KR102392650B1 - 냉각 채널이 적용된 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 채널이 적용된 타이어에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 지면과 접촉하는 트레드; 상기 트레드의 내측에 배치되고, 차축과 연결되는 휠에 결합되는 내측 밴드; 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 연결하고, 구조적으로 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 지지하는 복수 개의 스포크; 및 상기 복수 개의 스포크 사이에 배치되는 복수 개의 냉각부를 포함하고, 복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부에는 각각 냉각홀이 형성된, 타이어가 제공될 수 있다.

Description

냉각 채널이 적용된 타이어{TIRE WITH COOLING CHANNEL}

본 발명은 냉각 채널이 적용된 타이어에 관한 것으로, 비공기입 타이어의 스포크에 반복적인 응력이 발생하여 성능이 하락하는 것을 방지할 수 있는 냉각 채널이 적용된 타이어에 대한 발명이다.

차량에 이용되는 타이어는 여러 가지로 분류할 수 있으며, 그 중 승용차에 이용되는 타이어는 래이디얼 타이어가 이용된다. 이러한 래이디얼 타이어는 차량의 차축에 연결되는 휠에 적정한 공기가 기입되어 이용된다. 이러한 공기입 타이어는 내부의 공기압이 부족해지면, 차량의 하중을 지지하는 것이 어렵고, 지면에 대한 충격이 흡수되지 않아 차량에 대한 승차감이 하락하기 때문에 정기적으로 타이어의 공기압을 관리할 필요가 있다.

하지만, 정기적으로 타이어의 공기압을 관리하더라도, 주행 중에 외부 충격이나 물체에 찔리는 등과 같이 파손되는 것은 방지하기 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 공기압이 필요하지 않은 비공기입 타이어가 개발되었다. 비공기입 타이어는 타이어 내부에 공기에 대한 유지 보수가 필요하지 않고, 주행 중 공기압 부족으로 인해 발생하는 문제가 발생하지 않는 장점이 있다.

이러한 비공기입 타이어는 타이어를 구성하는 사이드 월(sidewall)을 제거하고 고강성의 합성 고무재질로 이루어진 수십 개의 스포크(spoke)를 구비하여 차량의 하중을 지지한다. 그에 따라 이러한 비공기입 타이어를 이용함으로써, 차량의 전체 무게를 줄일 수 있고, 고효율을 구현할 수 있으며, 기존 공기입 타이어를 이용할 때와 동등한 수준의 핸들링이나 제동 성능을 확보할 수 있다.

그렇지만, 비공기입 타이어는 공기입 타이어와 달리 사이드 월이 구비되지 않기 때문에 스포크가 타이어의 하중을 지지하므로 핸들링 등에 의해 지속적으로 굴신력을 받는다. 그에 따라 스포크는 반복적으로 응력이 발생하고, 그로 인해 스포크에 응력이 발생하여 내구성이 저하되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-2127669호 (2020.06.23.) 대한민국 공개특허 제10-2018-0054473호 (2018.05.24.)

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에서 발명된 것으로서, 스포크에 반복적으로 발생하는 응력에 의해 발열되는 것을 냉각할 수 있는 냉각 채널이 적용된 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 지면과 접촉하는 트레드; 상기 트레드의 내측에 배치되고, 차축과 연결되는 휠에 결합되는 내측 밴드; 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 연결하고, 구조적으로 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 지지하는 복수 개의 스포크; 및 상기 복수 개의 스포크 사이에 배치되는 복수 개의 냉각부를 포함하고, 복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부에는 각각 냉각홀이 형성된, 타이어가 제공될 수 있다.

복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부 각각에 형성된 냉각홀은 서로 연결된, 타이어가 제공될 수 있다.

복수 개의 상기 냉각부 개수는 복수 개의 상기 스포크 개수의 배수인, 타이어가 제공될 수 있다.

상기 냉각홀에는 냉각수가 채워지는, 타이어가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 비공기입 타이어에서 스포크에 반복적으로 응력이 발생하여 발열되더라도 냉각부를 통해 발생된 열을 냉각함으로써, 스포크의 성능이 하락하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 채널이 적용된 타이어를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 채널이 적용된 타이어를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 채널이 적용된 타이어의 주행 방향에 대한 단면을 도시한 도면으로, 도 3의 절취선 BB'의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 채널이 적용된 타이어의 주행 방향에 대한 단면을 도시한 도면으로, 도 3의 절취선 CC'의 단면을 도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '접속', '공급', '전달', '접촉'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 접속, 공급, 전달, 접촉될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 채널이 적용된 타이어(10)에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 채널이 적용된 타이어(10)는, 공기가 기입되지 않는 비공기입 타이어(10)에 적용될 수 있으며, 비공기입 타이어(10)에 차량의 하중을 지지하는 스포크(300)에서 발생하는 열을 냉각할 수 있다.

이러한 냉각 채널이 적용된 타이어(10)는, 트레드(100), 내측 밴드(200), 스포크(300) 및 냉각부(400)를 포함한다.

트레드(100)는, 타이어(10)의 외측에 배치되고, 노면과 접촉할 수 있다. 이러한 트레드(100)는 고무 재질로 구비될 수 있으며, 타이어(10)의 구동력, 제동력 및 선회력 등을 조절하기 위해 외주면에 다양한 형상의 홈이 형성될 수 있다.

내측 밴드(200)는, 트레드(100)보다 내측에 배치되고, 내측이 휠(20)에 결합된다. 내측 밴드(200)는, 트레드(100)와 동일한 소재를 가질 수 있다.

스포크(300)는, 트레드(100)와 내측 밴드(200) 사이에 배치되고, 트레드(100)와 내측 밴드(200) 사이를 연결하는 지지대 역할을 할 수 있다. 스포크(300)는 타이어(10)에 가해지는 충격을 분산하고 또한 흡수하는 완충재 역할을 할 수 있으며, 타이어(10)가 결합되는 차량의 하중을 지지하는 역할을 할 수 있다. 이러한 스포크(300)는, 복수 개가 구비될 수 있으며, 타이어(10)의 축 방향을 따라 연장되어 형성될 수 있다.

이러한 스포크(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙이 절곡된 꺾인 형상을 가질 수 있으며, 스포크(300)의 형상은 필요에 따라 다양한 패턴을 가지며 형성될 수 있다. 즉, 스포크(300)는 트레드(100)와 내측 밴드(200) 사이에서 다양한 형상이나 패턴을 가지며 형성될 수 있다.

냉각부(400)는, 복수 개의 스포크(300) 사이에 배치된다. 이러한 냉각부(400)는 복수 개의 스포크(300)를 서로 연결하도록 복수 개가 구비될 수 있다. 따라서 복수 개의 냉각부(400)는 복수 개의 스포크(300)를 서로 연결하도록 냉각부(400)와 스포크(300)는 동일한 개수를 가질 수 있다.

또는, 냉각부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 스포크(300) 사이에 복수 개(예컨대, 두 개)가 구비될 수 있다. 따라서 냉각부(400)의 개수는 스포크(300)의 개수의 배수(예컨대, 두 배)가 구비될 수 있다.

스포크(300)는 합성 고무 재질로 구성될 수 있는데, 냉각부(400)는 스포크(300)와 동일한 재질로 구성될 수 있다. 그리고 냉각부(400)는 스포크(300)가 굴신되는 영역보다 가급적 작은 크기를 가질 수 있다. 이는, 스포크(300)의 내구성 및 굴신 성능을 보장하기 위함이다. 예컨대, 스포크(300)의 굴신 영역 면적이 a인 경우, 냉각부(400)의 면적은 a/5를 초과하지 않도록 할 수 있다.

그리고 냉각부(400)는 내부에 냉각홀(CH)이 형성될 수 있다. 냉각홀(CH)은 복수 개의 스포크(300)에도 각각 형성될 수 있다. 따라서 냉각홀(CH)은 복수 개의 냉각부(400) 및 복수 개의 스포크(300)를 통해 타이어(10)의 원주 방향으로 연결되어 형성될 수 있다. 이때, 냉각홀(CH)에는 냉각수가 채워질 수 있다.

냉각수는, 냉각홀(CH) 내부에 금속이나 미네랄 성분이 침전되는 것을 방지하고, 겨울철 동결되는 것을 방지하기 위해, 증류수, 모노-에틸린글리콜(MEG) 및 부동액이 혼합되어 이용될 수 있다.

냉각수는, 냉각홀(CH) 전체를 채울 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 냉각홀(CH)을 모두 채우지 않을 수 있다.

예컨대, 냉각수는 냉각홀(CH)의 전체 부피 중 트레드(100)가 지면에 닿는 부분에 해당하는 스포크(300) 및 냉각부(400)에 배치된 냉각홀(CH)의 부피를 제외한 부피를 가질 수 있다. 즉, 냉각수는 냉각홀(CH) 전체 중 일부(예컨대, 약 n/100)를 제외하고 냉각홀(CH)을 채울 수 있다.

따라서 차량의 하중에 의해 트레드(100)가 지면에 닿는 부분에서 스포크(300) 및 냉각부(400)에 형성된 냉각홀(CH)이 압착되더라도 냉각수에 의해 냉각부(400)의 다른 부분이 팽창되지 않을 수 있다.

타이어(10)가 회전함에 따라 냉각수는 복수 개의 냉각부(400) 및 복수 개의 스포크(300)에 형성된 냉각홀(CH)을 따라 순환될 수 있다.

또한, 복수 개의 냉각부(400)에는 각각 복수 개의 냉각핀(410)이 배치될 수 있다. 복수 개의 냉각핀(410)은 각각 냉각부(400)에서 차축 방향으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 냉각핀(410)은 플레이트 형상을 가지는 것으로 설명한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 냉각핀(410)은, 바(bar)의 형상을 가질 수 있으며, 그 외에도 다양한 형상을 가질 수 있다.

냉각핀(410)은, 플레이트 형상이 차축 방향으로 배치되는데, 공기가 타이어(10)의 측면에서 유입됨에 따라 그에 따라 공기의 이동 방향을 따라 차축 방향으로 배치되어 공기와의 접촉 면적이 증가될 수 있다.

냉각핀(410)은, 열전달이 잘 이루어지도록 금속을 포함할 수 있으며, 냉각부(400)의 내부에서 순환하는 냉각수를 외부 공기에 의해 냉각하기 위해 구비된다.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 실시예들에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

10: 타이어
100: 트레드 200: 내측 밴드
300: 스포크
400: 냉각부 410: 냉각핀
CH: 냉각홀
20: 휠

Claims (4)

1. 삭제
2. 지면과 접촉하는 트레드;
   상기 트레드의 내측에 배치되고, 차축과 연결되는 휠에 결합되는 내측 밴드;
   상기 트레드와 상기 내측 밴드를 연결하고, 구조적으로 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 지지하는 복수 개의 스포크; 및
   상기 복수 개의 스포크 사이에 배치되는 복수 개의 냉각부를 포함하고,
   복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부에는 각각 냉각홀이 형성되고,
   복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부 각각에 형성된 냉각홀은 서로 연결된,
   타이어.
3. 지면과 접촉하는 트레드;
   상기 트레드의 내측에 배치되고, 차축과 연결되는 휠에 결합되는 내측 밴드;
   상기 트레드와 상기 내측 밴드를 연결하고, 구조적으로 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 지지하는 복수 개의 스포크; 및
   상기 복수 개의 스포크 사이에 배치되는 복수 개의 냉각부를 포함하고,
   복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부에는 각각 냉각홀이 형성되고,
   상기 냉각부 개수는 상기 스포크 개수의 배수인,
   타이어.
4. 지면과 접촉하는 트레드;
   상기 트레드의 내측에 배치되고, 차축과 연결되는 휠에 결합되는 내측 밴드;
   상기 트레드와 상기 내측 밴드를 연결하고, 구조적으로 상기 트레드와 상기 내측 밴드를 지지하는 복수 개의 스포크; 및
   상기 복수 개의 스포크 사이에 배치되는 복수 개의 냉각부를 포함하고,
   복수 개의 상기 스포크 및 복수 개의 상기 냉각부에는 각각 냉각홀이 형성되고,
   상기 냉각홀에는 냉각수가 채워지는,
   타이어.

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