JP7398568B2 - 成形された側壁カバーを有する非空気圧式タイヤ - Google Patents

Description

本開示は、側壁を有する非空気圧式タイヤに関する。より具体的には、本開示は、成形された側壁カバーを有する非空気圧式タイヤに関する。

タイヤが非膨張状態又は膨張不足状態で走行することを可能にする様々なタイヤ構築物が開発されている。非空気圧式タイヤは膨張を必要としないが、「ランフラットタイヤ」は、パンクし、加圧空気の完全又は部分的な喪失を経験した後で、長期間、比較的高速で動作し続けることができる。非空気圧式タイヤは、複数のスポーク、ウェビング、又は下部リングを上部リングに接続する他の支持構造体を含み得る。

一実施形態では、非空気圧式タイヤは、第１の直径を有する下部リングと、第１の直径よりも大きい第２の直径を有する上部リングと、を含む。上部リングは、下部リングと実質的に同軸である。非空気圧式タイヤは、下部リングと上部リングとの間に延在する支持構造体と、ゴム材料で形成されたトレッド層と、を更に含む。トレッド層は、上部リング全体の周りに円周方向に延在し、非空気圧式タイヤの第１の側面から非空気圧式タイヤの第２の側面まで横方向に更に延在する。非空気圧式タイヤはまた、非空気タイヤの第１の側面上でトレッド層から下部リングまでシームレスに延在するゴム材料から形成された側壁を含む。

別の実施形態では、非空気圧式タイヤの側面を覆う方法が提供される。本方法は、第１の直径を有する下部リング、下部リングと実質的に同軸の上部リング、及び下部リングと上部リングとの間に延在する支持構造体を提供することを含む。本方法は、下部リング、上部リング、及び支持構造体を成形型内に置くことと、成形型内にゴムを提供することと、を更に含む ゴムは、上部リングの周りに円周方向に延在するトレッド層と、非空気タイヤの第１の側面上でトレッド層から下部リングに延在する側壁層と、を形成する。

更に別の実施形態では、側壁を有する非空気圧式タイヤが提供される。非空気圧式タイヤは、第１の直径を有する下部リングと、第１の直径よりも大きい第２の直径を有する上部リングと、を含む。上部リングは、下部リングと実質的に同軸である。非空気圧式タイヤは、下部リングと上部リングとの間に延在する支持構造体と、ゴム材料で形成されたトレッド層と、を更に含む。非空気タイヤはまた、ゴム材料から形成され、かつ非空気タイヤの第１の側面上でトレッド層からシームレスに延在する、側壁を有する。

添付の図面では、以下の詳細な説明と共に、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例解される。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。

非空気圧式タイヤ及びホイールアセンブリの一実施形態の斜視図である。

成形された側壁カバーの一実施形態を有する非空気圧式タイヤ及びリムアセンブリの斜視図である。

図２に示されるような成形された側壁カバーを有する非空気圧式タイヤ及びリムアセンブリの断面図である。

成形された側壁カバーを有する非空気圧式タイヤ及びリムアセンブリの後方斜視図の詳細である。

以下は、本明細書において採用される選択用語の定義を含む。これらの定義には、用語の範囲に該当し、実施のために使用され得る構成要素の様々な例及び／又は形態が含まれる。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り得る。

「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「円周方向の」及び「円周方向に」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在する方向を指す。

「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。

本明細書で使用するとき、「トレッド」は、通常の膨張度及び通常の荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。

以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤ構成要素が説明されるが、当然のことながら、用語は若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか１つが、一般的なタイヤ構成要素の説明に使用される別の用語と単に交換することができるとは見なさないであろう。

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。「上向きの」及び「上向きに」という用語は、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。

「内向きの」及び「内向きに」という用語は、タイヤの赤道面に向かう一般方向を指し、「外向きの」及び「外向きに」は、タイヤの赤道面から離れ、タイヤの側面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、非空気圧式タイヤ及びホイールアセンブリの一実施形態の斜視図である。アセンブリは、第１の直径を有する下部リング１０５を有する非空気圧式タイヤ１００と、第１の直径よりも大きい第２の直径を有する上部リング１１０と、を含む。上部リング１１０は、下部リング１０５と実質的に同軸である。複数のスポーク１１５は、下部リング１０５と上部リング１１０との間に延在している。

複数のフィレット１２０は、各スポーク１１５の端部で、下部リング１０５と上部リング１１０との間に配置されている。複数のフィレット１２０は、下部フィレット１２０_ｌ及び上部フィレット１２０_ｕを含む。下部フィレット１２０_ｌは、下部リング１０５に直接接触している。上部フィレット１２０_ｕは、上部リング１１０と直接接触している。代替的な実施形態では、フィレットは、省略され得る。

代替的な実施形態（図示せず）では、スポークの代わりにウェビング又は他の支持構造体が採用され得る。

例解される実施形態では、上部リング１１０の周りに円周方向トレッド１２５が配置されている。トレッド１２５は、上部リング部１１０全体の周りに円周方向に延在し、非空気圧式タイヤ１００の第１の側面１３０から非空気圧式タイヤ１００の第２の側面１３５に横方向に更に延在する。トレッド１２５は、溝、リブ、ブロック、ラグ、サイプ、スタッド、及び他の要素などの、トレッド要素を含み得る。剪断バンド若しくは他の剪断要素又は補強構造体（図示せず）が、上部リング１１０とトレッド１２５との間に配置され得る。代替的な実施形態（図示せず）では、別々のトレッドが省略され得、代わりに、トレッド要素が上部リングに直接形成され得る。

下部リング１０５及び上部リング１１０は、天然ゴム又は合成ゴムなどのポリマー材料、他のエラストマー材料で構築され得る。代替的に、下部リング１０５及び上部リング１１０は、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、及びポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride、ＰＶＣ）などの、より硬いポリマー材料で構築され得る。スポーク１１５は、内部に配置されている補強材の単一の層を有するエラストマー材料で構築され得る。トレッド１２５及びフィレット１２０は、天然ゴム又は合成ゴムなどのエラストマー材料、他のエラストマー材料で構築され得る。

アセンブリは、リム１４０を更に含む。下部リング１０５は、接着剤などによって、又は化学結合プロセスを通して、リム１３０に取り付けられている。リム１４０は、複数のボルト（図示せず）を介して車両に取り付けられ得る。

図２及び図３は、それぞれ、成形された側壁カバー１４５を有する非空気圧式タイヤ及びリムアセンブリの斜視図並びに断面図を提供する。成形された側壁カバー１４５はまた、単に側壁又はカバーと称され得る。成形された側壁カバー１４５は、非空気圧式タイヤ１００の第１の側面１３０上で、トレッド１２５から下部リング１０５まで延在する。したがって、側壁カバー１５０は、上部リング１１０、スポーク１１５、並びに上部フィレット及び下部フィレット１２０_ｕ，ｌを覆う。

側壁カバー１４５は、非空気圧式タイヤ１００において、スポーク１１５の間の開口部に破片が入ることを防止する。そのような破片は、タイヤに重量を加え、潜在的に、スポーク１１５又は他の構成要素に損傷させる可能性がある。側壁カバー１４５はまた、タイヤ１００を縁石損傷から保護することができる。側壁カバー１４５はまた、タイヤ１００をより空気力学的にし得る。

一実施形態では、側壁カバー１４５は、製造プロセス中にトレッド１２５と共に成形される。したがって、図２及び図３に見られるように、側壁カバー１４５は、トレッド１２５からシームレスに延在する。そのような実施形態では、側壁カバー１４５は、トレッド１２５と同じゴム材料で構築されている。

例解される実施形態では、複数のスリット１５０は、成形された側壁カバー１４５の周りに円周方向に配置されている。一実施形態では、各スリット１５０は、５ｍｍ未満の幅及び１０ｍｍ超の長さを有する。より具体的な実施形態では、各スリットは、３ｍｍ以下の幅を有する。更に別の実施形態では、各スリットは、１５ｍｍ超の長さを有する。なお他の実施形態では、スリットの幅は、５ｍｍ超であり得る。同様に、他の実施形態では、長さは１０ｍｍ未満であり得る。例解される実施形態では、スリット１５０は全て、実質的に同じ寸法を有し、実質的に径方向に延在する。代替的な実施形態では、スリットのうちの１つ以上は、異なる長さ又は異なる幅を有し得る。別の代替的な実施形態では、スリットのうちの１つ以上は、径方向に対して鋭角に配置されている。

例解される実施形態では、各スリット１５０は、スポーク１１５の隣接する対の間に配置されている。代替的な実施形態では、２つ以上のスリットが、隣接するスポーク対の間に配置されている。別の代替的な実施形態では、スポークのいくつかの隣接する対は、その間に配置されているいずれのスリットを有しない。更に別の代替的な実施形態では、スリットのうちの少なくとも１つは、スポークの前にある。

他の代替的な実施形態では、他の開口部が側壁カバー上に配置され得る。例えば、ピン穴は、側壁カバーの周りに配置され得る。開口部は、側壁カバー１５０の屈曲を容易にする。そのような屈曲は、スポークの座屈に対応し得る。開口部はまた、タイヤ１００が非空気圧式になるような視覚的指標を提供する。開口部により、側壁１５０は、非空気圧式タイヤ１００の第１の側面の９０～９５％を覆う。代替的な実施形態では、側壁は、非空気圧式タイヤの第１の側面の９０％未満を覆う。別の代替的な実施形態では、側壁は、非空気圧式タイヤの第１の側面の９５％超を覆う。例えば、代替的な一実施形態では、側壁は、いずれの開口部も有しないが、代わりに中実側壁である。

一実施形態では、側壁カバー１５０は、内部に埋め込まれた補強材を有し得る。例えば、補強材料のメッシュ又はコードは、側壁カバーに埋め込まれ得る。例示的な補強材料としては、ナイロン、ポリエステル、アラミド、ガラス、又は炭素繊維が挙げられる。代替的に、金属補強材が採用され得る。

図４は、成形された側壁カバーを有する非空気圧式タイヤ及びリムアセンブリの後方斜視図の詳細である。この図から分かるように、非空気圧式タイヤ１００の第２の側面１３５は、側壁カバーを有しない。代替的な実施形態では、ゴム材料から形成された第２の側壁カバーは、非空気圧式タイヤの第２の側のトレッド層から下部リングまでシームレスに延在する。第２の側壁カバーは、側壁カバー１４５と実質的に同じであり得るか、又は上で詳述された代替的な特徴のうちのいずれかを組み込み得る。

一実施形態では、トレッド部１２５及び側壁カバー部１４５は、圧縮成形プロセスによって作製される。１つのそのような実施形態では、オペレータは、下部リング１０５、上部リング１１０、及びスポーク１１５を提供する。オペレータは、下部リング１０５を上部リング１１０の内側に配設し、スポーク１１５を、それらが下部リング１０５と上部リング１１０との間に延在するように配設する。オペレータは、下部リング１０５、上部リング１１０、及びスポーク１１５を圧縮成形型に置く。一実施形態では、圧縮成形型は、圧縮成形型の第１の側面に配置された複数のシャットオフを含む。例えば、圧縮成形型は、コア及び空洞を含み得、シャットオフは、コア上に配置され得、一方、空洞は、平板を含む。代替的に、圧縮成形型は、コアと、キャビティ上に配置されたシャットオフを有する空洞と、を含み得、一方、コアは、平板を含む。全ての場合において、スポークは、１つ以上のシャットオフが隣接するスポーク対の間に配置されるように、配設され得る。

次いで、オペレータは、圧縮成形型内にゴムを提供する。ゴムは、それが成形型全体に流動するように加熱され、トレッド１２５及び側壁カバー１４５を形成する。ゴムは、存在する任意のシャットオフの周りに流動することになり、その結果、側壁カバー１４５内に複数の開口部を形成する。

一実施形態では、オペレータは、圧縮成形型内に下部リング１０５、上部リング１１０、及びスポーク１１５を置く前に、かつ圧縮成形型内にゴムを提供する前に、圧縮成形型内に補強層を置く。補強層は、上記の補強層のうちの１つであり得る。補強層は、下部リング１０５と上部リング１１０との間に延在する。加えて、又は代替的に、補強層はまた、圧縮成形型内にゴムを提供する前に、上部リング１１０の周りに円周方向に置かれ得る。

代替的な実施形態では、上部及び下部リング、支持構造体、トレッド、及び側壁は全て、同じ成形プロセス中に成形型内に形成される。そのような実施形態では、上部及び下部リング、支持構造体、トレッド、及び側壁は、同じ材料で形成され得る。代替的に、異なる時間に異なる材料を成形型に添加して、異なる構造体を形成し得る。

代替的な実施形態では、トレッド及び側壁カバーは、射出成形プロセスによって作製される。別の代替的な実施形態では、トレッド及び側壁カバーは別々に形成され、オートクレーブなどの別の加熱プロセスで一緒に硬化される。

「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との両方とも」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、包括的である。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例解し、またその実施形態をかなり詳細に説明てきたが、添付の特許請求の範囲の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形式でも限定することは、出願人らの本意ではない。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、
   第１の直径を有する下部リングと、
   前記第１の直径よりも大きい第２の直径を有する上部リングであって、前記下部リングと実質的に同軸である、上部リングと、
   前記下部リングと前記上部リングとの間に延在し、前記非空気圧式タイヤの第１の側面から第２の側面へ横方向に延在する支持構造体と、
   側壁へシームレスに延在するトレッド層を形成するゴム材料の単体であって、
   前記トレッド層が、前記上部リング全体の周りに円周方向に延在し、かつ
   前記トレッド層が、前記非空気圧式タイヤの前記第１の側面から前記非空気圧式タイヤの前記第２の側面まで横方向に延在する、単体と、を備え、
   前記側壁が、前記非空気圧式タイヤの前記第１の側面上で前記トレッド層から前記下部リングにシームレスに延在する、非空気圧式タイヤ。
2. 前記側壁が、前記非空気圧式タイヤの前記第１の側面の９０～９５％を覆う、請求項１に記載の非空気圧式タイヤ。
3. 前記側壁が、内部に配置された複数の開口部を含む、請求項２に記載の非空気圧式タイヤ。
4. 前記非空気圧式タイヤの前記第２の側面上で前記トレッド層から前記下部リングにシームレスに延在する前記ゴム材料から形成された第２の側壁を更に備える、請求項１に記載の非空気圧式タイヤ。
5. 前記側壁が、補強層を含む、請求項１に記載の非空気圧式タイヤ。