KR101362971B1

KR101362971B1 - 비공기압 타이어

Info

Publication number: KR101362971B1
Application number: KR1020110141282A
Authority: KR
Inventors: 김연기; 김상협
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2014-02-18
Also published as: KR20130073439A

Abstract

본 발명에 따른 비공기압 타이어는, 타이어 트레드부가 구비되는 외측 원통부와, 차량의 바퀴축과 연결되는 내측 원통부와, 상기 외측 원통부와 상기 내측 원통부 사이를 연결토록 제공되는 복수의 스포크를 포함하여 구성되되, 상기 외측 원통부는, 내주면에 소정 패턴으로 굴곡진 소음진동방지형 굴곡부가 형성되어, 상기 차량의 주행시 상기 외측 원통부와 상기 복수의 스포크의 변형을 최소화하여 소음 및 진동을 감소시키는 것을 특징으로 하고, 이와 같은 본 발명에 의하면 외측 원통부의 내측면에 소정 패턴의 소음진동방지형 굴곡부가 형성됨으로써, 차량의 주행에 따른 하중에 의한 외측 원통부와 스포크의 변형량을 감소시키고, 이에 따라 차량의 주행시 비공기압 타이어의 변형에 의해 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있고, 따라서 비공기압 타이어의 성능 및 차량의 승차감을 개선하는 효과가 있다.

Description

비공기압 타이어{NON-PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 자동차용 타이어에 관한 것으로, 특히, 타이어 내부에 공기를 넣지 아니하는 비공기압 타이어에 관한 것이다.

비공기압 타이어가 하중을 지지할 때 상부에 위치한 스포크는 인장력을 받게되고 반대로 하부에 위치한 스포크는 압축력을 받게 된다,

도 1은 종래기술에 따른 비공기압 타이어(3)를 개략적으로 도시한 것으로, 스포크(10)에서 인장력을 받는 상부에 대하여 나타나 있으나 동일한 문제가 지면과 닫는 하부에서도 발생한다.

구체적으로, 스포크(10)와 접촉하고 있는 외부의 원통형 밴드(20)에는 스포크와는 반대 방향으로 동일한 힘이 가해지게 되며, 이 힘에 의해서 밴드의 형상에 변형이 도시된 바와 같이 발생하게 된다.

이러한 변형은 타이어 유니포미티(Uniformity) 성능, PRO(Radial Run Out) 성능 및 차량의 승차감 성능을 크게 저해하고, 또한 큰 소음 및 진동을 발생시키는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 변형량을 줄여 성능 및 승차감을 개선하고, 주행시 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있는 비공기압 타이어를 개발하는 것은 매우 중요한 과제라고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 차량의 주행에 따라 발생하는 타이어의 변형량을 감소시킴으로써, 주행시 발생하는 소음 및 진동을 감소시키고, 또한 타이어의 성능 및 차량의 승차감을 개선할 수 있는 비공기압 타이어를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 타이어 트레드부가 구비되는 외측 원통부와, 차량의 바퀴축과 연결되는 내측 원통부와, 상기 외측 원통부와 상기 내측 원통부 사이를 연결토록 제공되는 복수의 스포크를 포함하여 구성되되, 상기 외측 원통부는, 내주면에 소정 패턴으로 굴곡진 소음진동방지형 굴곡부가 형성되어, 상기 차량의 주행시 상기 외측 원통부와 상기 복수의 스포크의 변형량을 최소화하여 소음 및 진동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어를 제공한다.

바람직하게는, 상기 소음진동방지형 굴곡부는, 소정 패턴으로 돌출 형성된 소음진동방지형 돌출부 및 소정 패턴으로 파여 형성된 소음진동방지형 홈부 중 적어도 하나를 포함하여 구성된다.

더 바람직하게는, 상기 소음진동방지형 돌출부는, 인접하는 상기 스포크들 사이에서, 상기 외측 원통부 내주면에 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 소음진동방지형 홈부는, 상기 복수의 스포크 각각의 내측에서, 상기 외측 원통부 내주면에 형성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 비공기압 타이어에 의하면, 외측 원통부의 내측면에 소정 패턴의 소음진동방지형 굴곡부가 형성됨으로써, 차량의 주행에 따른 하중에 의한 외측 원통부와 스포크의 변형량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이에 따라, 차량의 주행시 비공기압 타이어의 변형에 의해 발생하는 소음 및 진동을 감소시킬 수 있고, 따라서 비공기압 타이어의 성능 및 차량의 승차감을 개선할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 비공기압 타이어를 도시한 측면도
도 2는 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 기초가 되는 비공기압 타이어를 도시한 측면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어를 도시한 측면도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비공기압 타이어를 도시한 측면도
도 5 및 6은 도 2 내지 4에 도시된 비공기압 타이어의 변형량에 대한 시험 데이터를 나타내는 그래프

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비공기압 타이어를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 비공기압 타이어들(1)(1')의 기초가 되는 비공기압 타이어(2)를 나타내고, 도 3 및 4는 본 발명의 실시예들에 따른 비공기압 타이어들(1)(1')을 나타낸다.

먼저, 도 2를 참조하면, 기초가 되는 비공기압 타이어(2)는 타이어 트레드부가 구비되는 외측 원통부(100), 차량의 바퀴축과 연결되는 내측 원통부(200), 및 상기 외측 원통부와 상기 내측 원통부 사이를 연결토록 제공되는 복수의 스포크(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명에서, 상기 외측 원통부(100)는 내주면에 소정 패턴으로 굴곡진 소음진동방지형 굴곡부(110)가 형성될 수 있다.

이러한 굴곡진 소음진동방지형 굴곡부(110)에 의해, 차량의 주행시 외측 원통부(100)와 복수의 스포크(300)의 변형량을 최소화하여 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.

즉, 종래기술에 따른 비공기압 타이어는 상기 배경기술에서 설명한 바와 같이 하중에 의한 외측 원통부 및 스포크의 변형량이 큰 문제가 있었으나, 본 발명에서는 외측 원통부(100)에 소음진동방지형 굴곡부(110)를 형성하여 상기 변형량을 현저히 감소시킨 것이다.

여기서, 하중에 의해 발생하는 힘 F는 F=kx로 표현할 수 있으며, 변형량인 x가 작다는 것은 발생하는 힘이 작다는 것을 나타낸다.

따라서, 본 발명에 의해 상기 변형량이 감소하면 하중에 의해 발생하는 힘이 작아져 주행시에 발생하는 진동 및 소음도 작아질 것이다.

이러한 소음진동방지형 굴곡부(110)는, 소정 패턴으로 돌출 형성된 소음진동방지형 돌출부(112) 및 소정 패턴으로 파여 형성된 소음진동방지형 홈부(114) 중 적어도 하나가 조합하여 이루어질 수 있다.

즉, 소음진동방지형 홈부(114) 및 소음진동방지형 돌출부(112)에 의해 외측 원통부(100)의 내주면에 홈을 파거나 상기 내주면을 보강하여, 외측 원통부 및 스포크(300)의 변형량을 감소시킨 것이다.

바람직하게는, 소음진동방지형 돌출부(112)는, 인접하는 스포크들 사이에서, 외측 원통부(100) 내주면에 형성될 수 있다.

그리고, 소음진동방지형 홈부(114)는, 상기 복수의 스포크(300) 각각의 내측에서, 상기 외측 원통부(100) 내주면에 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 도 2 내지 4를 참조하여, 외측 원통부(100)의 내주 길이를 살펴보면, 인접하는 스포크들 사이의 내주 길이가 각각의 스포크(300) 내측에서의 내주 길이보다 크다는 것을 알 수 있다.

이에 따라, 외측 원통부(100)는 각각의 스포크(300) 내측에서보다 인접하는 스포크들 사이에서 더 큰 하중을 받게 된다.

따라서, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 외측 원통부(100)의 내주면을 보강하는 소음진동방지형 돌출부(112)는 인접하는 스프크들 사이에서 상기 내주면에 형성되는 것이 바람직하다.

반면, 각각의 스포크(300) 내측에서의 내주 길이는 상대적으로 작으므로, 즉 각각의 스포크 내측은 상대적으로 좁게 형성되므로, 여기에서 외측 원통부(100)에 작용하는 하중은 인접한 스포크들 사이에서 작용하는 하중보다 작다.

따라서, 각각의 스포크(300) 내측에서의 외측 원통부(100)의 두께는 상대적으로 얇게 형성하는 것이 가능하므로, 재료비용을 고려하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 소음진동방지형 홈부(114)는 각각의 스포크 내측에 상기 내주면에 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 외측 원통부(100)의 두께가 각각의 스포크(300) 내측에서보다 인접한 스포크들 사이에서 상대적으로 두껍게 형성됨으로써, 하중이 외측 원통부에 고르게 작용하여 비공기압 타이어의 변형량이 감소한다.

여기서, 소정 패턴의 소음진동방지형 돌출부(112)와 홈부는 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.

예를 들어, 구체적으로 도시하지는 않았으나, 상기 돌출부와 홈부는 외측 원통부의 내주면상 단면이 대략 원형, 다각형 등으로 형성되고, 비공기압 타이어 폭방향으로 복수로 마련될 수 있다.

또한, 본 발명에서와 같이, 상기 돌출부와 홈부는 비공기압 타이어(1)(1')의 중심축에 수직한 면상에서의 단면이 호형, 반원형 또는 삼각형 등의 다각형으로 형성되고, 각각이 비공기압 타이어 폭방향으로 이어져 줄 형태로 형성될 수 있다.

구체적으로, 도 3의 일 실시예에서는, 소음진동방지형 돌출부(112)는 인접하는 스프크들 사이에서 외측 원통부(100)의 내주면에 형성된다. 이때, 상기 돌출부는, 비공기압 타이어 폭방향으로 두 줄로 형성되고, 비공기압 타이어(1)의 중심축에 수직한 단면이 각각 반원 형태로 형성된다.

그리고, 도 4의 다른 실시예에서는, 인접하는 스포크들 사이에서는 소음진동방지형 돌출부(112)가, 각각의 스포크(300)의 내측에서는 소음진동방지형 홈부(114)가 한 줄씩 형성되고, 비공기압 타이어(1')의 중심축에 수직한 단면이 각각 반원 형태로 형성된다.

이때, 도 3 및 4의 본 발명의 실시예들에서, 소음진동방지형 돌출부(112)와 홈부가 비공기압 타이어(1)(1')의 변형량을 효과적으로 감소시키기 위해서는 비공기압 타이어의 중심축에 대한 수직한 반원형의 단면은 직경이 10cm 이상이고, 돌출부와 홈부의 높이나 깊이는 외측 원통부(100) 두께의 1/3 이하인 것이 바람직하다.

한편, 이러한 소음진동방지형 돌출부(112)와 홈부의 위치는 도시된 위치로 한정되는 것은 아니고, 복수의 스포크(300)의 형태, 상세하게는 인접한 스포크들 사이의 거리와 각각의 스포크의 내측 거리에 따라 적절하게 위치될 수 있음은 물론이다.

다음, 도 5 및 6의 그래프는 도 2 내지 4에 도시된 비공기압 타이어(2)(1)(1') 모델들을 이용하여 하중을 가한 상태에서 타이어 1회전에 대한 반지름 변형량(또는 변위)을 나타낸다. 여기서, 변위는 비공기압 타이어(2)(1)(1') 반지름의 최대값과 최소값 차이를 의미한다.

구체적으로, 도 5의 그래프는 비공기압 타이어(2)(1)(1')에서 하중이 가해진 부분에 대한 변위 결과를 나타내고, 도 6의 그래프는 하중이 가해지지 않은 부분에 대한 변위 결과를 나타낸다.

이러한 도 5 및 6의 그래프에 나타난 비공기압 타이어의 변위에 대한 시험 데이터를 정리하여 표로 나타내면 다음과 같다.

	Loading 부분	Unloading 부분
Base	6.845mm	0.046mm
Condition 1	6.684mm	0.043mm
Condition 2	6.675mm	0.038mm

여기서, Base, Condition 1 및 Condition 2는 각각 도 2의 기초 비공기압 타이어(2)의 경우, 도 3의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어(1)의 경우 및 도 4의 다른 실시예에 따른 비공기압 타이어(1')의 경우를 의미한다.

먼저, 도 5의 그래프 및 표 1을 참조하여 하중이 가해진 부분에서 변위를 살펴보면, 변위는 도 2의 기초 비공기압 타이어(2)의 경우에는 6.845mm, 도 3의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어(1)의 경우에는 6.684mm, 도 4의 다른 실시예에 따른 비공기압 타이어(1')의 경우에는 6.675mm의 결과를 보였다.

다음, 도 6의 그래프 및 표 1을 참조하여 하중이 가해지지 않은 부분에 대한 변위 결과를 살펴보면, 변위는 도 2의 기초 비공기압 타이어(2)의 경우에는 0.046mm, 도 3의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어(1)의 경우에는 0.043mm, 도 4의 다른 실시예에 따른 비공기압 타이어(1')의 경우에는 0.038mm의 결과를 보였다.

이러한 비공기압 타이어 변위에 대한 시험 데이터를 종합해보면, 비공기압 타이어에서 하중이 가해진 부분과 가해지지 않은 부분 모두에서, 도 2의 기초 비공기압 타이어(2)의 경우보다는 도 3 및 4의 소음진동방지형 굴곡부(110)가 형성된 실시예들에 따른 비공기압 타이어(1)(1')에서 반지름 변형량이 작게 나왔다.

상세하게는, 도 4의 다른 실시예에 따른 비공기압 타이어(1')의 경우에 반지름 변형량이 가장 작았다. 이어서, 도 3의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어(1)와 도 2의 기초 비공기압 타이어(2) 순으로 작았다.

또한, 일 실시예에 따른 비공기압 타이어(1)와 다른 실시예에 따른 비공기압 타이어(1')에서의 변위는 하중이 가해진 부분보다는 가해지지 않은 부분에서 차이가 큰 것을 확인할 수 있다.

결론적으로, 일반적인 형태인 기초 비공기압 타이어(2)의 경우보다 소음진동방지형 굴곡부(110)가 형성된 실시예들에 따른 비공기압 타이어(1)(1')에서 변위가 작아, 그만큼 진동 및 상기 진동에 따른 소음이 감소하게 된다. 이에 따라, 승차감도 향상될 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1, 1' ... 비공기압 타이어 100 ... 외측 원통부
110 ... 소음진동방지형 굴곡부 112 ... 소음진동방지형 돌출부
114 ... 소음진동방지형 홈부 200 ... 내측 원통부
300 ... 스포크

Claims

타이어 트레드부가 구비되는 외측 원통부(100)와, 차량의 바퀴축과 연결되는 내측 원통부(200)와, 상기 외측 원통부와 상기 내측 원통부 사이를 연결토록 제공되는 복수의 스포크(300);를 포함하여 구성되되,
상기 외측 원통부(100)는, 내주면에 소정 패턴으로 굴곡진 소음진동방지형 굴곡부(110)가 형성되어, 상기 차량의 주행시 상기 외측 원통부(100)와 상기 복수의 스포크(300)의 변형량을 최소화하여 소음 및 진동을 감소시키는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
제1항에 있어서,
상기 소음진동방지형 굴곡부(110)는, 소정 패턴으로 돌출 형성된 소음진동방지형 돌출부(112) 및 소정 패턴으로 파여 형성된 소음진동방지형 홈부(114) 중 적어도 하나를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
제2항에 있어서,
상기 소음진동방지형 돌출부(112)는, 인접하는 상기 스포크들 사이에서, 상기 외측 원통부 내주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 소음진동방지형 홈부(114)는, 상기 복수의 스포크 각각의 내측에서, 상기 외측 원통부 내주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.