(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内側のホイールリムに取り付けられる安全支持体(1)として、加硫状態で使用できるゴム組成物であって、少なくとも1種のジエンエラストマーを含み、また(該ジエンエラストマー100部当たりの重量部phrで表して)、
5〜30phrのα-オレフィン熱可塑性ポリマー粒子、その融点は150℃以上であり、これら粒子の重量基準での平均サイズは、30μm〜500μmである、
60phrを超える強化フィラー、および
3〜8phrの硫黄
を含むことを特徴とする、上記ゴム組成物。
【請求項２】
該強化白色フィラーが、60〜80phrなる量のシリカからなる、請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
該組成物が、天然ゴムまたは合成ポリイソプレンからなる、単一ジエンエラストマーを含む、請求項１記載のゴム組成物。
【請求項４】
該組成物が、60phr以上の量の天然ゴムまたは合成ポリイソプレンと、40phr以下の、炭素原子数4〜12の共役ジエンモノマーを重合することによって得られるホモポリマーまたは1種以上の共役ジエン相互の、または該共役ジエンと、1種以上の炭素原子数8〜20のビニル芳香族化合物との共重合により得られるコポリマーとのブレンドを含む、請求項１記載のゴム組成物。
【請求項５】
タイヤ圧が降下した際に、該タイヤトレッドの支持を可能とするように、自動車タイヤ内側のホイールリムに取り付けられる、安全支持体(1)であって、該支持体(1)が、請求項１記載の加硫ゴム組成物からなることを特徴とする、上記支持体(1)。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ内のホイールリムに装着するための安全支持体として、加硫された状態で使用できるゴム組成物、タイヤ圧に降下が見られた際に、該タイヤのトレッドを支持することができる、このような支持体、該組成物の製法およびこの支持体を含む装着アセンブリーに関するものである。
【０００２】
【技術的背景】
公知の如く、自動車タイヤ用の安全支持体は、タイヤ圧が失われた際に、該タイヤのトレッドを支持することができるように、該タイヤ内のリム上に装着される。これら支持体は、特に該リムと合致させるためのベースと、上記のような事象が発生した際に、該トレッドと接触することになり、かつ公称圧力下における該トレッドに相対的なクリアランスを残すためのクラウンを含む。
日本国特許明細書JP-A-3/82601は、このような支持体を提案しており、そのベースおよびクラウンは、実質的に円筒状であり、また該支持体は更に、該ベースと該クラウンとを接続する環状体をも含む。
この環状体は、周辺部において連続な支持エレメントを含み、該支持エレメントは、該周辺部中央面の各側部において、軸方向に伸び、かつ該支持体の周辺部近傍に分配された、複数の隔壁、および実質的に周方向に伸びた結合エレメントを含み、各結合エレメントは、該支持体の同一の側部上に配置された2つの隣接する隔壁の各端部を接続しており、該結合エレメントは、該隔壁の各側部上に連続的に交互に配置されている。
【０００３】
ここで、該隔壁および結合エレメントは、実質的に直線状であり、アジマス関数としての、該支持エレメントの軸方向断面面積の、同一の面積の和に対する、最大値と最小値との間の差は、好ましくは0.3未満である。その結果、該アジマス関数として、該支持エレメントの軸方向断面面積は、大きくてもファクタ2だけ変動し、負荷容量の良好な均一性を保証し、かつ該支持体上を走行する際の振動を制限する。
この支持体は、本質的に硬質のポリマー材料を使用して製造され、また該支持エレメント全体は、圧縮性の負荷に対して耐え得るように設計される。
このような支持体は、公知の方法、例えば射出成型により製造できる。
タイヤの一部を構成し、改良された剛性を有する加硫されたゴム組成物は、更に例えば米国特許明細書US-A-5,023,301からも公知である。この文献に記載された組成物は、特にエラストマーマトリックスを含み、該マトリックス中には、最大長さ15μmのポリプロピレンフィブリルおよび強化フィラーがランダムに分散されている。
これら組成物の主な欠点の一つは、これらのポリプロピレンフィブリルを含まない「コントロール組成物」に比して、低い破断点伸びを持つことにある(その最終的な伸び率は、該「コントロール組成物」の対応する伸び率の1/3未満である)。これら組成物は、安全支持体の製造には適さないものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ内側のホイールリム上に装着すべき安全支持体として、加硫状態で使用できるゴム組成物を提供することにあり、この組成物は、少なくとも1種のジエンエラストマーを含み、該エラストマーは、比較に適した平坦部走行時点の有効寿命において、該支持体の重量減少性能を、更に改善するようなものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の組成物は、更に(該ジエンエラストマー100部当たりの質量(重量)部phrであらわして)、5〜30phrのα-オレフィン系熱可塑性ポリマー粒子(その融点は150℃以上であり、これら粒子の重量基準での平均サイズは、30μm〜500μmである)、60phrを超える強化フィラー、および3〜8phrの硫黄を含む。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、非-加硫状態および加硫状態両者の状態にある、ゴム組成物に関連するものであることに気付くであろう。
該エラストマーに関連して、ジエンエラストマーは、少なくとも部分的にジエンモノマー(2つの炭素-炭素二重結合を持つ、共役または非-共役モノマー)から得られるエラストマー(即ち、ホモポリマーまたはコポリマー)を意味すべく使用される。
好ましくは、該エラストマーは、少なくとも1種の本質的に不飽和のジエンモノマーによって構成されることに気付くであろう。
本質的に不飽和のジエンエラストマーとは、15%(モル％)を超える、ジエン(共役ジエン)起源の部分または単位の含有率を有する、少なくとも部分的に共役ジエンモノマーから得られる、ジエンエラストマーを意味するものと解釈され、例えば：
a)   共役ジエンモノマー、例えば1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(またはイソプレン)、2,3-ジ(C1〜C5アルキル)-1,3-ブタジエン、例えば2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジエチル-1,3-ブタジエン、2-メチル-3-エチル-1,3-ブタジエン、2-メチル-3-イソプロピル-1,3-ブタジエン、フェニル-1,3-ブタジエンの重合により得られる任意のホモポリマー、
b)  1種以上の共役ジエン相互の共重合、または1種以上の共役ジエンと、1種以上のビニル芳香族化合物、例えばスチレン、o-、p-またはm-メチルスチレンとの共重合により得られる、任意のコポリマーである。ブタジエン-スチレンコポリマー、またはブタジエン-イソプレンコポリマーを例示することができる。
【０００７】
本発明の一態様によれば、本発明の組成物は、完全に天然ゴムまたは合成ポリイソプレンからなる単一のジエンエラストマーを含む。
本発明の態様の一変形によれば、該組成物は以下のようなブレンドを含む：即ち、60phr以上の量の天然ゴムまたは合成ポリイソプレンと、40phr以下の、炭素原子数4〜12の共役ジエンモノマーを重合することによって得られるホモポリマーまたは1種以上の共役ジエン相互の、または該共役ジエンと、1種以上の炭素原子数8〜20のビニル芳香族化合物との共重合により得られるコポリマーとのブレンド。
従って、該組成物は、例えば約60phrの天然ゴムと約40phrのポリブタジエンとのブレンドを含むことができる。
本発明のゴム組成物の該強化フィラーは、大部分の、即ち50%を越える質量分率の強化白色フィラーを含むことが好ましい。
強化白色フィラーは、白色フィラー/エラストマー結合剤以外の如何なる中間的な手段をも使用することなしに、それ自体でタイヤ製造用のゴム組成物を強化できる白色フィラーを意味するものと解釈され、換言すれば該白色フィラーは、タイヤグレードのカーボンブラックを含む従来の強化フィラーに取って代わり得る、強化作用をもつものである。
【０００８】
このような強化白色フィラーは、例えばシリカからなるものであり得、また有利には該組成物中に、60〜80phrなる範囲、より一層有利には65〜75phrなる範囲の量で存在する。
使用可能な適当なシリカは、100m2/g以上の、BETまたはCTAB表面積値をもつ、当業者には公知の任意の沈降シリカまたは熱分解シリカであるが、高度に分散性の沈降シリカが好ましい。
「高度に分散性のシリカ」とは、極めて高い抗凝集能力をもち、かつエラストマーマトリックス中への分散能をもつ任意のシリカを意味するものと理解され、これらは、電子顕微鏡または光学顕微鏡による公知の方法によって、薄い断面上で観察できる。例示でき、本発明で使用可能な、このような高度に分散性のシリカの、非-限定的な例は、デグッサ社(Degussa)から入手できるシリカBV3370およびBV3380、ロディア社(Rhodia)から入手できるシリカゼオシル(Zeosil)1165MPおよび1115MP、PPG社から入手できるシリカBXR160またはフーバー社(Huber)から入手できるシリカゼオポル(Zeopol)8745Mである。
好ましくは、110〜200m2/gなる範囲、更に一層好ましくは140〜195 m2/gなる範囲の、BETまたはCTAB表面積値をもつシリカを使用する。
このシリカの物理的状態は重要ではなく、粉末、マイクロビーズ、顆粒、ボール等の状態であり得る。
【０００９】
また、シリカとは、勿論異なるシリカのブレンドをも意味するものと解釈される。このシリカは、単独でまたは他の白色フィラーの存在下で使用できる。該CTAB比表面積値は、1987年11月の標準規格NFT45007の方法に従って測定される。該BET比表面積値は、J. Am. Chem. Soc. 1938, 60:309に記載され、1987年11月の標準規格NFT45007に対応する、ブルナウアー、エメットおよびテラーの方法に従って測定される。
以下に記載するものは、同様に使用できる強化白色フィラーの非-限定的な例である：
(式：Al2O3で示される)アルミナ、例えば欧州特許明細書EP-A-810,258に記載されている、高分散性アルミナ、あるいはまた水酸化アルミニウム、例えば国際特許出願明細書WO-A-99/28376に記載されているようなもの。
【００１０】
本発明の組成物で使用する該強化フィラーは、少量、即ち50%未満の質量分率で、グレード６またはグレード7カーボンブラックを含む。この目的で、例えばカーボンブラックN683およびN772を使用することができる。カーボンブラック/シリカまたは部分的にまたは完全にシリカで被覆したカーボンブラックも、本発明による強化フィラーとして適したものである。
更に有利には、本発明のゴム組成物は、該強化フィラーが強化白色フィラーを含む場合に、強化白色フィラー/エラストマー結合剤(カップリング剤としても知られる)を含み、その目的は該白色フィラーと該エラストマーとの間に十分な化学的および/または物理的な結合(カップリング)を与え、しかも後者に対するこの白色フィラーの分散を容易にすることにある。
少なくとも2官能性のこのような結合剤は、例えば簡略化された一般式：Y-T-Xを有する。ここで、Yは該白色フィラーと物理的および/または化学的に結合できる官能基(「Y」官能基)を表し、このような結合は、例えば該カップリング剤の珪素原子と該フィラーのヒドロキシル(OH)表面基(例えば、シリカの場合には表面シラノール)との間に確立できる。Xは、例えば硫黄原子によって、該エラストマーと物理的および/または化学的に結合できる官能基(「X」官能基)を表し、TはYとXとの結合を可能とする炭化水素基を表す。
【００１１】
これら結合剤は、特に、問題とする該フィラーを被覆するための単純な薬剤と混同してはならず、後者は公知の如く、該フィラーに対して活性な該Y官能基を含むが、該エラストマーに対して活性な該X官能基を含まないものである。
種々の有効性をもつこのような結合剤は、極めて多くの文献に記載されており、かつ当業者には周知である。事実、タイヤ製造のために利用できる該ジエンゴム組成物中で、該シリカとジエンエラストマーとの間の有効な結合を保証することが知られている、またはこのような結合を形成する傾向のある任意の結合剤、例えばオルガノシラン、特に多硫化アルコキシシランまたはメルカプトシランを使用することができる。
特に多硫化アルコキシシランが使用され、その例は例えば特許明細書US-A-3,842,111、US-A-3,873,489、US-A-3,978,103、US-A-3,997,581、US-A-4,002,594、またはより最近のUS-A-5,580,919、US-A-5,583,245、US-A-5,663,396、US-A-5,684,171、US-A-5,684,172およびUS-A-5,696,197に記載されているものである。これら特許明細書は、このような公知の化合物を詳細に記載している。
本発明の組成物にとって特に適したものは、以下の一般式(I)を満足する、所謂「対称性」多硫化アルコキシシランであるが、これらに限定されない：
(I)            Z - A - Sn - A - Z
ここで、nは2〜8(好ましくは2〜5)の整数であり、Aは二価の炭化水素ラジカル(好ましくは、C1-C18アルキレン基またはC6-C12アリーレン基、より好ましくはC1-C10アルキレン基、特にC2-C4アルキレン基、とりわけプロピレン基)であり、Zは以下の式の何れかに相当し：
【００１２】
-Si(R1)2-R2; -Si(R2)2-R1; -Si(R2)3
ここで、置換されていてもいなくてもよく、同一または異なっていてもよい、該基R1は、C1-C18アルキル基、C5-C18シクロアルキル基、またはC6-C18アリール基(好ましくはC1-C6アルキル基、シクロヘキシル基またはフェニル基、特にC1-C4アルキル基、より好ましくはメチルおよび/またはエチル基)を表し、置換されていてもいなくてもよく、同一または異なっていてもよい、該基R2は、C1-C18アルコキシ基またはC5-C18シクロアルコキシ基(好ましくは、C1-C8アルコキシ基またはC5-C8シクロアルコキシ基、より具体的にはメトキシおよび/またはエトキシ基)をあらわす。
上記式(I)に相当する多硫化アルコキシシラン混合物、特に従来の市販品として入手できる混合物の場合、「n」の平均値は、好ましくは2〜5の範囲内で変動する分数であることが理解されよう。
より具体的に述べることができる、多硫化アルコキシシランは、ビス(アルコキシ(C1-C4)シリルプロピル)、特にビス(トリアルコキシ(C1-C4)シリルプロピル)のポリスルフィド、特にビス(3-トリメトキシシリルプロピル)またはビス(3-トリエトキシシリルプロピル) のポリスルフィドである。これら化合物の中で、式：[(C2H5O)3Si(CH2)3S2]2で示され、TESPTと略称されるビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドを使用することが好ましく、これは例えばデグッサ社により、商品名Si69(またはカーボンブラック上に50質量%(重量%)なる含有率で担持されている場合には、X50S)として市販されており、あるいはまたウイトコ社(Witco)により商品名シルケスト(Silquest)A1289として市販されている。
【００１３】
当業者は、意図する用途、使用したエラストマーおよび使用した強化白色フィラーの量に従って、本発明の組成物におけるカップリング剤の含有率を調節できる。
本発明のゴム組成物において、カップリング剤の質量基準の含有率は、強化白色フィラーの質量に対して、2〜15%の範囲内、および好ましくは5~12%の範囲内であり得る。
本発明の組成物における硫黄含有率については、好ましくは4〜6phrの範囲内で変えることができることに気付くであろう。
本発明のゴム組成物は、該エラストマー、該強化フィラーおよび随意の1種以上の強化白色フィラー/エラストマー結合剤の他に、ゴム混合物において通常使用される、全てのまたは一部の他の成分および添加剤、例えば可塑剤、顔料、酸化防止剤、加硫促進剤、エキステンダー油、該強化白色フィラーを被覆するための、1種以上の試薬、例えばアルコキシシラン、ポリオール、アミン等を含む。
本発明の一態様によれば、該α-オレフィン系ポリマーは、アイソタクチックポリプロピレンからなる。
本発明のもう一つの特徴によれば、該α-オレフィン系ポリマーは、実質的に球形の粒子として該エラストマー中に分散される。
本発明の他の特徴によれば、該ゴム組成物は、10MPaを超える、および好ましくは15MPaを超える、10%変形におけるM10弾性率を示す。この組成物を安全支持体として使用する場合、該組成物は、好ましくは例えば25〜35MPaなる範囲内のM10弾性率を示す。
【００１４】
この加硫ゴム組成物を製造するための、本発明の方法は、本質的に以下の工程を含む：
第一の熱機械加工段階において、該エラストマー、該強化フィラーおよび該α-オレフィン系ポリマーを、落下温度約155℃にて、粉末状態で混練し、次いで第二の熱機械加工段階において、硫黄加硫系を、該第一段階の完了時点で得られた混合物に添加し、次に第三の加硫段階において、該第二段階の完了時点で得られた混合物を加硫し、但しこれら3つの段階の作業温度を、常に該α-オレフィン系ポリマーの融点以下として、該α-オレフィン系ポリマーを、実質的に球状の粒子として、該エラストマー中に分散させる。
本発明の例示的態様の一つによれば、該第一段階において、該混練を、実質的に100℃に等しい初期温度で実施し、次いで該第二段階において、該添加を、100℃以下の温度で実施し、次に該第三段階において、該硬化を、実質的に150℃に等しい温度で実施する工程を含む。
本発明による安全支持体は、本発明の上記ゴム組成物からなるようなものである。
本発明によるこの支持体は、例えばタイヤ用の支持体であって、該リムと合致させるための、実質的に円筒状のベースと、圧力降下が見られた際に該タイヤトレッドと接触させ、かつ公称圧力下における該トレッドに相対的なクリアランスを残すための、実質的に円筒状のクラウンと、該ベースと該クラウンとを一緒に接続している、環状体とを含む型のものであり、該環状体は、周辺部中央面をもつ周辺部で連続する支持エレメントを含み、該支持エレメントが、該周辺部中央面の各側部において、軸方向に伸び、かつ該支持体の周辺部近傍に分配された、複数の隔壁を含んでいる。
【００１５】
この例の、本発明による支持体の第一の態様によれば、該環状体は、また該支持体の該側部の一方上で実質的に周辺部に伸びた結合エレメントを含み、各結合エレメントは、該支持体の該側部上に配置された2つの隣接する隔壁の各端部を接続しており、該結合エレメントは、該隔壁の各側部上に連続的に交互に配置されている。
この第一の態様において、該結合エレメントは、2つの隣接する隔壁の間において、該支持体の該クラウンから該ベースまで伸びたリブによって、相互に支持されており、かくして該結合エレメントは、該支持体の該側部全てに沿って、ガセット形状にある連続的な結合壁を形成する。
より正確には、この結合壁は、複数のセルを含み、該セル各々の境界は、2つの隣接するリブによって定められており、各セルの底部は実質的に二面形状を呈し、その稜は該隔壁の一つにより形成され、またその面は夫々該交互に配置された結合エレメントによって形成される。
本発明の支持体の、この例に関する第二の態様によれば、該環状体は、また該支持体の両側に、実質的に周方向に伸びた結合エレメントを含み、各結合エレメントは、該支持体の同一の側に配置された2つの隣接する隔壁の各端部を接続しており、該結合エレメントは、該隔壁の各側部に順次交互に配置されている。
この第二の態様において、該隔壁は、動径方向の負荷を受けた状態にある該環状体の座屈抵抗を高めるように、その横方向の端部に相対的に、その中央部において改良されている。
【００１６】
事実、該支持エレメントの中央部分は、該結合エレメントから離れて、該支持体上を走行中に、反復的な座屈変形によって、破壊される恐れがある。本質的にエラストマー材料によって製造された支持体の場合には、走行中のこのような反復性の座屈変形は、伸ばされる該壁の側部における、亀裂の発生およびその伝播をもたらす。他方、本質的に可塑性材料で製造された支持体の場合には、座屈変形は、可塑性変形をもたらす。このような不可逆性の変形は、該構造の負荷容量および剛性を著しく減じ、段階的にその機能の達成を不可能にする。
該隔壁の中央部分およびその横方向の端部における、該隔壁の厚みの比は、1.1を越え、好ましくは1.5を越える。この厚みにおける変動は、該隔壁中央部分の座屈抵抗を実質的に増大させる。このことは、与えられた動径方向の負荷に対して、該結合エレメントの厚みが制限されており、かつ該支持体の全重量が減じられることを意味する。
一方の横方向端部から他方の横方向端部に向かい、これら隔壁は、少なくとも一つの、好ましくは3つの、該隔壁の曲率方向における反転を示す。
これら隔壁は、例えば2つの横方向の部分間で、実質的に軸方向に伸びた中央部分を持ち、これら横方向の部分は、該結合エレメントと交わり、かつ20〜40度なる範囲の、周方向に対する角度γをなす。
もう一つの態様によれば、これら隔壁は、その中央帯域において、実質的に軸方向に伸び、かつ相互に関して周方向に分岐した2つの部分を、第三の結合部分と共に有する。この第三の結合部分と、該2つの実質的に軸方向に配向した部分との間の、配向における平均の変化αは、好ましくは20度を越える。
【００１７】
各結合エレメントは、該環状体の外側に向かって実質的に軸方向に伸びた少なくとも一つの壁によって、該支持エレメント側部の一方のみまたは両方に支持させることができる。
これら軸方向の壁は、該支持エレメントと一体化され、かつ比較的短いので、座屈に対してはかなり鈍感である。該支持体の与えられた一定の幅において、これら軸方向の壁は、該支持エレメントの幅を減じ、かつ結果として該エレメントの座屈抵抗の増大を可能とする。
好ましい態様において、各結合エレメントは、支持用軸方向の壁および該２つの隣接する隔壁の横方向の端部と共に、3つに分岐した星型の構造を形成する。また、一つの軸方向の壁に関する該軸方向の幅は、該支持エレメントの該2つの隣接する隔壁の、軸方向の幅の1/2以下である。
本発明の支持エレメントは、また実質的に円筒状で、該支持体と同軸状にあるウエブを含み、このウエブは、例えば該支持エレメントの1/2の高さにおいて、放射状に配置されている。
このウエブは、該環状体の残部と同一の材料で作成される。1/2の高さに配置した場合、該ウエブは該隔壁の高さを2分して、限界座屈負荷を、ほぼ4分することを可能とする。
本発明の支持体の製造を簡略化するために、該支持エレメントの幾何形状を種々調節して、該支持体の軸方向における取り出しを妨害する、アンダーカット部分を含まないようにする。
【００１８】
好ましくは、本発明による自動車用の装着アセンブリーは、ホイールリム、該リムに装着されたタイヤおよび本発明の該支持体を含む型のものであり、該リムはその周辺端部各々に、該タイヤのビードを受け取るためのリムシートを含み、該リムはその２つのシート間に、一方ではベアリング表面を、および他方では該ベアリング表面と該シートの一方、または第一のシートの軸方向内側リップとを接続する、装着溝を含む。
該ベアリング表面によって該リムに与えられたこの平坦な構造は、平坦部走行中に該支持体の全幅が、「中空」タイヤのリムとは違って、負荷を支持している如きものであることに気付くであろう。
本発明の上記特徴並びにその他の特徴は、本発明に従う態様の幾つかの例に関する、以下の説明を読むことによって、より一層よく理解できるであろう。これら例は、本発明以外の例との、比較のために例示されるのであり、本発明を限定するものではない。
本発明による支持体の構造例に関連する上記態様を、添付図を参照しつつ以下において更に説明する。
これら例において、平坦部の走行テストを、本発明の支持体および一方で製造に使用したゴム組成について異なっており、他方においてはこれら支持体の選択された構造において異なる「コントロール」支持体について行った。
【００１９】
図１および２を参照すると、テストされた各支持体１は、本質的に以下に記載する3つの部分を含む：一般に環状の形状を持つベース2、実質的に環状であって、放射状の外部壁上に長手方向の溝5を有するクラウン3、および該ベース2とクラウン3とを接続する環状体4。
図2は、特に支持体1の機能、即ちタイヤ空気圧が著しく低下した場合に、タイヤトレッドを支持する機能を説明するものである。
これらテストされた支持体各々は、「プジョー(PEUGEOT)806」なる名称の下で市販されている自動車に装着するための、装着アセンブリーに組み込まれる。
この装着アセンブリーで使用する該リムは、図2に示したような、本発明の好ましい装着アセンブリーを参照しつつ上で説明したものであった(このリムは、またフランス特許明細書FR-A-2,720,977にも詳しく記載されている)。
より正確に言えば、テストされた各装着アセンブリーの特徴的な寸法(夫々タイヤ幅、タイヤ径、リム径)は、mm単位で表して、205-650-440である。
テストされた各支持体のmm単位で表した特徴的な寸法(夫々幅、内径、高さ)は、135-440-  50である。
平坦部走行テスト(コントロールテストおよび本発明によるテスト)各々に対して、動径方向における該支持体の、同一の相対的な圧潰を達成するように注意した(この一定の相対的な圧潰は、該支持体の高さに対する撓みの比として定義される)。
【００２０】
該テスト各々の走行条件は、以下の通りであった：
ホイール上の負荷：530kg；走行速度：100km/h；走行温度：20〜25℃；および高速自動車道型のサーキット上での走行。
コントロール実験
1)  コントロール実験1
この平坦部走行テスト用の上記装着アセンブリーに組み込んだ、第一のコントロール支持体は、以下に定義する加硫ゴム組成物からなる。
エラストマー：    天然ゴム                              100phr；
強化フィラー：    「ゼオシル(ZEOSIL)1165MP」シリカ      54phr
(このシリカは、ロディア(Rhodia)により市販されているもので、少なくとも150〜160 m2/gなるBETおよびCTAB表面積値を持つ)。
カップリング剤：  Si69/カーボンブラックN330            8.5phr
(ここで、Si69が4.25phr、およびカーボンブラックN330が4.25phr)
「6PPD」：                                                2phr
ZnO：                                                   4phr
ステアリン酸：                                          1phr
加硫促進剤：「CBS」                                       3phr
硫黄：                                                4.5phr
ここで、「6PPD」は、N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミンであり、また「CBS」は、N-シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアミドである。
【００２１】
この第一のコントロール支持体は、実質的に9MPaに等しいM10弾性率によって特徴付けられる(M10は、標準規格ISO37-1977による、約10%の変形および室温において、第三の負荷サイクルについて得られた、割線伸び率に関する標準的な略号である)。
この支持体は公知の構成を持つものであり、図１および2との関連で、図13に示されている。
図２の断面は、環状体４の第一の中実部分４aを、該環状体４の実質上半分を超えて軸方向に伸びた、かつ実質的に軸方向に外側に開放する溝(図１をも参照)からなる、第二の部分4bと共に示している。これらの溝4bは、該環状体４の周辺全体に渡り規則的に配置され、かつ隔壁6を画成しており、該隔壁は、該支持体1の該クラウン3およびベース2同士の、直接的な動径方向の接続を与える。
この幾何形状は、該隔壁が破壊された際に、圧縮荷重ではなく、寧ろ曲げ荷重を該隔壁6に及ぼすという利点を持つ。該溝4bおよび結果として該隔壁6は、該支持体上を走行中に、規則的な支持を保証するのに十分な数で存在する。
より正確には、テストされたこの第一のコントロール支持体1は、その周辺部に、38個の隔壁6を含み、その各々は厚み18mmを有し、38mmの間隔で2つ毎に間隔をおいて配置されている。
更に、ベース2およびクラウン3は、夫々厚み7mmおよび8mmをもつ。この第一のコントロール支持体1の環状体は、(軸方向の)厚み35mmを持つ。
この第一のコントロール支持体の質量は、8kgである。
この第一のコントロール支持体を含む該装着アセンブリーに関する、上記条件下での該走行テストの結果は、200kmを越える実用寿命を示した。
【００２２】
2)  コントロール実験2
平坦部走行テスト用の、上記装着アセンブリーに組み込まれた第二のコントロール支持体は、該第一のコントロール支持体で使用した加硫ゴム組成物とは、天然ゴム(60phr)とポリブタジエン(40phr)とのブレンドを含む点においてのみ異なる、加硫ゴム組成物からなり、この支持体の構造、寸法および質量は、該第一コントロール支持体の値と同一である。
この第二のコントロール支持体は、該第一のコントロール支持体と実質的に同一のM10モジュラスによって特徴付けられる。
この第二のコントロール支持体を含む、この装着アセンブリーに関する、上記条件下での走行テストの結果は、同様に200kmを越える実用寿命を示した。
また、上記コントロール実験1または2に準ずるコントロール組成物からなるが、図3〜12を参照して以下に記載されるような構造をもつ、他のコントロール支持体についても、テストを行った。この場合には、上記条件下での走行テストの結果は、100km未満の実用寿命を示した。
【００２３】
本発明による支持体に関する実験
本発明による一連の支持体をテストした。これら支持体全ては、同一の加硫ゴム組成物からなり、また夫々は図3〜12に示された構成を持つ。本説明における明確化の目的で、これらテストした支持体の構造は、この説明の終わりに示されるであろう。
本発明による各支持体は、以下の成分からなる加硫ゴム組成物によって特徴付けられる：
【００２４】
【表１】
0004691261.tif 000002
【００２５】
この加硫ゴム組成物は、以下のようにして調製する。
6リットル容量の密閉式ミキサー内で行った、第一の熱機械的加工段階においては、該加硫系を除き、該カップリング系および各種添加剤を含む必要な成分の全てを、混練する。従って、該エラストマー、該強化フィラーおよび該ポリプロピレンは、初期温度(エラストマー供給温度)100℃にて、該ポリプロピレンが該エラストマー中に分散されるように、粉末状態で混合する。この際の落下温度は約155℃である。
第二の機械加工段階において、該硫黄加硫系を、100℃以下の温度にて、該第一段階の完了時点において得られる混合物に添加する。
第三の加硫段階においては、該第二段階の完了時点において得られる混合物を、150℃なる温度にて硬化する。
これら３段階をポリプロピレンの融点(168℃)以下の温度にて実施することにより、ポリプロピレンのフィブリル化されていない粒子の、該エラストマー中への分散を達成できることに気付くであろう。より正確には、これらのフィブリル化されていない粒子は、実質的に球形の形状を示す。
篩別法を利用して、ポリプロピレンの与えられた初期質量に対して、該篩に連続的に通した際の、大形の粒子の割合を測定することによって、ミキサー内に導入された該ポリプロピレン粉末の粒度分布を測定した。この方法は、標準規格ISO-1435およびNF-14001に従って実施した。
この粒度分布は、各篩に対して以下の通りであり、ポリプロピレンの該初期質量に対する積算質量分率で表した。
【００２６】
【表２】
0004691261.tif 000003
【００２７】
これを基にして、本発明によるゴム組成物中の該粒子の、重量基準の平均粒径は、50μm〜500μmなる範囲内にあるものと結論付けた。
有利なことに、本発明の各支持体は、質量5kgを有し、これは該コントロール支持体各々の8kgという質量に対して、実質的に1/3だけ軽量化される。結局、本発明によるこのような支持体は、このような分散体を含まない支持体に比して、低減された質量をもつことに気付くであろう。
更に、夫々本発明の支持体を含む、装着アセンブリーに関する、上記条件下での走行テスト結果は、同様に200kmを越える実用寿命を示した。
また、本発明による各支持体は、約30MPaなるM10モジュラスによって特徴付けられ、この値は該支持体に、該分散体を含まない支持体の剛性を越える剛性を付与する。
本発明による各支持体のゴム組成物中で好ましく使用される、シリカ等の該強化白色フィラーは、この組成物に、上記の剛性に加えて、一方では改善された未硬化加工特性を付与し、かつ他方では凝集性等の改善された硬化後の特性を付与する。
【００２８】
本発明による支持体に関する、各場合においてテストされた構造
本発明による支持体の、好ましい第一の構造設計を、図3に示す。
図1および2において、上位概念で述べたように、図3の安全支持体1は、該ベース2、該クラウン3および該環状体4を含む型のものである。
図3は、周辺部において連続的なこの好ましい支持体1の支持エレメント7を示し、この支持エレメントは、該支持体1の該周辺中央面P各側部上に軸方向に伸び、かつ該支持体1の周辺近傍に分配された、複数の隔壁6を含む。
図3において、この支持エレメント7は、該支持体1の側部の一方において、実質的に周辺部に伸びた結合エレメント８を含む。各結合エレメント８は、該支持体1の該側部上に配置された、隣接する2つの隔壁6の各端部6aを接続する。また、該結合エレメント８は、該隔壁６の各側部上に交互に連続的に配置されている。
より正確には、該結合エレメント８は、2つの隣接する隔壁6間で、該支持体1の該クラウン3から該ベース2まで伸びたリブ8aによって相互に支持されており、結果として該結合エレメント８は、該支持体1の該側部全体に沿ったガセットとして、連続的な結合壁９を形成する。
【００２９】
より正確に言えば、該結合壁９は複数のセル9aを含み、その各々の境界は2つの隣接するリブ8aによって定められている。各セル9aの底部は、実質的に二面形状を有し、その稜部は該隔壁６の１端部6aにより形成され、かつその面は、それぞれ該交互に配置された結合エレメント8により形成される。
この好ましいテストされた構造例においては、該支持体1の周辺近傍に、該支持体1の、40個の隔壁６がある。その各隔壁は、厚み8mmを有し、またその間隔は40mmである。上記のように、テストされた各支持体１は、幅135mm、径440mmおよび高さ50mmをもつ。
更に、該支持体1のベース2およびクラウン3は、夫々6mmおよび7mmの厚みをもつ。
その上、該結合エレメント8に対する軸方向のメジアンである面P'と、該リブ8aの各自由末端との間の、軸方向における距離は、この好ましい例において、20mmである。
本発明の支持体１に関する構造の第二の設計は、図4に示されており、図5〜12はこの第二の設計の変形を示すものである(図4と同様な構造エレメントは、以下図5から始めて、各図に対して10づつ増大させた参照番号により示される)。
上記第一の設計におけるように、これらの図4〜12に関連する該支持体１は、全てベース2、クラウン3および環状体10を含む型のものである。
【００３０】
図4はこのような環状体10を示す。この環状体は、周辺において連続な支持エレメント11からなり、該支持エレメント11は、2つづつ結合エレメント13によって接続された、一組の隔壁12を含む。
これら隔壁12は、該支持体1の周辺中央面Pの各側において横方向に伸びており、またこれらは該支持体1の周辺近傍に規則的に分配されている。これらは、周方向に対して傾斜角Δを有し、該傾斜角は90度に近づく。その厚みHは一定である。更に、2つの隣接する隔壁12は、該軸方向に対する対向する傾斜角をもつ。
これら結合エレメント13は、厚みeを有し、これらは周方向に配向し、かつ各々は、該支持体1の同一の側に配置された、2つの隣接する隔壁12の各端部を接続する(これら2つの端部は、相互に最も近接したものである)。
従って、該結合エレメント13は、該隔壁12の各側に、交互に連続的に配置される。
軸方向に取り出される該支持体1の製造を簡単化するために、該支持エレメント11がアンダーカットエレメントを含まないことに気付くであろう。
図5は、図4の支持エレメント11に対する、別の態様に係る支持エレメント21を示す。
この支持エレメント21の隔壁22は、その中央部分において厚みHをもち、これは該隔壁の横方向端部におけるその厚みhよりも大きい。この例において、Hはhの大きさの約2倍である。
【００３１】
この厚みにおける変化は、該隔壁22の中央部分に、極めて良好な座屈抵抗を与える。該横方向の端部は、連続的な様式で、結合エレメント23と接続しており、これは該エレメントに良好な座屈抵抗を与える。
10%程度の低い厚みにおける変化は、過負荷座屈の発生を遅らせる上で、かなりの効果を持つ可能性がある。
図6は、もう一つの異なる態様に係る、支持エレメント31を示す。
前と同様に、この支持エレメントは、結合エレメント33によって接続された、隔壁32を有する。これら隔壁32は、周方向に対して同一の傾斜角Δをもつ2つの横方向の部分34を含み、これらは周方向に分岐しており、かつ実質的に周方向に配向した第三の部分35によって、該支持エレメント31の中央部分において接続されている。
横方向の部分34と該中央部分35との間の配向における平均の変化αは、この場合には80度程度である。該部分35は周方向に配向しているので、該角度αとΔとは互いに等しい。
該2つの横方向部分の平均配向とは大幅に異なる平均配向を持つ、この第三の中央部分35の存在は、該隔壁22の中央部分の座屈抵抗を増大する。
【００３２】
効果的であるためには、この変化αは、20度を越える必要がある。
この態様において、該隔壁32は、一つの横方向の端部から他方の端部までに、その曲率における方向の1回の反転を含む。
図7は、支持エレメント41をもつ、もう一つの別の態様を示す。
この場合、該支持エレメント41の一方の側部に配置された該結合エレメント43は、該結合エレメント44の長さよりも小さな長さをもち、該結合エレメント44は、該支持エレメント41のもう一方の側に配置されている。
実質的に二倍の長さをもつ該結合エレメント44は、該支持体1のこの側の該支持エレメント41の圧縮剛性を高めることに気付くであろう。この後者の側は、自動車の内側に向かって配置されるべきであり、その側で、該支持体1により負荷が生じ、運転中に最大となる。
図8は、支持エレメント51を含む、更に別の態様を示す。
この場合、結合エレメント53は、隔壁52の円の弧として、該2つの横方向端部54間の接触表面まで減じられる。
該隔壁52は、また中央接続部55をも含む。
【００３３】
該２つの横方向部分56と該中央部分55との間の平均配向における変動αは、90度よりも大きく、また110度程度であり、これは該支持エレメント51の中央部分におけるその平均支持密度を増大させることに気付くであろう。
一方の横方向端部から他方の端部までに、これら隔壁52は、その曲率の方向において、3つの反転部分を含む。
図9は、更に別の態様に係る支持エレメント61を示し、以下のような変更を施した、図8の態様に類似する変形を示す。
隔壁62は、直線状のセグメントを含み、かつその曲率の方向において、3つの反転部を含む。これら隔壁は、2つの軸方向に配向した横部分64を含み、該横部分は一方で中央部分65によって接続され、他方では周方向に対して30度近傍の平均配向γを持つ、横端部66によって結合エレメント63に接続されている。
該隔壁62の2つの軸方向に配向した部分64と、中央結合部分65との間の配向における平均の変動αは、40度程度である。
これら結合エレメント63は、この場合、2つの隣接する横端部66間に配置された、実質的に三角形の断面を持つエレメントとして定義できる。
【００３４】
該支持エレメント61の両側において、環状体60は一組の実質的に軸方向に配向した壁67を含み、該壁から各結合エレメント63が、該支持体1の外側に向かって伸びている。図9から理解されるように、該隣接横端部66および該軸方向の壁67の、各結合エレメント63との会合は、結果として3方に分岐した星型を形成し、これは座屈に対して高い抵抗性をもつ。
図10は、更に別の態様に係る支持エレメント70および結果としての支持エレメント71を示す。
この後者のエレメントは、軸方向に配向した中央部分74をもつ隔壁72を含み、該中央部分は横端部75によって各側に伸び、周方向に対して、30度近傍の配向γをもつ。
環状体70の一方の側において、結合エレメント73は、該2つの隣接する横端部75間の接触表面まで減じられる。他方の側において、該環状体70は横壁76を含み、該壁はこの側において結合エレメント77を支持し、該結合エレメントは実質的に三角形状のものである。
この後者の側において、該支持エレメントの圧縮剛性はより大きいことに気付くであろう。
該横壁76の長さは、特に該隔壁72の、中央部分74の長さの1/2未満であり、従ってこれらは座屈する傾向をもたない。
【００３５】
最大の動径方向の圧縮剛性を持つ、該支持エレメント71の側は、好ましくは自動車の内側に配置すべきである。事実、自動車のこの内側において、負荷は最大であることが観測されている。
該隔壁72は、その中央部分74において厚みHを有し、この厚みはその横部分75の厚みhよりも大きく、そのためにこの中央部分74の座屈抵抗が高められる。
図11は、更に別の態様に係る、図10の該環状体70に極めて類似する変形である、支持エレメント80を示す。
この環状体80は、軸方向の横壁86および87を含み、これらは両側において支持エレメント81を支持しており、該支持エレメントは、また該支持エレメント71と、構造上極めて類似している。
該環状体80の与えられた幅に対して、これら横壁86および87は、該連続支持エレメント81の、該隔壁82の持つ軸方向の幅を減じ、および結果としてこの全体的な構造の座屈抵抗を改善するという利点を持つ。該横壁86および87の軸方向の長さは、図11に示すように異なっていても良い。
【００３６】
図12は、図11に示したように、支持エレメント91を含む支持体1の軸方向の図であるが、付随的に該環状体90の半分の高さ位置に配置された、周辺ウエブ94を含む。この周辺ウエブ94は、円筒形状を持ち、ファクタ4程度の、該支持体1の構造の、限界座屈負荷を極めて実質的に増大するという、利点を持つ。
図4〜12を参照しつつ説明した、該支持体1各々は、以下のような寸法上の特徴を持つ。
各支持体1の周辺部近傍には、40個の隔壁12、・…、92が存在し、各隔壁は厚み8mmを有し、かつこれらは40mmの間隔を持つ。上記のように、テストされた各支持体1は、幅135mm、径440mmおよび高さ50mmをもつ。
更に、この支持体1のベース2およびクラウン3は、夫々厚み6mmおよび7mmを有する。
【００３７】
上記全ての該支持エレメント7、11、・…、91および該環状体4、10、・…、90は成形技術によって製造できる。軸方向の取り出しを容易にするために、これらはアンダーカット部分を含まないことが好ましい。
同様に、本発明の支持構造として、該支持体の軸方向において一緒に接続された、2以上のリングからなる支持体を使用し、その全体としての構造をそのままにすることも可能である。
例えば、支持体に実質的に矩形の軸方向の断面を与え、1以上の環状エレメントが、実質的に軸方向に、その全幅を横切って伸び、かつその周辺部近傍に実質的に規則的に分配された、複数の溝を含むようにすることも可能である。
タイヤの種々の環状エレメントが低い曲げ剛性をもつために、このようなリング型の支持体を、タイヤに組み込むことは容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本図は、本発明の一態様による安全支持体の側面図である。
【図２】本発明の装着されたアセンブリーの軸方向の断面であり、ここでは図１の支持体が、ホイールリム上に装着されており、またタイヤに対する支持位置にある。
【図３】本発明の第一の態様による、支持エレメントの、図１のラインAAに沿った断面図である。
【図４】交互の周辺結合エレメントによって、一緒に接続された隔壁を含む、本発明の第二の態様に従う、支持エレメントの図１のラインAAに沿った断面図である。
【図５】図４と同様な、支持エレメントの、図１のラインAAに沿った断面図であり、その隔壁は変更可能な厚みを持つ。
【図６】図４と同様な、支持エレメントの、図１のラインAAに沿った断面図であり、その隔壁は、周方向に配向した、中央接続部分を含む。
【図７】図４と同様な、支持エレメントの、図１のラインAAに沿った断面図であり、その周方向の結合エレメントは、変更可能な長さをもつものである。
【図８】図４と同様な、支持エレメントの、図１のラインAAに沿った断面図であり、その隔壁は、その幅を横切る曲率において、３つの反転部分を持つ。
【図９】図４と同様な、他の態様に係る支持エレメントを含む環状体の、図１のラインAAに沿った断面図であり、その隔壁は、その幅を横切る曲率において、３つの反転部分を持つ。
【図１０】図４と同様な、支持エレメントを含む本発明による環状体の、図１のラインAAに沿った断面図であり、その隔壁は、変更可能な厚みを有し、かつ軸方向の支持壁を持つ。
【図１１】図４と同様な、支持エレメントを含む本発明による環状体の、図１のラインAAに沿った断面図であり、その隔壁は、変更可能な厚みを有し、かつ軸方向の支持壁を持つ。
【図１２】本発明による第二の態様に従う支持体の、側面図であり、その環状体は中央ウエブを含む。
【図１３】公知の支持構造を示す斜視図である。
【図１】
0004691261.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0004691261.tif 000011
【図９】
0004691261.tif 000012
【図１０】
0004691261.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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