(57)【要約】【課題】本発明は、空気入りタイヤ／車輪組み立て品とバランスの取れた空気入りタイヤのための機械を提供する。【解決手段】空気入りタイヤは、回転軸と、ベルト構造１１０と、ベルト構造１１０の半径方向内側に配置されている内側ライナ１０４と、タイヤを車輪に固定する２つの環状ビード１０２とを有する。また、空気入りタイヤは、環状スペーサ構造２０１と揺変性ゲルを有する。環状スペーサ構造２０１は、内側ライナ１０４に取り付けられており、ベルト構造１１０の半径方向内側に配置されている。また、環状スペーサ構造２０１は、環状スペーサ構造２０１の軸方向外側の面と、対応しているタイヤのビード１０２に向けて半径方向内向きに延びている内側ライナ１０４の部分との間に２つの内部の周方向溝２０３を形成している。揺変性ゲルは、周方向溝２０３内に配置されて、２つの周方向ゲルリング２１１を形成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤであって、回転軸と、ベルト構造と、前記ベルト構造の半径方向内側に配置されている内側ライナと、該タイヤを車輪に固定する２つの環状ビードとを有する空気入りタイヤにおいて、
前記内側ライナに取り付けられており、前記ベルト構造の半径方向内側に配置されている環状スペーサ構造であって、該環状スペーサ構造の軸方向外側の面と、該タイヤの対応している前記両ビードに向けて半径方向内向きに延びている前記内側ライナの部分との間に配置されている２つの内部の周方向溝を形成している環状スペーサ構造と、
前記周方向溝内に配置されて２つの周方向ゲルリングを形成している揺変性ゲルであって、各前記周方向ゲルリングの該ゲルは、該タイヤの回転時に、該タイヤがバランスのとれた回転を行えるように、該ゲルに直接の向心力以外の力が作用しなくなるまで自動的に流れるゲルと、
を有している空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記環状スペーサ構造は、前記内側ライナの半径方向内側の表面に取り付けられている２つの環状リブを有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記環状スペーサ構造は、断面が３角形の２つのリブを有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記環状スペーサ構造は、前記２つの周方向溝の各々を部分的に形成している傾斜した軸方向外側の面を各々が有する２つの別個のリブを有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記環状スペーサ構造は、前記ベルト構造と前記内側ライナとの間に配置されている環状スペーサ部材を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記環状スペーサ構造は、軸方向に対向しており、テーパー状の２つの縁部分を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記環状スペーサ構造は、前記内側ライナの半径方向内側の表面に取り付けられている環状リング部材を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記環状スペーサ構造は、長方形の断面を有し前記環状スペーサ構造の前記軸方向外側の面同士の間を軸方向に延びている環状リング部材を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
回転軸を備えている空気入りタイヤのバランスをとる方法において、
前記タイヤの内側ライナに隣接して前記タイヤのベルト構造の半径方向内側の位置で環状スペーサ構造を固定するステップと、
前記環状スペーサ構造の軸方向外側の面と、前記タイヤの対応しているビードに向けて半径方向内向きに延びている前記内側ライナの部分との間に２つの内部の周方向溝を形成するステップと、
前記両周方向溝内に揺変性ゲルを塗布して、２つの周方向ゲルリングを形成するステップと、
各前記周方向ゲルリングの前記ゲルが、前記ゲルに直接の向心力以外の力が作用しなくなってタイヤがバランスのとれた回転を行えるようになるまで、自動的に流れるように前記タイヤを回転させるステップと、
を有する空気入りタイヤのバランスをとる方法。
【請求項１０】
２つの環状リブを前記内側ライナの半径方向内側表面に取り付けるステップをさらに有する、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤのバランスをとるシステムに関する。特に、本発明はタイヤのバランスを自動的にとるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪の歴史は、ほぼ６０００年前の紀元前３５００年頃にさかのぼる。しかし、車輪は何世紀の間も使用されてきたが、タイヤの発明は何千年も後のことである。その期間を通じて、車輪の大部分は、荒い乗り心地、貧弱な構造、そして貧弱な保守性を必ず伴う木材で作られてきた。
【０００３】
車輪の進化は非常に地味なものであった。車輪は、中実の、湾曲している一片の木材で作られ、それから、乗り心地を和らげるように皮がようやく追加された。時が流れ、車輪は、空気入りつまり空気で膨張させられたラジアルタイヤである現在のタイヤに通じる中実のゴムになった。
【０００４】
初期の車輪は、金属または木材で作られたが、非常に耐久性が高いということもなく、乗り心地が非常に良いということもなかった。最初の種類のタイヤは、実際には単に金属の輪であった。現在、タイヤは、ほんの５０年前のタイヤに比べても、はるかに耐久性、柔軟性、信頼性が高い。さらに重要なことは、今日のタイヤは、近代的なタイヤ以前に現れた木材または金属製の輪の形態の車輪よりもはるかに快適である。
【０００５】
タイヤの基礎となるゴムも同様に顕著に進化した。初期のゴムは、形状を維持せず、また今日のゴムより全く耐久性がなく長持ちしなかった。初期のゴムは暑中では非常に粘着性があり、寒空に曝されると柔軟性が低くなった。ゴムは、温度条件が適切でなかったり理想的でなかったりすると、粉々になり、および／または折れてしまうことがある。１８００年代に、チャールズ・グッドイヤーが加硫工程を発見したと認められている。加硫は、ゴムを硫黄と共に加熱する工程であって、この工程によって、粘着性のある生ゴムは、ゴムをタイヤ材料としてはるかに良好な候補にする柔軟な材料に変化する。
【０００６】
初期のゴムタイヤは中実のゴムから作られた。これらのタイヤは、強く、衝撃を吸収し、切断と摩耗に対して耐久性があった。しかし、中実のゴムタイヤは、重く、高価であり、滑らかな乗り心地を与えなかった。今日でさえ、いくつかの種類のタイヤは、中実のゴムで作られており、切断と摩耗に対して耐久性を持つものがある。
【０００７】
タイヤ産業における次の進歩は、空気入りゴムタイヤの開発であった。空気入りゴムタイヤはゴムと封入された空気とを使用して振動を減少させ、トラクションを改善する。より軽い空気入りタイヤは、中実ゴムタイヤに比べて、はるかに良好な乗り心地をもたらし、はるかに軽く、より安価に製造できる。
【０００８】
２０世紀の初めの大部分、ほとんどの乗り物用タイヤは圧縮空気を収容した内側チューブと外側ケーシングとを有していた。プライが、ゴムに埋め込まれているゴム引きファブリックコードで作られていた。これらのタイヤは、バイアスプライタイヤとして知られていた。これらのタイヤは「バイアスプライ」と呼ばれており、これは、１つのプライ内のコードが、一方の内側リム上のビードから他方の内側リム上のビードまで対角線状に延びており、コードがプライごとに逆向きになって十字交差配置をされているからである。今日のクラシックおよび／またはアンチークな乗り物の多くは、多くのオフロードの乗り物のように依然としてバイアスプライタイヤを使用している。
【０００９】
スチールベルト付きラジアルタイヤは、２０世紀半ばに導入された。ラジアルタイヤは、複数のプライコードが車輪リムから９０度の角度で放射状に延びていることからそのように呼ばれており、ケーシングがタイヤの円周の周りに延びている鋼繊維のベルトによって補強されている。ラジアルタイヤは、ナイロン、レーヨン、またはポリエステルの複数のプライコードを通常有している。ラジアルタイヤは、通常、トレッド寿命がより長く、操舵がより良好で、転がり抵抗がより小さく、そのため乗り物の燃費効率が増加することがある。他方、ラジアルタイヤはより安定した乗り心地で、他の種類のタイヤに比べて、通常、非常に高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
車輪に取り付けられているタイヤの欠点の１つは、タイヤがアンバランスになる可能性があることである。このアンバランスは、不均一な摩耗、運転の方法、道路の状態、重量、キャンバなどの複数のさまざまな要因に起因する可能性がある。タイヤのアンバランスが不快な乗り心地の原因となり、そして最終的にタイヤの破裂につながることさえある。適切にタイヤのバランスをとるには、タイヤと車輪との組み立て品を乗り物から取り外し、タイヤが車輪上で適切にバランスがとれているかどうかを判断するために特別な機械を使用する必要がある。従来、タイヤのバランスが不適切な場合、重り機構がタイヤと車輪との間の取り付け点に取り付けられる。重り機構は、通常、アンバランスを解消する特定の点で、車輪組み立て品に取り付けられる小さい金属の取り付け部品である。十分な量の重りがタイヤ／車輪組み立て品に取り付けられると、タイヤ／車輪組み立て品は乗り物に再度取り付けられ、乗り物の正常な走行を継続することができる。
【００１１】
したがって、タイヤの適切なバランスをとるために、タイヤ／車輪に対する重り機構などの部材の追加を必要としない、タイヤのバランスをとる改良されたシステムに対する要求が存在する。本発明は、この要求を満たし、さらなる利点をも提供する。
【００１２】
他の従来のシステムは、アンバランスなタイヤ内で、グリコールと繊維などの、自由に流れてバランスをとる材料を利用する。その材料は、タイヤをリムへ取り付ける時に、または既に取り付けられているタイヤに導入される。タイヤは適切なバランスを維持し、これは、自由に流れる材料、具体的には自由に流れる材料を構成している非常に小さい個別の要素が、タイヤ内部で、タイヤ／車輪の回転によって発生した向心力によって、タイヤ組み立て品の重い点または重い側のバランスをとるように分散するためである。
【００１３】
たとえば、重い点は回転軸から離れる力を発生するが、車軸によって固定されているため、反対の力がタイヤ内で発生する。この反対の力は、重い点が相殺され、つまり回転軸を中心としてバランスがとられるまで、十分な量のバランスをとる材料を反対の力の方向に引き寄せる。バランスをとる材料の残りは、それ自体が均一にタイヤの内側に広がり、その材料をタイヤの内側ライナに押し付ける向心力によって定位置に保持される。乗り物が停止し、タイヤの回転が停止すると、従来のバランスをとる材料は内側ライナ上のその相殺位置から離れ、タイヤの底に落下する。タイヤが回転を再開すると、バランスをとる材料は相殺位置に戻る。そのため、再度バランスをとる過程が各停止の後に再開され、バランスがとれる前に特定の振動が乗り物内で感じられる。
【００１４】
さらに、従来のバランスをとる材料の持続的な「内側ライナへ」の動きと「内側ライナから」の動きが、この継続した「内側ライナへ−内側ライナから」の動きを通じて劣化の原因となる（つまりほこり粒子への変化）。そのため、この劣化は、結果として発生したほこりが車輪とタイヤ取り付け面とに被覆を付着させるため、タイヤの取り付け者にとっては、取り付けと取り外しの問題になる。ほこりは、タイヤバルブを詰まらせて、場合によっては空気漏れの原因となることもある。その結果、劣化していないバランスをとるための材料を使用してさえ、常にバランスがとれているタイヤは作られず、これは各停止の後に再度バランスをとらなければならないためである。材料がバランスのとれている位置へ、またはバランスのとれている位置から移動している間、タイヤはバランスがとれておらず、振動している。さらに、従来のバランスをとる材料は研磨性があり、タイヤの内側ライナの望ましくない摩耗の原因となることがある。
【００１５】
従来のバランスをとる材料は、湿気を吸収し、それによって材料の複数の部分が１つの固まりになることもある。したがって、固まりになった従来の材料は、適切な相殺／バランス位置に移動しなくなりがちであったり、部分的にのみ最適な位置に移動しがちである（つまり、材料は、適切なバランスをもたらすように、容易に分離したり、流れることはできない）。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様は、空気入りタイヤであって、回転軸と、ベルト構造と、ベルト構造の半径方向内側に配置されている内側ライナと、タイヤを車輪に固定する２つの環状ビードとを有する空気入りタイヤに関する。タイヤは、環状スペーサ構造と揺変性ゲルとを含む。環状スペーサ構造は、内側ライナに取り付けられており、ベルト構造の半径方向内側に配置されている。環状スペーサ構造は、環状スペーサ構造の軸方向外側の面と、タイヤの対応しているビードに向けて半径方向内向きに延びている内側ライナの部分との間で２つの内部の周方向溝を形成している。揺変性ゲルは、２つの周方向溝内に配置されて２つの周方向ゲルリングを形成している。各周方向ゲルリングのゲルは、タイヤの回転時に、タイヤがバランスのとれた回転を行えるように、ゲルにじかに働く向心力以外の力が作用しなくなるまで自動的に流れる。
【００１７】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造が内側ライナの半径方向内側の表面に取り付けられている２つの環状リブを有するものである。
【００１８】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造が３角形の断面をしている２つのリブを有するものである。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造が２つの周方向溝の各々を部分的に形成している傾斜した軸方向外側の面を各々が有する２つの別個のリブを有するものである。
【００２０】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造がベルト構造と内側ライナとの間に配置されている環状スペーサ部材を有するものである。
【００２１】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造が軸方向に対向しており、テーパー状の２つの縁部分を有するものである。
【００２２】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造が内側ライナの半径方向内側の表面に取り付けられている環状リング部材を有するものである。
【００２３】
本発明の空気入りタイヤの他の態様は、環状スペーサ構造が長方形の断面をしている環状リング部材を有するものである。環状リング部材は環状スペーサ構造の軸方向外側の面同士の間を軸方向に延びている。
【００２４】
本発明の他の態様は、回転軸を備えている空気入りタイヤのバランスをとる方法に関する。タイヤのバランスをとる方法は、タイヤの内側ライナに隣接してタイヤのベルト構造の半径方向内側の位置に環状スペーサ構造を固定するステップと、環状スペーサ構造の軸方向外側の面と、タイヤの対応しているビードに向けて半径方向内向きに延びている内側ライナの部分との間に２つの内部の周方向溝を形成するステップと、周方向溝内に揺変性ゲルを塗布して、２つの周方向ゲルリングを形成するステップと、各周方向ゲルリングのゲルが、ゲルにじかに働く向心力以外の力が作用しなくなり、タイヤがバランスのとれた回転を行えるようになるまで自動的に流れるようにタイヤを回転させるステップとを有する。
【００２５】
本発明の空気入りタイヤのバランスをとる方法のさらに他の態様は、２つの環状リブを内側ライナの半径方向内側表面に取り付けるステップを有する。
【００２６】
本発明の空気入りタイヤのバランスをとる方法の他の態様は、２つの周方向溝の各々を部分的に形成している傾斜した軸方向外側の面を各々が有する２つの別個のリブを環状スペーサ構造に設けるステップを有する。
【００２７】
本発明の空気入りタイヤのバランスをとる方法の他の態様は、環状スペーサ部材をベルト構造と内側ライナとの間に配置するステップを有する。
【００２８】
本発明の空気入りタイヤのバランスをとる方法の他の態様は、環状リング部材を内側ライナの半径方向内側の表面に取り付けるステップを有する。
【００２９】
本発明の他の態様は、回転軸に関してタイヤの回転時に空気入りタイヤのバランスを自動的にとるシステムに関する。そのシステムは、環状スペーサ構造と揺変性ゲルとを有している。環状スペーサ構造は、タイヤのベルト構造の半径方向内側の位置でタイヤの内側ライナに固定されている。環状スペーサ構造は、環状スペーサ構造の軸方向外側の面と、タイヤの対応しているビードに向けて半径方向内向きに延びている内側ライナの部分との間で２つの内部の周方向溝を形成している。揺変性ゲルは、周方向溝内に配置され、２つの周方向ゲルリングを形成している。各周方向ゲルリングのゲルは、ゲルにじかに働く向心力以外の力が作用しなくなって、タイヤがバランスのとれた回転を行うようになるまで力の任意の方向に自動的に流れる。
【００３０】
本発明の空気入りタイヤのバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、内側ライナの半径方向内側の表面に取り付けられている環状リング部材を有する。
【００３１】
本発明の空気入りタイヤのバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、３角形の断面をしている２つのリブを有する。
【００３２】
本発明の空気入りタイヤのバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、周方向溝を部分的に形成しており、軸方向に対向し、テーパー状の２つの縁部分を有する。
【００３３】
本発明の空気入りタイヤのバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、長方形の断面を有し、環状スペーサ構造の軸方向外側の面同士の間を軸方向に延びている環状リング部材を有する。
【００３４】
本発明の他の態様は、回転軸を中心として乗り物の車輪組み立て品の回転時に組み立て品のバランスを自動的にとるシステムに関する。組み立て品は車輪に取り付けられた空気入りタイヤを有している。そのシステムは、乗り物の車輪組み立て品の赤道面に平行な面で乗り物の車輪組み立て品を回転させ振動させる機械を有している。乗り物の車輪組み立て品は、乗り物の車輪組み立て品の内部に配置されている揺変性ゲルを有している。その機械は、揺変性ゲルによってもたらされる自動バランス機構を起動する。その機械は、乗り物の車輪組み立て品に対して揺変性ゲルによって達成される効果を計測し、乗り物の車輪組み立て品を自動車に取り付ける前に、残っているアンバランスが所定量を越えているかどうかを測定する。これは、乗り物の車輪組み立て品と乗り物の車輪組み立て品を機械に固定する複数のハブ部材との複合振動を発生させる角速度で、乗り物の車輪組み立て品を回転させることによって得られる。
【００３５】
本発明の乗り物の車輪組み立て品のバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、乗り物の車輪組み立て品を振動させるように、乗り物の車輪組み立て品の赤道面内に１自由度を有している機械を有している。
【００３６】
本発明の乗り物の車輪組み立て品のバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、機械とタイヤと車輪の組み合わせのばね定数の平方根を、乗り物の車輪組み立て品と機械のハブ部材とを組み合わせたものの質量で除し、πの２倍で除した値に等しい角速度を有している。ハブ部材は、「ばね下」質量であって、あらゆるアンバランスによって励起される振動に自由に追従するように任意の部材を有することができる。それによって、これらは、ハブ、カルダン軸の一部、ダンパロッド（または複数のダンパロッド）の移動している部分と、ばねの質量の５０％を有していてもよい。そのシステムは、臨界周波数で動作する（つまり、１自由度系の振動周波数と、回転する、アンバランスな乗り物の車輪組み立て品によって発生した力励起周波数との両方が実質的に等しい）。
【００３７】
本発明の乗り物の車輪組み立て品のバランスを自動的にとるシステムの他の態様では、軸受部分と、軸受部分に固定されている車輪芯出し／締め付けアダプタとをさらに有している機械を有している。アダプタによって、乗り物の車輪組み立て品を機械に取り付けることができる。
【００３８】
本発明の乗り物の車輪組み立て品のバランスを自動的にとるシステムの他の態様は、振動を制御するように車輪の赤道面内で作動する複数のばね／ダンパロッドと、アダプタを回転させる駆動部分とを有している。
【００３９】
定義
以下の定義は、開示している本発明の規定である。
【００４０】
「エイペックス」は、タイヤのビード領域のカーカスとカーカスターンアップとの間に配置されており、タイヤの下側サイドウォールを硬くするために通常使用されるゴムのくさびを指す。
【００４１】
タイヤの「縦横比」は、タイヤの断面の幅（ＳＷ）に対するタイヤの断面高さ（ＳＨ）の比に、パーセント表示のために１００を乗じたものを意味する。
【００４２】
「環状の」は、輪のように構成されていることを意味する。
【００４３】
「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤの回転軸に平行な線または方向を意味し「横方向の」および「横方向に」と同義である。
【００４４】
「ビード」は、プライコードに被覆されており、設計リムに嵌まるように作られており、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガードおよびチェーファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともある、環状の引張部材を有するタイヤの一部分を意味する。
【００４５】
「ベルト補強構造」は、織られていても織られていなくても、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して１７度から２７度の範囲の左と右の両方のコード角度を有する、少なくとも２つの平行なコードのプライの層を意味する。
【００４６】
「ベルト構造」は、織られていても織られていなくても、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して１７度から２７度の範囲の左と右の両方のコード角度を有する、少なくとも２つの平行なコードの環状の層すなわちプライを意味する。
【００４７】
「バイアスプライタイヤ」は、タイヤの赤道面に対して約２５°〜６５°の角度でビードコアからビードコアへタイヤを斜めに横切って延びているカーカスプライ内の補強コードを備えているカーカスを有しているタイヤを意味する。コードは各層内で交互に反対の角度で延びている。
【００４８】
「ブレーカ」は、カーカスプライにおける平行な補強コードのように、タイヤの赤道面に対して同じ角度の複数の平行な補強コードの少なくとも２つの環状の層つまりプライを指す。
【００４９】
「バフ加工」はエラストマのトレッドまたはケーシングの表面が粗くされる方法を意味する。粗くすることで、酸化した材料が取り除かれ、より良好な接着が可能になる。
【００５０】
「組立ドラム」は、タイヤの組立時に、タイヤ構成部材が配置される円柱状の装置を指す。「組立ドラム」は、ビードをドラム上に押し付け、カーカスプライの端部をビード上方に曲げ起こし、タイヤの構成部材を回転体状に形作るようにドラムを広げる装置を有していてもよい。
【００５１】
「カーカス」は、プライ上のベルト構造、トレッド、アンダートレッド、およびサイドウォールのゴムを除くが、ビードを含んでいるタイヤ構造を意味する。
【００５２】
「ケーシング」は、トレッドとアンダートレッドを除く、トレッドの組み立てを容易にする、カーカス、ベルト構造、ビード、サイドウォール、および未加硫のゴムの層を含むタイヤの他の全ての構成部材を意味する。ケーシングは、新しいトレッドに取り付けられる新しい未加硫のゴムであってもよく、またはすでに加硫されたゴムであってもよい。
【００５３】
「中央面」は、トレッドの回転軸に垂直で、トレッドの軸方向の中心を通る平面を意味する。
【００５４】
「周方向」は、赤道面（ＥＰ）に平行で軸方向に垂直な環状タイヤの表面の周囲に沿って延びているラインまたは方向を意味する。
【００５５】
「チェーファー」は、コードプライをリムから保護し、リムの上方で屈曲を分散させ、タイヤを密封するようにビードの外側の周囲に配置されている材料の狭い帯を指す。
【００５６】
「チッパ」は、タイヤのビード部分に位置している補強構造を意味する。
【００５７】
「コード」は、タイヤ内のプライを構成している補強用素線の１つを意味する。
【００５８】
「設計リム」は、指定された構成と幅とを有しているリムを意味する。この仕様のために、設計リムおよび設計リム幅は、タイヤが製造される地域で有効な工業規格によって規定されたものである。たとえば、米国では、設計リムはタイヤ・リム協会によって規定されている。ヨーロッパでは、リムは欧州タイヤおよびリム技術機構の標準マニュアルで規定され、設計リムという用語は、標準測定リムと同じ意味である。日本では、標準化機構は日本自動車タイヤ協会である。
【００５９】
「設計リム幅」は、各タイヤサイズに対して指定されている市販の特定のリムの幅であって、通常はタイヤの断面幅の７５％と９０％との間にある。
【００６０】
「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【００６１】
「フィラメント」は単糸を指す。
【００６２】
「フリッパ」は、補強用の、そしてビードワイヤをタイヤ本体内に結合させるためのビードワイヤの周囲の補強繊維を指す。
【００６３】
「フットプリント」は、速度が零でかつ通常の荷重および空気圧下においてタイヤのトレッドが平坦な面と接触する区画、すなわち領域を意味する。
【００６４】
「溝」は、トレッドに関して、トレッドの周囲を周方向または横方向に、まっすぐに、曲線状に、またはジグザグに延びているトレッド内の長く延びた隙間の領域を意味する。周方向および横方向に延びている溝は、共通の部分を有することもある。「溝の幅」は、ここで問題にされる溝の幅を有している溝または溝の部分によって占められるトレッドの表面積を、その溝または溝の部分の長さで割った値に等しい。したがって溝の幅はその長さ全体についての平均の幅となる。溝は、タイヤ内で深さが変化することがある。溝の深さがトレッドの円周の周囲で変化することや、１つの溝の深さは一定であるが、タイヤの他の溝の深さとは異なることがある。そのような狭いまたは広い溝が、相互に接続されている広い周方向溝と比較して大幅に深さが減少していると、溝は、関係しているトレッド領域でリブのような特徴を維持する「タイバー」を構成すると見なされる。
【００６５】
「インボード側」はタイヤが車輪に取り付けられ、車輪が乗り物に取り付けられたときに、乗り物に最も近いタイヤの側を意味する。
【００６６】
「インナー」はタイヤの内側に向かうことを意味し、「アウター」はタイヤの外側に向かうことを意味する。
【００６７】
「横方向」は、軸方向を意味する。
【００６８】
「横方向縁」は、赤道面に平行で、かつ、インナートレッド表面の半径方向高さにおける、軸方向で最も外側のトラクションラグの外側端と交差する面によって規定される、トレッドの軸方向で最も外側の縁を意味する。
【００６９】
「リーディング」は、進行方向にタイヤが回転する間に、接地する一連のトレッドの部分のうち、最初に接地するトレッドの部分を指す。
【００７０】
「ネット接地面積」は、トレッドの全周にわたる横方向縁部同士の間の接地するトレッド部分の総面積を横方向縁部同士の間の全トレッドの全面積で除した値を意味する。
【００７１】
「ネット対グロス比」は、硬い平坦な面に接触するタイヤトレッドゴムの面積を溝などの非接触部分を含むフットプリント内のトレッドの面積で除した割合を意味する。
【００７２】
「呼びリム径」は、タイヤのビード部分が取り付けられる位置でのリムフランジの平均直径を意味する。
【００７３】
「標準膨張圧」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化機構によって決められた特定の設計膨張圧を指す。
【００７４】
「標準荷重」は、タイヤの使用条件についての然るべき標準化機構によって決められた特定の荷重を指す。
【００７５】
「アウトボード側」はタイヤが車輪に取り付けられ、車輪が乗り物に取り付けられたときに、乗り物から最も遠いタイヤの側を意味する。
【００７６】
「パンタグラフィング」は、金型内でタイヤが膨張する間など、タイヤの直径が変化するときの、タイヤ内のコード補強部分の角度の変化を指す。
【００７７】
「プライ」は、ゴムに被覆された平行なコードの連続した層を意味する。
【００７８】
「空気入りタイヤ」は、ビードとトレッドを有しており、ゴム、化学物質、繊維、および鋼またはその他の材料でできている、概ねトロイド状（通常は開いた円環体）の積層された機械的装置を意味する。自動車の車輪に取り付けられた場合、タイヤは、そのトレッドを通してトラクションを実現し、乗り物の荷重を支持する流体または気体状物質、通常空気を収容している。
【００７９】
「半径方向の」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸に向けて、または回転軸から離れるように、放射状に延びている方向を意味する。
【００８０】
「断面高さ」は、赤道面における呼びリム直径からタイヤの外径までの半径方向の距離を意味する。
【００８１】
「ショルダ」は、トレッドの縁部のすぐ下のサイドウォールの上部を意味する。トレッドショルダまたはショルダリブは、ショルダの近くのトレッドの部分を意味する。
【００８２】
「システム」は、限定されないが、製造用の装置、方法、機器、および物品を含むグループのいずれかを意味する。システムは包括的であってこれらの発明の範疇より広い。
【００８３】
「揺変性ゲル」は、剪断または揺動を受けない場合、時間の経過につれて強度または剛性が増大する流体を意味する。
【００８４】
「トレッド幅」は、軸方向、すなわち、タイヤの回転軸に平行な平面におけるトレッド表面の弧の長さを意味する。
【００８５】
「アンダートレッド」は、タイヤ内で補強パッケージとトレッドゴムとの間に配置されているゴムの層を指す。
【００８６】
「単位トレッド圧力」は、トレッド表面の単位面積（平方センチメートルまたは平方インチ）が、正常に膨張し正常な負荷が作用しているタイヤのフットプリント内にあるときに、その単位面積あたりの、支持される半径方向の負荷を意味する。
【００８７】
「くさび」は、例えば、ベルト縁の位置で補強部材の曲率を最小にするために通常使用される、テーパー状のゴム挿入物を指す。
【００８８】
「ウィング」は、トレッドの軸方向先端に位置している、トレッドが半径方向内向きに延びる部分を意味し、ウィングの内側表面はトレッドの表面に接触している内側ケーシングの延びている部分である。
【００８９】
「通年」は、各季節を通した完全な暦年を意味する。例えば、スノータイヤは、通年使用のために構成されておらず、それは乾燥路面上で不快な雑音を発生し、雪の危険が過ぎ去ったときに取り外すように構成されているためである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明で使用するタイヤとタイヤトレッドの一例の半径方向の概略図である。
【図２】本発明の一例のシステムの概略図であって、図１のタイヤの一例の切断部の詳細な概略断面図である。
【図３】本発明の他の一例のシステムの概略図であって、図１のタイヤの一例の切断部の詳細な概略断面図である。
【図４】本発明のさらに他の一例のシステムの概略図であって、図１のタイヤの一例の切断部の詳細な概略断面図である。
【図５】本発明のタイヤのバランスを自動的にとる機械の詳細な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００９１】
以下の説明は、本発明の実施形態を実行する、現在考えられる最良の１つまたはそれ以上の形態である。本説明は、本発明の一般原則を説明する目的でなされ、限定的な意味で理解すべきではない。本発明の範囲は、添付の請求項を参照することによって最もよく定めることができる。
【００９２】
図１〜４は本発明と共に使用されるタイヤ１の一例を示している。タイヤ１は１組の対向するビード１０２の間を延びており、１組の対向するビード１０２の周囲を通過して上に曲がっているカーカス１００を有している。カーカス１００は、対向している両ビードトウ１０６の間を延びている内側ライナ１０４の半径方向外側にも位置している。ベルト構造１１０は、カーカス１００の半径方向外側であって、タイヤトレッド１０８の半径方向内側に位置している。ベルト構造１１０は、補強コードの複数のプライを有している。タイヤトレッド１０８の一例は、図示のように、第１と第２の横方向縁１２、１４の組によって定められているトレッド幅ＴＷを有しているオンロード中央トレッド部分１０を有している。各横方向縁１２、１４の軸方向外側には、ショルダ領域Ｓが存在する。
【００９３】
中央トレッド部分１０は、横方向に３つのトレッド領域Ａ、Ｂ、Ｃに分割されている。中央トレッド領域Ａは、軸方向に対をなす第１と第２の周方向溝１６、１８の間に配置されている。第１のショルダ領域Ｂは第１の横方向縁１２と第１の周方向溝１６との間に位置している。反対側の第２のショルダ領域Ｃは第２の横方向縁１４と第２の周方向溝１８との間に位置している。中央トレッド領域Ａは、第１と第２のショルダ領域Ｂ、Ｃよりも幅が広いのに対して、第１と第２のショルダ領域Ｂ、Ｃは、各々が同じ幅を有している（図１）。
【００９４】
中央トレッド領域Ａは、第１と第２の周方向溝１６、１８と中央の周方向溝２２とによって軸方向に分離されている複数の地面係合トラクション要素２０を有している。複数の地面係合トラクション要素２０は、横方向溝２４によって周方向にさらに分離されている。各トラクション要素２０は、トレッド基部６０から外側トレッド表面６２まで半径方向外向きに延びている。
【００９５】
各ショルダ領域Ｂ、Ｃでは、複数の地面係合トラクション要素２６、２８が横方向溝３０によって分離されている。横方向溝３０は、トレッド幅ＴＷを横切って軸方向に連続している横方向溝経路を構成するように、中央トレッド領域Ａの横方向溝２４と交差し結合している（図１）。各ショルダ領域Ｂ、Ｃのトラクション要素２６、２８は、各ショルダ領域を横方向に横切って延びている。トラクション要素２６は、トラクション要素２８よりも横方向の幅が広い。トラクション要素２６は、各ショルダ領域Ｂ、Ｃの横方向縁１２、１４に一致しているそれらの軸方向外側縁３１からタイヤ１の赤道面ＥＰに向けて、軸方向に内向きに延びている。長い各トラクション要素２６に周方向で隣接しているのは、短いトラクション要素２８である。短いトラクション要素２８は、各ショルダ領域Ｂ、Ｃの横方向縁１２、１４と長いトラクション要素２６の軸方向外側縁３１よりも軸方向内側に位置する軸方向外側縁３２を有している。隣接している短いトラクション要素２８は、軸方向に、そして内向きにタイヤ１の赤道面ＥＰに向けて延びている。両種のトラクション要素２６、２８の軸方向内側端部は、軸方向に揃っている。
【００９６】
本発明の１つの特徴によれば、図１、２のタイヤ１の一例は、ベルト構造１１０から半径方向内側の内側ライナ１０４の半径方向内側表面に取り付けられている２つの環状リブ２０１を有している環状スペーサ構造を備えている自動バランスシステムをさらに有している。両環状リブ２０１は、任意の適切な材料で構成することができ、タイヤ製造の任意の適切な段階で内側ライナ１０４に取り付けられていてもよい。環状リブ２０１は断面が３角形で、半径方向内側を指している１つの頂点を有しており、リブ２０１の傾斜した軸方向外側の面と、対応している両ビード１０２に向けて半径方向に延びている内側ライナ１０４の部分との間に内部の周方向溝２０３を形成している（図２）。タイヤ１の一例では、リブ２０１の軸方向外側の面同士は、約１００ｍｍ離れている。したがって、周方向溝２０３は、ショルダ領域Ｓの概ね半径方向内側に位置している（図２）。
【００９７】
システムは、周方向溝２０３内に配置されており、２つの周方向ゲルリング２１１を形成する揺変性ゲルをさらに有している。タイヤ１の一例では、各周方向ゲルリング２１１を構成するゲルの量は、約６０グラムとすることができる。前述の定義に記載しているように、揺変性ゲルは、剪断または揺動を受けない場合、時間の経過につれて強度または剛性が増大する流体である。ゲルが、概ね静止しているタイヤ１の溝２０３に最初に塗布された時には、リング２１１のゲルは定位置にとどまる、つまり硬化する非常に粘性のある流体である。
【００９８】
タイヤ１が乗り物の車輪に取り付けられ、乗り物が最初に運転されると、タイヤ１は回転し、したがって、各周方向ゲルリング２１１のゲルを揺り動かす。各リング２１１のゲルは、じかに働く、つまり半径方向のみの向心力以外の力がもはや作用しなくなるまで、あらゆる力の方向に自動的に流れることになる。向心力だけがゲルに作用する唯一の状態は、タイヤ／車輪の組み立て品が釣り合った状態である。タイヤ１のその後の回転のたびに、タイヤ／車輪の組み立て品のバランスが自動的に再びとれることになる。
【００９９】
タイヤのトレッドの摩耗、タイヤ／車輪に対する軽微な損傷など、タイヤ／車輪の組み立て品がバランスのとれていない状態になる原因となる可能性のある予期せぬそしてはっきりしない将来の要因でさえ、周方向ゲルリング２１１が自動的にバランスをとることによって補償される。より多くのゲルが必然的により頻繁に、そしてより大量に流れるので、環状スペーサ構造２０１は、バランスをとるシステムに必要な揺変性ゲルの量を減少させ、ゲルの流れを好ましく制限する。
【０１００】
本発明の他の特徴によれば、図１と３のタイヤ１の一例は、半径方向に内側ライナ１０４とベルト構造１１０との間に配置されている環状スペーサ部材３０１を有する環状スペーサ構造を備えている自動バランスシステムをさらに有している。スペーサ部材３０１は、任意の適切な材料で構成され、硬化の前にタイヤ１の他の構造部分と共にあらかじめ組み立てられてもよい。スペーサ部材３０１は、軸方向に対向している、テーパー状の横方向縁部分を有していてもよく、テーパー状の横方向縁部分は、スペーサ部材３０１によって半径方向に突き出している内側ライナ１０４と共に、テーパー状の横方向縁部分／内側ライナと対応しているビード１０２に向けて半径方向に延びている内側ライナ１０４の部分との間で内部の周方向溝３０３を定めている（図３）。テーパー状の横方向縁部分は、縁部分がタイヤ１の赤道面ＥＰから軸方向外向きに延びるにつれて厚さが減少している。タイヤ１の一例では、スペーサ部材３０１は約１００ｍｍの幅である。したがって、周方向溝３０３は、ショルダ領域Ｓの概ね半径方向内側に位置している（図３）。
【０１０１】
システムは周方向溝３０３内に配置されており２つの周方向ゲルリング３１１を形成している揺変性ゲルをさらに有している。タイヤ１の一例として、各周方向ゲルリング３１１を構成しているゲルの量は、約６０グラムとすることができる。前述の定義に記載しているように、揺変性ゲルは、剪断または揺動を受けない場合、時間の経過につれて強度または剛性が増大する流体である。ゲルが、概ね静止しているタイヤ１の溝３０３に最初に塗布される時には、リング３１１のゲルは定位置にとどまる、つまり硬化する非常に粘性のある流体である。
【０１０２】
タイヤ１が乗り物の車輪に取り付けられ、乗り物が最初に運転されると、タイヤ１は回転し、したがって、各周方向ゲルリング３１１のゲルを揺り動かす。各リング３１１のゲルは、じかに働く、つまり半径方向のみの向心力以外の力がもはや作用しなくなるまで、あらゆる力の方向に自動的に流れることになる。向心力だけがゲルに作用する唯一の状態は、タイヤ／車輪の組み立て品のバランスがとれている状態である。タイヤ１のその後の回転のたびに、タイヤ／車輪の組み立て品のバランスが自動的に再びとれることになる。
【０１０３】
タイヤのトレッドの摩耗、タイヤ／車輪に対する軽微な損傷、幾何学的なランアウトまたはばね定数の変動によって発生するタイヤの非均等性など、タイヤ／車輪の組み立て品がバランスをとれていない状態になる原因となる可能性のある予期せぬそしてはっきりとしない将来の要因でさえ、周方向ゲルリング３１１が自動的にバランスをとることによって部分的にまたは完全に補償される。この補償が行われるのは、１次正弦波形の大きさ、つまり１次調和振動数が、「車輪ホップ」振動モードを励起し、それから、それが揺変性ゲルをタイヤ内の様々な角度位置に移動させ、それによって振動を減少させるからである。より多くのゲルは必然的により頻繁に、そしてより大量に流れるので、環状スペーサ構造３０１は、バランスシステムに必要な揺変性ゲルの量を減少させ、ゲルの流れを好ましく制限する。
【０１０４】
本発明のさらに他の特徴によれば、図１と４のタイヤ１の一例は、長方形の断面をしており内側ライナ１０４の半径方向内側表面に取り付けられている環状リング部材４０１を備えている環状スペーサ構造を有している自動バランスシステムをさらに有している。環状リング部材４０１は、発泡体つまりスポンジの細片などの任意の適切な材料で作られており、タイヤ製造の任意の適切な段階において任意の適切な方法によってタイヤ１に固定されてもよい。環状リング部材４０１は、環状リング部材４０１の対向している軸方向の外側の面と、対応するビード１０２に向けて半径方向に延びている内側ライナ１０４の部分との間に内部の周方向溝４０３を形成している（図４）。タイヤ１の一例として、環状リング部材４０１の軸方向外側の面同士は約１００ｍｍ離れており、環状リング部材４０１の厚さは５ｍｍであってもよい。したがって、周方向溝４０３は、ショルダ領域Ｓの概ね半径方向内側に位置している（図４）。
【０１０５】
システムは、周方向溝４０３内に配置されており２つの周方向ゲルリング４１１を形成している揺変性ゲルをさらに有している。タイヤ１の一例として、各周方向ゲルリング４１１を構成しているゲルの量は、約６０グラムとすることができる。前述の定義に記載しているように、揺変性ゲルは、剪断または揺動を受けない場合、時間の経過につれて強度または剛性が増大する流体である。ゲルが、概ね静止しているタイヤ１の溝４０３に最初に塗布される時には、リング４１１のゲルは定位置にとどまる、つまり硬化する非常に粘性のある流体である。
【０１０６】
タイヤ１が乗り物の車輪に取り付けられ、乗り物が最初に運転されると、タイヤ１は回転し、したがって、各周方向ゲルリング４１１のゲルを揺り動かす。各リング４１１のゲルは、じかに働く、つまり半径方向のみの向心力以外の力がもはや作用しなくなるまで、あらゆる力の方向に自動的に流れることになる。向心力だけがゲルに作用する唯一の状態は、タイヤ／車輪の組み立て品のバランスがとれている状態である。タイヤ１のその後の回転のたびに、タイヤ／車輪の組み立て品のバランスが自動的に再びとれることになる。
【０１０７】
タイヤのトレッドの摩耗、タイヤ／車輪に対する軽微な損傷など、タイヤ／車輪の組み立て品がバランスのとれていない状態になる原因となる可能性のある予期せぬそしてあいまいな将来の要因でさえ、周方向ゲルリング４１１が自動的にバランスとることによって補償される。より多くのゲルは必然的により頻繁に、そしてより大量に流れるので、環状スペーサ構造４０１は、バランスをとるシステムに必要な揺変性ゲルの量を減少させ、ゲルの流れを好ましく制限する。
【０１０８】
本発明の他の態様によれば、図５は、揺変性ゲルによってもたらされる自動バランス機構の作動を開始させる機械５００を概略的に示している。機械５００は、タイヤ／車輪組み立て品を自動車に取り付ける前に、タイヤ／車輪組み立て品の、揺変性ゲルによって実現される効果を監視し、計測することができる。機械５００には自由に回転するタイヤ／車輪組み立て品を取り付けることができる。機械５００は、少なくとも１自由度、通常は垂直方向の自由度を有していてもよい。それによって、機械５００は、自由な回転力によって「車輪ホップ」振動モードが発生する時の自動車の振動をシミュレーションすることができる。
【０１０９】
図５で、機械５００は、軸受ユニット５１０と、軸受ユニット５１０に固定されている車輪芯出しおよび締め付けアダプタ５２０とを有している。アダプタ５２０によって、タイヤ／車輪組み立て品５０１を機械５００に取り付けることができる。機械５００は、大きな振動を制限／制御する複数の水平方向ばね／ダンパロッド５３０（２つを図示）と、カルダン軸５５０を介してアダプタ５２０を回転させる電気駆動部分５４０とをさらに有している。ばね／ダンパロッド５３０と電気駆動部分とは、機械５００のフレームまたは他の動かない場所に固定されていてもよい。他の自由度をもたらすように、追加のダンパロッド（不図示）が機械５００に必要に応じて追加されてもよい。
【０１１０】
矢印５０９は、タイヤ／車輪組み立て品５０１のアンバランスに起因する振動を示している。このアンバランスは、（前述のように）揺変性ゲル５０３をタイヤ内に再分散させて、アンバランスを無視できるほどの量に減少させる。最適には、機械５００を最大に振動させるために、機械５００は、機械５００とタイヤ／車輪組み立て品５０１との結合振動周波数をもたらす角速度で、タイヤ／車輪組み立て品５０１を回転させてもよい。
【０１１１】
この振動周波数は、機械／タイヤ／車輪のばね定数の平方根を機械／タイヤ／車輪の質量で除し、πの２倍で除した値として計算してもよい。したがって、機械５００は、その臨界周波数で運転される。第２の自由度については、１自由度と同じ計算方法で、同じ角速度を求めることができる。この「臨界」角速度の計算は、プラスまたはマイナス３０％の範囲を設定してもよい。この範囲外で動作している機械は比較的効率が悪く、これは振動変位が小さ過ぎて、揺変性ゲルに大きなせん断力を作用させることができないからである。
【０１１２】
前述のように、ばね／ダンパロッド５３０は、機械５００の破壊を防止している。その代わりに、物理的に別個のばねとダンパ（不図示）を複ばね／ダンパロッド５３０の代わりに利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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