(57)【要約】【課題】空気による膨張を必要とするという短所なしに、空気入りタイヤの特徴の全てを備える改良された非空気式タイヤを提供する。【解決手段】構造的に支持された非空気式タイヤは、環状かつ接地するトレッド部分と、環状のせん断バンドと、ジオデシック（測地線に沿った）プライと、を有する。【選択図】図３
2017114480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非空気式タイヤであって、
環状かつ接地するトレッド部分と、
せん断バンドと、
前記トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、
を有し、
前記補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、
前記補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有し、
前記非空気式タイヤはビードを備えないことを特徴とする、非空気式タイヤ。
【請求項２】
前記１以上の補強コードは前記半径方向に配向している、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項３】
リムに装着され、前記リムは軸方向に調節可能である、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項４】
前記補強層は、前記サイドウォールが角度づけられるように、前記半径方向に対して角度αを形成する、請求項１に記載の構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項５】
前記角度αは、−２０°から＋２０°の範囲内にある、請求項４に記載の構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項６】
前記補強層の半径方向の内側の端部がリムに固定されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項７】
前記補強層の前記半径方向の内側の端部は、前記補強層の半径方向の外側の端部の軸方向の内側にある、請求項６に記載の非空気式タイヤ。
【請求項８】
前記補強層の半径方向の内側の端部が、リムに装着された環状クランプに固定されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項９】
前記補強層は、前記せん断バンドの半径方向の内側に位置している、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１０】
前記補強層の第１の端部が前記せん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部がリムに固定されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１１】
前記補強層の第１の端部が前記せん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部が前記第１の端部に近接して位置し、中間部分がリムに固定されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１２】
前記補強層の部分が、前記せん断バンドの複数の前記補強層の間に位置している、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１３】
前記サイドウォールは連続した織物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１４】
前記補強層はプライ・ストリップ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１５】
環状かつ接地するトレッド部分と、
せん断バンドと、
第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、
を有し、
前記補強層の第１の端部は前記せん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部は前記第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定されていることを特徴とする、非空気式タイヤ。
【請求項１６】
前記織物の複数のストリップは、さらに、１以上の補強コードを含む、請求項１５に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１７】
前記１以上の補強コードは測地線経路に配向している、請求項１６に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１８】
前記非空気式タイヤはビードを有しない、請求項１５に記載の非空気式タイヤ。
【請求項１９】
環状かつ接地するトレッド部分と、
せん断バンドと、
第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、
を有し、
前記補強層の第１の端部は前記せん断バンド内に位置し、第２の端部は前記第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定されていることを特徴とする、非空気式タイヤ。
【請求項２０】
構造的に支持された非空気式タイヤであって、
環状かつ接地するトレッド部分と、
せん断バンドと、
前記トレッドの半径方向の外側に位置し織物からなる補強層と、
を有し、
前記補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、
前記補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有し、
前記非空気式タイヤはビードを備えないことを特徴とする、構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項２１】
前記非空気式タイヤは環状ビードを有しない、請求項１に記載の構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項２２】
前記非空気式タイヤはリムに取り付けられており、前記リムは軸方向に調節可能である、請求項１に記載の構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項２３】
前記補強層は、前記サイドウォールが角度づけられるように、前記半径方向に対して角度αを形成する、請求項１に記載の構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項２４】
前記補強層の半径方向の内側の端部がリムに固定されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項２５】
前記補強層の半径方向の内側の端部が、リムに装着された環状クランプに固定されている、請求項１に記載の非空気式タイヤ。
【請求項２６】
構造的に支持された非空気式タイヤであって、
環状かつ接地するトレッド部分と、
せん断バンドと、
前記トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、
を有し、
前記補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、
前記非空気式タイヤはリムに装着され、
前記リムはそれぞれのサイドウォールの半径方向の内側の端部を受け入れる相互に平行な壁を有し、
前記相互に平行な壁の間の軸方向の間隔は軸方向に調節可能である、構造的に支持された非空気式タイヤ。
【請求項２７】
環状かつ接地するトレッド部分と、
せん断バンドと、
前記トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、
を有し、
前記補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、
前記補強層は、前記サイドウォールが角度づけられるように、前記半径方向に対して角度αを形成し、前記角度αはタイヤの動作中に調節可能である、構造的に支持された非空気式タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して乗り物用タイヤ及び非空気式タイヤに関し、詳しくは、非空気式タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤは、１世紀以上の間、乗り物による移動可能性に関して選ばれた解決策であり続けてきた。空気入りタイヤは、引張構造である。空気入りタイヤは、今日、空気入りタイヤをきわめて支配的なものとした少なくとも４つの特徴を有する。空気入りタイヤは、タイヤ構造の全てが荷重を支えることに関係するので、荷重を支えることに有能である。空気入りタイヤは、接地圧が小さく、これは乗り物の荷重の分配に起因して路面上でのより少ない摩耗しかもたらさないので、この点でも好ましい。空気入りタイヤは、剛性が低く、これは、乗り物における快適な乗り心地を保証する。空気入りタイヤの主たる短所は、圧縮流体を必要とすることである。在来型の空気入りタイヤは、膨張圧の完全な喪失の後には役に立たなくなる。
【０００３】
膨張圧なしで動作するように設計されたタイヤは、空気入りタイヤに関連したこれらの問題点や妥協点の多くを取り除くことが可能性がある。圧力維持も圧力監視も必要とされない。今までの中実タイヤのような構造的に支持されたタイヤや他の弾性構造は、在来の空気入りタイヤで要求されるレベルの性能を有してこなかった。空気入りタイヤと同じような性能を与える、構造的に支持されたタイヤによる解決策は、望まれている改善であろう。
【０００４】
非空気式タイヤは、通常、その荷重支持効率によって規定される。「ボトムローダー(bottom loader)」は、ハブより下側の構造の部分で荷重の大部分を支える、本質的に剛体の構造である。「トップローダー(top loader)」は、構造の全部が荷重を支えることに関わるように設計されている。したがってトップローダーは、ボトムローダーよりも荷重支える能率が高く、より軽量な設計を可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空気による膨張を必要とするという短所なしに、空気入りタイヤの特徴の全てを備える改良された非空気式タイヤが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えない非空気式タイヤを提供する。
【０００７】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに１以上の補強コードは半径方向に配向している非空気式タイヤを提供する。
【０００８】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらにリムに装着され、リムが軸方向に調節可能である非空気式タイヤを提供する。
【０００９】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層が、サイドウォールが角度づけられるように、半径方向に対して角度αを形成する非空気式タイヤを提供する。
【００１０】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層が、サイドウォールが角度づけられるように、半径方向に対して角度αを形成し、角度αが−２０°から＋２０°の範囲内にある非空気式タイヤを提供する。
【００１１】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層の半径方向の内側の端部がリムに固定されている非空気式タイヤを提供する。
【００１２】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層の半径方向の内側の端部がリムに固定され、補強層の半径方向の内側の端部が補強層の半径方向の外側の端部の軸方向の内側にある、非空気式タイヤを提供する。
【００１３】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層の半径方向の内側の端部が、リムに装着された環状クランプに固定されている、非空気式タイヤを提供する。
【００１４】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層はせん断バンドの半径方向の内側に位置する、非空気式タイヤを提供する。
【００１５】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層の第１の端部がせん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部がリムに固定されている、非空気式タイヤを提供する。
【００１６】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層の第１の端部がせん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部が第１の端部に近接して位置し、中間部分がリムに固定されている、非空気式タイヤを提供する。
【００１７】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層の部分が、せん断バンドの複数の補強層の間に位置する、非空気式タイヤを提供する。
【００１８】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、サイドウォールは連続した織物から形成されている、非空気式タイヤを提供する。
【００１９】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、補強層はプライストリップから形成されている、非空気式タイヤを提供する。
【００２０】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、を有する非空気式タイヤであって、補強層の第１の端部はせん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部は第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定されている非空気式タイヤを提供する。
【００２１】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、を有する非空気式タイヤであって、補強層の第１の端部はせん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部は第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定され、織物の複数のストリップは、さらに、１以上の補強コードを含む、非空気式タイヤを提供する。
【００２２】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、を有する非空気式タイヤであって、補強層の第１の端部はせん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部は第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定され、織物の複数のストリップは、さらに、１以上の補強コードを含み、１以上の補強コードは測地線経路に配向している、非空気式タイヤを提供する。
【００２３】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、を有する非空気式タイヤであって、補強層の第１の端部はせん断バンドの半径方向の外側に位置し、第２の端部は第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定され、非空気式タイヤはビードを有しない、非空気式タイヤを提供する。
【００２４】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、第１の半径と第２の半径の間で延びる織物の複数のストリップからなる接続ウェブと、を有し、補強層の第１の端部はせん断バンド内に位置し、第２の端部は第１の端部に近接して位置し、中間部分はリムに固定されている非空気式タイヤを提供する。
【００２５】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の外側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する構造的に支持された非空気式タイヤであって、ビードを備えない、構造的に支持された非空気式タイヤを提供する。
【００２６】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、さらに、環状ビードを有しない非空気式タイヤを提供する。
【００２７】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、リムに取り付けられており、リムは軸方向に調節可能である、非空気式タイヤを提供する。
【００２８】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、補強層は、サイドウォールが角度づけられるように、半径方向に対して角度αを形成する、非空気式タイヤが提供される。
【００２９】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、補強層の半径方向の内側の端部がリムに固定されている、非空気式タイヤを提供する。
【００３０】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、測地線経路に配向した１以上の補強コードを有する非空気式タイヤであって、ビードを備えず、補強層の半径方向の内側の端部が、リムに装着された環状クランプに固定されている、非空気式タイヤを提供する。
【００３１】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有する構造的に支持された非空気式タイヤであって、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、非空気式タイヤはリムに装着され、リムはそれぞれのサイドウォールの半径方向の内側の端部を受け入れる相互に平行な壁を有し、相互に平行な壁の間の軸方向の間隔は軸方向に調節可能である、構造的に支持された非空気式タイヤを提供する。
【００３２】
本発明の１以上の実施態様は、環状かつ接地するトレッド部分と、せん断バンドと、トレッドの半径方向の内側に位置し織物からなる補強層と、を有し、補強層は、半径方向の内側に延びてサイドウォールを形成し、補強層は、サイドウォールが角度づけられるように、半径方向に対して角度αを形成し、角度αはタイヤの動作中に調節可能である、構造的に支持された非空気式タイヤを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態の非空気式タイヤの斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の非空気式タイヤの斜視図である。
【図３】図１または図２の非空気式タイヤの断面図である。
【図４】二重補強層を有する図１または図２の非空気式タイヤの断面図である。
【図５】ジオデシック・プライ・スポークを有する図１のタイヤの拡大側面図である。
【図６】ジオデシック・プライ・スポークを有する本発明の一実施形態の斜視図である。
【図７】折り返しを有するジオデシック・プライ・スポークを有する本発明の第３の実施形態の側面図である。
【図８Ａ】せん断バンドの複数の補強層の間でせん断バンド内に位置するプライを示す、本発明の断面図である。
【図８Ｂ】任意付加の弾性部材の周りでクランプされたプライの代替実施形態を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を示す図である。
【図１０】せん断バンドに埋め込まれたプライ・スポークを示す、本発明の断面図である。
【図１１Ａ】せん断バンドに対するバネ定数試験を示す図である。
【図１１Ｂ】力−変位曲線の傾きから決定されたバネ定数を示す図である。
【図１２】せん断剛性ＧＡの算出を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明は、以下の説明と添付の図面を参照して、よりよく理解されるであろう。
【００３５】
［定義］
本明細書に関し、以下の用語は次のように定義される。
【００３６】
「赤道面」は、タイヤの中心線を通り、タイヤの回転軸に直交する面を意味する。
【００３７】
「子午面」は、タイヤの回転軸に平行であって、回転軸から半径方向外側に延びる面を意味する。
【００３８】
「ヒステリシス」は、１０％動的せん断歪み及び２５℃で測定された、動的損失正接を意味する。
【００３９】
本発明の非空気式タイヤ１００が、添付図に示されている。本発明の非空気式タイヤは、地面と係合する半径方向外側のトレッド２００と、せん断バンド(shear band)３００と、１以上の補強層４００と、を含む。本発明の非空気式タイヤは、せん断バンド３００と補強層４００とが効果的に荷重を支えるように、トップロード構造であるように設計されている。せん断バンド３００と補強層４００とは、せん断バンドの剛性がタイヤのバネ定数に直接関連するように設計されている。補強層は、タイヤのフットプリント（接地面）内で曲がったり変形したりするが、圧縮したり圧縮性荷重を支えたりはしない剛体構造として構成されている。このことは、フットプリント領域の外にある残りの構造に対し、荷重を支える能力を与え、これにより、非常に荷重効率のよい構造がもたらされる。上記の理由によりこの荷重を最小化し、せん断バンドが路上の障害物に乗り越えるために屈曲できるようにすることが好ましい。おおよその荷重分散は、圧縮を被る補強構造の下側部分が荷重を実質的に支えないように、好ましくは１０％未満しか支えないように、荷重のおおむね９５〜１００％がせん断バンドと補強層４００の上側半径部分によって支えらえるというものである。
【００４０】
トレッド部分２００は、望まれる通りに在来型のトレッドであってもよく、溝や、それらの間に本質的に長手方向のトレッド・リブを形成する長手方向に配列した複数のトレッド溝を含んでいてもよい。リブは、横方向あるいは長手方向にさらに分割されて、特定の乗り物の応用における使用の必要条件に適合したトレッド・パターンを形成してもよい。トレッド溝は、タイヤの意図された使用に合致する任意の深さを有してもよい。タイヤ・トレッド２００は、種々の条件での性能の改善をするために要求されるように、リブ、ブロック、ラグ、溝及びサイプなどのような要素を含んでいてもよい。
【００４１】
［せん断バンド］
せん断バンド３００は、好ましくは環状である。せん断バンドの断面図が図３に示されている。せん断バンド３００は、タイヤ・トレッド２００の半径方向内側に配置されている。せん断バンド３００は第１及び第２の強化（すなわち補強された）エラストマー層３１０，３２０を含んでいる。せん断バンド３００の第１の実施形態において、せん断バンドは、相互に平行に配列され、エラストマーからなるせん断性マトリックス３３０で分離された２つの非伸張性の補強層３１０，３２０からなる。各々の非伸張性層３１０，３２０は、相互に平行であってエラストマー・コーティング中に埋め込まれた非伸張性の補強コード３１１，３２１から形成されていてもよい。補強コード３１１，３２１は、鋼、アラミド、ナイロン、ポリエステルあるいは他の非伸張性の構造体であってよい。せん断バンド３００は、さらに、第１及び第２の強化エラストマー層３１０，３２０の間に位置する、任意に追加される第３の強化エラストマー層３４０（不図示）を含んでいてもよい。
【００４２】
さらに、サイドウォールの折れ曲がった形状を制御し曲げ応力を低減するために、せん断バンドの外側の横方向端３０２，３０４は、丸みをつけられていることが好ましい。
【００４３】
第１の強化エラストマー層３１０において、補強コードは、タイヤの赤道面に対し０から約±１０°の範囲内の角度Φで配向している。第２の強化エラストマー層３２０において、補強コードは、タイヤの赤道面に対し０から約±１０°の範囲内の角度φで配向している。好ましくは、第１の層の角度Φは、第２の層における補強コードの角度φの逆方向にある。すなわち、第１の強化エラストマー層における角度＋Φと第２の強化エラストマー層における角度−φである。
【００４４】
せん断マトリックス３３０は、約０．１０インチ（２．５４ｍｍ）から約０．２インチ（５．０８ｍｍ）の範囲内の半径方向の厚みを有してよく、より好ましくは０．１５インチ（３．８１ｍｍ）である。せん断マトリックスは、好ましくは、１５ＭＰａから８０ＭＰａの範囲内、より好ましくは４０ＭＰａから６０ＭＰａの範囲内のせん断弾性係数Ｇmを有するエラストマー材料によって形成される。
【００４５】
せん断バンドは、せん断剛性ＧＡを有する。せん断剛性ＧＡは、せん断バンドから採取された代表となる試験片でのたわみを計測することによって決定することができる。図１２に示すように、試験片の上面には、横方向の力Ｆが加えられる。試験片は、せん断マトリックス材料から採取された代表的な試料であり、同じ半径方向の厚さを有する。
【００４６】
せん断剛性ＧＡは、次に、下記式から計算される。
【００４７】
ＧＡ＝Ｆ＊Ｌ／ΔＸ
せん断バンドは、曲げ剛性ＥＩを有する。曲げ剛性ＥＩは、せん断バンドの代表となる試験片に対する３点曲げ試験を用いるビーム（梁）機構から決定することができる。これは、２つのローラー支持台上に載置されるビームであって、ビームの中央に集中して加えられる力を受けるビームの場合を表している。曲げ剛性ＥＩは、下式から決定される。
【００４８】
ＥＩ＝ＰＬ3／４８＊ΔＸ
ここでＰは荷重であり、Ｌはビーム長であり、ΔＸはたわみである。
【００４９】
せん断バンドの曲げ剛性ＥＩを最大化し、せん断剛性ＧＡを最小化することが望ましい。ＧＡ／ＥＩの許容できる範囲は、０．０１から２０の間であり、好ましい範囲は０．０１から５の間であろう。ＥＡは、せん断バンドの伸び剛性であり、張力を加え、長さの変化を測定することによって、実験的に求められる。せん断バンドのＥＩに対するＥＡの比は、０．０２から１００の範囲内にあれば許容でき、好ましい範囲は１から５０である。せん断バンド３００は、好ましくは、１５−３０％の最大せん断ひずみに耐えることができる。
【００５０】
せん断バンド３００は、バネ定数ｋを有する。バネ定数は、図１１Ａに示すように、せん断バンドの上端の水平面上に下向きの力Ｆを作用させ、変形の量δを測定することによって実験的に求めることができる。バネ定数ｋは、図１１Ｂに示すように、力対変形曲線の傾きから決定される。
【００５１】
非空気式タイヤは、実験的に定められる全体としてのバネ定数ｋtを有する。非空気式タイヤは、リム５０２の上に装着され、リムを介しタイヤの中央に荷重が加えられる。バネ定数ｋtは、力対変形曲線の傾きから決定される。バネ定数ｋtは、好ましくは、芝刈り機のような小型で低速の乗り物に対し、５００から１０００の範囲内にある。
【００５２】
本発明は、ここに開示したせん断バンド構造に限られるものではなく、０．０１から２０の範囲内のＧＡ／ＥＩ、あるいは、０．０２から１００の範囲内のＥＡ／ＥＩ、あるいは、５００から１０００の範囲内のバネ定数ｋt、さらにはこれらの任意の組み合わせを有する任意の構造を有していてもよい。より好ましくは、せん断バンドは、０．０１から５までのＧＡ／ＥＩ比、あるいは１から５０までのＥＡ／ＥＩ比、あるいはこれらの任意のサブコンビネーションを有する。タイヤ・トレッドは、好ましくはせん断バンドの周りで包まれており、好ましくは、せん断バンドに一体的に成形されている。
【００５３】
［補強構造］
本発明の第１の実施形態の非空気式タイヤが図２に示されている。補強構造４００は、せん断層から伝わった荷重を支える働きをする。補強構造４００は、引張及びせん断として荷重が加えられるが、圧縮では荷重を担わない。図２及び図３に示すように、補強層４００は、第１の端部４０２ａ，４０２ｂを有し、非空気式タイヤのサイドウォールを形成するために第１の半径Ｒ1から第２の半径Ｒ2に延びている。第１の半径において、第１の端部４０２ａ，４０２ｂは、図３に示すように、ビードを設ける必要なしに、リムに接続されたクランプ・リング５００を介してリム５０２にクランプされている。第１の端部４０２ａ，４０２ｂの各々は、半径方向外側に延び、それぞれの第２の端部４０５ａ，４０５ｂにおいて終端となっている。図３に示すように、補強層は、せん断バンド３００の半径方向外側を延び、せん断バンドの横方向縁３０２，３０４の軸方向内側で終端となっている。このようにサイドウォールは、１以上の補強層から形成されることができる。必要ではないが、図４に示されるように、第２の端部４０５ａ，４０５ｂは、随意的に、完全にタイヤのクラウンにわたって延びていてもよい。
【００５４】
補強層４００は、ナイロン、ポリエステル、木綿、ゴムなどの任意の織物あるいは可撓性を有する構造を有することができる。好ましくは、補強層４００は、ナイロン、ポリエステルまたはアラミドである相互に平行な補強材から形成された、強化ゴムまたはプライの層を有する。好ましくは、補強材は、半径方向に配向している。いくつかの理由により、補強層としてタイヤ・プライを使用するのであれば好ましい。第１に、タイヤ・プライは、薄く、かつ、圧縮または屈曲に対する抵抗を有さずに低い曲げ剛性を有するので、非空気式タイヤの用途に対する理想的な接続構造である。タイヤ・プライは、高い引張剛性及び引張強度を有し、これは、非空気式タイヤの用途に必要とされる。タイヤ・プライはまた、安価であって、耐久性が既知であり、容易に入手可能である。さらに、連続するプライ補強層は、スポークあるいはウェブによる非空気式タイヤ構造中に捕捉されうる破片類（デブリ）を除去するが、別々のスポークに関連したタイヤノイズや高周波倍音の原因とはならない。
【００５５】
サイドウォールを形成する補強層は、図３に示されるように、好ましくは、それが半径方向に関して角度αをなすように向きを定められている。角度αは、補強材４００に予め張力を加えることを助けることができ、しかも、タイヤの横方向剛性を大きくして調整することができる。これにより、非空気式タイヤは角度づけられたサイドウォールを有することになる。角度αは、半径方向に対して測られ、−１０°から４５°であってよく、より好ましくは０°から４５°であり、さらにより好ましくは１０°から２５°である。角度αは、リム５０２の軸方向調節機能を用いて要望通りに調節することができる。リム５０２は、軸方向に調節して軸方向のリム幅を狭くしあるいは広げることができる。この軸方向の調節は、プライの張力を制御し、タイヤの横方向剛性を半径方向剛性とは独立に調整することを可能にする。リムは、リムの対向する相互に平行な壁５０６，５０８に取り付けられている張力部材あるいはボルト５０４によって調整されてもよい。クランプ・リング５００は、リム壁５０６，６０８の外側端部に固定されている。あるいは、角度は、サイドウォールの半径方向長さによって調整してもよい。
【００５６】
図１は、補強層が複数のストリップ４０１によって形成されている、本発明の第２の実施形態を示している。ストリップ４０１は、好ましくは、測地線に沿っており(geodesic)、より好ましくは、ストリップは、半径方向に配向している。ストリップは、好ましくは、約０．２５インチ（６．３５ｍｍ）から０．５インチ（１２．７ｍｍ）の幅である。各ストリップは、好ましくは、タイヤに取り付けられたときに好ましくは半径方向に配向するナイロン、ポリエステルあるいはアライド補強材のような１以上の平行な補強材を含んでいる。図３は、ストリップが単一の補強層内に配置されていてもよい、図１の断面を表したものである。ストリップは、図５に示すように、重なり合っていてもよい。あるいは、補強構造４００は、図４及び図５に示すように、図１または図２の実施形態に関して補強材の２以上の層を有していてもよい。図４に示されるように、プライ層は、（軸方向に）タイヤのクラウン部分に完全にわたって延び、せん断バンド３００の半径方向外側に位置している第１の内側層４００を有している。内側プライ層４００は、半径方向内側に延び、リムにクランプされあるいは固定されるループ状の端部４０２ａ，４０２ｂを形成し、ここでプライは第２の層を形成する。この第２の層は、リムのクランプの半径方向外側に延び、それから、せん断バンドの半径方向外側に延び、折り重ねられた端部４０８ａ，４０８ｂにおいて終端する。このようにサイドウォールは、補強プライの二重の層によって形成される。随意付加的な柔軟なＯリングまたは柔軟なゴムバンド８００が、図６に示されるように、ループ状の端部を形成するために用いられてもよい。ここで柔軟なＯリングとプライの端部とは、図８Ｂに示されるように、次に、リムのクランプ５００に固定される。
【００５７】
あるいは、強化プライ・ストリップは、複数のジオデシック（測地線に沿った）プライ・スポークを形成するために、タイヤの一方の側から他方の側に連続的に巻かれていてもよい。強化ストリップは、図８Ａに示すように、ジオデシック・プライ・スポークが内側半径Ｒ１から外側半径Ｒ２に向けて延びるように、連続形態で巻かれる。好ましくは、プライ・スポークは、半径方向に配向している。強化ストリップは、随意的に、クラウンの軸方向の全長にまたがって延び、次いで半径方向内側に延びて他方のサイドウォールを形成してもよい。プライ・スポークまたはストリップは、予め張力が加えられている。
【００５８】
あるいは、第１の端部４０２ａ，４０２ｂは、リムの一部に巻きつけられても、そうでなければリムの外側半径部分に固定または締結されていてもよい。
【００５９】
あるいは、図７に示すように、第１の端部４０２ａ，４０２ｂは、リムの部分の周りでループを形成し、ループ状の端部あるいはビードなしの折り返しを形成するプライの下側部分に固定されてもよい。ループ状の端部は、クランプ内に受け入れられてもよく、さらに、リムに取り付けられた随意付加的な環状の柔軟部材８００を含んでいてもよい。随意付加的な柔軟部材８００は、Ｏリングあるいは柔軟なゴムバンドであってよく、これらは、図６及び図８Ｂに示すように、リムのクランプ上への補強構造の取り付けを容易にするために含められてもよい。このように本発明は、ビードあるいは環状の引張部材を設けることの必要性をなくし、これは、重量、コスト、及び構造の複雑さを低減する。
【００６０】
補強構造４００は、せん断バンドの半径方向外側に位置する必要はない。補強構造は、せん断バンドの半径方向内側に位置してもよく、図９に示すようにせん断バンドの下に位置してもよい。あるいは、図８Ａに示すように、補強層の部分がせん断バンドの複数の補強層の間にさえ位置していてもよい。しかしながら、せん断バンドの半径方向外側に補強層を配置することは、せん断バンドと、荷重支持部材あるいは接続構造との間の結合における引張応力を取り除くので、有利である。この利点は、せん断バンドとプライとが異なる材料で構成されているときに、特に重要である。
【００６１】
あるいは、図１０に示すように、プライ・スポークの第１の端部４３２はタイヤのクラウン部分で終端してもよく、プライ・スポークのの末端部４３１はタイヤのサイドウォールの上方へ部分的に延びてもよい。
【００６２】
出願人は、本明細書を読むことにより他の多くの変形例が当業者に明らかであることを理解する。これらの変形例や他の変形例は、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の精神と範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１００    非空気式タイヤ
２００    トレッド
３００    せん断バンド
４００    補強層
４０１    ストリップ
４０２ａ，４０２ｂ，４０５ａ，４０５ｂ    端部
５００    クランプ
５０２    リム
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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