JP2013525203A - 弾性車両タイヤ - Google Patents

Abstract

本発明は、タイヤキャビティを備える弾性車両タイヤ（１）に関する。前記キャビティは、トレッド面（３）を支持する走行ストリップ（２）と走行ストリップ（２）の各側面に形成したサイドウォール（４、４．１）とにより封止されている。騒音抑制インサート（９）またはその中に配置した騒音抑制インサート構成が、タイヤキャビティ内に配置してある。走行ストリップ（２）の少なくとも横断方向および／または長手方向に通気性構造を有する換気層（１３）を、騒音抑制インサート（９）または騒音抑制インサート構成との間に配置し、走行面（３）を支持する走行ストリップ（２）の内面（１０）に接続してある。前記層は、走行ストリップ（２）の内壁（１０）に少なくとも一部で接触する空気流を送るのに適する。
【選択図】図１

Description

本発明は弾性車両タイヤに関し、この弾性車両タイヤはトレッド面を支持する走行ストリップと走行ストリップの各側に形成したサイドウォールとにより封止されたタイヤキャビティを備え、このタイヤキャビティ内に配置した少なくとも１つの騒音抑制インサートまたはタイヤキャビティ内に配置した１つの騒音抑制インサート構成を有する。

この種の車両タイヤは自動車やトレーラーやセミトレーラーに使用され、車両空気タイヤとも呼ばれる。これらタイヤは、主にキャビティ内に導入した空気圧により安定性が達成される緩衝タイヤである。この種の車両タイヤのキャビティは、トレッド面を支持する走行ストリップにより形成される。サイドウォールは、両側で前記走行ストリップと境を接している。サイドウォールは、それぞれその自由端においてビードを支持しており、このビードによりホイールリム上に装着されたタイヤがリムエッジだけでなくリムウェルにも係止する。チューブレスタイヤの場合、ビードはリムエッジあるいはリムウェルに対し封止的に係止し、これにより車両タイヤにより形成されるキャビティがリムにより閉止される。

舗装された道路面上をこの種タイヤのトレッド面が転動する際、特にトレッド面内に生成されたタイヤトレッドパターンにより転動騒音が発生する。転動騒音の原因となる共鳴振動が空気伝送音として周囲に伝わり、ホイールと車両の車輪懸架装置と車両本体とを介する固体伝送音として車両内部へ伝わる。転動騒音と特に共鳴振動を低減するため、騒音抑制用にインサートもしくは対応するインサート構成を呈する車両タイヤが開発されてきた。この種の騒音抑制インサートは通常、走行ストリップの内側に配置される。また、一部は、インサートが少なくとも部分的にサイドウォールに沿ってさらに延在する。騒音抑制インサートとして、キャビティ内に導入される発泡材インサートが一般に用いられる。独国特許出願公開第３０４２３５０（Ａ１）号明細書に記載されているように、発泡材インサートは、例えば接着によって、タイヤの内側に接続される、あるいは、加硫処理によりそこに取り付けられる。独国実用新案第２０２００８００９００８（Ｕ１）号明細書には、このような騒音抑制機能付き構造を有するこの種の車両タイヤが記載されており、そこでは騒音抑制インサートとして粘弾性発泡材インサートが配設されている。

騒音抑制車両タイヤを使用することは特に環境適合性に関連する理由から賢明であるが、これらタイヤは市場への広範な導入を未だ経験していない。その理由には、タイヤが転動中、特にカーブを切る際の加熱昇温が含まれる。舗装道路面に対する密着度を増大させる上で、たとえトレッド面と合わせた走行ストリップのしかるべき量の加熱が有利であるとしても、タイヤの加熱の増大とともにその損耗が増大する。しかしながら、騒音抑制タイヤの場合、許容可能な加熱値を上回る走行ストリップの加熱がしばしば起きる。その結果、この種のタイヤの損耗は騒音抑制機能を持たないタイヤに比べ増大する。騒音抑制タイヤにおける発熱がより強烈な理由は、走行ストリップの内側に配置された騒音抑制発泡材インサートが熱遮蔽体として機能し、タイヤの内部空間への放熱が些かでも可能な場合に、その放熱を妨げるためであると考えられている。騒音抑制車両タイヤのこの欠点に対処すべく、例えば特開第２００５−１０４３１４号明細書や特開第２００７−２３０５４４号明細書に記載されているように、発泡材インサート内に熱伝導粒子を組み込むことが提案されており、これにより騒音抑制インサートを介してタイヤ内壁からタイヤキャビティへの熱伝導路が利用可能とされる。対照的に、独国実用新案第２０２００８００９００８（Ｕ１）号明細書では、タイヤがさらに許容可能なピーク温度まで達する時点を遅らせるべく、発泡材インサート内に潜熱蓄熱材料として微細カプセル化された相転移材料を導入することが提案されている。この考えでは、熱はこの材料の相転移により消費される。こうして、タイヤ発熱に関しては、運転操作中の温度ピークを緩和することができる。

タイヤの走行ストリップの内側から熱を除去するための前述の解決策は、追加の材料を発泡材内に組み込まねばならず、されどそのことが騒音抑制発泡材インサートの重量増加に帰着するという欠点を有する。さらに、発泡材インサートの製造中、走行ストリップ内側からの所望の熱除去が意図通りに行われるような位置に組み込み粒子を確実に配置しなければならない。その結果、所望の排熱路を形成するのに用いる粒子を、騒音抑制層全体を通じて互いに隣接させねばならない。この種の組み込み粒子を有する発泡材の製造は簡単ではないことが判っている。

考察した先行技術に由来し、本発明はそれ故に、先行技術に指し示された欠点を除去しあるいは最小化しつつ騒音ストリップの内側から効果的に熱を除去する仕方で、導入部に記載しかつ前文に従う型の騒音抑制車両タイヤをさらに発展させる課題に基づくものである。

この課題は、請求項１の前文に記載の車輪により本発明に従って解決され、ここではトレッド面を支持する走行ストリップの内面に接続された騒音抑制インサートまたは騒音抑制インサート構成との間に換気層を配設し、この換気層を走行ストリップの周縁方向に延在させ、走行ストリップの少なくとも横断方向および／または長手方向に空気を流し、走行ストリップの内壁に少なくとも一部が接触する空気流の流れを可能にするよう構成した構造を有する。

この車両タイヤの場合、走行ストリップの内側に接続されて少なくとも多少の横断域を有する換気層を走行ストリップの内側と騒音抑制インサートとの間に径方向に配置する。この換気層により、空気が流れることのできる経路が生み出され、これにより走行ストリップの内側が少なくとも換気層の範囲の領域において空冷される。この目的に合わせ、換気層は走行ストリップの周縁方向に延在する。換気層が走行ストリップ内側の周縁全体にわたり連続的に延在するよう、規定することができる。騒音抑制インサート構成がこうした態様にて形成されるよう、走行ストリップの内周面を個々の換気層セグメントに分けることが等しく可能である。換気層は、換気層を流れる空気流が熱を吸収し、熱を前記内壁からタイヤキャビティ内へ移すよう設計される。この目的に合わせ、空気流は走行ストリップの内側、すなわちゴム面から、あるいは追加の実施形態に規定されているように、走行ストリップの内側に接触する熱伝導層、例えば金属箔から、熱を直接吸収することができる。換気層を流れる排熱空気流を生成すべく、換気層は適当な仕方でホイールの走行ストリップの内側に接続される。かくして、接続性の概念はこの状態が達成される全ての実施形態を包含する。走行ストリップの内側に対する換気層の接続性は、例えば走行ストリップの内側に換気層をあてがうことで達成することができる。走行ストリップの内側への前記層の部分的内張りの使用が等しく可能である。走行ストリップの内側への接着により換気層を接続することもまた可能である。既に述べたように、上記の接続可能性は単に一部実施形態の例を表わしているに過ぎない。

追加の実施形態によれば、換気層を騒音抑制層と全く同様にセグメント化し、個別要素を互いに分離して配置することが規定される。こうして、換気層内を移動する空気とタイヤ内部に存在する空気との間の入れ替えが可能となる。その目的は、走行ストリップの内側がこうして冷却されることから、走行ストリップを熱制御することである。

走行ストリップの内側を冷却するのに供給される空気流を生成するために、下地上を転動する間のタイヤの変形が用いられる。タイヤが下地上を転動している間のタイヤの変形は、この変形中に走行ストリップが内周側へ連続的に押圧され、下地から離間し、あるいは下地から持ち上げられた後、その元々の位置へ戻るように変形させられるが、換気層を介して流れる空気流を生成するため、この空気冷却に関連させて用いられる。タイヤの変形は、蠕動ポンプの態様にて用いられる。換気層と騒音抑制インサートの設計と形状寸法とに応じ、換気層内の空気流は転動中の前記タイヤ変形により直接生成され、すなわちこの種の空気流は空気流を可能にする換気層にそれ自体連通状態にある残留タイヤキャビティ内に生成される。上記２つの基本的な流れ生成機構の組み合わせもまた可能である。空気流の生成が換気層内で直接所望される場合、換気層は通常弾性的特性を有する。他の原理によれば、タイヤの蠕動が残留キャビティ内に空気流を生成し、この空気流が、前記経路の利用が可能であるために換気層内に流入する。タイヤを上記態様にて転動させることで換気層を連続して弾性的に変形させ、その結果として換気層内のポンプ効果をもたらすべく、換気層は走行ストリップの内側に接続される。そこで、走行ストリップの変形を換気層へ伝えることができる。

換気層は、走行ストリップの内側に直接接続することができる。熱伝導層、例えば走行ストリップの内側に取り付けられる金属網細工を配設することもまた可能である。熱伝導層が開口を有する場合に、熱伝導層を換気層により内面に対しあてがわれた状態に保つことも、全面的に可能である。

かくして、換気層は熱伝導層上に配置される。この種の熱伝導層により、冷却効果を強化することができる。何故なら、前記層の結果として、サイドウォールの方向において走行ストリップの内側から、好ましくはサイドウォールの内側に沿っても、熱の除去を行うことができるからである。一般に、この種の熱伝導層は残留タイヤキャビティ内に開口し、このキャビティ内に熱が放散される。この種の熱伝導層を形成する材料として、熱を良好に伝える材料が用いられる。ここで、金属網細工あるいは穿孔付き金属箔を用いることができる。連続する金属箔を使用することもまた想到可能である。

熱伝導層は、換気層をタイヤ内側へ繋ぎ止め、あるいは接続するのにも用いることができる。このことは、一方でタイヤの内側に、他方で換気層に、例えば接着剤や接着剤層を用い、あるいは加硫処理により熱伝導層を接続する場合に奏功する。例えば、熱伝導コアを有する所要幅のゴムストリップがこの目的に適している。このコアは、熱伝導特性を有する網細工や不織布や箔等として構成することができる。行列配置にて埋め込まれる熱伝導粒子により、コアを形成することもまた可能である。

走行ストリップの内側あるいはその少なくとも一部を空冷する前述の概念にあっては、通過して流れる空気流により熱は内面から効果的に除去される。換気層が、換気が行われるよう空気流を可能にするタイヤの残留キャビティと接続状態にあり、かつ空気流の混合による熱交換に関連している場合、空気冷却は特に有効である。換気層は、例えば前記層自体が残留キャビティを例えばその側方表面と境界を接するという点において、タイヤの残留キャビティと接続状態に置くことができる。騒音抑制インサート自体を走行ストリップの内壁および／またはサイドウォールと接触させないようにし、かくして換気層内部に保持されるようにすることもまた可能である。しかしながら、換気層と騒音抑制の設計に応じ、騒音抑制インサートは何処かの部分をタイヤの内側に内張りすることが適切であることもある。空気流を流すことのできる貫通孔を騒音抑制インサートが有する設計を用いることもまた可能である。

上記説明は、換気層は空気流が流れることのできる層であること、また換気層は騒音抑制インサートをタイヤ内壁から少なくとも大幅に引き離すことを明らかにしている。タイヤの内側と騒音抑制インサートとの間のタイヤ内部構成において空気が流れるようにする上記の空気冷却ならびに関連容量は、加えて走行ストリップの内側に対向する騒音抑制インサートの側面が騒音抑制の目的にも初めて使用されるという利点を有する。その結果、これがまた騒音抑制目的に有効な使用騒音抑制インサートの表面積の相当な増大を生み出す。その結果、この車両タイヤでは、熱的特性だけでなく騒音抑制特性もまた改善される。それ故に、前述の換気層を有する車両タイヤにおける等価な騒音抑制効果を達成するため、騒音抑制インサートをより小さく設計し、かくしてより軽量とすることができる。

換気層がタイヤトレッドを支持する走行ストリップ内側へ適用されているために、走行ストリップ内側の放熱面は、換気層の構成に用いられる材料が少なくとも一部は良好な熱伝導特性を示す場合に、相当な範囲まで増大させることができる。その場合、換気層の構成に用いられる材料が、走行ストリップの放熱内側部にあてがう冷却体の態様にて少なくとも一部機能し、そのことが通過して流れる空気流に対し放出対象熱がより大きな表面積にわたり放出されるという結果を有する。

熱の良導体である材料の一例は、金属繊維、例えば金属繊維不織布や金属網状体から製造される層である。別の実施形態によれば、開気孔材料からの換気層の製造が規定され、ここでは気孔キャビティは所望の空気流の通過を可能にする目的に合わせ、十分に大きなものとする。換気層としてのこの種の開気孔層は、例えばプラスチックおよび／または金属ハニカム構造や、いわゆる隆起輪郭構造マット等を用いて製造することができる。好適な実施形態の例では、開気孔付き発泡材、特に開気孔付きポリウレタン発泡材が、開気孔付き材料として用いられる。例えば網状ポリウレタン発泡材として製造される網状発泡材を使用することもできる。熱の良導体である粒子、例えば既に述べた金属繊維を、この種の発泡材中に組み込むことができる。騒音抑制インサートを発泡体とする場合、換気層はその結果、全く同一の基本材料から製造できるため、換気層を同様に発泡材から製造することも可能となりうる。換気層の上記の熱伝導設計はまた、既に述べたように走行ストリップの内側に配置した熱伝導層と組み合わせることも可能である。

これらの設計に関連し、換気層が騒音抑制特性を実質的に持たず、空気は騒音抑制インサートを介して実質的に流れることはできない点が理解されねばならない。空気貫流が実質的に可能でないとの概念は、開気孔設計を有する場合に騒音抑制インサートを通気性とは呼べないことを意味しているが、それでも、この通気性が走行ストリップの内側を冷却すべく規定される空気流要件に応えるのに不十分であることを意味するものではない。

換気層は、走行ストリップの内側に沿って好ましくは周縁方向に延在する。ここでは、１つ以上の互いに平行な換気層が用いられる。それらには、直線経路やあるいは蛇行経路も持たせることができる。

本発明の主題である換気層はかくして、空気が流れることを可能にする経路が騒音抑制インサートとタイヤの内側との間に生成される層となる。空気流は車両タイヤの走行ストリップの内側に少なくとも一部が沿って流れるよう、規定される。換気層は、ＥＮ／ＩＳＯ（欧州／国際規格）９２３７に従って計測される断面積１ｄｍ^２当り５００Ｌ／分を好ましくは上回る通気性を有する場合、適当であると考えられる。断面積１ｄｍ^２当り１０００Ｌ／分を上回る空気貫流容量を有する換気層を使用することが好ましい。より高い通気性が好ましいことは、理解されたい。網状発泡材により形成された換気層の使用時、断面積１ｄｍ^２当り５０００Ｌ／分以上の値もまた達成される。上記の測定は、１ｃｍの肉厚を有するサンプルに対し実行される。

換気層の肉厚はまた、タイヤの走行ストリップの内側を冷却する目的に合わせ生成される空気流の有効性に対し一つの効果を有する。換気層の肉厚は、タイヤの外形と寸法の関数でもある。この種の換気層にとって必要とされる肉厚は、換気層の通気性によっても影響を受ける。これは、より高い通気性を有する換気層の方が、原則としてより低い通気性を有するような層よりも小さな肉厚を持つことができることを意味する。これらの仕様を考慮し、０．５ｃｍの厚みを有する換気層を形成することができる。しかしながら、この種の換気層の厚みは通常１．５〜３ｃｍである。試験では、２ｃｍの肉厚を有し、断面積１ｄｍ^２当り３０００〜４０００Ｌ／分の通気性を有する換気層を用いて満足すべき成果が達成されている。

走行ストリップの内側の冷却をさらに改善するため、換気層および／または騒音抑制インサートあるいは騒音抑制インサート構成が、換気層を介して運ばれる空気の乱流を引き起こす手段をもって設けられるよう規定することが可能である。例えば、ここでは換気層の側面および／または騒音抑制インサート上に延長部を用いることができる。一般には打ち抜きによりインサートおよび／または換気層内に生成される開口（貫通孔）を、この目的に合わせ使用することもできる。同時に、前述の対策が原因でインサートの表面積が増大し、そのことが騒音抑制を改善する。

騒音抑制インサートを持たないタイヤや、この種のインサートを有するタイヤや、本発明によるタイヤに対する研究は、走行ストリップの内側と騒音抑制インサートとの間に本発明による換気層を有するタイヤにおいて、騒音抑制インサートを全く持たないタイヤにおける場合よりも強烈な加熱を完全に阻止することが可能でないことを示してきた。しかしながら、この加熱は換気を伴わないものの、騒音抑制インサートを有するタイヤの加熱に比べ穏やかである。本発明によるタイヤでは、同じ騒音抑制インサートを有するが換気層を伴わないタイヤの加熱に比べ、たった５０％以下の加熱しか観察されていない。

本発明の追加の利点と実施形態は、添付図面を参照して下記の実施形態の例の説明から得ることができる。

第１の実施形態に従い騒音抑制インサートと換気層とを有し、ホイールのリムに装着した車両タイヤの概略断面図である。 換気層を備える騒音抑制車両タイヤの追加の実施形態の例の基本的な図である。 換気層を備える騒音抑制車両タイヤの追加の実施形態の例の基本的な図である。 換気層を備える騒音抑制車両タイヤの追加の実施形態の例の基本的な図である。 下部の長手方向断面に換気層を配設した騒音抑制車両タイヤの基本的な図である。 下部の長手方向断面に換気層を配設した騒音抑制車両タイヤの基本的な図である。 騒音抑制インサートと換気層とからなる追加の実施形態を有する図３ａ、図３ｂに対応する図である。 図４の図に従う図であり、騒音抑制インサートが上に配置された換気層を備える追加の実施形態を有する。 図５の実施形態について、個別の騒音抑制インサートが上に配置された換気層を備える追加の実施形態を示す。 図５の実施形態について、個別の騒音抑制インサートが上に配置された換気層を備える追加の実施形態を示す。 図５に対応する断面図において、個別の騒音抑制インサートが上に配置された換気層の追加の実施形態の図である。 図６の実施形態における走行ストリップの内面の上面図である。 図６の実施形態における走行ストリップの内面の変形例の上面図である。 騒音抑制層とさらにその中に導入された換気層とを備える弾性車両タイヤ用のインサートを示す図である。 騒音抑制層とさらにその中に導入された換気層とを備える弾性車両タイヤ用のインサートを示す図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 車両タイヤの概略部分断面において、換気層と騒音抑制インサートにより形成した異なるユニットの基本的な図である。 換気層と騒音抑制インサートとで構成され、上にユニットが挿入される車両タイヤの部分縦断面図である。

ゴムまたはゴム混合物でできた車両タイヤ１は、外側が車両タイヤ１のタイヤトレッド３を形成する走行ストリップ２を備える。走行ストリップ２上に、２つのサイドウォール４、４．１が形成されている。各サイドウォール４、４．１はその端部にビード５、５．１を支持している。簡便さに配慮し、車両タイヤ１は補強材を持たせず、またカーカスを持たせずに図示してある。同様に、ビード５、５．１に通常含まれるビードコアは図示されていない。車両タイヤ１は、図１に示すように、ホイール７のリム６上に装着される。ビード５、５．１がリムウェルにあてがわれ、それらはビード５、５．１をもってタイヤ内圧により個々の隣接リムウッジ８、８．１に対し押圧される。

車両タイヤ１には、全体として符号９で示した粘弾性発泡材インサートが配置してある。発泡材インサート９は、この発泡材インサート９をタイヤ１の内側１０に直接あてがった箇所において、車両タイヤ１の内側１０に接着により接続される。車両タイヤ１の回転中、車両タイヤ１に接続された発泡剤インサート９もまたかくして回転する。発泡材インサート９は車両タイヤ１のキャビティ１１のほぼ３０％を充たしており、このキャビティは走行ストリップ２とサイドウォール４、４．１とで形成されている。提示した実施形態の例では、発泡材インサート９は車両タイヤ１の内部輪郭に従い、発泡材インサート９の肉厚は、発泡材インサート９がビード５、５．１の方向に薄肉化するようになっている、当接するサイドウォール部１２、１２．１におけるよりも、走行ストリップ２の領域において上回るよう規定される。それらの表面がキャビティ１１と境界を接している状態で、サイドウォール部１２、１２．１は車両タイヤ１の内面に少なくとも一部は平行に、あるいは車両タイヤ１の内面に対して僅かな角度傾斜して延在している。

発泡材インサート９は、特に４００Ｈｚ未満の周波数範囲、特に２００〜２５０Ｈｚの周波数範囲において、大きな減衰容量と組み合わせて封入体積の空気の共鳴を減衰させるのに用いられる。発泡材インサート９の図示の外形は、その基部とサイドウォール部１２、１２．１とともに、弾性車両タイヤ１の振動減衰が走行ストリップ２の領域だけでなく、サイドウォール４、４．１の領域においても起きることをはっきり示している。全体として、発泡材インサート９はかくしてＵ形状設計を有する。

発泡材インサート９のお陰で、車両タイヤ１内で元々利用可能なキャビティは減少する。そのため、これらの説明の文脈では、残留するキャビティ１１を残留タイヤキャビティとも呼ぶ。

換気層１３は、騒音抑制発泡材インサート９により封止されている。換気層１３は、走行ストリップ２の内側１０と発泡材インサート９との間に位置する。提示した実施形態の例では、換気層１３は、内部への空気流の流入を可能にする開気孔発泡材部分として設計され、空気流は走行ストリップ１２の内側１０を少なくとも一部が通過して流れる。換気層１３は、容易に感知できるほどの騒音抑制特性は全く持っていない。他方、発泡材インサート９を流れる空気流はほぼ皆無か、あるいは少なくとも十分ではない。換気層１３は、タイヤ１の転動過程の間に走行ストリップ２の内側１０から熱を取り除くのに用いられる。車両タイヤ１の弾性構造が利用され、熱生成が、下地上を転動する間に生成される変形構造と、同様に転動の結果としてその残留部においてタイヤ１が空気冷却される間の関連する変形との結果となることは事実である。例えば、タイヤ１のキャビティ１１内に位置する空気と換気層１３内に生成される空気流との間の空気流の入れ替えを可能にすべく、有利には、相互にオフセットさせた貫通孔１４を発泡材インサート９内に生成する。その結果、走行ストリップ２を冷却する目的でのその内側１０からの熱の除去は、貫通孔を持たない設計に比べ改善される。この目的に合わせ、貫通孔１４は貫流を可能にする十分大きな断面を有する。同時に、貫通孔１４の数は、キャビティ１１と換気層１３との間での空気の循環を可能にするよう十分多数としてある。この目的に合わせ、空気は換気層１３を通り全ての方向に等しく流すことができる。

加えて換気層１３内への貫通孔の導入が所望の抑制目的に合わせて発泡材インサート９の使用可能な表面積を増大させるが、それは貫通孔１４の側面領域が騒音や共鳴を抑制するからである。

図２ａ〜２ｃでは、騒音抑制インサートと換気層を備える様々な構成の追加の実施形態の例が概略示されている。図２ａの実施形態の例では、換気層１５はその側方の閉止部分とともに騒音抑制インサート１６の側方閉止部分まで延在する。この設計では、車両タイヤＲの残留キャビティもまた換気層１５の一部により境界付けられる。その結果、後者はタイヤキャビティと直接の空気交換状態とされる。

この状況は、図２ｂの実施形態の例と同じである。本例では、換気層１７は騒音抑制インサート１８を巻いて側方に延在している。

図２ｃの実施形態の例では、騒音抑制インサート１９は全体として換気層２０内に収容される。この実施形態の例では、タイヤＲのキャビティ全体が換気層２０の材料で実質的に充たされる。騒音抑制インサートが換気層を形成する材料によって支持され、あるいは騒音抑制インサートが換気層内に封入され、換気層がタイヤキャビティの少なくとも全幅にわたり延在する設計では、換気層と騒音抑制インサートとにより形成されるこのユニットはタイヤ内の形状適合および／または圧力嵌め接続にて保持することができる。この種の設計では、このユニットは他のタイヤの内側に接着する必要はない。タイヤ内側との所望の接続は、都合よくはタイヤの内部空間の幅に対する幅がより広くなるようユニットを設計する点において達成され、かくしてそれはタイヤのサイドウォール間の起立位置においてしかるべき予荷重応力下でこの方向に保持される。この圧力嵌め接続のために、換気層とかくして抑制インサートの材料もまたその回転同伴が保証される。この種の設計では、車両タイヤの内側と換気層との間の接着剤層の使用を省略できるため、冷却効果はしかるべく改善される。別の選択肢として、あるいはまたこれを補完し、径方向における換気層あるいは換気材料と騒音抑制インサートとにより形成されるユニットの圧力嵌めの適用も同様に可能である。

原則的に、換気層の異なる設計について、所望の熱除去用に十分な空気流が流れることが保証される限り、様々な材料が換気層の異なる設計に適したものとなる。前記実施形態の例では、換気層は開気孔網状ポリウレタン発泡材から製造される。端部におけるこの発泡材は、走行ストリップ２の内側１０上を空気が流れることのできる経路を開放状態で維持する支持体としてのみ用いられる。

既に前述した走行ストリップ２の内側１０上の空冷空気流の生成のために、転動期中のタイヤＲの変形は図３ａおよび図３ｂの基本的な図を使用して図示したいずれの場合においても用いられる。図３ａは、空気が流れることのできる換気層２１を、その内側に適用される騒音抑制インサートよりも簡単に変形させることができる設計を示す。回転速度に応じて周縁方向に形成される接地面積Ａの領域においてタイヤＲが変形するため、換気層２１は周縁方向に押され、かくして自由貫流を可能にするその断面積についての減少が発生する。タイヤＲが回転するために、特に蠕動ポンプの原理に基づき換気層２１内にこうして空気流が生成される。この空気流により、換気層２１の個別変形領域に生成される熱は特にタイヤのより低温の領域において直ちに除去され、あるいは騒音抑制インサート２２が貫通孔を有するか、あるいは換気層２１が回転方向を横断する方向に開放されている場合、空気の入れ替えが行われ、タイヤ内部に収容された空気を用いた熱の除去がしかるべく行われる。かくして、タイヤＲが回転する場合の換気層２１の周縁が変形するために、発達する空気流による変形領域における走行ストリップ２の内側１０上の空気流により、熱はその生成直後に除去される。蓄熱に起因する過熱は、かくして効果的に防止される。

図３ｂは、換気層２３に当接する騒音抑制インサート２４に対しタイヤＲの転動過程中に前記層と合わせて内方へ押圧される換気層２３を示す。この実施形態の例でもまた、蠕動ポンプの原理に従いタイヤＲ内に空気流が生成される。本実施形態の例では、換気層２３はタイヤ内部に収容された空気との流れ交換状態にあり、かくして空気もまた換気層２３を介してこうした仕方で流れるようになっている。

図４は追加の実施形態の例を示すものであり、この例では騒音抑制インサート構成２５は連続する換気層２６上に配置される。この設計では、騒音抑制インサート構成は全て互いに分離された複数の個別騒音抑制インサートにより形成される。こうして、換気層２６内の空気流は、個別騒音抑制インサート間の分離により、同様に前記インサート間の領域を流れて残留タイヤキャビティ内へ流入可能である。提示された実施形態の例では、騒音抑制インサートは矩形設計を有する。騒音抑制インサートには、他の幾何学的断面、例えば三角形や四分円断面を持たせることもできる。図４の設計では、騒音抑制インサートは通気性とすることができる。換気層２６上に固定された騒音抑制インサート構成２５の騒音抑制インサートが、特に同様に換気層２６に比べ低減された範囲まで、同様に通気性を有する設計を用いることも可能である。

図５は追加の実施形態の例を示しており、この例では騒音抑制インサートだけでなく換気層もまたセグメント化される。騒音抑制インサートは、本実施形態の例では符号２７にて示されている。換気層には、符号２８が付されている。それぞれが換気層２８の部分と騒音抑制インサート２７の部分とで構成される、図５に示した個別のセグメントの幾何学的構成は一例である。この点でも、相互に分離されたセグメントには異なる断面形状を持たせることができ、それらはまた互いに異なる仕切りを持って配置することができる。その実例が、図５ａおよび図５ｂに示されている。ここで、タイヤは符号Ｒにより示され、換気層はＶで、騒音抑制インサートはＳで示される。

図６は、弾性タイヤＲ内に挿入され、そのタイヤトレッドの内側に接続され、騒音抑制インサートＳが上に配置された換気層Ｖの追加の実施形態の例を示す。換気層Ｖと騒音抑制インサートＳとにより形成される本体は、その中に生成された開口Ｐにより、特にタイヤの走行ストリップの内側まで穿孔される。提示した実施形態の例では、開口の断面は同じままである。タイヤＲのキャビティに対向する騒音抑制インサートＳの上面を示す図６ａの上面図において、開口が円形の断面形状を有することが見てとれる。例えば図６ｂに示した矩形断面形状等の代替的な断面形状もまた可能である。

図６に示す実施形態の例では、開口Ｐは、通常は打ち抜き工程を用いて、騒音抑制インサートＳを介し、さらに換気層Ｖを介する相互整列配置にて製造される。別の実施形態によれば、騒音抑制インサートの開口はまた換気層の開口に対しオフセットされ、換気層内の開口を騒音抑制インサートの一部により完全に覆い、かくしてタイヤキャビティとの直接接続状態にない範囲にまで配置することができる。そこで、換気層と騒音抑制インサートはそれらの接続前に互いに独立して穿孔される。

騒音抑制インサート２９と換気層３０とからなる一つの構成のさらに別の実施形態の例が、図７ａ、７ｂに示されている。図７ａは、騒音抑制インサート２９の内面領域の上面図を示す。ストリップ様設計を有する幾つかの換気層の構成は破断線と矢印とを用いて示されており、ここで層は騒音抑制インサート２９の長手方向範囲に対応する回転方向へ斜め方向に延在している。図７ｂは、図７ａのＣ−Ｃ線に沿う断面を示す。

図７ａ、７ｂの実施形態の例は、車両タイヤの走行ストリップ内側の騒音抑制インサートのしかるべき量の内張りが確実に可能であることを示している。図７ａ、７ｂの実施形態の例では、内張りは蛇腹突起の形状をなす。しかしながら、所望とあらば、この内張りは列あるいは個別蛇腹突起の形をした島形状内張りとして配設することもできる。

図８ａ〜８ｇにおいて、弾性車両タイヤＲ内に挿入されたユニットの様々な構成が示されており、それぞれ換気層Ｖと騒音抑制層Ｓとで構成されている。下地上でのタイヤの転動期中に生成される空気流は、破断線で描かれている。断面の位置であるため、タイヤＲの回転方向を横断して生成される空気流だけ、すなわちその流れ成分が見てとれる。図示した図８の全ての実施形態の例において、空気流はタイヤＲの周縁方向に追加的に成長する。

図８ａ中、換気層Ｖは騒音抑制インサートＳと同じ幅を有する。このユニットは、タイヤＲに備わる内側の幅よりも幅狭である。この理由から、図８ａに見てとれる側方の面がキャビティと境界を接し、これにより図８ａに示した横断空気流を生成することができる。

図８ｂは、既に図１に示した実施形態の例に実質的に対応するものである。

図８ｃは、換気層Ｖと騒音抑制インサートＳとが形成するユニットの非対称構成である。この構成は、タイヤＲの中心長手方向面に対し偏心させて配置してあるため、非対称である。図８ｃに描かれているように、この種の設計により筒状空気流を形成することができる。

図８ｄ中、タイヤＲ内に挿入されたユニットの換気層Ｖは非対称的な肉厚を持って設計してある。換気層の肉厚は、その一側（図面の右側）においてその他側（図面の左側）よりも大きい。実施形態の例に示した騒音抑制インサートＳの肉厚はこれとは相補的であり、換気ユニットＶと騒音抑制インサートＳとにより全体で形成されるユニットは矩形断面を有するようになっている。形成された換気層Ｖの設計により、一方向（ここでは右方）に導かれる横断流が通常は形成される。これとは対照的に、図８ａの実施形態の例では、横断方向の空気流あるいは横断方向の空気流成分が両方向、すなわち図の左方と右方とに成長する。

図８ｅは、空気流の生成に関して図８ａの実施形態に類似する別の実施形態を示す。本実施形態の例の換気層Ｖは中心に向け摺鉢状に切削してあり、中心から２つの側面閉止部分の方向に増大する。

図８ｆは、基本的に図８ａの実施形態に対応するさらに別の実施形態を示す。本実施形態の例では、換気層Ｖは騒音抑制インサートＳよりも幅広としてある。本実施形態の例の騒音抑制インサートＳは、換気層Ｖの中心に配置してある。この種の一般的な実施形態の例の変形例では、換気層Ｖが、タイヤの回転方向に見てタイヤの回転方向を横断して換気層Ｖの周縁上方に、生成空気流中に乱流が導入される突出部を持つよう規定することが可能である。提示した実施形態の例では、突出部は屈曲延長部として設計されており、この屈曲延長部で屈曲はタイヤ内部の空気の流動方向に対向して配向してある。タイヤ内部での乱気流の生成が、走行ストリップの内面からタイヤ内部への熱の除去を促進する。

図８ｇは、図８ｆに類似する実施形態の例を示す。図８ｇの実施形態の例では、換気層Ｖは騒音抑制インサート２よりも小さな幅を有する。本実施形態の例における換気層Ｖは、走行ストリップの内側に対し、また騒音抑制インサートＳに対し、中心に配置してある。図８ｇの実施形態の例における騒音抑制インサートＳは、図８ｆの実施形態の例における換気層Ｖについて説明した形状寸法を有する。この設計では、タイヤ内部を流れる空気流内の乱流の生成に加え、騒音抑制インサートＳの表面積は拡大され、結果的に騒音抑制効果はさらに改善される。

換気層Ｖと騒音抑制インサートＳとで構成される車両タイヤＲ内に挿入されるユニットのさらに別の実施形態の例が、図９に示されている。この設計では、騒音抑制インサートＳはタイヤＲの内側の方向を指す波状構造を有する。この構造は、換気層Ｖ上の対応する相補的な波状構造により充たされている。こうして設計された騒音抑制インサートＳの構造により、インサートの騒音抑制の目的に合わせて有効表面積は相当に増大させられ、結果的に騒音抑制効果は改善される。

説明した全ての実施形態の例では、転動過程におけるタイヤの変形に起因するタイヤの蠕動ポンプ機能が空気流の生成原因となり、そのことが車両タイヤ内側を冷却する上で供給される空気流の生成に巧みに用いられる。

上記の実施形態の例に使用される換気層は、網状ポリウレタン発泡材でできた層である。この種の発泡材は、先ず第１に薄膜により接続されたいわゆる窓と呼ばれる比較的安定した繊維でできた骨格を有する開気孔発泡材として生成される本体である。薄膜は、セル壁を形成する。網状化は、これらセル壁を取り除きあるいは開放し、結果的に貫流路を増大させる方法に関するものである。この目的に合わせ、異なる化学的方法や熱学的方法が知られている。それらは、例えば米国特許第３，４０５，２１７号明細書や米国特許第３，４２３，３３８号明細書や米国特許第３，４２５，８９０号明細書や米国特許第４，６７０，４７７号明細書に記載されている。

本説明の文脈において詳細に説明する必要のない本発明を実施するための数多くの追加設計の可能性は、特許請求の範囲を逸脱することなく当業者には明らかである。これは、例えば各実施形態の例に関連して説明した本発明の個別特徴の組み合わせに関連するものである。

１ 車両タイヤ
２ 走行ストリップ
３ タイヤトレッド
４、４．１ サイドウォール
５、５．１ ビード
６ リム
７ ホイール
８、８．１ リムエッジ
９ 発泡材インサート
１０ 内側
１１ キャビティ
１２、１２．１ サイドウォール部
１３ 換気層
１４ 貫通孔
１５ 換気層
１６ 騒音抑制インサート
１７ 換気層
１８ 騒音抑制インサート
１９ 騒音抑制インサート
２０ 換気層
２１ 換気層
２２ 騒音抑制インサート
２３ 換気層
２４ 騒音抑制インサート
２５ 騒音抑制インサート構成
２６ 換気層
２７ 騒音抑制インサート
２８ 換気層
２９ 騒音抑制インサート
３０ 換気層
Ａ 接地面積
Ｒ タイヤ
Ｐ 開口（貫通孔）
Ｓ 騒音抑制インサート
Ｖ 換気層

Claims (15)

1. トレッド面（３）を支持する走行ストリップ（２）と前記走行ストリップ（２）の各側に形成されたサイドウォール（４、４．１）とにより封止されたキャビティと、前記タイヤキャビティ内に配置した少なくとも１つの騒音抑制インサート（９、１６、１８、１９、２２、２４、２９、Ｓ）または前記タイヤキャビティ内に配置した１つの騒音抑制インサート構成（２５、２７）とを備える弾性車両タイヤであって、前記騒音抑制インサート（９、１６、１８、１９、２２、２４、２９、Ｓ）または騒音抑制インサート構成（２５）との間に、前記トレッド面（３）を支持する前記走行ストリップ（２）の内面（１０）に接続され、前記走行ストリップ（２）の周縁方向に延びる換気層（１３、１５、１７、２０、２１、２３、２６、２８、３０、Ｖ）が配設され、前記走行ストリップ（２）の横断方向および／または長手方向に空気を流すことができ、前記走行ストリップ（２）の前記内壁（１０）に少なくとも一部が接触する空気流の流れを可能にするのに適した構造を有することを特徴とするタイヤ。
2. 前記換気層（１３、１５、１７、２０、２１、２３、２６、２８、３０、Ｖ）は、少なくとも径方向に弾性的特性を有することを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記換気層（１３、１５、１７、２０、２１、２３、２６、２８、３０、Ｖ）は、空気の貫流を可能にする残留タイヤキャビティ（１１）と連通状態にあることを特徴とする、請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記騒音抑制インサート（９）または前記騒音抑制インサート構成は、前記換気層（１３）と前記残留タイヤキャビティ（１１）との間に空気流接続路を形成する貫通孔（１４）を有することを特徴とする、請求項３に記載のタイヤ。
5. 前記換気層（１５、１７、２０、Ｖ）は、それ自体その表面領域の一部をもって前記残留タイヤキャビティと境界を接することを特徴とする、請求項３または４に記載のタイヤ。
6. 前記換気層は、熱伝導材料、例えば金属不織布または金属網状体に随意選択的に接続した例えば金属繊維で少なくとも一部が形成されたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ。
7. 前記換気層（１３、１５、１７、２０、２１、２３、２６、２８、３０、Ｖ）は、開気孔発泡体として設計されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ。
8. 前記換気層（１３、１５、１７、２０、２１、２３、２６、２８、３０、Ｖ）は、開気孔ポリウレタン発泡体として、特に網状発泡体として設計されることを特徴とする、請求項７に記載のタイヤ。
9. 前記換気層（Ｖ）は周縁方向に延在する周縁設計を有しており、その結果、周縁にあって走行ストリップの内側に配置される空気流通路を利用可能としたことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のタイヤ。
10. 前記換気層（１５、１７、２０、Ｖ）は、前記タイヤトレッド（３）の幅に実質的に対応する周縁方向を横断する方向に１つの限界域を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のタイヤ。
11. 前記騒音抑制インサート（１８、１９）は前記換気層（１７、２０）内の材料に封入されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタイヤ。
12. 前記騒音抑制インサート（１９）と前記換気層（２０）とが形成するユニットを、前記タイヤ（Ｒ）の内面に対して起立位置において圧力嵌め接続をもってしかるべき予荷重応力下であてがうことを特徴とする、請求項１１に記載のタイヤ。
13. 幾つかの互いに平行な換気層（３０）が配設されたことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のタイヤ。
14. 換気層（Ｖ）と騒音抑制インサート（Ｓ）とが形成するユニットを前記タイヤ（Ｒ）の中心長手方向面に対し偏心配置されたことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のタイヤ。
15. 前記換気層と前記走行ストリップの内面との間に、前記走行ストリップの内側から前記タイヤキャビティ内へ熱を取り除くよう熱伝導層が配置され、熱伝導層は前記タイヤキャビティ内に少なくとも一部が延在して放熱することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のタイヤ。

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