KR20100091186A - 타이어 및 가요성 부재 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어(12) 및 타이어(12)에 부착된 가요성 부재(10)를 포함하는 조립체에 관한 것이며, 타이어(12) 및 부재(10)는 상보적인 연결 부분(20, 22)을 각각 포함하며, 부재(20)의 연결 부분(20)은 타이어(12)의 연결 부분(22)보다 더욱 가요성이 있다.

Description

타이어 및 가요성 부재 조립체{TYRE AND FLEXIBLE MEMBER ASSEMBLY}

본 발명은 자동차용 타이어의 기술 분야에 관한 것이다.

특히, 문헌 EP-A1-1,544,001에 따른 종래 기술에서, 고무로 제조된 부재는 타이어의 내부 표면에 접착되고 압력 센서 또는 온도 센서와 같은 전자 장치용 지지부를 형성되는 것이 공지되어 있다. 고무로 제조된 부재는 종종 "패치(patch)"라고 칭해진다.

이 부재의 사용 동안, 타이어는 타이어에 대한 부재의 부착을 약화시키는 가속 및 변형을 받는다. 따라서, 부재의 부분적인, 또는 심지어 전체적인 박리(peeling)가 타이어 수명의 말기에서 대체로 발견된다.

본 발명의 목적은 특히 이러한 박리의 출현을 방지하거나 연기하고 타이어 상의 부재의 그립(grip)을 향상시키는 것이다.

따라서, 본 발명의 주제는 타이어 및 타이어에 설치되는 부재의 조립체이며, 타이어 및 부재는 각각 상보적인 연결 부분을 포함하며, 부재의 연결 부분은 타이어의 연결 부분보다 더욱 가요성이 있다.

본 발명에 의해, 타이어가 변형될 때, 부재가 적어도 타이어만큼 자가변형될 수 있기 때문에, 타이어이 동작은 타이어 표면 상의 부재의 존재로 인해 방해되지 않는다. 따라서, 부재는 대체로 부재의 박리 또는 타이어 표면의 파손의 원인이 되는 힘들의 집결 영역을 창조하지 않는다. 따라서, 타이어 상의 부재의 그립이 개선된다.

또한, 본 발명에 따른 조립체는 다음 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

- 부재의 연결 부분의 10% 신장 계수는 타이어의 연결 부분의 10% 신장 계수 이하이다.

- 부재의 연결 부분의 10% 신장 계수와 타이어의 연결 부분의 10% 신장 계수 사이의 비율은 타이어의 광범위한 작동 온도에서 1 이하이다.

- 작동 온도 범위는 섭씨 0도 내지 80도이다.

- 타이어의 연결 부분은 타이어의 내부 고무에 의해 형성된다.

- 부재의 연결 부분은 고무, 특히, 합성 또는 천연 고무로 제조된다.

- 부재는 특히, 전자적인 장치를 위한 지지 부분을 포함한다.

- 조립체는 연결 부분들 사이에 삽입되는 연결 재료의 층을 포함하며, 이 층은 부재의 연결 부분의 주연 에지로부터 후방에 놓이거나 이 주연 에지와 동일 평면 상에 존재한다. 이러한 연결 재료의 층은 예컨대, 천연 고무를 포함한다. 이 연결 층이 공기와 접촉할 때, 연결 층은 산화되어 타이어의 표면에 손상을 야기한다. 부재의 연결 부분으로 연결 층을 덮음으로써, 연결 층은 공기와 직접 접촉하지 않는다. 따라서, 연결 층의 산화는 감소되어, 타이어에 대한 부재의 조립체의 사용 수명을 연장시킨다.

- 부재의 주연 에지는 9°내지 15°사이, 양호하게는 10°내지 12°사이의 각도에서, 결합선 상에서 수렴하는 대향 표면들의 결합선에 의해 범위가 한정된다. 부재의 가장자리부(border)의 각도는, 타이어에 대한 부재의 부착이 내구성이 있도록 하기 위해 고려되는 중요 인자이다. 특히, 이러한 각도가 9°보다 작은 경우, 가장자리부의 크림핑(crimping)이 발생되어, 부재의 주연 가장자리부 상에 나타나서 정확히 평평하게 하기 어려운 절첩부(fold)의 위험을 야기한다. 이러한 각도가 15도보다 큰 경우, 부재의 주연 에지가 매우 견고해짐으로써, 타이어의 표면 상에 매우 큰 응력을 발생시켜서 작동시 균열 또는 박리를 초래한다.

- 부재는 지지 표면 및 타이어와의 연결을 위한 표면을 각각 형성하는 대체로 평행한 2개의 대향 표면들에 의해 범위가 한정되는 고무 매스를 포함하며, 이 매스는 매스 내에 배치된 리세스의 범위를 한정하는 연결 표면 내에 배치되는 개구를 포함한다. 연결 표면과 접촉함으로써, 장치는 매스, 특히, 연결 표면과 일직선으로 위치되는 매스의 부분을 견고하게 한다. 리세스 때문에, 장치로 인해 견고해진 고무 매스의 부분은 타이어와 접촉하지 않는다. 따라서, 지지 표면 상에 위치된 장치 또는 개구의 표면과 일직선으로 위치된 장치의 부분은 타이어 상에 직접적인 기계적 영향을 미치지 않는다. 이러한 것의 결과는, 본 발명의 부재의 리세스가 장치와 타이어 사이의 기계적 디커플링(decoupling)을 개선한다는 점이다.

본 발명은 예시로서만 제시되고 다음의 첨부 도면을 참조하는 후술되는 설명을 통해 더 잘 이해될 것이다.
-도 1은 본 발명에 따른 조립체의 부재의 사시도이고,
-도 2는 도 1의 평면 II-II상의 도 1의 부재의 단면도이고,
-도 3은 도 1의 부재가 타이어에 끼어져서 장치를 지지할 때의 단면도이고,
-도 4 내지 도 6은 부재의 주연 에지의 몇몇 실시예의 확대 단면도이다.

고무 또는 고무 혼합물의 "탄성 계수(Modulus of elasticity)"는 10%의 변형 및 상온 또는 특정 온도에서의 시컨트 신장 계수(secant modulus of extension)로 이해되며, 10%까지의 변형이 수용되는 제1 주기 이후에 다음과 같이 측정된다.

이 때, ε₁₀ 은 0.1과 동일하며,

E₁₀: 10% 변형시 시컨트 신장 계수, F₁₀: 10% 신장시 신장력, S₀: 시험 시편의 초기 단면, S: 신장 변형(ε)시 시험 시편의 단면이고, 고무 재료의 경우,

로 공지되어 있으며, ε₁₀: 10%의 신장 변형이다.

도면들(ε₁₀)은 승용차에 적절합 본 발명에 따른 부재의 예시를 보여준다. 부재는 전체가 도면 부호 10으로 표기되고 타이어(12)에 끼워지고 장치(14)를 위한 지지부를 형성하도록 설계된다. 이러한 장치(14)는 다양한 형태, 예컨대, 전자적(압력 센서, 온도 센서 등), 기계적 또는 다른 형태일 수 있다.

부재(10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 부재(14)를 지지하기 위한 부분(18) 및 타이어(12)와의 연결을 위한 부분(20)을 포함하는 고무 매스(mass; 16)를 포함한다. 부분들(18 및 20)은 하나의 편(piece)으로 구성되며 이들의 분리는 일어나지 않는다. 고무 매스(16)는 성형에 의해 얻어진다.

부재(10)는 양호하게는 타이어 내부의 표면 상에 설치되도록 설계된다. 도 3에서, 부재(10)는 타이어(12)의 내부 밀봉 고부(22)에 설치된다. 내부 고무(22)는 부재(10)의 연결 부분(20)을 연결시키기 위한 상보적인 부분을 형성한다.

고무 매스(16)는 부재(14)를 지지하기 위한 표면(24)에 의해 범위가 한정되며, 표면(24)은 지지 부분(18)의 상부 표면에 의해 구성된다. 지지 표면(24)의 치수는 대략 15mm X 12mm 이다. 지지 표면에 의해 지지되는 장치(14)는 도 3에 도시된 바와 같은 지지 표면(24)의 치수보다 큰 치수를 가질 수 있다.

또한, 고무 매스(16)는 지지 표면(24)에 대향하면서 지지 표면과 대체로 평행한, 타이어(12)와 연결시키기 위한 표면(26)에 의해 범위가 한정된다. 연결 표면(26)은 부재(10)의 연결 부분(20)의 하부 표면에 의해 구성된다. 연결 표면(26)의 치수는 대략 40mm X 32mm 이다.

두 표면들(24 및 26)은 대체로 편평하고 서로로부터 대략 4mm 이격되어 있다.

부재(10)는 연결 표면(26)에 배치되고 매스(16) 내에 배치된 리세스(30)의 범위를 한정하는 개구(28)를 포함한다. 개구(28)는 도 2의 점선으로 표시된다. 리세스(30)의 깊이는 대략 1.5mm 이다.

매스(16) 내의 리세스(30)의 존재로 인해, 대향 표면들(24 및 26)에 대체로 평행하고, 매스(16)의 단면이 대체로 환형(annular shape)을 가지는 매스(16)의 적어도 하나의 가상 평면이 존재함을 알 수 있다.

지지 표면(24)은 적어도 부분적으로 개구(28)의 표면과 일직선으로 연장되도록 매스(16)가 형성된다. 즉, 연결 표면(26) 상의 표면(24)의 수직 투영체는 개구(28)의 표면의 범위를 한정한다.

도 2에 도시된 예시에서, 투영선(36)에 의해 나타난 연결 표면(26) 상의 지지 표면(24)의 수직 투영체는 개구(28)와 대체로 일치한다.

리세스(30)로 인해, 연결 표면(24)과 일직선으로 위치되고 따라서 장치(14)의 존재로 인해 강성화되는 매스(16)의 부분은 타이어(12)의 내부 고무(22)와 접촉하지 않는다.

지지 부분(18)은 지지 부분(18)의 주연에 연결된 재료(38)의 가교부(bridge)에 의해 연결 부분(20)에 연결된다. 재료(38)의 이러한 가교부는, 매우 두껍지는 않고, 예컨대, 4mm 두께이므로, 가요성이 있으며, 특히, 타이어(12)의 변형 또는 장치(14)의 진동의 경우에, 두 부분들(18 및 20)의 상대적 이동을 허용한다. 이는 타이어(12)와 장치(14) 사이의 기계적 디커플링을 더 강화시킬 수 있게 한다.

또한, 고무 매스는, 일 측부 상에서는 지지 표면(24)으로 이어지고 다른 측부 상에서는 리세스(30)의 바닥으로 이어지는, 매스(16)의 지지 부분(18) 내에 배치되는 채널(32)을 선택적으로 포함한다. 이러한 채널은 지지 표면(24) 상에 장치(14)를 정확히 위치시킬 수 있게 한다. 또한, 리세스(30) 내에 공기가 포획되지 않게 하면서 부재(10)를 타이어에 부착시키기 더 용이하게 한다. 마지막으로, 장치 내에 배치된 유사 채널과 협동함으로써, 리세스(30)와 타이어 내부의 공기 사이의 유체 연통을 허용한다. 따라서, 타이어의 압력 또는 온도 변화는 부재 변형의 원인이 되는, 타이어 내부와 리세스 내부 사이의 압력차를 초래하지 않는다.

매스(16)의 연결 부분(20)을 생산하는데 사용되는 고무는, 그 10% 신장 계수가 타이어(12)의 신장 계수 이하인 고무이다. 즉, 연결 부분(20)은 내부 고무(22)보다 더 유연하다. 예컨대, 타이어의 내부 고무(22)의 10% 신장 계수가 65℃에서 2.2MPa과 동일한 경우, 부재(10)를 제조하기 위하여, 고무는 65℃에서 2.2MPa 이하의 신장 계수를 가지도록 선택되어야 한다. 조립체의 우수한 내구성을 위하여, 부재의 고무의 계수는 타이어의 전체 온도 범위에 걸쳐, 예컨대, 섭씨 0도 내지 80도 사이에서 동작할 때 이러한 한계 값을 따라야 한다. 이러한 사용되는 고무는 천연품 또는 합성품일 수 있다.

부재(10)의 연결 부분(20)은 연결 부분(20)의 연결 표면(26)과 상부 표면(42) 사이의 결합선(joining line; 41)에 의해 범위가 한정되는 주연 에지(40)를 포함한다. 제조 목적을 위해, 그리고 특히 성형 동안 벤팅(venting)을 더 용이하게 하기 위하여, 결합선(41)은 0(zero)은 아니지만, 약 0.1mm 내지 0.2mm 로 매우 얇은 두께로 이루어질 수 있다. 이러한 경우에는, 결합 표면(41)이라고 칭해진다. 두 표면들(26 및 42)은 결합선(41) 상에서 수렴하며, 선(41)에 가까운 두 표면들 사이에서는 9°내지 15°사이, 양호하게는 10°내지 12°사이의 각도(α)를 형성한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 부재(10)는 부재(10)의 연결 표면(26)과 내부 고부(22) 사이에 삽입된 연결 재료(44)에 의해 타이어(12)에 고정된다. 이러한 연결층(44)은 연결 표면(26)의 전체 길이에 걸쳐 연장되지만 돌출되지는 않는다. 즉, 연결층(44)은 주연 에지(41)와 동일 평면 상에 있다.

양호하게는, 두 표면들(26 및 42) 사이의 각도(α)는 결합선(41)으로부터 약 7mm의 거리(d)까지 연장되는 주연 에지(40)의 영역에서 10도 내지 12도 사이이다.

도 4 내지 도 6은 주연 에지(40)의 세 실시예들의 확대 단면으로 도시한다.

도 4에서, 두 표면들(26 및 42)은 즉, 두께 0인 결합 표면(41)인 결합선(41)을 형성하도록 결합한다.

도 5에서, 주연 에지(40)는 표면(26)에 수직이고 0.1mm 내지 0.2mm 정도의 두께(a)를 가지는 결합 표면(41)에 의해 범위가 한정된다.

도 6에서, 주연 에지(40)는 직사각형 단면을 가지며 (도 5에서와 같이) 0과 약 1.5mm 사이의 거리(l)에 걸쳐 연장하는 코드(47)를 포함한다.

이러한 코드(47) 및 결합 표면(41)의 존재는 부재를 제조하기 위한 성형틀의 벤팅을 더 용이하게 한다. 또한, 예컨대, 다른 위치에서 벤트(vent)를 사용하고 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 유지하는 것도 가능하다.

또한, 도 4 내지 도 6은 0.3mm 정도의 두께(b)를 가진, 연결 표면(26)에 대해 위치된 연결 고무의 층(44)을 도시한다. 이러한 연결 고무의 층은 코드 또는 표면 또는 결합선을 넘지 않게 주연 에지에서 종료된다.

마지막으로, 본 발명은, 예컨대, 장치의 지지 부분을 위한 모든 형상들, 내부에 리세스가 전혀 없는 매스(16) 또는 매스(16) 내 복수의 리세스를 이용할 수 있기 때문에 전술된 예시에 제한되지 않는다.

Claims (10)

1. 타이어(12) 및 타이어(12)에 설치된 부재(10)의 조립체이며,
   타이어(12) 및 부재(10)는 각각 상보적인 연결 부분(20, 22)을 포함하며,
   부재(10)의 연결 부분(20)의 10% 신장 계수는 타이어(12)의 연결 부분(22)의 10% 신장 계수와 거의 동일한
   타이어와 부재의 조립체.
2. 제1항에 있어서, 부재(10)의 연결 부분(20)의 10% 신장 계수와 타이어(12)의 연결 부분(22)의 10% 신장 계수 사이의 비율은 타이어의 광범위한 작동 온도에서 1 이하인
   타이어와 부재의 조립체.
3. 제2항에 있어서, 작동 온도 범위는 섭씨 0도 내지 80도인
   타이어와 부재의 조립체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 타이어(12)의 연결 부분(22)은 타이어(12)의 내부 고무(22)에 의해 형성되는
   타이어와 부재의 조립체.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 부재(10)의 연결 부분(20)은 고무, 특히, 합성 또는 천연 고무로 제조되는
   타이어와 부재의 조립체.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 부재(10)는 특히, 전자적인 장치(14)를 위한 지지 부분(18)을 포함하는
   타이어와 부재의 조립체.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 조립체는 연결 부분들(20, 22) 사이에 삽입되는 연결 재료의 층(44)을 포함하며,
   층(44)은 부재(10)의 연결 부분(20)의 주연 에지(40)로부터 후방에 놓이거나 이 주연 에지(40)와 동일 평면 상에 존재하는
   타이어와 부재의 조립체.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 재료의 층(44)은 천연 고무를 포함하는
   타이어와 부재의 조립체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 부재(10)의 주연 에지(40)는 9도 내지 15도 사이, 양호하게는 10도 내지 12도 사이의 각도(α)에서 결합선(41) 상에서 수렴하는 대향 표면들(26, 42)의 결합선(41)에 의해 범위가 한정되는
   타이어와 부재의 조립체.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 부재(10)는 지지 표면(24) 및 타이어(12)와의 연결을 위한 표면(26)을 각각 형성하는 대체로 평행한 2개의 대향 표면들(24, 26)에 의해 범위가 한정되는 고무 매스(16)를 포함하며,
    매스(16)는 매스(16) 내에 배치된 리세스(30)의 범위를 한정하는 연결 표면(26) 내에 배치되는 개구(28)를 포함하며,
    지지 표면(24)은 개구(28)의 표면과 일직선으로 적어도 부분적으로 연장되는
    타이어와 부재의 조립체.

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