KR20040053778A - 휠과 튜브리스 타이어 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 휠과 튜브리스 타이어 조립체는 림부를 가지는 휠과; 상기 휠과 결합된 튜브리스 타이어와; 상기 튜브리스 타이어의 내부에 설치되는 것으로 상기 휠의 외주면 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 보강부재와, 상기 보강부재에 지지되고 휠의 외주면과 보강부재의 사이에 설치되며 내부에 주입된 압축공기에 의해 보강부를 반경방향으로 가압하는 가압부를 구비한 완충타이어부를 구비하여 한다.

Description

휠과 튜브리스 타이어 조립체{wheel and tubeless tire assembly}

본 발명은 튜브리스 타이어에 관한 것으로, 더 상세하게는 타이어의 펑크 또는 파손시 휠의 림이 지면과 접촉되는 것을 방지할 수 있도록 개선된 튜브리스 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 자동차의 휠에 장착되어 자동차의 하중을 지지하며, 엔진의 구동력 및 브레이크의 제동력을 노면에 전달한다. 또한 타이어는 주행시 지면으로부터의 충격을 흡수하며 자체의 방향설정과 조향기능을 수행한다. 이러한 기능과 역할을 담당하고 있는 타이어는 내부에 튜브가 없는 튜브레스 타이어가 주류를 이루고 있는데, 이 튜브리스 타이어들은 노면과 접하는 트레드부, 트레드부의 측면에 형성되어 열을 방출하는 숄더부, 공기압에 대항하여 카카스의 끝부분을 지지하며 타이어를 휠의 림에 고정되는 비드, 트레드부에서 비드까지 카카스를 보호하는 월부로 이루어지며, 내부에 결합되어 있는 카카스, 벨트 혹은 비드의 재질과 구성에 따라 성능과 모양이 달라지고 있다.

상기와 같이 타이어가 주행조건을 감안하여 정밀하게 설계되어 있다하여도 차량의 고속 운행시 펑크가 발생되거나 돌출 부위 등에 의해 큰 충격을 받게 되면, 타이어가 파손되어 휠의 림의 지면에 닫게 됨으로써 자동차 타이어들 간의 구름반경에 대한 균형이 깨어져 큰 교통사고의 원인이 되기도 한다.

이러한 점을 감안하여, 타이어의 내부에 상대적으로 작은 직경을 가지며 별도의 압축공기가 주입되는 내부 타이어가 설치되어 외측의 타이어에 펑크가 발생되거나 파손되더라도 자동차의 균형을 유지하도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 타이어의 내부에 별도의 내부 타이어를 장착하기 위해서는 내부 타이어의 비드와 외부타이어의 비드 지지를 위해 이중구조의 휠을 구비하여야 한다. 이를 개선하기 위해 외측 타이어의 내부에 내측 타이어의 비드를 부착하고 내측타이어에 외측타이어의 내측으로 공기를 공급하기 위한 체크밸브를 설치하고 있으나 외측타이어의 파손시 내측타이어의 체크밸브를 통하여 공기가 배출되어 내부 타이어로서의 완전한 기능을 수행할 수 없다.

또한 자동차의 타이어 펑크로 인한 자동차의 타이어들 사이의 불균형을 방지하기 위하여 타이어의 내부에 미세한 공간을 구획하는 발포재를 충전하고 있으나 이러한 발포재의 충전은 타이어의 탄력을 저하시키며 제조가 상대적으로 복잡하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 타이어 펑크시 급격한 직경의 감소로 인한 자동차의 조향능력 상실을 방지하고 나아가서는 대형사고의 발생을 예방할 수 있는 휠과 튜브리스 타이어 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 돌출부와 충돌시 튜브리스 타이어의 파손을 줄일 수 있는 휠과 튜브리스 타이어 조립체를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 휠과 튜브리스 타이어 조립체의 일부절제 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 휠과 튜브리스 타이어 조립체의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 보조 타이어 수단을 나타내 보인 사시도,

도 4은 도 3에 도시된 보조 타이어 수단의 요부를 도시한 확대 사시도,

도 5는 가아부재와 이들을 연결하는 연결부를 나타내 보인 확대 사시도,

도 6은 공기 공급밸브의 일 실시예를 나타내 보인 일부 절제 사시도,

도 7은 튜브리스 타이어의 펑크 또는 파손시 보조타이어수단의 작용을 나타내 보인 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20; 보조 타이어수단

21; 보강부재 22; 가압부재

100; 휠

200; 타이어

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휠과 튜브리스 타이어 조립체는 림부를 가지는 휠과; 상기 휠과 결합된 튜브리스 타이어와; 상기 튜브리스 타이어의 내부에 설치되는 것으로 상기 휠의 외주면 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 보강부재와, 상기 보강부재에 지지되고 휠의 외주면과 보강부재의 사이에 설치되며 내부에 주입된 압축공기에 의해 보강부를 반경방향으로 가압하는 복수개의 가압부재들을 가지는 완충타이어수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가압부재들은 내부 공간이 상호 연결될 수 있도록 연결관을 더 구비하고, 상기 가압부재의 외주면은 내부 압력에 의해 팽창 및 수축 가능하도록 주름이 형성된다. 상기 가압부재에는 상기 가압부재의 적어도 일측에 내부압력이 설정된 압력 이상일 때 튜브리스 타이어로 공기를 배출하는 압력조절 밸브를 더 구비한다. 그리고 상기 보강부재와 가압부재의 재질은 합성수지재로 이루어진다.

이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휠과 튜브리스 타이어 조립체의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 휠과 튜브리스 타이어 조립체는 자동차에 장착되어 주행중 펑크 또는 노면의 돌출부에 의한 충격으로 타이어가 파손되는 것을 방지하는 것으로, 그 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 상기 휠과 튜브리스 타이어 조립체(10)는 림부(101)를 가지는 휠(100)과, 상기 휠(100)과 결합된 튜브리스 타이어(200)를 구비한다. 그리고 상기 튜브리스 타이어(100)의 내부에 상기 림부(101) 사이의 휠(100)의 외주면에 설치되어 상기 튜브리스 타이어(200)의 급격한 직경의 감소를 방지하고 튜브리스 타이어의 탄성한계를 벗어난 압축력에 의해 튜브리스 타이어가 파손되는 것을 방지하는 보조타이어수단(20)을 포함한다.

상기 휠(100)은 양측에 타이어(100)의 비드(201)를 지지하는 구조 및 지지하중에 따라 다양한 구조를 가지고 있으나 상기 림부(101)들 사이의 휠 외주면이 평활한 구조를 가진 것을 사용함이 바람직하나 이에 한정되지는 않는다.

상기 보조타이어수단(20)은 휠(100)에 장착된 튜브리스 타이어(200)의 내부에 설치되며 상기 림부(101) 사이의 휠(100) 외주면(102)에 설치된다. 이 보조타이어수단(20)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 휠외주면 직경보다 상대적으로 크고 튜브리스 타이어(200)의 내경부다 작은 직경을 가지는 보강부재(21)와, 상기 보강부재(21)에 지지되고 휠 외주면(102)과 보강부재(21)의 사이에 설치되며 내부에 주입된 압축공기에 의해 보강부재(21)를 반경방향으로 가압하는 복수개의 가압부재(22)들을 구비한다.

상기 보강부재(21)는 무한궤도상의 밴드로 그 폭(W1)이 상기 휠 외주면(102)의 폭(W2)과 실질적으로 동일하거나 크게 형성된다. 상기 보강부재(21)는 실질적으로 신축성을 갖지 않도록 하여 상기 가압부재(22)의 팽창시 휠외주면(102)의 회전중심과 보강부재(21)의 회전중심이 동축상에 위치되도록 함이 바람직하다.

상기 가압부재(22)들은 일측이 보강부재(21)에 지지되어 휠의 외주면(102)와 보강부재(21)의 사이에서 상기 보강부재(21)를 반경방향으로 가압하여 지지하는 것으로, 각각 공기가 주입되는 내부공간부(23a)를 가지는 몸체(23)를 구비한다. 상기 몸체(23)에는 내부공간부(23a)에 주입되는 고압공기의 압력에 따라 팽창 및 수축될 수 있도록 주름이 형성된다. 이러한 가압부재(22) 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 보강부재(21)의 내주면을 따라 복수열로 배열되는데, 이들은 상호간에 엇갈리게 설치된다.

그리고 상기 가압부재(22)들은 각각의 내부 공간부(23a)들이 상호 연통될 수 있도록 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 연통로(24a)를 가지는 연결부(24)들을 구비한다. 상기 가압부재(22)의 내부 공간들의 연결은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 내부 공간부(23a)들을 상호 연통시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨데 상기 보강부재(21)의 내부 또는 외부에 가압부재(22)가 내부 공간부(23a)와 연결되는 연결통(24a)로 또는 연결관을 설치하여 상기 내부 공간부들 내의 압력이 동일한 압력을 유지할 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고 상기 가압부재(22)들중 적어도 하나에는 도 5에 도시된 바와 같이 내부 압력이 설정된 압력 이상이 될 때에 가압부재(22) 내의 압축공기를 튜브리스 타이어(200)의 내부로 배출하는 압력 조절밸브(25)가 더 구비된다. 이 압력조절 밸브(25)는 체크밸브를 사용함이 바람직하고, 이 체크밸브의 설정압력은 튜브리스 타이어의 파손시 자동차의 하중이 보조타이어 수단에 작용할 때에 압력이 외부로 배출되지 않을 정도로 설정되어야 한다. 상기 보강부재(21)와 가압부재(23)의 재질은 상대적으로 가변운 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET;poly ethylene terephthalate)등과 같은 합성수지재로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지 않고 고무재로 이루어질 수도 있다.

한편, 상기 휠(100)에는 상기 가압부재(22)들중 적어도 일측의 가압부재(22)에 고압이 공기를 공급하기 위한 제1공기주입밸브(30)와 상기 튜브리스 타이어(200)의 내부에 압축공기를 공급하기 위한 제2공기 주입밸브(40)가 설치된다. 상기 튜브리스 타이어(200)와 가압부재(22)의 압축공기 공급은 도 6에 도시된바와 같이 하나의 공기주입밸브(50)와 이 공기 주입밸브(50)와 가압부재(22)를 연결하는 연결관(51) 및 상기 공기주입밸브(50)에 형성되어 튜브리스 타이어(200)의 내부에 압축공기를 공급하기 위한 분기구(52)를 구비할 수 있다. 여기에서 상기 분기구(52)의 토출압력을 연결관(51)을 통하여 공급되는 공급압력보다 상대적으로 크게 작용하도록 구성함이 바람직하다. 상기 보강부재(21)의 가장자리 또는 가압부재(22)의 외측에는 분기구(52)를 통하여 공급되는 압축공기가 상기 튜브리스 타이어(200)의 내부로 원활하게 공급될 수 있도록 공기 유입통로(53)를 형성함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 휠과 튜브리스 타이어 조립체의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 휠에 보다 타이어수단(20)을 장착하기 위해서는 튜브리스 타이어(200)와 휠(100)의 결합이 이루어지지 않은 상태에서 휠과 결합한다. 즉, 보강부재(21)에 지지된 가압부재(22)에 압축공기가 충전되지 않은 상태에서 림부(101) 사이의 휠에 결합하여 보강부재(21)와 휠(100)의 외주면 사이에 가압부재(22)가 위치되도록 한다. 그리고 상기 휠(100)의 림부에 튜브리스 타이어(200)의 비드(201)가 지지될 수 있도록 이들을 결합한다.

이 상태에서 상기 제1,2공기 주입밸브(30)(40) 또는 단일의 공기 주입밸브(50)를 통하여 튜브리스 타이어(200)의 내부와 가압부재(22)에 압축공기를 공급한다. 상기 가압부재(22)들에 압축공기가 주입되면 상기 연결부(24)에 의해 연결된 각 가압부재(22)들은 상기 휠(100)의 외주면과 보강부재(21)들의 사이에서 부풀어 상기 보강부재(21)를 반경방향으로 가압하게 됨으로써 하나의 보조 타이어를 구성하게 된다. 이 과정에서 상기 가압부재(22)의 압력이 튜브리스 타이어(200) 내부의 압력보다 높게되면 압력조절밸브(25)를 통하여 튜브리스 타이어(200)의 내부로 공급됨으로써 튜브리스 타이어의 내부와 가압부재(22)들 사이의 내부공간의 압력이 평형상태를 이루게 된다.

상기와 같이 튜브리스 타이어(200)와 각 가압부재(22)에 압축공기가 공급되면 자동차의 정상적인 주행중시 자동차의 하중은 튜브리스 타이어(200)들에 작용하게 되고, 내부에 위치한 보조 타이어 수단에는 작용하지 않게 된다.

이 상태에서 상기 튜브리스 타이어(200)가 펑크 나면, 도 7에 도시된 바와 같이 튜브리스 타이어(200)가 찌그러지면서 보조 타이어수단(20)에 자동차의 하중이 가하여지게 된다. 이 과정에서 상기 보강부재(21)는 소정의 직경을 가지고 있으므로 튜브리스 타이어의 펑크 또는 파손으로 인한 급격한 직경감소로 자동차가 전복되거나 조향기능이 상실되는 것을 방지할 수 있다. 특히 상기 튜브리스 타이어의 펑크나 파손시 휠(100)의 림부(101)가 노면과 접촉되고 이들 사이에 튜브리스 타이어의 월부나 트래드부가 삽입되어 손상되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

한편 고속주행중에 노면에 형성된 돌출부가 타이어와 부딪치는 경우 튜브리스 타이어가 심하게 압축되어 파단영역을 벗어나 파괴되는데, 상기 튜브리스 타이어의 내부에는 보조 타이어 수단이 설치되어 있으므로 튜브리스 타이어의 파단영역 이내에서 상기 보도 타이어수단이 타이어를 지지하면서 압축되므로 튜브리스 타이어의 파손을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 휠과 튜브리스 타이어 조립체는 주행시 튜브리스 타이어에 가하여지는 충격을 완화시킴과 아울러 타이어의 펑크시 튜브리스 타이어가 휠의 림부로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한 휠의 림부가 노면에 직접적으로 닿는 것을 방지하여 차량의 조향능력의 상실 및 전복되는 것을 방지하고 나아가서는 대형교통사고를 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 림부를 가지는 휠과; 상기 휠과 결합된 튜브리스 타이어와;

   상기 튜브리스 타이어의 내부에 설치되는 것으로 상기 휠의 외주면 직경보다 상대적으로 큰 직경을 가지는 보강부재와, 상기 보강부재에 지지되고 휠의 외주면과 보강부재의 사이에 설치되며 내부에 주입된 압축공기에 의해 보강부를 반경방향으로 가압하는 가압부재를 구비한 보조 타이어 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어 조립체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가압부재들은 내부 공간이 상호 연결될 수 있도록 연결통로를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어 조립체.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 가압부재는 내부 압력에 의해 팽창 및 수축 가능하도록 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어 조립체.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 보강부와 가압부재의 재질은 합성수지재로 이루어진 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어 조립체.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 가압부재의 적어도 일측에 내부압력이 설정된 압력 이상일 때 타이어로 공기를 배출하는 압력조절 밸브를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어 조립체.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 보강부재에 지지된 가압부재가 보강부재의 원주방향의 직각 방향에 대해 상호 교호적으로 설치된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어조립체.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 휠에 지지되며 상기 적어도 하나의 가압부재에 고압공기를 공급하는 제 1공기 주입밸브을 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리스 타이어 조립체.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 가압부재 또는 보강부재의 적어도 일측에 휠에 설치되어 타이어에 공기를 공급하는 제2공기주입밸를 통하여 주입되는 공기의 통로를 형성하는 적어도 하나의 공기통로가 형성된 것을 특징으로 하는 휠과 튜브리브 타이어 조립체.