KR101762303B1 - 비 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비 공기입 타이어에 관한 것이다.
이 비 공기입 타이어는 노면에 접하는 트레드와, 트레드와 림 사이에 제공되는 지지부와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 지지부에 연결되는 사이드부를 포함하는 트레드 지지체를 포함하고, 트레드 지지체는 소프트 재질과, 이중 물성을 갖도록 상기 소프트 재질보다 영의 계수가 높은 하드 재질로 구성될 수 있다.

Description

비 공기입 타이어{AIRLESS TIRE}

본 발명은 비 공기입 타이어에 관한 것이다.

타이어는 차량 등의 주행시에 차체, 탑승자, 화물 등의 무게로 인해 상당한

압력을 받게 되는데 이러한 압력에 견딜 수 있고, 도로의 형상 등으로 인해 차체에 가해질 수 있는 충격 등을 흡수할 수 있어서 차량의 구동에 문제가 되지 않도록 설계되어야 한다.

상기와 같이 외부에서 가해지는 압력에 견디고 완충작용을 하면서 그 본래의

형태를 유지할 수 있도록 하기 위해 타이어의 내부에 공기를 채워 넣도록 구성되는 공기입 타이어가 주로 사용된다.

이러한 공기입 타이어는 내부에 충진된 압축 공기의 압력에 따라 그 기능상

상당한 차이가 있고, 수명이 짧다는 등의 많은 문제점들이 있다. 특히, 공기입 타이어의 내부와 외부를 연통하는 구멍이 천공되는 펑크 현상은 공기입 타이어를 사용함에 있어서 가장 주의해야 할 현상이며, 차량 주행시 타이어에 펑크가 나면 교통사고를 유발할 수 있다.

상술한 바와 같은 공기입 타이어의 문제점을 해결하기 위해 그 대안으로서 비 공기입 타이어(Airless tire)가 제안된 바 있다. 비 공기입 타이어는 내부에 압축 공기가 충진되지 않으면서 구조적으로 외부의 충격을 완충할 수 있고, 외부로부터 가해지는 압력에도 큰 형상 변형 없이 견딜 수 있는 구조로 설계된 타이어를 말한다.

그러나 종래 비 공기입 타이어는 외부 압력이 크고 노면으로부터의 충격이 안정적으로 지지하기에는 부적절한 측면이 있다.

한국 등록특허 제10-0092491호 (1995. 12. 05. 등록)

본 발명의 실시예들은 차량의 하중을 안정적으로 지지할 수 있는 비 공기입 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 노면에 접하는 트레드; 및 상기 트레드와 림 사이에 제공되는 지지부와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 상기 지지부에 연결되는 사이드부를 포함하는 트레드 지지체를 포함하고, 상기 트레드 지지체는 소프트 재질과, 이중 물성을 갖도록 상기 소프트 재질보다 영의 계수가 높은 하드 재질로 구성될 수 있다.

이때, 상기 사이드부 및 상기 지지부의 하면부는 상기 하드 재질로 구성되고, 상기 지지부는 상기 하면부를 제외한 나머지 부분이 상기 소프트 재질로 구성될 수 있다.

또한, 상기 소프트 재질은 영의 계수가 스틸 대비 0.1% 내지 0.3% 범위를 만족하고, 상기 하드 재질은 영의 계수가 스틸 대비 0.3% 내지 2.0% 범위를 만족할 수 있다.

또한, 상기 트레드 지지체는 상기 지지부의 내측에서 상기 사이드부에 연결되고, 상기 하드 재질로 구성된 보강부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 트레드 지지체는 상기 지지부의 중심에서 상기 림을 향해 볼록하게 돌출되는 볼록부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 노면에 접하는 트레드; 및 림에 장착 가능하고, 상기 트레드를 지지하는 트레드 지지체를 포함하고, 상기 트레드와 림 사이에 제공되는 지지부와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 상기 지지부에 연결되고, 상기 지지부와 동일 물성을 갖는 사이드부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 트레드는 타이어 외경의 0.6% 내지 3.2% 범위의 두께로 구성되고, 상기 지지부는 타이어 외경의 0.6% 내지 1.6% 범위의 두께로 구성되며, 상기 사이드부는 타이어 외경의 0.6% 내지 1.1% 범위의 두께로 구성될 수 있다.

또한, 상기 지지부는 상하로 오목 및 볼록하게 굴곡 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 비 공기입 타이어의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 실시예들에 따르면, 차량의 하중을 안정적으로 지지하는 효과와 함께, 공기입 손실 및 부족함으로 인한 주행 중 발생 가능한 사고 위험을 예방할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 실시예들에 따르면, 타이어가 단일 재질 또는 이중 재질로 구성되므로, 타이어의 제조 절차가 간소화될 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 다른 변형에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 비공기입 타이어와 종래 공기입 타이어의 하중에 따른 변형을 비교한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비 공기입 타이어는, 노면에 접하는 트레드(100)와, 이중 물성을 갖는 트레드 지지체(200)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 트레드(100)는 노면에 직접 접촉되는 부분으로, 고무 계열의 탄성 재질로 구성될 수 있다. 그리고 트레드(100)에는 미끄럼 방지 등의 기능을 위한 소정의 패턴이 노면에 접촉되는 면에 형성될 수 있다.

트레드 지지체(200)는 트레드(100)와 림(미도시) 사이에 제공되는 지지부(210)와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 지지부(210)에 연결되는 사이드부(220)를 포함할 수 있다. 트레드 지지체(200)는 트레드(100) 폭의 22.0% 내지 74.2% 범위를 만족하고, 사이드부(220)는 타이어의 측부 높이의 83.7% 부분까지 비드/림 장착부분으로 구성될 수 있다.

이때, 트레드 지지체(200)의 사이드부(220)와 지지부(210)의 하면부는, 하드 재질(202)로 구성될 수 있고, 하면부를 제외한 나머지 지지부(210)는 소프트 재질(201)로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 소프트 재질(201)은 영의 계수가 스틸 대비 0.1% 내지 0.3% 범위를 만족하는 재질로 정의될 수 있고, 하드 재질(202)은 영의 계수가 스틸 대비 0.3% 내지 2.0% 범위를 만족하는 재질로 정의될 수 있다.

이와 같이, 트레드 지지체(200)는 이중 물성을 갖음으로써, 하중 및 회전에 따른 지면과의 접촉압 분포를 분산시키는 효과를 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 변형예로서, 트레드 지지체(200)는 지지부(210), 사이드부(220) 및 보강부(230)를 포함할 수 있다. 여기서, 지지부(210) 및 사이드부(220)는 상술한 지지부(210) 및 사이드부(220) 구성에 대응되는 구성이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

보강부(230)는 비 공기입 타이어의 내측, 보다 자세하게 지지부(210)의 내측에 위치되며, 양단이 사이드부(220)에 연결될 수 있다. 이 보강부(230)는 영의 계수가 스틸 대비 0.3% 내지 2.0% 범위를 만족하는 하드 재질(202)로 구성될 수 있다.

이때, 보강부(230)의 두께는 타이어 외경의 0.6% 내지 1.0% 범위를 만족하고, 보강부(230)의 지름은 중심부에서 타이어 외경의 13.6% 내지 78.8% 범위를 만족하며, 가장자리부에서 타이어 외경의 13.6% 이하 및 22.0% 이상으로 구성된다.

보강부(230)의 두께가 0.6% 내지 1.0%의 경우, 0.6% 미만이면 트레드(100)에 하중이 가해졌을 때 하중에 따른 지지 구조의 역할을 충족하지 못하며, 1.0% 초과이면 하중을 지지하는 구조의 역할은 하지만 굴신을 유도하기 어렵다. 따라서 두께가 외경의 0.6% 내지 1.0%의 범위에 있는 경우 트레드(100) 및 하중의 지지 구조 역할과 굴신을 효과적으로 유도할 수 있다.

아울러, 보강부(230)의 지름이 중심부에서 타이어 외경의 78.8% 초과이면 트레드(100) 중심부의 접지 면적이 확보될 수 있으나 보강부(230) 지지구조의 강성이 커져 굴신을 유도하기 어렵고 13.6% 미만이면 트레드(100)의 중심에 접촉압 분포의 확보가 어려울 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 다른 변형에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 다른 변형예로서, 트레드 지지체(200)는 지지부(210), 사이드부(220) 및 볼록부(240)를 포함할 수 있다.

볼록부(240)는 지지부(210)의 중심에서 림을 향해 볼록하게 돌출되는 구조로 구성됨으로써, 하중 및 회전에 따른 지면과의 접촉압 분포를 트레드(100)의 중심에 집중할 수 있고, 사이드부(220)에 굴신을 유도하는 효과를 구현할 수 있다.

볼록부(240)는 트레드(100) 폭의 22.0% 내지 74.2% 범위를 중심 기준으로 하여, 두께를 타이어 외경의 1.0% 이하 0.6% 이상으로 두 개의 층, 예컨대, 소프트 재질(201)과 하드 재질(202)의 두 개의 층으로 구성된다. 특히, 볼록부(240)의 외면이 하드 재질(202)로 구성됨으로써, 차량 하중을 효과적으로 지지하면서 공기입 타이어과 유사한 굴신량을 유도할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비 공기입 타이어는, 노면에 접하는 트레드(100)와, 동일 물성을 갖는 트레드 지지체(200)를 포함할 수 있다.

여기서, 트레드 지지체(200)는 트레드(100)와 림 사이에 제공되는 지지부(210)와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 지지부(210)에 연결되는 사이드부(220)로 구성될 수 있다. 그리고 트레드(100)는 타이어 외경의 0.6% 내지 3.2% 범위의 두께를 만족하고, 지지부(210)는 타이어 외경의 0.6% 내지 1.6% 범위의 두께를 만족하며, 사이드부(220)는 타이어 외경의 0.6% 내지 1.1% 범위의 두께를 만족할 수 있다.

트레드(100)의 두께가 외경의 0.6% 내지 3.2% 범위를 만족할 경우, 런플랫 타이어와 유사한 접지 면적 확보가 가능하다. 지지부(210)가 타이어 외경의 0.6% 내지 1.6% 범위의 두께를 가지며 사이드부(220)가 외경의 0.6% 내지 1.1% 범위의 두께를 만족하는 경우에 차량의 하중을 지지하는 동시에 굴신을 유도할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예의 변형예에 따른 비 공기입 타이어를 나타낸 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 변형예로서, 지지부(210)는 상하로 오목 및 볼록하게 굴곡 형성될 수 있다.

지지부(210)는 영의 계수가 스틸 대비 0.2% 내지 0.4% 범위를 만족하는 단일 재질로 구성될 수 있다. 그리고 지지부(210)의 중심 지름이 타이어 외경의 3.2% 내지 4.4% 범위를 만족하고, 지지부(210)의 가장자리 지름이 타이어 외경의 4.4% 내지 5.6% 범위를 만족할 수 있다.

참고로, 도 6은 본 발명에 따른 비공기입 타이어와 종래 공기입 타이어의 하중에 따른 변형을 비교한 그래프이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 차량의 하중을 안정적으로 지지하는 효과와 함께, 공기입 손실 및 부족함으로 인한 주행 중 발생 가능한 사고 위험을 예방할 수 있고, 타이어가 단일 재질 또는 이중 재질로 구성되므로, 타이어의 제조 절차가 간소화될 수 있다는 등의 우수한 장점을 갖는다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 비공기입 타이어의 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

100: 트레드 200: 트레드 지지체
201: 소프트 재질 202: 하드 재질
210: 지지부 220: 사이드부
230: 보강부 240: 볼록부

Claims (8)

1. 노면에 접하는 트레드; 및
   상기 트레드와 림 사이에 제공되는 지지부와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 상기 지지부에 연결되는 사이드부와, 상기 지지부의 내측에서 상기 사이드부에 연결되고, 하드 재질로 구성된 보강부를 포함하는 트레드 지지체를 포함하고,
   상기 트레드 지지체는 소프트 재질과, 이중 물성을 갖도록 상기 소프트 재질보다 영의 계수가 높은 하드 재질로 구성되고,
   상기 사이드부 및 상기 지지부의 하면부는 상기 하드 재질로 구성되고,
   상기 지지부는 상기 하면부를 제외한 나머지 부분이 상기 소프트 재질로 구성되는 비 공기입 타이어.
2. 노면에 접하는 트레드; 및
   상기 트레드와 림 사이에 제공되는 지지부와, 타이어가 굴신 운동을 하도록 상기 지지부에 연결되는 사이드부와, 상기 지지부의 내측에서 상기 사이드부에 연결되고, 하드 재질로 구성된 보강부를 포함하는 트레드 지지체를 포함하고,
   상기 트레드 지지체는 소프트 재질과, 이중 물성을 갖도록 상기 소프트 재질보다 영의 계수가 높은 하드 재질로 구성되고,
   상기 보강부의 두께는 타이어 외경의 0.6% 내지 1.0% 범위를 만족하고, 상기 보강부의 지름은 중심부에서 타이어 외경의 13.6% 내지 78.8% 범위를 만족하는 비 공기입 타이어.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 소프트 재질은 영의 계수가 스틸 대비 0.1% 내지 0.3% 범위를 만족하고, 상기 하드 재질은 영의 계수가 스틸 대비 0.3% 내지 2.0% 범위를 만족하는 비 공기입 타이어.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 트레드 지지체는
   상기 지지부의 중심에서 상기 림을 향해 볼록하게 돌출되는 볼록부를 더 포함하는 비 공기입 타이어.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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