JP4990882B2 - 非空気圧式ホイールアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、非空気圧式ホイールアセンブリからなり、現在入手可能な通常の空気圧式タイヤ又はソリッドタイヤ選択肢の代替物として構成される。

空気圧式タイヤの主な論点としては、ゴムが伝熱に劣ると共に、空気圧式タイヤの撓む性質に起因して、かなりの熱がゴム状の壁、肩部及びトレッド内に蓄積する。この熱は、重い荷物を運ぶ時、所定の荷重、過度の路面温度、及び不十分な膨張圧において過剰な速度で移動する時に、タイヤに一層大きく働く。この熱が放熱される速度よりも速く生じさせられるならば、熱がゴムの化学的性質を変化させる点まで蓄熱し、その構造強度を損わせ、タイヤを破裂させる。このタイヤの時期尚早の故障は、ランニングコスト、中断時間を大きくし、また時として著しく危険な状態に陥らせる。このような厳しい条件を満たすために、現用のタイヤ生産技術を用いて首尾良く構成した非常に大型のタイヤの複雑さ及び困難さは、これらのタイヤの製造を、今では極めて僅かな企業に限定することとなり、また、より大型の車両の開発を、より有能な鉱工業に制限してきた。

この発熱問題は、タイヤの重要な性能評価、即ちタイヤの所定速度での耐荷重性能に反映される。大型のタイヤでは、これは例えば「毎時５０キロメートルで６０メートルトン」又は「ちょうど毎時１０キロメートルで１００メートルトン」等、毎時メートルトンで表される。荷重及び速度条件の保証は、タイヤ性能の返金保証を保証書で品質保証するタイヤ製造業者の重大な問題に相当する。過剰な蓄熱を伴うこの問題を排除し、また新世代の車両用にずっと大きなホイールが製造されるように、新しいホイール又はタイヤ概念が求められる。

ソリッドラバータイヤは、空気圧式タイヤが頻繁にパンクするような限定された用途において使用される。空気圧式タイヤの（空気に代わる）発泡充填材は、小さなパンクが生じ、またタイヤ構成が有孔式ではあるが無傷のままである場合に、この問題を多少とも解決する。しかしながら、発泡充填材は非常に重く、またタイヤ構造体が簡単に引き裂かれるような状況では助けにならない。これらの状況において、ソリッドタイヤは現在、唯一の選択肢である。しかしながら、ソリッドタイヤは極めて小さな衝撃吸収性しか提供せず、また車両を介して伝わる振動は、乗車快適性を大きく低減し、且つ車両の磨耗及び引き裂きを著しく増加させるので、ソリッドタイヤはあまり人気がない。

牽引装置としてキャタピラを使用する殆どの車両はまた、非常に限られたサスペンションを有しており、これは乗車快適性を低減させるだけでなく、キャタピラの磨耗速度を増加させることにより、その寿命を短縮させる。

空気圧式タイヤは、車両のサスペンションにおいて明らかに大きな役割を果たしており、またこの利点が、非空気圧式のいかなる代替ホイールでも維持されることにより、別の手段によって余分なサスペンションを付加する必要が解消されるならば理想的である。

前例の非空気圧式ホイールは、相対的に硬いが可撓性を有するゴム状外側リムを有しており、この外側リムは、非常に僅かな圧縮荷重を伝達する一連のウェブスポークを介して、内側ハブに連結される。この場合は、荷重は緊張状態で作用するスポークによって、ホイール形状が外側リムの剛性によって維持される状態で伝達される。この構成は、厚い可撓性ゴム状外側リムが現用のタイヤと同様の保温特性を有しやすいので、非常に大型のタイヤの代用物として適当であると期待されない。

空気圧式タイヤは、一層少ない破損を被るが、安全性及び構造的理由により、補修よりむしろ頻繁に取り替えられなければならない。簡単に取替えられ、或いは補修される部品を伴うホイールを有するならば、著しく有利である。

特許文献１を含む他の非空気圧式タイヤが言及されてもよく、この特許文献１は、一体成形された外側及び内側フープ及び単一横側ウェブ部材によって画定される単一蜂巣状構造体から形成されるタイヤについて言及している。また、特許文献２及び３が言及されてよく、これら特許文献２及び３は各々、ウェビングによって相互に連結された複数の角度をなす半径方向リブを備えたポリエステルポリオルウレタンエラストマー体を有する非空気圧式タイヤについて言及している。特許文献４は、複数の半径方向衝撃吸収スポークによって相互に連結されたハブ及びリムアセンブリを有する非空気圧式タイヤについて言及しており、衝撃吸収スポークは各々、ピストン及びクランプ機構として作用するチューブアセンブリを含む。特許文献５は、外側クラウン即ちフープを有するゴム又はエラストマー材料から形成される非空気圧式タイヤについて記載しており、外側クラウンは、クラウンを連結すると共に、ホイールリムに受け入れられるように適合させられた周方向延出縁に終端なす側壁を有する。周方向に離間する複数の板ばねは、その端部が、夫々の縁に埋設される。特許文献６は、周方向ウェブによって相互に連結される外側周縁部及び内側周縁部を有する非空気圧式タイヤに関する。周方向ウェブの各側面には、一組の周方向に離間するリブが、タイヤの内側及び外側周縁部に連結される。各リブはまたは、交互方向に延出する連続ウェブ部を有するウェブに連結される。特許文献７は、周方向に離間するリブを有する弾性エラストマー材料から形成される非空気圧式タイヤについて言及しており、このリブは、外側円柱状部材及び内側円柱状部材を相互に連結する。

連続可撓性キャタピラによって包囲される硬質円形内側構造体部品を含む特許文献８が言及されてもよく、このキャタピラは、複数の蝶番によって縁同士が連続するように接合された複数のパッド要素を有し、各蝶番は、パッド要素の隣接縁の間に載置される。また、複数の弓形部材が設けられており、各弓形部材は、蝶番の１個に軸回転可能に連結される第１端と、別の蝶番に軸回転可能に連結される第２端を有する。各弓形部材は、少なくとも２個の蝶番、またより適切には３個の蝶番の間に亘る。各弓形部材は互いに重なり合うと共に、また複数のクランク要素が設けられており、各クランク要素は、一端が第１ピボット継手によって、弓形部材の１個に軸回転可能に連結されると共に、他端が第２ピボット継手によって、内側円形構造要素に軸回転可能に連結される。第１及び第２ピボット継手の潤滑を促進するために、潤滑システムがまた、クランク要素に設けられる。

また、接地トレッド位置、トレッド部の径方向内方に載置される補強環状帯、及び補強環状帯を横切り且つ径方向内方に延出すると共にハブに固定される複数のウェブスポークを有する非空気圧式タイヤについて記載する特許文献９を言及してもよい。補強環状帯は、エラストマー剪断層と、エラストマー剪断層の径方向内方部分に接着される第１膜と、剪断層の径方向外方部分に接着される第２膜を含む。荷重下にある時に、タイヤの接地位置が、剪断層の剪断歪によって平坦な接触領域に変形する一方で、膜の長さを一定に維持するように、各膜は長手方向への剪断層の引張弾性率を有し、環状及びハブの間で、ウェブスポークの張力を介して荷重を伝達するウェブスポークが、タイヤの接地部分に連結されない。
米国特許第４９４５９６２号明細書 米国特許第４９３４４２５号明細書 米国特許第４８３２０９８号明細書 米国特許第６６９８４８０号明細書 米国特許第６３７４８８７号明細書 米国特許第５１３９０６６号明細書 米国特許第４７８４２０１号明細書 米国特許第３７７９６１６号明細書 米国特許出願第２００４／０１５９３８５号明細書

しかしながら、上記従来技術の要約では、当然のことながら、ゴム等のエラストマー材料から全体が形成されるタイヤは、鉱工業で用いられる大型のタイヤの代わりに用いられ得る非空気圧式タイヤホイールを提供するように意図される、本発明の主な目的には不適切である。それ故例えば、特許文献９は、タイヤを破損させかねない過度の熱を生じさせるという欠点を有する非常に厚い外輪を必要とする。

特許文献８は他方で、クランク要素及びクランク要素の潤滑システムを必要として、構造的に複雑な非空気圧式タイヤについて言及しており、これによりタイヤは製造が高価になる。

従って、本発明の目的は、上記従来技術の欠点を低減させ或いは克服する非空気圧式ホイールアセンブリを提供することにある。
従って、本発明は、
（ｉ） 外側リムアセンブリと、
（ｉｉ） 内側車両ハブ連結部材と、
（ｉｉｉ） 外側リムアセンブリ及び内側車両ハブ連結部材の間に配置される室と、
（ｉｖ）少なくとも一対の列のばね要素と、
（ｖ）少なくとも１つの別の列のばね要素とを備え、
（ｖｉ）該ばね要素の少なくともいくつかは、外側リムアセンブリ及び該内側車両ハブ連結部材に取り付けられ、ばね要素は弓形状であり、該少なくとも一対の列のばね要素を構成するばね要素は、少なくとも１つの別の列のばね要素を構成するばね要素に対して対向するように配向される非空気圧式ホイールアセンブリを提供する。

外側リムアセンブリは、ゴム又は他の適当なエラストマー材料が被覆された固形又は可撓性材料の連続環状部材からなる。或いは、外側リムアセンブリは、連続環状部材を形成するのに代えて、複数の牽引即ちリム要素からなり、適切には、本明細書の好適な実施形態に示すように、互いに軸回転可能に又は蝶番式に連結される板の形状をなす。これら牽引要素各々は、外側リムアセンブリが、トレッド要素が被覆された複数の牽引要素を含むことにより、全て互いに蝶番式に連結される多様なパッドが提供されるように、牽引要素に取り付けられる外側ゴム状トレッド要素を有し得る。これは、本発明の非空気圧式ホイールアセンブリが、一般的な空気圧式タイヤの代用物として用いられる時に有用である。或いは、複数の牽引要素は、ソリッドゴムの環状部材によって被覆されてよい。これは、本発明の非空気圧式ホイールアセンブリが、ソリッドホイールの代用物として用いられる時に有用であると共に、これはまた、外側リムアセンブリが環状ゴムトレッドが被覆される連続環状部材からなる時に当てはまる。

本発明の非空気圧式ホイールアセンブリはまた、キャタピラを使用する機械に用いられてもよく、キャタピラを支持する通常のソリッドホイールを置き換えることにより、サスペンションを付加する。この例では、外側リムアセンブリは、キャタピラの内面に、摩擦により保持されるように環状ゴムシースが被覆され得る。或いは、外側リムアセンブリは、キャタピラ内面に設けられる中心駆動スプロケット孔内に嵌入する隆起歯を有してもよい。

従って、様々なタイプの外側リムアセンブリの上記例から、非空気圧式ホイールアセンブリは、大型の鉱工業トラック、積込機、大型地中フォークリフト、ゴムキャタピラ式農業用トラクタ、及び鋼キャタピラ式掘削機並びにブルドーザに据え付けられてよいことが
認識される。

内側車両ハブ連結部材は適切には、車両のハブを周知の通常の方法で取り付けるために、複数の取付け孔を有する内方延出フランジを有する固形環状部材である。内側車両ハブ連結部材はその外面上に、ばね要素を支持する複数の軌道輪を有してよい。本実施形態において、１個の軌道輪は、図面に示すように、円の円弧に対応する弓形であると共に、全てが同じ方向に配向された一列のばね要素を支持してよい。隣接する軌道輪は、図面に示すように、円の円弧に対応する弓形であると共に、対向方向に延出する別のばね要素列を支持してよい。

しかしながら、軌道輪の使用は必須の特徴ではなく、それ故、ばね要素は内側車両ハブ連結部材の外面に直接取り付けられてよいことが認識される。しかしながら、軌道輪は、ばね要素に予荷重を与えると共に、その後にこの荷重を容易に調整する手段を提供するのに有用である。

別の実施形態において、弓形ばね要素の内側取付け手段が設けられると共に、一形態において、これは、隣接するばね要素の末端を内側ハブ連結部材に、またより適切には隣接する軌道輪に取り付けるための複数の取り付け突起即ちピン止め突起からなる。適切には、ピン止め突起の対向対が設けられ、夫々のばね要素の端部は、適切な固定具によって、適当な突起対に取り付けられてよい。この内側取付け手段は、取り付け突起の各対の共通軸周りにおけるばね要素各々の回転を容易にする。

また、上述したような湾曲ばね要素の異なる２列のための外側取付け手段が設けられると共に、一形態において、この外側取付け手段は、上述したような内側取付け手段用の離間突起対を有しており、この離間突起対は、外側リムアセンブリの内面から離れるように延出する。

また、ばね要素の好ましくない移動即ち外乱を制限するために、ばね要素と共に作用する複数の減衰要素が設けられてよい。外側リムアセンブリがここに説明される複数の連結板のことをいう時には、減衰要素はまた、本発明のホイールアセンブリが運転中にある時に、外側リムアセンブリの本質的な円形状を維持するのを助ける。この減衰要素は、液圧式ラムアセンブリ、ガスストラット、又はホイールアセンブリが円形状を有することを保証する適当に内方に向けられた付勢力を有する部材からなる。減衰要素の一例は特許文献４に言及されており、この特許は、外側リムアセンブリ及び内側車両ハブ部材の間に配置される衝撃吸収スポークについて言及している。

この減衰要素は、内側車両ハブ連結部材の外面に配置される中心軌道輪に、適当な取付け手段によって取り付けられてよく、この取付け手段は、単一取付け突起又は対向取付け突起対からなり、夫々のクランプ要素の隣接端は、適当な固定具によってこれらの突起に取り付けられてよい。

上述のばね要素は、単一面において本発明のホイールアセンブリを支持するのに十分な幅を有し、対向するばね要素の両列は、単一面に配置される。しかしながら、より好適には、ばね要素列各々は、内側車両ハブ連結部材の異なる面に配置される。各列の各ばね要素は、形状が類似すると共に、支持軌道輪の回転は、設定された力又は荷重が各ばね要素に付与されるのを可能にする。これは、各ばね要素の耐荷重性能が精密に調整されるのを可能にすると共に、ホイールアセンブリの構成特徴に基づいて、ばね要素を圧縮状態にする前に、最初にばね要素を弛緩状態にすることにより、ホイールアセンブリの組立を容易にする。

当然のことながら、外側リムアセンブリが複数の連結板からなる場合には、車両の重量は、内側車両ハブ連結部材及び圧縮状態に置かれた地面の間に配置されるこれらのばね要素によって、主に支持される。外側リムアセンブリが固形環状部材である時には、ホイールアセンブリの上半分のばね要素は緊張状態にあり、圧縮状態にある下側ばね要素と荷重を共有する。

本発明の別の形態では、内側車両ハブ連結部材及び外側リムアセンブリの間に、１個又はそれ以上の中間リングが設けられてよい。単一中間リングの場合には、内側車両ハブ連結部材及び中間リングの間に延出するばね部材の内側列が設けられ得る。また、中間リング及び外側リムアセンブリの間に延出するばね要素の外側列が設けられてもよい。本発明のこの形態の機能は、耐荷重性能及びトルク供給特性を維持する、内部と比較してより柔軟な外側位置を提供することにある。

添付の図面に示す本発明の好適な実施形態が言及される。

図１及び図２には、円柱状取付け板１１の形態をなす内部、即ち内側ハブ連結部材を有するホイールアセンブリが示されており、取付け板１１は、板１１を車軸の適当なハブ（図示なし）に取り付けるための取付け穴１３を有する内方延出フランジ１２を有する。取付け板１１は、各々中心軌道輪１６を画定する横平坦部１４及び１５を有する。各横部１４及び１５は一対の軌道輪１７及び１８を支持する。各軌道輪１７及び１８は対向するピン止め突起１９及び１９Ａ並びに２０及び２０Ａを有する。図１４に示すように、第１組の弓形ばね部材２１は、対向するピン止め突起１９及び１９Ａに取り付けられると共に、第２組の弓形ばね部材２２は、対向するピン止め突起２０及び２０Ａに取り付けられる。突起１９，１９Ａ，２０，２０Ａの各々は、以下に説明する図１４に示される突起１９及び１９Ａと類似する。ばね部材２１及び２２の各々は、ホイールアセンブリ１０の内部環状室９に入れられる。注目すべきであるが、図１、図２において、ばね部材２１は、図２に示す矢印２３及び２４によって示されるように、ばね部材２２と対向方向に向けられる。

それ故、図１〜図２に示すホイールアセンブリ１０に関して、当然のことながら、２組のばね部材２１及び２組のばね部材２２が中心軌道輪１６のいずれか側にあると共に、円柱状取付け板１１の平坦部１４及び１５に据え付けられる。

また、図１４に示すように、取付け板１１に取り付けられた中心軌道輪１６には、減衰要素２５が取り付けられる。
図１及び図２にはまた、固形環状部材の形態をなす外側リムアセンブリ２６が示されており、この外側リムアセンブリ２６は、外側リムアセンブリ２６の各縁８の付近に、ピン止め突起１９及び１９Ａと類似する外側対向ピン止め突起２７及び２７Ａを有すると共に、図１４に示すピン止め突起２８Ａと類似する一対の内側対向ピン止め突起２８Ａを有する。対向するピン止め突起２７及び２７Ａは、ばね部材２１の夫々の外端を支持すると共に、対向するピン止め突起２８Ａは、ばね部材２２の夫々の外端を支持する。図１５により詳細に示す固定アセンブリ２３は、ばね２１及び２２各々を、突起２７及び２７Ａ及び２８Ａ夫々に取り付ける。

当然のことながら、図２に示すような空気圧式ホイールアセンブリ１０は、外側リムアセンブリ８及び内側ハブ連結部材１１を貫通する、即ち円周方向線２９Ａを貫通する中心
垂直面の周りで対称である。
外側リム板アセンブリ２６は中心溝２９を有すると共に、円周方向牽引要素３０又は代替摩擦駆動キャタピラ型牽引要素３１を支持する。要素３０及び３１は、相手の溝２９と係合する内側リム３２を有する。要素３０及び３１は、トレッド３９Ａ及び３９Ｂを有する。

減衰要素２５は、取付け板１１へのそれらの取り付けを考慮して、図１４に示すものと
同様に、支持突起２８Ａに取り付けられる。
図３〜図４には、固形環状リム板２６に代えて、連結位置３７において合わせて軸回転可能に連結される複数の牽引板３６が設けられる点を除き、図１〜図２に示すホイールアセンブリ１０と類似するホイールアセンブリ３５が示されており、これらは図１５により詳細に説明される。牽引板３６は、牽引板３６に取り付けられるトレッド３９Ａを有する。牽引板３６を供給することにより、変形リング３８が設けられると共に、個々の牽引要素３９は、図４に示すように、牽引板３６の外面４０に固定される。

図５〜図６に示すホイールアセンブリ４２において、図３〜図４に示すホイールアセンブリ３５との唯一の相違点は、個々の牽引要素３９が、牽引板３６に取り付けられる単一の円周方向牽引要素４３によって置き代えられる点である。

図７〜図８に示すホイールアセンブリ５０において、図１〜図２に示すホイールアセンブリ１０に対する唯一の相違点は、円周方向外側リム板２６には、キャタピラ５３上に示されるキャタピラ陥凹５２と係合する係合突起５１が付加的に設けられる点である。

図９〜図１０に示すホイールアセンブリ６０において、図３〜図４に示すホイールアセンブリ３５との相違点は、取付け板１１及び変形リング３８の間に配置される中間リング６１を設けることにより、ばね部材２１及び２２は、対向配置される一列の内側弓形ばね部材６２及び６２Ａと、対向配置される一列の外側弓形ばね部材６３及び６３Ａに置き換えられる。図３〜図４に示す減衰要素２５は、中間リング６１及び取付け板１１の間、或いは中間リング６１及び変形リング３８の間（図示なし）に配置される減衰要素２５Ｂによって置き換えられてもよい。

減衰要素２５Ｂは、中間リング６１の取付け突起２８Ａに取り付けられると共に、ばね６２及び６２Ａは取付け突起２７及び２７Ａに取り付けられる。ばね６２及び６２Ａはまた、突起１９及び１９Ａに取り付けられる。ばね６３及び６３Ａは、突起１９及び１９Ａに取り付けられる。ばね６３及び６３Ａはまた、図１０に示す変形リング３８の突起２７及び２７Ａに取り付けられる。

図１１には、全て同様の向きを有する複数のばね部材２１が示されており、これらばね部材２１は、それぞれの外端において、牽引板３６の連結位置３７の中間に配置されるピン止め突起２７及び２７Ａ（図示なし）に軸回転可能に据え付けられる。ばね２１の夫々の内端各々は、図１４に示すように、対向するピン止め位置１９及び１９Ａ（図示なし）に取り付けられる。対向するばね２２は、便宜上省略されている。

図１２において、ばね２１は、図１１に示すように連結点３７から間隔があけられるのに代えて、連結点３７に結合されたピン止め突起２７に軸回転可能に取り付けられて図示されている。

図１３には、図１１〜図１２の特徴の組み合わせが示されており、図１１及び１２の各々に示す１２個のばね部材に代えて、ピン止め突起２７及び連結点３７の両方に各々軸回転可能に取り付けられる２４個のばね部材２１が示されている。

図１４には、対向するピン止め突起１９及び１９Ａの作用により、上記のようにハブ連結部材１１に取り付けられるばね部材２１及び２２の各々が示されている。この取付けを容易にするために、各ばね部材２１の端部には、相手方のスリーブ７３に挿入可能なピボットピン７２も示されている。各スリーブ７３は中空であり、それ故、隣接するねじ切り端７７にねじ入れられて取り付けられる頭部７５及びナット７６を有するボルト７４の挿入を可能にする。ボルト７４は、突起１９及び１９Ａの相互整列孔７８に挿入される。

ばね部材２２及び減衰要素２５のハブ連結部１１への取付けに関して、これはボルト７４よりも長い長手ボルト８０によって達成される。ボルト８０は、対向するピン止め突起２８Ａの対応する通路８２及び第２ピン止め突起２０の通路８１と整列させられた第１ピン止め突起２０の孔８１へ挿入される。ボルト８０は頭部８３、及びばね部材２２及び減衰要素２５のハブ連結部材１１への取付けを容易にするために、ナット８５によって係合されるねじ切り端８４を有する。ピン止め突起２８Ａ各々の間には、減衰要素２５のハブ連結部材１１への取り付けを容易にする空間８６がある。これは、空間８６に配置されるピボットピン８７によって達成され、この空間８６を通り、ボルト８０は挿入される。ピボットピン８７は、減衰要素２５の隣接する内端に形成される中空ボア（図示なし）を通り挿入される。

図１５には、隣接する牽引要素３６の間の連結位置３７が示されており、注目すべきであるが、各連結位置３７は、１個の牽引要素３６の複数の離間突起９０を含み、牽引要素３６は隣接する牽引要素３６の複数の隣接離間突起９１と当接することにより、頭部９５及びナット９７への取り付けのためのねじ切り端９６を有する長手状固定具９４の挿入のための相互整列孔９２及び９３を提供しており、隣接する牽引要素３６の各々は、図示するように、互いに取り付けられる。ばね２１及び２２の外端各々は、図示するように、対応するスリーブ９９と係合するピボットピン９８に取り付けられる。固定具９４は、各ピボットピン９８の中空内部を通り挿入可能である。スリーブ９９は、図示するように、相手方の陥凹１００に配置される。減衰要素２５は、隣接する突起１０２及び１０３の間の陥凹１０１に配置されると共に、各減衰要素２５の相互整列通路１０５を通り挿入可能なピボットピン１０４によって係合される外端を有する。ピボットピン１０４は、図示するように、中空内部を通り挿入される固定具９４を有する。

図１６〜図１７には、ハブ連結部材１１の縁１０７に取り付け可能な安全カバー１０６が示されている。また、固定具１１０によって外側リムアセンブリ２６の相手縁１０９に取り付けられる外側金属クランプ細片１０８も示されている。また、固定具１１３によって縁１０７へ取り付けるための部分１１２を有する内側金属クランプリング１１１が設けられる。安全カバー１０６は、隆起することなく撓みを促すために、弾性波形部１１４を有する。

図１８〜図２１に示す別の実施形態が言及されてもよく、分解図を示す図１８及び図１８の部品の組立状態を示す図１９の両方において、先の実施形態で説明された内側ばね２２列対は、単一のばね列２２Ａに置き換えられてよく、単一ばね列２２Ａは一般的に、外側ばね対２１の２倍の厚みを有する。より幅広であると共に、ホイールアセンブリ１０と同じ捩れ及び懸架特性を提供するように構成される単一のばね列２２Ａによって、内側ばね列対２２を置き換えることにより、ホイールアセンブリ１０Ａは横方向により強くなる。この付加的な横方向の強度は、ホイールアセンブリ１０Ａがカーブを切り、或いは坂の側方を曲がる時に有利であり、それ故、ホイールアセンブリ１０Ａは捩れ、或いは地理的中心点から離れるホイールの重力中心移動を含む横方向の力を受けることが可能である。

注目すべきであるが、ばね２１の各々は、外側リムアセンブリ２６Ａの内面１２１のいずれか側にあるポケット１２０に係合すると共に、ばね２２Ａは相手ポケット１２２に係合する。この点に関して、ばね２１は各端において１２３で斜めにされ、また各端において１２４で斜めにされてよい。

内側取付け板１１Ａにはまた、取付け板１１の外面１２６の各側にポケット１２５が設けられると共に、上記で言及されたポケット１２２と同様の中心ポケット１２７が設けられてよい。

外側リムアセンブリ２６Ａは、複合繊維製品等の頑丈で可撓性のある材料から作られてよい。一例としては、低アルカリホウケイ酸ガラス強化エポキシ複合体であるＥガラスである。それ故、外側リムアセンブリ２６Ａは、Ｅガラス強化ポリアミド又はポリエステルを含む熱可塑性重合体等の可塑性材料から形成されてよい。Ｅガラスは、チョップドストランド又はミルドファイバの形態で供給されてよい。或いは、炭素繊維等の他の複合体繊維が用いられてもよい。

可撓性材料から形成される外側リムアセンブリ２６Ａはまた、１２８で示される路面又は支持面と接触する時に、扁平にされ得る。これは使用時にのみ当てはまることであり、またリム２６Ａは、それ以外は円形であることが強調される。

ポケット１２０の細部「Ｂ」が図２０〜図２１に示されており、帯体の形態をなすばね２１は、図示するようにポケット１２０と係合する。これはまた、ポケット１２２，１２５及び１２７にも当てはまる。図１９〜図２０に示すようにばね２１は、図１９に示すように帯形状であり、或いは頸部即ちウェスト部１２９が備えられてもよい。好適には、ばね２１，２２又は２２Ａは、外側リムアセンブリ２６Ａと異なる可撓性材料から形成されてもよい。当然のことながら、取付け板１１Ａも、可撓性材料から形成されてもよい。頸部１２９において帯体２１，２２及び２２Ａを折り畳むことにより、蝶番効果が得られることが考えられる。この蝶番効果はまた、ポケット並びにばねに異なる可撓性材料を使用することにより達成され得る。

図１８〜図２１の実施形態を考慮すると、以下の可能性が生じることが認識され得る。即ち、
１．ホイールアセンブリ１０又は１０Ａの軸に沿って、偶数又は奇数のばね列が存在し得、これは全て幅が等しく又は変化する。しかしながら、より良好な横方向への耐性をもたらし、且つ必要な部品数を減少させるために、二重幅ばね２２Ａが用いられることもあり得る。

２．ばね２１，２２及び２２Ａは、摩擦嵌合を用いてポケットに嵌合され、或いは機械式である他の手段によって固定されることにより、外側リムアセンブリ２６Ａ及び内側取付け板１１に取り付けられてよい。

３．ばねは全長に亘り、均一又は非均一の厚みであってよい。
４．ばねは、一般的なピン止めを必要とすることなく、蝶番を効果的にもたらすために、ピン止めされ、或いは狭められてよい。

５．ばねは単一材料を用いて製造され、或いは異なる材料の複合体であってよい。これは、通常のピン止め機構を用いるのではなく、異なる厚みの材料、又は異なる材料の組み合わせ（例えばただ長さが短い確かに可撓性の材料）を用いることにより、有効な「蝶番」を形成するのに特に有用である。

６．外側リムアセンブリ２６Ａは、荷重下での屈曲を許容するために、連続的（又は非連続的）可撓性材料から構成されてよい。
従って、上記から認識され得るが、本発明の非空気圧式タイヤは、非空気圧式ホイールとして使用するために必要な強度をもたらす反作用ばね２１，２２及び２２Ａを供給することにより、上述した従来技術よりも実質的に有利である。

本発明のホイールアセンブリの第１実施形態を示す側面図。 図１に示すホイールアセンブリの分解斜視図。 本発明のホイールアセンブリの第２実施形態を示す側面図。 図３のホイールアセンブリの分解斜視図。 本発明のホイールアセンブリの第３実施形態を示す側面図。 図５のホイールアセンブリの分解斜視図。 本発明のホイールアセンブリの第４実施形態を示す側面図。 図７のホイールアセンブリの分解斜視図。 本発明のホイールアセンブリの第５実施形態を示す側面図。 図９のホイールアセンブリの分解斜視図。 本発明のホイールアセンブリの第６実施形態を示す側面図。 本発明のホイールアセンブリの第７実施形態を示す側面図。 本発明のホイールアセンブリの第８実施形態を示す側面図。 ホイールアセンブリのハブ及びばね部材の間の内側連結手段を示す細部斜視図。 ホイールアセンブリのリム及びばね部材の間の外側連結手段を示す細部斜視図。 ホイールアセンブリに嵌合された安全カバーを示す斜視図。 ホイールアセンブリに嵌合された安全カバーを示す斜視図。 本発明の代替実施形態を示す図。 本発明の代替実施形態を示す図。 本発明の代替実施形態を示す図。 本発明の代替実施形態を示す図。

Claims (26)

1. 非空気圧式ホイールアセンブリであって、
   （ｉ） 外側リムアセンブリと、
   （ｉｉ） 内側車両ハブ連結部材と、
   （ｉｉｉ） 前記外側リムアセンブリ及び前記内側車両ハブ連結部材の間に配置される室と、
   （ｉｖ）少なくとも一対の列のばね要素と、
   （ｖ）少なくとも１つの別の列のばね要素とを備え、
   （ｖｉ）該ばね要素の少なくともいくつかは、該外側リムアセンブリ及び該内側車両ハブ連結部材に取り付けられることと、
   該ばね要素は弓形状であり、該少なくとも一対の列のばね要素を構成するばね要素は、少なくとも１つの別の列のばね要素を構成するばね要素に対して対向するように配向されることとを特徴とする非空気圧式ホイールアセンブリ。
2. 前記ばね要素はそれぞれ円の円弧に対応する形状を有することを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
3. 一対の列のばね要素と、１つの別の列のばね要素とを備えることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
4. 前記別の列のばね要素は、前記一対の列のばね要素の２倍の幅を有することを特徴とする請求項３に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
5. 一対の列のばね要素と、２つの別の列のばね要素とを備えることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
6. 各列のばね要素、及び一対の列のばね要素のうち該各列のばね要素に対応する列のばね要素は、外側リムアセンブリ及び内側車両ハブ連結部材を貫通し且つこれら各列及び対応する列のばね要素間を径方向に延びる第１の中心垂直面を横断し、且つ第１の中心垂直面を中心として対向するように対称的に位置されることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
7. ２つの別の列のばね要素を備え、同２つの別の列のばね要素は、外側リムアセンブリ及び内側車両ハブ連結部材を貫通し且つ該２つの別の列のばね要素間を径方向に延びる第２の中心垂直面の横断方向に、且つ相互に第２の中心垂直面を中心として対向するように対称的に位置されることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
8. 前記外側リムアセンブリは、ゴム又は他の適当なエラストマー材料が被覆された固形環状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
9. 前記外側リムアセンブリは、互いに軸回転可能に或いは蝶番式に連結された複数の牽引即ちリム要素からなる可撓性又は変形可能な環状部材からなることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
10. 前記牽引即ちリム要素は、板形状をなすことを特徴とする請求項９に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
11. 前記牽引要素の各々は、該牽引要素に取り付けられる外側ゴム状トレッド要素を有し、前記外側リムアセンブリが、該トレッド要素が被覆された複数の牽引要素を含むことにより、全て互いに蝶番式に連結される様々なパッドが供給されることを特徴とする請求項９に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
12. 前記複数の牽引要素は、ソリッドゴムの環状部材によって被覆されることを特徴とする請求項９に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
13. 前記外側リムアセンブリは、前記非空気圧式ホイールアセンブリが機械のキャタピラの内面に、摩擦により保持されるように、環状ゴムシースが被覆されることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
14. 前記外側リムアセンブリは、機械のキャタピラの内面に設けられる中心駆動スプロケット孔内に嵌入する隆起歯を有することを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
15. 前記内側車両ハブ連結部材は、車両のハブに取り付けるための複数の取付け孔を有する内方延出フランジを有する固形環状部材であることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
16. 前記内側車両ハブ連結部材は外面上に、前記ばね要素を支持する複数の軌道輪を有することを特徴とする請求項１５に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
17. 少なくとも１個の軌道輪は、湾曲させられ或いは弓形状であると共に、全て同じ方向に向けられたばね要素列を支持することを特徴とする請求項１６に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
18. 前記ばね要素の各々は、前記内側車両ハブ連結部材の外面に直接取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
19. 隣接するばね要素の末端を前記内側車両ハブ連結部材に取り付ける複数の取り付け突起即ちピン止め突起からなるばね要素用内側取付け手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
20. 前記ピン止め突起の対向対が設けられ、夫々のばね要素の端部は、適切な固定具によって、適当な突起対に取り付けられ得ることを特徴とする請求項１９に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
21. 離間突起対の形態をなすばね要素用外側取付け手段が設けられ、該離間突起対は、前記外側リムアセンブリの内面から離れる方向に延出することを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
22. 前記ばね要素の好ましくない移動即ち外乱を制限するために、該ばね要素と共に作用するように、複数の減衰要素を組み入れることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
23. 前記減衰要素は、液圧式ラムアセンブリ、又はガスストラットからなることを特徴とする請求項２２に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
24. 前記ばね要素の各列は内側車両ハブ連結部材の異なる面に配置されることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
25. 各列の各ばね要素は、形状が類似することを特徴とする請求項２４に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。
26. 前記内側ハブ連結部材及び前記外側リムアセンブリの間には、少なくとも１個の中間リングが設けられ、また該内側ハブ連結部材及び該少なくとも１個の中間リングの間に延出するばね部材の内側列と、該少なくとも１個の中間リング及び該外側リムアセンブリの間に延出するばね要素の外側列とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の非空気圧式ホイールアセンブリ。

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