KR101972566B1 - 에어리스 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 차축에 고정되는 허브(hub), 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 외측에 배치되며, 접지면을 갖는 트레드 링, 상기 허브와 상기 트레드 링을 연결하되, 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 스포크(spoke) 및 상기 허브와 상기 트레드 링 사이에 배치되며, 상기 차축의 회전에 의존하지 않는 지지부를 포함하는, 에어리스 타이어(airless tire)를 제공한다.

Description

에어리스 타이어{Airless Tire}

본 발명의 실시예들은 에어리스 타이어에 관한 것이다.

고무 등을 포함하며 자동차의 바퀴 외주면을 형성하는 타이어는, 자동차의 휠과 결합하면서 내부에 공기가 주입되는 것이 일반적이다. 다만 이러한 형태의 타이어는 주입된 공기가 빠지거나 타이어가 마모 또는 손상되어 펑크가 나는 경우가 발생할 수 있는데 이러한 점을 해소하기 위한 것으로서 최근 에어리스 타이어가 개발되고 있다.

에어리스 타이어는 내부에 공기가 주입되지 않는 형태의 타이어로서, 트레드와 휠 사이에 열가소성수지 등을 이용한 복잡한 구조로 설계되어 있으며, 충격에 의한 형태의 변형과 복원이 유연한 특징이 있다. 그러나, 에어리스 타이어는 차량의 하중을 버티기 위하여 트레드와 휠 사이에 견고하면서 복잡한 구조가 요구되는데, 이러한 구조로 인하여 타이어의 무게가 증가하게 되어 연비 성능이 저하되는 문제가 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들은 허브와 트레드 링 사이에 배치되는 지지부를 포함하는 에어리스 타이어를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 차축에 고정되는 허브(hub), 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 외측에 배치되며, 접지면을 갖는 트레드 링, 상기 허브와 상기 트레드 링을 연결하되, 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 스포크(spoke) 및 상기 허브와 상기 트레드 링 사이에 배치되며, 상기 차축의 회전에 의존하지 않는 지지부를 포함하는, 에어리스 타이어(airless tire)를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상기 허브의 일부와 상기 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 일부와 마주보는 상기 트레드 링의 일부 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트레드 링의 일부는 상기 트레드 링이 상기 차축의 회전에 의하여 지면과 접하는 부분일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상기 허브에 결합되는 제1 단부와, 상기 제1 단부와 대향되며 상기 트레드 링에 결합되는 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지하는 구조체를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구조체는 망(web) 형태로 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타이어의 둘레 방향에 대한 상기 제2 단부의 폭은 상기 제1 단부의 폭보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 각각에 배치되며, 상기 차축에 의해 상기 허브에 발생되는 회전력을 상쇄시키는 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 연결부재 및 제2 연결부재 중 적어도 하나는 베어링(bearing)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 허브는 상기 제1 연결부재를 수용하도록 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 상기 허브의 외측면에 형성된 제1 가이드부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트레드 링은 상기 제2 연결부재를 수용하도록 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 상기 트레드 링의 내측면에 형성된 제2 가이드부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 차축에 고정되는 허브(hub)와, 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 외측에 배치되며 접지면을 갖는 트레드 링과, 상기 허브와 트레드 링을 연결하는 복수의 스포크(spoke)를 포함하는 에어리스 타이어의 지지부에 있어서, 상기 지지부는 상기 허브에 결합되는 제1 단부와, 상기 제1 단부와 대향되며 상기 트레드 링에 결합되는 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지하는 구조체를 포함하고, 상기 허브와 상기 트레드 링 사이에 배치되며, 상기 차축의 회전에 의존하지 않는, 에어리스 타이어의 지지부를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상기 허브의 일부와 상기 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 일부와 마주보는 상기 트레드 링의 일부 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구조체는 망(web) 형태로 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 타이어의 둘레 방향에 대한 상기 제2 단부의 폭은 상기 제1 단부의 폭보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 각각에 배치되며, 상기 차축에 의해 상기 허브에 발생되는 회전력을 상쇄시키는 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 연결부재 및 제2 연결부재 중 적어도 하나는 베어링(bearing)을 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 에어리스 타이어는 일정한 위치에서 고정되어 차량의 하중을 지지하는 지지부를 통해 타이어의 중량을 최소화할 있다. 이를 통해, 에어리스 타이어는 공기압 타이어와 달리 마모 또는 손상에 의해 펑크가 나는 문제점을 해결할 수 있음과 동시에, 연비 특성 향상 및 제조 원가 절감에 효과적일 수 있다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 에어리스 타이어 중 일부를 발췌하여 도시한 부분사시도이다.
도 3은 도 1의 지지부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 에어리스 타이어를 휠에 적용한 실시형태를 개략적으로 도시한 예시도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 에어리스 타이어에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어(10)를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 에어리스 타이어(10) 중 일부를 발췌하여 도시한 부분사시도이고, 도 3은 도 1의 지지부(400)를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 1의 에어리스 타이어(10)를 휠(W)에 적용한 실시형태를 개략적으로 도시한 예시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어(10)는 허브(hub, 100), 트레드 링(200), 스포크(spoke, 300) 및 지지부(400)를 포함할 수 있다.

허브(100)는 에어리스 타이어(10)의 중심을 이루는 부분이고, 원통 형태로 이루어질 수 있다. 허브(100)는 휠(W, 도 4 참조)에 장착되어 차량의 차축에 고정될 수 있다. 허브(100)는 차축이 회전함에 따라 함께 회전할 수 있다. 일 실시예로서, 허브(100)는 트레드 링(200)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다른 실시예로서, 허브(100)는 강성(stiffness)을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 스틸, 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.

트레드 링(200)은 타이어의 반경 방향에 대하여 허브(100)의 외측에 배치되며, 접지면을 가질 수 있다. 일 실시예로서, 트레드 링(200)은 내마모성이 우수한 고무와, 그 내부에 배치된 코드 보강층을 포함하여 구성될 수 있다. 트레드 링(200)의 접지면에는 타이어의 기본 성능인 드라이 트랙션 성능, 웨트 트랙션 성능, 소음 성능 등을 유지할 수 있도록, 다수의 그루브들을 포함하는 트레드 패턴이 형성될 수 있다.

복수의 스포크(300)는 허브(100)와 트레드 링(200)을 연결하되, 타이어의 둘레 방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 스포크(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 판 형태로 이루어져 허브(100)와 트레드 링(200)을 연결하여, 허브(100)와 트레드 링(200) 사이를 지지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 스포크(300)는 허브(100)와 트레드 링(200) 사이를 연결하여 그 사이 거리를 유지할 수 있을 정도의 최소 개수로 이루어질 수 있다. 스포크(300)는 타이어의 주행방향에 대하여 굽어진 형태로 형성되어, 타이어가 주행할 때 발생되는 길이 방향에 대한 압축력을 효과적으로 분산시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어(10)는 허브(100)와 트레드 링(200) 사이에 배치되며, 차축의 회전에 의존하지 않는 지지부(400)를 포함할 수 있다.

지지부(400)는 허브(100)의 일부와 타이어의 반경 방향에 대하여 허브(100)의 일부와 마주보는 트레드 링(200)의 일부 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 지지부(400)는 허브(100)와 트레드 링(200) 사이에 형성된 공간의 일부에만 배치될 수 있다. 이때, 트레드 링(200)의 일부는 트레드 링(200)이 차축의 회전에 의하여 지면과 접하는 부분일 수 있다.

타이어는 차축의 회전에 의해 회전하면서 차량을 지지하고 움직일 수 있다. 타이어는 원통형으로 형성되지만 회전에 의해 실제 지면과 접하여 하중을 견디는 부분은 트레드 링(200)의 일부가 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어(10)는 허브(100)와 트레드 링(200) 사이를 지지하기 위한 복잡한 구조물을 최소로 하면서, 트레드 링(200)의 일부에 배치되는 지지부(400)를 통해 타이어의 중량을 최소화할 수 있다.

지지부(400)는 허브(100)에 결합되는 제1 단부(410)와, 제1 단부(410)와 대향되며 트레드 링(200)에 결합되는 제2 단부(430)와, 제1 단부(410)와 제2 단부(430) 사이를 지지하는 구조체(405)를 포함할 수 있다. 이때, 구조체(405)는 망(web) 형태로 형성되어 제1 단부(410)와 제2 단부(430) 사이를 지지할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 구조체(405)는 제1 단부(410)와 제2 단부(430) 사이를 지지할 수 있는 어떠한 형태든 가능함은 물론이다.

한편, 지지부(400)에 있어서, 타이어의 둘레 방향에 대한 제2 단부(430)의 폭(W2)은 제1 단부(410)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 지지부(400)는 허브(100)의 중심으로부터 일정 각도를 갖는 형태로 형성되어 트레드 링(200)의 일부를 안정적으로 지지할 수 있다. 예를 들면, 지지부(400)의 면적은 허브(100)와 트레드 링(200) 사이 영역의 총 면적 대비 약 10% 내지 30%의 범위를 가질 수 있다. 지지부(400)의 면적이 10% 이하인 경우 차량의 하중을 견디기가 어려운 문제가 있고, 지지부(400)의 면적이 30% 이상인 경우, 타이어의 중량을 감소시키는 효과가 미흡할 수 있다.

지지부(400)는 차축의 회전에 의존하지 않고 일정한 위치에 고정 배치될 수 있다. 다시 말해, 지지부(400)는 차축이 회전하더라도 지면에 대응되는 위치에 고정배치될 수 있다. 이때, 지지부(400)는 제1 단부(410) 및 제2 단부(430) 각각에 배치되며, 차축에 의해 허브(100)에 발생되는 회전력을 상쇄시키는 제1 연결부재(451) 및 제2 연결부재(453)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 제1 연결부재(451) 및 제2 연결부재(453) 중 적어도 하나는 베어링(bearing)을 포함할 수 있다. 지지부(400)는 제1 단부(410) 또는 제2 단부(430)에 배치된 하나 이상의 베어링을 통해 차축의 회전에 의존하지 않고 일정한 위치에 고정 배치될 수 있다.

지지부(400)는 복수의 스포크(300)와 평행하게 배치될 수 있다. 지지부(400)는 복수의 스포크(300)와 독립적으로 형성되어 차축의 회전에 의해 복수의 스포크(300)가 회전하는 동안 일정한 위치에 고정 배치될 수 있다.

한편, 허브(100)는 상기한 지지부(400)의 제1 연결부재(451)를 수용하기 위하여, 타이어의 둘레 방향을 따라 허브(100)의 외측면에 형성된 제1 가이드부(110)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 트레드 링(200)은 상기한 지지부(400)의 제2 연결부재(453)를 수용하기 위하여, 타이어의 둘레 방향을 따라 트레드 링(200)의 내측면에 형성된 제2 가이드부(210)를 포함할 수 있다. 제1 가이드부(110) 또는 제2 가이드부(210)는 지지부(400)의 제1 단부(410) 또는 제2 단부(430)를 수용할 수 있는 일정한 깊이를 갖는 가이드홈으로 이루어질 수 있다.

도 2 및 도 3에서는 타이어의 폭 방향에 대한 지지부(400)의 두께가 스포크(300)의 두께보다 작은 것으로 도시하였다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 타이어의 폭 방향에 대한 지지부(400)의 두께는 스포크(300)의 두께와 동일할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 타이어의 폭 방향에 대한 지지부(400)의 두께는 스포크(300)의 두께보다 클 수 있다. 제1 가이드부(110)와 제2 가이드부(210)는 상기한 지지부(400)의 두께에 대응되도록 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어(10)는 허브(100)를 통해 휠 림(W)에 장착될 수 있다. 휠 림(W)은 차축과 연결되어 회전되므로, 휠 림(W)에 결합된 허브(100)에도 회전력이 작용한다. 또한, 복수의 스포크(300)를 통해 허브(100)에 연결된 트레드 링(200) 또한 회전력이 작용될 수 있다. 이때, 지지부(400)는 전술한 구조를 통해 트레드 링(200)의 회전에 의존하지 않고, 독립적으로 일정한 위치에 고정 배치될 수 있다.

다시 말해, 에어리스 타이어(10)는 회전하는 동안 접지부분(A)을 제외하고 차량의 하중이 트레드 링(200)에 실리지 않는다. 트레드 링(200)의 일 부분만 접지되어 하중이 실리므로 이 접지 부분(A)만 지지하여도 차량이 이동가능하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어리스 타이어(10)는 접지 부분(A)에 대응되는 위치에 지지부(400)를 배치하고, 나머지 허브(100)와 트레드 링(200) 사이에 배치되는 구조물을 최소화함으로써, 타이어의 중량을 최소화할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 에어리스 타이어는 일정한 위치에서 고정되어 차량의 하중을 지지하는 지지부를 통해 타이어의 중량을 최소화할 있다. 이를 통해, 에어리스 타이어는 공기압 타이어와 달리 마모 또는 손상에 의해 펑크가 나는 문제점을 해결할 수 있음과 동시에, 연비 특성 향상 및 제조 원가 절감에 효과적일 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 에어리스 타이어
100 : 허브
200 : 트레드 링
300 : 스포크
400 : 지지부

Claims (16)

1. 차축에 고정되는 허브(hub);
   타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 외측에 배치되며, 접지면을 갖는 트레드 링;
   상기 허브와 상기 트레드 링을 연결하되, 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 스포크(spoke); 및
   상기 허브와 상기 트레드 링 사이에 배치되며, 상기 차축의 회전에 의존하지 않는 지지부;를 포함하고,
   상기 지지부는 상기 허브에 결합되는 제1 단부와, 상기 제1 단부와 대향되며 상기 트레드 링에 결합되는 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지하는 구조체를 포함하고,
   상기 구조체는 망(web) 형태로 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지하는, 에어리스 타이어(airless tire).
2. 제1 항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 허브의 일부와 상기 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 일부와 마주보는 상기 트레드 링의 일부 사이에 배치되는, 에어리스 타이어.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 트레드 링의 일부는 상기 트레드 링이 상기 차축의 회전에 의하여 지면과 접하는 부분인, 에어리스 타이어.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 타이어의 둘레 방향에 대한 상기 제2 단부의 폭은 상기 제1 단부의 폭보다 큰, 에어리스 타이어.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 각각에 배치되며, 상기 차축에 의해 상기 허브에 발생되는 회전력을 상쇄시키는 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 더 포함하는, 에어리스 타이어.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제1 연결부재 및 제2 연결부재 중 적어도 하나는 베어링(bearing)을 포함하는, 에어리스 타이어.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 허브는 상기 제1 연결부재를 수용하도록 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 상기 허브의 외측면에 형성된 제1 가이드부를 포함하는, 에어리스 타이어.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 트레드 링은 상기 제2 연결부재를 수용하도록 상기 타이어의 둘레 방향을 따라 상기 트레드 링의 내측면에 형성된 제2 가이드부를 더 포함하는, 에어리스 타이어.
11. 차축에 고정되는 허브(hub)와, 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 외측에 배치되며 접지면을 갖는 트레드 링과, 상기 허브와 트레드 링을 연결하는 복수의 스포크(spoke)를 포함하는 에어리스 타이어의 지지부에 있어서,
    상기 지지부는 상기 허브에 결합되는 제1 단부와, 상기 제1 단부와 대향되며 상기 트레드 링에 결합되는 제2 단부와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지하는 구조체를 포함하고, 상기 허브와 상기 트레드 링 사이에 배치되며, 상기 차축의 회전에 의존하지 않고,
    상기 지지부는 상기 허브의 일부와 상기 타이어의 반경 방향에 대하여 상기 허브의 일부와 마주보는 상기 트레드 링의 일부 사이에 배치되고,
    상기 구조체는 망(web) 형태로 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이를 지지하는, 에어리스 타이어의 지지부.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제11 항에 있어서,
    상기 타이어의 둘레 방향에 대한 상기 제2 단부의 폭은 상기 제1 단부의 폭보다 큰, 에어리스 타이어의 지지부.
15. 제11 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부 각각에 배치되며, 상기 차축에 의해 상기 허브에 발생되는 회전력을 상쇄시키는 제1 연결부재 및 제2 연결부재를 더 포함하는, 에어리스 타이어의 지지부.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 연결부재 및 제2 연결부재 중 적어도 하나는 베어링(bearing)을 포함하는, 에어리스 타이어의 지지부.

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