KR101393891B1 - 비공기압 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비공기압 타이어에 관한 것으로서, 타이어 휠과, 상기 타이어 휠과의 사이에 다수의 제1 완충 리브가 배치되는 비공기압 원형 내륜과, 상기 비공기압 원형 내륜과의 사이에 다수의 제2 완충 리브가 배치되는 비공기압 원형 외륜을 구비하는 타이어 바디; 상기 타이어 바디의 양측에 배치되며, 외력에 저항하여 상기 비공기압 원형 내륜의 형상을 유지시키는 원형 링; 및 상기 비공기압 원형 외륜의 바깥쪽에서 상기 비공기압 원형 외륜을 부분적으로 감싸도록 배치되어 상기 원형 링과 결합되는 타이어 커버를 포함한다. 이에 의해, 외력을 받더라도 그 외력에 저항하여 타이어의 본래 형상인 원형 형상을 그대로 유지할 수 있도록 함으로써 주행성이 떨어지고 속도가 저하되는 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 연비를 향상시킬 수 있다.

Description

비공기압 타이어{Non-pneumatic tire}

본 발명은, 비공기압 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외력을 받더라도 그 외력에 저항하여 타이어의 본래 형상인 원형 형상을 그대로 유지할 수 있는 비공기압 타이어에 관한 것이다.

차량에 사용되는 통상의 타이어들은 그 구조에 따라 래디얼 타이어, 바이어스 타이어, 솔리드 타이어 등으로 분류할 수 있다.

이들 중에서 승용차와 특수 목적을 제외한 자동차에는 대부분 래디얼 타이어 즉, 공기압 타이어가 사용되고 있다.

공기압 타이어가 일반적이기는 하지만 이러한 공기압 타이어는 구조가 복잡한데다 제조공정이 무척 복잡하며, 제조 시 유해물질 배출량이 높은 문제가 있다.

또한 공기압 타이어의 경우, 성능 발휘에 절대적으로 중요한 공기압을 수시로 점검해야 하는 관리의 불편함과 주행 중 외부물질에 의한 찔림과 충격으로 타이어가 파손될 수 있는 안전성의 문제가 항상 내재되어 있는 것이 사실이다.

이에 반해, 비공기압 타이어는 공기압 타이어와 달리, 소재와 공정의 단순화를 통해 생산비용을 크게 절감할 수 있을 뿐더러 유해물질 배출량을 현저히 절감할 수 있는 새로운 개념의 공정과 구조로 이루어진 타이어이다.

특히, 비공기압 타이어는 공기압의 부족 등으로 인해 야기될 수 있는 문제점으로부터 벗어날 수 있는 큰 이점을 가지고 있다.

뿐만 아니라 비공기압 타이어는 공기압 타이어에서 발생되는 스탠딩 웨이브(standing wave) 형상을 방지할 수 있으며, 회전 저항을 크게 개선할 수 있는 이점을 가지고 있다.

한편, 비공기압 타이어는 종래의 공기압 타이어와는 완전히 다른 구조를 갖는다.

즉, 비공기압 타이어는 공기압 타이어와 달리 압축공기를 전혀 이용하지 않는 설계방식을 가지기 때문에 공기압 손실 또는 부족함(flat tire)으로 인하여 주행 중에 발생될 수 있는 사고의 위험으로부터 자유롭다.

하지만, 공기압 타이어가 외력을 받더라도 그 외력을 공기압이 분산시켜 최초 원형 그 상태를 그대로 유지할 수 있는데 반하여 비공기압 타이어의 경우에는 장애물을 통과하는 등 외력을 받게 되면 그 외력을 분산하지 못하고 그대로 흡수해 버리기 때문에 최초 원형 그 상태를 그대로 유지하지 못하고 일측으로 일그러질 수 있다.

이처럼 외력을 받아 비공기압 타이어가 원형의 형상을 유지하지 못하고 일그러진 비원형 형상을 갖는 경우, 주행성이 떨어짐은 물론 속도가 저하되고 연비가 나빠질 수밖에 없으므로 이러한 점을 감안한 새롭고 진보적인 기술 개발이 요구된다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2010-0124654호

본 발명의 목적은, 외력을 받더라도 그 외력에 저항하여 타이어의 본래 형상인 원형 형상을 그대로 유지할 수 있도록 함으로써, 주행성이 떨어지고 속도가 저하되는 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 연비를 향상시킬 수 있는 비공기압 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 타이어 휠과, 상기 타이어 휠과의 사이에 다수의 제1 완충 리브가 배치되는 비공기압 원형 내륜과, 상기 비공기압 원형 내륜과의 사이에 다수의 제2 완충 리브가 배치되는 비공기압 원형 외륜을 구비하는 타이어 바디; 상기 타이어 바디의 양측에 배치되며, 외력에 저항하여 상기 비공기압 원형 내륜의 형상을 유지시키는 원형 링; 및 상기 비공기압 원형 외륜의 바깥쪽에서 상기 비공기압 원형 외륜을 부분적으로 감싸도록 배치되어 상기 원형 링과 결합되는 타이어 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어에 의해 달성된다.

상기 타이어 커버는, 탄성 재질로 제작되는 탄성 커버부; 및 비탄성 재질로 제작되어 상기 탄성 커버부의 강도를 보강하되 상기 탄성 커버부의 단부에 결합되는 보강 테두리부를 포함할 수 있다.

상기 탄성 커버부의 외면에는 트레드패턴이 형성될 수 있다.

상기 타이어 커버는 상기 타이어 휠의 원주 방향을 따라 등간격으로 분할 배치될 수 있다.

상기 원형 링은, 상기 타이어 휠이 노출되는 노출공이 형성되는 링 플레이트; 및 상기 링 플레이트의 단부에서 상기 비공기압 원형 내륜과 나란하게 절곡 형성되는 절곡 플랜지를 포함할 수 있다.

상기 원형 링의 절곡 플랜지는 상기 비공기압 원형 내륜을 경계로 내측에 배치되고, 상기 타이어 커버의 보강 테두리부는 상기 비공기압 원형 내륜을 경계로 외측에 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 외력을 받더라도 그 외력에 저항하여 타이어의 본래 형상인 원형 형상을 그대로 유지할 수 있도록 함으로써, 주행성이 떨어지고 속도가 저하되는 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어의 사시도,
도 2는 도 1의 A 영역의 확대도,
도 3은 도 1의 부분 분해 사시도,
도 4는 도 3에서 원형 링을 분리한 분해 사시도,
도 5는 도 1의 정면도,
도 6은 도 4의 타이어 바디의 정면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1 내지 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비공기압 타이어는 타이어 바디(110), 원형 링(120), 그리고 타이어 커버(130)를 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 원형 링(120)이 타이어 바디(110)의 양측에 배치되고, 4개의 타이어 커버(130)가 타이어 바디(110)의 둘레를 덮으면서 원형 링(120)과 결합됨으로써 도 1과 같은 형태의 비공기압 타이어가 제작될 수 있다.

각 구성에 대해 설명한다. 우선, 타이어 바디(110)는 타이어 휠(111)과, 타이어 휠(111)과의 사이에 다수의 제1 완충 리브(112)가 배치되는 비공기압 원형 내륜(113)과, 비공기압 원형 내륜(113)과의 사이에 다수의 제2 완충 리브(114)가 배치되는 비공기압 원형 외륜(115)을 포함한다.

타이어 휠(111)은 타이어 바디(110)의 메인 골격을 이룬다. 타이어 바디(110)의 다른 부분들과 달리 타이어 휠(111)은 강성이 있는 금속 재질로 제작될 수 있다.

제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114), 비공기압 원형 내륜(113), 그리고 비공기압 원형 외륜(115)은 모두가 고무와 같은 탄성 재질로 제작된다. 이 부분들이 압축공기의 사용이 없는 탄성 재질로 제작되기 때문에 비공기압 타이어라 불린다.

특히, 타이어 휠(111)을 제외한 타이어의 양측이 연통하도록, 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)들이 타이어 휠(111)과 비공기압 원형 내륜(113) 사이, 그리고 비공기압 원형 내륜(113)과 비공기압 원형 외륜(115) 사이에 배치되고 있다. 또한, 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)는 도 6에 도시된 바와 같이 타이어 휠(111)의 반경방향 및 원주방향을 따라 일정 패턴을 형성하며 마치 기하학적 구조를 이루어 각 완충 리브(112,114) 사이에 공간부가 형성되고, 이에 타이어는 압축공기 없이도 주행 휠(wheel)로서의 기능을 담당할 수 있게 된다.

비공기압 원형 내륜(113)은 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)의 경계가 되는 부분으로서, 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)가 이중 구조를 가질 수 있도록 하여 좀 더 완충에 강하도록 한다. 비공기압 원형 내륜(113)은 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)보다 바깥쪽으로 약간 돌출된 형태를 갖는다.

원형 링(120)은 타이어 바디(110)의 양측에 하나씩 배치되며, 타이어 바디(110)에 결합될 때 외력에 저항하여 비공기압 원형 내륜(113)의 형상을 유지시키는 역할을 한다. 따라서, 원형 링(120)은 고탄성 및 고강도 재질로 제작된다.

이러한 원형 링(120)은 타이어 휠(111)이 노출되는 노출공(121)이 형성되는 링 플레이트(122)와, 링 플레이트(122)의 단부에서 비공기압 원형 내륜(113)과 나란하게 절곡 형성되는 절곡 플랜지(123)를 포함한다. 절곡 플랜지(123)에는 장공의 통공(123a)이 형성된다. 여기서, 절곡 플랜지(123)에는 장공의 통공(123a) 대신에, 후술할 스터드 볼트(B)에 대응하는 직경을 갖는 통공이 형성될 수도 있다.

타이어 커버(130)는 비공기압 원형 외륜(115)의 바깥쪽에서 비공기압 원형 외륜(115)을 부분적으로 감싸도록 배치되어 원형 링(120)과 결합된다. 실제, 타이어 커버(130)가 지면에 접촉되어 구름 운동한다.

본 실시예에서 타이어 커버(130)는 타이어 휠(111)의 원주 방향을 따라 등간격으로 분할 배치된다. 본 실시예의 경우, 타이어 커버(130)가 동일한 형상의 4조각으로 분할 배치되고 있다.

도 3 및 도 4에는 편의를 위한 3조각의 타이어 커버(130)는 결합된 상태를, 그리고 1조각의 타이어 커버(130)만이 분해된 상태를 도시하였다.

하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 수 없으므로 타이어 커버(130)는 2조각 혹은 3조각, 혹은 5조각 이상으로 분할 배치될 수도 있으며, 이러한 사항 모두는 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.

타이어 커버(130)는 탄성 재질로 제작되는 탄성 커버부(131)와, 비탄성 재질로 제작되어 탄성 커버부(131)의 강도를 보강하되 탄성 커버부(131)의 단부에 결합되는 보강 테두리부(132)를 포함한다.

탄성 커버부(131)의 외면에는, 즉 노면에 접하는 면에는 미끄럼 방지를 위해 트레드패턴(131a)이 형성된다. 도시된 것과 다른 형태의 트레드패턴(131a)이 형성될 수도 있다.

탄성 커버부(131)가 탄성 재질, 예컨대 고무 등으로 제작되는데 반해, 보강 테두리부(132)는 강성이 있는 엔지니어링 플라스틱을 비롯하여 금속 재질로 제작될 수 있다. 이러한 보강 테두리부(132)에는 다수의 스터드 볼트(B)가 일체로 결합된다.

한편, 원형 링(120)의 절곡 플랜지(123)는 비공기압 원형 내륜(113)을 경계로 내측에 배치되고, 타이어 커버(130)의 보강 테두리부(132)는 비공기압 원형 내륜(113)을 경계로 외측에 배치된다.

이 때, 타이어 커버(130)의 보강 테두리부(132)에 마련되는 스터드 볼트(B)는 비공기압 원형 내륜(113)에 형성되는 통공(미도시)과 원형 링(120)의 절곡 플랜지(123)에 형성되는 장공의 통공(123a)을 통해 노출되어 반대편에서 너트(N)로 체결된다.

이러한 구성을 갖는 비공기압 타이어의 조립 방법에 대해 설명한다.

우선, 타이어 바디(110)의 양측에 원형 링(120)을 배치한 상태에서 원형 링(120)을 자리 배치시킨다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이 원형 링(120)의 절곡 플랜지(123)가 비공기압 원형 내륜(113)을 경계로 내측에 배치되도록 원형 링(120)을 자리 배치시킨다.

원형 링(120)을 자리 배치시키고 나면 타이어 바디(110)의 타이어 휠(111)은 원형 링(120)의 노출공(121)을 통해 외부로 드러날 수 있다.

다음, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 타이어 커버(130)들을 비공기압 원형 외륜(115)의 바깥쪽에서 비공기압 원형 외륜(115)을 부분적으로 감싸도록 배치한다.

그러면 타이어 커버(130)들의 보강 테두리부(132)가 비공기압 원형 내륜(113)을 경계로 외측에 배치된다.

이 때, 타이어 커버(130)의 보강 테두리부(132)에 마련되는 스터드 볼트(B)들은 비공기압 원형 내륜(113)에 형성되는 통공(미도시)과 원형 링(120)의 절곡 플랜지(123)에 형성되는 장공의 통공(123a)을 통해 노출되는데, 이 상태에서 반대편에서 너트(N)를 체결함으로써 원형 링(120)과 타이어 커버(130)를 용이하게 조립시킬 수 있다.

이에, 제1 완충 리브(112)에 의해 타이어 바디(110)에 형성된 연통 영역은 원형 링(120)에 의해 차폐되고, 제2 완충 리브(114)에 의해 타이어 바디(110)에 형성된 연통 영역은 타이어 커버(130)에 의해 차폐된다. 이 때, 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)에 의해 타이어 바디(110)에 형성된 연통 영역은 밀폐된 공간부를 형성하게 된다.

따라서, 각 완충 리브(112,114) 및 각 완충 리브(112,114)에 의해 형성된 공간부에 의해, 타이어의 압축시 하중 지지력을 향상시켜 좌굴을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 타이어 휠(111)로 전달되는 하중을 완충할 수 있게 된다.

이와 같이 조립한 후 본 실시예의 비공기압 타이어가 장애물 통과시 외력을 받게 되더라도, 제1 완충 리브(112) 및 제2 완충 리브(114)에 의해 하중 지지력이 향상되어 좌굴을 줄일 수 있음과 동시에, 타이어 휠(111)로 전달되는 하중을 완충하며, 원형 링(120)이 외력에 저항하기 때문에 종전처럼 비공기압 타이어가 비원형 형상으로 일그러지지는 않는다. 따라서, 주행성이 떨어지거나 속도가 저하되거나 연비가 나빠지는 현상을 줄일 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 외력을 받더라도 그 외력에 저항하여 타이어의 본래 형상인 원형 형상을 그대로 유지할 수 있도록 함으로써, 주행성이 떨어지고 속도가 저하되는 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 보강 테두리부에 스터드 볼트가 일체로 결합되는 것으로 설명하고 있지만, 스터드 볼트를 보강 테두리부에 일체로 결합하지 않고 보강 테두리부에 분리가능하게 관통 결합할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

110 : 타이어 바디 111 : 타이어 휠
112 : 제1 완충 리브 113 : 비공기압 원형 내륜
114 : 제2 완충 리브 115 : 비공기압 원형 외륜
120 : 원형 링 121 : 노출공
122 : 링 플레이트 123 : 절곡 플랜지
123a : 통공 130 : 타이어 커버
131 : 탄성 커버부 131a : 트레드패턴
132 : 보강 테두리부

Claims (6)

1. 타이어 휠과;
   상기 타이어 휠과의 사이에 다수의 제1 완충 리브가 배치되는 비공기압 원형 내륜과, 상기 비공기압 원형 내륜과의 사이에 다수의 제2 완충 리브가 배치되는 비공기압 원형 외륜을 구비하는 타이어 바디;
   상기 타이어 바디의 양측에 배치되며, 상기 타이어 휠이 노출되는 노출공이 형성되는 링 플레이트와, 상기 링 플레이트의 외측 단부에서 상기 비공기압 원형 내륜의 내측과 나란하게 절곡되어 결합되는 절곡 플랜지를 형성하고 있는 탄성 재질의 원형 링; 및
   상기 비공기압 원형 외륜의 바깥쪽에서 상기 비공기압 원형 외륜을 부분적으로 감싸도록 배치되어 상기 원형 링과 함께 상기 비공기압 원형 내륜의 외측에서 결합되는 타이어 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 타이어 커버는,
   탄성 재질로 제작되는 탄성 커버부; 및
   비탄성 재질로 제작되어 상기 탄성 커버부의 강도를 보강하되 상기 탄성 커버부의 단부에 결합되는 보강 테두리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성 커버부의 외면에는 트레드패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
4. 제1항에 있어서,
   상기 타이어 커버는 상기 타이어 휠의 원주 방향을 따라 등간격으로 분할 배치되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
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