回転アセンブリのためのアダプタ及び該アダプタを備えた回転アセンブリ

本発明は、主にタイヤとリムとで形成された回転アセンブリのためのアダプタ、及び該アダプタを備えた回転アセンブリに関する。

なお、本発明では以下の定義を用いる。 − 「軸方向」は、タイヤの回転軸と平行な方向である。 − 「半径方向」は、タイヤの回転軸と交わる、タイヤの回転軸と垂直な方向である。 − 「円周方向」は、タイヤの回転軸と垂直な平面に含まれる、半径と垂直な方向である。 − 「半径方向断面」は、タイヤの回転軸を含む平面における断面である。 − 「赤道面」は、回転軸と垂直な、トレッド部の中央を通る平面である。

国際公開第2000/078565号により、リムとタイヤのビード部との間に弾性アダプタを挿入することが既に知られている。このアダプタは、半径方向及び軸方向に弾性変形可能である。このようなアダプタは、実際にタイヤとして機能すると見なすことができる回転アセンブリの部分と、実際にリムとして機能すると見なすことができる回転アセンブリの部分とを分離することができる。

しかしながら、このようなアセンブリは、従来のタイヤの機能、特にタイヤに横滑り角が加わった後のタイヤのドリフトスラストレスポンス(drift thrust response)を保証することにより、アセンブリにあらゆる表面劣化又は深度劣化を避けるだけの十分な柔軟性を与えることもできるが、縁石、又は窪みなどの道路の穴による衝撃の場合には、タイヤの十分な変形性を完全に保証しない。

この理由は、先行技術のアダプタを装着したアセンブリでは、接地面領域に局所的変形が得られないからである。上記の文献の教示には、窪みを通過する際に残留塑性変形を伴わずに大変形を吸収する高い能力を提供するアダプタの実施形態を容易に得ることができないという欠点もある。

この文献では、接地面領域に局在する外側補強体の変形を引き起こしてキャンバを減少させ、従って取り付けられたアセンブリの車両に関する侵入性を低下させる構造的順応について示唆されていない。

仏国特許第2、491、836号からは、リムとタイヤの各ビード部との間に配置されてタイヤの取り付け/取り外しを容易にするように意図されたアダプタも知られている。このアダプタは、プライを含む環状本体の内部に互いに離間して取り付けられた2つの環状のビードワイヤを主に備える。ビードワイヤは、これらをさらに取り囲むコードによって接続される。このアダプタは、ビード部の軸方向間隔を同じにした状態で、より大きな直径のリムに取り付けることができる。

国際公開第2000/078565号

仏国特許第2、491、836号明細書

従って、劣悪な条件の路上での使用に起因するタイヤの衝撃の場合にタイヤのより良好な保護を保証し、これによってタイヤの高レベルな路面保持性能、特に高いドリフトスラスト(drift thrusts)発生能力を保ちながら、その内部構造への部分的な、又は総合的な損傷を最小限に抑える新規のアダプタを有することが必要とされている。さらに、最低でも、非常に過酷な使用による損傷の場合に、アセンブリを破壊する衝撃後に短い距離にわたる車両の動きを通じて車両の安全を保つことが課題である。

従って、本発明の主題は、回転軸を有するとともに、 − 2つのビード部を有するタイヤと、 − リムと、 を備えた回転アセンブリのためのアダプタであって、 前記アダプタが、ビード部の一方とリムとの間の接続を提供し、 前記リムが、2つのリムシートを有し、前記アダプタが、 − リムシートに取り付けられるように意図された、内側補強体要素を含む軸方向内端部と、 − 外側補強体要素を含む軸方向外端部と、 − 前記外端部を前記内端部に接続して単一要素を形成し、前記外側補強体と前記内側補強体との間の接続を提供する少なくとも1つの主補強体を含む本体と、 − 前記ビード部の一方を受け入れるように意図された、前記本体の軸方向外端部に位置する実質的に円筒形のアダプタシートと、 − 回転軸と垂直な平面に実質的に含まれる、軸方向外端部の軸方向内面上に位置するアダプタ支持面と、 を有するアダプタである。

このアダプタは、軸方向外端部の補強体要素が、全体として支持面の軸方向外側に位置し、本体が、アダプタシートの向かい側に環状シート補強体を含むことを特徴とする。

本発明によるアダプタは、設計が単純であって取り付けが容易であるという利点を有する。さらに、タイヤのビード部の下方におけるクランプ力が増加することにより、本発明によるアダプタは、高横応力下においてタイヤのビード部がアダプタ上で回転するのを防ぐことができる。

最後に、本発明によるアダプタは、衝撃の際にシャーシに加わる機械力のレベルを大幅に低減し、従って車両のボディシェルを軽量化できるという利点を有する。

本発明の別の主題は、回転軸を有するとともに、 − 2つのビード部を有するタイヤと、 − リムと、 − ビード部の一方とリムとの間の接続を提供するアダプタと、 を備えた回転アセンブリであって、 前記リムが、2つのリムシートを有し、 前記アダプタが、 − リムシートに取り付けられるように意図された、内側補強体要素を含む軸方向内端部と、 − 外側補強体要素を含む軸方向外端部と、 − 前記外端部を前記内端部に接続して単一要素を形成し、前記外側補強体と前記内側補強体との間の接続を提供する少なくとも1つの主補強体を含む本体と、 − 前記ビード部の一方を受け入れるように意図された、前記本体の軸方向外端部に位置する実質的に円筒形のアダプタシートと、 − 回転軸と垂直な平面に実質的に含まれる、軸方向外端部の軸方向内面上に位置するアダプタ支持面と、 を有する回転アセンブリである。

この回転アセンブリは、軸方向外端部の補強体要素が全体として支持面の軸方向外側に位置し、本体がアダプタシートの向かい側に環状シート補強体を含むことを特徴とする。

アダプタは、横衝撃に関して所望の保護を行うように、回転アセンブリが使用中に公称圧力まで膨張した状態でタイヤのビード部とリムの間で半径方向に十分に変形することを可能にする。

アダプタの軸方向外端部は、「タイヤのビード部を受け入れるように意図されたハウジング」の範囲を軸方向に定める。軸方向外端部の支持面は、タイヤのビード部をリムフランジと同じ形で軸方向に支持する役割を果たす。

このようにして、ハウジングは、従来リムのシートが行っていたのと全く同様にタイヤのビード部を受け入れる。この時、タイヤは膨張圧によって軸方向に固定され、従来タイヤのビード部がリムのリムフランジに押し付けられていたのと同様に、この軸方向外端部の支持面に押し付けられる。

アダプタの軸方向内端部は、従来タイヤのビード部によって行われていたのと同様にアダプタをリムのリムフランジに結合するように意図されているので、「アダプタビード」と呼ぶことができる。

従って、本発明による回転アセンブリの動作時には、その設計動作応力において、タイヤがリムに対して軸方向に固定され、より具体的には、タイヤのビード部がリムのシート上に直接取り付けられた従来の回転アセンブリと同様に、タイヤのビード部がリムに対して軸方向に固定されるが、タイヤのビード部は、リムに対して半径方向には固定されず、より具体的には、タイヤのビード部は、リムに対してある程度半径方向に動くことができる。標準的な回転条件下では、アダプタの軸方向変形は実質的に存在せず、或いは半径方向の変形に対して無視できると言うことができる。

一方で、衝撃時には、アダプタの軸方向変形が大きくなることにより、取り付けられたアセンブリに加わる応力の軽減に寄与することができる。

軸方向外端部の補強体要素は、アダプタシートの外側に半径方向に配置されることが好ましい。

環状シート補強体は、1GPa以上の圧縮係数を有することが好ましく、この圧縮係数は4GPaを上回ることが好ましく、10GPaを上回ることがさらに好ましい。環状補強体は、エラストマによって取り囲まれたコア、或いはエラストマ化合物と金属及び/又は繊維補強体とをいずれかの可能な組み合わせで配置した一連の層で構成することができる。コアは、金属、複合材料、熱可塑性物質、及びこれらの混合物から選択された少なくとも1つの要素を含むことができる。複合材料は、樹脂マトリックスに埋め込まれたガラス繊維で作製することができる。

使用できるエラストマのリストには、第1に、硫黄架橋による化学加硫反応や、過酸化物又はイオン化放射の反応によって形成された炭素−炭素結合や、他の特定のエラストマ分子の原子鎖によって架橋可能なゴム、第2に、物理的接続の産物として凝集する幾分非変形可能な「硬い」領域(これらのガラス遷移温度を上回る微結晶又は非結晶領域)間に弾性変形可能部分がネットワークを形成する熱可塑性エラストマ(TPE)、次に非熱可塑性エラストマ、そして最後に熱硬化性樹脂が含まれる。

環状シート補強体は、連続して交互に配置された少なくとも2層の異なる構成要素で構成することができる。交互に配置するということは、第1の層と第2の層を複数回連続して配置することを意味する。

環状シート補強体の全体的な軸方向長さは、タイヤのビード部の幅の30%以上かつ150%未満とすることができ、タイヤのビード部の幅の40〜110%であることがさらに好ましい。

環状シート補強体の平均半径方向厚さは、タイヤのサイズ及び用途に依存して0.3mm以上かつ20mm以下とすることができる。従って、乗用車用タイヤでは、この厚さが0.5〜10mmであることが好ましい。

環状シート補強体は、金属、複合材料、熱可塑性物質、及びこれらの混合物から選択された少なくとも1つの要素を含むことが好ましい。このコア又はこの多層は、上述したようなエラストマ、樹脂、又はこれらの混合物の選択を含む2層のマトリックス間に含まれることが好ましい。

環状シート補強体は、同じ又は異なる化学的性質を有するエラストマ化合物の異なる層のスタックで構成されることが好ましい。

積層の形を取る場合、補強体の軸方向長さは、5mmよりも大きくかつ25mmよりも小さく、半径方向厚さは、0.1mm以上かつ4mm以下であることが好ましい。

補強体のスタックを形成する各単一の要素は、1mmよりも大きくかつ25mmよりも小さな軸方向長さと、0.1mm以上かつ2mm以下の同じ又は異なる半径方向厚さとを有することができる。

環状シート補強体は、エラストマ、熱可塑性化合物、樹脂、又はこれらの混合物の選択を含む1層のマトリックス間の単一スレッドのスタックの形を取ることもできる。この単一スレッドは、繊維スレッド(ポリエステル、ナイロン、PET、アラミド、レーヨン、天然繊維(綿、亜麻、大麻))、金属スレッド、合成スレッド(炭素、ガラス強化プラスチック)、又はこれらの構成要素の混合物などの従来使用されているスレッドとすることができる。

環状シート補強体は、補強体がタイヤの円周方向に対して0〜90°の角度で配置された1又は2以上のプライの形を取ることもできる。

環状補強体は、アダプタの本体の半径方向外側又は半径方向内側、前記本体の両側、又はアダプタの本体の補強要素のプライ間に配置できることが好ましい。

外側補強体要素は、金属(鋼)、ナイロン、PET又はアラミドで構成することができる。外側補強体要素は、樹脂のマトリックス、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、玄武岩繊維、ポリ(エチレン2、6−ナフタレート)(PEN)、又はポリビニルアルコール(PVA)などの強化繊維を含むこともできる。

前記本体の主補強体は、4GPa以上の弾性を有することができ、金属(鋼)、繊維コード(レーヨン、アラミド、PET、ナイロン、ガラス繊維、炭素繊維、玄武岩繊維、ポリ(エチレン2、6−ナフタレート)(PEN)、又はポリビニルアルコール(PVA))で構成することができる。

アダプタは、リムの片側に、好ましくは車両の外側に配置できることが好ましい。この場合、リムは、片側に存在するアダプタの存在に適合するように非対称的な幾何学形状を有する。

本発明によるアダプタの本体の軸方向長さLは、2.54cmよりも大きくかつ8cmよりも小さくすることができ、3.17cmよりも大きくかつ5.10cmよりも小さいことが好ましい。

取り付けられたアセンブリが2つのアダプタを含む場合、これらのアダプタは、対称であっても、又は非対称であってもよい。アダプタの対称又は非対称の概念は、アダプタの本体の軸方向長さによって定められる。これらのアダプタの一方の本体の軸方向長さが他方よりも大きい場合、2つのアダプタは非対称である。

本発明による回転アセンブリは、各々が異なる又は同じ長さの本体を有する第1及び第2のアダプタを含むことが好ましい。

以下、実施例及び単に例示として示す以下の図を用いて本発明を説明する。

先行技術によるアダプタの概略図である。

リム上に取り外し自在に取り付けられた本発明による2つのアダプタ上に装着されたタイヤの概略的半径方向断面図である。

本発明による取り付けていないアダプタの概略的半径方向断面図である。

先行技術によるアダプタを示す図1は、(部分的に示す)タイヤP、アダプタA及びリムJを含む。

本発明ではそれ自体設計変更されていないタイヤは、赤道面XX’の両側において2つのサイドウォール部1を介して2つのビード部Bに接合されたクラウン補強体によって補強されたトレッド部で構成される。主にサイドウォール部1を補強するカーカス補強体2は、疑似三角形を有する輪郭形成要素5によってカーカス補強体の主要部分から分離されたターンアップ部4を形成するように、この例では「編み上げ」タイプの少なくとも1つのビードワイヤ3において各ビード部Bに係止される。

なお、重要な点として、本発明は、ラジアルタイヤ又はダイアゴナルタイヤなどの多くのタイプのタイヤ、さらには自立型サイドウォール部を有するタイプのタイヤを用いて実装することもできる。

リムJは、半径方向外縁部が湾曲したリムフランジ8によって軸方向に延びる2つのリムシート7を赤道面の両側において接続する、取り付け溝として知られている溝6を含む。

アダプタAは、主に軸方向外端部9、軸方向内端部10、及び端部9を端部10に接続する本体11を含む。

軸方向外端部9は、第1の部分20aと、第1の部分20aに接続された第2の部分20bとで構成された外側補強体要素20を含み、2つの部分20a、20bは、互いの間に実質的に垂直な角度を形成する。タイヤの装着時には、この外側補強体要素20によって形成される空間内にビード部Bのビードシートが嵌め込まれる。

図2に、タイヤPのビード部BをリムJの2つのリムフランジ8に接続する本発明による2つのアダプタAを含む取り付けられたアセンブリを示す。この図2のアダプタは、リムJ及びタイヤのビード部Bから取り外し自在である。

タイヤの各ビード部Bに配置されるアダプタAは、対称であっても、又は非対称であってもよい。対称とは、本体11の全長が両方のアダプタにおいて同一であることを意味する。アセンブリ(タイヤ、リム及びアダプタ)を取り付けると、タイヤのビード部Bは、アダプタシート14上に配置されて、支持面21を軸方向に支持するようになる。

図3に、本発明による、リムに取り付けられていないアダプタを示す。このアダプタは、ガラス強化プラスチックなどの複合材料から成る、断面が実質的に球形の幾何学的形状である外側補強体15を有する軸方向外端部9を一方の側に含み、金属補強体16を有する軸方向内端部10を他方の側に含み、繊維コードを含む2つのプライ17で構成された本体11を最後に含む。各プライのコードは、互いに平行である。一方の側では、前記プライ17が、補強体15の壁部の内側に軸方向に、及び外側に半径方向に接合され、他方の側では、端部10において、前記プライ17が、各端部にターンアップ部を形成するビードワイヤなどの金属補強体16に係止される。

本体11は、本体11の軸方向外端部に配置されたタイヤのビード部を受け入れるように意図された実質的に円筒形のアダプタシート18を含む。

本体11は、実質的に回転軸と垂直な平面に含まれて軸方向外端部の軸方向内面上に位置する、ビード部をハウジング内の適所に保持するように意図されたアダプタ支持面21も含む。このアダプタシート18は、100GPaに等しい圧縮係数を有する環状シート補強体19を含む。この図3の表現によれば、補強体19の全体が、本体11の半径方向外面に配置される。

本体11は、約3.175cm(1.25インチ)の長さを有する。この長さは、支持面21と、軸方向内端部10の軸方向外側リップ22との間で測定される。

既知の装置(図1)とは対照的に、環状シート補強体19は、外側補強体15に固定されない。これらの2つの補強体19、15は、互いに完全に独立する。

補強体19は、ゴム樹脂タイプのエラストマと交互になったワイヤの形の金属補強体を含む3層で構成される。補強体19は、半径方向の厚さが約1.5mmであり、軸方向の長さが約15mmである。

補強体19のエラストマ層は、半径方向の厚さが約0.3mmであり、軸方向の長さが約15mmである。

エラストマの層20は、アダプタを構成する全ての要素、すなわち補強体15、補強体16、本体11、及び補強体19の半径方向外面を覆う。

以下の実施例に、本発明によるアダプタを用いて得られた結果を示す。

実施例:縁石衝撃テスト このテストは、取り付けられたアセンブリを30°の迎え角で縁石に乗り上げさせるものである。この角度は、タイヤにとって非常に有害な応力をもたらすという事実に基づいて選択したものである。テストは、2つの異なる高さ(90mm及び110mm)の縁石を用いて行われる。 テストは以下のように進行する。タイヤがパンクするまでホイールを異なる速度で複数回通過させる。開始速度は20km/hとし、その後、新たな通過毎に速度を5km/hずつ増分する。 アダプタを備えていない従来のアセンブリ(対照1)を、国際公開第2000/078565号によるアダプタを備えたアセンブリ(対照2)、及び本発明によるアダプタを備えたアセンブリ(本発明)と比較する。これらのアセンブリは、全て6.5J16のリムを備えた205/55R16のサイズである。以下の表1に結果をまとめ、パーセントで示す。

100を越える結果は、横衝撃を受けた時の挙動に改善が見られたことを示す。 90mmの高さの縁石で行ったテストでは、対照タイヤが30km/hの速度でパンクしたのに対し、本発明によるアセンブリは、同じ速度、さらには50km/hの速度でも全く損傷を受けなかった。 110mmの高さの縁石で行ったテストでは、対照タイヤが20km/hの速度でパンクしたのに対し、本発明によるアセンブリは、同じ速度、さらには50km/hの速度でも全く損傷を受けなかった。

9 軸方向外端部 10 軸方向内端部 11 本体 15 外側補強体 16 金属補強体 17 プライ 18 アダプタシート 19 環状シート補強体 20 エラストマの層 21 アダプタ支持面 22 軸方向外側リップ L 本体の軸方向長さ