JP2018508403A - 車両用のタイヤ型装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両に装備されるようになったタイヤ型装置（１）であって、そのトレッドの偏平化が標準タイヤと比較して向上しているタイヤ型装置に関する。タイヤ型装置（１）は、路面に接触しかつ円周方向補強材（２２）を含む半径方向外側の回転構造体（２）と、半径方向外側の回転構造体（２）と同軸でありかつ組立て手段（４）との連結を可能にするために用いられる半径方向内側の回転構造体（３）と、２つの回転構造体によって半径方向に画定された内側環状空間（５）と、２つの回転構造体を少なくとも部分的に連結しかつ一対ずつ互いに独立していて、路面との接触領域（Ａ）において圧縮状態下で腰折れを生じる複数のキャリヤ要素（７）で構成されたキャリヤ構造体（６）とを有する。本発明によれば、任意のキャリヤ要素（７）の断面Ｓの最小固有寸法Ｅは、内側環状空間（５）の平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しく、１／ｍ2で表された半径方向外側回転構造体の単位面積当たりのキャリヤ要素（７）の表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ2で表された路面との接触面積、ΣＦｒ／ｎは、Ｎで表された圧縮状態下において座屈を生じるｎ個のキャリヤ要素の平均トラクションの際の破断強さである。

Description

本発明は、車両に装備されるようになったタイヤ型装置に関する。このタイヤ型装置は、あらゆる形式の車両、例えば二輪車、乗用車、ヘビーデューティ型車両、農業機械、建設プラント車両もしくは航空機またはより一般的に言って任意の転動装置に取り付けて使用できる。

従来型タイヤは、リムに取り付けられ、インフレーション用ガスによって加圧され、そして荷重の作用下で路面上に押し潰されるようになったトーラス形の構造体である。タイヤは、路面に接触するようになったそのトレッド表面上の任意の箇所のところに二重の曲率、すなわち円周方向曲率および子午線方向曲率を有する。円周方向曲率は、タイヤの転動方向におけるタイヤのトレッド表面に接する円周方向およびタイヤの回転軸線に垂直な半径方向によって定められる円周方向平面における曲率を意味している。子午線曲率は、タイヤの回転軸線に平行な軸方向およびタイヤの回転軸線に垂直な半径方向によって定められた子午面または半径方向平面の曲率を意味している。

以下の説明において、「半径方向内側または半径方向外側」という表現は、それぞれ、「タイヤの回転軸線の近くに位置しまたはタイヤの回転軸線から遠く離れて位置する」ことを意味している。「軸方向内側または軸方向外側」という表現は、「赤道面の近くに位置しまたは赤道面から離れて位置する」ことを意味し、タイヤの赤道面は、タイヤのトレッド表面の中央を通りかつタイヤの回転軸線に垂直な平面である。

円周方向平面および子午面における水平な路面上におけるタイヤの偏平化は、タイヤが路面と接触関係をなす接触パッチの限界のところに位置するトレッド表面の箇所のところの円周方向曲率半径と子午線方向曲率半径の値によって条件付けられることが知られている。この偏平化は、これらの曲率半径が大きければ大きいほど、すなわちこれらの曲率が低い場合にそれだけ一層なりやすく、と言うのは、数学的な意味において任意の一点のところにおける曲率が曲率半径の逆数であるからである。また、タイヤの偏平化はタイヤの性能、特に転がり抵抗、グリップ摩耗および騒音に対して影響を及ぼすことが知られている。

その結果、タイヤの期待される性能、例えば摩耗、グリップ、耐久性、転がり抵抗および騒音相互間の良好な妥協点を見出そうとする当業者であるタイヤ専門家は、その偏平化を最適化するために従来型タイヤに対して別の解決策を開発した。

先行技術における従来のタイヤは、一般に、取り付けリムに取り付けられて推奨使用圧力までインフレートされるタイヤがその使用荷重（サービスロード）を受けたときにショルダと呼ばれているトレッドの軸方向端部のところに高い子午線方向を曲率、すなわち小さな子午線方向の曲率半径を有する。取り付けリム、使用圧力および使用荷重は、例えば欧州タイヤ・リム技術協会（ＥＴＲＴＯ）の規格のような規格によって定められている。従来型タイヤは、実質的にトレッドの軸方向端部、例えばショルダおよびトレッドをタイヤのその取り付けリムへの機械的連結を保証するビードに連結するサイドウォールによって加えられた荷重に支持する。ショルダのところの子午線方向曲率が小さい状態で従来型タイヤの子午線方向偏平化は、一般に得ることが困難であることが知られている。

特許文献である米国特許第４２３５２７０号明細書は、タイヤの周囲のところに設けられていてトレッドを構成することができる半径方向外側の円筒形部分およびリムに取り付けられるようになった半径方向内側の円筒形部分を有するエラストマー材料で作られた環状本体を有するタイヤを記載している。円周方向に互いに間隔を置いて設けられた複数の壁が半径方向内側の円筒形部分から半径方向外側の円筒形部分まで延びて荷重を支持する。さらに、サイドウォールは、トレッドおよびサイドウォールと関連して、閉鎖空所を形成し、それによりタイヤを加圧することができるようにするために半径方向内側の円筒形部分と半径方向外側の円筒形部分を互いに連結することができる。しかしながら、かかるタイヤは、従来型タイヤと比較して大きな質量を有し、その重くてどっしりとした性状により、多量のエネルギーを散逸させる傾向が多分にあり、それによりタイヤの耐久性が制限される場合があり、かくしてその有効寿命が制限される場合がある。

特許文献である国際公開第２００９／０８７２９１号パンフレットは、２つのサイドウォールおよび支承構造体によって互いに連結された内部のまたは半径方向内側の環状シェルと外部のまたは半径方向外側の環状シェルを有するタイヤ構造体を記載している。この発明によれば、支承構造体は、加圧されてタイヤの環状容積部を複数のコンパートメントまたはセルの状態に分割し、サイドウォールは、支承構造体に連結されまたはこれと一体化される。この場合、加えられる荷重は、支承構造体とサイドウォールの両方によって支持される。接触パッチ中の圧力の分布状態は、接触パッチの軸方向幅全体にわたって一様ではなく、サイドウォールと支承構造体の連結のために子午線方向における偏平化が困難なためにショルダのところでの圧力が増大する。ショルダのところのこれらの増大した圧力は、トレッドのショルダのところに相当大きな摩耗を発生させる恐れが多分にある。

特許文献である国際公開第２００５／００７４２２号パンフレットは、応従性バンドおよび応従性バンドからハブまで半径方向内方に延びる複数のスポークを有する応従性ホイールを記載している。この応従性バンドは、路面との接触領域に適合して障害物を包むようになっている。スポークは、路面と接触状態にはないスポークが張力を受けていることにより応従性バンドとハブとの間で支持される荷重を伝達する。かかる応従性ホイールは、実質的に円筒形の周囲を保証するようスポークの分布状態の最適化を必要としている。さらに、応従性ホイールは、従来型タイヤと比較して比較的大きな質量を有する。

米国特許第４２３５２７０号明細書 国際公開第２００９／０８７２９１号パンフレット 国際公開第２００５／００７４２２号パンフレット

本発明の目的は、荷重を受けたときにトレッドの向上した偏平化を示すタイヤ型装置を提案することにある。

この目的は、本発明によれば、車両に装備されるようになったタイヤ型装置であって、
‐半径方向外側の回転構造体を有し、この回転構造体の回転軸線は、タイヤ型装置の回転軸線であり、回転構造体は、少なくとも１つのエラストマー材料から成るトレッドを介して路面に接触するようになっており、半径方向外側の回転構造体は、２つの軸方向端を有するとともに円周方向補強材を有し、
‐半径方向外側の回転構造体と同軸でありかつタイヤ型装置と車両に取り付け可能な手段との連結を保証するようになった半径方向内側の回転構造体を有し、半径方向内側の回転構造体は、２つの軸方向端を有し、半径方向内側の回転構造体は、少なくとも１つのポリマー材料から成り、
‐半径方向外側の回転構造体および内側の回転構造体によってそれぞれ半径方向に画定された平均半径方向高さＨの内側環状空間を有し、
‐半径方向外側の回転構造体から半径方向内側の回転構造体まで連続して延びかつ内側環状空間内に一対ずつ互いに独立した複数の支承要素で構成された支承構造体を有し、タイヤ型装置が公称半径方向荷重Ｚを受けるとともに接触領域Ａを介して平坦な路面と接触状態にあるとき、路面と接触状態にある半径方向外側の回転構造体の部分に連結されているｎ個の支承構造体が圧縮状態下において座屈するよう構成され、路面と接触状態にない半径方向外側の回転構造体の部分に連結されている支承要素のうちの少なくとも幾つかは、引張り状態下にあり、
‐各支承要素は、引張り状態下にある破断時力ＦｒおよびＬ／Ｅに等しいアスペクト比Ｋを有する平均断面Ｓを有し、ＬおよびＥは、平均断面Ｓのそれぞれの最大固有寸法および最小固有寸法であり、
‐任意の支承要素の平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅは、内側環状空間の平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しく、
‐１／ｍ²で表された半径方向外側回転構造体の単位面積当たりの支承要素の表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ²で表された路面との接触面積、ΣＦｒ／ｎは、Ｎで表された圧縮状態下において座屈するよう構成されているｎ個の支承要素の引張り状態下破断平均力であることを特徴とするタイヤ型装置によって達成される。

本発明のタイヤ型装置の原理は、支承構造体が内側環状空間内で一対ずつ独立した支承要素で構成されかつ接触パッチの外側に位置した支承要素のうちの幾つかの引張りによってタイヤ装置に加えられた荷重を支持することができ、接触パッチ中に位置するｎ個の支承要素が圧縮状態下において座屈するよう構成され、したがって、加えられる荷重の支持には貢献しないということにある。

各支承要素は、半径方向外側の回転構造体から半径方向内側の回転構造体まで連続的に延び、すなわち、半径方向外側の回転構造体とインターフェースする第１の端および半径方向内側の回転構造体とインターフェースする第２の端を含む軌道に沿って延びる。

支承要素は、内側環状空間内に一対ずつ独立しており、すなわち、内側環状空間内では互いに機械的には連結されておらず、したがって、これら支承要素は、異なる機械的挙動を示す。例えば、これら支承要素は、ネットワークまたは格子を形成するよう互いに連結されてはいない。これら支承要素は、独立したストランドとして作用する。

各支承要素は、引張り状態下における破断時力Ｆｒおよび平均断面Ｓを有し、これら２つの特徴は、必ずしも、支承要素全てについて同一であるとは限らない。平均断面Ｓは、半径方向外側の回転面および半径方向内側の回転面と同軸でありかつこれら２つの回転面相互間に半径方向に位置する円筒形表面全体を切断して支承要素を形成することによって得られた断面の平均である。一定の断面の最も多くの場合、平均断面Ｓは、支承要素の一定の断面である。平均断面Ｓは、最大固有寸法Ｌおよび最小固有寸法Ｅを有し、この比Ｋ＝Ｌ／Ｅは、アスペクト比と呼ばれている。一例を挙げると、直径がｄに等しい円形平均断面Ｓの支承要素は、Ｋ＝１のアスペクト比を有し、長方形の平均断面Ｓを有するとともに長さＬおよび幅ｌを有する支承要素は、Ｋ＝Ｌ／ｌのアスペクト比を有し、楕円形平均断面Ｓを有するとともに長軸Ａおよび短軸ａを有する支承要素は、Ｋ＝Ａ／ａのアスペクト比を有する。

第１の本質的な特徴によれば、任意の支承要素の平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅは、内側環状空間の平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しい。この特徴は、大きな体積を有する重くてどっしりとした支承要素をどれも除外する。換言すると、各支承要素は、半径方向に非常に細長く、それにより、各支承要素は、接触パッチを通過する際に座屈しまたは腰折れすることができる。接触パッチの外側では、各支承要素は、その初期の幾何学的形状に戻り、と言うのは、その座屈は、可逆的だからである。かかる支承要素は、良好な疲労強度を有する。

第２の本質的な特徴によれば、１／ｍ²で表された半径方向外側回転構造体の単位面積当たりの支承要素の表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ²で表された路面との接触面積、ΣＦｒ／ｎは、Ｎで表された圧縮状態下において座屈するよう構成されているｎ個の支承要素の引張り状態下破断平均力である。ΣＦｒ／ｎは、圧縮状態下において座屈するよう構成されたｎ個の支承要素の引張り状態下における破断時平均力であり、各支承要素は、必ずしも支承要素全てについて一定であるとは限らない張力下における破断時力Ｆｒを有する。本質的には、支承要素の分布状態は、最適化され、支承要素の表面密度は、従来型タイヤおよび先行技術から知られている他のタイヤ型装置と比較して、円周方向平面と子午面との両方においてトレッドが接触パッチを通っているときにトレッドの向上した偏平化を保証するのに十分高い。支承要素の分布状態は、円周方向と軸方向の両方において先行技術のタイヤ型装置の場合よりも一様でありかつ高密度であり、このことは、トレッドに事実上円筒形の幾何学的形状を与えるのを助け、その結果、知られているように「リップリング（rippling）」効果が減少する。

これらの本質的な特徴の組み合わせにより、トレッドの軸方向端のところでの子午線方向曲率半径の増大によって特に子午面におけるトレッドの偏平化を向上させることができる。

この結果、特に、路面との接触状態にある接触パッチ内での圧力の均一化が得られ、これは、タイヤ型装置の摩耗またはグリップの面で有効寿命を向上させるのに役立つ。

これらの本質的な特徴の組み合わせによっても、タイヤ型装置の固有振動数の増加が可能であり、これは、タイヤ型装置の振動および騒音の面での快適さの向上を助ける。

最後に、かかるタイヤ型装置の転がり抵抗が実質的に減少し、これは、車両の燃料消費量の減少にとって望ましい。

注目されるべきこととして、本発明のタイヤ型装置では、半径方向外側の回転構造体と半径方向内側の回転構造体は、支承構造体だけで互いに連結されている。換言すると、タイヤ型装置は、半径方向外側の回転構造体および半径方向内側の回転構造体の軸方向端を互いに連結するとともに内側環状空間を軸方向に画定するサイドウォールを有しておらず、その結果、内側環状空間は、インフレーション用ガスによって加圧することができない開放空所を形成するようになっている。かくして、支承構造体は、大気と直接的な接触状態にある。

１／ｍ²で表された半径方向外側の回転構造体の単位面積当たりの支承要素の表面密度Ｄは、有利には、少なくとも３・Ｚ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しい。支承要素の表面密度が高いと、路面と接触状態にある接触パッチ中における圧力の均一化が向上し、しかも加えられる荷重および耐久性に関して高い安全係数が保証される。

１／ｍ²で表された半径方向外側の回転構造体の単位面積当たりの支承要素の表面密度Ｄは、より有利には、少なくとも６・Ｚ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しい。支承要素の表面密度が更に高いと、路面と接触状態にある接触パッチ中における圧力の均一化がさらに一層向上し、しかも加えられる荷重および耐久性に関して高い安全係数が保証される。

有利には、支承要素の全ては、引張り状態下における同一の破断時力Ｆｒを有する。換言すると、支承要素は、同一の幾何学的特性および／または同一の構成材料を必ずしも必要とすることなく、引張り状態下における破断時力が同一である。これは、圧縮状態下で破断するよう構成されたｎ個の支承要素の引張り状態下における破断時平均力ΣＦｒ／ｎが任意の支承要素の引張り状態下における破断時力Ｆｒに等しいことを示唆している。これらの条件下において、１／ｍ²で表された半径方向外側回転構造体の単位面積当たりの支承ユニットの表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・Ｆｒ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ²で表された路面との接触面積、Ｆｒは、Ｎで表された任意の支承要素の引張り状態下破断力である。かくして、支承要素が引張り状態下において破断することによって役に立たなくなる確率は、支承構造体上の任意の箇所で同一である。

好ましい実施形態によれば、支承要素は、同一であり、すなわち、これらの幾何学的特性およびこれらの構成材料は、同一である。特に、引張り状態下における破断時のこれら支承要素の力が同一である場合、１／ｍ²で表された半径方向外側回転構造体の単位面積当たりの支承ユニットの表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・Ｆｒ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ²で表された路面との接触面積、Ｆｒは、Ｎで表された任意の支承要素の引張り状態下破断力である。同一の支承要素を有する支承構造体は、有利には、一様な機械的挙動を示すとともに製造するのが用意であるという利点を有する。

好ましい実施形態の第１の形態によれば、任意の支承要素は、アスペクト比Ｋが多くとも３に等しい一次元である。換言すると、支承要素は、その平均断面Ｓの最大固有寸法Ｌがこの平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅの多くとも３倍の等しい場合に一次元である見なされる。一次元支承要素は、トレッド型の機械的挙動を示し、すなわち、この一次元支承要素は、その平均線に沿って引張りまたは圧縮力のみを受けることができる。タイヤ分野において一般的に用いられるコンポーネントのうちで、スパン繊維フィラメントまたは金属コードの集成体で構成され、または金属糸（細線）の集成体で構成された繊維レインフォーサは、一次元支承要素と見なすことができ、と言うのは、これらの平均断面Ｓが実質的に円形であり、アスペクト比Ｋが１に等しく、かくして３未満だからである。

伸長の際に一次元支承要素が直線状の平均線を有する場合、その平均線は、必ずしも半径方向ではなく、すなわち、タイヤの回転軸線に垂直である。かかる支承要素は、スポークには類似していない。平均線のこの非半径方向により、特に、軸方向と円周方向タイヤ装置のスチフネスを変更することができる。

好ましい実施形態の第１の形態の場合、１／ｍ²で表された半径方向外側の回転構造体の単位面積当たりの同一の一次元支承要素の表面密度Ｄは、有利には、少なくとも５０００に等しい。

好ましい実施形態の第２の形態によれば、任意の支承要素は、アスペクト比Ｋが少なくとも３に等しい二次元である。換言すると、平均断面Ｓの最大固有寸法Ｌが平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅの少なくとも３倍に等しい支承要素は、二次元であると見なされる。二次元支承要素は、メンブレン型の機械的挙動を示し、すなわち、この二次元支承要素は、その平均断面Ｓの最小固有寸法によって定められるその厚さにおいて引張りまたは圧縮力のみを受けることができる。

好ましい実施形態の第２の形態の第１の変形例によれば、アスペクト比Ｋが少なくとも３に等しくかつ多くとも５０に等しい支承要素であればどれもストリップ型の二次元である。

好ましい実施形態の第２の形態の第１の変形例の場合、１／ｍ²で表された半径方向外側の回転構造体の単位面積当たりのストリップ型の同一の二次元支承要素の表面密度Ｄは、有利には、少なくとも６００に等しくかつ多くとも１５０００に等しい。

好ましい実施形態の第２の形態の第２の変形例によれば、任意の支承要素は、アスペクト比Ｋが少なくとも５０に等しいフィルム型の二次元である。

好ましい実施形態の第２の形態の第２の変形例の場合、１／ｍ²で表された半径方向外側の回転構造体の単位面積当たりのフィルム型の同一の二次元支承要素の表面密度Ｄは、有利には、少なくとも１００に等しくかつ多くとも１０００に等しい。

有利には、フィルム型の二次元支承要素の平均断面Ｓの最大固有寸法Ｌは、半径方向を外側の回転構造体および半径方向内側の回転構造体の軸方向幅の最小のものの多くとも０．９倍に等しく、半径方向外側の回転構造体と半径方向内側の回転構造体のそれぞれの軸方向幅は、必ずしも同一ではない。この値を超えると、支承要素は、連続フィルムと呼ばれるものであり、すなわち、タイヤの内側空所をセルの状態に円周方向に隔てる支承要素である。

二次元支承要素が平面状である場合、その平均平面は、必ずしも半径方向ではなく、すなわち、タイヤの回転軸線に垂直である。かかる支承要素は、スポークには類似していない。平均平面のこの非半径方向により、特に、軸方向と円周方向タイヤ装置のスチフネスを変更することができる。

材料の性状に関する限り、任意の支承要素は、有利には、ポリマー、金属、ガラスまたはカーボン型の材料から成る。ポリマー、特にエラストマーおよび金属、例えば鋼がタイヤの分野において一般的に用いられている。ガラスおよびカーボンは、タイヤに用いることが想定できる代替材料である。

材料の第１の形態では、任意の支承要素は、有利には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る。ＰＥＴは、その機械的性質、例えば引張り状態下におけるその耐破断性とそのコストとの妥協点が良好であるためにタイヤの分野において一般的に用いられている。

材料の第２の形態では、任意の支承要素はまた、有利には、脂肪族ポリアミド、例えばナイロンから成る。ナイロンもまた、ＰＥＴと同じ理由でタイヤの分野において一般的に用いられている。

支承構造体の第１の形態によれば、任意の支承要素は、単一の成分から成る均質の構造を有する。この均質の構造は、考えられる最も単純な構造、例えば糸またはメンブレンである。

支承構造体の第２の形態によれば、任意の支承要素は、少なくとも２つの成分を含む複合構造を有する。この複合構造は、少なくとも２つの要素の集成体、例えば基本糸の集成体で構成されたコードで構成された構造である。

組成物の第１の形態では、任意の支承要素は、単一の材料、例えば繊維材料で作られた糸またはコードから成る。

組成物の第２の形態では、任意の支承要素は、少なくとも２つの材料から成る。この場合、材料の観点から複合構造が設けられ、例えば、互いに異なる材料、例えばアラミドおよびナイロンを有する糸から成るハイブリッドコードまたはエラストマー材料で被覆されるとともに互いに平行にまたはウィーブの形態で設けられた繊維レインフォーサを含むファブリック（布）が設けられる。

半径方向外側の構造体の円周方向補強材は、有利には、外側から内側に向かって半径方向に、トレッドと接触状態にありかつ繊維または金属補強材を含む少なくとも１つの半径方向外側の補強層、少なくとも１つの中間エラストマー層および繊維または金属補強要素を含む少なくとも１つの半径方向内側の補強層を有する。上述の層の半径方向重ね合わせによって形成されたこの円周方向補強材は、「剪断バンド」とも呼ばれている。加えられた荷重の作用下において、半径方向外側の補強層および半径方向内側の補強層の補強要素の相対的変形により、中間エラストマー層の剪断が生じる。それにより、タイヤ型装置の半径方向剛性、軸方向剛性および円周方向剛性を得ることができ、これら剛性は、予想性能を保証するのに十分高い。

半径方向内側の回転構造体はまた、有利には、半径方向内側フェース上に設けられていて車両への取り付けのための手段に固定されるようになった連結層を有する。連結層は、一般に、少なくとも１つのエラストマー材料から成るが、必ずしも補強材であるというわけではない。取り付け手段への固定は、タイヤ型装置のインフレーションの結果として得られる圧力によって実現できる。

一変形実施形態によれば、半径方向内側の回転構造体はまた、半径方向内側フェース上に設けられていて結合によって車両への取り付けのための手段に固定されるようになった連結層を有する。結合状態の連結部により、特に、車両への取り付けのための手段に対するタイヤ型装置の回転を回避することができる。

本発明のもう１つの要旨は、車両への取り付けのための手段に取り付けられた上述の実施形態のうちの１つによるタイヤ装置を含む取り付け型組立体にある。

本発明のタイヤ型装置を例えば以下に説明する方法によって製造することができる。半径方向内側の回転構造体に固定されるようになった第１のエラストマー層、半径方向外側の回転構造体に固定されるようになった第２のエラストマー層、および第１のエラストマー層から第２のエラストマー層まで延びる支承要素で構成されたサンドイッチ型の複合構造体の形態をなして支承構造体を別個に製造する。サンドイッチ型の複合構造体を製造する任意の公知の方法を用いることができる。支承構造体をいったん製作すると、タイヤ型装置を以下の方法ステップに従って製造するのが良く、すなわち、
‐半径方向内側の回転構造体を、ドラムを覆ってこれに巻き付け、ドラムの直径は、タイヤ型装置が取り付けられるようになった取り付け手段の直径に等しく、
‐支承構造体を、半径方向内側の回転構造体を覆ってこれに巻き付け、
‐半径方向外側の回転構造体を、支承構造体を覆ってこれに巻き付け、
‐タイヤ型装置を硬化させる。

本発明の取り付け型組立体は、タイヤ型装置を取り付け手段、例えばリムに固定することによって製作されるのが良い。この固定は、例えば、半径方向内側の回転構造体の半径方向の内側フェースを取り付け手段の半径方向外側フェースに結合することによって実施されるのが良い。

本発明は、以下に記載する図１〜図７の助けにより良好に理解されよう。

本発明のタイヤ型装置の部分断面斜視図である。 押し潰し状態で示された本発明のタイヤ型装置の円周方向断面図である。 一次元支承要素を有する支承構造体の場合における本発明のタイヤ型装置の子午線断面図である。 一次元支承要素の斜視図である。 ストリップ型の二次元支承要素を有する支承構造体の場合における本発明のタイヤ型装置の子午線断面図である。 ストリップ型の二次元支承要素の斜視図である。 フィルム型の二次元支承要素を有する支承構造体の場合における本発明のタイヤ型装置の子午線断面図である。 フィルム型の二次元支承要素の斜視図である。 剪断バンドを備えた半径方向外側回転構造体の好ましい実施形態の子午面ＹＺで見た子午線断面図である。

図１は、取り付け手段４またはリムに取り付けられた本発明のタイヤ型装置１の部分断面斜視図であり、このタイヤ型装置１は、半径方向外側の回転構造体２、半径方向内側の回転構造体３、内側環状空間５および支承構造体６を有する。半径方向外側の回転構造体２は、タイヤ型装置の回転軸線ＹＹ′である回転軸線を有するとともに少なくとも１つのエラストマー材料から成るトレッド２１を介して路面に接触するようになっている。さらに、半径方向外側の回転構造体２は、円周方向補強材２２を有する。半径方向外側の回転構造体２と同軸である半径方向内側の回転構造体３は、タイヤ型装置１と取り付け手段４の連結を保証するようになっている。半径方向内側の回転構造体３は、少なくとも１つのポリマー材料、最も多くはエラストマーコンパウンドから成る。内側環状空間５は、半径方向外側の回転構造体２および半径方向内側の回転構造体３によって半径方向に画定されている。本発明によれば、支承構造体６は、半径方向外側の回転構造体２から半径方向内側の回転構造体３まで連続して延びるとともに内側環状空間５内で一対ずつ独立している複数の支承要素７で構成されている。

図２は、押し潰し状態で、すなわち、公称半径方向荷重Ｚを受けた状態で取り付け手段４に取り付けられている本発明のタイヤ型装置１の円周方向断面図である。支承構造体６は、半径方向外側の回転構造体２から半径方向内側の回転構造体３まで連続的に延びるとともに内側環状空間５内で一対ずつ独立した複数の支承要素７で構成されている。公称半径方向荷重Ｚを受けた状態のタイヤ型装置１は、円周方向長さＸ_Aを有する接触領域Ａにより平坦な地面と接触状態にある。路面と接触状態にある半径方向外側の回転構造体２の部分に連結されている支承要素７１は、圧縮状態下で座屈しまたは腰折れするよう構成され、他方、路面と接触関係をなしていない半径方向外側の回転構造体２の部分に連結されている支承要素のうちの少なくとも幾つか７２は、引張り状態下にある。図２は、互いに同一でありかつ半径方向に差し向けられている支承要素７を備えた本発明の特定の実施形態を示している。本発明によれば、１／ｍ²で表された半径方向外側の回転構造体２の単位面積当たりの支承要素７の表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・Ｆｒ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ²で表された路面との接触面積、Ｆｒは、Ｎで表された任意の支承要素の引張り状態下破断力である。

図３Ａは、一次元支承要素７を有する支承構造体６の場合、取り付け手段４に取り付けられている本発明のタイヤ型装置１の子午線断面図である。図１に関して説明したように、タイヤ型装置１は、半径方向外側の回転構造体２、半径方向内側の回転構造体３、内側環状空間５および支承構造体６を有する。タイヤ型装置１は、公称半径方向荷重Ｚを受けた状態で、軸方向幅Ｙ_Aを有する接触領域Ａを介して平坦な路面と接触状態にある。図示の場合、支承要素７の全ては、同一でありかつ半径方向に差し向けられており、かくして内側環状空間５の平均半径方向高さＨに等しい長さを有する。上記のことから理解されるように、接触パッチとは反対側に位置する支承要素７は、引張り状態下にあり、これに対し、路面と接触状態にある半径方向外側の回転構造体２の部分に連結されている支承要素７は、圧縮状態下において座屈しまたは腰折れするよう構成されている。

図３Ｂは、最小固有寸法Ｅおよび最大固有寸法Ｌによって定められた円形平均断面Ｓを有する一次元支承要素７を示しており、これら固有寸法Ｅ，Ｌは両方共、円の直径に等しく、この円形平均断面Ｓは、そのアスペクト比ＫがＬ／Ｅを等しいことを特徴としている。支承要素７の平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅ、すなわちこの場合、その直径は、内側環状空間５の平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しい。さらに、円形断面のこの特定の場合、アスペクト比Ｋは、１に等しい。支承要素７は、半径方向に差し向けられているので、その長さｌは、内側環状空間５の平均高さＨに等しい。

図４Ａは、ストリップ型の二次元支承要素７を有する支承構造体６の場合、取り付け手段４に取り付けられている本発明のタイヤ型装置１の子午線断面図である。図１に関して説明したように、タイヤ型装置１は、半径方向外側の回転構造体２、半径方向内側の回転構造体３、内側環状空間５および支承構造体６を有する。タイヤ型装置１は、公称半径方向荷重Ｚを受けた状態で、軸方向幅Ｙ_Aを有する接触領域Ａを介して平坦な路面と接触状態にある。図示の場合、支承要素７の全ては、同一でありかつ半径方向に差し向けられており、かくして内側環状空間５の平均半径方向高さＨに等しい長さを有する。上記のことから理解されるように、接触パッチとは反対側に位置する支承要素７は、引張り状態下にあり、これに対し、路面と接触状態にある半径方向外側の回転構造体２の部分に連結されている支承要素７は、圧縮状態下において座屈しまたは腰折れするよう構成されている。

図４Ｂは、長方形の平均断面Ｓを有するストリップ型の二次元支承要素７を示しており、長方形の平均断面Ｓは、その最小固有寸法Ｅまたは厚さおよびその最大固有寸法Ｌまたは幅によって定められ、この長方形平均断面Ｓは、そのアスペクト比ＫがＬ／Ｅに等しいことを特徴としている。支承要素７の平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅ、すなわち、この場合、その厚さは、内側環状空間５の平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しい。ストリップ型の二次元支承要素７の場合、アスペクト比Ｋは、少なくとも３に等しくかつ多くとも５０に等しい。支承要素７は、半径方向に差し向けられているので、その長さｌは、内側環状空間５の平均高さＨに等しい。

図５Ａは、フィルム型の二次元支承要素７を有する支承構造体６の場合、取り付け手段４に取り付けられている本発明のタイヤ型装置１の子午線断面図である。図１に関して説明したように、タイヤ型装置１は、半径方向外側の回転構造体２、半径方向内側の回転構造体３、内側環状空間５および支承構造体６を有する。タイヤ型装置１は、公称半径方向荷重Ｚを受けた状態で、軸方向幅Ｙ_Aを有する接触領域Ａを介して平坦な路面と接触状態にある。図示の場合、支承要素７の全ては、同一でありかつ半径方向に差し向けられており、かくして内側環状空間５の平均半径方向高さＨに等しい長さを有する。上記のことから理解されるように、接触パッチとは反対側に位置する支承要素７は、引張り状態下にあり、これに対し、路面と接触状態にある半径方向外側の回転構造体２の部分に連結されている支承要素７は、圧縮状態下において座屈しまたは腰折れするよう構成されている。

図５Ｂは、長方形の平均断面Ｓを有するフィルム型の二次元支承要素７を示しており、長方形の平均断面Ｓは、その最小固有寸法Ｅまたは厚さおよびその最大固有寸法Ｌまたは幅によって定められ、この長方形平均断面Ｓは、そのアスペクト比ＫがＬ／Ｅに等しいことを特徴としている。支承要素７の平均断面Ｓの最小固有寸法Ｅ、すなわち、この場合、その厚さは、内側環状空間５の平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しい。ストリップ型の二次元支承要素７の場合、アスペクト比Ｋは、少なくとも３に等しい。支承要素７は、半径方向に差し向けられているので、その長さｌは、内側環状空間５の平均高さＨに等しい。

図６は、半径方向の外側回転構造体（２）の好ましい実施形態の子午面ＹＺで見た子午線断面図であり、半径方向外側の回転構造体（２）は、外側から内側に向かって半径方向に、トレッド（２１）および円周方向補強材（２２）を有する。半径方向外側の回転構造体（２）の円周方向補強材（２２）は、外側から内側に向かって半径方向に、トレッド（２１）と接触状態にありかつエラストマーコンパウント（２２１２）で被覆された補強要素（２２１１）を含む半径方向外側の補強層（２２１）と、中間エラストマー層（２２２）と、エラストマーコンパウンド（２２３２）で被覆された補強要素（２２３１）を含む半径方向内側の補強層（２２３）とを有する。

本発明を特に乗用車用の従来型タイヤに対する別の解決手段として研究した。

本発明の支承構造体は、好ましくは、アスペクト比Ｋの観点、構造体の観点および材料の観点で同一の支承要素で構成されているが、支承構造体は、支承要素の任意の組み合わせ、例えば、
‐アスペクト比Ｋおよび／または構造および／または材料が互いに異なる一次元支承要素、
‐アスペクト比Ｋおよび／または構造および／または材料が互いに異なる二次元支承要素、
‐一次元支承要素および二次元支承要素で構成されても良く、しかしながら、このリストは、全てを記載したものではない。

Claims (15)

1. 車両に装備されるようになったタイヤ型装置（１）であって、
   ‐半径方向外側の回転構造体（２）を有し、該回転構造体の回転軸線は、タイヤ型装置の回転軸線（ＸＸ′）であり、前記回転構造体は、少なくとも１つのエラストマー材料から成るトレッド（２１）を介して路面に接触するようになっており、前記半径方向外側の回転構造体は、２つの軸方向端を有するとともに円周方向補強材（２２）を有し、
   ‐前記半径方向外側の回転構造体（２）と同軸でありかつ前記タイヤ型装置と前記車両に取り付け可能な手段（４）との連結を保証するようになった半径方向内側の回転構造体（３）を有し、前記半径方向内側の回転構造体（３）は、２つの軸方向端を有し、前記半径方向内側の回転構造体（３）は、少なくとも１つのポリマー材料から成り、
   ‐前記半径方向外側の回転構造体（２）および前記半径方向内側の回転構造体（３）によってそれぞれ半径方向に画定された平均半径方向高さＨの内側環状空間（５）を有し、
   ‐前記半径方向外側の回転構造体（２）から前記半径方向内側の回転構造体（３）まで連続して延びかつ前記内側環状空間（５）内に一対ずつ互いに独立した複数の支承要素（７）で構成された支承構造体（６）を有し、前記タイヤ型装置が公称半径方向荷重Ｚを受けるとともに接触領域Ａを介して平坦な路面と接触状態にあるとき、前記路面と接触状態にある前記半径方向外側の回転構造体（２）の部分に連結されているｎ個の支承構造体（７１）が圧縮状態下において座屈するよう構成され、前記路面と接触状態にない前記半径方向外側の回転構造体（２）の部分に連結されている前記支承要素のうちの少なくとも幾つか（７２）は、引張り状態下にあり、
   ‐各支承要素（７）は、引張り状態下にある破断時力ＦｒおよびＬ／Ｅに等しいアスペクト比Ｋを有する平均断面Ｓを有し、ＬおよびＥは、前記平均断面Ｓのそれぞれの最大固有寸法および最小固有寸法である、タイヤ型装置（１）において、
   任意の支承要素（７）の前記平均断面Ｓの前記最小固有寸法Ｅは、前記内側環状空間（５）の前記平均半径方向高さＨの多くとも０．０２倍に等しく、１／ｍ²で表された前記半径方向外側回転構造体（２）の単位面積当たりの前記支承要素（７）の表面密度Ｄは、少なくともＺ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しく、Ｚは、Ｎで表された公称半径方向荷重、Ａは、ｍ²で表された路面との接触面積、ΣＦｒ／ｎは、Ｎで表された圧縮状態下において座屈するよう構成されている前記ｎ個の支承要素の引張り状態下破断平均力である、タイヤ型装置（１）。
2. １／ｍ²で表された前記半径方向外側の回転構造体（２）の単位面積当たりの前記支承要素（７）の前記表面密度Ｄは、少なくとも３・Ｚ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しい、請求項１記載のタイヤ型装置（１）。
3. １／ｍ²で表された前記半径方向外側の回転構造体（２）の単位面積当たりの前記支承要素（７）の前記表面密度Ｄは、少なくとも６・Ｚ／（Ａ・ΣＦｒ／ｎ）に等しい、請求項１または２記載のタイヤ型装置（１）。
4. 前記支承要素（７）の全ては、引張り状態下における同一の破断時力Ｆｒを有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）。
5. 前記支承要素（７）の全ては、同一である、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）。
6. 任意の支承要素（７）は、アスペクト比Ｋが多くとも３に等しい一次元である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ形装置（１）。
7. 任意の支承要素（７）は、アスペクト比Ｋが少なくとも３に等しい二次元である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のタイヤ形装置（１）。
8. 任意の支承要素（７）は、任意の支承要素（７）は、アスペクト比Ｋが少なくとも３に等しくかつ多くとも５０に等しいストリップ型の二次元である、請求項７記載のタイヤ型装置（１）。
9. 任意の支承要素（７）は、アスペクト比Ｋが少なくとも５０に等しいフィルム型の二次元である、請求項７記載のタイヤ型装置（１）。
10. 任意の支承要素（７）は、ポリマー、金属、ガラスまたはカーボン型の材料から成る、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）。
11. 任意の支承要素（７）は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）。
12. 任意の支承要素（７）は、脂肪族ポリアミド、例えばナイロンから成る、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）。
13. 前記半径方向外側の回転構造体（２）の前記円周方向補強材（２２）は、外側から内側に向かって半径方向に、前記トレッド（２１）と接触状態にありかつ繊維または金属補強材（２２１１）を含む少なくとも１つの半径方向外側の補強層（２２１）、少なくとも１つの中間エラストマー層（２２２）および繊維または金属補強要素（２２３１）を含む少なくとも１つの半径方向内側の補強層（２２３）を有する、請求項１〜１２のうちいずれか一の記載のタイヤ型装置（１）。
14. 前記半径方向内側の回転構造体（３）は、半径方向内側フェース上に設けられていて前記車両への取り付けのための前記手段（４）に固定されるようになった連結層を有する、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）。
15. 取り付け型組立体（１，４）であって、前記車両への取り付けのための前記手段（４）に取り付けられた請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のタイヤ型装置（１）を含む、取り付け型組立体。

Images