KR102152122B1 - 조립식 비공기압 바퀴 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐스터, 인라인 스케이트 등의 운동기구용 바퀴, 카트 등의 수레용 바퀴는 물론 기타 운송수단용 바퀴로도 사용될 수 있는 조립식 비공기압 바퀴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 내륜을 분리 구성하여 구동시 바퀴에 가해지는 하중이 바퀴축에 직접적으로 전달되지 않도록 함과 동시에 단순한 구성에 의해 바퀴의 중량을 경감시킬 수 있도록 하면서도 바퀴에 가해지는 하중분산 기능 및 충격흡수 기능을 향상시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 조립식 비공기압 바퀴에 관한 것이다.

Description

조립식 비공기압 바퀴{Assembly type non-pneumatic wheels}
본 발명은 캐스터, 인라인 스케이트 등의 운동기구용 바퀴, 카트 등의 수레용 바퀴는 물론 기타 운송수단용 바퀴로도 사용될 수 있는 조립식 비공기압 바퀴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 내륜을 분리 구성하여 구동시 바퀴에 가해지는 하중이 바퀴축에 직접적으로 전달되지 않도록 함과 동시에 단순한 구성에 의해 바퀴의 중량을 경감시킬 수 있도록 하면서도 바퀴에 가해지는 하중분산 기능 및 충격흡수 기능을 향상시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 조립식 비공기압 바퀴에 관한 것이다.
일반적으로, 비공기압 바퀴는 기존의 공기압 바퀴 또는 타이어와는 다르게 스포크(spoke)를 이용하여 공기압의 역할을 대체할 수 있도록 하는 새로운 형식의 바퀴로, 압축공기를 사용하지 않으므로 주행 중 펑크 또는 공기압 저하로 인한 사고의 발생을 예방할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 비공기압 바퀴는 보통 사용되는 재료의 개수가 더 적고, 그 구조적인 설계가 단순할 뿐만 아니라, 공기가 존재하지 않는 우주에서도 사용이 가능하므로 최근 들어 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.
이와 같은 비공기압 바퀴의 일실시예로 대한민국 등록특허공보 제10-1032001호에는 에어리스 타이어가 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 스포크 완충부(30)가, 지면접촉부(10)에서 회전축고정부(20)를 향해 연장되어 있고 복수 개의 돌출부(31a, 31b, 32a, 32b)를 가지며 방사형으로 배열되어 있는 복수 개의 방사형격벽(31, 32) 및 상기 배열된 방사형격벽(31, 32) 사이에 위치되어 복수 개의 방사형격벽(31, 32)을 연결하되, 각각의 방사형격벽(31, 32)에 형성된 돌출부(31a, 31b, 32a, 32b)가 서로 반대 방향을 향하고 있는 지점간을 연결하는 복수 개의 연결격벽(33, 34)을 통해 복수 개의 공간을 갖는 오제틱 구조를 이루면서 상기 지면접촉부(10)와 회전축고정부(20)를 연결하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성은 돌출부(31a, 31b, 32a, 32b) 사이에 연결격벽(33, 34)을 일체로 형성하여 타이어가 압력이나 충격 등으로 인해 변형됨에 있어 타이어로서의 기능을 온전히 수행할 수 있을 정도로만 변형되고, 압력이나 충격이 제거되었을 때 원래의 형태로 복원되는 복원력이 향상될 수 있도록 구성된 것에 특징이 있으나, 연결격벽(33,34)이 방사형격벽(31,32)에 일체로 형성되어 있어 타이어가 압력 또는 충격을 받는 경우 연결격벽(33,34)에서는 반복교대응력(repeated alternating stress)을 받게 되어 피로(fatigue)에 의해 내구성이 떨어지게 되고, 반복하중에 의해 소성변형이 발생될 우려가 있는 등의 문제점이 있다.
또한, 상기 구성은 그 형상이 복잡하여 제조비용이 많이 소요되고, 제조시 불량 발생 확률이 높을 뿐만 아니라 연결격벽(33,34)이 방사형격벽(31,32)에 일체로 형성되어 있으므로 그 사용이 제한적인 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1478725호에는 비공기압 바퀴가 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 내측면에 다수의 결합부가 돌출 형성된 외륜과, 외측면에 일체로 돌출 형성되는 스포크부와 상기 스포크부의 상단부에 형성되어 외륜의 결합부 사이에 끼움 결합되는 팽창방지부를 포함하여 구성되어 외륜의 내측에 결합되는 내륜으로 구성되어 있다.
즉, 상기 종래기술은 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 내륜을 분리 구성하고 내륜에 형성되는 팽창방지부에 의해 외륜의 횡방향 팽창을 제한할 수 있도록 구성된 것에 그 특징이 있으나, 내륜에 비해 외륜이 상대적으로 작고 얇게 형성되어 구동시 발생되는 하중을 대부분 내륜에서 부담하여야 하는 단점이 있다.
또한, 상기 종래기술은 내륜에 형성된 스포크부의 수직부재, 즉 바퀴에 가해지는 하중을 지지하는 부분이 얇게 형성되어 반복적인 수직하중에 취약하고, 비교적 큰 하중을 받는 제품에는 사용되기가 어려우므로 그 사용이 제한적이라는 단점이 있다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-1043001호(2011. 06. 21. 공고) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1478725호(2015. 01. 02. 공고)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 내륜을 분리 구성함으로써 조립 및 분해가 가능하도록 하여 제조가 보다 용이하도록 함과 동시에 제품의 불량률을 낮추고, 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 조립식 비공기압 바퀴를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 외륜의 양 측면으로부터 결합되는 제1 및 제2내륜에 의해 외륜의 종방향 압축은 어느 정도 허용하면서도 횡방향으로의 팽창을 제한하여 바퀴의 쿠션 기능을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 바퀴 구동시 발생되는 하중을 원주 방향으로 고르게 분산시킬 수 있도록 하는 조립식 비공기압 바퀴를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
일정한 폭과 두께로 형성되어 지면에 접촉되는 테두리부와, 상기 테두리부의 내측에 형성되는 내륜결합부를 포함하여 이루어지는 외륜과, 상기 외륜의 양 측면으로부터 각각 결합되어 외륜을 지지하는 제1 및 제2내륜을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 내륜결합부는 중앙부에 형성되는 제1관통홀과, 상기 테두리부의 내측면과 관통홀의 외측면 사이에 반경 방향으로 연결되는 다수 개의 스포크 및 상기 스포크에 의해 테두리부의 내측면과 관통홀의 외측면 사이에 방사상으로 형성되는 다수 개의 결합홀을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2내륜은 중앙부에 제2관통홀이 형성되고 내륜결합부의 측면을 일부 커버하는 커버플레이트와, 상기 커버플레이트의 내측으로 돌출 형성되어 외륜의 결합홀 내측으로 삽입 결합되는 다수의 결합돌기와, 상기 커버플레이트의 내측으로 돌출 형성되어 제1관통홀의 내측으로 삽입되는 내측플랜지를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 결합돌기는 제1관통홀의 외측면 및 결합홀의 내측면에 밀착되도록 하여 결합홀 내측으로 삽입 결합되고, 상기 결합돌기와 테두리부의 내측면 사이에 위치되는 결합홀에는 제1공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2내륜에 각각 형성된 결합돌기의 개수는 결합홀 개수의 1/2이고, 상기 제1 및 제2내륜에 각각 형성된 결합돌기는 서로 엇갈리도록 하여 결합홀의 내측으로 삽입 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2내륜의 커버플레이트에는 서로 다른 내륜에 형성된 결합돌기의 단부가 삽입되는 삽입홀이 각각 형성되고, 상기 결합돌기의 단부에는 걸림턱이 돌출 형성되며, 상기 삽입홀의 외측 단부에는 걸림턱이 걸림 결합되는 단턱부가 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 결합돌기의 반대편에 위치되는 커버플레이트의 외측면에는 반경 방향으로 보강부가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1관통홀의 내측면은 요부와 철부가 반복되는 요철 형상으로 이루어지고, 상기 내측플랜지의 외측면에는 요부와 대응되는 형상의 지지돌기가 돌출 형성되며, 상기 요부와 지지돌기의 사이에는 제2공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 제1 및 제2내륜을 분리 구성하여 구동시 바퀴에 가해지는 하중이 바퀴축에 직접적으로 전달되지 않도록 함과 동시에 단순한 구성에 의해 바퀴의 중량을 경감시킬 수 있도록 하면서도 바퀴에 가해지는 하중분산 기능 및 충격흡수 기능을 향상시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 외륜과 제1 및 제2내륜을 분리 구성함으로써 조립 및 분해가 가능하도록 하여 제조가 보다 용이하도록 함과 동시에 제품의 불량률을 낮추고, 유지 보수 비용을 줄일 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 외륜의 양 측면으로부터 결합되는 제1 및 제2내륜에 의해 외륜의 종방향 압축은 어느 정도 허용하면서도 횡방향으로의 팽창을 제한하여 바퀴의 쿠션 기능을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 종래의 에어리스 타이어를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 조립식 비공기압 바퀴를 나타낸 정면도.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 분리 사시도.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명 중 외륜과 제1 및 제2내륜의 결합 모습을 나타낸 종단면도.
도 5는 도 3에 나타낸 본 발명 중 외륜과 제1내륜의 결합 모습을 나타낸 정면도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 조립식 비공기압 바퀴의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 조립식 비공기압 바퀴를 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 분리 사시도이며, 도 4는 도 3에 나타낸 본 발명 중 외륜과 제1 및 제2내륜의 결합 모습을 나타낸 종단면도이고, 도 5는 도 3에 나타낸 본 발명 중 외륜과 제1내륜의 결합 모습을 나타낸 정면도이다.
본 발명은 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 내륜을 분리 구성하여 구동시 바퀴에 가해지는 하중이 바퀴축에 직접적으로 전달되지 않도록 함과 동시에 단순한 구성에 의해 바퀴의 중량을 경감시킬 수 있도록 하면서도 바퀴에 가해지는 하중분산 기능 및 충격흡수 기능을 향상시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 조립식 비공기압 바퀴(1)(이하, '비공기압 바퀴(1)'라 한다)에 관한 것으로, 그 구성은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 크게 외륜(100)과, 제1 및 제2내륜(200,300)으로 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 외륜(100)은 지면에 접촉되어 운동기구, 운송수단 등의 비공기압 바퀴(1)가 설치되는 물체를 지지하는 역할을 하는 것으로, 테두리부(110)와 내륜결합부(120)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 테두리부(110)는 바퀴(1)의 외형을 이루는 것으로, 일정한 두께와 폭을 갖는 도넛 형상으로 이루어진다. 이때, 상기 테두리부(110)의 두께와 폭은 바퀴(1)가 설치되는 물체 또는 바퀴(1)가 받게 되는 하중을 고려하여 다양하게 형성될 수 있다.
다음, 상기 내륜결합부(120)는 테두리부(110)의 내측에 형성되어 양 측면으로부터 제1 및 제2내륜(200,300)이 결합될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 내륜결합부(120)의 중앙부에는 후술할 제1 및 제2내륜(200,300)의 내측플랜지(230,330)와 바퀴(1)를 구동시키기 위한 회전축(미도시)이 삽입될 수 있도록 하는 제1관통홀(122)이 형성된다.
또한, 상기 내륜결합부(120)는 다수의 스포크(124) 및 결합홀(126)을 포함하여 이루어지는데, 상기 스포크(124)는 테두리부(110)의 내측면과 제1관통홀(122)의 외측면 사이에 반경 방향, 즉 바퀴(1)의 중심을 향하는 방향으로 연결 설치되어 바퀴(1)의 구동시 테두리부(110)로부터 전달되는 하중을 흡수하여 충격을 완화시키는 역할을 하는 것이다.
상기 스포크(124)는 일정 간격으로 다수 개가 설치되는데, 상기 스포크(124)의 사이에는 후술할 제1 및 제2내륜(200,300)의 결합돌기(220,320)가 삽입 결합되는 결합홀(126)이 형성된다.
즉, 상기 결합홀(126)은 일정 간격으로 형성되는 스포크(124)에 의해 테두리부(110)의 내측면과 제1관통홀(122)의 외측면 사이에 방사상으로 형성되는 것으로, 상기 결합홀(126)의 내측으로 삽입 결합되는 제1 및 제2내륜(200,300)의 결합돌기(220,320)에 의해 외륜(100)의 횡방향으로의 팽창이 제한되어 바퀴(1)의 쿠션 기능이 향상될 수 있게 되는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.
다음, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)은 외륜(100)의 양 측면, 즉 내륜결합부(120)의 양 측면으로부터 각각 결합되어 외륜(100)을 지지하는 역할을 하는 것으로, 서로 동일한 형상 및 구성으로 이루어져 있다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)은 커버플레이트(210,310), 결합돌기(220,320), 내측플랜지(230,330) 및 외측플랜지(240,340)를 포함하여 이루어지는데, 먼저 상기 커버플레이트(210,310)는 제1 및 제2내륜(200,300)의 몸체에 해당하는 것으로 중앙부에는 바퀴(1)를 구동시키기 위한 회전축이 결합되는 제2관통홀(212,312)이 형성되어 있다.
상기 커버플레이트(210,310)는 내륜결합부(120)의 측면을 일부 커버하도록 형성되는데, 상기 외륜(100)의 내륜결합부(120) 측면은 테두리부(110)에 비해 내측으로 인입되어 내륜결합부(120)의 측면을 커버하는 커버플레이트(210,310)의 외측면이 테두리부(110)의 양측 단부와 거의 동일 선상에 위치되도록 형성되어 있다.
다음, 상기 결합돌기(220,320)는 커버플레이트(210,310)의 내측으로 돌출 형성되어 내륜결합부(120)의 결합홀(126) 내측으로 삽입 결합되는 것으로, 결합홀(126)의 내측면에 밀착되도록 결합되어 바퀴(1)의 구동시 외륜(100)을 통해 전달되는 하중을 지지함과 동시에 원주 방향으로 전달시키는 역할을 하게 된다.
이때, 상기 결합돌기(220,320)는 결합홀(126)을 채우도록 결합되는 것이 아니라, 도 5에 나타낸 바와 같이, 내륜결합부(120)에 반경 방향으로 형성된 결합홀(126) 중 바퀴(1)의 중심에 가장 가깝도록, 즉 제1관통홀(122)의 외측면 및 결합홀(126)의 내측면에 밀착되도록 하여 결합홀(126)의 하단으로 삽입 결합되고 결합홀(126)의 상단, 즉 테두리부(110)의 내측면과 결합돌기(220,320)의 사이에 위치되는 결합홀(126)에는 제1공간부(130)가 형성된다.
보다 상세히 설명하면, 외륜(100)에 지면과 수직한 방향으로의 힘이 작용할 경우 바퀴(1)에 압축력이 작용하게 되어 바퀴(1)의 높이는 줄어들게 되고, 그에 따라 바퀴(1)의 폭은 증가하는 방향으로 변형이 일어나게 되는데, 바퀴(1)의 높이가 줄어들기 위해서는 도 5를 기준으로 하였을 때, 바퀴(1)의 상부와 하부에 형성된 결합홀(126)이 상,하 방향으로 압축되면서 좌,우로 팽창되어야 하고, 바퀴(1)의 폭이 증가하는 방향으로 변형이 일어나기 위해서는 바퀴(1)의 좌측과 우측에 형성된 결합홀(126)이 그 폭이 좁아지는 방향으로 압축되면서, 좌,우 방향으로 길어져야 한다.
즉, 외륜(100)에 지면과 수직한 방향으로의 힘이 작용하는 경우, 바퀴(1)의 상부와 하부에 형성되는 제1공간부(130)에 의해 바퀴(1)의 상,하 방향으로의 변형은 어느 정도 허용되지만, 바퀴(1)의 좌측과 우측에 형성된 결합홀(126)은 그 내측으로 삽입 결합된 결합돌기(220,320)에 의해 상,하 방향으로의 압축이 제한되어 바퀴(1)의 좌,우 방향으로의 팽창이 제한되므로 외륜(100)을 변형시키려는 힘, 즉, 외륜(100)을 좌,우 방향으로 팽창시키려는 힘이 바퀴(1)의 상,하 방향으로의 변형을 복원시키려는 탄성력으로 작용하게 되어 바퀴(1)의 쿠션기능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기와 같은 결합돌기(220,320)에 의한 좌,우 방향으로의 팽창 제한에 의해 바퀴(1)의 폭을 증가시키려는 힘이 커버플레이트(210,310)를 통해 원주방향으로 분산되고, 그에 따라 바퀴(1)에서 탄성이 발생되는 범위가 보다 넓게 형성되어 바퀴(1) 전체가 스프링의 역할을 할 수 있게 된다.
그리고, 바퀴(1)의 구동과정에서 발생되는 하중에 의해 바퀴(1)의 좌측과 우측에 형성된 결합홀(126)의 내측벽이 결합돌기(220,320)를 가압하게 되므로, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)은 별도의 체결수단 없이도 외륜(100)의 내륜결합부(120)에 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)에 각각 형성되는 결합돌기(220,320)의 개수는 외륜(100)의 내륜결합부(120)에 형성된 결합홀(126) 개수의 1/2이 되는데, 그 이유는 바퀴(1)의 구동과정에서 외륜(100)을 통해 전달되는 하중에 의한 충격 흡수력, 지지력 및 하중 분산 효과를 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)에 각각 형성되는 결합돌기(220,320)의 개수를 결합홀(126)의 개수와 동일하게 형성할 경우 결합홀(126)의 내측에서 제1내륜(200)의 결합돌기(220)와 제2내륜(300)의 결합돌기(320)가 서로 연결되어 고정될 수 있도록 하는 별도의 구성을 형성하여야 할 뿐만 아니라, 제1내륜(200)의 결합돌기(220)와 제2내륜(300)의 결합돌기(320)가 결합홀(126) 내측에서 서로 연결 고정된다 하더라도 일체로 형성되는 결합돌기(220,320)에 비해서는 하중에 대한 지지력이나 하중 분산 효과가 저하될 수 밖에 없으므로, 제1 및 제2내륜(200,300)에 각각 형성되는 결합돌기(220,320)의 개수를 결합홀(126)의 개수의 1/2로 하여 서로 엇갈린 상태로 결합홀(126)에 삽입 결합시킬 수 있도록 구성한 것이다.
이때, 상기 결합돌기(220,320)는 외륜(100)의 내륜결합부(120) 폭 보다 길게 형성되어 그 단부가 결합홀(126)을 통해 반대쪽으로 돌출되도록 형성되는데, 상기 커버플레이트(210,310)에는 반대편으로부터 결합되는 결합돌기(220,320)의 단부가 삽입될 수 있도록 하는 삽입홀(216,316)이 형성되어 있다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)의 결합돌기(220,320) 사이에 위치되는 커버플레이트(210,310)에는 삽입홀(216,316)이 형성되어, 제1내륜(200)의 삽입홀(216)에는 내륜결합부(120)의 반대쪽 측면으로부터 결합홀(126)을 통해 결합되는 제2내륜(300)의 결합돌기(320) 단부가 삽입되고, 제2내륜(300)의 삽입홀(316)에는 마찬가지로 제1내륜(200)의 결합돌기(220) 단부가 삽입될 수 있도록 구성된 것이다.
이때, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)과 외륜(100), 즉 내륜결합부(120) 사이의 결합력을 강화시킬 수 있도록 하기 위하여 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 결합돌기(220,320)의 단부에 걸림턱(222,322)을 돌출 형성하고, 상기 삽입홀(216,316)의 외측 단부에는 걸림턱(222,322)이 걸림 결합되는 단턱부(216a,미도시)를 형성하여 삽입홀(216,316)의 내측으로 삽입된 결합돌기(220,320)의 단부가 걸림턱(222,322)에 의해 걸림 결합되도록 함으로써 제1 및 제2내륜(200,300)이 내륜결합부(120)로부터 이탈되는 것을 추가적으로 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
한편, 상기 결합돌기(220,320)의 반대편에 위치되는 커버플레이트(210,310)의 외측면, 즉 상기 삽입홀(216,316)의 사이에는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 보강부(214,314)가 돌출 형성될 수 있는데, 상기 보강부(214,314)는 외륜(100)으로부터 전달되는 하중에 대한 지지력을 향상시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 보강부(214,314)는 후술할 외측플랜지(240,340)로부터 커버플레이트(210,310)의 단부에 이르기까지 반경 방향으로 형성된다.
다음, 상기 내측플랜지(230,330)는 커버플레이트(210,310)에 형성되는 제2관통홀(212,312)의 외주연으로부터 내측으로 돌출 형성되어 내륜결합부(120)에 형성된 제1관통홀(122)의 내측으로 삽입되는 것으로, 제1 및 제2내륜(200,300)의 내측플랜지(230,330)는 제1관통홀(122)의 내측에서 서로 맞닿도록 형성되어 외륜(100)으로부터 전달되는 하중에 의해 커버플레이트(210,310)가 변형되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 외륜(100)의 내측면, 즉 외륜(100)에 형성된 제1관통홀(122)의 내측면은 요부(凹部)(122a)와 철부(凸部)(122b)가 반복되는 요철 형상으로 이루어지는데, 이는 하중에 대한 지지력을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 상기 요부(122a)가 힘살부 역할을 하도록 함으로써 하중에 의한 외륜(100) 내측면의 변형을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.
이때, 상기 제1 및 제2내륜(200,300)의 내측플랜지(230,330)는 제1관통홀(122)의 내측면으로부터 일정거리 이격되도록 하여 제1관통홀(122) 내측으로 삽입되는데, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 내측플랜지(230,330)의 외측면에는 제1관통홀(122)에 형성된 요부(122a)와 대응되는 형상의 지지돌기(232,332)가 돌출 형성되어 있다.
또한, 상기 요부(122a)와 지지돌기(232,332)의 사이에는 제2공간부(140)가 형성되는데, 상기 제2공간부(140)는 전술한 제1공간부(130)와 마찬가지로 바퀴(1)의 상,하 방향으로의 변형을 허용할 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
즉, 바퀴(1)의 구동시 외륜(100)에 지면과 수직한 방향으로의 힘이 작용하는 경우, 제1공간부(130) 및 제2공간부(140)에 의해 바퀴(1), 보다 상세하게는 외륜(100)의 상,하 방향으로의 변형이 어느 정도 허용되는데, 상기 지면과 수직한 방향의 힘이 순간적으로 크게 작용하는 경우 지지돌기(232,332)가 요부(122a)를 지지하게 되어 외륜(100)의 상,하 방향으로의 변형이 필요 이상으로 발생되는 것을 제한할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 지지돌기(232,332)가 요부(122a)를 지지할 수 있는 구조로 이루어져 있어 바퀴(1)가 보다 큰 하중을 지지할 수 있게 되어 바퀴(1)의 사용 용도를 보다 다양화시킬 수 있게 되는 효과를 갖는다.
다음, 상기 외측플랜지(240,340)는 커버플레이트(210,310)에 형성되는 제2관통홀(212,312)의 외주연으로부터 외측으로 돌출 형성되는 것으로, 전술한 내측플랜지(230,330)와 마찬가지로 하중에 의한 커버플레이트(210,310)의 변형을 방지함과 동시에 제2관통홀(212,312)의 내측으로 삽입되는 바퀴(1)를 구동시키기 위한 회전축을 지지하는 역할을 하는 것이다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 조립식 비공기압 바퀴(1)에 의하면, 비공기압 바퀴(1)를 구성하는 외륜(100)과 제1 및 제2내륜(200,300)을 분리 구성하여 구동시 바퀴(1)에 가해지는 하중이 바퀴축에 직접적으로 전달되지 않도록 함과 동시에 단순한 구성에 의해 바퀴(1)의 중량을 경감시킬 수 있도록 하면서도 바퀴(1)에 가해지는 하중분산 기능 및 충격흡수 기능을 향상시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있게 되고, 조립 및 분해가 가능하도록 하여 제조가 보다 용이하도록 함과 동시에 제품의 불량률을 낮추고, 유지 보수 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 외륜(100)의 양 측면으로부터 결합되는 제1 및 제2내륜(200,300)에 의해 외륜(100)의 종방향 압축은 어느 정도 허용하면서도 횡방향으로의 팽창을 제한하여 바퀴(1)의 쿠션 기능을 향상시킬 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 캐스터, 인라인 스케이트 등의 운동기구용 바퀴, 카트 등의 수레용 바퀴는 물론 기타 운송수단용 바퀴로도 사용될 수 있는 조립식 비공기압 바퀴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비공기압 바퀴를 구성하는 외륜과 내륜을 분리 구성하여 구동시 바퀴에 가해지는 하중이 바퀴축에 직접적으로 전달되지 않도록 함과 동시에 단순한 구성에 의해 바퀴의 중량을 경감시킬 수 있도록 하면서도 바퀴에 가해지는 하중분산 기능 및 충격흡수 기능을 향상시킴으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 조립식 비공기압 바퀴에 관한 것이다.
1 : 비공기압 바퀴 100 : 외륜
110 : 테두리부 120 : 내륜결합부
122 : 제1관통홀 122a : 요부
122b : 철부 124 : 스포크
126 : 결합홀 130 : 제1공간부
140 : 제2공간부 200 : 제1내륜
210, 310 : 커버플레이트 212, 312 : 제2관통홀
214, 314 : 보강부 216, 316 : 삽입홀
216a : 단턱부 220, 320 : 결합돌기
222, 322 : 걸림턱 230, 330 : 내측플랜지
232, 332 : 지지돌기 240, 340 : 외측플랜지

Claims (8)

  1. 일정한 폭과 두께로 형성되어 지면에 접촉되는 테두리부와, 상기 테두리부의 내측에 형성되는 내륜결합부를 포함하여 이루어지는 외륜과,
    상기 외륜의 양 측면으로부터 각각 결합되어 외륜을 지지하는 제1 및 제2내륜을 포함하여 구성되되,
    상기 내륜결합부는 중앙부에 형성되는 제1관통홀과, 상기 테두리부의 내측면과 관통홀의 외측면 사이에 반경 방향으로 연결되는 다수 개의 스포크 및 상기 스포크에 의해 테두리부의 내측면과 관통홀의 외측면 사이에 방사상으로 형성되는 다수 개의 결합홀을 포함하여 이루어지고,
    상기 제1 및 제2내륜은 중앙부에 제2관통홀이 형성되고 내륜결합부의 측면을 일부 커버하는 커버플레이트와, 상기 커버플레이트의 내측으로 돌출 형성되어 외륜의 결합홀 내측으로 삽입 결합되는 다수의 결합돌기와, 상기 커버플레이트의 내측으로 돌출 형성되어 제1관통홀의 내측으로 삽입되는 내측플랜지를 포함하여 구성되며,
    상기 결합돌기는 제1관통홀의 외측면 및 결합홀의 내측면에 밀착되도록 하여 결합홀 내측으로 삽입 결합되고, 상기 결합돌기와 테두리부의 내측면 사이에 위치되는 결합홀에는 제1공간부가 형성되고,
    상기 결합돌기의 반대편에 위치되는 커버플레이트의 외측면에는 반경 방향으로 보강부가 돌출 형성되며,
    상기 제1관통홀의 내측면은 요부와 철부가 반복되는 요철 형상으로 이루어지고, 상기 내측플랜지의 외측면에는 요부와 대응되는 형상의 지지돌기가 돌출 형성되며, 상기 요부와 지지돌기의 사이에는 제2공간부가 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 비공기압 바퀴.
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  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2내륜에 각각 형성된 결합돌기의 개수는 결합홀 개수의 1/2이고, 상기 제1 및 제2내륜에 각각 형성된 결합돌기는 서로 엇갈리도록 하여 결합홀의 내측으로 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 조립식 비공기압 바퀴.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2내륜의 커버플레이트에는 서로 다른 내륜에 형성된 결합돌기의 단부가 삽입되는 삽입홀이 각각 형성되고, 상기 결합돌기의 단부에는 걸림턱이 돌출 형성되며, 상기 삽입홀의 외측 단부에는 걸림턱이 걸림 결합되는 단턱부가 형성된 것을 특징으로 하는 조립식 비공기압 바퀴.
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