(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブレス・タイヤＰのトレッドの支持手段として使用され、かつタイヤＰおよびその取付けリムＪとともに、タイヤＰが内部圧力を損失したときに走行を可能にする走行組立体Ｅを形成する、補強ゴムからなるトーラス形の膜Ｍにおいて、該トーラス形の膜Ｍは、タイヤＰのキャビティの圧力ｐ1より高い圧力ｐ0に膨張され、膨張された状態で、タイヤＰの推奨圧力で使用されるその負荷半径ＲEより小さいクラウン半径ＲMを有し、トーラス形の膜Ｍの少なくともクラウン（１）が、少なくとも１つのプライ（１２０）で形成されたクラウン補強体（１２）により補強され、プライ（１２０）は、各プライにおいて互いに平行でかつ周方向に対して５０°≦α≦９０°である角度αを形成するコードまたはケーブルからなり、膜Ｍのクラウン（１）は更に、周方向に配向されたコードまたはケーブルからなる少なくとも１つのプライ（１３０）で形成されたフープ補強体（１３）を有し、前記プライ（１３０）は、第１に、クラウン半径ＲMと、タイヤが受けることができる最大遠心力での対応張力に等しいプライの１cm当たりの張力を発生させる前記プライの表面の１cm2当たりの圧力との積以上であり、第２に、プライのクラウン半径と圧力ｐ1との積以下であるプライの１cmの当たりの破断力を有し、圧力差（ｐ0−ｐ1）がｐ1の低下後に増大するとコードまたはケーブルが破断することを特徴とするトーラス形の膜Ｍ。
【請求項２】
周方向に配向されたコードまたはケーブルのプライ（１３０）は、該プライのクラウン半径とタイヤの膨張圧力ｐ1の１次関数との積に等しいプライの１cm当たりの破断力を有し、プライの角度係数は0.05〜0.5の間にあり、その原点での縦座標は、最大遠心力での対応圧力の値であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のトーラス形の膜Ｍ。
【請求項３】
いわゆる重車両用タイヤの範囲では、１次関数の原点での縦座標は0.3×１０5Paに等しいことを特徴とする請求の範囲第２項に記載のトーラス形の膜Ｍ。
【請求項４】
閉じられたとき、その断面形状が連続輪郭を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のトーラス形の膜Ｍ。
【請求項５】
前記クラウン補強体（１２）が、芳香族ポリアミドで作られたテクスタイルコードまたはケーブルからなる２つのプライ（１２０）を有し、テクスタイルコードまたはケーブルは各プライにおいて互いに平行でかつ１つのプライから次のプライへと交差し、周方向に対して５０〜７５°の角度を形成することを特徴とする請求の範囲第２項に記載のトーラス形の膜Ｍ。
【請求項６】
クラウン補強体／フープ補強体組立体の半径方向上方にゴム支持ストリップ（１４）を有し、該ストリップ（１４）には、できる限り浮彫り要素（１４０）を設け、該浮彫り要素は、少なくとも１４mmの高さを有しかつ前記ストリップの側縁部に開口する周方向切込み（１４１）および／または横方向切込み（142）により形成されることを特徴とする請求の範囲第５項に記載のトーラス形の膜Ｍ。
【請求項７】
車両用走行組立体ＥのタイヤＰの圧力の必然的損失および予期せぬ損失後でも走行できるようにする車両用走行組立体Ｅであって、前記タイヤは、より詳しくは、重車両用チューブレス・タイヤであり、該タイヤのＨ／Ｂ形状比は0.8以下であり、タイヤＰ以外に、取付けリムＪおよび請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１項に記載のトーラス形の膜Ｍを有する車両用走行組立体Ｅにおいて、低温状態すなわち２０℃で測定した膜Ｍの内部圧力ｐ0は、タイヤの内部キャビティの圧力ｐ1より、0.05〜0.50ｐ1だけ高いことを特徴とする車両用走行組立体Ｅ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、タイヤ圧力の必然的損失および予期せぬ損失後でも走行できるようにすることを目的とした車両用走行組立体（travelling assembly）に関する。タイヤは重車両用チューブレス・タイヤまたは乗用車用タイヤであり、Ｈ／Ｂ形状比は、両場合ともせいぜいほぼ0.8に等しい。走行組立体は、タイヤおよび取付けリム以外に、圧力の損失があるときにタイヤのトレッドを支持する手段を有している。
ラジアルカーカス補強体およびクラウン補強体を備えたタイヤは、ゆっくりとまたは急激に収縮して最終的に平坦になってしまう傾向は小さいが、平坦化の原因（単一または複数）の如何に係わらず、依然としてアクシデントの可能性があり、かつ車両におけるタイヤの位置および収縮の急激性によっては、圧力損失により多くの問題が生じるという事実はなくならない。最も良く見られる問題は、車両の制御ができなくなること、必ずしも最適ではない状態下でのタイヤの交換、および実際には、あらゆる場合におけるタイヤ性能の部分的および全体的低下である。
タイヤの圧力損失にも係わらず走行できる走行組立体を得るための多くの提案がなされており、課された問題に関する特許出願および／または特許は、これらの全てを列挙するには面倒なほど存在する。ここには、上記問題を解決する広く知られた慣用手段のみを引用する。
かくして、一般的には金属材料からなる単一材料、または金属およびゴムの２種類の材料で形成される単一または複数部片からなる、できる限り異なる幾何学的形状を有するトレッド支持リングが、タイヤのクラウンの内壁が支持リングの半径方向上方壁と接触するようにしてタイヤキャビティ内に挿入される。支持リングのこのような一例が、フランス国特許FR 2 707 923に開示されている。
また、タイヤの通常の圧力状態下でタイヤキャビティの或る体積を占め、内部圧力が低下するとタイヤキャビティの全体積を占めるまで膨張する発泡体すなわち気泡材料で作られたリングを使用することもできる。
もう１つの解決法は、タイヤの内部キャビティ内に、第１タイヤの構造に匹敵する構造をもつ第２タイヤ、いわゆる内部タイヤを挿入することである。この場合、小さい寸法の内部タイヤは、第１タイヤの内部キャビティまたは少なくとも外部タイヤの内壁と内部タイヤの外壁との間の自由空間内の圧力より高い圧力まで膨張され、これにより、外部タイヤは、これが収縮したときに内部タイヤに当接するようになる。この形式のタイヤは、１９７４年１０月２３日付日本国特許出願JP 74/111303に開示されている。
どの解決方法を採用しても欠点がある。すなわち、金属または２つの材料で作られるトレッド支持リングは、タイヤに挿入するものに比べ、コスト高で、重くかつ高さが低いにも係わらず操作が困難である。かかる支持リングにより、沈下しつつなおタイヤの内部故障に対する良い抵抗性を保って、収縮後に組立体のタイヤを走行させることはできない。同じことが内部タイヤについてもいえ、内部タイヤは重くはないが単一体であるため取扱いが困難である。発泡体すなわち気泡材料からなるリングの場合、これらは、走行組立体のコストに過度の悪影響を与えるため、あらゆる寸法のタイヤに使用することはできない。また、内部タイヤを使用するものに比べ、組立ておよび操作の見地から特別な長所はない。これとは全く異なるが、「発泡体詰め物」の存在によるタイヤの内部加熱の増大は、大きな寸法のタイヤに使用することを妨げる。
リムに取り付けられた外部タイヤと、タイヤが収縮したときに外部タイヤのトレッドを支持する手段とで形成された走行組立体の使用を可能にするため、前記トレッド支持手段は、上記既知の装置により引き起こされる欠点を緩和するか、解消することもできる。本発明は、トレッド支持手段として、補強ゴムからなるトーラス形の膜（toric membrane）の使用、すなわち、タイヤのキャビティの圧力ｐ1より高い圧力ｐ0に膨張され、膨張された状態で、タイヤの推奨圧力で使用されるその負荷半径ＲEより小さいクラウン半径ＲMを有し、トーラス形の膜の少なくともクラウンが、少なくとも１つのプライで形成されたクラウン補強体により補強され、プライは、各プライにおいて互いに平行でかつ周方向に対して角度α（５０°≦α≦９０°）を形成するコードまたはケーブルからなり、膜のクラウンは更に、周方向に配向されたコードまたはケーブルからなる少なくとも１つのプライで形成されたフープ補強体を有し、前記プライは、第１に、クラウン半径ＲMと、タイヤが受けることができる最大遠心力による張力に等しいプライの１cm当たりの張力を発生させる前記プライの表面の１cm2当たりの圧力との積以上であり、第２に、プライのクラウン半径と圧力ｐ1との積以下であるプライの１cm当たりの破断力を有し、圧力差（ｐ0−ｐ1）がｐ1の低下後に増大するとコードまたはケーブルが破断することを特徴とするトーラス形の膜の使用を提案する。
プライの周方向コードまたはケーブルに対して垂直に測定したプライの１cm当たりの破断力は、好ましくは、該プライのクラウン半径ＲM1とタイヤの膨張圧力ｐ1の１次関数との積に等しく、プライの角度係数は0.05〜0.5の間にあり、その原点での縦座標は、最大遠心力での対応圧力の値に正確に一致する。例えば、いわゆる重車両用タイヤの範囲では、この圧力は、0.3×１０5Paに等しくなるように選択され、一方、乗用車用タイヤの範囲は1.2×１０5になる。
トーラス形の膜は閉鎖形または開放形に構成できる。ここで、トーラス形の膜の断面形状が連続輪郭を有する場合、すなわち膨張した内部チューブの断面形状に似た形状を有するものは閉鎖形と呼び、トーラス形の膜の断面形状の輪郭が不連続であるとき、例えば、トーラス形の膜の側壁が、トーラス形の膜が挿入されるタイヤのビードに、適当な手段を介して結合される端部を備えているものは開放形と呼ぶ。
低温状態すなわち２０℃で測定したときの膜の内部圧力ｐ0は、問題とするタイヤの寸法に基づいて、ほぼ0.5×１０5〜5.0×１０5Paだけ、タイヤの内部キャビティの圧力ｐ1より高い。主としてタイヤが発熱することから、トーラス形の膜のクラウン半径ＲMはタイヤの負荷半径ＲEの0.80〜0.95倍が好ましいので、過度の圧力差は、タイヤ自体の或る特性、例えばタイヤのカーカス補強体の強度に悪影響を与える危険があり、過度に大きいフープ補強体を必要とする。
クラウン補強体は、好ましくは、コードまたはケーブルからなる２つのプライで形成され、コードまたはケーブルは各プライにおいて互いに平行でかつ１つのプライから次のプライへと交差し、周方向に対して５０〜７５°の角度を形成している。ケーブルまたはコードは、軽量性、可撓性および優れた耐食性を有することからテクスタイルケーブルまたはコードが有効であり、芳香族ポリアミドが好ましい。２つのプライの軸方向端部は膜の側壁上に位置することが好ましく、タイヤのカーカス補強体の最大軸方向幅をＳとすると、プライの幅はＳと1.30Ｓとの間にあることが好ましい。
本発明によるトーラス形の膜は、できる限り側壁を有するものとし、各側壁はラジアルコードまたはケーブルからなる少なくとも１つのプライにより補強される。トーラス形の膜はまた、クラウン補強体／フープ補強体組立体の半径方向上方にゴム支持ストリップを有し、該ストリップには、できる限り浮彫り要素を設け、該浮彫り要素は、少なくとも１４mmの高さを有しかつ前記ストリップの側縁部に開口する周方向切込みおよび／または横方向切込みにより形成される。上記切込み（溝で構成することもできる）の役割は、タイヤが実際にトーラス形の膜に当接したときに内部膨張ガスの流れを許容すること、および故障状態での走行中に、膜に孔が穿き難くすることである。
支持ストリップの浮彫り要素は、実質的に截頭円錐状をなしかつブロックの周方向列を形成していることが有効である。ストリップのブロックのこの好ましい形状は、切込みの体積をより大きくでき、従って膨張ガスのより均一な流れおよび膨張ガスの温度の分散を可能にする。
側壁には、タイヤの金属製取付けリム上に開口する半径方向溝を有効に設けることができるため、流れおよび分散は一層均一になる。
切込みまたは周方向列の存在はもう１つの長所をもたらすことができる。なぜならば、フープ補強体がトーラス形の膜に組み込まれて膜の一体部分を形成する場合、例えば、クラウン補強体の上および／または下に配置される場合には、フープ補強体は、好ましくは支持ストリップの半径方向外面上に配置されかつ幾つかの周方向テクスタイルケーブルからなる幾つかのバンドで形成された軸方向連続プライの形態をなしており、フープ補強体の幅は、支持ストリップの浮彫り要素の列間の切込みすなわち溝の幅にほぼ等しく、フープ補強体は支持ストリップとは独立して前記切込みすなわち溝内に配置されるからである。このフープ構造は、タイヤの内部キャビティに膨張ガスがなくなりかつ大きな圧力差によりバンドの周方向ケーブルが破断されるときに、トーラス形の膜のより迅速かつ完全な膨張を可能にする。
本発明の特徴および長所は、非制限的な態様で実施形態の例を示す図面に関して述べる以下の説明の補助により、良く理解されるであろう。
第１Ａ図および第１Ｂ図は、タイヤが荷重を受けて撓んでおりかつ通常の状態で走行しているときの、本発明による組立体を地面に対して垂直な半径方向平面で切断した、直径方向に対向する概略子午線方向断面図である。
第２Ａ図および第２Ｂ図は、故障モードで走行している組立体の第１図と同様な概略子午線方向断面図である。
第３図は、本発明の好ましい第１変形態様による走行組立体の概略子午線方向断面図である。
第４図は、本発明の好ましい第２変形態様による走行組立体の概略子午線方向断面図である。
第１Ａ図において、組立体Ｅは、説明する例では、495/45-R-22.5の寸法を有するタイヤＰと、取付けリムＪと、本発明によるトーラス形の膜Ｍとからなる。タイヤＰは周知のタイヤであり、側壁（２０）は、トレッド（２１）まで半径方向外方に延びかつ２つのビード（２２）まで半径方向内方に延びている。各ビード（２２）は少なくとも１つのビードワイヤ（２３）により補強され、該ビードワイヤ（２３）の回りにはラジアルカーカス補強体が係止されて、アップターン（２５）を形成している。クラウンにおけるカーカス補強体（２４）上にはクラウン補強体（２６）が半径方向外方に載っている。該クラウン補強体（２６）は少なくとも２つのプライからなり、各プライは、互いに平行な金属コードまたはケーブルを有し、これらの金属コードまたはケーブルは、周方向に対し５〜４５°の間の角度を形成して１つのプライから他のプライへと交差している。タイヤＰはチューブレス・タイヤと呼ばれるものであり、内部に、膨張ガスを透過しない配合ゴムの層を有している。
タイヤＰが取り付けられる17.00×22.5と呼ばれるリムＪは、既知の形式のリムである。
本発明によるトーラス形の膜Ｍは、説明する例では、そのクラウン（１）で閉じられかつ補強されている。トーラス形の膜Ｍは、その半径方向内方部分（１０）および側壁（１１）に亘って一定厚さを有し、クラウン（１）で厚くなっている。トーラス形の膜Ｍは、最初に、ポリエステルケーブルからなる２つのプライ（１２０）で形成されたクラウン補強体（１２）により補強されている。ポリエステルケーブルは、各プライにおいて、１dm当たり１０２本のケーブルに相当するピッチを有しかつ互いに平行であり、また、組立体Ｅの赤道ラインＸＸ′に対して６０°の角度を形成して１つのプライから他のプライへと交差している。プライの幅は、タイヤの最大軸方向幅より約６％大きい。容易に膨張できるこのクラウン補強体（１２）は、説明する例では半径方向外方に配置されかつ周方向に配向されたケーブルからなる単一プライ（１３０）のフープ補強体（１３）と関連している。前記ケーブルは、芳香族ポリアミドで作られかつ３３０テックスの３本コードで形成されており、かつ１dm当たり１０本のケーブル密度で敷かれる。前記ケーブルのプライは、１本のケーブル当たり０〜１４５daNの間の破断力について比較的大きな傾斜をもつ相対伸びＦ（cm）＝ｆ（ε）の関数として、（ケーブルの方向に垂直な）プライの１cm当たりの引張り力の曲線を有する。このようにして定められた周方向ケーブルのプライ（１３）は、膜Ｍのフープ機能、第１に、遠心力による応力に対するフープ機能、および第２に、圧力差（ｐ0−ｐ1）による応力に対するフープ機能を遂行する。ここで、ｐ0はトーラス形の膜Ｍの膨張圧力で、9.5×１０5Paに等しい。また、ｐ1はタイヤＰの圧力で、9.0×１０5Paに等しい。前記フープ機能は、組立体の通常の走行状態下、すなわち、ここで問題とするタイヤに推奨される荷重状態、圧力状態および速度状態下で、膜Ｍが、実際には一定でかつタイヤＰの負荷半径ＲEより小さい半径ＲMを維持することを可能にする（第１Ｂ図は、通常の走行状態下での組立体の負荷部分を示している）。
膜Ｍは、フープ補強体（１３）を、0.6mmの小さい厚さの配合ゴムの層（１４）で覆うことにより完成される。この場合、トーラス形の膜Ｍに孔が形成されないようにするには、トーラス形の膜Ｍ内に、半ペースト状の自己シール性製品の層を配置するのが有効である。タイヤＰがゆっくりとまたは突然に内部圧力を損失すると、前記圧力損失（ｐ1低下）の理由の如何を問わず、圧力差（ｐ0−ｐ1）は、プライ（１３０）のケーブルが破断し、従ってトーラス形の膜ＭがタイヤＰのキャビティを完全に占拠（第２Ａ図および第２Ｂ図）するまでトーラス形の膜Ｍの膨張を可能にする大きさになる。体積の増大は膜Ｍの初期内部圧力ｐ0の低下を伴うので、走行組立体より低い圧力ｐ2で作動し、不良モード（第２Ｂ図）で走行すると、通常走行（第１Ｂ図）中の負荷半径ＲEより小さい負荷半径ＲE′となる。しかしながら、組立体がかなり発熱するので車両速度を僅かに低下させなくてはならないが、半径ＲE′は、タイヤＰを大きく悪化させることなくかつ人的介入することなく次のサービスエリアまで適度の速度で走行することを可能にし、次のサービスエリアで、半径ＲEに非常に近い半径を得るためおよび実用的に正常な状態下で走行できるようにするために必要な付加圧力を供給することができる。
タイヤが故障したことを車両の運転者に表示する情報を車両のダッシュボードに伝達する安全システムが不可欠であることはもちろんである。
第３図に示すトーラス形の膜Ｍの変更態様は、下記の点で第１図および第２図に示した膜とは異なっている。
ａ）クラウン（１）およびフープ補強体（１３）を覆う配合ゴムの層（１４）が極めて厚くなっており、この厚さは２１mmに等しい。また、一方で周方向溝（１４２）および他方で横断方向溝（１４１）が設けられ、これらの溝の間にはゴム（１４０）のブロックが形成されている。これらの溝は、２０mmの深さｈと、１０〜１４mmの幅とを有している。
ｂ）膜の側壁（１１）も厚くなっており、側壁（１１）には半径方向の切込み（１１０）により溝が形成されている。切込み（１１０）は、側壁（１１）の全表面積のほぼ４０〜６０％の表面積を占めかつ組立体Ｅの金属リムＪに向かって開放している。これにより、発生した熱がリムＪに伝導され、この熱をうまく放散させることができる。
前述のものと同じタイヤＰ内に挿入された、第４図に示す閉鎖形トーラス形の膜Ｍも、交差形ケーブルからなる２つのプライ（１２０）により補強されたクラウン（１）と、カバー層すなわちストリップ（１４）と、側壁（１１）とを有している。このトーラス形の膜Ｍは、下記の特別な特徴を有している。
１）トレッド（１４）には、浮彫り１４０の形態をなす截頭円錐状要素が設けられており、該要素は切込み（１４１）により互いに分離されている。浮彫り１４０の形態で周方向に連続している要素としてのこれらの截頭円錐状「スタッド」には、小さい寸法をもつ横方向の突出部すなわちラグ（１４３）を設け、トレッド（１４）の表面上に周方向の列を形成することもできる。
２）軸方向に隣接するスタッド（１４０）の２つの列の間には、せいぜい６００daNの１cm当たり破断力特性をもつ周方向ケーブルからなるフープバンド（１３１）が配置されている。バンド（１３１）の数（スタッド（１４０）の列間の軸方向ギャップの数に等しい）は、第３図に示したプライ（１３０）と機能的に置換される。前記バンド（１３１）は、カバー形ケーブルの場合と同様に本来膜Ｍの外側にあり、多数の破断部が存在しないようにする。これらのバンド（１３１）の基本的長所は、故障モードでの長距離走行を可能にするだけでなく、バンド（１３１）の交換後に膜Ｍを後で使用できることである。ラグ（１４３）は、第１にタイヤ内での膜の位置決め作業中、および第２にストリップの周方向ケーブルの破断時に、バンド（１３１）を、スタッド列間のギャップ内の所定位置に維持できる。
３）この例での膜Ｍは数回使用することを要求されるので、膜の各側壁（１１）はラジアルカーカスのプライ（１１１）により補強される。該プライの半径方向上端部は、前記膜のクラウン補強体（１２）の端部の半径方向外方にある。
タイヤの収縮後のトレッドの支持手段は、一方で、タイヤの膨張および収縮作動を、および他方で膜の膨張および収縮作動を制御する種々の方法を利用できる。膜Ｍの膨張を許容する一方の弁、および膜Ｍのキャビティ内に導かれかつタイヤキャビティに開口する可撓性チューブに連結される他方の弁の２つの弁を使用できる。この第２弁はまた、膨張空気を、膜Ｍの側壁（１１）に設けられた半径方向切込み（１１０）の１つに放出することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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