KR101976279B1 - 지지 구조체용 휠 - Google Patents

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KR101976279B1 KR1020170150264A KR20170150264A KR101976279B1 KR 101976279 B1 KR101976279 B1 KR 101976279B1 KR 1020170150264 A KR1020170150264 A KR 1020170150264A KR 20170150264 A KR20170150264 A KR 20170150264A KR 101976279 B1 KR101976279 B1 KR 101976279B1
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세이한 셀릭
스티븐 아모스 에드워즈
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더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
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Abstract

휠 조립체는, 회전가능한 액슬에 부착되는 장착판과, 상기 장착판의 대응하는 수의 노치에 결합하는 복수의 마찰판과, 상기 마찰판의 제 1 단부에 고정되는 제 1 환상 플랜지와, 상기 마찰판의 제 2 단부에 고정되는 제 2 환상 플랜지와, 상기 마찰판에 인접해서 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고정된 복수의 텐션 클로를 포함한다.

Description

지지 구조체용 휠{WHEEL FOR A SUPPORT STRUCTURE}
본 발명은 휠/타이어 조립체에 관한 것으로, 특히 비공기입 휠/타이어 조립체에 관한 것이다.
반경방향 공기입 타이어는 림과 벨트 층 사이에서 하중을 지지 및 전달하기 위해서 플라이 보강재에 의존한다. 이들 플라이 코드는 하중을 지지하기 위해 인장될 필요가 있다. 이러한 플라이 코드의 인장은 타이어의 내부 챔버 내의 가압 공기로 달성된다. 공기압이 손실되면, 공기입 타이어의 하중 지지 능력은 대폭 감소된다. 느린 또는 갑작스런 공기압의 손실을 방지하는 것은 타이어 제조업자에게 하나의 도전이었다. 하나의 제안된 해결책은 비공기입 타이어를 사용하는 것이다. 톱 로더 비공기입 타이어(top loader non-pneumatic tire)는, 그의 내구성, 속도 평정/제한(speed rating/limit) 및 적재 용량이 공기입 타이어의 수준까지 증가될 수 있으면, 공기입 타이어와 유사하게 실행될 수 있다.
많은 톱 로더 비공기입 타이어는 중합체성 스포크에 의존하여 자동차의 하중을 지지한다. 스포크는 하중을 림으로부터 전단 밴드로 전달한다. 이러한 타이어의 스포크에 사용된 중합체성 재료의 특성으로 인해, 이들 타이어의 성능이 제한된다.
US 2004/0069385 호
본 발명의 목적은 전술한 제한을 극복하고, 이들 스포크의 내구성 및 하중 지지 능력을 증가시켜서 톱 로더 비공기입 타이어의 성능을 향상시키는 것이다.
본 발명에 따른 휠 조립체는, 회전가능한 액슬에 부착되며 복수의 노치를 갖는 장착판과, 각각 상기 장착판의 상기 복수의 노치에 결합하는 복수의 마찰판으로서, 상기 마찰판의 개수는 상기 노치의 개수에 대응하는, 상기 복수의 마찰판과, 상기 마찰판의 제 1 단부에 고정되는 제 1 환상 플랜지와, 상기 마찰판의 제 2 단부에 고정되는 제 2 환상 플랜지와, 상기 마찰판에 인접해서 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고정되는 복수의 텐션 클로를 포함한다.
휠 조립체의 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판과 상기 텐션 클로는 서로 협동하여 타이어 조립체의 부품들과 결합한다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판은 볼트와 같은 기계적 파스너에 의해 상기 장착판에 부착된다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판은 상기 마찰판을 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고착하기 위해 제 1 및 제 2 장착 구멍을 갖는다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판은 상기 마찰판 및 상기 텐션 클로에 의해 결합될 타이어 조립체의 부품의 형상에 대응하는 오목 표면을 갖는다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로는 인터로킹 구조에 의해 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 부착된다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로는 상기 제 1 환상 플랜지에 결합하는 제 1 경사 노치 및 상기 제 2 환상 플랜지에 결합하는 제 2 경사 노치를 갖는다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로의 경사 표면은 타이어 조립체의 부품을 상기 휠 조립체에 고착하기 위해 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지의 대응하는 축방향 연장 탭과 결합한다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로는 타이어 조립체의 부품의 형상 및 상기 마찰판의 오목 표면의 형상에 대응하는 볼록 표면을 갖는다.
휠 조립체의 또 다른 양상에 따르면, 상기 장착판 및 상기 마찰판은 금속으로 구성된다.
본 발명에 따른 시스템은 하중을 지지한다. 이 시스템은 스포크 구조체를 갖는 타이어 조립체 및 휠 조립체를 구비한다. 상기 휠 조립체는 회전가능한 액슬에 부착되는 장착판과, 상기 장착판에 결합하는 복수의 마찰판과, 각각의 마찰판에 고정되는 제 1 환상 플랜지와, 각각의 마찰판에 고정되는 제 2 환상 플랜지와, 상기 마찰판에 인접해서 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고정되는 복수의 텐션 클로를 포함한다. 상기 마찰판과 텐션 클로는 협동해서 스포크 구조체와 결합한다.
시스템의 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판과 상기 텐션 클로는 서로 협동해서 스포크 구조체의 부품들을 협지한다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판은 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지와 상기 장착판 사이의 기계적 인터로크에 의해 상기 장착판에 고착된다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판은 상기 마찰판을 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고착하기 위해 제 1 및 제 2 장착 구멍을 갖는다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 마찰판은 상기 스포크 구조체의 부품의 형상에 대응하는 오목 표면을 갖는다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로는 볼트결합된 인터로킹 구조에 의해 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 부착된다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로는 상기 제 1 환상 플랜지에 결합하는 제 1 경사 노치 및 상기 제 2 환상 플랜지에 결합하는 제 2 경사 노치를 갖는다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로의 경사 표면은 스포크 구조체를 상기 휠 조립체에 고착하기 위해 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지의 대응하는 축방향 연장 탭과 결합한다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 텐션 클로는 스포크 구조체의 부품의 형상 및 상기 마찰판의 오목 표면의 형상에 대응하는 볼록 표면을 갖는다.
시스템의 또 다른 양상에 따르면, 상기 장착판 및 상기 마찰판은 중합체로 구성된다.
본 발명은 하기의 첨부 도면을 참조한 일부 예의 상세한 설명에 의해 보다 명확히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 휠 조립체의 개략적인 사시도,
도 2는 예시적인 타이어 조립체를 갖는 도 1의 휠 조립체의 개략적인 사시도,
도 3은 도 2의 휠 및 타이어 조립체의 개략적인 단부도,
도 4는 도 1의 휠 조립체의 일부의 개략적인 사시도,
도 5는 도 1의 휠 조립체의 다른 부분의 개략적인 사시도,
도 6은 도 1의 휠 조립체의 또 다른 부분의 개략적인 사시도.
인용에 의해 전체 내용이 본 출원에 통합된 특허문헌 1에 기재된 것과 같은 종래의 휠/타이어 조립체는 경량의 복합 스프링에 의해 중앙 허브에 절곡 가능하게 연결된, 전단 밴드와 같은 외측 링을 가질 수도 있다. 상기 스프링은 링 및 허브에 고정된 판재일 수도 있다. 허브는 감속 기어 유닛 및/또는 전기 모터를 수용할 수도 있고, 차량 섀시를 각각의 휠에 연결하기 위한 현가 기구를 가질 수도 있다. 링은 탄소섬유 보강 나일론 재료와 같은 가요성 복합 물질로 구성될 수도 있으며, 지면과 결합하고 개선된 견인을 제공하는 복수의 원주방향 이격 반경방향 클리트(cleat) 및 트윈 고무 타이어(twin rubber tires)를 갖는다. 허브는 또한 탄소섬유 보강된 복합 재료로 형성될 수도 있다. 다른 종래의 휠은 파지(grip)의 개선을 위해 복합 링에 접합된 성형 트레드를 갖는 고무 스트립을 가질 수도 있다. 게다가, 링과 허브를 상호연결하는 스프링이 S자 형상의 경량 복합 스프링일 수도 있다.
다른 종래의 휠/타이어 조립체는 탄소섬유 보강된 폴리아미드와 같은 경량의 복합 재료로 형성될 수도 있다. 상기 조립체는 원통형 중앙 허브와 원형 외측 가요성 림을 가지며, 상기 원형 외측 가요성 림은 상기 중앙 허브와 상기 원형 림 사이에서 연장되는 무한 루프형 스프링 밴드에 의해서 중앙 허브에 장착될 수도 있다. 6개의 반경방향 루프가 스프링 밴드에 의해서 규정될 수도 있다. 스프링 밴드는 접착, 점착(cohesion), 납땜, 및/또는 (볼트, 리벳 및/또는 클램프에 의한) 기계적 고정과 같은 임의의 적절한 수단에 의해서 중앙 허브 및 중앙 림에 부착될 수도 있다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 타이어 조립체(140)는 예를 들면 표준 타이어 고무 화합물, 열가소성 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 천연 고무 류의 가교결합 중합체, 합성 고무 류의 중합체, 에폭시 수지 및/또는 페놀 수지와 같은 경량의 중합체 재료로 형성될 수도 있다. 타이어 조립체(140)는 자동차 휠(도시되지 않음)과 같은 내측 중앙 림 및 원형 외측 가요성 링(142)을 구비할 수도 있으며, 상기 원형 외측 가요성 링은 내측 중앙 림과 외측 링 사이에서 연장하는 연속적인 코드/직물 보강형 스포크 구조체(100)에 의해 내측 중앙 림 상에 장착된 전단 밴드 및 트레드 구조체를 구비할 수도 있다.
스포크 구조체(110)는 내측 중앙 림 둘레에 동심으로 배치된 복수의 공동을 규정할 수도 있으며, 이 공동은 스포크 구조체가 하중 하에서 편향될 수 있도록 함으로써, 타이어 조립체(140)의 풋프린트 내의 견인 및 승차감을 위한 가요성과, 자동차 핸들링, 낮은 구름저항, 및 스포크 구조체 내의 낮은 열축적을 위한 강성의 사이에서 적절한 균형을 유지할 수 있도록 한다. 스포크 구조체(110)의 공동은 내측 중앙 림의 아암들을 위한 구멍을 추가로 규정해서 상기 아암이 이 구멍을 통해 연장해서 스포크 구조체를 내측 중앙 림에 고착시키도록 할 수도 있다. 아암들은 기계적 인터로킹 구조로 부품들을 결합시킬 수도 있다. 내측 중앙 림은, 아암과 함께 스포크 구조체(110)의 부품들을 협지할 수도 있는 플레이트를 추가로 구비할 수도 있는데, 이 플레이트는 내측 중앙 림과 스포크 구조체 사이에 추가의 마찰 및/또는 접착 고착을 만들 수도 있다. 스포크 구조체(110)는 동종 또는 이종 중합체 및/또는 충전 중합체를 포함할 수도 있다.
스포크 구조체(110)의 스포크(115)는 스포크의 좌굴을 완화 또는 개선하기 위해 내향 또는 외향으로 만곡될 수도 있다. 스포크(115)는 하나 이상의 보강층을 구비할 수도 있다. 층(들)은 단일 단부 침지 코드, 종래의 공기입 타이어 플라이/코드 구조물, 단섬유(short fiber) 및/또는 중합체성 필름으로 구성될 수도 있다. 추가로, 이러한 구성은, PET, 나일론 6, 나일론 6,6, 레이온, 강(steel), 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 및/또는 이들 재료의 혼성 구성일 수도 있다. 코드는 400 데니어 내지 9000 데니어일 수도 있다. 중합체성 필름은 그 두께가 0.1 mm 내지 2.0 mm일 수도 있다. 스포크(115)는 0 도 내지 90 도의 각도로 배향될 수도 있다. 스포크(115)의 보강재는 그의 전체 축방향 길이를 가로질러 연속적으로 보강될 수도 있다. 연속적인 보강재(층)은 외측 가요성 링(142)에서 전단 밴드 근방의 다수의 위치까지 반경방향 외향으로 연장될 수도 있다.
각각의 공동은 조립체의 회전축선 둘레로 공통의 단면 윤곽을 가질 수도 있다. 추가로, 각각의 공동은 스포크 구조체(110)의 균일한 축방향 두께와 동일한 공통의 축방향 길이를 가질 수도 있다. 각각의 공동은 보강재 층(들)상의 "핀치" 포인트를 방지하기 위해 그리고 보강재 층(들) 상의 압축응력 집중을 완화시키기 위해 만곡된 형상을 가질 수도 있다. 대규모의 타이어 조립체(140)의 경우 공동의 수는 2 내지 60일 수도 있다. 내측 중앙 림은 강, 주철, 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 철 합금을 포함할 수도 있다.
도 1 내지 도 6은 타이어 조립체(140)와 같은 공기입 및/또는 비공기입 타이어 조립체와 함께 사용하기 위한 본 발명에 따른 휠 조립체(200)를 도시한다. 휠 조립체(200)는 회전가능한 액슬 또는 유사 구조체(도시하지 않음)에 부착되며 복수의 노치를 갖는 장착판(210), 각각 장착판의 복수의 노치(212: 도 6)와 결합하는 복수의 마찰판(220)(마찰판의 개수는 노치의 개수에 대응함), 마찰판(220)의 제 1 단부(221)에 고정된 제 1 환상 플랜지(230), 상기 마찰판(220)의 제 2 단부(222)에 고정된 제 2 환상 플랜지(240), 및 상기 마찰판(220) 근방에서 상기 환상 플랜지들(230, 240)에 고정된 복수의 텐션 클로(250)를 구비할 수도 있다. 마찰판(220) 및 텐션 클로(250)는 서로 협동해서, 타이어 조립체(140)의 스포크 구조체(110)와 같은, 타이어 조립체의 부품들과 결합한다.
마찰판(220: 도 4)은, 노치/마찰판/환상 플랜지 구조(예를 들면 기계적 인터로크), 용접, 성형, 융합, 접착, 마찰판의 장착 탭(27)에의 볼트결합, 및/또는 다른 적절히 튼튼한 방법에 의해, 장착판(210)에 부착될 수도 있다. 마찰판(220)은 마찰판을 환상 플랜지(230, 240)에 고착하기 위한 제 1 및 제 2 장착 구멍(223, 224)을 가질 수도 있다. 마찰판(220)은 마찰판 및 텐션 클로(250)에 의해 결합될 타이 조립체의 부품의 형상에 대응하는 오목 표면(229)을 가질 수도 있다.
텐션 클로(250: 도 5)는, 하나의 환상 플랜지(230)와 결합하는 제 1 경사 노치(251) 및 다른 환상 플랜지(240)와 결합하는 제 2 경사 노치(252)를 갖는 인터로킹 구조에 의해 환상 플랜지들(230, 240)에 부착될 수도 있다. 텐션 클로(250)의 각도 표면(253, 254)은, 타이어 조립체(140)와 같은, 소정의 타이어 조립체의 부품을 휠 조립체(200)에 고착시키기 위해, 환상 플랜지(230, 240)의 대응하는 축방향 연장 탭(232, 242)과 결합할 수도 있다. 텐션 클로(250)는, 타이어 조립체의 피결합 부품의 형상 및 마찰판(220)의 오목 표면(229)의 형상에 대응하는 볼록 표면(259)을 가질 수도 있다.
본 명세서에 제공된 본 발명의 설명에 비추어, 본 발명의 변형예가 가능하다. 본 발명을 예시할 목적으로 소정의 대표적 실시예 및 상세가 개시되었지만, 당업자라면 본 발명의 범주로부터 이탈함이 없이 각종 변경예 및 변형예가 만들어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서 첨부의 특허청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 전체 범주 내에서 특정 예에 대한 변경이 만들어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 추가로, 본 발명은 전술한 예로 제한되지 않으며, 그 구성 및 상세의 양자는 첨부된 특허청구범위의 전체 범주 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (5)

  1. 회전가능한 액슬에 부착되며 복수의 노치를 갖는 장착판과;
    각각 상기 장착판의 상기 복수의 노치에 결합하는 복수의 마찰판으로서, 상기 마찰판의 개수는 상기 노치의 개수에 대응하는, 상기 복수의 마찰판과;
    상기 마찰판의 제 1 단부에 고정되는 제 1 환상 플랜지와;
    상기 마찰판의 제 2 단부에 고정되는 제 2 환상 플랜지와;
    상기 마찰판에 인접해서 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고정된 복수의 텐션 클로를 포함하는 것을 특징으로 하는
    휠 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰판과 상기 텐션 클로는 서로 협동해서 타이어 조립체의 부품들과 결합하는 것을 특징으로 하는
    휠 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰판은 볼트에 의해 상기 장착판에 부착되는 것을 특징으로 하는
    휠 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰판은 상기 마찰판을 상기 제 1 및 제 2 환상 플랜지에 고착하기 위해 제 1 및 제 2 장착 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는
    휠 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰판은 상기 마찰판 및 상기 텐션 클로에 의해 결합될 타이어 조립체의 부품의 형상에 대응하는 오목 표면을 갖는 것을 특징으로 하는
    휠 조립체.
KR1020170150264A 2016-11-15 2017-11-13 지지 구조체용 휠 KR101976279B1 (ko)

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US15/351,706 US10207544B2 (en) 2016-11-15 2016-11-15 Wheel for a support structure
US15/351,706 2016-11-15

Publications (2)

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