(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記インナーリングが、前記インナーリングを形成するように円周方向に配設された複数のインナーリングセクタを含み、前記アウターリングが、前記アウターリングを形成するように円周方向に配設された複数のアウターリングセクタを含む、請求項1に記載の非空気圧式タイヤ。
前記インナーリングが、軸方向に隣接する複数のインナーリング部分によって形成され、前記アウターリングが、軸方向に隣接する複数のアウターリング部分によって形成されている、請求項1に記載の非空気圧式タイヤ。
【図面の簡単な説明】
【0007】
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。
【0008】
【
図1】変形していない非空気圧式タイヤの正面図である。
【
図2】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。
【
図3】
図1の線3−3に沿って切り取られた変形していない非空気圧式タイヤの断面斜視図である。
【
図4】変形していない非空気圧式タイヤの別の実施形態の正面図である。
【
図5】非空気圧式タイヤのためのウェブセクタの一実施形態の斜視図である。
【
図6】複数のヒンジ連結されたウェブセクタによって形成された非空気圧式タイヤの一実施形態の斜視図である。
【
図7】複数のヒンジ連結されたウェブセクタによって形成された非空気圧式タイヤの代替的な実施形態の斜視図である。
【
図7A】
図7に示されるヒンジ連結部の上面図である。
【
図8A】それぞれ、ヒンジ連結部のためのソケットの一実施形態の斜視図及び断面図である。
【
図8B】それぞれ、ヒンジ連結部のためのソケットの一実施形態の斜視図及び断面図である。
【
図9A】それぞれ、ヒンジ連結部のためのソケットピンの一実施形態の斜視図及び断面図である。
【
図9B】それぞれ、ヒンジ連結部のためのソケットピンの一実施形態の斜視図及び断面図である。
【
図10A】それぞれ、ヒンジ連結部のためのピンの一実施形態の斜視図及び断面図である。
【
図10B】それぞれ、ヒンジ連結部のためのピンの一実施形態の斜視図及び断面図である。
【
図11A】複数のピン及びソケットを有する第1の組のウェブセクタの一実施形態の斜視図である。
【
図11B】複数のピン及びソケットを有する第2の組のウェブセクタの一実施形態の斜視図である。
【
図11C】第2の組のウェブセクタと結合された第1の組のウェブセクタの一実施形態の斜視図である。
【
図12】ボール及びソケット連結部を有するウェブセクタの代替的な実施形態の斜視図である。
【
図13】
図12に示される複数のウェブセクタによって形成された非空気圧式タイヤの正面図である。
【
図14A】アウターリングにヒンジ連結されたウェブを有する非空気圧式タイヤの一実施形態の一部分の正面図である。
【
図14C】
図14Aのウェブとアウターリングとの間のヒンジ連結部の詳細図である。
【
図15A】アウターリングにヒンジ連結されたウェブを有する非空気圧式タイヤの代替的な実施形態の一部分の正面図である。
【
図15D】
図15Aに示される非空気圧式タイヤの三重ピン継手の一実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1、
図2、及び
図3は、非空気圧式タイヤ10の一実施形態を示す。図示した実施形態において、非空気圧式タイヤ10は、タイヤ10が装着されるホイール60と係合する、概ね環状のインナーリング20を含む。ホイール60は回転軸12を有しており、その周りをタイヤ10が回転する。概ね環状のインナーリング20は、内側表面23及び外側表面24を備え、架橋ポリマー又は非架橋ポリマーから形成され得る。一実施形態において、概ね環状のインナーリング20は、例えば熱可塑性エラストマー、熱可塑性ウレタン、又は熱可塑性加硫ゴムなどの熱可塑性材料から形成され得る。別の実施形態において、概ね環状のインナーリング20は、ゴム、ポリウレタン、又は他の好適な材料から形成され得る。この出願において、「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。
【0010】
より小さな負荷荷重に対して、概ね環状のインナーリング20は、ホイール60と粘着的に係合することができるか、又は概ね環状のインナーリング20をホイール60に接合可能にするいくつかの化学構造変化を経ることができる。より大きな負荷荷重に対して、概ね環状のインナーリング20は、例えば嵌合など、いくつかの機械的連結形態を通じてホイール60に係合することができるが、機械的連結はより小さな荷重を支持するためにも用いることができる。機械的な係合は、ホイール60及び概ね環状のインナーリング20の両方に、より大きな負荷荷重を支持するための割り増し強度を提供することができる。更に、機械的連結は、容易な互換性という付加的な利点を有している。例えば、非空気圧式タイヤ10を交換する必要がある場合、概ね環状のインナーリング20はホイール60から取り外され、次いで交換され得る。次いで、ホイール60が再利用可能なので、ホイール60は車軸に再度取り付けられ得る。別の実施形態において、インナーリング20は、機械的及び粘着的連結の組み合わせによって、ホイール60に連結され得る。
【0011】
図1、
図2、及び
図3を続けて参照すると、非空気圧式タイヤ10は、更に、相互連結されたウェブ40(以下に記載される)を取り囲んでいる、概ね環状のアウターリング30を備えている。アウターリング30は、接地面領域32(
図2参照)の周りの範囲、及び接地面領域を含んでいる範囲において変形するように構成することができ、この構成が、振動を低減し、乗り心地の良さを高めている。しかしながら、いくつかの実施形態においては、非空気圧式タイヤ10はサイドウォールを備えていないので、相互連結されたウェブ40と組み合わされた概ね環状のアウターリング30は、タイヤ10における横剛性をもまた高め、それによって、タイヤ10は、接地面領域32から離れた部分において容認できない変形をすることはない。
【0012】
一実施形態において、概ね環状のインナーリング20及び概ね環状のアウターリング30は、相互連結されたウェブ40と同じ材料から形成されている。例えば、一実施形態において、インナーリング、アウターリング、及び相互連結されたウェブは、全てウレタン材料から構成される。概ね環状のインナーリング20、概ね環状のアウターリング30、及び相互連結されたウェブ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形成することができると共に、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、インナーリング20、アウターリング30、及び相互連結されたウェブ40を含む材料の冷却及び凝固によって形成される。
【0013】
図1に示されたように、概ね環状のアウターリング30は、トレッド担持層70が取り付けられる、半径方向外側表面34を有し得る。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用いて実施され得る。
【0014】
図1、
図2、及び
図3に示されるように、非空気圧式タイヤ10の相互連結されたウェブ40は、概ね環状のインナーリング20を、概ね環状のアウターリング30に連結している。図示された実施形態において、相互連結されたウェブ40は、複数の概ね多角形状の開口部50を規定しているウェブ要素42の、少なくとも2つの半径方向に隣接する層56、58を備えている。すなわち、回転軸12から概ね環状のアウターリング30に延在している、非空気圧式タイヤ10の任意半径方向部分を通る一部は、少なくとも2つの隣接する層56、58と共に、少なくとも2つの概ね多角形状の開口部50を通過するあるいは横断している。多角形状の開口部50は様々な形状を形成することができる。多くの実施形態において、概ね多角形状の開口部50の大部分は、6つの側面を有する概ね六角形状であり得る。しかしながら、複数の概ね多角形状の開口部50のそれぞれは、少なくとも3つの側面を備えることが可能である。一実施形態において、複数の概ね多角形状の開口部50は、
図1に見られるように、概ね六角形状、あるいは概ね台形状の開口部によって円周上に分離された六角形状のどちらか一方であり、相互連結されたウェブ40に蜂の巣に類似し得る形状を与える。より広義には、複数の多角形状の開口部50は、第1の形状を有する第1の複数の概ね多角形状の開口部と、第1の形状とは異なる第2の形状を有する第2の複数の概ね多角形状の開口部とを含み得る。
【0015】
任意の2つの相互連結されたウェブ要素間(タイヤのトレッド部分からホイールに半径方向に移動している)の好適な角度範囲は、80°〜180°(例えば、
図1のウェブ要素参照)であり得る。また、他の範囲も可能である。
【0016】
図1、
図2、及び
図3の図示された実施形態を引き続き参照すると、相互連結されたウェブ40は、概ね環状のインナーリング20に沿った所定の点又は線において、1つのウェブ要素42が概ね環状のインナーリング20に連結するように構成することができ、それによって、概ね環状のインナーリング20に沿った第1の一連の連結部41となる。同様に、概ね環状のアウターリング30の内側表面33に沿った所定の点又は線において、1つのウェブ要素42は概ね環状のアウターリング30に連結でき、それによって、概ね環状のアウターリング30に沿った第2の一連の連結部43となる。しかしながら、2つ以上のウェブ要素42が、所定の点又は線において、概ね環状のインナーリング20又は概ね環状のアウターリング30のどちらか一方に連結することができる。
【0017】
相互連結されたウェブ40はウェブ要素42間における交点44を更に備えることができ、荷重を相互連結されたウェブ40全体に分配することができる。図示された実施形態において、各々の交点44は、少なくとも3つのウェブ要素42を結合している。しかしながら、他の実施形態において、交点44は3つ以上のウェブ要素42を結合することができ、ウェブ要素42によって受けられた応力及び歪を更に分配するのを補助し得る。
【0018】
代替的な実施形態では、ウェブ要素は、ウェブ要素も通過している、回転軸を含む半径方向平面に対して角度を付けられ得る。ウェブ要素に角度を付けることによって、回転軸に概ね垂直に掛けられている荷重は、ウェブ要素に中心を外して掛けられ得る。このことは、それぞれのウェブ要素に荷重の回転的な、又は湾曲している構成要素を作ることができ、圧縮荷重を受けたそれらウェブ要素の座屈を容易にしている。同じように位置付けられたウェブ要素の全ては、半径方向平面に対して、だいたい同じ量、かつ同じ方向に角度を付けられ得る。しかしながら、好ましくは、複数の概ね多角形状の開口部の層における、接線ウェブ要素を除く、円周方向に連続したウェブ要素は、だいたい同じ大きさで角度を付けられるが、半径方向平面において反対方向に寸法をとられ、それによって、ウェブ要素は、半径方向平面において、互いに概ね鏡像となる。
【0019】
回転軸12を通る半径方向平面16に対して一様に角度を付けられているウェブ要素42に加えて、相互連結されたウェブ40もまた、
図1〜
図3に示されたような接線ウェブ要素45を含み得る。接線ウェブ要素45が、回転軸12に中心を置いた円筒状物又は円形状物に接線を一様に位置合わせするように、接線ウェブ要素45は方向付けられ得る。それら接線のウェブが負荷荷重の分配を補助するので、接線ウェブ要素45は好適である。例えば、負荷荷重が掛けられたとき、回転軸12の上方の領域におけるウェブ要素42は引張り力を受けている。接線ウェブ要素45が存在しないと、その他ウェブ要素42を概ね半径方向に方向付けて、その他ウェブ要素42を真っ直ぐにすることによって、相互連結されたウェブ40は変形しようと試みて、結果として局所的領域に応力集中をもたらす可能性がある。しかしながら、概ね接線方向に方向付けられることによって、接線ウェブ要素45は、相互連結されたウェブ40の残り全体に負荷荷重を分配し、それによって、応力集中を最小化している。
【0020】
図1〜
図3を引き続き参照すると、複数の概ね多角形状の開口部50が示されており、複数の概ね多角形状の開口部50の各々の1つが半径方向に方向付けられている。上述されたように、概ね多角形状の開口部50は、回転軸12を通過する半径方向対称平面14において、それらが対称であるように方向付けられ得る。タイヤ10が装着された方向に関係なく同じように機能するので、タイヤ10が反対方向に装着された場合でも、タイヤ10が適切に機能できることによって、この構成は装着を容易にし得る。
【0021】
複数の概ね多角形状の筒状開口部50内の開口部それぞれは、必要というわけではないが、類似した形状であり得る。相互連結されたウェブ40内における開口部50の数は変え得る。例えば
図1のように、相互連結されたウェブ40は、16回繰り返されて、総計80個の隔室を形成する五個の異なるサイズの開口部を備え得る。他の実施形態において開口部50の他の数は、16回以外で使用され得る。例えば、いくつかの実施形態において、相互連結されたウェブ40は、12〜64回の隔室の繰り返しを含み得る。この範囲外の数もまた可能である。
【0022】
半径方向内側の層における開口部は、半径方向外側の層における開口部に比して類似した形状であり得るが、これらの開口部と異なるサイズとすることができ、開口部から開口部へと半径方向外側方向に移動する場合に、概ね多角形状の開口部50はサイズを増加させる。しかしながら、半径方向外側の層における第2の複数の概ね多角形状の開口部はまた、半径方向内側の層における第1の複数の概ね多角形状の開口部のサイズよりも小さくすることができる。更に、第2の複数の概ね多角形状の開口部は、第3の複数の概ね多角形状の開口部によって互いに円周方向に分離されているか、若しくは第1の複数の概ね多角形状の開口部よりも数が多いかのいずれかであり得るか、又はその両方であり得る。
【0023】
図2に戻って参照すると、相互連結されたウェブ40の寸法形状と相互連結されたウェブ40に選定された材料との組み合わせは、負荷荷重がウェブ要素42全体に分配されることを可能にする。好ましくは、ウェブ要素42は比較的薄く、圧縮に比較的弱い材料から形成され得るので、圧縮力を受けるそれらの要素42は座屈する傾向を有し得る。これらの要素は、概ね回転軸12を通る負荷荷重と接地面領域32との概ね間にあり、
図2において座屈した領域48として表されている。
【0024】
一実施形態において、ウェブ要素42のいくつか若しくは全ては、弱い(例えば予め曲げられた)、又は薄い領域を備えることができ、それによって、ウェブ要素42は好ましくは湾曲するか、又は特定の方向に湾曲するように付勢されている。例えば、一実施形態において、ウェブ要素は、それらが概ね外側方向に湾曲するように付勢されている。このように、ウェブ要素が座屈するとき、それらは互いに接触せず、又は擦れない。更に、弱い又は薄い部分の位置は、湾曲又は座屈する場所を制御するために用いることができ、それによって、そのような接触を避けることができる。
【0025】
座屈が生じると、残りのウェブ要素42は引張り力を受けてもよい。負荷荷重を支持するのは、これらのウェブ要素42である。比較的薄いが、ウェブ要素42は高い引張り係数を有し得るので、ウェブ要素42は変形する傾向はより小さいが、代わりにトレッド担持層70の形状の維持に役立ち得る。このようにして、負荷荷重がウェブ要素42を通じて張力によって伝達されるとき、トレッド担持層70は、タイヤ10にて負荷荷重を支持することができる。次いで、トレッド担持層70は、円弧として作用し、支持を提供する。したがって、トレッド担持層70は緊張状態にあり荷重を支持しているウェブ要素42を支持するのに十分に硬い。負荷荷重の相当量は、張力に基づいて機能している複数のウェブ要素によって支持されてもよい。例えば、一実施形態においては荷重の少なくとも75%が張力で支持されており、別の実施形態においては荷重の少なくとも85%が張力で支持されており、別の実施形態においては荷重の少なくとも95%が張力で支持されている。他の実施形態においては荷重の75%未満が張力に支持され得る。
【0026】
概ね環状のインナーリング20、概ね環状のアウターリング30、及び相互連結されたウェブ40を同じ材料から構築することができるが、それらは全て異なる厚さを有し得る。すなわち、概ね環状のインナーリングが第1の厚さt
iを有し得て、概ね環状のアウターリングが第2の厚さt
oを有し得て、相互連結されたウェブが第3の厚さt
eを有し得る。
図1に示す実施形態において、第1の厚さt
iは第2の厚さt
oよりも小さくあり得る。しかしながら、第3の厚さt
eは、第1の厚さt
i又は第2の厚さt
oのどちらか一方よりも小さくあり得る。圧縮力を受けたとき、より薄いウェブ要素42がより容易に座屈するが、一方、比較的厚い概ね環状のインナーリング20及び概ね環状のアウターリング30は、変形に良好に抵抗することによって、座屈していない領域において非空気圧式タイヤ10の横剛性を維持するのに有利に役立ち得る。
【0027】
ウェブ要素42の厚さt
eは、予め決められた荷重能力条件に依存して変わり得る。例えば、負荷荷重が増加するとき、ウェブ要素42は厚さt
eを増加し得て、複数の概ね多角形状の開口部50における開口部のサイズを減らしながら、増加した引張り強度を提供できる。しかしながら、厚さt
eは、圧縮荷重を受けるそれらのウェブ要素42の座屈を、抑制するほどに増大すべきではない。材料の選定と同様に、厚さt
eは、負荷荷重の増加と共に著しく増加し得る。例えば、ある限定的でない実施形態において、相互連結されたウェブ40の各々のウェブ要素42は、約0〜1000ポンドのタイヤ荷重に対して約0.04インチ〜0.1インチの厚さ、約500〜5000ポンドの荷重に対して約0.1インチ〜0.25インチの厚さ、及び約2000ポンド以上の荷重に対して約0.25インチ〜0.5インチの厚さt
eを有し得る。当業者は、部分修正された実施形態において、これらの厚さが減少されるか又は増加され得ることを理解するであろう。
【0028】
図4は、概ね環状のインナーリング110と、概ね環状のアウターリング120と、インナーリング110とアウターリング120との間に延在する可撓性の相互連結されたウェブを有する、タイヤ100の別の実施形態の正面図を示す。可撓性の相互連結されたウェブは、多角形状の開口部を画定する複数のウェブ要素130によって形成されている。この特定の実施形態において、ウェブ要素130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。内側六角形状開口部を二等分する半径方向平面はまた、外側台形開口部を二等分し、内側台形開口部を二等分する半径方向平面はまた、外側台形開口部を二等分するように、内側及び外側開口部は位置合わせされる。この実施形態において、内側開口部を二等分する半径方向平面は、内側開口部及び対応する外側開口部の2つの開口部のみを通る。しかしながら、この構成は単なる例示であり、例示目的のために使用されることを理解されたい。代替的な実施形態において、任意の形状を形成するウェブ要素が使用されてもよい。
【0029】
図示された実施形態では、インナーリング110、120、及び可撓性の相互連結されたウェブは、一体型構造として形成されている。そのようなタイヤは、成形プロセス又は積層造形プロセスを通じて形成れてもよい。
図5〜
図15Bに示され、以下で詳細に記載されるものなどの代替的な実施形態では、インナー及びアウターリング並びに相互接続されたウェブは、様々な様式で一緒に組み立てられる複数の構成要素から形成されてもよい。以下に説明される実施形態の各々は、同様の寸法を有してもよく、上述された非空気圧式タイヤのいずれとも同じ特性を示してもよい。
【0030】
図5は、非空気圧式タイヤのためのウェブセクタ200の一実施形態の斜視図を示す。ウェブセクタ200は、インナーリング部分210と、アウターリング部分220と、ウェブ部分230と、を含む一体型構成要素である。図示された実施形態では、ウェブ部分は、3つの実質的に半径方向ウェブ要素240と、実質的に円周方向の一対のウェブ要素250と、を含む。代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブ部分は、任意の方向に延在する任意の数のウェブ要素を含んでもよい。
【0031】
図示される実施形態では、ウェブセクタ200は、第1の実質的に円周方向のウェブ要素250上に配設された第1のヒンジ260a、及び第2の実質的に円周方向のウェブ要素250上に配設された第2のヒンジ260bを含む、一対のヒンジ部分を更に含む。ヒンジ260a、260bは、追加のウェブセクタ上の対応するヒンジと嵌合するように構成されている。代替的な実施形態では、任意の数のヒンジが、任意のウェブ要素上に配設されてもよい。
【0032】
図6は、複数のヒンジ連結されたウェブセクタ200によって形成された非空気圧式タイヤ300の一実施形態の斜視図を示す。ウェブセクタ200は、タイヤ300の周りに円周方向に配設されて、概ね環状の、可撓性の、かつ相互連結されたウェブ310を形成する。図示された実施形態では、タイヤ300のインナーリング320は、円周方向に隣接する複数のインナーリングセクタ210によって形成され、アウターリング330は、円周方向に隣接する複数のアウターリングセクタ220によって形成される。
【0033】
図示された実施形態では、非空気圧式タイヤ300を形成する各々のウェブセクタ200は、実質的に同じ形状を有する。しかしながら、隣接するウェブセクタ200は、1つのウェブセクタ200の第1のヒンジ260aが、隣接するウェブセクタ200の対応する第1のヒンジ260aと嵌合し、ウェブセクタ200の第2のヒンジ260bが、別の隣接するウェブセクタの対応する第2のヒンジ260bと嵌合するように、反対方向に配設される。代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブセクタは、各々のウェブセクタが同じ方向に配設されるような寸法であってもよい。別の代替的な実施形態(図示せず)では、異なる形状のウェブセクタが使用されてもよい。
【0034】
ここで、ウェブ310は、32個のヒンジ連結されたウェブセクタ200によって形成され、各々のウェブセクタ200は、第1の側面の第1のウェブセクタと、第1の側面とは反対側の第2の側面の第2のウェブセクタとに連結されている。代替的な実施形態では、任意の数のウェブセクタが使用されてもよい。好ましくは、非空気圧式タイヤは、少なくとも第1のウェブセクタ、第2のウェブセクタ、及び第3のウェブセクタを含む少なくとも3つのウェブセクタを含み、第2のウェブセクタは、第1のウェブセクタと第3のウェブセクタとの間に円周方向に配設され、第2のウェブセクタの第1の端部は、第1のウェブセクタの第2の端部にヒンジ連結され、第2のウェブセクタの第2の端部は、第3のウェブセクタの第1の端部にヒンジ連結される。
【0035】
図6の実施形態では、各々のウェブセクタ200は、タイヤ300の全幅にわたって軸方向に延在する。代替的な実施形態では、非空気圧式タイヤの幅は、軸方向に隣接する2つ以上のウェブセクタによって画定されてもよい。例えば、
図7は、ヒンジ連結された複数のウェブセクタ200によって形成された非空気圧式タイヤ400の斜視図を示す。この実施形態では、タイヤ400の幅は、隣接する4つのウェブセクタ200によって画定される。したがって、タイヤ400のインナーリング410は、軸方向に隣接する4つのインナーリング部分210によって形成され、アウターリング420は、軸方向に隣接する4つのアウターリング部分220によって形成される。同様に、タイヤ400の可撓性の相互連結されたウェブ430は、軸方向に隣接する4つのウェブ部分230によって形成される。代替的な実施形態では、任意の数の軸方向に隣接するウェブセクタが使用されてもよい。
【0036】
図7Aは、
図7に示されるヒンジ連結部の詳細図を示す。この実施形態では、ヒンジ連結部は、一緒に位置合わせされた隣接するウェブセクタから複数の中空胴部440を含む。図示された実施形態では、隣接するウェブセクタからの胴部440は、交互の胴部が互いに接触するように、交互に位置合わせされる。このような実施形態では、アウター胴部及びインナー胴部の境界面は、組み立てに役立つ自己位置合わせ嵌合機構を含むことができる。代替的な実施形態では、交互の胴部の少なくとも一部の間に間隙が配設されてもよい。
【0037】
中空胴部440は次に、取り外し可能なロッド又はピン(図示せず)で固定される。ロッド又はピンは、ねじ式であっても、ねじ式でなくてもよい。ヒンジ連結部はまた、機械的締結手段又は性能を向上させるために、オーバーモールドされたベアリング又はブッシュを含んでもよい。このような構造体は、ピアノヒンジ設計と呼ばれることがある。ピアノヒンジ設計は、タイヤの横方向の剛性を低減するために使用することができる。
【0038】
ヒンジ点の数は、適用荷重要求に応じて、不連続部における応力集中を改善するために変化し得ることが理解されるべきである。
図7Aは、嵌合部と組み合わされたときに、区分全体にわたって4つの総計胴部440を有する、基部部分上の横方向要素ごとに2つの中空胴部440を示す。この数は、2つの総計胴部数だけ、又は適用が可能になる数だけ減少することができる。
【0039】
図6及び
図7のタイヤ300、400の両方において、荷重が掛けられる、かなりの量の荷重が、張力に作用する複数の半径方向ウェブ要素によって支持される。回転軸の上方の領域における複数の半径方向ウェブ要素は、引張り力を受け、一方、荷重と接地面領域との間の領域における半径方向ウェブ要素の少なくとも一部は座屈し、複数の接線ウェブ要素は、可撓性のある相互連結されたウェブを通じて荷重を分配する。
【0040】
図には示されていないが、タイヤ300、400は、各々のホイール部分のアウターリングの半径方向外側表面に固着されたトレッド担持層を更に含んでもよいことが理解されるべきである。
【0041】
タイヤ300、400は、少なくとも第1のウェブセクタ、第2のウェブセクタ、及び第3のウェブセクタを含む複数の複数のウェブセクタ200を提供することによって形成され、複数のウェブセクタの各々は、第1の端部及び第2の端部を有する。次いで、ウェブセクタ200は、インナーリングとアウターリングとの間に延在する概ね環状のウェブを形成するように、円周方向に配置されており、これにより第2のウェブセクタが、第1のウェブセクタと第3のウェブセクタとの間に円周方向に配設されるようにする。次いで、第2のウェブセクタの第1の端部は、第1のウェブセクタの第2の端部にヒンジ連結され、第2のウェブセクタの第2の端部は、第3のウェブセクタの第1の端部にヒンジ連結される。
【0042】
図示される実施形態では、各ウェブセクタ200の第1のヒンジ260aは第1の半径方向高さにあり、第2のヒンジ260bは、第1の高さとは異なる第2の半径方向高さにある。したがって、第2のウェブセクタの第1の端部を第1のウェブセクタの第2の端部にヒンジ連結する工程は、第1の半径方向高さで第2のウェブセクタの第1の端部を第1のウェブセクタの第2の端部にヒンジ連結することを含む。同様に、第2のウェッブセクタの第2の端部を第3のウェブセクタの第1の端部にヒンジ連結する工程は、第2の半径方向高さで第2のウェブセクタの第2の端部を第3のウェブセクタの第1の端部にヒンジ連結することを含む。ピン及びヒンジは、ウェブノード又はその付近の位置を含む、異なる半径方向及び円周方向位置に位置付けられてもよいことが理解されるべきである。
【0043】
図6及び
図7のピアノヒンジ設計に加えて、代替的なヒンジ設計が使用されてもよい。例えば、複数のソケット及びピンが、ヒンジ連結部を形成するために使用されてもよい。
図8〜
図10は、例示的なソケット及びピン形成を示す。
図8A及び
図8Bは、それぞれ、ヒンジ連結部のためのソケット500の一実施形態の斜視図及び断面図を示す。
図9A及び
図9Bは、それぞれ、ヒンジ連結部のためのソケットピン600の一実施形態の斜視図及び断面図を示す。ソケットピン600は、ピン端部610と、ソケット端部620と、を含む。ピン端部610は、ソケット500又はソケットピン600のソケット端部620に受容されてもよい。
図10A及び
図10Bは、それぞれ、ヒンジ連結部のための中実ピン700の一実施形態の斜視図及び断面図を示す。中実ピン700はまた、ソケット500又はソケットピン600のソケット端部620に受容されてもよい。ソケット500、ソケットピン600、及び固体ピン700は、
図11A〜
図11Eに示される方法で使用されてもよい。
【0044】
図11A及び
図11Bは、複数のソケット500、ソケットピン600、及び中実ピン700を有する、第1及び第2の組のウェブセクタ800a、bの斜視図を示す。図示される実施形態では、ウェブセクタ800a、bは、ヒンジ連結部を除いて、
図5〜
図7に示されるウェブセクタ200と実質的に同じ構造を有する。しかしながら、上述された代替的な設計のいずれもまた、
図11のウェブセクタ800a、bにも適用され得ることが理解されるべきである。
【0045】
ソケット500、ソケットピン600、及び中実ピン700は、第1及び第2の組のウェブセクタ800a、bが、
図11Cの斜視図及び
図11Dの断面図に示される方法で一緒に嵌合され得るように配置される。各々のソケットピン600及び中実ピン700は、ソケット500又はソケットピン600のいずれかに受容される。
【0046】
ウェブセクタ800は、このように軸方向及び円周方向の両方で一緒に結合されて、
図11Eに示されるように非空気圧式タイヤ900を形成する。図示される実施形態では、ウェブセクタ800は、タイヤの幅が軸方向に隣接する4つのウェブセクタ800によって画定されるように一緒に嵌合され、アウターウェブセクタ800のヒンジ連結部は、ソケット500又は中実ピン600のいずれかで終端する。したがって、非空気圧式タイヤ900は、軸方向に隣接する4つのホイール部分910a、910b、910c、及び910dを含み、各ホイール部分910は、インナーリング920と、アウターリング930と、インナー及びアウターリング920、930間に延在する可撓性の相互連結されたウェブ940と、を含む。しかしながら、タイヤ900の幅は、任意の数の隣接するウェブセクタによって画定されてもよいことが理解されるべきである。
【0047】
図には示されていないが、タイヤ900は、ホイール部分のアウターリングの半径方向外側表面に固着されたトレッド担持層を更に含んでもよいことが理解されるべきである。
【0048】
図12は、ウェブセクタ1000の更に別の代替的な実施形態の斜視図を示す。ウェブセクタ1000は、インナーリング部分1010と、アウターリング部分1020と、ウェブ部分1030と、を含む。図示された実施形態では、ウェブ部分1030は、複数の実質的に半径方向の部分と、複数の多角形状の開口部を形成する複数の実質的に接線部分と、を含む。しかしながら、ウェブ部分は、任意の形状を取り得ることが理解されるべきである。
【0049】
この実施形態では、ウェブセクタ1000の第1の端部は、ボール1040で終端し、ウェブセクタ1000の第2の端部は、ボールを受容するように構成されたソケット1050で終端する。ボール1040及びソケット1050は、ウェブセクタ全体の幅にわたって横方向に延在するものとして示されているが、代替的な実施形態では、各々のボール及びソケットは、ウェブセクタ全体の幅よりも小さい幅にわたって延在してもよい。そのような実施形態では、ウェブセクタの各々の端部は、複数のボール又はソケットで終端してもよい。
【0050】
図13は、
図12の複数のウェブセクタ1000によって形成された非空気圧式タイヤ1100の正面図を示す。ここで、非空気圧式タイヤ1100は、第1のウェブセクタの第1の端部上のボール部分を第2のウェブセクタの第2の端部のソケット部分に挿入し、このプロセスをタイヤの周りで繰り返すことによって形成される。非空気圧式タイヤ1100は、8つのウェブセクタ1000によって形成されるものとして示されているが、任意の数のウェブセクタが使用されてもよいことが理解されるべきである。
【0051】
上述された非空気圧式タイヤ300、400、900、及び1100は、各々、ウェブ部分によって連結されたインナーリング部分及びアウターリング部分を含む一体型構造を有するウェブセクタを含む。代替的な実施形態では、非空気圧式タイヤは、別個の構造体であり、インナーリング又はアウターリングに連結されたウェブを含んでもよい。例えば、
図14Aは、ホイール1210と、アウターリング1220と、ウェブ1230と、を有する非空気圧式タイヤ1200の一実施形態の一部分の正面図を示す。ここで、ウェブ1230は、ホイール1210にヒンジ連結され、アウターリング1220にヒンジ連結される。代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブは、アウターリング及びホイールのうちの少なくとも1つに固定的に連結される。
【0052】
図示された実施形態では、アウターリング1220は、中実リングである。代替的な実施形態では、アウターリングは、複数のリング部分から構成されている。リング部分は、タイヤの周りに円周方向に延在するリングセクタであってもよい。あるいは、リング部分は、軸方向に隣接するフープによって形成されてもよい。別の代替的な実施形態では、リング部分は、リングを形成するために、円周方向及び軸方向の両方に位置合わせされる一連のリング部分であってもよい。
【0053】
図14Bは、アウターリング1220の一部分の斜視図を示し、
図14Cは、ウェブ1230とアウターリング1220との間のヒンジ連結部の詳細図を示す。これらの図で分かるように、アウターリング1220は、いくつかの円周方向の位置に複数の軸方向に離間した胴部1240を含む。各々の軸方向に離間した胴部1240は、軸方向に延在する貫通孔1250を含む。図示された実施形態では、軸方向に離間した胴部1240は、平坦部分1260によって分離されている。代替的な実施形態では、軸方向に離間した胴部は、溝付き部分又は孔によって分離されてもよい。
【0054】
ウェブ1230は、対応する貫通孔(図示せず)を有する対応する胴部1270を含む。対応する胴部1270は、それらが軸方向に離間された胴部1240と位置合わせされるように、平坦部分1260内に配設される。ピン1280が、胴部1240、1270の貫通孔に挿入されて、ヒンジ連結部を形成する。このような構成は、
図7Aを参照して上述されたピアノヒンジ設計と同様である。代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブとリングとの間のヒンジ連結部は、
図8〜
図11を参照して上述されたものと同様のピンと、ソケットと、ソケットピンと、を含んでもよい。別の代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブとリングとの間のヒンジ連結部は、
図12及び
図13を参照して上述されたものなどのボール及びソケット連結部を含んでもよい。
【0055】
図14Dは、ウェブ1230の斜視図である。この図で分かるように、胴部1270をそのアウター端部に沿って有することに加えて、ウェブ1230は、そのインナー端部の各々に細長い胴部1290を更に含む。各々の細長い胴部1290は、胴部を通って軸方向に延在する貫通孔を有する。図示された実施形態は、各々の端部に単一の細長い胴部を示しているが、代替的な実施形態では、複数の胴部は、ウェブのインナー端部に沿って軸方向に離間されている。
【0056】
図14Eは、ホイール1210の部分斜視図である。ホイール1210は、ホイール1210の周りに円周方向に離間された複数のピン1295を含む。各々のピン1295は、ホイール1210の一方の側面から他方の側面へと軸方向に延在する。ホイール1210は、ピン1295を受容するために各々の側面に孔を有する。図示された実施形態では、ピン1295は、交互の大きい間隙及び小さい間隙によって離間されている。しかしながら、任意のピン間隔が使用されてもよいことが理解されるべきである。
【0057】
図14Fは、ウェブ1230とホイール1210との間のヒンジ連結部の詳細図である。これらの図で分かるように、細長い胴部1290は、ホイール1210の孔と位置合わせされる。ピン1295は、ホイール1210の孔及び細長い胴部1290の貫通孔を通して挿入されて、ヒンジ連結部を形成する。このような構成は、
図7Aを参照して上述されたピアノヒンジ設計と同様である。代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブとリングとの間のヒンジ連結部は、
図8〜
図11を参照して上述されたものと同様のピンと、ソケットと、ソケットピンと、を含んでもよい。別の代替的な実施形態(図示せず)では、ウェブとリングとの間のヒンジ連結部は、
図12及び
図13を参照して上述されたものなどのボール及びソケット連結部を含んでもよい。
【0058】
インナー及びアウターヒンジ連結部の両方において、ピン1280、1295は、プレス若しくは締まり嵌め、又はねじ式装着を含む様々な方法で装着されてもよい。ピンは、構造体の幅の全体を通過してもよく、又はそれらは、部分的に孔内にある程度の深さまでしか延在しなくてもよい。これらはまた、追加の支持を提供し、ウェブ要素の幅にわたってピンの均一な幾何学的配置を維持するのを助けるために、構造体の中間プレート又はガイドを通過してもよい。
【0059】
図15A及び
図15Bは、それぞれ、非空気圧式タイヤ1300の代替的な実施形態の一部分の正面図及び斜視図を示す。非空気圧式タイヤ1300は、インナーリング(これらの図には図示せず)と、アウターリング1320と、アウターリングにヒンジ連結されたウェブ1330と、を含む。
図15Cは、ウェブ1330が除去された非空気圧式タイヤ1300の斜視図を示し、ここでは更なる参照のために示されている。タイヤ1300は、以下に記載される相違点を除いて、タイヤ1200と実質的に同じである。
【0060】
図示された実施形態では、各々のヒンジ連結部は、三ピン継手1340によって画定される。
図15Dは、三ピン継手1340の拡大斜視図を示す。
図14のピアノヒンジ設計とは異なり、三ピン継手は、単一のピンではなく、3つの離間した孔内に受容される3つのピンを含む。3つのピンの端部は、剛性材料で構成された端部プレート1340に挿入される。この連結により、荷重は、アウターリングからウェブへと、ウェブからインナーリングへと、などのように伝達されてもよい。図示された実施形態では、ピンは、端部プレート1340内に実質的に正三角形として配置される。代替的な実施形態では、ピンは、任意の所与の三角形又は平行配置で配置されてもよい。例えば、ピンは、二等辺形又はスケーレン形の構成で配置されてもよい。
【0061】
ピンは、プレス又は締まり嵌めを含む様々な方法で、又はねじ式装着によって端板に装着されてもよい。ピンは、構造体の幅の全体を通って、反対側の相補的な端部プレートを通過してもよく、又はそれらは、ウェブ要素の付近側の穴の中にある程度の深さまで延在してもよい。これらはまた、追加の支持を提供し、ウェブ要素の幅にわたってピンの均一な幾何学的配置を維持するのを助けるために、構造体の中間プレート又はガイドを通過してもよい。
【0062】
「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において、「含む(comprising)」という用語が請求項で移行句として用いら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)」という用語が用いられる範囲において(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」という用語が用いられるであろう。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)。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)」を更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。
【0063】
本開示はその実施形態の記述によって例解され、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、本出願人らの意図ではない。更なる利点及び改良が、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本開示は、示され説明される、特定の詳細、代表的なシステム及び方法、並びに例示の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。