KR100634042B1

KR100634042B1 - 타이어 휠 조립체 및 런 플랫용 지지체

Info

Publication number: KR100634042B1
Application number: KR1020047005370A
Authority: KR
Inventors: 호타카다케시; 이시카와야스히로; 오자와오사무; 스에후지료타로
Original assignee: 요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2006-10-17
Also published as: JP2004074857A; CN1564757A; EP1529664A1; KR20040090950A; WO2004016453A1; US20040231773A1

Abstract

본 발명은, 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체에 의해 형성된 런 플랫용 지지체를 타이어/림의 내공동부에 갖고, 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉면에 유기 용제계 접착제를 도포하여 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착성을 개량한 런 플랫 타이어 휠 조립체에 관한 것이다.

타이어 휠 조립체, 런 플랫용 지지체, 환상 금속 쉘, 고무상 탄성체, 타이어, 림, 내공동부, 용제계 접착제, 접촉면, 접착성.

Description

타이어 휠 조립체 및 런 플랫용 지지체{A tire wheel assembly and a run flat support}

본 발명은, 손상되거나 공기가 빠진 상태에서 제한된 운전이 가능한 공기 주입 타이어[이하, 런 플랫 타이어(run flat tire)라고 한다]에 사용하는 타이어 휠 조립체에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 타이어/림의 내공동부에 설치되는 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체로 이루어진 런 플랫용 지지체의 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉 부분의 접착성을 개량한 타이어 휠 조립체에 관한 것이다.

공기 주입 타이어가 자동차 등의 주행중에 펑크 또는 파열 등에 의해 내압이 급격히 저하되는 경우에도, 일정 거리를 주행할 수 있는 긴급 주행능을 갖는 런 플랫 타이어에 대한 요구가 있으며, 이러한 요구에 따라 많은 제안이 이루어지고 있다. 이러한 제안으로서, 예를 들면 일본 공개특허공보 제(평)10-297226호나 국제 공개특허공보 제2001-519279호에는, 공기 주입 타이어의 내공동부의 림 위에 런 플랫용 지지체[중자체(中子體)]를 장착하고, 이에 의해 펑크가 난 공기 주입 타이어를 지지함으로써 런 플랫 주행을 가능하게 하는 기술이 제안되어 있다.

상기 런 플랫용 지지체는, 외주측을 지지면으로 한 환상 부재를 가지며, 이 의 양 각부에 탄성 링을 장착하고, 탄성 링을 통해 지지체가 림 위에 지지되는 구조로 되어 있다. 이러한 런 플랫용 지지체를 사용하는 기술은, 종래의 일반적인 공기 주입 타이어의 휠/림을 추가로 특별히 개조하지 않고, 휠/림을 그대로 사용할 수 있기 때문에, 종래의 공기 주입 타이어의 제조, 가공, 설치설비를 그대로 이용할 수 있다는 이점을 갖고 있다.

이에 대하여, 고전적인 방법으로서 사이드월(sidewall)을 보강하여 런 플랫 주행을 가능하게 하는 기술도 있는데, 이것은 타이어 단면 높이가 높은 타이어 사이즈에 있어서는 충분한 성능을 발휘할 수 없다는 문제가 있으며, 또한 상기와 같은 타이어의 내공동부에 런 플랫용 지지체를 설치하는 기술로서, 중자를 고형물로 하는 것이 있는데, 이것은 중자에 유연성이 없기 때문에, 조립하기 어려운 문제가 있으며, 또한 특수한 림 구조나 특별한 타이어 구조를 사용하는 제안도 있지만, 여기에는 타이어에도 휠에도 범용성이 없기 때문에, 사용자에게 과분한 부담을 강요하는 문제가 있다.

한편, 상기의 런 플랫용 지지체를 사용하는 기술은, 범용성, 조립성에 있어서 우수하지만, 탄성 링과 환상 부재와의 접촉면의 접착력이 런 플랫용 지지체의 내구성에 큰 영향을 미치고, 내구성을 크게 좌우한다. 따라서, 런 플랫용 지지체를 장착한 타이어 휠 조립체에 있어서의 런 플랫 지지체의 내구성을 향상시키고, 또한 런 플랫 주행거리를 연장하기 위해서는, 지지체의 금속 쉘 표면과 고무 탄성체와의 접착성 및 이의 내구성을 개량할 필요가 있다.

발명의 개시

따라서, 본 발명은 런 플랫 타이어 휠 조립체의 런 플랫용 지지체를 구성하는 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착성을 개량하여 런 플랫용 지지체의 내구성 및 런 플랫 주행성을 개량하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체에 의해 형성된 런 플랫용 지지체를 타이어/림의 내공동부에 갖는 런 플랫 타이어 휠 조립체에 있어서, 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉면에 유기 용제계 접착제를 도포하여 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착성이 개량된 타이어 휠 조립체가 제공된다.

도 1은, 본 발명의 타이어 휠 조립체의 한 실시 형태의 요부를 나타내는 자오선 단면도이다.

도 2는, 본 발명의 타이어 휠 조립체의 다른 실시 형태의 요부를 나타내는 자오선 단면도이다.

도 3은, 본 발명의 타이어 휠 조립체의 또 다른 실시 형태의 요부를 나타내는 자오선 단면도이다.

도 4는, 본 발명의 타이어 휠 조립체의 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착면의 일례를 나타내는 도면이다.

부호의 설명

1…런 플랫용 지지체

2…공기 주입 타이어

3…공동부

4…환상 금속 쉘

5…환상 금속 쉘

6…환상 금속 쉘

7…고무상 탄성체

8…림

9…탄성 링

발명을 실시하기 위한 형태

본 발명에 의하면, 고강성의 금속 쉘과 고무상 탄성체에 의해서 형성되는 런 플랫용 지지체의 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉면에 유기 용제계 접착제를 도포하여 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착성을 개량한 타이어 휠 조립체를 수득할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 소정의 접착 면적을 확보함으로써, 림 조립시나 런 플랫 주행시의 부하에 충분히 견디는 접착력을 런 플랫용 지지체에 부여할 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시 형태에 의해 구체적으로 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 타이어 휠 조립체(차륜)의 대표적인 실시 형태의 요부를 나타내는 자오선 단면도이다.

예를 들면, 도 1, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따르는 런 플랫용 지지체(1)는 공기 주입 타이어(2)의 공동부(3)에 삽입되는 환상 금속 쉘(4, 5 또는 6)과, 고무상 탄성체(7)로 형성된다. 이러한 런 플랫용 지지체(1)는, 외경이 공기 주입 타이어(2)의 공동부(3)의 내면과 일정 거리를 유지하도록 공동부(3)의 내경보다도 작은 형상을 하며, 또한 그 내경은 공기 주입 타이어의 비드부의 내경과 대략 동일한 치수로 형성되어 있다. 이러한 런 플랫용 지지체(1)는, 공기 주입 타이어(2)의 내측에 삽입된 상태에서 공기 주입 타이어(2)와 함께 휠의 림(8)에 짜 넣어져 타이어 휠 조립체가 구성된다. 이러한 타이어 휠 조립체가 자동차 등에 장착되어 주행중에 공기 주입 타이어가 펑크가 나면, 펑크가 나 찌그러진 타이어(2)가 런 플랫용 지지체(1)의 외주면에 지지된 상태가 되어, 런 플랫 주행이 가능해진다.

이상과 같이, 본 발명의 타이어 휠 조립체의 런 플랫용 지지체는, 환상 금속 쉘(4, 5 또는 6)과 고무상 탄성체(7)로 구성되어 있으며, 환상 금속 쉘(4, 5 또는 6)은, 외측에 펑크가 난 타이어를 지지하기 위해서 연속하는 지지면을 형성하며, 내측은 좌우의 측벽을 각부(脚部)로 한 형상을 하고 있다. 외측의 지지면은, 여러가지 형상을 취할 수 있으며, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같은 평탄한 것, 도 2에 나타내는 바와 같은 이의 주방향에 직교하는 횡단면의 형상이 외측에 요철면이 되는 형상의 것(이러한 요철면의 타이어축 방향에 병행하는 수는 도 2에 나타내는 바와 같이 2개에 한정되지 않으며, 또는 3 이상인 것, 또는 단일한 것이라도 양호하다), 또한 도 3에 나타내는 바와 같이 두 개 이상의 요철면으로 구성되며, 그 요부(凹部)에 단면이 원형의 탄성 링(9)을 배치하여 런 플랫 주행시의 충격 완화 능력을 부여시키거나, 그리고/또는 환상 금속 쉘을 고무상 탄성체로 분리시켜 금속 쉘의 측벽이 직접 림과 당접하여, 안정된 계합상태를 유지할 수 있도록 한 형상 등으로 할 수 있다. 이와 같이 지지면을 형성하는 경우에도 금속과 고무상 탄성체와의 접착을 본 발명에 따라서 높이면 타이어의 런 플랫 주행 지속 거리를 연장할 수 있다.

고무상 탄성체는, 환상 금속 쉘의 양 각부의 단부(도 1 또는 도 2 참조) 또는 양 각부 중(도 3 참조)에 각각 장착되어 그대로 좌우의 림 위에 당접함으로써 환상 금속 쉘을 지지한다. 이러한 고무상 탄성체는 고무로 구성되며, 펑크가 난 타이어로부터 환상 금속 쉘이 받는 충격이나 진동을 완화함과 동시에, 림에 대한 미끄럼 방지 장치의 작용을 하여, 환상 금속 쉘을 림 위에 안정적으로 지지한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 런 플랫용 지지체(1)를 구성하는 환상 금속 쉘(5)과 고무상 탄성체(7)는 강고한 접착력을 갖지만, 바람직하게는 소정의 접착 면적을 확보하는 것이 양호하다. 림 작업시나 런 플랫 주행시의 부하는 림 반경 R(in)에 의해 무차원화되며, 접착 면적을 S(㎠)로 하는 경우, 이의 비 S/R이 4.5㎠/in 이상, 바람직하게는 8 내지 20㎠/in이면 양호하다. 여기서 접착 면적이란 환상 금속 쉘의 한 쪽 단부에서의 금속과 고무상 탄성체와의 접착 면적, 즉 이의 주방향에 직교하는 횡단면에 있어서의 환상 금속 쉘 단부의 고무상 탄성체와 접하고 있는 금속 쉘의 표면/이면 및 단면을 주방향으로 일주시킨 전체 접착 면적을 말한다.

또한, 환상 금속 쉘(5)과 고무상 탄성체(7)와의 접촉면 또는 접착면은 축방향과, 직경방향에 의해 구성되는 것이 양호하며, 양자가 대략 동등하면 한층 더 바 람직하다. 이러한 것에 의해 런 플랫 주행시에 발생하는 축방향, 직경방향 힘의 쌍방에 견디는 구조가 형성된다.

도 1, 도 2 및 도 3에 있어서, 런 플랫용 지지체(1), 공기 주입 타이어(2) 및 림(8)은 휠의 회전축(나타내지 않음)을 중심으로 하여 공축에 환상으로 형성되어 있다. 또, 금속 쉘의 치수는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 두께 0.5 내지 3.0mm이고, 폭은 좌우 타이어 비드토우의 간격과 대략 동일하게 한다.

본 발명의 타이어 휠 조립체는, 펑크가 난 타이어를 통해 자동차 등의 중량을 지지하도록 하기 위해서, 환상체(4, 5 또는 6)는 금속재료로 구성한다. 이와 같은 금속으로서는, 철, 스테인레스 강, 알루미늄 합금 등을 예시할 수 있다.

고무상 탄성체(7)는, 환상 금속 쉘을 안정적으로 지지할 수 있으면, 임의의 고무로 구성하더라도 양호하며, 이와 같은 고무로서는, 예를 들면 천연 고무(NR), 폴리이소프렌 고무(IR), 각종 스티렌-부타디엔 공중합체 고무(SBR), 각종 폴리부타디엔 고무(BR), 부틸 고무(IIR), 각종 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무(NBR), 각종 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무(EPDM) 등을 들 수 있다.

본 발명의 고무상 탄성체(7)를 구성하는 고무 조성물에는, 또한, 통상의 가황 또는 가교제, 가황 또는 가교촉진제, 각종 오일, 노화방지제, 충전제, 가소화제, 기타 일반고무용에 일반적으로 배합되어 있는 각종 첨가제를 배합할 수 있으며, 이러한 첨가제의 배합량도 본 발명의 목적에 반하지 않는 한, 종래의 일반적인 배합량으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 환상 금속 쉘(4, 5 또는 6)과 고무상 탄성체(7)와의 접착성을 개량하기 위해서, 그 사이의 접촉면에 유기 용제계 접착제를 도포한다. 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 유기 용제계 접착제로서는, 페놀 수지계 접착제, 예를 들면 노볼락형 페놀 수지계 접착제 또는 레졸형 페놀 수지 및 에폭시 변성 페놀 수지를 함유하는 페놀 수지계 접착제, 또한 여기에 미가황 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무(NBR) 등의 고무 조성물 성분을 함유시킨 페놀 수지계 접착제 등을 들 수 있다. 또한, 에폭시 수지 및 레졸형 페놀 수지를 함유하는 가황접착용 하도제를 금속 표면에 도포하고 소부처리 등으로 표면에 부착시킨 다음, 상기 접착제를 도포하여, 미가황의 고무상 탄성체와 가황접착시키는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 가황접착제, 가황접착용 하도제로서, 예를 들면 LORD사 등에 의해 시판되고 있는 금속-고무용의 각종 접착제를 사용할 수 있다.

본 발명에 따라서, 상기 유기 용제계 접착제를 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉면에 적용하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 일반적인 방법으로 실시할 수 있다. 바람직하게는 유기 용제계 접착제를, 탈지처리, 통풍 처리 등을 실시한 금속 표면에 도포하고 스프레이 도포, 솔 도포, 침지처리, 적가처리 등의 방법으로 도포하며, 필요에 따라 여분의 접착제를 제거한 후, 용제를 적당히 건조시킨 다음, 미가황의 고무상 탄성체와 첩합하여 통상적인 방법에 따라 가황 접착시킬 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 추가로 설명하는데, 본 발명의 범위를 이러 한 실시예에 한정하지 않음은 말할 필요도 없다.

실시예 1, 2 및 비교예 1, 2

표 I에 기재하는 배합(중량부)의 고무상 탄성체 및 유기 용제계 접착제를 사용하여 본 발명의 효과를 실증한다.

표 I에 기재하는 배합(중량부)의 고무상 탄성체 시료(치수: 두께 5.5mm × 폭 2.5cm ×길이 8cm)를 조제하고, 이어서 표 I의 유기 용제계 접착제를 솔을 사용하여 스테인레스 강 SUS 304제 기판(두께: 0.1mm, 폭: 2.5cm, 길이: 8cm)에 도포하고, 상기 고무상 탄성체와 첩합하여 160℃, 30분, 면압 3MPa의 조건으로 가황접착시켰다. 그 후, JIS K6256에 준거하여, 박리시험을 실시하였다. 결과를 표 I에 기재한다.

		비교예 1	실시예 1	비교예 2	실시예 2
배합(중량부)
NIPOL 1042 NBR		100	100	-	-
NR		-	-	100	100
아사히(Asahi) # 60		70	70	70	70
산화아연 3호		5	5	5	5
스테아르산		1	1	1	1
FLECTOL TMQ		1	1	1	1
황		-	-	2	2
녹셀러(Noccelar) CZ-G		-	-	2	2
파카독스(Parkadox) 14/40 (퍼옥사이드)		5	5	-	-
켐록(Chemlock) 205 도포		없음	있음	없음	있음
초기 접착	박리력 고무피복률(%)	100	153	100	181
초기 접착	박리력 고무피복률(%)	10	100	5	100
열경화 접착^*1	박리력 고무 피복률(%)	100	184	100	194
열경화 접착^*1	박리력 고무 피복률(%)	0	70	0	80

*1: 열경화는 80℃×1주일의 조건으로 열화시킨 후의 값

표 I 각주

NIPOL 1042: 니혼제온(주)제 NBR

NR: 천연 고무(RSS#3)

아사히 #60: 아사히카본(주)제, 카본 블랙(FEF 그레이드)(N₂SA: 41㎡/g, DBP 흡유량: 121㎖/100g)

산화아연 3호: 세이도카가쿠고교(주)제 산화아연

스테아르산: 니혼유시(주)제 스테아르산

FLECTOL TMQ: FLEXSYS제 노화방지제 RD

황: (주)카루이자와세이렌쇼제 황

녹셀러 CZ-G: 오오우치신쿄가카구고교(주) 가황촉진제

켐록 205: LORD사제 접착제(유기 용제계 접착제)

퍼카독스 14/40: 카야쿠아쿠조사제 퍼옥사이드

평가물성 측정방법

박리력: JIS K6256 가황고무 및 열가소성 고무의 접착시험법에 준거하여 측정하였다. 결과는 각 비교예의 값을 100으로 하여 지수 표시하였다. 수치가 클수록 접착성이 양호한 것을 나타낸다.

고무 피복률(%): 박리 후의 기판 표면에 대한 고무 피복률을 나타내며, 고무피복이 전혀 없는 경우가 0%, 완전히 고무로 피복되어 있는 경우를 100%로 하였다.

표 I에 기재하는 바와 같이, 유기 용제계 접착제를 사용한 기판쪽이 양호한 접착성을 나타낸다.

실시예 3, 4 및 비교예 3

타이어 사이즈를 205/55R16 89V, 림 사이즈를 16×6 1/2JJ로 하여 본 발명의 타이어 휠 조립체(실시예 3 내지 4)와, 비교예 1에 의한 종래의 타이어 휠 조립체(비교예 3)를 각각 제작하였다.

또한, 타이어 휠 조립체의 런 플랫용 지지체는 도 2의 것을 사용하였다.

이러한 각 시험 타이어 휠 조립체를 이하에 나타내는 측정방법에 의해, 내구성의 평가시험을 실시하였다. 결과는 표 II에 기재한다.

내구성 시험

2500cc 승용차에 상기 시험용 타이어를 장착하고, 앞 우측의 타이어내 공기압을 0kPa로 하고, 다른 3개소의 타이어내 공기압은 200kPa로 하여, 90km/hr로 고장날 때까지 주행시켰다. 결과는 비교예 3의 값을 100으로 하여 지수 표시하였다. 수치가 클수록 내구성이 양호함을 나타낸다.

	비교예 3	실시예 3	실시예 4
내구성	100	115	118

표 II 각주1

실시예 3: 실시예 1에 의한 접착방법

실시예 4: 실시예 2에 의한 접착방법

표 II의 결과로부터, 본 발명의 타이어 휠 조립체는 내구성이 개선되었음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 단독인 경우에는 고무와의 접착성이 부족한 철이나 스테인레스 등의 금속과 고무상 탄성체와의 접착은 대단히 곤란하며, 가령 접착시킬 수 있더라도 강도적으로 부족하거나 경시적 내구성이 결여되는 경우가 많았다. 이에 대하여, 본 발명에 의하면, 상기와 같이, 금속 쉘과 고무상 탄성체 사이에 유기 용제계 접착제를 도포함으로써, 금속과 고무와의 접착성을 개량할 수 있으며, 런 플랫용 지지체로서의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims

환상 금속 쉘과 고무상 탄성체에 의해 형성된 런 플랫(run flat)용 지지체를 타이어/림(rim)의 내공동부에 갖는 런 플랫 타이어 휠 조립체에 있어서, 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉면에 노볼락형 페놀 수지계 접착제, 레졸형 페놀 수지계 접착제 및 에폭시 변성 페놀 수지 함유 페놀 수지계 접착제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 페놀 수지계 접착제를 도포하여 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착성을 개량한, 타이어 휠 조립체.
제1항에 있어서, 런 플랫용 지지체의 고무상 탄성체가 환상 금속 쉘과 림 사이에 배치되어, 환상 금속 쉘을 지지하는 구조로 되어 있는, 타이어 휠 조립체.
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제1항에 있어서, 타이어의 공칭 반경을 R(in), 고무상 탄성체/금속 쉘의 접착 면적을 S(㎠)로 하는 경우, 이의 비 S/R이 4.5㎠/in 이상인, 타이어 휠 조립체.
제1항에 있어서, 접착면이 대략 축방향 면과 대략 반경방향 면으로 구성되는, 타이어 휠 조립체.
환상 금속 쉘과 고무상 탄성체에 의해 형성되고, 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접촉면에 노볼락형 페놀 수지계 접착제, 레졸형 페놀 수지계 접착제 및 에폭시 변성 페놀 수지 함유 페놀 수지계 접착제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 페놀 수지계 접착제를 도포하여 환상 금속 쉘과 고무상 탄성체와의 접착성을 개량한, 런 플랫용 지지체.
제1항에 있어서, 접착제 도포 전에, 에폭시 수지 및 레졸형 페놀 수지를 함유하는 가황접착용 하도제가 환상 금속 쉘의 금속 표면에 도포된, 타이어 휠 조립체.