(57)【要約】【課題】可撓性非空気圧タイヤ。【解決手段】タイヤ１は複数の支持要素２を有し、この支持要素２はインターコネクティング構造体３を介してトレッド４に結合され、各支持要素はステープル７によってホイールディスク６に結合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に互いに並んで配置され且つタイヤの回転軸線の全周に分布して荷重支持構造体を形成する複数の支持要素と、上記荷重支持構造体の放射方向外側周縁部に配置されたトレッド（４）と、ホイールディスク取付け手段と協働するように設計された上記支持要素に固定されたステープル（７）とを有する、可撓性タイヤ（１）のための支持要素（２）。
【請求項２】
ステープル（７）が支持要素の取付け領域の形状とマッチするように折り曲げられた金属板から成る請求項１に記載の支持要素（２）。
【請求項３】
可撓性ストリップ（２１）とポリマー組成物で作られた層（２２）との積層物を有する請求項１または２に記載の支持要素。
【請求項４】
可撓性ストリップが閉じた卵形をしている請求項３に記載の支持要素。
【請求項５】
ステープル（７）がポリマー組成物を介して支持要素に剛体固定されている請求項３または４に記載の支持要素。
【請求項６】
ステープル（７）が放射方向内側へ延びた２つのアーム（１６、１７）を有し、支持要素の断面の下側のステープルの上記アーム間の容積を充填材（１９）が占めている請求項１〜５のいずれか一項に記載の支持要素。
【請求項７】
ステープル（７）が放射方向内側へ延びた２つのアーム（１６、１７）を有し、各アームが鳩尾状の形状である請求項１〜６のいずれか一項に記載の支持要素。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の支持要素を有する可撓性タイヤ（１）。
【請求項９】
回転軸線の周りを周方向へ延びた可撓性のある荷重支持構造体と、この荷重支持構造体の放射方向外側周縁部にあるトレッド（４）と、荷重支持構造体をホイールディスク（６）に固定するための、放射方向で回転軸線側にある少なくとも１つの取付け領域（５）とを有する可撓性タイヤ（１）であって、
上記荷重支持構造体は主として横方向へ延びた複数の支持要素を有し、この支持要素の少なくとも第１部分はトレッドの一部と対向し、その第２部分はトレッドを超えて配置され、各支持要素は互いに並んで配置され且つ全周方向に分布し、各支持要素はステープル（７）を介してホイールディスクに固定され、このステープル（７）は支持要素を跨たぎ且つホイールディスクの取付け手段（９、１０、１１）と協働するように設計されている可撓性タイヤ（１）。
【請求項１０】
複数の支持要素を固定するために複数のステープルと協働することができる取付け手段（９、１０、１１）を有する、請求項８または９に記載のタイヤをハブに結合することができるホイールディスク（６）。
【請求項１１】
上記の取付け手段が円筒形の軸受面（１５）と、周方向に延びた肩部（９）と、ホイールディスクの外周に鳩尾状溝が形成することができる締付けリング（１０）とを有する請求項１０に記載のホイールディスク（６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非空気圧タイヤ(non-pneumatic tyre)とよばれる空気の膨張圧無しで実質的な荷重を支持できる、ホイールに取付けて用いられるタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この弾性非空気圧タイヤ(non-pneumatic elastic tyre)は下記文献に記載されている。
【特許文献１】国際特許出願ＷＯ ００／３７２６９号公報
【０００３】
この文献に記載の荷重支持構造体は、基本的に、タイヤ全周に基本的に放射環状かつ円対称に配置された複数の支持要素からなる。この特許文献１に記載の非空気圧タイヤが荷重を支持する時には、接触面内にある所定数の支持要素が大きく撓み、それによって荷重を支える力が生じる。連結構造体によって全ての支持要素が一緒に働き、力を互いに隣接する各支持要素間に伝達する。従って、この弾性非空気圧タイヤの荷重支持能力はタイヤ接触面に存在する支持要素に加わる曲げ力(bending force)と、連結構造体を介してタイヤ接触面の外の支持要素へ加わる曲げ力とに依存する。
【０００４】
下記文献には上記の連結構造体が弾性継手を介して支持要素に連結されている上記形式のタイヤが提案されている。
【特許文献２】欧州特許出願第１，３５９，０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記支持要素をホイールディスクに連結する方法に関するものである。
本発明の一つの目的は可撓性タイヤを工業的に組み立てることができる単純、正確かつ信頼性に優れた連結方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の対象は、回転軸線の周りを周方向へ延びた可撓性のある荷重支持構造体と、この荷重支持構造体の放射方向外側周縁部に配置されたトレッドと、荷重支持構造体をホイールディスクに固定するための、回転軸線側に放射状に設けられた少なくとも１つの取付け領域とを有し、荷重支持構造体は基本的に横方向へ延びた複数の支持要素を有し、支持要素の第１部分は少なくともトレッドの一部と対向して配置され、支持要素の第２部分はトレッドを超えて配置され、各支持要素は周方向に互いに並んで配置され且つ全周に分布し、各支持要素はステープルによってホイールディスクに固定され、上記ステープルは支持要素をまたぎ且つホイールディスク取付け手段と協働するように設計されている可撓性タイヤにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の別の対象は、荷重支持構造体を形成するために周方向に互いに並んで配置され且つタイヤの回転軸線の全周に分布している複数の支持要素と、荷重支持構造体の放射方向外側周縁部に配置されたトレッドと、上記支持要素に固定され且つホイールディスク取付け手段と協働するように設計されたステープルとを有する可撓性タイヤのための支持要素にある。
ステープルは支持要素の取付け領域の形状と合うように折り曲げられた金属板切片で構成されるのが好ましい。
支持要素は可撓性ストリップとポリマー組成物で作られる層とを積層したものを有するのが好ましい。さらに、可撓性ストリップは閉じた卵形であるのが好ましい。ステープルはポリマー組成物を介して支持要素に剛体に固定されるのが好ましい。
ステープルは放射方向内側へ延びた２つのアームを有し、ステープルアームの間の支持要素の断面の下の容積を充填材が占めるのが好ましい。
【０００８】
本発明の別の対象は、複数の支持要素を固定するために複数のステープルと協働することができる取付け手段を有する、本発明のタイヤをハブに連結することができるホイールディスクにある。取付け手段は、ディスクの外周に鳩尾状溝を形成するように協働することができる円筒形軸受面、周方向肩部、および、締付けリングを有するのが好ましい。
本発明の別の対象は、支持要素を得るための方法にある。
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
［図１］は本発明の可撓性タイヤ１の一般的な形状を示している。このタイヤはホイールディスク（または可撓性タイヤとハブとを連結するためのその他任意の機械装置）と組み合わされて用いられ、現在の市場の大部分の乗用車で知られたタイヤ／ホイール組立体の代わりに用いられることになるであろう。
図示した非空気圧タイヤ１のプロフィル（断面形状）は卵形断面の円環状内部空洞を規定している。このタイヤ１は取付け領域５と、２つのサイドウォール12と、1つのトレッド４とを有する。［図１］ではトレッド４は複数の平行なリブを有するが、この特徴は単に説明のためでこれに限定されるものではない。サイドウォール12は丸く、タイヤ1の放射方向高さの大部分を占める。荷重支持構造体は支持要素２から成る。各支持要素２は互いに周方向に隣接し、取付け領域５からほぼ放射方向へ延びている。［図１］は荷重が支持要素の曲げによって支持されると、いうこの形式の非空気圧タイヤの原理をさらに示している。
【００１０】
［図２］は好ましい実施例を示している。各支持要素２は可撓性のある複合材料のストリップ２１を積層したものから成り、各ストリップ２１の間にはポリマーまたはポリマー組成物、特にジエンまたはポリウレタンエラストマーの層２２が放射方向に挟まれている。上記の複合材料とポリマーとの間の結合は公知の方法、特に加熱操作中またはこの組立体の重合時または最終架橋時に行なわれる。必要な場合にはポリマーの種類に合った接着組成物、例えば下記文献に記載の接着組成物を用いることができる。
【特許文献３】国際特許第ＷＯ  ０４／０５８９０９号公報
【００１１】
ストリップ２１とポリマー層２２との間の結合を良くするためにストリップの表面を機械的に調製（例えば研磨）および／または化学的調製（例えば酸処理）するのが好ましい。
こうして互いに接着されたストリップの束が曲げ応力を主とする力に耐えるビーム（梁）を形成する。各可撓性ストリップ２１はタイヤの断面全体に途切れずに延びているのが好ましい。図示した積層体は５つのストリップを含んでいるが、本発明がこの積層体の構成に限定されるものではない。これらの支持要素および連結構造体の構成の詳細な説明は上記特許文献１（国際特許出願第ＷＯ ００／３７２６９号）および特許文献２（欧州特許出願第１，３５９，０２８号）に記載されている。
【００１２】
ここではストリップ21の複合材料は樹脂中に埋め込まれた強化繊維からなるということだけを記載しておく。熱硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、応力が小さい用途では熱可塑性樹脂を用いるのが適当である。強化繊維は各ストリップで主として長手方向に配置されているのが好ましい。例えばガラス繊維が用いられるが、その他の繊維、例えば炭素繊維を用いることもできるということは理解できよう。また、種々の繊維で作られたハイブリッドを用いることもできる。
【００１３】
「取付け領域（attachment zone）」という用語はハブと一体な剛体な機械的部品に取り付けるタイヤ部分の一般的に示すのに用いる。「ホイールディスク（wheel disk）」という用語は上記の剛体な機械的部品を示すのに用いる。
【００１４】
［図２］は本発明の好ましい実施例を示している。この実施例では支持要素２は閉じられており且つ単一の取付け領域５を有している。この取付け領域５はホイールディスク６に剛体固定される。この実施例では取付け領域はタイヤに対して軸線方向中心に位置している（ホイールの中心面８に対するステープル７の位置を見よ）。［図１］に示すように、タイヤ１は多数の支持要素を有する。
タイヤのサイドウォール１２には可撓性ストリップ２１の間に挟まれたポリマー層２２のポリマーと類似したポリマーからなる保護用の隆起部が設けられている。トレッド４はインターコネクティング構造体３を介して全ての支持要素と結合している。
【００１５】
各支持要素２はステープル７を介してホイールディスク６に結合されている。ステープルは取付け手段によってホイールディスクに対して放射方向、軸線方向および周方向の定位置に固定される。取付け手段はホイールディスク上の円筒形の軸受面１５と、ホイールディスク６に固定された傾斜した周方向肩部９と、締付けリング１０と、弾性ロッキングリング１１とを有するのが好ましい。従って、ステープル群７（各支持要素２に１つ）がホイールディスクの円周に沿って積み重ねられる。支持要素の数（従ってステープルの数）はステープルが周方向に互いに接触するような数であるのが好ましい。変形例ではステープルの間に所定の空間があってもよい。また、ステープルに加わる周方向圧力を維持するためにこの空間をスペーサーで満たしてもよい。
【００１６】
［図３］はホイールディスク６を示している。この図は本発明のタイヤが取り付けられる放射方向外側部品を除いて従来のホイールディスクの一般的な形状を示している。上記の放射方外側部品が従来のタイヤのリムの代わりに用いられる。この実施例はハブと機械的に連結させるというホイールディスクの主要な機能を説明するために挙げた一例に過ぎないということは理解できよう。従って、このホイールディスクは適当な任意の形状、例えば図示した単一部品にしたり、逆に複数の部品で組み立てることもできる。
【００１７】
［図４］および［図５］は［図２］のステープル７の製造方法とそれをステープル７の支持要素へ結合する方法を詳細に示している。このステープルは取付け領域での支持要素の断面とマッチするように切断され、折り曲げられた金属板で構成するのが好ましい。ステープルは鋼板で作るのが好ましい。ステープルの２つのアーム１６、１８は上記の支持要素の断面部からタイヤ１の放射方向内側へ突出して有効に剛体固定ができるような形状になっている。図示した例では鳩尾形状は可能な形状の一例であり、これ自体は公知である。［図５］はその断面で、この図からわかるように、可撓性ストリップ２１と中間層２２とが互いに積層されている。さらに、ステープルのアーム間の支持要素の断面の下側容積が充填材１９で充填できることもわかる。この充填材１９は中間層２２と同じポリマーで作るのが好ましい。この充填材１９を軽合金で作ることもできる。充填材１９の一つの機能は取付け手段内部でステープルを周方向に圧縮することにある。また、充填材１９の容積をステープルのアーム間の容積とわずかに異ならせることもでき、例えば、わずかに大きくして圧縮力を増加させたり、ステープルとホイールディスクとが直接接触するのを防止することができる。充填材１９は接着剤、その他の任意の方法でステープルに剛体固定できる。
【００１８】
変形例では、ステープルと充填材の両方を同じ材料、例えば強化または非強化プラスチックで作ることもできる。この場合の利点は単一操作で支持要素上にステープルと充填材とを成形できる点にある。
ステープルのアームには開口部１８を形成できる。この開口部１８を使用して可撓性ストリップの間にポリマー２２を（例えば射出、トランスファー成形、注型等で）導入することができる。
【００１９】
支持要素の製造方法およびステープルを用いた取付けの方法の一つの好ましい実施例は下記の段階を含む。
（１）可撓性ストリップ２１を準備し、
（２）可撓性ストリップ群を支持要素内での必要な配置に金型内で配置し、
（３）ステープルを可撓性ストリップの積層体を跨ぎ、支持要素に対して所望の位置となるように配置し、
（４）液体ポリマー（この液体ポリマーは固体状態になったときに中間層２２を形成してステープルを積層体に固定し、場合によっては充填材１９および隆起部１３を形成することもできる）を導入し、
（５）全体を固化する。
上記の固化は公知の方法、例えば加熱、冷却、架橋、重合で行うことができる。
【００２０】
［図６］はホイールディスク、取付け手段およびステープルの部分断面図で、［図２］の実施例の詳細図である。［図６］からわかるように、上記の周方向肩部９は円錐形の支持面２３を形成している。また、締付けリング１０にも同様な円錐形の支持面２４が形成されている。これら２つの円錐形支持面２３および２４と円筒形軸受面１５とが協働してタイヤの全てのステープル７を定位置に固定する。ホイールディスク６の外周には鳩尾状溝が形成される。ホイールディスク６に形成された軸線方向の環状溝２８に締付けリングの軸線方向の環状突起部２７を係合させてリングに加わる力の少なくとも一部を支持するようにするのが好ましい。また、ホイールディスク６に形成した溝２０に性リング１１のようなブロッキング手段を係合させて締付けリング１０の軸線方向位置を固定する。
【００２１】
締付けリング１０は閉じた単一部品にするのが好ましいが、複数のアーチで作ることもできる。各アーチ間には間隙を残しても残さなくてもよい。同様に、ホイールディスクに肩部９を切るか、加えることができる。この肩部９はホイールディスクに連続または不連続に形成することができる。好ましくは肩部９を連続して形成し（図３参照）、［図６］に示すようにホイールディスクと一緒に単一部品に形成する。
【００２２】
支持要素の支持面は肩部９の放射方向最外側表面２５、２６とリング１０とで形成するのが好ましい。この機能は［図２］に示されている。これらの支持面の各種寸法、形状に関する説明は上記特許文献１（ＷＯ ００／３７２６９号公報）の特に図７〜図９を参照されたい。
【００２３】
荷重下での撓み(従って、タイヤが与える乗り心地)に最も影響（貢献）するのは支持構造体の放射方向内側部分すなわち回転軸線に最も近い部分であるということを思い出されたい。好ましくは、取付け領域は軸線方向のタイヤの横方向端部間の距離の50％以下に対応する部分の所に位置させなければならない。従って、上記の可撓性支持構造体の放射方向内側部分は取付け領域を越えて実質的に片持ち状態で延びる。一つの有利な構造配置は取付け領域を越えた所の支持要素が回転軸線に対してほぼ平行な方向を向いたものである。図示した実施例ではそうなっている。また、図示したタイヤは対称で、取付け領域がタイヤの軸線方向両端部の間のほぼ中心に位置している。しかし、これに限定されるものではない。非対称構成を採用できることはいうまでもない（特に締付け領域の位置に関しては)。
【００２４】
本発明の一変形例では、支持要素をオープン型すなわち中断した形にすることもできる。これは上記特許文献１（ＷＯ ００／３７２６９号好ましくは）の図８および図９と特許文献２（欧州特許第１，３５９，０２８号好ましくは）の図１に示されている。この場合には上記のステープルおよび取付け手段（必要な場合にはさらにステープル連結ポリマー）によって支持要素を閉じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】非空気圧タイヤの部分投影図。
【図２】本発明のホイール全体の部分断面図。
【図３】本発明のホイールディスク断面の投影図。
【図４】本発明の取付け領域の平面図。
【図５】図４の面Ａ−Ａによる断面図。
【図６】図２の中央部分の拡大図。
【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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【外国語明細書】
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【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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