KR20050029120A - 타이어/휠 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 주입 타이어(2)의 공동부에 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 두 갈래형으로 개각한 환상 셸(4)과 상기 두 갈래형의 개각 단부를 림 상에 지지하는 탄성 링(5)으로 이루어지는 런플랫용 지지체(3)를 삽입한 타이어/휠 조립체로, 상기 런플랫용 지지체(3)의 단면 높이(A)를 공기 주입 타이어(2)의 단면 높이(SH)의 40 내지 47%로 하였다.

Description

타이어/휠 조립체{Tire/wheel assembly}

본 발명은 타이어/휠 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 런플랫(run- flat) 주행시나 저압 주행시의 충격을 낮게 억제하고, 또한 런플랫 내구성을 향상시키도록 한 타이어/휠 조립체에 관한 것이다.

차량의 주행중에 공기 주입 타이어가 펑크가 난 경우에도, 수백km 정도의 긴급주행을 가능하게 하도록 하는 기술이 시장의 요청에 의해 다수 제안되고 있다. 이들 다수의 제안 중, 일본 특개평 10-297226호 공보나 일본 특표 2001-519279호 공보에서 제안된 기술은 림(rim) 조립된 공기 주입 타이어의 공동부 내측의 림 상에 코어를 장착하고, 그 코어에 의해서 펑크가 난 타이어를 지지함으로써 런플랫 주행을 가능하게 한 것이다.

상기 런플랫용 코어(지지체)는 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 개각(開脚)한 개각 구조의 환상 셸(shell)을 갖고, 그 양 레그부(脚部)에 탄성 링을 설치한 구성으로 이루어지고, 그 탄성 링을 개재하여 림 상에 지지되도록 되어 있다. 이 런플랫용 코어에 의하면, 기존의 휠/림에 어떠한 특별한 개조를 가하지 않고, 그대로 사용할 수 있기 때문에, 시장에 혼란을 가져오지 않고 받아들여질 수 있는 이점을 갖고 있다.

상기 타이어/휠 조립체(차륜)가, 타이어가 펑크가 나더라도 런플랫 주행 가능한 거리는 그 런플랫용 지지체의 내구성에 의존하고, 그 런플랫용 지지체의 내구성은 외경이 클수록 연장할 수 있다. 그러나, 런플랫용 지지체는 내경은 공기 주입 타이어의 비드(bead)부 내경과 같지만, 외경이 비드부 내경보다 크게 형성되어 있기 때문에, 림 조립 전에 미리 공기 주입 타이어의 내측에 강제적으로 삽입해야만 한다.

그 때문에 런플랫용 지지체의 외경이 지나치게 크면, 런플랫용 지지체를 타이어 내에 삽입하는 것이 곤란하게 될 뿐만 아니라, 런플랫 주행할 때 노면으로부터 받는 충격이 커지거나, 또한 130kPa 정도의 저압으로 주행시에 캐츠아이(cat's eye) 등의 돌기물에 올라갔을 때의 충격이 대단히 커진다고 하는 문제가 있었다. 그 때문에 런플랫용 지지체로서는 그 단면 높이(A)를 공기 주입 타이어의 단면 높이(SH)의 3분의 1정도로 하는 것이 좋다고 되어 있었다.

도 1은 본 발명의 실시형태로 이루어지는 타이어/휠 조립체의 요부를 도시하는 자오선 단면도.

도 2는 런플랫용 지지체를 공기 주입 타이어에 내장할 때의 설명도

본 발명의 목적은 런플랫 주행시나 저압 주행시의 충격을 낮게 억제하고, 또한 런플랫용 지지체의 내구성을 향상시키도록 한 타이어/휠 조립체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 타이어/휠 조립체는 공기 주입 타이어의 공동부(空洞部)에, 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 두 갈래형으로 개각한 환상 셸과 상기 두 갈래형의 개각 단부를 림 상에 지지하는 탄성 링으로 이루어지는 런플랫용 지지체를 삽입한 타이어/휠 조립체에 있어서, 상기 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)를 상기 공기 주입 타이어의 단면 높이(SH)의 40 내지 47%로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

종래의 타이어/휠 조립체에서는 런플랫용 지지체를 공기 주입 타이어의 내측에 삽입하는 조작성의 관계때문에, 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)로서는 타이어의 단면 높이(SH)의 3분의 1정도(30 내지 35%)로 하는 것이 일반적이었다. 하지만, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 단면 높이(A)의 하한을 타이어 단면 높이(SH)의 40% 이상으로 크게 하였기 때문에, 런플랫용 지지체의 런플랫 주행시의 내구성을 향상시킨다. 또한, 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)의 상한을 타이어 단면 높이(SH)의 47%를 한도로 함으로써, 130kPa 정도의 저압 주행시에 캐츠아이 등의 돌기물에 올라갔을 때의 충격력을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 이 상한의 규정에 의해 런플랫 주행시의 충격도 작게 하도록 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, 더욱 바람직하게는 상기 환상 셸의 내경 끝과 림 플랜지 외경 끝의 반경 방향 차(B)를 5 내지 15mm의 범위로 하면 좋고, 이것에 의해서, 상기한 바와 같은 단면 높이(A)로 설정한 런플랫용 지지체를 공기 주입 타이어의 내측에 삽입한 후의 림 조립성을 양호하게 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 런플랫용 지지체는 공기 주입 타이어의 공동부에 삽입되는 환상체로서 형성된다. 이 런플랫용 지지체는 외경이 공기 주입 타이어의 공동부 내면과의 사이에 일정거리를 유지하도록 공동부 내경보다도 작게 형성되고, 또한 내경은 공기 주입 타이어의 비드부 내경과 대략 동일 치수로 형성되어 있다. 그리고, 이 런플랫용 지지체는 공기 주입 타이어의 내측에 삽입된 상태로 공기 주입 타이어와 함께 휠에 림 조립되어, 타이어/휠 조립체에 구성된다. 이 타이어/휠 조립체가 차량에 장착되어 주행 중에 공기 주입 타이어가 펑크가 나면, 그 펑크가 나 찌그러진 타이어가 런플랫용 지지체의 외주면에 지지된 상태가 되기 때문에, 런플랫 주행을 가능하게 한다.

상기 런플랫용 지지체는 환상 셸과 탄성 링을 주요부로서 구성되어 있다.

환상 셸은 외주측(외경측)에 펑크가 난 타이어를 지지하기 위해서 연속된 지지면을 형성하고, 내주측(내경측)은 좌우의 측벽을 레그부로서 두 갈래형으로 개각한 형상으로 하고 있다. 외주측의 지지면은 그 둘레 방향에 직교하는 횡단면에서의 형상이 외경측에 볼록 곡면이 되도록 형성된다. 환상 셸 외주측의 볼록부의 수는 1개이어도, 2개 이상의 복수 중 어떤 것이어도 좋다. 그러나, 볼록부의 수를 복수로 한 경우에는 런플랫 주행시에 지지하는 하중을 복수의 볼록부에 분산시킬 수 있기 때문에, 전체로서 환상 셸의 내구성을 향상시킬 수 있다.

탄성 링은 환상 셸의 내경측에 두 갈래형이 된 양 레그부의 끝부에 각각 설치되고, 좌우의 림 시트상에 접촉함으로써 환상 셸을 지지하고 있다. 이 탄성 링은 고무 또는 탄성 수지로 구성되고, 펑크가 난 타이어로부터 환상 셸이 받는 충격이나 진동을 완화시키는 것 이외에, 림 시트에 대한 슬라이딩 정지를 행하여 환상 셸을 안정 지지하도록 하고 있다.

본 발명의 런플랫용 지지체는 펑크가 난 타이어를 개재하여 차량 중량을 지지해야만 하기 때문에, 환상 셸은 강체 재료로 구성되어 있다. 그 구성재료에는 금속, 수지 등이 사용된다. 이중 금속으로서는 스틸, 알루미늄 등을 예시할 수 있다. 또한, 수지로서는 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중 어떠한 것이어도 좋다. 열가소성 수지로서는 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 폴리페닐렌설파이드, ABS 등을 들 수 있고, 또한 열경화성 수지로서는 에폭시수지, 불포화폴리에스테르수지 등을 들 수 있다. 수지는 단독으로 사용하여도 좋지만, 보강섬유를 배합하여 섬유강화수지로서 사용하여도 좋다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태로부터 이루어지는 타이어/휠 조립체(차륜)의 요부를 도시하는 타이어 폭 방향 단면도(자오선 단면도)이다.

1은 휠 외주의 림, 2는 공기 주입 타이어, 3은 런플랫용 지지체이다. 이들 림(1), 공기 주입 타이어(2), 런플랫용 지지체(3)는 도시하지 않은 휠의 회전축을 중심으로 하여 공축(共軸)에 환상으로 형성되어 있다.

런플랫용 지지체(3)는 금속, 수지 등의 강성재로 형성된 환상 셸(4)과 경질고무, 탄성 수지 등의 탄성재로 형성된 탄성 링(5)으로 구성되어 있다. 환상 셸(4)은 외주측에 2개의 볼록 곡면으로 이루어지는 볼록부(4a, 4a)를 타이어 폭 방향으로 배열하도록 형성되어 있다. 이 환상 셸(4)의 내주측의 양 측벽은 각각 레그부(6, 6)로서 두 갈래형으로 개각하여, 그 끝부에 탄성 링(5, 5)이 설치되어 있다. 상기한 바와 같이 구성된 런플랫용 지지체(3)는 공기 주입 타이어(2)의 내측에 삽입된 상태로, 탄성 링(5, 5)을 비드부(2b, 2b)와 함께 림(1)의 림 시트(1s, 1s)에 동시 장착되어 있다.

상기 구성에 있어서, 런플랫용 지지체(3)의 단면 높이(A; 내주로부터 최대 외주까지의 반경 방향 높이)는 공기 주입 타이어(2)의 단면 높이(SH; 비드부 내주로부터 트레드(tread) 외주까지의 반경 방향 높이)의 40 내지 47%의 크기로 형성되어 있다. 런플랫 주행할 때의 런플랫용 지지체의 내구성은 외경이 클 수록 높기 때문에, 이 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)의 하한을 타이어 단면 높이(SH)의 40%로 고레벨로 설정함으로써, 런플랫 내구성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)가 타이어 단면 높이(SH)의 47%를 넘으면, 특히 130kPa 정도의 저압 주행시에 캐츠아이 등의 돌기물에 올라갔을 때에 발생하는 충격력이 대단히 높아져, 승차감이 악화된다. 또한, 런플랫 주행시에 노면으로부터 받는 충격도 커진다.

상기한 바와 같이 공기 주입 타이어(2)의 비드부(2b)의 내경보다도 외경(Dr)이 큰 런플랫용 지지체(3)를 공기 주입 타이어(2)와 함께 림 조립하였을 때에는, 미리 런플랫용 지지체(3)를 공기 주입 타이어(2)의 내측에 삽입하고 나서 행한다. 도 2는 그 런플랫용 지지체(3)를 공기 주입 타이어(2)의 내측에 삽입하는 조작에 관해서 설명하는 도면이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 우선 공기 주입 타이어(2)를 수평상태로 배치하고, 그 비드부(2b)의 내경부(2i)에, 런플랫용 지지체(3)를 직경 방향을 직립상태로 하여 최대 지름(Dr)의 위치까지 누른다. 이와 같이 공기 주입 타이어(2)의 비드부(2b)의 내경보다도 큰 외경(Dr)을 가지는 런플랫용 지지체(3)를 가압함으로써, 그 비드부(2b)의 내경부(2i)가 타원형으로 변형된다.

이어서, 런플랫용 지지체(3)가 도면과 같이 끼워진 상태로부터, 그 런플랫용 지지체(3)를 타원의 장축 방향을 축으로 하여 회전시켜 수평으로 넘어뜨리면, 런플랫용 지지체(3)의 회전축이 타이어 회전축과 공축 상태가 되어 공기 주입 타이어(2)의 내측에 동심형으로 삽입된 상태가 된다. 이후는 타이어 마운터에 의해 통상의 타이어를 림 조립할 때와 같은 조작에 의해 림 조립하는 것으로, 타이어/휠 조립체를 조립할 수 있다.

상기한 바와 같은 단면 높이(A)로 설정된 런플랫용 지지체(3)를 공기 주입 타이어(2)의 내측에 삽입한 후의 림 조립 조작성은 환상 셸(4)의 내경 끝과 림 플랜지(7)의 외경 끝의 반경 방향의 차(B)에 의존하기 때문에, 반경 방향 차(B)는 5 내지 15mm로 하는 것이 바람직하다. 반경 방향의 차(B)가 5mm 미만이면, 림 조립 조작은 용이하지 않게 된다. 또한, 반경 방향의 차(B)가 너무 과대하게 되면, 환상 셸(4)의 반경 치수(단면 치수)가 작아지고, 런플랫용 지지체(3)의 내구성이 저하되게 되기 때문에, 15mm까지를 한도로 하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 타이어/휠 조립체에 사용하는 공기 주입 타이어 및 림의 사이즈는 특별히 한정되지 않는다. 승용차용, 버스, 트럭용 어디에나 적용할 수 있지만, 특별히 승용차용에 사용하면 적절하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)의 하한을 타이어 단면 높이(SH)의 40% 이상으로 크게 하였기 때문에, 런플랫용 지지체의 런플랫 주행시의 내구성을 향상시킬 수 있고, 또한 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)의 상한을 타이어 단면 높이(SH)의 47%를 한도로 한 것에 의해, 저압 주행시에 캐츠아이 등의 돌기물에 올라갔을 때의 충격력이나 런플랫 주행시의 충격을 낮게 억제할 수 있다.

타이어 사이즈와 림 사이즈를, 각각 205/55R16, 16×61/2JJ로 하고, 또한 런플랫용 지지체의 환상 셸의 내경 끝과 림 플랜지의 외경 끝의 반경 방향 차(B)를 5mm로 하는 점을 공통 조건으로 하여, 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)의 타이어 단면 높이(SH)에 대한 비율을 각각 표 1과 같이 다르게 한 7종류의 타이어/휠 조립체(종래 예, 비교예 1 내지 3, 실시예 1 내지 3)를 제작하였다.

이들 7종류의 타이어/휠 조립체에 관해서, 하기의 측정법에 의한 런플랫 내구성, 저압 충격성, 런플랫 충격성을 각각 측정하여, 그 결과를 표 1에 기재하였다.

런플랫 내구성

시험용 타이어/휠 조립체를 타이어 공기압을 0으로 하여, 배기량 2500cc의 승용차의 전륜 좌측에 장착하고, 다른 타이어는 200kPa로 하여, 테스트 드라이버가 시속 90km/h로 주회로를 런플랫용 지지체가 파손될 때까지 주행하였을 때의 주행거리를 측정하였다. 평가는 종래 예의 타이어/휠 조립체로 측정한 주행거리를 100으로 하는 지수로 표시하였다. 지수가 클 수록 런플랫 내구성이 우수한 것을 의미한다.

저압 충격성

상기 런플랫 내구성의 주행시험에 사용한 시험 승용차의 타이어 공기압을 130kPa의 저압으로 하고, 높이 50mm의 캐츠아이를 시속 90km/h로 넘을 때에 받는 충격력을 필링으로 평가하였다. 평가는 충격력을 견딜 수 있을 정도의 경우를 ○, 충격력이 대단히 커서 일반인이 견디는 것이 곤란한 경우를 ×로 하였다.

런플랫 충격성

상기 런플랫 내구성의 주행시험에 있어서, 동시에 노면으로부터 받는 충격을 필링으로 평가하였다. 평가는 충격력을 견딜 수 있을 정도의 크기의 경우는 ○, 충격력이 대단히 커서 장시간 견디는 것이 어려운 정도의 경우는 ×로 하였다.

	A/SH(%)	저압 충격성	런플랫 충격성	런플랫 내구성(지수)
종래예비교예 1실시예 1실시예 2실시예 3비교예 2비교예 3	30354045475055	○○○○○××	○○○○○○×	100105120125128130135

Claims (3)

1. 공기 주입 타이어의 공동부에, 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 두 갈래형으로 개각한 환상 셸과 상기 두 갈래형의 개각 단부를 림 상에 지지하는 탄성 링으로 이루어지는 런플랫용 지지체를 삽입한 타이어/휠 조립체에 있어서, 상기 런플랫용 지지체의 단면 높이(A)를 상기 공기 주입 타이어의 단면 높이(SH)의 40 내지 47%로 한 타이어/휠 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 환상 셸의 내경 끝과 림 플랜지 외경 끝의 반경 방향 차(B)를 5 내지 15mm로 한 타이어/휠 조립체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 환상 셸이 금속 또는 수지로 이루어지고, 상기 탄성 링이 고무 또는 탄성 수지로 이루어지는 타이어/휠 조립체.