KR102327709B1

KR102327709B1 - 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어

Info

Publication number: KR102327709B1
Application number: KR1020200019144A
Authority: KR
Inventors: 김성태; 최석주; 김정헌
Original assignee: 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2021-11-19
Also published as: CN113263869A; US20210252914A1; KR20210104425A; EP3865314A1; JP7191133B2; JP2021127108A

Abstract

본 발명은 외주면에 굴곡진 패턴이 형성되는 트레드부, 트레드부의 내부에 삽입되도록 트레드부의 외주면과 트레드부의 내주면 사이에 위치하는 적어도 하나의 보강구조부, 트레드부의 중심을 기준으로 방사상으로 형성되어 트레드부의 내부면과 결합하는 스포크부 및 스포크부의 내주면보다 작은 직경을 가지고 외주면이 스포크부와 결합하는 림부를 포함하고, 보강구조부는 엘라스토머로 감싸진 평직(plain weave) 형태로 트레드부의 둘레 방향으로 권취되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어를 제공한다.

Description

보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어{A non-pneumatic tire including reinforcing structure part}

본 발명은 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트레드부의 둘레방향을 따라 트레드부의 내부에 삽입되는 직물형태의 보강구조부를 적용하여 하중을 지지하면서 스포크부의 내피로성을 향상시키는 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어에 관한 것이다.

현 시대에 일반적으로 사용되는 타이어들은 구조에 따라 래디얼 타이어, 바이어스 타이어, 그리고 솔리드 타이어 등으로 분류할 수 있는데 그 중에서 승용차 및 특수목적을 제외한 자동차에는 대부분 래디얼 타이어 즉, 공기압 (또는 공기입) 타이어가 사용되고 있다. 그러나 이러한 공기압 타이어는 구조가 복잡한데다 제조공정수가 8단계 등으로 많으며 또한 이에 따른 유해물질 배출량이 무시되지 못할 정도일 뿐더러 공기압 타이어의 성능발휘 및 안전성에 절대적으로 중요한 공기압을 수시로 점검해야 하는 관리의 불편함과 주행 중 외부물질에 의한 찔림과 충격으로 타이어가 파손될 수 있는 안전성의 문제가 항상 내재되어 있는 것이 사실이다.

하지만 비공기입 타이어는, 이러한 공기압 타이어와 달리, 소재와 공정의 단순화를 통해 생산비용을 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 사용량 및 유해물질 발생량을 현저히 절감할 수 있는 새로운 개념의 공정과 구조로 이루어진 타이어로 공기압의 부족 등으로 인해 야기될 수 있는 문제점으로부터 벗어날 수 있는 큰 이점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 공기압타이어에서 발생되는 스탠딩 웨이브(standing wave) 형상을 방지할 수 있으며 회전저항을 크게 개선할 수 있는 이점을 가지고 있다.

비공기입식 타이어는 종래의 공기압식 타이어와는 완전히 다른 구조로 이루어져 있으며, 공기압식과 달리 압축공기를 전혀 이용하지 않는 설계방식이기 때문에 공기압 손실 또는 부족함 (flat tire)으로 인하여 주행 중에 발생될 수 있는 사고의 위험으로부터 자유롭다.

비공기입식 타이어는 종래에도 존재해왔다. 아주 오래 전의 마차바퀴, 자전거바퀴 외에 최근의 사례를 들면 대한민국 특허출원 2006-0051513호의 경우 타이어의 부하를 여러 겹의 스테이플을 포함한 다수의 지지부재로 지지하는 기술이며, 대한민국 특허출원 2008-0038274호의 경우 탄성 재료로 제조되는 본체 및 접지면으로 기능하는 원주방향 연장형 크라운 부분과 그에 접합되는 연장형 사이드월로 구성된 기술이다. 또한, 타이어의 부하를 지지하는 보강된 환형밴드와, 휠 또는 허브간의 부하력을 인장된 상태에서 전달하는 다수의 웹 스포크를 포함하는 비공기입식 타이어가 대한민국 특허출원 2004-0027984호로써 알려진 바 있다. 최근에는 허니컴(honey Comb) 형태의 완충부를 통해 완충작용을 하고 타이어에 가해지는 압력을 받쳐주도록 된 에어리스 타이어 (출원번호 10-2010-0090015) 기술도 소개되었다.

한편, 다수의 웹 스포크를 포함하는 비공기입식 타이어의 경우 하중의 지탱을 위해 웹 스포크가 갖는 인장력에 의해 이루어진다고 소개되고 있다. 이러한 경우에서는 웹 스포크와 지면에 접촉하는 트레드 사이에 구조 보강물이 포함되어 차량의 하중을 지탱하여 공기압 타이어에서의 공기압과 같은 기능을 할 수 있도록 역할을 한다. 예로써, 연속 루프 보강조립체를 가지는 구조적 지지 비공기입 휠 (US 9272576 B2)의 경우에 있어서는 이러한 구조 보강물로서 나선으로 권취된 코일 형태를 소개하고 있으며, 이러한 재료로는 금속, 강, 탄소섬유, 아라미드섬유 및 유리섬유등을 언급하고 있다.

다른 한편, JP 4855646 B2에서는 엘라스토머 전단층과 엘라스토머 전단층 반경 방향 내외측에 고리모양 보강밴드를 구비하는 비공기입 타이어를 소개 하고 있으며, 이러한 고리모양 보강밴드는 10~45도 각도를 가지며 재료로서는 섬유 보강 소재로 언급하고 있다.

또 다른 한편, JP 4530231 B2에서는 중간환형부(내측환형부), 외측환형부에 타이어 둘레방향으로 보강되어 있는 비공기입 타이어를 소개하고 있으며, 보강재로서는 섬유 보강재료 (장섬유, 단섬유, 직포, 부직포 등의 보강섬유, 입자형 필러 등 (예를 들면 레이온 코드, 나일론 6.6 등의 폴리아미드코드, 폴리에스테르 코드, 아라미드 코드, 유리섬유, 탄소섬유)) 및 금속 (스틸코드)등을 들고 있으며, 외측 환형부의 보강밴드는 약 20도의 경사각도로 평행 배열한 스틸 코드, 아라미드 코드 레이온 코드 등이 역방향으로 교차하도록 적층하여 형성될수 있음을 언급하였다.

따라서, 상기한 바와 같이 타이어 관련 기술이 발전함에 따라 운전자를 안전하게 보호하기 위하여 다양한 타이어들이 연구개발되고 있으며, 앞으로도 이러한 연구개발을 통하여 보다 나은 비공기입 타이어를 양산할 필요성이 있다.

(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-0810935(2008.02.29.)

(특허문헌 2) 등록특허공보 제10-1043001(2011.06.14)

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비공기입 타이어에 대하여 직물형태(Weave)의 보강 구조를 적용함으로써 구조적 강성으로 차량의 하중을 충분히 지탱할 수 있을 뿐만 아니라 스포크부와 비스포크부 간의 하중 분산을 통한 스트레스 분산성 개선으로 스포크 구조의 내피로성 향상 및 진동의 분산과 차량의 방향전환 시 뒤틀림 토크를 향상시키는 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 제공하는 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 외주면에 굴곡진 패턴이 형성되는 트레드부; 상기 트레드부의 내부에 삽입되도록 상기 트레드부의 외주면과 상기 트레드부의 내주면 사이에 위치하는 적어도 하나의 보강구조부; 상기 트레드부의 중심을 기준으로 방사상으로 형성되어 상기 트레드부의 내부면과 결합하는 스포크부; 및 상기 스포크부의 내주면보다 작은 직경을 가지고 외주면이 상기 스포크부와 결합하는 림부;를 포함하고, 상기 보강구조부는 엘라스토머로 감싸진 평직(plain weave) 형태로 상기 트레드부의 둘레 방향으로 권취되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강구조부는, 상기 트레드부의 둘레 방향으로 배치되고 서로 소정거리 이격되는 적어도 하나의 제1 코드; 상기 제1 코드와 수직한 방향으로 배치되고 서로 소정거리 이격되는 적어도 하나의 제2 코드; 및 상기 적어도 하나의 제1 코드 및 상기 적어도 하나의 제2 코드를 둘러싸도록 형성되어 상기 트레드부의 내부에 삽입되는 엘라스토머층;을 포함하고, 상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 띠형상을 가지고, 상기 적어도 하나의 제1 코드 및 상기 적어도 하나의 제2 코드는 서로 교차되어 상기 평직 형태로 형성되는 코어시트인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강구조부는 적어도 하나가 형성되어 상기 트레드부의 둘레 방향으로 권취되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강구조부는 1개이고, 상기 보강구조부는 상기 트레드부의 폭의 50% 이상의 폭으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강구조부의 내주면은 상기 트레드부의 내주면과 상기 트레드부의 외주면 사이의 거리인 상기 트레드부의 높이의 20% 이하의 높이에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 엘리스토머층은 0.5mm 내지 10mm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 코드 중 서로 이웃하는 제1 코드는 적어도 0.15mm 이상 이격되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 코드 중 서로 이웃하는 제1 코드의 간격은 상기 적어도 하나의 제2 코드 중 서로 이웃하는 제2 코드의 간격보다 짧게 이격되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 재질, 크기, 두께 및 선밀도가 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 레이온 섬유, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 스틸 코드 중 어느 하나의 재질로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 재질, 크기 및 두께가 동일하고, 상기 제2 코드는 상기 제1 코드보다 작은 선밀도를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강구조부에는 상기 보강구조부의 일측부가 상기 보강구조부의 타측부의 적어도 일부를 덮도록 오버랩되는 오버랩부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 오버랩부의 둘레 방향으로의 길이는 50mm 이하로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 오버랩부는 상기 트레드부의 중심축과 평행하도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 오버랩부는 상기 트레드부의 중심축과 수직한 수직선을 기준으로 20° 내지 70°의 기울기를 가지도록 경사진 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 목적은 비공기입 타이어에 대하여 직물형태(Weave)의 보강 구조를 적용함으로써 구조적 강성으로 차량의 하중을 충분히 지탱할 수 있을 뿐만 아니라 스포크부와 비스포크부 간의 하중 분산을 통한 스트레스 분산성 개선으로 스포크 구조의 내피로성 향상 및 진동의 분산과 차량의 방향전환 시 뒤틀림 토크를 향상시킬 수 있다.

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 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 나타낸 부분사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 트레드부의 중심축 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3의 (a), (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어의 보강구조부에 형성되는 오버랩부를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어의 제1 코드 및 제2 코드의 조합으로 코드 시트가 형성되는 것을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 변형된 코드 시트를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 비공기입 타이어의 정특성을 해석한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 보강구조부를 적용하지 않은 공기압타이어의 정특성을 해석한 결과를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 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 실시예를 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 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

1. 제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 나타낸 부분사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 트레드부의 중심축 방향으로 절단한 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 비공기입 타이어(100)는 트레드부(110), 보강구조부(120), 스포크부(130) 및 림부(140)를 포함한다.

트레드부(110)는 타이어에 널리 사용되는 범용적인 트레드로서, 외주면에 굴곡진 패턴이 다수로 형성된다. 이러한 트레드부(110)는 트레드(111) 및 트레드홈(112)을 포함한다.

트레드(111)는 전술한 바와 같이 범용적으로 사용되는 타이어의 일부 구성요소로서, 지면과 접하는 외주면이 굴곡진 패턴으로 형성된다. 상기한 구조는 지면과의 접촉을 통한 마찰력을 증가시켜 차량이 미끄러지지 않도록 하며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

트레드홈(112)은 트레드(111)의 외주면으로부터 트레드(111)의 중심축 방향으로 함몰형성된다. 또한, 트레드홈(112)은 트레드(111)의 둘레를 따라 함몰형성되는 것이 일반적이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3의 (a), (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어의 보강구조부에 형성되는 오버랩부를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어의 제1 코드 및 제2 코드의 조합으로 코드 시트가 형성되는 것을 나타낸 평면도이다. 도 5는 도 4의 변형된 코드 시트를 나타낸 평면도이다.

도 2를 참조하면, 보강구조부(120)는 트레드부(110)의 내부에 삽입되도록 트레드부(110)의 외주면과 트레드부(110)의 내주면 사이에 위치한다.

구조에 있어서, 보강구조부(120)는 엘라스토머로 감싸진 평직(plain weave) 형태의 코드 시트로 구성되어 트레드부(110)의 둘레 방향으로 권취된다.

또한, 도 2를 참조하면, 보강구조부(120)의 내주면은 트레드부(110)의 내주면과 트레드부(110)의 외주면 사이의 거리인 트레드부(110)의 높이(H1)의 20% 이하의 높이(H3)에 위치한다.

만약, 보강구조부(120)의 위치가 트레드부(110)의 높이(H1)의 20%를 넘을 경우 스포크 하중 지지 및 스트레스 분산으로 인하여 보강구조부(120)의 보강효과가 떨어지게 된다.

따라서, 본 발명에서 보강구조부(120)의 내주면은 트레드부(110)의 높이(H1)의 20% 이하의 높이(H3)에 위치하는 것이 바람직하다.

아울러, 보강구조부(120)는 트레드부(110)의 폭의 50% 이상의 폭으로 형성된다.

만약, 보강구조부(120)의 폭이 트레드부(110)의 폭의 50% 미만으로 형성될 경우 스포크 하중 지지 및 스트레스 분산으로 인하여 보강구조부(120)의 보강에 효과적이지 못하다.

따라서, 본 발명에서 트레드부(110)의 폭의 50% 이상의 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 보강구조부(120)는 적어도 하나가 형성되어 트레드부(110)의 둘레 방향으로 권취된다. 구체적으로 보강구조부(120)는 1개 내지 3개가 형성될 수 있다.

도 3의 (a), (b)를 참조하면, 보강구조부(120)에는 보강구조부(120)의 일측부가 보강구조부의 타측부의 적어도 일부를 덮도록 오버랩되는 오버랩부(S)가 형성된다.

이때, 오버랩부(S)의 둘레 방향으로의 길이는 50mm 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 오버랩부(S)의 둘레 방향으로의 길이가 50mm이상으로 오버랩될 경우 타이어 유니포미티(Uniformity)에 불리하다.

도 3의 (a)를 참조하면, 오버랩부(S)는 트레드부(110)의 중심축과 평행하도록 형성된다.

한편, 도 3의 (b)를 참조하면, 오버랩부(S)는 트레드부(110)의 중심축과 수직한 수직선을 기준으로 20° 내지 70°의 기울기를 가지도록 경사질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에서의 오버랩부(S)는 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 서로 다른 형태로 형성될 수 있다.

상기한 보강구조부(120)는 제1 코드(121), 제2 코드(122) 및 엘라스토머층(123)을 포함한다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 제1 코드(121)는 트레드부(110)의 둘레 방향(도 4 및 도 5에서 타이어 길이 방향)으로 배치되고 서로 소정거리 이격된다. 구체적으로 도 4를 참조하면, 제1 코드(121)는 적어도 하나가 형성된다.

구체적으로 적어도 하나의 제1 코드(121) 중 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격(a)은 적어도 하나의 제2 코드(122) 중 서로 이웃하는 제2 코드(122)의 간격(b)보다 짧게 이격된다. 특히, 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격(a)은 0.15mm 이상 이격되는 것이 바람직하다. 만약, 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격(a)이 0.15mm 미만일 경우, 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격(a)을 가지는 보강구조부(120)는 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격(a)이 0.15mm 이상인 보강구조부(120)보다 내구성이 떨어지는 단점이 있다.

제2 코드(122)는 제1 코드(121)와 수직한 방향(도 4및 도 5에서 타이어 폭 방향)으로 배치되고 서로 소정거리 이격되며, 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 하나가 형성된다.

또한, 적어도 하나의 제2 코드(122) 중 서로 이웃하는 제2 코드(122)의 간격은 적어도 하나의 제1 코드(121) 중 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격보다 길게 이격된다.

구체적으로 서로 이웃하는 제2 코드(122)의 간격(b)이 서로 이웃하는 제1 코드(121)의 간격(a)보다 작을수록 제1 코드(121)와 제2 코드(122) 간의 공간(a*b면적)이 충분치 못할 뿐만 아니라 단위 면적당 제1 코드(121)와 제2 코드(122)의 접점의 개수가 많아져 내구에 불리하며, 타이어 둘레방향으로의 보강에 효과적이지 못하다.

상기한 제1 코드(121) 및 제2 코드(122)는 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 레이온 섬유, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 스틸 코드 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기한 제1 코드(121) 및 제2 코드(122)는 띠형상을 가지고, 적어도 하나의 제1 코드(121) 및 적어도 하나의 제2 코드(122)는 서로 교차되어 평직 형태로 형성되는 코어시트이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 코드(121) 및 제2 코드(122)를 도시한다. 도 4에 도시된 제1 코드(121) 및 제2 코드(122)는 재질, 크기, 두께 및 선밀도가 동일하게 형성된다.

한편, 도 5는 제2 코드(122)가 변형된 시트코드인 보강구조부(120)를 도시한다. 도 5에 도시된 제1 코드(121) 및 제2 코드(122)는 재질, 크기 및 두께가 동일하되, 제2 코드(122)는 제1 코드(121)보다 작은 선밀도를 가진다는 점에서 차이점이 있다.

엘라스토머층(123)은 적어도 하나의 제1 코드(121) 및 적어도 하나의 제2 코드(122)를 둘러싸도록 형성되어 트레드부(110)의 내부에 삽입된다.

이때, 엘리스토머층(123)은 0.5mm 내지 10mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

스포크부(130)는 트레드부(110)의 중심을 기준으로 방사상으로 형성되어 트레드부의 내부면과 결합한다. 본 발명에서의 스포크부(130)의 형상은 예시적으로 도시 및 설명하였으며, 그 외의 형태로도 얼마든지 적용 가능하다.

상기한 스포크부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 트레드부(110) 및 림부(140)를 연결하여 트레드부(110)로부터 전달되는 하중을 지지하면서 림부(140)로 전달한다.

이러한 스포크부(130)는 종래기술에 해당하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

림부(140)는 스포크부(130)의 내주면보다 작은 직경을 가지고 외주면이 스포크부(130)와 결합한다. 이에 따라 림부(140)는 최내측에 위치하여 트레드부(110) 및 스포크부(130)로부터 전달되는 하중을 지지한다.

2. 제2 실시예

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 설명하되, 제1 실시예의 구성요소와 다른 구성요소에 대하여 집중적으로 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 보강구조부를 포함하는 비공기입 타이어(100)는 제1 실시예의 보강구조부(120)의 위치가 다르고 스포크부(130)의 하위구성요소를 더 포함하며, 나머지 구성요소들은 제1 실시예의 구성요소와 동일하다.

보강구조부(120)는 트레드부(110)의 내주면에 결합된다.

스포크부(130)는 보강구조부(120)의 내주면과 결합하며, 이러한 스포크부(130)는 상부 스포크(131) 및 하부 스포크(132)를 포함한다.

상부 스포크(131)는 보강구조부(120)의 내주면과 결합한다. 또한, 상부 스포크(131)는 트레드부(110)의 중심을 향하여 방사상으로 형성될 수 있다. 추가적으로 상부 스포크(131)는 서로 소정거리 이격되도록 다수로 형성된다.

하부 스포크(132)는 일단이 상부 스포크(131)와 결합하고 타단이 림부(140)과 결합한다. 또한, 하부 스포크(132)는 트레드부(110)의 중심을 향하여 방사상으로 형성될 수 있다. 추가적으로 하부 스포크(132)는 서로 소정거리 이격되도록 다수로 형성된다. 이에 따른 하부 스포크(132)는 상부 스포크(131)와 림부(140)를 연결하여 하중을 지지한다.

도 7은 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 비공기입 타이어의 정특성을 해석한 결과를 나타낸 도면이다. 도 8은 보강구조부를 적용하지 않은 공기압타이어의 정특성을 해석한 결과를 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 제1, 2 실시예에 따른 구조보강부를 포함하는 비공기입 타이어(100)에 대한 정특성 성능평가 중의 하나로 변형 정도를 정특성 해석한 것이고, 도 8은 보강구조부가 적용되지 않은 일반적인 공기압타이어를 정특성 해석한 것이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 보강구조부(120)의 적용을 통해 뒤틀림 시 변형의 정도가 공기압타이어에서 나타내는 것과 유사한 접지 형상을 보이고 있음을 알 수 있다.

구분(Index)	비공기입타이어 내 구조보강재 적용 유무 실시예
구분(Index)	비교예1	비교예2	실시예1	실시예2
보강구조재 형태	적용 없음	둘레방향만 위치한 코드	경사-위사 동일 코드 적용 시트	경사-위사 상이 코드 적용 시트
보강구조재 재질(경사-타이어 둘레 방향)	-	PET 1000D/2	PET 1000D/2	PET 1000D/2
코드 간격(경사)	-	25.4EPI	25.4EPI	25.4EPI
보강구조재 재질(위사-타이어 폭 방향)	-	-	PET 1300D/2	PET 1300D/2
코드 간격(위사)	100	80	78	79
스포크 변형정도(Index)	100	70	70	70
수직 정특성(Kv, Index)	100	150	153	151
뒤틀림 정특성(Kd, Index)	100	130	170	135
회전저항 (RRc, Index)	100	110	104	109
제동성능 (Index)	100	80	88	82

도 7, 도 8 및 [표 1]을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 보강구조부(120)를 적용한 비공기입 타이어(100)의 경우 비교예 대비 정특성 성능이 향상됨을 확인하였으며, 둘레 방향으로만 위치한 보강재 대비 소폭 제동성능 향상됨을 확인하였다.

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 실시예들은 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: 비공기입 타이어
110: 트레드부
111: 트레드
112: 트레드홈
120: 보강구조부
121: 제1 코드
122: 제2 코드
123: 엘라스토머층
130: 스포크부
131: 상부 스포크
132: 하부 스포크
140: 림부

Claims

외주면에 굴곡진 패턴이 형성되는 트레드부;
상기 트레드부의 내부에 삽입되도록 상기 트레드부의 외주면과 상기 트레드부의 내주면 사이에 위치하는 적어도 하나의 보강구조부;
상기 트레드부의 중심을 기준으로 방사상으로 형성되어 상기 트레드부의 내부면과 결합하는 스포크부; 및
상기 스포크부의 내주면보다 작은 직경을 가지고 외주면이 상기 스포크부와 결합하는 림부;를 포함하고,
상기 보강구조부는 엘라스토머로 감싸진 평직(plain weave) 형태로 상기 트레드부의 둘레 방향으로 권취되며,
상기 보강구조부는,
상기 트레드부의 둘레 방향으로 배치되고 서로 소정거리 이격되는 적어도 하나의 제1 코드;
상기 제1 코드와 수직한 방향으로 배치되고 서로 소정거리 이격되는 적어도 하나의 제2 코드; 및
상기 적어도 하나의 제1 코드 및 상기 적어도 하나의 제2 코드를 둘러싸도록 형성되어 상기 트레드부의 내부에 삽입되는 엘라스토머층;을 포함하고,
상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 띠형상을 가지고,
상기 적어도 하나의 제1 코드 및 상기 적어도 하나의 제2 코드는 서로 교차되어 상기 평직 형태로 형성되는 코어시트이고,
상기 보강구조부는 적어도 하나가 형성되어 상기 트레드부의 둘레 방향으로 권취되며,
상기 보강구조부는 1개이고,
상기 보강구조부는 상기 트레드부의 폭의 50% 이상의 폭으로 형성되며,
상기 적어도 하나의 제1 코드 중 서로 이웃하는 제1 코드는 적어도 0.15mm 이상 이격되고,
상기 적어도 하나의 제1 코드 중 서로 이웃하는 제1 코드의 간격은 상기 적어도 하나의 제2 코드 중 서로 이웃하는 제2 코드의 간격보다 짧게 이격되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
삭제
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 보강구조부의 내주면은 상기 트레드부의 내주면과 상기 트레드부의 외주면 사이의 거리인 상기 트레드부의 높이의 20% 이하의 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제1 항에 있어서,
상기 엘라스토머층은 0.5mm 내지 10mm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
삭제
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제1 항에 있어서,
상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 재질, 크기, 두께 및 선밀도가 동일한 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제9 항에 있어서,
상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 레이온 섬유, 아라미드 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 스틸 코드 중 어느 하나의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제1 항에 있어서,
상기 제1 코드 및 상기 제2 코드는 재질, 크기 및 두께가 동일하고,
상기 제2 코드는 상기 제1 코드보다 작은 선밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제1 항에 있어서,
상기 보강구조부에는 상기 보강구조부의 일측부가 상기 보강구조부의 타측부의 적어도 일부를 덮도록 오버랩되는 오버랩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제12 항에 있어서,
상기 오버랩부의 둘레 방향으로의 길이는 50mm 이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제12 항에 있어서,
상기 오버랩부는 상기 트레드부의 중심축과 평행하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
제12 항에 있어서,
상기 오버랩부는 상기 트레드부의 중심축과 수직한 수직선을 기준으로 20° 내지 70°의 기울기를 가지도록 경사진 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.