KR20050030218A

KR20050030218A - 타이어/휠 조립체

Info

Publication number: KR20050030218A
Application number: KR1020057001638A
Authority: KR
Inventors: 시무라가즈히로; 세키구치다쿠미; 나이토미쓰루
Original assignee: 요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-03-29
Also published as: JP2004058857A; JP4205381B2; WO2004011283A1; DE10392779T5; CN1662399A; US20050217780A1

Abstract

본 발명은, 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 두 갈래형으로 개각한 환상 쉘(4)과 두 갈래형의 개각 단부를 림 위에 지지하는 탄성 링(5)으로 이루어진 런 플랫용 지지체(3)를 뉴매틱 타이어(2)의 공동부에 삽입한 타이어/휠 조립체에 있어서, 런 플랫용 지지체(3)의 단면 높이(A)가 뉴매틱 타이어(2)의 단면 높이(SH)의 50 내지 60%이며, 또한 뉴매틱 타이어(2)의 비드 코어(7)의 단면적이 25 내지 40m㎡인 타이어/휠 조립체에 관한 것이다.

Description

타이어/휠 조립체{Tire/wheel assembly}

본 발명은 타이어/휠 조립체에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 림 조립성을 손상시키지 않고 런 플랫(run flat) 내구성을 향상시킨 타이어/휠 조립체에 관한 것이다.

차량의 주행중에 뉴매틱 타이어가 펑크난 경우에도, 수백 km 정도의 긴급 주행을 가능하게 하는 기술이 시장의 요청으로부터 다수 제안되고 있다. 이러한 다수의 제안중에 일본 공개특허공보 제(평)10-297226호나 일본 국제공개특허공보 제2001-519279호에서 제안된 기술은, 림 조립된 뉴매틱 타이어의 공동부 내측의 림 위에 중자(中子)를 장착시키고, 중자에 의해서 펑크난 타이어를 지지함으로써 런 플랫 주행을 가능하게 한 것이다.

런 플랫용 중자(지지체)는, 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 개각(開脚)한 개각 구조의 환상 쉘을 갖고, 이의 양각부에 탄성 링을 장착한 구성으로 이루어지며, 이러한 탄성 링을 개재시켜 림 위에 지지되도록 되어 있다. 이러한 런 플랫용 중자에 의하면, 기존의 휠/림에 아무런 특별한 개조를 가하지 않고서 그대로 사용할 수 있기 때문에, 시장에 혼란을 가져오지 않고 수용할 수 있는 이점을 가지고 있다.

타이어/휠 조립체(차륜)가, 타이어가 펑크나더라도 런 플랫 주행 가능한 거리는 이러한 런 플랫용 지지체의 내구성에 의존하며, 런 플랫용 지지체의 내구성은 외부 직경이 클수록 연장할 수 있다. 그러나, 런 플랫용 지지체의 내부 직경은 뉴매틱 타이어의 비드부 내부 직경과 동일하지만, 외부 직경이 비드부 내부 직경보다도 크게 형성되어 있기 때문에, 림 조립 전에 미리 뉴매틱 타이어의 내측에 강제적으로 삽입된다. 이로 인해, 런 플랫용 지지체의 외부 직경을 단순히 크게 하는 것만으로 런 플랫 내구성을 증대시키려고 해도 림 조립성이 악화되기 때문에, 외부 직경의 증대에는 일정한 제약이 있다.

즉, 종래의 런 플랫용 지지체에서는, 이의 외부 직경은 단면 높이(A)의 크기로 하여 뉴매틱 타이어의 단면 높이(SH)의 약 45%까지가 한도로 여겨지며, 그 이상으로 외부 직경을 크게 하는 것은 림 조립성의 악화로 인해 채용되고 있지 않다. 따라서, 런 플랫용 지지체의 외부 직경의 증대에 의한 런 플랫 내구성의 향상책에도 한계가 있다고 여겨지고 있었다.

도 1은, 본 발명의 실시형태로 이루어지는 타이어/휠 조립체의 주요부를 나타내는 자오선 단면도이다.

도 2는, 도 1의 타이어/휠 조립체에 사용되는 타이어의 비드부를 나타내는 단면도이다.

도 3은, 런 플랫용 지지체를 뉴매틱 타이어에 조립할 때의 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

본 발명에 있어서, 런 플랫용 지지체는 뉴매틱 타이어의 공동부에 삽입되는 환상체로서 형성된다. 이러한 런 플랫용 지지체는, 외부 직경이 뉴매틱 타이어의 공동부 내면과의 사이에 일정 거리를 유지하도록 공동부 내부 직경보다도 작게 형성되고, 또한 내부 직경은 뉴매틱 타이어의 비드부 내부 직경과 대략 동일한 치수로 형성되어 있다. 그리고, 이러한 런 플랫용 지지체는 뉴매틱 타이어의 내측에 삽입된 상태에서 뉴매틱 타이어와 함께 휠에 림 조립되고, 타이어/휠 조립체로 구성된다. 이러한 타이어/휠 조립체가 차량에 장착되어 주행중에 뉴매틱 타이어가 펑크나면, 펑크나서 찌부러진 타이어가 런 플랫용 지지체의 외주면에 지지된 상태로 되기 때문에, 런 플랫 주행을 가능하게 한다.

런 플랫용 지지체는, 환상 쉘과 탄성 링을 주요부로 하여 구성되어 있다.

환상 쉘은, 외주측(외부 직경측)에 펑크난 타이어를 지지하기 위해서 연속한 지지면을 형성하며, 내주측(내부 직경측)은 좌우의 측벽을 각부로 하여 두 갈래형으로 개각한 형상으로 되어 있다. 외주측의 지지면은, 이의 주방향으로 직교하는 횡단면에서의 형상이 외부 직경측에 볼록 곡면이 되도록 형성된다. 환상 쉘 외주측의 볼록부의 수는 1개 또는 2개 이상의 복수중 어느 것이라도 양호하다. 그러나, 볼록부의 수를 복수로 한 경우에는, 런 플랫 주행시에 지지하는 하중을 복수의 볼록부에 분산시킬 수 있기 때문에, 전체적으로 환상 쉘의 내구성을 향상시킬 수 있다.

탄성 링은, 환상 쉘의 내부 직경측에 두 갈래형으로 된 양각부의 단부에 각각 장착되고, 좌우의 림 시트 위에 접함으로써 환상 쉘을 지지하고 있다. 이러한 탄성 링은 고무 또는 탄성 수지로 구성되며, 펑크난 타이어로부터 환상 쉘이 받는 충격이나 진동을 완화시키는 것 외에, 림 시트에 대한 미끄럼을 방지하여 환상 쉘을 안정적으로 지지하도록 하고 있다.

본 발명의 런 플랫용 지지체는, 펑크난 타이어를 통해 차량 중량을 지지해야 하기 때문에, 환상 쉘은 강체 재료로 구성되어 있다. 이러한 구성 재료에는 금속, 수지 등이 사용된다. 이 중 금속으로서는 스틸, 알루미늄 등을 예시할 수 있다. 또한, 수지로서는 열가소성 수지 및 열경화성 수지중 어느 것이라도 양호하다. 열가소성 수지로서는 나일론, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 설파이드, ABS 등을 들 수 있으며, 또한 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 수지는 단독으로 사용해도 양호하지만, 보강 섬유를 배합하여 섬유 강화 수지로 사용해도 양호하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태로 이루어지는 타이어/휠 조립체(차륜)의 주요부를 나타내는 타이어 폭방향 단면도(자오선 단면도)이다.

참조번호 1은 휠 외주의 림, 참조번호 2는 뉴매틱 타이어, 참조번호 3은 런 플랫용 지지체이다. 이들 림(1), 뉴매틱 타이어(2), 런 플랫용 지지체(3)는, 도시하지 않은 휠의 회전축을 중심으로 공축(共軸)에 환상으로 형성되어 있다.

런 플랫용 지지체(3)는, 금속, 수지 등의 강성 재료로 형성된 환상 쉘(4)과 경질 고무, 탄성 수지 등의 탄성 재료로 형성된 탄성 링(5)으로 구성되어 있다. 환상 쉘(4)은 외주측에 두개의 볼록 곡면으로 이루어지는 볼록부(4a, 4a)를 타이어 폭방향으로 나란히 형성되어 있다. 이러한 환상 쉘(4)의 내주측의 양측벽은, 각각 각부(6, 6)로서 두 갈래형으로 개각하고, 그 단부에 탄성 링(5, 5)이 장착되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 런 플랫용 지지체(3)는, 뉴매틱 타이어(2)의 내측에 삽입된 상태로, 탄성 링(5, 5)을 비드부(2b, 2b)와 함께 림(1)의 림 시트(1s, 1s)에 동시에 장착되어 있다. 각 비드부(2b)에는 비드 코어(7)가 타이어 주방향을 따라 환상으로 매설되며, 이러한 비드 코어(7)의 매설에 의해 비드부(2b)에 강성을 제공하고 있다. 비드 코어(7)는 스틸 와이어를 복수회에 걸쳐 환상으로 감아 구성되어 있다.

위의 구성에 있어서, 런 플랫용 지지체(3)의 단면 높이(A)(내주로부터 최대외주까지의 반경 방향 높이)는, 뉴매틱 타이어(2)의 단면 높이(SH)(비드부 내주로부터 트레드 외주까지의 반경 방향 높이)의 50 내지 60%, 바람직하게는 51 내지 55%의 크기로 형성되어 있다. 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)가 타이어 단면 높이(SH)의 50% 이상인 것에 의해, 종래의 런 플랫용 지지체에서는 단지 타이어 단면 높이(SH)의 45% 정도일 뿐이었던 경우와 비교하여 외부 직경이 증대하고 있다. 따라서, 런 플랫용 지지체(3)의 런 플랫 내구성이 한층 더 향상되어 있다. 그러나, 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)가 타이어 단면 높이(SH)의 60%를 초과하면, 후술하는 바와 같이, 가령 비드 코어(7)의 단면적을 작게 함으로써 비드 코어 강성을 감소시키더라도, 런 플랫용 지지체를 타이어 내측에 삽입하는 것은 불가능하게 된다.

런 플랫용 지지체(3)의 단면 높이(A)가 타이어 단면 높이(SH)의 50 내지 60%이면, 런 플랫용 지지체(3)의 외부 직경의 증대에 의해, 그대로는 런 플랫용 지지체(3)를 뉴매틱 타이어(2)의 내측으로 삽입할 수 없다. 이로 인해, 본 발명의 타이어/휠 조립체에서는, 뉴매틱 타이어(2)의 비드 코어(7)의 단면적을 25 내지 40m㎡의 범위로 작게 함으로써, 비드 코어(7)의 강성을 저하시키고 있다. 즉, 비드부(2b)의 내부 직경 형상이 변형되기 쉽게 되어 있기 때문에, 런 플랫용 지지체(3)의 외부 직경이 커지더라도 뉴매틱 타이어(2)의 내측에 삽입하는 것이 가능해진다.

비드 코어(7)의 단면적이 40m㎡보다도 크면, 상기한 바와 같이 외부 직경이 커진 런 플랫용 지지체(3)를 뉴매틱 타이어(2)의 내측에 삽입하는 것이 불가능하게 되고, 또한 25m㎡보다도 작으면, 타이어의 림에 대한 지지가 불안정하게 된다. 또한, 본 발명에 사용되는 뉴매틱 타이어(2)는, 비드 코어(7)의 단면적을 25 내지 40m㎡의 범위로 작게 하고 있지만, 비드부(2b)의 내측에 런 플랫용 지지체(3)의 각부(6)와 탄성 링(5)이 압박하고 있기 때문에, 지지를 불안정하게 하는 경우는 없다.

본 발명에 있어서, 상기한 바와 같이 비드 코어(7)의 단면적을 일정량 작게 하는 것 외에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 비드 코어(7)의 단면 형상을 타이어 축방향의 폭(w)을 반경 방향의 높이(h)보다도 큰 편평 형상으로 하면, 런 플랫용 지지체(3)의 뉴매틱 타이어(2) 내측으로의 삽입을 더욱 용이하게 할 수 있다. 즉, 가령 비드 코어의 단면적이 동일하더라도, 반경 방향으로의 휘어짐을 한층 더 용이하게 하기 때문이다.

도 3은, 런 플랫용 지지체를 뉴매틱 타이어의 내측에 삽입하는 조작에 관해서 설명하는 도면이다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 우선 뉴매틱 타이어(2)를 수평 상태로 배치하고, 이의 비드부(2b)의 내부 직경부(2i)에, 런 플랫용 지지체(3)를 직경 방향을 직립 상태로 하여 최대 직경(Dr)의 위치까지 압입한다. 이와 같이 뉴매틱 타이어(2)의 비드부(2b)의 내부 직경보다도 큰 외부 직경(Dr)을 갖는 런 플랫용 지지체(3)를 압입함으로써, 이의 비드부(2b)의 내부 직경부(2i)가 타원형으로 변형된다.

이어서, 런 플랫용 지지체(3)가 도면과 같이 끼워진 상태에서, 이의 런 플랫용 지지체(3)를 타원의 장축 방향을 축으로 하여 회전시켜 수평으로 쓰러뜨리면, 런 플랫용 지지체(3)의 회전축이 타이어 회전축과 공축 상태로 되어 뉴매틱 타이어(2)의 내측에 동심형으로 삽입된 상태가 된다. 이후에는, 타이어 마운터에 의해 통상의 타이어를 림 조립할 때와 동일한 조작에 의해 림 조립함으로써, 타이어/휠 조립체를 조립할 수 있다.

상기의 조작으로부터, 뉴매틱 타이어(2)의 비드부(2b)의 내부 직경부(2i)를 타원형으로 변형시키는 허용도를 크게 할수록, 뉴매틱 타이어(2)에 조립 가능한 런 플랫용 지지체(3)의 최대 직경(Dr)을 크게 할 수 있다. 본 발명은, 상술한 바와 같이 뉴매틱 타이어(2)의 비드부(2b)의 내부 직경부(2i)를 타원형으로 변형시키는 허용도를, 림 조립성과 타이어 지지성의 관계로부터 비드 코어 단면적을 25 내지 400m㎡로 하고, 런 플랫용 지지체의 최대 직경(Dr)을 단면 높이(A)(내주로부터 최대 외주까지의 반경 방향 높이)로 하여 뉴매틱 타이어의 단면 높이(SH)(비드부 내주로부터 트레드 외주까지의 반경 방향 높이)의 50 내지 60%로 한 것이다.

본 발명에 있어서, 타이어/휠 조립체에 사용하는 뉴매틱 타이어 및 림의 사이즈는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 바람직하게는, 뉴매틱 타이어에 관해서는, JATMA에 규정된 규격 사이즈중 타이어 폭의 치수가 175 내지 285(mm)인 것, 보다 바람직하게는 185 내지 285(mm)인 것을 사용하는 것이 양호하다. 또한, 편평율은 50 내지 65%, 더욱 바람직하게는 55 내지 60%인 것을 사용하면 양호하다. 또한, 림에 관해서는, 규격 사이즈중의 림 직경의 치수가 15 내지 18(inch)인 것을 사용하는 것이 양호하며, 더욱 바람직하게는 16 내지 17(inch)인 것을 사용하는 것이 양호하다.

본 발명의 목적은, 림 조립성을 손상시키지 않고 런 플랫용 지지체의 외부 직경을 증대시킬 수 있으며, 런 플랫 내구성을 한층 더 향상시키는 타이어/휠 조립체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 타이어/휠 조립체는, 외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 두 갈래형으로 개각한 환상 쉘과 두 갈래형의 개각 단부를 림 위에 지지하는 탄성 링으로 이루어진 런 플랫용 지지체를 뉴매틱 타이어의 공동부에 삽입한 타이어/휠 조립체에 있어서, 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)를 뉴매틱 타이어의 단면 높이(SH)의 50 내지 60%로 하고, 또한 뉴매틱 타이어의 비드 코어의 단면적을 25 내지 40m㎡로 함을 특징으로 하는 것이다.

뉴매틱 타이어와 런 플랫용 지지체를 림 조립할 때에는, 림 조립 전에, 미리 런 플랫용 지지체를 뉴매틱 타이어의 공동부에 삽입하는 조작이 필요하다. 그러나, 런 플랫용 지지체의 외부 직경이 타이어의 비드부 내부 직경보다도 일정 이상으로 커지면, 뉴매틱 타이어의 내측에 삽입할 수 없게 되고, 림 조립도 불가능하게 된다.

그러나, 본 발명에서는, 비드 코어의 단면적을 25 내지 40m㎡로 작게 하기 때문에, 비드 코어 강성이 감소되어 비드부의 내부 직경 형상이 변형되기 쉽다. 따라서, 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)를 타이어 단면 높이(SH)의 50 내지 60%로 하여 외부 직경을 확대하더라도 뉴매틱 타이어로의 삽입을 용이하게 하며, 또한 런 플랫용 지지체의 외부 직경의 확대에 의해서 런 플랫용 지지체의 런 플랫의 내구성을 한층 더 향상시킬 수 있다.

타이어 사이즈와 림 사이즈를, 각각 205/55R16, 16×6 1/2JJ로 공통으로 하고, 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)의 타이어 단면 높이(SH)에 대한 비율과 비드 코어의 단면적을 각각 표 1과 같이 다르게 한 7종류의 타이어/휠 조립체(종래예, 비교예 1, 2 및 실시예 1 내지 4)를 제작하였다.

이러한 7종류의 타이어/휠 조립체에 관해서, 뉴매틱 타이어로의 런 플랫용 지지체의 삽입 조작의 용이함(삽입 조작성) 및 하기 측정법에 의한 런 플랫용 지지체의 런 플랫 내구성을 측정하고, 그 결과를 표 1에 기재하였다.

〔런 플랫 내구성〕

시험용 타이어/휠 조립체를 타이어 공기압을 0으로 하고, 배기량 2500cc의 승용차의 전륜 좌측에 장착시키고, 다른 타이어는 200kPa로 하여, 테스트 드라이버에 의해 시속 90km/h로 주회로를 런 플랫용 지지체가 파손될 때까지 주행하였을 때의 주행거리를 측정하였다. 평가는 종래예의 타이어/휠 조립체로 측정한 주행거리를 100으로 하는 지수로 표시하였다. 지수가 클수록 런 플랫 내구성이 우수한 것을 의미한다.

	A/SH(%)	비드 코어의단면적(mm² ₎	삽입 조작성	런 플랫 내구성(지수)
종래예	45	45	양호	100
비교예 1	50	45	불가	---
실시예 1	50	40	가능	110
실시예 2	60	25	가능	118
비교예 2	62	25	불가	---
실시예 3	51	30	양호	112
실시예 4	55	35	양호	115

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)를 뉴매틱 타이어의 단면 높이(SH)의 50 내지 60%로 하는 동시에, 뉴매틱 타이어의 비드 코어의 단면적을 25 내지 4Om㎡로 하였기 때문에, 비드 코어의 강성을 감소시킴으로써 외부 직경이 확대된 런 플랫용 지지체의 뉴매틱 타이어로의 삽입 조작을 용이하게 하며, 또한, 림 조립성을 손상시키지 않고, 런 플랫용 지지체의 외부 직경의 확대에 의해 런 플랫 내구성을 한층 더 향상시킬 수 있다.

Claims

외주측을 지지면으로 하는 동시에 내주측을 두 갈래형으로 개각한 환상 쉘과 두 갈래형의 개각 단부를 림 위에 지지하는 탄성 링으로 이루어진 런 플랫용 지지체를 뉴매틱 타이어의 공동부에 삽입한 타이어/휠 조립체에 있어서,

런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)가 뉴매틱 타이어의 단면 높이(SH)의 50 내지 60%이고, 뉴매틱 타이어의 비드 코어의 단면적이 25 내지 40m㎡인 타이어/휠 조립체.
제1항에 있어서, 런 플랫용 지지체의 단면 높이(A)를 뉴매틱 타이어의 단면 높이(SH)의 51 내지 55%로 한 타이어/휠 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 비드 코어의 단면적을 30 내지 35m㎡로 한 타이어/휠 조립체.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 비드 코어의 단면 형상을, 타이어 축방향의 폭을 타이어 반경 방향의 높이보다도 큰 편평형으로 한 타이어/휠 조립체.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 뉴매틱 타이어의 타이어 폭의 치수가 175 내지 285(mm)인 타이어/휠 조립체.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 뉴매틱 타이어의 편평율이 50 내지 65%인 타이어/휠 조립체.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 휠의 림 직경의 치수가 15 내지 18(inch)인 타이어/휠 조립체.