KR102412858B1

KR102412858B1 - 비공기입 타이어

Info

Publication number: KR102412858B1
Application number: KR1020200160290A
Authority: KR
Inventors: 허정무; 박범호; 손창영
Original assignee: 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-06-27
Also published as: KR20220072950A

Abstract

본 발명의 일 실시 예는 하중을 보다 효과적으로 분산시킬 수 있는 비공기입 타이어를 제공한다. 본 발명의 실시 예에 따른 비공기입 타이어는, 지면에 대응되는 부분을 포함하는 트레드부(Tread Part); 차축과 연결되는 부분을 포함하는 림부(Rim Part); 및 트레드부와 림부의 사이에 위치하고, 트레드부와 림부를 연결하는 스포크부(Spoke Part); 를 포함하고, 스포크부는 림부의 외측면(Outer Side Surface)에 대응되고, 림부의 외측면을 감싸는 부분을 포함하는 바탕부(Bottom Part); 트레드부의 내측면(Inner Side Surface)에 대응되고, 차축과 교차하는 수평방향(Horizontal Direction)으로의 단면이 원형태를 갖는 부분을 포함하는 머리부(Head Part); 및 바탕부와 머리부의 사이에 위치하고, 바탕부와 머리부를 연결하는 메인 스포크부(Main Spoke Part);를 포함한다.

Description

비공기입 타이어 {NON-PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 비공기입 타이어에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 하중을 보다 효과적으로 분산시킬 수 있는 비공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 소형 차량부터 중장비 차량까지 다양한 차량의 휠에 장착될 수 있다.

이러한 타이어는 차량의 하중을 지지하는 기능, 차량의 동력을 지면에 전달하는 동력전달 기능 및 차량 주행 시 발생되는 진동, 충격 등을 완충하는 기능을 수행할 수 있다.

종래에는 대부분의 차량에 공기입 타이어를 사용하였다.

공기입 타이어의 경우 내부에 공기압이 구비되어 충돌, 굴신에 대한 완충 작용이 우수한 효과가 있으나, 외부 물질에 의한 찔림이나 충격 등으로 타이어가 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

타이어가 파손되는 경우에는 내부 공기압이 유지되기 어려워서 차량의 핸들링, 제동능력을 저하시켜 안전 문제가 발생할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 내부의 공기 충진을 필요로 하지 않는 비공기입 타이어가 개발되었다.

비공기입 타이어에 대한 종래기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0047166호[문헌 1]에서는 스포크(4, 스포크부에 대응)가 트레드 링(2, 트레드부에 대응)과 허브부(3, 림부에 대응)의 사이에서 비스듬하게 신장되는 기술적 구성을 게시하고 있다.

문헌 1에 따른 비공기입 타이어에서는 스포크의 위치에 따라 특정 부분에 하중이 집중되는 문제점이 있다.

비공기입 타이어에 대한 또 다른 종래기술로서 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0101006호[문헌 2]에서는 스포크(4, 스포크부에 대응)가 트레드 링(2, 트레드부에 대응)과 허브(3, 림부에 대응)의 사이에서 타이어 축방향선에 대하여 경사지게 배치되고, 아울러 경사진 방향이 다른 두 개의 스포크(4)를 번갈아가며 배치하는 기술적 구성을 게시하고 있다.

문헌 2에 따른 비공기입 타이어에서도 스포크의 위치에 따라 특정 부분에 하중이 집중되는 문제점이 여전히 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0047166호 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0101006호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 하중에 특정 위치에 집중되는 것을 억제 또는 방지하는 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, 지면에 대응되는 부분을 포함하는 트레드부(Tread Part); 차축과 연결되는 부분을 포함하는 림부(Rim Part); 및 상기 트레드부와 상기 림부의 사이에 위치하고, 상기 트레드부와 상기 림부를 연결하는 스포크부(Spoke Part); 를 포함하고, 상기 스포크부는 상기 림부의 외측면(Outer Side Surface)에 대응되고, 상기 림부의 외측면을 감싸는 부분을 포함하는 바탕부(Bottom Part); 상기 트레드부의 내측면(Inner Side Surface)에 대응되고, 상기 차축과 교차하는 수평방향(Horizontal Direction)으로의 단면이 원형태를 갖는 부분을 포함하는 머리부(Head Part); 및 상기 바탕부와 상기 머리부의 사이에 위치하고, 상기 바탕부와 머리부를 연결하는 메인 스포크부(Main Spoke Part);를 포함하고, 상기 차축과 나란한 수직방향(Vertical Direction)으로 상기 메인 스포크부의 최대 폭은 상기 바탕부의 최대 폭 및 상기 머리부의 최대 폭보다 더 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 메인 스포크부는 상기 수평방향으로 상기 트레드부와 상기 림부 사이의 공간을 막을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 메인 스포크부는 상기 메인 스포크부를 관통하는 복수의 홀을 포함하는 벌집 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 메인 스포크부는 엠보싱(Embossing) 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 스포크부의 재질은 고무(Rubber), 폴리우레탄(Poly Urethane, PU), 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP), 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP), 강철(Steel) 및 스프링강(Spring Steel) 중 선택된 어느 하나의 재질 혹은 선택된 2개 이상의 재질을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 메인 스포크부는 상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하는 감소부분(Decreasing Part), 상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함하는 증가부분(Increasing Part) 및 상기 감소부분과 상기 증가부분의 사이에 위치하고, 폭이 유지되는 부분을 포함하는 유지부분(Maintaining Part)을 포함하고, 상기 감소부분은 상기 바탕부에 접촉하는 부분을 포함하고, 상기 증가부분은 상기 머리부에 접촉하는 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 메인 스포크부는 상기 수평방향으로 주름진 주름부(Pleat Part)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하는 감소부분, 상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함하는 증가부분, 일측 끝단이 상기 감소부분에 연결되고, 제 1 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하는 제 1 부분(First Part), 일측 끝단이 상기 제 1 부분의 타측 끌단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함하는 제 1 굴곡부분(First Curved Part), 일측 끝단이 상기 제 1 굴곡부분의 타측 끝단에 연결되며, 제 2 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하는 제 2 부분(Second Part), 일측 끝단이 상기 제 2 부분의 타측 끝단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함하는 제 2 굴곡부분(Second Curved Part), 일측 끝단이 상기 제 2 굴곡부분의 타측 끝단에 연결되며, 제 3 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하는 제 3 부분(Third Part), 일측 끝단이 상기 제 3 부분의 타측 끝단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함하는 제 3 굴곡부분(Third Curved Part) 및 일측 끝단이 상기 제 3 굴곡부분의 타측 끝단에 연결되고, 제 4 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하며, 타측 끝단은 상기 증가부분에 연결되는 제 4 부분(Fourth Part)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제 1 사선 방향 및 상기 제 3 사선 방향은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 우측을 향해 기울어진 방향이고, 상기 제 2 사선 방향 및 상기 제 4 사선 방향은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 좌측을 향해 기울어진 방향이고, 상기 제 1 굴곡부분 및 상기 제 3 굴곡부분은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 좌측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함하고, 상기 제 2 굴곡부분은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 우측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제 1 사선방향과 상기 제 2 사선방향 사이의 각도, 상기 제 2 사선방향과 상기 제 3 사선방향 사이의 각도 및 상기 제 3 사선방향과 상기 제 4 사선방향 사이의 각도는 모두 예각일 수 있다.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 특정 위치에 하중이 집중되는 것을 억제 또는 방지함으로서 차체에 전달되는 충격을 효과적으로 분산시킬 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 타이어의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 효과는, 타이어의 내구성을 향상시킬 수 있다는 것이다.

그리고, 본 발명의 효과는, 주행 중 안락함을 향상시킬 수 있다는 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 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 비공기입 타이어의 구성에 대해 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 7은 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 홀이 형성된 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 스포크부가 엠보싱 구조를 갖는 경우에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 15는 주름진 형태의 부분을 포함하는 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 16 내지 도 18은 또 다른 타입의 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 19 내지 도 20은 보강재가 포함된 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다.

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 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 비공기입 타이어의 구성에 대해 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 살펴보면, 본 발명에 따른 비공기입 타이어(1A)는 트레드부(Tread Part, 20), 림부(Rim Part, 30) 및 스포크부(Spoke Part, 10)를 포함할 수 있다.

트레드부(20)는 지면에 대응되는 부분을 포함할 수 있다. 다르게 표현하면, 트레드부(20)는 지면에 접촉하는 부분을 포함할 수 있다.

이러한 트레드부(20)는 지면과의 마찰에 대응하기 위해 내마모성이 우수한 고무 조성물을 포함할 수 있다.

아울러, 트레드부(20)의 외측면(Outer Side Surface), 즉 접지면에는 웨트(Wet) 성능을 부여하기 위한, 트레드 홈(도시하지 않음)이 하나 이상의 패턴 형상으로 형성될 수 있다.

림부(30)는 공기입 타이어에서 타이어 휠에 해당될 수 있다.

림부(30)는 차축(40)과 연결되는 부분을 포함할 수 있다. 다르게 표현하면, 림부(30)는 차량의 엔진(미도시) 혹은 모터가 제공하는 회전력을 비공기입 타이어(1A)에 전달하기 위한 차축(40)과 연결될 수 있다.

림부(30)는 차축(40)과의 연결을 위한 적어도 하나의 연결수단(미도시)을 포함할 수 있다.

이러한 림부(30)는 스틸, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등의 금속 재질을 포함할 수 있다.

스포크부(10)는 트레드부(20)와 림부(30)의 사이에 위치하고, 트레드부(20)와 림부(30)를 연결할 수 있다.

스포크부(20)는 스포크부(20)는 비공기입 타이어(1A)에 가해지는 충격을 분산 및 흡수함으로써 완충재 역할을 할 수 있으며, 차량의 하중을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.

이러한 스포크부(20)는 효과적으로 충격을 흡수하고 차량의 하중을 지지하기 위해 수지 재질, 예컨대 열가소성 수지 및/또는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 안전성의 관점에서 스포크부(20)는 열경화성 수지, 예컨대 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 폴리우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 폴리이미드계 수지 및/또는 멜라민계 수지 중 선택된 하나 이상의 재질을 포함할 수 있다.

아울러, 스포크부(20)의 재질은 위에서 설명한 수지 재질, 고무(Rubber), 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP), 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP), 강철(Steel) 및 스프링강(Spring Steel) 중 선택된 어느 하나의 재질 혹은 선택된 2개 이상의 재질을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 비공기입 타이어(1A)의 외관을 보다 명확히 보여주기 위해 차축(40)을 제거한 형태를 도 2의 (A) 및 (B)에 나타내었다.

도 1에 표시된 DRH는 차축(40)과 교차하는 방향(혹은 수직한 방향), 즉 수평방향(Horizontal Direction, DRH)이라고 할 수 있다.

이러한 수평방향(DRH)을 비공기입 타이어(1A)의 원주 방향 혹은 방사 방향이라고 할 수 있다.

DRV는 차축(40)과 나란한 방향(혹은 평행한 방향), 즉 수직방향(Vertical Direction, DRV)이라고 할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 비공기입 타이어(1A)의 스포크부(10)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 7은 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.

도 3을 살펴보면, 스포크부(10)는 바탕부(Bottom Part, 120), 머리부(Head Part, 110) 및 메인 스포크부(Main Spoke Part, 100)를 포함할 수 있다.

도 3은 스포크부(10)를, 수평방향(DRH)을 기준으로, 비공기입 타이어(1A)의 좌측 혹은 우측에서 바라본 모습을 표시한 것으로 볼 수 있다.

바탕부(120)는 림부(30)의 외측면(Outer Side Surface)에 대응되고, 림부(30)의 외측면을 감싸는 부분을 포함할 수 있다.

이러한 바탕부(120)의 수평방향(DRH)으로의 단면은 원(Circle) 형태를 가질 수 있다. 이를 고려하면, 바탕부(120)를 내륜부(Inner Ring Part)라고 할 수 있다.

머리부(110)는 트레드부(20)의 내측면(Inner Side Surface)에 대응되고, 수평방향(DRH)으로의 단면이 원형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다. 이를 고려하면, 머리부(110)를 외륜부(Outer Ring Part)라고 할 수 있다.

머리부(110)와 바탕부(120)의 수평방향(DRH)을 단면은 서로 동심원 형태를 이룰 수 있다.

메인 스포크부(100)는 바탕부(120)와 머리부(110)의 사이에 위치하고, 바탕부(120)와 머리부(110)를 연결할 수 있다.

이에 따라, 메인 스포크부(100)는 수평방향(DRH)으로 트레드부(20)와 림부(30) 사이의 공간을 막는 것이 가능하다. 바람직하게는, 메인 스포크부(100)는 수평방향(DRH)으로 트레드부(20)와 림부(30) 사이의 공간을 완전히 막는 것이 가능하다.

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 스포크부(10)의 수직방향(DRV)의 단면을 보면, 메인 스포크부(100)가 바탕부(120)와 머리부(110)를 연결하는 것을 확인할 수 있다.

바탕부(120)는 림부(30)에 접촉하는 부분을 포함하고, 머리부(110)는 트레드부(20)에 접촉하는 부분을 포함하는 것도 확인할 수 있다.

도 5를 살펴보면, 수직방향(DRV)으로 수직방향(DRV)으로 메인 스포크부(100)의 최대 폭(W1)은 바탕부(120)의 최대 폭(W3) 및 머리부(110)의 최대 폭(W2)보다 더 작을 수 있다.

이러한 스포크부(10)의 형태를 I빔 형태 혹은 H빔 형태라고 볼 수도 있다.

메인 스포크부(100)는 감소부분(Decreasing Part, 103), 증가부분(Increasing Part, 102) 및 유지부분(Maintaining Part, 101)을 포함할 수 있다.

감소부분(103)은 바탕부(120)에 인접하게 위치하여(연결) 바탕부(120)에 접촉하는 부분을 포함하고, 아울러 바탕부(120)로부터 머리부(110)로 갈수록 수직방향(DRH)으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함할 수 있다.

증가부분(102)은 머리부(110)에 인접하게 위치하여(연결) 머리부(110)에 접촉하는 부분을 포함하고, 아울러 바탕부(120)로부터 머리부(110)로 갈수록 수직방향(DRH)으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함할 수 있다.

유지부분(101)은 감소부분(103)과 증가부분(102)의 사이에 위치하고, 폭(W1a)이 대략 일정하게 유지되는 부분을 포함할 수 있다.

이러한 유지부분(101)은 바탕부(120)로부터 머리부(110)를 향해 수평방향(DRH)으로 연장되는 것으로도 볼 수 있다.

이러한 스포크부(10)는 하중이 특정 부분에 집중되는 것을 충분히 억제 또는 방지할 수 있다. 다르게 표현하면, 스포크부(10)는 하중을 충분히 고르게 분산시키는 것이 가능하다. 하중 분산에 대해 첨부된 도 6을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

도 6을 살펴보면, 스포크부(10)의 하부측(지면에 대응하는 부분 혹은 접지부)에서는 최대 압축응력이 대략 1.72MPa이고, 스포크부(10)의 상부측(비접지부)의 최대 인장응력은 대략 3.13MPa인 것을 확인할 수 있다.

이는 스포크부(10)의 하부측에 걸리는 응력이 전체 응력 중 대략 35%를 차지하고, 스포크부(10)의 상부측에 걸리는 응력이 전체 응력 중 대략 65%를 차지하는 것을 나타낼 수 있다.

도 6에서 트레드 영역이라고 표시한 값은 트레드부(20)의 응력값을 나타낼 수 있다.

반면에, 도 7의 (A) 및 (B)를 살펴보면, 본 발명과 다른 구조의 스포크부에서는 스포크부의 하부측의 응력은 전체에서 대략 86% 혹은 74%이고, 스포크부의 상부측의 응력은 전체에서 대략 14% 혹은 26%인 것을 확인할 수 있다.

도 6과 도 7의 (A), (B)를 비교하면, 본 발명에 따른 스포크부(10)가 응력의 분산 효과가 더 개선된 것을 확인할 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 비공기입 타이어(1A)에서는 스포크부(10)에 걸리는 응력을 보다 효과적으로 분산시킴으로써 차체에 전달되는 충격을 분산시켜 차량의 내구도 및 주행 중 안락성을 향상시키는 것이 가능하다.

아울러, 본 발명에 따른 스포크부(10)에서는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 스포크부(10)의 하부측의 응력이 상부측의 응력에 비해 더 작을 수 있다. 이에 따라, 차량의 주행 중 안락성을 더욱 향상시키는 것이 가능할 수 있다.

도 8은 홀이 형성된 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.

도 8을 살펴보면, 메인 스포크부(100)는 메인 스포크부(100)를 관통하는 복수의 홀을 포함하는 벌집 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

여기서는, 메인 스포크부(100)가 벌집 구조를 갖는 부분을 포함하는 경우만을 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 예를 들면, 메인 스포크부(100)에 형성되는 홀은 4각 형태를 갖는 것도 가능할 수 있다.

이를 고려하면, 메인 스포크부(100)는 다양한 형태의 홀을 포함하는 그물망 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

한편, 스포크부(10)는 엠보싱(Embossing) 구조를 갖는 부분을 포함하는 것이 가능하다. 이에 대해, 첨부된 도 9 내지 도 11을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

도 9 내지 도 11은 스포크부가 엠보싱 구조를 갖는 경우에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 상세히 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.

도 9를 살펴보면, 스포크부(10)는 올록볼록한 엠보싱 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

예를 들면, 스포크부(10)에서 메인 스포크부(100)가 엠보싱 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

스포크부(10)에 적용할 수 있는 엠보싱 구조를 도 10의 (A), (B)에 나타내었다.

도 10의 (A)는 Parallel 타입의 엠보싱 구조를 나타내고 있고, 도 10의 (B)는 Diagonal 타입의 엠보싱 구조를 나타내고 있다.

도 11의 (A) 및 (B)를 살펴보면, Parallel 타입 및 Diagonal 타입의 엠보싱 구조가 적용되는 경우에는 스프링백 감소효과를 획득할 수 있음을 확인할 수 있다.

한편, 스포크부(10)는 주름진 부분을 포함하는 것이 가능하다. 이에 대해 첨부된 도 12 내지 도 15를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

도 12 내지 도 15는 주름진 형태의 부분을 포함하는 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.

도 12 및 도 13을 살펴보면, 메인 스포크부(100)는 수평방향(DRH)으로 주름진 주름부(Pleat Part, PP)를 포함할 수 있다.

도 13에서와 같이, 비공기입 타이어(1A)를 수직방향(DRV)으로 절단한 단면에서 주름부(PP)가 나타나 있다. 이러한 주름부(PP)는 메인 스포크부(100)가 수평방향(DRH)으로 접혀서 형성된 것과 같은 형태를 가질 수 있다.

이처럼, 메인 스포크부(100)가 주름부(PP)를 포함하는 경우에는 응력의 분산 효과, 즉 하중의 분산 효과를 더욱 개선할 수 있다.

도 14를 살펴보면, 메인 스포크부(100)는 감소부분(103a), 증가부분(102a), 제 1 부분(First Part, 100a), 제 1 굴곡부분(First Curved Part, 100b), 제 2 부분(Second Part, 100c), 제 2 굴곡부분(Second Curved Part, 100d), 제 3 부분(Third Part, 100e), 제 3 굴곡부분(Third Curved Part, 100f) 및 제 4 부분(Fourth Part, 100g)을 포함할 수 있다.

감소부분(103a)은 바탕부(120)로부터 머리부(110)로 갈수록 수직방향(DRV)으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함할 수 있다.

증가부분(102a)은 바탕부(120)로부터 머리부(110)로 갈수록 수직방향(DRV)으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함할 수 있다.

도 14에서 감소부분(103a)과 증가부분(102a)의 식별부호를 앞선 도 5에서 설명한 내용과 다르게 설정한 것은 도 14의 감소부분(103a) 및/또는 증가부분(102a)은 도 5의 감소부분(103) 및/또는 증가부분(102)과 형태가 다를 수 있기 때문이다.

이하에서도 형태가 변경될 수 있는 구성요소에 대해서는 다른 부호를 부여하는 것이 가능하다.

제 1 부분(100a)의 일측 끝단은 감소부분(103a)에 연결되고, 제 1 사선방향으로 연장되는 부분을 포함할 수 있다.

제 1 굴곡부분(100b)의 일측 끝단은 제 1 부분(100a)의 타측 끌단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 굴곡부분(100b)의 굴곡진 부분은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 좌측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

여기서, 비공기입 타이어(1A)의 좌측 및 우측은 설명의 편의를 위해 임의로 설정한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닐 수 있다. 예를 들면, 도 14에 표시된 비공기입 타이어(1A)의 우측이 실제로는 비공기입 타이어(1A)의 좌측에 해당되는 것이 가능할 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의성과 일관성을 위해 제 1 굴곡부분(100b)이 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기기입 타이어(1A)의 좌측을 향해 오목한 형태를 갖는 것을 기준으로 설명하기로 한다.

제 2 부분(100c)의 일측 끝단은 제 1 굴곡부분(100b)의 타측 끝단에 연결되며, 제 2 사선방향으로 연장되는 부분을 포함할 수 있다.

제 2 굴곡부분(100d)의 일측 끝단은 제 2 부분(100c)의 타측 끌단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

여기서, 제 2 굴곡부분(100d)의 굴곡진 부분은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 우측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

제 3 부분(100e)의 일측 끝단은 제 2 굴곡부분(100d)의 타측 끝단에 연결되며, 제 3 사선방향으로 연장되는 부분을 포함할 수 있다.

제 3 굴곡부분(100f)의 일측 끝단은 제 3 부분(100e)의 타측 끝단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

여기서, 제 3 굴곡부분(100f)의 굴곡진 부분은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 좌측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

제 4 부분(100g)의 일측 끝단은 제 3 굴곡부분(100f)의 타측 끝단에 연결되고, 제 4 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하며, 제 4 부분(100g)의 타측 끝단은 증가부분(102a)에 연결될 수 있다.

여기서, 제 1 사선 방향 및 제 3 사선 방향은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 우측을 향해 기울어진 방향일 수 있다.

아울러, 제 2 사선 방향 및 제 4 사선 방향은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 좌측을 향해 기울어진 방향일 수 있다.

위와 같은 제 1, 2, 3, 4 사선 방향에 대한 정리는 바탕부(120)로부터 출발하여 머리부(110)에 도달하는 것을 가정하여 설명한 것이다.

이를 고려하면, 제 1 부분(100a) 및 제 3 부분(100e)은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 우측을 향해 비슷듬하게 기울어지는 것으로 볼 수 있다.

아울러, 제 2 부분(100c) 및 제 4 부분(100g)은 수평방향(DRH)을 기준으로 비공기입 타이어(1A)의 좌측을 향해 비스듬하게 기울어지는 것으로 볼 수 있다.

메인 스포크부(100)의 안정성을 위해 수직방향(DRV)으로 바탕부(120) 및 머리부(110)가 메인 스포크부(100)보다 소정 길이(S1, S2)만큼 더 연장되는 것이 바람직할 수 있다.

제 1 사선방향(제 1 부분(100a)의 진행방향)과 제 2 사선방향(제 2 부분(100c)의 진행방향) 사이의 각도를 제 1 각도(θ1)라 하고, 제 2 사선방향과 제 3 사선방향(제 3 부분(100e)의 진행방향) 사이의 각도를 제 2 각도(θ2)라 하고, 제 3 사선방향과 제 4 사선방향(제 4 부분(100g)의 진행방향) 사이의 각도를 제 3 각도(θ3)라고 가정하자.

여기서, 제 1 각도(θ1), 제 2 각도(θ2) 및 제 3 각도(θ3)는 모두 예각일 수 있다. 구조적 안정성을 위해 제 2 각도(θ2)는 제 1 각도(θ1) 및 제 3 각도(θ3)보다 더 작을 수 있다.

스포크부(10)의 구조적 안정성을 더욱 개선하기 위해, 바탕부(120)와 인접한 감소부분(103a)에 연결되는 제 1 부분(100a)의 길이 및 머리부(110)와 인접한 증가부분(102a)에 연결되는 제 4 부분(100g)의 길이는 상대적으로 작을 수 있다. 자세하게는, 제 1 부분(100a)의 길이 및 제 4 부분의 길이는 제 2 부분(100c)의 길이 및 제 3 부분(100e)의 길이보다 더 짧을 수 있다.

제 1 부분(100a), 제 2 부분(100c), 제 3 부분(100e) 및 제 4 부분(100g) 중 적어도 하나는 두께가 일정하게 유지되는 부분을 포함할 수 있다.

아울러, 제 1 굴곡부분(100b), 제 2 굴곡부분(100d) 및/또는 제 3 굴곡부분(100f)은 두께가 제 1 부분(100a), 제 2 부분(100c), 제 3 부분(100e) 및 제 4 부분(100g)의 두께보다 더 두꺼운 부분을 포함할 수 있다.

예를 들면, 도 15에 나타나 있는 바와 같이, 제 1 굴곡부분(100b)에서 굴곡진 부분에서의 두께(T2)는 제 1 부분(100a)의 벽두께(T1) 및 제 2 부분(100c)의 벽두께(T3)보다 클 수 있다.

앞선 도 5에서는 '폭'이라는 표현을 사용하고, 여기 도 15에서는 '두께'라는 표현을 사용한 것은 도 15의 경우에 주름에 의해 진행방향이 앞선 도 5의 경우와 다르기 때문일 수 있다. 이를 고려하면, 메인 스포크부(100)에서 '폭'과 '두께'는 유사 혹은 동일한 의미로 해석될 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 바와는 다른 구조의 스포크부(10)를 적용하는 것도 가능할 수 있다. 이에 대해, 첨부된 도 16 내지 도 18을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

도 16 내지 도 18은 또 다른 타입의 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 내용에 대한 설명은 생략될 수 있다.

이하에서 설명하는 감소부분(103b, 103c, 103d, 103e) 및 증가부분(102b, 102c, 102d, 102e)은 앞서 설명한 다른 식별부호가 부여된 감소부분 및 증가부분에 대한 설명으로 충분히 설명될 수 있을 것이다.

아울러, 이하에서는 메인 스포크부(100h, 100i, 100j, 100k)에 앞서 설명한 바와는 다른 식별부호를 부여하여 설명하기로 한다.

이처럼, 메인 스포크부(100h, 100i, 100j, 100k)의 식별부호를 앞서 설명한 바와 다르게 부여한 것은 이하에서 설명하는 메인 스포크부(100h, 100i, 100j, 100k)의 형태가 앞서 설명한 것과는 다르지만, 추가적인 식별부호를 사용하지 않고 형태의 차이에 초점을 맞춰서 설명하기 위함이다.

도 16의 (A)를 살펴보면, 스포크부(100)는 감소부분(103b), 증가부분(102b) 및 메인 스포크부(100h)를 포함할 수 있다.

메인 스포크부(100h)는 감소부분(103b)과 증가부분(102b)의 사이에서 감소부분(103b)과 증가부분(102b)을 연결할 수 있다.

아울러, 메인 스포크부(100h)는 수평방향(DRH)을 기준으로 좌측 혹은 우측으로 오목한 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다. 즉, 메인 스포크부(100h)가 한쪽 방향으로 구부러지는 형태를 가질 수 있다.

이러한 경우, 메인 스포크부(100h)의 수직방향(DRV)으로의 높이(Z2)는 수평방향(DRH)으로의 높이(Z1)보다 더 작을 수 있다. 여기서는, 메인 스포크부(100)의 형태로 인해 '높이'라는 표현을 사용하였다.

도 16의 (B)를 살펴보면, 스포크부(100)는 감소부분(103c), 증가부분(102c) 및 메인 스포크부(100c)를 포함하고, 여기서 메인 스포크부(100c)는 수평방향(DRH)을 기준으로 좌측으로 오목한 형태를 갖는 부분 및 우측으로 오목한 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

이러한 경우에도, 메인 스포크부(100h)의 수직방향(DRV)으로의 높이(Z3)는 수평방향(DRH)으로의 높이(Z1)보다 더 작을 수 있다.

도 17의 (A)를 살펴보면, 스포크부(100)는 감소부분(103d), 증가부분(102d) 및 메인 스포크부(100d)를 포함하고, 여기서 메인 스포크부(100d)는 그 단면이 대략 다각형(예를 들면 4각형) 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

여기서, 메인 스포크부(100d)의 구부러진 모서리 부분에는 소정의 곡률을 갖는 부분이 포함될 수 있다.

도 17의 (B)를 살펴보면, 스포크부(100)는 감소부분(103e), 증가부분(102e) 및 메인 스포크부(100e)를 포함하고, 여기서 메인 스포크부(100e)는 그 단면이 대략 평행 사변형 형태를 갖는 부분을 포함할 수 있다. 이러한 메인 스포크부(100e)의 형태를 테이퍼(Taper) 형태라고 볼 수 있다.

메인 스포크부가 도 17의 (A) 및 (B)와 같은 형태를 갖는 경우에는 메인 스포크부를 금속 재질로 구현하는 것이 가능할 수 있다.

예를 들면, 도 18의 (A) 내지 (B)에 나타나 있는 바와 같이, 금속 재질을 구부려서 메인 스포크부를 형성하는 것이 가능할 수 있다.

여기서, 메인 스포크부는 표면에 엠보싱 처리가 되어 엠보싱 구조를 갖는 부분을 포함할 수 있다.

한편, 스포크부에 코드(Cord) 형태의 보강재를 삽입하는 것이 가능하다. 이에 대해, 첨부된 도 19 내지 도 20을 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

도 19 내지 도 20은 보강재가 포함된 스포크부에 대해 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 이상에서 설명한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.

도 19를 살펴보면, 스포크부(10)에는 코드 형태의 보강재(130, 131, 132)가 삽입될 수 있다. 이러한 보강재(130, 131, 132)는 도시하지는 않았지만 수평방향(DRH)의 단면이 원 형태를 갖는 것이 가능하다.

스포크부(10)의 메인 스포크부(100)에는 제 1 보강재(130)가 삽입될 수 있고, 머리부(110)에는 제 2 보강재(131)가 삽입될 수 있고, 바탕부(120)에는 제 3 보강재(132)가 삽입될 수 있다.

여기서, 제 1 보강재(130), 제 2 보강재(131) 및 제 3 보강재(132) 중 적어도 하나는 생략되는 것도 가능할 수 있다.

도 20을 살펴보면, 스포크부(10)의 위치별 강도, 탄력성 등을 고려할 때, 제 1 보강재(130)의 직경(R1)은 제 2 보강재(131)의 직경(R2) 및 제 3 보강재(132)의 직경(R3)보다 더 작을 수 있다.

제 1 보강재(130), 제 2 보강재(131) 및 제 3 보강재(132) 중 적어도 하나는 금속 재질을 포함할 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.

1A : 비공기입 타이어
10 : 스포크부 20 : 트레드부
30 : 림부 40 : 차축
100a : 제 1 부분 100b : 제 1 굴곡부분
100c : 제 2 부분 100d : 제 2 굴곡부분
100e : 제 3 부분 100f : 제 3 굴곡부분
100g : 제 4 부분
100h, 100i, 100j, 100k : 메인 스포크부
101 : 유지부분
102, 102a, 102b, 102c, 102d, 102e : 증가부분
103, 103a, 103b, 103c, 103d, 103e : 감소부분
110 : 머리부 120 : 바탕부
130 : 제1보강재 131 : 제2보강재
132 : 제3보강재

Claims

지면에 대응되는 부분을 포함하는 트레드부(Tread Part);
차축과 연결되는 부분을 포함하는 림부(Rim Part); 및
상기 트레드부와 상기 림부의 사이에 위치하고, 상기 트레드부와 상기 림부를 연결하는 스포크부(Spoke Part); 를 포함하고,
상기 스포크부는
상기 림부의 외측면(Outer Side Surface)에 대응되고, 상기 림부의 외측면을 감싸는 부분을 포함하는 바탕부(Bottom Part);
상기 트레드부의 내측면(Inner Side Surface)에 대응되고, 상기 차축과 교차하는 수평방향(Horizontal Direction)으로의 단면이 원형태를 갖는 부분을 포함하는 머리부(Head Part);
상기 바탕부와 상기 머리부의 사이에 위치하여 상기 바탕부와 머리부를 연결하며, 엠보싱(Embossing) 구조를 갖는 부분을 포함하는 메인 스포크부(Main Spoke Part); 및
타이어의 원주 방향으로 상기 스포크부의 내부를 관통하여 형성되고, 상기 스포크부의 각 부위별 강도에 따라 선택적으로 직경이 변경되는 보강재; 를 포함하며,
상기 엠보싱 구조는, 상기 메인 스포크의 일측에서 돌출되는 부위 및 상기 메인 스포크의 타측에서 함몰되는 부위를 포함하되, 상기 돌출되는 부위와 상기 함몰되는 부위가 상기 메인 스포크의 동일한 높이에서 양 측면으로 서로 대응되는 위치에 각각 형성되고,
상기 차축과 나란한 수직방향(Vertical Direction)으로 상기 메인 스포크부의 최대 폭은 상기 바탕부의 최대 폭 및 상기 머리부의 최대 폭보다 더 작은 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 스포크부는 상기 수평방향으로 상기 트레드부와 상기 림부 사이의 공간을 막는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 스포크부는 상기 메인 스포크부를 관통하는 복수의 홀을 포함하는 벌집 구조를 갖는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 스포크부의 재질은 고무(Rubber), 폴리우레탄(Poly Urethane, PU), 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP), 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic, GFRP), 강철(Steel) 및 스프링강(Spring Steel) 중 선택된 어느 하나의 재질 혹은 선택된 2개 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 스포크부는
상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하는 감소부분(Decreasing Part);
상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함하는 증가부분(Increasing Part); 및
상기 감소부분과 상기 증가부분의 사이에 위치하고, 폭이 유지되는 부분을 포함하는 유지부분(Maintaining Part);
을 포함하고,
상기 감소부분은 상기 바탕부에 접촉하는 부분을 포함하고,
상기 증가부분은 상기 머리부에 접촉하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 스포크부는 상기 수평방향으로 주름진 주름부(Pleat Part)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 7에 있어서,
상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 감소하는 부분을 포함하는 감소부분;
상기 바탕부로부터 상기 머리부로 갈수록 상기 수직방향으로의 폭이 점진적으로 증가하는 부분을 포함하는 증가부분;
일측 끝단이 상기 감소부분에 연결되고, 제 1 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하는 제 1 부분(First Part);
일측 끝단이 상기 제 1 부분의 타측 끌단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함하는 제 1 굴곡부분(First Curved Part);
일측 끝단이 상기 제 1 굴곡부분의 타측 끝단에 연결되며, 제 2 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하는 제 2 부분(Second Part);
일측 끝단이 상기 제 2 부분의 타측 끝단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함하는 제 2 굴곡부분(Second Curved Part);
일측 끝단이 상기 제 2 굴곡부분의 타측 끝단에 연결되며, 제 3 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하는 제 3 부분(Third Part);
일측 끝단이 상기 제 3 부분의 타측 끝단에 연결되고, 굴곡진 형태를 갖는 부분을 포함하는 제 3 굴곡부분(Third Curved Part); 및
일측 끝단이 상기 제 3 굴곡부분의 타측 끝단에 연결되고, 제 4 사선방향으로 연장되는 부분을 포함하며, 타측 끝단은 상기 증가부분에 연결되는 제 4 부분(Fourth Part);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 8에 있어서,
상기 제 1 사선 방향 및 상기 제 3 사선 방향은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 우측을 향해 기울어진 방향이고,
상기 제 2 사선 방향 및 상기 제 4 사선 방향은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 좌측을 향해 기울어진 방향이고,
상기 제 1 굴곡부분 및 상기 제 3 굴곡부분은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 좌측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함하고,
상기 제 2 굴곡부분은 상기 수평방향을 기준으로 상기 비공기입 타이어의 우측을 향해 오목한 형태를 갖는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.
청구항 8에 있어서,
상기 제 1 사선방향과 상기 제 2 사선방향 사이의 각도, 상기 제 2 사선방향과 상기 제 3 사선방향 사이의 각도 및 상기 제 3 사선방향과 상기 제 4 사선방향 사이의 각도는 모두 예각인 것을 특징으로 하는 비공기입 타이어.