KR20230156227A - 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어 - Google Patents

교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어 Download PDF

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KR20230156227A
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박범호
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Abstract

본 발명의 일 실시 예는 스포크가 3차원 구조로 형성된 복수 개의 단위스포크를 구비하여 타이어의 수직 강성을 제어하는 비공기입 타이어를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어는 링형상으로 형성되는 림부; 상기 림부의 외주면과 결합하며, 상기 림부의 외주면으로부터 상부 방향으로 방향으로 형성되며, 2개의 부재가 교차되어 형성되는 단위스포크를 포함하는 스포크를 구비하는 스포크부; 상기 스포크부로부터 상부 방향으로 형성되며, 지면과 접촉하며 링형상으로 형성되는 트레드부;를 포함한다.

Description

교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어 {A nonpneumatic tire having spokes with cross members}
본 발명은 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스포크가 3차원 구조로 형성된 복수 개의 단위스포크를 구비하여 타이어의 수직 강성을 제어하는 비공기입 타이어에 관한 것이다.
차량에 다수 사용되는 공기입 타이어는 내부에 공기를 충진하여 지면에 따라 탄성적 변형을 하여 주행 시 승차감을 상승한다. 그러나 이러한 공기입 타이어는 주행중 지면에 위치한 굴곡 또는 운전에 따른 충격등으로 인해 타이어가 파손될 수 있으며, 공기입 타이에의 펑크 등에 대한 위험성으로 인해 충진된 공기압을 수시로 점검해야 하는 문제점이 있다.
이로 인해, 압축공기를 이용하지 않아 공기압 점검의 필요성이 없는 비공기입 타이어가 제안되어 공기압 손실로 인한 사고의 위험성을 제거했다. 그러나 이러한 비공기입 타이어의 현재 설계는 낮은 종방향 강성, 높은 측면 강성 및 높은 비틀림 강성과 같은 몇 가지 단점이 있다.
일본등록특허 제 JP 4034038호(발명의 명칭: 변형 가능한 비공기압 휠)에는 회전축 선상에서 눕도록 설계된, 차량용의 변형 가능 구조(1)로서, 회전축 선상에 중심을 가지는 고리형 내측 요소(3)과, 내측 요소(3)에 대해서 반지름 방향 바깥쪽에 배치된, 가요성 및 실질적인 비신장성을 가지는 트레드를 형성하는 고리형 외측 요소(4)과, 내측 요소(3)과 외측 요소(4)과의 사이에 실질적으로 반지름 방향으로 배치된 복수의 스포크(5, 52, 53, 56)과를 가지고, 각 스포크는 실질적으로 일정한 힘인 소여의 역치를 넘는 반지름 방향 압축력으로 대항할 수 있어 외측 요소(4)는 스포크(5, 52, 53, 56)로 반지름 방향 압축예부하를 부여하는 주장을 가지고, 내측 요소(3)과 외측 요소(4)과의 상대 위치의 안정화 수단(6, 7)을 더욱이 가지는 변형 가능 구조에 있어서, 상기 스포크(5, 52, 53, 56)는 이들의 자오선 방향 평면 내의 가요성이 둘레방향 평면 내의 가요성보다 충분히 작아지도록 형성되어 또한 내측 요소(3)과 외측 요소(4)과의 사이에 배치되고, 상기 안정화 수단(6, 7)은 내측 요소(3)과 외측 요소(4)과의 사이의 둘레방향 상대 회전의 크기를 제한하는 장치가 개시되어 있다.
그러나 이러한 장치는, 수직하중을 가할시 접촉부 부근의 스포크가 버클로 되어 있어 극한의 상하중 조건과 경량 설계를 제공하지만, 강모 모양의 격자 설계로 인해 낮은 세로 강성을 구비하는 문제점이 있다.
따라서, 3차원 구조의 스포크를 구비하는 비공기입 타이어를 형성하여 적절한 수직강성(KV)을 가지는 비공기입 타이어가 필요하다.
일본등록특허 제 JP 4034038호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 비공기입 타이어의 수직강성을 제어하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 비공기입 타이어의 횡방향 강성을 낮추는 것이다
또한, 본 발명의 목적은, 비공기입 타이어의 종방향 강성을 높이는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 비공기입 타이어가 지면과 접촉할 시 접지압을 균일하게 분포하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 승차감, 소음 및 안정한 핸들링 성능을 향상하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 링형상으로 형성되는 림부; 상기 림부의 외주면과 결합하며, 상기 림부의 외주면으로부터 상부 방향으로 방향으로 형성되며, 2개의 부재가 교차되어 형성되는 단위스포크를 포함하는 스포크를 구비하는 스포크부; 상기 스포크부로부터 상부 방향으로 형성되며, 지면과 접촉하며 링형상으로 형성되는 트레드부;을 포함하고, 상기 스포크는 복수 개의 단위스포크를 포함하여 타이어의 접촉 압력을 고르게 분배하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 복수 개의 단위스포크부는, 상기 비공기입 타이어의 축방향을 따라 배열될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 단위스포크는, 상기 비공기입 타이어의 주행방향에 수직한 단면에서 x자 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 단위스포크는, 상기 트레드부와 상기 림부 사이에 형성되고, 곡부를 구비하는 제1부재; 상기 트레드부와 상기 림부 사이에 형성되고, 상기 제1부재와 교차로 형성되는 제2부재; 및 상기 제1부재와 상기 제2부재가 교차하며 형성되는 교차부;를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 단위스포크는, 상기 교차부의 두께가 상기 제1부재 및 상기 제2부재의 두께보다 두껍게 형성 될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 스포크부의 재질은, 폴리우레탄, 폴리에스터 및 실리카 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1부재 및 제2부재의 면적이 아래의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어. Y=Aㆍsin 여기서 A는 제1부재의 최대면적이고, L은 제1부재의 모서리로부터 상기 교차부까지의 대각선 길이일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1부재 및 상기 제2부재의 두께가 아래의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어. 여기서, t는 제1부재 및 제2부재의 두께이고, ∝는 -1 또는 1이며, t0는 X가 0일때의 두께일 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 비공기입 타이어의 수직강성을 제어하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 효과는, 비공기입 타이어의 접선 강성을 높이는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 효과는, 비공기입 타이어의 측면 강성을 낮추는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 효과는, 비공기입 타이어가 지면과 접촉할 시 접지압을 균일하게 분포하여, 차량 성능 측면에서 승차감, 소음 및 안정한 핸들링 성능을 향상하는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어의 단면 사시도 및 교차부재의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변수에 따른 단위스포크의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직(Vertical) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이다.
도5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면(Lateral) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접선(Longitudinal, Tangenial) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비틀림(Torsional) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이다.
도8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하중의 변화에 따른 지면 접촉 형상을 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교차 부재가 포함된 스포크(210)를 구비하는 비공기입 타이어의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 교차 부재가 포함된 스포크(210)를 구비하는 비공기입 타이어의 단면 사시도 및 교차부(223)재의 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변수에 따른 단위스포크(220)의 두께를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직(Vertical) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이며, 도5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면(Lateral) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접선(Longitudinal, Tangenial) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비틀림(Torsional) 하중에 대한 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 변위를 나타낸 그래프이고, 도8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하중의 변화에 따른 지면 접촉 형상을 나타낸 그래프이다.
도1내지 도2에서 보는 바와 같이, 교차 부재가 포함된 스포크(210)를 구비하는 비공기입 타이어는 링형상으로 형성되는 림부(300), 림부(300)의 외주면과 결합하며, 림부(300)의 외주면으로부터 상부 방향으로 방향으로 형성되며, 2개의 부재가 교차되어 형성되는 단위스포크(220)를 포함하는 스포크(210)를 구비하는 스포크부(200), 스포크부(200)로부터 상부 방향으로 형성되며, 지면과 접촉하며 링형상으로 형성되는 트레드부(100)를 포함 할 수 있다.
여기서 트레드부(100)는, 링형상으로 형성될 수 있으며, 비공기입 타이어의 주행방향으로 다각형의 형상을 형성하는 블록을 구비할 수 있고, 하나의 블록과 다른 블록 사이에 원주방향으로 형성되며 홈형상으로 형성되며, 타이어가 빗길 등을 지나갈 때 배수를 돕는 역할을 하는 그루브를 구비할 수 있다.
트레드부(100)의 재질은, 천연고무, 합성고무, 가황고무, 실리카 등에서 선택되는 어느 한가지 이상의 물질로 형성될 수 있다.
스포크부(200)는, 비공기입 타이어의 주행방향에 수직한 단면에서 x자 형상으로 형성되는 단위 스포크(210)가 비공기입 타이어의 축방향을 따라 복수개 결합하여 하나의 스포크(210)를 형성할 수 있다. 스포크부(200)의 재질은, 폴리우레탄, 폴리에스터 및 실리카 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
하나의 스포크(210)는 비공기입 타이어의 주행방향에 수직한 방향으로 복수개 이격하여 배열되어 스포크부(200)를 형성할 수 있다. 하나의 비공기입 타이어의 스포크부(200)에 형성되는 스포크(210)의 개수는 40개 내지 60개 사이로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 48개로 형성될 수 있다.
단위스포크(220)는 트레드부(100)와 림부(300) 사이에 형성되고, 곡부를 구비하는 제1부재(221), 트레드부(100)와 림부(300) 사이에 형성되고, 제1부재(221)와 교차로 형성되는 제2부재(222) 및 제1부재(221)와 제2부재(222)가 교차하며 형성되는 교차부(223)를 포함할 수 있다.
제1부재(221)는, 제1부재(221)의 하부모서리와 교차부(223)의 중심을 이은 대간선으로부터 왼쪽방향으로 볼록하게 형성되는 곡부를 구비하며, 교차부(223)의 중심과 제1부재(221)의 상부 모서리를 이은 대각선으로부터 오른쪽 방향으로 볼록하게 형성되는 곡부를 구비할 수 있고, 이로 인해, 제1부재(221)의 형상은 sin그래프의 형상으로 형성될 수 있다. 제1부재(221)의 두께 및 면적은 수치변수에 의해 변경될 수 있다.
제2부재(222)는, 제2부재(222)의 하부모서리와 교차부(223)의 중심을 이은 대간선으로부터 왼쪽방향으로 볼록하게 형성되는 곡부를 구비하며, 교차부(223)의 중심과 제2부재(222)의 상부 모서리를 이은 대각선으로부터 오른쪽 방향으로 볼록하게 형성되는 곡부를 구비할 수 있고, 이로 인해, 제2부재(222)의 형상은 sin그래프의 형상으로 형성될 수 있다. 제2부재(222)의 두께 및 면적은 수치변수에 의해 변경될 수 있다.
이로 인해, 스포크부(200)가 3차원구조를 구비하는 스포크(210)를 복수개 구비하고 래디얼 방향으로 적절한 곡률을 구비하여 적절한 수직(Vertical) 강성을 구비할 수 있고, 적절한 접지면적 및 접지압 분포에 의해 승차감, 소음 및 안정한 핸들링 성능이 향상 될 수 있다.
림부(300)는, 원통형으로 형성될 수 있으며, 차의 축과 연결되어 차의 구동력을 비공기입 타이어에 전달 할 수 있다. 림부(300)의 재질은 알루미늄, 카본, 철 및 마그네슘 중 선택되는 어느 한가지 이상의 물질로 형성될 수 있다.
제1부재(221) 및 제2부재(222)의 면적은, 아래의 [수식]에 의해 연산될 수 있다.
[수식 1]
여기서 A는 단위스포크(220)의 단면 최대면적이고, L은 단위스포크(220) 일단의 모서리로부터 교차부(223)까지의 대각선 길이이며, X는 축상에 대한 수치변수이고, n은 자연수이다.
도2에서 보는 바와 같이, a-a'는 단위스포크(220)의 단면 면적이며, L은 제1부재(221) 및 제2부재(222) 일단의 모서리로부터 교차부(223)까지의 대각선 길이이다. 이하 동일하다.
그리고, 강성(k)은 아래의 [수식]에 의해 연산될 수 있다.
[수식 2]
여기서, A는 제1부재(221)의 최대면적이고, L은 제1부재(221)의 모서리로부터 교차부(223)까지의 대각선 길이이며, n은 자연수이다.
이때, [수식 1]은 [수식 2]에 의해 도출된 k(강성)값이 7이상일 시 연산될 수 있다.
도3은 변수에 따른 단위스포크(220)의 두께를 나타낸 그래프로, 제1부재(221) 및 제2부재(222)의 두께는 L의 길이의 변화인 수치변수 x의 값에 따라 단위스포크(220)의 두께를 의미하는 t(x)값이 변할 수 있고, 제1부재(221) 및 제2부재(222)의 두께는 아래의 [수식 3]에 의해 연산될 수 있다.
[수식 3]
여기서, t(x)는 제1부재(221) 및 제2부재(222)의 두께이고, ∝는 -1 또는 1이며, t0는 X가 0일때의 두께이다.
도4에서 보는 바와 같이, 수직(Vertical) 힘이 공기입 타이어 및 비공기입 타이어에 가해졌을 시, 가로축은 변위를 의미하고 세로축은 수직 힘을 나타낸다. 여기서 검정 점선은 HKT에서 발표한 공기입 타이어의 수직 방향의 변위를 나타낸 예전 지표이고, 검정 점선보다 이격거리가 더 짧은 빨간 점선은 MC Agilis에서 발표한 수직 방향의 변위를 나타낸 공기입 타이어의 새로운 지표이며, 파란 실선은 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 수직 방향의 변위를 나타낸다.
HKT에 따른 공기입 타이어의 수직 힘에 따른 변위는 힘이 4000N일 시 약 12.5mm이고, 8000N일 시 약22.5mm인 것을 볼 수 있으며, MC Agils에 따른 공기입 타이어의 수직 힘에 따른 변위는 4000N일 시 약 12mm이고, 8000N일 시 21.5mm인 것을 볼 수 있으며, 비공기입 타이어의 수직 힘에 따른 변위는 힘이 4000N일 시 약 9mm이고, 8000N일 시 22.5mm인 것을 볼 수 있다.
이로 인해, 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 수직 힘에 대한 변위를 HKT에 의한 공기입 타이어, MC Agilis에 의한 공기입 타이어, 비공기입 타이어 순으로 비교할 시, 수직 힘이 4000N일 시 12.5mm, 12mm, 9mm이고, 수직 힘이 8000N일 시 22.5mm, 21.5mm, 22.5mm로 비슷한 것을 볼 수 있다.
도5에서 보는 바와 같이, 측면(Lateral) 힘이 공기입 타이어 및 비공기입 타이어에 가해졌을 시, 가로축은 변위를 의미하고 세로축은 측면 힘을 나타낸다. 여기서 검정 점선은 HKT에서 발표한 공기입 타이어의 측면 방향의 변위를 나타낸 예전 지표이고, 검정 점선보다 이격거리가 더 짧은 빨간 점선은 MC Agilis에서 발표한 측면 방향의 변위를 나타낸 공기입 타이어의 새로운 지표이며, 파란 실선은 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 측면 방향의 변위를 나타낸다.
공기입 타이어의 HKT에 따른 측면 힘에 따른 변위는 힘이 1000N일 시 약 3mm이고, 2000N일 시 약 8mm인 것을 볼 수 있으며, 공기입 타이어의 MC Agils에 따른 측면 힘에 따른 변위는 1000N일 시 약 5mm이고, 2000N일 시 약 11mm인 것을 볼 수 있으며, 비공기입 타이어의 측면 힘에 따른 변위는 힘이 1000N일 시 약 2.5mm이고, 2000N일 시 약 4.5mm인 것을 볼 수 있다.
이로 인해, 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 측면 힘에 대한 변위를 HKT에 의한 공기입 타이어, MC Agilis에 의한 공기입 타이어, 비공기입 타이어 순으로 비교할 시, 측면 힘이 1000N일 시 3mm, 5mm, 2.5mm이고, 측면 힘이 2000N일 시 8mm, 11mm, 4.5mm로 공기입 타이어의 측면 힘보다 비공기입 타이어의 측면 힘이 높은 것을 확인할 수 있다.
도6에서 보는 바와 같이, 접선(Longitudinal, Tangenial) 힘이 공기입 타이어 및 비공기입 타이어에 가해졌을 시, 가로축은 변위를 의미하고 세로축은 접선 힘을 나타낸다. 여기서 검정 점선은 HKT에서 발표한 공기입 타이어의 접선 방향의 변위를 나타낸 예전 지표이고, 검정 점선보다 이격거리가 더 짧은 빨간 점선은 MC Agilis에서 발표한 접선 방향의 변위를 나타낸 공기입 타이어의 새로운 지표이며, 파란 실선은 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 접선 방향의 변위를 나타낸다.
HKT에 따른 공기입 타이어의 접선 힘에 따른 변위는 힘이 1000N일 시 약 2mm이고, 3000N일 시 약 11mm인 것을 볼 수 있으며, MC Agils에 따른 공기입 타이어의 접선 힘에 따른 변위는 1000N일 시 약 3mm이고, 3000N일 시 약 11mm인 것을 볼 수 있으며, 비공기입 타이어의 접선 힘에 따른 변위는 힘이 1000N일 시 약 5mm이고, 3000N일 시 14mm인 것을 볼 수 있다.
이로 인해, 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 접선 힘에 대한 변위를 HKT에 의한 공기입 타이어, MC Agilis에 의한 공기입 타이어, 비공기입 타이어 순으로 비교할 시, 접선 힘이 1000N일 시 2mm, 3mm, 5mm이고, 접선 힘이 3000N일 시 11mm, 11mm, 14mm로 비슷한 것을 볼 수 있다.
도7에서 보는 바와 같이, 비틀림(Torsional) 모먼트가 공기입 타이어 및 비공기입 타이어에 가해졌을 시, 가로축은 비틀림 정도를 의미하고 세로축은 비틀림 모먼트을 나타낸다. 여기서 검정 점선은 HKT에서 발표한 공기입 타이어의 비틀림 정도를 나타낸 예전 지표이고, 검정 점선보다 이격거리가 더 짧은 빨간 점선은 MC Agilis에서 발표한 비틀림 모먼트에 의한 비틀림 정도를 나타낸 공기입 타이어의 새로운 지표이며, 파란 실선은 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 비틀림 모먼트에 의한 비틀림 정도를 나타낸다.
HKT에 의한 공기입 타이어의 비틀림 모먼트에 따른 비틀림 정도는 비틀림모먼트가 50Nㆍm일 시 약 0.4고, 150Nㆍm일 시 약 1.5인 것을 볼 수 있으며, MC Agils에 따른 공기입 타이어의 비틀림 모먼트에 따른 비틀림 정도는 50Nㆍm 일 시 약 0.4이고, 150Nㆍm 일 시 약 1.5인 것을 볼 수 있으며, 비공기입 타이어의 비틀림 모먼트에 따른 비틀림 정도는 힘이 50Nㆍm 일 시 약 0.2이고, 150Nㆍm 일 시 1인 것을 볼 수 있다.
이로 인해, 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 비틀림 모먼트에 따른 비틀림 정도는 HKT에 의한 공기입 타이어, MC Agilis에 의한 공기입 타이어, 비공기입 타이어 순으로 비교할 시, 비틀림 모먼트가50Nㆍm 일 시 0.4, 0.4, 0.2이고, 비틀림 모먼트가 150Nㆍm 일 시 1.5, 1.5, 1로 비공기입 타이어의 비틀림 정도가 공기입 타이어의 비틀림 정도보다 좋은 것을 볼 수 있다.
도8은, 교차 부재를 구비한 비공기입 타이어에 힘을 가할 시 접촉 압력을 나타내고, 로드가 1009kgf일시를 보면 비공기입 타이어에 접촉 압력이 용이하게 분배됨을 볼 수 있다.
이로 인해, 비공기입 타이어가 지면과 고르게 접촉하여 접촉 압력이 용이하게 분배되어 적절한 접지면적 및 접지압 분포에 의해 승차감, 소음 및 안정한 핸들링 성능이 향상 될 수 있다. 또한, 스포크부(200)가 3차원구조를 구비하는 스포크(210)를 복수개 구비하고 래디얼 방향으로 적절한 곡률을 구비하여 적절한 수직(Vertical) 강성을 구비할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 트레드부 200 : 스포크부
210 : 스포크 220 : 단위스포크
221 : 제1부재 222 : 제2부재
223 : 교차부 300 : 림부

Claims (8)

  1. 비공기입 타이어에 있어서,
    링형상으로 형성되는 림부;
    상기 림부의 외주면과 결합하며, 상기 림부의 외주면으로부터 상부 방향으로 방향으로 형성되며, 2개의 부재가 교차되어 형성되는 단위스포크를 포함하는 스포크를 구비하는 스포크부;
    상기 스포크부로부터 상부 방향으로 형성되며, 지면과 접촉하며 링형상으로 형성되는 트레드부;를 포함하고,
    상기 스포크는 복수 개의 단위스포크를 포함하여 타이어의 접촉 압력을 고르게 분배하는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 단위스포크는, 상기 비공기입 타이어의 축방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위스포크는, 상기 비공기입 타이어의 주행방향에 수직한 단면에서 x자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위스포크는,
    상기 트레드부와 상기 림부 사이에 형성되고, 곡부를 구비하는 제1부재;
    상기 트레드부와 상기 림부 사이에 형성되고, 상기 제1부재와 교차로 형성되는 제2부재; 및
    상기 제1부재와 상기 제2부재가 교차하며 형성되는 교차부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 단위스포크는, 상기 교차부의 두께가 상기 제1부재 및 상기 제2부재의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스포크부의 재질은, 폴리우레탄, 폴리에스터 및 실리카 중 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1부재 및 제2부재의 면적이 아래의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.
    Y=Aㆍsin
    여기서 A는 제1부재의 최대면적이고, L은 제1부재의 모서리로부터 상기 교차부까지의 대각선 길이이다.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1부재 및 상기 제2부재의 두께가 아래의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 교차 부재가 포함된 스포크를 구비하는 비공기입 타이어.

    여기서, t는 제1부재 및 제2부재의 두께이고, ∝는 -1 또는 1이며, t0는 X가 0일때의 두께이다.
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