JP6240815B1 - フランジ付きタイヤ及びホイール組立体 - Google Patents

Abstract

非空気入りタイヤは、第１の軸方向幅を有する周方向トレッドを含む。タイヤは、周方向凸状曲面と、第１の軸方向幅よりも大きい第２の軸方向幅と、を有する下側環状バンドを更に含む。下側環状バンドは、閾値軸方向力を上回る軸方向力の印加時に偏向するように構成される。タイヤは、また、周方向トレッドを下側環状バンドに接続するタイヤ構造を含む。タイヤ構造は、第２の軸方向幅よりも小さい第３の軸方向幅を有する。
【選択図】図１

Description

本開示は、タイヤ及びホイール組立体に関する。より具体的には、本開示は、フランジ付きホイールの曲面とインタフェースする曲面を有する非空気入りタイヤに関する。

非空気入りタイヤ構造は、タイヤが非膨張状態で走行することを可能にする。いくつかの非空気入りタイヤは、一体的タイヤ及びホイール構造を採用する。別の非空気入りタイヤは、ボルトのような締結具を使用してホイールに固定される。非空気入りタイヤは、地面との接触時に歪むか又は偏向するスポークを含んでもよい。そのようなスポークは、圧縮よりも引張においてより強い材料で構成されることにより、下側スポークが歪むとき、荷重がホイールの残りの部分を通して分散され得る。

一実施形態では、非空気入りタイヤ及びホイール組立体は、第１のフランジを有する第１の側面と、第２のフランジ有する第２の側面と、第１の側面と第２の側面との間に延在する周方向凹状面と、を備える。組立体は、また、上側環状バンドと、ホイールの周方向凹状面によって受け入れられる周方向凸状面を有する下側環状バンドと、を有する非空気入りタイヤを含む。下側環状バンドは、非空気入りタイヤが取り付けられていない状態にあるとき、ホイールの周方向凹状面の軸方向幅よりも大きい軸方向幅を有する。非空気入りタイヤは、また、上側環状バンドを下側環状バンドに接続するタイヤ構造を含む。タイヤ構造の少なくとも一部分は、下側環状バンドの軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有する。

別の実施形態では、非空気入りタイヤは、周方向凹状面を有するホイールによって受け入れられるように構成されている。非空気入りタイヤは、第１の軸方向幅を有する上側環状バンドと、第１の軸方向幅よりも大きい第２の軸方向幅を有する下側環状バンドと、を含む。下側環状バンドは、ホイールの周方向凹状面によって受け入れられるように構成された周方向凸状曲線を有する。下側環状バンドは、閾値軸方向力を上回る軸方向力が加えられるとき、偏向するように構成されている。非空気入りタイヤは、また、上側環状バンドを下側環状バンドに接続するタイヤ構造を含む。タイヤ構造は、第２の軸方向幅よりも小さい第３の軸方向幅を有する。

更に別の実施形態では、非空気入りタイヤは、第１の軸方向幅を有する周方向トレッドを含む。タイヤは、周方向凸状曲面と、第１の軸方向幅よりも大きい第２の軸方向幅と、を有する下側環状バンドを更に含む。下側環状バンドは、閾値軸方向力を上回る軸方向力の印加時に偏向するように構成されている。タイヤは、また、周方向トレッドを下側環状バンドに接続するタイヤ構造を含む。タイヤ構造は、第２の軸方向幅よりも小さい第３の軸方向幅を有する。

添付の図面では、以下の詳細な説明とともに、特許請求される本発明の例示的実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で特定される。単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてもよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてもよいことが理解されるべきである。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の比率が説明のために誇張されている場合がある。
非空気入りタイヤ及びホイール組立体の一実施形態の斜視図である。 非空気入りタイヤ及びホイール組立体のホイールの部分断面図である。 非空気入りタイヤ及びホイール組立体の非空気入りタイヤの部分断面図である。 非空気入りタイヤ及びホイール組立体の部分断面図である。

以下は、本明細書で採用された選択用語の定義を含む。これらの定義は、用語の範囲内に入り、実施のために使用され得る構成要素の様々な例又は形態を含む。例は、限定的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。

「軸方向の」又は「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延びる方向を指す。

「赤道面」は、タイヤの回転軸に対して垂直であり、タイヤのトレッドの中心部を通る平面を指す。

「径方向の」及び「径方向に」は、タイヤの回転軸に対して垂直である方向を指す。

「サイドウォール」は、トレッドの下方にあり、タイヤの側面を画定するタイヤの部分を指す。

「トレッド」は、垂直荷重下で道路又は別の転がり面と接触するタイヤの部分を指す。

本明細書では、方向は、タイヤの回転軸を基準にして述べられる。用語「上向きの」及び「上向きに」は、タイヤのトレッドに向かう一般方向を指し、「下向きの」及び「下向きに」は、タイヤの回転軸に向かう一般方向を指す。したがって、「上部の」及び「下部の」又は「頂部の」及び「底部の」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、「上部の」又は「頂部の」要素は、「下部」又は「底部」の要素よりもトレッドに近い位置に離間配置される。加えて、「上」又は「下」など相対的な方向用語が要素に関連して使用されるとき、別の要素の「上」にある要素は、他の要素よりもトレッドに近い。

用語「内側の」及び「内側に」は、タイヤの赤道面に向かう一般方向を指し、「外側の」及び「外側に」は、タイヤの赤道面から離れ、タイヤのサイドウォールに向かう一般方向を指す。したがって、「内部」及び「外部」など相対的な方向用語が要素と関連して使用されるとき、「内部」要素は、「外部」要素よりもタイヤの赤道面の近くに離間配置される。

図１は、非空気入りタイヤ及びホイール組立体１００の一実施形態の斜視図の略図である。組立体１００は、非空気入りタイヤ１０５を含む。図示された実施形態では、非空気入りタイヤは、複数のスポーク１１５を画定する複数の開口部１１０を含む。代替の実施形態（図示せず）では、非空気入りタイヤは、ウェビングを含む。別の代替の実施形態（図示せず）では、非空気入りタイヤは、ソリッドタイヤである。

組立体１００は、ホイール１２０を更に含む。タイヤ１０５及びホイール１２０は、一体的な構成要素ではない。その代わりにタイヤ１０５がホイール１２０に取り外し可能に取り付けられ、その結果、タイヤ１０５は、メンテナンス又は交換のために取り外され得る。

一実施形態では、タイヤ１０５とホイール１２０とは、異なる材料で構成される。例えば、ホイールは、鋼、マグネシウム、アルミニウム、又は別の金属などの金属で構成されてもよい。タイヤは、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、樹脂、別の合成若しくは天然ゴム、又は別のポリマーなどのポリマー材料で構成されてもよい。あるいは、タイヤの様々な構成要素は、金属及びポリマー材料を含む異なる材料から構成されてもよい。

図２は、ホイール１２０の部分断面を示す。ホイール１２０は、第１のフランジ１３０ａを有する第１の側面１２５ａと、第２のフランジ１３０ｂを有する第２の側面１２５ｂと、を含む。第１のフランジ１３０ａは、第１のフランジリップ１３５ａを含む。同様に、第２のフランジ１３０ｂは、第２のフランジリップ１３５ｂを含む。

図示された実施形態では、第１のフランジ１３０ａは、ホイール１２０に取り外し可能に取り付けられ、第１の複数のボルト１４０ａによって適所に固着される。同様に、第２のフランジ１３０ｂは、ホイール１２０に取り外し可能に取り付けられ、第２の複数のボルト１４０ｂによって適所に固着される。代替の実施形態（図示せず）では、ねじ又はクランプのような別の既知の締結具が、フランジをホイールに取り外し可能に取り付けるために採用されてもよい。別の代替の実施形態（図示せず）では、フランジのうちの少なくとも１つが恒久的にホイールに添付される。そのような実施形態では、フランジは、リベット若しくは別の恒久的な締結具によって、又は溶接若しくはろう付けプロセスによって恒久的にホイールに添付されてもよい。フランジとホイールとは、また、モールディング、キュアリング、又は付加的な製造プロセスによって一体的構造として形成されてもよい。

周方向凹状面１４５が、第１の側面１２５ａと第２の側面１２５ｂとの間で延在する。周方向凹状面１４５は、第１の半径Ｒ１を有する円の弧によって画定される。代替として、周方向凹状面が、多数の半径によって画定されてもよい。

図３は、非空気入りタイヤ１０５の部分断面を示す。タイヤ１０５は、タイヤトレッド１５５を支持する上側環状バンド１５０を含む。図示された実施形態では、タイヤトレッド１５５は、補強構造１６０を含む。補強構造は、１つ又は複数のベルトであってもよい。代替の実施形態では、補強構造は、タイヤの構造圧縮部材として機能し、タイヤの軸長の横断方向の層間せん断強度を増加させる高環状強度バンドである。補強構造は、弾性中心部分を挟む非弾性外側部分を含んでもよい。高環状強度バンドの他の例が、米国特許第５，８７９，４８４号で論じられており、同特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。高環状強度バンドはまた、「せん断バンド」又は「バンド」とも称される場合がある。

一実施形態では、上側環状バンド１５０は、ポリウレタンなどのポリマーで構成され、トレッド１５５は、ゴムなどのエラストマー材料で構成される。補強構造１６０は、金属、ポリマー材料、樹脂、ファブリック、繊維、織材、又はそれらの組合せで構成されてもよい。代替の実施形態では、補強構造が省略される。別の代替の実施形態では、上側環状バンドが、エラストマー材料で構成されて周方向トレッドとして機能する。

タイヤ１０５は、また、周方向凸状面１７０を有する下側環状バンド１６５を含む。示すように、非空気入りタイヤ１０５が取り付けられていない状態にあるとき、下側環状バンド１６５は、ホイール１２０の周方向凹状面１４５の軸方向幅よりも大きい軸方向幅を有する。図示された実施形態では、下側環状バンド１６５の軸方向幅は、また、上側環状バンド１５０の軸方向幅よりも大きい。代替の実施形態（図示せず）では、上側環状バンドは、下側環状バンドと等しいか又はそれよりも大きい軸方向幅を有する。

周方向凸状面１７０は、第１の半径Ｒ１よりも大きい第２の半径Ｒ２を有する円の弧によって画定される。代替として、周方向凹状面は、多数の半径によって画定されてもよい。

スポーク１１５は、上側環状バンド１５０を下側環状バンド１６５に接続する。図示された実施形態では、スポーク１１５は、下側環状バンド１６５の軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有する。代替の実施形態では、スポークの下側部分だけが、下側環状バンドの軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有する。

図４は、タイヤ及びホイール組立体１００の部分断面を示す。下側環状バンド１６５は、第１のフランジ１３０ａと第２のフランジ１３０ｂとの間に配置される。下側環状バンド１６５は、第１のフランジリップ１３５ａ及び第２のフランジリップ１３５ｂの下に設置されるように寸法設定される。

タイヤが取り付けられていない状態にあるとき、下側環状バンド１６５の軸方向幅は、ホイール１２０の凹状周方向面１４５の軸方向幅よりも大きいけれども、このことは、タイヤ１０５がホイール１２０に取り付けられると変化する。タイヤ１０５を取り付けるために、フランジ１３０ａ、ｂのうちの少なくとも１つが、最初にホイール１２０から取り外される。タイヤ１０５が、次いでホイール１２０の凹状周方向面１４５の周りに置かれる。下側環状バンド１６５の周方向凸状面の第２の半径Ｒ２は、凹状周方向面１４５の第１の半径Ｒ１よりも大きいので、当初、間隙が２つの面の間に存在する。

フランジ１３０ａ、ｂのうちの一方又は両方が、次いでボルト１４０ａ、ｂによってホイール１２０に取り付けられる。フランジ１３０ａ、ｂをホイール１２０に固着するためには、軸方向力をフランジ１３０ａ、ｂに印加させなければならない。この軸方向力は、フランジ１３０ａ、ｂから下側環状バンド１６５まで伝達される。軸方向力が最小閾値を上回るとき、軸方向力は、下側環状バンド１６５を歪ませるか、又は下方に偏向させる。一実施形態では、最小閾値力は、４４〜４４５ニュートン（１０〜１００ポンド（４０〜４００ニュートン））である。代替の実施形態では、最小閾値力は、４４〜２２２ニュートン（１０〜５０ポンド（４０〜２００ニュートン））である。別の代替の実施形態では、最小閾値力は、８９〜２６７ニュートン（２０〜６０ポンド（８０〜２４０のニュートン））である。

下側環状バンド１６５の材料、並びに下側環状バンド１６５の凸状周方向面及びホイール１２０の凹状周方向面１４５の寸法は、十分な軸方向力が加えられるとき、フランジ１３０ａ、ｂがホイール１２０に完全に取り付けられ、下側環状バンド１６５の歪みが下側環状バンドにホイール１２０の凹状周方向面１４５を完全に係合させるように選択される。

下側環状バンド１６５と凹状周方向面１４５との間の圧力は、面相互の間に摩擦を生じさせ、その摩擦は、ホイール１２０に対する下側環状バンド１６５の回転に抵抗する。下側環状バンド１６５の偏向は、また、組立体の中心に向かって半径方向を向く引張をスポーク１１５に生じさせる。この引張は、中心から外向き半径方向を向く、非空気入りタイヤ１０５に生成された任意の力を打ち消すように働く。

用語「含む」又は「含んでいる」が明細書又はクレームにおいて使用される場合、それは、用語「備える」がクレームにおいて転換語として使用されるときに解釈されるのと類似の態様で包括的であることが意図される。更に、用語「又は」が使用される（例えばＡ又はＢ）場合、それは、「Ａ又はＢ又はその両方」を意味することが意図される。出願人が「Ａ又はＢだけで、両方ではない」ことを表す場合、用語「ｏｎｌｙ Ａ ｏｒ Ｂ ｂｕｔ ｎｏｔ ｂｏｔｈ」が使用されることになる。したがって、本明細書における用語「又は」の使用は、包括的用法であって、排他的用法ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ、Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（１９９５年、第２版）を参照されたい。また、用語「中に（in）」又は「中へ（into）」が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲において、「上に（on）」又は「上へ（onto）」を更に意味することが意図される。更に、用語「接続する（connect）」が本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りにおいて、「直接〜に接続する（directly connected to）」だけではなく、別の構成要素を介して接続するなど「間接的に〜に接続する（indirectly connected to）」も意味することが意図されている。

本出願はその実施形態の記述によって説明され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、出願人の本意ではない。更なる利点及び改良は、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本出願は、示され説明される、特定の詳細、例示的な装置及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、なされ得る。

Claims (5)

1. 非空気入りタイヤ及びホイール組立体であって、
   ホイールであって、
   第１のフランジを有する第１の側面と、
   第２のフランジを有する第２の側面と、
   前記第１の側面と前記第２の側面との間に延在する周方向凹状面と、を含む、ホイールと、
   非空気入りタイヤであって、
   上側環状バンドと、
   前記ホイールの周方向凹状面によって受け入れられる周方向凸状面を有する下側環状バンドであって、前記下側環状バンドは、前記非空気入りタイヤが取り付けられていない状態にあるとき、前記ホイールの周方向凹状面の軸方向幅よりも大きい軸方向幅を有する、下側環状バンドと、
   前記上側環状バンドを前記下側環状バンドに接続するタイヤ構造であって、前記タイヤ構造の少なくとも一部分は、前記下側環状バンドの軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有する、タイヤ構造と、を含む、非空気入りタイヤと、
   を備える、非空気入りタイヤ及びホイール組立体。
2. 前記第１のフランジ及び前記第２のフランジは、軸方向力を前記下側環状バンドに及ぼす、請求項１に記載の非空気入りタイヤ及びホイール組立体。
3. 前記軸方向力は、前記下側環状バンドを偏向させ、前記ホイールの周方向凹状面に対して力を及ぼさせる、請求項２に記載の非空気入りタイヤ及びホイール組立体。
4. 前記第１のフランジ及び前記第２のフランジは、前記ホイールに取り外し可能に取り付けられる、請求項１に記載の非空気入りタイヤ及びホイール組立体。
5. 前記ホイールの周方向凹状面は、第１の半径を有する弧によって画定され、前記非空気入りタイヤの周方向凸状面は、前記非空気入りタイヤが取り付けられてない状態にあるときに、前記第１の半径よりも大きい第２の半径を有する弧によって画定される、請求項１に記載の非空気入りタイヤ及びホイール組立体。