(57)【要約】【課題】移動乗物用のホイールおよびタイヤ組立体のスポークの荷重支持能力および耐久性、したがってトップローダー非空気入りタイヤの性能を向上させる。【解決手段】  タイヤ組立体を製造するシステム２００が、円筒状のハブ２１１、およびハブ２１１から半径方向外側に突出する半径方向に隆起した拡張部２１２を有するコア２１０と、周方向においてコア２１０の拡張部２１２同士の間の空間内に配置されている、コア２１０の周りに補強層を配置するための複数の内側弓形部材２２０と、内側弓形部材２２０を、コア２１０に対して所定の位置に固定するための第１のサイドプレート２３０と、コア２１０と内側弓形部材２２０とを互いに固定するための第２のサイドプレートと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ組立体を製造するシステムであって、
円筒状のハブ、および前記ハブから半径方向外側に突出する半径方向に隆起した拡張部を有するコアと、
周方向において前記コアの前記拡張部同士の間の空間内に配置されている、前記コアの周りに補強層を配置するための複数の内側弓形部材と、
前記内側弓形部材を、前記コアに対して所定の位置に固定するための第１のサイドプレートと、
前記コアと前記内側弓形部材とを互いに固定するための第２のサイドプレートと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記内側弓形部材は、前記第１のサイドプレートと前記第２のサイドプレートのそれぞれにおいて、対応する軸線方向軸を通して延びる軸線方向突出部を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コアと前記内側弓形部材と前記第１のサイドプレートと前記第２サイドプレートとともに前記組立体を包囲して前記組立体を硬化する装置を形成する複数の外側弓形部材をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記補強層は、カレンダー仕上げされた布とゴム化合物処理物を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記補強層は、前記コアの周囲３６０度全体にわたって前記コアの外表面に貼り付けられたカレンダー仕上げされた布とゴム化合物処理物を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記内側弓形部材の突出部は、前記第１および第２のサイドプレートに、軸を通して挿入されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コアの拡張部と前記内側弓形部材の間の窪み内で前記補強層上に配置された押出ゴムくさびをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記内側弓形部材の突出部は、前記第１および第２のサイドプレートに、軸を通して軸線方向に挿入され、前記突出部はロックリングに係合している、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記内側弓形部材の突出部は、前記第１および第２のサイドプレート内に、軸線方向軸を通して軸線方向に挿入され、前記内側弓形部材の前記突出部は前記第１および第２のサイドプレートに係合して、前記コアと前記内側弓形部材を半径方向に揃えて固定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記補強層は、前記コアの周囲３６０度全体にわたって前記コアの外表面に貼り付けられたカレンダー仕上げされた布とゴム化合物処理物を含み、シェアバンド構造が前記補強層上に付与されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
非空気式タイヤ／ホイールを製造する方法であって、
カレンダー仕上げされた布とコードの少なくとも一方と、ゴム化合物とシートの少なくとも一方とからなる補強層を設けるステップと、
コアの周囲３６０度全体にわたって前記コアの外表面上に補強層を置くステップと、
前記補強層を置くステップを容易にするために前記コアを回転させるステップと、
内側弓形部材を周方向において前記コアの拡張部同士の間に位置させることによって、前記コア上の所定の位置に前記補強層を固定するステップと、
内側弓形部材の突出部を、第１および第２のサイドプレートの軸を通して挿入するステップと、
前記第２のサイドプレートを、前記第１および第２のサイドプレートを通して延びる前記内側弓形部材の前記突出部に固定することによって、前記コアと前記内側弓形部材を、前記第１のサイドプレートと前記第２のサイドプレートとの間に固定するステップと、
前記補強層の２つの端部を継ぎ合わせて、前記コアの周りに連続するプライを形成するステップと、
前記コアの拡張部と前記内側弓形部材の間の窪み内で前記補強層上に押出ゴムくさびを配置するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
圧力を加えることによって前記ゴムくさびを前記補強層に固定するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記補強層上にシェアバンド部材を配置し、前記シェアバンド部材を前記補強層に固定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
熱と圧力を加えて非空気式タイヤ/ホイールのゴム部材を硬化させるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記シェアバンド部材を接着剤によって前記補強層に固定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記シェアバンド部材を前記内側弓形部材とともに包囲するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイール／タイヤ組立体に関し、より詳細には、非空気式ホイール／タイヤ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りラジアルタイヤは、プライ補強材を利用して、リムとベルト層との間において荷重を支持し伝達する。荷重を支持するためにこれらのプライコードに張力を加える必要がある。これらのプライコードに対する張力は、タイヤの内側チャンバ内の加圧された空気によって実現する。空気圧が失われると、空気入りタイヤの荷重支持能力が著しく低下する。空気圧が徐々にまたは急激に失われるのを防止することは、タイヤ製造業者の課題である。１つの解決策として非空気入りタイヤを使用することが提案されている。トップローダー非空気入りタイヤは、その耐久性と速度定格／限界と耐荷重能力とを空気入りタイヤの水準まで高めることができれば、空気入りタイヤと同様に動作できる。
【０００３】
多くのトップローダー非空気入りタイヤは、ポリマーのスポークを利用して、乗物の荷重を支持する。スポークが荷重をリムからシェアバンド（剪断バンド）へ伝達する。これらのタイヤのスポークに用いられるポリマー材料の特性のために、これらのタイヤの性能には限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６９３８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、前述した限界を解消し、これらのスポークの荷重支持能力および耐久性、したがってトップローダー非空気入りタイヤの性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるシステムはタイヤ組立体を製造する。このシステムは、円筒状のハブ、およびハブから半径方向外側に突出する半径方向に隆起した拡張部を有するコアと、コアの拡張部同士の間の空間内に配置されている、コアの周りにタイヤ組立体の補強層を配置するための複数の内側弓形部材と、内側弓形部材を、コアに対して所定の位置に固定するための第１のサイドプレートと、コアと内側弓形部材とを互いに軸線方向、半径方向、および周方向に固定するための第２のサイドプレートと、を含む。
【０００７】
このシステムの他の態様によると、内側弓形部材は、第１のサイドプレートと第２のサイドプレートのそれぞれにおいて、対応する軸線方向軸を通して延びる軸線方向突出部を有する。
【０００８】
このシステムのさらに他の態様によると、外側弓形部材が、コアと内側弓形部材と第１のサイドプレートと第２サイドプレートとともにタイヤ組立体を包囲してタイヤ組立体を硬化する装置を形成する。
【０００９】
このシステムのさらに他の態様によると、補強層は、カレンダー仕上げされた布とゴム化合物処理物を含む。
【００１０】
このシステムのさらに他の態様によると、補強層は、コアの周囲３６０度全体にわたってコアの外表面に貼り付けられたカレンダー仕上げされた布とゴム化合物処理物を含む。
【００１１】
このシステムのさらに他の態様によると、内側弓形部材の突出部は、第１および第２のサイドプレートに、軸を通して挿入されている。
【００１２】
このシステムのさらに他の態様によると、押出ゴムくさびが、コアの拡張部と内側弓形部材の間の窪み内で補強層上に配置されている。
【００１３】
このシステムのさらに他の態様によると、内側弓形部材の突出部は、第１および第２のサイドプレートに、軸を通して軸線方向に挿入され、突出部は第１および第２のロックリングに係合している。
【００１４】
このシステムのさらに他の態様によると、内側弓形部材の突出部は、第１および第２のサイドプレート内に、軸線方向軸を通して軸線方向に挿入され、内側弓形部材の突出部は第１および第２のサイドプレートに係合して、コアと内側弓形部材を半径方向に揃えて固定する。
【００１５】
このシステムのさらに他の態様によると、補強層は、コアの周囲３６０度全体にわたってコアの外表面に貼り付けられたカレンダー仕上げされた布とゴム化合物処理物を含み、シェアバンド構造が補強層上に付与されている。
【００１６】
本発明による方法は非空気式タイヤ／ホイールを製造する。この方法は、カレンダー仕上げされた布／コードとゴム化合物／シートとからなる補強層を設けるステップと、コアの周囲３６０度全体にわたってコアの外表面上に補強層を置くステップと、補強層を置くステップを容易にするためにコアを回転させるステップと、内側弓形部材を周方向においてコアの拡張部同士の間に位置させることによって、コア上の所定の位置に補強層を固定するステップと、内側弓形部材の突出部を、第１のサイドプレートの軸を通して挿入するステップと、第２のサイドプレートを、内側弓形部材から延びる内側弓形部材の突出部に固定することによって、コアと内側弓形部材を、第１のサイドプレートと第２のサイドプレートとの間に固定するステップと、を含む。
【００１７】
このシステムの他の態様によると、他のステップが、補強層の２つの端部を継ぎ合わせて、コアの周りに連続するプライを形成することを含む。
【００１８】
このシステムのさらに他の態様によると、他のステップが、コアの拡張部と内側弓形部材の間の窪み内で補強層上に押出ゴムくさびを配置することを含む。
【００１９】
このシステムのさらに他の態様によると、他のステップが、圧力を加えてゴムくさびを補強層に固定することを含む。
【００２０】
このシステムのさらに他の態様によると、他のステップが、補強層上にシェアバンド部材を配置し、シェアバンド部材を補強層に固定することを含む。
【００２１】
このシステムのさらに他の態様によると、他のステップが、熱と圧力を加えて非空気式タイヤ/ホイールのゴム部材を硬化させることを含む。
【００２２】
このシステムのさらに他の態様によると、他のステップが、シェアバンド部材を接着剤によって補強層に固定することを含む。
【００２３】
このシステムのさらに他の態様によると、他のステップが、シェアバンド部材を内側弓形部材とともに包囲することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による組立体の一例の一部分の概略斜視図である。
【図２】図１の部分に付け加えられた当該例の組立体の別の部分の概略斜視図である。
【図３】図２の部分に付け加えられた当該例の組立体のさらに別の部分の概略斜視図である。
【図４】図３の部分に付け加えられた当該例の組立体のさらに別の部分の概略斜視図である。
【図５】当該例の組立体によって製造されたホイール／タイヤとともに示す、当該例の組立体の概略正面図である。
【図６】本発明による方法の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明は、添付の図面を参照する、本発明のいくつかの例についての以下の説明によってより明確に理解されるであろう。
【００２６】
引用によって本明細書に全体が組み込まれる特許文献１に記載されているような従来のタイヤ組立体は、複数の軽量の複合ばねによって中央ハブに柔軟に連結された、シェアバンドなどの外側リングを有していてよい。これらのばねは、リングおよびハブに固定されたプレートであってもよい。ハブは、減速歯車ユニットと電気モータの少なくとも一方を含んでいてもよく、乗物シャーシを各ホイールに連結するためのサスペンション機構を有していてもよい。リングは、炭素繊維で強化されたナイロン材料などの可撓性を有する複合材料から構成されていてもよく、ツインゴムタイヤと、地面に係合しトラクションを改善する、周方向に間隔を置いて配置された複数の半径方向クリートとを有してもよい。ハブも、炭素繊維で強化された複合材料から形成されてもよい。別の従来のホイールは、グリップを改善するように複合リングに結合された成形されたトレッドを有するゴムストリップを有していることもある。さらに、リングとハブを相互に連結するばねは、Ｓ字形の軽量の複合ばねであってもよい。
【００２７】
別の従来のタイヤ組立体は、炭素繊維で強化されたポリアミドなどの軽量の複合材料から形成されてもよい。組立体は、円筒状の中央ハブと、可撓性を有する円形の外側リムとを有していてもよく、円形の外側リムは、中央ハブと円形のリムとの間を延びる無端ループ状のばね帯によって中央ハブ上に取り付けられている。６つの半径方向のループが、ばね帯によって画定されている。ばね帯は、接着、粘着、はんだ付け、ボルトとリベットとクランプのうちの少なくとも１つによる機械的固定のうちの少なくとも１つなどの任意の適切な手段によって中央ハブおよび円形リムに取り付けられてもよい。
【００２８】
図５に示されているように、本発明によるタイヤ組立体１４０の一例は、たとえば、標準的なタイヤゴム化合物と、熱可塑性ポリマーと、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）と、架橋ポリマー様天然ゴムと、合成ゴム様ポリマーと、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂のうちの少なくとも１つなどの軽量ポリマー材料から形成されてもよい。組立体１４０は、自動車のホイールなどの内側中央リム１４１と、可撓性を有する円形の外側リング１４２とを有してもよく、リング１４２は、内側中央リムと外側リングとの間を延びる連続的なコード／布で強化されたスポーク構造１１０によって内側中央リム１４１上に取り付けられたシェアバンドおよびトレッド構造を含んでもよい。
【００２９】
スポーク構造１１０は、内側中央リム１４１の周りに同心円状に配置された複数のキャビティを画定していてもよく、各キャビティは、スポーク構造が荷重を受けて撓むのを可能にし、それによって、乗り心地および組立体１４０のフットプリント内のトラクションのための可撓性と、乗物のハンドリング、転がり抵抗の低さ、およびスポーク構造内の発熱の低さのための剛性との適切なバランスが決められる。スポーク構造１１０の各キャビティは、キャビティ内を延び、スポーク構造を内側中央リム１４１に固定する内側中央リム１４１の複数のアーム用の複数の開口部をさらに画定してもよい。アームは、スポーク構造１１０の部分１５７に、機械的連動構成をなすように係合してもよい。内側中央リム１４１は、各アームとともに、スポーク構造１１０の部分１５７を挟み内側中央リム１４１とスポーク構造との間にさらなる摩擦固定部と接着固定部の少なくとも一方を形成する場合がある複数のプレートをさらに含んでもよい。スポーク構造１１０は、均質ポリマー、または異種ポリマーと充填ポリマーの少なくとも一方を含んでもよい。
【００３０】
スポーク構造１１０の複数のスポーク１１５を、各スポークの座屈を軽減するかまたは強化するように内側または外側に湾曲させてもよい。各スポーク１１５は、１つまたは複数の補強層１１９を含んでもよい。１つまたは複数の補強層１１９は、単一端部浸漬コードと、従来同様の空気入りタイヤプライ／コード構造と、短繊維と、ポリマーフィルムとのうちの少なくとも１つによって構成されてもよい。さらに、これらの構成は、ＰＥＴと、ナイロン６と、ナイロン６６と、レーヨンと、鋼と、ガラス繊維と、炭素繊維と、アラミドと、これらの材料のハイブリッド構成のうちの少なくとも１つであってもよい。各コードは、４００デニール〜９０００デニールであってもよい。ポリマーフィルムは、厚さが０．１ｍｍ〜２．０ｍｍであってもよい。各スポーク１１５の補強材は、０度から９０度の間の角度に向けられてもよい。各スポーク１１５は、その軸線方向全長にわたって連続的に補強されてもよい。１つまたは複数の連続的な補強層が、可撓性を有する外側リング１４２の所でシェアバンドに隣接する複数の位置まで半径方向外側に延びていてもよい。
【００３１】
各キャビティは、組立体の回転軸線の周りに共通の断面形状を有していてよい。さらに、各キャビティは、スポーク構造１１０の一様な軸線方向厚さに等しい共通の軸線方向長さを有していてよい。各キャビティは、１つまたは複数の補強層上の「ピンチ」ポイントを防ぎ、１つまたは複数の補強層に対する圧縮応力集中を軽減するように湾曲形状に形成されていてよい。キャビティの数は、２個と、大規模な組立体１４０の場合の６０個との間であってよい。内側中央リム１４１は、鋼と、鋳鉄と、アルミニウムと、アルミニウム合金と、マグネシウム合金と、鉄合金のうちの少なくとも１つを含んでいてよい。
【００３２】
図１〜４に示されているように、本例の組立体１４０のようなホイール／タイヤを製造するシステム２００または方法は、円筒状ハブ２１１とハブから半径方向外側に突出する半径方向に隆起した拡張部（extension）２１２とを有するコア２１０を含んでいてよい。システム２００は、１つまたは複数の補強層１１９をコア２１０の周りに配置するための複数の内側弓形部材２２０をさらに含んでいてよい。複数の内側弓形部材２２０は、コア２１０の拡張部２１２同士の間の空間内に配置された軸線方向突出部２２１を有していてよい。さらに、内側弓形部材２２０の突出部２２１は、第１のサイドプレート２３０によって、半径方向において所定の位置に固定されており、第１のサイドプレート内で対応する軸線方向軸を通して延びている。内側弓形部材２２０の突出部２２１用の対応開口部を備えた第２のサイドプレート２４０は、コア２１０と内側弓形部材２２０とを互いに対して軸線方向に固定してもよい。複数の外側弓形部材２６０は、コア２１０と内側弓形部材２２０と第１のサイドプレート２３０と第２のサイドプレート２４０だけでなく、タイヤ／ホイール組立体１４０を包囲してシステム２００を形成してよく、それによってタイヤ組立体を硬化（cure）させてもよい。
【００３３】
前述したシステム２００は、本例の組立体１４０（図６）のような非空気式タイヤ／ホイールを製造するために、以下の方法とともに用いられてよい。
【００３４】
本発明によるこのような方法は、以下のステップを含んでいてもよい。補強層１１９のためのゴム化合物処理物／シートと、カレンダー仕上げされた布／コードとを提供するステップ６０１。谷部または頂部から開始し、処理物／シートを成形コア２１０の外表面上に成形コア２１０の周囲の３６０度全体にわたって置くステップ６０２。処理物／シートを置くステップ６０２を容易にするために成形コア２１０を回転させるステップ６０３。内側弓形部材２２０を周方向にコア２１０の拡張部２１２同士の間に配置することにより、補強層１１９をコア２１０上の所定の位置に固定するステップ６０４。内側弓形部材２２０の突出部２２１を、サイドプレート２３０，２４０の軸と２つのロックリング（１つを符号２５０で示す）とを通して挿入するステップ６０５。コア２１０と内側弓形部材２２０とを、１つのロックリングと第１のサイドプレート２３０ともう１つのロックリング２５０と第２のサイドプレート２４０との間に、もう１つのロックリング２５０と第２のサイドプレート２４０とを内側弓形部材から延びる突出部２２１に固定することによって固定するステップ６０６。コア２１０の周りに連続するプライを形成するように補強層１１９の２つの端部を継ぎ合わせるステップ６０７。コア２１０の拡張部２１２と内側弓形部材２２０との間の窪み内において補強層１１９上に押出ゴムくさび１２３を配置するステップ６０８（図５参照）。ステッチャーロール（stitcher roll）を用いて圧力を加えることと、ゴム同士の粘着性と、その他の適切な機構とのうちの少なくとも１つによって、ゴムくさびを補強１１９に固定し、それによって実質的に円筒状の表面１２５を形成するステップ６０９。シェアバンド部材とトレッド部材の少なくとも一方を円筒状の表面１２５上に配置して、それを、接着剤とゴム同士の粘着性とその他の適切な機構とのうちの少なくとも１つによって円筒状の表面１２５に固定するステップ６１０。外側弓形部材２６０を用いて、シェアバンド部材／トレッド部材を包囲するステップ６１１。組立体１４０のゴム部材に熱と圧力を加えて硬化させるステップ６１２。コア２１０と内側弓形部材２２０は、電気的な方法と蒸気による方法とその他の適切な方法とのうちの少なくとも１つによって加熱されてよい。第１および第２のサイドプレート２３０，２４０は、熱および圧力を加えるステップ６１２の間に、シェアバンド部／トレッド部材を膨張させる状態から圧力を解放するように、ばねが架けられた通気口を含んでいてもよい。
【００３５】
本明細書に記載された本発明の説明を踏まえて本発明の変形例が考えられる。本発明を例示することを目的としていくつかの代表的な例および詳細を示したが、当業者には、本発明の範囲から逸脱せずにこれらの例および詳細に様々な変更および修正を施すことができることが明らかであるだろう。したがって、添付する特許請求の範囲によって定義された本発明の全ての範囲の中に含まれる変更を、前述した特定の例に施すことができることが理解されるであろう。さらに、本発明は、前述の例に限定されず、これらの例に対して、構成と詳細事項の両方の点で特許請求の範囲の全範囲内に含まれる変形を施してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１１０      スポーク構造
１１５      スポーク
１１９      補強層
１２３      ゴムくさび
１２５      円筒状の表面
１４０      タイヤ組立体
１４１      内側中央リム
１４２      外側リング
２００      システム
２１０      コア
２１１      ハブ
２１２      拡張部
２２０      内側弓形部材
２２１      突出部
２３０      第１のサイドプレート
２４０      第２のサイドプレート
２５０      ロックリング
２６０      外側弓形部材
【図１】
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【図２】
2018079925.tif 000004
【図３】
2018079925.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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