KR100356589B1 - 내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 내부에 지지대(Safety Support)를 갖고 있는 런 플랫 타이어(Run Flat Tire)에 관한 것으로서, 상세히는 2개로 분할된 림이 볼트와 너트로 조립되어 그 사이에 공기압이 빠지지 않도록 하기 위한 오링(O-ring)이 끼워진 림과, 폴리우레탄으로 제조되어 상기 림의 림 베이스를 따라 결합된 고리형의 내부 지지대와, 이와 같이 내부 지지대가 결합된 림에 장착되는 일반 타이어로 구성된 런 플랫 타이어에 관한 것이다.

Description

내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어{Safety Support Type Run Flat Tire}

본 발명은 타이어 내부에 지지대(Safety Support)를 갖고 있는 런 플랫 타이어(Run Flat Tire)에 관한 것으로서, 상세히는 2개로 분할되어 조립되는 림을 사용하여 일반 타이어를 장착할 수 있도록 하며, 상기 림에 폴리우레탄으로 제조된 고리형의 내부 지지대를 결합시킨 런 플랫 타이어에 관한 것이다.

런 플랫 타이어의 종래 기술을 설명하기 이전에 우선 런 플랫 타이어의 일반적인 개념을 언급해 두고자 한다.

런 플랫 타이어는 타이어 내부에 공기압이 없는, 즉 공기가 빠져나간 상태에서도 어느 정도는 일정 거리를 주행할 수 있도록 한 공기입 타이어를 통칭한 것으로서, 일반 타이어는, 예컨대 타이어가 갑자기 펑크나는 사고가 발생하는 경우에, 타이어 내부에서 공기가 빠져나가면서 차량의 하중으로 인해 타이어가 납작하게 찌그러지게 되며, 이런 상태가 되면 타이어의 비드부가 트레드부 안쪽의 인너라이너 부위에 닿게 되고, 종국에는 상기 비드부가 림 플랜지에서 이탈되어 더 이상 자동차의 정상적인 주행이 불가능하게 된다.

이와 같은 일반 타이어의 문제점을 개선하고자 공기압의 상실로 인한 타이어의 찌그러짐을 방지하는 별도의 장치 예컨대, 지지대를 타이어의 내부에 장착한 런 플랫 타이어가 개발되었는데, 이를 사용하면 원치 않는 이유로 인해 타이어 내부의 공기가 빠져나갔을 때에도 타이어의 비드부가 트레드 부위에 닿을 정도로는 주저앉지 않게 됨으로써, 차량을 정지시키지 않은 상태에서 가까운 타이어 수리소나 또는 교환소까지 거의 정상속도로 주행할 수 있게 된다.

이런 런 플랫 타이어의 장점은 주행 중 타이어의 갑작스러운 펑크로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있고, 도로 가에서 위험하게 타이어를 교체해야 하는 불편함을 감수하지 않아도 되며, 펑크난 타이어의 대용으로 사용하는 스페어(spare) 타이어를 항상 구비하고 다닐 필요가 없고, 따라서 스페어 타이어의 상태를 일일이 관리해야 할 필요도 없게 된다.

이와 같은 장점을 갖고 있는 런 플랫 타이어는 현재까지 여러 종류의 것이 제안되어 왔는데, 이를 크게 분류해보면,

첫째, 타이어의 사이드월부를 두껍게 함으로써 측면의 강도를 증가시켜 타이어 내부의 공기가 바깥으로 빠져나갔을 때에도, 타이어가 주저앉지 않고 차량의 하중을 상기 타이어가 어느 정도는 지지할 수 있도록 한 타이어(보통 사이드월이 보강된 타이어, 또는 Sidewall Reinforced Tire라고 흔히 말하고 있다).

둘째, 타이어의 내부에 지지대를 삽입함으로써 타이어 내부의 공기가 빠져나가더라도 타이어 내부의 상기 지지대가 차량하중을 어느 정도는 지지할 수 있도록 한 타이어(보통 내부 지지대를 갖는 타이어, 또는 Safety Support Tire라고 흔히 말하고 있다)로 분류할 수 있다.

사이드월이 보강된 타이어의 경우에는 이미 여러 건으로 특허 출원된 바 있으며 현재도 생산하여 판매 중에 있으나, 이와 같이 사이드월이 보강된 타이어는 일반 타이어보다 더욱 두터워진 사이드월 때문에, 일반 공기입으로 주행하면 승차감이 하락되는 단점이 있어 차량 제작업자들이 과히 선호하지 않는 경향이 있다.

그러나, 내부 지지대를 갖는 타이어는 일반 공기입으로 주행하면 사이드월이 보강된 타이어와는 달리 일반 타이어와 비교하여도 거의 동일한 승차감을 느낄 수 있기 때문에 차량 제작업자들이 관심을 많이 갖고 있다.

이제, 이러한 런 플랫 타이어, 그 중에서도 내부 지지대를 갖는 타이어의 종래 기술에 대하여 실시한 예를 들면서 상세히 설명하고자 한다.

내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어는 두 가지 형태로 나뉘어져 구분되고 있는데, 첫째는 종래의 일반 림을 그대로 사용하여 그 내부에 내부 지지대를 설치한 타이어, 두 번째는 원하는 크기의 내부 지지대를 편리하게 타이어 내부에 장착하고 고정하기 위하여 특수 림을 사용하는 타이어로 구분된다.

상기 첫 번째의 일반 림을 사용하는 경우의 대표적인 타이어로서는 도 3에 도시한 바와 같은 US Patent No. 5,194,104호의 런 플랫 타이어가 있는데, 이는 내부 지지대(20)가 원환체(圓環體)의 형상으로 되어 있기 때문에 다음과 같은 문제점이 있게 된다.

첫째, 일반 림(30)에 원환체의 내부 지지대를 장착하기 위해서는 상기 내부 지지대를 2조각 이상으로 분리해야 되며, 이렇게 되면 아무래도 분리된 부분을 타이어(40) 내부에서 다시 조립해야 하는데, 조립된 부위가 약하기 때문에 차량이 고속 주행할 때 원심력에 의하여 림(30)과 내부 지지대(20) 사이가 벌어져 상기 내부 지지대(20)가 움직일 우려가 있다.

둘째, 차량이 주행할 때 내부 지지대의 이러한 분리 및 조립된 부분은 타이어 유니포머티를 저하시키는 원인이 될 수 있다.

셋째, 장착상의 이유 및 일반 림의 형상 때문에 폭이 넓은 내부 지지대를 사용할 수 없게 되고, 따라서, 폭이 좁은 내부 지지대를 사용할 수밖에 없기 때문에 타이어 내부에 공기압이 빠져 상기 지지대가 차량하중을 지지할 경우에, 타이어가지면과 닿는 적은 접지면적 때문에 상기 지면과의 접지압력이 켜져서 차량의 고속주행을 불가능하게 한다.

상기 두 번째의 특수 림을 사용하는 경우의 대표적인 타이어로서는 도 4에 도시한 바와 같은 US Patent No. 5,891,279호 런 플랫 타이어가 있는데, 이 경우에는 내부 지지대(50)를 타이어(60)와 림(70)의 안쪽에 넣기 편리하도록 종래 일반 림에서 림 플랜지를 없앤 특수 형식의 림을 고안하였고, 이와 같은 림을 사용하면 내부 지지대(50)를 분리할 필요가 없으며, 도 4에 도시한 바와 같이, 비교적 폭이 넓은 내부 지지대(50)를 사용할 수 있으므로 공기압이 없을 때에도 타이어(60)가 지면과 닿는 접지면적이 넓기 때문에 차량의 고속주행이 가능하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같이, 분리되지 않은 내부 지지대를 그대로 장착할 수 있도록 림 플랜지가 없는 특수한 림을 사용하기 때문에, 타이어를 림에 고정시키기 위해서는 타이어 비드부 형상을 특수한 형태로 고안하여야 하므로, 아무래도 종래 일반 림에서 림 플랜지에 의해 비드부가 고정되는 것에 비하면 장착성 등에 있어서 유리하지 못한 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 런 플랫 타이어의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 종래 림의 장점인 림 플랜지에 의한 타이어 비드부 고정방법을 유지하고, 폭이 넓은 림 베이스 부분을 확보하기 위하여 상기 림을 2조각으로 분리하되, 이와 같이 하면 종래 분할되지 않는 림에 타이어를 장착하기 위하여 필요한 림의 웰(well) 부위는 필요 없게 되므로 폭이 넓은 내부 지지대를 사용할 수 있고,더욱이 내부 지지대를 림에 장착하기 위해서 상기 내부 지지대를 2조각 이상으로 분리할 필요가 없게 되며, 또한 종래 일반 림의 림 플랜지를 그대로 유지할 수 있어서 기 사용되고 있는 일반 타이어를 상기 일반 림에 장착할 수 있는 런 플랫 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내부 지지대와 림 본체의 단면도 및 측면도,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 지지대와 림 본체의 단면도,

도 3은 종래의 런 플랫 타이어의 단면도,

도 4는 종래의 다른 실시예에 따른 런 플랫 타이어의 단면도,

도 5의 (a)와 (b)는 일반적인 림의 구조도.

(도면 부호의 설명)

1a,1b...분할된 림, 2...볼트와 너트,

3...오링(O-Ring), 4,4'...림 플랜지,

5...내부 지지대, 6...림 베이스,

7...웰(well), 8...고정홈,

9...림 본체, 10,10'...캐비티(Cavity),

11...철(凸) 부분.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 런 플랫 타이어는 대별하면 2개로 분할된 림이 볼트와 너트로 조립되어 그 사이에 공기압이 빠지지 않도록 하기 위한 오링(O-ring)이 끼워진 림과, 이 림의 림 베이스를 따라 결합된 고리형의 내부 지지대와, 이와 같이 내부 지지대가 결합된 림에 장착되는 일반 타이어로 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 런 플랫 타이어의 구성을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 내부 지지대와 림 본체의 단면도와 측면도를 도시한 것으로서, 도시한 바와 같이,

한쪽 부분을 차축방향을 따라 분할하여 분할된 림(1a)(1b)을 서로 수개의 볼트와 너트(2)로 조립하되, 조립된 분할 림은 그 사이의 분할 부위로 인해 공기가 누설되지 않도록 오링(O-Ring)(3)이 끼워져 있고, 양쪽의 외주면에 타이어의 비드부가 안착되는 림 플랜지(4)(4')를 갖고 있으며, 후술하는 내부 지지대(5)와 림(9)과의 접촉을 최대한 크게 하기 위하여 림 베이스(6)는 평평하게 형성하되, 이 림 베이스(6)의 일면에 공기주입 밸브와 센서(Sensor)가 들어갈 수 있는 홈 형상의 작은 웰(well)(7)이 형성되어 있으며, 상기 림 베이스(6) 면에 래디얼 방향으로 일정한 간격을 두고 고정홈(8)이 형성된 림 본체(9)와;

단면으로 보았을 때 90도로 회전된 비대칭의 Ｈ자로 형성되어 양측면에 서로 깊이가 다른 캐비티(Cavity)(10)(10')를 형성하되, 림 베이스(6)와 접촉되는 하단부위는 요철(凹凸)로 형성하여, 차량이 주행할 때 상기 림 베이스에서 공회전하지 못하도록 철(凸) 부분(11)이 림 본체(9)의 고정홈(8)에 삽입되어 상기 림 본체(9)와 결합되는 고리형의 내부 지지대(5)와;

이 내부 지지대(5)가 결합된 림 본체(9)에 장착되는 타이어;

로 구성되어 있다.

이때, 도 5의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 림 플랜지 부위 및 타이어 비드가 안착되는 림 부위는 일반 TRA(Tire Rim Association) Yearbook에서 제안한 플랫 험프(Flat Hump) 형태를 적용한다.

또, 내부 지지대는 타이어에 약간 구부려서 들어갈 수 있도록 경도가 90 이하인 폴리우레탄 재질을 이용하여, 저온, 저압의 인젝션 캐스팅(Injection Casting) 방식으로 제조한다.

또, 내부 지지대의 폭은 타이어에서 공기가 빠졌을 때 타이어 트레드 부위가 상기 내부 지지대에 최적으로 접할 수 있도록 TRA의 Specified Rim 폭의 70∼80% 수준으로 설계하며, 내부 지지대의 폭 형상의 비율 즉, A1:A2+A3은 1:1.618034인 피보나치 비율(Fibonacci Ratio)로 설계하고, 내부 지지대의 높이는 공기가 빠진 상태에서 주행할 때 비드가 림 플랜지에서 이탈되지 않는 최적의 상태인 타이어 높이의 50∼55% 범위로 설계한다.

또, 내부 지지대의 상단 외주면(Wall)은 차축방향으로 노멀(Normal)하게 설계되었으며, 측면에 형성된 캐비티(Cavity)(10)(10')는 차축방향으로 10도 간격을 두고 형성된다.

도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예의 내부 지지대와 림 본체의 단면도를 도시한 것으로서, 첨부된 도면을 통해 확실히 알 수 있듯이, 림 본체와 이 림 본체에 결합되는 내부 지지대의 구조는 상기한 실시예와 동일하나, 내부 지지대에 형성되는 캐비티(10")가 상기 내부 지지대의 상단부 정중앙에 1개만 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 목적과 구성으로 이루어진 본 발명의 내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어에 의하면, 우선 분할된 림을 사용함으로써 내부 지지대를 분리하지 않아도 되므로 상기 내부 지지대의 장착 및 탈착이 용이하며, 폭이 넓은 내부 지지대를 사용할 수 있는 영역이 확보되는 평평한 림 베이스가 형성되고, 일반타이어를 그대로 사용할 수 있기 때문에 승차감 성능을 포함하여 상기 일반 타이어와 같은 거의 동일한 성능을 유지할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 일반 림이 장착되는 런 플랫 타이어에 있어서,

   한쪽 부분을 차축방향을 따라 분할하여 분할된 림(1a)(1b)을 서로 수개의 볼트와 너트(2)로 조립하되, 조립된 분할 림은 그 사이에 오링(O-Ring)(3)이 끼워져 있고, 양쪽의 외주면에 타이어의 비드부가 안착되는 림 플랜지(4)(4')를 갖고 있으며, 림 베이스(6)는 평평하게 형성하되, 그 림 베이스(6)의 일면에 홈 형상의 작은 웰(well)(7)이 형성되어 있으며, 상기 림 베이스(6) 면에 래디얼 방향으로 일정한 간격을 두고 고정홈(8)이 형성된 림 본체(9)와;

   단면으로 보았을 때 90도로 회전된 비대칭의 Ｈ자로 형성되어 양측면에 서로 깊이가 다른 캐비티(Cavity)(10)(10')를 차축방향으로 10도 간격을 두고 형성하고 있되, 림 베이스(6)와 접촉되는 하단부위는 요철(凹凸)로 형성하여, 철(凸) 부분(11)이 림 본체(9)의 고정홈(8)에 삽입되어 상기 림 본체(9)와 결합되는 고리형의 내부 지지대(5);

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내부 지지대(5)는 경도가 90 이하인 폴리우레탄 재질을 이용하여, 저온, 저압의 인젝션 캐스팅(Injection Casting) 방식으로 제조한 것을 특징으로 하는 내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 내부 지지대(5)의 폭은 림 본체(9) 폭의 70∼80%의 범위내이고, 상기 내부 지지대(5)의 폭 형상의 비율(A1:A2+A3)은 피보나치 비율(Fibonacci Ratio)로 하며, 상기 내부 지지대(5)의 높이는 타이어 높이의 50∼55% 범위로 한 것을 특징으로 하는 내부 지지대를 갖는 런 플랫 타이어.