KR20120056213A - 자가-팽창 타이어용 인라인 펌핑 조립체 - Google Patents

Abstract

자가-팽창 타이어 시스템용 타이어는 타이어 카카스 벽의 내에 형성된 환형 공기 튜브 수용 그루브를 갖는 타이어 카카스 및 그루브 내의 펌프 조립체를 구비한다. 펌프 조립체는 축 방향 공기 통로를 갖는 공기 튜브 및 상기 공기 튜브를 따라서 위치한 유입 장치를 구비하고, 상기 유입 장치는 관 모양의 유입 몸체를 갖으며 상기 관 모양의 유입 몸체는 상기 공기 튜브와 인라인으로 배열된 내부 공기 통로를 갖고 상기 관 모양의 유입 몸체 내부로 공기 유입을 허용하기 위한 상기 유입 몸체를 통해서 연장하는 적어도 하나의 유입 개구부를 갖는다. 유입 장치는 유입 장치의 유입 개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 공기 여과 슬리브를 더 구비하고, 슬리브는 관 모양의 유입 몸체를 적어도 일부 둘러싸고 동축관계인 관 모양의 슬리브 몸체를 갖는다. 펌프 조립체는 공기 튜브를 따라서 배치된 배출 장치를 더 구비하고, 상기 배출 장치는 관 모양의 배출 몸체 및 상기 공기 튜브와 인라인으로 배열된 축방향 통로를 갖고, 상기 배출 장치로부터 상기 카카스 벽을 통해 상기 타이어 공동에 이어지는 적어도 하나의 배출 통로 튜브를 갖는다.

Description

자가-팽창 타이어용 인라인 펌핑 조립체{IN-LINE PUMPING ASSEMBLY FOR SELF-INFLATING TIRE}

본발명은 개괄적으로 자가-팽창 타이어에 관한 것이며, 좀더 구체적으로 자가-팽창 타이어 시스템용으로 구성된 타이어에 관한 것이다.

정상적인 공기 확산은 시간의 경과에 따라 타이어 압력을 감소시킨다. 타이어의 자연스런 상태는 팽창된 상태이다. 따라서, 운전자는 타이어 압력을 유지하기 위해 반복적으로 조치를 취해야 한다. 그렇지 않으면 운전자는 감소된 연료 경제성, 타이어 수명 및 감소된 차량 제동 및 조작 성능을 보게될 것이다.

타이어 압력을 모니터링하는 시스템이 타이어 압력이 상당히 낮아지면 운전자에게 경고하도록 제안되었다. 그러나, 이러한 시스템은, 권장되는 압력으로 타이어를 재팽창시키도록 경고되었을 때, 교정적 조치를 취하는 운전자에 의존된다.

따라서, 시간 경과로 인한 타이어 압력 감소를 보상하기 위해서 운전자의 개입없이 타이어를 자가-팽창하는 자가-팽창 특징을 타이어에 포함시키는 것이 요구된다.

발명의 일 양태에 의하면, 자가-팽창 타이어 시스템용 타이어는 타이어 카카스 벽의 내에 형성된 환형 공기 튜브 수용 그루브를 갖는 타이어 카카스 및 그루브 내의 펌프 조립체를 구비한다. 펌프 조립체는 축 방향 공기 통로를 갖는 공기 튜브 및 상기 공기 튜브를 따라서 위치한 유입 장치를 구비하고, 상기 유입 장치는 관 모양의 유입 몸체를 갖으며 상기 관 모양의 유입 몸체는 상기 공기 튜브와 인라인으로 배열된 내부 공기 통로를 갖고 상기 관 모양의 유입 몸체 내부로 공기 유입을 허용하기 위한 상기 유입 몸체를 통해서 연장하는 적어도 하나의 유입 개구부를 갖는다. 유입 장치는 유입 장치의 유입 개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 공기 여과 슬리브를 더 구비하고, 슬리브는 관 모양의 유입 몸체를 적어도 일부 둘러싸고 동축관계인 관 모양의 슬리브 몸체를 갖는다.

다른 양태에 의하면, 관 모양의 슬리브는 다공질의 공기 여과 물질로 구성되고, 공기 튜브-수용 그루브 내에 유입 장치를 유지하기 위해서 타이어 카카스 벽과 맞물리기(engage) 위한 외형 돌출부를 구비한다.

또 다른 양태에 의하면, 관 모양의 유입 몸체는 유입 몸체를 통해서 연장하고 원주 방향의 패턴으로 이격된 복수 유입 개구부 및 관 모양의 유입 몸체의 대향하는 양단부 각각에 연결되는 제 1 및 제 2 관 모양 연결 부재를 구비하고, 각 연결 부재는 각 공기 튜브 단부에 연결되는 단부를 구비한다.

펌프 조립체는 공기 튜브를 따라서 배치된 배출 장치를 더 구비하고, 상기 배출 장치는 관 모양의 배출 몸체 및 상기 공기 튜브와 인라인으로 배열된 축방향 통로를 갖고, 상기 배출 장치로부터 상기 카카스 벽을 통해 상기 타이어 공동에 이어지는 적어도 하나의 배출 통로 튜브를 갖는다.

정의

"타이어의 종횡비(aspect ratio)"는, 페센티지로서의 표현을 위해서 100% 곱한 타이어 단면 폭(SW)에 대한 타이어 단면 높이(SH)의 비를 의미한다.

"비대칭 트레드(asymetric tread)"는, 타이어의 중심 평면 또는 적도 평면(equatorial plane; EP)에 대하여 대칭이지 않은 타이어 패턴을 갖는 트레드를 의미한다.

"축 방향의(axial) 또는 축 방향으로(axially)"는 타이어의 회전 축에 평행한 선이나 방향을 의미한다.

"체이퍼(chafer)"는, 림(rim)에 대한 마모 또는 절단으로부터 코드 프라이(cord plies)를 보호하기 위해 그리고 림보다 위에 가요성을 분산시키기 위해 타이어 비드(tire bead)의 외측을 둘러에 배치된 물질의 좁은 스트립(strip)이다.

"원주방향(circumferential)"는 축 방향에 수직하는 환형 트레드의 표면의 둘레를 따라 연장된 선이나 방향을 의미한다.

"적도 평면(equatorial plane)"은 타이어의 회전 축에 수직하고 트레드의 중앙을 통과하는 평면을 의미한다.

"풋프린트(footprint)"는 정상 하중 및 압력 아래에서 0의 속도일 때 평면과 타이어 트레드의 접촉 면적 또는 접촉 부분을 의미한다.

"그루브(groove)"는, 타이어 벽에 대해서 둘레로 또는 측면으로 연잘할 수 있는 타이어 벽 내에 기다란 빈 영역을 의미한다. "그루브 폭(groove width)"은 이것의 길이에 걸쳐서 평균 폭과 같다. 그루브는 설명되는 바와 같이 공기 튜브를 수용하는 크기로 된다.

"인보드 측면(inboard side)"은, 타이어가 휠(wheel)에 장착되고 휠이 차량에 장착될 때 차량에 가장 가까운 타이어의 측면을 의미한다.

"측면의(lateral)"는 축 방향을 의미한다.

"측면 모서리(lateral edges)"는, 적상 하중 및 타이어 팽창 하에서 측정된, 축 방향으로 가장 외측의 트레드 접촉 부분 또는 풋프린트에 접하는 선을 의미하며, 선은 적도 중앙면에 대해서 평행하다.

"순 접촉 면적(net contact area)"은 측면 모서리 사이의 전체 트레드의 총 면적에 의하여 나뉘는 트레드 전체 원주 둘레의 측면 에지 사이의 트레드 요소와 접하는 지표의 전체 면적을 의미한다.

"비-방향성 트레드(non-directional tread)"는 전진의 선호되는 방향을 갖지 않고, 트레드 패턴이 선호되는 운행 방향과 일치되는 것을 확실하게 하기 위해서 차량의 특정 휠 위치(들)에 배치되는 것을 요구하지 않는 트레드를 의미한다. 역으로, 방향성 트레드 패턴은 선호되는 운행 방향이 있어 특정 휠 위치를 요구한다.

"아웃보드 측면(outboard side)"은, 타이어가 휠(wheel)에 장착되고 휠이 차량에 장착될 때 차량에서 가장 멀리 이격된 타이어의 측면을 의미한다.

"요동하는(peristaltic)"은 공기와 같은 포함된 물체를 관형 통로을 따라서 전진시키는 파형 같은 수축에 의해서 작동하는 것을 의미한다.

"반경방향의(radial) 또는 반경방향으로(radially)"는 타이어의 회전 축에 방사상의 방향으로 가까이 또는 이격되는 방향을 의미한다.

"립(rib)"은, 적어도 하나의 둘레의 그루브 및 제 2의 이러한 그루브 또는 측면 모서리에 의해서 규정되는 트레드 상에서 둘레 방향으로 연장하는 고무 스트립(strip)을 의미하고, 스트립은 최대-깊이 그루브에 의해서 측면 방향으로 나뉜다.

"사이프(sipe)"는, 트레드의 표면을 세분화하고 트랙션(traction)을 향상시키는 타이어의 트레드 요소 안으로 성형된 작은 슬롯을 의미하고, 사이프는 대략적으로 그 폭이 좁고, 타이어의 풋프린트에서 개방상태로 남아있는 그루브에 비해서, 타이어 풋프린트 내에서 닫혀있다.

"트레드 요소(tread element)" 또는 "트랙션 요소(traction element)"는 그루브에 인접하는 모양을 갖으므로 규정되는 립(rib) 또는 블록 요소(block element)를 의미한다.

"트레드 아크 폭(tread arc width)"은 트레드의 측면 모서리 사이에서 측정되는 트레드 원호(arc) 길이를 의미한다.

본 발명은 예시의 방법으로 그리고 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 타이어, 림 및 요동 튜브 조립체의 분해 등축도(isometric view)이다.
도 2는 타이어 사이드월 내의 요동 튜브 조립체를 갖는 타이어의 측면도이다.
도 3은 요동 튜브 조립체의 확대된 사시도이다.
도 4a는 튜브 조립체의 유입 장치 부분품의 사시도이다.
도 4b는 내부 튜브 개소 및 구성을 도시하는 유입 장치 부분품의 국부 투시 사시도이다.
도 4c는 유입 장치 부분품을 통해 유입 장치 관상 몸체를 투시하여 도시하는 사시도이다.
도 4d는 도 4b의 선 4D-4D를 따라서 취해진 단면도이다.
도 4e는 도 4c의 선 4E-4E를 따라서 취해진 단면도이다.
도 5a는 튜브 조립체의 배출 장치 부분품의 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 선 5B-5B를 따라서 취해진 배출 장치의 단면도이다.
도 5c는 배출 장치의 또 다른 구성이다.
도 6a는 타이어, 림 또는 투브 조립체를 통과하는 단면도이다.
도 6b는 타이어 내의 튜브 조립체의 위치를 도시하는 도 6a의 표시된 영역의 확대된 단면도이다.
도 7a는 배출 장치의 배치를 도시하는 타이어 및 림 조립체를 통과한 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 영역(7B)의 확대된 도면이다.
도 8a는 타이어를 통과한 배출 장치의 삽입을 도시하는 구조적(schematic) 분해도이다.
도 8b는 배출 장치의 완료된 삽입을 도시하는 구조도이다.

도 1, 도 2, 도 3, 도 6a, 도 7a, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 타이어 조립체(10)는 타이어(12), 연동(peristaltic) 펌프 조립체(14) 및 타이어 림(rim; 16)을 포함한다. 타이어는 종래의 방식으로 외부 림 플랜지(rim flange; 20)에 인접하는 한 쌍의 림 탑재 면(18)에 장착된다. 림 플랜지(20)는 방사상 외향 면(22)을 갖는다. 타이어(12)는 종래의 구성에 의한 것이며, 대향하는 비드 영역(bead areas; 26)으로부터 크라운(crown) 또는 타이어 트레드 영역(tire tread region; 28)까지 연장하는 한 쌍의 사이드월(sidewalls; 24)을 갖는다. 타이어와 림은 타이어 공동(tire cavity; 30)을 밀폐한다. 타이어 카카스(carcass)는, 비드 영역(26) 내의 비드 코어(bead core; 34)를 둘러싸는 하나 또는 그 이상의 플라이 층(ply layers; 32)에 의해서 강화된다. 카카스 플라이(carcass plies; 32)는 비드 코어(34)보다 위에 방사상으로 외향하는 단부를 갖는 턴업(turnup; 36)을 형성한다.

도 1, 도 7b, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 환형 그루브(annular groove; 38)는, 이하 설명되는 바와 같이 연동 펌프 조립체의 작동을 유발하기 위해서, 고가요(high flex) 영역 내의 타이어 카카스(12) 내부에 위치한다. 그루브(38)의 위치 지정은 바람직하게 림 플랜지(20)의 상단부보다 위의 방사상 위치에 있는 비드 영역(26) 내 사이드월(24) 내부에 된다. 이와 같은 위치는, 펌핑 기구와 림 사이의 접촉을 회피하면서, 연동 펌프를 작동시키기 위해 요구되는 가요하는 특성(flexing properties)을 제공한다. 이와 같은 위치는 또한 플라이 턴업 단부로부터 이격된다.

그루브(38)는 단면이 대략 U자 모양으로서, 사이드월 외향 측에 열려있는 접속구(41); 하기 설명되는 바와 같은 연동 펌프 튜브를 밀착되게 수용하도록 모양지어지고 치수를 갖는 대략 원형 단면의 주 그루브 체임버(primary groove chamber; 39); 및 주 그루브 체임버를 둘러싸는 팽창 체임버(40)를 구비한다. 팽창 체임버(40)는, 구르는 타이어의 신축에 의해서 연동 펌프 튜브가 점진적으로 납작해짐에 따라 연동 펌프가 확장될 수 있는 주 그루브 체임버(39)에 이웃한 공간을 전체적으로 형성한다. 팽창 체임버(40)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 주 그루브 체임버(39)로부터 축방향으로 내향하는 부분 내에 배치된다. 그루브(38)는 고가요 위치에 있는 타이어 카카스에 원형을 형성하고 바람직하게 타이어 제조 과정동안 타이어 내에 성형된다.

그루브(38)를 따른 배출 장치 수용 개소에는, 그루브가 후술하는 바와 같은 배출 장치의 수용을 제공하는 단면의 외형선을 갖도록 성형된다. 그루브를 따른 배출 장치 수용 개소에는, 그루브가, 팽창 체임버(40)로부터 부분적으로 타이어 공동(30)을 향해 축방향으로 안으로 연장하는 타이어 공동-지향 통로(passageway; 42)를 더 구비하도록 성형되된다. 통로(42)는 한 쌍의 평행하고 서로 이격된 원통형의 통로 세그먼트(42A, 42B)(도 8a 및 도 8b에는 단지 42A만 도시됨)를 제공하도록 구성되어 있다. 통로 세그먼트(42A, 42B), 그루부 체임버(39, 40)는, 타이어 제조 중에 그루브(38) 내부의 바람직한 배출 장치 수용 개소에서 타이어 사이드월 내부에 성형된다.

성형될 때, 통로 세그먼트(42A, 42B)는 유도로(pilot pathways)로 기능하고 팽창 체임버(40)로부터 부분적으로 타이어 카카스(12)의 타이어 공동(30)으로 축방향으로 안으로 연장한다. 통로 세그먼트는 사이드월 안으로 연장하고, 세그먼트의 말단부(48)를 타이어 공동(30)으로부터 축방향으로, 그루브(38)가 그 안으로 성형되는 카카스 벽에 비해서 감소된 부분 두께(D)를 갖는 격벽(barrier wall; 44)만큼 이격하는 간격이 있다. 격벽(44)의 두께는, 카카스 벽 두께의 약 40%이며, 통로 세그먼트(42A, 42B)는 카카스 벽을 통해서 약 60%를 연장한다. 사이드월의 격벽(44)은, 그루브(38)를 따른 특정 배출 장치 수용 개소에서 성형 후(post-contructed) 타이어 카카스 내에서 세그먼트(42A, 42B)의 말단부(48) 및 이너라이너(46) 사이에 놓여있다. 격벽(44)은 타이어 사이드월과 같은 조성이고, 감소된 단면 격벽(44)은, 고무 조성이므로, 성형 후 과정에서 쉽게 관통될 수 있고 타이어 카카스로부터 제거될 수 있다. 일단 격벽(44)이 타이어 카카스로부터 제거되면, 통로 세그먼트(42A, 42B)는 체임버(40)로부터 축방향으로 안으로 타이어 공동(30)까지 개방된 관통로(through-passageway)로서 기능한다.

도 1, 도 3, 도 4a 내지 도 4d, 도 5a 내지 도 5c, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 연동 펌프 조립체(14)는 환형의 통로를 밀폐하는 환형 공기 튜브(50)를 구비한다. 튜브(50)는, 외력을 받아 튜브가 납작해진 상태로 변형되고 이러한 외력의 제거시에는 원래의 단면이 대체로 원형인 상태로 복귀되는 반복적인 변형 사이클을 견딜 수 있는 플라스틱 또는 고무 합성물과 같은 탄력있고, 가요성있는 재료로 형성된다. 튜브의 직경은 타이어의 운전 동안 타이어(12)를 자체 팽창시킬 목적에 충분한 공기의 양을 효력있게 통과시키기에 충분하다. 튜브(50) 및 그루브(38)는 일치하도록 크기와 형상이 주어져 튜브(50)가 접속구(41)를 통해서 삽입되고 주 그루브 체임버(39) 내에 단단하게 위치된다. 그루브(38) 내부의 튜브(50)는 상기 설명드린 바와 같이 타이어 카카스(12)의 고가요 영역 내에 위치된다.

요동 펌프 조립체(14)는, 환형 공기 튜브(50)의 원주 내에서 약 180도 이격된 유입 장치 개소(54) 및 배출 장치 개소(52)를 추가적으로 구비한다. 배출 개소(52)에 위치한 것은, 연장 몸체(elongate body; 73)를 갖는 배출 장치(72)이며, 이 연장 몸체 내에서 L-모양의 배출 튜브(84, 86)가 연장되고 튀어나온다. 연장체(73)는 바람직하게 성형된 플라스틱 구성의 것이며, 상부 대향 측에 유지 플랜지(74, 76), 플랜지(74, 76) 아래에 기다란 대향 측면을 따른 유지 그루브(78) 및 원통형의 하측 몸체부(80)를 제공한다. 한 쌍의 갈고리 리지(ridges; 82)는 몸체 그루브에 인접한 몸체(73) 각각의 끝에 배치되어있다. 배출 튜브(84, 86)은 바람직하게 플라스틱 또는 스테인레스강 재료로 형성되고 단부에서 단부까지 축 관통 통로를 갖는다. 튜브(84, 86)는 배출 장치 몸체(73)의 양 대향 단부 내에 장착된다. 이와 같이 배치된 L-모양 튜브(84, 86) 및 그 안의 축 통로는 흡입 단부(88, 90)로부터 배기 단부(92, 94)까지 연장한다. 튜브 단부(88, 90)는 직경에 있어서 환형 공기 튜브(50)의 단부에 연결될 수 있는 치수로 되어 있고 단부(92, 94)는 타이어 공동(30) 안으로 연장하여 공기를 지향시킨다. 유지 리브(retention ribs; 95)는, 단부(88, 90)와 환형 공기 튜브(50)의 연결 및 단부(92, 94)와 타이어 공동(30) 내의 압력 조절 밸브/장치와 같은 기구 또는 장치(도시 안됨)의 연결을 조력하기 위하여, 튜브 단부(88, 90, 92 및 94)의 전부 또는 일부에 형성될 수 있다. 튜브(84)는 환형 공기 튜브(50)로부터 타이어 공동(30)으로의 공기(방향 화살표(96)) 및 필요하거나 원하는 경우 공동으로부터 튜브(50)로의 공기(방향 화살표(98))의 통과를 위한 도관을 제공한다.

도 1, 도 3 및 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 유입 장치(54)는 배출 장치(72)에 대향하는 유입 개소에서 튜브(50)에 연결된다. 유입 장치(54)는 원통형 튜브 몸체(56) 및 주변 공기의 몸체(56)를 통한 축 통로로의 유입을 허여하기 위한 몸체(56)에 걸쳐서 연장하는 관통 구멍 또는 개방구(58)의 배열체를 구비한다(도 4a 내지 도 4d). 튜브 몸체(56)의 중앙 부분을 둘러싼 것은 공기가 통과하는 것은 허여하나 원하지 않는 입자들은 차단하는 고밀도 다공성 다공질 재료(cellular material)로 형성된 필터 슬리브(filter sleeve; 60)이다. 슬리브(60)는 한 쌍의 외부로 연장하는 로브 돌출부(lobe protrusions; 62, 64); 각 로브 돌출부에 인접한 한 쌍의 채널(65); 및 로브 돌출부(62, 64)와 함께 채널(65)을 규정하는, 슬리브의 대향 양면 상의 갈고리 디텐트 리지(barb detent ridges; 66)를 갖도록 형성된다. 몸체(56) 둘레에 배치된 슬리브는 슬리브를 통해서 그리고 관통 구멍(58)을 통해서 몸체(56) 내 방향(61)인 유입 공기 흐름을 여과한다. 튜브 몸체(56)는 슬리브(60)가 없는 외부로 돌출된 대향하는 양 단부(68, 70)를 갖는다. 단부(68, 70)는 환형 공기 튜브(50)의 자유 단부와의 접합을 원할하게 하기 위한 외측에 형성된 디텐트 갈고리 또는 리지를 구비할 수 있다. 튜브 몸체(56)의 직경은, 튜브 몸체와 공기 튜브가 타이어 사이드월 내에 형성된 환형 그루브(38) 내에서 일렬로 정합하도록 대체로 공기 튜브(50)의 직경과 동등하다. 또한, 튜브 몸체를 둘러싸는 천공된 슬리브 몸체 부분(67)은, 부분(67)이 튜브 몸체(56)와 함께 타이어 그루브(38) 안으로 억지 끼워맞춤(force fit)하기에 필요한 정도로 압축될 수 있도록 다공질 또는 폼(foam) 여과 물질로 형성된다. 갈고리 디텐트 리지(66)는, 타이어 그루브 안에 유입 장치를 기계적으로 고정하기 위해 삽입을 할 때 타이어 그루브(38)의 측면에 맞물린다(engage). 또한, 필요하다면, 접착제와 같은 추가적인 부착 수단이 적용되어 유입 장치(54)를 그루브(38) 안에 고정시킬 수 있다. 도 2는, 튜브(50)에 부착된 유입 장치(54) 및 배출 장치(52)를 포함하고, 타이어 카카스의 그루브(38) 안으로 장착된 연도 펌프 조립체(14)를 도시한다.

유입 필터 슬리브(60)는 바람직하게, 튜브 몸체(56) 및 공기 튜브(50) 안으로 공기는 통과시키고 유체가 들어가는 것은 막는 다공성 막(membrane)과 같은 재료로 구성된다. 발명을 한정하지 않지만, 적합한 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetraflouroethylene)(PTFE)이다. 따라서 필터 슬리브(60)는 자가 세정(self-cleaning)하며 다량의 공기 흐름이 튜브 몸체(56) 안으로 흘러가는 것을 가능하게 한다. 슬리브(60)는 또한 몸체(56)에 기계적 보호를 제공하고 튜브(56 및 50)와 일렬로 배치된다. 유입 장치(54)는 튜브(50)와의 접합을 위해서 유입 단부(68, 70)에서 부재(fittings)에 의해 하나의 조립체로 조립될 수 있다. 부분품의 소형화 및 더 높은 신뢰성으로 이어진다.

도 8a, 도 8b 및 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 배출 장치(52)는, 유입 장치(54)에 대향해서 공기 튜브(50)에 연결된다. 배출 장치(52)의 단부(88, 90) 및 유입 장치(54)의 단부(68, 70)는 공기 튜브(50)의 단부에 연결되어 도 1 및 도 3의 조립체(14)를 형성한다. 유입 장치 단부 및 배출 장치 단부는 대략 튜브(50)와 같은 직경의 치수로 되어 연결을 용이하게 한다. 조립체(14)는 그 후에 후-경화 공정(post-cure operation)에서 타이어(12)에 조립된다. 타이어(12)는 상기와 같이 성형되어 성형된 그루브(38)를 갖고, 체임버(39, 40) 및 환형 그루브(38)를 따른 배출 장치 개소에 부분 통로(42A, 42B)를 구비한다. 조립체(14)는 타이어(12)의 그루브(38)와 정렬되고, 배출 장치(52)는 그루브(38)의 배출 장치 개소에 대향한다. 그 후, 튜브(50), 유입 장치(54) 및 배출 장치(52)는 그루브(38) 안으로 누름 삽입(press inserted)된다. 유입 장치 다공질 슬리브(60)는 압축되어 누름 삽입을 더 용이하게 한다. 와전히 삽입된 위치에서, 튜브(50)는 그루브(38)의 주 그루브 체임버(39) 내에 위치하고, 유입 및 배출 장치는 그루브(38)를 따른 각각의 유입 및 배출 장치 개소에 위치한다. 유입 장치(54)의 단면 구성는, 갈고리 리지(66) 및 로브 돌출부(62, 64)가 그 사이의 그루브 모서리를 파지하므로, 그루브(38)를 규정하는 모서리를 채널(65) 내에 파지한다. 유사하게 배출 장치(54)의 구성은, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 그루브(38)를 규정하는 모서리를 리지(82) 및 유지 플랜지(74, 76) 사이에 파지한다.

타이어(12)에 대한 조립체(14)의 부착은, 성형된 격벽(44)이 후-제조(post-manufacture) 및 보링(boring) 단계에서 타이어로부터 제거된 후에 일어난다는 점은 주지될 것이다. 일단 격벽(44)이 제거되면, 장치(72)의 레그(legs; 84, 86)는 주 그루브 체임버(39), 주변의 팽창 체임버(40) 및 두 개의 평행한 통로(42A, 42B)를 통해서 타이어 공동(30)에 도달할 수 있도록 돌출될 수 있다. 일단 완전히 삽입되면, 튜브(50)로부터의 통로는 배출 튜브(84, 86)의 통로(passageway)를 통해서 타이어 공동(30)과 연통한다. 튜브(84, 86)의 단부(90, 92)는, 공동 압력이 기설정된 수준 아래로 떨어질 때 공동 안으로(방향(96)) 또는 압력이 권장되는 수준을 넘을 경우 공동 밖으로(방향(98)) 공기 흐름을 허여하도록 개방되는 타이어 공동 내의 압력 조절 기계장치(도시 안됨)에 연결될 수 있다.

도 2에서 이해되는 바와 같이, 유입 장치(54) 및 배출 장치(52)는 원형의 공기 튜브(50) 내에서 대략 180도 떨어져 배치된다. 타이어는 작동 모드에서 회전하며 풋프린트(footprint)가 타이어와 접촉하는 지표면에 형성되도록 한다. 도 7a에 도시된 바와 같이 압축력이 풋프린트로부터 타이어로 지향되고 공기 튜브(50)를 타이어가 회전함에 따라 일부분씩 납작하게 하도록 작용한다. 공기 튜브(50)의 일부분씩 납작하게 하는 것에 의해 유발된 공기 튜브(50)의 팽창된 부분(100)은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 그루브 팽창 체임버(40)에 의해서 수용된다. 도 7b은 튜브의 팽창 부분(100)이 그루브(38)의 팽창 체임버(40) 안으로 이동하는 것을 도시한다. 튜브(50)의 일부분씩 납작하게 하는 것에 의해 주변 공기가 공기 튜브(50) 내로 유입 장치(54)를 통해서 슬리브(60)에 의해 여과되어 인입되고, 공기가 튜브 통로를 따라서 배출 장치(52)를 향해 그 내부로 강제된다. 배출 장치로부터, 공기가 배출 튜브(84, 86)를 통해, 타이어 사이드월을 통과해 타이어 공동(30) 내부로 강제된다. 본 형태의 연동 펌프는 미국 특허 출원 일련번호 제 12/643176 호(2009년 12월 12일 출원)에 개시되고 설명되어있으며, 참조에 의하여 여기에 포함된다.

펌프 조립체(14)의 타이어에 대한 후-경화 조립은 그루브(38)(주 체임버(38)를 포함), 팽창 체임버(40) 및 부분 패시지(42A, 42B)가 성형된 후이다. 상기 절차의 장점은 이러한 조립이 최소한의 또는 전혀 플라이 코드의 절단을 요구하지 않는다는 점이다. 또한, 튜브(50)와 장치(52, 54)의 일체성은 더욱 보장될 수 있다. 일정한 튜브(50) 모양, 위치 및 통로 일체성은 따라서 달성되며 타이어 제조에 사용되는 설비 능력(plant capability)의 변화나 감소를 초래하지 않는다. 팽창 체임버(40)는 그루브(38) 내에 성형된다. 부분 통로(42A 및 42B)는 타이어(12) 내 펌프 튜브(50)와 같은 방사성 위치에 있다. 부분 통로(42A, 42B)는, 송곳 또는 다른 장치의 사용에 의한 드릴링(drilling) 또는 펀칭(punching)을 통한 타이어 사이드월의 격벽(44)의 제거에 의해, 타이어 공동(30)에 개방된다. 통로(42A, 42B)는 유도 통로로서, 타이어 제조 동안 프레스 성형 브래더(press shaping bladder)를 구멍 뚫지 않는 정도로, 가능한 깊게 성형된다. 격벽(44)은 카카스월(carcass wall) 두께의 35 내지 45% 범위의 단면 두께를 갖도록 치수가 정해지는 것이 바람직하다.

부분 통로(42A 및 42B)는 성형되거나 천공(molded in or drilled)될 수 있다는 것은 주지되어야 한다. 타이어 및 연동 펌프 조립체를 제조하기 위한 공정은 아래와 같다.

그린 타이어 카카스(green tire carcass; 12)가 통상적인 수단에 의해서 완성되어, 타이어 내부 라이너(liner; 46), 제 1 및 제 2 타이어 비드 영역(26)으로부터 타이어 트레드 영역(28)까지 각각 연장하는 제 1 및 제 2 사이드월(24)에 의해서 규정된 타이어 공동(30)를 갖는다.

공기 튜브 수용 그루브(38)가 비드 영역 벽(27)과 같은 기설정된 방사상 위치에서 그린 타이어 카카스 벽 내에 그린 타이어 카카스 안으로 형성된다. 그루브(38)는 환형의 형상 단일 폼으로 성형되어, 접속구(41), 제 1 내부 그루브 체임버(39) 및 내부 그루브 체임버(39)에 인접부하고 연통하는 제 2 팽창 그루브 체임버(40)를 구비한다. 팽창 그루브 체임버(40)는 납작해진 공기-펌프 튜브의 연장된 부분을 작동가능하게(operationally) 수용한다.

그루브(38)는, 공기 튜브 수용 그루브(38)를 따라 기설정된 그루브 배출 개소에 위치하는 부분 유도 통로(42A, 42B)를 제공한다. 부분 통로(42A, 42B)는 그루브 체임버(40)로부터 부분적으로 타이어 카카스 벽(27)을 통해 타이어 공동을 향해 연장하고, 타이어 카카스 벽(27)에 비해 감소된 단면 두께를 갖는 제거 가능한 타이어 카카스 배리어(44)에 의해 타이어 내부 라이너로부터 분리된 축방향으로 안으로 향한 말단부(48)를 갖는다.

그린 타이어 카카스는 가류되어 가류 타이어 카카스(cured tire carcass)를 형성하고, 타이어 카카스 배리어(44)는 후-경화 공정에서 제거되어 그루브(38)의 배출 장치 수용 개소에 그루브(38)로부터 타이어 공동(30)까지 관통 구멍을 생성한다. 별도로, 펌프 조립체(14)가 조립되어 공기 튜브(50); 공기 튜브를 따라 위치하고 공기 튜브(50) 내로 공기의 유입을 허용하기 위한 유입 개구(58)를 구비한 유입 장치(54); 및 유입 장치(54) 반대쪽에 공기 튜브를 따라 위치한 배출 장치(52)를 구비한다.

격벽(44)은 드릴링(drilling)이나 펀칭(punching)에 의해서 제거된다. 배출 패시지 튜브(84, 86)는 단부(92, 94)에 끼워져 오염물질의 도입을 막는다. 실란트(sealant)가 그루브(38) 내에 도입된다. 펌프 조립체(14)가 튜브 수용 그루브(38) 안으로 삽입되고 배출 장치(52)는 기설정된 그루브의 배출 장치 수용 개소에서 그루브의 내에 고정된다. 배출 통로 튜브(84, 86)은 배출 장치로부터 배리어(44)의 제거로 생긴 관통구멍을 통해서 타이어 공동(30)까지 연장한다.

그루브(38) 내의 실란트는 경화되도록 허여된다. 만약 제 2 실란트 또는 피복층이 요구된다면, 타이어 조립체(14)는 림(rim) 둘레에 장착되고 타이어가 팽창될 수 있다. 제 2 피복이 다음에 펌프 조립체(14) 위에 적용되어 경화될 수 있다. 그 후 타이어는 수축하고 림으로부터 제거된다.

다음, 마개(plugs)가 배출 통로 튜브(84, 86) 및 배출 장치의 단부(92, 94)에 부착된 압력 조절 체크 밸브 조립체로부터 제거될 수 있다. 체크 밸브 조립체(도시 안됨)는 공기를 기설정된 요구 공동 팽창 압력에 근거하여 공동(30) 내로 또는 밖으로 유동하게 조절하도록 작동한다. 이와 같은 조절장치는, Novi Michigan에 소재한 Emerson/ASCO Pneumatics; Southfield Michiga에 소재한 EATON Corporation; 및 Otsego, Michigan에 소재한 Parker corporation과 같은 조절장치 공급업체로부터 구할 수 있는 형태의 것이다.

또한, 펌프 조립체(14)는 부분품(50, 52 및 54)의 인라인(in-line) 구성으로 구성된다는 점이 이해될 것이다. 이와 같은 구성은 유입 장치(54)를 통해서 튜브(50) 내로, 튜브(50)를 따라서 배출 장치(52) 내로 공기 흡입의 효율을 향상시킬 수 있다. 공기 흐름에 대한 구조적 가로막음이 회피되고, 도 3에 도시된 바와 같이 어떤 끼어든 돌출부 및 구조적 가로막음이 결여된 전체적 인라인 환형 조립체는 상대적으로 쉽게 그루브(38)에 삽입된다. 또한, 필터 슬리브(60) 및 몸체(73)의 형태인 유입 장치(54) 및 배출 장치(52)의 하우징(housings)은 유지 리지를 포함하여 장치(52, 54)를 각각의 요구되는 유입 및 배출 장치 수용 개소에서 그루브(38) 내에 맞물리고 유지한다. 또한, 슬리브(60)는, 유입 공기 필터로서, 외부 불순물질로부터 개구부를 보호하는 유입 개구부(58) 커버로서, 그리고 유입 장치(54)를 그루브(38) 내에 유지하기 위한 유지 메카니즘으로서의 다면적인 기능을 수행한다는 점이 주지될 것이다. 이와 같이, 공기 튜브(50)를 따라 위치한 배출 장치(52)는 인라인이며, 튜브같은 배출 몸체(73) 및 축 통로를 제공하는 배출 장치는 공기 튜브와 인라인이다. 몸체(73)는 L-모양 튜브(84, 86)를 수용하고, 배출 장치(52)를 그루브(38) 내에 유지한다. 통로(42A, 42B)는 성형시에는 폐쇄되어 있으나 배리어(44)의 제거에 의해 타이어 공동에 개방된다. 따라서, 후-경화 조립 공정에서 배리어(44)의 제거에 의해 튜브(84, 86)를 수용하도록 개방될 때까지 통로는 오염물질이 없는 상태로 유지된다.

본발명의 다양한 변형예는 여기서 제공된 설명에 비추어 가능하다. 몇몇 대표적인 실시예와 상세한 설명이 본 발명을 묘사하기 위한 목적으로 개시되었지만, 다양한 변형과 개선이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 만들어질 수 있다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 다음의 청구항에 의해서 규정된 발명의 의도된 최대 범위 내에 있을 묘사된 특정 실시예에 변형이 만들어질 수 있다는 점은 이해될 것이다.

Claims (5)

1. 자가-팽창(self-inflating) 타이어 시스템용 타이어에 있어서,
   타이어 내부 라이너(liner), 각각 제 1 및 제 2 타이어 비드 영역에서 타이어 트레드 영역까지 연장하는 제 1 및 제 2 사이드월에 의해서 규정된 타이어 공동을 갖는 타이어 카카스;
   기설정된 방사상 위치에서 타이어 카카스 벽 내부에 형성된 환형 공기 튜브-수용 그루브(groove); 및
   펌프 조립체로서, 상기 공기 튜브-수용 그루브 내에 위치하는 축방향의 공기 통로를 갖는 공기 튜브; 및 공기 튜브를 따라서 위치하는 유입 장치를 포함하고, 상기 유입 장치는 관 모양의 유입 몸체를 갖으며 상기 관 모양의 유입 몸체는 상기 공기 튜브와 인라인으로 배열된 내부 공기 통로를 갖고 상기 관 모양의 유입 몸체 내부로 공기 유입을 허용하기 위한 상기 유입 몸체를 통해서 연장하는 적어도 하나의 유입 개구부를 갖고, 상기 유입 장치는 상기 유입 장치의 유입 개구부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 공기 여과 슬리브를 갖고, 상기 슬리브는 상기 관 모양의 유입 몸체를 적어도 일부 둘러싸고 동축관계인 관 모양의 슬리브 몸체를 갖는, 상기 펌프 조립체를 포함하는
   자가-팽창 타이어 시스템용 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 관 모양의 슬리브는 다공질(cellular) 공기 여과 물질로 구성된
   자가-팽창 타이어 시스템용 타이어.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 관 모양의 유입 몸체는 상기 유입 몸체를 통해서 연장하고 원주 방향의 패턴으로 이격된 복수 유입 개구부를 포함하는
   자가-팽창 타이어 시스템용 타이어.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 유입 장치는 상기 관 모양의 유입 몸체의 대향하는 양단부 각각에 연결된 제 1 및 제 2 관 모양 연결 부재를 포함하고, 상기 각 연결 부재는 각 공기 튜브 단부에 연결되는 외향 단부를 구비하는
   자가-팽창 타이어 시스템용 타이어.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프 조립체는 상기 공기 튜브를 따라서 배치된 배출 장치를 더 포함하고, 상기 배출 장치는 관 모양의 배출 몸체 및 상기 공기 튜브와 인라인으로 배열된 축방향 통로를 갖고, 상기 배출 장치로부터 상기 카카스 벽을 통해 상기 타이어 공동에 이어지는 적어도 하나의 배출 통로 튜브를 갖는
   자가-팽창 타이어 시스템용 타이어.

Images