JP6688842B2 - 包括的タイヤ空気圧保全システム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ空気圧保全システムに関し、特に、その相乗効果が包括的タイヤ空気圧保全システムを結果としてもたらす、５つのサブシステムに関係する。

タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）は、現在、米国で販売されているすべての新車に必要とされている安全機能である。実質的に、市場におけるＴＰＭＳ設計はすべて、リムの内部に設置され、バルブステムのベースに付けられている、センサーを含む。センサーにアクセスする唯一の方法は、車輪からタイヤを取り外すことである。車輪からタイヤを取り外すことは、一般的に非常に困難な作業である。日曜大工（Ｄｏ−Ｉｔ−Ｙｏｕｒｓｅｌｆ）に熱心な人であっても、センサーにアクセスするために、高度で、専門的な、高価なタイヤ取り外しツールを必要とするだろう。

センサーにアクセスする能力は、市場でのＴＰＭＳ設計における固有の問題が原因で重要である。現在、ほとんどのセンサーには、センサーユニット内に収納且つ密封されている内蔵バッテリーがある。これらのバッテリーは、寿命が限られており、これによって、センサーの寿命が制限されている。バッテリーが無くなるときに、自動車の所有者は、地域の安全基準によって、センサーを取り替えて、それを再び設置しなければならない。そのような法律の代わりに、所有者は、個人の安全性の理由で、ＴＰＭＳユニットを取り替えることを決心するかもしれない。これは、自動車の所有者にとって大きな出費であり、比較的低コストのバッテリーを取り替える繰り返しの必要性によって引き起こされる。定期的に低コストの部品を取り替えるための使用中の設計の必要性によって、他の耐久性のある監視センサーは使い捨ての高コストの商品に変わってしまった。

さらに、商用および軍用の車両には、圧力下のタイヤを再膨張させる内蔵の空気圧縮機を備えるものもある。また、消費者向けに、一定の目標タイヤ空気圧を維持するよう特別に設計されている、自己膨張タイヤもある。また、ランフラットタイヤの設計および導入によって、ドライバーは、十分な空気圧を維持することができない損傷した又はパンクしたタイヤで、有限速度での有限距離の運転の継続が可能となっている。

自己膨張タイヤ（ＳＩＴ）は、典型的に、タイヤを再膨張させるために外部の送達システムを利用する。商用車および軍事的利用では、空気をタイヤに送達するホースを介して空気を供給する、内蔵の空気圧縮機を使用している。そのような構成は、自動車および軽車両の適用には実用的ではない。

自動車用の自己膨張タイヤにおける最近の革新には、タイヤのリップと車輪のリムとの間に置かれる蠕動ポンプの使用が伴う。車輪は、回転すると、空気をタイヤへ押し込み、感圧式バルブ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｖａｌｖｅ）によって調節される。自動車および軽車両への適用のための見事な解決策として（Ｗｈｉｌｅ）、この設計には、蠕動ポンプを収納または統合することができるカスタマイズされたリムまたはタイヤのいずれかを必要とする。

ランフラットタイヤは、タイヤが損傷した後にドライバーが運転し続けることを可能にするように設計されている。３つの基本設計は、セルフシールする、自己支持する（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）、および補助支持された（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）ものである。

セルフシールするタイヤは、小さなパンクを修復するために特別な内部ライナーまたは密封材のいずれかを使用する。この設計の有効性は、小さなタイヤのパンクまたは穴が生じた後に空気が逃げることを防ぐかまたは遅らせることに限定されている。また、セルフシールするタイヤには、すべての新車に必要とされる特徴である、タイヤ空気圧監視センサーを損傷しかねない密封材をしばしば使用する。

自己支持するタイヤは、タイヤの空気が抜けた（ｄｅｆｌａｔｅｄ）ときに自動車の重量を支持するように設計されている、より厚い側壁を利用する。設計の変更は、タイヤのハンドリングタングに悪い影響を与える。パンクを持ちこたえた後に、これらのタイヤは、有限速度で有限距離を駆動され得るだけである。また、これらのタイヤには、典型的に、２０％乃至４０％の重量ペナルティー（ｗｅｉｇｈｔ ｐｅｎａｌｔｙ）がある。さらに、空気が抜けた状態での運転は、タイヤの完全性を損ない、タイヤを、修復または再使用することができない。補助支持されたタイヤには、タイヤの空気が抜けたときにリムの内部に付けられ、自動車の重量を支持する、重量支持材料のリングがある。この材料は、リムの側壁より高いが、適切に膨張したタイヤの内周に触れるほど十分には高くない。この設計には、補助支持に適応するために、特別なタイヤとしばしば特別なリムの両方を必要とする。この設計はまた、著しい重量ペナルティーを引き起こし、有限速度での有限距離の運転が可能なだけである。

上に言及されるように、タイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）は、米国で販売されている新車のすべてに現在必要とされている安全機能である。実質的に、市場におけるＴＰＭＳ設計はすべて、リムの内部に設置されているセンサーを含み、これは、自動車の電子情報ネットワークにリアルタイムのタイヤ空気圧のデータを伝送する。幾つかのより高価な車両では、タイヤ空気圧のデータは、各車輪の位置およびタイヤ空気圧のビジュアル画像を表示する内蔵スクリーンを介してグラフで提示される。しかしながら、多くの自動車では、表示されるデータは、タイヤの１つ以上が２５％以上空気が抜けた（ｕｎｄｅｒ−ｉｎｆｌａｔｅｄ）ときに信号を送る、単一の表示灯に要約される。この設計は、ＴＲＥＡＤ Ａｃｔの下で義務下された安全規制を満たすが、簡易な警戒灯は、実際のタイヤ空気圧、影響を受ける車輪の数、または空気が抜けたタイヤの車輪位置を伝えない。この設計ではまた、過膨張または２５％の閾値より下の空気の抜けの信号が送られない。結果的に、警戒灯によってドライバーは最適なタイヤ空気圧をモニターする且つ管理することができず、これは、安全性および燃料効率の両方に影響を与える。

一旦警戒灯が点くと、ドライバーは、どのタイヤに再膨張が必要であるかを決定するために、タイヤ空気圧力計をまだ使用しなければならない。タイヤ空気圧および位置情報を表示する、より高コストのシステムでさえ、タイヤを膨張させるときに圧力計にまだ依存しなければならない。ディスプレイは、自動車のダッシュボードに組み込まれているため、タイヤが膨張しているときに視界には入らず、そのため、タイヤ空気圧をモニタリングするために空気圧力計を使用しなければならない。典型的には、携帯型の機械式圧力計およびサービスステーションの空気ホースは、１０％乃至１５％不正確であり得る。

これらの問題に対処するために、提案された解決策は、ｉ）各タイヤの圧力を特定するための手頃な代替策、およびｉｉ）目標タイヤ空気圧をその推奨される膨張レベルに自動的に設定することによって、各々タイヤを最適な膨張まで正確に膨張させること、およびｉｉｉ）ａ）目標空気圧が達成されるとシグナルを送ること又はｉｉｉ）ｂ）電子制御レギュレーターを使用することによって、推奨される目標までの空気圧の範囲を定めることである。さらに、ｉＶ）各車輪のタイヤ空気圧は、車輪アセンブリに何かを物理的に付ける必要なく、または自動車を起動させる必要なく、遠隔で（自動車のキャビンの外側）および無線で視認され得る。

それ故、センサーがタイヤの内部領域に取り付けられ、バッテリーがタイヤの外部に取り付けられる、ＴＰＭＳが必要とされている。そのようなＴＰＭＳを増強させるために、本発明のＴＰＭＳとともに使用するためのチューブ型乾電池バッテリーも必要とされている。また、一度空気圧が理想的な目標空気圧範囲から外れると、タイヤを再膨張させる必要もある。さらに、自己膨張するランフラットタイヤを提供する必要もある。車両に関係するタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）を利用する、膨張中にタイヤ空気圧をモニタリングするための装置も必要とされている。

それ故、上に直接言及されるようなサブシステムの各々が必要とされる一方で、これらのシステムの相乗効果には、結果として、本発明のサブシステムのすべてを組み込む包括的タイヤ空気圧保全システムを必要とする。本発明のサブシステムのすべてよりも少ない実質的にあらゆる組み合わせから恩恵が得られることが確かに認識されるだろう。

本発明は、サブシステムのうちの５つを組み込む包括的タイヤ空気圧保全システムである。

本発明の教示によると、自動車両とともに使用するための包括的タイヤ空気圧保全システムが提供され、該システムは：（ａ）外付けしたバッテリーを備えるＴＰＭＳ；（ｂ）バルブステム上の配置のために構成されたチューブ型バッテリーであって、該バルブステムが前記チューブ型バッテリーの前記配置に適応するように構成された、チューブ型バッテリー；（ｃ）自己膨張するランフラットタイヤ装置；（ｄ）自己膨張する圧力を最適化するタイヤ装置；および（ｅ）無線タイヤ空気圧力計、を含む。

また、本発明の教示によって、タイヤが取り付けられた車輪とともに使用するための外付けしたバッテリーを備えるＴＰＭＳが提供され、該ＴＰＭＳは、（ａ）外付けしたバッテリーの配置に適応するように構成されたバルブステム；（ｂ）前記バルブステム上の配置のために構成されたバッテリー；および（ｃ）バルブステムベースを介して、車輪上に取り付けたタイヤの組み合わせによって定義された内部領域へと通る、ワイヤーであって、バッテリーと前記内部領域に配置されたＴＰＭＳセンサーとの間で電気通信を提供するための、ワイヤー、を含む。

本発明の教示によると、前記バッテリーは、軸貫通孔を有して構成されたチューブ型バッテリーである。

また、本発明の教示によると、チューブ型バッテリーが提供され、該チューブ型バッテリーは、（ａ）外部ケーシング；および（ｂ）軸貫通孔、を含む。

本発明の教示によると、チューブ型バッテリーは、バルブステム上の配置のために構成され、該バルブステムは、前記チューブ型バッテリーの前記配置に適応するように構成される。

また、本発明の教示によると、タイヤ空気圧センサーシステムを有する自動車両の車輪上に取り付けられたタイヤとともに使用するための、自己膨張するランフラットタイヤ装置も提供され、該自己膨張するランフラットタイヤ装置は、（ａ）タイヤの内容積に配置された加圧空気だめ；および（ｂ）前記内容積を満たし、それにより、タイヤを再膨張させるために、前記加圧空気だめから加圧空気を受けるように構成された膨張式浮き袋、を含む。

本発明の教示によると、自己膨張するランフラットタイヤ装置の様々な構成要素間の空気の流れを制御するためのレギュレーターが提供される。

本発明の教示によると、前記レギュレーターは、以下の少なくとも１つを制御するように構成される：（ａ）バルブステムから内部タイヤ容積までの空気の流れ；（ｂ）前記バルブステムから前記空気だめまでの空気の流れ；（ｃ）前記空気だめから前記内部タイヤ容積までの空気の流れ；（ｄ）前記空気だめから膨張式浮き袋までの空気の流れ；（ｅ）空気を放出するための、前記内部タイヤ容積から前記バルブステムへの空気の流れ；および（ｆ）浮き袋の空気を抜くための、前記浮き袋から前記バルブステムまでの空気の流れ。

本発明の教示によると、前記レギュレーターは、遠隔で制御されるように構成される。また、本発明の教示によると、タイヤ空気圧センサーシステムを有する自動車両の車輪に取り付けられたタイヤとともに使用するための、自動的な自己膨張する圧力を最適化するタイヤ装置も提供され、該自己膨張する圧力を最適化するタイヤ装置は、（ａ）タイヤの内容積に配置された加圧空気だめ；および（ｂ）わずかな空気の損失を補正するべく、最適な予め決められたタイヤ空気圧を維持するように、前記加圧空気だめと前記内容積との間の空気の流れを制御するための、レギュレーター、を含む。

また、本発明の教示によると、ＴＰＭＳを有する自動車両とともに使用するための無線タイヤ空気圧力計も提供され、該無線タイヤ空気圧力計は、（ａ）車両のＴＰＭＳの送信ユニットに調整されたＲＦ受信機；および（ｂ）目標空気圧および実際の空気圧の少なくとも１つを表示するように構成された、ディスプレイスクリーン、を含む。

本発明の教示によると、前記ＲＦ受信機と前記ディスプレイスクリーンは、キーフォブへと統合される。

本発明の教示によると、前記ＲＦ受信機と前記ディスプレイスクリーンは、膨張の間にバルブステムに物理的に付けられる、電子タイヤ空気圧力計とレギュレーターの組み合わせにおいて構成される。

また、本発明の教示によると、タイヤ空気圧センサーシステムを有する自動車両の車輪に取り付けられたタイヤとともに使用するための自己膨張するランフラットタイヤ装置を動作させるための方法も提供され、該方法は、（ａ）タイヤの内容積内に、（ｉ）加圧空気だめ；（ｉｉ）前記内容積を満たし、それにより、タイヤを再膨張させて、操作可能なタイヤ空気圧を維持するために、前記加圧空気だめから加圧空気を受けるように構成された、膨張式浮き袋；（ｉｉｉ）自己膨張するランフラットタイヤ装置の様々な構成要素間の空気の流れを自動的に制御するように構成された、レギュレーター、を配置する工程；および（ｂ）タイヤ内の空気圧の損失後に、前記レギュレーターを、前記空気だめと前記膨張式浮き袋との間の空気の流れを制御するように自動的に動作させる工程、を含む。

また、本発明の教示によると、タイヤ空気圧センサーシステムを有する自動車両の車輪に取り付けられたタイヤとともに使用するための自己膨張する圧力を最適化するタイヤ装置を動作させるための方法も提供され、該方法は、（ａ）タイヤの内容積内に、（ｉ）加圧空気だめ；および（ｉｉ）前記加圧空気だめと前記内容積との間の空気の流れを自動的に制御するために構成された、レギュレーターを配置する工程；および（ｂ）予め決められた閾値より下のレベルまでの前記内容積内の空気圧の損失後に、前記内容積中の空気圧を最適なタイヤ空気圧範囲内に戻すように、前記レギュレーターを、前記空気だめとの間の空気の流れを制御するように自動的に動作させる工程、を含む。

本発明は、ほんの一例として、添付の図面を参照して、本明細書に記載される。

バルブステムおよびキャップを含む当該技術分野のＴＰＭＳシステムの現状の例である。 バッテリーが配置されずに示された、本発明の教示によって構築され、操作可能な、バルブステムの概略図である。 配置中に示された、本発明の教示によって構築され、操作可能な、バッテリーモジュールの第一変形の概略図である。 配置後に示された、図３Ａのバッテリーモジュールの概略図である。 配置中に示された、本発明の教示によって構築され、操作可能な、バッテリーモジュールの第二変形の概略図である。 配置後に示された、図４Ａのバッテリーモジュールの概略図である。 バルブコア上にねじ山を刻設することができる（ｔｈｒｅａｄａｂｌｅ）ように、チューブ型形状およびチューブの内部表面上のねじ山（ｔｈｒｅａｄｓ）を例証する一般的なバッテリーモジュールの概略切断図である。 本発明の教示による、バッテリーモジュールのさらなる変形の概略横断面図である。 図６のバッテリーモジュールの詳細を示す概略横断面図である。 図６のバルブステムベースの上部に構成されたバッテリーコネクターの詳細を示す概略平面図である。 本発明のバッテリーモジュールのための盗難防止機能の１つの考えられ得る手段の詳細を示す概略等角図である。 本発明のバッテリーモジュールのための盗難防止機能の１つの考えられ得る手段の詳細を示す概略側面図である。 本発明の教示によって構築され、操作可能な、ＴＰＭＳシステムの代替実施形態の概略等角図である。 本発明の教示によって構築され、操作可能な、チューブ型乾電池バッテリーの一般的な概略等角図である。 図１０Ａのチューブ型乾電池バッテリーの構造の変形を示す概略断面図である。 図１０Ｂのチューブ型乾電池バッテリーに概略平面図である。 図１０Ｂのチューブ型乾電池バッテリーに概略平面図である。 図１０Ａのチューブ型乾電池バッテリーの構造の変形を示す概略断面図である。 リム上のタイヤの内部に取り付けられて示された、本発明の教示によって構築され、操作可能な、自動的に膨張式のランフラット装置の概略断面図である。 図１１Ａの膨張式のランフラット浮き袋の詳細の概略断面図である。 図１１Ａの実施形態のＴＰＭＳの詳細の概略図である。 キーフォブとして例証された、タイヤ膨張監視装置の第１の好ましい実施形態の概略図である。 無線電子携帯型タイヤ空気圧力計として例証された、タイヤ膨張監視装置の第２の好ましい実施形態の概略図である。

本発明は、サブシステムのうちの５つを組み込む包括的タイヤ空気圧保全システムである。

本発明による包括的タイヤ空気圧保全システムおよびそのサブシステム原理および操作は、図面および付随する記載を参照してより理解され得る。

前置きとして、本発明の包括的タイヤ空気圧保全システムの、外部バッテリーとともに使用するために構成されたバルブステムの例示的な実施例が、添付図面の図２−８に示される。本発明の代替実施形態によるＴＰＭＳの例示的な実施例は、添付図面の図９に示される。

本発明の包括的タイヤ空気圧保全システムの、本発明のバルブステムとともに使用するためのチューブ型バッテリーの例示的な実施例が、添付図面の図１０Ａ−１０Ｅに示される。

ランフラット浮き袋、加圧空気だめ、およびそのような浮き袋および加圧空気だめとともに使用するための空気レギュレーターの例示的な実施例が、添付図面の図１１Ａ−１１Ｃに示される。

タイヤ膨張監視装置の例示的な実施例が、添付図面の図１２および１３に示される。

これらのサブシステムの構造および機能ならびに本発明の包括的タイヤ空気圧保全システムを結果としてもたらす相乗効果は、図面および付随する記載から明らかになる。

ここで図面を参照すると、図１は、当該技術分野ＴＰＭＳ ２の現状の例を例証する。それは、内蔵バッテリー６を備えるセンサーボディ４、バルブステム８、およびバルブコア１０とバルブキャップ１２を含む。上に議論されるように、ＴＰＭＳ ２のバッテリーがタイヤの内部で配置されるセンサーボディ内に位置付けられるために、バッテリーを交換するためにタイヤを取り外さなければならないことが認識されるだろう。

本発明の第１サブシステムのＴＰＭＳは、バッテリーから、内部領域に配置されたＴＰＭＳセンサーへの電気通信を提供するように、バッテリー、およびバルブステムベース１０２を通って車輪上に取り付けたタイヤの組み合わせによって定義された内部領域へと通るワイヤー１１０および１１２のための取付け手段を有して構成された、図２に例証されるような、修正されたバルブステム１００を含む。

図３Ａおよび３Ｂは、バルブステムベースの側面と同一平面上にあるバッテリーモジュール１２０を例証する。図３Ａが配置中のバッテリーモジュール１２０を例証し、一方で図３Ｂが配置後のバッテリーモジュール１２０を例証していることは容易に理解されるだろう。

図４は、バッテリーモジュールの側面がバルブステムベース１０２に重なり、それによって、より好適な防水密封を提供する、バッテリーモジュール１２０’を例証する。図４Ａが配置中のバッテリーモジュール１２０’を例証し、一方で図４Ｂが配置後のバッテリーモジュール１２０’を例証していることも容易に理解されるだろう。

図５は、バルブコア１０４上にねじ山を刻設することができるようにチューブ型形状である及びチューブの内部表面上でねじ山が刻設される、図３Ａおよび３Ｂのバッテリーモジュール１２０のような、一般的なバッテリーモジュールの例の切断図を例証する。チューブ型バッテリーが最適な構成であり得るが、バッテリーをバルブステムまたは他の容易にアクセス可能な位置（図９を参照）に又はそのまわりに配置することが可能な、実質的にあらゆるバッテリー構成が、本発明の範囲内であることが容易に認識されるだろう。さらに、チューブ型バッテリーモジュールを備えていても、バッテリー自体は、完全な３６０°を包含する必要はない。すなわち、本発明の教示によるチューブ型バッテリーモジュールは、標準サイズの共通のバッテリーを保持するように設計された１つ以上のバッテリーコンパートメントを有して構成されてもよい。あるいは、本発明の教示によるチューブ型バッテリーモジュールは、その輪郭が３６０°未満の円弧を包含する半チューブ型バッテリーを保持するように構成されてもよい。

図６は、バッテリーモジュール２２０の底部２２２がバルブステムベース２０２に重なる、本発明のＴＰＭＳの変形を例証する。図６はまた、バルブステムベース２０２の階段状領域２０６および２０８、およびバッテリーモジュール２２０とバルブステムベース２０２の相互接続のためにねじ山が刻設され得るバッテリーモジュール２２０の２２６および２２８を例証する。例証されるようなバルブステムベース２０２の階段状領域２０６および２０８、およびバッテリーモジュール２２０の２２６および２２８のいずれか１つ又はその両方が、単一の完成したユニットにおけるねじ山を有して構成されてもよいことを留意されたい。

図７Ａは、バッテリーモジュールとバルブステムベースとの間の電気接続を提供するための１つの考えられ得る手段を示す、完全に包まれたバッテリーモジュール３２０を例証する。ここに示されるように、タング３３０および３３２（これらは正および負のバッテリー端子に相当する）は、バッテリーモジュール３２０の底部から伸張する。図７Ｂで例証されるように、対応する同心円状の接触リング３３０’および３３２’は、バルブステムベースの上部に構成され、順に、図２の素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）１１０および１１２として例証されるような電力リードワイヤーに接続される。

図８Ａおよび８Ｂは、本発明のバッテリーモジュールの盗難防止機能を提供するための１つの考えられ得る手段を例証する。バッテリーモジュールがバルブステム上へとねじ山を刻設されると、タング（３３０および３３２として上に例証されたものなど）が、逆転防止ノッチ（ａｎｔｉ−ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ ｎｏｔｃｈｅｓ）１４０を通り過ぎることが認識されるだろう。一旦バッテリーモジュールがバルブステムベース１０２上に完全にねじ山を刻設されると、タングは電気接点１４２にとどまり、それによって、タイヤの内部へと通るワイヤーと接触する。

上に記載されるように、本発明のＴＰＭＳサブシステムは、リムの外部にあるバルブステムの首部へと統合されるような、革新的な形状を有するバッテリーを含む。バッテリーおよびバルブステムの両方の外表面は、保護的な、断熱されたコーティングを有して構成されてもよい。バルブステムは、保護的な、断熱されたコーティングへと完全に統合されるワイヤリング（ｗｉｒｉｎｇ）を有する。これらのワイヤーは、バッテリーの正および負の端子から、リムの内部にある、バルブステムのベースの底部に伸張する。ＴＰＭＳは、それ故、リムにおいて内部に位置付けられ、バルブステムのワイヤリングが、内部に取り付けたセンサーから外部バッテリーまで間の電気通信を提供するような方法で、バルブステムのベースに付けられる。

外部バッテリーは、バルブステムへと完全に統合され、完全にアクセス可能であり、取外し可能であり、および交換可能である。単純なツイスト運動によって、電池は取り外され、これは、バルブステム上へとねじ山を刻設される。

交換用バッテリーは、バルブステム上に手によって同様にねじ山を刻設され得、バッテリー端子がバルブステムのワイヤリングと適切に一列に並ぶときに、適所へとカチッとロックされ得る（ｃｌｉｃｋ−ｌｏｃｋｅｄ）。

バッテリーが取り外されるときに、バッテリー上の接触端子が、分離されるように設計されてもよい。これらの端子は、バッテリーが設置されているときに適所へとロックし、取外し／交換のためにバッテリーを放出するために分離する。この設計の特微は、バッテリーが一度取り外されると、バッテリーを動作不能にするように意図されている。この特徴の目的は、小さな部品の盗難を防止することである。バッテリーは、一度取り外されると、もはや機能しない。

本発明のＴＰＭＳのさらなる変形は、以下を含んでもよい：
１．完全に包まれる。ハウジングは、バッテリーの外部の側面、上部、および底部を覆い得る。内部壁の表面は、直接コーティングされてもよいし、されなくてもよい。内壁は、素子からの保護のためにバッテリーの上端部および下端部の密封に依存し得る。
２．取り外し不可能なハウジング。そのような設計では、交換部品はバッテリーだけである。交換用電池は、再利用可能な包装に適合する。
３．包まれたユニットは、バルブステム上へとねじ山を刻設する。バルブステムの長さに沿ってねじ山を刻設する代わりに、ユニットは、その終点（上部または底部）でバルブステムに付けられる。包装またはバッテリー自体のいずれかは、バルブステムに付けられる。
４．バッテリー及び／又は包装ユニットの長さは、バルブステムの長さに依存して変わる。バッテリーのサイズが変わる場合、バッテリーは、一定幅を維持するがより大きなミリアンペア・アワーを提供し得るか、またはバッテリーの外形が、長くなるにつれ、より薄くされ得る。これによって、全体的なユニットは、より薄い幅を有することができるだろう。結果的に、バルブステムは、その長さが長いほど、より薄くされ得る。
５．パワーユニットは、内蔵の盗難防止機構を有するように設計されている。パワーユニットは、盗難に対する懸念なしで設計され得る。そのような場合、パワーユニット（バッテリーでもハウジングユニットでもない）は、取り外されるときに損傷を受けない。
６．ユニット上の接点は、ユニットまたはバッテリーが取り外されるときに分解するように設計されている。設計が取り外し不可能なハウジングを使用する場合、分解接点（ｂｒｅａｋａｗａｙ ｃｏｎｔａｃｔｓ）は、ハウジングユニットの必須部分である。バッテリーが取り外し可能な設計を利用する場合、接点はバッテリーの必須部分である。
７．バルブステムベースユニットに組み込まれるバッテリー接点ポイント及び／又は接触タブは、バッテリーの底部、上部、または側壁に位置付けられ得る。

図９は、本発明のＴＰＭＳの第２の代替例を例証し、その中で、センサーユニット５２は、車輪の外部からアクセス可能なレセプタクル５４に配置された電池とともに車輪５０の内部領域に直接取り付けられる。レセプタクル５４が、思いがけない看者（ｃａｓｕａｌ ｏｎｌｏｏｋｅｒ）に気付かれないようにするカバーを含んでもよいことが認識されるだろう。

図１０Ａ−１０Ｅで例証されるような、本発明の第２のサブシステム、チューブ型乾電池バッテリー４００に関して、チューブ型乾電池バッテリー４００のまさに特有の特徴は、軸貫通孔４０２であり、これによって、本発明のバルブステム上のバッテリーの配置が可能になる。バッテリー４００が、シリンダーとして本明細書に例証され、「チューブ型」として引用されているが、これらが例のみとして意図されていることが認識されるだろう。バッテリーケースの外側輪郭が、限定されないが、四角形、矩形、および長方形などの実質的にあらゆる適切な輪郭を有して構成されてもよいことを理解されたい。

正または負の接点が、特定用途の設計要件に従ってバッテリーの表面の実質的にいかなる場所にも構成され得ることは、当業者によって容易に理解されるだろう。

幾つかの変形は、以下を含んでもよい：
・ 図１０Ａで例証されるように、軸貫通孔４０２の表面は、第一接点（例えば正）として構成されてもよく、バッテリーの外部表面４０４は、第二接点（例えば負）として構成されてもよい。
・ 図１０Ｂ−１０Ｃで例証されるように、両接点は、同心円としてバッテリーの一端で構成されてもよい。
・ 図１０Ｅで例証されるように、バッテリーの各端部は、接点として構成されてもよい。

本発明のチューブ型バッテリーが恩恵を得るために使用され得る適用は多岐にわたるが、そのようなチューブ型バッテリーが、外部バッテリーを備えるＴＰＭＳとともに使用するために直接適用されることは容易に認識されるだろう。そのような適用では、バッテリーの形状は、バルブステムのまわりの環として適合する中空円筒である。バルブステムは、一体化した正／負の接触端子を有し、そこでバッテリーと相互作用する。

本発明の第３のサブシステムは、自己膨張するタイヤをランフラット特徴と組み合わせる、図１１Ａ−１１Ｃで例証されるような、自己膨張するランフラットタイヤ装置５００に関連する。本発明の自己膨張するランフラットタイヤは、特別に設計されたタイヤまたはプロプラエタリリムを必要とせず、ほとんどの標準的なタイヤおよびリムの組み合わせ上で改良が可能であり、内蔵の空気圧縮機の使用も必要としない。

基本設計は、タイヤ５１０の内容積中の加圧空気だめ５０２の配置を含む。加圧空気だめ５０２は、限定されないが、パンクなどのタイヤ空気圧の急な損失の発生後に、タイヤを再膨張させるためにタイヤ空洞を充填し、操作可能な、または恐らく最適な、タイヤ空気圧を維持しようとし得る膨張式浮き袋５０４へと放出され得る、加圧空気を蓄えるように構成される。加圧空気だめは、防護布で包まれているタイヤ「インナチューブ（ｉｎｎｅｒ ｔｕｂｅ）」に類似した材料から構築され得る。防護布が、特定の輪郭を有する加圧空気だめを包含するように構成され得ることが認識されるだろう。代替的に、加圧空気だめ５０２は、限定されないが、キャ二スターまたは環状容器などの、固形の、または非弾性の材料から構築されてもよい。周囲のタイヤ空洞５１２、加圧空気だめ５０２、および膨張式浮き袋５０４のタイヤ空気圧は、ＴＭＰＳ装置５５０に接続された圧力センサーによってモニタリングされ、電子レギュレーター５５２によって制御される。

膨張されていない浮き袋５０４は、加圧空気だめ５０２の上部および側面を覆う。浮き袋の材料設計も、タイヤのインナチューブに類似する。レギュレーター５５２は、浮き袋５０４と加圧空気だめ５０２との間の流体連通（空気の流れ）を制御する。非常に低い空気圧または内部タイヤチャンバー５１２の周囲の空気圧の急速な減少は、レギュレーター５５２が、空気を加圧空気だめ５０２から浮き袋５０４へと放出する引き金となる。空気を充填された浮き袋は、効果的に、パンクしたタイヤを支持するために膨張する内部チューブになり、それによって、ドライバーは、引き続き、ランフラットモードで妨げられない。損傷を受けたタイヤは、損傷したチューブレスタイヤからチューブ構成を有する完全に膨張したタイヤへと効果的に変換された。

さらに、浸透による慣性的な小さな空気損失の場合では、タイヤ中の空気圧を最適なタイヤ空気圧範囲内にもどすように、タイヤ空気圧が予め決められた閾値より下のレベルに低下するときに、空気は、加圧空気だめ５０２からタイヤ５１０の内容積へと自動的に放出され得る。当該技術分野のＴＰＭＳシステムの現状は、タイヤ空気圧が予め決められた閾値より下に低下するときに警告を提供するが、それは、空気圧を増加させて最適なタイヤ空気圧に戻すために必要な量の空気を加えることによって、問題を自動的に修正する本発明に特有なものであることが認識されるだろう。そのような特徴が、本発明のランフラット特徴とは別に恩恵を得、それ故、本発明の第４のサブシステムと考えられ得ることがさらに認識されるだろう。

それ故、電子レギュレーター５５２は、タイヤを交換するときに加圧空気だめ５０２の空気を抜くために、ａ）開口５５８を介するバルブステム５５４から周囲の内部タイヤチャンバー５１２への；ｂ）開口５５６を介するバルブステムから加圧空気だめ５０２への；ｃ）開口５５６および５５８を介する加圧空気だめ５０２から周囲の内部タイヤチャンバー５１２への；ｄ）開口５５６および５５７を介する加圧空気だめ５０２から浮き袋５０４への；ｅ）開口５５７を介する浮き袋５０４からバルブステムを通って出る；およびｆ）加圧空気だめ５０２およびバルブステム５５４からの、空気の流れを制御する。レギュレーターはまた、周囲のタイヤ空気圧が臨界値を超える場合に空気を放出するようにバルブステムを制御する。これは、空気だめの漏出による過膨張を防ぐためのものである。電子レギュレーター５５２が、限定されないが、キーフォブからの無線通信など、自動的に、手動で、命令で、上記の操作を個々に又は組み合わせてのいずれかで制御するように構成され得ることが認識されるだろう。

ＴＰＭＳモニター５５０のメインユニットは、物的障壁５６０に囲まれる。物的障壁５６０は、ＴＰＭＳモニター５５０のメインユニットを膨張したときの浮き袋５０４から分離する且つ保護し、一方で同時に、浮き袋５０４をＴＰＭＳモニター５５０のメインユニットから保護する役割を果たす。

ＴＰＭＳは、タイヤの内側の容積中のタイヤ空気圧をモニタリングするように意図されているが、時に、本発明の包括的タイヤ空気圧保全システムの全体的な構成に依存して、加圧空気だめ５０２および浮き袋５０４のいずれか１つ又はその両方において空気圧をさらにモニタリングすることに利点がある。すなわち、システムが自己膨張する圧力の最適化のためだけに構成される場合、加圧空気だめ５０２内の圧力をモニタリングすることに利点があるだろう。同様に、システムが自己膨張する圧力の最適化および自己膨張するランフラットの両方のために構成される場合、加圧空気だめ５０２の内の圧力に加えて浮き袋５０４内の圧力をモニタリングすることにも利点があるだろう。

本発明の第５のスブシステムの例示的な実施例、タイヤ膨張監視装置が、添付図面の図１３および１４に示される。

図１２は、車両のキーフォブへと統合される無線タイヤ空気圧力計６００を例証する。無線タイヤ空気圧力計は、目盛り表示部、推奨された目標タイヤ空気圧と同様に各タイヤの実際のタイヤ空気圧も表示する。無線タイヤ空気圧力計６００は、各車輪のリムの内壁に付けられているタイヤ空気圧監視センサー（ＴＰＭＳ）によって測定されるタイヤ空気圧情報を利用する。タイヤを膨張させるときに、無線タイヤ空気圧力計６００は、例えば、目標タイヤ空気圧が達成されるときの一連の信号音を発する。代替的に、車両自体は、ＴＰＭＳによって信号が送られたときに一連の信号音を発し得る。

無線タイヤ空気圧力計は、推奨された目標タイヤ空気圧を自動的に表示するように構成され得、この数字を確認または入力する必要がなくなる。無線タイヤ空気圧力計は、タイヤ空気圧情報を無線で読み取るため、車輪アセンブリに物理的に付ける必要はない。無線タイヤ空気圧力計は、各タイヤが適切に膨張されたときに信号を送るため、過膨張または空気が抜けるリスクもない。さらに、または随意に、無線タイヤ空気圧力計は、例えば、使用後に浮き袋を空にするときなどに圧力を放出するために、タイヤ内のコンパートメントへの、例えば、開口５５８を介するバルブステム５５４から周囲の内部タイヤチャンバー５１２への、開口５５６を介するバルブステム５５４から加圧空気だめ５０２への、または浮き袋５０４からバルブステム５５４への空気の流れを制御するように、電子レギュレーター５５２を遠隔で制御するように構成されてもよい。

本発明のシステムが「オンデマンド」のタイヤ空気圧調節を可能にすることが認識されるだろう。ドライバーに低いタイヤ空気圧を警告するためだけに向けられる現在のＴＰＭＳシステムとは異なり、本発明のシステムは、たとえ予め決められた圧力がＴＰＭＳシステムの「正常な」範囲外にあっても、ドライバーが、既存のＴＰＭＳシステムを使用して、タイヤ空気圧を予め決められた圧力に正確に調節することを可能にする。

本発明の無線タイヤ空気圧力計は、精度が向上している。それは、ＴＰＭＳによって測定されるタイヤ空気圧を表示し、これは、典型的なサービスステーションの空気ホースまたは携帯型の空気圧力計より信頼できる。

さらに、無線タイヤ空気圧力計は、ダッシュボードに組み込まれる固定位置のディスプレイではない。ディスプレイは、キーフォブへ統合されるため、携帯性が高く、各タイヤを膨張している間に、原位置（ｉｎ ｓｉｔｕ）で読み取られ得る。

無線タイヤ空気圧力計６００の基本的特徴は、限定されないが、以下を含んでもよい：
１．車両のＴＰＭＳ送信ユニットに調整されるＲＦ受信機を利用すること。
２．キーフォブへと完全に統合されること。
３．目標および実際の空気圧の両方を表示する小型スクリーン。これは、既にＴＰＭＳの放送ストリームの部分であるデータである。
４．情報が表示されている車両の車輪を示すための、限定されていが、一連の４つのＬＥＤなどの、インジケーター。
５．ユニットを起動させ、４つのタイヤを介してサイクルする（ｃｙｃｌｅｓ）オン／オフ／タイヤの選択ボタンを有すること。
６．ユーザーが、ａ）カスタマイズされた目標空気圧を入力すること；及び／又はｂ）車輪位置を再プログラムすること、を可能にする、プログラムモードのボタンを有していること。

本実施形態の変形及び／又は追加の特徴は、以下を含んでもよい：
１．タイヤ位置を電子的に決定および再プログラムすること。車輪位置が変更された後にタイヤ位置を再プログラムする現在のシステムは、ｉ）双方向無線通信、ｉｉ）磁気リセットツール（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｅｔ ｔｏｏｌ）、またはｉｉｉ）各タイヤからの空気の一連の放出の使用を含む。提案された設計は、一旦プログラミングモードが起動されると、タイヤを適切な目標ＬＥＤ光と対にすること（ｐａｉｒｉｎｇ）によって、キーフォブへの車輪位置を検知および再プログラムし得る。そのような設計では、４つのＬＥＤ光の各々が、具体的な車輪ではなく具体的な車輪位置に対応するように、４つのＬＥＤ光は、長方形の４つの角として配される。
２．４つのＬＥＤを４つのバルブステムアセンブリに連結すること。各バルブステムは、それを識別するマークまたは色を有するだろう。各ＬＥＤは、限定されないが、例えば、カラーコーディング（例えば、赤色ＬＥＤは赤いバルブステムを表わす）によって、または数的に（例えば、４の列の第２のＬＥＤは、数字「２」をその上に有するバルブステムを表わす）、具体的な車輪を参照するだろう。
３．一度目標タイヤ空気圧が達成されると、空気の流れを遮断するように設計されている電子レギュレーターを利用すること。

図１３は、タイヤの膨張中にバルブステムに物理的に付けられている電子タイヤ空気圧力計おとレギュレーターの組み合わせ６１０を例証する。このユニットは、キーフォブの計器（ｋｅｙ ｆｏｂ ｇａｕｇｅ）６００と組み合わせて機能するように構成され得るか、または代替的に／随意に、レギュレーターを、車両のＴＰＭＳ送信ユニットに調整されるＲＦ受信機（無線計器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｇａｕｇｅ））と統合する独立型ユニットとして構成され得る。ユニットは、キーフォブ６００のバージョンと同じディスプレイ特徴および機能を有し、また上に記載されるような電子レギュレーター５５２を遠隔で制御する能力も有する。それはまた、給気ホースと相互作用する標準的なバルブステムの開口、タイヤの空気を抜くことができる放出バルブ、およびタイヤ空気圧がダイヤルインされて（ｄｉａｌｅｄ ｉｎ）、無制限のカスタマイズされたタイヤ空気圧を可能とするようにレギュレーターをバイパスするオーバーライドのボタン（ｏｖｅｒ−ｒｉｄｅ ｂｕｔｔｏｎ）を含む。

１つの変形実施形態では、電子タイヤ空気圧レギュレーター６１０は、最も近く、最も近位の車輪の情報を表示する。

ユニットは、最も近位の車輪から放送されるデータの表示に限定される。各々の具体的な車輪のタイヤ空気圧は、ユニットを目標タイヤに近くに動かすことによって読み取られる。この設計は、参照車輪のタイヤ位置を特定または表示する必要性を除去する。

代替的に又は随意に、無線ユニット（キーフォブ６００またはレギュレーター６１０のバージョン）は、ＴＰＭＳの帯域スペクトル内のすべての周波数に調整可能であり得る。この特徴によって、ユニットは、範囲内の任意のＴＰＭＳユニットから送信された情報を受信することができる。それは、最も近位のＴＰＭＳユニットから、すなわち、最も近い車輪からのデータを自動的に表示する。

現在、一般に使用されているシステムは、１セットのみの車両に関係するタイヤ／車輪を扱うことができる。本発明のシステムは、加算器から冬まで移行を緩和して、車両に関係している何セットものタイヤ／車輪に適応するように構成され得、それによって、限定しない例として、夏のタイヤから冬のタイヤへの、またはオンロードタイヤからオフロードタイヤへの移行が容易となる。

上の記載が例としての役割をすることのみが意図され、多くの他の実施形態が、本発明の精神および範囲内で可能であることが認識されるであろう。

Claims (4)

1. バルブステムに取り付けるためのチューブ型バッテリーであって、そのバルブステムは、外面に沿ってねじ山を刻設された部分、およびベースを備えており、このチューブ型バッテリーは以下を有する。
   （ａ）少なくとも一部が前記バルブステムのベースの少なくとも一部に重なるように構成された、外部ケーシング。
   （ｂ）軸貫通孔。その軸貫通孔を前記バルブステムの少なくとも一部が通り、その軸貫通孔は、その軸貫通孔内に配置される前記バルブステムの少なくとも一部によって前記バルブステムがねじ込まれるように、その軸貫通孔の内面の少なくとも一部に、前記バルブステムの外面のねじ山が刻設された部分に対応してねじ山が刻設されている。
2. 前記バルブステムの少なくとも一部に重なるように構成された前記外部ケーシングの少なくとも一部は、前記チューブ型バッテリー内において階段状領域を備え、前記軸貫通孔および前記階段状領域の少なくとも１つは、ねじ山で構成されている、請求項１に記載のチューブ型バッテリー。
3. タイヤが取り付けられた車輪とともに使用するための外付けしたバッテリーを備えるタイヤ空気圧監視システム（ＴＰＭＳ）であって、このＴＰＭＳは以下を有する。
   （ａ）外付けしたチューブ型バッテリーの配置に適合するようにねじ山を刻設されたバルブステム。
   （ｂ）軸貫通孔内に配置される前記バルブステムの少なくとも一部によって前記バルブステムがねじ込まれる配置となるように、前記軸貫通孔の内面の少なくとも一部にねじ山が刻設されている前記軸貫通孔を有するように構成されたチューブ型バッテリー。
   （ｃ）前記チューブ型バッテリーと内部領域内に配置されたＴＰＭＳセンサーとの間の電気通信を提供するように、バルブステムベースを通って、車輪上に取り付けたタイヤの組み合わせによって画定された前記内部領域へと通るワイヤー。
4. 前記バルブステムは逆転防止ノッチを備えて構成され、前記チューブ型バッテリーは電気接点タングを備えて構成されている、請求項３に記載のタイヤ空気圧監視システム。