繰り返しタイヤ圧を維持しようとしなければならず、そうしないと燃費が悪くなり、タイヤの寿命が短くなり、車輌の制動およびハンドリングの性能が低下する。タイヤ圧が著しく低くなったときに運転者に警告する複数のタイヤ圧監視システムが提案されている。

米国特許第８１１３２５４号

しかし、このようなシステムでは依然として、警告されたときにタイヤを推奨圧力に再膨張させる回復処置を行うことは運転者に委ねられている。したがって、運転者が介入する必要無しに経時的なタイヤ圧のいかなる低下をも補償するように、適正なタイヤ内空気圧を維持する空気維持機構をタイヤ内に組み込むことが望ましい。

本発明の一態様によれば、空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体が提供され、このポンプ組立体は、タイヤの屈曲領域内に含まれている細長く環状の空気通路であって、タイヤの屈曲領域が、回転するタイヤの接地部分（タイヤフットプリント）を通過して空気を空気通路に沿って送るにつれて、各部分毎に開閉するように動作する空気通路を含む。ポンプ組立体は、入口合流点の所で空気通路に連結されて外気を空気通路内に導く空気入口組立体と、流入空気流を両方向に空気通路に流入させるように送るように配置された１対のインライン弁と、各々が各インライン弁の下流側に位置する１対の出口弁であって、両方向の流入空気流を各インライン弁の下流側からタイヤキャビティに向けて導く出口弁と、をさらに含む。インライン弁の下流側同士の間を延びるバイパス弁がさらに設けられており、バイパス弁は、タイヤキャビティ圧力が、予め設定された圧力レベルよりも高い場合に開いて、流入空気流が出口弁を通ってタイヤキャビティに流れるのを回避させ、タイヤキャビティ圧力が予め設定された圧力レベルよりも低いときに閉じるように動作可能である。

他の態様では、バイパス弁は両方向に開いて、バイパス弁の開状態において空気通路内でバイパス空気流が両方向に流れるのを可能にする。

本発明の他の態様では、バイパス弁は、各インライン弁の下流側と各出口弁の上流側との間で空気通路にそれぞれ連結される、互いに向かい合うバイパス弁端部を有する。

他の態様によると、バイパス弁が開状態のときにバイパス弁を通過する空気流の方向は、タイヤの選択的な回転方向によって決定される。

他の態様では、インライン弁および出口弁は、空気通路内の両方向の空気流によって選択的に開かれ、両方向の空気流の方向は、タイヤの順回転方向および逆回転方向によって決定される。

定義
タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）のタイヤの断面幅（ＳＷ）に対する比を意味し、１００を掛けて百分率で表している。

「非対称トレッド」は、タイヤの中心面すなわち赤道面ＥＰに対して対称的でないトレッドパターンを有するトレッドを意味する。

「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。

「ボール逆止弁」は、閉部材、すなわち空気流を遮断する可動部分が球状のボールである逆止弁である。いくつかのボール逆止弁では、ボールは、弁を閉じたままにするのを助けるとともに、弁ばねの付勢力に打ち勝って弁を開くようにボールに所定の大きさの上流側圧力をかける必要のあるばねを備えている。ボールをボール逆止弁の主弁座に案内し、逆流を停止するときに確実にシールするように、主弁座の内面を先細の円錐状にしてもよい。

「チェーファー」は、タイヤビードの外側の周りに配置され、リムとの接触による磨耗および切断からコードプライを保護し、たわみをリムの上方に分散させる狭いストリップ材である。

「逆止弁」は、一方が空気を進入させて他方が空気を排出する２つの開口部を本体に有する２ポート弁である。

「周方向の」は、軸方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

「クラッキング圧力」は、弁が動作する最小上流側圧力である。通常、逆止弁は、特定のクラッキング圧力向けに設計され、したがって、逆止弁には特定のクラッキング圧力が指定されてもよい。

「下流側」は、動力源から離れる方向、すなわち、空気源から離れる方向である。弁に関しては、「下流側」は、「上流側」の空気流が弁を開くのに十分なクラッキング圧力を弁に加えたときに空気流が弁から流出する側を指す。

「赤道中心面（ＣＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直であり、かつトレッドの中心を通る面を意味する。

「接地部分（フットプリント）」は、速度が零でかつ標準荷重および標準圧力の下で平坦な面と接触するタイヤトレッドの接触部分すなわち接触領域を意味する。

「溝」は、トレッドの周りを周方向または横方向に、直線状、曲線状、またはジグザグ状に延びる、サイドウォール内の細長い空隙領域を意味する。周方向に延びている溝と横方向に延びている溝は、共通部分を有することもある。「溝幅」は、幅を問題にしている溝または溝部が占める表面積を、その溝または溝部の長さで割った値に等しく、したがって、溝幅は、その溝の全長にわたる平均幅である。溝は、タイヤ内で様々な深さを有していてよい。溝の深さは、トレッドの周囲に沿って変化してよく、あるいは１つの溝の深さは一定であるが、タイヤ内の他の溝の深さとは異なっていてもよい。このような溝は狭くても広くても、相互に連結された広い周方向溝と比べてかなり浅い深さを有している場合には、対応するトレッド領域内にリブ状の特性を有する傾向がある「タイバー」を形成すると考えられる。

「車内側」は、タイヤが車輪に取り付けられ、かつ車輪が車輌に取り付けられたときに、車輌に最も近いタイヤの側を意味する。

「横方向」は軸方向を意味する。

「横方向縁部」は、標準荷重下かつタイヤ膨張状態で測定した時の、軸方向に最も外側のトレッド接触部分すなわち接地部分に接するラインを意味し、そのラインは赤道中心面に平行である。

「正味接触面積」は、トレッドの全周の周りで横方向縁部同士の間のトレッドの、地面に接触する部材の総面積を、横方向縁部同士の間のトレッド全体の総面積で割った値である。

「非方向性トレッド」は、好ましい順走行方向を持たず、トレッドパターンが好ましい走行方向に確実に揃えられるように車輌上の１つまたは複数の特定の車輪位置に配置される必要のないトレッドを意味する。逆に、方向性トレッドパターンは、特定の車輪位置を必要とする好ましい走行方向を有する。

「車外側」は、タイヤが車輪に取り付けられ、かつ車輪が車輌に取り付けられたときに、車輌から最も遠く離れているタイヤの側を意味する。

「蠕動」は、収容された空気等の物質を管状経路に沿って進める、波状の収縮による動作を意味する。

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、放射状に、タイヤの回転軸に向かうまたは回転軸から離れる方向を意味する。

「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝と、同様な第２の溝または横縁部のいずれかとによって形成されている、トレッド上の周方向に延びているゴムストリップを意味し、このストリップは、全深さ溝によって横方向に分割されることがない。

「サイプ」は、タイヤの、トレッド面を細かく分割して牽引力を向上させる、トレッド部材に形成された小さい長穴を意味し、サイプは一般に、幅が狭く、タイヤの接地部分内で開口したままである溝とは異なりタイヤの接地部分内で閉じている。

「トレッド部材」または「牽引部材」は、溝に隣接する形状を有することによって形成されるリブまたはブロック部材を意味する。

「トレッドアーク幅」は、トレッドの横方向縁部同士の間で測定されたトレッドのアーク長を意味する。

「上流側」は、空気流の動力源に向かう方向、すなわち空気が流れてくる、すなわち空気が到来する方向である。弁に関しては、「上流側」は、「上流側」の空気流が弁を開くのに十分なクラッキング圧力を弁に加えたときに空気流が流入する側を指す。

タイヤと、リムと、蠕動ポンプおよび入口弁を有するチューブの等角図である。 タイヤが反時計回りに回転し、地面に接触する接地部分を構成している、タイヤ・蠕動ポンプ組立体の側面図である。 タイヤが地面に接触して時計回りに回転しているタイヤ・蠕動ポンプ組立体の側面図である。 ２ポートの入口制御弁が閉位置にある蠕動ポンプの入口ポータルの概略断面図である。 ２ポートの入口制御弁が、タイヤが反時計回り方向に回転してタイヤに充填するように動作可能な開位置にある、蠕動ポンプの入口ポータルの概略断面図である。 タイヤが時計回り方向に回転するときの、タイヤに充填する２ポートの入口制御装置を有する蠕動ポンプの両方向弁の入口ポータルの概略断面図である。 代替構成である５ポートの両方向式の入口制御弁が閉位置にある蠕動ポンプの入口ポータルの概略断面図である。 代替構成である５ポートの両方向式の入口制御弁が、タイヤが反時計回り方向に回転するときにタイヤに充填するように動作可能な開位置に示されている、蠕動ポンプの入口ポータルの概略断面図である。 タイヤが時計回りに回転するときの、タイヤに充填する、代替構成である５ポートの入口制御装置を有する、蠕動ポンプの両方向弁の入口ポータルの概略断面図である。 タイヤが反時計回りに回転するときの、タイヤに充填し、５ポートの調整器が組み込まれた、代替構成である蠕動ポンプの両方向弁の入口ポータルの概略断面図である。 タイヤが反時計回りに回転するときの、タイヤに充填する、図５Ａに示す代替構成である蠕動ポンプの両方向弁の入口ポータルの概略断面図であり、５ポートの調整器を示す図である。 タイヤが時計回りに回転するときの、バイパスモードである、図５Ｂに示す代替構成である蠕動ポンプの両方向弁の入口ポータルの概略断面図である。 タイヤが反時計回りに回転するときの、バイパスモードである、図５Ｂに示す代替構成である蠕動ポンプの両方向弁の入口ポータルの概略断面図である。

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１、２Ａ、２Ｂ、および３Ａを参照すると、タイヤ・ポンプ組立体は、トレッド１４まで延び、タイヤインナーライナ層２５によって規定されているタイヤエアキャビティ２６を囲む１対のサイドウォール１２を有する従来の構成のタイヤを含んでいる。蠕動ポンプ組立体１６は、タイヤサイドウォール１２の一方または両方の、概ねサイドウォールの高屈曲領域に取り付けられている。蠕動ポンプ組立体１６は、タイヤとは別個に形成され、製造後処理においてタイヤに組み付けられる独立したチューブの形をした環状の空気通路２０、またはタイヤ製造中にサイドウォール内に一体的な空隙として形成される空気通路を含んでいる。空気通路２０は、サイドウォールに囲まれ、タイヤが回転するときに大きなたわみまたは曲げを受けるサイドウォールの領域の周りの環状経路に沿って延びている。空気通路は、独立したチューブ形態である場合には、チューブが、外力を受けて平坦な状態に変形させられ、その外力を解除したときに断面が概ね円形の元の状態に戻るような変形サイクルの繰返しに耐えられる樹脂またはゴムの化合物のような、弾性を有する可撓性の材料によって形成される。空気通路がサイドウォール内で一体的に形成される場合には、タイヤが回転する際に、前記したのと同様に繰り返される変形および回復のサイクルに耐えなければならず、本明細書において説明する目的に十分な量の空気を通過させるように動作するのに十分な直径を有していなければならない。蠕動ポンプ内の空気チューブの一般的な動作は、引用によって本明細書に組み込まれる特許文献１に記載されている。

空気通路の両端部２２，２４は入口組立体２８の所で終わっている。入口組立体は、タイヤが地面１３２に接触しながら回転するときにタイヤと一緒に回転するように固定されている。タイヤが回転すると、地面１３２に接触して接地部分（フットプリント）１３４が形成され、それによってタイヤに圧縮力１３８が順々に導入される。圧縮力１３８は、符号１４０の所で空気通路２０に加えられ、タイヤが回転するにつれて空気通路を各部分（各セグメント）毎に潰す。空気通路が各部分毎に潰されることは、タイヤが図２Ａのように反時計回り方向１３６に回転するかそれとも図２Ｂのように時計回り方向１３３に回転するかにかかわらず生じる。したがって、蠕動ポンプ組立体は、両方向に動作するか、または反転動作可能であって、タイヤが３６０度にわたって連続的に回転するときに順方向の空気流と逆方向の空気流の両方においてタイヤキャビティ２６に空気を送り込む。

タイヤが図２Ａまたは図２Ｂの順方向１３６と逆方向１３３の両方に回転すると、空気通路２０が、サイドウォールに埋め込まれた独立したチューブの形であるかそれとも一体的に形成された空隙であるかにかかわらず、各部分毎に平らにされる。空気通路を各部分１３７毎に順次平らにする動作は、図２Ａおよび図２Ｂのタイヤ回転方向とは逆の方向１４２に移行する。通路２０を各部分毎に順次平らにすることによって、平らになった部分から排出された空気が入口組立体２８に向かう方向１４２に送られ、空気は入口組立体２８からタイヤキャビティに送られる。したがって、キャビティ２６内の空気圧は所望のしきい値圧力に維持される。入口組立体２８に流入した空気は空気通路２０に導入されて、タイヤキャビティ内に送られた空気、またはタイヤ圧力を所望のレベルに維持する必要がない場合にポンプ組立体から再循環させられた空気を補充する。

入口組立体２８は、調整弁組立体３０と濾過後空気入口３２とを含む。２つの入口を有し両方向の入口制御装置を備えた実施形態が、図３Ａ〜図３Ｃに示されている。図３Ａは、閉位置にある入口制御装置を表し、図３Ｂは、空気流が反時計回りに移動してタイヤが時計回りに回転しているときに開位置にある入口制御装置を示し、図３Ｃは、空気流が時計回りに移動し、タイヤが反時計回りに回転しているときに開位置にある入口制御装置を示している。このシステムが双方向性であり、タイヤが回転したときに通路２０内の空気流が両方向に生じ、通路２０内の空気流の方向が、タイヤが順方向に回転するかそれとも逆方向に回転するかによって決定されることが理解されるだろう。通路２０に沿う送出しが両方向に生じるか、あるいはタイヤの３６０度の回転全体にわたって生じる。

タイヤサイドウォール１２の外面に濾過後空気入口３２が位置しており、外気が、円筒形ハウジング３６内に収容されたセルラーフィルタ３４を通って、この入口に流入する。図３Ａは、タイヤの外側からの空気が入口３２に進入するのを防ぐ閉状態、すなわち、タイヤキャビティ２６内の圧力が、規定された圧力しきい値Ｐreg以上になったときに生じる状態の組立体を示している。空気通路導管５６が、フィルタハウジング３６から調整弁組立体３０まで延びており、流入した空気を弁組立体に送る。調整弁組立体３０から、出口導管５４が連結導管４０に空気流を送り、連結導管４０が、入口合流点３８の両側に隣接して位置する両方向弁６２、６４に空気流を導く。本明細書において用いる「入口合流点」は、通路の、流入空気が組立体２８からインライン止め弁の上流側に分岐する位置を指す。このシステムの代替構成が、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃ、および図５Ａ〜図５Ｄに示されており、各々の入口合流点はそれぞれの弁構成に関して、以下に説明するように配置されている。

調整弁組立体３０は、シリンダすなわちハウジングチャンバ４６内に位置する弁ハウジング４２および弁ピストン４４を有している。ばね４８などの付勢機構は、ピストン４４に付勢力（図３Ｂ，３Ｃの矢印７２参照）を加え、ピストンをシリンダ４６内で下方に付勢し、図３Ｂおよび図３Ｃに示されているような「開」位置および「タイヤ充填」位置にする。キャビティ２６内の圧力が圧力設定値Ｐreg以上になると、圧力がばね４８の付勢力に打ち勝ち、ピストンをシリンダ４６内で上方に押し上げ（矢印５０参照）、図３Ａの「閉」位置すなわち「非充填」位置にする。ピストン４４は、ピストン本体を横切って横方向に延びる空気導管５２を備えている。図３Ａの「閉」位置では、導管５２が空気導管５４，５６に対してずれており、空気がピストンを横切って導管５４、５６に流れることができず、そこから入口合流点３８に流れることができない。したがって、「閉」位置では、空気流が入口制御合流点３８に到達するのが妨げられ、弁６２，６４の上流側に到達するのが妨げられる。したがって、通路２０への空気流は、弁組立体３０が図３Ａの閉位置にあることによって妨げられる。

図３Ｂは、「開」位置に移動する弁組立体３０を示している。「開」位置では、タイヤが時計回り方向に回転し、空気を通路２０に沿って反時計回り方向に押し出す。４つの一方向弁からなる構造は、図示されているように設けられ配置される。２つのインライン弁６２，６４は、入口合流点３８の両側に導管４０に沿って位置する。２つのインライン弁６２，６４は、導管４０に沿って両方向に開き、開状態である場合には空気流をそれらの方向にそれぞれ導く。導管４０は、弁６２，６４の下流側において空気通路２０に連結されている。半径方向に延びる出口導管通路５８，６０が、通路４０と通路２０の合流点から、図示されているようにタイヤキャビティ２６まで延びている。２つの一方向出口弁６６，６８が導管５８，６０に沿ってそれぞれ位置している。弁６６，６８は、空気流が弁６６，６８を通って導管５８，６０に沿ってタイヤキャビティ２６内に流入するのを可能にするように、タイヤキャビティに向かう方向に開くように配置されている。

一方向弁６２，６４，６６，および６８は、ボール逆止弁またはダイヤフラム逆止弁あるいは他の公知の弁構成等の市販されているタイプの弁である。これらの弁は、弁の上流側の圧力が付勢ばねに打ち勝ってボールをその弁座から押し出したときに、図示されている方向に開くように配置されている。ピストン４４は、アクチュエータばね４８によって加えられる付勢力により下方に移動する。キャビティ２６内の空気圧Ｐregが所望の圧力しきい値限界よりも低くなると、ピストンが移動してピストン４４を横切る空気導管５２が導管５４，５６に揃えられ、流入空気が入口フィルタポート３２からピストン導管５２を横切って入口制御合流部３８まで流れ、さらに連結導管４０まで流れるのを可能にする。タイヤは、地面１３２に接触して時計回りに回転し（図２Ｂ参照）、通路２０は、形成されるタイヤフットプリント１３４と向かい合う部分毎に潰される。潰された部分は真空を形成し、反時計回り方向１４２の通路内の空気流によって各部分毎に再充填され、入口組立体２８から引き込まれる。反時計回りの流入空気流は一方向弁６４を開き、空気が、図示されている反時計回り方向に通路に流入するのを可能にする。空気は通路２０の周りを循環する。空気流は、導管４０と半径方向の出口導管６０との合流点に到達すると、閉じた弁６２を通って流れることができず、その代わりに、必ず出口弁６８まで流れる。空気流は弁６８を開き、矢印７０によって示されているように空気をタイヤキャビティ２６内に流入させ続ける。タイヤキャビティ２６内の空気圧が事前に設定された所望のレベルに達すると、ピストン４４に対するタイヤ圧によって、前述したように、ピストンが図３Ａの閉位置に押し込まれ、キャビティへの空気流が停止する。

蠕動ポンプ組立体１６の上記の動作は、図３Ｃから理解されるように、タイヤの逆回転方向においても同様に行われる。図２Ａおよび図３Ｃにおいて、タイヤが反時計回り方向に回転すると、空気が時計回り方向１４２に送られる。図３は、そのような状態における入口組立体２８および調整弁組立体３０を示している。キャビティ２６内の圧力が事前に設定されたレベルＰregよりも低い場合、ピストン４４はばね４８によって、図示されている開位置に付勢される。ピストン導管５２は導管５４，５６に揃い、空気流が合流部４０に送られる。タイヤが反時計回り方向に回転すると、空気流が時計回り方向７４に流れ、通路２０の排気された部分が再充填される。時計回り方向の空気流は一方向弁６２を開き、空気を導管４０から通路２０内に循環させる。加圧された空気は、図３Ｂの矢印７０によって示されているように、通路２０を循環し、導管５８に入り、弁６６に当たってこの弁を開き、それによって弁６６を通ってタイヤキャビティ２６に至る。図３に示すように、空気流は、導管４０と半径方向の出口導管５８との合流点に到達すると、閉じた弁６４を通って流れることができず、その代わりに、必ず出口弁６６まで流れる。弁６６を押し開く空気流は、矢印７０によって示されているように空気をタイヤキャビティ２６内に流入させ続ける。タイヤキャビティ２６内の空気圧が、事前に設定された所望のレベルに達すると、ピストン４４に対するタイヤ圧によって、前述したように、ピストンが図３Ａの閉位置に押し込まれ、キャビティへの空気流が停止する。

図４Ａ〜図４Ｃは、調整弁組立体７８が５ポートの入口制御構成である代替実施形態を示している。本発明を実施する際にこの代替弁構成を採用してもよく、システムが特定の弁の使用に依存しないことが理解されるだろう。図４Ａでは、弁は、空気がタイヤキャビティ２６に流入しない閉位置にある。図４Ｂは、タイヤが時計回り方向に回転し空気流が反時計回り方向に流れるときに開位置にある弁を示している。図４Ｃは、タイヤが反時計回りに回転し空気流が時計回り方向に流れるときに開位置にある弁を示している。理解されるように、図４Ａ〜図４Ｃに示されている弁では、空気がシステムに流入させられ、入口組立体７６を通って調整弁組立体７８まで流れる。入口組立体７６は、フィルタ入口８０と、フィルタハウジング８４内に収容されたフィルタ本体８２とを含んでいる。フィルタ８２を通過する空気は、入口導管８６を介してピストン横導管８８に送られる。入口導管８６とピストン導管８８とが交差することによって形成される合流点９０は、代替実施形態ではピストン９２内に配置される。ピストン９２は、第１の実施形態と同様に、キャビティ２６内の圧力が、事前に設定されたレベルＰregよりも低い場合には、ばね９４によって、図４Ｂおよび図４Ｃに示されている開状態に付勢される。キャビティ２６内の空気圧がレベルＰreg以上である場合、キャビティの空気圧が付勢ばね９４に打ち勝ち、ピストン９２をシリンダ９８内で上方に、図４Ａの閉位置に移動させる。閉位置では、キャビティに空気が送り込まれることはない。

ピストンの横導管８８は、図４Ｂおよび図４Ｃの開弁状態において連結導管１００、１０２に揃い、図４Ａに示されているように弁が閉じているときには連結導管１００、１０２からずれる。４つの一方向弁１０６，１０８，１１０，および１１２が配置され、弁１０８および１１０はインライン弁を表し、弁１１２および１０６は出口弁を表している。インライン弁１０８，１１０は、合流点９０から離れるように互いに反対向きに開き、出口弁１１２，１０６は半径方向内側にタイヤキャビティ２６の方へ開く。出口弁１１２，１０６は、それぞれ通路２０に連結された出口導管１０３，１０１内に位置している。導管１０３，１０１はそれぞれ、連結導管１０２，１００と交差するとともに連結導管１０２，１００に連結され、出口弁１１２，１０６を越えて半径方向内側に連続して延び、タイヤキャビティ２６の出口端部２２，２４に至る。

図４Ａ〜図４Ｃの５ポートの弁構造の動作は、図３Ａ〜図３Ｃの２ポートの弁に関して前記したのと同様に行われる。図２Ｂ，４Ｂは、タイヤが時計回りに回転し、通路２０内に反時計回りの空気流を生じさせているときに開いている調整弁を示している。流入弁組立体７６を通って流入した空気は、導管８６によってピストン９２の合流点９０に送られる。合流点９０では、空気流は、閉じた弁１０８を通過することができず、弁１１０を開く。空気流は、通路２０内を方向１１４に循環して導管１０１内に入る。導管１０１と連結導管１００との合流点における空気流は、閉じた弁１０８を通過できず、したがって、開いた弁１０６に送られ、送られた空気流がタイヤキャビティ２６内に流入することが可能になる。

図２Ａおよび図４Ｃは、タイヤが反時計回り方向１３６に回転して、通路２０内の空気流を時計回り充填方向１１８に送っているときの調整弁の動作を示している。通路２０内の空気流１１８は、図示されているようにタイヤキャビティ２６に送られる。図２Ａおよび図４Ｃのタイヤの回転方向およびその逆の空気流方向における弁の動作は、前記したのと同様に進行する。タイヤキャビティ２６内の空気圧が、事前に設定された所望のレベルに達すると、ピストン９２に対するタイヤ圧によって、ピストンが図３Ａの閉（導管ずれ）位置に押し込まれ、キャビティへの空気流が停止する。キャビティ２６内の圧力が、事前に設定された所望のしきい値レベルよりも低いと、ピストン９２が図４Ｂまたは図４Ｃの開位置に移動し、空気は、通路２０内で、タイヤ回転方向によって決定される図示の方向に流れる。空気の送出しは、タイヤの３６０度の回転全体にわたって継続し、図示されているように、タイヤ（および車両）が順方向に移動しているかそれとも逆方向に移動しているかにかかわらずに生じる。

図５Ａ〜図５Ｄは、バイパス弁１２０を含むように変更された調整弁組立体７８の第３の代替実施形態を示している。弁１２０は、タイヤキャビティ２６内の圧力が値Ｐsetまたは値Ｐregを越えたときに逆止弁１０６，１１２が開くのを回避するように連結された、市販されているタイプの弁である。バイパス弁１２０は、キャビティ内の空気圧が圧力しきい値Ｐset以上になったときに空気をタイヤキャビティ２６内に導入不能にするようになっている。バイパス弁１２０は、キャビティ２６内の圧力が値Ｐset以上になったときに空気をいずれかの方向に導き、それによって空気を出口弁１０６，１１２に流れないようにし、さらなる空気がキャビティに導入されるのを妨げるように配置されている。バイパス弁１２０は、ピストン９２を通り導管１０１，１０３に両端部で連結されている導管に連結されている。図５Ａは、キャビティ圧力がＰregまたはＰsetよりも低い場合に、タイヤが時計回り方向に回転し、充填空気が通路２０の周りを反時計回り方向に回転する、５ポートのバイパス調整弁を示している。図５Ａ〜図５Ｄのバイパス調整器の実施形態では、ピストン９２が、導管１００，１０２に揃えられた開位置と、導管１００，１０２からずれた閉位置との間で移動しないが、すべての充填モードにおいて導管１００、１０２に揃えられたままであることに留意されたい。

図５Ａを参照すると、キャビティ圧力がＰsetよりも低く、バイパス弁１２０が閉じている。バイパス弁１２０が閉じている場合、調整弁および空気通路１８の動作は、図４Ｂの条件下の第２の実施形態を参照して前に説明したように行われる。図５Ａと図４Ｂはどちらも、タイヤの時計回りの回転と、フィルタ入口８０を介したシステムへの空気の流入（矢印１２４）と、通路２０内の空気の反時計回りの流れ（矢印１２６）を表している。図５Ｂにおいて、タイヤが反時計回りに回転し充填方向が時計回りである場合、キャビティ圧力がＰregよりも低いままである限り、バイパス弁１２０は閉じたままである。それによって、バイパス導管に沿う空気流（矢印１２８）は、閉じた弁１２０によって遮断される。したがって、図５Ｂの空気流および充填方向は、図４の調整器が動作する条件と同じ条件の下で、前記したように進行する。図５Ｂにおいて時計回り方向に循環する空気は出口弁１１２を開き、空気を方向１３０に流してタイヤキャビティに流入させるように動作する。図５Ｃにおいて、キャビティ圧力がしきい値Ｐreg以上である場合には、時計回り方向に循環している空気は出口弁１０６，１１２を迂回し、その代わりに、開いているバイパス弁１２０を通過する。したがって、弁１０６，１１２は閉じたままであり、循環する空気（矢印１２６）が弁１０６，１１２を通過してタイヤキャビティに進入することはない。図５Ｄは、タイヤが逆に時計回りに回転して空気流路が反時計回りであるときの、バイパス調整器の動作を示している。図５Ｃと同様に、図５Ｄにおけるタイヤキャビティ圧力はＰregよりも高く、それによって、バイパス弁１２０が開き、反時計回りの空気流（方向矢印１２６）が、出口弁１０６，１１２を開いて通過するのではなくバイパス弁を通過する。したがって、タイヤキャビティ内への空気流が妨げられる。それによって、バイパス調整器は、キャビティ内の圧力が、設定されたしきい値Ｐreg以上であるときには、どのような状況でもタイヤキャビティ内に空気が押し込まれることがなくなるようにする。

前記したことから、蠕動ポンプおよび調整器のシステムが、タイヤキャビティ内の空気圧を、所望の圧力以下の所望の圧力レベルに維持する手段を構成することが理解されるだろう。ポンプ組立体１６は、タイヤの屈曲領域内に含まれている細長い環状の空気通路２０を含んでいる。空気通路２０は、タイヤの屈曲領域が回転するタイヤフットプリントを通過して空気を空気通路に沿って送るときに、各部分毎に開閉するように動作可能である。ポンプ組立体は、入口合流点（３８または９０）で外気を空気通路２０内に導くように配置された空気入口組立体２８をさらに含んでいる。１対のインライン弁６２，６４（または１０８，１１０）が、流入空気流を空気通路２０内で両方向に送るように配置されている。１対の出口弁６６，６８（または１０６，１１２）の各出口弁は各インライン弁１０８，１１０の下流側に位置しており、出口弁は、各インライン弁の下流側から各インライン弁を通ってタイヤキャビティ内に至る両方向の流入空気流を導く。

入口組立体２８は、空気入口ポータルとインライン弁の上流側との間を延び、流入空気流を空気入口ポータルとインライン弁の上流側との間で導く制御導管をさらに含んでいる。ピストン４４は、弁ばねアクチュエータ４８の作用を受けて、タイヤキャビティ内の空気圧がしきい値空気圧レベルよりも高いときに、制御合流点３８を通ってインライン弁の上流側に至る流入空気流を遮断するように作動する。インライン弁および出口弁は、タイヤの順回転方向および逆回転方向によって決定される空気通路内の両方向の空気流によって選択的に開かれる。

前記した本発明の説明は、図３Ａ〜３Ｃ、図４Ａ〜４Ｃ、および図５Ａ〜５Ｄに示されているとおりであるが、本発明は、図示されている実施形態に限定されない。方向を決定するために使用される４つの逆止弁は、タイヤポンプ流路２０内のどの場所に位置していてもよく、インナーライナー表面２５に取り付けられてもよく、調整器ハウジングの表面に取り付けられてもよく、あるいは、図示されているように調整器に完全に組み込まれてもよい。このような変更は当業者の知見の範囲内である。同様に、図示されている実施形態は２ポートの調整器構成と５ポートの調整器構成を表したものであるが、本発明の範囲から逸脱することなくその他の実施形態に置き換えてもよい。必要に応じて３ポートまたは４ポートの調整器に置き換えてもよい。図示されている調整器の実施形態において、調整器内の空気流方向は常に入口フィルタ３４を通過しなければならず、常に調整器の外側におけるタイヤの回転とは逆方向でなければならないことにさらに留意されたい。バイパス調整器の実施形態では、バイパス導管が、高圧の圧縮空気をタイヤに送り込む２つの逆止弁、すなわち、出口弁１０６，１１２を連結することをさらに理解されたい。充填モードの間、タイヤキャビティ内の空気圧がＰregよりも低い限り、空気がバイパス通路を通って流れることはできない。したがって、空気は出口逆止弁を押し開けて空気をタイヤに送り込むように向けられる。タイヤが必要な圧力に達すると、空気はバイパス弁を通って流れることができる。したがって、空気は通路２０の周りを循環し、調整器バイパス通路を通過し、圧縮されない。したがって、タイヤキャビティが過度に充填されることが防止される。したがって、インライン弁と排出弁との間に位置するバイパス弁は、タイヤキャビティの圧力がＰsetよりも高いときにバイパスを形成し、キャビティの圧力がＰsetよりも低いときにキャビティ内に空気を導入する。それによって、タイヤは、システムの誤動作によって連続的に膨張し続けるのを防止される。

可逆性の蠕動ポンプおよびタイヤ組立体は、任意の空気ポンプ通路の構成に対して作用するとともに、３６０度までのタイヤの環状外周に対する通路の角度に対して作用する。システムは、組み込まれた空気通路、または硬化後に取付けられたチューブ形通路について機能する。インライン弁および出口逆止弁は、調整器ハウジング構成に組み込まれてもよい。バイパス調整器（第３の実施形態）と入口制御調整器（第１および第２の実施形態）の両方を採用可能である。さらに、空気流経路の中間部において空気の死体積（dead volume）が生じることはない。空気流の経路同士は対称的であり、機能を損なわずに入口と出口を相互に交換してもよい。

本明細書中に記載した本発明の説明を考慮しつつ、本発明の変形例を構成することが可能である。本発明を例示するために、代表的な実施形態および詳細を示したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずにそれらに様々な変更および修正を施し得ることが明らかであろう。したがって、前記した特定の実施形態に、特許請求の範囲によって定義される本発明の対象となる全範囲内における変更を施してよいことを理解されたい。

１２ サイドウォール
１４ トレッド
１６ 蠕動ポンプ組立体
２０ 空気通路
２６ タイヤキャビティ
２８，７６ 入口組立体
３２ 入口
３８ 入口合流点
４２ 弁ハウジング
４４ 弁ピストン
４６ シリンダ
４８ ばね
６２、６４，１０８，１１０ インライン弁
６６，６８，１０６，１１２ 出口弁
７８ 調整弁組立体
８０ フィルタ入口
８２ フィルタ本体
８４ フィルタハウジング
８８ ピストン導管
９０ 合流点
９２ ピストン
１２０ バイパス弁
１３４ 接地部分（フットプリント）
１３７ 部分（セグメント）

Claims (16)

1. 空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体において、
   タイヤキャビティと、各々が第１および第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域まで延びる第１および第２のサイドウォールとを有するタイヤと、
   前記タイヤの屈曲領域内に含まれている細長く実質的に環状の空気通路であって、前記タイヤの前記屈曲領域が、回転するタイヤの接地部分を通過して空気を前記空気通路に沿って送るにつれて、各部分毎に開閉するように動作する前記空気通路と、
   流入空気通路合流点の所で前記空気通路に連結されて、前記空気通路と空気流通可能に連通し、流入空気を前記タイヤの外部から前記空気通路内に導くように動作可能な空気入口組立体と、
   前記入口組立体と空気流通可能に連通するように、前記流入空気通路合流点の両側に位置する、実質的に一列に並ぶ１対のインライン弁であって、互いに反対の向きにそれぞれ選択的に開いて、流入空気流を上流側から下流側に送り、前記空気通路に流入させるように動作可能な、１対のインライン弁と、
   各々が、前記各インライン弁の下流側と空気流通可能に連通するように位置し、選択的に開いて前記流入空気流を前記各インライン弁の下流側から前記タイヤキャビティに導くように動作可能な１対の出口弁と、
   前記インライン弁の下流側同士の間を延びるバイパス弁であって、タイヤキャビティ圧力が、予め設定された圧力レベルよりも高い場合に開いて、前記流入空気流が前記出口弁を通って前記タイヤキャビティに流れるのを回避させ、タイヤキャビティ圧力が前記予め設定された圧力レベルよりも低いときに閉じるように動作可能なバイパス弁と、
   を有することを特徴とする、空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
2. 前記空気通路は、タイヤサイドウォール内の実質的に周方向の、包囲された位置の内部を環状に延びている、請求項１に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
3. 前記出口弁の各々は、前記各インライン弁の下流側に隣接して近接する位置関係に配置されている、請求項１に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
4. 前記出口弁は開いて、出口空気流を実質的に半径方向に前記タイヤキャビティまで導く、請求項３に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
5. 前記バイパス弁は両方向に開いて、前記バイパス弁の開状態において前記空気通路内でバイパス空気流が両方向に流れるのを可能にする、請求項４に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
6. 前記バイパス弁は、前記各インライン弁の下流側と前記各出口弁の上流側との間で前記空気通路にそれぞれ連結される、互いに向かい合うバイパス弁端部を有する、請求項５に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
7. 前記バイパス弁が前記開状態のときに前記バイパス弁を通過する空気流の方向は、前記タイヤの選択的な回転方向によって決定される、請求項６に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
8. 前記出口弁は、前記インライン弁のそれぞれの下流側の空気圧に応じて開閉する、請求項７に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
9. 空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体において、
   タイヤキャビティと、各々が第１および第２のタイヤビード領域からタイヤトレッド領域まで延びる第１および第２のサイドウォールとを有するタイヤと、
   前記タイヤの屈曲領域内に含まれている細長く実質的に環状の空気通路であって、前記タイヤの前記屈曲領域が、回転するタイヤの接地部分を通過して空気を前記空気通路に沿って送るにつれて、各部分毎に開閉するように動作する前記空気通路と、
   入口合流点の所で前記空気通路に連結されて、流入空気を前記タイヤの外部から前記空気通路内に導くように動作可能な空気入口組立体と、
   前記入口組立体と空気流通可能に連通するように、前記入口合流点の両側に位置する、実質的に一列に並ぶ１対のインライン弁であって、互いに反対の向きにそれぞれ選択的に開いて、流入空気流を上流側から下流側に送り、前記空気通路に流入させるように動作可能な、１対のインライン弁と、
   各々が、前記各インライン弁の下流側と空気流通可能に連通するように位置し、選択的に開いて前記流入空気流を前記各インライン弁の下流側から前記タイヤキャビティに導くように動作可能な１対の出口弁と、
   前記インライン弁の下流側同士の間を延びるバイパス弁であって、タイヤキャビティ圧力が、予め設定された圧力レベルよりも高い場合に開いて、前記流入空気流が前記空気通路から前記出口弁を通って前記タイヤキャビティに流れるのを回避させ、タイヤキャビティ圧力が前記予め設定された圧力レベルよりも低いときに閉じるように動作可能なバイパス弁と、
   を有することを特徴とする、空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
   
10. 前記空気通路は、タイヤサイドウォール内の実質的に周方向の、包囲された位置の内部を環状に延びている、請求項９に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
11. 前記出口弁の各々は、前記各インライン弁の下流側に隣接して近接する位置関係に配置されている、請求項１０に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
12. 前記出口弁は開いて、出口空気流を実質的に半径方向に前記タイヤキャビティまで導く、請求項１１に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
13. 前記バイパス弁は両方向に開いて、前記バイパス弁の開状態において前記空気通路内でバイパス空気流が両方向に流れるのを可能にする、請求項１２に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
14. 前記バイパス弁は、前記各インライン弁の下流側と前記各出口弁の上流側との間で前記空気通路にそれぞれ連結される、互いに向かい合うバイパス弁端部を有する、請求項１３に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
15. 前記バイパス弁が前記開状態のときに前記バイパス弁を通過する空気流の方向は、前記タイヤの選択的な回転方向によって決定される、請求項１４に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。
16. 前記出口弁は、前記インライン弁のそれぞれの下流側での空気圧に応じて開閉する、請求項１５に記載の空気を維持するタイヤ・ポンプ組立体。

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