JP2010514611A - 耐外部衝撃性を向上させたタイヤ - Google Patents

Abstract

本発明は、路上の障害物に起因する衝撃、例えばポットホール内への走行又は歩道の縁に起因した衝撃によりタイヤに生じる問題に関する。この場合、頂部とビードとの間のタイヤの壁は、トレッドと外部障害物との間の衝撃によりタイヤの内部キャビティが閉鎖された場合、リムガターの突起と外部障害物との間に挟みつぶされる場合があり、それによりタイヤの壁に垂直な高い動的圧縮応力が生じ、それにより補強材が破断する場合がある。このような応力方向に高い剛性率を備える弾性変形可能な保護要素が、例えばタイヤの内壁に溝付きの被覆ゴム層を被着させることによって、応力を少なくとも部分的に吸収するために用いられる。

Description

本発明は、車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるタイヤに関する。本発明は、特に、転動中、路面上、例えば舗道上の障害物及びポットホールとの衝突の場合にタイヤの受ける損傷に対するタイヤの耐性を増大させるのに適した構成に関する。

路面を転動するインフレート状態のタイヤは、速度及び加重が通常である使用条件で、そのトレッド又はサイドウォールに衝撃を受け、この衝撃の頻度及び強度が、相当なものであることが多いということが知られている。タイヤの主要な機能のうちの１つは、衝撃を吸収すると共に衝撃を減衰させ、その車両ホイールがその動き又はその構造的一体性のいずれに関しても衝撃によりそれほど影響を受けないようにすることにある。こうした能力が要求される本質的な理由は、衝撃が車両に関して使用中長期間にわたって続くということにある。

しかしながら、この能力は、障害物へのタイヤの衝突条件が、エンベロープの衝撃を受けた壁が空気チャンバ内に、この壁がタイヤの取り付けられているホイールリムに直接当たるが、通常、ホイールリムと直接的な接触状態にあるエンベロープそれ自体の壁の別の領域に当たるほど押し込められるようなものである場合にその限度に達する場合がある。これは、このリムが、従来通り、受座そのものに対して半径方向外方に延びている突出部を備えている場合に起こることが多い。この種の突出部は、通常、タイヤビードがホイールのかじ取り中に軸方向に差し向けられた応力によりリムから押し離されるのを阻止するために設けられている。この突出部は、通常、リムフック又はリムフランジとよばれている。

上述の場合、障害物との衝突により、短時間であるが非常に大きな荷重、場合によっては数トンという大きな荷重が挟みつぶされた状態の部品に、しかしながら更にホイールリムを超えてホイール組立体の機械的サスペンションアタッチメントに、さらに車体に伝達される。これらは、サスペンション部材をひどく損傷させる場合があり、しかも車両の車体を永続的に変形させる場合がある。したがって、車両設計者は、この損傷を阻止するのに適した減衰システムを提供せざるを得ず、しかも、通常予測可能な極端な場合に対処するよう車両の車体を設計しなければならない。

残念ながら、車両それ自体がまずまず保護されている場合であっても、この種の出来事を受けた空気圧ケーシングは、上述の現象から深刻な結果を被る場合がある。タイヤの内壁は、衝撃を受けた部分について、突然折り畳まれて障害物とリムの半径方向突出部との間に挟みつぶされる。これにより、壁が破断する場合があり、タイヤは、突如そのインフレート圧力を失い、このことは、通常、車両がすぐに動かなくなることを意味している。ケーシングがこのような状況に耐えた場合、そのコンポーネントは、通常、その出来事により損傷を受けていることが発見され、サイドウォールの膨れ又は他の徴候により、ケーシングの構造が弱くなり、その壁がそのコンポーネントの屈曲の繰り返し（これは、当然のことながら、運転に必要な安全性の条件とは相容れない）を受けて遠からず破断する恐れのあることが専門家に告げられる。

本発明の目的は、これら問題を解決し、路上の障害物、例えばポットホール又は舗道の縁石により衝撃を受けたタイヤに対する潜在的危険を減少させることにある。

このことを考慮に入れて、本発明は、特に、車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、ホイールリムが、タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、タイヤが、従来どおり、路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、クラウンをビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有し、構成要素により形成された全体が、リムと一緒になって空気チャンバを構成しているタイヤに関する。本発明の原理的構成によれば、タイヤは、クラウンとビードとの間のタイヤの壁が、トレッドがタイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、突出部と障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を有し、それにより、この領域においてタイヤの壁に垂直な高い圧縮応力が瞬間的に生じる。本発明の基本的な技術的思想は、弾性的に変形できると共に全体として圧縮性を備え、上述の応力の方向に高い剛性率を有する保護要素を備えたタイヤを提供することにあり、その結果、保護要素は、これら応力を少なくとも部分的に減衰させ、それと同時に、壁、特に、壁補強材に沿うゴムと壁補強材との間の結合部に接線方向に有害な応力が加わらないようにする。

本出願人は、全く予期しなかったこととして、非常に劣悪な道路上を転動する際又は車両の比較的極端な使用条件下において挟みつぶし衝撃を受けたタイヤのサイドウォールに用いられている補強スレッド又はケーブル、特にラジアルカーカスプライ補強材がケーシングの挟みつぶしによって生じた応力に起因した引張り力を受けて破断する傾向があり又は少なくとも、これらの弾性限度を超えて伸びを生じ、疲労に関して弱くなった領域を生じさせる傾向があるということを発見した。

それ故、本発明によって提供される保護要素は、その圧縮特性の適切な選択により挟みつぶし箇所の周りの壁、特にタイヤ補強材に生じる引張り応力を減少させ、それにより実際の挟みつぶし荷重の方向に生じる変形応力を少なくとも部分的に吸収することが可能である。本明細書における全体的又は見掛けの圧縮性という用語は、保護要素の見掛けの体積の変化であって、この変化を生じさせる応力の方向における変化を意味している。

保護要素を製作する特に有用な一手法は、本来的に非圧縮性の材料の使用に基づいているが、この材料に加えられた応力の方向に或る程度の圧縮性を与えることはでき、他方、弾性率を高く保つ実施形態が提供される。この圧縮性を導入することにより、問題の材料によって占められる見掛けの又は全体的体積の変化が可能である。
本発明の第１の態様は、車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、ホイールリムが、タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、タイヤが、
路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、
リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、
クラウンをビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有するタイヤに関する。

これら構成要素により形成された全体は、リムと一緒になって空気チャンバを構成する。タイヤは、クラウンとビードとの間のタイヤの壁が、トレッドがタイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、突出部と障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を更に有し、それにより、セクター内のタイヤの内部キャビティの閉鎖が生じると共にタイヤの壁に垂直な瞬間的な高い圧縮応力が生じ、保護要素がタイヤ壁に垂直な方向に弾性変形可能である。保護要素は、１０ＭＰａを超える（好ましくは２５ＭＰａを超える）剛性及び１５％〜６０％（好ましくは、２５％〜４０％）の空隙率を備えたゴムを主成分とする材料のフォームを用いて作られている。

本発明の第２の態様は、車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、ホイールリムが、タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、タイヤが、
路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、
リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、
クラウンをビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有するタイヤに関する。

これら構成要素により形成された全体は、リムと一緒になって空気チャンバを構成する。タイヤは、クラウンとビードとの間のタイヤの壁が、トレッドがタイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、突出部と障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を更に有し、それにより、セクター内のタイヤの内部キャビティの閉鎖が生じると共にタイヤの壁に垂直な瞬間的な高い圧縮応力が生じる。保護要素は、ゴムに固定されると共にセクター内のタイヤ壁の補強材に固定された非圧縮性の弾性変形可能な材料の層を有し、この層は、この層が挟みつぶされると、キャビティが生じるような幾何学的形状を有する。非圧縮性材料が用いられているにもかかわらず、全体を圧縮性にするのは、保護要素と挟みつぶしの場合に保護要素が接触するタイヤ壁との間（又は、該当する場合には、保護要素が挟みつぶしの際にそれ自体に接触する場合には保護要素の２つの部分相互間）のこれらキャビティの形成である。

保護要素は又、エラストマーゴム（「エラストマー材料」）は、このエラストマーゴム及び（又は）クラウンとビードとの間のタイヤ壁が激しい衝撃に応答して突出部とタイヤの外部に位置する障害物との間に挟みつぶされる場合のある領域に位置するタイヤ壁の補強材に結合された均等材料の層、ストリップ又はプライの形態の部品を用いても製作可能であり、この部品は、その厚さ全体にわたり又はその厚さの一部についてのみ形成され、その表面に平行な方向に互いに間隔をおいて位置した空隙を有する。これら空隙の分布は、ゴム片が障害物とリムに連結された非変形性突出部との間の箇所で半径方向に挟みつぶされた場合、この箇所の周りのゴムが弾性的に流れ、ゴムがこの箇所の周りに結合されている補強材に許容できない引張り荷重を伝達しないで、これら空隙中に側方に拡張することによって変形することができるようなものである。

したがって、本発明の第３の態様は、車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、ホイールリムが、タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、タイヤが、
路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、
リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、
クラウンをビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有するタイヤに関する。

これら構成要素により形成された全体は、リムと一緒になって空気チャンバを構成する。タイヤは、クラウンとビードとの間のタイヤの壁が、トレッドがタイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、突出部と障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を更に有し、それにより、セクター内のタイヤの内部キャビティの閉鎖が生じると共にタイヤの壁に垂直な瞬間的な高い圧縮応力が生じ、保護要素がタイヤ壁に垂直な方向に弾性変形可能である。保護要素は、ゴムに固定されると共にセクター内のタイヤ壁の補強材に固定された非圧縮性の弾性変形可能な材料の層を有し、この層は、その厚さ全体にわたり又はその厚さの一部についてその表面に平行な方向に互いに間隔をおいて位置した空隙を有する。

一実施形態では、非圧縮性ゴム層には、互いに間隔をおいて位置する開口部又は穴が設けられ、開口部又は穴の分布及び横方向寸法は、この部分の表面に垂直な圧縮衝撃が加えられた場合、所要の横方向拡張を可能にするようなものである。この結果、この層は、これはその表面に垂直な圧縮応力を強く受けた場合、開口部によって残されている空隙中に横方向に弾性的に拡張することができる。

開口部は、好ましくは、層の厚さ中に３０％〜８０％、好ましくは４５％〜５５％の空隙率をもたらすよう配置される。

別の実施形態では、層は、ゴム層に設けられた隆起領域相互間に凹み領域を作るために厚さのばらつきを有する。凹み領域の分布及び寸法は、隆起領域の峰部がシートの表面に垂直の圧縮応力を強く受けたときに隆起領域のゴムが薄い領域内に横方向に弾性的に拡張することができるようなものである。

凹み領域は、好ましくは、隆起領域を有する層の厚さ中に３０％〜７０％、好ましくは４５％〜５５％の空隙率をもたらすよう配置される。

保護要素の半径方向配設場所に関し、保護要素は、挟みつぶし衝撃を受けやすい１つ又は２つ以上の領域、例えば領域Ａ，Ｂでタイヤ壁の内側に位置決めされるのが良い。保護要素は又、タイヤ壁の内面に直接位置決めされても良い。後者の場合、保護要素は、主として気密状態を向上させるために伝統的にタイヤの内壁を内張する内側ゴム被膜の全て又は一部に形成されるのが良い。公知のように、この内側ゴムは、ブチルゴム、即ち、剛性及びヒステリシスが本発明によって想定されている用途に適している材料を主成分とする場合が多い。

保護要素がタイヤの内壁に被着されたゴム層から成る非常に有利な本発明の実施形態では、ゴム層の表面は、隆起条を有し、これら隆起条の密度及び振幅は、保護層に所望の全体的圧縮弾性率を与えるよう構成材料としてのゴムの固有の弾性率に基づいて定められる。

ゴム層は、好ましくは、少なくともタイヤのショルダー部の付近に位置する領域及びビードのすぐ近くに位置する領域でサイドウォールの内面上に延び、エンベロープが外部の障害物の作用により挟みつぶされた場合、峰部が互いに接触状態にある隆起条が別々の方向に互いに横切って位置している層の２つの別々の場所で層の内面がそれ自体接触するようになっている。

一実施形態では、ゴム層の全体的厚さは、１．５ミリメートルを超え、好ましくは、２．５〜１５ミリメートルであり、この場合、隆起条の高さは、約１．５ミリメートル以上である。

保護要素が挟みつぶし衝撃の際に互いに圧接可能なタイヤの内壁の２つの領域に存在している場合にこれらの構成を実現するため、峰部が互いに接触した隆起条は、これら領域のうちの一方のリブが他方の領域の溝内に滑り込まないようにするのに十分大きな角度で互いに交差しなければならず、このことは、保護層中の接線方向応力を減衰させる手段として、リブ相互間のゴムの拡張又は流れに必要な空隙を一時的に充填する作用効果を有する。

このことを念頭に置いて、隆起条は、有利には、タイヤの周囲に対して例えば３０°〜６０°、有利には約４５°の角度をなして斜めの方向にほぼ平行な線の１つ又は２つ以上のネットワークの状態に組織化されるのが良い。この理由は、ショルダー部領域の内壁が挟みつぶし衝撃の際にビード領域に当たるまでショルダー部領域が変形した場合、２つの接触領域の隆起条が、ほぼ直角をなして互いに交差することにある。これは、挟みつぶし応力のダンパとしての保護要素の動作を助ける。隆起条がショルダー部領域とビード領域との間のタイヤの内壁の全体を同じように横切って延びるゴム層上に単一のネットワークを形成している場合、タイヤのドーナツ形幾何学的形状は、接触状態の隆起条が交差しなければならない条件が自動的に満たされるようなものである。

一実施形態では、隆起条は、断面が本質的に三角形である。

保護領域は、上述した挟みつぶし効果を特に受けやすい領域であるビードのすぐ近くに位置するタイヤ壁のセクター内に位置決めされるのが良い。

保護要素は、ショルダー部の近くに位置するタイヤ壁のセクター内に位置決めされても良い。

１つの保護要素がビードの近くに位置決めされ、１つの保護要素がショルダー部内に位置決めされるのが良く、或いは、単一の保護要素がショルダー部とビードとの間でタイヤのサイドウォールに形成されても良い。

乗用車用途では、「挟みつぶし」応力の方向に０．５メガパスカル（ＭＰａ）を超え、好ましくは１ＭＰａ以上の全体的剛性率（１０％変形率で測定される）を備えた保護要素を用いることが有利であることが判明した。

当然のことながら、特に効果的な保護要素を得るために本発明の互いに異なる観点を組み合わせることができる。

本発明の他の特徴及び他の利点は、非限定的な例として本発明の要旨の種々の実施形態を示す添付の図面を参照して以下に行われる説明において理解されよう。

稼働リムに取り付けられたタイヤの半径方向平面における断面図であり、タイヤの壁が障害物、例えば舗道との激しい正面からの衝撃に起因して挟みつぶされている状態を示す図である。 リムに取り付けられたタイヤの概略半径方向断面図であり、本発明に従って挟みつぶし衝撃に対して保護を行うための要素に関する４つの配設場所の例のうちの１つを示す図である。 リムに取り付けられたタイヤの概略半径方向断面図であり、本発明に従って挟みつぶし衝撃に対して保護を行うための要素に関する４つの配設場所の例のうちの別の１つを示す図である。 リムに取り付けられたタイヤの概略半径方向断面図であり、本発明に従って挟みつぶし衝撃に対して保護を行うための要素に関する４つの配設場所の例のうちの別の１つを示す図である。 リムに取り付けられたタイヤの概略半径方向断面図であり、本発明に従って挟みつぶし衝撃に対して保護を行うための要素に関する４つの配設場所の例のうちの別の１つを示す図である。 本発明の保護ゴム層の表面に対して直角の方向におけるこのような保護ゴム層の概略断面図である。 タイヤと外部の障害物との間の衝撃によって応力を受けたときの図６の保護要素の動作状態を示す図である。 タイヤと外部の障害物との間の衝撃によって応力を受けたときの図６の保護要素の動作状態を示す図である。 トレッドが路面と接触状態にあるタイヤの平面図である。 図６に示されている形式の保護要素の表面上の隆起条の配置状態を概略的に示す図である。 図６に示されている形式の保護要素の表面上の隆起条の配置状態を概略的に示す図である。 本発明の１つの変形具体化例の保護要素として使用できるゴム層の平面図である。 本発明の別の変形具体化例の保護要素として使用できるゴム層の平面図である。 本発明の別の変形具体化例の保護要素として使用できるゴム層の平面図である。 本発明を具体化した際に得られた或る特定の結果を示す図である。

図２ないし図５には、この場合一例としてホイールリム１２に取り付けられた状態で示されているタイヤ１０の断面が示されている。ホイールリムは、代表的には金属、例えば鋼又はアルミニウム合金のリムベース１３（図１参照）を有している。リムベース１３は、その軸方向縁部に向かって２つの僅かにテーパした領域を有し、これらテーパ領域は、各々、タイヤ１０のビードを収容するリム受座１４（図２に示されている）を形成している。伝統的なリムのこの例では、リムベースの中央は、タイヤ脱着のためのウェルを有している。リムの各軸方向縁部の外方半径方向延長部として、突出部１７（図１）を形成したフランジが設けられ、この突出部は、フランジ頂部１５がホイール軸線から見て最も遠くに位置する箇所のところに位置した状態で外部に向かって軸方向に湾曲している。

タイヤ１０は、従来通り、クラウン２１を有し、このクラウンの半径方向外方側部には、トレッド２２が設けられている。クラウン２１の各軸方向縁部は、サイドウォール２３によって、取り付けられたときに対応のリムシート１４に着座するタイヤ２５の一部分を形成する僅かにテーパした内方半径方向面を備えたビード２４の各々にそれぞれ連結されている。図２に符号３１で概略的に示されているカーカスプライが、クラウン２１からビード２４までタイヤの壁の中を延びており、このビードのところで、カーカスプライの対応の端部が繋留されている。図示の例では、カーカスプライは、この端部をビードコア３３周りに上に折り返すことによって繋留されている。カーカスプライの上折り返し部３４は、カーカスプライの「到来」部分に当てて配置された「上曲がり」部分を形成している。カーカスプライは、まさしく従来通り、ゴム中に埋め込まれた鋼の補強スレッド又はケーブルの並置によって形成され、これらスレッド又はケーブルは、タイヤの周りにぐるりと全体にわたって半径方向に整列した状態でゴムに強力にくっついている。タイヤは、この例ではリムベースと直接協働して、空気チャンバ３０を構成し、この空気チャンバは、トラクション及び制動荷重を支持すると共に伝達し、かじ取り、車両が路上で遭遇しやすい障害物の衝撃を減衰させることにより、トラクション及び制動荷重の支持及び伝達、車両の走行中の快適さ及び保護を行う目的で空気を数バールのインフレーション圧力まで取り込むことができる。

図１は、タイヤ１０のリム１２がこの場合例えば舗道縁石として示されている障害物４０に当たったときに何が起こるかを示しており、このような障害物は、このタイヤを備えた車両の走行方向に対して直角に地面４２の平面よりも上に隆起している。図１に示す位置では、障害物は、非常に強く衝突され、空気チャンバ３０がその半径方向部分の１箇所のところが完全に閉じている。この縁石の縁４１は、丁度トレッド２２と衝突したところであり、タイヤのクラウンは、インフレーション空気の圧力に抗して激しくつぶれて引っ込み、その内面は、側部がリムフック又はリムフランジ１７の頂部１５から遠ざかったところでビードの内壁に当たるようになっている。このリムフランジの相当大きな半径方向屈曲の恐れがない場合、衝撃によってつぶれたタイヤの壁は、このリムフランジにより表された突出部と縁石との間に効果的に強力に挟みつぶされる。圧縮の作用効果を受けて、挟みつぶし箇所から見て軸方向に遠くに位置するタイヤの壁は、それ自体折り返される。これにより、カーカスの補強ケーブルの急な曲げがこの曲げ縁部のところ及びこれら補強材を被覆しているゴム層中で生じる。対応の変形が、これら材料を永続的に損傷させる。より深刻なことには、矢印４８で示されている挟みつぶし領域に直接存在しているゴム層は、非常に大きく圧縮されるが、この方向における変形の恐れはない。これらゴム層は本来的に非圧縮性なので、ゴム層は、垂直の方向に、即ち、接触壁に関し且つゴム中に埋め込まれている補強スレッド又はケーブルに関して接線方向に拡張することによる場合以外ではこれらゴム層の厚さを減少するのが阻止される。ゴム層とタイヤ壁構造体を形成する補強材との間の優れた機械的結合部により、ゴム層の接線方向変形傾向は、補強材の耐伸長性により妨害される。これら補強材に作用する応力が非常に高いのでこのような応力がこれら補強材の弾性限度を超えると、補強材は、最終的に破断する前に塑性変形する。

図１を吟味すると、タイヤ壁の２つの領域が上述の現象において特に重要な役割を果たすことは明らかである。これらは、図２〜図４の矢印Ａにより示された第１の領域及び図２、図３及び図５に矢印Ｂにより表された領域である。領域Ａは、半径方向外方の方向においてビードのすぐ後に来るタイヤ壁の内面の部分に相当している。領域Ｂは、タイヤのショルダー部中に、即ち、サイドウォールとクラウンとの間の接合部寄りに位置する壁の内面の部分に相当している。

図２に示された例では、壁２３の内面の領域Ａ，Ｂは両方共、タイヤ壁の補強材を損なわないで、挟みつぶし力を少なくとも部分的に吸収することができる保護要素を形成するようゴム被膜、例えば、変形可能な材料の円周方向ストリップ４３，４４を備えている。

この特性は、領域Ａについて、ゴムストリップ４３を圧縮の際の高い剛性率により、ゴムストリップ４３が圧縮によって（即ち、加えられた応力の方向に記録された収縮を他の方向にそらすことがない、又はそらしたとしても極めて僅かな程度であるに過ぎない仕方でゴムストリップの体積を減少させることによって）これら荷重を吸収することができる変形可能な材料で製作することにより得ることができる。

もう１つのオプションは、領域Ａの保護ストリップを、非圧縮性であるがその表面に垂直な応力に対して全体的に真の圧縮可能な材料として反応するよう設計され、挟みつぶし応力の方向に受ける変形（収縮）を他の方向にはそらさない変形可能な要素で作ることにある。以下において、図６〜図１０を参照してこの実際の例について説明する。

図２に示されている実施形態では、領域Ｂも又、領域Ａについて言及した特性を本来的に又は全体として備える材料４４を備えている。これら２つの保護要素が挟みつぶし衝撃によって互いに接触したときのこれら２つの保護要素の関連により、この種の出来事に対して効果的な保護がタイヤ壁に与えられる。

当然のことながら、例えば図３の層４５によって表されているようにタイヤ壁の内面全体を事実上覆い、例えば、正面ではない位置の障害物との相互作用の場合に又は図１に示されている例（正面衝突）とは著しく異なる条件において、タイヤを一層効果的に保護することも又可能である。これとは逆に、特にタイヤの想定される使用の過酷さに応じて（例えば、道路の条件に応じて）保護要素は、ビード領域（図４）の領域Ａだけの又は図５に符号４７で示されているショルダー部領域の領域Ｂに制限されるのが良く、他方、図４に示されている変形例は、保護の度合いが最小限のこの実施形態についての好ましい形態である。

保護要素は又、製造中ゴムプライの組立体を作ることによりタイヤ壁の表面上ではなく、その中に（またはそれどころか、少なくともビード領域の外面上に）形成されても良い。

保護要素を保護されるべき壁の内面上に配置することは、特にその機能を或る特定の伝統的なタイヤに既に設けられている被膜の機能と組み合わせることができる場合、幾つかの理由で特に有利である。例えば、従来タイヤ壁の内面を被覆するために用いられている内側ゴム層は、全体的圧縮性の所望の特性を与えるように、必要ならば、選択された領域（特に、Ａ又はＢ）に応じて問題のサイドウォールに沿ってこのゴム層の厚さを変えることによって形作られるのが良い。

極めて一般的に言って、この内側ゴム層は、タイヤインフレーション圧力の最善の保存を保証するよう選択された密封ゴムである。この目的のため、ブチルゴムが、空気不透過性のその特性に鑑みて有利に用いられる。この材料は、大きな圧縮下で固有の剛性を有し、それにより、この材料は、これが比較的薄くても、指定された保護機能を実行することができる。この材料は又、挟みつぶし状況においてこの材料に加えられる場合のある力の伝達の際にこの材料が減衰能力を提供することができる変形ヒステリシス特性を有する。

１０％を超える圧縮性の比は、保護要素を作る際、挟みつぶし応力に垂直の方向に望ましい。この方向における組立体の全体的剛性が、０．６メガパスカル（ＭＰａ）を超え、好ましくは１ＭＰａ超えることが望ましい。これらの特性を備えた圧縮可能な保護要素を作るため、一手段は、好ましくはゴム材料の超高剛性又は超硬質フォームを用いることである。例えば、一手段は、固有の剛性が１０ＭＰａを超え（好ましくは、２５ＭＰａ）を超え、空隙率が１５％〜６０％（好ましくは、２５％〜４０％）のゴムを主成分とする材料で作られたフォームである。もう１つの手段は、オリフィス、泡又はボール、例えば衝撃の際に壊れるガラスボールを備えたゴム層を用いることである。

もう１つの手段は、両面のうちの一方にのみ厚さ全体にわたり又は幾分かの深さまで切り込みが入れられたゴムの層を用いることである。以下において、図６を参照して簡単且つ効果的な好ましい変形実施形態についての説明が与えられ、図６は、保護要素として用いられるゴム層５０の断面を示している。層５０の一方の面５２は、通常、タイヤ（ここでは図示されていない）の内壁に連結されている。その他方の面５４は、図６の平面に垂直な方向に平行な隆起条５５を備えている。隆起条５５は、この場合、三角形のプロフィールを有しており、その結果、２つの隣り合う隆起条の頂点５６が層５０の全体的な平面に対して傾けられた勾配又は斜面５８を備えた谷部５７によって分離されている。この例では、層５０は、弾性率が１ＭＰａのエラストマーで作られており、ゴム層５０の全体的厚さは、３ミリメートルであり、層の平面に垂直な方向における谷部の高さは、約２ｍｍであり、繰り返されている隆起条のピッチは、５ミリメートルであり、隆起条のプロフィールは、対称であり、層５０の隆起条付き厚さ中には５０％の空隙率が与えられている。実際には、全厚が１．５ｍｍを超え、好ましくは２．５〜１５ミリメートルのゴム層を用いるのが良く、この場合における隆起条の高さは、少なくとも１．５ミリメートルである。空隙率は、３０％〜７０％であるのが良く、好ましくは４５％〜５５％である。

ゴム層５０を領域Ａのストリップ及び（又は）領域Ｂのストリップかこれら２つの領域だけでなくタイヤの内側サイドウォールの中間部分全体を覆う単一のプライかのいずれかでタイヤ壁の内面上に配置されるのが良い。ゴム層は、タイヤの内壁を覆う密封ゴムの或る特定の領域の適当な形態によって形成されるのが良い。

隆起条は、これらが形成されるドーナツ形表面の部分の展開平面で見て、種々の向きを有して良く、このような向きとしては、必ずしも真っ直ぐではない経路を含む。しかしながら、好ましい向きは、半径方向でも円周方向でもなく、以下に説明する理由で、タイヤ壁の内面上の半径方向線の方向と３０°〜６０°、好ましくは４５°に等しい角度をなす向きである。このように、図８に示されているように、タイヤ１１０のクラウン１２１がタイヤの軸線１２５に平行であり且つタイヤが転動する路面に平行な平面上に投影された場合、隆起条は、タイヤの軸線１２５に垂直な赤道面１２７と角度１１９をなす斜めの方向１２６にクラウンからそれる。これら隆起条は、タイヤのサイドウォールの円周方向子午面と斜めに交差する。

挟みつぶし衝撃の際に互いに接触する可能性がある領域Ａ，Ｂを考慮すると、これら２つの領域に存在する隆起条が、これらが図１に示されている位置に達した時点で互いに嵌まり込まないことが、保護要素の正確な動作にとって重要である。というのは、これにより、隆起条の峰部の稜線（リッジ）が挟みつぶし衝撃の際に激しく圧縮されたとき、隆起条の峰部のゴムが谷部内に側方に変形することがあるからである。

この点に関し、図７ａ及び図７ｂは、本発明の隆起条付き領域の動作状態を示している。図７ａでは、表面に隆起条１５４を備えたゴム試験片１５０は、別の試験片１５０′に接触し、この試験片１５０′の接触面１５３も又、図７ａの平面に平行に差し向けられた同一の隆起条を有している。観察されるように、隆起条１５４の峰部１５６の稜線は、試験片１５０′の表面１５３′上の隆起条の峰部の稜線、例えば稜線１５６′とまさに接触状態にある。したがって、２つの試験片相互間の接触は、それぞれの隆起条の交差部のところに支承点の格子の形態を取る。図７ｂは、図７ａでは、先に接触状態にあった表面が例えば非接触面１５２，１５２′に対する圧縮衝撃の際に互いに強く押し付けられたときの２つの試験片１５０，１５０′を示している。接触峰部部点は、衝撃により生じた約１０バールの疑似瞬時圧縮応力下でつぶれる。試験片１５０の峰部の山は、側方に拡張し、山部１５７を部分的に埋めるように見える。試験片１５０′は、同様に応力を受ける。図７ａ及び図７ｂに見えるこの試験片の峰部１５６′の稜線は、試験片１５０の隆起条の峰部１５６との接触時点で変形する。試験片の全厚は、応力を受けたゴムが変形し、隆起条の峰部相互間の谷部を埋めると、減少する。

図９ａは、２つの保護層の隆起条が外部でのタイヤ押しつぶし衝撃の際に互いに接触したとき、一方がタイヤ壁の内部の領域Ａに被着され、他方が領域Ｂに被着された２つの保護層の隆起条の向きを概略的に示している。符号２０２は、タイヤ軸線に平行な平面上に投影状態で示されたリムフランジのトレースを示している。符号２０４のところの互いに平行な線は、一方において、ビードの隣の領域Ａの本発明の保護ゴム層の隆起条を示し、符号２０６は、他方において、ショルダー部の下の領域Ｂの保護層の隆起条を示している。領域Ａ，Ｂの隆起条の向きは、これらの線が互いに交差すると共にこれらの線が外部衝撃の際に互いに接触状態になったときにリムフランジの方向と交差するようなものであることが理解されよう。隆起条２０４，２０６について互いに反対の方向に４５°の向きをなすことは、作用上良好である。実際には、上述したように、これら隆起条がタイヤのサイドウォールの半径方向と絶対角度で表して３０°〜６０°の角度を選択することが好ましい。

図９ｂは、図９ａと同一の仕方で、タイヤのサイドウォールの内面上の保護ゴム層が円周方向に対して約４５°の方向に延びる連続隆起条を備えた単一の層である場合を概略に示している。したがって、理解されるように、タイヤの特定の幾何学的形状により、挟みつぶし衝撃の際に２つの領域Ａ，Ｂで互いに接触する保護層の隆起条２０８は、当然のことながら、互いにほぼ直交する方向に交差する。

図１０ａ、図１０ｂ及び図１０ｃは、タイヤを損傷させないで挟みつぶし衝撃を「吸収する」ために圧縮の際に非常に高い全体的半径方向剛性を備えた本発明の保護要素を作るためのゴム層の他の実施形態を示している。ゴム層のその厚さ方向における全体的圧縮性は、開口部を適当に分布して設けることによって増大及び調節が行われる。図１０ａに示されているように、これら開口部は、ゴム層６０ａに設けられた円形のウェル６２ａの形態をなして作られるのが良い。領域Ａ，Ｂを覆うゴム層の厚さは、１．５ミリメートルを超え、好ましくは２．５〜１５ミリメートルである。別の手段は、スロット６２ｂ又は他の細長いセル（図１０ｂ）、又は層６０ｃに設けられたハニカム形セル６２ｃ（図１０ｃ）の形態をしている開口部が設けられたゴム層６０ｂを用いることである。実際には、ゴム層の平面における空隙率が５０％であることが作用上良好である。このような空隙率は、好ましくは４５％〜５５％であり、通常３０％以上であり、他方、このような空隙率は、例えば図１０ｃのハニカム形開口部の場合に或る特定の形態では８０％という高い空隙率であっても良く、この場合、横方向寸法が小さく、例えば約１０ミリメートルの開口部を設けることが推奨できる。

上述した原理に従って作られた隆起条付きゴム被覆要素に対して行われた試験結果により判明したことは、タイヤ壁が漸変強度の挟みつぶし衝撃を受けたときに破断した補強材の数が実質的に減少していた。基準曲線２３０は、３０ｋｍ／時から５０ｋｍ／時に増大する速度（ｘ軸２３４）で基準障害物に当たった伝統的なタイヤの破断した補強材の数（ｙ軸２３６上）の変化を示している。同図では、曲線２３２は、損傷が生じる場合のある領域の大きな変位を示している。この変位は、最初の破断が生じる前の大きな利得を表している。例えば、ｘ座標２３５で理解できるように、当初２０個の破断部（０個まで減少している）を有する領域を示している。

タイヤの内面に隆起条付き保護層を形成する方法では、伝統的な技術によって、適当な厚さの内側ゴムを備えた未硬化成形物を作り、次にこの成形物を硬化するために、タイヤキャビティの内壁をその他方の面がトレッド金型内に押し込められた状態で圧縮するのに適した対抗成形部材、例えば硬化メンブレン又はコアを用いる。硬化中、タイヤの内面にガス逃げチャネルを作るために表面上に分布して設けられたリブを有する硬化メンブレンの使用は、既に知られている。これらリブは、本発明に従って隆起条に作るのには適していない。というのは、これらリブは、有意義な効果を得るには小さすぎ、しかも間隔が広すぎるからである。本発明では、成形物の内側ゴムに形成されるべき隆起条に対応したリブのネットワークを備えた硬化メンブレンを用いることが想定される。これは、成形用工具にかなり小規模な設計変更を施すことによって本発明に対応した隆起条を作る非常に簡単な手法である。

本発明は、図示すると共に説明した例には限定されない。特に特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、このような例に対して種々の改造を施すことができる。

Claims (19)

1. 車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、前記ホイールリムが、前記タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び前記受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、前記タイヤが、
   路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、
   前記リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、
   前記クラウンを前記ビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有し、
   前記構成要素により形成された全体が、前記リムと一緒になって空気チャンバを構成し、前記タイヤが、
   前記クラウンと前記ビードとの間の前記タイヤの壁が、前記トレッドが前記タイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、前記突出部と前記障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を更に有し、それにより、前記セクター内の前記タイヤの内部キャビティの閉鎖が生じると共に前記タイヤの前記壁に垂直な瞬間的な高い圧縮応力が生じ、前記保護要素が前記タイヤ壁に垂直な方向に弾性変形可能である、タイヤにおいて、
   前記保護要素は、１０ＭＰａを超える（好ましくは２５ＭＰａを超える）剛性及び１５％〜６０％（好ましくは、２５％〜４０％）の空隙率を備えたゴムを主成分とする材料のフォームを用いて作られている、
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、前記ホイールリムが、前記タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び前記受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、前記タイヤが、
   路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、
   前記リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、
   前記クラウンを前記ビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有し、
   前記構成要素により形成された全体が、前記リムと一緒になって空気チャンバを構成し、前記タイヤが、
   前記クラウンと前記ビードとの間の前記タイヤの壁が、前記トレッドが前記タイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、前記突出部と前記障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を更に有し、それにより、前記セクター内の前記タイヤの内部キャビティの閉鎖が生じると共に前記タイヤの前記壁に垂直な瞬間的な高い圧縮応力が生じ、前記保護要素が前記タイヤ壁に垂直な方向に弾性変形可能である、タイヤにおいて、
   前記保護要素は、前記ゴムに固定されると共に前記セクター内の前記タイヤ壁の前記補強材に固定された非圧縮性の弾性変形可能な材料の層を有し、前記層は、前記層が挟みつぶされると、キャビティが生じるような幾何学的形状を有する、
   ことを特徴とするタイヤ。
3. 車両のホイールリムに取り付けられると共にこれに対して加圧されるよう設計されたタイヤであって、前記ホイールリムが、前記タイヤの一部であるビードのための少なくとも１つの円周方向受座及び前記受座の付近に位置する外方に向いた半径方向突出部を有し、前記タイヤが、
   路面との接触を保証するトレッドを備えた円周方向クラウンと、
   前記リム受座に取り付けられるのに適した一部分を備える少なくとも１つのビードと、
   前記クラウンを前記ビードに連結するゴム及び補強材から成る構造体を有する壁とを有し、
   前記構成要素により形成された全体が、前記リムと一緒になって空気チャンバを構成し、前記タイヤが、
   前記クラウンと前記ビードとの間の前記タイヤの壁が、前記トレッドが前記タイヤの外部に位置する障害物にぶつかることにより生じる激しい衝撃に応答して、前記突出部と前記障害物との間に挟みつぶされるようになるセクター内に設けられた少なくとも１つの保護要素を更に有し、それにより、前記セクター内の前記タイヤの内部キャビティの閉鎖が生じると共に前記タイヤの前記壁に垂直な瞬間的な高い圧縮応力が生じ、前記保護要素が前記タイヤ壁に垂直な方向に弾性変形可能である、タイヤにおいて、
   前記保護要素は、前記ゴムに固定されると共に前記セクター内の前記タイヤ壁の前記補強材に固定された非圧縮性の弾性変形可能な材料の層を有し、前記層は、その厚さ全体にわたり又はその厚さの一部についてその表面に平行な方向に互いに間隔をおいて位置した空隙を有する、
   ことを特徴とするタイヤ。
4. 前記層には、互いに間隔をおいて位置する開口部が設けられ、前記開口部の分布及び横方向寸法は、前記層の前記材料がその表面に垂直な圧縮応力が強く加えられると、前記開口部により残されている前記空隙内に横方向に弾性的に拡張することができるようなものである、
   請求項３記載のタイヤ。
5. 前記開口部は、前記層の前記厚さ中に３０％〜８０％の空隙率をもたらすよう配置されている、
   請求項４記載のタイヤ。
6. 前記層は、前記ゴム層に設けられた隆起領域相互間に凹み領域を作るために厚さのばらつきを有し、前記凹み領域の分布及び寸法は、前記隆起領域の峰部が前記層に垂直の圧縮応力を強く受けたときに前記隆起領域のゴムが前記凹み領域内に横方向に弾性的に拡張することができるようなものである、
   請求項２又は３記載のタイヤ。
7. 前記凹み領域は、前記隆起領域を有する前記層の厚さ中に３０％〜７０％の空隙率をもたらすよう配置されている、
   請求項６記載のタイヤ。
8. 前記層は、前記タイヤ壁の内面に被着されたゴム被膜である、
   請求項２ないし７のいずれか１項に記載のタイヤ。
9. 前記層は、前記タイヤ壁の内面に被着された密封ゴムの少なくとも１つのセクターによって形成されている、
   請求項２ないし８のいずれか１項に記載のタイヤ。
10. 前記タイヤ壁の前記内面に被着された前記内側密封ゴムは、ブチルゴムを主成分としている、
    請求項９記載のタイヤ。
11. 前記ゴム層の表面は、互いにほぼ平行な隆起条を有し、前記隆起条の密度及び振幅は、圧縮の際に所望の全体的剛性率を前記層に与えるよう前記構成ゴムの固有の弾性率に基づいて選択される、
    請求項６又は７記載に従属した請求項８ないし１０のいずれか１項に記載のタイヤ。
12. 前記ゴム層は、少なくとも前記タイヤのショルダー部の付近に位置する領域及び前記ビードのすぐ近くに位置する領域でサイドウォールの内面上に延び、エンベロープが外部の障害物の作用により挟みつぶされた場合、峰部が互いに接触状態にある前記隆起条が別々の方向に互いに横切って位置している前記層の２つの別々の場所で前記層の前記内面がそれ自体接触するようになっている、
    請求項１１記載のタイヤ。
13. 前記ゴム層の全体的厚さは、１．５ミリメートルを超え、この場合、前記隆起条の高さは、約１．５ミリメートル以上である、
    請求項１１記載のタイヤ。
14. 前記隆起条は、断面が本質的に三角形である、
    請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載のタイヤ。
15. 前記保護要素は、「挟みつぶし」応力の方向に０．５ＭＰａを超える全体的剛性率を有する、
    請求項１ないし１４のいずれか１項に記載のタイヤ。
16. 前記保護要素は、前記ビードのすぐ近くに位置する前記タイヤ壁のセクター内に位置決めされている、
    請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のタイヤ。
17. 前記保護要素は、前記ショルダー部の近くに位置する前記タイヤ壁のセクター内に位置決めされている、
    請求項１ないし１６のいずれか１項に記載のタイヤ。
18. 前記保護要素は、前記ショルダー部と前記ビードとの間の前記タイヤの部分の本質的に全体にわたって延びている、
    請求項１６に従属した請求項１７記載のタイヤ。
19. 前記保護要素は、前記タイヤ壁の前記内面上に配置されている、
    請求項１６ないし１８のいずれか１項に記載のタイヤ。

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