特許 5778977 自動膨張式タイヤ組立体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5778977

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】自動膨張式タイヤ組立体

(51)【国際特許分類】

   B60C 5/00 20060101AFI20150827BHJP

   B60C 19/00 20060101ALI20150827BHJP

   B60C 29/04 20060101ALI20150827BHJP

   B60C 23/12 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   B60C5/00 C

   B60C19/00 G

   B60C29/04

   B60C23/12

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-104127(P2011-104127)

(22)【出願日】2011年5月9日

(65)【公開番号】特開2011-235887(P2011-235887A)

(43)【公開日】2011年11月24日

【審査請求日】2014年5月8日

(31)【優先権主張番号】12/775,552

(32)【優先日】2010年5月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590002976

【氏名又は名称】ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＧＯＯＤＹＥＡＲ ＴＩＲＥ ＆ ＲＵＢＢＥＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】ロバート アレン ロージー

【審査官】 高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５３７３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０１１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７１７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭３４−０１０８０２（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｃ ５／００

１９／００

２３／１０

２３／１２

２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１および第２のタイヤコアビードからタイヤトレッド領域までそれぞれ延びる第１および第２のサイドウォールの間にタイヤキャビティを有するタイヤと、
回転タイヤフットプリント内で曲げ応力に応じて屈曲可能な少なくとも１つの曲げ領域を有する少なくとも第１のサイドウォールと、
前記第１のサイドウォールの前記曲げ領域内に配置されたサイドウォール溝と、
内部にチューブ空気通路を有し、前記サイドウォール溝内に少なくとも部分的にエアチューブを囲む互いに向かい合う溝面と接触し係合している状態で配置されたエアチューブであって、前記サイドウォール溝が前記回転タイヤフットプリント内の前記曲げ領域内で効果的に屈曲してエアチューブを膨張時の直径から前記回転タイヤフットプリントの近隣で平坦時の直径まで圧縮し、それによって平坦になったエアチューブセグメントから前記チューブ空気通路に沿って空気を効果的に送り出すエアチューブと、
少なくとも第１のコアビード内を延び、前記チューブ空気通路から排出された空気を貯蔵可能なコアビード通路と、
前記エアチューブから前記コアビード通路まで延び、空気を前記チューブ空気通路から前記コアビード通路まで搬送可能なコアビード導管と、
前記コアビード通路から前記タイヤキャビティまで延び、空気を前記コアビード通路から前記タイヤキャビティまで搬送可能なタイヤキャビティ導管と
を有することを特徴とする自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項2】

前記エアチューブおよび前記サイドウォール溝は、前記第１のサイドウォールの、前記第１のコアビードの上方のサイドウォール領域内に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項3】

前記溝面は、前記エアチューブに接触しており、前記回転タイヤフットプリント内のエアチューブセグメントを閉鎖可能に、回転しているタイヤのフットプリント内で曲がることを特徴とする、請求項２に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項4】

前記エアチューブは、前記第１のサイドウォールのほぼ円周にわたって延びている環状本体を有することを特徴とする、請求項３に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項5】

前記サイドウォール溝は、環状であり、前記第１のコアビードの上方に前記第１のコアビードに近接して配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項6】

前記サイドウォール溝は、前記第１のサイドウォールのほぼ円周にわたって環状に延びていることを特徴とする、請求項１に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項7】

前記コアビード通路は、ほぼ環状であり、前記第１のタイヤコアビード内で第１のサイドウォールのほぼ円周にわたって延びていることを特徴とする、請求項１に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項8】

前記コアビード導管との間で空気が流れるように連通し、前記コアビード導管から前記コアビード通路内への空気流を受け入れるように開放可能な一方向弁を前記コアビード通路内にさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項9】

前記タイヤキャビティ導管との間で空気が流れるように連通し、前記コアビード導管から前記タイヤキャビティ導管内への空気流を受け入れるように、事前に設定されたタイヤキャビティ空気圧レベルに応じて開放可能な圧力調整弁をさらに有することを特徴とする、請求項８に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項10】

前記タイヤが、前記第１のコアビードの領域に隣接するタイヤエイペックス構成部材と、前記第１のコアビードの周囲を延び、かつ前記タイヤエイペックス構成部材に沿って内側プライ折り返し端部まで半径方向に延びるタイヤ内側プライ折り返し部と、をさらに有し、前記コアビード導管が、前記エアチューブから前記タイヤ内側プライ折り返し部と前記タイヤエイペックス構成部材との間に位置する経路に沿って第１の前記コアビード通路まで延びていることを特徴とする、請求項９に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項11】

前記コアビード導管は、前記エアチューブからタイヤサイドウォールを貫通してほぼ軸方向内側に延びる少なくとも第１のコアビード導管セグメントと、前記第１のコアビード導管セグメントから前記タイヤ内側プライ折り返し部と前記タイヤエイペックス構成部材との間に位置する経路に沿って前記第１のコアビードまでほぼ半径方向に延びる少なくとも第２のコアビード導管セグメントと、を有することを特徴とする、請求項１０に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項12】

前記エアチューブおよび前記サイドウォール溝は、前記内側プライ折り返しの端部とほぼ向かい合うように前記サイドウォール内に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項13】

前記タイヤが、前記第１のコアビードに隣接するタイヤエイペックス構成部材と、前記第１のコアビードの周りを延び、かつ前記タイヤエイペックス構成部材に沿って内側プライ折り返し端部まで半径方向に延びるタイヤ内側プライ折り返し部と、をさらに有し、前記コアビード導管が、前記エアチューブから前記タイヤ内側プライ折り返し部と前記タイヤエイペックス構成部材との間に位置する経路に沿って前記第１のコアビードまで延びていることを特徴とする、請求項１に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項14】

前記コアビード導管は、前記エアチューブからタイヤサイドウォールを貫通してほぼ軸方向内側に延びる少なくとも第１のコアビード導管セグメントと、前記第１のコアビード導管セグメントから前記タイヤ内側プライ折り返し部と前記タイヤエイペックス構成部材との間の経路に沿って前記第１のコアビードまでほぼ半径方向に延びる少なくとも第２のコアビード導管セグメントと、を有することを特徴とする、請求項１３に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【請求項15】

前記エアチューブおよび前記サイドウォール溝は、タイヤサイドウォールの下側面内の、前記内側プライ折り返し端部とほぼ向かい合う半径方向位置に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載の自動膨張式タイヤ組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して自動膨張式タイヤに関し、特に、ポンプ機構を組み込んだタイヤ組立体に関する。

【背景技術】

【0002】

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タイヤ圧監視システムが提案されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかし、このようなシステムでは依然として、運転者が、警告されたときにタイヤを推奨圧力に再膨張させる是正措置を取る必要がある。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低下を補償するために、タイヤを自動膨張させる自動膨張機能をタイヤ内に組み込むことが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様によれば、自動膨張式タイヤ組立体は、第１および第２のタイヤコアビードからタイヤトレッド領域までそれぞれ延びる第１のサイドウォールと第２のサイドウォールとの間にタイヤキャビティを有するタイヤを含む。少なくとも両サイドウォールのうちの１つは、エアチューブぜん動ポンプ組立体を備える。該１つのサイドウォールは、回転タイヤフットプリント内で曲げ応力に応じて屈曲可能な曲げ領域と、曲げ領域内に配置されたサイドウォール溝とを有する。エアチューブは、内部にチューブ空気通路を有し、サイドウォール溝内にエアチューブを囲む互いに向かい合う溝面と接触し係合している状態で配置されている。サイドウォール溝は、回転タイヤフットプリント内の曲げ領域内で効果的に屈曲して、エアチューブを膨張時の直径から回転タイヤフットプリントの近隣で平坦時の直径まで圧縮し、エアチューブセグメントをチューブ空気通路に沿って平坦にする。コアビード通路は、該１つのタイヤサイドウォールに隣接するコアビード内を延びており、チューブ空気通路から排出された空気を貯蔵することができるようなっている。空気をアチューブからコアビード通路まで導く複数の導管が設けられ、複数の弁機構がコアビード通路内に配置され、コアビード通路からタイヤキャビティ内への空気の流れを制御する。

【0005】

他の態様では、タイヤは、第１のタイヤコアビードに隣接するタイヤエイペックス構成部材を含み、タイヤ内側プライ折り返し部が、第１のタイヤコアビードの周りを、半径方向にタイヤエイペックス構成部材に沿って内側プライ折り返し端部まで延びている。コアビード導管は、エアチューブから、内側プライ折り返し部とタイヤエイペックス構成部材との間を延びる経路に沿って第１のタイヤコアビードまで延びている。

【0006】

他の態様では、コアビード導管は、エアチューブからほぼ軸方向にタイヤチェーファー構成部材を貫通して延びる第１のコアビード導管セグメントと、第１のコアビード導管セグメントからほぼ半径方向に、内側プライ折り返し部とタイヤエイペックス構成部材との間に位置する経路に沿って第１のタイヤコアビードまで延びる第２のコアビード導管セグメントとを含む。

【0007】

エアチューブおよびサイドウォール溝は、本発明の他の態様では、タイヤチェーファー構成部材内の、内側プライ折り返し端部と向かい合う半径方向位置に配置されている。

【0008】

（定義）
タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）とタイヤの断面幅（ＳＷ）との比に１００％を掛けて百分率で表した値である。

【0009】

「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。

【0010】

「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。

【0011】

「チェーファー」は、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、かつたわみをリムの上方に分散させるために、タイヤビードの外側の周りに配置された材料の細長いストリップである。

【0012】

「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。

【0013】

「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過する平面を意味する。

【0014】

「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下で平坦な表面と接触するタイヤトレッドの接触部分または領域を意味する。

【0015】

「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ことのできるトレッド内の細長い空隙領域を意味する。周方向および横方法に延びる溝は、共通部分を有することもある。「溝幅」は、幅が対象とされている溝または溝部によって占められたトレッド表面積を、そのような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、溝の長さにわたる溝の平均幅である。各溝は、タイヤにおいて様々な深さを有してよい。溝の深さは、トレッドの周囲の周りで変化してよく、あるいはある溝の深さが、一定であるが、タイヤ内の他の溝の深さと異なっていてもよい。このような狭いまたは広い溝は、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する場合、関連するトレッド領域内にリブ状の特性を維持すのに役立つ「タイバー」を形成するとみなされる。

【0016】

「インボード側（Ｉｎｂｏａｒｄ ｓｉｄｅ）」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ときの、タイヤの、車輌に最も近い側を意味する。

【0017】

「横方向」は、軸方向を意味する。

【0018】

「横方向縁部」は、標準荷重およびタイヤ膨張時に測定された軸方向で最も外側のトレッド接触部分すなわちフットプリントに接し、赤道中心面に平行であるラインを意味する。

【0019】

「正味接触面積」は、トレッドの全周を囲んだ横方向縁部同士の間の地面に接触するトレッド部材の総面積を、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。

【0020】

「非方向性トレッド」は、好適な進行方向を有していないトレッドであって、特定の車輪位置、またはトレッドパターンが好適な進行方向に揃うようにする位置で車輌に配置さす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適な進行方向を有している。

【0021】

「アウトボード側（Ｏｕｔｂｏａｒｄ ｓｉｄｅ）」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の、タイヤの、車輌から最も遠く離れている側を意味する。

【0022】

「ぜん動（ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ）」は、管状通路に沿って、空気のような閉じ込められた物質を送る波状の収縮による動作を意味する。

【0023】

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸へ向かって放射状に延びる方向、あるいは回転軸から離れるように放射状に延びる方向を意味する。

【0024】

「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝と、同等の第２のそのような溝または横方向縁部のいずれかとによって画定された、トレッド上を周方向に延びるゴムのストリップであって、完全な深さの溝によって横方向に分割されていないゴムのストリップを意味する。

【0025】

「サイプ」は、トレッド表面を再分割し、トラクションを改善する、タイヤのトレッド部材内に形成された小さいスロットを意味する。サイプは、一般に幅が狭く、タイヤのフットプリント内で開いたままである溝とは対照的に、タイヤのフットプリント内で閉じている。

【0026】

「トレッド部材」または「トラクション部材」は、隣接する溝の形状を有することによって画定されたリブまたはブロック部材を意味する。

【0027】

「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、トレッドの円弧長を意味する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1A】タイヤ、リム、並びにぜん動ポンプおよび入口弁を含むチューブの等角図である。

【図1B】二重サイドウォールおよび複数のコアビードポンプ組立体を有する、タイヤとリムの部分等角断面図である。

【図2】サイドウォール取り付け式空気ポンプ組立体を有するタイヤの側面図である。

【図3A】図２で識別された指定領域に配置されたサイドウォールおよびコアビードポンプ領域の拡大概略図である。

【図3B】サイドウォールおよびコアビードポンプの入口およびフィルタ動作機器の拡大部分図である。

【図3C】排気モードにあるサイドウォールおよびコアビードポンプの入口およびフィルタ動作機器の拡大部分図である。

【図4A】タイヤが回転する際の空気流を示してサイドウォールおよびコアビードポンプ組立体の動作を示す、タイヤ、リム、チューブ、および弁の側面図である。

【図4B】タイヤが回転する際のフィルタからの逆流動作（浄化）を示す、タイヤ、リム、チューブ、および弁の側面図である。

【図5】互いに向かい合うそれぞれのサイドウォール内に取り付けられたエアチューブ組立体を有するタイヤの横断面図である。

【図5A】第１のエアチューブおよびリム位置の拡大断面図である。

【図5B】他のエアチューブおよびリム位置の拡大断面図である。

【図6】本発明によって構成されたサイドウォール溝内に配置されたエアチューブを有する、エアチューブ、タイヤ、およびリムの組立体の断面図である。

【図6A】チューブが平らになった状態にある、図６の中の構成された溝内の、エアチューブの拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明を一例として添付の図面を参照して説明する。

【0030】

図１Ａ，１Ｂ，２および６を参照すると、タイヤ組立体１０は、タイヤ１２と、一対のぜん動ポンプ組立体１４，１５と、タイヤリム１６とを含んでいる。タイヤは、外側リムフランジ２２，２４に隣接する一対のリム取り付け面１８，２０に従来のように取り付けられている。外側リムフランジ２２，２４はそれぞれ、半径方向外側の方を向く表面２６を有している。リム本体２８が図示のようにタイヤ組立体を支持している。タイヤは、従来の構成であり、互いに向かい合う環状のコアビード３４，３６からクラウンまたはタイヤトレッド領域３８まで延びる一対のサイドウォール３０、３２を有している。タイヤとリムはタイヤキャビティ４０を囲んでいる。

【0031】

図１Ａ，１Ｂ，２ならびに３Ａ，３Ｂ，および３Ｃを見ると分かるように、各ぜん動ポンプ組立体１４，１５は、環状通路４３を囲む環状のエアチューブ４２を含んでいる。２つのぜん動ポンプ組立体１４，１５が各サイドウォールに１つずつ示されているが、本発明から逸脱せずに単一のぜん動ポンプ組立体を装備できることが理解されよう。説明を簡単にするために、ぜん動ポンプ組立体１４についてのみ詳しく説明する。向かい合うタイヤ側面のぜん動ポンプ組立体１５の動作および構成はその鏡像であることが理解されよう。エアチューブ４２は、チューブが外力を受けて平らな状態に変形され、そのような力を除去したときに概ね円形の断面を有する最初の状態に戻る反復形成サイクルに耐えることのできるプラスチックやゴム化合物のような弾性的な可撓性材料で形成されている。チューブは、本明細書で説明する目的のための十分な量の空気を動作可能に通過させ、かつ以下に説明するようにタイヤ組立体内の動作可能な位置にチューブを位置させるのを可能にするのに十分な直径を有している。

【0032】

ぜん動ポンプ組立体１４は、エアチューブ４２内のそれぞれの位置において約１８０度の間隔を置いて離間された入口装置４４および出口装置４６をさらに含んでいる。出口装置４６は、環状通路４３内に位置する円筒形状のスリーブ４８を有している。スリーブ４８は、スリーブ４８に形成された出口ポータル５０と、出口ポータル５０および環状通路４３を連通して空気が流れるようにする軸方向通路４９とを有している。ばね荷重玉弁５２，５４が、軸方向通路４９内の、出口ポータル５０の向かい合う側に配置された弁座５６，５８内に位置している。スリーブ４８の出口ポータル５０は、軸方向通路６２を有するコアビード導管６０に結合されている。ばね荷重玉弁５２，５４は、環状通路４３内のスリーブ４８内に位置し、環状通路４３内の空気流から空気圧を受けて適切に開閉する。ばね荷重玉弁５２，５４は、従来の構成でばねバイアスを受け、環状通路４３の空気流によって開かれるまで、出口ポータル５０を閉鎖する標準的な閉鎖構成になるバイアスを受ける。空気流が環状通路４３から出口ポータル５０を通って流れるのを可能にするのに望ましいバイアスの大きさは、弁ばねを適切に選択し設定することによって得ることができる。

【0033】

図３Ｂおよび３Ｃを参照すると、エアチューブ４２の環状通路４３内の入口装置４４も同様に、入口ポータルスリーブ７４に対して一緒に揃えられた一対の同軸入口スリーブ７０、７２を有するＴ字形構成を有している。空気通路７６が、入口ポータルスリーブ７４を通って延びており、エアチューブ４２の空気通路への空気の流入および該空気通路からの空気の流出を可能にする。入口ポータルスリーブ７４内にフィルタ８０を位置させることができる。フィルタ８０は、従来から入手できるタイプの有孔濾材で構成されている。このように、フィルタ８０は、入口ポータルスリーブ７４内に位置し、図３Ｂに「外気」として識別された、環状通路４３に入る空気を浄化する。環状通路４３からの空気の流出である逆流は、図３Ｃに示されているように、入口ポータルスリーブ７４内のフィルタ８０を通過し、有孔濾材内に閉じ込められた粒子を押し出すことによってフィルタを自動浄化する働きをする。挿入Ｔ字体８２が、入口装置４４内に位置しており、同軸入口スリーブ７０，７２を揃える働きをする。

【0034】

図３Ａ〜３Ｃおよび４Ａから理解されるように、入口装置４４と出口装置４６は、エアチューブ４２内に概ね１８０度離れて位置している。タイヤは、回転方向８８の方へ回転し、地面９８に対してフットプリント１００を形成させる。圧縮力１０４は、フットプリント１００からタイヤ内に伝わり、参照番号１０６に示されているように環状通路４３のセグメント１１０を平らにする働きをする。環状通路４３のセグメント１１０を平らにすると、空気がセグメントから環状通路４３に沿って、矢印８４で示されている方向に出口装置４６に向かって送り出される。

【0035】

タイヤが引き続き地面９８に沿って回転方向８８に回転すると、エアチューブ４２は、順次、タイヤの回転方向８８と逆方向に、セグメントごとにタイヤフットプリントの向かい側で平らに、すなわち圧搾される。環状通路４３がセグメントごとに順次平らになると、平らになったセグメントから排出された空気が、環状通路４３内の矢印８４の方向へ出口装置４６の方へ送られる。空気流がばね荷重玉弁５２に対して十分な空気流であると、弁が開き、空気は、矢印６４で示されているように、出口装置４６を通ってコアビード導管６０の軸方向通路６２内へ流入する。矢印８６で参照されているように、出口装置のスリーブ４８から出た空気は、タイヤキャビティ４０に導かれ、タイヤを所望の圧力レベルに再膨張させる働きをする。タイヤキャビティ圧は、補助バイアスばね（不図示）と一緒にばね荷重玉弁５２、５４に対して作用し、玉弁を開くには環状通路４３内の空気圧によってこれを解消しなければならない。

【0036】

回転方向８８へのタイヤの回転とともに、図３Ｂおよび４Ａに示されているように方向９０へ環状通路４３に沿って入口装置４４に流入する空気９２によって、平らになったチューブセグメントは順次再充填される。入口装置４４から方向９０への空気の流入は、タイヤの回転方向８８への回転と共に図の逆時計回りに回転する出口装置４６がタイヤのフットプリント１００を通過するまで継続する。図３Ｃおよび図４Ｂは、このような位置でのぜん動ポンプ組立体１４の向きを示している。図示の位置では、エアチューブ４２は引き続き、順次、参照番号１０６に示されているように圧縮力１０４によってタイヤフットプリントに隣接するセグメントごとに平らにされる。空気は、時計回り方向９４へ入口装置４４まで送られ、そこで環状通路４３から排出または排気される。入口装置４４からの排気９６は、有孔濾材内の蓄積されたごみまたは粒子をフィルタ自体から自動的に除去する働きをするフィルタ８０を通過する。入口装置４４から送り出された空気が排出されると、出口装置は閉位置になり、後述のように空気がタイヤコアビードまで流れることはなくなる。（図３Ａ、３Ｂ、および４Ａに示されているように）入口装置４４がタイヤのフットプリント１００を通過するまでタイヤがさらに逆時計回りである回転方向８８に回転すると、出口装置４６までの空気流れが再開し、出口装置４６内の玉弁が開き、送り出された空気がコアビード導管６０の軸方向通路６２内に流出する（矢印８６）。

【0037】

図４Ｂは、タイヤが回転方向８８に回転するときにエアチューブ４２が指定された参照番号１０２の所でセグメントごとに平らにされることを示している。平らになったセグメント１１１は、隣接するセグメント１１２がタイヤフットプリントの近隣へ移動するときに、タイヤと一緒に逆時計回りに回転方向８８へ移動する。したがって、圧搾されるかあるいは平らにされたチューブセグメントの進行は、回転方向８８へのタイヤの回転とは反対の、時計回り方向への移動とみなすことができる。平らになったセグメント１１１がフットプリント１００から離れる方向へ移動すると、フットプリント領域からのタイヤ内における圧縮力が除かれ、平らになったセグメント１１１が環状通路４３からの空気で再充填されるにつれて、平らになったセグメント１１１は、自発的に、平らでない状態に弾性的に再構成される。平らでない最初の構成では、エアチューブ４２のセグメントは断面が概ね円形であるが、必要に応じて楕円形のような他の断面構成を使用してもよい。

【0038】

その後、上述のサイクルが各タイヤ回転のたびに繰り返され、それぞれの回転のうちの半回転で送り出された空気がタイヤキャビティまで流れ、その回転のうちの残りの半回転で送り出された空気が入口装置のフィルタ８０から導き出されてフィルタを自動浄化する。タイヤ１２の回転方向８８が図４Ａおよび４Ｂでは逆時計回りであるように示されているが、本タイヤ組立体およびそのぜん動ポンプ組立体１４が示されている回転方向８８とは逆の回転方向（時計回り）に同様に機能することが理解されよう。したがって、ぜん動ポンプは双方向性であり、タイヤ組立体が順回転方向に移動する場合もあるいは逆回転方向に移動する場合も同様に機能する。

【0039】

タイヤ組立体１０内のぜん動ポンプ組立体の１つの位置が図５および５Ａから理解されよう。図示のように、ぜん動ポンプ組立体１４は、タイヤのサイドウォール３０の下側１１９内の、チェーファー１２０およびリムフランジの表面２６の上方に位置している。ぜん動ポンプ組立体１４がこのように配置され場合、エアチューブ４２は、タイヤのフットプリント１００から半径方向内側にあり、したがって、上述のようにタイヤフットプリントから伝えられる力によって平らにされるように配置される。回転タイヤのフットプリントの近隣のエアチューブ４２のセグメントは、フットプリントから伝えられる圧縮力によって平らにされ、それによって、エアチューブ４２を囲むサイドウォール表面はチューブを圧搾して平らにする。エアチューブ４２の位置は、リムの表面２６の上方における、タイヤのサイドウォールの下側１１９内に特定的に示されている。ぜん動ポンプのエアチューブ４２の直径寸法としては、タイヤサイドウォールの下側１１９の表面の円周全体にわたる寸法が選択される。

【0040】

エアチューブ４２は、タイヤ１２のサイドウォール３０のサイドウォール溝１２６内に配置されている。エアチューブ４２は、後述のように、回転タイヤフットプリント内のサイドウォール溝１２６を屈曲させる圧縮応力によって閉鎖される。サイドウォール３０内のエアチューブ４２の位置は、ユーザが自由に配置できる位置であり、エアチューブ４２とタイヤリム１６との接触を回避する位置である。サイドウォール溝１２６内でエアチューブ４２をより高い位置に配置すると、サイドウォール溝１２６がタイヤフットプリントを通過する際のサイドウォールの変形をうまく利用して、チューブを閉鎖し、送り出しを行う。

【0041】

エアチューブ４２を平らにするサイドウォール溝１２６の構成および動作は図３Ｃ、５Ｂ、６および６Ａに示されている。サイドウォール溝１２６は、エアチューブ４２を貫通して延びる環状通路４３を圧搾せずにエアチューブ４２を干渉しながら密接に受け入れるのに十分な公称幅を有する溝入口開口部の所に互いに平行な入口サイドウォール１２８，１３０によって形成されている。溝の入口サイドウォール１２８、１３０は、内部湾曲領域１３２に没入しており、タイヤフットプリント内で発生する圧縮力を受けて内部湾曲領域１３２の周りで弾性的にたわむ。タイヤフットプリント内の入口サイドウォール１２８、１３０のセグメントは、フットプリント内のエアチューブ４２のセグメントに対してたわんで収束し、チューブを潰して前述のように平らな状態にする。サイドウォール溝１２６の他の形状および構成は、引用によって本明細書に組み込まれている、２００９年１２月２１日に出願され、関連する米国特許出願第１２／６４３１７６号の明細書に開示されている。

【0042】

図１Ａ、１Ｂ、３Ａ、および５Ａを参照すると、エアチューブ４２はコアビード導管６０を通してコアビード３４に結合されている（反対側のサイドウォール内のチューブがコアビード３６に結合されている）。コアビード導管６０は、図５Ａを見ると最もよく分かるように、サイドウォールの下側１１９の表面のサイドウォール溝１２６内のエアチューブ４２から半径方向にプライ折り返し部１７２の端部１７４の上方に導かれ、タイヤエイペックス１７６に沿って軸方向にコアビード３４まで導かれている。

【0043】

コアビード３４は、環状に構成された、軸方向の環状の空気貯蔵用コアビード通路１３４を内部に有している。下流側のスリーブ端部１４２から、コアビード導管６０の軸方向通路６２に結合される吸入開口部１４４まで延びる第１の弁穴１３８を有する弁Ｔ字スリーブ１３６が、コアビード通路１３４内に位置している。スリーブの第１の弁穴１３８内には、弁座１５８内に捕捉される第１の玉弁１５６が配置されている。第１の玉弁１５６は、スリーブの第１の弁穴１３８を閉鎖する標準的な閉鎖位置へ、ばね構成部材１６０によってばねバイアスを受けており、矢印６４の方向の空気圧が玉弁１５６を軸方向に開位置まで押すと、それによってコアビード導管６０から矢印６４の方向への空気流が第１の弁穴１３８に流入し、第１の弁穴１３８を通って第１の弁穴１３８から流出するのが可能になる。第１の弁穴１３８を通過する空気は、図３Ａに示されているように、矢印１４０で示されている方向へ軸方向コアビード通路１３４に向けられる。

【0044】

スリーブの上流側端部１４８から出口開口部１５０まで延びるスリーブの第２の弁穴１４６が、弁Ｔ字スリーブ１３６の反対側の端部まで延びている。出口開口部１５０は、コアビード３４からタイヤキャビティ４０まで延びるタイヤキャビティ導管１５２の軸方向導管通路１５４に結合されている。スリーブの第２の弁穴１４６内に、弁座１６４内の玉弁１６２が位置している。玉弁１６２は、第２の弁穴１４６を閉鎖する標準的な閉鎖位置へ、ばね構成部材１６６によってばねバイアスを受けており、矢印１６８の方向の空気圧が玉弁１６２を軸方向に開位置まで押すと、それによって、矢印１６８の方向の空気流が第２の弁穴１４６に流入し、第２の弁穴１４６を通って第２の弁穴１４６から流出し、タイヤキャビティ導管１５２の軸方向導管通路１５４に流入するのが可能になる。

【0045】

図１Ａ、１Ｂ、４Ａ、４Ｂ、および３Ａを参照すると、コアビード３４、３６は従来の構成であり、一方または両方のコアビード内に軸方向のコアビード通路１３４を含むようになっている。エアチューブ４２は、プラスチックといった、必要な弾性をもたらす材料からなる可撓構造である。エアチューブ４２が移動する車輌のタイヤフットプリント内でセグメントごとに順次平らになると、空気がエアチューブ４２に沿って一方向弁であるばね荷重玉弁５２、５４を通して送られ、出口ポータル５０からコアビード導管６０内に送り出される。エアチューブ４２から排出された空気はコアビード導管６０によってコアビード３４まで運ばれ、一方向弁である玉弁１５６が開き、矢印１４０で示されているように、空気が弁穴１３８を通ってコアビード通路１３４に入る。タイヤキャビティ４０内の空気圧が事前に設定されたレベルより低く、かつコアビード通路１３４内の空気圧より低くなった場合、圧力調整をする玉弁１６２が開く。矢印１６８の方向に流れる空気は、弁穴１４６および玉弁１６２を通過してタイヤキャビティ導管１５２に入り、タイヤキャビティ４０内に運ばれる。

【0046】

図５Ａは、タイヤが、コアビード３４の周りを折り返し端部１７４まで延びる折り返し部１７２を有するプライ１７８を含む一実施形態を示している。サイドウォール３０の下側１１９の表面内のエアチューブ４２の半径方向位置は概ね折り返し端部１７４に向かい合う位置である。コアビード導管６０の第１のセグメント６０Ａは、エアチューブ４２から軸方向にタイヤサイドウォールを貫通して折り返し端部１７４の上方へ延び、コアビード導管６０の第２のセグメント６０Ｂは、タイヤエイペックス１７６とプライ折り返し部１７２との間の経路に沿ってコアビード３４まで半径方向下向きに傾斜している。したがって、図５Ａに示されている実施形態における流路は、プライ１７８を１回しか通過せず、流路がより頑丈になっている。玉弁１５６、１６２を中空のコアビード３４内に位置させると、動作時に弁が保護され、かつ製造が簡略化される。また、中空のコアビード３４は、タイヤキャビティ４０を再膨張させることを必要とするときまでエアチューブ４２から排出された空気を収集し貯蔵する貯蔵器として働く。さらに、コアビード導管６０を通過する空気の流路は、頑丈であり、タイヤプライを１回しか通過しない。

【0047】

図５Ｂは、コアビード導管６０の第１のセグメント６０Ａがエアチューブ４２からサイドウォール３０内を半径方向下向きにコアビード３４と軸方向に向かい合う位置まで導かれる他の概略図を示している。その後、コアビード導管６０の第２のセグメント６０Ｂは、軸方向に傾斜し、軸方向経路に沿ってプライ折り返し部１７２を貫通してコアビード３４まで進む。図５Ａおよび５Ｂに示されている構成のどちらでも、エアチューブ４２とサイドウォール溝１２６は、概ね半径方向にコアビード３４の上方に位置し、かつリムフランジの半径方向外側に面する表面２６の上方に位置している。エアチューブ４２とコアビード通路１３４は、環状であり、それぞれサイドウォール３０とコアビード３４の周囲を延びることが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。

【0048】

上記のことから、本発明が、円形のエアチューブ４２がセグメントごとに平らになり、タイヤのフットプリント１００において閉鎖される自動膨張式タイヤ用の双方向性ぜん動ポンプを提供することが理解されよう。Ｔ字型の空気の入口装置４４は、フィルタ８０を含み、自動浄化式であってよい。Ｔ字型の出口装置４６は、ばね荷重玉弁５２、５４のような２つの一方向弁として構成することができるがそれに限らない弁ユニットを使用する。ぜん動ポンプ組立体１４は、タイヤがいずれかの方向に回転しているときに空気を送り出し、１回転のうちの半回転で空気をタイヤキャビティ４０に送り、１回転のうちの残りの半回転で空気を入口装置４４（フィルタ８０）から再び送り出す。ぜん動ポンプ組立体１４は、システム障害検出器として働く従来の構成の二次タイヤ圧力監視システム（ＴＰＭＳ）（不図示）と一緒に使用することができる。ＴＰＭＳを使用して、タイヤ組立体の自動膨張システムにおけるあらゆる障害を検出し、ユーザにそのような状態を警告することができる。

【0049】

上記のことから、本発明が、タイヤリム１６と、タイヤ１２と、それぞれのタイヤのサイドウォール溝１２６内に配置された１つまたは２つのぜん動ポンプ組立体１４とを含む自動膨張式のタイヤ組立体１０を実現することが理解されよう。各エアチューブ４２は、エアチューブ４２を囲む互いに向かい合う傾斜溝面（１２８／１３６および１３０／１３８）と接触し係合している。エアチューブ４２のフットプリントセグメントの環状通路４３は、回転タイヤフットプリント内の溝が圧縮されることによって平らにされ膨張時の直径から平坦時の直径になって、平坦になったセグメントから排出される空気を環状通路４３に沿って送り出す。各エアチューブ４２に沿って送り出される空気は、それぞれのタイヤ側を通ってそれぞれのコアビード３４、３６に送られる。コアビード３４、３６には、排出された空気を、タイヤキャビティ４０を再膨張させることを必要とするときまで貯蔵する軸方向のコアビード通路１３４が位置している。タイヤキャビティ４０内の空気圧が事前に設定された弁圧力しきい値より低くなると、常に、軸方向のコアビード通路１３４内に配置された弁が開き、タイヤキャビティ導管１５２に沿ってタイヤキャビティ４０内に流入する貯蔵された空気の流れが開始される。したがって、このタイヤは、車輌が動作させられたときにエアチューブ４２に沿ってコアビード通路内に送り込まれ、該通路からタイヤキャビティ４０に送り込まれる空気に依存する、自動膨張式である。

【0050】

本明細書に記載された本発明の説明を考慮すれば本発明の複数の変形実施形態が可能である。本発明を例示するためにある代表的な複数の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該実施形態および詳細に様々な変更および修正を施せることが明らかになろう。したがって、本明細書に記載の特定の実施形態に、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の意図される全範囲内の変更を施せることを理解されたい。

【符号の説明】

【0051】

１０ タイヤ組立体
１２ タイヤ
３０、３２ サイドウォール
３４、３６ コアビード
３８ タイヤトレッド領域
４０ タイヤキャビティ
４２ エアチューブ
４３ 環状通路
４４ 入口装置
４６ 出口装置
６０ コアビード導管
６０Ａ 第１の導管セグメント
６０Ｂ 第２の導管セグメント
８０ フィルタ
１００ フットプリント
１１０ セグメント
１１１ 平坦になったセグメント
１１２ 隣接するセグメント
１２６ サイドウォール溝
１３４ コアビード通路
１５２ タイヤキャビティ導管

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図6A】