KR102187804B1

KR102187804B1 - 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어

Info

Publication number: KR102187804B1
Application number: KR1020190043537A
Authority: KR
Inventors: 허정무; 손창영; 최석주
Original assignee: 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-12-09
Also published as: EP3725542B1; EP3725542A1; KR20200121405A; CN111823778B; JP6985353B2; US20200324576A1; US11679627B2; CN111823778A; JP2020175878A

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 비공기입 타이어에 보강재를 삽입함으로써, 비공기입 타이어의 강성을 향상시키고, 비공기입 타이어의 강성을 조절할 수 있는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어는, 타이어의 외측 부위를 형성하고 노면과 접촉하는 트레드부; 차축과 연결되는 휠부; 상기 트레드부와 상기 휠부 사이에 형성되는 스포크부; 및 상기 트레드부의 원주 방향을 따라 상기 트레드부의 내부에 형성되는 블록체 및, 상기 블록체의 형상을 따라 상기 블록체의 내부에 형성되는 복수 개의 보강재를 포함하는 블록형보강유닛;을 포함한다.

Description

블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어 {NON-PNEUMATIC TIRE HAVING BLOCK TYPE REINFORCEMENT}

본 발명은 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비공기입 타이어에 보강재를 삽입함으로써, 비공기입 타이어의 강성을 향상시키고, 비공기입 타이어의 강성을 조절할 수 있는 기술에 관한 것이다.

최근 종래의 래디얼타이어를 대체하는 기술로 개발로써 트레드 복합체(Tread Compound) 변형이나 비공기입(또는 비공기압) 타이어 등이 언급되고 있다. 상기와 같이 언급되어 지고 있는 타이어 중 가장 개발이 신속한 속도로 진행되어 지고 있는 타이어는 비공기입 타이어이다.

비공기입 타이어의 구조 또는 소재 개발을 통해 비공기입 타이어의 성능을 향상시키는 시도가 지속적으로 진행되고 있으며, 특히, 비공기입 타이어의 충격 흡수 성능을 향상시키는 연구 개발이 증가하고 있다.

다만, 종래기술의 비공기입 타이어에서는, 구조적으로 비공기입 타이어의 강성 또는 탄성을 향상시키기에 한계가 존재하고, 비공기입 타이어의 성능 향상을 위해 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1147859호(발명의 명칭: 사이드부를 보강한 비공기입 타이어)에서는, 노면에 접촉하는 트레드(1)를 구비하면서 상기 트레드(1)는 이 트레드(1)의 안쪽에 접하는 탄성체부(2), 이 탄성체부(2)의 안쪽에 접하면서 측면이 보강된 스포크부(3) 및, 이 스포크부(3) 안쪽에 접하여 배치되는 휠(4)로 구성되되, 상기 트레드(1)와 탄성체부(2), 스포크부(3) 및, 휠(4)들 사이에는 고분자 또는 고분자 중 디에닉 혹은 접착제의 삽입으로 높은 압력과 온도에서 물리적 및 화학적으로 결합되어 이루어진 비공기입 타이어가 개시되어 있다.

대한민국 등록특허 제10-1147859호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 단순한 구조의 구성을 추가하여 비공기입 타이어의 강성을 향상시키고, 더 나아가, 비공기입 타이어의 강성을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 타이어의 외측 부위를 형성하고 노면과 접촉하는 트레드부; 차축과 연결되는 휠부; 상기 트레드부와 상기 휠부 사이에 형성되는 스포크부; 및 상기 트레드부의 원주 방향을 따라 상기 트레드부의 내부에 형성되는 블록체 및, 상기 블록체의 형상을 따라 상기 블록체의 내부에 형성되는 복수 개의 보강재를 포함하는 블록형보강유닛;을 포함하고, 상기 보강재의 수와 위치를 조절하여 상기 트레드부의 강성을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 보강재는 와이어(wire) 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 보강재는 철(steel), 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유(carbon fiber) 중 선택되는 하나 이상의 소재로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블록체는 고무, 우레탄, 합성수지 또는 실리콘 중 선택되는 하나 이상의 소재로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블록체의 단면은 원형, 사각형, 육각형 또는 요철 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 블록체의 내부에서, 복수 개의 상기 보강재에 의해 보강재 레이어가 형성되고, 하나의 보강재 레이어와 다른 보강재 레이어는 서로 동일 또는 상이한 형태일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 하나의 블록형보강유닛의 강성과 다른 블록형보강유닛의 강성이 서로 상이할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 하나의 블록형보강유닛의 배열 위치와 다른 블록형보강유닛의 배열 위치가 서로 상이할 수 있다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 비공기입 타이어에 보강재를 삽입함으로써, 비공기입 타이어의 강성을 향상시키고, 비공기입 타이어의 강성을 조절할 수 있다는 것이다.

그리고, 본 발명의 효과는, 비공기입 타이어에 보강재를 삽입함으로써, 비공기입 타이어 하중 분포가 분산되어, 비공기입 타이어의 충격 흡수 기능이 향상되고, 비공기입 타이어의 내구성이 향상된다는 것이다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레드부의 단면에 대한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록형보강유닛의 수에 따른 비공기입 타이어의 수직강성 변화 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록형보강유닛의 수에 따른 비공기입 타이어의 형상 변형과 접촉 면적 이미지 및 관련 수치에 대한 표이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 제조 공정에 대한 이미지이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 트레드부(200)의 단면에 대한 확대도이다. 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 비공기입 타이어는, 타이어의 외측 부위를 형성하고 노면과 접촉하는 트레드부(200); 차축과 연결되는 휠부(320); 트레드부(200)와 휠부(320) 사이에 형성되는 스포크부(310); 및 트레드부(200)의 원주 방향을 따라 트레드부(200)의 내부에 형성되는 블록체(120) 및, 블록체(120)의 형상을 따라 블록체(120)의 내부에 형성되는 복수 개의 보강재(110)를 포함하는 블록형보강유닛(100);을 포함한다.

휠부(320)는 금속 또는 합성수지로 형성될 수 있으며, 원판 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 휠부(320)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니고, 일반적인 타이어가 결합하는 휠의 형상 등 다양한 형상이 이용될 수 있다.

또한, 스포크부(310)는 합성수지로 형성될 수 있으며, 원통 형상이며 트레드부(200)와 결합하는 외측 밴드(312), 원통 형상이며 휠부(320)와 결합하는 내측 밴드(313) 및, 외측 밴드(312)와 내측 밴드(313) 사이에서 반복적인 형상을 형성하며 외측 밴드(312)와 내측 밴드(313)에 결합하는 복수 개의 스포크(311),가 스포크부(310)에 포함될 수 있다.

그리고, 트레드부(200)는 환형의 밴드 형상으로 외측 밴드(312)의 외측면과 결합하여 노면과 접촉할 수 있다. 여기서, 트레드부(200)는 합성수지로 형성될 수 있다.

보강재(110)는 와이어(wire) 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 보강재(110)는 철(steel), 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유(carbon fiber) 중 선택되는 하나 이상의 소재로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 와이어 형상인 보강재(110)의 단면이 원형인 것으로 표현하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 보강재(110)의 단면은 다각형 또는 타원형으로 형성될 수도 있다.

도 2에서 보는 바와 같이, 블록체(120)는 트레드부(200)의 내부에서 트레드부(200)의 원주 방향을 따라 형성되는 링(ring)의 형상일 수 있고, 와이어 형상인 보강재(110)가 트레드부(200)의 형상을 따라 형성되어 블록체(120) 내에 삽입될 수 있다. 보강재(110)는 상기와 같은 소재로 형성될 수 있으며, 하나의 블록체(120) 내부에 동일한 소재로 형성된 복수 개의 보강재(110)가 형성될 수 있다. 또는, 하나의 블록체(120) 내부에 각각 서로 다른 소재로 형성된 복수 개의 보강재(110)가 형성될 수 있다.

블록체(120)는 고무, 우레탄, 합성수지 또는 실리콘 중 선택되는 하나 이상의 소재로 형성될 수 있다. 구체적으로, 블록체(120)는 EPDM고무, 우레탄 또는 실리콘 중 선택되는 어느 하나의 소재로 형성될 수 있다. 그리고, 블록체(120)는 EPDM고무, 우레탄 또는 실리콘 중 선택되는 둘 이상 물질의 혼합물로 형성될 수 있다. 즉, 블록체(120)는 탄성을 구비하는 소재로 형성될 수 있다.

블록체(120)의 내부에서, 각각의 보강재(110)는 서로 접촉할 수 있고, 또는, 각각의 보강재(110)는 서로 이격되어 형성될 수 있다. 각각의 보강재(110)가 서로 접촉하여 형성되는 경우, 각각의 보강재(110) 간 지지력이 증가하여, 블록형보강유닛(100) 자체 강성을 향상시키고 트레드부(200)의 형상 유지력이 증가될 수 있다. 그리고, 각각의 보강재(110)가 서로 이격되어 형성되는 경우, 각각의 보강재(110) 사이에 탄성을 구비하는 블록체(120)가 형성되어, 비틀림 성능이 향상될 수 있다.

블록체(120)의 단면은 원형, 사각형, 육각형 또는 요철 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 요철 형상은 블록체(120)의 표면에 오목부와 볼록부가 형성되도록 블록체(120)가 형성되는 형상일 수 있다. 블록체(120)의 단면이 이와 같이 형성되는 경우, 블록체(120)의 단면이 일렬로 배열되도록 하여 복수 개의 블록형보강유닛(100)으로 이루어진 블록형보강유닛 레이어를 형성하기에 용이하고, 하나의 블록형보강유닛 레이어에 인접하여 다른 블록형보강유닛 레이어를 형성 시, 트레드부(200)의 부위별 강성을 증대시킬 수 있다.

블록체(120)의 내부에서, 복수 개의 보강재(110)가 레이어를 형성하며 배열될 수 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 블록체(120)의 내부에서 복수 개의 보강재(110) 단면이 일렬로 배열되도록 하여 복수 개의 보강재(110)로 이루어진 보강재 레이어가 형성될 수 있으며, 하나의 보강재 레이어에 인접하여 다른 보강재 레이어가 형성될 수 있다. 그리고, 하나의 보강재 레이어와 다른 보강재 레이어는 서로 동일 또는 상이한 형태일 수 있다.

구체적으로, 도 2에서 제1블록형보강유닛(101)을 보는 바와 같이, 하나의 보강재 레이어는 7개의 보강재(110)가 단면이 일렬로 배열되도록 형성되고, 이에 인접한 다른 보강재 레이어도 동일하게 형성될 수 있다. 또는, 도 2에서 제2블록형보강유닛(102)을 보는 바와 같이, 하나의 보강재 레이어는 5개의 보강재(110)가 단면이 일렬로 배열되게 형성되고, 이에 인접한 다른 보강재 레이어는, 3개의 보강재(110)가 단면이 일렬로 배열되게 형성되고 간격을 두고 다른 3개의 보강재(110)가 단면이 일렬로 배열되게 형성될 수 있다. 또는, 도 2에서 제3블록형보강유닛(103)을 보는 바와 같이, 각각의 보강재(110)가 서로 균일하게 이격되게 형성될 수도 있다.

본 발명의 비공기입 타이어에 있어서, 보강재(110)의 수와 위치를 조절하여 트레드부(200)의 부위별 강성을 조절할 수 있다. 제1 내지 제3블록형보강유닛(101-103)에서 보는 바와 같이, 각각의 보강재 레이어에 있어서, 보강재(110)의 수와 위치를 조절하여 각각 형상이 다른 보강재 레이어를 형성할 수 있고, 이와 같이 각각 형상이 다른 보강재 레이어를 조합하여 블록형보강유닛(100)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 블록형보강유닛(100)에서 보강재(110)의 수와 위치가 조절됨과 동시에, 블록체(120) 내 보강재(110)의 밀도가 조절되어 복수 개의 블록형보강유닛(100)에 의한 강성이 조절됨으로써 트레드부(200)의 강성이 조절될 수 있고, 결과적으로 본 발명의 비공기입 타이어의 강성을 조절할 수 있다.

본 발명의 비공기입 타이어에 있어서, 하나의 블록형보강유닛(100)의 강성과 다른 블록형보강유닛(100)의 강성이 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 도 2에서 보는 바와 같이, 제1 내지 제3블록형보강유닛(101-103)은 보강재(110)의 수와 위치를 서로 달리하며, 이에 따라 제1 내지 제3블록형보강유닛(101-103) 각각은 서로 상이한 강성을 구비할 수 있다. 그리고, 각각 상이한 강성을 구비하는 복수 개의 블록형보강유닛(100)을 조합하여 트레드부(200)에 포함시킴으로써, 블록형보강유닛(100)의 조합 조절에 의해 트레드부(200)의 강성을 조절할 수 있고, 결과적으로 본 발명의 비공기입 타이어의 강성을 조절할 수 있다.

본 발명의 비공기입 타이어에 있어서, 하나의 블록형보강유닛(100)의 배열 위치와 다른 블록형보강유닛의 배열 위치(100)가 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 도 2에서 보는 바와 같이, 상층과 하층으로 구분된 블록형보강유닛(100)의 집합체에 있어서, 하나의 블록형보강유닛(100)은 상층에 배열되고, 다른 블록형보강유닛(100)은 하층에 배열될 수 있다. 또한, 상층에서는 하나의 블록형보강유닛(100)과 다른 블록형보강유닛(100)이 서로 이격되어 배열되고, 하층에서는 하나의 블록형보강유닛(100)과 다른 블록형보강유닛(100)이 서로 접촉 또는 근접하여 배열될 수 있다. 그리고, 하나의 블록형보강유닛(100)과 다른 블록형보강유닛(100)은 서로 평행하게 위치하거나 대각선 방향으로 위치하여 배열될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 하나의 블록형보강유닛(100)과 다른 블록형보강유닛(100)이 모두 타이어의 원주 방향을 따라 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 어느 하나의 블록형보강유닛(100)이 타이어의 원주 방향과 각을 형성하면서 형성될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록형보강유닛(100)의 수에 따른 비공기입 타이어의 수직강성 변화 그래프이다. 여기서, 수직강성 변화는, 비공기입 타이어에 수직 하중을 가변하면서 제공하는 경우 비공기입 타이어의 변형량을 의미할 수 있다. 도 3에서, a그래프는 블록형보강유닛(100)이 형성되지 않은 비공기입 타이어의 수직강성 변화 그래프이고, b그래프는 블록형보강유닛(100)을 포함하는 비공기입 타이어의 수직강성 변화 그래프이며, c그래프는 b그래프의 비공기입 타이어와 비교하여 2배수의 보강재(110)를 포함하는 비공기입 타이어의 수직강성 변화 그래프이다. 그리고, d그래프는 b그래프의 비공기입 타이어와 비교하여 4배수의 보강재(110)를 포함하는 비공기입 타이어의 수직강성 변화 그래프이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 비공기입 타이어에서 보강재(110)의 수가 증가함에 따라 비공기입 타이어의 강성이 증가함을 확인할 수 있다. 이에 따라, 비공기입 타이어에 블록형보강유닛(100)을 형성하는 경우, 비공기입 타이어의 부위별 강성이 증가하여 비공기입 타이어의 내구성이 향상되고 형상 유지력 향상에 의한 안정성이 증대됨을 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록형보강유닛(100)의 수에 따른 비공기입 타이어의 형상 변형과 접촉 면적 이미지 및 관련 수치에 대한 표이다. 여기서, 도 4의 (a)는, a 내지 d타이어에 외부 하중이 가해지는 경우, a 내지 b 타이어 각각의 형상 변형에 대한 이미지이다. 그리고, 도 4의 (b)에서 좌측 Ft.Shape열의 이미지는 지면에 대한 a 내지 b 타이어 각각의 접촉 면적 이미지이고, 우측의 Load Distribution열은 a 내지 b 타이어 각각에 대한 관련 수치를 정리한 표이다. 도 4의 (b) 좌측에 배열된 각각의 이미지에서, 색으로 구분된 각 영역은 해당 타이어에 압력 분포를 의미할 수 있다. 여기서, 청-녹-황-적의 순서로 압력이 강한 영역을 표시할 수 있다.

도 4의 (a)에서 보는 바와 같이, a타이어는 본 발명의 비공기입 타이어에서 블록형보강유닛(100)을 제거한 타이어이고, b타이어는 블록형보강유닛(100)을 포함하는 본 발명의 비공기입 타이어이며, c타이어는 본 발명의 비공기입 타이어에서 블록형보강유닛(100)을 2배로 형성한 타이어이다. 그리고, d타이어는 본 발명의 비공기입 타이어에서 블록형보강유닛(100)을 4배로 형성한 타이어이다.

도 4의 (a)에서 보는 바와 같이, a 내지 d타이어에 동일한 크기의 외부 하중을 가하는 경우, a타이어의 변형이 가장 크고 d타이어의 변형이 가장 작음을 확인할 수 있다. 그리고, 도 4의 (b)에서 Ft.Shape열에서 보는 바와 같이, a타이어에서는 적색 영역이 나타나지 않고 b타이어-c타이어-d타이어 순서로 적색 영역이 확대됨으로써, a타이어- b타이어-c타이어-d타이어 순서로 동일 하중에 대한 접촉 면적이 감소하여 형상 변형이 작아짐을 확인할 수 있다. 이에 따라, 비공기입 타이어에서 블록형보강유닛(100)의 수를 증가시키는 경우, 비공기입 타이어의 부위별 강성이 증가하여 비공기입 타이어의 내구성이 향상되고 형상 유지력 향상에 의한 안정성이 증대됨을 확인할 수 있다.

도 4의 (b) Load Distribution열에서는, 스포크부(310)와 스포크부(310)를 제외한 타이어의 나머지 부위 간 하중 분배 비율에 있어서, spoke(스포크)의 수치는 각각 타이어의 스포크부(310)에 분배되는 하중의 비율을 의미하고, Reinforcement의 수치는 각각의 타이어에서 스포크부(310)를 제외한 나머지 부위에 분배되는 하중의 비율을 의미할 수 있다.

그리고, 각각 타이어의 바닥 접지 부위와 비접지 부위 간 하중 분배 비율에 있어서, Bottom의 수치는 각각의 타이어에서 바닥 접지 부위에 분배되는 하중의 비율을 의미하며, Upper의 수치는 각각의 타이어에서 비접지 부위에 분배되는 하중의 비율을 의미할 수 있다.

도 4의 (b)에서 Load Distribution열에서 보는 바와 같이, 동일한 하중에 대하여, a타이어- b타이어-c타이어-d타이어 순서로 Reinforcement의 수치 값이 증가하고, spoke의 수치 값이 감소함을 확인할 수 있다. 그리고, 동일한 하중에 대하여, a타이어- b타이어-c타이어-d타이어 순서로 Bottom의 수치 값이 감소하고, Upper의 수치 값이 증가함을 확인할 수 있다.

이에 따라, a 내지 d타이어에 있어서, 블록형보강유닛(100)의 수가 증가할수록 스포크부(310)에 분배되는 하중의 크기가 감소하고, 바닥 접지 부위에 분배되는 하중의 크기가 감소하므로, 블록형보강유닛(100)의 수 증가에 의해 본 발명의 비공기입 타이어의 내구성이 향상됨을 확인할 수 있다.

이하, 본 발명의 비공기입 타이어의 제조 공정에 대해 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비공기입 타이어의 제조 공정에 대한 이미지이다. 여기서, 도 5의 (a)는 블록형보강유닛(100)이 중첩되어 마련된 상태에 대한 이미지이고, 도 5의 (b)는 트레드부(200)의 형성에 이용되는 트레드베이스(210)에 대한 이미지이다.

도 6의 (a)는 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)를 결합하는 공정에 대한 이미지이고, 도 6의 (b)는 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 결합체에 가류용 테이프(420)를 랩핑하는 공정에 대한 이미지이며, 도 6의 (c)는 완성된 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 결합체에 대한 이미지이다. 그리고, 도 6의 (d)는 완성된 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 결합체에 외측트레드(220)를 결합하는 공정에 대한 이미지이다.

도 7의 (a)는 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210) 및 외측트레드(220)의 결합체에 열 보호용 커버(430)를 씌운 공정에 대한 이미지이고, 도 7의 (b)는 스포크부(310)의 형성에 대한 이미지이며, 도 7의 (c)는 완성된 본 발명의 비공기입 타이어에 대한 이미지이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 먼저, 첫째 단계에서, 트레드부(200)의 내부에 블록형보강유닛(100)을 형성하기 위하여, 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)를 마련할 수 있다.

둘째 단계에서, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)가 결합될 수 있다. 여기서, 원통형 드럼(410)의 외측면에 트레드베이스(210)를 접촉시킨 후 원통형 드럼(410)을 회전시켜 트레드베이스(210)를 복수 회 권취한 다음, 권취된 트레드베이스(210)의 외측면에 블록형보강유닛(100)을 결합시킨 후 원통형 드럼(410)을 회전시켜 블록형보강유닛(100)을 복수 회 권취시킬 수 있다. 그 후 다시, 권취된 블록형보강유닛(100)에 트레드베이스(210)를 결합시킨 후 원통형 드럼(410)을 회전시켜 트레드베이스(210)를 복수 회 권취시킴으로써, 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 가결합체를 형성할 수 있다. 여기서, 트레드베이스(210)는 고무 또는 합성수지로 형성될 수 있다.

셋째 단계에서, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 가결합체에 가류용 테이프를 랩핑하고, 랩핑된 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 가결합체를 타이어용 오븐에 넣고 가열시킬 수 있다. 이에 따라, 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 가결합체에 열과 압력이 제공되어 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)가 완전 결합됨으로써, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같은 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 결합체가 형성될 수 있다.

넷째 단계에서, 도 6의 (d)에서 보는 바와 같이, 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 결합체의 외측면과 외측트레드(220)를 결합시켜 트레드부 가형성체를 형성할 수 있다. 여기서, 외측트레드(220)는, 트레드부(200)의 외측 부위를 형성하며, 고무 또는 합성수지로 형성될 수 있다. 그리고, 지면과 접촉하는 외측트레드(220)의 외측면에는 블록, 커프 또는 그루브 등이 형성될 수 있다.

다섯째 단계에서, 도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 트레드부 가형성체에 열 보호용 커버(430)를 씌운 후, 보호된 트레드부 가형성체를 타이어용 오븐에 넣고 가열시킬 수 있다. 이에 따라, 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)의 결합체와 외측트레드(220)가 열과 압력이 제공되어 블록형보강유닛(100)과 트레드베이스(210)가 완전 결합됨으로써, 도 7의 (b)에서 보는 바와 같은 트레드부(200)가 형성될 수 있다.

여섯째 단계에서, 도 7의 (a)에서 보는 바와 같이, 트레드부(200)의 내부 공간에 휠부(320)를 위치시키고, 트레드부(200)와 휠부(320) 사이에 스포크형성틀(440)을 위치시킬 수 있다. 여기서, 외측 밴드(312)와 내측 밴드(313)의 형성을 위하여, 스포크형성틀(440)는 트레드부(200)와 휠부(320)로부터 각각 소정의 거리만큼 이격될 수 있다. 그리고, 이와 같은 이격 공간과 스포크형성틀(440) 내 공간으로 스포크(311) 및 외측 밴드(312)와 내측 밴드(313)를 형성하는 스포크부 형성 소재(합성수지)를 주입할 수 있다. 그리고, 스포크부 형성 소재를 경화시킬 수 있다.

상기와 같은 공정 단계를 거쳐 도 7의 (c)에서 보는 바와 같은 본 발명의 비공기입 타이어를 제조할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 블록형보강유닛
101 : 제1블록형보강유닛
102 : 제2블록형보강유닛
103 : 제3블록형보강유닛
110 : 보강재
120 : 블록체
200 : 트레드부
210 : 트레드베이스
220 : 외부트레드
310 : 스포크부
311 : 스포크
312 : 외측 밴드
313 : 내측 밴드
320 : 휠부
410 : 원통형 드럼
420 : 가류용 테이프
430 : 열 보호용 커버
440 : 스포크형성틀

Claims

타이어의 외측 부위를 형성하고 노면과 접촉하는 트레드부;
차축과 연결되는 휠부;
상기 트레드부와 상기 휠부 사이에 형성되는 스포크부; 및
상기 트레드부의 원주 방향을 따라 상기 트레드부의 내부에 형성되는 블록체 및, 상기 블록체의 형상을 따라 상기 블록체의 내부에 형성되는 복수 개의 보강재를 포함하는 블록형보강유닛;을 포함하고,
상기 복수 개의 보강재는 둘 이상의 다른 소재로 형성되어 하나의 블록체 내부에 형성되며,
상기 보강재의 수와 위치를 조절하여 상기 트레드부의 강성을 조절하는 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 보강재는 와이어(wire) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 보강재는 철(steel), 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유(carbon fiber) 중 선택되는 둘 이상의 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 블록체는 고무, 우레탄, 합성수지 또는 실리콘 중 선택되는 하나 이상의 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 블록체의 단면은 원형, 사각형, 육각형 또는 요철 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 블록체의 내부에서, 복수 개의 상기 보강재에 의해 보강재 레이어가 형성되고, 하나의 보강재 레이어와 다른 보강재 레이어는 서로 동일 또는 상이한 형태인는 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
하나의 블록형보강유닛의 강성과 다른 블록형보강유닛의 강성이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
하나의 블록형보강유닛의 배열 위치와 다른 블록형보강유닛의 배열 위치가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어.