空気維持タイヤ用の油圧ピストンポンプ組立体
【課題】タイヤ内の空気圧を自動的に維持する空気維持タイヤシステムを提供する。
【解決手段】空気維持タイヤシステムは、圧縮アクチュエータ手段と、圧縮アクチュエータ手段に固定されかつ内部空気チャンバ６４を有する圧縮体６２を備えるポンプ組立体２０と、を有し、空気チャンバ６４は、空気を内部空気チャンバ６４に導入する入口開口部６７と、空気を内部空気チャンバ６４からタイヤ空洞部まで導く出口開口部７３と、を有し、空気圧縮体６２は、内部空気チャンバ６４内の互いに向かい合うそれぞれの端部の所に配置されたピストン弁部材および出口弁部材をさらに有する。ピストン弁部材と出口弁部材は、圧縮アクチュエータによる作動に応答して内部空気チャンバ６４内でそれぞれの開位置と閉位置との間を移動し、それによって、空気圧縮サイクル中に入口開口部６７および出口開口部７３を周期的に開放し閉鎖する。
【解決手段】空気維持タイヤシステムは、圧縮アクチュエータ手段と、圧縮アクチュエータ手段に固定されかつ内部空気チャンバ６４を有する圧縮体６２を備えるポンプ組立体２０と、を有し、空気チャンバ６４は、空気を内部空気チャンバ６４に導入する入口開口部６７と、空気を内部空気チャンバ６４からタイヤ空洞部まで導く出口開口部７３と、を有し、空気圧縮体６２は、内部空気チャンバ６４内の互いに向かい合うそれぞれの端部の所に配置されたピストン弁部材および出口弁部材をさらに有する。ピストン弁部材と出口弁部材は、圧縮アクチュエータによる作動に応答して内部空気チャンバ６４内でそれぞれの開位置と閉位置との間を移動し、それによって、空気圧縮サイクル中に入口開口部６７および出口開口部７３を周期的に開放し閉鎖する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して空気維持タイヤに関し、特に、一体型空気ポンピングシステムを有する空気維持タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気拡散によって、時間の経過とともにタイヤ圧が低下する。タイヤの自然な状態は、空気圧が不足した状態である。したがって、運転者は、繰り返しタイヤ圧を維持する手段を講じなければならない。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・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（ＴＰＭＳ）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も、依然として、運転者が、タイヤを推奨空気圧まで再膨張させるよう警告されたときに是正措置を講じる必要がある。したがって、タイヤ内の空気圧を自動的に維持する空気維持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】
本発明の一態様では、空気維持タイヤシステムは、タイヤカーカスに取り付けられ、タイヤの回転時にタイヤが変形することによって作動するように構成された圧縮アクチュエータと、タイヤカーカスに固定され、圧縮アクチュエータに固定されかつ内部空気チャンバを有する圧縮体を含むポンプ組立体とを有し、空気チャンバが、空気を内部空気チャンバに導入する入口開口部と、空気を内部空気チャンバからタイヤ空洞部まで導く出口開口部とを有する。空気圧縮体は、内部空気チャンバ内の内部空気チャンバの互いに向かい合うそれぞれの端部の所に配置されたピストン弁部材および出口弁部材をさらに含み、ピストン弁と出口弁部材が、圧縮アクチュエータによる作動に応答して内部空気チャンバ内でそれぞれの開位置と閉位置との間を移動し、それによって、空気圧縮サイクル中で入口開口部および出口開口部を周期的に開放し閉鎖する。
【０００５】
他の態様では、ピストン弁部材は、入口開口部に対する開位置にあるとき、空気が入口開口部から空気チャンバ内に流れるのを可能にし、入口開口部に対して閉位置にあるとき、空気が入口開口部から空気チャンバ内への流れるのを妨げ、ピストン弁部材は、開位置と閉位置との間を移動する間、空気チャンバ内のある量の空気を圧縮するように動作する。
【０００６】
他の態様では、出口弁部材は、出口開口部に対する閉位置にあるとき、空気チャンバ内の空気圧が事前に設定されたしきい値に達したことに応答して開位置へ移動するように動作し、空気が空気チャンバから出口開口部内に流れるのを可能にする。
【０００７】
空気維持システムは、他の態様によれば、圧縮アクチュエータは、弾性変形可能な材料組成で形成され、ある量の非圧縮性媒体を含む中空の格納体である。格納体は、タイヤカーカスの比較的たわみ変形度の高い領域に固定され、回転するタイヤ内のタイヤ高たわみ変形度領域が変形し回復することに応答して変形状態と非変形状態との間で交互に変形する。アクチュエータ格納体は、変形状態であるとき、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体を排出させ、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体が、ピストン弁部材面に対する圧縮力を発生させてピストン弁を空気チャンバ内の開位置と閉位置との間を移動させる。
【０００８】
定義
タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）と断面幅（ＳＷ）との比に１００を掛けて百分率で表した値を意味する。
【０００９】
「非対称トレッド」は、タイヤの中央面または赤道面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】
「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸線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、タイヤビードの外側の周囲に配置され、コードプライがリムに接触して磨耗したり切れたりしないように保護し、かつたわみをリムの上方に分散させる材料の狭いストリップである。
【００１２】
「周方向の」は、軸線方向に垂直な環状トレッドの面の周縁に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１３】
「赤道中央面（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、速度が零であり、かつ標準荷重および標準圧力下にあるときにタイヤトレッドが平坦な面に接触する接触部分または接触領域を意味する。
【００１５】
「溝」は、タイヤ壁の周りを周方向または横方向に延びることができるタイヤ壁内の細長い空隙領域を意味する。「溝幅」は、溝の全長にわたる溝の平均幅に等しい。溝は、後述のように空気チューブを収容するサイズを有する。
【００１６】
「車内側」は、タイヤが車輪上に取り付けられ、車輪が車輌上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。
【００１７】
「横方向の」は、軸線方向を意味する。
【００１８】
「横縁部」は、標準荷重下でタイヤ膨張時に測定したときの、軸線方向で最も外側のトレッド接触部分またはフットプリントに接し、赤道中央面に平行なラインを意味する。
【００１９】
「正味接触面積」は、トレッドの円周全体に沿った横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、横縁部同士の間のトレッド全体の総面積で割った値を意味する。
【００２０】
「非方向性トレッド」は、好ましい順走行方向を有さず、トレッドパターンを好ましい走行方向に揃えるうえで車輌上の特定の１つまたは２つ以上の車輪位置に位置する必要が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、好ましい走行方向を有し、特定の車輪位置を必要とする。
【００２１】
「車外側」は、タイヤが車輪上に取り付けられ、車輪が車輌上に取り付けられたときに車輌から最も遠い側を意味する。
【００２２】
「蠕動」は、空気のような格納された物質を管状の経路に沿って移動させる波状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、半径方向においてタイヤの回転軸線に向かうかあるいは回転軸線から離れる方向を意味する。
【００２４】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝とそのような第２の溝または横縁部とによって形成され、全深さ溝によって横方向に分割されることのないトレッド上の周方向に延びるゴムのストリップを意味する。
【００２５】
「サイプ」は、タイヤのトレッド部材に成形され、トレッド面を細分して牽引を向上させる小さな長穴を意味し、サイプは、全体的に幅が狭く、タイヤのフットプリントで開放されたままである溝とは異なり、タイヤフットプリントでは閉鎖される。
【００２６】
「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。
【００２７】
「トレッドアーク幅」は、トレッドの横縁部同士の間で測定されたときのトレッドのアーク長を意味する。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ポンプ位置を示すタイヤシステムの斜視図である（第１の実施形態）。
【図２Ａ】組み立てる前の（２）分割ポンプを示す、タイヤの斜視切り欠き図であり、内側壁上の接着剤領域を例示するために想像線のボックスが示されている図である。
【図２Ｂ】チューブをタイヤ壁に挿入することによって組み立てられた（２）分割ポンプを示す、タイヤの斜視切り欠き図である。
【図３Ａ】タイヤの非圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図３Ｂ】タイヤの圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図４】図３Ａの４−４における断面図である。
【図５】図３Ｂの５−５における断面図である。
【図６Ａ】休止状態のピストン位置を示す、ポンプの拡大図である。
【図６Ｂ】粘弾性材料が上部ピストンを下方に移動させ、ピストン同士の間で空気を圧縮する状態を示すポンプの拡大図である。
【図６Ｃ】上部ピストンおよび下部ピストンが圧縮空気を移動させタイヤ空洞部内に放出する状態を示すポンプの拡大図である。
【図６Ｄ】休止位置のピストンと安全弁が空洞部の過圧を大気に解放している状態を示すポンプの拡大図である。
【図７】ポンプ体の分解断面図である。
【図８】第２の実施形態におけるポンプ位置を示すタイヤの斜視図である。
【図９Ａ】第２の実施形態のポンプの２分割分解斜視図である。
【図９Ｂ】組み立てられたポンプの斜視図である。
【図１０Ａ】タイヤの非圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図１０Ｂ】タイヤの圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａの１１Ａ−１１Ａにおける断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａにおけるポンプの拡大図である。
【図１２Ａ】図１０Ｂの１２Ａ−１２Ａにおける断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａにおけるポンプの拡大図である。
【図１３Ａ】図１１Ｂの１３Ａ−１３Ａにおける断面図であり、ポンプが休止状態で示されている図である。
【図１３Ｂ】図１２Ｂの１３Ｂ−１３Ｂにおける断面図であり、粘弾性材料がチャンバを充填し、空気を第２の一方向弁を通してタイヤ空洞部に押し込んでいる図である。
【図１３Ｃ】粘弾性材料が上部ハウジングに戻り、外気を第１の一方向弁を通して引き込み、内側チャンバを充填している状態を示す断面図である。
【図１３Ｄ】安全弁が空洞部の過圧を大気に解放している状態を示す断面図である。
【図１４Ａ】ポンプ体インサートの斜視図である。
【図１４Ｂ】ポンプ体インサートの斜視断面図である。
【図１４Ｃ】ポンプ体インサートの斜視分解断面図である。
【図１５】タイヤインナーライナに取り付けられたピストンポンプおよび圧縮アクチュエータ組立体の修正形態を示す断面図である。
【図１６】ピストンポンプ組立体の底部斜視図である。
【図１７Ａ】ポンプが休止状態にあり、外気が入口チャンバに流入している状態を示す、図１６におけるピストンポンプの拡大断面図である。
【図１７Ｂ】粘弾性材料がポンプハウジングチャンバを充填し、ピストン弁部材を内側に押して入口を密閉し、加圧空気が弁部材を下方に押して出口を開け空気を空洞部に放出している状態を示す、図１７Ａに続く図である。
【図１８Ａ】図１７Ａに示されているポンプ組立体の等角投影図法による断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの分解図である。
【図１９Ａ】タイヤが回転する際のポンプ組立体の連続的な位置を示す、回転するタイヤの説明図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａの連続的な位置におけるポンプ動作を示す概略図である。
【図２０】タイヤが回転する際の時間間隔に対するポンピング空気圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、および４を参照すると、本発明の主題である自己膨張式タイヤシステム１０が、一対のサイドウォール１４と、一対のビード１６と、トレッド１８とを有する概して従来の構成のタイヤカーカス１２を含むように示されている。タイヤカーカス１２は、どちらも硬化前組み立て手順においてタイヤに取り付けられるポンプ組立体２０および結合された圧縮アクチュエータ組立体１９を含むことによって自動膨張するように構成されている。図２Ａに示されているように、組立体１９は、接着剤領域２１として想像線で示されているように接着剤を塗布することによってサイドウォール１４に取り付けられてよい。タイヤカーカス１２は、タイヤ取り付け面２６と、面２６から延びる外側リムフランジ２４とを有するリム２２に従来通りに取り付けられている。タイヤカーカス１２はさらに、内部タイヤ空洞部３０を形成しかつ囲む内側直線状構成部材２８を有するように形成されている。接着剤が、領域２１によって示されているインナーライナ２８のサイドウォール領域に塗布されている。タイヤカーカス１２は、タイヤのビード領域１６の近くに下部サイドウォール領域３２をさらに有するように形成されている。
【００３１】
タイヤ組立体１０は、車輌に取り付けられ、地面３４に係合する。タイヤカーカス１２と地面３４との間の接触領域はタイヤフットプリント３８を表す。圧縮アクチュエータ組立体１９は、図３Ａおよび３Ｂに示されているようにタイヤが地面３４に対して方向４０に回転するときに比較的高いたわみ変形度を有するタイヤカーカス１２のサイドウォール領域４２に取り付けられている。タイヤが回転すると、圧縮アクチュエータ組立体１９およびポンプ組立体２０がタイヤと一緒に回転する。圧縮アクチュエータ組立体１９は、組立体１９が後述の目的のためにタイヤフットプリント３８と向かい合って位置するときにサイドウォールがたわむかあるいは屈曲することによって生じる圧縮力を受ける。図３Ａおよび断面図の図４は、圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０がタイヤカーカス１２の非圧縮領域に位置していることを示し、一方、図３Ｂおよび断面図の図５は、組立体１９および２０がタイヤカーカス１２の圧縮領域に位置することを示している。図５の位置では、圧縮アクチュエータ組立体１９は、タイヤフットプリント３８内で発生した圧縮力３６を受ける。タイヤは、車輌の通常の動作時には方向４０および逆方向に回転する。そのため、互いに結合された組立体１９、２０は、タイヤと一緒に両方向に回転し、タイヤの順回転方向と逆回転方向の両方においてサイドウォール１４内で発生する圧縮力を受ける。
【００３２】
図２Ａ、２Ｂ、４、５、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、および７を参照すると分かるように、圧縮アクチュエータ組立体１９は、熱可塑性樹脂および／またはゴム化合物のような弾性変形可能な材料組成で形成された細長い中空の格納体４４を含んでいる。そのような構成の格納体４４は、それゆえ、曲げ力を受けたときに、変形状態になり、さらに元の非変形状態に回復する周期的な変形を交互にかつ弾性的に受けることができる。図２Ａ、４に示されている細長い格納体４４は、トレッド領域１８からビード１６領域までタイヤサイドウォール１４の内側輪郭にだいたい倣うようなサイズおよび形状を有している。格納体４４の中空で細長い形状は接着剤領域２１の所でタイヤのインナーライナ２８に固定するかあるいは後述のようにタイヤサイドウォール１４に組み込めるように形状を修正してよい。
【００３３】
格納体４４は、ある量の非圧縮性媒体４８が充填された密閉された中央リザーバキャビティ４６を含んでいる。この媒体は発泡形態または流体形態であってよい。本出願で使用するのに適した媒体には、不凍添加剤を含んだ水を含めてよいがこれに限らない。非圧縮性媒体４８は、格納体４４によって中央リザーバキャビティ４６内に密閉され、概ね中央リザーバキャビティ４６を充填する。出口導管５０が、格納体４４に設けられており、格納体４４から概ね軸線方向に延びており、排出されたある量の非圧縮性媒体４８が往復方向に移動することのできる内側出口導管穴５１を含んでいる。出口導管５０は、先端面６０まで延びている。
【００３４】
格納体４４は、図２Ａ、２Ｂ、４、５に示されているように位置すると、格納体４４が取り付けられたサイドウォールの領域がタイヤフットプリントの近くを通過し力３６によってトレッド１８上に圧縮されるときにタイヤサイドウォール１４から曲げ力を受ける（図３Ｂ、５）。曲げ力３６がかかってサイドウォール領域１４が屈曲すると、それに応じて、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、および６Ｄに示されているように媒体格納体４４の曲げ変形５２が生じる。タイヤサイドウォール１４がタイヤフットプリント３８の近くで屈曲することによって格納体４４に変形５２が導入されると、出口導管５０に沿って、図６Ｂの矢印５６で示されている方向に非圧縮性媒体４８がある量５４だけ排出する。媒体の排出量５４による圧力は、後述のように圧力アクチュエータとしてポンプ組立体２０に作用する。格納体４４が取り付けられたタイヤサイドウォール領域が、図６Ａに示されているようにタイヤフットプリントと向かい合う位置のようなタイヤフットプリント３８に近い位置から離れると、サイドウォールの圧縮力がなくなり／弱まり、それに応じて格納体４４への曲げ力がなくなる／弱まる。格納体４４における曲げ力がなくなると、格納体４４は図４に示されているように元の非変形状態を再開し、非圧縮性媒体４８は、出口導管５０内に、矢印５８で示されている方向に後退する。タイヤが順方向または逆方向に回転する際に、サイドウォールが周期的に屈曲し屈曲から回復すると、格納体４４が周期的に変形し変形から復元し、媒体排出量５４によって出口導管５０に沿った周期的な圧縮力が発生する。媒体排出量５４による圧縮力は、方向５６に作用し、非圧縮性媒体４８の排出量によって発生する圧力に比例する。
【００３５】
図６Ａ〜６Ｄおよび７を参照すると分かるように、ポンプ組立体２０は、好ましくは組立体１９に対して内側半径方向において圧縮アクチュエータ組立体１９に隣接する位置でタイヤカーカス１２に固定されている。ポンプ組立体２０は、チャンバ下端６５まで延びる内側軸線方向に配置された空気チャンバ６４を有する概ね管状形態の中空の圧縮体６２を含んでいる。空気チャンバ６４は、入口開口部６７の所で空気チャンバ６４と交差する入口導管６６を通して到達可能である。圧縮体６２および入口導管６６は金属またはプラスチックのような剛性の材料で形成されている。入口導管６６は概ね細長く管状であり、開口部６７を介して空気チャンバ６４と連通する内側軸線方向通路６８を有している。圧縮体６２の反対側には、出口導管７０を貫通して延び、出口開口部７３の所で空気チャンバ６４と連通する軸線方向通路７２を有する概ね管状形態の出口導管７０が位置している。入口導管６６と出口導管７０は軸線方向においてずれており、入口導管６６の方が圧縮アクチュエータ組立体１９に近く、出口導管７０の方が圧縮アクチュエータ組立体１９から遠い。
【００３６】
第１の円筒形ピストン部材７４は、圧縮体６２の軸線方向空気チャンバ６４の上端内に滑って配置されるようなサイズを有し、内側ピストン端面７５内に延びる軸線方向盲穴７６を含んでいる。くぼみ７８が、ピストンの、外側に面する側を延びており、弁（組立体９６）から出る空気の収集装置として機能する。くぼみ７８は、ピストンの角度位置にかかわらず弁とピストン内部の管を連結する。ピストンの、くぼみ７８の反対側に、盲穴７６と連通する安全弁吸気流路８０が延びている。
【００３７】
第２の円筒形ピストン部材８２は、圧縮体６２の軸線方向空気チャンバ６４の下端内に滑って受け入れられるようなサイズを有している。第２のピストン部材８２は、円筒体８４と、円筒体８４から外側端部８５まで延びる外側ばね圧縮ポストアーム８６とを含んでいる。盲穴８８がポストアームの端面８５内に延びている。横方向に配置された入口流路９０がポストアーム８６の側面を貫通して延び、盲穴８８と連通している。大型コイルばね９４が、圧縮体６２内の空気チャンバ６４のチャンバ下端６５内に嵌るサイズを有している。さらに、より小さなコイルばね９２が設けられ、第１のピストン部材７４の盲穴７６内の表面７７に接触している。圧力調整安全弁組立体９６が、圧縮体６２から延びる内側管状スリーブ９８の入口チャンバ９９内に取り付けられている。スリーブ９８は、チャンバ９９から圧縮体６２の空気チャンバ６４まで延びる入口軸線方向通路９７を含んでいる。安全弁組立体９６は、外側に延びる管状入口導管１０２を有する円形体１００を含んでいる。貫通穴１０４が入口導管１０２および円形体１００を貫通して延びている。円板状シール構成部材１０６が、チャンバ９９内の円形体１００の内側に位置し、チャンバ９９内に配置されたコイルばね１０８によって外側に円形体１００に接触するように偏らされている。
【００３８】
圧縮体の反対側では、内側端部の所の環状当接フランジ１１２と、チューブ外側端部１１５から入口チューブ１１０を貫通して圧縮体６２の入口開口部６７まで延びる軸線方向通路１１４とを有する入口チューブ１１０が、入口導管６６に固定されている。軸線方向通路１１４内のチューブ外側端部１１５の近くに、微粒子を軸線方向通路１１４に入らないように除外する多孔フィルタ構成部材１１６が配置されている。ポンプ組立体２０は、サイドウォール１４の半径方向下部領域と相補的な形状を有し、圧縮作動体４４からタイヤビード領域と向かい合う位置まで延びる外側シースまたはケースメント１２８内に密閉されている。ケースメント１２８は、ゴムマトリクスなどの接着剤によってタイヤインナーライナに取り付けるのに適した保護材料で形成されている。
【００３９】
図４、５、６Ａ、および７に関しては、圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０は、タイヤカーカス１２に組み込まれるように図示のように連結されている。圧縮アクチュエータ組立体１９は、タイヤが回転するときに高い曲げ荷重を受けるタイヤカーカス１２のサイドウォール１４の領域に組み込まれている。圧縮アクチュエータ組立体１９は、サイドウォール１４内に組み込まれても、あるいは図示のように接着剤によってサイドウォール１４に固定されてもよい。図示の外部取り付け組立体手法では、格納体４４は、それが取り付けられているサイドウォール領域と相補的な形状を有し湾曲しており、かつ概して、トレッド領域１８の近くの半径方向外側端部１３０からサイドウォール取り付け領域に沿って半径方向内側にビード領域の近くの半径方向内側端部１３２まで延びている。ポンプ組立体２０は、接着剤または他の適切な取り付け手段によって組立体１９の内側端部１３２に取り付けられている。ポンプ組立体２０は、ゴムなどのタイヤ適合材料で構成された外側ケーシング１２８内に収容されている。結合された圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０は、接着剤によってタイヤカーカス１２のインナーライナ２８に取り付けられ、ポンプ組立体２０がカーカスビード／下部サイドウォール領域３２の近くに位置する。このように位置すると、組立体２０の入口チューブ１１０は、軸線方向にサイドウォール１４内を通って外気接触可能な外側タイヤサイドウォール側位置まで突き出る。入口チューブ１１０の位置は、リムフランジ２４よりも上であることが好ましく、それによって、リムフランジ２４がポンプ組立体２０の入口チューブ１１０に流入する取り込み空気に干渉することがなくなる。
【００４０】
理解されるように、圧縮アクチュエータ組立体１９の出口導管５０は、アクチュエータ体４４の出口導管５０が圧縮体６２の上端に密封係合して受け入れられたときに圧縮体６２の上端に結合される。圧縮体４４は、ポンプ組立体２０を含むケーシング１２８に当接している。圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０は、互いに取り付けられた後、図２Ａおよび４に示されており上記に説明したようにタイヤサイドウォール１４の領域に取り付けられてよい。第１のピストン部材７４と第２のピストン部材８２は、第２のピストン部材８２からのポストアーム８６が盲穴７６内に突き出て盲穴７６内に位置するコイルばね９２に接触するときに機械的に結合される。したがって、ピストン部材７４、８２の軸線方向の移動は、空気チャンバ４４内の両半径方向において同期する。
【００４１】
図６Ａ〜６Ｄは、ポンプ組立体２０および圧縮アクチュエータ組立体１９の一連の動作を示している。図６Ａは、ピストン部材７４、８２が休止位置にあるポンプ組立体２０を示している。図示の位置は、タイヤフットプリントと向かい合う回転位置での、図３Ａに示されているように回転するタイヤに取り付けられた組立体１９、２０の位置と相関する。タイヤフットプリントと向かい合うときに組立体１９、２０を支持するサイドウォール１４領域（図６Ａ）は、タイヤが地面に接触してもたわむことも屈曲することもない。したがって、圧縮アクチュエータ体４４は、概して屈曲していないサイドウォール１４の曲率と相関する屈曲変形部５２を有している。圧縮体４４内に密閉された非圧縮性媒体４８は、概して休止状態にあり、第１のピストン部材７４の端部に接触する導管５０内の媒体先端面６０に接触している。外側のピストン部材７４は、コイルばね９２によるばねバイアスの下で空気チャンバ６４の外側端部の方へ引き込まれている。
【００４２】
図６Ａの休止位置では、第１のピストン部材７４は軸線方向において入口導管６６の入口開口部６７よりも上に位置する。その結果、タイヤの外側からの空気がフィルタ１１６を通して入口チューブ１１０の軸線方向通路１１４に流入し、そこから入口導管６６の開口部６７を通って空気チャンバ６４に流入する。矢印１１８は、流入空気が流れる経路を示している。第２のピストン部材８２は空気チャンバ６４内の軸線方向に上昇した位置にあり、出口導管７０の出口開口部７３を遮断している。コイルばね９２、９４はそれぞれ非圧縮状態にある。安全弁組立体９６は通常、タイヤ空洞部３０内の圧力が事前に設定された推奨された空気圧よりも低いかぎり閉位置にある。閉位置では、ばね１０８が円板状シール構成部材１０６を円形体１００を通して入口導管１０２に接触するように偏らせる。タイヤ空洞部３０内の圧力が圧力しきい値を超えた場合、キャビティからの空気圧によって、円板状シール構成部材１０６が入口導管１０２から引き離され、空気がタイヤ空洞部３０から逃げることができる。
【００４３】
組立体１９、２０を保持するサイドウォール１４の領域がタイヤフットプリントと向かい合う位置まで回転すると、サイドウォール１４がたわんで屈曲し、それに応じて、図６Ｂの参照番号５２で示されているように圧縮アクチュエータ体４４がたわむ。図６Ｂは、粘弾性材料４８が、非圧縮性材料の特性を有し、圧縮体４４の屈曲に応答して、出口導管５０内で下方に押し込まれ、矢印５６で示されているように第１のピストン部材７４に下向きの圧力をかけていることを示している。非圧縮性媒体４８の先端面６０は、第１のピストン部材７４の外面に接触し、コイルばね９２の圧縮によってコイルばね９２の抵抗に打ち勝ち、第１のピストン部材７４を空気チャンバ６４内で下方に移動させる。こうする際に、第１のピストン部材７４は、入口チューブ１１０を通した空気チャンバ６４内への空気の流入を遮断する位置に移動し、空気チャンバ６４内のある量の空気を圧縮する。空気チャンバ６４内の空気の圧力が高くなると、第２のピストン部材８２が空気チャンバ６４内で下方に押し込まれ、コイルばね９４が圧縮される。
【００４４】
第２のピストン部材８２が空気チャンバ６４内で十分な軸線方向距離にわたって移動すると、図６Ｃおよび図５に示されているように、第２のピストン部材８２による軸線方向通路７２への出口開口部７３に対する妨害が停止する。したがって、空気チャンバ６４からの加圧空気が、矢印１２６によって示されている方向に、軸線方向通路７２を通してタイヤ空洞部３０内に押し込まれる。空気の送り込みが完了し、第２のピストン部材８２に対する空気チャンバ６４内の圧力が中断されると、第２のピストン部材８２が軸線方向上方に押されて、図６Ｄと図６Ａの両方に示されている休止位置に戻る。
【００４５】
図６Ｄを見ると分かるように、空気チャンバ４４内のある量の加圧空気のタイヤ空洞部３０への移動が完了した後、タイヤがさらに回転すると、図２Ａおよび３Ａに示されているように、組立体１９、２０がサイドウォール１４の取り付け領域と一緒に、タイヤフットプリントと向かい合う高応力位置から離れ、タイヤサイドウォール領域が応力を受けない状態の湾曲を再開する。サイドウォール１４がタイヤフットプリントの外側の元の湾曲形状に戻るとき、それに伴ってかつ同期して、圧縮アクチュエータ体４４が屈曲していない形状に戻る。圧縮アクチュエータ体４４がその元の湾曲を再開すると、空気チャンバ６４からの空気の送り込みサイクルが終了するのに合わせて、第２のピストン部材８２が、第１のピストン部材７４を半径方向上方に押して移動させるコイルばね９４の作用下で軸線方向上方に移動する。粘弾性媒体４８は、圧縮体４４の元の格納形態に後退し、タイヤ空洞部３０内への空気の送り込みは、組立体１９、２０がタイヤと一緒に回転してタイヤフットプリントに揃って向かい合うまで中断される。回転のたびに、空気チャンバ６４からタイヤ空洞部３０への空気の送り込みが周期的に行われる。空気送り込み作用が、タイヤの回転方向とは無関係の作用であり、タイヤが順方向に回転する際にも逆方向に回転する際にも生じることが理解されよう。
【００４６】
図６Ｄも、ピストン部材７４、８２が休止位置にあり、一方、安全弁組立体９６がタイヤ空洞部３０の過圧空気を大気に放出するように働く、ポンプ組立体２０の図を示している。安全弁組立体９６は通常、図６Ａ〜６Ｃに示されている閉位置にあり、タイヤ空洞部３０内の空気圧が推奨される上限しきい値を超えたときにのみ開く。このような場合、円板状シール構成部材１０６が、円形体１００との密封係合位置から横方向に押し出され、コイルばね１０８からの偏った抵抗に打ち勝つ。したがって、貫通穴１０４が開放され、過圧空気が、方向矢印１２４で示されているように、タイヤ空洞部３０から入口導管１０２および第１のピストン部材７４内の安全弁吸気流路８０を通過する。加圧された空気は、方向矢印１２２で示されているように、第１のピストン部材７４の盲穴７６を通過し、第２のピストン部材８２の結合ポスト８６内の盲穴８８を通過し、入口チューブ１１０の軸線方向通路１１４に入る通路を辿る。吐き出された過圧空気はフィルタユニット１１６を通ってチューブ外側端部１１５から大気に排出される。空気がフィルタ１１６を通って排出されると、フィルタによって微粒子が除去されるとともに、タイヤ空洞部３０内の過圧が解消される。タイヤ空洞部３０の圧力が推奨空気圧しきい値よりも低くなると、コイルばね１０８が解放され、円板状シール構成部材１０６を円形体１００に押し付け、したがって、タイヤ空洞部３０から過圧空気を排出する必要が生じるまでタイヤ空洞部３０を閉鎖する。
【００４７】
図９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ〜１３Ｄ、１４Ａ〜１４Ｃを参照すると、ポンプ組立体１３８に結合されＬ字形インサート体１４０を形成する圧縮作動組立体１３６を含むポンプ・圧縮作動組立体１３４の代替実施形態が示されている。Ｌ字形インサート体１４０は、図１０Ａ、１０Ｂに示されているように、タイヤカーカス１２の下部サイドウォール領域の、ビード領域１６の近くに取り付けられている。圧縮作動組立体１３６は、出口ポータル１４６と連通する格納チャンバ１４４を形成する変形可能な中空体１４２を有している。中空体１４２は、水平体部１５０から延びる直立体部１４８を有するＬ字形として９０度に構成されている。第１の実施形態を参照して説明したように、非圧縮性材料１５２上の粘弾性媒体が格納チャンバ１４４を充填している。
【００４８】
ポンプ組立体１３８も同様に、Ｌ字形の中空体１４２に固定されたＬ字形の密封シース体１５４を形成している。密封シース体１５４は、水平体部１５６から延びる直立体部１５８を含んでいる。出口オリフィス１６０が水平体部１５６内に位置し、入口オリフィス１６２が、水平体部１５６の側面に面する領域に位置している。出口導管１６８が、出口オリフィス１６０に取り付けられており、遠位端１７０まで延びる軸線方向通路１１０を含んでいる。
【００４９】
図１０Ａおよび１０Ｂは、Ｌ字形のポンプ・圧縮作動組立体１３４が下部サイドウォール領域のタイヤビード位置の近くでタイヤに取り付けられることを示している。前述の実施形態と同様に、ポンプ・圧縮作動組立体１３４は、タイヤが回転するたびに、タイヤと一緒に、タイヤフットプリントの近くの外側の位置（図１０Ａ）からタイヤフットプリントと向かい合う位置（図１０Ｂ）まで回転する。第１の実施形態と同様に、ポンプ・圧縮作動組立体１３４のＬ字形インサート体１４０が、ポンプ・圧縮作動組立体１３４の回転位置がタイヤフットプリントに揃って向かい合ったときにタイヤサイドウォールが曲がることによって誘起される応力によって屈曲される（図１０Ｂ）。図１１Ａおよび１１Ｂは、タイヤが回転したときにＬ字形インサート体１４０が強い曲げ力を受ける、サイドウォール１４の下部領域内のポンプ・圧縮作動組立体１３４の相対位置を示している。出口導管１６８の出口端部１７２が、タイヤ壁を貫通してタイヤの空洞部３０まで延びている。圧縮体１７４からの圧縮空気が、遠位端部１７０に沿ってタイヤ空洞部３０に入り、タイヤの空気圧を所望のレベルに維持する。
【００５０】
図１１Ａは、図１０Ａに示されているタイヤの非圧縮領域内のポンプ位置における断面図である。図１１Ｂは、図１１Ａのポンプ・圧縮作動組立体１３４の拡大図である。図１２Ａは、図１０Ｂに示されているタイヤの圧縮領域内のポンプ位置における断面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示されているポンプ・圧縮作動組立体１３４の拡大図である。
【００５１】
図１３Ａ〜１３Ｄおよび１４Ａ〜１４Ｃを参照すると分かるように、圧縮体１７４は、細長い内部圧縮チャンバ１７６と、圧縮チャンバ１７６の両側に位置する一対の一方向玉弁１７８、１８０とを有している。玉弁１７８、１８０の各々は、市販の弁であり、コイルばねによってシート１８６に偏らされたストップボール構成部材１８２を含んでいる。また、安全圧力バイパス通路１８８が圧縮体１７４内に圧縮チャンバ１７６に平行に設けられている。安全圧力バイパス通路１８８内に、一方向玉弁１７８、１８０と同様の構成を有する一方向玉弁１９０が位置している。安全圧力バイパス通路１８８と圧縮チャンバ１７６は、圧縮体１７４の一方の端部の所の出口導管１６８と反対側の端部の所の入口オリフィス１６２との間に並列に延びている。
【００５２】
ポンプ組立体１３８の第１の代替形態の動作は以下の通りに進行する。圧縮作動組立体１３６は、図１０Ａおよび１０Ｂによって概略的に示されている位置でタイヤカーカスに埋め込まれるかあるいは固定されている。このように位置すると、ポンプ組立体１３８が取り付けられたタイヤサイドウォールが屈曲したときに、中空体１４２も同様に屈曲する。図１３Ａおよび１３Ｄは、「休止」状態のポンプ組立体１３８を示しており、すなわち、図１０Ａのタイヤ位置が表しているように、ポンプ組立体１３８は曲げ応力を受けていない。一方向玉弁１７８、１８０は、閉位置に配置されている。一方向玉弁１７８、１８０としては、後述のように所望のしきい値圧力で開く弁が選択される。
【００５３】
休止位置では、圧縮チャンバ１７６内の空気が圧力を受けなくなる。一方向玉弁１９０も同様に閉じられ、タイヤ空洞部３０内の空気圧が所望の圧力しきい値を超えないかぎり閉じられたままである。過圧状況では、一方向玉弁１９０が開き、空気を安全圧力バイパス通路１８８を通じて空洞部３０から逃がし、入口開口部１６２から大気に排出する。圧縮媒体１５２は、圧縮チャンバ１７６に拘束されており、入口導管１６４は遮断されていない。
【００５４】
図１３Ｂおよび図１２Ｂは、タイヤがポンプ・圧縮作動組立体１３４をタイヤフットプリントと向かい合う位置まで回転させたとき（図１０Ｂ）のポンプ・圧縮作動組立体１３４を示している。圧縮体１７４は次いで、曲げ力を受けて変形される。圧縮体１７４が屈曲すると、粘弾性材料１５２が格納チャンバ１４４から入口導管１６４に入り入口導管１６４に沿って押され（方向１９２）、それによって、圧縮チャンバ１７６内の空気が圧縮される。圧縮空気からの圧力がストップボール構成部材１８２を解放することによって一方向玉弁１８０を開き、空気が出口導管１６８に導入されタイヤ空洞部３０まで流れる。
【００５５】
図１３Ｃは、タイヤがさらに回転し、ポンプ・圧縮作動組立体１３４が、図１０Ａに示されている位置のようなタイヤフットプリントから離れた位置に配置された後のポンプ・圧縮作動組立体１３４を示している。圧縮体１７４に対する曲げ力がなくなると、圧縮体１７４はその元の形状に戻り、圧縮チャンバ１７６が、媒体１５２を入口導管１６４から後退させる形態に戻る。加圧空気が圧縮チャンバ１７６から移動すると、一方向玉弁１７８がそのシート１８６から解放されることによって大気からの空気が圧縮チャンバ１７６に引き込まれる。圧縮チャンバ１７６に引き込まれた空気は、矢印１９４で示されているように媒体１５２を格納チャンバ１４４に戻す。一方向玉弁１８０は、再び閉じており、空気が圧縮チャンバ１７６から出ないように遮断している。圧縮チャンバ１７６の入口端部内のフィルタ部材１９８が、微粒子が圧縮チャンバ１７６に流入するのを妨げる。
【００５６】
図１４Ｄは、ポンプ・圧縮作動組立体１３４がその元の休止位置に戻ったことを示している。タイヤ空洞部３０内で過圧状況が生じた場合、タイヤ空気圧によって一方向玉弁１９０が開き、空気が、方向１９６に流れ、安全圧力バイパス通路１８８を通過し、フィルタ１９８を通って大気に排出される。フィルタ１９８を通る空気の逆流は、フィルタを清浄に維持するのを助ける。第１の実施形態と同様に、ポンプ・圧縮作動組立体１３４はいずれかのタイヤ回転方向に動作し、各タイヤ回転サイクルの間タイヤ内に空気に送り込む。
【００５７】
図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、および１８Ｂを参照すると、タンク式の油圧ポンプ組立体２００が、市販の製品で実現可能な構成で示されている。油圧ポンプ組立体２００は、前述の図４および７の実施形態と機能が類似している。油圧ポンプ組立体２００は、細長い軸線方向穴またはチャンバ２０４を有する空気圧縮体２０２を含んでいる。軸線方向チャンバ２０４は、空気圧縮体２０２の後方端部２０８の所で、後方に配置されたピストンチャンバ２０６に分割されている。圧縮体２０２の後方端部２０８は、組み立てのための雄ねじ２１０を有している。後方ピストンチャンバ２０６に隣接して中央空気圧縮チャンバ２１２が位置している。中央空気圧縮チャンバ２１２には、空気圧縮体２０２のサイドウォール内を通って中央空気圧縮チャンバ２１２と連通する管状の入口空気流路２１４が位置している。外部入口スリーブ２１６は、入口空気流路２１４と向かい合う空気圧縮体２０２の延長部であり、貫通穴２１８を密閉している。組立体ねじ２２０が貫通穴２１８内に位置している。
【００５８】
環状のピストンストップフランジ２２２が、軸線方向穴２０４に沿ってピストチャンバ２０６と中央空気圧縮チャンバ２１２を分離している。中央空気圧縮チャンバ２１２の、軸線方向穴２０４に沿った反対側の端部の所に、出口チャンバ２２４が隣接している。管状の出口スリーブ２２６が、出口チャンバ２２４と向かい合う位置で空気圧縮体２０２に固定されており、貫通穴２２８および内部組み立てねじ２３０を含んでいる。環状のストップフランジ２３２が出口チャンバ２２４と中央空気圧縮チャンバ２１２を分離している。軸線方向内部チャンバ２３６を有するヘッドキャップ部材２３４が空気圧縮体２０２の端部２０８に取り付けられている。ヘッドキャップ部材２３４は、外側フランジ２３８と、外側フランジ２３８に隣接する環状の戻り止め流路２３７とを含んでいる。ヘッドキャップ部材２３４は、内部にねじ２４２を有する円筒体部２４０を有している。ヘッドキャップ部材２３４の側壁を貫通して、貫通穴２４６および雌ねじ２４８を有する充填導管２４４が延びている。ねじ部材２５０は、充填導管２４４にねじ込まれるねじ２５２を含んでいる。
【００５９】
入口導管２５４は、円筒体２５６と、入口スリーブ２１６にねじ込まれるねじ付き端部２５８とを有している。大径ヘッド２６０が円筒体２５６に一体的に接合され、貫通穴２６２が、入口導管２５４の両端間を軸線方向に延びている。エンドキャップ部材２６４が、空気圧縮体２０２の端部２６３に固定され、雌ねじ２６６と端壁２６８とを含んでいる。中央孔２７０が壁２６８を貫通して延びている。コイルばね２７２が、エンドキャップ部材内に端壁２６８に接触して配置されている。円筒形弁部材２７４が、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４の出口チャンバ２２４内にコイルばね２７２に接触して位置している。このように位置すると、弁部材２７４は、後述のように出口チャンバ２２４内を軸線方向において順方向および逆方向に滑る。
【００６０】
ピストン弁部材２８０が、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４のピストンチャンバ２０６内に位置している。ピストン弁部材２８０は、大径円形ヘッド２８２と、大径円形ヘッド２８２の下側に延びる環状のばね保持溝２８３とを有している。ピストン弁部材２８０は、前方端部２８６まで延びる細長い円筒体２８４をさらに含んでいる。円筒体２８４は、コイルばね２７８内に挿入され、コイルばね２７８の外側端部がばね保持溝２８３内に位置するようなサイズを有している。円筒体２８４の前方端部２８６は、ピストンチャンバ２０６内に位置し、図１７Ａおよび１７Ｂを見ると分かるように、前方に突き出て、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４の空気圧縮チャンバ２１２内に密に配置されている。ピストン弁部材２８０の大径円形ヘッド２８２の外面２８８は、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４に沿って、圧縮体２０２に取り付けられた大径円形ヘッド２８２の軸線方向内部チャンバ２３６に揃う。出口導管２９０が、ねじ２９２によって出口スリーブ２２６に取り付けられており、貫通穴２９４を貫通穴２２８に揃えている。出口導管２９０は、ポンプ組立体２００が所期のようにタイヤに取り付けられたときに出口チャンバ２２４からタイヤ空洞部３０まで延びる空気通路を形成する。
【００６１】
図２Ａおよび７の前述の実施形態と同様に、図１７Ａおよび１７Ｂに示されているタンク式のポンプ組立体２００は、ヘッドキャップ部材２３４の戻り止め流路２３９に係合する前方結合リブ２９８を有するアクチュエータタンクまたは圧縮作動体２９６に取り付けられている。圧縮作動体２９６は、不凍液と水の混合物のような非圧縮性媒体３０２の内部リザーバ３００を含んでいる。したがって、圧縮作動体２９６の出口は、ピストンチャンバ２０６内に位置する、大径円形ヘッド２８２の軸線方向内部チャンバ２３６およびピストン弁部材２８０の外面２８８と媒体流体流連通している。
【００６２】
図１５、１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａは、入口チューブ１５４が圧縮体２０２の入口スリーブ２１６内に組み込まれ、エンドキャップ部材２６４が圧縮体２０２の端部２６３上に組み付けられ、出口導管２９０ねじが圧縮体２０２の出口スリーブ２２６内に組み込まれ、ヘッドキャップ部材２３４が圧縮体２０２の端部２０８上に組み付けられ、ねじ部材２５０が充填導管２４４内に組み込まれた組み立て済み状態のポンプ組立体２００を示している。圧縮作動体２９６は、ヘッドキャップの後方端部に取り付けられ、充填導管２４４を介して非圧縮性媒体３０２が充填されており、ねじ部材２５０が取り外されている。ねじ部材２５０は、取り外され、非圧縮性媒体３０２が充填された後、充填導管２４４に再挿入されて内部リザーバ３００内に非圧縮性媒体３０２を密封する。非圧縮性媒体３０２は、格納時には、軸線方向内部チャンバ２３６を充填し、ピストン弁部材２８０の外面２８８に当接する。
【００６３】
圧縮作動体２９６を含むポンプ組立体２００は、図１５に示されているようにタイヤのインナーライナ２８に固定される。入口チューブ２５４は、タイヤサイドウォール内を延び、貫通穴２６２の外側端部を外気にさらす。出口導管２９０は、ポンプ組立体２００からタイヤ空洞部３０内に延びており、必要に応じて空洞部３０内に空気を補充する。
【００６４】
図１７Ａは、外気が入口チャンバに流入している休止状態のポンプ組立体２００を示している。ピストン弁部材２８０はピストンチャンバ２０６内の後方位置にあり、コイルばね２７８は弛緩伸長状態である。このように位置すると、ピストン弁部材２８０が、矢印３０３で示されるような入口チューブ２５４の貫通穴２６０から圧縮チャンバ２１２内への空気の流入を妨げることはなくなる。図１７Ａの休止位置では、弁部材２７４は、コイルばね２７２によって、空気が圧縮チャンバ２１２から出口導管２９０内に流れるのを妨げる位置に位置させられる。したがって、この休止位置では、ポンプ組立体２００がタイヤ空洞部３０内に空気を送り込むことはない。
【００６５】
図１７Ｂは、図１７Ａに続く図であり、圧縮作動体２９６が変形することによって、矢印３０４で示されているように、粘弾性媒体３０２がヘッドキャップ部材２３４内で押されてピストン弁部材２８０の外面２８８に押し付けられ、ピストン弁部材２８０を前方に移動させている。ピストン弁部材２８０が前方に移動すると、コイルばね２７８が圧縮され、空気が入口チューブ２６４の貫通穴２６２から圧縮チャンバ２１２内に流入するのを妨げる位置にピストン弁部材２８０を位置させる。ピストン弁部材２８０が前方に移動すると、圧縮チャンバ２１２内の空気がさらに圧縮され、それによって、弁部材２７４が外側に端壁２６８の方へ移動し、コイルばね２７２を圧縮する。弁部材２７４の後方に閉じ込められた空気は、中央孔２７０を通して排出される。弁部材２７４が移動すると、出口チャンバ２２４から出口導管２９０の貫通穴２９４への出口が開放され、それによって、矢印３０５で示されているように、圧縮チャンバ２１２からの加圧空気が出口導管２９０を通してタイヤ空洞部３０内に送られる。圧縮チャンバ２１２内の空気圧が低下すると、コイルばね２７２が解放され、弁部材２７４を図１７Ａの位置に戻す。同様に、圧縮作動体２９６が変形前の形状に戻ると、ピストン弁部材２８０に対する圧力が低下する。したがって、コイルばね２７８が解放され、ピストン弁部材２８０を図１７Ａの位置に押し込む。
【００６６】
図１７Ａ、１７Ｂ、１９Ａ、および１９Ｂは、タイヤが路面に接触して回転するときのポンプ組立体２００の動作サイクルを示している。圧縮作動体２８６がタイヤフットプリントと向かい合う位置に入ると、タイヤサイドウォール１４がたわんで圧縮作動体２８６を変形させる。Ｔ１−Ｔ０は、フットプリントの近くに入りそこを離れるときのポンプの位置を示している。図１９Ｂは、段階Ｔ１−Ｔ０の各々でのピストン弁部材２８０および弁部材２７４の動作／位置を示している。したがって、ポンプ組立体２００は、タイヤが回転動作する間、入口ポートと出口ポートを周期的に交互に開閉し、タイヤに加圧空気を補充する。図２０は、時間の経過に対する空気圧縮チャンバ内の周期的な圧力レベルの変動をグラフ形態で示している。
【００６７】
本明細書の説明を考慮すれば本発明の変形が可能である。本発明を例示するためにある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各実施形態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、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の全対象範囲内の変更を前述の特定の実施形態に施せることを理解されたい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 自己膨張式タイヤシステム
１２ タイヤカーカス
１４ サイドウォール
１６ ビード
１８ トレッド
１９ 圧縮アクチュエータ組立体
２０ ポンプ組立体
３０ 内部タイヤ空洞部
３２ 下部サイドウォール領域
３８ タイヤフットプリント
４４ 格納体
４８ 非圧縮性媒体
５０ 出口導管
６２ 圧縮体
６４ 空気チャンバ
６６ 入口導管
６７ 入口開口部
６８ 内部軸線方向通路
７０ 出口導管
７２ 軸線方向通路
７３ 出口開口部
７４ 第１の円筒形ピストン部材
７６ 軸線方向盲穴
８２ 第２の円筒形ピストン部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して空気維持タイヤに関し、特に、一体型空気ポンピングシステムを有する空気維持タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の空気拡散によって、時間の経過とともにタイヤ圧が低下する。タイヤの自然な状態は、空気圧が不足した状態である。したがって、運転者は、繰り返しタイヤ圧を維持する手段を講じなければならない。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・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（ＴＰＭＳ）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も、依然として、運転者が、タイヤを推奨空気圧まで再膨張させるよう警告されたときに是正措置を講じる必要がある。したがって、タイヤ内の空気圧を自動的に維持する空気維持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】
本発明の一態様では、空気維持タイヤシステムは、タイヤカーカスに取り付けられ、タイヤの回転時にタイヤが変形することによって作動するように構成された圧縮アクチュエータと、タイヤカーカスに固定され、圧縮アクチュエータに固定されかつ内部空気チャンバを有する圧縮体を含むポンプ組立体とを有し、空気チャンバが、空気を内部空気チャンバに導入する入口開口部と、空気を内部空気チャンバからタイヤ空洞部まで導く出口開口部とを有する。空気圧縮体は、内部空気チャンバ内の内部空気チャンバの互いに向かい合うそれぞれの端部の所に配置されたピストン弁部材および出口弁部材をさらに含み、ピストン弁と出口弁部材が、圧縮アクチュエータによる作動に応答して内部空気チャンバ内でそれぞれの開位置と閉位置との間を移動し、それによって、空気圧縮サイクル中で入口開口部および出口開口部を周期的に開放し閉鎖する。
【０００５】
他の態様では、ピストン弁部材は、入口開口部に対する開位置にあるとき、空気が入口開口部から空気チャンバ内に流れるのを可能にし、入口開口部に対して閉位置にあるとき、空気が入口開口部から空気チャンバ内への流れるのを妨げ、ピストン弁部材は、開位置と閉位置との間を移動する間、空気チャンバ内のある量の空気を圧縮するように動作する。
【０００６】
他の態様では、出口弁部材は、出口開口部に対する閉位置にあるとき、空気チャンバ内の空気圧が事前に設定されたしきい値に達したことに応答して開位置へ移動するように動作し、空気が空気チャンバから出口開口部内に流れるのを可能にする。
【０００７】
空気維持システムは、他の態様によれば、圧縮アクチュエータは、弾性変形可能な材料組成で形成され、ある量の非圧縮性媒体を含む中空の格納体である。格納体は、タイヤカーカスの比較的たわみ変形度の高い領域に固定され、回転するタイヤ内のタイヤ高たわみ変形度領域が変形し回復することに応答して変形状態と非変形状態との間で交互に変形する。アクチュエータ格納体は、変形状態であるとき、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体を排出させ、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体が、ピストン弁部材面に対する圧縮力を発生させてピストン弁を空気チャンバ内の開位置と閉位置との間を移動させる。
【０００８】
定義
タイヤの「アスペクト比」は、タイヤの断面高さ（ＳＨ）と断面幅（ＳＷ）との比に１００を掛けて百分率で表した値を意味する。
【０００９】
「非対称トレッド」は、タイヤの中央面または赤道面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】
「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸線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、タイヤビードの外側の周囲に配置され、コードプライがリムに接触して磨耗したり切れたりしないように保護し、かつたわみをリムの上方に分散させる材料の狭いストリップである。
【００１２】
「周方向の」は、軸線方向に垂直な環状トレッドの面の周縁に沿って延びるラインまたは方向を意味する。
【００１３】
「赤道中央面（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、速度が零であり、かつ標準荷重および標準圧力下にあるときにタイヤトレッドが平坦な面に接触する接触部分または接触領域を意味する。
【００１５】
「溝」は、タイヤ壁の周りを周方向または横方向に延びることができるタイヤ壁内の細長い空隙領域を意味する。「溝幅」は、溝の全長にわたる溝の平均幅に等しい。溝は、後述のように空気チューブを収容するサイズを有する。
【００１６】
「車内側」は、タイヤが車輪上に取り付けられ、車輪が車輌上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。
【００１７】
「横方向の」は、軸線方向を意味する。
【００１８】
「横縁部」は、標準荷重下でタイヤ膨張時に測定したときの、軸線方向で最も外側のトレッド接触部分またはフットプリントに接し、赤道中央面に平行なラインを意味する。
【００１９】
「正味接触面積」は、トレッドの円周全体に沿った横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、横縁部同士の間のトレッド全体の総面積で割った値を意味する。
【００２０】
「非方向性トレッド」は、好ましい順走行方向を有さず、トレッドパターンを好ましい走行方向に揃えるうえで車輌上の特定の１つまたは２つ以上の車輪位置に位置する必要が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、好ましい走行方向を有し、特定の車輪位置を必要とする。
【００２１】
「車外側」は、タイヤが車輪上に取り付けられ、車輪が車輌上に取り付けられたときに車輌から最も遠い側を意味する。
【００２２】
「蠕動」は、空気のような格納された物質を管状の経路に沿って移動させる波状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、半径方向においてタイヤの回転軸線に向かうかあるいは回転軸線から離れる方向を意味する。
【００２４】
「リブ」は、少なくとも１つの周方向溝とそのような第２の溝または横縁部とによって形成され、全深さ溝によって横方向に分割されることのないトレッド上の周方向に延びるゴムのストリップを意味する。
【００２５】
「サイプ」は、タイヤのトレッド部材に成形され、トレッド面を細分して牽引を向上させる小さな長穴を意味し、サイプは、全体的に幅が狭く、タイヤのフットプリントで開放されたままである溝とは異なり、タイヤフットプリントでは閉鎖される。
【００２６】
「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。
【００２７】
「トレッドアーク幅」は、トレッドの横縁部同士の間で測定されたときのトレッドのアーク長を意味する。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ポンプ位置を示すタイヤシステムの斜視図である（第１の実施形態）。
【図２Ａ】組み立てる前の（２）分割ポンプを示す、タイヤの斜視切り欠き図であり、内側壁上の接着剤領域を例示するために想像線のボックスが示されている図である。
【図２Ｂ】チューブをタイヤ壁に挿入することによって組み立てられた（２）分割ポンプを示す、タイヤの斜視切り欠き図である。
【図３Ａ】タイヤの非圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図３Ｂ】タイヤの圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図４】図３Ａの４−４における断面図である。
【図５】図３Ｂの５−５における断面図である。
【図６Ａ】休止状態のピストン位置を示す、ポンプの拡大図である。
【図６Ｂ】粘弾性材料が上部ピストンを下方に移動させ、ピストン同士の間で空気を圧縮する状態を示すポンプの拡大図である。
【図６Ｃ】上部ピストンおよび下部ピストンが圧縮空気を移動させタイヤ空洞部内に放出する状態を示すポンプの拡大図である。
【図６Ｄ】休止位置のピストンと安全弁が空洞部の過圧を大気に解放している状態を示すポンプの拡大図である。
【図７】ポンプ体の分解断面図である。
【図８】第２の実施形態におけるポンプ位置を示すタイヤの斜視図である。
【図９Ａ】第２の実施形態のポンプの２分割分解斜視図である。
【図９Ｂ】組み立てられたポンプの斜視図である。
【図１０Ａ】タイヤの非圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図１０Ｂ】タイヤの圧縮領域内のポンプ位置を示す側面図である。
【図１１Ａ】図１０Ａの１１Ａ−１１Ａにおける断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａにおけるポンプの拡大図である。
【図１２Ａ】図１０Ｂの１２Ａ−１２Ａにおける断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａにおけるポンプの拡大図である。
【図１３Ａ】図１１Ｂの１３Ａ−１３Ａにおける断面図であり、ポンプが休止状態で示されている図である。
【図１３Ｂ】図１２Ｂの１３Ｂ−１３Ｂにおける断面図であり、粘弾性材料がチャンバを充填し、空気を第２の一方向弁を通してタイヤ空洞部に押し込んでいる図である。
【図１３Ｃ】粘弾性材料が上部ハウジングに戻り、外気を第１の一方向弁を通して引き込み、内側チャンバを充填している状態を示す断面図である。
【図１３Ｄ】安全弁が空洞部の過圧を大気に解放している状態を示す断面図である。
【図１４Ａ】ポンプ体インサートの斜視図である。
【図１４Ｂ】ポンプ体インサートの斜視断面図である。
【図１４Ｃ】ポンプ体インサートの斜視分解断面図である。
【図１５】タイヤインナーライナに取り付けられたピストンポンプおよび圧縮アクチュエータ組立体の修正形態を示す断面図である。
【図１６】ピストンポンプ組立体の底部斜視図である。
【図１７Ａ】ポンプが休止状態にあり、外気が入口チャンバに流入している状態を示す、図１６におけるピストンポンプの拡大断面図である。
【図１７Ｂ】粘弾性材料がポンプハウジングチャンバを充填し、ピストン弁部材を内側に押して入口を密閉し、加圧空気が弁部材を下方に押して出口を開け空気を空洞部に放出している状態を示す、図１７Ａに続く図である。
【図１８Ａ】図１７Ａに示されているポンプ組立体の等角投影図法による断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａの分解図である。
【図１９Ａ】タイヤが回転する際のポンプ組立体の連続的な位置を示す、回転するタイヤの説明図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａの連続的な位置におけるポンプ動作を示す概略図である。
【図２０】タイヤが回転する際の時間間隔に対するポンピング空気圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、および４を参照すると、本発明の主題である自己膨張式タイヤシステム１０が、一対のサイドウォール１４と、一対のビード１６と、トレッド１８とを有する概して従来の構成のタイヤカーカス１２を含むように示されている。タイヤカーカス１２は、どちらも硬化前組み立て手順においてタイヤに取り付けられるポンプ組立体２０および結合された圧縮アクチュエータ組立体１９を含むことによって自動膨張するように構成されている。図２Ａに示されているように、組立体１９は、接着剤領域２１として想像線で示されているように接着剤を塗布することによってサイドウォール１４に取り付けられてよい。タイヤカーカス１２は、タイヤ取り付け面２６と、面２６から延びる外側リムフランジ２４とを有するリム２２に従来通りに取り付けられている。タイヤカーカス１２はさらに、内部タイヤ空洞部３０を形成しかつ囲む内側直線状構成部材２８を有するように形成されている。接着剤が、領域２１によって示されているインナーライナ２８のサイドウォール領域に塗布されている。タイヤカーカス１２は、タイヤのビード領域１６の近くに下部サイドウォール領域３２をさらに有するように形成されている。
【００３１】
タイヤ組立体１０は、車輌に取り付けられ、地面３４に係合する。タイヤカーカス１２と地面３４との間の接触領域はタイヤフットプリント３８を表す。圧縮アクチュエータ組立体１９は、図３Ａおよび３Ｂに示されているようにタイヤが地面３４に対して方向４０に回転するときに比較的高いたわみ変形度を有するタイヤカーカス１２のサイドウォール領域４２に取り付けられている。タイヤが回転すると、圧縮アクチュエータ組立体１９およびポンプ組立体２０がタイヤと一緒に回転する。圧縮アクチュエータ組立体１９は、組立体１９が後述の目的のためにタイヤフットプリント３８と向かい合って位置するときにサイドウォールがたわむかあるいは屈曲することによって生じる圧縮力を受ける。図３Ａおよび断面図の図４は、圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０がタイヤカーカス１２の非圧縮領域に位置していることを示し、一方、図３Ｂおよび断面図の図５は、組立体１９および２０がタイヤカーカス１２の圧縮領域に位置することを示している。図５の位置では、圧縮アクチュエータ組立体１９は、タイヤフットプリント３８内で発生した圧縮力３６を受ける。タイヤは、車輌の通常の動作時には方向４０および逆方向に回転する。そのため、互いに結合された組立体１９、２０は、タイヤと一緒に両方向に回転し、タイヤの順回転方向と逆回転方向の両方においてサイドウォール１４内で発生する圧縮力を受ける。
【００３２】
図２Ａ、２Ｂ、４、５、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、および７を参照すると分かるように、圧縮アクチュエータ組立体１９は、熱可塑性樹脂および／またはゴム化合物のような弾性変形可能な材料組成で形成された細長い中空の格納体４４を含んでいる。そのような構成の格納体４４は、それゆえ、曲げ力を受けたときに、変形状態になり、さらに元の非変形状態に回復する周期的な変形を交互にかつ弾性的に受けることができる。図２Ａ、４に示されている細長い格納体４４は、トレッド領域１８からビード１６領域までタイヤサイドウォール１４の内側輪郭にだいたい倣うようなサイズおよび形状を有している。格納体４４の中空で細長い形状は接着剤領域２１の所でタイヤのインナーライナ２８に固定するかあるいは後述のようにタイヤサイドウォール１４に組み込めるように形状を修正してよい。
【００３３】
格納体４４は、ある量の非圧縮性媒体４８が充填された密閉された中央リザーバキャビティ４６を含んでいる。この媒体は発泡形態または流体形態であってよい。本出願で使用するのに適した媒体には、不凍添加剤を含んだ水を含めてよいがこれに限らない。非圧縮性媒体４８は、格納体４４によって中央リザーバキャビティ４６内に密閉され、概ね中央リザーバキャビティ４６を充填する。出口導管５０が、格納体４４に設けられており、格納体４４から概ね軸線方向に延びており、排出されたある量の非圧縮性媒体４８が往復方向に移動することのできる内側出口導管穴５１を含んでいる。出口導管５０は、先端面６０まで延びている。
【００３４】
格納体４４は、図２Ａ、２Ｂ、４、５に示されているように位置すると、格納体４４が取り付けられたサイドウォールの領域がタイヤフットプリントの近くを通過し力３６によってトレッド１８上に圧縮されるときにタイヤサイドウォール１４から曲げ力を受ける（図３Ｂ、５）。曲げ力３６がかかってサイドウォール領域１４が屈曲すると、それに応じて、図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、および６Ｄに示されているように媒体格納体４４の曲げ変形５２が生じる。タイヤサイドウォール１４がタイヤフットプリント３８の近くで屈曲することによって格納体４４に変形５２が導入されると、出口導管５０に沿って、図６Ｂの矢印５６で示されている方向に非圧縮性媒体４８がある量５４だけ排出する。媒体の排出量５４による圧力は、後述のように圧力アクチュエータとしてポンプ組立体２０に作用する。格納体４４が取り付けられたタイヤサイドウォール領域が、図６Ａに示されているようにタイヤフットプリントと向かい合う位置のようなタイヤフットプリント３８に近い位置から離れると、サイドウォールの圧縮力がなくなり／弱まり、それに応じて格納体４４への曲げ力がなくなる／弱まる。格納体４４における曲げ力がなくなると、格納体４４は図４に示されているように元の非変形状態を再開し、非圧縮性媒体４８は、出口導管５０内に、矢印５８で示されている方向に後退する。タイヤが順方向または逆方向に回転する際に、サイドウォールが周期的に屈曲し屈曲から回復すると、格納体４４が周期的に変形し変形から復元し、媒体排出量５４によって出口導管５０に沿った周期的な圧縮力が発生する。媒体排出量５４による圧縮力は、方向５６に作用し、非圧縮性媒体４８の排出量によって発生する圧力に比例する。
【００３５】
図６Ａ〜６Ｄおよび７を参照すると分かるように、ポンプ組立体２０は、好ましくは組立体１９に対して内側半径方向において圧縮アクチュエータ組立体１９に隣接する位置でタイヤカーカス１２に固定されている。ポンプ組立体２０は、チャンバ下端６５まで延びる内側軸線方向に配置された空気チャンバ６４を有する概ね管状形態の中空の圧縮体６２を含んでいる。空気チャンバ６４は、入口開口部６７の所で空気チャンバ６４と交差する入口導管６６を通して到達可能である。圧縮体６２および入口導管６６は金属またはプラスチックのような剛性の材料で形成されている。入口導管６６は概ね細長く管状であり、開口部６７を介して空気チャンバ６４と連通する内側軸線方向通路６８を有している。圧縮体６２の反対側には、出口導管７０を貫通して延び、出口開口部７３の所で空気チャンバ６４と連通する軸線方向通路７２を有する概ね管状形態の出口導管７０が位置している。入口導管６６と出口導管７０は軸線方向においてずれており、入口導管６６の方が圧縮アクチュエータ組立体１９に近く、出口導管７０の方が圧縮アクチュエータ組立体１９から遠い。
【００３６】
第１の円筒形ピストン部材７４は、圧縮体６２の軸線方向空気チャンバ６４の上端内に滑って配置されるようなサイズを有し、内側ピストン端面７５内に延びる軸線方向盲穴７６を含んでいる。くぼみ７８が、ピストンの、外側に面する側を延びており、弁（組立体９６）から出る空気の収集装置として機能する。くぼみ７８は、ピストンの角度位置にかかわらず弁とピストン内部の管を連結する。ピストンの、くぼみ７８の反対側に、盲穴７６と連通する安全弁吸気流路８０が延びている。
【００３７】
第２の円筒形ピストン部材８２は、圧縮体６２の軸線方向空気チャンバ６４の下端内に滑って受け入れられるようなサイズを有している。第２のピストン部材８２は、円筒体８４と、円筒体８４から外側端部８５まで延びる外側ばね圧縮ポストアーム８６とを含んでいる。盲穴８８がポストアームの端面８５内に延びている。横方向に配置された入口流路９０がポストアーム８６の側面を貫通して延び、盲穴８８と連通している。大型コイルばね９４が、圧縮体６２内の空気チャンバ６４のチャンバ下端６５内に嵌るサイズを有している。さらに、より小さなコイルばね９２が設けられ、第１のピストン部材７４の盲穴７６内の表面７７に接触している。圧力調整安全弁組立体９６が、圧縮体６２から延びる内側管状スリーブ９８の入口チャンバ９９内に取り付けられている。スリーブ９８は、チャンバ９９から圧縮体６２の空気チャンバ６４まで延びる入口軸線方向通路９７を含んでいる。安全弁組立体９６は、外側に延びる管状入口導管１０２を有する円形体１００を含んでいる。貫通穴１０４が入口導管１０２および円形体１００を貫通して延びている。円板状シール構成部材１０６が、チャンバ９９内の円形体１００の内側に位置し、チャンバ９９内に配置されたコイルばね１０８によって外側に円形体１００に接触するように偏らされている。
【００３８】
圧縮体の反対側では、内側端部の所の環状当接フランジ１１２と、チューブ外側端部１１５から入口チューブ１１０を貫通して圧縮体６２の入口開口部６７まで延びる軸線方向通路１１４とを有する入口チューブ１１０が、入口導管６６に固定されている。軸線方向通路１１４内のチューブ外側端部１１５の近くに、微粒子を軸線方向通路１１４に入らないように除外する多孔フィルタ構成部材１１６が配置されている。ポンプ組立体２０は、サイドウォール１４の半径方向下部領域と相補的な形状を有し、圧縮作動体４４からタイヤビード領域と向かい合う位置まで延びる外側シースまたはケースメント１２８内に密閉されている。ケースメント１２８は、ゴムマトリクスなどの接着剤によってタイヤインナーライナに取り付けるのに適した保護材料で形成されている。
【００３９】
図４、５、６Ａ、および７に関しては、圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０は、タイヤカーカス１２に組み込まれるように図示のように連結されている。圧縮アクチュエータ組立体１９は、タイヤが回転するときに高い曲げ荷重を受けるタイヤカーカス１２のサイドウォール１４の領域に組み込まれている。圧縮アクチュエータ組立体１９は、サイドウォール１４内に組み込まれても、あるいは図示のように接着剤によってサイドウォール１４に固定されてもよい。図示の外部取り付け組立体手法では、格納体４４は、それが取り付けられているサイドウォール領域と相補的な形状を有し湾曲しており、かつ概して、トレッド領域１８の近くの半径方向外側端部１３０からサイドウォール取り付け領域に沿って半径方向内側にビード領域の近くの半径方向内側端部１３２まで延びている。ポンプ組立体２０は、接着剤または他の適切な取り付け手段によって組立体１９の内側端部１３２に取り付けられている。ポンプ組立体２０は、ゴムなどのタイヤ適合材料で構成された外側ケーシング１２８内に収容されている。結合された圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０は、接着剤によってタイヤカーカス１２のインナーライナ２８に取り付けられ、ポンプ組立体２０がカーカスビード／下部サイドウォール領域３２の近くに位置する。このように位置すると、組立体２０の入口チューブ１１０は、軸線方向にサイドウォール１４内を通って外気接触可能な外側タイヤサイドウォール側位置まで突き出る。入口チューブ１１０の位置は、リムフランジ２４よりも上であることが好ましく、それによって、リムフランジ２４がポンプ組立体２０の入口チューブ１１０に流入する取り込み空気に干渉することがなくなる。
【００４０】
理解されるように、圧縮アクチュエータ組立体１９の出口導管５０は、アクチュエータ体４４の出口導管５０が圧縮体６２の上端に密封係合して受け入れられたときに圧縮体６２の上端に結合される。圧縮体４４は、ポンプ組立体２０を含むケーシング１２８に当接している。圧縮アクチュエータ組立体１９とポンプ組立体２０は、互いに取り付けられた後、図２Ａおよび４に示されており上記に説明したようにタイヤサイドウォール１４の領域に取り付けられてよい。第１のピストン部材７４と第２のピストン部材８２は、第２のピストン部材８２からのポストアーム８６が盲穴７６内に突き出て盲穴７６内に位置するコイルばね９２に接触するときに機械的に結合される。したがって、ピストン部材７４、８２の軸線方向の移動は、空気チャンバ４４内の両半径方向において同期する。
【００４１】
図６Ａ〜６Ｄは、ポンプ組立体２０および圧縮アクチュエータ組立体１９の一連の動作を示している。図６Ａは、ピストン部材７４、８２が休止位置にあるポンプ組立体２０を示している。図示の位置は、タイヤフットプリントと向かい合う回転位置での、図３Ａに示されているように回転するタイヤに取り付けられた組立体１９、２０の位置と相関する。タイヤフットプリントと向かい合うときに組立体１９、２０を支持するサイドウォール１４領域（図６Ａ）は、タイヤが地面に接触してもたわむことも屈曲することもない。したがって、圧縮アクチュエータ体４４は、概して屈曲していないサイドウォール１４の曲率と相関する屈曲変形部５２を有している。圧縮体４４内に密閉された非圧縮性媒体４８は、概して休止状態にあり、第１のピストン部材７４の端部に接触する導管５０内の媒体先端面６０に接触している。外側のピストン部材７４は、コイルばね９２によるばねバイアスの下で空気チャンバ６４の外側端部の方へ引き込まれている。
【００４２】
図６Ａの休止位置では、第１のピストン部材７４は軸線方向において入口導管６６の入口開口部６７よりも上に位置する。その結果、タイヤの外側からの空気がフィルタ１１６を通して入口チューブ１１０の軸線方向通路１１４に流入し、そこから入口導管６６の開口部６７を通って空気チャンバ６４に流入する。矢印１１８は、流入空気が流れる経路を示している。第２のピストン部材８２は空気チャンバ６４内の軸線方向に上昇した位置にあり、出口導管７０の出口開口部７３を遮断している。コイルばね９２、９４はそれぞれ非圧縮状態にある。安全弁組立体９６は通常、タイヤ空洞部３０内の圧力が事前に設定された推奨された空気圧よりも低いかぎり閉位置にある。閉位置では、ばね１０８が円板状シール構成部材１０６を円形体１００を通して入口導管１０２に接触するように偏らせる。タイヤ空洞部３０内の圧力が圧力しきい値を超えた場合、キャビティからの空気圧によって、円板状シール構成部材１０６が入口導管１０２から引き離され、空気がタイヤ空洞部３０から逃げることができる。
【００４３】
組立体１９、２０を保持するサイドウォール１４の領域がタイヤフットプリントと向かい合う位置まで回転すると、サイドウォール１４がたわんで屈曲し、それに応じて、図６Ｂの参照番号５２で示されているように圧縮アクチュエータ体４４がたわむ。図６Ｂは、粘弾性材料４８が、非圧縮性材料の特性を有し、圧縮体４４の屈曲に応答して、出口導管５０内で下方に押し込まれ、矢印５６で示されているように第１のピストン部材７４に下向きの圧力をかけていることを示している。非圧縮性媒体４８の先端面６０は、第１のピストン部材７４の外面に接触し、コイルばね９２の圧縮によってコイルばね９２の抵抗に打ち勝ち、第１のピストン部材７４を空気チャンバ６４内で下方に移動させる。こうする際に、第１のピストン部材７４は、入口チューブ１１０を通した空気チャンバ６４内への空気の流入を遮断する位置に移動し、空気チャンバ６４内のある量の空気を圧縮する。空気チャンバ６４内の空気の圧力が高くなると、第２のピストン部材８２が空気チャンバ６４内で下方に押し込まれ、コイルばね９４が圧縮される。
【００４４】
第２のピストン部材８２が空気チャンバ６４内で十分な軸線方向距離にわたって移動すると、図６Ｃおよび図５に示されているように、第２のピストン部材８２による軸線方向通路７２への出口開口部７３に対する妨害が停止する。したがって、空気チャンバ６４からの加圧空気が、矢印１２６によって示されている方向に、軸線方向通路７２を通してタイヤ空洞部３０内に押し込まれる。空気の送り込みが完了し、第２のピストン部材８２に対する空気チャンバ６４内の圧力が中断されると、第２のピストン部材８２が軸線方向上方に押されて、図６Ｄと図６Ａの両方に示されている休止位置に戻る。
【００４５】
図６Ｄを見ると分かるように、空気チャンバ４４内のある量の加圧空気のタイヤ空洞部３０への移動が完了した後、タイヤがさらに回転すると、図２Ａおよび３Ａに示されているように、組立体１９、２０がサイドウォール１４の取り付け領域と一緒に、タイヤフットプリントと向かい合う高応力位置から離れ、タイヤサイドウォール領域が応力を受けない状態の湾曲を再開する。サイドウォール１４がタイヤフットプリントの外側の元の湾曲形状に戻るとき、それに伴ってかつ同期して、圧縮アクチュエータ体４４が屈曲していない形状に戻る。圧縮アクチュエータ体４４がその元の湾曲を再開すると、空気チャンバ６４からの空気の送り込みサイクルが終了するのに合わせて、第２のピストン部材８２が、第１のピストン部材７４を半径方向上方に押して移動させるコイルばね９４の作用下で軸線方向上方に移動する。粘弾性媒体４８は、圧縮体４４の元の格納形態に後退し、タイヤ空洞部３０内への空気の送り込みは、組立体１９、２０がタイヤと一緒に回転してタイヤフットプリントに揃って向かい合うまで中断される。回転のたびに、空気チャンバ６４からタイヤ空洞部３０への空気の送り込みが周期的に行われる。空気送り込み作用が、タイヤの回転方向とは無関係の作用であり、タイヤが順方向に回転する際にも逆方向に回転する際にも生じることが理解されよう。
【００４６】
図６Ｄも、ピストン部材７４、８２が休止位置にあり、一方、安全弁組立体９６がタイヤ空洞部３０の過圧空気を大気に放出するように働く、ポンプ組立体２０の図を示している。安全弁組立体９６は通常、図６Ａ〜６Ｃに示されている閉位置にあり、タイヤ空洞部３０内の空気圧が推奨される上限しきい値を超えたときにのみ開く。このような場合、円板状シール構成部材１０６が、円形体１００との密封係合位置から横方向に押し出され、コイルばね１０８からの偏った抵抗に打ち勝つ。したがって、貫通穴１０４が開放され、過圧空気が、方向矢印１２４で示されているように、タイヤ空洞部３０から入口導管１０２および第１のピストン部材７４内の安全弁吸気流路８０を通過する。加圧された空気は、方向矢印１２２で示されているように、第１のピストン部材７４の盲穴７６を通過し、第２のピストン部材８２の結合ポスト８６内の盲穴８８を通過し、入口チューブ１１０の軸線方向通路１１４に入る通路を辿る。吐き出された過圧空気はフィルタユニット１１６を通ってチューブ外側端部１１５から大気に排出される。空気がフィルタ１１６を通って排出されると、フィルタによって微粒子が除去されるとともに、タイヤ空洞部３０内の過圧が解消される。タイヤ空洞部３０の圧力が推奨空気圧しきい値よりも低くなると、コイルばね１０８が解放され、円板状シール構成部材１０６を円形体１００に押し付け、したがって、タイヤ空洞部３０から過圧空気を排出する必要が生じるまでタイヤ空洞部３０を閉鎖する。
【００４７】
図９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ〜１３Ｄ、１４Ａ〜１４Ｃを参照すると、ポンプ組立体１３８に結合されＬ字形インサート体１４０を形成する圧縮作動組立体１３６を含むポンプ・圧縮作動組立体１３４の代替実施形態が示されている。Ｌ字形インサート体１４０は、図１０Ａ、１０Ｂに示されているように、タイヤカーカス１２の下部サイドウォール領域の、ビード領域１６の近くに取り付けられている。圧縮作動組立体１３６は、出口ポータル１４６と連通する格納チャンバ１４４を形成する変形可能な中空体１４２を有している。中空体１４２は、水平体部１５０から延びる直立体部１４８を有するＬ字形として９０度に構成されている。第１の実施形態を参照して説明したように、非圧縮性材料１５２上の粘弾性媒体が格納チャンバ１４４を充填している。
【００４８】
ポンプ組立体１３８も同様に、Ｌ字形の中空体１４２に固定されたＬ字形の密封シース体１５４を形成している。密封シース体１５４は、水平体部１５６から延びる直立体部１５８を含んでいる。出口オリフィス１６０が水平体部１５６内に位置し、入口オリフィス１６２が、水平体部１５６の側面に面する領域に位置している。出口導管１６８が、出口オリフィス１６０に取り付けられており、遠位端１７０まで延びる軸線方向通路１１０を含んでいる。
【００４９】
図１０Ａおよび１０Ｂは、Ｌ字形のポンプ・圧縮作動組立体１３４が下部サイドウォール領域のタイヤビード位置の近くでタイヤに取り付けられることを示している。前述の実施形態と同様に、ポンプ・圧縮作動組立体１３４は、タイヤが回転するたびに、タイヤと一緒に、タイヤフットプリントの近くの外側の位置（図１０Ａ）からタイヤフットプリントと向かい合う位置（図１０Ｂ）まで回転する。第１の実施形態と同様に、ポンプ・圧縮作動組立体１３４のＬ字形インサート体１４０が、ポンプ・圧縮作動組立体１３４の回転位置がタイヤフットプリントに揃って向かい合ったときにタイヤサイドウォールが曲がることによって誘起される応力によって屈曲される（図１０Ｂ）。図１１Ａおよび１１Ｂは、タイヤが回転したときにＬ字形インサート体１４０が強い曲げ力を受ける、サイドウォール１４の下部領域内のポンプ・圧縮作動組立体１３４の相対位置を示している。出口導管１６８の出口端部１７２が、タイヤ壁を貫通してタイヤの空洞部３０まで延びている。圧縮体１７４からの圧縮空気が、遠位端部１７０に沿ってタイヤ空洞部３０に入り、タイヤの空気圧を所望のレベルに維持する。
【００５０】
図１１Ａは、図１０Ａに示されているタイヤの非圧縮領域内のポンプ位置における断面図である。図１１Ｂは、図１１Ａのポンプ・圧縮作動組立体１３４の拡大図である。図１２Ａは、図１０Ｂに示されているタイヤの圧縮領域内のポンプ位置における断面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示されているポンプ・圧縮作動組立体１３４の拡大図である。
【００５１】
図１３Ａ〜１３Ｄおよび１４Ａ〜１４Ｃを参照すると分かるように、圧縮体１７４は、細長い内部圧縮チャンバ１７６と、圧縮チャンバ１７６の両側に位置する一対の一方向玉弁１７８、１８０とを有している。玉弁１７８、１８０の各々は、市販の弁であり、コイルばねによってシート１８６に偏らされたストップボール構成部材１８２を含んでいる。また、安全圧力バイパス通路１８８が圧縮体１７４内に圧縮チャンバ１７６に平行に設けられている。安全圧力バイパス通路１８８内に、一方向玉弁１７８、１８０と同様の構成を有する一方向玉弁１９０が位置している。安全圧力バイパス通路１８８と圧縮チャンバ１７６は、圧縮体１７４の一方の端部の所の出口導管１６８と反対側の端部の所の入口オリフィス１６２との間に並列に延びている。
【００５２】
ポンプ組立体１３８の第１の代替形態の動作は以下の通りに進行する。圧縮作動組立体１３６は、図１０Ａおよび１０Ｂによって概略的に示されている位置でタイヤカーカスに埋め込まれるかあるいは固定されている。このように位置すると、ポンプ組立体１３８が取り付けられたタイヤサイドウォールが屈曲したときに、中空体１４２も同様に屈曲する。図１３Ａおよび１３Ｄは、「休止」状態のポンプ組立体１３８を示しており、すなわち、図１０Ａのタイヤ位置が表しているように、ポンプ組立体１３８は曲げ応力を受けていない。一方向玉弁１７８、１８０は、閉位置に配置されている。一方向玉弁１７８、１８０としては、後述のように所望のしきい値圧力で開く弁が選択される。
【００５３】
休止位置では、圧縮チャンバ１７６内の空気が圧力を受けなくなる。一方向玉弁１９０も同様に閉じられ、タイヤ空洞部３０内の空気圧が所望の圧力しきい値を超えないかぎり閉じられたままである。過圧状況では、一方向玉弁１９０が開き、空気を安全圧力バイパス通路１８８を通じて空洞部３０から逃がし、入口開口部１６２から大気に排出する。圧縮媒体１５２は、圧縮チャンバ１７６に拘束されており、入口導管１６４は遮断されていない。
【００５４】
図１３Ｂおよび図１２Ｂは、タイヤがポンプ・圧縮作動組立体１３４をタイヤフットプリントと向かい合う位置まで回転させたとき（図１０Ｂ）のポンプ・圧縮作動組立体１３４を示している。圧縮体１７４は次いで、曲げ力を受けて変形される。圧縮体１７４が屈曲すると、粘弾性材料１５２が格納チャンバ１４４から入口導管１６４に入り入口導管１６４に沿って押され（方向１９２）、それによって、圧縮チャンバ１７６内の空気が圧縮される。圧縮空気からの圧力がストップボール構成部材１８２を解放することによって一方向玉弁１８０を開き、空気が出口導管１６８に導入されタイヤ空洞部３０まで流れる。
【００５５】
図１３Ｃは、タイヤがさらに回転し、ポンプ・圧縮作動組立体１３４が、図１０Ａに示されている位置のようなタイヤフットプリントから離れた位置に配置された後のポンプ・圧縮作動組立体１３４を示している。圧縮体１７４に対する曲げ力がなくなると、圧縮体１７４はその元の形状に戻り、圧縮チャンバ１７６が、媒体１５２を入口導管１６４から後退させる形態に戻る。加圧空気が圧縮チャンバ１７６から移動すると、一方向玉弁１７８がそのシート１８６から解放されることによって大気からの空気が圧縮チャンバ１７６に引き込まれる。圧縮チャンバ１７６に引き込まれた空気は、矢印１９４で示されているように媒体１５２を格納チャンバ１４４に戻す。一方向玉弁１８０は、再び閉じており、空気が圧縮チャンバ１７６から出ないように遮断している。圧縮チャンバ１７６の入口端部内のフィルタ部材１９８が、微粒子が圧縮チャンバ１７６に流入するのを妨げる。
【００５６】
図１４Ｄは、ポンプ・圧縮作動組立体１３４がその元の休止位置に戻ったことを示している。タイヤ空洞部３０内で過圧状況が生じた場合、タイヤ空気圧によって一方向玉弁１９０が開き、空気が、方向１９６に流れ、安全圧力バイパス通路１８８を通過し、フィルタ１９８を通って大気に排出される。フィルタ１９８を通る空気の逆流は、フィルタを清浄に維持するのを助ける。第１の実施形態と同様に、ポンプ・圧縮作動組立体１３４はいずれかのタイヤ回転方向に動作し、各タイヤ回転サイクルの間タイヤ内に空気に送り込む。
【００５７】
図１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａ、および１８Ｂを参照すると、タンク式の油圧ポンプ組立体２００が、市販の製品で実現可能な構成で示されている。油圧ポンプ組立体２００は、前述の図４および７の実施形態と機能が類似している。油圧ポンプ組立体２００は、細長い軸線方向穴またはチャンバ２０４を有する空気圧縮体２０２を含んでいる。軸線方向チャンバ２０４は、空気圧縮体２０２の後方端部２０８の所で、後方に配置されたピストンチャンバ２０６に分割されている。圧縮体２０２の後方端部２０８は、組み立てのための雄ねじ２１０を有している。後方ピストンチャンバ２０６に隣接して中央空気圧縮チャンバ２１２が位置している。中央空気圧縮チャンバ２１２には、空気圧縮体２０２のサイドウォール内を通って中央空気圧縮チャンバ２１２と連通する管状の入口空気流路２１４が位置している。外部入口スリーブ２１６は、入口空気流路２１４と向かい合う空気圧縮体２０２の延長部であり、貫通穴２１８を密閉している。組立体ねじ２２０が貫通穴２１８内に位置している。
【００５８】
環状のピストンストップフランジ２２２が、軸線方向穴２０４に沿ってピストチャンバ２０６と中央空気圧縮チャンバ２１２を分離している。中央空気圧縮チャンバ２１２の、軸線方向穴２０４に沿った反対側の端部の所に、出口チャンバ２２４が隣接している。管状の出口スリーブ２２６が、出口チャンバ２２４と向かい合う位置で空気圧縮体２０２に固定されており、貫通穴２２８および内部組み立てねじ２３０を含んでいる。環状のストップフランジ２３２が出口チャンバ２２４と中央空気圧縮チャンバ２１２を分離している。軸線方向内部チャンバ２３６を有するヘッドキャップ部材２３４が空気圧縮体２０２の端部２０８に取り付けられている。ヘッドキャップ部材２３４は、外側フランジ２３８と、外側フランジ２３８に隣接する環状の戻り止め流路２３７とを含んでいる。ヘッドキャップ部材２３４は、内部にねじ２４２を有する円筒体部２４０を有している。ヘッドキャップ部材２３４の側壁を貫通して、貫通穴２４６および雌ねじ２４８を有する充填導管２４４が延びている。ねじ部材２５０は、充填導管２４４にねじ込まれるねじ２５２を含んでいる。
【００５９】
入口導管２５４は、円筒体２５６と、入口スリーブ２１６にねじ込まれるねじ付き端部２５８とを有している。大径ヘッド２６０が円筒体２５６に一体的に接合され、貫通穴２６２が、入口導管２５４の両端間を軸線方向に延びている。エンドキャップ部材２６４が、空気圧縮体２０２の端部２６３に固定され、雌ねじ２６６と端壁２６８とを含んでいる。中央孔２７０が壁２６８を貫通して延びている。コイルばね２７２が、エンドキャップ部材内に端壁２６８に接触して配置されている。円筒形弁部材２７４が、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４の出口チャンバ２２４内にコイルばね２７２に接触して位置している。このように位置すると、弁部材２７４は、後述のように出口チャンバ２２４内を軸線方向において順方向および逆方向に滑る。
【００６０】
ピストン弁部材２８０が、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４のピストンチャンバ２０６内に位置している。ピストン弁部材２８０は、大径円形ヘッド２８２と、大径円形ヘッド２８２の下側に延びる環状のばね保持溝２８３とを有している。ピストン弁部材２８０は、前方端部２８６まで延びる細長い円筒体２８４をさらに含んでいる。円筒体２８４は、コイルばね２７８内に挿入され、コイルばね２７８の外側端部がばね保持溝２８３内に位置するようなサイズを有している。円筒体２８４の前方端部２８６は、ピストンチャンバ２０６内に位置し、図１７Ａおよび１７Ｂを見ると分かるように、前方に突き出て、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４の空気圧縮チャンバ２１２内に密に配置されている。ピストン弁部材２８０の大径円形ヘッド２８２の外面２８８は、圧縮体２０２の軸線方向穴２０４に沿って、圧縮体２０２に取り付けられた大径円形ヘッド２８２の軸線方向内部チャンバ２３６に揃う。出口導管２９０が、ねじ２９２によって出口スリーブ２２６に取り付けられており、貫通穴２９４を貫通穴２２８に揃えている。出口導管２９０は、ポンプ組立体２００が所期のようにタイヤに取り付けられたときに出口チャンバ２２４からタイヤ空洞部３０まで延びる空気通路を形成する。
【００６１】
図２Ａおよび７の前述の実施形態と同様に、図１７Ａおよび１７Ｂに示されているタンク式のポンプ組立体２００は、ヘッドキャップ部材２３４の戻り止め流路２３９に係合する前方結合リブ２９８を有するアクチュエータタンクまたは圧縮作動体２９６に取り付けられている。圧縮作動体２９６は、不凍液と水の混合物のような非圧縮性媒体３０２の内部リザーバ３００を含んでいる。したがって、圧縮作動体２９６の出口は、ピストンチャンバ２０６内に位置する、大径円形ヘッド２８２の軸線方向内部チャンバ２３６およびピストン弁部材２８０の外面２８８と媒体流体流連通している。
【００６２】
図１５、１７Ａ、１７Ｂ、１８Ａは、入口チューブ１５４が圧縮体２０２の入口スリーブ２１６内に組み込まれ、エンドキャップ部材２６４が圧縮体２０２の端部２６３上に組み付けられ、出口導管２９０ねじが圧縮体２０２の出口スリーブ２２６内に組み込まれ、ヘッドキャップ部材２３４が圧縮体２０２の端部２０８上に組み付けられ、ねじ部材２５０が充填導管２４４内に組み込まれた組み立て済み状態のポンプ組立体２００を示している。圧縮作動体２９６は、ヘッドキャップの後方端部に取り付けられ、充填導管２４４を介して非圧縮性媒体３０２が充填されており、ねじ部材２５０が取り外されている。ねじ部材２５０は、取り外され、非圧縮性媒体３０２が充填された後、充填導管２４４に再挿入されて内部リザーバ３００内に非圧縮性媒体３０２を密封する。非圧縮性媒体３０２は、格納時には、軸線方向内部チャンバ２３６を充填し、ピストン弁部材２８０の外面２８８に当接する。
【００６３】
圧縮作動体２９６を含むポンプ組立体２００は、図１５に示されているようにタイヤのインナーライナ２８に固定される。入口チューブ２５４は、タイヤサイドウォール内を延び、貫通穴２６２の外側端部を外気にさらす。出口導管２９０は、ポンプ組立体２００からタイヤ空洞部３０内に延びており、必要に応じて空洞部３０内に空気を補充する。
【００６４】
図１７Ａは、外気が入口チャンバに流入している休止状態のポンプ組立体２００を示している。ピストン弁部材２８０はピストンチャンバ２０６内の後方位置にあり、コイルばね２７８は弛緩伸長状態である。このように位置すると、ピストン弁部材２８０が、矢印３０３で示されるような入口チューブ２５４の貫通穴２６０から圧縮チャンバ２１２内への空気の流入を妨げることはなくなる。図１７Ａの休止位置では、弁部材２７４は、コイルばね２７２によって、空気が圧縮チャンバ２１２から出口導管２９０内に流れるのを妨げる位置に位置させられる。したがって、この休止位置では、ポンプ組立体２００がタイヤ空洞部３０内に空気を送り込むことはない。
【００６５】
図１７Ｂは、図１７Ａに続く図であり、圧縮作動体２９６が変形することによって、矢印３０４で示されているように、粘弾性媒体３０２がヘッドキャップ部材２３４内で押されてピストン弁部材２８０の外面２８８に押し付けられ、ピストン弁部材２８０を前方に移動させている。ピストン弁部材２８０が前方に移動すると、コイルばね２７８が圧縮され、空気が入口チューブ２６４の貫通穴２６２から圧縮チャンバ２１２内に流入するのを妨げる位置にピストン弁部材２８０を位置させる。ピストン弁部材２８０が前方に移動すると、圧縮チャンバ２１２内の空気がさらに圧縮され、それによって、弁部材２７４が外側に端壁２６８の方へ移動し、コイルばね２７２を圧縮する。弁部材２７４の後方に閉じ込められた空気は、中央孔２７０を通して排出される。弁部材２７４が移動すると、出口チャンバ２２４から出口導管２９０の貫通穴２９４への出口が開放され、それによって、矢印３０５で示されているように、圧縮チャンバ２１２からの加圧空気が出口導管２９０を通してタイヤ空洞部３０内に送られる。圧縮チャンバ２１２内の空気圧が低下すると、コイルばね２７２が解放され、弁部材２７４を図１７Ａの位置に戻す。同様に、圧縮作動体２９６が変形前の形状に戻ると、ピストン弁部材２８０に対する圧力が低下する。したがって、コイルばね２７８が解放され、ピストン弁部材２８０を図１７Ａの位置に押し込む。
【００６６】
図１７Ａ、１７Ｂ、１９Ａ、および１９Ｂは、タイヤが路面に接触して回転するときのポンプ組立体２００の動作サイクルを示している。圧縮作動体２８６がタイヤフットプリントと向かい合う位置に入ると、タイヤサイドウォール１４がたわんで圧縮作動体２８６を変形させる。Ｔ１−Ｔ０は、フットプリントの近くに入りそこを離れるときのポンプの位置を示している。図１９Ｂは、段階Ｔ１−Ｔ０の各々でのピストン弁部材２８０および弁部材２７４の動作／位置を示している。したがって、ポンプ組立体２００は、タイヤが回転動作する間、入口ポートと出口ポートを周期的に交互に開閉し、タイヤに加圧空気を補充する。図２０は、時間の経過に対する空気圧縮チャンバ内の周期的な圧力レベルの変動をグラフ形態で示している。
【００６７】
本明細書の説明を考慮すれば本発明の変形が可能である。本発明を例示するためにある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各実施形態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、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の全対象範囲内の変更を前述の特定の実施形態に施せることを理解されたい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 自己膨張式タイヤシステム
１２ タイヤカーカス
１４ サイドウォール
１６ ビード
１８ トレッド
１９ 圧縮アクチュエータ組立体
２０ ポンプ組立体
３０ 内部タイヤ空洞部
３２ 下部サイドウォール領域
３８ タイヤフットプリント
４４ 格納体
４８ 非圧縮性媒体
５０ 出口導管
６２ 圧縮体
６４ 空気チャンバ
６６ 入口導管
６７ 入口開口部
６８ 内部軸線方向通路
７０ 出口導管
７２ 軸線方向通路
７３ 出口開口部
７４ 第１の円筒形ピストン部材
７６ 軸線方向盲穴
８２ 第２の円筒形ピストン部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤインナーライナによって形成されるタイヤ空洞部を有するタイヤカーカスと、それぞれ第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、
前記タイヤカーカスに取り付けられ、タイヤの回転時にタイヤが変形することによって作動するように構成された圧縮アクチュエータ手段と、
前記圧縮アクチュエータ手段に固定されかつ内部空気チャンバを有する圧縮体を有し、前記タイヤカーカスに固定されたポンプ組立体と、
を有し、
前記空気チャンバは、空気を前記内部空気チャンバに導入する入口開口部と、空気を前記内部空気チャンバから前記タイヤ空洞部まで導く出口開口部と、を有し、
前記空気圧縮体は、前記内部空気チャンバ内に配置されるピストン弁部材をさらに有し、
前記ピストン弁部材は、前記圧縮アクチュエータ手段に接触係合することに応答して前記空気チャンバ内で、空気を前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流すことができる前記入口開口部に対する開位置と、空気が前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流れるのを妨げる前記入口開口部に対する閉位置との間を移動し、前記ピストン弁部材が、前記開位置と前記閉位置との間を移動する間、前記空気チャンバ内のある量の空気を圧縮することを特徴とする空気維持タイヤシステム。
【請求項２】
前記空気チャンバ内に出口弁部材をさらに有し、前記出口弁部材は、前記空気チャンバ内の空気圧が事前に設定されたしきい値に達したことに応答して、前記空気チャンバに沿って、空気を前記空気チャンバから前記出口開口部内に流すことができる開位置と、空気が前記空気チャンバから前記出口開口部内に流れるのを妨げる閉位置との間を移動する、請求項１に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項３】
前記ピストン弁部材と前記出口弁部材は、前記空気チャンバの両端に位置する、請求項２に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項４】
前記タイヤ内で前記入口開口部と前記タイヤの外側に面する側との間を延びる入口導管をさらに有する、請求項３に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項５】
前記出口開口部から前記タイヤ空洞部まで延びる出口導管をさらに有する、請求項４に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項６】
前記圧縮アクチュエータ手段は、弾性変形可能な材料組成で形成されある量の非圧縮性媒体を含む中空の格納体を備え、前記格納体が、前記タイヤカーカスのたわみ変形度が比較的高い領域に固定され、回転するタイヤ内のタイヤのたわみ変形度が高い領域が変形し回復することに応答してそれぞれ変形状態と非変形状態との間で交互に変形し、前記アクチュエータ手段は、前記変形状態であるとき、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体を排出させ、前記加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体が、ピストン弁部材面に対する圧縮力を発生させて前記ピストン弁を前記空気チャンバ内の前記開位置と前記閉位置との間を移動させるように動作する、請求項３に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項７】
前記格納体は、タイヤが地面に接触して回転する間、前記変形状態と前記非変形状態との間で周期的に変形するように動作する、請求項６に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項８】
タイヤインナーライナによって形成されるタイヤ空洞部を有するタイヤカーカスと、それぞれ第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、
前記タイヤカーカスに取り付けられ、タイヤの回転時にタイヤが変形することによって作動するように構成された圧縮アクチュエータ手段と、
前記圧縮アクチュエータ手段に固定されかつ内部空気チャンバを有する圧縮体を有し、前記タイヤカーカスに固定されたポンプ組立体と、
を有し、
前記空気チャンバは、空気を前記内部空気チャンバに導入する入口開口部と、空気を前記内部空気チャンバから前記タイヤ空洞部まで導く出口開口部と、を有し、
前記空気圧縮体は、前記内部空気チャンバ内の互いに向かい合うそれぞれの端部の所に配置されたピストン弁部材および出口弁部材をさらに有し、
前記ピストン弁部材と前記出口弁部材は、前記圧縮アクチュエータ手段による作動に応答して前記内部空気チャンバ内でそれぞれの開位置と閉位置との間の移動し、それによって、前記空気チャンバ内の空気取り込み、空気圧縮、および空気排出を含む空気圧縮サイクル中に前記入口開口部および前記出口開口部を周期的に開放し閉鎖することを特徴とする空気維持タイヤシステム。
【請求項９】
前記ピストン弁部材は、前記入口開口部に対する前記開位置にあるとき、空気が前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流れるのを可能にし、前記入口開口部に対する前記閉位置にあるとき、空気が前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流れるのを妨げ、前記ピストン弁部材は、前記開位置と前記閉位置との間を移動する間、前記空気チャンバ内のある量の空気を圧縮するように動作する、請求項８に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１０】
前記出口弁部材は、前記出口開口部に対する前記閉位置にあるとき、前記空気チャンバ内の空気圧が事前に設定されたしきい値に達したことに応答して前記開位置へ移動するように動作し、空気が前記空気チャンバから前記出口開口部内に流れるのを可能にする、請求項１に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１１】
前記タイヤ内で前記入口開口部と前記タイヤの外側に面する側との間を延びる入口導管をさらに有する、請求項１０に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１２】
前記出口開口部から前記タイヤ空洞部まで延びる出口導管をさらに有する、請求項１１に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１３】
前記圧縮アクチュエータ手段は、弾性変形可能な材料組成で形成され、ある量の非圧縮性媒体を含む中空の格納体を備え、前記格納体が、前記タイヤカーカスの比較的たわみ変形度の高い領域に固定され、回転するタイヤ内の前記タイヤ高たわみ変形度領域が変形し回復することに応答してそれぞれ変形状態と非変形状態との間で交互に変形し、前記アクチュエータ手段は、前記変形状態であるとき、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体を排出させ、前記加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体が、ピストン弁部材面に対する圧縮力を発生させて前記ピストン弁を前記空気チャンバ内の前記開位置と前記閉位置との間を移動させるように動作する、請求項１０に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１４】
前記格納体は、タイヤが地面に接触して回転する間、前記変形状態と前記非変形状態との間で周期的に変形するように動作する、請求項１３に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１】
タイヤインナーライナによって形成されるタイヤ空洞部を有するタイヤカーカスと、それぞれ第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、
前記タイヤカーカスに取り付けられ、タイヤの回転時にタイヤが変形することによって作動するように構成された圧縮アクチュエータ手段と、
前記圧縮アクチュエータ手段に固定されかつ内部空気チャンバを有する圧縮体を有し、前記タイヤカーカスに固定されたポンプ組立体と、
を有し、
前記空気チャンバは、空気を前記内部空気チャンバに導入する入口開口部と、空気を前記内部空気チャンバから前記タイヤ空洞部まで導く出口開口部と、を有し、
前記空気圧縮体は、前記内部空気チャンバ内に配置されるピストン弁部材をさらに有し、
前記ピストン弁部材は、前記圧縮アクチュエータ手段に接触係合することに応答して前記空気チャンバ内で、空気を前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流すことができる前記入口開口部に対する開位置と、空気が前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流れるのを妨げる前記入口開口部に対する閉位置との間を移動し、前記ピストン弁部材が、前記開位置と前記閉位置との間を移動する間、前記空気チャンバ内のある量の空気を圧縮することを特徴とする空気維持タイヤシステム。
【請求項２】
前記空気チャンバ内に出口弁部材をさらに有し、前記出口弁部材は、前記空気チャンバ内の空気圧が事前に設定されたしきい値に達したことに応答して、前記空気チャンバに沿って、空気を前記空気チャンバから前記出口開口部内に流すことができる開位置と、空気が前記空気チャンバから前記出口開口部内に流れるのを妨げる閉位置との間を移動する、請求項１に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項３】
前記ピストン弁部材と前記出口弁部材は、前記空気チャンバの両端に位置する、請求項２に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項４】
前記タイヤ内で前記入口開口部と前記タイヤの外側に面する側との間を延びる入口導管をさらに有する、請求項３に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項５】
前記出口開口部から前記タイヤ空洞部まで延びる出口導管をさらに有する、請求項４に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項６】
前記圧縮アクチュエータ手段は、弾性変形可能な材料組成で形成されある量の非圧縮性媒体を含む中空の格納体を備え、前記格納体が、前記タイヤカーカスのたわみ変形度が比較的高い領域に固定され、回転するタイヤ内のタイヤのたわみ変形度が高い領域が変形し回復することに応答してそれぞれ変形状態と非変形状態との間で交互に変形し、前記アクチュエータ手段は、前記変形状態であるとき、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体を排出させ、前記加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体が、ピストン弁部材面に対する圧縮力を発生させて前記ピストン弁を前記空気チャンバ内の前記開位置と前記閉位置との間を移動させるように動作する、請求項３に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項７】
前記格納体は、タイヤが地面に接触して回転する間、前記変形状態と前記非変形状態との間で周期的に変形するように動作する、請求項６に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項８】
タイヤインナーライナによって形成されるタイヤ空洞部を有するタイヤカーカスと、それぞれ第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、
前記タイヤカーカスに取り付けられ、タイヤの回転時にタイヤが変形することによって作動するように構成された圧縮アクチュエータ手段と、
前記圧縮アクチュエータ手段に固定されかつ内部空気チャンバを有する圧縮体を有し、前記タイヤカーカスに固定されたポンプ組立体と、
を有し、
前記空気チャンバは、空気を前記内部空気チャンバに導入する入口開口部と、空気を前記内部空気チャンバから前記タイヤ空洞部まで導く出口開口部と、を有し、
前記空気圧縮体は、前記内部空気チャンバ内の互いに向かい合うそれぞれの端部の所に配置されたピストン弁部材および出口弁部材をさらに有し、
前記ピストン弁部材と前記出口弁部材は、前記圧縮アクチュエータ手段による作動に応答して前記内部空気チャンバ内でそれぞれの開位置と閉位置との間の移動し、それによって、前記空気チャンバ内の空気取り込み、空気圧縮、および空気排出を含む空気圧縮サイクル中に前記入口開口部および前記出口開口部を周期的に開放し閉鎖することを特徴とする空気維持タイヤシステム。
【請求項９】
前記ピストン弁部材は、前記入口開口部に対する前記開位置にあるとき、空気が前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流れるのを可能にし、前記入口開口部に対する前記閉位置にあるとき、空気が前記入口開口部から前記空気チャンバ内に流れるのを妨げ、前記ピストン弁部材は、前記開位置と前記閉位置との間を移動する間、前記空気チャンバ内のある量の空気を圧縮するように動作する、請求項８に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１０】
前記出口弁部材は、前記出口開口部に対する前記閉位置にあるとき、前記空気チャンバ内の空気圧が事前に設定されたしきい値に達したことに応答して前記開位置へ移動するように動作し、空気が前記空気チャンバから前記出口開口部内に流れるのを可能にする、請求項１に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１１】
前記タイヤ内で前記入口開口部と前記タイヤの外側に面する側との間を延びる入口導管をさらに有する、請求項１０に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１２】
前記出口開口部から前記タイヤ空洞部まで延びる出口導管をさらに有する、請求項１１に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１３】
前記圧縮アクチュエータ手段は、弾性変形可能な材料組成で形成され、ある量の非圧縮性媒体を含む中空の格納体を備え、前記格納体が、前記タイヤカーカスの比較的たわみ変形度の高い領域に固定され、回転するタイヤ内の前記タイヤ高たわみ変形度領域が変形し回復することに応答してそれぞれ変形状態と非変形状態との間で交互に変形し、前記アクチュエータ手段は、前記変形状態であるとき、加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体を排出させ、前記加圧され排出されたある量の非圧縮性媒体が、ピストン弁部材面に対する圧縮力を発生させて前記ピストン弁を前記空気チャンバ内の前記開位置と前記閉位置との間を移動させるように動作する、請求項１０に記載の空気維持タイヤシステム。
【請求項１４】
前記格納体は、タイヤが地面に接触して回転する間、前記変形状態と前記非変形状態との間で周期的に変形するように動作する、請求項１３に記載の空気維持タイヤシステム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図２０】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１３Ｄ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２０１３６４（Ｐ２０１２−２０１３６４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６７８１１（Ｐ２０１２−６７８１１）
【出願日】平成２４年３月２３日（２０１２．３．２３）
【出願人】（５９０００２９７６）ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー (256)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＧＯＯＤＹＥＡＲ ＴＩＲＥ ＆ ＲＵＢＢＥＲ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１１４４ Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ ４４３１６−０００１，Ｕ．Ｓ．Ａ．
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２３日（２０１２．３．２３）
【出願人】（５９０００２９７６）ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー (256)
【氏名又は名称原語表記】ＴＨＥ ＧＯＯＤＹＥＡＲ ＴＩＲＥ ＆ ＲＵＢＢＥＲ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１１４４ Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ ４４３１６−０００１，Ｕ．Ｓ．Ａ．
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