KR102409606B1 - 에어리스 타이어 - Google Patents

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마코토 스기야
나오키 시라카와
히토시 다케우치
쇼우슈우 야마자키
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스미토모 고무 코교 카부시키카이샤
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Abstract

본 발명은 유니포미티(uniformity) 성능 및 디자인 성능을 용이하게 높일 수 있는 에어리스 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
에어리스 타이어(1)는, 제1 타이어 피스(10) 및 제2 타이어 피스(20)를 포함한다. 제1 타이어 피스(10)는, 접지면(11a)을 갖는 제1 트레드 링(11), 제1 트레드 링(11)의 반경 방향 내측에 배치된 제1 내주부(12) 및 제1 트레드 링(11)을 제1 내주부(12)에 연결하기 위한 복수의 제1 스포크(spoke; 13)를 포함한다. 제2 타이어 피스(20)는, 접지면(21a)을 갖는 제2 트레드 링(21), 제2 트레드 링(21)의 반경 방향 내측에 배치된 제2 내주부(22) 및 제2 트레드 링(21)을 제2 내주부(22)에 연결하기 위한 복수의 제2 스포크(23)를 포함한다. 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20)는, 타이어 축 방향으로 늘어선 상태로 일체화되어 있다.

Description

에어리스 타이어{AIRLESS TIRE}
본 발명은 유니포미티(uniformity) 성능 및 디자인 성능이 우수한 에어리스 타이어에 관한 것이다.
에어리스 타이어로서, 접지면을 갖는 원통형의 트레드 링과, 차축에 고정되는 내주부 사이를, 방사형으로 배열하는 복수의 스포크(spoke)에 의해 연결시킨 구조의 것이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
이러한 에어리스 타이어에 있어서도, 공기 타이어와 마찬가지로, 우수한 유니포미티 성능이 요구된다. 에어리스 타이어에서는, 트레드 링 단체(單體)의 균일성 및 트레드 링과 내주부 간의 편심 외에, 스포크의 설계가 유니포미티에 영향을 미친다고 생각되고 있다.
또한, 공기 타이어의 사이드 월과 비교하면, 에어리스 타이어의 스포크는 여러 가지 디자인 처리를 실시하는 것이 가능하여, 각종의 검토가 이루어져 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 제5432837호 공보 [특허문헌 2] WO2008/050503호 공보
에어리스 타이어의 스포크는, 예컨대, 금형의 캐비티 공간에 엘라스토머 등의 탄성 재료를 주입하고, 화학 변화 또는 온도 변화에 의해 상기 탄성 재료를 경화시킴으로써 성형될 수 있다.
그러나, 전술한 수법에 의해 에어리스 타이어의 스포크를 성형하는 경우, 스포크의 형상에 따라서는, 이른바 언더컷이 발생하기 때문에, 스포크를 이형(離型)하기 위한 금형 구조가 복잡해진다. 이 때문에, 간소한 금형 구조로 스포크를 성형하고자 하는 경우, 스포크의 설계의 자유도가 제한된다. 예컨대, 상기 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있는 스포크는, 타이어 축 방향으로 평행하게 연장된 형상으로 되어, 이에 의해 전술한 언더컷이 억제되어 있다. 이러한 형상의 스포크는, 설계의 자유도가 제한되어, 유니포미티 성능 및 디자인 성능을 높일 수 없을 우려가 있다.
본 발명은 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 유니포미티 성능 및 디자인 성능을 용이하게 높일 수 있는 에어리스 타이어를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명은 접지면을 갖는 원통형의 제1 트레드 링과, 상기 제1 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치된 제1 내주부와, 상기 제1 트레드 링을 상기 제1 내주부에 연결하기 위한 복수의 제1 스포크를 포함하는 제1 타이어 피스, 및 접지면을 갖는 원통형의 제2 트레드 링과, 상기 제2 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치된 제2 내주부와, 상기 제2 트레드 링을 상기 제2 내주부에 연결하기 위한 복수의 제2 스포크를 포함하는 제2 타이어 피스를 적어도 포함하고, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스는, 타이어 축 방향으로 늘어선 상태로 일체화되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 제1 내주부와 상기 제2 내주부 간의 고착에 의해, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스가 일체화되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 제1 트레드 링과 상기 제2 트레드 링은, 타이어 축 방향으로 간극 없이 인접하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 에어리스 타이어에의 하중 부하의 전후에 있어서, 상기 제1 스포크 및 상기 제2 스포크는, 서로 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 각 타이어 피스는, 상기 각 내주부에의 하중 부하의 전후에 있어서, 타이어 축 방향의 최대폭이 변화하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 제1 타이어 피스의 상기 제1 스포크는, 타이어 둘레 방향으로 주기적으로 배열되어 있고, 상기 제2 타이어 피스의 상기 제2 스포크는, 타이어 둘레 방향으로 주기적으로 배열되어 있으며, 상기 제1 스포크의 상기 배열은, 상기 제2 스포크의 상기 배열에 대해, 타이어 둘레 방향으로 위상이 어긋나 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 적어도 상기 트레드 링과 상기 스포크에 관해, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스는, 동일 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 적어도 상기 트레드 링과 상기 스포크에 관해, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스는, 이들 사이를 통과하는 타이어 회전축과 직각인 면에 대해, 대칭 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 제1 타이어 피스 및 상기 제2 타이어 피스 중 적어도 한쪽은, 각각의 적도면에 대해 비대칭 형상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 제1 내주부 또는 상기 제2 내주부를, 차축에 결합하기 위한 결합부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 결합부는, 상기 제1 내주부 또는 상기 제2 내주부에 대해 착탈 가능한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 에어리스 타이어에 있어서, 상기 제1 내주부는, 상기 제1 스포크의 타이어 반경 방향 내측에 배치된 제1 원통부와, 상기 제1 원통부의 내주측으로 돌출되며 상기 결합부와 고착되는 제1 플랜지부를 포함하고, 상기 제2 내주부는, 상기 제2 스포크의 타이어 반경 방향 내측에 배치되는 제2 원통부와, 상기 제2 원통부의 내주측으로 돌출되며 상기 결합부와 고착되는 제2 플랜지부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 에어리스 타이어는, 제1 타이어 피스 및 제2 타이어 피스로 분할된 구조로 된다. 이들 제1 타이어 피스와 제2 타이어 피스는, 타이어 축 방향으로 늘어선 상태로 일체화되어, 1개의 에어리스 타이어가 구성된다.
제1 타이어 피스는, 접지면을 갖는 제1 트레드 링과, 제1 내주부와, 복수의 제1 스포크를 포함한다. 제1 내주부는, 제1 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치되고, 제1 스포크는, 제1 트레드 링을 제1 내주부에 연결한다. 마찬가지로, 제2 타이어 피스는, 접지면을 갖는 제2 트레드 링과, 제2 내주부와, 복수의 제2 스포크를 포함한다. 제2 내주부는, 제2 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치되고, 제2 스포크는, 제2 트레드 링을 제2 내주부에 연결한다.
본 발명에서는, 제1 타이어 피스와 제2 타이어 피스가 일체화되기 전의 상태에서는, 제1 타이어 피스 및 제2 타이어 피스가 따로따로 제조 가능하다. 따라서, 제1 타이어 피스측의 제1 스포크와 제2 타이어 피스측의 제2 스포크가, 따로따로 성형될 수 있다. 이에 의해, 제1 스포크 및 제2 스포크의 설계 자유도가 높아지고, 에어리스 타이어의 유니포미티 성능 및 디자인 성능을 용이하게 높이는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 에어리스 타이어의 일 실시형태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 에어리스 타이어의 분해도이다.
도 3은 도 1의 에어리스 타이어의 단면도이다.
도 4는 도 3의 제1 스포크 및 제2 스포크를 타이어 축측에서 본 전개도이다.
도 5는 도 4의 제1 스포크 및 제2 스포크의 변형예를 타이어 축측에서 본 전개도이다.
도 6은 도 4의 제1 스포크 및 제2 스포크의 다른 변형예를 타이어 축측에서 본 전개도이다.
도 7은 도 1의 에어리스 타이어의 측면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태가 도면에 기초하여 설명된다.
도 1은 본 실시형태에 따른 에어리스 타이어(1)의 사시도이다. 도 2는 에어리스 타이어(1)의 분해도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 에어리스 타이어(1)는, 제1 타이어 피스(10) 및 제2 타이어 피스(20)로 분할된 구조로 된다.
제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20)는, 동등한 외부 직경을 갖고 있다. 제1 타이어 피스(10)의 타이어 축 방향 길이와 제2 타이어 피스(20)의 타이어 축 방향 길이는, 상이해도 좋다.
이들 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20)는, 타이어 축 방향으로 늘어선 상태로 일체화되어, 1개의 에어리스 타이어(1)가 구성된다. 본 실시형태에서는, 차량의 외측에 제1 타이어 피스(10)가, 내측에 제2 타이어 피스(20)가, 각각 배치되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 타이어 피스(10)는, 접지면(11a)을 갖는 제1 트레드 링(11)과, 제1 내주부(12)와, 복수의 제1 스포크(13)를 포함한다.
제1 트레드 링(11)은, 원통형으로 형성되어 있다. 제1 트레드 링(11)은, 접지면(11a)을 구성하는 트레드 고무와, 트레드 고무의 타이어 반경 방향 내측에 형성된 보강 코드층(도시하지 않음)을 갖고 있다. 보강 코드층에는, 공기 타이어의 벨트 코드와 동등한 재료, 예컨대, 스틸 코드 및 유기 섬유 코드를 적절히 사용할 수 있다. 보강 코드층에 의해, 트레드 링(11)의 형상이 유지되며, 에어리스 타이어(1)에 작용하는 하중이 지지된다.
제1 내주부(12)는, 제1 트레드 링(11)의 반경 방향 내측에 배치되어 있다. 제1 내주부(12)는, 종래의 타이어 휠과 마찬가지로, 예컨대, 스틸, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등의 금속 재료에 의해 형성할 수 있다. 제1 내주부(12)의 타이어 축 방향 길이는, 제1 트레드 링(11)의 타이어 축 방향 길이와 동등하다.
제1 스포크(13)는, 제1 트레드 링(11)을 제1 내주부(12)에 연결한다. 제1 스포크(13)는, 예컨대, 고분자 재료에 의한 주형 성형체에 의해 형성될 수 있다. 본 실시형태에서는, 제1 타이어 피스(10)의 둘레 방향으로 경사지면서 연장되는 판형의 제1 스포크(13)가 적용되어 있다.
마찬가지로, 제2 타이어 피스(20)는, 접지면(21a)을 갖는 제2 트레드 링(21)과, 제2 내주부(22)와, 복수의 제2 스포크(23)를 포함한다. 제2 트레드 링(21), 제2 내주부(22) 및 제2 스포크(23)의 구성은, 제1 트레드 링(11), 제1 내주부(12) 및 제1 스포크(13)와 동등하다.
본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20)를 따로따로 제조하고, 그 후, 양자를 일체화할 수 있다. 따라서, 제1 타이어 피스(10)측의 제1 스포크(13)와 제2 타이어 피스(20)측의 제2 스포크(23)가 독립하여, 따로따로 성형될 수 있다. 이에 의해, 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)의 설계 자유도가 높아지고, 에어리스 타이어(1)의 유니포미티 성능 및 디자인 성능을 용이하게 높이는 것이 가능해진다.
제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20)는, 제1 내주부(12)와 제2 내주부(22) 간에 고착됨으로써, 일체화되어 있다. 이에 의해, 제1 타이어 피스(10)측의 제1 스포크(13) 및 제1 트레드 링(11)과 제2 타이어 피스(20)측의 제2 스포크(23) 및 제2 트레드 링(21)이 각각 독립적으로 변형할 수 있다. 따라서, 에어리스 타이어(1)의 승차감 성능 등이 향상된다.
제1 트레드 링(11)과 제2 트레드 링(21)은, 타이어 축 방향으로 간극 없이 인접하고 있다. 이에 의해, 코너링 시에 제1 트레드 링(11)과 제2 트레드 링(21)이 상호 지지되어, 에어리스 타이어(1)의 횡강성(橫剛性)이 높아진다. 제1 트레드 링(11)과 제2 트레드 링(21)은, 타이어 축 방향으로 떨어져 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 제1 트레드 링(11)과 제2 트레드 링(21) 사이에 홈이 형성되어, 웨트 노면에서의 배수 성능이 높아진다.
도 3은 타이어 축을 포함하는 에어리스 타이어(1)의 단면을 도시하고 있다. 도 3에 있어서, 하중 부하 시의 에어리스 타이어(1)의 형상은 실선으로, 무부하 시의 에어리스 타이어(1)의 형상은 파선으로 그려져 있다. 도 4는 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)의 배열을 타이어 축측에서 본 전개도이다. 도 4의 (a)에서는, 무부하 시의 에어리스 타이어(1)의 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)의 형상이 도시되고, 도 4의 (b)에서는, 하중 부하 시의 에어리스 타이어(1)의 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)의 형상이 도시되어 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)는, 에어리스 타이어(1)에의 하중 부하의 전후에 있어서, 서로 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있다. 여기서 하중이란, 예컨대, 에어리스 타이어(1)의 사용 조건에서, 상정되는 범위의 상한 하중을 말한다.
제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)는, 타이어 축 방향의 외측으로 볼록 형상으로 만곡하여 형성되어 있다. 이에 의해, 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)는, 하중 부하 시에, 타이어 축 방향의 외측으로 돌출되도록 휘어진다. 이에 의해, 타이어 축 방향으로 인접하는 제1 스포크(13)의 돌출 부분(13c)과 제2 스포크(23)의 돌출 부분(23c)이 서로 이격되는 방향으로 이동하여, 제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)의 접촉이 회피될 수 있다.
본 실시형태에서는, 제1 타이어 피스(10)는, 제1 내주부(12)에의 하중 부하의 전후에 있어서, 제1 스포크(13)에서 타이어 축 방향의 최대폭이 변화하지 않도록 형성되어 있다. 마찬가지로, 제2 타이어 피스(20)는, 제2 내주부(22)에의 하중 부하의 전후에 있어서, 제2 스포크(23)에서, 타이어 축 방향의 최대폭이 변화하지 않도록 형성되어 있다. 이에 의해, 에어리스 타이어(1)에의 하중 부하의 전후에 있어서, 제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)의 접촉이 보다 한층 회피될 수 있다.
한편, 하중의 부하에 의해 제1 트레드 링(11) 및 제2 트레드 링(21)은, 타이어 축 방향으로 약간 비대하여, 제1 타이어 피스(10) 및 제2 타이어 피스(20)의 최대폭에 영향을 미친다. 그러나, 부하 시의 제1 트레드 링(11) 및 제2 트레드 링(21)의 변형은, 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)의 변형에 대해 미소하기 때문에, 상기 최대폭의 변화에 관해서는, 고려하지 않는 것으로 한다.
보다 구체적으로는, 제1 타이어 피스(10)에 있어서, 제1 스포크(13)의 단부 가장자리부(13a)는, 제1 트레드 링(11)의 타이어 축 방향의 단부 가장자리부(11b)로부터 거리(D11)를 사이에 두고 내측에 배치되어 있다. 한편, 제1 스포크(13)의 단부 가장자리부(13b)는, 제1 트레드 링(11)의 타이어 축 방향의 단부 가장자리부(11c)로부터 거리(D12)를 사이에 두고 내측에 배치되어 있다.
마찬가지로, 제2 타이어 피스(20)에 있어서, 제2 스포크(23)의 단부 가장자리부(23a)는, 제2 트레드 링(21)의 타이어 축 방향의 단부 가장자리부(21b)로부터 거리(D21)를 사이에 두고 내측에 배치되어 있다. 한편, 제2 스포크(23)의 단부 가장자리부(23b)는, 제2 트레드 링(21)의 타이어 축 방향의 단부 가장자리부(21c)로부터 거리(D22)를 사이에 두고 내측에 배치되어 있다.
상기 거리(D11) 및 거리(D12)는, 하중 부하 시의 제1 스포크(13)의 타이어 축 방향으로의 돌출량에 따라 정할 수 있다. 이러한 관점에서, 바람직한 거리(D11) 및 거리(D12)는, 예컨대, 5 ㎜ 이상이다. 상기 거리(D21) 및 거리(D22)에 대해서도, 상기 거리(D11) 및 거리(D12)와 동일하다.
한편, 하중 부하 시의 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)가 동일 방향(예컨대, 차량의 내측 방향 또는 외측 방향)으로 돌출되도록, 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)가 구성되어 있어도 좋다. 이러한 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)에 의하면, 타이어 축 방향의 최대폭이 변화하는 경우라도 제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)의 접촉을 회피할 수 있다.
도 5 및 도 6은 에어리스 타이어(1)에의 하중 부하의 전후에 있어서의 제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)의 접촉을 회피할 수 있는 다른 형태가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)는, 타이어 축 방향으로 평행하게 연장된다. 이러한 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 하중 부하 시에 타이어 축 방향으로 돌출되지 않기 때문에, 상기 거리(D11, D12, D21 및 D22)는, 0 ㎜여도 좋다.
도 6에 도시된 제1 스포크(13)는, 서로 반대 방향으로 경사져서 연장되는 복수 쌍의 제1 스포크(13)가 형성되어 있다. 각 제1 스포크(13) 및 각 제2 스포크(23)의 타이어 둘레 방향에 대한 경사각의 절대값은 동일하다. 이러한 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)에서는, 각 스포크(13, 23)가 타이어 둘레 방향으로 연속되고, 또한 구름 운동 시에 동일한 형상으로 변형하기 때문에, 에어리스 타이어(1)의 유니포미티 성능이 향상된다. 도 6에 도시된 제1 스포크(13)의 상기 거리(D11 및 D12), 제2 스포크(23)의 상기 거리(D21 및 D22)는, 도 4에 도시된 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)의 경우와 동일하다.
도 7은 에어리스 타이어(1)의 측면도이다. 제1 타이어 피스(10)의 각 제1 스포크(13)는, 타이어 둘레 방향으로 주기적으로 배열되어 있다. 한편, 제2 타이어 피스의 제2 스포크(23)는, 타이어 둘레 방향으로 주기적으로 배열되어 있다. 그리고, 제1 스포크(13)의 배열은, 제2 스포크(23)의 배열에 대해, 타이어 둘레 방향으로 위상이 어긋나 있다. 이에 의해, 타이어 둘레 방향으로 경사지는 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)와 더불어, 제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)의 접촉이 보다 한층 회피된다.
또한, 타이어 둘레 방향으로 인접하는 제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)는, 타이어 둘레 방향으로 일부에 있어서 중복되도록 배치되어 있다. 이에 의해, 구름 운동 중인 에어리스 타이어(1)에 있어서, 제1 스포크(13) 또는 제2 스포크(23)에 의해, 도중에 끊기지 않고 연속해서 하중이 지지된다. 따라서, 에어리스 타이어(1)의 진동이 저감되고, 유니포미티 성능 및 승차감 성능이 향상된다.
이미 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 에어리스 타이어(1)는, 제1 타이어 피스(10) 및 제2 타이어 피스(20)로 분할되어 성형되고, 그 후 일체화되는 구조이다. 이 때문에, 제1 타이어 피스(10)측의 제1 스포크(13)와 제2 타이어 피스(20)측의 제2 스포크(23)가 따로따로 성형될 수 있다. 따라서, 타이어 둘레 방향으로 일부에 있어서 중복되는 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)를 간소한 구조의 금형을 이용하여 용이하게 또한 저비용으로 형성할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1 트레드 링(11)과 제2 트레드 링(21)은 동일 형상이다. 즉, 제1 트레드 링(11) 및 제2 트레드 링(21)은, 동일한 외부 직경 및 타이어 축 방향의 길이를 갖는다. 또한, 제1 트레드 링(11)의 접지면(11a) 및 제2 트레드 링(21)의 접지면(21a)에는, 동일한 홈 형상으로 이루어지는 트레드 패턴이 형성되어 있다. 이에 의해, 에어리스 타이어(1)의 설계가 용이해지고, 또한, 배수 성능이나 조종 안정 성능 등의 각종의 성능을 용이하게 향상시킬 수 있다.
제1 트레드 링(11)과 제2 트레드 링(21)은, 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20) 사이를 통과하는 타이어 회전축과 직각인 면에 대해, 대칭 형상인 것이 바람직하다. 이러한 제1 트레드 링(11) 및 제2 트레드 링(21)은, 에어리스 타이어(1)의 유니포미티 성능의 향상에 유효하다.
제1 스포크(13)와 제2 스포크(23)는, 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20) 사이를 통과하는 타이어 회전축과 직각인 면에 대해, 대칭 형상인 것이 바람직하다. 이러한 제1 스포크(13) 및 제2 스포크(23)는, 에어리스 타이어(1)의 유니포미티 성능의 향상에 유효하다.
본 실시형태에서는, 제1 타이어 피스(10)는, 그 적도면에 대해 비대칭 형상이다. 이에 의해, 제1 트레드 링(11), 제1 내주부(12) 및 제1 스포크(13)의 설계의 자유도가 높아지고, 에어리스 타이어(1)의 각종 성능이 용이하게 높아진다. 제2 타이어 피스(20)도, 그 적도면에 대해 비대칭 형상이다. 이에 의해, 제2 트레드 링(21), 제2 내주부(22) 및 제2 스포크(23)의 설계의 자유도가 높아지고, 에어리스 타이어(1)의 각종 성능이 용이하게 높아진다. 한편, 적어도, 제1 타이어 피스(10) 또는 제2 타이어 피스(20) 중 한쪽이, 그 적도면에 대해 비대칭 형상으로 형성되어 있어도 좋다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 에어리스 타이어(1)는, 제1 내주부(12) 또는 제2 내주부(22)를, 차축에 결합하기 위한 결합부(30)를 더 갖는다. 본 실시형태에서는, 결합부(30)는, 제1 내주부(12)의 타이어 축 방향의 외측에 장착되는 제1 결합부(31)를 갖는다. 제1 결합부(31)는, 디스크형으로 형성되고, 그 중심부에는, 차축과 결합하기 위한 허브 볼트를 삽입 관통시키는 관통 구멍(31a)이 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 결합부(30)는, 제1 내주부(12) 또는 제2 내주부(22)에 대해 착탈 가능하다. 이에 의해, 디자인이 상이한 제1 결합부(31)를 복수 종류 제조하여, 사용자의 기호에 따라 변경 가능하게 함으로써, 여러 가지 디자인의 에어리스 타이어(1)를 용이하게 제공할 수 있다. 또한, 제1 내주부(12) 및 제2 내주부(22)를 보편적인 디자인으로 하면서, 오프셋량이나 PCD가 상이한 복수 종류의 제1 결합부(31)를 제조하여, 차량의 설계에 따라 변경 가능하게 함으로써, 여러 가지 차종에 적합한 에어리스 타이어(1)를 용이하게 제공할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내주부(12)는, 제1 스포크(13)의 타이어 반경 방향 내측에 배치된 제1 원통부(12a)와, 제1 원통부(12a)의 내주측으로 돌출되는 제1 플랜지부(12b)를 포함한다. 제1 플랜지부(12b)는, 제1 타이어 피스(10)의 축 방향으로 수직으로 형성되어 있다.
한편, 제2 내주부(22)는, 제2 스포크(23)의 타이어 반경 방향 내측에 배치된 제2 원통부(22a)와, 제2 원통부(22a)의 내주측으로 돌출되는 제2 플랜지부(22b)를 포함한다. 제2 플랜지부(22b)는, 제2 타이어 피스(20)의 축 방향으로 수직으로 형성되어 있다.
제1 플랜지부(12b) 및 제2 플랜지부(22b)는, 결합부(30)를 통해 고착된다. 이에 의해, 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20)가, 제1 내주부(12) 및 제2 내주부(22)에서 일체화된다.
결합부(30)는, 제1 플랜지부(12b)와 제2 플랜지부(22b) 사이에 장착되는 제2 결합부(32)를 갖는다. 제1 결합부(31), 제1 플랜지부(12b), 제2 결합부(32) 및 제2 플랜지부(22b)는, 볼트 등의 체결구에 의해 함께 체결됨으로써 일체화되며, 제1 내주부(12), 제2 내주부(22) 및 결합부(30)가 일체화된다. 이에 의해, 제1 내주부(12) 및 제2 내주부(22)의 결합 강도 및 결합 강성이 높아진다. 한편, 제1 플랜지부(12b), 제2 플랜지부(22b), 제1 결합부(31) 및 제2 결합부(32)에는, 볼트를 삽입 관통시키는 관통 구멍(12c, 22c, 31b 및 32b)이 형성되어 있다.
타이어 축 방향의 길이가 상이한 복수 종류의 제2 결합부(32)를 제조함으로써, 제1 타이어 피스(10)와 제2 타이어 피스(20) 간의 간격을 변경하거나, 에어리스 타이어(1)의 총 폭을 변경하는 것도 가능하다. 또한, 제2 결합부(32)를 없애고, 제1 플랜지부(12b)와 제2 플랜지부(22b)가 직접 접촉되어 고착되는 구성이어도 좋다.
이상, 본 발명의 에어리스 타이어가 상세히 설명되었으나, 본 발명은 상기한 구체적인 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지 양태로 변경하여 실시된다. 본 발명은 적어도, 제1 타이어 피스와 제2 타이어 피스가, 타이어 축 방향으로 늘어선 상태로 일체화되어 있는 구성이면 되고, 그 형태는 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 내주부(12) 및 제2 내주부(22)가, 각각 따로따로 차축에 결합됨으로써, 일체화되어 있어도 좋다. 또한, 3개 이상의 타이어 피스에 의해, 에어리스 타이어가 구성되어 있어도 좋다.
[실시예]
도 1, 도 2의 기본 구조를 이루는 125/80R13의 공기 타이어와 사이즈 호환성을 갖는 에어리스 타이어가, 표 1의 사용에 기초해서 시험 제작되어, 그 유니포미티 성능, 생산 성능 및 디자인 성능이 검증되었다.
<유니포미티 성능>
각 에어리스 타이어의 RFV, LFV가 측정되고, 그 스포크수의 차수 성분의 값으로부터 스포크에 기인하는 성분이 추출되어 평가되었다. 평가 "S"는 진동이 없다고 판단할 수 있는 레벨, 평가 "A"는 진동은 있으나 운전자 또는 동승자로부터의 불평이 나오지 않는다고 판단할 수 있는 레벨이다. 또한, 평가 "B"는 진동은 있고, 운전자 또는 동승자로부터의 불평이 나온다고 판단할 수 있는 레벨, 평가 "C"는 진동은 있고, 차량을 직진시키는 것이 곤란하다고 판단할 수 있는 레벨이다.
<생산 성능>
각 에어리스 타이어의 스포크를 성형하는 금형 구조의 복잡함이, 금형 설계자에 의해 평가되었다. 결과는, 실시예 1을 100으로 하는 지수로 표시되며, 수치가 클수록 금형 구조가 간소하고 생산 성능이 우수하다.
<디자인 성능>
각 에어리스 타이어의 설계의 자유도가, 에어리스 타이어의 설계자에 의해 평가되었다. 트레드 링의 중량이 측정되었다. 결과는, 실시예 1을 100으로 하는 지수로 표시되며, 수치가 클수록 설계의 자유도가 높고, 디자인 성능이 우수하다.
Figure 112016101285479-pat00001
표 1로부터 명백한 바와 같이, 실시예의 에어리스 타이어는, 비교예에 비해, 유니포미티 성능, 생산 성능 및 디자인 성능이 향상되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
1: 에어리스 타이어 10: 제1 타이어 피스
11: 제1 트레드 링 11a: 접지면
12: 제1 내주부 12a: 제1 원통부
12b: 제1 플랜지부 13: 제1 스포크
20: 제2 타이어 피스 21: 제2 트레드 링
21a: 접지면 22: 제2 내주부
22a: 제2 원통부 22b: 제2 플랜지부
23: 제2 스포크 30: 결합부

Claims (12)

  1. 접지면을 갖는 원통형의 제1 트레드 링과, 상기 제1 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치된 제1 내주부와, 상기 제1 트레드 링을 상기 제1 내주부에 연결하기 위한 복수의 제1 스포크(spoke)를 포함하는 제1 타이어 피스, 및
    접지면을 갖는 원통형의 제2 트레드 링과, 상기 제2 트레드 링의 반경 방향 내측에 배치된 제2 내주부와, 상기 제2 트레드 링을 상기 제2 내주부에 연결하기 위한 복수의 제2 스포크를 포함하는 제2 타이어 피스
    를 적어도 포함하고, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스는, 타이어 축 방향으로 늘어선 상태로 일체화되어 있으며,
    상기 각 타이어 피스는, 상기 각 내주부에의 하중 부하의 전후에 있어서, 타이어 축 방향의 최대폭이 변화하지 않는 것을 특징으로 하는 에어리스 타이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 내주부와 상기 제2 내주부 간의 고착에 의해, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스가 일체화되어 있는 것인 에어리스 타이어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 트레드 링과 상기 제2 트레드 링은, 타이어 축 방향으로 간극 없이 인접하고 있는 것인 에어리스 타이어.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에어리스 타이어에의 하중 부하의 전후에 있어서, 상기 제1 스포크 및 상기 제2 스포크는, 서로 접촉하지 않는 위치에 배치되어 있는 것인 에어리스 타이어.
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 타이어 피스의 상기 제1 스포크는, 타이어 둘레 방향으로 주기적으로 배열되어 있고,
    상기 제2 타이어 피스의 상기 제2 스포크는, 타이어 둘레 방향으로 주기적으로 배열되어 있으며,
    상기 제1 스포크의 상기 배열은, 상기 제2 스포크의 상기 배열에 대해, 타이어 둘레 방향으로 위상이 어긋나 있는 것인 에어리스 타이어.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 상기 트레드 링과 상기 스포크에 관해, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스는, 동일 형상인 것인 에어리스 타이어.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 상기 트레드 링과 상기 스포크에 관해, 상기 제1 타이어 피스와 상기 제2 타이어 피스는, 이들 사이를 통과하는 타이어 회전축과 직각인 면에 대해, 대칭 형상인 것인 에어리스 타이어.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 타이어 피스 및 상기 제2 타이어 피스 중 적어도 한쪽은, 각각의 적도면에 대해 비대칭 형상인 것인 에어리스 타이어.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 내주부 또는 상기 제2 내주부를, 차축에 결합하기 위한 결합부를 더 구비하는 것인 에어리스 타이어.
  11. 제10항에 있어서, 상기 결합부는, 상기 제1 내주부 또는 상기 제2 내주부에 대해 착탈 가능한 것인 에어리스 타이어.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 내주부는, 상기 제1 스포크의 타이어 반경 방향 내측에 배치된 제1 원통부와, 상기 제1 원통부의 내주측으로 돌출되며 상기 결합부와 고착되는 제1 플랜지부를 포함하고,
    상기 제2 내주부는, 상기 제2 스포크의 타이어 반경 방향 내측에 배치되는 제2 원통부와, 상기 제2 원통부의 내주측으로 돌출되며 상기 결합부와 고착되는 제2 플랜지부를 포함하는 것인 에어리스 타이어.
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