転動アセンブリのためのアダプタ及びそれを備えた転動アセンブリ

本発明は、タイヤ及びリムで主として形成された転動アセンブリのためのアダプタとこのアダプタを含む転動アセンブリとに関する。

本発明のアダプタ及び転動アセンブリは、好ましくは、乗用車及び小型トラックのような軽量車両のためのタイヤの分野に使用されるが、重量車両、土木プラントタイヤ、及び農業タイヤにも使用することができる。

本発明に使用される定義の要点を以下に示している。 −「軸線方向」:タイヤの回転軸に平行な方向、 −「半径方向」:タイヤの回転軸と交差し、かつそれと垂直な方向、 −「内側半径方向」:タイヤの回転軸から測定されたその半径方向距離が回転軸により近いことを意味する、 −「外側半径方向」:タイヤの回転軸から測定されたその半径方向距離が回転軸からより離れていることを意味する、 −「周方向」:半径に垂直であり、かつタイヤの回転軸に垂直な平面にある方向、 −「半径方向セクション」:タイヤの回転軸を含む平面内のセクション、 −「赤道面」: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、 −「装着アセンブリ」:タイヤ、鋼又はアルミニウムリム、及び本発明によるアダプタを含むアセンブリ。

WO 02/068223では、フープセクションの各端部に位置決めされた金属フランジによって、タイヤの各ビードとリムのシートとの間の接続部を設けるように意図されたポリマー材料で製造された可撓性フープセクションを、タイヤのリムとビードの間に挿入することが既に公知の慣例である。中心部における半径方向のその弾性変形性により、フープセクションは、膨張後にリムとフープセクションの間に最大圧力を維持することを可能にする。

ここで、剛性リムに装着されるように意図されたタイヤを設計する際の困難の1つは、それらをでこぼこ道のような衝撃に対して無反応にする点である。

しかし,そのようなフープセクションは、転動アセンブリがその半径方向変形に耐えることを可能にするが、それは、路面の縁石又は穴に対する衝撃からの十分な保護をそれに保証するほど十分な軸線方向の可撓性を転動アセンブリに与えるように設計されてはいなかった。

少なくとも、本発明者は、従来型であり、従って、完全に剛性であってサスペンション又は上下方向の可撓性に寄与しないリムを形成する別の方法を見つけようとしている。

他の公知の解決法は、衝撃に対するより良好な保護をタイヤに与えるためにタイヤのカーカス層を強化することに関わっている。しかし、それにもかかわらず、そのような解決法は、縁石に対する衝撃において車両が受ける機械的負荷の強度を適正に低減することができず、それらは、そのような衝撃がタイヤに及ぼす悪影響を低減する機能が更に劣っている。

文献US 1 250 405Aは、平坦化されたアーチ、内部支持体、及び弾性コアの形態の空圧式ケーシングを構成する3つの加硫ゾーンを含むタイヤを説明している。この文献は、比率(リム幅W)/(アダプタ幅L)に関する詳細を与えていない。

WO 2013/045618A1は、カーボン強化プラスチックリムと軽金属で作られたホイール中心とを含む軽量ホイールを説明している。

文献CA2 281 651は、タイヤとそれを含む装着アセンブリとを説明している。タイヤは、リム上に装着するためのベースとタイヤをリム上に固定するための手段とを含む。

文献GB 2 039 831は、タイヤと取外し可能部品を含まないリムとを含む装着アセンブリを説明している。

すなわち、WO02/068223で明らかにされたフープセクションを垂直屈曲に対してより大きい機能をそれに与え、従って同時にその内部構造の部分的な又は更には全体的な損傷を最小にし、一方、高レベルのタイヤ路面保持性能、特に、高いコーナリング又はドリフト推力を発生するタイヤの機能を維持するように改造する必要性が依然として存在する。更に、少なくとも、タイヤの異常に過酷な使用によって生じた損傷の事象において、装着アセンブリを破壊する衝撃の後、車両が短距離、走行するのを安全にすることが必要である。

本発明の1つの主題は、2つのビードを有するタイヤと、各1つが軸線方向外側端部を有する2つのリムシート間に位置決めされたリムウェルを有するリムとを含む回転軸を有する転動アセンブリのためのアダプタであり、リムは、2つのリムシートの各軸線方向外側端部間の全幅Wを有し、アダプタは、各ビードと各リムシートの間に接続部を与え、アダプタは、各1つがアダプタシートと回転軸に垂直な平面内に実質的にあるアダプタ支持面とを含む2つの軸線方向外側端部と、単一構成要素を形成するように2つの軸線方向外側端部を接続し、かつ少なくとも1つの主補強部を含み、アダプタが各アダプタシート間にある全軸線方向幅Lを有する本体と、各リムシートとかつリムウェルと接触するように意図され、かつ内側半径方向に位置決めされた面とを有する。

アダプタは、比率W/Lが、20%よりも大きいか又はそれに等しく、かつ60%よりも小さいか又はそれに等しい点で、かつ本体が、アダプタをリムウェルに割り込むように意図された不動化要素を含む点で特徴的である。

アダプタの軸線方向外側端部は、「タイヤのビードを受け入れるように意図されたハウジング」の範囲を軸線方向に制限する。軸線方向外側端部の支持面は、リムフランジ方式でタイヤのビードを軸線方向に支持する役目をする。

すなわち、ハウジングは、リムのシートが従来通りに行うのと正確に同じ方式でタイヤビードを収容する。タイヤは、従って、リムのリムフランジに対して押圧するタイヤのビードの場合に従来通りに行われる方式で、膨脹圧力によって軸線方向に固定され、かつこの軸線方向外側端部の支持面に対して確実に押圧される。

すなわち、本発明による転動アセンブリが、作動中であり、かつそれがそれに対して設計された稼働負荷にある時に、タイヤは、リムに対して軸線方向に固定され、より具体的には、タイヤのビードは、タイヤのビードがリムのシート上に直接に装着される従来の転動アセンブリの場合と同様にリムに対して軸線方向に固定され、一方、タイヤのビードは、リムに対して半径方向に固定されず、より具体的には、タイヤのビードは、リムに対して何らかの程度まで半径方向に移動することができる。標準的な走行において、アダプタの軸線方向変形は実際的に存在せず、又はそうでなければそのような変形は半径方向変形に対して無視できるものであると言うことができる。

これとは対照的に、衝撃において、アダプタの軸線方向変形は大きい場合があり、すなわち、装着アセンブリに対する応力負荷の低減に寄与する。

好ましくは、比率W/Lは、25よりも大きいか又はそれに等しく、かつ50よりも小さいか又はそれに等しい。

本発明によるアダプタは、装着段階が異なり、かつ特に低圧下の配置を伴う文献WO02/068223のフープセクションと比較して、簡単な構成である利点、及びアダプタ上にタイヤを装着するためのリム上のタイヤの従来通りのかつ既に公知の装着を使用するという利点を提供する。このアダプタはまた、単に取外し可能であり、かつフープのような追加の固定手段の使用を除外する文献WO02/068223のデバイスとは異なり、取外し不能であることが可能であるいう利点を提供する。

これに加えて、文献WO02/068223に開示されたフープセクションとは異なり、本発明によるアダプタとリムウェルとの間の接続部は、様々な装着段階を通して常に存在しなければならない。文献WO02/068223によれば、装着中、タイヤは、最初にフープセクション上に置かれ、次に、このアセンブリは、軸線方向の摺動によってリム上に位置決めされ、次にその公称圧力まで膨張される前に、フープセクションの弾性に起因して低圧下に置かれる。装着中に低圧下に置かれることは、フープセクション及びリムが接触しないことをもたらす。その結果、装着終了時にタイヤをリム上に適正に保つことを可能にするように、リムは、膨張後に最大負荷をタイヤとフープセクションの間に印加することができるようにできるだけ幅広いものである必要がある。

リムの全幅Wは、衝撃に固有の機械的力の伝達を適正に吸収するのに十分な弾性をこのアダプタに保証するためにアダプタの全幅Lよりも小さい必要がある。そのような弾性は、リム幅が大きすぎると取得することはできない。

すなわち、本発明によるアダプタに定義されるような比率W/Lは、装着されて膨張されたアセンブリが、一方で、タイヤとアダプタの間に恒久的かつ十分な機械的接続部を有し、他方で、衝撃に固有の機械的力を適正に吸収することを保証することを可能にする。

本発明の別の主題は、2つのビードとリムとを含むタイヤから構成された転動アセンブリである。このアセンブリは、タイヤの各ビードと各リムシートの間に接続部を設ける上述のようなアダプタを含む点で特徴的である。

好ましくは、各外側軸線方向端部は、金属(鋼)、ナイロン、PET、アラミドから選択された外側補強要素を含む。それは、樹脂、及び/又はレーヨン、アラミド、PET、ナイロン、ガラス繊維、炭素繊維、玄武岩線維、ポリ(エチレン2,6−ナフタレート)(PEN)、ポリビニルアルコール(PVA)のような補強繊維のマトリクスを含むことができる。

不動化要素は、リムの全幅Wの10%よりも大きいか又はそれに等しく、かつ80%よりも小さいか又はそれに等しく、好ましくは、30%よりも大きいか又はそれに等しく、かつ50%よりも小さいか又はそれに等しい軸線方向全長を有することができる。

この不動化要素は、好ましくは、アダプタの中心部に存在し、後者は、リムの対応するリムウェルに挿入されるように意図される。不動化要素は、互いに結合されるか又はそうでない場合もある1又は2以上の部分で構成することができる。

不動化要素はまた、軸線方向外側端部のうちの1つの近くに、又はアダプタの中心位置と軸線方向外側端部のうちの1つとの間に位置決めされた本体上のどこにでも存在することができる。

リムウェルはまた、それがリムの中心からオフセットされるように配置することができる。リムは、従って、異なる長さの2つのリムシートを有すると考えられる。

すなわち、不動化要素は、リムウェルに挿入される。ウェルは、次に、2つのリムシートのうちの一方上のあらゆる可能な位置に位置決めすることができる。不動化要素は、好ましくは、4GPaよりも大きく、好ましくは12GPaよりも大きい膨脹係数を有する補強材を有する。この補強材は、金属(鋼)、ナイロン、ポリエチレンテレフタラート(PET)、アラミドから選択することができる。不動化要素は、樹脂、及び/又はレーヨン、アラミド、PET、ナイロン、ガラス繊維、炭素繊維、玄武岩線維、ポリ(エチレン2,6−ナフタレート)(PEN)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリケトンのような補強繊維のマトリクスを含むことができる。

不動化要素は、不動化要素の中心を通過する中心軸YY’とアダプタの支持面のうちの1つとの間に位置する長さ「l」に、位置決めすることができる。

この長さ「l」は、以下の数式によって定義される最小長と最大長の間にある。 l_mini=0.1(W+W/2+L)、及び l_maxi=L−0.1(W+W/2+L) 乗用車に対する使用の場合に、リムシートは、5mmに少なくとも等しい長さを有することになり、ここで、以下の通りである。 l_mini=5+0.10W/2+0.1L、及び l_maxi=L−(5+0.1W/2+0.1L)

アダプタの本体は、少なくとも1つの突出部を含むことができる。この突出部は、必要に応じて一方の軸線方向外側端部上又は両方上に存在する場合がある。突出部は、好ましくは、従来通りにタイヤの分野に使用されるエラストマーで製造される。

本発明によるアダプタ上の突出部の位置は、有利なことに、ETRTO(欧州タイヤ及びリム技術機構)によって定義されたパラメータ条件に適合することができる。

すなわち、突出部の中心とアダプタの支持面との間にある距離「d」は、アダプタの全軸線方向幅Lに依存することになる。下表は、L及び「d」の値の間のいくつかのペアリングを提供している。

(表I)

リムシート幅「A」は、リムの幅Wの10%よりも大きいか又はそれに等しい。

アダプタの軸線方向外側端部の支持面と支持面に最も近いリムシートの軸線方向外側端部との間の幅「B」は、アダプタの全幅Lの10%よりも大きいか又はそれに等しく、好ましくは、15%よりも大きいか又はそれに等しい。乗用車のホイールに関して、この幅「B」は、21mmよりも大きいか又はそれに等しいである。

本発明によるアダプタの本体は、好ましくは、層内で互いに平行であって半径方向である金属(鋼)、織物(レーヨン)、アラミド、PET、ナイロン、ガラス繊維、炭素繊維、玄武岩線維、ポリ(エチレン2,6−ナフタレート)(PEN)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリケトンで製造されたコードの少なくとも1つの層で形成された主補強部から構成される。層は、ビードワイヤのような各外側補強要素に各軸線方向外側端部において係止されて折返しを形成する。本体がいくつかの補強層を含む時に、これらは、周方向に対して35°と90°の間にある角度をなす。本体が1つの補強層のみを含む時に、これは、周方向に関して60°と90°の間で、より好ましくは、90°で向けられることになる。

本体の主補強部は、4GPaよりも大きいか又はそれに等しい膨脹係数を有することができる。

層は、好ましくは、硫黄架橋による加硫化学反応により、過酸化物又は電離放射線の作用によって生成された炭素−炭素結合により、エラストマー分子内の特定の原子の他のチェーンにより架橋することができるゴム、第2に、弾性変形可能部分が多少の変形不能な「硬質」領域間のネットワークを形成し、その結合が物理結合(それらのガラス転移温度よりも高い結晶領域又は無定形領域)の生成物である熱可塑性エラストマー(TPE)、次に、非熱可塑性エラストマー、最後に、熱硬化性樹脂のようなタイヤの分野に従来的に使用されるエラストマー成分を含有する。

アダプタの本体は、その半径方向外面の少なくとも一部及び/又は補強部の少なくとも半径方向内側部分上に配置されたフープを含むことができる。本発明により使用されるフープは、この機能に及びタイヤの分野に従来的に使用され、かつ4GPaよりも大きいか又はそれに等しく、又は更に12GPaよりも大きいか又はそれに等しい膨脹係数を有する材料から選択される。

このフープは、アダプタに固定されるか又はそうでない場合もある。それがアダプタに固定されない場合に、それは、アダプタがリム上に装着された後に取り付けることができる。

フープは、アダプタに冷間又は熱間結合することができる。フープは、これに代えて、クランプ又はネジによるなどのあらゆる機械的手段によって固定することができる。

アダプタが、リムに付加される前に定位置に固定される事象において、リムとアダプタの間の組み付けが、次に、力によって実行される。アダプタは、従って、リムから分離不可能にされ、従って、取り外すことができない。

アダプタは、必要である場合のリムが製造される金属の予備処理の後にリムに冷間又は熱間結合することができる。アダプタがリムに熱間又は冷間結合された時に、アダプタは、取外し不能である。

他の事例において、それは、取外し可能と考えることができる。

アダプタは、アダプタの円周方向の周縁の全て又は一部にわたって、かつアダプタ支持面からリムJまで延びる全経路にわたって位置決めされた少なくとも1つの取外し可能又は他に導電ストリップを含む。導電ストリップの存在はまた,タイヤがホイール上に直接に位置せずにアダプタに対して位置する時になおさらそうであるが、特にエラストマー組成物の導電率が不十分である時に、地面とホイールの間、従って、地面と車両の間の電気の導電を保証することを可能にする。

好ましくは、導電ストリップが取外し可能又は取外し不能であるときに、それは、本体の半径方向外面に全体的に位置決めされる。

好ましくは、導電ストリップが取外し不能であるときに、それは、本体の半径方向外面の下に部分的に埋められる。

好ましくは、導電ストリップは、10⁸オーム.cmよりも小さいか又はそれに等しい、好ましくは、10⁷オーム.cmよりも小さいか又はそれに等しい電気抵抗率を有する。

好ましくは、導電ストリップは、必要に応じて、金属箔から又は15%よりも大きいか又はそれに等しい量でカーボンブラックを含有するエラストマー組成物から構成される。

好ましくは、エラストマー組成物中のカーボンブラックは、500m²/gよりも大きいか又はそれに等しい特定の表面積を有する。

好ましくは、導電ストリップが取外し不能である時に、それは、本体のエラストマー組成物に結合又は架橋される。

リムは、アルミニウム及び/又はマグネシウムの合金から、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、植物繊維に基づく複合材料であって、この繊維が熱硬化性複合物又は熱可塑性複合物に基づくマトリクスにある上記複合材料から、又はエラストマーと、樹脂と炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、植物繊維から選択された繊維とに基づく錯体とを含む錯化合物から、又は材料のあらゆる組合せから選択された材料から製造することができる。

好ましくは、繊維ベース複合材料は、5mmよりも大きいか又はそれに等しい長さの繊維を含有する。

熱硬化性化合物に基づくマトリクスは、エポキシ樹脂、ビニルエステル、不飽和ポリエステル、シアン酸エステル、ビスマレイミド、アクリル酸樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、及びその組合せから選択される。

熱可塑性化合物に基づくマトリクスは、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)、半芳香族ポリアミド、ポリエステル(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルスルホン(PSU)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリフェニレンオキシド(PPO)から選択される。

ここで、単に例示として与える実施例及び添付図面の助けを借りて本発明を以下に説明する。

本発明によるアダプタの一実施形態の概略断面図である。

リム上に装着された本発明によるアダプタの一実施形態の概略断面図である。

本発明によるアダプタの別の実施形態の概略断面図である。

本発明によるアダプタ、タイヤ、及び第1の実施形態によるリムを含む転動アセンブリの概略断面図である。

本発明によるアダプタ、タイヤ、及び第2の実施形態によるリムを含む転動アセンブリの概略断面図である。

本発明によるアダプタ、タイヤ、及び第3の実施形態によるリムを含む転動アセンブリの概略断面図である。

図1が示すように、実質的に直線形状の参照番号1のアダプタは、各々がアダプタシート3を有する2つの軸線方向外側の両端2と、タイヤの回転軸と垂直な平面に実質的にある対応するアダプタ支持面4とを備えている。本体5が、単体構成要素を形成するように2つの端2を連結している。本体は、織物補強材を含む2つの層で構成された少なくとも1つの補強部6を備えている。2つの層は、周方向と45°の角度をなす。アダプタは、各支持面4間に測定された190.5mmに等しい軸線方向全幅Lを有する。

表面上のマークによって範囲が定められ、かつアダプタ1の内側半径方向に位置する面16は、リムウェル13及びリムシート12と接触するように意図されている(図2)。

その中心部(軸線7によって表現)にある本体5は、幅7.5インチ、すなわち、190.5mmの乗用車ホイールのための幅Lの25%に等しい軸線方向の全長を有する不動化要素8を含む。不動化要素8は、50GPaに等しい膨脹係数を有するゴムで製造されている。

この実施形態によれば、アダプタは、本体5の半径方向外面の少なくとも一部にわたって位置決めされたフープ9を備えている。フープは、タイヤに従来的に使用される、織物又は金属に基づく材料で製造される。

半径方向外側端2の各々は、ガラス樹脂複合材料で製造されたビードワイヤとしても知られる、外側補強要素10を備えている。

図2が示すように、アダプタ1は、部分的に示すリム11上に位置決めされる。このリムは、リムウェル13よって分離された2つのリムシート12を含む。

図3の実施形態において、アダプタは、本明細書で上述した要素に加えて、各1つが本体5上に位置決めされ、その中心が支持面4の端から測定して少なくとも21mmの距離「d」離間した2つの突出部14を含む。

これらの2つの突出部14は、主として周方向に延びるコードを用いて補強することが可能なエラストマーゴムで製造される。

図4は、アダプタ1がその上に挿入され、かつ従来のタイヤ17がその上にビード18を通じて挿入される幅Wのリム11を含む装着アセンブリを示している。

このアセンブリは、不動化要素8がウェル13に挿入された状態になるようにアダプタをリム上に強制的に位置決めすることにより、従来のかつ公知の方法で組み付けられる。タイヤ17のビード18は、次に、各々がアダプタ1のシート12上に位置決めされる。装着アセンブリは、次に、その公称圧力まで膨張される。図4において、不動化要素8は、リムの中心部に位置決めされる。

図5に示すように、不動化要素8は、アダプタの中央軸線XX’からオフセットされるがリムの中央軸線ZZ’に対しては中心に位置決めされる。それは、幅7.5インチ、すなわち、190.5mmのホイールの場合に(W/2+2l)mmよりも大きいか又はそれに等しい距離「l」に位置決めされる。

リムウェルの中心とアダプタの軸線方向外側端との間の長さ「l」は、物理的制約A>5mm及びB>21mmに従い、ここで、Aは、リムシートの幅であり、Bは、アダプタの軸線方向外側端の支持面4とリムシートの軸線方向端11Aとの間の距離である。

図6に示すように、不動化要素8は、リムの中央軸線ZZ’からオフセットされてアダプタの中央軸線XX’に対して位置決めされる。この図において、それは、車両の車内側で軸線方向外側端部の中心から離れてmm単位で距離「l」に位置決めされ、ここで、以下の通りである。 l=L−W+5+W/200−2l レファランス7.5 J 17の乗用車ホイールに関して、Wは、50mmに等しく、Lは、190.5mmに等しく、「l」は、56mmに等しい。

以下の実施例は、本発明によるアダプタを用いて得られた結果を示している。

縁石衝撃試験 この試験は、装着アセンブリに30°の迎え角で縁石に乗り上げさせることを伴っている。角度のこの選択は、この角度がタイヤに非常に不利である負荷を表すという事実に基づいている。試験は、2つの異なる縁石高さ(90mm及び110mm)で行われた。 試験は、以下のように進む。いくつかの通過が、タイヤがパンクするまで異なる速度でホイールを用いて行われた。開始速度は、20km/hであり、次に、速度は、新たな通過毎に5km/hずつ増分された。 アダプタのない従来のアセンブリ(対照1)は、文献WO00/78565によるアダプタを備えたアセンブリ(対照2)に対して比較され、かつ本発明によるアダプタを備えたアセンブリ(本発明)と比較された。これらのアセンブリは、全てが6.5J16リムを含むサイズ205/55R16のものである。結果は、以下の表IIに照合され、百分率で与えられている。

(表II)

100よりも大きい結果は、横方向衝撃を受けた時の挙動の改善を示している。90mmの縁石高さで実施された試験は、対照タイヤが30km/hの速度でパンクすることをもたらし、本発明によるアセンブリは、この同じ速度で又は更に50km/hの速度でも損傷を受けない。110mmの縁石高さで実施された試験は、対照タイヤが20km/hの速度でパンクすることをもたらし、本発明によるアセンブリは、この同じ速度で又は更に50km/hの速度でも損傷を受けない。