JP7208403B2 - 非空気圧式タイヤ用の跳ね制御バンド - Google Patents

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Description

本開示は、タイヤ用のバンドに関する。より具体的には、本開示は、跳ね制御トレッドバンド及び跳ね制御ウェブバンドを含む、非空気圧式タイヤ用の跳ね制御バンドに関する。
様々なタイヤ構造は、タイヤが膨張していない又は十分に膨張していない状態で走行することを可能にするが、非空気式タイヤは膨張を必要としない。むしろ、非空気圧式タイヤは、複数のスポーク、ウェビング、セル、又は内側リングを外側リングに接続する他の片持ち支持構造を含む。いくつかの非空気圧式タイヤは、外側リングに装着されたトレッドと、内側リングに装着されたリムとを含む。
道路の汚れ、水、雪、砂、泥、又は他の破片は、片持ち支持構造上に蓄積し得る。非空気圧式タイヤが回転すると、蓄積された破片は、片持ち支持構造から飛び出すか、又は投げ落とされる可能性があり、車両、歩行者、運転者、又はタイヤの跳ねゾーン内の他の物品上で跳ね得る。例えば、全地形型車両の非空気圧式タイヤは、水又は破片を露出したライダー上に投げ落とす可能性がある。したがって、このような跳ねを制御、低減、排除、及び防止するための跳ね制御バンドが必要とされる。
一実施形態では、非空気式は、環状内側リングと、環状外側リングと、環状内側リングから環状外側リングまで延在する支持構造と、を含む。タイヤは、環状外側リングの周りに半径方向に配置されたトレッドを含む。跳ね制御バンドは、タイヤの側面から突出し、タイヤの回転軸を囲む。跳ね制御バンドは、回転軸に面する連続表面を含む。
別の実施形態では、非空気圧式タイヤは、環状内側リングと、環状外側リングと、環状内側リングの外面から環状外側リングの内面まで延在する支持構造と、を含む。トレッドは、環状外側リングの外面に取り付けられる。跳ね制御バンドは、タイヤの回転軸を囲む。跳ね制御バンドは、タイヤの側面から突出する表面を含む。表面は回転軸に面し、傾斜面、凹面、及び多角形表面からなる群から選択される輪郭を有する。
更に別の実施形態では、非空気圧式タイヤは、環状内側リングと、環状外側リングと、環状内側リングから環状外側リングまで延在する支持構造と。トレッドは、環状外側リングに対して半径方向に配置される。タイヤは、タイヤの第1の側面から突出する跳ね制御バンドを含む。跳ね制御バンドは、タイヤの回転軸に面し、回転軸を横方向に囲む表面を含む。
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、多数の構成要素に置き換えられ得、多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得る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例解のために誇張されている場合がある。
先行技術で既知の変形していない非空気圧式タイヤの正面図である。
荷重を受けたときに変形されている図1の非空気圧式タイヤの正面図である。
相互接続されたウェブに蓄積された破片を示す、先行技術で既知の非空気圧式タイヤの正面図である。
相互接続されたウェブから跳ねている蓄積した破片を示す、図3の非空気圧式タイヤの正面図である。
相互接続されたウェブからの破片の跳ねを制御するための跳ね制御バンドを含む非空気圧式タイヤの実施形態の正面図である。
相互接続されたウェブから跳ねている破片を示す、図4の線6-6に沿って取られた図4のタイヤの部分断面図である。
相互接続されたウェブからの破片の跳ねを制御する跳ね制御バンドを示す、図5の線7-7に沿って取られた図5のタイヤの部分断面図である。
跳ね制御トレッドバンドの実施形態を含む非空気圧式タイヤの部分断面図である。
跳ね制御ウェブバンドの実施形態を含む非空気圧式タイヤの部分断面図である。
表面を有する跳ね制御バンドの実施形態を含む非空気圧式タイヤの部分断面図である。
傾斜面を有する跳ね制御バンドの実施形態を含む非空気圧式タイヤの部分断面図である。
凹面を有する跳ね制御バンドの実施形態を含む非空気圧式タイヤの部分断面図である。
多角形表面を有する跳ね制御バンドの実施形態を含む非空気圧式タイヤの部分断面図である。
図1及び図2は、先行技術で既知の非空気圧式タイヤ10の一実施形態を図示する。非空気圧式タイヤ10は、リムアセンブリ、トレッド、及び跳ね制御バンドのうちの1つ以上とともに使用され得るタイヤの例示的な図示に過ぎない。これは、限定することを意図しない。
図示された実施形態では、非空気圧式タイヤ10は、内面23及び外面24を有する概ね環状の内側リング20と、内面33及び外面34を有する概ね環状の外側リング30と、を含む。概ね環状の内側リング20及び概ね環状の外側リング30は、架橋ポリマー又は非架橋ポリマーから作製することができる。本開示において、「ポリマー」という用語は、架橋ポリマー又は非架橋ポリマーを意味している。
非空気圧式タイヤ10は、概ね環状の内側リング20と概ね環状の外側リング30とを接続する、相互接続されたウェブ40を更に含む。相互接続されたウェブ40は、概ね環状の内側リング20の外面24から概ね環状の外側リング30の内面33まで半径方向に延在する支持構造である。
図示された実施形態では、相互接続されたウェブ40は、複数の概ね多角形状の開口部50を画定するウェブ要素42、44の少なくとも2つの半径方向に隣接する層56、58を有している。代替的な実施形態では、複数のスポーク又は他のオープンセル型支持構造が、内側リング20を外側リング30に接続することができる。
一実施形態では、概ね環状の内側リング20及び概ね環状の外側リング30は、相互接続されたウェブ40と同じ材料から作製されている。概ね環状の内側リング20、概ね環状の外側リング30、及び相互接続されたウェブ40は、射出成形若しくは圧縮成形、鋳造可能なポリマー、付加製造、又は従来技術において一般的に既知である任意の他の方法によって作製することができるとともに、同時に形成することが可能であって、それらの取り付けは、内側リング20、外側リング30、及び相互接続されたウェブ40を含む材料の冷却及び凝固によって形成される。
概ね環状の内側リング20の内面23は、タイヤ10が装着されるリムアセンブリ(図示せず)と係合するように構成される。トレッド層70は、概ね環状の外側リング30の外面34に取り付けられる。取り付けは、接着又は従来技術において通常利用可能な他の方法を強いようして行われ得る。
図2に示すように、外側リング30は、トレッド層70の接地面領域32の周りの範囲48であって、接地面領域を含んでいる範囲48で変形するように構成することができ、この構成により、振動を減少させ、タイヤ10の乗り心地の良さを高めている。
図3は、概ね環状の内側リング110、概ね環状の外側リング120、及び内側リング110と外側リング120の間に延在する可撓性の相互接続されたウェブ130の形態の内部支持構造、を有する、先行技術で既知のタイヤ100の実施形態の正面図を図示する。可撓性の相互接続されたウェブ130は、多角形状の開口部140を画定する複数のウェブ要素135によって形成されている。この特定の実施形態では、ウェブ要素135は、複数の六角形及び実質的に台形の形状を形成し、これは、外側の一連の交互の六角形及び台形の開口部と、内側の一連の交互の六角形及び台形の開口部とを含む。図1~図3に示される幾何学的形状は単なる例示であり、任意の幾何学的形状が採用されてもよいことを理解されたい。同様に、スポーク又は他の支持構造が、相互接続されたウェブの代わりに採用されてもよい。
図3は、概ね環状の内側リング110においてリムアセンブリ150上に装着されたタイヤ100を追加的に示す。リムアセンブリ150は、回転軸155を中心に(矢印Aによって示されるように)回転されてもよい。回転は、車両の車軸によって、又はタイヤ100を回転させる他の手段によって付与することができる。トレッド170は、概ね環状の外側リング120に取り付けられる。トレッド170は、ゴム又は他のエラストマー材料から製造することができる。
相互接続されたウェブ130は、片持ち形であり、道路の汚れ、水、砂、泥、又は他の破片Dは、複数のウェブ要素135の多角形状の開口部140上又はその内部に蓄積することができる。図4に概略的に図示されるように、タイヤ100が回転軸155を中心に回転するとき、蓄積された破片Dは、相互接続されたウェブ130から飛び出すか、又は投げ落とされる可能性がある。蓄積された破片Dは、概して、実質的に半径方向に投げ落とされる。例えば、静止状態であるとき、破片Dは多角形状の開口部140内に蓄積することができ、タイヤ100が回転し始めるにつれて、破片Dは、車両、歩行者、運転者、又はタイヤ100の跳ねゾーン内の他の物品上に跳ねる場合がある。同様に、湿潤状態又は他の有害条件で運転するとき、破片Dは、相互接続されたウェブ130から、タイヤ100の跳ねゾーン内の物品の上に跳ねる可能性がある。
図5は、タイヤ200の代替的な実施形態を示す。タイヤ200は、本明細書に記載される相違を除いて、図4のタイヤ100と実質的に同じである。同様の構成要素には同様の参照番号を使用する。タイヤ200は、破片Dの跳ねを制御、低減、排除、及び防止するための跳ね制御バンド210を含む。跳ね制御バンド210は、タイヤ200から軸方向外向きに延在し、回転軸155を横方向に囲む円周方向の突出部である。図示のように、跳ね制御バンド210は、破片Dの跳ねを制御、低減、排除、及び防止するように構成されている。例えば、跳ね制御バンド210は、破片Dが、相互接続されたウェブ130から飛び出しているときに、阻止及び遮断することができる。跳ね制御バンド210は、破片Dをタイヤ200に向かって戻すように導くか、又は別様に、跳ね制御バンドなしで生じ得る跳ねではなくて、タイヤ200の周囲の所定の領域内に破片Dを封じ込める(図4を参照されたい)。
図6は、図4の線6-6に沿って取られたタイヤ100の一部の断面図を示し、破片Da、Dbはそれぞれ、相互接続されたウェブ130の外側190a及び内側190bから跳ねている。図7は、図5の線7-7に沿って取られた跳ね制御バンド210a、210bを含むタイヤ200の一部の断面図を示し、破片Da、Dbは、相互接続されたウェブ130の外側190a及び内側190bから跳ねており、跳ね制御バンド210a、210bによってそれぞれ封じ込められている。
跳ね制御バンド210a、210bは、タイヤ200の側面から突出する半径方向外面及び半径方向内面を含むフック形状の構造である。跳ね制御バンド210a、210bは、環状外側リング120、相互接続されたウェブ130、及びトレッド170に接続することができるが、異なる場所でタイヤ200に接続することもできる。いくつかの実施形態では、単一の跳ね制御バンド(例えば、跳ね制御バンド210a又は跳ね制御バンド210b)を、タイヤ200の外側190a若しくは内側190bのいずれかに設けることができるか、又は多数の跳ね制御バンド210a、210bをタイヤ200の両側190a、190bに設けることができる。
図8は、タイヤ200のトレッド170から突出する跳ね制御バンド300の代替的な実施形態を含む、図7のタイヤ200の部分図を示す。本開示の目的のために、このような跳ね制御バンド300は、トレッド170から突出しているため、跳ね制御トレッドバンド300と称されてもよい。いくつかの実施形態では、跳ね制御トレッドバンド300の全て又は一部分は、トレッド170の一体部分として形成されてもよいか、又はトレッド170の側壁に取り付けられた別個の要素として形成されてもよい。例えば、跳ね制御トレッドバンド300は、接着剤、溶接、ろう付け、又は化学結合プロセスを用いてトレッド170に取り付けられてもよく、これは加熱、又は他の結合方法を含んでもよい。
図9は、タイヤ200の相互接続されたウェブ130から突出する跳ね制御バンド400の別の代替的な実施形態を含む、図7のタイヤ200の部分図を示す。本開示の目的のために、そのような跳ね制御バンド400は、相互接続されたウェブ130から突出するため、跳ね制御ウェブバンド400と称されてもよい。いくつかの実施形態では、跳ね制御ウェブバンド400の全て又は一部分は、相互接続されたウェブ130の一体部分として形成されてもよいか、又は相互接続されたウェブ130に取り付けられた別個の要素として形成されてもよい。例えば、跳ね制御ウェブバンド400は、接着剤、溶接、ろう付け、又は化学結合プロセスを用いて相互接続されたウェブ130に取り付けられてもよく、これは、加熱、又は他の結合方法を含んでもよい。
更なる実施形態では、跳ね制御バンドは、トレッド170及び相互接続されたウェブ130(例えば、図7に示すような跳ね制御トレッド/ウェブバンド210a、210b)の両方から突出することができ、トレッド170及び相互接続されたウェブ130のいずれか又は両方の一体部分として形成されてもよいか、又はトレッド170及び相互接続されたウェブ130に取り付けられた別個の要素として形成されてもよい。跳ね制御バンドはまた、環状外側リング120に接続され、環状外側リング120から突出することもできる。跳ね制御バンドが跳ね制御トレッドバンド300(図8)、跳ね制御ウェブバンド400(図9)、又は跳ね制御トレッド/ウェブバンド210a、210b(図7)であるかにかかわらず、跳ね制御バンドは、相互接続されたウェブ130の側面190aを越えて回転軸155に沿って軸方向外向きに延在して、相互接続されたウェブ130からの跳ねを制御する。
跳ね制御バンドは、トレッド170及び相互接続されたウェブ130とは異なる材料から、又は同じ材料から製造することができる。例えば、跳ね制御トレッドバンド300は、トレッド170と同じゴムから、又はトレッド170のゴムよりも硬い若しくはより強固なゴムから、又はトレッド170よりも柔軟なゴムから製造することができる。同様に、跳ね制御ウェブバンド400は、相互接続されたウェブ130の材料より硬い若しくはより強固な材料、又はより柔軟な材料から、相互接続されたウェブ170と同じ材料から製造することができる。例えば、より硬い又はより強固な材料は、曲線又は他の表面との接触により良好に耐え得る一方で、より柔軟な材料は、材料が接触する表面の引っ掻き又は摩耗を低減し得る。
任意選択的に、跳ね制御トレッドバンド300及び跳ね制御ウェブバンド400は、跳ね制御バンド300、400に沿って延在する補剛要素(例えば、ワイヤ、ロッド、プラスチック)を含み得る。補剛要素は、トレッド170及び相互接続されたウェブ130のうちの1つ以上の剛性よりも高い剛性を有する材料から製造することができる。図8の図示される実施形態では、補剛要素305は跳ね制御トレッドバンド300内に封入されて、跳ね制御トレッドバンド300を強化する。図9の図示される実施形態では、補剛要素405は、跳ね制御ウェブバンド400の最外面に取り付けられて、跳ね制御ウェブバンド400を強化して、曲線又は他の表面に接触するためにタイヤ200の最外面を画定する。
更なる実施形態では、任意選択の補剛要素305、405は、跳ね制御バンド300、400内に部分的に封入されてもよく、跳ね制御バンド300、400の1つ以上の表面に取り付けることができる。補剛要素は横方向305、405に、回転軸155を囲み、跳ね制御バンド300、400の少なくとも一部又は全周に沿って延在して、タイヤ100の側面が曲線又は他の表面に接触する場合に跳ね制御バンド300、400を強化する。
図10~図13は、本開示の実施形態に係る様々な跳ね制御バンドの例示的な特徴を図示する。様々な跳ね制御バンドは、タイヤの単一の側面に関して示されているが、同じ又は類似の跳ね制御バンドが、本開示の範囲から逸脱することなく、タイヤの他方側又はタイヤの両側に提供され得る。追加的に、特に断りがない限り、様々な跳ね制御バンドの任意の1つ以上のうちの1つ以上の特徴が、単独で、又は組み合わせてのいずれかで提供され得る。1つ以上の補剛要素が更なる実施形態で提供され得ることを理解しながら、任意選択の補強要素なしに、様々な跳ね制御バンドが示されている。更に、跳ね制御ウェブバンド又は跳ね制御トレッド/ウェブバンドを提供するために、跳ね制御トレッドバンドの特徴が同じ又は類似の方法で適用されてもよいことを理解しながら、様々な跳ね制御バンドが跳ね制御トレッドバンドとして説明される。様々な跳ね制御トレッドバンドは、跳ね制御トレッドバンドの全て又は一部が1つ以上の異なる材料から製造され得ることを理解しながら、トレッドと同じ材料から製造されているものとして図示されている。
図10~図13の様々な跳ね制御バンドの説明の目的のために、トレッド570、側面590を有する相互接続されたウェブ530、及び概ね環状の外側リング520を有する例示的なタイヤ500が、図示されている。タイヤ500、トレッド570、相互接続されたウェブ530、側面590、及び概ね環状の外側リング520は、上述のタイヤ100、トレッド170、相互接続されたウェブ130、側面190a、190b、及び概ね環状の外側リング120と実質的に同様である。様々な跳ね制御バンドの特徴は、図5の跳ね制御バンド210の1つ以上の特徴、図7の跳ね制御トレッド/ウェブバンド210a、201b、図8の跳ね制御トレッドバンド300、及び図9の跳ね制御ウェブバンド400を含むか、又はそれを含むように組み合わせることができる。
図10を参照すると、跳ね制御バンド550は、相互接続されたウェブ530の側面590から離れて軸方向外向きに延在する突出部555を含む。突出部555は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面する表面560を含む。表面560は、回転軸を横方向に囲み、トレッド570の周囲で円周方向に延在する。表面560は、相互接続されたウェブ530の側面590に対して垂直に延在して、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面する連続的な円筒形表面560を形成する。円筒形表面560の軸は、タイヤ500の回転軸と一致してもよい。図4~図7に関して説明したように、表面560は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面しているので、相互接続されたウェブ530から跳ねた破片が封じ込められ、タイヤ500の跳ねゾーン内の物品に跳ねるのではなく、タイヤ500の回転軸に向かって戻すように再び方向付けられる。
図11は、相互接続されたウェブ530の側面590から離れて軸方向外向きに延在する突出部555を有する跳ね制御バンド551の別の実施形態を図示する。突出部555は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面する傾斜面561を含む。傾斜面561は、回転軸を横方向に囲み、トレッド570の周囲で円周方向に延在する。傾斜面561は、相互接続されたウェブ530の側面590に対して内角562で延在しており、回転軸を横方向に囲み、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面している連続的な円錐台表面561を形成する。円錐台表面561の軸は、タイヤ500の回転軸と一致してもよい。角度562は、異なる実施形態において変化し得る。例えば、傾斜面561がタイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面して、タイヤ500の回転軸に向かって破片を戻すように封じ込めて再方向付けするように、角度562は、90度未満かつゼロ度超(例えば、任意の範囲及び部分範囲を含む、80~89度、70~79度、60~69度、50~59度、45度など)とすることができる。
図12は、相互接続されたウェブ530の側面590から離れて軸方向外向きに延在する突出部555を有する跳ね制御バンド552の別の実施形態を図示する。突出部555は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内側に面する凹面563を含む。凹面563は、回転軸を横方向に囲み、トレッド570の周囲で円周方向に延在する。凹面563は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面する、連続した部分的な円環状表面563を形成する。部分的な円環状表面563の軸は、タイヤ500の回転軸と一致してもよい。凹面563は概ね半円形の輪郭として図示されているが、部分円形の輪郭、半楕円形の輪郭、及び部分楕円形の輪郭を含むが、これらに限定されない凹面を画定する他の輪郭が提供され得る。凹面563は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面して、タイヤ500の回転軸に向かって破片を戻すように封じ込めて再方向付けする。
図13は、相互接続されたウェブ530の側面590から離れて軸方向外向きに延在する突出部555を有する跳ね制御バンド553の別の実施形態を図示する。突出部555は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面する多角形表面563を含む。多角形表面563は、回転軸を横方向に囲み、トレッド570の周囲で円周方向に延在する。多角形表面563は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面する連続的な多角形の円周方向に押し出された表面563を形成する。多角形の円周方向に押し出された表面563の軸は、タイヤ500の回転軸と一致してもよい。多角形表面563は、タイヤ500の回転軸に対して半径方向内向きに面して、タイヤ500の回転軸に向かって破片を戻すように封じ込めて再方向付けする。
図12及び図13を比較すると、跳ね制御バンド552の突出部555(図12)は、トレッド570の側面557から凹面563に向かう方向に延在する外面556を含む。一方、跳ね制御バンド553の突出部555(図13)は、トレッド570の半径方向外面559から多角形表面564に向かう方向に直接延在する。外面556、558は直線状の表面として図示されているが、更なる実施形態では、表面556、558のいずれかは、非直線状であっても湾曲していてもよいか、又は突出部555を形成する複数の表面を、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な異なる幾何学的形状及び形状として含むことができる。したがって、半径方向内向きに面する表面を含む本開示の特徴を有する跳ね制御バンドを提供することにより、タイヤ500の相互接続されたウェブ530からの破片の跳ねが制御され、低減され、排除され、及び防止される。
「含む(includes)」又は「含むこと(including)」という用語が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される範囲まで、「含む(comprising)」という用語が特許請求項で移行句として採用される際の解釈と同様に包括的であることが意図される。更に、「又は(or)」という用語が採用される範囲において(例えば、A又はBなど)、「A又はB、又はAとBの両方とも」を意味することが意図されている。本出願人らが「A又はBの両方ではなく一方のみ」を示すことを意図する場合、「A又はBの両方ではなく一方のみ」という用語が採用されるであろう。したがって、本明細書における「又は」という用語の使用は、排他的ではなく、包含的である。Bryan A.Garner,A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)を参照。また、「中(in)」又は「中へ(into)」という用語が、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(on)」又は「上へ(onto)」を追加的に意味することが意図される。更に、「接続する(connect)」という用語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、「と直接接続する(directly connected to)」ことだけではなく、別の構成要素を介して接続することなどのように「と間接的に接続する(indirectly connected to)」ことも意味することが意図される。
本出願をその実施形態の記述によって図示し、及びその実施形態をかなり詳細に説明したが、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。追加の利点及び改良が、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広い態様における本出願は、図示及び説明される、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに例解的な実施例に限定されない。このため、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、このような詳細からの逸脱がなされ得る。

Claims (5)

  1. 非空気圧式タイヤであって、
    環状内側リングと、
    環状外側リングと、
    前記環状内側リングから前記環状外側リングまで延在する支持構造と、
    前記環状外側リングの周りに半径方向に配置されたトレッドと、
    前記非空気圧式タイヤの側面から突出し、前記非空気圧式タイヤの回転軸を囲む跳ね制御バンドと、を備え、
    前記跳ね制御バンドが、前記回転軸に面する連続表面を含み、
    前記跳ね制御バンドが、補剛要素を含む、非空気圧式タイヤ。
  2. 前記跳ね制御バンドが、前記トレッドの側面から前記連続表面に向かう方向に延在する外面を含む、請求項1に記載の非空気圧式タイヤ。
  3. 前記跳ね制御バンドが、前記支持構造から前記連続表面に向かう方向に延在している、請求項1に記載の非空気圧式タイヤ。
  4. 前記補剛要素が、前記跳ね制御バンド内に封入される、請求項1に記載の非空気圧式タイヤ。
  5. 前記非空気圧式タイヤの第2の側面から突出する第2の跳ね制御バンドを更に備え、前記第2の跳ね制御バンドが、前記非空気圧式タイヤの前記回転軸に面し、前記回転軸を横方向に囲む第2の表面を含む、請求項1に記載の非空気圧式タイヤ。
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