KR20200076883A - 비공기압 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비공기압 타이어에 관한 것으로서, 상세하게는 차량의 차축에 고정되는 휠의 외주면을 따라 결합되는 카카스플라이와, 상기 카카스플라이 외주면을 따라 형성되어 외력에 대응하여 탄성 변형되게 일정 간격으로 형성되는 다수의 완충부가 구비된 스포크와, 상기 스포크의 외주면을 따라 형성되는 고무층과 상기 고무층의 외주면을 따라 트레드가 형성되는 타이어 본체를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어에 관한 것이다.

Description

비공기압 타이어{NON-PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 비공기압 타이어에 관한 것으로서,

더 상세하게는 차량의 하중을 지탱하며, 타이어 이탈을 방지하고, 운전시 안정성을 확보할 수 있는 비공기압 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 사용되는 타이어는 공기압 타이어이다. 그런데, 이러한 내부 공기압 구조의 차량용 타이어는 타이어의 구조가 복잡할 뿐만 아니라 성능발휘 및 안전성에 절대적으로 중요한 공기압을 수시로 점검해야 하는 불편한 점이 있다. 또한, 주행중에 지면 굴곡 또는 운전 조건에 따른 주행 충격으로 타이어가 파손될 수 있는 안전성의 문제가 있다.

비공기압 타이어는 이러한 공기압 타이어와 달리, 압축공기를 전혀 이용하지 않는 설계방식이기 때문에 공기압 손실 또는 부족함으로 인하여 주행 중에 발생될 수 있는 사고의 위험으로부터 자유롭다.

비공기압 타이어는 종래에도 다양하게 제안되었는 바, 그 중 대한민국 특허출원 제2008-0038274호의 경우 탄성 재료로 제조되는 본체 및 접지면으로 기능하는 원주방향 연장형 크라운 부분과 그에 접하는 연장형 사이드월로 구성된 기술이다.

또한, 타이어의 부하를 지지하는 보강된 환형밴드와, 휠 또는 허브 간의 부하력을 인장된 상태에서 전달하는 다수의 웹 스포크를 포함하는 비공기압식 타이어가 대한민국 특허출원 제2004-0027984호에 제안되어 있다.

그러나, 상기와 같이 종래 비공기압 타이어의 경우에는 보강된 환형밴드의 흴 사이에서 차량의 부하를 지지하는 웹 스포크는 차량의 코너링의 경우 시 발생하는 고하중을 충분히 지탱하지 못하여 차량의 조종안정성 및 핸들링 성능이 떨어지게 된다. 또한, 지게차와 같은 특수목적 차량의 경우 좁은공간에서 큰 방향전환이 필요한 극한 상황에서는 이들 웹 스포크의 파손으로 차량전복까지 이어질 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1270386호 : 비 공기식 자동차용 타이어) 대한민국 등록특허공보 제10-0810935호 : 무공압 타이어)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량의 고부하 또는 극한 상황에서의 외력에 저항하여 타이어의 본래 형상인 원형 형상을 그대로 유지할 수 있도록 함으로써 차량의 조종안정성 및 핸들링 성능이 떨어지는 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 주행안전성과 승차감을 향상시킬 수 있는 비공기압 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비공기압 타이어는 차량의 차축에 고정되는 휠의 외주면을 따라 결합되는 카카스플라이와, 상기 카카스플라이 외주면을 따라 형성되어 외력에 대응하여 탄성 변형되게 일정 간격으로 형성되는 다수의 완충부가 구비된 스포크와, 상기 스포크의 외주면을 따라 형성되는 고무층과 상기 고무층의 외주면을 따라 트레드가 형성되는 타이어 본체를 구비한다.

상기 스포크는 반구형 공극이 상기 휠의 둘레방향으로 일정하게 연속적으로 형성되어 상기 카카스플라이에 접하는 제1완충부와, 상기 제1완충부 사이에 일정간격으로 공극이 형성되어 상기 카카스플라이에 접하는 제2완충부를 구비한다.

상기 고무층은 상기 완충부의 외주면을 따라 결합되는 이너고무와, 상기 이너고무의 외주면을 따라 결합되는 커버고무와, 상기 이너고무와 상기 커버고무 사이의 내측 둘레면을 따라 외력에 의한 타이어 형태 복원력을 보강하기 위한 형상유지부재를 구비한다.

상기 형상유지부재는 상기 완충부의 외주면의 길이 방향을 따라 상기 고무층의 내부에 단층 또는 복층으로 매립되게 형성되는 스틸코드를 구비한다.

상기 고무층은 상기 완충부의 외주면을 따라 결합되는 이너고무와, 상기 이너고무의 외주면을 따라 결합되는 커버고무와, 상기 이너고무와 상기 커버고무 사이의 내측 둘레면을 따라 타이어의 슬립과 이탈을 방지하기 위한 편하중 방지부재를 구비한다.

상기 편하중 방지부재는 상기 고무층 내측 양단에 형성된 와이어를 결속하는 와이어 고정부를 구비한다.

상기 편하중 방지부재는 상기 고무층 내측 양단에 형성된 편하중 완충판이 일체화된 고정부를 구비한다.

상기 스포크는 상기 휠 내측 양단과 상기 고무층 내측 양단에 상기 휠의 둘레방향에 수직되게 결합되어 상기 제1완충부 사이에 반복적으로 형성된 와이어를 포함하는 전단방지부재를 구비한다.

상기 전단방지부재는 전단하중 완충판을 더 구비한다.

본 발명의 비공기압 타이어는 스포크에 형성된 제1완충부, 제2완충부, 전단방지부재와 고무층에 형성된 형상유지부재, 편하중방지부재가 타이어에 작용하는 외력을 타이어 전체의 영역으로 분산시키고, 타이어의 본래 형상인 원형 형상이 탄력적으로 유지되게 함으로써 이를 통해 차량의 조종안정성 및 핸들링 성능의 안정적 유지에 따른 승차감 향상과 사고의 위험을 줄이는 효과를 얻을수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 비공기압 타이어를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 비공기압 타이어를 나타낸 정면도.
도 3은 도 2에 도시된 비공기압 타이어의 고무층을 나타낸 부분 절개 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 비공기압 타이어의 고무층을 나타낸 부분 절개 사시도 및 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 비공기압 타이어의 고무층을 나타낸 부분 절개 사시도 및 단면도.
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 비공기압 타이어의 스포크를 나타낸 부분 절개 사시도.
도 7은 본 발명의 제5실시 예에 따른 비공기압 타이어의 스포크를 나타낸 부분 절개 사시도.

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

도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 비공기압 타이어(1)는 타이어 휠(70)의 둘레에 배치되어 타이어 휠(70)의 둘레를 감싸는 카카스 플라이(50)와, 상기 카카스 플라이(50)의 둘레에 부착되는 복수의 완충부(34)를 갖는 스포크(30)와, 상기 스포크(30) 위에 부착되어 상기 스포크(30)를 감싸는 고무층(13)과,

상기 고무층(13)에 부착된 트레드 캡(11)을 포함하는 트레드(10)를 구비한다.

상기 휠(70)은 상기 카카스 플라이(50)와 별도의 가공공정으로 제작하되, 차축이 연결되는 상기 허브(73)와 허브(73)의 외측면에 대해 오목하게 형성되며 원주방향을 따라 배치되는 복수의 홈부가 형성된 림(71)을 구비한다.

상기 카카스 플라이(50)는 상기 휠(70)의 외주면을 따라 상기 스포크(30) 사이에 결합된다.

상기 스포크(30)는 상기 카카스 플라이(50)의 외주면을 따라 횡방향으로 상기 카카스 플라이(50)와 상기 고무층(13) 사이에 일체형으로 형성되어 탄성 변형되게 일정 간격으로 형성되는 완충부(34)를 구비한다.

상기 트레드(10)는 노면에 직접 접하는 부분으로 상기 고무층(13)과 상기 고무층(13) 위에 형성되어 상기 고무층(13)을 감싸는 트레드 캡(11)을 구비한다.

한편, 상기 트레드 캡(11)의 외주면에는 다양한 트레드 패턴이 마련될 수 있다. 이러한 트레드 캡(11)은 상기 스포크(30)나 상기 고무층(13)과 마찬가지로 탄성이 강한 고무재질로 이루어지며, 강력한 접착제를 통한 접착 방법 등 다양한 방법을 통해 상기 고무층(13)에 형성될 수 있다.

상기 완충부(34)는 상기 카카스 플라이(50)와 상기 고무층(13) 사이에서 반구형 형상으로 상기 카카스 플라이(50)의 외주면을 따라 형성되는 제1완충부(31)와 상기 제1완충부(31) 사이에 일정간격을 두고 상기 카카스 플라이(50)의 외주면에 따라 형성된 제2완충부(33)를 구비한다.

상기 제1완충부(31)와 제2완충부(33)는 차량의 하중에 대응하기 위해 셀 형상으로 형성할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 고무층(13)은 상기 완충부(34)와 상기 트레드 캡(11) 사이에, 상기 완충부(34)의 둘레방향으로 이너고무(137)가 형성되고, 상기 이너고무(137)의 외주면 둘레방향으로 외부 충격에 대응하기 위한 와이어 고정구(b)와 상기 고정구(b)에 결속하기 위한 와이어(c)가 형성된 편하중 방지부재(135)와, 상기 편하중 방지부재(135)의 외주면 둘레방향으로 스틸코어(a)가 형성된 형상유지부재(133)와, 상기 형상유지부재(133)의 외주면 둘레방향으로 상기 트레드 캡(11)이 형성되는 커버고무(131)를 구비한다.

상기 편하중 방지부재(135)는 상기 고무층(13) 내부 양 끝단에 상기 와이어(c)를 감거나 고정할 수 있는 와이어 고정부(b)를 구비한다.

한편, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 와이어(c)는 상기 와이어 고정구(b)에 교차하여 감거나 고정할 수 있는 와이어 고정부(b)를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 형상유지부재(133)는 상기 편하중 방지부재(135)의 외주면에 대해 일정한 간격을 두고 단층 또는 복층으로 매립형성되는 스틸코드(a)를 구비한다. 상기 스틸코드(a)에는 폴리에스텔, 나일론, 레이온, 스틸 등의 강성소재가 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어에 있어서, 상기 편하중 방지부재(135)는 차량의 주행중 지면상태 또는 지게차와 같은 특수목적 차량의 경우 좁은공간에서 큰 방향전환이 필요한 극한 상황에서의 운전상황으로 타이어(1)에 가해지는 하중이나 진동 등으로 인한 상기 트레드(10)의 팽창을 제한함으로써 상기 타이어(1)의 원형 복원기능을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.

보다 상세히 설명하면, 상기 트레드(10)에 지면과 수직한 방향으로 힘이 작용할 경우 상기 타이어(1)의 압축력이 작용하게 되어 상기 타이어(1)의 높이는 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 타이어(1)의 폭은 증가하는 방향으로 변형이 일어나게 되는데, 상기 트레드(10)의 고무층(13) 사이 즉, 상기 편하중 방지부재(135)의 와이어 고정부(b)에 결합된 와이어(c)에 의해 상기 타이어(1)의 폭이 증가하는 방향으로의 상기 트레드(10)의 변형이 제한되고, 그에 따라 상기 트레드(10)를 변형시키려는 힘이 상기 타이어(1)의 탄성력으로 작용하게 되어 상기 타이어(1)의 원형 복원기능을 향상시키는 장점이 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 편하중 방지부재(135)는 상기 고무층(13) 내부 양 끝단에 일체로 제작된 편하중 고정부(d)와 편하중 완충판(e)을 더 구비함으로써, 상기 타이어(1)에 가해지는 하중이나 진동 등으로 인한 상기 트레드(10)의 팽창을 제한함으로써 상기 타이어(1)의 원형 복원기능 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 형상유지부재(133)는 상기 완충부(34)의 외주면을 따라 상기 고무층(13)에 일정한 간격으로 형성된 상기 스틸코드(a)를 단층 또는 복층으로 구성함으로써, 상기 타이어(1)에 하중이 가해지는 경우 횡방향 즉, 하중이 가해지는 방향과 수직을 이루는 방향으로 상기 트레드(10)를 변형시키려는 힘이 상기 타이어(1)의 탄성력으로 작용하게 되어 상기 타이어(1)의 원형 복원기능을 향상시키는 장점이 있다.

한편, 도 6 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 스포크(30)는 상기 카카스 플라이(50)의 외주면을 따라 제1완충부(31) 사이에 횡방향으로 상기 카카스 플라이(50) 일측과 상기 고무층(13) 일측사이에 와이어 또는 전단하중 완충판으로 형성된 전단방지부재(35)를 더 구비한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어에 있어서, 상기 전단방지부재(35)는 차량의 주행 중 지속적으로 가해지는 외력에 대응하여 상기 편하중 방지부재(135)와 함께 이중의 스포크 구조를 갖게 되어 외부 충격 흡수율이 더욱 증진되므로, 이를 통해 외부 충격에 의한 상기 비공기압 타이어 전체의 손상 및 차량의 진동을 더욱 저감시키는 효과가 발생하게 된다.

지금까지 본 발명에 따른 비공기압 타이어는 상기 타이어(1)의 폭을 증가시키거나 상기 타이어(1)를 변형시키려는 외력이 상기 제1완충부(31), 제2완충부(33) 및 형상유지부재(133), 편하중방지부재(135), 전단방지부재(35)의 기능을 통해 원주방향으로 분산되고, 그에 따라 상기 타이어(1)에서 탄성이 발생되는 범위가 보다 넓게 형성되어 상기 타이어(1) 전체가 탄성체의 역할을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기와 같은 외력의 분산으로 인해 상기 타이어(1) 구동시에 발생되는 구동저항을 줄일 수 있는 효과를 향상시킬 수 있다.

이로 인해, 비공기압 타이어의 내구성능 향상 뿐만 아니라 차량의 조종성능을 향상시키고 노면으로부터 충격을 잘 분산시킴으로써 더불어 차량의 승차감 향상능력을 기대할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 에가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 트레드 11 : 트레드 캡 13 : 고무층
131 : 커버고무 133 : 형상유지부재 135 : 편하중 방지부재
137 : 이너고무
(a) : 스틸코드 (b) : 와이어 고정부 (c) : 고정부 (d) : 편하중 고정부
30 : 스포크 31 : 제1완충부 33 : 제2완충부 35 : 전단방지부재
50 : 카커스플라이
70 : 휠 71 : 허브 73 : 림

Claims (9)

1. 차량의 차축에 고정되는 휠의 외주면을 따라 결합되는 카카스플라이와,
   상기 카카스플라이 외주면을 따라 형성되어 외력에 대응하여 탄성 변형되게 일정 간격으로 형성되는 다수의 완충부가 구비된 스포크와,
   상기 스포크의 외주면을 따라 형성되는 고무층과,
   상기 고무층의 외주면을 따라 트레드가 형성되는 타이어 본체를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스포크는 반구형 공극이 상기 휠의 둘레방향으로 일정하게 연속적으로 형성되어 상기 카카스플라이에 접하는 제1완충부와, 상기 제1완충부 사이에 일정간격으로 공극이 형성되어 상기 카카스플라이에 접하는 제2완충부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 고무층은 상기 완충부의 외주면을 따라 형성되는 이너고무와, 상기 이너고무의 외주면을 따라 형성되는 커버고무와, 상기 이너고무와 상기 커버고무 사이의 내측 둘레면을 따라 외력에 의한 타이어 형태 복원력을 보강하기 위한 형상유지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 형상유지부재는 상기 완충부의 외주면의 길이 방향을 따라 상기 고무층의 내부에 단층 또는 복층으로 매립되게 형성되는 스틸코드를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 고무층은 상기 완충부의 외주면을 따라 형성되는 이너고무와, 상기 이너고무의 외주면을 따라 형성되는 커버고무와, 상기 이너고무와 상기 커버고무 사이의 내측 둘레면을 따라 타이어의 슬립과 이탈을 방지하기 위한 편하중 방지부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 편하중 방지부재는 상기 고무층 내측 양단에 형성된 와이어를 결속하는 와이어 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 편하중 방지부재는 상기 고무층 내측 양단에 형성된 편하중 완충판이 일체화된 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 스포크는 상기 휠 내측 양단과 상기 고무층 내측 양단에 상기 휠의 둘레방향에 수직되게 결합되어 상기 제1완충부 사이에 반복적으로 형성된 와이어를 포함하는 전단방지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 전단방지부재는 전단하중 완충판을 구비하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
   
   
   
   

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