KR102369497B1 - 튜브리스 타이어 및 이의 제조방법 - Google Patents

튜브리스 타이어 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내부에 링 형상의 중공부가 형성되는 타이어; 및 상기 중공부에 배치되는 완충부;를 포함하는 튜브리스 타이어를 제공한다.

Description

튜브리스 타이어 및 이의 제조방법{TUBELESS TIRE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 구조가 개선된 튜브리스 타이어 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 엔진 또는 사람과 같은 구동력을 전달받아 회전하는 바퀴를 구비하며, 이러한 바퀴는 차량의 하중을 지지함과 동시에 노면에서 발생하는 충격을 완화하면서 차량을 이동시키는 타이어를 포함한다.
상기 타이어는 크게 튜브 내장식 타이어와, 튜브리스(tubeless) 타이어로 대별될 수 있다.
전자의 경우, 후자보다 가볍고 승차감이 우수한 장점을 가지고 있으나, 별도의 튜브 및 공기주입부를 포함하여 제조비 증가를 야기하며, 또한, 못이나 파편 등으로 발생할 수 있는 펑크 또는 찢어짐에 대한 방지를 위해 타이어 고무층 사이에 금속밸트, 금속 와이어 등을 포함하여 제조비 증가를 야기하며, 전문적인 장착, 보수 기술을 요하는 단점이 있으며, 복잡한 구조로 인해 소형 바퀴를 제조하기 어려운 단점이 있다.
따라서, 비교적 소형 바퀴에는 후자의 튜브리스 타이어를 적용하려는 시도가 활발히 이루어지고 있으며, 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1303078호(발명의 명칭: 노펑크 방탄 타이어)는 타이어 내부에 실리콘 고무 및 구형 EVA 발포체의 혼합물을 충진하여 펑크, 찢어짐 또는 파열을 방지하는 튜브리스 타이어를 게재하고 있다.
그러나, 종래의 튜브리스 타이어는 단순히 타이어의 내부에 이종 물질을 충진시켜 제조하므로, 타이어와 지면과의 마찰력, 코너링시 타이어의 굴신, 사용에 따른 타이어와 이종 물질 간의 접착성 약화 등이 발생하여 타이어와 내부에 충진된 이종 물질 간이 따로 놀게 되는 문제가 발생할 수 있다.
이는 결국 휠에 전달된 구동력을 타이어에 제대로 전달하지 못하거나, 제동력이 타이어에 전달되지 못하거나 또는 주행 정숙성 및 안정성이 감소되는 문제를 야기할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 신속하고 경제적으로 제조가 가능하면서 완충 기능을 향상시킴과 동시에 내구성 및 기능성을 보장할 수 있는 구조가 개선된 튜브리스 타이어 및 이를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 내부에 링 형상의 중공부가 형성되는 타이어; 및 상기 중공부에 배치되는 완충부;를 포함하는 튜브리스 타이어를 제공한다.
또한, 상기 완충부는 폴리우레탄 폼(Polyurethane form)을 상기 중공부에 충진시켜 형성될 수 있다.
또한, 상기 중공부의 내면에 도포되는 계면활성 접착제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 타이어의 절단면에서 바라봤을 때 상기 중공부를 형성하는 상기 타이어의 내측면은 일부 또는 전부에 요철부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 요철부는 사인파, 구형파 또는 삼각파의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 타이어는 외측면이 접지부, 사이드월 및 휠장착부로 대별되며, 상기 타이어는 상기 휠장착부가 절개된 형상으로 사출 성형되고, 상기 이격된 휠장착부를 상호 접착시킴으로써 상기 중공부가 형성될 수 있다.
한편, 외측면이 접지부, 사이드월 및 휠장착부로 형성되고 내부에 링 형상의 중공부가 형성되는 타이어의 사출 성형 단계; 및 사출 형성된 상기 타이어의 일측을 관통하여 상기 중공부에 완충재를 충진함으로써 완충부를 형성하는 단계;를 포함하는 튜브리스 타이어의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 완충재는 폴리우레탄 폼(Polyurethane form)인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 타이어의 사출 성형 단계에서 상기 휠장착부는 절개된 상태로 사출 성형되어 상호 접착될 수 있다.
또한, 상기 타이어의 사출 성형 단계에서 상기 휠장착부의 상호 접착 전 상기 중공부의 내면에 계면활성 접착제가 도포되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 내부에 충진되는 완충부가 타이어와 계면활성 접착제 또는 타이어 중공부 형상에 의해 견고하게 상호 부착되어 주행 정숙성, 안정성 및 내구성이 보장됨과 동시에 타이어 외부의 충격을 효과적으로 완화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어가 장착된 전동킥보드의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 절단면도.
도 4는 도 3의 부분 확대도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 3의 부분 확대도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 제조 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어가 장착된 전동킥보드의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어(100)는 도 1에 도시된 것과 같이 전동킥보드(10)와 같은 소형 차륜을 가진 차량에 적용될 수 있으며, 기존의 튜브리스 타이어(100)에 비해 운행 정숙성, 안정성 및 내구성이 뛰어난 이점이 있는 바 이하 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 절단면도, 도 4는 도 3의 부분 확대도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 3의 부분 확대도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어(100)는 크게 타이어(110)와 완충부(120)를 포함할 수 있다.
상기 타이어(110)는 기공지된 재질로써 형성될 수 있으며, 예를 들어 카본블랙이 혼합된 합성 고무 재질로써 형성될 수 있다.
또한, 상기 타이어(110)는 내부에 링 형상의 중공부(111)가 형성되며, 이러한 중공부(111)에는 후술할 완충부(120)가 배치될 수 잇다.
또한, 상기 타이어(110)는 외측면이 접지부(110a), 사이드월(110b) 및 휠장착부(110c)로 대별될 수 있으며, 이러한 경우, 상기 타이어(110)는 상기 휠장착부(110c)가 절개된 형상으로 사출 성형되고, 상기 이격된 휠장착부(110c)를 상호 접착시킴으로써 상기 중공부(111)가 형성될 수 있다.
상기 완충부(120)는 상기 중공부(111)에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 상기 완충부(120)는 폴리우레탄 폼(Polyurethane form), EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer) 폼 또는 기타 발포성 재료를 상기 중공부(111)에 충진시켜 형성될 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼은 우수한 발포성에 의해 작업성이 양호하여 도 5에 도시된 것과 같은 복잡한 형상을 성형하기 용이하며, 다수의 촘촘한 기공에 의해 완충성, 단열성 및 내구성 등 기계적 강도가 우수하다.
여기서, 본 발명은 상기 타이어(110)와 완충부(120)라는 이종재를 좀 더 견고하게 상호 부착하여 동회전성을 향상시킴과 동시에 완충성, 내구성 및 주행 안전성을 향상시키기 위한 기술적 사상을 더 포함할 수 있다.
일단, 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어(100)는 상기 중공부(111)의 내면에 도포되는 계면활성 접착제(130)를 더 포함할 수 있으며, 이러한 계면활성 접착제(130)는 상기 타이어(110)의 휠장착부(110c)가 상호 이격되어 있을 때 상기 타이어(110)의 내부면에 용이하게 도포되거나 분사될 수 있다.
이러한 계면활성 접착제(130)에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어(100)의 타이어(110)와 완충부(120)는 상호 견고하게 부착되어 완벽하게 동회전될 수 있으며, 이에 의해, 제동력, 정숙성, 안정성 및 운행성이 향상될 수 있다.
한편, 상술한 것과 같이 상기 완충부(120)를 폴리우레탄 폼과 같은 작업성이 우수한 재질로써 형성하는 경우, 다음과 같은 구조를 더 포함할 수 있다.
상기 타이어(110)의 절단면에서 바라봤을 때 상기 중공부(111)를 형성하는 상기 타이어(110)의 내측면은 일부 또는 전부에 요철부(112)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 요철부(112)는 사인파, 구형파 또는 삼각파의 형상으로 형성될 수 있으며, 도 5는 상기 요철부(112)가 사인파의 형상으로 형성된 것을 도시한다.
일차적으로, 상기 폴리우레탄 폼의 발포성에 의해 완충성이 매우 우수할 수 있으나, 상기 요철부(112)에 의해 상기 타이어(110)와 완충부(120)는 접착면적이 넓어지고 이는 결국 마찰계수가 높아지기 때문에 상호 간에 더욱 견고한 부착력을 유지할 수 있다.
또한, 상기 요철부(112)는 상기 타이어(110)의 전 방향에서 내부로 전달되는 외력을 효과적으로 분산할 수 있기 때문에, 더욱 우수한 완충 작용을 도모할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 제조 순서를 살펴보자면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 튜브리스 타이어의 제조 순서도이다.
도 6을 참조하면, 순차적으로 타이어 사출 성형 단계(a), 계면활성 접착제 도포 단계(b), 타이어 접착 단계(c) 및 완충부 형성 단계(d)가 도시되어 있다.
상기 타이어 사출 단계(a)는 외측면이 접지부(110a), 사이드월(110b) 및 휠장착부(110c)로 형성되고 내부에 링 형상의 중공부(111)가 형성되는 타이어(110)를 사출한다.
여기서, 상기 타이어(110)의 사출 성형 단계에서 상기 휠장착부(110c)는 절개된 상태로 사출 성형될 수 있다.
이 후, 상기 휠장착부(110c)의 상호 접착 전 상기 중공부(111)의 내면에 계면활성 접착제(130)가 도포될 수 있으며, 이 후, 상기 휠장착부(110c)는 상호 접착되어 상기 타이어(110)는 내부에 중공부(111)가 형성될 수 있다.
상기 완충부(120) 형성 단계는 사출 형성된 상기 타이어(110)의 일측을 관통하여 상기 중공부(111)에 완충재를 충진함으로써 구현될 수 있으며, 여기서, 상기 완충재는 상기 중공부(111) 내부의 요철부(112)와 완충성 등을 고려할 때 폴리우레탄 폼(Polyurethane form)으로 형성되는 것이 바람직하다.
요컨대, 본 발명의 튜브리스 타이어(100)는 이종의 재료를 상호 견고하게 부착시킴과 동시에 요철부(112)를 가짐으로써 진동, 소음 및 하중을 효과적으로 분산시키기 때문에 우수한 운행 정숙성, 제동, 안정성, 승차감 및 내구성을 구현할 수 있는 이점이 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100: 튜브리스 타이어 110: 타이어
110a: 접지부 110b: 사이드월
110c: 휠장착부 111: 중공부
112: 요철부 120: 완충부
130: 계면활성 접착제

Claims (10)

  1. 내부에 링 형상의 중공부가 형성되는 타이어; 및
    상기 중공부에 배치되는 완충부;를 포함하고,
    상기 타이어의 절단면에서 바라봤을 때 상기 중공부를 형성하는 상기 타이어의 내측면은 일부 또는 전부에 요철부가 형성되고,
    상기 요철부는 사인파, 구형파 또는 삼각파의 형상으로 형성되고,
    상기 타이어는 외측면이 접지부, 사이드월 및 휠장착부로 대별되며,
    상기 타이어는 상기 휠장착부가 절개된 형상으로 사출 성형되고, 상기 이격된 휠장착부를 상호 접착시킴으로써 상기 중공부가 형성되는 튜브리스 타이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 완충부는 폴리우레탄 폼(Polyurethane form)을 상기 중공부에 충진시켜 형성되는 튜브리스 타이어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중공부의 내면에 도포되는 계면활성 접착제를 더 포함하는 튜브리스 타이어.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 외측면이 접지부, 사이드월 및 휠장착부로 형성되고 내부에 링 형상의 중공부가 형성되는 타이어의 사출 성형 단계; 및
    사출 형성된 상기 타이어의 일측을 관통하여 상기 중공부에 완충재를 충진함으로써 완충부를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 타이어의 절단면에서 바라봤을 때 상기 중공부를 형성하는 상기 타이어의 내측면은 일부 또는 전부에 요철부가 형성되고,
    상기 요철부는 사인파, 구형파 또는 삼각파의 형상으로 형성되고,
    상기 타이어는 외측면이 접지부, 사이드월 및 휠장착부로 대별되며,
    상기 타이어의 사출 성형 단계에서 상기 휠장착부는 절개된 상태로 사출 성형되어 상호 접착되는 튜브리스 타이어의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 완충재는 폴리우레탄 폼(Polyurethane form)인 것을 특징으로 하는 튜브리스 타이어의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 타이어의 사출 성형 단계에서 상기 휠장착부의 상호 접착 전 상기 중공부의 내면에 계면활성 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 튜브리스 타이어의 제조방법.
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