KR100557510B1 - 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어(10)와 같은 주기운동가능한 지면접촉구조물에 관한 것으로, 타이어(10)는 캐비티 벽(32)에 의해 각각 둘러싸인 다수의 캐비티(25)가 제공된 탄성변형동체(12)로 구성된다. 캐비티(25)는 정상정지하중상태에서 동체의 탄성변형시 캐비티 벽(32)에 고응력집중영역 형성을 방지하는 단면구성을 갖도록 배열된다. 탄성변형시 각 캐비티(32)에 의해 취해지는 단면구성은 폐곡선이다. 캐비티 구성은 벽 부분이 서로 접촉할 정도의 캐비티(32)의 변형을 방지한다. 이렇게 하여, 타이트한 곡률 반경이 형성될 정도의 캐비티 벽(32)의 변형이 방지된다.

Description

비공기식 타이어

본 발명은 비공기식 타이어에 관한 것이다.

비공기식 차량용 타이어에 대하여서는 단일체형 타이어와 다수의 타이어 세그먼트로 조립되는 조합형 타이어를 포함하여 여러가지 형태의 것이 제안된 바 있다. 이러한 타이어의 예가 특허문헌 US 1365539(Pepple), US 1414252(Brubaker), US 1487920(Dawson), US 1570048(Dickensheet), US 5139066(Jarman) 및 AU 502409(Bayer)에 기술되어 있다. 이들 특허문헌에 제안된 타이어들은 전형적으로 고무와 같은 탄성물질로 된 환상동체와, 이러한 환상동체에서 측방향으로 연장되어 양측이 개방된 캐비티를 구비하고 있다. 캐비티는 타이어에 충분한 탄성을 부여하고 쿠션이 좋은 승차감을 주도록 하는 것이다.

이와 같이 제안된 대부분의 타이어는 펑크가 나지는 않으나 승차감이 좋지 않은 솔리드형 타이어와, 안락한 주행을 위한 쿠션을 제공하나 펑크나기 쉬운 공기식 타이어를 절충한 타이어들이다.

일반적으로 이와 같이 제안된 타이어는 요구된 내하중과 내구성을 갖기 위하여 상당량의 탄성물질을 필요로 한다. 이는 많은 결점을 갖게 되는 바, 그 중 하나는 많은 양의 탄성물질이 필요하게 되어 타이어의 제조비용이 증가하는 것이다.

더욱이, 탄성물질의 증가는 타이어의 쿠션특성을 떨어뜨릴 수 있다.

따라서, 주어진 내하중을 위하여 사용되는 탄성물질의 양을 최소화하는 한편, 내구성을 가지며 안락한 주행을 위해 충분한 쿠션을 제공하는 타이어를 제공한다는 면에서 타이어의 동체에 형성되는 캐비티의 구조를 최적화하는 것이 필요하다.

상기 특허문헌에서 제안된 타이어에 있어서, 캐비티의 구조는 특허문헌 US 1570048(Dickensheet) 및 US 1487920(Dawson)에서 제안된 것과 같은 단순한 원형공의 형태로부터 특허문헌 US 1365539(Pepple)과 AU 502409(Bayer)에서 제안된 것과 같은 보다 복잡한 형상까지 매우 다양하다.

그러나, 이들 제안은 아주 만족할 만한 비공기식 타이어를 제공하지는 못하고 있다.

상기 언급된 형태의 타이어가 갖는 전형적인 문제점은, 안락한 주행이 이루어질 수 있도록 쿠션을 제공하기에 충분한 탄성을 부여할 경우, 통상의 하중이 작용하는 경우에도 캐비티가 크게 변형되어 캐비티의 벽에 높은 응력이 집중되는 고응력 집중영역이 나타나는 경향을 보이는 것이다. 이들 고응력 집중영역은 변형된 캐비티의 벽에 곡률반경이 줄어든 영역이 형성되도록 한다. 고응력 집중영역은 타이어의 회전중에 주기적으로 나타나 열을 발생하므로서 타이어가 열화(劣化)되도록 한다. 또한, 타이어가 고하중을 받는 경우(예를 들어 가속이나 제동시) 캐비티는 더욱 크게 변형되어 캐비티의 벽부분이 서로 접촉될 수도 있다. 타이어가 회전하면, 접촉하는 캐비티의 벽부분이 서로 마찰을 일으켜 더 많은 열이 발생할 것이다.

이러한 문제점은 단면이 원형인 캐비티를 갖는 비공기식 타이어에서 주로 나타난다. 이러한 문제점에 대하여서는 공지기술을 보인 첨부도면 도 1 및 도 2에서 설명될 것이다.

도 1은 공지기술인 비공기식 타이어의 일부를 보인 것으로, 타이어에 하중이 가하여지지 않은 상태에서 도시한 개략도,

도 2는 타이어가 정지된 상태에서 하중을 받아서 변형된 상태에 있는 것을 도시한 도 1의 개략도,

도 3은 제 1실시형태에 따른 타이어의 사시도,

도 4는 제 1실시형태의 타이어를 보인 부분사시도,

도 5는 제 1실시형태의 타이어를 보인 부분측면도,

도 6은 제 1실시형태의 타이어가 지면에 접촉하여 있고 정지된 상태에서 하중을 받아 변형된 것을 보인 부분측면도,

도 7은 타이어가 주행중의 토크가 큰 하중상태에서 변형된 것을 보인 도 6에 상응하는 부분측면도,

도 8은 타이어 세그먼트로 조립 구성된 타이어인 제 2실시형태의 타이어가 휠림에 결합되어 있는 것을 보인 측면도,

도 9는 도 8에서 보인 타이어의 한 타이어 세그먼트를 보인 사시도,

도 10은 제 3실시형태에 따른 타이어의 사시도,

도 11은 휠림에 결합된 것을 보인 도 10의 타이어에 대한 측면도,

도 12는 트레드 구조를 보인 제 3실시형태의 타이어의 정면도,

도 13은 도 11의 13-13선 단면도,

도 14 내지 도 20은 여러 일정한 상태의 하중하에서 변형된 제 3실시형태에 따른 타이어의 개략측면도,

도 21은 휠림에 결합된 제 4실시형태에 따른 타이어의 단면도,

도 22는 휠림에 결합된 제 5실시형태에 따른 타이어의 단면도,

도 23은 제 6실시형태에 따른 타이어의 측면도,

도 24는 하중하에서 변형된 제 7실시형태의 타이어를 보인 개략측면도,

도 25는 하중하에서 변형된 것을 보인 제 7실시형태의 타이어를 보인 부분측면도,

도 26은 제 8실시형태에 따른 타이어의 측면도,

도 27은 제 8실시형태에 따른 타이어의 부분측면도,

도 28은 제 9실시형태에 따른 타이어의 측면도,

도 29는 도 28의 실시형태에서 캐비티의 구성을 보인 부분확대도,

도 30은 제 10실시형태에 따른 타이어에서 캐비티의 구성을 보인 부분측면도,

도 31은 본 발명에 따른 제 11실시형태에 대한 타이어의 측면도,

도 32는 도 31에서 보인 실시형태에 따른 타이어의 단면도,

도 33은 제 12실시형태에 따른 타이어의 단면도,

도 34는 또 다른 실시형태에 따른 타이어를 제공하기 위하여 조립되는 타이어 세그먼트를 보인 사시도,

도 35 내지 도 39는 변형되지 않은 상태에 있는 본 발명에 따른 타이어의 여러 캐비티형상을 보인 설명도,

도 40은 또 다른 실시형태에 따른 지면접촉 구조물이 결합된 무한궤도차량의 무한궤도를 보인 측면도,

도 41은 또 다른 실시형태에 따른 지면접촉 구조물을 구성하는 무한궤도를 보인 사시도,

도 42는 도 41의 지면접촉 구조물의 부분사시도이다.

본 발명은, 제 1 및 제 2부분을 갖는 환상동체로 구성되되, 제 1부분이 휠림(wheel rim)에 배치되는 방사상 내주연부이며, 제 2부분은 상기 제 1부분의 방사상 외측에 배치된 외주연부이고, 이 제 2부분은 탄성변형가능하게되어 있어서 쿠션을 부여하는 단일체 구조이며 또한 이 제 2부분은 대향된 측벽을 갖는 탄성물질의 동체를 포함하고, 다수의 캐비티는 캐비티벽으로 둘러싸이고 한 측벽으로부터 제 2부분의 최소한 일부내부로 연장되어 있으며, 각각의 캐비티는 하중이 가하여지지 않은 상태에서는 오목한 부분이 서로 대향하여 위치한 한쌍의 원호부분과 이들 원호부분사이에 연장된 중간선으로 형성되는 단면형상을 갖는 비공기식 타이어에 있어서, 두 원호가 서로 상이한 곡률반경을 가지고 있고, 상기 각각의 캐비티는 정상적인 정적 상태의 하중을 받아 동체가 탄성변형할 때 캐비티벽에서 고응력 집중영역이 형성되지 않게 하는 단면구조를 갖도록 구성됨을 특징으로 한다.

동체의 탄성변형시 캐비티가 이루는 단면형상은 폐곡선이다.

캐비티의 형상은 캐비티벽이 서로 접촉될 정도로 변형되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로서, 곡률반경이 줄어들어 꽉 조이는 것을 방지한다.

캐비티는 동체가 변형되지 않은 상태에서 캐비티의 초기단면형상을 적당히 선택함으로서 동체의 탄성변형시 상기 언급된 단면형상을 갖도록 구성될 수 있다.

동체가 변형되지 않은 상태에서의 캐비티의 적당한 단면형상은 여러가지 있을 수 있다. 전부는 아니지만 대부분의 공통된 특징으로서, 적당한 캐비티의 단면형상은 이들이 정원(正圓)이 아닌 둥근 형상이라는 점이다. 두 원호사이에 연장되는 중간선은 곡선 또는 직선일 수 있다. 중간선이 곡선인 경우, 캐비티의 단면형상은 달걀형(卵形)과 같은 폐곡선이 된다. 캐비티는 동체내에서 긴 형태로서 원주방향으로 일정하게 간격을 두고 배향되는 것이 바람직하다.

동체가 변형되지 않은 상태에서 캐비티는 기다란 단면을 갖는다. 이러한 경우에 있어서, 기다란 캐비티는 이 캐비티의 단면형상의 장축선이 타이어의 회전방향에 수직으로 놓이도록 배치된다. 예를 들어, 캐비티의 단면형상의 장축선은 타이어의 반지름방향과 일치한다.

캐비티가 기다란 단면을 가지고 그 단면형상의 장축선이 타이어의 회전방향에 실질적으로 수직이 되게 배향되는 구조는 양방향용의 이러한 구조물에 유리한 것이다. 이는 일정한 상태의 하중이 가하여질 때 캐비티 단면형상에서 그 장축선의 연장선이 타이어의 변형되는 동체에 가하여지는 수직하중과 일치되기 때문이다. 이와 같이 함으로서, 캐비티벽은 곡률반경이 너무 감소되어 꽉 조이는 것을 막고 타이어의 동체가 양호하게 변형되도록 한다.

타이어를 한 방향으로만 사용할 경우, 캐비티 단면형상의 장축선이 동체의 회전방향에 대한 수직선에 대하여 기울어지게 하여 타이어에 가하여지는 비틀림하중에 견딜수 있도록 할 수 있다.

캐비티가 기다란 단면형상을 갖는 것에 관계없이, 단면형상의 두 대향된 원호부분은 타이어의 회전운동방향에 대하여 수직인 방향으로 정렬되는 것이 바람직하다. 즉, 이러한 단면형상의 두 원호부분은 서로 대향되어 있으며 타이어의 회전운동방향에 대한 수직선을 따라 이격되어 있다. 이들 두 원호부분 중 하나는 다른 원호부분에 비하여 크기가 클 수 있다.

캐비티는 동체의 탄성을 향상시키는 것 이외에도, 이 캐비티는 열의 분산을 위한 통풍이 이루어질 수 있도록 한다.

통상적으로 캐비티는 동체를 완전히 관통하도록 연장되어 있고 캐비티의 양 단부가 동체의 외면측으로 개방되어 있다. 그러나, 이와 같은 캐비티는 달리 형성될 수도 있다. 즉 캐비티의 일측단부는 개방되고 타측단부는 밀폐될 수 있다. 또한 캐비티의 양측 단부가 개방되고 내부가 막혀 있을 수 있다.

또한 일부의 캐비티는 다른 캐비티와 다른 형상을 갖도록 조합될 수 있다.

공기식 타이어와 유사한 기능을 갖는 비공기식 타이어를 제공하는 것이 요구될 경우, 캐비티는 탄성변형가능한 동체의 일측을 향하여서만 개방되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 타이어를 일측에서 보았을 때에는 모든 캐비티가 보이나 반대측에서 보았을 때에는 캐비티가 보이지 않는다. 반대측에서 보면 공기식 타이어의 외형을 갖추고 있으며 타이어 측벽의 영역이 중단없이 연속되어 있어 이에 제조자나 상표 또는 기타 상품표식을 엠보싱으로 나타낼 수 있다.

캐비티는 원주방향으로 일정한 간격을 두고 있다. 캐비티의 서로간 간격은 실질적으로 동일하다. 캐비티 사이의 부분은 하중을 지지하는 웨브(web)를 이룬다.

캐비티는 탄성변형가능한 동체내에 제 1셋트의 캐비티로 구성된다.

또한 탄성변형가능한 동체내에 제 2셋트의 캐비티가 포함될 수도 있다. 이러한 제 2셋트의 캐비티는 다른 적당한 단면형상을 가지며 반드시 제 1셋트의 캐비티의 특징을 갖는 형상일 필요는 없다.

예를 들어, 제 2셋트의 캐비티는 동체가 변형되지 않은 상태에서 간단한 원형의 단면형상을 가질 수 있다. 그러나, 제 2셋트의 캐비티는 제 1셋트의 캐비티의 특징을 갖는 것이 바람직한데, 고응력 집중영역이 형성되기 쉬운 경우 특히 바람직하다.

제 2셋트의 캐비티도 원주방향으로 일정한 간격을 두고 있다.

제 1 및 제 2셋트의 캐비티는 서로에 대하여 상하로 어긋나게 교열되거나 상하로 일직선이 되게 정렬될 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 제 2셋트의 각 캐비티는 타이어의 회전방향에 수직인 라인을 따라 제 1셋트의 각 캐비티와 일직선으로 정렬된다. 이와 같이, 타이어에 있어서 각 정렬된 캐비티는 타이어의 방사상 축선을 따라서 일직선으로 정렬된다.

탄성변형가능한 동체에는 타이어의 강도와 내구성을 높이기 위하여 보강수단이 결합된다.

한 실시형태로서, 탄성변형가능한 동체는 지면에 접촉하는 외측부를 가지며, 이 경우에 트레드부분이 외측부에 구비될 수 있다. 다른 실시형태로서, 탄성변형가능한 동체의 외측부는 트레드부분 또는 지면과의 결합이 용이하도록 하는 부분을 제공하는 다른 구조물을 지지할 수 있도록 구성될 수 있다.

탄성변형가능한 동체는 휠림에 결합되는 내측부를 갖는다.

제 2부분은 지면과 접촉하는 트레드부분을 이루는 외부층과, 이 외부층과 제 1부분과의 사이에 배치되는 중간층으로 이루어진 층상구조물 형태일 수 있다.

외부층은, 약 63∼75 쇼어 A 경도, 바람직하게는 65~70 쇼어 A 경도를 갖는 고무와 같이, 트레드부분을 구성하는데 적합한 내마모성을 갖는 탄성물질로 되어 있다.

중간층은, 약 55~75 쇼어 A 경도를 갖는 고무와 같이, 하중을 지지하고 쿠션을 부여하는데 적당한 탄성물질로 이루어진다.

한 실시형태로서 제 1 부분을 이루는 내측부는, 75~96 쇼어 A 경도, 바람직하게는 80~90 쇼어 A 경도를 갖는 고무와 같이, 휠림과 같은 회전지지체에 고정결합되기에 적합한 경도를 갖는 탄성물질로 구성될 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 내측부는 환상의 보강링과 같은 보강수단을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 내측부는 스틸링과 같은 강체밴드를 포함할 수 있다.

내측부는 단일체로 구성되거나 또는 타이어를 휠림과 같은 회전지지체에 용이하게 결합시킬 수 있도록 확장 및 수축될 수 있도록 하는 분할형으로 구성될 수 있다. 분할형 구조의 경우에 있어서, 내측부는 원주방향으로 배치되는 다수의 세그먼트로 구성되며 이들 세그먼트는 내측부를 확장시에 원주방향으로 간격을 벌려서 배치될 수 있다.

캐비티는 그 전체가 중간층에 배치되는 것이 좋으나, 외부층, 내측부, 또는 외부층과 내측부까지 확장되어 형성될 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 비공기식 타이어(1)의 부분측면을 보인 것으로, 이는 고무와 같은 탄성물질의 동체(2)로 구성되며, 이 동체에는 일측의 측벽(4)으로부터 타측의 측벽까지 횡방향으로 동체를 완전히 관통하고 있는 캐비티(3)가 원주둘레로 간격을 두고 형성되어 있다. 각각의 캐비티(3)는 캐비티벽(5)으로 둘러싸여 있다. 도 1에 나타낸 타이어(1)는 하중이 가하여지지 않은 상태로서 캐비티(3)의 단면이 원형으로 유지되고 있다. 도 2에 나타낸 타이어(1)는 일정한 상태의 하중하에서 변형된 상태로 도시되어 있으며, 이러한 일정한 상태의 하중에 의한 변형으로 캐비티벽(5)의 두 부분(7)(8)사이에는 조밀하게 줄어든 곡률반경을 갖는 영역(6)이 형성되고 캐비티벽(5)의 대향된 두 부분(7)(8)은 상대측으로 가압되는 결과를 가져온다.

캐비티벽의 줄어든 곡률반경을 갖는 영역(6)은 타이어가 회전할 때 주기적으로 나타나면서 열을 발생시킬 것이다. 만약, 타이어가 일정한 상태의 하중에 부가하여 고하중을 받는 경우(도시하지 않았음), 캐비티는 더욱 변형되어 캐비티벽의 줄어든 곡률반경을 갖는 영역(6)중의 하나에 인접한 캐비티벽의 대향된 두 부분(7)(8)이 서로 접촉할 정도로 변형될 것이다. 캐비티벽의 대향된 두 부분(7)(8)이 서로 접촉하여 마찰이 일어나면 더욱 많은 열을 발생시켜 타이어의 열화를 촉진할 것이다.

따라서, 비공기식 타이어에 대하여 상기 언급된 선행기술에 관련하여 제시된 문제점을 해소하거나 적어도 줄일 수 있는 비공기식 타이어를 제공하는 것이 바람직하다.

도 3-30, 도 33, 도 34, 도 36, 도 37 및 도 39-42에서 보인 실시형태는 본 발명을 이해하는데 도움이 되는 배경기술을 나타낸다.

도 3-7에서 보인 실시형태는 주로 노면이 거친지역에서 사용되고 전형적으로는 4륜구동형의 차량에 사용될 수 있게 된 비공기식 타이어(10)의 형태인 구조물에 관한 것이다. 타이어(10)는 도 6과 도 7에서 지면(11)에 닿아 있는 것을 보이고 있다.

타이어(10)는 고무와 같은 탄성물질로 된 환상동체(12)로 구성된다. 이 환상동체(12)는 비록 도면에는 도시하지 않았으나 내부에 적당한 보강체가 결합되어 있다.

환상동체(12)는 휠림(도시하지 않았음)과 같은 회전지지체에 결합되는 내측면(15)을 포함하는 방사상 내측단부(13)와 지면에 접촉하는 외측면(19)을 포함하는 방사상 외측단부(17)로 구성된다. 외측면(19)에는 지면에 결합되는 트레드부분(21)이 형성되어 있다. 한쌍의 대향된 측벽(23)이 내측부(13)와 외측부(17)사이에 연장되어 있다.

환상동체(12)내에는 원주방향으로 간격을 둔 다수의 캐비티(25)가 형성되어 있다. 각 캐비티는 캐비티벽(32)으로 둘러싸여 있다. 캐비티는 환상동체(12)내에서 그 길이 전체에 걸쳐 일정한 방향으로 배열되어 있다. 캐비티(25)는 양측 측벽(23)사이에 연장되어 이들 측벽이 개방된 관통공의 형태이다. 이 실시형태에서, 캐비티(25)는 도시된 바와 같이 방사상 내측면(15)에 근접하여 배치되어 있다.

캐비티(25)가 배열된 원주방향으로 캐비티 사이의 부분이 하중지지웨브(27)를 형성한다.

각 캐비티(25)는 달걀형의 기다란 폐곡선(26)인 단면형상을 갖는다. 각 캐비티(25)의 단면형상을 형성하는 폐곡선(26)은 도 5에서 보인 바와 같이 이러한 캐비티의 형상에서 각각 방사상 외측단부부분(25a)과 방사상 내측단부부분(25b)을 형성하는 두개의 원호(26a)(26b)로 이루어지는 것으로 알 수 있다. 이들 원호(26a)(26b)가 중간선(26c)(26d)으로 연결되어 폐곡선을 완성한다. 상기 중간선(26c)(26d)은 곡선이다.

각 캐비티(25)의 기다란 폐곡선(26)은 도 5에서 보인 바와 같이 그 길이를 따라서 중심에 놓이는 장축선(28)을 갖는다. 또한 폐곡선(26)은 장축선에 대하여 횡방향으로 연장되고 이 폐곡선의 최대횡방향크기(폭)에 일치하는 다른 축선, 즉 단축선(29)을 갖는다.

각 캐비티(25)는 원호각이 큰 방사상 외측단부부분이 타이어의 방사상 외측단부측으로 향하도록 배치된다. 각 캐비티(25)의 달걀형의 형상과 캐비티의 배치방향은 캐비티를 하나의 질량체로 보았을 때 그 중심(重心)이 타이어의 방사상 외측단부를 향하는 그 단부측에 근접하여 놓이는 구성을 갖도록 한다. 이러한 캐비티의 배치방향에서, 캐비티의 달걀형 형상의 장축선(28)은 타이어의 반지름 방향으로 뻗어 있다.

이러한 캐비티(25)의 장축선(28) 방향의 크기와 단축선(29) 방향의 크기의 비율은 2:1에 달한다. 특히 이러한 비율은 1.1:1~1.7:1의 범위, 바람직하기로는 1. 2:1 이다.

2:1 까지의 비율은, 정상적인 운행상태를 유지하기 위해 충분한 하중을 지지하면서 안락한 주행을 위한 충분한 탄성을 가진 타이어를 제공하는 데는 바람직하다.

특히 달걀형 형상의 캐비티(25)가 유용하다. 이러한 캐비티의 형상은 캐비티가 그 외측방향으로 배치된 환상동체의 영역(31)을 양호하게 지지하는 확장부(30)를 갖도록 하여 이 영역에서 하중지지특성이 캐비티 사이의 웨브(27)의 외측으로 배치된 인접한 영역(33)의 하중지지특성과 어느 정도 유사하도록 한다. 이로써 타이어가 지면에서 구를 때에 쿠션이 있는 평활하고 안락한 주행이 이루어질 수 있도록 한다. 만약 이들 영역(31)(33)사이의 하중지지특성이 실질적으로 다르다면 타이어는 평활한 노면을 구를 때에도 안락한 주행이 이루어질 수 없다.

또한 캐비티(25)의 달걀형 구성은 도 6에서 보인 바와 같은 일정한 상태의 하중 또는 도 7에서 보인 바와 같은 토크하중과 같은 통상적인 하중하에 놓여 있을 때 환상동체(12)내에서 응력상승부가 나타나도록 하는 줄어든 곡률반경을 갖는 영역이 형성되는 것을 방지하거나 적어도 억제할 수 있다.

실제로, 도 6에서 보인 바와 같은 일정한 상태의 하중하에서, 각 원호(26a)(26b)의 곡률반경은 증가하여 캐비티의 형태가 원형에 가깝게 되도록 한다. 이는 상기 언급된 바와 같은 형태의 응력상승부가 형성되는 것을 방지한다. 이러한 응력상승부는 많은 열이 발생되도록 함으로서 타이어를 열화시키거나 그 사용수명을 단축시킨다.

특히 도 7에서, 높은 토크하중을 받을 때의 타이어(10)는 캐비티(25)가 기다랗게 비대칭 형상으로 변형되나 여전히 실질적으로 원형의 형태를 유지한다. 따라서, 도 2에서 보인 바와 같은 공지기술에서 설명된 타이어에서의 꽉 조인 줄어든 곡률반경을 갖는 영역이 나타나지 않는다.

또한 캐비티(25)의 달걀형 형상은 탄성물질이 필요없는 영역에서 환상동체(12)로부터 탄성물질을 제거한다는 면에서 유리한 것이다. 타이어의 제조에 사용되는 탄성물질의 양을 줄일 수 있도록 하여 제조코스트를 낮추고 또한 타이어의 사용중에 열을 발생할 수 있는 물질의 양을 줄일 수 있도록 하는 잇점을 준다.

캐비티는 타이어를 통하여 양호한 공기유통이 이루어져 열을 분산시키는데 도움이 될 수 있도록 충분히 큰 크기를 갖는다.

이 실시형태에서 방사상 외측의 원호(26a)가 방사상 내측의 원호(26b) 보다 큰 곡률반경을 가지나 경우에 따라서 그 반대로 배열될 수 있다.

제 1실시형태에 따른 타이어는 일체형 구조로 되어 있다. 도 8과 도 9에서 보인 제 2실시형태는 일체형 구조를 갖지 아니하고 다수의 타이어 세그먼트(41)로 조립되는 복합형 구조로 되어 있는 점을 제외하고는 제 1실시형태의 타이어(10)와 어느 정도 유사한 타이어(40)에 관한 것이다. 각 타이어 세그먼트(41)는 내측에 요구된 캐비티(45)를 제공할 수 있도록 탄성변형가능한 관상구조의 동체(48)로 구성된다. 타이어 세그먼트(41)는 휠림(42)의 형태인 회전지지체 둘레에 단부와 단부가 접촉되게 원주방향으로 배치되어 하나의 복합형 타이어(40)가 완성될 수 있도록 한다. 각 타이어 세그먼트(41)는 접착제를 사용하거나 캐비티(45)에 고정볼트(49)를 삽입하여 휠림(42)에 고정되는 고정판(47)을 포함하는 체결구(46)와 같은 적당한 수단에 의하여 휠림(42)의 지지면에 분리가능하게 고정될 수 있게 되어 있다. 이러한 방식으로 휠림(42)에 타이어 세그먼트(41)를 고정하는 것은 이들 타이어 세그먼트 중의 어느 하나가 손상되었을 때 교체할 수 있도록 한다.

타이어 세그먼트(41)는 도 9에서 보인 바와 같이 V-형으로 되어 있어 이들이 휠림(42)상에서 서로 맞물려 결합되게 착설될 수 있다.

도 10 내지 도 20에서, 제 3실시형태에 따른 타이어(51)는 고무와 같은 탄성변형가능한 물질로 된 환상동체(53)로 구성된다. 이후 상세히 설명되는 바와 같이 고무내에 보강체가 매입될 수 있다.

환상동체(53)는 휠림(56)에 결합될 수 있게 된 내측부(55)와 지면에 접촉하는 트레드부분(58)이 구비된 외측부(57)를 갖는다.

또한 동체(53)는 양 측벽(59)을 갖는다. 이 실시형태에서 휠림(56)은 통상적인 분할형 림의 형태이다.

환상동체(53)에는 쿠션이 있는 안락한 주행이 이루어질 수 있도록 하는 탄성을 부여하기 위하여 다수의 캐비티(60)가 형성되어 있다. 캐비티는 환상동체(53)를 관통하도록 연장되고 그 양측 측벽(59)에서 개방된다. 이들 캐비티(60)는 두 셋트, 즉 제 1셋트(61)의 캐비티(63)와 제 2셋트(62)의 캐비티(65)로 배열된다. 도시된 바와 같이, 제 2셋트(62)의 캐비티(65)는 제 1셋트(61)의 캐비티(63)의 방사상 내측에 배치된다.

각 셋트(61)(62)의 캐비티는 서로 간격을 주고 원주방향으로 배치되어 있다. 제 1셋트(61)의 캐비티(63)와 제 2셋트(62)의 캐비티(65)는 1:1로 대응토록 배열되어 제 1셋트의 각 캐비티가 타이어의 방사상 방향에서 제 2셋트의 각 캐비티와 직선을 이루도록 정렬된다. 이 실시형태에서, 이러한 방사상 정렬은 제 1셋트(61)의 각 캐비티(63)가 제 2셋트(62)의 각 캐비티(65)의 중심을 지나는 방사상 라인에 중심이 맞추어질 수 있도록 한다.

제 1셋트(61)의 각 캐비티(63)는 제 2셋트(62)의 캐비티(65) 보다 단면적이 크다. 캐비티(65) 보다 단면적이 큰 캐비티(63)는 구조상 탄성물질이 필요없는 타이어 외측 영역에서 많은 양의 탄성물질이 사용되지 않도록 하는 잇점을 준다. 또한 이는 두가지의 장점을 갖는 바, 그 하나는 타이어의 주연외측영역이 내측영역 보다 탄성이 크도록 하는 것이고, 다른 하나는 타이어에 사용되는 탄성물질의 양을 줄여 타이어가 사용되는 동안에 발생되는 열의 양을 줄일 수 있다는 것이다. 타이어의 주연외측영역의 탄성이 크므로 하중이 가하여지고 있는 상태에서도 비교적 부드러운 주행이 이루어질 수 있도록 한다. 하중이 증가하면 주연내측영역의 탄성 효과가 점진적으로 감소하여 안락한 주행특성이 점진적으로 나빠지게 된다.

이 실시형태에서, 캐비티(63)(65)는 일반적으로 모서리가 크게 만곡된 형태를 이루는 삼각원형의 구조를 갖는다. 캐비티(63)(65)의 원형형상은 환상동체가 정상 하중하에 변형될 때 캐비티의 벽에 줄어든 곡률반경을 갖는 영역이 형성되는 것을 방지하거나 적어도 억제할 수 있다. 도 14 내지 도 20에서는 다양한 일정한 상태의 하중의 영향하에서 변형되는 상태의 타이어를 보이고 있다.

제 1셋트(61)의 캐비티(63)의 경우, 일부의 캐비티는 타이어의 외측으로 저부(69)가 향하도록 하는 반면 다른 캐비티는 정점부(73)가 타이어의 외측을 향하도록 배열할 수 있다. 이러한 배열구성에 있어서, 제 1셋트(61)의 캐비티(63) 사이에 형성된 하중지지웨브(75)는 그 벽 두께가 실질적으로 일정하다. 또한 이러한 배열구성은 웨브(75)가 타이어의 방사상방향으로 방향성을 갖는다. 특히, 인접한 웨브(75)는 도시한 바와 같이 서로 반대방향으로 경사져 있다. 이와 같이 하중지지웨브(75)가 타이어의 방사상 방향에 대하여 경사져 있으며 서로 교대로 반대방향으로 경사져 있는 특징은 타이어가 큰 토크하중에도 충분히 견딜 수 있도록 하는 역량을 부여한다. 경사진 하중지지웨브(75)는 타이어가 큰 토크하중을 받을 때 타이어의 외측 및 내측영역 사이의 원주방향 비틀림을 견딜 수 있도록 하는 지지체로서 작용한다.

제 2셋트(62)의 캐비티(65) 사이에도 하중지지웨브(77)가 형성된다.

제 1셋트(61)의 캐비티(63)는 각각 제 2셋트(62)의 캐비티(65)와 직선으로 정렬되어 있어, 정렬된 캐비티(63)(65)사이에 원주방향으로 웨브(79)가 형성된다.

이들 웨브(75)(77)(79)의 구성은 타이어내에서 타이어에 가하여지는 수직하중과 토크하중을 분산시키는 수단으로서 작용하여 하중이 지면접촉영역의 일부영역에 집중되지 않도록 한다.

타이어의 내측부에는 보강스트랜드(72)와 같은 보강체가 결합된다.

제 1셋트(61)의 캐비티(63)가 공통의 피치원상에 중심을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 상하로 교열되는 것과 같은 다른 배열구성으로 배열될 수 있을 것이다. 마찬가지로 제 2셋트(62)의 캐비티(65)도 공통의 피치원상에 중심을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 다른 적당한 배열구성으로 배열될 수 있을 것이다.

이 실시형태에서, 캐비티(63)(65)는 환상동체(53)를 완전히 관통하여 연장되어 있다. 어떤 경우에 있어서는 이들 캐비티가 동체를 완전히 관통하여 연장되지 않는 것이 유리할 때가 있다. 도 21은 캐비티(63)(65)가 타이어의 일측으로만 개방되어 있는 것을 제외하고는 제 3실시형태의 타이어와 유사한 제 4실시형태에 따른 타이어를 보인 것이다. 특히, 캐비티(63)(65)는 환상동체(53)의 일측 측벽(59)으로부터 측방향으로 연장되어 동체의 반대측 측벽의 내측에서 끝나고 있다. 이와 같이 함으로서, 동체(53)의 타측 측벽에서 캐비티(63)(65)는 보이지 않으며 이러한 타측 측벽의 방향에서 타이어를 보았을 때 이 타이어는 탄성을 부여하기 위하여 캐비티가 형성된 비공기압 타이어의 외양을 갖추고 있지 않다. 이러한 타이어의 반대측벽의 표면은 연속되어 있어 이에 제조자가 상표 또는 타이어의 크기나 하중담지특성에 관련한 정보와 같은 표식을 나타낼 수 있도록 한다.

도 22에서 보인 제 5실시형태는 양 측벽으로부터 동체의 내부를 향하여 측방향으로 연장된 캐비티(63)(65)가 쌍으로 배치된 것을 제외하고는 제 3실시형태와 유사하며, 각 쌍의 캐비티는 타이어의 대향 측부에 형성되고 내측을 향하여 대향되게 연장되어 있다. 각 쌍의 두 캐비티는 내부로 연장되어 이들 사이에 격벽(66)을 형성한다.

도 23에서 보인 제 6실시형태에서는, 제 2셋트(62)의 캐비티(65)가 정원의 원형 형태인 것을 제외하고는 제 3실시형태와 거의 유사한 타이어를 보이고 있다.

제 4, 제 5 및 제 6실시형태에 따른 타이어는 비교적 높은 하중과 저속조건에서 사용될 수 있게 되어 있다. 이러한 조건은 산업분야나 광산분야에서 통상적으로 응용되고 있다. 이러한 타이어가 사용되는 특정분야의 하나는 지게차라 불리는 포크리프트이다.

다른 경우에서는, 고속의 저하중조건에서 사용되는 타이어가 바람직한 경우가 있다. 이러한 경우에 비공기식 타이어가 차량에 설치될 수 있다. 도 24와 도 25에서 보인 실시형태는 선행실시형태에 따른 타이어에 비하여 고속에서 사용할 수 있는 비공기식 타이어(80)를 보인 것이다. 이 실시형태에 따른 타이어는 탄성변형가능한 환상동체(82)에서 캐비티가 두 셋트, 즉 제 1셋트(81)의 캐비티(83)와 제 2셋트(82)의 캐비티(85)로 이루어지는 두 셋트로 구성된다. 그러나, 이 실시형태에서 캐비티는 모서리가 만곡된 사각단면의 형태를 갖는다.

지금까지 여러 실시형태에서, 캐비티는 두 셋트, 즉, 최외측의 제 1셋트와 최내측의 제 2셋트로 이루어지는 두 셋트로 배열되는 것으로 설명되었다. 그러나, 캐비티가 두 셋트 이상으로 제공되는 것이 유리한 경우가 있을 수 있다. 이와 같은 경우, 캐비티가 방사상 외측방향으로 단면적이 증가할 것이다.

도 23에서 보인 실시형태에서, 캐비티(63)는 모서리가 만곡형인 이등변 삼각형을 닮은 삼각원형의 형태로 되어 있다. 도 26과 도 27에서 보인 실시형태에서, 제 1셋트(61)의 캐비티(63)는 요입된 부분이 서로 대향하는 두개의 간격을 둔 원호(63a)(63b)와 이들 원호사이에 연장되어 완전한 폐곡선을 이루는 곡선(63c)(63d)으로 구성되는 것을 제외하고는 도 23의 실시형태와 유사하다. 이러한 폐곡선은 모서리가 크게 만곡된 이등변삼각형의 형태와 유사하다. 각 이등변삼각형의 주축선은 타이어의 방사상 축선과 일치된다.

또한, 도시된 바와 같이, 이 실시형태에서 삼각형 형상의 각 모서리가 만곡된 곡률반경은 제 3실시형태의 경우 보다 크다. 이 실시형태에서 모서리부분이 보다 더 만곡된 것은 고하중조건하에서 모서리부분이 접히는 경향을 줄이도록 하는데 도움이 된다. 이와 같이 모서리부분이 접히는 경우 각 모서리부분에서 줄어든 곡률반경을 갖는 영역이 형성되어 지나치게 많은 열이 발생되게 함으로서 고무가 열화되어 타이어의 수명을 감소시킬 수 있다.

이 실시형태에서, 제 1셋트(61)의 캐비티(63)는 서로 약간 방사상으로 어긋나게 배열된다.

도 28과 도 29에서 보인 실시형태는 도 23에서 보인 실시형태와 유사하다. 이 실시형태에서, 제 1셋트(61)의 캐비티(63)중에서 적어도 일부는 단면이 정원의 원형 형태로 되어 있다. 특히 캐비티(63)는 원형 형태의 캐비티와 교대로 배열되어 있다. 나머지 캐비티는 모서리가 크게 만곡된 형태로 되어 있는 삼각원형의 형태이고 각 캐비티의 정점부가 최외측을 향하여 배치되어 있다.

도 30의 실시형태는 제 1셋트(61)의 캐비티(63)가 서로 어긋나지 않고 트레드부분과 각 캐비티(63)사이의 간격이 실질적으로 동일한 것을 제외하고는 선행 실시형태와 유사하다.

바로 이전의 두 선행 실시형태에 따른 타이어는 그 이전에 언급된 실시형태에 따른 타이어에 비하여 타이어가 구르는 특성(부드러운 주행이 이루어질 수 있도록)이 개선되는 것으로 믿는다.

선행 실시형태에서, 타이어의 탄성변형가능한 동체는 단일체의 구성으로 되어 있다. 그러나 경우에 따라서는 타이어의 성능을 향상시키기 위하여 동체를 라미네이트 구조, 즉 층상 구조로 구성하는 것이 유리할 수 있다. 도 31 내지 도 33에서 보인 실시형태가 이러한 타이어를 보인 것이다.

도 31과 도 32에서, 타이어는 내부층(91), 중간층(92) 및 외부층(93)을 포함하는 3개의 고무층으로 구성되는 라미네이트형 구조, 즉 층상 구조의 환상동체(90)로 구성되어 있다. 이들 3개 층은 분명히 구별되며 각각의 경계면(95)에서 접착되어 있다. 각 층의 특성은 이후 상세히 설명되는 이들 층의 각 기능에 따라서 선택된다.

내부층(91)은 휠림(도시하지 않았음)과 같은 지지체에 결합되는 타이어의 내측부를 구성한다. 외부층(93)은 지면에 접촉하는 타이어의 외측부를 구성하며 트레드부분(97)을 포함한다.

중간층(92)은 하중을 지지하고 쿠션을 부여하기 위하여 제공된다.

중간층(92)에 사용된 고무가 쿠션을 부여하기 위한 탄성을 갖는 한편, 쿠션특성은 이에 형성된 캐비티(99)에 의하여 향상된다. 이 캐비티(99)는 원형에 가까운 단면형상을 가지고 타이어를 통하여 관통되어 환상동체(91)의 대향된 양측 측벽(100)으로 개방되어 있다.

도 31에 나타낸 바와 같이 캐비티(99)는 두 셋트, 즉 원주방향으로 간격을 두고 배치된 다수의 캐비티(103)로 구성되는 제 1셋트(101)와 역시 원주방향으로 간격을 두고 배치된 다수의 캐비티(105)로 구성되는 제 2셋트(102)의 두 셋트로 구성된다.

제 1셋트(101)의 각 캐비티(103)는 제 2셋트(102)의 캐비티(105) 보다 단면적이 크다. 캐비티(103)(105)의 단면적의 차이는 타이어의 중간층(92)의 외주연부에 사용되는 탄성물질의 양을 줄일 수 있도록 한다. 이는 중간층(92)의 내측영역 보다 탄성이 큰 외측영역을 제공하는데 도움이 되도록 하며 또한 타이어에 사용되는 탄성물질의 양을 줄여 타이어가 사용되는 동안에 발생되는 열의 양을 줄일 수 있도록 한다. 중간층(92)의 외주연부의 탄성이 크면 하중이 가하여지고 있는 상태에서도 비교적 부드러운 주행이 이루어질 수 있도록 한다. 하중이 증가하면 크기가 작은 캐비티(105)로부터 나타나는 내주연부의 탄성 효과가 점진적으로 감소하여 안락한 주행특성이 점진적으로 나빠지게 된다.

제 2셋트(102)의 캐비티(105)는 단면구성이 원형이고, 제 1셋트(101)의 각 캐비티(103)는 모서리가 만곡된 삼각원형의 형상이다. 제 1셋트(101)의 각 캐비티(103)는 도 31에서 보인 바와 같이 교대로 배향되어 있다.

내부층(91)에 의하여 구성되는 내측부는 타이어를 휠림에 결합고정시키기 용이하도록 다른 층에 비하여 큰 강도를 요구한다. 이러한 강도는 보강링(109)과 같은 보강수단(107)에 의하여 강화될 수 있다. 또한 내부층(91)은 휠림에 용이하게 결합될 수 있도록 확장 또는 수축되는 분할형(split) 구조로 이루어질 수 있다.

트레드부분(97)이 형성되어 있는 외부층(93)은 양호한 내마모성을 갖도록 내구성이 있어야 한다.

이 실시형태에서 이들 층(91)(92)(93)의 경도는 타이어의 방사상 외측 방향으로 갈수록 감소한다. 내부층(91)은 약 85~90 쇼어 A 범위의 경도를 갖는 경질의 고무로 되어 있다. 중간층(92)은 쿠션을 부여하는 동시에 하중을 지지하기 위하여 약간 연질이며 낮은 히스테리시스 특성을 갖는 고무로 구성되고 약 70∼75 쇼어 A의 경도를 갖는다. 트레드부분(97)이 형성되어 있는 외부층(93)은 사용수명이 연장될 수 있도록 내마모성을 갖는 고무로 되어 있으며 63∼65 쇼어 A의 경도를 갖는다.

도 33에서 보인 실시형태는 내부층(91), 중간층(92) 및 외부층(93)으로 구성되는 점에서 바로 이전의 실시형태와 유사하다. 그러나, 이 실시형태에서, 휠림에 착설되는 타이어의 내측부를 구성하는 내부층(91)은 강철링(111)의 형태인 강체밴드로 구성된다. 강철링은 강제삽입방식으로 휠림에 결합될 수 있게 구성되어 있다.

중간층(92)은 강철링(111)상에 결합되고, 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있으며 단면형상이 모서리가 만곡된 삼각원형의 형태로 되어 있는 다수의 캐비티(113)를 구비하고 있다.

도 8과 도 9에서 보인 실시형태는 다수의 타이어 세그먼트로 조립되는 조합형의 타이어에 관한 것이다. 단일체형 타이어에 관한 다른 실시형태도 조합형 구조를 가질 수 있음을 이해할 것이다. 도 34에서 보인 실시형태는 휠림에 나란히 조립되어 조합형 타이어를 완성하는 타이어 세그먼트(120)를 보이고 있다. 조립된 타이어는 원주방향으로 간격을 둔 제 1셋트의 캐비티와 역시 원주방향으로 간격을 둔 제 2셋트의 캐비티를 가지며, 이들 제 1 및 제 2셋트는 이전의 실시형태에서 언급된 바와 같이 서로에 대하여 방사상 방향으로 어긋나게 배향된다.

타이어 세그먼트(120)는 탄성변형가능한 물질로 구성되고 내부에 다수의 캐비티가 형성되어 있는 동체(121)로 구성된다. 캐비티는 동체를 관통하여 연장되고 양측 단부(125)에서 개방되어 있다. 캐비티는 한쌍의 제 1캐비티(127)와 제 2캐비티(129)로 구성된다. 캐비티(127)(129)는 도시된 바와 같이 단면이 거의 원형에 가까운 형태로 되어 있다. 제 1캐비티(127)는 인접한 타이어 세그먼트의 캐비티와 함께 조합형 타이어에서 제 1셋트의 캐비티를 구성한다. 마찬가지로 제 2캐비티(129)는 인접한 타이어 세그먼트의 캐비티와 함께 조합형 타이어에서 제 2셋트의 캐비티를 구성한다.

이상의 여러 실시형태로부터, 단일체 또는 세그먼트형으로 구성되는 것에 관계없이 탄성변형가능한 동체에 형성된 캐비티는 도 35와 도 38에 도시된 바와 같은 형상을 포함하여 다양한 단면형상을 가질 수 있음을 알 수 있다. 각 도시된 캐비티의 형상(130)은 장축선(132)과 최대폭을 갖는 위치에서 장축선(132)에 대하여 횡방향으로 연장되는 단축선(134)을 갖는 세장형의 형태로 되어 있다. 도 39에 도시된 형상에서는 이러한 단축선이 두개이다. 이들 각 형상은 장축선을 따라서 대향된 두개의 단부부분(131)을 갖는다. 전형적으로 캐비티는 각각 그 단면형상의 장축선이 지면접촉 구조물, 즉 타이어의 회전운동방향에 수직으로 놓이도록 배열된다.

각 캐비티의 형상(130)은 대향된 한쌍의 원호(133)와 이들 원호(133) 사이에 연장된 두개의 중간선(135)으로 구성되는 폐곡선의 형태이다. 이들 도면으로부터 중간선은 직선 또는 곡선임을 알 수 있다.

이들 캐비티의 형상(130)은 장축선(132)을 따른 크기와 단축선을 따른 크기의 비율이 2:1에 달할 때까지의 여러 값을 갖는다. 도 35에서 보인 형상의 경우, 이러한 비율은 1.4:1~1.6:1의 범위가 바람직하다.

이상으로 설명된 여러 실시형태는 타이어의 형태인 지면접촉 구조물에 관한 것이다. 지면접촉 구조물은 무한궤도차량용 무한궤도에도 적용될 수 있다. 이러한 지면접촉 구조물의 하나가 도 40에서 설명될 것이다.

도 40에서 보인 지면접촉 구조물(140)은 궤도단부롤러(143)의 둘레를 지나는 무한밴드(141)로 구성된다. 이 무한밴드(141)는 상부지지롤러(145)와 다수의 간격을 둔 하부지지롤러(147)에 의하여 단부롤러(143) 사이에서 지지된다.

무한밴드(141)는 단일체의 구조이며 고무와 같은 탄성변형가능한 물질로 된 동체(149)로 구성된다. 이 동체에는 보강수단(도시하지 않았음)이 결합되어 있다. 동체(149)는 다수의 간격을 둔 지면접촉패드(151)로 구성되고 이들 각 패드에는 이를 관통하여 캐비티(153)가 형성되어 있다. 타이어에 관련하여 설명한 실시형태의 경우와 같이, 캐비티(153)의 형상은 탄성변형가능한 패드(151)가 정상 하중하에 놓여 있을 때 이들 패드에 고응력 집중영역이 형성되는 것을 방지하거나 적어도 억제할 수 있게 되어 있다.

도 40의 실시형태에 따른 지면접촉 구조물이 단일체로 구성되어 있으나, 이는 세그먼트의 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 세그먼트형 구성의 하나가 도 41 및 도 42의 실시형태에서 설명된다. 이 실시형태에서, 지면접촉 구조물(160)은 외측면(162)을 갖는 유연성의 무한밴드(161)상에 지지된다. 이 무한밴드(161)는 궤도단부롤러(도시하지 않았음)의 둘레를 회전토록 착설될 수 있게 되어 있다. 지면접촉 구조물(160)은 무한밴드(161)의 외측면(162)에 지지되는 내측면(164)을 갖는 다수의 트랙 세그먼트(163)로 구성된다. 각 트랙 세그먼트(163)는 하나 이상의 캐비티를 갖는 탄성변형가능한 동체(165)로 구성된다. 이 실시형태에서, 각 탄성변형가능한 동체(165)는 3개의 캐비티, 즉 한쌍의 제 1캐비티(167)와 제 2캐비티(169)를 갖는다. 제 1캐비티(167)는 인접한 다른 트랙 세그먼트의 동일 캐비티와 함께 지면접촉 구조물에서 제 1셋트의 캐비티(171)를 구성한다. 마찬가지로, 제 2캐비티(169)는 인접한 다른 트랙 세그먼트의 동일 캐비티와 함께 지면접촉 구조물에서 제 2셋트의 캐비티(172)를 구성한다.

다수의 트랙 세그먼트는 접착 또는 분리가능한 체결구와 같은 적당한 수단에 의하여 무한밴드(161)에 각각 분리가능하게 고정될 수 있다.

이상의 설명으로부터, 여러 실시형태에 따른 타이어는 단일체형 또는 조합형 구조에 관계없이 정상 하중하에서 변형될 때 타이어에 바람직하지 않은 고응력 집중영역이 형성되는 것을 방지하거나 억제할 수 있는 간단하고 매우 효과적인 구성을 제공함을 알 수 있다. 이러한 구성은, 정상 하중 하의 변형시에 캐비티에 바람직하지 않게 응력이 집중되거나 캐비티 벽부분이 접촉하게 되도록 줄어든 곡률반경을 갖는 영역이 형성되지 않고 캐비티가 변형될 수 있도록, 타이어의 탄성변형가능한 동체에 형성되는 캐비티의 단면형상을 본 발명에 따른 형상으로 선택함으로써 얻을 수 있는 것이다.

Claims (38)

1. 제 1 및 제 2부분을 갖는 환상동체(12)로 구성되되, 제 1부분(91)은 휠림에 배치되는 방사상 내주연부이며 제 2부분(92, 93)은 제 1부분(91)의 방사상 외측에 배치되는 외주연부이고, 이 제 2부분(92, 93)은 탄성변형가능하게 되어 있어서 쿠션을 부여하는 단일체 구조이며 또한 대향된 측벽(100)을 갖는 탄성변형가능한 유연성 물질의 동체를 포함하고, 다수의 캐비티가 캐비티벽으로 둘러싸이고 한 측벽(100)으로부터 제 2부분(92, 93)의 최소한 일부 내부로 연장되어 있으며, 하중이 가하여지지 않은 상태에서는 각 캐비티가 오목한 부분이 서로 대향하여 쌍을 이룬 두개의 원호(133)와 이들 원호(133)사이에 연장된 중간선(135)으로 이루어진 단면형상을 갖는 비공기식 타이어에 있어서, 두 원호(133)가 서로 상이한 곡률반경을 가지고 있고, 각각의 캐비티(99)는 정상적인 정적상태의 하중을 받아 동체(12)가 탄성변형할 때 캐비티벽에 고응력 집중영역이 형성되지 않게 하는 단면구조를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
2. 제 1항에 있어서, 원호(133)사이에 연장된 중간선(135)이 곡선인 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
3. 제 1항에 있어서, 각각의 캐비티(99)의 단면은 동체(12)가 변형되지 않은 상태에서 세장형(細長形)(elongate)인 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
4. 제 3항에 있어서, 기다란 캐비티(99)는 이 캐비티의 단면형상의 장축선이 타이어의 회전운동방향에 수직이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
5. 제 1항에 있어서, 캐비티(99)의 단면형상이 달걀형인 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
6. 제 1항에 있어서, 큰 곡률반경을 갖는 원호가 방사상 최외측에 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
7. 제 1항에 있어서, 큰 곡률반경을 갖는 원호가 방사상 최내측에 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
8. 제 1항에 있어서, 캐비티(99) 전체가 제 2부분(92, 93)내에 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
9. 제 1항에 있어서, 캐비티(99)가 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있어서 이러한 캐비티 사이에 하중을 지지하는 웨브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
10. 제 1항에 있어서, 각각의 캐비티(99)가 각각의 대향된 측벽(100)으로부터 제 2부분(92, 93)의 내부로 관통된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
11. 제 10항에 있어서, 각각의 대향된 측벽(100)으로부터 제 2부분(92, 93)의 내부로 관통된 캐비티(99)가 제 2부분(92, 93)내에 배치된 제 1셋트(101)의 캐비티로 구성되고, 이러한 제 1셋트(101)의 캐비티가 원주방향으로 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
12. 제 11항에 있어서, 캐비티(99)가 제 2부분(92, 93)내의 제 2셋트(102)의 캐비티를 추가로 포함하고, 이러한 제 2셋트(102)의 캐비티가 원주방향으로 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
13. 제 12항에 있어서, 제 1셋트(101)의 캐비티와 제 2셋트(102)의 캐비티가 서로에 대하여 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
14. 제 12항에 있어서, 제 2셋트(102)의 각각의 캐비티가 타이어의 회전운동방향에 수직인 선을 따라 제 1셋트(101)의 각 캐비티와 일직선으로 배치된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
15. 제 12항에 있어서, 제 2셋트(102)의 캐비티가 제 1셋트(101)의 캐비티의 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
16. 제 10항에 있어서, 일측 측벽(100)으로부터 제 2부분(92, 93)의 내부로 관통된 캐비티(99)가 타측 측벽(100)으로부터 제 2부분(92, 93)의 내부로 관통된 캐비티(99)에 대하여 원주방향으로 교열되게 배치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
17. 제 1항에 있어서, 각각의 캐비티(99)가 관통공의 형태로 이루어진 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
18. 제 1항에 있어서, 제 1부분(91)이 단일체의 구조로 된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
19. 제 1항에 있어서, 제 1부분(91)이 휠림에 결합되는데 적합한 경도를 갖는 탄성물질로 형성된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
20. 제 8항에 있어서, 제 1부분(91)에 보강수단(107)이 설치된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
21. 제 1항에 있어서, 동체(12)의 탄성변형시 각각의 캐비티(99)에 의하여 이루어지는 단면형태가 폐곡선으로 이루어진 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
22. 제 21항에 있어서, 동체(12)가 변형되지 않은 상태에서 캐비티(99)가 적절한 단면형상을 이루도록 함으로서 동체(12)의 탄성변형시 각각의 캐비티(99)가 폐곡선의 단면형태를 이룰 수 있게 된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
23. 제 1항에 있어서, 각각의 캐비티(99)가 동체(12)의 외부로 개방되고 동체(12)의 내부로 관통된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
24. 제 23항에 있어서, 각각의 캐비티(99)가 동체(12)를 통하여 관통되어 그 양단이 동체의 외부로 개방된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
25. 제 23항에 있어서, 각각의 캐비티(99)가 일측단부는 개방되고 타측단부는 밀폐된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
26. 제 25항에 있어서, 동체의 일측에 형성된 각 캐비티(99)와 타측에 형성된 각 캐비티(99)가 타이어의 회전축방향으로 일직선이 되게 정렬된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
27. 제 26항에 있어서, 동체의 일측에 형성된 캐비티(99)와 타측에 형성된 캐비티(99)가 원주방향으로 어긋나게 배열된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
28. 제 1항에 있어서, 타이어가 삽입지지되는 원주둘레의 요구(recess)를 구비한 휠림에 결합되되, 타이어가 휠림에 장착될 때 타이어의 제 1부분(91)의 대부분이 휠림의 원주둘레 요구에 삽입되는 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
29. 제 1항에 있어서, 제 1부분(91)이 휠림에 강제삽입으로 결합될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
30. 제 1항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1부분(91)이 85∼90 쇼어 A 경도를 갖는 탄성물질로 된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
31. 제 1항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1부분(91)이 제 2부분(92, 93)이 접착되는 강체밴드로 이루어진 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
32. 제 31항에 있어서, 제 1부분(91)이 휠림에 용이하게 결합될 수 있도록 확장 또는 수축되는 분할형(split) 구조로 된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
33. 제 1항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2부분(92, 93)이 지면과 접촉하는 트레드(97)를 이루는 외부층(93)과, 이 외부층(93) 및 제 1부분(91) 사이에 위치한 중간층(92)으로 이루어진 층상구조로 형성된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
34. 제 33항에 있어서, 외부층(93)이 63~65 쇼어 A 경도를 갖는 탄성물질로 된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
35. 제 33항에 있어서, 중간층(92)이 하중을 지지하고 쿠션을 부여하기에 적합한 탄성물질로 된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
36. 제 35항에 있어서, 중간층(92)이 낮은 히스테리시스 특성을 갖는 고무로 형성된 것을 특징으로 하는 비공기식 타이어.
37. 제 35항에 있어서, 중간층(92)이 70~75 쇼어 A 경도를 갖는 고무로 형성된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.
38. 제 33항에 있어서, 캐비티(99)가 중간층(92) 내에 배치된 것을 또한 특징으로 하는 비공기식 타이어.

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