(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非空気圧車輪であって、前記車輪は、半径方向、周方向および横方向が規定され、
接地トレッド部分を支え、周方向について伸びる環状バンドと、
前記環状バンド内に位置する連続ループ型補強アセンブリと、
前記環状バンドの半径方向内側に位置する取付バンドと、
前記環状バンドと前記取付バンドに接続され、その間で半径方向に伸びる複数のウェブスポークと、を有し、
前記連続ループ型補強アセンブリは、少なくとも３回旋回し螺旋に巻かれた１以上の糸又はケーブルを含み、この糸又はケーブルが前記環状バンドを横切る継ぎ目がなくそれ自体が連続している非空気圧車輪。
【請求項２】
前記連続ループ型補強アセンブリは、
第１の可撓性円柱状バンドと、
前記第１の可撓性円柱状バンドから離れて、半径方向外側に位置する第２の可撓性円柱状バンドと、を有する請求項１の非空気圧車輪。
【請求項３】
前記第１の可撓性円柱状バンド及び前記第２の可撓性円柱状バンドの一方又は双方は、
螺旋に巻いた１以上の材料を備えたコイルと、
前記コイルに取り付けられ、前記コイルの完全性を保持するために構成される少なくとも１つの固定器具と、を有する請求項２の非空気圧車輪。
【請求項４】
前記少なくとも１つの固定器具は、
より高い融点の材料と、
より低い融点の材料と、を有する請求項３の非空気圧車輪。
【請求項５】
前記より高い融点の材料および前記より低い融点の材料は、芯／鞘の配置で構成される請求項４の非空気圧車輪。
【請求項６】
前記少なくとも１つの固定器具は、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸及び短繊維糸を含む群の１以上を有する請求項３の非空気圧車輪。
【請求項７】
前記少なくとも１つの固定器具は、
結び目補強糸と、
前記結び目補強糸よりも大きな剛性を有する構造補強糸と、を有する請求項３の非空気圧車輪。
【請求項８】
前記結び目補強糸は、前記構造補強糸の融点よりも低い融点をもつ材料を有する請求項７の非空気圧車輪。
【請求項９】
前記結び目補強糸は、
より低い融点のポリマーと、
より高い融点のポリマーと、を含み、前記より高い融点のポリマーは、前記より低い融点のポリマーの融点に加熱されると収縮を示す請求項７の非空気圧車輪。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの固定器具は、前記コイルの１以上の材料間で生じる糸の重なった部分を伴った絡み織り模様にて前記コイルの中で織られた複数の補強糸を有する請求項３の非空気圧車輪。
【請求項１１】
前記連続ループ型補強アセンブリは、前記第１の可撓性円柱状バンドと前記第２の可撓性円柱状バンドの間に位置するスペーサーをさらに有する請求項２の非空気圧車輪。
【請求項１２】
前記スペーサーは、多孔性材料を有する請求項１１の非空気圧車輪。
【請求項１３】
前記環状バンドは、前記スペーサーの多孔性材料に受け入れられるマトリクス材を有する請求項１２の非空気圧車輪。
【請求項１４】
前記連続ループ型補強アセンブリは、前記第１の可撓性円柱状バンドと前記第２の可撓性円柱状バンドの間に位置する複数のスペーサーをさらに有する請求項２の非空気圧車輪。
【請求項１５】
前記連続ループ型補強アセンブリは、複数の可撓性円柱状バンドを有し、前記円柱状バンドが半径方向に沿って互いに離れて間隔を空ける請求項２の非空気圧車輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２０１０年３月１２日に出願された米国特許出願第１２／６６１，１９６号及び２０１０年１２月２９日に出願された米国特許出願第６１／４２８，０７４号の優先権の利益を主張するが、それらはあらゆる目的で参照によって本明細書に組み入れられる。
本発明は、非空気圧車輪に関する。さらに詳しくは、本発明は、荷重を支えることができ、空気入りタイヤに類似する性能を有する連続ループ型補強アセンブリを有することができる非空気圧車輪に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、従順性、心地よさ、大量及び転がり抵抗に対する既知の解決策ではあるが、空気入りタイヤは、複雑さ、整備の必要性及び損傷に対する高い感受性にて短所を有する。空気入りタイヤの性能を改善する工夫は、たとえば、さらなる従順性、剛性のさらに良好な制御、さらに低い整備の要件及び損傷への耐性を提供し得る。
【０００３】
従来の中実タイヤ、スプリングタイヤ及びクッションタイヤは、空気入りタイヤの整備の必要性や損傷への感受性を欠くが、残念なことに性能の利点を欠く。特に中実タイヤ及びクッションタイヤは通常、弾性材料層に囲まれたソリッドリムを含む。これらのタイヤは、荷受材用の荷重直下の弾性層の接地部分の圧迫に依存する。これらの型のタイヤは重くて堅く、空気入りタイヤのショック吸収能を欠く。
【０００４】
スプリングタイヤは通常、それをハブに接続するバネ又はバネ様の要素を伴った剛性の木製、金属製又はプラスチック製のリングを有する。それによってハブがバネで吊るされる一方で、非可撓性のリングは道路との小さな接触領域を有するにすぎず、それは本質的に従順性を提供することはなく、乏しい牽引力とステアリング制御を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、空気圧車輪と類似の性能特性を有する非空気圧車輪は有用であろう。さらに詳しくは、空気入りタイヤの性能特性を提供するためにタイヤ空気圧を必要としない非空気圧車輪は有益であろう。車両又はそのほかの輸送装置に装填するためのハブと共に構成され得る又はハブに接続され得るそのような非空気圧車輪も非常に有用であろう。
【０００６】
本発明の態様及び利点は、以下の説明で部分的に言及されるであろうし、又は説明から明白であり得るし、又は本発明の実践を介して教示され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例となる実施形態では、本発明は、半径方向、周方向の及び横方向を定義する非空気圧車輪を提供する。車輪は、接地トレッド部分を支え、周方向について伸びる環状バンドを含む。連続ループ型補強アセンブリは環状バンドの中に位置する。取り付けバンドは環状バンドの内側で半径方向に位置する。複数のウェブスポークは環状バンドと取付バンドに接続され、それらの間で半径方向に伸びている。
【０００８】
連続ループ型補強アセンブリは、第１の可撓性円柱状バンドと、第１の可撓性円柱状バンドから離れて、半径方向外側に位置する第２の可撓性円柱状バンドを含むことができる。第１の可撓性円柱状バンドと第２の可撓性円柱状バンドの一方又は双方は、螺旋状に巻いた１以上の材料を含むコイルと、コイルに取り付け、コイルの完全性を維持するために構成される少なくとも１つの固定器具を含むことができる。コイルの１以上の材料には、金属、スチール、カーボン、アラミド及びガラスを含む群から選択される材料を挙げることができる。
【０００９】
少なくとも１つの固定器具は高融点材料と低融点材料を含むことができる。高融点材料と低融点材料は、芯／鞘の配置に構成され得る。少なくとも１つの固定器具は、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸及び短繊維糸を含む群の１以上を含むことができる。少なくとも１つの固定器具は、結び目補強糸と、結び目補強糸よりも大きな剛性を有する構造補強糸を含むことができる。結び目補強糸は、構造補強糸の融点よりも低い融点を有する材料を含むことができる。構造補強糸は、結び目補強糸のより低い融点に加熱されると低い収縮を有することができる。結び目補強糸は、低融点ポリマーと高融点ポリマーを含むことができ、高融点ポリマーは低融点ポリマーの融点に加熱されると収縮を示す。少なくとも１つの固定器具は、１以上のコイルの材料間で生じる糸の重なった部分を伴った絡み織り模様にてコイルの中で織られた複数の補強糸を含むことができる。少なくとも１つの固定器具は、マリモ型のステッチ編みパターンにてコイルに結ばれた複数の補強糸を含むことができる。
【００１０】
連続ループ型補強アセンブリは、第１の可撓性円柱状バンドと第２の可撓性円柱状バンドの間に位置するスペーサーを含むことができる。スペーサーはたとえば、網状発泡体であってもよい多孔性材料を含むことができる。環状バンドはスペーサーの多孔性材料に受け入れられるマトリクス材を含み得る。マトリクス材は、たとえば、ポリウレタンから構築され得る。
【００１１】
連続ループ型補強アセンブリは、第１の可撓性円柱状バンドと第２の可撓性円柱状バンドの間に位置する複数のスペーサーを含むことができる。連続ループ型補強アセンブリは、それぞれ半径方向に沿って離れて間隔を空ける複数の可撓性円柱状バンドを含むことができる。
【００１２】
本発明のこれらの及びそのほかの特徴、態様及び利点は、以下の説明と添付の特許請求の範囲を参照してよりよく理解されるようになるであろう。本明細書に組み入れられ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を説明し、説明と一緒に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１３】
当業者に向けられた、その最良の形態を含む本発明の完全な及び実現可能な程度の開示は、本明細書で言及されており、それは、以下の添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の可撓性円柱状補強バンド１００と、中間弾性スペーサー２００と、第２の可撓性円柱状補強バンド３００を有する本発明の連続ループ型補強アセンブリ１０の例となる実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の第１の可撓性円柱状補強バンド１００を示す斜視図である。
【図３Ａ】図２の第１の可撓性円柱状補強バンド１００の２つの実施形態を示す部分図である。
【図３Ｂ】図２の第１の可撓性円柱状補強バンド１００の２つの実施形態を示す部分図である。
【図４】図１の第２の可撓性円柱状補強バンド３００を示す斜視図である。
【図５Ａ】図４の第２の可撓性円柱状補強バンド３００の２つの実施形態を示す部分図である。
【図５Ｂ】図４の第２の可撓性円柱状補強バンド３００の２つの実施形態を示す部分図である。
【図６】図１の中間弾性スペーサー２００を示す斜視図である。
【図７】中間弾性スペーサー２００の別の実施形態を説明する切れ目のある連続ループ型補強アセンブリ１０を示す斜視図である。
【図８】中間弾性スペーサー２００のさらに別の実施形態を説明する切れ目のある連続ループ型補強アセンブリ１０を示す斜視図である。
【図９】第１の可撓性円柱状補強バンド１００と、中間弾性スペーサー２００と、第２の可撓性円柱状補強バンド３００を伴い、さらに第２の中間弾性スペーサー４００と第３の可撓性円柱状補強バンド５００を含む連続ループ型補強アセンブリ１０の別の実施形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の非空気圧車輪４０１の例となる実施形態を示す斜視図である。
【図１１】１１−１１の線に沿って理解される図１０の例となる実施形態を示す部分断面図である。
【図１２】図１０に示す空気入りタイヤ４００の例となる実施形態で使用され得るような環状バンド４０５の追加の例となる実施形態を示す部分断面図である。
【図１３】図１０に示す空気入りタイヤ４００の例となる実施形態で使用され得るような環状バンド４０５の追加の例となる実施形態を示す部分断面図である。
【図１４】図１０に示す空気入りタイヤ４００の例となる実施形態で使用され得るような環状バンド４０５の追加の例となる実施形態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、荷重を支えることができ、空気入りタイヤに類似する性能を有する連続ループ型補強アセンブリを有することができる非空気圧車輪を提供する。連続ループ型補強アセンブリの変形物を含む非空気圧車輪の種々の構成が提供される。１以上の弾性スペーサーを連続ループ型補強アセンブリと共に位置づけることができ、マトリクス材の受け入れのために構成され得る。
【００１６】
本発明を説明する目的で、本発明の実施形態及び／又は方法について言及し、その１以上の実施例が図面の中で又は図面と共に説明される。各実施例は本発明の限定ではなく、本発明の説明の目的で提供される。実際、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく種々の改変及び変化が本発明で為され得ることが当業者には明らかであろう。たとえば、一実施形態の一部として説明される又は記載される特徴又は工程は、別の実施形態又は工程と共に使用されてその上さらなる実施形態又は方法を生じ得る。従って、本発明は添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物の範囲内にあるとしてそのような改変及び変化を網羅することが意図される。
【００１７】
図１を参照して、本発明の連続ループ型補強アセンブリ１０の例となる実施形態を示す。連続ループ型補強アセンブリ１０は、たとえば、エポキシ、ポリウレタン又はそのほかのエラストマーのようなマトリクス材に補強を提供する。アセンブリ１０を非空気圧車輪に組み入れて、さらに記載されるような従順な構造的な補強を提供することができる。連続ループ型補強アセンブリ１０はマトリクス材を受け入れ、非空気圧車輪の中に埋め込まれるために多孔性である。本発明における連続ループ型補強アセンブリ１０は、半径方向に可撓性であり、連続ループ型補強アセンブリ１０によって補強される非空気圧車輪に適用される分配半径方向力を提供する。本明細書で使用されるとき、連続ループ型補強は、少なくとも３つの旋回を含む螺旋に巻かれる１以上の糸又はケーブルの包含を意味する。さらに具体的には、１以上の糸又はケーブルはバンドを横切る継ぎ目を使用することなく、それ自体で連続する。
【００１８】
図１〜４及び６で説明されるように、連続ループ型補強アセンブリ１０は、第１の可撓性円柱状補強バンド１００と、第２の可撓性円柱状補強バンド３００と、第１の可撓性円柱状補強バンド１００と第２の可撓性円柱状補強バンド３００の間に配置される中間弾性スペーサー２００とを含む。第１の可撓性円柱状補強バンド１００は、第１のバンド内表面１０１と第１のバンド外表面１０２を有する。第２の可撓性円柱状補強バンド３００は、第２のバンド内表面３０１と第２のバンド外表面３０２を有する。中間弾性スペーサー２００（図６）は、第１のバンド外表面１０２と連動するスペーサー内表面２０１と第２のバンド内表面３０１と連動するスペーサー外表面２０２を有する。
【００１９】
第１の可撓性円柱状補強バンド１００は（図２）は、半径方向に可撓性を持つ円柱状の部材である。好まれる実施形態では、第１の可撓性円柱状補強バンド１００は、第１の可撓性円柱状補強バンド１００が材料に対して永久歪みを経験することなく、連続ループ型補強アセンブリ１０の平常の内径の１０分の１以下である曲げ半径に従うことができる可撓性を有する。第１の可撓性円柱状補強バンド１００は連続ループ型補強アセンブリ１０の補強成分であるので、その接線方向に沿った第１の可撓性円柱状バンド１００における材料のヤング係数は第１の円柱状バンド１００によって補強されたマトリクスのヤング係数より大きいであろう。好まれる一実施形態では、第１の可撓性円柱状バンド１００のヤング係数は、第１の可撓性円柱状バンド１００補強されたマトリクスのヤング係数より少なくとも１，０００倍大きい。
【００２０】
図２で説明する実施形態については、第１の可撓性円柱状バンド１００は、たとえば、螺旋に巻いた１以上の糸又はケーブル１１１から形成されるコイルのようなコイル１１０（図３Ａ及び３Ｂ）の連続バンドを含み、各ケーブル１１１は第１の可撓性円柱状バンド１００の周りで少なくとも３つの旋回を為す。本明細書で使用されるとき、「連続バンド」は、バンドを横切る継ぎ目を使用することなくそれ自体で連続するバンドである。ケーブル１１１は高い長手の張力と圧縮剛性、及び接線方向での可撓性を有する。ケーブル１１１について好まれる材料には、金属、スチール、カーボン、アラミド又はガラスファイバーのような係数の高い材料が挙げられる。
【００２１】
複数の固定器具１１２はコイル１１０の完全性を保持するためにケーブル１１１に取り付けることができる。固定器具１１２はケーブル１１１の中でのポリマー材料の織物、ケーブル１１１に押し付けた金属片、などであり得る。固定器具１１２は、連続ループ型補強アセンブリ１０と共にマトリクス材を組み入れる前に第１の可撓性円柱状バンド１００に軸方向の剛性を提供する。
【００２２】
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、補強糸１１２ａと１１２ｂを含む固定器具１１２を伴った第１の可撓性円柱状バンド１００の２つの実施形態を示す。補強糸１１２ａと１１２ｂは単一の糸の別々の末端であり得るし、又は２つの異なった糸であり得る。補強糸１１２ａと１１２ｂは、ケーブル１１１間にてコイル１１０の中で長手に織られる又は編まれる。補強糸１１２ａと１１２ｂは、コイル１１０に組み入れるのに十分に可撓性である必要があるが、第１の可撓性円柱状補強バンド１００に軸方向の剛性を提供する。
【００２３】
さらに図３Ａ及び図３Ｂを参照して、好まれる実施形態では、補強糸１１２ａと１１２ｂの少なくとも一方が高融点材料と低融点材料によるポリマー糸を含む。好まれる実施形態では、補強糸１１２ａと１１２ｂの双方が高融点材料と低融点材料によるポリマー糸を含む。２つの融点材料の溶融結合の前に補強糸１１２ａと１１２ｂをコイル１１０に組み入れる。この方法にて、補強糸１１２ａと１１２ｂは最小限の困難さでコイル１１０に組み入れられるのに十分に可撓性である。補強糸をコイル１１０に組み入れた後、低融点材料の融点より高く、高融点材料の融点より低い温度にサブアセンブリを供する。低融点材料を溶融した後、温度をその融点より低くし、低融点材料を高融点材料に溶融結合し、それによって融合した補強間隔糸を創る。補強糸１１２ａと１１２ｂを融合することによって、糸によって形成された固定器具１１２はさらに剛性になる。この余分な剛性は、第１の可撓性円柱状バンドに増大した軸方向の剛性を提供する。連続ループ型補強アセンブリ１０によってマトリクスを組み入れる工程を介して第１の可撓性円柱状補強バンドの軸方向の安定性を保持するのを助けるために、補強糸の低融点材料はマトリクスの形成又は硬化の温度より高い融点を有することが好ましい。
【００２４】
さらに図３Ａ及び図３Ｂを参照して、異なった融点材料を用いた補強糸１１２ａと１１２ｂは異なった融点を持つ材料を有する繊維（単数）又は繊維（複数）で形成することができ、又は異なった融点を有する繊維の組み合わせで形成することができる。補強糸１１２ａと１１２ｂは、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸及び短繊維糸であることができる。補強糸１１２ａと１１２ｂのために糸を選択する場合、アセンブリの摩擦力に耐え、マトリクスによる組み入れの前の連続ループ型補強アセンブリ１０の任意の処理、たとえば、洗浄に耐える糸を選択することに注意か払われるべきである。そのような補強糸の高融点材料は十分な弾性を有してアセンブリ問題の可能性を減らすように選択されることが好ましい。そのような補強糸の高融点材料は、特に補強糸を融合する加熱及び連続ループ型補強アセンブリへのマトリクス材の組み入れに供した場合、低い収縮特性を有するように選択されることも好ましい。一実施形態では、フィラメント又は繊維は芯と鞘の構成であり、高融点ポリマーが芯であり、低融点ポリマーが鞘である。別の実施形態では、糸は、高融点ポリマーのフィラメント又は繊維と、低融点ポリマーの別個のフィラメント又は繊維を含む。
【００２５】
さらに図３Ａ及び図３Ｂを参照して、補強糸１１２ａは構造糸として説明され、補強糸１１２ｂは結び目糸として説明される。構造補強糸１１２ａは結び目補強糸１１２ｂよりも剛性で重い。構造補強糸１１２ａはコイル１１０に軸方向の剛性を提供する。補強糸１１２ａはコイル１１０の外側又は内側に固定され得る。一実施形態では、構造補強糸１１２ａはモノフィラメント糸である。結び目補強糸１１２ｂは、構造補強糸１１２ａに隣接するコイルのケーブル１１１を固定する。一実施形態では、結び目補強糸１１２ｂは上述のように低融点ポリマー材料を含むが、上述のように高融点ポリマー材料を含むことができる。結び目糸における低融点ポリマー材料の融点は、構造補強糸１１２ａにおける主な材料の融点よりも低い温度である。この方法で、結び目補強糸１１２ｂを用いて、さらに良好にコイル１１０のケーブル１１１を構造補強糸に固定することができる。
【００２６】
低融点のポリマーを有する結び目補強糸１１２ｂを使用する場合、熱硬化ポリマー糸のような結び目補強糸１１２ｂにおける低融点ポリマーの融点に供する際、構造補強糸１１２ａは低い収縮を有することが好ましい。一実施形態では、結び目補強糸１１２ｂは、低融点のフィラメント又は短繊維と、高融点のフィラメント又は短繊維を含む。結び目補強糸１１２ｂが低融点ポリマーと高融点ポリマー双方のフィラメント又は短繊維を含む場合、高融点ポリマーによるフィラメントは、熱硬化性ではない糸によるような低融点ポリマーの溶融の間、若干の収縮を有し、それによって構造補強糸１１２ａとコイル１１０の少なくとも１つのケーブル１１１の間の接続を締めることも好ましい。
【００２７】
さらに図３Ａ及び図３Ｂを参照して、補強糸１１２ａ及び１１２ｂの２つの異なったパターンを示す。図３Ａでは、補強糸１１２ａ及び１１２ｂは、織り方パターンでコイル１１０のケーブル１１１を固定する。図３Ａで説明されるように、補強糸１１２ａ及び１１２ｂは、ケーブルの間で生じる糸の重なる部分を伴った絡み織り模様にてコイル１１０に織り込まれる。しかしながら、補強糸１１２ａ及び１１２ｂは他の織り方パターンでコイル１１０に組み入れられてもよい。図３Ｂでは、補強糸１１２ａ及び１１２ｂはマリモ型のステッチ編みパターンにてコイル１１０のケーブル１１１を固定する。しかしながら、補強糸１１２ａ及び１１２ｂは別の編みパターンでコイル１１０に組み入れられてもよい。図３Ａ及び図３Ｂは、織り方パターン又は編みパターンでコイル１１０に組み入れられるとして補強糸１１２ａ及び１１２ｂを説明しているが、一連の単一補強糸１１２はコイル１１０を介して巻かれてもよい。
【００２８】
今や図４を参照して、第２の可撓性円柱状バンド３００は半径方向に可撓性を持つ円柱状部材である。好まれる実施形態では、第２の可撓性円柱状バンド３００は、第２の可撓性円柱状バンド３００が材料に対して永久歪みを経験することなく、連続ループ型補強アセンブリ１０の平常の内径の１０分の１以下である曲げ半径に従うことができる可撓性を有する。第２の可撓性円柱状バンド３００は連続ループ型補強アセンブリ１０の補強成分なので、接線方向における第２の可撓性円柱状バンド３００における材料のヤング係数は第２の可撓性円柱状バンド３００によって補強されたマトリクスのヤング係数より大きいであろう。好まれる一実施形態では、第２の可撓性円柱状バンド３００のヤング係数は、第２の可撓性円柱状バンド３００によって補強されたマトリクスのヤング係数より少なくとも１，０００倍大きい。
【００２９】
図４で説明される実施形態では、第２の可撓性円柱状バンド３００は、螺旋に巻かれた１以上のケーブル３１１から形成されるコイルのようなコイル３１０の連続バンドを含み、各ケーブル３１１は第２の可撓性円柱状バンド３００の周りで少なくとも３つの旋回を為す。ケーブル３１１は高い長手の張力と圧縮剛性、及び接線方向での可撓性を有する。ケーブル３１１について好まれる材料には、金属、スチール、カーボン、アラミド又はガラス繊維のような係数の高い材料が挙げられる。複数の固定器具３１２はコイル３１０の完全性を保持するためにケーブル３１１に取り付けることができる。固定器具３１２はケーブル３１１の中でのポリマー材料の織物、ケーブル３１１に押し付けた金属片、などであり得る。固定器具３１２は、連続ループ型補強アセンブリ１０と共にマトリクス材を組み入れる前に第２の可撓性円柱状バンド３００に軸方向の剛性を提供する。
【００３０】
今や図５Ａ及び図５Ｂを参照して、補強糸３１２ａ及び３１２ｂを含む固定器具３１２を伴った第２の可撓性円柱状バンド３００の２つの実施形態を示す。補強糸３１２ａと３１２ｂは単一の糸の別々の末端であり得るし、又は２つの異なった糸であり得る。補強糸３１２ａと３１２ｂはケーブル３１１間でコイル３１０の中に長手に織られる。補強糸３１２ａと３１２ｂは、コイル３１０に組み入れるのに十分に可撓性である必要があるが、第２の可撓性円柱状補強バンド３００に軸方向の剛性を提供する。
【００３１】
さらに図５Ａ及び図５Ｂを参照して、好まれる実施形態では、補強糸３１２ａと３１２ｂの少なくとも一方が高融点材料と低融点材料によるポリマー糸を含む。好まれる実施形態では、補強糸３１２ａと３１２ｂの双方が高融点材料と低融点材料によるポリマー糸を含む。２つの融点材料の溶融結合の前に補強糸３１２ａと３１２ｂをコイル３１０に組み入れる。この方法にて、補強糸３１２ａと３１２ｂは最小限の困難さでコイ３１１０に組み入れられるのに十分に可撓性である。補強糸をコイル３１０に組み入れた後、低融点材料の融点より高く、高融点材料の融点より低い温度にサブアセンブリを供する。低融点材料を溶融した後、温度をその融点より低くし、低融点材料を高融点材料に溶融結合し、それによって融合した補強間隔糸を創る。補強糸３１２ａと３１２ｂを融合することによって、糸によって形成された固定器具３１２はさらに剛性になる。この余分な剛性は、第１の可撓性円柱状バンドに増大した軸方向の剛性を提供する。連続ループ型補強アセンブリ１０によってマトリクスを組み入れる工程を介して第２の可撓性円柱状補強バンド３００の軸方向の安定性を保持するのを助けるために、補強糸の低融点材料はマトリクスの形成又は硬化の温度より高い融点を有することが好ましい。
【００３２】
さらに図５Ａ及び図５Ｂを参照して、異なった融点材料を用いた補強糸３１２ａと３１２ｂは、たとえば、芯／鞘の繊維のような異なった融点を持つ材料を有する繊維（単数）又は繊維（複数）で形成することができ、又は異なった融点を有する繊維の組み合わせで形成することができる。補強糸３１２ａと３１２ｂは、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸及び短繊維糸であることができる。補強糸３１２ａと３１２ｂのために糸を選択する場合、アセンブリの摩擦力に耐え、マトリクスによる組み入れの前の連続ループ型補強アセンブリ１０の任意の処理、たとえば、洗浄に耐える糸を選択することに注意か払われるべきである。そのような補強糸の高融点材料は十分な弾性を有してアセンブリ問題の可能性を減らすように選択されることが好ましい。そのような補強糸の高融点材料は、特に補強糸を融合する加熱及び連続ループ型補強アセンブリへのマトリクス材料の組み入れに供した場合、低い収縮特性を有するように選択されることも好ましい。一実施形態では、フィラメント又は繊維は芯と鞘の構成であり、高融点ポリマーが芯であり、低融点ポリマーが鞘である。別の実施形態では、糸は、高融点ポリマーのフィラメント又は繊維と、低融点ポリマーの別個のフィラメント又は繊維を含む。
【００３３】
さらに図５Ａ及び図５Ｂを参照して、補強糸３１２ａは構造糸として説明され、補強糸３１２ｂは結び目糸として説明される。構造補強糸３１２ａは結び目補強糸３１２ｂよりも剛性で重い。構造補強糸３１２ａはコイル３１０に軸方向の剛性を提供する。補強糸３１２ａはコイル３１０の外側又は内側に固定され得る。一実施形態では、構造補強糸３１２ａはモノフィラメント糸である。結び目補強糸３１２ｂは、構造補強糸３１２ａに隣接するコイルのケーブル３１１を固定する。一実施形態では、結び目補強糸３１２ｂは上述のように低融点ポリマー材料を含むが、上述のように高融点ポリマー材料を含むことができる。結び目糸の低融点ポリマー材料の融点は、構造補強糸３１２ａにおける主な材料よりも低い温度である。この方法で、結び目補強糸３１２ｂを用いて、さらに良好にコイル３１０のケーブル３１１を構造補強糸に固定することができる。
【００３４】
低融点のポリマーを有する結び目補強糸３１２ｂを使用する場合、熱硬化ポリマー糸によるような結び目補強糸１１２ｂにおける低融点ポリマーの融点に供する際、構造補強糸３１２ａは低い収縮を有することが好ましい。一実施形態では、結び目補強糸３１２ｂは、低融点のフィラメント又は短繊維と、高融点のフィラメント又は短繊維を含む。結び目補強糸３１２ｂが低融点ポリマーと高融点ポリマー双方のフィラメント又は短繊維を含む場合、高融点ポリマーを伴うフィラメントは熱硬化性ではない糸によるような低融点ポリマーの溶融の間、若干の収縮を有し、それによって構造補強糸３１２ａとコイル３１０の少なくとも１つのケーブル３１１の間の接続を締めることも好ましい。
【００３５】
さらに図５Ａ及び図５Ｂを参照して、補強糸３１２ａと３１２ｂの２つの異なったパターンを示す。図５Ａでは、補強糸３１２ａと３１２ｂは、織り方パターンでコイル３１０のケーブル３１１を固定する。図５Ａで説明されるように、補強糸１１２ａと１１２ｂはケーブルの間で生じる糸の重なる部分を伴った絡み織り模様にてコイル１１０に織り込まれる。しかしながら、補強糸３１２ａと３１２ｂは他の織り方パターンでコイル３１０に組み入れられてもよい。図５Ｂでは、補強糸３１２ａと３１２ｂはマリモ型のステッチ編みパターンにてコイル３１０のケーブル３１１を固定する。しかしながら、補強糸３１２ａと３１２ｂは別の編みパターンでコイル３１０に組み入れられてもよい。図５Ａ及び図５Ｂは、織り方パターン又は編みパターンでコイル３１０に組み入れられるとして補強糸３１２ａと３１２ｂを説明しているが、一連の単一補強糸３１２はコイル３１０を介して巻かれてもよい。
【００３６】
今や図１〜図６を参照して、中間弾性スペーサー２００は、第１のバンドの外表面１０２と第２のバンドの内表面３０１に定圧を適用する弾性材である。弾性によって意味するものは、弾性スペーサーが圧迫量の増加と共に反動力の増加を生じるということである。半径方向における中間弾性スペーサー２００の厚さは、半径方向における第１の可撓性円柱状補強バンド１００と第２の可撓性円柱状補強バンド３００との間に創られる間隔よりも大きい。この方法にて、中間弾性スペーサー２００は連続ループ型補強アセンブリ１０の周りで２つの可撓性円柱状補強バンド１００、３００の間に定圧を働かせる。連続ループ型補強アセンブリ１０の周りで均一な圧を創るのを助けるために、中間弾性スペーサー２００は好ましくは、実質的に均一な厚さを有し、組成において実質的に均一である。この一定の均一な圧は、第１の可撓性円柱状補強バンド１００と第２の可撓性円柱状補強バンド３００の間で空間的な関係を維持する。第１の可撓性円柱状補強バンド１００と第２の可撓性円柱状補強バンド３００の間の均一な圧は、第１と第２の可撓性円柱状１００、３００の直径に変動があるとしても２つのバンドのセンタリングを維持する力平衡を創り出す。中間弾性スペーサー２００を設計することにおいて、第１の可撓性円柱状補強バンド１００における過剰な圧を防ぐように注意を行使しなければならない。中間弾性スペーサー２００が第１の可撓性円柱状補強バンド１００にて過剰な圧を働かせた場合、第１の可撓性円柱状補強バンド１００は曲がって変形してしまう。一実施形態では、中間弾性スペーサー２００は、少なくとも３０％の圧縮を弾性的に回復することができる。別の実施形態では、中間弾性スペーサー２００は８０％を超える圧縮を弾性的に回復することができる。
【００３７】
好ましくは、中間弾性スペーサー２００は、追加の固定なしで同じ場所でそれ自体及び２つの補強バンド１００、３００を保持する。通常、中間弾性スペーサー２００と２つの補強バンド１００、３００の間の常圧とその結果の摩擦は、円柱状の部材を形成する際、マトリクス材を組み入れる間でさえ、連続ループ型補強アセンブリ１０を安定化させるのに十分である。中間弾性スペーサー２００が２つの可撓性円柱状補強バンド１００、３００の間で圧を働かせると、ケーブル１１１、３１１の間でスペーサー材の膨らみを創る。ケーブル１１１、３１１の間でのこの膨らみは結果的に連続ループ型補強アセンブリ１０のさらなる安定化を生じ、それぞれ可撓性円柱状補強バンド１００、３００の中での個々のケーブル１１１、３１１の位置を安定化させるのに役立つ。他の実施形態では、中間弾性スペーサー２００は、ケーブル１１１、３１１を保持する非常に小さな突起又はアームを持った材料を使用することができ、それによってそれぞれ可撓性円柱状補強バンド１００、３００の中での個々のケーブル１１１、３１１の位置を安定化させる。補強バンド１００、３００及び中間弾性スペーサー２００の安定化は、接着剤、及び中間弾性スペーサー２００と可撓性円柱状補強バンド１００、３００の間で保持効果を提供する材料配置によって改善することができる。中間弾性スペーサー２００と第１の可撓性円柱状補強バンド１００との間の大きな摩擦、接着又は保持は、第１の可撓性円柱状補強バンド１００の座屈の開始前に、中間弾性スペーサー２００によって発揮され得る第１の可撓性円柱状補強バンド１００への圧力も高めるであろう。
【００３８】
２つの補強バンド２００、３００の間でバネのような定圧を提供することに加えて、中間弾性スペーサー２００はまた、補強されるマトリクス材を受け取るために多孔性である。好ましくは、中間弾性スペーサー２００は、流れ方向を反転する又は行き止まりの流れを創る閉鎖空隙又は渦流経路のない多孔性である。多孔性材料は、多孔性材料を構成する質量の体積を減らす空隙を含むであろう。多孔性材料における質量の体積を最小限の実際量に減らすことによって多孔性材料における空隙領域を増やすことが好ましい。一例として、多孔性材料を形成する質量の体積は、４０パーセント（４０％）の最大体積を有し得る。或いは、多孔性材料を形成する質量の体積は、１５パーセント（１５％）の最大体積を有し得る。好まれる実施形態では、多孔性材料を形成する質量の体積は、５パーセント（５％）の最大体積を有する。さらに、好まれる一実施形態では、中間弾性スペーサー２００はポリウレタンのようなマトリクスと同じ材料を含む。
【００３９】
本発明の好まれる実施形態では、中間弾性スペーサー２００は可撓性部材である。中間弾性スペーサー２００の屈曲は、連続ループ型補強アセンブリ１０の組立を円滑にし、最終補強マトリクス部材が機能的に損傷せずに連続ループ型補強アセンブリ１０又はマトリクスの成分に対して収縮することを可能にする。第１の可撓性円柱状補強バンド及び第２の可撓性円柱状補強バンドに類似して、中間弾性スペーサー２００は、中間弾性スペーサー２００が材料に対して永久歪みを経験することなく、連続ループ型補強アセンブリ１０の平常の内径の１０分の１以下である曲げ半径に従うことができる可撓性を有する。別の好まれる実施形態では、中間スペーサー２００はそれが連携する円柱状補強バンドよりも大きな可撓性を有する。
【００４０】
一実施形態では、中間弾性スペーサー２００は、所望の厚さ、幅及び長さに切断され、次いで第１の補強バンド１００と第２の補強バンド３００の間に挿入される材料の細長い一片であり得る。一実施形態では、材料の細長い一片の端を貼り付けて中間弾性スペーサー２００を形成する。別の実施形態では、中間弾性スペーサー２００として第１の補強バンド１００と第２の補強バンド３００の間に配置された材料の細長い一片は、端をゆるく互いに当接させて端では貼り付けない材料の細長い一片である。場合によっては、中間弾性スペーサー２００を形成する材料の端と端の間で小さなギャップを有することが受け入れ可能であり得る。また、中間弾性スペーサー２００の軸方向の幅は、補強バンド１００又は３００の全幅と必ずしも同等である必要はない。
【００４１】
一実施形態では、中間弾性スペーサー２００は発泡体材料である。多孔性の特徴を持ったスペーサーを提供するために、発泡体物質は連続気泡発泡体材料であり得る。特に、網状の発泡体材料は中間弾性スペーサー２００のための多孔性弾性材を提供する。網状発泡体では、媒体を介して制御火炎又は化学エッチング液を通すことによって気泡壁を取り除く。網状発泡体に残った材料は、円柱状補強バンド１００、３００の中でケーブル１１１、３１１を固定するアームも提供することができる。加えて、発泡体材料は補強されるマトリクスと同じ材料であり得る。たとえば、ポリウレタン発泡体を円柱状補強部材１０における中間弾性スペーサー２００として用い、ポリウレタンマトリクスを補強することができる。
【００４２】
さらに別の実施形態では、中間弾性スペーサー２００は不織布材料である。スペーサーとして使用され得る不織布材料の種類の１つは、二次元又は三次元の波形構造のような三次元形状に形成される厚いフィラメントを伴った不織布材料である。厚さ指向性の又は「ｚ」指向性の繊維を伴った不織布は不織布に弾性特性を提供することができる。
【００４３】
その上さらに別の実施形態では、中間男性スペーサー２００はスペーサー布である。スペーサー布は、２つの層の間で伸びる繊維又は糸によって分離された２つの表層を有する編み物又は織物の布である。２つの層の間の繊維はスペーサー布の圧縮に相対するバネ様の力を提供する。スペーサー布について考慮すべき事柄は、開放性、孔の形状、孔の大きさ、剛性、繊維又は糸を分離する方向、マトリクス材に付着する材料の能力などであろう。
【００４４】
今や図７を参照して、第１の円柱状補強バンド１００又は第２の円柱状補強バンド３００の幅より小さな幅を有する中間弾性スペーサー２００を伴った本発明の実施形態を示す。この実施形態では、中間弾性スペーサー２００は、連続ループ型補強アセンブリ１０の幅方法に中心を置く。可撓性円柱状補強バンド１００、３００は、中間弾性スペーサー２００を越えて幅にて互いに一定の空間関係を保持するように設計される。
【００４５】
今や図８を参照して、２つの中間弾性スペーサー２００ａと２００ｂによって別々に間隔が空けられる第１の可撓性円柱状補強バンド及び第２の可撓性円柱状補強バンドを伴った本発明の実施形態を示す。この実施形態では、中間弾性スペーサー２００ａと２００ｂは、可撓性円柱状補強バンド１００、３００よりも幅が狭く、可撓性円柱状補強バンド１００、３００の相対する外縁に面して配置される。可撓性円柱状補強バンド１００、３００の外縁に配置される２つのバンドに中間弾性スペーサーを分割することによって、連続ループ型補強アセンブリ１０は、場違いな回転撹乱に対してさらに良好な耐性を有するであろう。
【００４６】
今や図９を参照して、第３の可撓性円柱状補強バンド５００が第２の可撓性円柱状補強バンド３００の外側に配置され、第２の中間弾性スペーサー４００が第２の可撓性円柱状補強バンド３００と第３の可撓性円柱状補強バンド５００の間に配置される本発明の実施形態を示す。第３の可撓性円柱状補強バンド５００は、第１の可撓性円柱状補強バンド１００又は第２の可撓性円柱状補強バンド３００と同様の特性及び特徴を有する。第２の中間弾性スペーサー４００は、中間弾性スペーサー２００と同様の特性及び特徴を有する。本発明の円柱状補強アセンブリは、１以上の中間弾性層によって分離される円柱状補強バンドの複数の層を有し得ることが熟考される。
【００４７】
さらに別の例となる実施形態では、連続ループ型補強アセンブリは弾性スペーサーなしで同様に製造され得ることが理解されるべきである。さらに具体的には、図１を参照して、連続ループ型補強アセンブリ１０は弾性スペーサー２００なしで創製され得る。そのような場合、アセンブリ１０を製造する間、補強バンド１００と３００の適切な間隔を維持するように注意が払われるべきである。たとえば、適切に間隔を空けた補強バンド１００と３００の間で、それらの間の間隔を乱さないように材料を垂らす又は小さな水滴にしてもよい。そのような材料は、相対的に高い粘度を有するべきであり、適切な間隔を維持するように補強バンド１００と３００に触れると固化すべきである。好ましくは、そのような材料はまた、補強バンド１００と３００の構築に使用される材料よりも高い融点を有する。弾性スペーサーなしで連続ループ型補強アセンブリを製造するそのほかの方法も同様に使用され得る。
【００４８】
図１０は、本発明に従って構造的に支えられる車輪４０１の例となる実施形態の斜視図を提供する。本明細書で使用されるとき、構造的に支えられるは、気体の膨張圧の支えなしで構造的成分によってタイヤが荷重を運ぶことを意味する。図１１は、図１０で示されるときの線１１−１１に沿って得た車輪４０１の部分断面図を提供する。矢印Ｃは周方向を示す。矢印Ｒは半径方向を示す。矢印Ａは軸方向を示し、時には横方向又は側面方向を指す。
【００４９】
今やさらに詳しくは図１１を参照して、連続ループ型補強アセンブリ１０は周方向Ｃについて伸びるバンド４０５の中に配置される。この例となる実施形態については、アセンブリ１０は、以前記載されたような弾性スペーサー２００によって分離された第１の可撓性円柱状バンド１００と第２の可撓性円柱状バンドを含む。バンド１００と３００は、たとえば、車輪４０１に縦の剛性を提供する一方で、弾性スペーサー２００は、さらに記載されるように車輪４０１に剪断層を提供するのを助ける。
【００５０】
本発明によれば、車輪４０１は、空気入りタイヤの牽引力、ステアリング又はサスペンションの質が有利である又は改善を必要としている適用に有用である。以下でさらに完全に記載される本発明に従って構築された構造的に支えられた車輪４０１は、空気入りタイヤほどメンテナンスを必要としない車輪において改善された従順性と剛性特性を提供することができる。自動車での使用に加えて、そのような車輪は、たとえば、車椅子、移動ベッド、病院ベッド、精密機器用カート又はショックに対する感度が重要である車両又は乗り物にても有利に使用される。加えて、車輪は、椅子又はそのほかの家具のためのキャスター、又は乳母車、スケートボード、インラインスケート等のための車輪の代わりに使用され得る。本発明の車輪４０１は、耐力車輪又は荷重付与車輪が使用される場合の機械又は装置で使用され得る。用語「車両」は説明目的にて以下で使用されるが、従順な車輪が装着され得る装置は、以下の記載に含まれ、「車両」はそれを含むように理解されるべきである。
【００５１】
図１０及び図１１に示されるような車輪４０１は、環状バンド４０５と、ウェブスポーク４２０として説明される、バンド４０５から横に横切って内側に、ウェブスポーク４２０の半径方向の内端にて取付バンドまで伸びる複数の張力伝達要素を有する。取付バンド４２５はハブ４３０に車輪４０１をしっかりと固定する。トレッド部分４１０は、たとえば、バンド４０５を構築するのに使用される材料とは異なった牽引力特性及び磨耗特性を提供するための、バンド４０５に接着される追加の層であってもよい。或いは、トレッド部分４１０は、図１０に示すような従順なバンドの外表面の一部として形成されてもよい。トレッドの特徴はトレッド部分４１０に形成され、ブロック４１５と溝４４０を含んでもよい。
【００５２】
言及されるように、図１０及び図１１の例となる実施形態におけるウェブスポーク４２０は、車輪４０１を横切って横に伸び、それは本明細書で使用されるとき、ウェブスポークが車輪４０１の左右に伸びること、及び回転軸と同調してもよく、又は車輪の軸に対して傾斜してもよいことを意味する。さらに「内側に伸びる」は、ウェブスポーク４２０がバンド４０５と取付バンド４２５の間に伸びること、及び車輪の軸に対して半径方向の位置にあってもよい又は半径方向平面に対して傾斜してもよいことを意味する。加えて、図１０に示すように、ウェブスポーク４２０は実際に、半径方向平面に対して異なる角度でスポークを含み得る。たとえば、米国特許第７，０１３，９３９号に示されるように種々の形状及びパターンを使用してもよい。
【００５３】
バンド４０５は車輪４０１にて荷重を支え、弾性的に変形して道路（又はそのほかの支持面）に適合し、牽引力及び操作能力を提供する。さらに詳しくは、米国特許第７，０１３，９３９号に記載されたように、ハブ４３０を介して荷重が車輪４０１に置かれる場合、バンド４０５は、それが接地のために曲がり、さもなければ変形し、そのような荷重のもとで地面と接触する車輪４０１の部分である接地面を形成するという点で従順に作動する。接地しないバンド４０５の部分は、弓形に類似して作動し、赤道面にて荷重支持部材として作動するのに十分に高い周辺圧縮剛性及び長手曲げ剛性を提供する。本明細書で使用されるとき、「赤道面」は車輪の回転軸に対して垂直に通過し、車輪構造を二分する面を意味する。
【００５４】
バンド４０５の荷重支持部分に取り付けられたウェブスポーク４２０によって、車両（示さず）からハブ４３０に伝達される車輪４０１における荷重が本質的に掛かる。接地領域におけるウェブスポーク４２０は荷重による引張荷重を経験しない。車輪４０１が回転するにつれて当然、弓形として作動する従順なバンド４０５の特定の部分が絶えず変化するが、弓形の概念は荷重支持メカニズムを理解するのに有用である。バンド４０５の曲げの量、従って接地面のサイズは荷重に比例する。荷重のもとで弾性的に曲がるバンド４０５の能力は、空気入りタイヤと類似して作動する従順な接地領域に類似の有利な結果を提供する。
【００５５】
たとえば、バンド４０５は障害物を包み込み、より滑らかな乗車を提供することができる。また、バンド４０５は、牽引力、コーナリング及びステアリングについて力を地面又は道路に伝えることができる。それに反して、典型的な中実タイヤやクッションタイヤでは、荷重は接触領域のタイヤ構造の圧縮によって支えられ、それには、硬いハブのもとでのクッション材の圧縮が含まれる。クッション材の従順性は材料の圧縮特性及び硬い車輪又はハブの材料の厚さによって限定される。
【００５６】
さらに図１０及び図１１を参照して、図１１に示すように半径方向に沿って変化する幅Ｗを含むそのほかの幅を使用してもよいが、ウェブスポークは実質的に、半径方向に長さＬを有し、従順なバンド４０５の軸方向の幅に一般に相当する軸方向における幅Ｗを有するシート様の要素である。ウェブスポーク４２０はまた、長さＬ又は幅Ｗのいずれかよりも一般にはるかに小さい厚さ（すなわち、長さＬと幅Ｗに垂直な寸法）も有し、それは、圧迫された際、ウェブスポークが歪む又は曲がるのを可能にする。さらに薄いウェブスポークは実質的に圧迫耐性がない接触領域を通過する際、すなわち、荷重負担に対して圧迫力を与えない又は不十分な圧迫力しか与えない場合、曲がるであろう。ウェブスポーク４２０の厚さが増すにつれて、ウェブスポークは接地領域にて若干の圧迫荷重負担力を提供し得る。しかしながら、全体としてのウェブスポーク４２０の優勢な荷重伝達作用は張力にある。特定のウェブスポークの厚さは、車両又は適用の特定の要件に見合うように選択され得る。
【００５７】
図１１に見られるように、好ましくは、ウェブスポーク４２０は軸方向Ａを横切って従順なバンド４０５に対して配向される。従って、ウェブスポーク４２０における張力は、バンド４０５の全域にわたって分布し、荷重を支える。例として、ウェブスポーク４２０は約１０〜１００ＭＰａの引張係数を有するエラストマー材料で形成されてもよい。ウェブスポーク４２０は所望であれば補強されてもよい。ウェブスポーク材４２０を構築するのに使用される材料は、たとえば、３０％引っ張られた後、元の長さに戻り、ウェブスポーク材が、たとえば、４％引っ張られる場合、一定の緊張を示す弾性挙動も示すべきである。さらに、関連する操作条件にて０．１以下のｔａｎδを持つ材料を有することが望ましい。たとえば、これらの要件を満たす市販のゴム又はポリウレタン材を特定することができる。さらなる例として、コネチカット州、ミドルベリのＣｈｅｍｔｕｒａ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＶｉｂｒａｔｈａｎｅ  Ｂ８３６という銘柄のウレタンがウェブスポーク４２０の構築に好適である。
【００５８】
図１０及び図１１の例となる実施形態について、ウェブスポーク４２０は半径方向の内部取付バンド４２５によって相互接続され、それはハブ４３０を取り囲み、ハブ４３０に車輪４０１を装填する。構築材料及び製造方法によって、ハブ４３０、取付バンド４２５、環状バンド４０５及びウェブスポーク４２０は単一のユニットとして成形されてもよい。或いは、１以上のそのような成分が別々に形成され、次いで、たとえば、接着剤又は成形を介して互いに取り付けられてもよい。さらに、そのほかの成分を同様に含めてもよい。たとえば、界面バンドを使用し、その半径方向の外端でウェブスポーク４２０を接続することができ、次いで界面バンドをバンド４０５に接続するであろう。
【００５９】
さらなる実施形態によれば、たとえば、ハブ４３０におけるスロット装置に連動する各ウェブスポーク４２０の外端に拡大した部分を提供することによって、又はハブ４３０にて形成されたフック又はバーにてループを形成するために隣接するウェブスポーク４２０を連結することによって、ウェブスポーク４２０は機械的にハブ４３０に取り付けられ得る。
【００６０】
張力にて有効性の高い剛性を有するが、圧迫では非常に低い剛性を有するウェブスポーク４２０を有することによって実質的に純粋な伸張性のある荷重支持体が得られる。特定の方向での曲げを円滑にするためにウェブスポークを曲げてもよい。或いは、冷却の間に熱収縮によって湾曲した及び真直ぐになったウェブスポーク４２０を成形して特定の方向への曲げに対する素因を提供することができる。
【００６１】
ウェブスポーク４２０は、たとえば、トルクが車輪４０１に適用された場合、環状バンド４０５とハブ４３０の間のねじれに耐えるべきである。加えてウェブスポーク４２０は、たとえば、ターン又はコーナリングの場合、外反屈に耐えるべきである。当然のことながら、半径方向／軸方向の平面にあり、半径方向と軸方向の両方向で並べられるウェブスポーク４２０は、軸方向の力に高い耐性を有するが、特に、半径方向Ｒに伸長されるならば、周方向Ｃにおけるトルクに対して相対的に低い耐性を有し得る。特定の車両及び適用、たとえば、相対的に低いトルクを生じるものについては、半径方向Ｒで並べられる相対的に短いスポーク４２０を有するウェブスポークのパッケージが好適であろう。高いトルクが期待される適用については、米国特許第７，０１３，９３９号の図５〜図８に示されたような配置の１つがさらに好適であってもよい。その中で示された変形物では、半径方向及び周方向の双方で力耐性の成分を含むウェブスポークの方向性が提供されるので、半径方向力と横力に耐性の成分を保持する一方でトルクに耐性を加える。方向性の角度は使用されるウェブスポークの数及び隣接するウェブスポークの間の間隔によって選択され得る。そのほかの代替の配置も使用され得る。
【００６２】
本発明の従順な車輪の利点の１つは、バンド４０５とウェブスポーク４２０のサイズ及び配置の選択が、接地圧及び互いと無関係に回動する車輪の縦、横、及びねじりの剛性を可能にするということである。バンド４０５の操作パラメータ、荷重運搬及び従順性は、設計荷重の要件を満たすように赤道面で周辺収縮剛性及び長手曲げ剛性を有する材料を選択することによって部分的に決定される。これらのパラメータは、車輪４０１の直径、軸方向における環状バンド４０５の幅、半径方向Ｒにおけるバンド４０５の厚さ、及びウェブスポーク４２０の長さと間隔を考慮して調べられる。ウェブスポークの数を選択してバンド４０５の真円度を維持するが、それは、隣接するウェブスポーク４２０間の間隔にも左右されるであろう。
【００６３】
図１１と共に続けて、前に示したように、バンド４０５には連続ループ型補強アセンブリ１０が含まれ、それは、たとえば、非空気圧車輪４０１の一部として一体的に成形されてもよいし、又は別々に構築し、次いで車輪４０１の他の要素に取り付けられてもよい。弾性スペーサーが多孔性である場合、バンド４０５を構築するのに使用されるマトリクス材は、多孔性材料の中及びそれを介して通過させることによってスペーサー２００に含浸させるのにも使用されてもよい。たとえば、弾性スペーサー２００は、その中でポリウレタンのようなポリマーが受け取られる連続気泡発泡体として構築され得る。そのような構築に好適なポリウレタンには、たとえば、コネチカット州、ミドルベリのＣｈｅｍｔｕｒａ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＶｉｂｒａｔｈａｎｅ  Ｂ８３６という銘柄のウレタンが挙げられる。
【００６４】
図１１は、本発明で使用されてもよいバンド４０５のたった１つの例となる実施形態を提供する。たとえば、図１２は、車輪４０１で使用されてもよいバンド４０５の別の例を提供する（図１３及び図１４の図と同様にウェブスポーク４２０はこの断面図からは省略されている）。ここで、図７の連続ループ型補強アセンブリ１０はバンド４０５に組み入れられて示される。示されたように、弾性スペーサー２００は第１の可撓性円柱状バンド１００又は第２の可撓性円柱状バンド３００よりも幅が狭い。弾性スペーサー２００は以前記載されたように構築されてもよい。
【００６５】
図１３は、車輪４０１で使用されてもよいバンド４０５の別の例を提供し、そこでバンド４０５は図８の連続ループ型補強アセンブリ１０を含む。示されたように弾性スペーサー２００は、２つの中間弾性スペーサー２００ａと２００ｂから構築される。空間４３５がスペーサースペーサー２００ａと２００ｂの間に示される。空間４３５は開放されてもよいし、又はマトリクス材で満たされてもよい。弾性スペーサー２００ａと２００ｂはスペーサー２００について以前記載されたように構築されてもよい。
【００６６】
図１４は、車輪４０１で使用されてもよいバンド４０５のさらに別の例を提供し、そこでバンド４０５は図９の連続ループ型補強アセンブリ１０を含む。示されたように弾性スペーサー２００は、２つの弾性スペーサー２００と４００から構築され、第３の可撓性円柱状補強バンド５００を含む。図１４は、単に例として提供され、複数の追加のスペーサー及び可撓性円柱状バンドが適用によっては同様に追加されてもよい。
【００６７】
特定の例となる実施形態及びその方法に関して本主題が詳細に記載された一方で、前述の理解を達成する際、当業者はそのような実施形態の代替物、変形物及び同等物を容易に作出してもよいことが十分に理解されるであろう。従って、本開示の範囲は限定目的ではなく、説明目的であり、主題の開示は、当業者に容易に明らかであるように本主題へのそのような改変、変化及び／又は追加の包含を排除しない。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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