JP6876133B2 - 非空気入りタイヤ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、（米国受理官庁の役目を務める）米国特許庁で２０１６年１２月３０日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０６９３８８号に対する優先権およびその利益を主張し、該出願は参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書の実施形態は、概して、非空気入りタイヤと共に使用するための剪断バンドおよびトレッドに関する。

タイヤの転がり抵抗の低減は、使用中に無駄なエネルギーの量を低減することによって、燃料効率を改善し得ることを認識されたい。しかしながら、タイヤの転がり抵抗を低減するための努力の一環として、多くの場合、他の性能測定値の低減をもたらし得る他の犠牲がなされる。例えば、タイヤの転がり抵抗を低減する際、多くの場合、内部に含まれる空隙と共にトレッド厚さが低減される。その結果、空隙体積の低減により、雨天性能に悪影響を与える。このような事例では、転がり抵抗を低減しながら、所望のレベルの雨天性能を維持するのを助ける所望の溝深さを維持するために、トレッド厚さを低減することが所望される。具体的には、トレッド厚さを低減すると、任意の長手方向溝の深さも低減され、トレッドと路面との接触を促進するために水を消費するのに有用な空隙体積が直ちに低減する。失われた空隙を取り戻すために溝が広げられると、接触表面積が減少し、利用可能なトラクション量を低減させ、ひいてはある特定のタイヤ性能測定値を低減させる。したがって、転がり抵抗を低減しつつ、雨天性能のいかなる低減も最小限に抑えることもできる改善されたタイヤトレッドが必要とされている。

本明細書の特定の実施形態は、非空気入りタイヤを備える。非空気入りタイヤは、剛性中央環状部分と、中央環状部分の近くに円周方向に配置された環状剪断バンドと、環状剪断バンドと中央環状部分との間に配置された１つ以上の変形可能なスポークとを備える。非空気入りタイヤは、非空気入りタイヤの周りに環状に延在する、非空気入りタイヤの外側の地面係合側を画定するトレッドをさらに含む。トレッドは、長さと、トレッドの地面係合側から底部側に半径方向内方に延在する厚さと、トレッドの一対の対向する側面の間に横方向に延在する幅とを有する。トレッドの幅はまた、トレッド厚さの方向およびトレッド長さの方向を横断して延在する。非空気入りタイヤは、トレッドの外側の地面係合側に沿って配置された複数のトレッド要素をさらに含む。複数のトレッド要素は、主にトレッド長さの方向に延在する長手方向溝によって離間された少なくとも一対のトレッド要素を含む。非空気入りタイヤは、非空気入りタイヤの周りの円周方向およびトレッド幅の方向に延在する１つ以上の変位した補強層をさらに含む。１つ以上の変位した補強層は、長手方向溝が１つ以上の変位した補強層のうちの少なくとも１つを通って延在するように環状剪断バンド内に配置されているため、１つ以上の変位した補強層のうちの少なくとも１つの対向する部分を分離する。非空気入りタイヤは、非空気入りタイヤの周りの円周方向およびトレッド幅の方向に延在する１つ以上の非変位の補強層をさらに含む。１つ以上の非変位の補強層は、環状剪断バンド内に配置されている。１つ以上の変位した補強層は、トレッドと１つ以上の非変位の補強層との間に配置されている。

前述および他の実施形態、目的、特徴、および本明細書の実施形態の利点は、同様の参照番号が実施形態の同様の部品を表す添付の図面に例示されるように、特定の実施形態についての以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。

一実施形態による、非空気入りタイヤの斜視図である。 図１に示されるタイヤの線２−２に沿ってとられた先行技術の非空気入りタイヤトレッドの断面図である。 一実施形態による、改善された非空気入りタイヤトレッドの断面図であり、改善された非空気入りタイヤトレッドは、図２に示される先行技術の非空気入りタイヤトレッドの改善版である。

本明細書の実施形態は、改善された非空気入りタイヤを説明する。

特定の実施形態では、非空気入りタイヤは、剛性中央環状部分を備える。非空気入りタイヤは、中央環状部分の近くに円周方向に配置された環状剪断バンドをさらに備える。環状剪断バンドは、複数の補強層を含み、かかる各層は、複数の細長い補強材を含む。剪断バンドも非空気入りタイヤも、任意の加圧空気を保持するようには構成されていない。非空気入りタイヤは、環状剪断バンドと中央環状部分との間に配置された１つ以上の変形可能なスポークをさらに備える。１つ以上の変形可能なスポークは、中央環状部分の、またはより全般的には非空気入りタイヤの回転軸の周りに離間されており、各変形可能なスポークの長さは、主に中央環状部分または非空気入りタイヤの半径方向に延在する。中央環状部分および非空気入りタイヤの回転軸は、中央環状部分および非空気入りタイヤの軸方向に対応する。中央環状部分または非空気入りタイヤの軸方向は、それらの半径方向に対して直角である。環状剪断バンドは、１つ以上の変形可能なスポークの半径方向外方範囲に動作可能に取り付けられており、１つ以上の変形可能なスポークは、半径方向内方範囲で中央環状部分に接続されている。

非空気入りタイヤは、トレッドをさらに含む。トレッドは、非空気入りタイヤおよび剪断バンドの周りに環状に延在する、非空気入りタイヤの外側の地面係合側を画定する。トレッドは、非空気入りタイヤの円周方向に延在する長さを有する。トレッドはまた、トレッドの地面係合側からトレッドの底部側に半径方向内方に延在する厚さを有する。トレッド厚さは、トレッド長さに対して直角に延在する。トレッドは、トレッドの一対の対向する側面の間に横方向に延在する幅をさらに含む。トレッドの幅は、トレッド厚さの方向およびトレッド長さの方向の両方に対して直角にまたはそれらを横断して延在する。

特定の実施形態では、非空気入りタイヤは、複数のトレッド要素をさらに含む。トレッド要素は、概して、離間された空隙、または任意の１つ以上の空隙から離間されたトレッドの側面によって形成されている。複数のトレッド要素は、トレッドの外側の地面係合側に沿って配置されており、長手方向溝によって離間されている。長手方向溝は、主にトレッド長さの方向（すなわち、一緒に利用されるときの非空気入りタイヤの円周）に延在するが、トレッドの全長に延在する必要はない。トレッドは、２つ以上の長手方向溝を含み得ることを認識されたい。

長手方向溝の深さを犠牲にすることなく、トレッド厚さの低減を可能にするために、剪断バンド補強層のうちの１つ以上は、補強層の一部分を排除して（「変位」させて）、長手方向溝が貫通して延在する層内に空間または空隙を作り出すように、解剖または分離される。そうすることによって、長手方向溝の深さは、長手方向溝に隣接して（の隣に）配置されたトレッド要素に沿って測定した場合、タイヤトレッドの最大厚さ以上である。トレッド要素に関連付けられたトレッド厚さの部分は、トレッド要素の下の環状剪断バンドの最も半径方向外方の点（最も外側の半径の点）から、対応するトレッド要素に関連付けられたトレッドの外側の地面係合側まで測定される。ある特定の実施形態では、長手方向溝の深さは、隣接するトレッド要素の厚さの少なくとも１２５パーセントに等しい。他の実施形態では、長手方向溝の深さは、隣接するトレッド要素の厚さの少なくとも２００パーセントに等しい。これらの実施形態では、例えば、長手方向溝の深さは、１２ミリメートルに等しくてもよく、隣接するトレッド要素の最大厚さは、６ミリメートルに等しくてもよい。トレッドが２つ以上の長手方向溝を含む場合、各長手方向溝の深さは、他のすべての長手方向溝の深さに等しくなくてもよく、または代替の実施形態では、各長手方向溝の深さは、他の長手方向溝のうちのいずれかの深さに等しくなくてもよいことを認識されたい。

任意のトレッド要素は、リブまたはトレッドブロック（「ラグ」）を形成し得ることを認識されたい。リブは、トレッド長さに沿って連続的に延在し得るか、または不連続なリブを形成するために介在するサイプもしくは横方向溝を含み得る。ブロックは、離間された横方向溝またはサイプによって境界付けられたトレッド要素である。トレッドブロックを他のブロックと共に配置して、不連続なリブを形成することができる。例えば、ある特定の実施形態では、非空気入りタイヤの複数のトレッド要素は、横方向溝によって離間された少なくとも一対のトレッド要素を含む。横方向溝は、主にトレッド幅の方向（すなわち、一緒に利用されるときの非空気入りタイヤの軸方向）に延在するが、トレッドの幅を横切って完全に延在する必要はない。トレッドは、２つ以上の横方向溝を含み得ることを認識されたい。

前述のように、非空気入りタイヤは、環状剪断バンド内に配置された複数の補強層を含む。複数の補強層のうちの少なくとも１つまたは複数は、非空気入りタイヤの周りの円周方向およびトレッド幅の方向に延在する１つ以上の変位した（すなわち、不連続的な）補強層を含む。前述のように、１つ以上の変位した補強層の各々は、内部に長手方向溝が延在する不連続面（「空間」または「空隙」とも称される）を含む。複数回変位した補強層が存在する場合、不連続面が一緒に共通の不連続面を形成するように、複数回変位した補強層を一緒に積重して、各層の不連続面が横方向に位置合わせされた（または「積重」された）共通の不連続面を作り出す。最後に、１つ以上の変位した補強層は、長手方向溝が１つ以上の変位した補強層を通って延在するように環状剪断バンド内に配置されている。これらの実施形態では、長手方向溝は、トレッド幅の方向に長手方向溝の両側に配置された対向するトレッド要素の下に位置する１つ以上の変位した補強層の対向する部分を分離する。複数の補強層はまた、非空気入りタイヤの周りの円周方向に延在し、かつトレッド幅を横切ってトレッド幅の方向に延在する１つ以上の非変位の（すなわち、連続的な）補強層を含む。１つ以上の非変位の補強層は、長手方向溝が１つ以上の非変位の補強層のうちのいずれかを通って延在しないように環状剪断バンド内に配置されている。１つ以上の変位した補強層は、トレッドと１つ以上の非変位の補強層との間に配置されている。

特定の実施形態では、１つ以上の変位した補強層および１つ以上の非変位の補強層は、トレッド幅の方向に直線状にまたはわずかにアーチ状の経路に沿って延在する。換言すれば、内部に長手方向溝が延在する共通の不連続面を形成するために、剪断バンド内に共通の不連続面を形成する複数の補強層のいずれも任意の交互の非直線状経路に沿って横方向、すなわち、トレッド幅の方向に延在しない。

特定の実施形態では、１つ以上の長手方向溝に対する環状剪断バンドの構造により、１つ以上の長手方向溝は、トレッド深さ全体を利用することができ、その結果、長手方向溝はトレッドの全耐用年数にわたってアクティブなままである。複数の補強層の積重配置に関しては、補強材積重のサイズおよび深さは、トレッド要素の所望の幅および１つ以上の長手方向溝の所要の深さの関数である。このように、複数の補強層の積重配置により、より浅いトレッド深さを、深さが増加された１つ以上の長手方向溝で用いることができる。結果として、雨天性能を犠牲にすることなく、転がり抵抗および非空気入りタイヤの質量が低減される。

ここで、上で論じられた非空気入りタイヤの特定の実施形態を、当該実施形態を例示する本明細書に添付の図と関連付けて以下にさらに詳細に記載する。

図１に示される例示的な実施形態を参照すると、非空気入りタイヤ１０が例示されている。非空気入りタイヤ１０は、剛性中央環状部分１２を備える。非空気入りタイヤ１０は、中央環状部分１２の近くに円周方向に配置されているが、中央環状部分１２に直接接触しない環状剪断バンド１４をさらに備える。非空気入りタイヤ１０は、環状剪断バンド１４と中央環状部分１２との間に配置された複数の変形可能なスポーク１６をさらに備える。複数の変形可能なスポーク１６は、非空気入りタイヤ１０の回転軸でもある、中央環状部分１２の回転軸の周りに離間されている。中央環状部分１２および非空気入りタイヤ１０の回転軸は、中央環状部分１２および非空気入りタイヤ１０の軸方向Ａに対応する。このように、変形可能なスポーク１６の各々の長さは、非空気入りタイヤ１０の中央環状部分１２の半径方向Ｒに延在する。中央環状部分１２および非空気入りタイヤ１０の軸方向Ａは、それらの半径方向Ｒに対して直角である。環状剪断バンド１４は、複数の変形可能なスポーク１６の半径方向外方範囲に動作可能に取り付けられおり、複数の変形可能なスポーク１６は、半径方向内方範囲で中央環状部分１２に接続されている。

図１の非空気入りタイヤ１０はまた、トレッド１８を含む。特に図２に関連して、先行技術の非空気入りタイヤトレッドが例示されている。非空気入りタイヤトレッドは、非空気入りタイヤ（図示せず）の中央環状部分の周りに円周方向に延在するように構成された環状剪断バンド１１４を含む。トレッド１１８は、外側の地面係合側１２０と底部側１２２とを含む。トレッド１１８は、タイヤの周りに円周方向に延在するように構成された長さと、トレッド１１８の地面係合側１２０から底部側１２２に半径方向内方に延在する厚さＴ₁₁₈とを有し、長さは厚さに対して直角である。トレッド１１８は、トレッド１１８の一対の対向する側面の間に横方向に延在する幅Ｗ₁₁₈をさらに含む。幅Ｗ₁₁₈は、トレッド厚さＴ₁₁₈およびトレッド長さに対して直角に延在する。

先行技術のトレッド１１８は、トレッド１１８の外側の地面係合側１２０に沿って配置された複数のトレッド要素１２４を含む。トレッド要素１２４内に配置されたトレッド厚さＴ₁₁₈の部分は、トレッド要素１２４の下の環状剪断バンド１１４の最も半径方向外方の点からトレッド１１８の外側の地面係合側１２０に半径方向外方に延在する厚さＴ₁₂₄を有する。示される例示的な先行技術の非空気入りタイヤトレッドでは、一対のトレッド要素１２４が長手方向溝１２６によって離間されている。各長手方向溝１２６は、対応するトレッド要素１２４の外側の地面係合側１２０から長手方向溝１２６の底部に延在する深さＤ₁₂₆を有する。最後の説明として、環状剪断バンド１１４は、複数の補強層１２８を含み、かかる各層１２８は、複数の細長い補強材１３０を含む。

図３を参照すると、改善された非空気入りタイヤトレッド１８が例示されている。トレッド１８は、非空気入りタイヤ１０の外側の地面係合側２０を画定する。トレッド１８の外側の地面係合側２０は、非空気入りタイヤ１０および環状剪断バンド１４の周りに環状に延在する。トレッド１８はまた、非空気入りタイヤ１０の円周方向に延在する長さを有する。トレッド１８は、トレッド１８の外側の地面係合側２０からトレッド１８の底部側２２に半径方向内方に延在する厚さＴ₁₈を有する。トレッド厚さＴ₁₈は、トレッド長さに対して直角に延在する。トレッド１８は、トレッド１８の一対の対向する側面の間に横方向に延在する幅Ｗ₁₈をさらに含む。幅Ｗ₁₈は、トレッド厚さＴ₁₈の方向およびトレッド長さの方向の両方に対して直角にまたはそれらを横断して延在する。

図３にさらに例示されるように、非空気入りタイヤ１０のトレッド１８は、複数のトレッド要素２４をさらに含む。複数のトレッド要素２４は、トレッド１８の外側の地面係合側２０に沿って配置されており、長手方向溝２６によって互いに離間されている。各長手方向溝２６は主に、トレッド１８が一緒に利用されるときの非空気入りタイヤ１０の円周に対応する、トレッド１８の長さの方向に延在する。さらに、各長手方向溝２６は、主にトレッド厚さＴ₁₈の方向に延在する深さＤ₂₆を有する。長手方向溝２６の深さＤ₂₆は、長手方向溝２６に隣接して配置されたトレッド要素２４に沿って測定した場合、最大厚さＴ₂₄より大きい。トレッド要素２４の厚さＴ₂₄は、トレッド要素２４の下の環状剪断バンド１４の最も半径方向外方の点から、対応するトレッド要素２４に関連付けられたトレッド１８の外側の地面係合側２０まで測定される。

図３にさらに示されるように、非空気入りタイヤ１０の環状剪断バンド１４は、環状剪断バンド１４内に配置された複数の補強層２８を含み、かかる各層２８は、複数の細長い補強材３０を含む。複数の補強層２８は、変位した（すなわち、不連続な）補強層２８_dおよび非変位の（すなわち、連続的な）補強層２８_ndの両方を含む。各非変位の補強層２８_ndおよび各変位した補強層２８_dを含む各補強層２８は、非空気入りタイヤ１０の周りの円周方向およびトレッド幅Ｗ₁₈の方向に延在する。変位した補強層２８_dは、長手方向溝２６のうちの少なくとも１つが変位した補強層２８_dのうちの少なくとも１つを通って延在するように環状剪断バンド１４内に配置されている。この実施形態では、長手方向溝２６は、変位した補強層２８_dの各々の対向する部分２８_d1および２８_d2を分離する。変位した補強層２８_dの各々の対向する部分２８_d1および２８_d2は、対応する長手方向溝２６のいずれかの側にトレッド幅Ｗ₁₈の方向に配置された対向するトレッド要素２４₁および２４₂の下に位置する。加えて、複数の非変位の補強層２８_ndは、対応する長手方向溝２６が複数の非変位の補強層２８_ndのうちのいずれかを通って延在しないように、非空気入りタイヤ１０の環状剪断バンド１４内に配置されている。複数の変位した補強層２８_dは、トレッド１８と複数の非変位の補強層２８_ndとの間に配置されている。複数の変位した補強層２８_dおよび複数の非変位の補強層２８_ndは、直線状にトレッド幅Ｗ₁₈の方向に延在する。

図３の実施形態では、複数の変位した補強層２８_dは、トレッド厚さＴ₁₈の方向に積重配置で環状剪断バンド１４内に配置されている。このようにして、長手方向溝２６は、隣接するトレッド要素２４の厚さＴ₂₄よりも半径方向内方の環状剪断バンド１４内の深さまで延在する。

使用される範囲まで、本明細書の特許請求の範囲および／または明細書において使用されるような「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、ならびに「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、指定されない他の要素を含み得るオープン群を指示するものとして考えられるものとする。用語「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、および単数形の語は、同じ語の複数形を含むものと解釈されるため、それらの用語は、何かの１つ以上が提供されることを意味する。「少なくとも１つの」および「１つ以上の」という用語は、互換的に使用される。「単一」という用語は、何かの１つ、かつ唯一のものが意図されていることを示すために使用されるものとする。同様に、明示された数の物が意図されている場合には、「２）」などの他の明示された整数値が使用される。「好ましくは」、「好ましい」、「好む」、「任意に」、「し得る（ｍａｙ）」という用語、および類似の用語は、参照されている項目、条件、またはステップが、実施形態の任意の（すなわち、必要とされない）特性であることを指示するために使用される。「ａ〜ｂの間」であると記載されている範囲は、特に明記されていない限り、「ａ」および「ｂ」の値を包含する。

実施形態をそれらの特定の実施形態に関して説明してきたが、かかる説明が例示目的のものに過ぎず、本明細書の特許請求の範囲を制限するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、本明細書の範囲および内容は、以下の特許請求の範囲の用語によってのみ定められるものとする。さらに、本明細書で論じられるいずれの特定の実施形態の特徴も、特に指示しない限り、本明細書で他に論じられ、または企図した任意の１つ以上の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わされ得ると理解される。

Claims (8)

1. 非空気入りタイヤであって、
   剛性中央環状部分と、
   前記剛性中央環状部分の近くに円周方向に配置された環状剪断バンドと、
   前記環状剪断バンドと前記剛性中央環状部分との間に配置された１つ以上の変形可能なスポークと、
   前記非空気入りタイヤの周りに環状に延在する、前記非空気入りタイヤの外側の地面係合側を画定するトレッドであって、前記トレッドが、長さ、前記トレッドの前記外側の地面係合側から底部側に半径方向内方に延在する厚さ、および前記トレッドの一対の対向する側面の間に横方向に延在する幅を有し、前記幅が、前記トレッド厚さの方向および前記トレッド長さの方向を横断して延在する、トレッドと、
   前記トレッドの前記外側の地面係合側に沿って配置された複数のトレッド要素であって、前記複数のトレッド要素が、長手方向溝によって離間された少なくとも一対のトレッド要素を含み、前記長手方向溝が、主に前記トレッド長さの前記方向に延在する、複数のトレッド要素と、
   前記非空気入りタイヤの周りの円周方向および前記トレッド幅の方向に延在する１つ以上の変位した補強層であって、前記１つ以上の変位した補強層が、前記環状剪断バンド内に配置されており、前記長手方向溝が、前記１つ以上の変位した補強層のうちの少なくとも１つを軸方向に分離する、１つ以上の変位した補強層と、
   前記非空気入りタイヤの周りの円周方向および前記トレッド幅の前記方向に延在する１つ以上の非変位の補強層と、を備え、前記１つ以上の非変位の補強層が、前記環状剪断バンド内に配置されており、前記１つ以上の変位した補強層が、前記トレッドと前記１つ以上の非変位の補強層との間に配置されている、非空気入りタイヤ。
2. 前記長手方向溝が、主に前記トレッド厚さの前記方向に延在する深さを有し、さらに、前記長手方向溝の前記深さが、前記複数のトレッド要素のうちの隣接するトレッド要素の最大厚さより大きく、前記隣接するトレッド要素の前記最大厚さが、前記トレッド要素の下の前記環状剪断バンドの最も外側の半径の点から、前記隣接するトレッド要素に関連付けられた前記トレッドの前記外側の地面係合側まで測定される、請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
3. 前記長手方向溝の前記深さが、前記複数のトレッド要素のうちの前記隣接するトレッド要素の前記最大厚さの少なくとも１２５％に等しい、請求項２に記載の非空気入りタイヤ。
4. 前記１つ以上の変位した補強層が、前記トレッド厚さの前記方向に積重配置で複数の変位した補強層を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
5. 前記１つ以上の変位した補強層および前記１つ以上の非変位の補強層が、前記トレッド幅の前記方向に直線状にまたはアーチ状経路に沿って延在する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
6. ２つ以上の追加の変位した補強層が、前記積重配置を形成する、請求項４に記載の非空気入りタイヤ。
7. 前記１つ以上の非変位の補強層の追加の補強層の各々が連続的である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。
8. 前記複数のトレッド要素が、横方向溝によって離間された少なくとも一対のトレッド要素を含み、前記横方向溝が、主に前記トレッド幅の前記方向に延在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の非空気入りタイヤ。

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