(57)【要約】【解決手段】  車両用非空気式タイヤは、弾性材料の本体を特徴とし、走行面の設けられた円周方向に延びるクラウン部と、クラウン部に接続された円周方向に延びる側壁と、を有している。側壁は、車輪のリムと係合するようになっている円周方向に延びるビード部で終端している。複数の放射状に延び円周方向に間隔を空けて配置されており、複合材料で作られている複合曲線のばねは、少なくとも部分的にクラウン部及び側壁の中に埋め込まれている。湾曲したばねは、タイヤ本体のビード内で終端する端部を有している。高強度で伸びの小さい材料で構成されている円周方向に延びるベルトが、複合曲線のばねの半径方向外側に配置されている。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用非空気式タイヤであって、
ａ．弾性材料からなる本体であって、走行面を形成する円周方向に延びるクラウン部と、前記クラウン部に接続され且つ円周方向に延びる第１及び第２の側壁とを備え、前記第１及び第２の側壁は、それぞれ、車輪のリムと係合するための、円周方向に延びる第１及び第２のビードで終端している、本体と、
ｂ．放射状に延び且つ円周方向に間隔を空けて配置され、少なくとも部分的に前記本体の前記クラウン部と前記第１及び第２の側壁の中に埋め込まれる、複数の複合曲線ばねであって、前記複合曲線ばねの各々は前記本体の前記第１のビード内で終端する第１端と前記本体の前記第２のビード内で終端する第２端とを有している、複合曲線ばねと、を備える非空気式タイヤ。
【請求項２】
円周方向に延びるベルトを更に備え、前記ベルトは、高強度で伸びの小さい材料からなり、前記複数の複合曲線ばねを囲むように前記複数の複合曲線ばねの半径方向外側に配置されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項３】
前記ベルトは、鋼から形成されている、請求項２に記載の非空気式タイヤ。
【請求項４】
前記ベルトは、繊維補強布から形成されている、請求項２に記載の非空気式タイヤ。
【請求項５】
前記ばねは、複合材料から形成されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項６】
前記ばねの前記複合材料は、熱可塑性基質とガラス繊維補強材との複合材料である、請求項５に記載の非空気式タイヤ。
【請求項７】
前記複合材料は、鋼の層である、請求項５に記載の非空気式タイヤ。
【請求項８】
前記ばねの各々は、略Ｓ字型の第１側壁と略逆Ｓ字型の第２側壁を含んでいる、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項９】
前記ばねの各々は、前記車輪の前記リムに対して凸型の上部を含んでいる、請求項８に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１０】
前記ばねの各々の前記側壁は、それぞれ、前記タイヤの半径方向の面に対して凸型の上側側壁部と、前記タイヤの前記半径方向の面に対して凹型の下側側壁部と、を含んでいる、請求項８に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１１】
前記ばねの各々の前記第１端及び第２端は、概ね水平方向軸線に沿って配置されるように平坦である、請求項８に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１２】
円周方向に延びる緩衝材を更に備え、前記緩衝材は、弾性材料から形成されており且つ前記タイヤの前記本体によって包囲されるように前記車輪の前記リムと係合する、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１３】
前記複合曲線ばねの表面は、前記タイヤの前記本体に対する前記ばねの接着性を高めるように処理されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１４】
車両用非空気式タイヤであって、
ａ．弾性材料からなる本体であって、走行面を形成する円周方向に延びるクラウン部と、前記クラウン部に接続され且つ円周方向に延びる第１及び第２の側壁とを備え、前記第１及び第２の側壁は、それぞれ、車輪のリムと係合するための、円周方向に延びる第１及び第２のビードで終端している、本体と、
ｂ．放射状に延び且つ円周方向に間隔を空けて配置され、少なくとも部分的に前記タイヤの前記本体の前記クラウン部と前記第１及び第２の側壁の中に埋め込まれる複合材料からなる複数のばねであって、前記複合材料からなる複数のばねの各々は前記本体の前記第１のビード内で終端する第１端と前記本体の前記第２のビード内で終端する第２端とを有している、複数のばねと、を備えている非空気式タイヤ。
【請求項１５】
円周方向に延びるベルトを更に含んでおり、前記ベルトは、高強度で伸びの小さい材料からなり、前記複数の曲線ばねを囲むように前記複数の曲線ばねの半径方向外側に配置されている、請求項１４に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１６】
前記ベルトは、鋼から形成されている、請求項１５に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１７】
前記ベルトは、繊維補強布から形成されている、請求項１５に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１８】
前記ばねの前記複合材料は、熱可塑性基質とガラス繊維補強材との複合材料である、請求項１４に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１９】
前記複合材料は、ガラス、ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）／トワロン（ＴＷＡＲＯＮ）、ザイロン（ＺＹＬＯＮ）、カーボンファイバー、又はスペクトラ（ＳＰＥＣＴＲＡ）／ダイニ−マ（ＤＹＮＥＥＭＡ）又は融解石英からなる群から選択される補強材料を有する熱硬化性基質である、請求項１４に記載の非空気式タイヤ。
【請求項２０】
円周方向に延びる緩衝材を更に備えており、前記緩衝材は、弾性材料から形成されており且つ前記タイヤの前記本体によって包囲されるように前記車輪の前記リムと係合する、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね車両用タイヤに、より詳細には非空気式車両用タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、現在係属中である２００５年４月２２日出願の米国特許出願第１０／５３２，５５３号の一部継続出願であり、米国特許出願第１０／５３２，５５３号は、２００３年１０月２１日を国際出願日とするＰＣＴ国際出願第ＰＣＴ／ＨＵ２００３／００００８３号に基づく優先権を主張している。
【０００３】
現在車両で使用されるタイヤは、一般的には空気式タイヤである。その様なタイヤでは、タイヤに作用する荷重を支えるため、内部空気圧が必要である。内部空気圧で作動する車両タイヤは、実際にはよく機能しているが、重大な欠点を抱えている。その様な欠点には、複雑な構造設計、並びに公道上で使用中にパンクした場合の安全の問題が含まれる。
【０００４】
無空気式又は非空気式タイヤ設計は、従来技術にも存在している。例えば、ベンソン（Ｂｅｎｓｏｎ）の米国特許第１，６１０，２３８号は、円弧状又はＣ字型のばねがタイヤの周りに放射状に配置されている無空気式車両用タイヤを開示している。タイヤの周方向に沿って延びているリング状のワイヤばねは、タイヤのクラウン部に配置されているＣ字型のばねの部分に形成されているループ中を通されている。Ｃ字型ばねの端部は、タイヤのビード部でリング状に曲げられている。タイヤのビード部の直径と等しい直径を有する一対のリング状のばねが、Ｃ字型のばねの端部の各リングに通されている。
【０００５】
同様の放射状に配置された板ばねが、ミッチェル（Ｍｉｔｃｈｅｌｌ）の米国特許第１，１１３，０３６号に記載されている。しかしながら、この解決策におけるＣ字型の板ばねは、タイヤのクラウン部にループを備えていない。
【０００６】
ウォルトン（Ｗａｌｔｏｎ）の米国特許第１，４７１，５８０号によれば、円形断面のワイヤで作られたばねが、２つの対称的に配置された半円形に形成され、タイヤ内に放射状に配置されていて、トンネル型の配列が形成されている。各ばねの両端部には、円形の折り返し部が設けられている。ビードリングの役を果たす鋼線が、円形の折り返し部の中に通されている。円周方向において、放射状のばねは、タイヤのクラウン部で補強材によって対に結ばれている。この解決法では、タイヤは必要な負荷能力を確保するため加圧されている。
【０００７】
上記従来技術の各タイヤの欠点は、各タイヤのばねのクラウン部が平坦になり、大きな変形のためにばねが疲労して破断するので、各タイヤは、約４５０ポンド(約１６８ｋｇ)を越える荷重を支えるのに適していないことである。この様な構造の車両用タイヤの別の欠点は、それらが低走行速度（最大時速２５−３５マイル(約４０−５６ｋｍ)の車両にしか使用できないことである。それより荷重又は速度が高くなると、車両のタイヤの温度が、大きなばね変形のため１７５°Ｆから１９５°Ｆ（約７９℃から約９１℃）の許容温度限界を大幅に越える。その結果ゴム材の老化が非常に早く進み、それ以上使用するのに不適切になってしまう。上記従来技術のタイヤの他の欠点は、外形高さが高いため側方安定性が低いことである。このため、今日の高速車両で安全に機能するのは不可能である。
【０００８】
共有譲渡されているサボティクス（Ｓｕｂｏｔｉｃｓ）の米国特許第６，３７４，８８７号の目的は、タイヤ内に放射状に配置されている、好ましくは鋼の様な材料で作られた円弧状の板ばねで補強されている非空気式車両用タイヤである。このタイヤは、走行面を含むクラウン部と肩部を介してクラウン部に接続されている２つの側壁を形成している。２つの側壁は、車輪リムの中に締め付けられるビードで終端している。クラウン部、側壁及びビードは、円弧状の板ばねで支持されている、弾性材料で作られたリブによって一体に保たれている。板ばねの端部は、ビードの中に可撓的に埋め込まれており、車両用タイヤ全体が、予応力の掛かった状態で車輪リム上に取り付けられている。
【０００９】
しかしながら、サボティクス（Ｓｕｂｏｔｉｃｓ）の８８７号特許の非空気式タイヤの欠点は、板ばねがタイヤのゴム本体の中に組み込まれていないため、作動時に補強リブが板ばねの上を滑ることである。この様にして発生する摩擦力は、熱を発生させる結果となる。その結果、使用中にタイヤはかなり高温になる。更に、板ばねの端部がビード内に可撓的に埋め込まれているため、作動中にタイヤの大きな変形によりタイヤのビードもかなり高温になる。加えて、タイヤの高負荷状態では、ばねの端部はビードのゴム材料の中へ押込まれる。その結果、ばねのビードの端部は、互いに離れる方向に動き、ばねのクラウン部に折れ目のような山形の変形が発生する。これらの山形の変形は、ほんの短時間の動作でばねの破損を生じさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、既知の車両用タイヤの上記欠点を無くすか又は少なくとも低減する、高い耐摩耗性、負荷能力、速度及び側方安定性を有する、非空気式車両用タイヤを提供することである。
【００１１】
上記及びその他の目的及び利点は、以下の詳細な説明により明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、車両用の非空気式タイヤに関する。本発明は、公知の車両用ばね付きタイヤの欠点が、主に板ばねの形状、材料及び配置、及びタイヤのゴム本体への接合様式に起因するものであるという認識に基づいている。
【００１３】
本発明の車両用タイヤは、弾性材料、好ましくはゴム又はポリウレタン、で作られた本体を特徴としている。本体は、走行面を含むクラウン部と、肩部を介してクラウン部に接続されビードで終端している２つの側壁と、を有している。放射状に配置されている湾曲したばねは、円周方向に互いに所定の距離間隔をもって配置され、一方のビードから他方のビードまで延びている。タイヤをリムに装着する際にビードがリムのフランジを乗り越えるように引き伸ばされるので、タイヤのビードは、従来型の車両用車輪のリムのフランジ内に張力によって固定されている。本発明によれば、湾曲したばねは、少なくともクラウン部に沿ってタイヤ本体に埋め込まれている。
【００１４】
本発明の非空気式タイヤの或る実施形態では、一方のビードから他方のビードまで０＜ｔ＜πの角度範囲で湾曲しているばねの形状は、Ｘ軸とＹ軸を有する直交座標系において、式ｘ＝ａ・ｃｏｓ  ｔとｙ＝ｂ・ｓｉｎ  ｔで記述されることができる。この形状は、半楕円であり、ここで半楕円は、以下の楕円
（７／８）ａ＞ｂ＞（１／２）ａ
によって決められた範囲内にある。ここで、
ａは、楕円の長軸の二分の一であり、
ｂは、楕円の短軸の二分の一である。
【００１５】
理想的な場合、
ｂ＝（２／３）ａ  である。
湾曲したばねの内向きに曲った端部と直交座標系のＸ軸との間の角度αは、約８°の最小値であることが好ましく、又はタイヤのビードに嵌合する車輪のリム部と車輪のリムの回転軸との間の角度に等しいことが好ましい。
【００１６】
クラウン部の湾曲したばねは、高強度で伸びの小さい優れた動的特性を有する２つの挿入ベルトで囲まれている。このベルトは、完全にゴムの中に埋め込まれており、ばねの半径方向外側に配置されている。
【００１７】
本発明の非空気式タイヤの第２の実施形態は、２部品構成で取り外し可能な車輪リムに使用するのに適しており、ベルトが省かれており、湾曲したばねの端部が、側面図において水平方向に向いたＣ字型を形成していることを除いて第１の実施形態と同じ構造を特徴としており、このＣ字型によって形成された凹みでは、ビードリングが、ビードのゴム本体の中に埋め込まれている。円形のビードリングは、高強度鋼の、円形に曲げられた、ゴムの中に埋め込まれた撚りばね鋼線、又は黒鉛又はガラス繊維で補強され得るケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）、で作られているのが好ましい。
【００１８】
本発明の非空気式タイヤの第３の実施形態では、複数の放射状に延び円周方向に間隔を空けて配置されている複合曲線ばねが、少なくとも部分的にタイヤ本体のクラウン部と第１及び第２側壁の中に埋め込まれており、各複合曲線ばねは、タイヤ本体の第１ビード内で終端する第１端部と、タイヤ本体の第２ビード内で終端する第２端部とを有している。円周方向に延びているベルトは、高強度で伸びの小さい材料で構成され、複数の湾曲したばねを囲むように、これらの半径方向外側に配置されている。
【００１９】
ばねは、複合材料で構成されており、各ばねは、略Ｓ字型の第１側壁と略逆Ｓ字型の第２側壁を含んでいる。より具体的には、各ばねの側壁は、それぞれ上側及び下側側壁部を含んでおり、上側側壁部はタイヤの半径方向面に対して凸型であり、下側側壁部はタイヤの半径方向面に対して凹型をしている。各ばねは、更に、車両用車輪のリムに対して凸型の上端部と、概ね水平軸線に沿って配置されるように平坦である端部とを備えている。円周方向に延びている緩衝材は弾性材料で作られ、タイヤ本体に包囲されるように車両用車輪のリムと係合する。
【００２０】
湾曲したばねの表面は、接着を促進する材料、好ましくは二成分ケモシル（ＣＨＥＭＯＳＩＬ）溶液で処理されることが好ましく、又は銅で湾曲したばねの表面を被覆してもよい。更に、走行面の下にある湾曲したばねを、ゴムで被覆された補強材料、例えば、鋼のベルト又はケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）繊維で覆うのが好ましい。
【００２１】
本発明による車両タイヤは、貨物自動車、軍用車両、乗用車、等を含む、タイヤを有する全ての車両で有利に使用することができる。
本発明の実施形態についての以下の詳細説明を、特許請求の範囲及び添付図面に関連付けて読むことにより、本発明の特性及び範囲がより完全に理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の車両用タイヤの第１の実施形態を、図１に断面図で示している。全体的に１と表記している本体は、（ダイカスト、トランスファー成形又は射出成形などによる）ゴム又はポリウレタンの様な弾性材料で作られているのが好ましい。明細書の他の部分では、タイヤ本体の材料はゴムであると仮定しているが、代替材料も使用できるものと理解すべきである。タイヤ本体１は、走行面が設けられた、円周方向に延びるクラウン部１．１と、肩部１．２を介してクラウン部に接続され且つ円周方向に延びるビード１．４で終端している、円周方向に延びる隣接する側壁１．３と、を有している。車両用タイヤのビード１．４は、一部品構成の車輪リム５の中に締め付けられ（ｃｌａｍｐ）ている。
【００２３】
図１、図４、図６に示すように、車両用タイヤ本体１は、放射状に延びる湾曲したばね２を含んでいる。湾曲したばね２の材料は、繊維補強プラスチック又は繊維ガラスとして一般的に知られている、熱可塑性基質とガラス繊維補強材との複合材料であるのが好ましい。基質は、マイラー（ＭＹＬＡＲ）としても既知の、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリエステルであるのが好ましい。他の熱可塑性プラスチック、エポキシ樹脂、ビニールエステル又は他の熱硬化性樹脂も基質材料として使用することができる。ガラス繊維の代替品として、ザイロン（ＺＹＬＯＮ）繊維又はケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）繊維を使用してもよい。複合材料構造の代わりに、湾曲したばねを、単層又は多層ばね鋼、黒鉛、又は黒鉛又はガラス繊維で補強されたケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）で作ってもよい。
【００２４】
図１と図６に示すように、一対の挿入ベルト３が、クラウン部１．１の湾曲したばね２の上方に埋め込まれている。図１で８と表示している、ベルト上方のクラウン部には、タイヤのトレッドパターンが設けられている。ベルト３は、高強度で伸びの小さい材料で構成しなければいけない。ベルト３の材料は、鋼であるのが好ましいが、代わりに高強度のゴム引き布でもよい。ベルト３は、代わりに、クラウン部１．１の円周方向軸線に対して最小１０°の角度で配置される、ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）を含む繊維又は鋼索で構成してもよい。ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）繊維によって、車両用タイヤ１を車輪リム５に、予応力を加えて取り付けることができる。これは、高速走行時に高い角運動量に因る広がりから保護することによって、そして制動時に、車輪リム５上でビード１．４が滑るのを防ぐ。少なくとも厚さ１ｍｍのゴム層が、挿入ベルトと湾曲したばねの間になければならない。
【００２５】
図１と図６に示すように、湾曲したばね２の端部４は、折り返されている。湾曲したばねの折り返された端部４は、車輪のリム５に押し付けられる。このために、車輪リムに溝が設けられている。
【００２６】
湾曲したばね２は、ビード１．４及び側壁１．３の内側において、及びクラウン部１．１の内側の部分６において、ゴムで覆われているのが好ましい。より優れた熱伝導性を確保するため、湾曲したばね２は、肩部１．２の内側部分７の下方は覆われない状態に残っていてよい。図６に関して後に詳細に説明するように、湾曲したばね２も、適切にゴムの中へ埋め込み易くするため、良好な金属―ゴム間接着（又は、ばねの構成材料によっては、複合材料又は繊維ガラス―ゴム間接着）を保証する材料で被覆されるのが好ましい。
【００２７】
本発明による車両用タイヤの第２の実施形態を、図２に断面図で示し、全体を１．５と表示している。第２の実施形態は、一部品構成、又は１２及び１３と表示している二部品構成の車両用車輪リムに取り付けられている。図２で示すように、湾曲したばね２．１の端部は、横たわるように配置された（水平方向）Ｃ字型に曲げられている。ビードリング９が、両方のタイヤビード部１．６の中でＣ字型のばね端部によって形成されている凹みの中に配置されている。ビードリングは、高強度で伸びの小さい材料で、好ましくは鋼線で構成されるのがよい。折り返された湾曲したばね２．１の足部１０は、車輪のリムに押し付けられ、上方向に向いたばねの先端部１１は、ビードリング９がビード１．６から滑り出るのを防いでいる。ビードリング９と湾曲したばね２．１は、タイヤのゴムの中に完全に埋め込まれている。車両用タイヤ１．５の内側では、湾曲したばね２．１は、空気中の湿気に触れないようにゴム層１４によって覆われている。これにより、湾曲したばね２．１の酸化が防止される。
【００２８】
図３は、Ｘ軸とＹ軸を有する直交座標系内の車両用タイヤ１の断面における、図１の湾曲したばね２の形状を示している。図１のばね２に関する以下の説明は、図２のばね２．１にも適用される。図３において、湾曲したばね２の形状を表している半楕円１５によってＹ軸上に画定されている点ｂは、理想的な場合は、点ｂ´とｂ″の間に収まっており、ここで、
点ｂ´は、条件（ｂ´＝１／２・ａ）を満たす半楕円１７によってＹ軸上に画定され、
点ｂ″は、条件（ｂ″＝７／８・ａ）を満たす半楕円１６によってＹ軸上に画定される。
【００２９】
半楕円１５、１６、１７は、点ａでＸ軸と交差し、ここで、２ａは楕円の長軸、２ｂ、２ｂ´、２ｂ″は、楕円の短軸である。
而して０＜ｔ＜π（０−１８０°）の角度範囲における湾曲したばね２の外形は、Ｘ軸とＹ軸を有する直交座標系において、等式ｘ＝ａ・ｃｏｓ  ｔ及びｙ＝ｂ・ｓｉｎ  ｔで定義され、以下の条件を満たす楕円と一致する。
【００３０】
７／８・ａ＞ｂ＞１／２・ａ
ここで、
ａは、楕円の長軸の二分の一であり、
ｂは、楕円の短軸の二分の一である。
【００３１】
理想的な場合、
ｂ＝（２／３）ａである。
本発明の車両用タイヤの第１及び第２の実施形態の両方では、図３で第１の実施形態に関して示したように、車両用タイヤの肩部１．２は、因子（ｆａｃｔｏｒ）ｋ  ＝  ２ａ／１００・５ｍｍだけ車両用タイヤ１のビード部１．４より幅広であることができ、このとき、ビード１．４の間の距離は、１つのビードを覆っているゴム層の厚さの２倍に２ａを加えたものに等しい。
【００３２】
湾曲したばね２の端部（及び図２ではばね２．１の足部１０）は、図３に示すように、最小値α＝８°の折り曲げ部で形成されている。その結果、湾曲したばねの端部４と（図２ではばね２．１の足部１０の）軸Ｘの間の角度は少なくとも８°である。
【００３３】
第１及び第２の実施形態の車両用タイヤの衝撃吸収は、湾曲したばね２又は２．１の形状変化によって生じる。半楕円の輪郭によって、負荷が掛かった時のばねの形状変化は、湾曲したばね２又は２．１の全長に沿って均一に分配される。換言すれば、破損を招くような応力のピークは発生しない。その結果、放射状又は斜めコード構造の従来型車両用タイヤと同等又はそれより優れた動的耐用年数が確保できる。
【００３４】
ビード部１．４と１．６を覆っている薄いゴム層は、車両用タイヤ１及び１．５のビード１．４及び１．６が、それぞれ、車輪リム５及び１２、１３上で滑るのを阻止又は防止するように密着性を提供する。このゴム層は、車両用タイヤの衝撃吸収では何の役割も果たしていない。
【００３５】
図４は、車両用タイヤ１内の湾曲したばね２の配置を示す。図１のばね２とタイヤ１に関する以下の説明は、図２のばね２．１とタイヤ１．５にも適用される。湾曲したばね２の厚さ、その幅Ａ、及びクラウン部１．１で測定される円周方向の間隔Ｃとビード１．４で測定される間隔Ｂは、車両用タイヤ１の寸法、並びに車両用タイヤ１から予測される特性に大きく依存する。ゴムの動的特性を考慮すると、距離Ｃ及び寸法Ａは、各々最小値が１０ｍｍであり、距離Ｂの最小値は、２ｍｍであるとよい。例えば、直径１５”（約０．３８ｍ）の車両用タイヤの速度が約時速９５マイル（１５２ｋｍ）で、その負荷が約８８０ポンド（約３９９ｋｇ）の場合、厚さ２ｍｍのばね鋼材では、湾曲したばね２の寸法Ａは、最小値が２０ｍｍであり、湾曲したばねの間の間隔Ｃは、最小値が１５ｍｍである。
【００３６】
図５は、車両用タイヤ１．５に負荷が掛かったときのゴム本体と湾曲したばね２．１の変形を示す。図２のばね２．１とタイヤ１．５に関する以下の説明は、図１のばね２とタイヤ１にも適用される。図５で分かるように、負荷が掛かると、半楕円形の湾曲したばね２．１の寸法ｂは湾曲１９に変形するので、そのクラウン部での高さは寸法ｂ”まで小さくなり、一方で湾曲したばね２．１のビード部１．６の位置は変わらない。その結果、走行面の凸面１８は、変形して平面２０になる。
【００３７】
図６に示すように、（図１の）湾曲したばね２の表面は、タイヤ本体のゴムに対する良好な接着性を保証するために、二成分ケモシル（ＣＨＥＭＯＳＩＬ）溶剤２１で処理されるのが好ましい。また、走行面より下の部分では、ばね２は、ゴム引きケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）布２２の様な補強材で覆われているのが好ましい。図２のばね２．１に付いても同様のことが言える。湾曲したばね２より上方又は半径方向外側には、先に述べた様に、挿入ベルト３が配置され、高速走行時の車輪のリム５に対する車両用タイヤの密着性を保証している。
【００３８】
本発明の車両用タイヤの第３の実施形態を、図７と図８に示す。第１及び第２の実施形態と同様に、全体を３０で表示されている本体は、（ダイカスト、トランスファー成形、又は射出成形などにより）ゴム又はポリウレタンの様な弾性材料で作られているのが好ましい。タイヤ本体３０は、走行面が設けられた円周方向に延びるクラウン部３０．１と、肩部３０．２を介してクラウン部に接続され円周方向に延びるビード３０．４で終端している円周方向に延びる２つの隣接する側壁３０．３と、を有している。車両用タイヤのビード３０．４は、一部品構成の車輪のリム３５の中に締め付けられている。一部品構成のリムを図示しているが、本発明のタイヤの第３の実施形態は、２部品構成の車輪のリムに取り付けることもできる。
【００３９】
図７と図８に全体を３２で表示しているように、車両用タイヤ本体３０は、放射状に延びる複合曲線のばね３２を含んでいる。各ばねは、クラウン部又は上部３２．１、肩部又は上側側壁部３２．２、下側側壁部３２．３、及び端部３２．４を含んでいる。図７と図８に示すように、ばねの上部３２．１は、車両用車輪のリム３５に対して僅かに凸型である。ばねの上側側壁部３２．２は、図７に３９で示すタイヤの半径方向の面に対して外側に凸型である。ばねの下側側壁部３２．３は、半径方向の面３９に対して内側に凹型である。その結果、ばねは、Ｓ字型と逆Ｓ字型の側壁を特徴としている。ばね３４の端部は水平軸に沿って位置するように概ね平坦であり、リム３５の平坦な部分に載って、車両用タイヤに掛かる荷重を円周方向に分配している。ばね３２は、平坦な端部を除いて円形又は直線部分の無い、連続的な曲線として形成されており、耐用年数を長くするために応力集中を回避している。ばねの厚みと幅は様々であるが、一例を挙げると、厚さ４ｍｍで幅１０ｍｍである。
【００４０】
タイヤのビード３０．４には、図２に９として示すように、鋼又は複合材料のビードリングが設けられていてよい。ばね３２の端部３４は、この様な実施形態ではビードリングと係合している。
【００４１】
複合曲線ばね３２の材料は、繊維補強プラスチック又は繊維ガラスとして広く知られている、熱可塑性基質及びガラス繊維補強材との複合材であるのが好ましい。基質は、マイラー（ＭＹＬＡＲ）として既知のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリエステルであるのが好ましい。他の熱可塑性、エポキシ、ビニールエステル、又は他の熱硬化性樹脂も基質材料として使用することができる。ガラス繊維の代替物として、ザイロン（ＺＹＬＯＮ）繊維、又はケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）繊維も使用することができる。複合材構造の代替物として、複合曲線ばね３２は、単層又は多層ばね鋼、黒鉛、又は黒鉛又はガラス繊維で補強されたケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）で作ることもできる。
【００４２】
複合曲線ばねは、引出成形とその後に続く熱成形処理で製造されるのが好ましい。ばねを熱成形する前に、ばね成形金型に剥離層のテクスチャードフィルム（ｔｅｘｔｕｒｅｄ  ｆｉｌｍ）を貼り付けるのが好ましい。熱成形中に、熱可塑性基質材料が剥離層の間隙、亀裂、及び空洞に流れ込んで、光沢のある表面を回避し、表面粗さを大きくし、その後の工程でばね表面に塗布される材料との結合性を高める。
【００４３】
タイヤは、トランスファー成形で生産されるのが好ましい。図８に示すように、ケムロック（ＣＨＥＭＬＯＫ）接着剤４４を、トランスファー成形前にばね表面に塗布して、ゴムをばねの表面上に直接加硫し、ゴムの引裂き強度よりも高い接着強度を提供して接着不具合を回避できるようにするのが好ましい。加えて、走行面の下側部分では、ばね３２は、鋼のベルト又はゴム引きケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）布４２の様な補強材料で覆われるのが好ましい。
【００４４】
図７と図８に示すように、タイヤは、リム３５の上にリムを円周方向に取り巻くように配置されたリング状の緩衝材（ｓｎｕｂｂｅｒ）４１を含んでいるのが好ましい。緩衝材は、どの様なエラストマー又はゴムで作ってもよいが、ポリエチレン発泡材の様な熱可塑性発泡材で作るのが好ましい。緩衝材は、車両が路上危険物に遭遇するか、又は過負荷になるような場合に、ばね３２を、弾性限界を超える変形から保護する。
【００４５】
第１の実施形態と同様に、本発明のタイヤの第３の実施形態は、タイヤのクラウン部３０．１の複合曲線ばね３２の上方に埋め込まれた一対の挿入ベルト３３を含んでいるのが好ましい。図７に３８と表示しているベルト上方のクラウン部には、タイヤのトレッドパターンが設けられている。ベルト３３は、高強度で伸びの小さい材料で構成すべきである。ベルト３３の材料は、鋼であるのが好ましいが、代わりにある種の高強度ゴム引き繊維でもよい。ベルト３３は、クラウン部３０．１の円周方向軸線に対して最小１０°の角度に配置された繊維含有ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ）又は鋼コードで構成してもよい。少なくとも厚さ２ｍｍのゴム層を、挿入ベルトと湾曲したばねの間に配置すべきである。ベルト３３は、高速走行時に確実に車両用タイヤ３０を車輪のリム３５に密着させる働きをする。
【００４６】
第３の実施形態の車両用タイヤ３０における湾曲したばねの配置もまた、図４を参照して説明される。複合曲線ばね３２の厚さ、幅Ａ、クラウン部３０．１で測定される円周方向の間隔Ｃ、及びビード部３０．４で測定される間隔Ｂは、車両用タイヤ３０の寸法、並びに車両用タイヤ３０から予測される特性に大きく依存する。ゴムの動的特性を考慮して、間隔Ｃと寸法Ａは、各々最小値が１０ｍｍ、間隔Ｂは、最小値が２ｍｍとすべきである。
【００４７】
本発明による車両用タイヤの有意な利点は、以下の通りである。
この車両用タイヤが内部圧力を有さず、而して走行特性を低下させるような空気の抜けが無いことによる、パンク時の総合的な安全性。
【００４８】
製造工程は、巧く自動化可能であり、製造品質に信頼性がある。
タイヤ空気圧の監視／制御が不要であり、スペアタイヤの必要が無い。
本発明による車両用タイヤの製造の要求エネルギーは、従来型のタイヤに比べて一般的に低い。その結果、環境被害が少ない。
【００４９】
空気式タイヤより低い転がり抵抗と優れた燃費効率。
以上、本発明の好適な実施形態を示し、説明してきたが、当業者には自明のように、本発明の精神から逸脱すること無く、これらに変更及び修正を加えることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲に定義されている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】一部品構成の車輪リムに取り付けられている本発明の車両用タイヤの第１の実施形態の断面図である。
【図２】二部品構成の車輪リムに取り付けられている本発明の車両用タイヤの第２の実施形態の断面図である。
【図３】図１のタイヤの湾曲したばねの形状を示している線図である。
【図４】図１のタイヤの円周方向に切った断面図である。
【図５】図２のタイヤの湾曲したばねの形状を示している線図である。
【図６】図１のタイヤの斜視断面図である。
【図７】一部品構成の車輪リムに取り付けられている本発明の車両用タイヤの第３の実施形態の断面図である。
【図８】接着及び補強材料がばねに貼り付けられた状態の図７のタイヤの斜視断面図である。
【図１】
2008542086.tif 000002
【図２】
2008542086.tif 000003
【図３】
2008542086.tif 000004
【図４】
2008542086.tif 000005
【図５】
2008542086.tif 000006
【図６】
2008542086.tif 000007
【図７】
2008542086.tif 000008
【図８】
2008542086.tif 000009