(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡構造を形成する複合材積層品（１）において、少なくとも、
・両方とも同一の主方向Ｘに差し向けられた上側バンド（２）と下側バンド（３）と、
・２つの前記バンド相互間に設けられていて前記バンドを互いに連結する連結筒体と呼ばれる一連の筒体（４）とを有し、前記一連の筒体は前記方向Ｘに沿って延び、前記連結筒体は、前記方向Ｘにおいて互いに接触せず、前記連結筒体の母線は、前記方向Ｘに垂直な軸線Ｙに沿って差し向けられており、
前記連結筒体は、ビニルエステル樹脂母材中に埋め込まれたガラス繊維又は炭素繊維を有する複合材筒体であり、
前記方向Ｘに測定した２つの連続して並んでいる連結筒体相互間の平均径ｄは、平均径ｄ／前記連結筒体の直径Ｄの比が０．１０〜０．５０である積層品。
【請求項２】
前記連結筒体の前記繊維は、連続繊維である、請求項１記載の積層品。
【請求項３】
前記繊維は、一方向であり、前記軸線Ｙに垂直な平面内において円周方向に差し向けられている、請求項２記載の積層品。
【請求項４】
前記上側バンド及び前記下側バンドは、樹脂母材中に埋め込まれた繊維を更に有する、請求項１記載の積層品。
【請求項５】
前記バンドの前記繊維は、連続繊維である、請求項４記載の積層品。
【請求項６】
前記バンドの前記連続繊維は、一方向であり、前記方向Ｘに平行に差し向けられている、請求項５記載の積層品。
【請求項７】
前記バンドの前記繊維は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維である、請求項６記載の積層品。
【請求項８】
前記連結筒体は、前記上側バンドと前記下側バンドを実質的に等距離を置いた状態に保つよう前記方向Ｘ及び前記軸線Ｙに垂直な方向Ｚにおいて実質的に一定である直径Ｄを有する、請求項１記載の積層品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層品、即ち、例えば気泡又はハニカム形式の互いに接合された平面状又は非平面状の形態の数個の層又はバンドで作られた製品に関する。
【０００２】
本発明は、特に、全て又は一部が樹脂母材で被覆された繊維で構成され、特定の幾何学的形状により曲げ／圧縮応力に対して耐性のあるビームとして使用できる変形可能な気泡構造を得ることができるようにする複合材積層品に関する。
【０００３】
本発明は又、「非空気圧」式、即ち、使用可能な形態を取るためにインフレーションガス、例えば空気を必要としない自動車用タイヤ又は弾性（フレキシブル）ホイールに関する。
【背景技術】
【０００４】
非空気圧式フレキシブルホイール又はタイヤは、当業者には周知である。これらホイール又はタイヤは、多くの特許文献、例えば欧州特許第１２４２２５４号明細書（又は米国特許第６７６９４６５号明細書）、欧州特許第１３５９０２８号明細書（又は米国特許第６９９４１３５号明細書）、米国特許第７２０１１９４号明細書、国際公開第００／３７２６９号パンフレット（又は米国特許第６６４０８５９号明細書）及び国際公開第２００７／０８５４１４号明細書に記載されている。
【０００５】
かかる非空気圧式タイヤは、これらがフレキシブルタイヤとホイールのハブとの間の連結を行うようになった任意の剛性機械的要素と関連して用いられた場合、例えば大抵の現行道路車両で知られている空気圧式タイヤ、リム及びディスクにより構成される組立体に取って代わるものである。
【０００６】
特に、上述の米国特許第７２０１１９４号明細書は、非空気圧式の構造的に支持された（内圧なしの）タイヤを記載しており、このタイヤは、タイヤで荷重を支持する補強環状バンド及び環状バンドとホイールハブとの間で力を伝達するよう引張状態で作動する圧縮剛性が非常に低い複数個の支持要素又はスポークを含む主要な特徴を有している。
【０００７】
この環状バンド（又は剪断バンド）は、天然又は合成ゴムで被覆された本質的に非伸張性のコードで作られた２つのメンブレンを有し、これらメンブレンは、それ自体ゴムで作られている剪断層によって互いに分離されている。かかるバンドの動作原理は、剪断層の剪断弾性率が２つのメンブレンの引張弾性率よりも実質的に非常に低く、他方、一方のメンブレンからの力を他方のメンブレンに正確に伝達することができ、かくして、バンドを剪断モードで働くようにするのに十分であるようなものである。
【０００８】
この環状バンドにより、パンクの恐れなく、しかもタイヤ内部に空気圧を維持しなければならないという条件なしに、厳しい又は過酷な条件で走行することができる非空気圧式ホイール又はタイヤを製造することが可能である。
【０００９】
さらに、先行技術の非空気圧式タイヤと比較して、この場合、一様に分布された路面接触圧力、それ故に、タイヤの良好な働き、路面グリップの向上及び耐摩耗性の向上が得られる。
【００１０】
しかしながら、かかるゴム製剪断バンドに欠点がないわけではない。
【００１１】
第１に、例えば−３０℃〜＋４０℃の通常の動作温度では、ゴム製剪断バンドは、比較的ヒステリシス性があり、即ち、転動のために供給されるエネルギーのうちの何割かは、熱の形態で消散される（失われる）。第２に、かなり低い動作温度、例えば、地理学的極域で見受けられる温度、例えば−５０℃以下の温度の場合、ゴムは、迅速に脆弱になり、脆くなり、したがって使用できなくなることは周知である。かかる極端な条件下において、更に、かなり大きく且つ急激である温度変動と例えば比較的高い機械的応力が組み合わさると、それにより２つのメンブレンと剪断層との間の接着に関する問題が生じる場合があり、更に、メンブレンと同一高さ位置にある剪断バンドの局所座屈が生じる恐れがあると共に最終的に耐久性が低下することは言うまでもない。
【００１２】
本出願人による研究中、本出願人は、上述したような非空気圧式タイヤ又はホイール中に剪断バンドとして使用でき、上述の問題を少なくとも部分的に解決することができる新規な積層品を発見した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】欧州特許第１２４２２５４号明細書
【特許文献２】米国特許第６７６９４６５号明細書
【特許文献３】欧州特許第１３５９０２８号明細書
【特許文献４】米国特許第６９９４１３５号明細書
【特許文献５】米国特許第７２０１１９４号明細書
【特許文献６】国際公開第００／３７２６９号パンフレット
【特許文献７】米国特許第６６４０８５９号明細書
【特許文献８】国際公開第２００７／０８５４１４号明細書
【発明の概要】
【００１４】
かくして、第１の観点によれば、本発明は、変形可能な気泡構造を形成する複合材積層品において、少なくとも、
・両方とも同一の主方向Ｘに差し向けられた上側バンドと下側バンドと、
・２つのバンド相互間に設けられていてバンドを互いに連結する、方向Ｘに延びていて、連結筒体と呼ばれる一連の筒体とを有し、連結筒体は、方向Ｘにおいて互いに接触せず、連結筒体の母線は、方向Ｘに垂直な軸線Ｙに沿って差し向けられており、
連結筒体は、樹脂母材中に埋め込まれた繊維を有する複合材筒体であることを特徴とする積層品に関する。
【００１５】
本発明のこの積層品は、通気性の高い変形可能な気泡構造を有し、この変形可能な気泡構造は、予期せぬこととして、曲げ及び／又は圧縮応力に対して高い耐性を示すと共に掛かる繰り返し又は交番応力に対して高い耐久性を示すことが判明した。かかる積層品は、非ヒステリシス性であるという利点を有する。
【００１６】
さらに、特に好ましい一実施形態によれば、連結筒体並びに上側及び下側バンドが、特にポリエステル又はビニルエステル系の熱硬化性樹脂中に埋め込まれたガラス繊維及び／又は炭素繊維を基材とする複合材料で構成されている場合、この積層品は、更に、極めて低い温度に耐えることができるだけでなく代表的には−２５０℃から＋１５０℃までの非常に広い温度範囲で使用できるということが判明した。
【００１７】
本発明は又、任意の完成品の構造要素としてのかかる積層品の使用及び更に本発明の積層品を有する任意の完成品に関する。
【００１８】
本発明は、特に、非空気圧式ホイール又はタイヤの補強要素としての、特に、かかるタイヤ又はかかるホイールの剪断バンドとしてのかかる積層品の使用に関する。
【００１９】
本発明の内容及び更にその利点は、以下の例示の実施形態に関する詳細な説明及び更にこれらの例に関する図面に照らして容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】直線である主方向Ｘに沿って差し向けられた本発明の積層品の断面図である。
【図２】湾曲した線を辿る主方向Ｘに沿って差し向けられた本発明の別の実施形態としての積層品の断面図である。
【図３】図１の断面の斜視図である。
【図４】直線である主方向Ｘに沿って差し向けられた本発明の積層品の断面である。
【図５】図４の断面の斜視図である。
【図６】本発明の積層品の有する非空気圧式弾性ホイールの１つの例の半径方向断面図である。
【図７】本発明の積層品の有する非空気圧式弾性ホイールの別の例の半径方向断面図である。
【図８】本発明の積層品を有する非空気圧式弾性ホイールの一例の全体的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書において、別段の指定がなければ、指示された割合（％）は全て、重量％である。
【００２２】
定義
【００２３】
さらに、本願において、以下の定義が適用される。即ち、
‐「複合材」、この用語は、任意の材料又は物体に言及する場合の用語であり、樹脂母材で被覆された短繊維又は連続繊維を有する材料又は物体を意味する。
‐「層」又は「バンド」、この用語は、厚さが他の寸法と比較して比較的小さいシート又は任意他の要素を意味しており、この層は、場合によっては均質性状又は凝集力のある性状のものであるが、場合によってはそうではない。
‐「筒体」、この用語は、その最も広い意味における中空（即ち、底なし）筒体であり、即ち、真っ直ぐな（正規直交の）断面を有する円筒形の任意の物体、即ち、その輪郭が、変曲点のない閉じられた線（例えば、円形、長円形又は楕円形断面の場合）を定め、或いは、変曲点のある閉じられた線を定め、かかる定義によれば、例えば管、円筒形管、円筒形管部分、管状要素、管状柱、円筒形要素のような用語は全て、「筒体」を意味していると理解されたい。
‐「一方向性繊維」、この用語は、互いに本質的に平行な、即ち、同一軸線に沿って差し向けられた１組の繊維を意味している。
‐「非空気圧式」、この用語は、ホイール又はタイヤに言及する場合の用語であり、インフレーション圧力なしで相当大きな荷重に耐えることができるようにするために設計されたホイール又はタイヤ、即ち、使用可能な形態を取り、荷重を支えるためにインフレーション用ガス、例えば空気を必要としないホイール又はタイヤを意味している。
‐「軸線（所与の軸線）に沿って又は方向に（所与の方向）に差し向けられた」、この表現は、任意の要素、例えばバンド、繊維又は他の細長い補強要素に言及する場合の用語であり、この軸線又はこの方向に実質的に平行に差し向けられた要素、即ち、この軸線又はこの方向とばらつきが１０°以下であり（即ち、ゼロ又はせいぜい１０°に等しい）、好ましくは５°以下である角度をなす要素に関している。
‐「軸線（所与の軸線）又は方向（所与の方向）に垂直に差し向けられた」、この表現は、任意の要素、例えばバンド、繊維又は別の細長い補強要素に言及する場合の用語であり、この軸線又はこの方向に実質的に垂直に差し向けられ、即ち、この軸線又はこの方向に垂直である線とばらつきが１０°以下であり（即ち、ゼロ又はせいぜい１０°に等しい）、好ましくは５°以下である角度をなす要素に関している。
‐「半径方向に差し向けられ」、この表現は、ホイール（又はタイヤ）要素に言及する場合の用語であり、即ち、ホイールの（又はタイヤの）回転軸線を通り、この方向に実質的に垂直である、即ち、この方向とばらつきが１０°以下であり、好ましくは５°以下である角度をなす任意の方向に差し向けられていることを意味している。
‐「円周方向に差し向けられ」、この表現は、ホイール（又はタイヤ）要素に言及する場合の用語であり、この表現は、ホイール（又はタイヤ）要素に言及する場合の用語であり、即ち、この方向とばらつきが１０°以下であり、好ましくは５°以下である角度をなす任意の方向に差し向けられていることを意味している。
‐「積層品」、この用語は、国際特許分類の意味の範囲内における用語であり、即ち、互いに連結された平面状又は非平面状の形の少なくとも２つの層又はバンドを有する任意の製品を意味し、「接合され」又は「連結され」という表現は、例えば結合、釘止め、リベット止め又はボルト止めによるあらゆる接合又は組み立て手段を含むよう広義に解釈されるべきである。
‐「樹脂」、この用語は、熱可塑性タイプ又は熱硬化性タイプ（後者の場合、硬化性、重合性又は架橋性とも呼ばれる）の任意の合成樹脂を意味し、外延として、この樹脂を基材とし、そして１種類又は２種類の添加剤、例えば硬化剤を更に含む任意の組成物又は配合物を意味する。
【００２４】
本発明の複合材積層品（１）は、少なくとも次の構成要素を含む主要な特徴を有し（図１、図２及び図３を参照されたい）、即ち、
・両方とも同一の主方向Ｘに差し向けられた上側バンド（２）と下側バンド（３）と、
・２つのバンド（２，３）相互間に設けられていてこれらバンドを互いに連結する、方向Ｘに延びる連結筒体（４）の連続配列体（一連の筒体）とを有し、連結筒体は、方向Ｘにおいて互いに接触せず、連結筒体の母線は、方向Ｘに垂直な軸線Ｙに沿って差し向けられている（少なくとも非変形状態では）。
【００２５】
これら連結筒体は、複合材筒体であるという特徴、即ち、樹脂母材中に埋め込まれた（又は、樹脂母材で被覆され、これら２つは、同義語であると考えられる）繊維を有する特徴を更に有する。
【００２６】
かくして、本発明の積層品は、これら２つのバンドと筒体（定義により、中空及び底なし）との間に他の材料が不要であるという意味において「気泡」と説明可能な中空で非常にハニカム状の構造を形成する。
【００２７】
この変形可能な気泡構造は、これが種々の引張応力、曲げ応力又は圧縮応力の作用下においてその２つのバンド相互間の剪断と同等な変形を生じさせることができることにより、曲げ／圧縮応力に対して高い耐性及びかかる繰り返し又は交番応力に対する高い耐久性を有する弾性ビーム（平板状又は非平板状弾性要素）として使用できる。
【００２８】
主方向Ｘは、図１又は図３（図１の断面に相当する断面斜視図）に示されているように直線状であっても良く、或いは、図２に示されているように曲線を辿っても良い。
【００２９】
本発明の積層品は、複合材料で作られたその連結筒体（４）により、純粋に弾性の領域において高い変形可能性を示す。連結筒体（４）は、これらが例えば高い変形作用を受けて公知の仕方で耐久性を損なう塑性挙動、即ち、非可逆的挙動を示す金属構造とは対照的に、塑性変形を起こさないで破断まで純粋に弾性の挙動を示すので、特に耐久性がある。この利点は、バンド（２，３）がそれ自体これ又繊維／樹脂複合材料で作られている場合、バンド（２，３）に当てはまる。
【００３０】
かくして、金属構造と比較して、耐久性が高く、実質的に軽量であり（複合材の密度は２に近い）、更に耐食性のある構造が得られる。
【００３１】
連結筒体（４）の繊維は、連続繊維又は短繊維であるのが良く、連続繊維を用いることが好ましい。筒体の良好な強度を得るため、これら繊維は、好ましくは、一方向性であり、軸線Ｙに垂直な平面内に円周方向に差し向けられている。
【００３２】
これら連結筒体（４）は、本質的に、曲げによって働く。これら連結筒体は、これらの補強繊維の円周方向軸線に応じて、引張弾性率（ＡＳＴＭ‐Ｄ６３８）及び曲げ弾性率（ＡＳＴＭ‐Ｄ７９０）を有し、これら弾性率は、好ましくは、１５ＧＰａを超え、より好ましくは３０ＧＰａを超え、特に３０〜５０ＧＰａである。
【００３３】
本発明は又、２つのバンド（２，３）が筒体の材料とは異なる材料、例えば、金属又はポリマーで構成される場合にも利用できる。
【００３４】
好ましい一実施形態によれば、上側バンド（２）及び下側バンド（３）（場合によっては、複合材積層品の分野における当業者により「メンブレン」、或いは「スキン」と呼ばれる場合がある）は、樹脂母材中に埋め込まれた繊維を更に含む複合材バンドである。かくして、２つのバンド（２，３）及びこれらの複数の連結筒体（４）により構成されたベース構造体の全体は、複合材料で作られる。好ましくは、バンド（２，３）のこれら繊維は、連続繊維であり、より好ましくは、これら連続繊維は、一方向性であり、主方向Ｘに平行に差し向けられ、その結果、バンドは、主方向Ｘにおいて最大の引張強度を有するようになる。この方向Ｘにおいて、２つのバンド（２，３）は、好ましくは１５ＧＰａを超え、より好ましくは３０ＧＰａを超える（例えば、３０〜５０ＧＰａの）引張弾性率（ＡＳＴＭ‐Ｄ６３８）を有する。
【００３５】
上述の連結筒体（４）及び／又は複合材バンド（２，３）は、単一フィラメント状層又は数個の重ね合わされた単位フィラメント状層で構成されるのが良く、これらを構成する繊維は全て、主方向Ｘに差し向けられている。この多層構造体中には、特に軸線Ｙ（筒体の母線）に沿って差し向けられた交差スレッドの１つ又は２つ以上の他の追加の層を挿入するのが良く、その目的は、構造体を側方に補強し、かくして、複合材分野において認識されている用語によれば、構造体全体のバランスを取ることにある。
【００３６】
別の好ましい実施形態によれば、連結筒体（４）は、上側バンド（２）と下側バンド（３）を実質的に（即ち、ほぼ）等距離を隔てた状態に保つように方向Ｘ及び軸線Ｙに垂直な半径方向と呼ばれる方向Ｚにおいて実質的に一定である直径Ｄを有している。
【００３７】
本発明の別の考えられる実施形態によれば、筒体（４）は、２つのバンド相互間の距離が主軸線Ｘに沿って次第に変化することができる構造体が望ましい場合、主方向Ｘに線形的に可変である直径Ｄを更に有するのが良い。
【００３８】
上述したように、筒体（４）の定義は、円形の真っ直ぐな断面を備えた筒体には限定されないので、「直径」という用語は、ここでは、半径方向Ｚにおける筒体の寸法（厚さを含む）として広義に解されるべきである。
【００３９】
当業者であれば、考慮対象である特定の用途の関数として、本発明の積層品を含むようになった完成品の寸法に合わせて連結筒体（４）及びバンド（２，３）の特定の寸法及びこれらの相対的配置状態をどのように調節すれば良いかを知っている。例えば、寸法Ｄにより、連結筒体の曲げ剛性を調節することができる。
【００４０】
本発明の積層品（１）の本質的な特徴は、これら連結筒体（４）が主方向Ｘにおいては互いに接触せず、したがって、これらは曲げによって変形して働くことができるようになっていることにある。
【００４１】
好ましくは、比ｄ／Ｄは、０．１０〜０．５０であり、ｄは、図１及び図２に示されているように２つの連続して並んだ連結筒体相互間の方向Ｘにおいて測定した平均距離ｄを表している。「平均距離」という表現は、積層品（１）中に存在する連結筒体（４）の全てから計算された平均値を意味するものと理解されたい。ｄ／Ｄが０．１０未満である場合、剪断の際に可撓性が幾分欠けるようになる恐れがあり、ｄ／Ｄが０．５０を超える場合、曲げ変形の一様性の欠けが生じる場合がある。これらの理由で、比ｄ／Ｄは、より好ましくは、約０．１５〜０．４０である。
【００４２】
この点に関し、後で説明する図６において、連結筒体（１５）及び更にホイールスポーク（１２）は、本発明の好ましい実施形態と比較して、この場合図を単純化する目的で、数を比較的減少させた状態で表されていることは注目されよう。
【００４３】
本発明の積層品（１）の構造の好ましい例として、特に、この積層品の主方向Ｘが直線状ではなく、湾曲し又は円周方向（図２）である場合、以下の特徴のうちの少なくとも任意の１つ、より好ましくは全てが満たされる。
‐１０〜１００ｍｍの直径Ｄ、
‐１〜５０ｍｍの平均距離ｄ、
‐両方とも軸線Ｙに平行な方向に測定され、各々が５〜２００ｍｍのバンドの幅Ｌb及び筒体の幅Ｌc、
‐各々が０．２５〜３ｍｍのバンドの厚さＥb及び筒体の厚さＥc（厚さは、半径方向Ｚにおいて測定されている）。
【００４４】
これら好ましい特徴は、特に、本発明の積層品が後で詳細に説明されるように標準サイズの非空気圧式ホイール中の剪断バンドとして用いられる場合に対応している。
【００４５】
より好ましくは、上述の理由で、以下の特徴のうちの任意の１つ、より好ましくは全てが満たされる。
‐１４〜４５ｍｍの直径Ｄ、
‐１．５〜４０ｍｍ（特に３〜４０ｍｍ、より具体的には５〜１５ｍｍ）の平均距離ｄ、
‐各々が２０〜１００ｍｍのバンドの幅Ｌb及び筒体の幅Ｌc、
‐各々が０．５〜２ｍｍのバンドの厚さＥb及び筒体の厚さＥc。
【００４６】
当然のことながら、１０ｍｍ未満又は１００ｍｍを超えるＤの値は、ホイールの意図されている曲率半径又は直径に応じて可能なままである。
【００４７】
かくして、本発明の積層品の構造の他の考えられる好ましい例として、次の特徴のうちの少なくとも任意の１つ、より好ましくは全てが満たされる。
‐１０〜１００ｍｍ、特に１４〜４５ｍｍの直径Ｄ、
‐１〜５０ｃｍ、特に１．５〜４０ｃｍの平均距離ｄ、
‐両方とも軸線Ｙに平行な方向に測定され、各々が５〜２００ｃｍ、特に２０〜１００ｃｍのバンドの幅Ｌb及び筒体の幅Ｌc、
‐各々が０．２５〜３ｃｍ、特に０．５〜２ｃｍのバンドの厚さＥb及び筒体の厚さＥc（厚さは、半径方向Ｚに測定されている）。
【００４８】
本発明の複合材積層品（１）の種々の構成部品、特に、かかる積層品の基本的部分を構成する連結筒体（４）並びに上側バンド（２）及び下側バンド（３）は、化学的、物理的又は機械的締結手段によって互いに直接連結できる。かかる締結手段の例として、例えば、接着剤、リベット、ボルト、ステープル及び種々の縫合具又は結合具が挙げられる。締結手段は、種々の材料、例えば金属、金属合金、プラスチックで作られても良く、或いは、複合材（例えば、ガラス繊維又は炭素繊維を基材とする）で構成されても良い。
【００４９】
良好な固着のため、連結筒体（４）も又、これらが連結される上側バンド（２）及び／又は下側バンド（３）中に部分的に侵入するのが良い。
【００５０】
別の考えられる実施形態によれば、連結筒体（４）は、間接的に、即ち、中間組立部品により上側バンド（２）及び下側バンド（３）に連結されても良い。これら中間部品又は「インサート」は、種々の幾何学的形状、例えば、平行六面体、ダブテールの形、“Ｉ”、“Ｔ”又は“Ｕ”の形を取ることができ、これらは、それ自体、上述したような締結手段によって基本的部分（バンド及び連結筒体）に締結されるのが良い。特に、耐える力が大きすぎるたびに、かかる「インサート」又は補強部品を用いるのが良く、これらインサートは、場合によっては、複合材構造に伝わる横領を許容可能なレベルまで低くする。これらインサートは、例えば、金属、金属合金、プラスチック又は複合材（複合材は、例えば、樹脂中に埋め込まれたガラス繊維又は炭素繊維で作られる）で作られる。
【００５１】
本発明の別の特に好ましい実施形態によれば、連結筒体（４）は、これらの少なくとも幾つか又は好ましくはこれらの全てに関し、「半径方向筒体補強」（５）と呼ばれる補強要素によって補強され、この半径方向筒体補強材は、例えば図４及び図５に示されているように、主方向Ｘ及び連結筒体の母線Ｙに垂直な半径方向Ｚに平行なこれらの直径に沿ってこれら連結筒体を完全に貫通している。
【００５２】
半径方向筒体補強材（５）は、これらの軸線Ｙ（母線）に垂直な筒体（４）の変形を阻止するビームとして作用する。この半径方向筒体補強材は、その引張剛性及び圧縮剛性に起因して、複合材構造が特に過酷な曲げを受けた場合でも積層品（１）が座屈するのを阻止する。
【００５３】
半径方向筒体補強材は、任意の真っ直ぐな断面を有しているので、好ましくはその厚さは、その他の寸法と比較して小さく、半径方向筒体補強材は、種々の細長い形態、例えばスレッド又はモノフィラメントのような種々の細長い形態又はフィルム若しくはテープの形態を取ることができる。
【００５４】
半径方向筒体補強材がモノフィラメントである場合にはその直径ψ又は半径方向筒体補強材が円形の真っ直ぐな断面から逸脱している場合には主方向Ｘにおいて測定したその最も小さな側方寸法は、好ましくは、０．２５〜３ｍｍ、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍである。
【００５５】
半径方向筒体補強材の長さは、当然のことながら、筒体の直径Ｄよりも小さくあってはならず、この長さは、好ましくは、Ｄよりも大きい。かくして、好ましい一実施形態によれば、半径方向筒体補強材（５）は、上側及び下側バンド中に固着されるよう方向Ｚにおいて連結筒体を完全に貫通し、かかる実施形態は、図４に示されており、この実施形態では、各半径方向筒体補強材（５）の端部（５ａ，５ｂ）は、上側バンド（２）及び下側バンド（３）中に侵入していることが理解できる。
【００５６】
より好ましい一実施形態によれば、インサート又は中間組立体部品が筒体と２つのバンドを互いに組み付けるために用いられる場合、半径方向筒体補強材（５）は、これらインサート内に固着され、或いは適宜これを越えて固着されるよう連結筒体（４）並びに上側及び下側バンド（２，３）を方向Ｚにおいて完全に貫通する。
【００５７】
別の好ましい実施形態によれば、半径方向筒体補強材（５）は、それ自体、複合材料で作られ、この半径方向筒体補強材は、樹脂母材中に埋め込まれた一方向連続繊維から成る。
【００５８】
別の好ましい実施形態によれば、半径方向筒体補強材（５）は、半径方向Ｚに平行に差し向けられた一連の別々の（単位）補強材（連続配列体）により構成され、この連続配列体は、図５に示されているように連結筒体の母線Ｙに沿って整列し、図５は、本発明の積層品（１）の断面斜視図である。
【００５９】
これら別々の補強材（５）は、好ましくは、任意の、特に円形の真っ直ぐな断面のモノフィラメントである。軸線Ｙに沿って測定された補強材（５）の密度は、好ましくは、連結筒体の幅（Ｙに沿って測定される）の１ｄｍ当たり５〜５０個、より好ましくは１０〜４０個、例えば１５〜３５個の補強材である。
【００６０】
本明細書全体を通じて、別段の指定がなければ、「繊維」という用語は、任意形式の補強繊維を意味し、かかる繊維は、これがその樹脂母材と適合性がある限り、使用できる。かかる繊維は、例えば、ポリビニルアルコール繊維、芳香族ポリアミド（又は「アラミド」）繊維、ポリアミド‐イミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維、ビスコース繊維、ポリフェニレンビソキサゾル（又は「ＰＢＯ」）繊維、ポリエチレンナフタレン（“ＰＥＮ”）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、シリカ繊維、セラミック繊維及びこれら繊維の混合物から成る群から選択される。
【００６１】
好ましくは、特に、非常に低温における用途の場合、ガラス繊維、炭素繊維及びこれら繊維の混合物から成る群から選択される。より好ましくは、ガラス繊維が用いられる。
【００６２】
用いられる樹脂は、好ましくは、熱硬化性樹脂である。この樹脂は、例えば、電離放射線、例えば好ましくは少なくとも３００ｎｍ〜４５０ｎｍのスペクトルで加速電子又はＸ線のビームを放出する紫外‐可視放射線により架橋可能な樹脂である。また、過酸化物により架橋可能な樹脂を含む配合物も又選択可能であり、この場合、次の架橋は、場合によっては、時間が来ると、入熱によって、例えばマイクロ波の作用により実施される。好ましくは、電離放射線により硬化可能な種類の配合物が用いられ、最終の重合は、場合によっては、例えばＵＶ又はＵＶ／可視タイプのイオン化処理を用いて容易にトリガされると共に制御される。
【００６３】
用いられる樹脂は、熱硬化状態において、好ましくは少なくとも２．３ＧＰａに等しく、より好ましくは２．５ＧＰａを超え、特に３．０ＧＰａを超える引張弾性率（ＡＳＴＭ‐Ｄ６３８）を有する。ＤＳＣにより測定されたそのガラス転移温度（Ｔg）は、好ましくは、１３０℃を超え、より好ましくは１４０℃を超える。
【００６４】
架橋可能な樹脂として、好ましくは、ポリエステル樹脂（即ち、不飽和ポリエステルを基材とする）又はビニルエステル樹脂が用いられる。より好ましくは、ビニルエステル樹脂が用いられる。
【００６５】
驚くべきこととして、ビニルエステル樹脂は、極めて低い温度において他のものよりも良好に存続し続けたことが観察された。単純な試験により、ガラス繊維／ビニルエステル樹脂複合材の曲げ強度が非常に低い温度において実質的に増大したかどうかを計測することが可能である。この試験は、複合材モノフィラメント（例えば、直径が１ｍｍ）でループを作るステップと、引張状態にあるモノフィラメントの外側部分の破断（裸眼に明確に見える）が生じるまで曲率半径を減少させるステップとから成る。この場合、予期せぬこととして、達成された最小半径は、モノフィラメントのループを直前に液体窒素（−１９６℃）中に沈めた場合よりも小さくなることが分かる。液体窒素中における熱的急冷又は浸漬試験では、樹脂をそのままの状態で試験することも可能であり、かかる試験中、亀裂を生じない樹脂が向いている。
【００６６】
特に好ましい一実施形態によれば、連結筒体並びにこれらの上側及び下側バンドは、全体が、ビニルエステル樹脂母材中に埋め込まれたガラス繊維及び／又は炭素繊維で構成される。
【００６７】
ビニルエスエル樹脂は、複合材料分野においては周知である。こうしたことは、本発明を限定するものではなく、ビニルエステル樹脂は、好ましくは、エポキシビニルエステル系の樹脂である。より好ましくは、特にエポキシド系のビニルエステル樹脂が用いられ、かかるエポキシド系ビニルエステル樹脂は、少なくとも一部がノボラック、（これは、フェノプラストとも呼ばれている）及び／又はビスフェノールを基材としており（即ち、エポキシド系の構造にグラフトされる）、即ち、好ましくは欧州特許第１０７４３６９号明細書及び同第１１７４２５０号明細書（又は米国特許第６９２６８５３号明細書）に記載されているようなノボラック、ビスフェノール又はノボラック及びビスフェノール系のビニルエステル樹脂である。ノボラック及びビスフェノール系のエポキシビニルエステル樹脂は、優れた結果を示した。例を挙げると、特に、ＤＳＭ社から入手できる“ATLAC590”又は“ATLAC E-Nova FW2045”ビニルエステル樹脂（両方共、スチレンで希釈される）が挙げられる。かかるエポキシビニルエステル樹脂は、他の製造業者、例えばライヒホルド（Reichhold）社、クレイ・バレー（Cray Valley）社及びＵＣＢ社から入手できる。
【００６８】
本発明の積層品は、有利には、ビニルエステル中に埋め込まれたガラス繊維で作られた複合材部品だけで構成できる。
【００６９】
本発明の積層品の構成要素である繊維及び樹脂を基材とする種々の複合材要素の製造に関し、これらが連結筒体であり、例えば、必要に応じ、バンド（下側及び上側バンド）であるにせよ半径方向筒体補強材であるにせよ或いはこれらの両方であるにせよ、いずれにせよ、ブロック、シート又は細長い要素、例えばモノフィラメント又はテープを製造する任意適当な方法を用いることが可能である。
【００７０】
かかる方法は、今日、複合材の当業者には広く知られている。
【００７１】
欧州特許第１１７４２５０号明細書（又は米国特許第６９２６８５３号明細書）は、例えば、脱泡後、繊維の直線構成体を液体樹脂で含浸し、例えば丸形断面のモノフィラメント形状又はテープの形状を与えるために較正されたダイに液体プレプレグを通し、ＵＶ安定化チャンバ内において樹脂の実質的な凝固を介して第２の下流側でモノフィラメント又はテープを安定化し、次に、固体（安定化）テープ又はモノフィラメントを適当な形状の支持体に巻き付け、最後に、組立体全体を加圧金型内で硬化させて組立体を凝固させて高い剪断強度を保証する技術を提案している。
【００７２】
国際公開第２００７／０８５４１４号パンフレットは、別法として、複合材ブロックの最終形状を定める支持体への連続リングの直接的形成のために、製造作業全体を通じて液体状態で樹脂中に埋め込まれた繊維をかかる支持体に直接連続して且つ数個の層をなして巻き付ける技術を提案している。このようにして「液体」複合材リングがいったん形成されると、液体樹脂に例えばＵＶ放射線又は熱処理を用いて少なくとも部分的な重合を施し、それによりリングをその支持体から分離する前にリングを少なくとも部分的に安定化して凝固させる。樹脂配合物がこの場合、少なくとも部分的に固相の状態にあるこのように安定化された複合材ブロックを次に容易に取り扱うことができ、そのままの状態で貯蔵でき、或いは即座に処理して樹脂の重合を仕上げる（最終硬化又は架橋）。かくして、最終の硬化作業は、「金型外」で（又は、認知されている技術に従って「開放金型」内で）純然たる大気圧下において実施できる。
【００７３】
上述した本発明の複合材積層品は、その最終形態で積層され又は積層されていない完成品又は物品の製造の中間段階を構成することができる。
【００７４】
かかる複合材積層品の構造は、ハニカム形構造と等価であり、これについて考えられる非常に広範な用途をもたらし、かかる用途範囲は、例えば、一般的な機械学分野、スポーツ及びレジャー、建築及び公共事業、電送、道路輸送、鉄道輸送、航空輸送又は空中輸送及び自動車に及ぶ。
【００７５】
この積層品は、極めて広い温度範囲にわたり特性を保つ弾性材料で構成され、予期せぬこととして、この積層品は、この極めて広い温度範囲にわたり、先行技術において記載されているような剪断バンドのエラストマーの剪断変形に劣るまいと努めることが判明した。
【００７６】
かくして、本発明の複合材積層品は、あらゆる形式の陸上又は非陸上自動車両、特に厳しい若しくは過酷な転動条件又は例えば弾性材料の使用が可能ではない又は望ましくないルナーローバー車（月面車）、道路輸送車両、オフロード車両、例えば農業用若しくは土木工学用機械又は任意他の形式の輸送若しくは取扱い車両の遭遇する極端に高い又は低い温度に直面するようになった特定の車両の非空気圧式タイヤ又はホイールに利用できる。
【００７７】
一例を挙げると、図６は、構造的に支持された（即ち、耐力構造により）非空気圧式弾性ホイール（１０）の半径方向断面（即ち、ホイールの回転軸線Ｙに垂直な平面内における）を非常に概略的に示しており、このホイールの円周方向剪断バンド（１３）は、本発明の積層品により構成されている。
【００７８】
３つの互いに垂直な方向、即ち、円周方向（Ｘ）、軸方向（Ｙ）及び半径方向（Ｚ）を定めるこの非空気圧式ホイール（１０）は、少なくとも、
‐ハブ（１１）、
‐円周方向Ｘに差し向けられた少なくとも１つの内側円周方向メンブレン（１４）及び少なくとも１つの外側円周方向メンブレン（１６）を有する剪断バンド（１３）と呼ばれる環状バンド、及び
‐ハブ（１１）を内側円周方向メンブレン（１４）に連結する複数個の支持要素（１２）を有する。
【００７９】
さらに、この非空気圧式ホイールは、次の特徴を有する。即ち、
‐２つのメンブレン（１４，１６）は、円周方向（Ｘ）に延びる一連の連結筒体（１５）（連続配列体）によって互いに連結され、連結筒体（１５）は、円周方向Ｘにおいて互いに接触せず、これらの母線は、軸方向Ｙに差し向けられていること、及び
‐連結筒体（１５）は、樹脂母材中に埋め込まれた繊維を有する複合材筒体であること。
【００８０】
換言すると、連結筒体の軸線（母線）は、少なくとも休息状態におけるホイールの構造（変形していない）においては、ホイールの回転軸線に平行に整列する。
【００８１】
この図６では、特に好ましい一実施形態によれば、各筒体（１５）は、半径方向（Ｚに沿って）差し向けられた一連の半径方向筒体補強材（１７）（連続配列体）により補強され、この連続配列体は、筒体の母線（方向Ｙ）を辿って整列すると共にこの方向において、一例を挙げると、筒体の１ｄｍ当たりスレッドが５〜１５本の密度を有する。各半径方向筒体補強材（１７）は、その２つの端部を内側メンブレン（１４）及び外側メンブレン（１６）中に固着するよう連結筒体（１５）をその直径に沿って完全に貫通している。
【００８２】
ホイール（１０）のこの例では、厚さが約１ｍｍに等しい各円周方向メンブレン（１４，１６）を、例えば１ロットが３層の連続ガラス繊維（オウエンズ・コーニング（Owens Corning）社から入手できる“Advantex”、直線密度１２００テックス）から成る２つのロットで構成し、脱泡し、そしてこれにビニルエステル樹脂（“Atlac590”（ＤＳＭ社から入手可能）＋“Irgacure819”光開始剤（シバ（Ciba）社から入手可能））を含浸し、これら相互間には、複合材組立体のバランスを取るために、ビニルエステル樹脂を含浸させたガラス繊維よこ織り布（“Ｅ”ガラス、基本重量１２５ｇ／ｍ2）を追加した。メンブレンをゼロ度に近い角度でのフィラメント巻回（テープは、０．２×５ノズルから来る）によって得た。３つの要素層の巻回（布設ピッチ５ｍｍ）後、巻回を停止し、樹脂含浸よこ織り布を第３の層に被着させ、その後、テープの最後の３つの層をこのようにして挿入されたよこ織り布の頂部上に巻き付けた。次に、組立体全体を巻回支持体上にＵＶ放射線下で重合させた。別の製造方法によれば、例えば、次のように連続的に巻回することが可能であり、即ち、次のように層を連続して被着させ、即ち、層を０°で被着させ、層を−５°で被着させ、層を＋５°で被着させ、層を０°で被着させ、層を＋５°で被着させ、層を−５°で被着させ、そして層を０°で仕上げ、これらは全て連続して行われる。＋５°及び−５度の層は、十分な横方向凝集力を与え、最終厚さは、常時同じである。このように調製すると、各メンブレンは、例えば、その補強繊維の方向に、４５ＧＰａのオーダの引張弾性率を有する。
【００８３】
直径及び厚さがそれぞれ約３０ｍｍ及び０．８ｍｍに等しい連結筒体（１５）を、筒体の軸線（母線）に垂直な４層のフィラメント巻回によって上述したメンブレンとして調製した。その後、組立体全体をＵＶ放射線下で重合させた（巻回支持体上に）。連結筒体は、外側円周方向メンブレン（１６）と内側円周方向メンブレン（１４）を実質的に等距離間隔を置いた状態に保つよう半径方向において一定である直径Ｄを有する。剪断バンド（１３）では、２つの連続して並んだ連結筒体（１５）相互間の円周方向Ｘにおいて測定した平均距離Ｄは、例えば、約７ｍｍである。
【００８４】
半径方向筒体補強材（１７）は、例えば、ビニルエステル樹脂（ＤＳＭ社から入手できる“Atlac E-Nova FW2045”樹脂）で被覆されたガラス繊維（“Advantex”）で構成された複合材モノフィラメントであり、断面で見て、これら複合材モノフィラメントは、樹脂中に埋め込まれた非常に多くの要素フィラメントを有し、樹脂は、いったん重合されると、単一ストランドの外観を積層品に与える。これらの直径ψは、約１ｍｍに等しい。これら半径方向筒体補強材を例えば上述の欧州特許第１１７４２５０号明細書に記載されているように引抜き成形により公知の仕方で調製した。かかる複合材モノフィラメント及び更にその製造方法も又、空気圧式の従来型タイヤ用の補強要素として欧州特許第１１６７０８０号明細書（又は米国特許第７０３２６３７号明細書）に記載されている。
【００８５】
圧縮剛性が低い支持要素（１２）又は「ホイールスポーク」は、例えば上述の米国特許第７２０１１９４号明細書（例えば、この特許明細書の図７〜図１１を参照されたい）に記載されているようにホイールの環状剪断バンド（１３）とハブ（１１）との間で力を伝達するよう引張状態で働く。これらの厚さは、メンブレンの厚さと比較して小さく、好ましくは０．５ｍｍ未満、より好ましくは０．３ｍｍ未満である。
【００８６】
支持要素が設けられていることにより、路面接触圧力の一様な分布が得られるので有利であり、それ故に、ホイールの良好な働きが得られ、かくして、高い圧力の局在的箇所及び不安定な路面上で高圧局在的箇所に同伴する場合のある砂の中に沈み又はこの中で動かなくなる恐れが回避される。
【００８７】
これらホイールスポーク（１２）は、金属（又は金属合金）、ポリマー又はハイブリッド材料のように種々の材料で構成でき、これら材料は、補強され又は補強されない。例を挙げると、例えばポリウレタンのようなポリマー、樹脂で被覆され又は樹脂を含浸させた繊維、特にガラス繊維又は炭素繊維を有する複合材料が挙げられる。用いられる材料の引張弾性率は、当然のことながら、各ホイールスポークによって支持される荷重に適当である。公知のように、ホイールスポークの伸長性（又はこれらを構成する材料の伸長性）を調節することにより、ホイールの路面圧痕具合を調節することが可能である。
【００８８】
好ましい一実施形態によれば、特に、極めて低い温度でのホイールの使用の場合、それ自体複合材料、例えばガラス繊維にＰＴＦＴ（ポリテトラフルオロエチレン）を含浸させて構成された織布又はビニルエステル樹脂母材中に埋め込まれた連続一方向ガラス繊維の層で構成されたホイールスポークを用いることが可能である。
【００８９】
この図６で分かるように、好ましい一実施形態によれば、各連結筒体（１５）と反対側にホイールスポーク（１２）が設けられ、各ホイールスポーク（１２）は、より好ましくは、半径方向Ｚにおいて各半径方向筒体補強材（１７）と実質的に整列する。
【００９０】
上述したホイールの全ての複合材要素に関し、繊維含有量は、約７０％である（即ち、約３０％樹脂である）。
【００９１】
ホイール（１０）の製造のため、例えば次の連続して実施されるステップを採用することにより上述の要素を組み立てる任意適当なプロセスを用いることが可能であり、これらステップは次の通りである。
‐２つのメンブレン（１４，１６）の製造ステップ、
‐組み立て用ジグ上への連結筒体（１５）の位置決めステップ、
‐２つのメンブレン（１４，１６）を連結筒体（１５）に結合することによる（例えば、エポキシ系接着剤を用いて）取り付けステップ、
‐ホイールスポーク（１２）の位置決め及び結合ステップ、
‐例えば、スポークを正しい長さに調節し、これら２つの端部を一方がメンブレンに取り付けられ、他方が金属ハブに取り付けられた複合材突出部（インサート）に結合し、メンブレン側の突出部は、結合されると共にボルト止めされ、ハブ側では、これをボルト止めするだけであるステップ、
‐剪断バンド（メンブレン及び連結筒体）の同時穿通ステップ、
‐複合材モノフィラメント（１７）を先に作られた穴に通して結合するステップ。
【００９２】
好ましくは、路面接触圧力の良好な有効性を得るために、本発明のホイールは、関係式０．７≦Ｄｉ／Ｄｅ＜１を満足させ、より好ましくは、関係式０．８≦Ｄｉ／Ｄｅ＜１を満足させ、Ｄｉは、内側円周方向メンブレン（１４）の直径であり、Ｄｅは、外側円周方向メンブレン（１６）の直径である。一例を挙げると、Ｄｉ及びＤｅは、約２００〜２０００ｍｍである。
【００９３】
上述したように、連結筒体（１５）は、上述した適当な締結手段によりメンブレン（１４，１６）に直接、連結可能であり、或いは、中間組立部品、特に組み立て箇所を補強する役割を持つ金属インサート、プラスチックインサート又は複合材インサートによって間接的に連結可能である。
【００９４】
図７は、非常に薄い厚さ（約０．１５ｍｍ）を有するホイールスポーク（１２）がかかるインサート（１１０，１４０）によって一方においてはホイールハブ（１１）に他方においては内側円周方向メンブレン（１４）に組み付けられたホイール（１０）の別の例を示している。
【００９５】
ホイールスポーク（１２）を剛性ハブ（１１）に組み付けるインサート（１１０）は、例えば、“Ｕ”の半分の形をした状態で、厚さが約１ｍｍに等しい特にガラス繊維／ビニルエステル樹脂で作られた複合材料（繊維／樹脂）で構成されている。これらインサートを、例えばフィラメントを５つの連続した層の状態で平べったい筒体の形状を有する支持体上に巻き付けることにより連結筒体（１５）について上述したように製造した。ＵＶ重合後、半分のＵ字形を得るのに平べったい筒体を切断した。ホイールスポーク（１２）を内側円周方向メンブレン（１４）に組み付けるインサート（１４０）は、例えば、同一厚さであるが小さなサイズのものであり、例えば、“Ｉ”の形状をしていて、インサート自体、複合材料、例えばガラス繊維／ビニルエステル樹脂で作られており、これらを他のインサート（１１０）について上述したように製造した。
【００９６】
最後に、図８は、非空気圧式ホイール（２０）の別の例の斜視図であり、このホイールの剪断バンド（１３）は、いわば、互いに平行な半径方向平面（即ち、軸方向Ｙに垂直な平面）内に配置された数個の要素剪断バンドから成り、これらの各々は、本発明の積層品で構成されている。この図８で理解されるように、各要素外側円周方向メンブレン（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）は、ホイールの全軸方向幅（例えば、２００ｍｍに等しい）に対して比較的幅が狭い（軸方向幅は、Ｙに沿って測定して例えば４０ｍｍに等しい）。この図ではかろうじて見える内側円周方向メンブレン（１４）は、それ自体、単一の又は数個の、例えば２つの（例えば、各軸方向幅は、８０ｍｍに等しい）又は４つ（例えば、各軸方向幅は、４０ｍｍに等しい）の要素内側円周方向メンブレンで構成されるのが良い。
【００９７】
要素剪断バンドは、この場合、これらの連結筒体（１５）（軸方向幅は４０ｍｍに等しい）が軸方向Ｙにおいて１つの要素剪断バンドから次の要素剪断バンドまで実質的に整列するような仕方で互いに対して円周方向に配置されている。かかる形態により、ホイールに高い軸方向可撓性が与えられると共に転動時に障害をより効果的に「吸収する」ための有利な結合解除手段が得られる。しかしながら、考えられる別の実施形態によれば、要素剪断バンドは、これらの連結筒体（１５）が１つの要素剪断バンドから次の要素剪断バンドまで軸方向Ｙにおいて互い違いの列をなして位置決めされるような仕方で配置されても良い。
【００９８】
図６〜図８を単純化するために図示されていないトレッドが、オプションとして、外側円周方向メンブレン（１６）が非空気圧式ホイールの転動中、路面に直接接触しないようになっている場合、外側円周方向メンブレン（１６）の頂部上に半径方向に位置決めされた上述のホイールに追加される場合がある。
【００９９】
このトレッドは、金属（又は金属合金、ポリマー又はハイブリッド金属／ポリマー材料のような種々の材料で構成できる。ポリマーの例として、例えば、ポリエステル、例えばＰＥＴ、ＰＥＦＥ、セルロース、例えばレーヨン、ゴム、例えばジエンゴム又はポリウレタンが挙げられる。極めて低い温度での使用のため、金属又はゴム以外のポリマーで作られたトレッドが好ましい。
【０１００】
好ましい一実施形態によれば、トレッドは、特に上述の材料の三次元織布の形態をしており、その厚さは、例えば５〜２０ｍｍである。このトレッドは、上述した種々の締結手段、例えば結合若しくはボルト止め又は組み立て手段、例えば上述したインサートを用いることによりホイールの剪断バンドに締結されるのが良い。考えられる別の実施形態によれば、トレッドは、外側円周方向メンブレン（１６）中にその製造の際に直接組み込まれても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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