KR20060069829A

KR20060069829A - 공기 타이어

Info

Publication number: KR20060069829A
Application number: KR1020067002293A
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 단노; 도시유키 이케다
Original assignee: 요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2006-06-22
Also published as: DE112004001432T5; WO2005012006A1; DE112004001432B4; JPWO2005012006A1; KR101100634B1; US7549452B2; JP3829147B2; US20070119532A1

Abstract

본 발명은 타이어로부터 독립된 부재를 트레드 내면에 안정적으로 장착시키는 내구성이 우수한 탄성 고정 밴드를 구비한 공기 타이어에 관한 것이다. 본 발명의 공기 타이어는 타이어로부터 독립된 부재를 탄성 고정 밴드에 의해 타이어의 트레드 내면에 장착한 공기 타이어에서, 상기 탄성 고정 밴드를, 폭 10 내지 40mm, 두께 0.1 내지 0.5mm의 금속으로 이루어진 띠형체로 구성된다.

공기 타이어, 탄성 고정 밴드, 트레드, 띠형체, 신축기구

Description

공기 타이어{Pneumatic tire}

본 발명은 공기 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어로부터 독립된 부재를 고리형의 탄성 고정 밴드에 의해 트레드 내면에 장착하도록 한 공기 타이어에 관한 것이다.

타이어의 내부에는 예를 들면, 소음 저감용의 흡음재를 장착하거나, 공기압 관리용의 압력센서나 온도센서 등을 장착하는 것이 가끔 행하여진다.

이들 부재는 타이어로부터 독립된 부재이기 때문에, 타이어 주행시의 타이어의 변형이나 원심력 등에 의해서, 이동하거나 탈락하는 경우가 많고, 이들을 안정된 상태로 장착시키기 위해서는 대단히 어려운 문제가 있었다.

상술한 부재의 대표예로서, 타이어 내부의 공기의 진동음을 흡수시키기 위한 흡음재는, 트레드 내면에 직접 부착하면 흡음 효과가 좋기 때문에, 트레드 내면에 흡음재를 부가하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 그러나, 흡음재를 타이어 내면에 접착제 등에 의해 장착시키는 경우에는, 타이어와 다른 부재를 타이어 내부에 부가시키기 때문에, 타이어 전동시의 타이어 변형에 의해 접착 계면에 응력이 집중하여 박리되어 버리는 경우가 많다. 따라서, 그 장착 방법에는 많은 난제가 있었다.

한편, 본건 출원인은 상기한 과제의 대책으로서, 트레드 내면에 흡음재를 장착할 때에, 흡음재를 합성 수지로 이루어지는 탄성 고정 밴드의 탄성력을 이용하여 트레드 내면에 장착시키는 것을 제안하였다(일본국 특허출원 특원 2002-28432호). 그러나, 합성 수지로 이루어지는 탄성 고정 밴드는 원하는 탄성력(강성)을 얻기 위해서는 두께를 어느 정도 크게 해야만 하고, 이와 같이 두께가 큰 재료는 굴곡하여 변형을 받으면 두께가 커질수록 표면의 응력이 커지기 때문에, 피로 수명이 저하된다는 문제가 있었다.

특허문헌 1: 일본국 공개특허공보 제(소)62-216803호

본 발명의 목적은 타이어로부터 독립된 부재를 트레드 내면에 안정적으로 장착시키는 내구성이 우수한 탄성 고정 밴드를 구비한 공기 타이어를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해서, 이하의 (1) 내지 (9)의 구성을 갖는다.

(1)타이어로부터 독립된 부재를 탄성 고정 밴드에 의해 타이어의 트레드 내면에 장착한 공기 타이어에 있어서, 상기 탄성 고정 밴드를, 폭 10 내지 40mm, 두께 0.1 내지 0.5mm의 금속으로 이루어지는 띠형체로 구성한 공기 타이어.

(2)상기 띠형체가, 인장강도 400 내지 1400MPa의 금속재료인 상기 (1)에 기재된 공기 타이어.

(3)상기 탄성 고정 밴드의 외주면을 고무 또는 합성 수지로 피복한 상기 (1)또는 (2)에 기재된 공기 타이어.

(4)상기 탄성 고정 밴드의 둘레 길이를 타이어 중앙부의 내주 길이보다 10 내지 50mm 짧게 한 상기 (1), (2) 또는 (3)에 기재된 공기 타이어.

(5)상기 부재가 다공질 재료로 이루어지는 흡음재인 상기 (1) 내지 (4)의 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

(6)탄성 고정 밴드의 둘레 길이가 일정 길이의 것인 상기 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

(7)탄성 고정 밴드가 상기 탄성 고정 밴드의 둘레 위의 적어도 1개소에 둘레길이를 자동 조절하는 신축기구를 갖는 것인 상기 (1) 내지 (5)의 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

(8)상기 신축기구가 탄성체의 스프링기구로 구성되어 있는 상기 (7)에 기재된 공기 타이어.

(9)상기 신축기구가 상기 탄성 고정 밴드의 양 단부를 서로 슬라이드 가능하게 연결시켜 이루어지는 것인 상기 (7)에 기재된 공기 타이어.

상술한 본 발명의 공기 타이어에 의하면, 트레드 내면에 타이어로부터 독립된 부재를 장착하기 위한 탄성 고정 밴드를 금속제로 함으로써, 그 두께를 0.1 내지 0.5mm의 극히 얇은 상태로 하는 것이 가능하게 되었기 때문에, 타이어 회전시에 반복하여 굴곡 변형을 받더라도 그 내외 표면의 응력을 작게 하고, 피로 수명을 연장하기 때문에, 탄성 고정 밴드의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태로서의 공기 타이어의 일례를 도시하는 자오선 단면도.

도 2는 도 1의 R로 둘러싼 부분을 확대하여 도시하는 단면도.

도 3a는 본 발명의 일 실시형태로서의, 부재를 탄성 고정 밴드에 의해 장착하였을 때의 배치관계의 예를 설명하기 위한 측면도.

도 3b는 본 발명의 다른 일 실시형태로서의, 부재를 탄성 고정 밴드에 의해 장착하였을 때의 배치관계의 예를 설명하기 위한 측면도.

도 4는 타이어의 버클링(buckling) 현상을 설명하기 위한 측면도.

도 5는 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 길이를, 트레드부(1)의 내주면의 둘레 길이보다 10 내지 50mm 작게 설정한 경우에 있어서, 상기 공기 타이어를 자동차에 장착하고 있지 않을 때의 상태를 개략적으로 도시한 개략 자오선 단면도이고, 탄성 고정 밴드(6)와 타이어 트레드(1)의 내면이 접촉하고 있지 않는 상태를 도시한 도면.

도 6은 탄성 고정 밴드의 둘레 위의 적어도 1개소에 탄성 고정 밴드의 둘레 길이를 자동 조절하는 신축기구를 설치한 탄성 고정 밴드를 사용한 본 발명에 따른 공기 타이어의 일 실시형태예를 도시하는 측면도.

도 7a는 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시형태예에 있어서, 탄성 고정 밴드에 사용되는 신축기구의 다른 형태예를 도시하는 개략도.

도 7b는 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시형태예에 있어서, 탄성 고정 밴드에 사용되는 신축기구의 다른 형태예를 도시하는 개략도.

도 8은 도 6에 도시한 본 발명의 일 실시형태예에 있어서, 탄성 고정 밴드에 사용되는 신축기구의 또 다른 형태예를 도시하는 개략도.

이하, 본 발명의 구성에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 각 도면에 있어서 공통하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 공기 타이어를, 독립부재로서 다공질 재료로 이루어지는 흡음재를 트레드 내면에 장착시킨 경우의 실시형태를 예시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 R로 둘러싼 부분을 확대하여 도시하는 단면도이고, 도 1의 주요부(R로 둘러싼 부분)를 설명하기 위한 측면도이다.

도 1에 있어서, 공기 타이어(T)는 트레드부(1)와, 좌우 한 쌍의 비드부(2)와, 이들 트레드부(1)와 비드부(2)를 서로 연접하는 사이드월부(3)를 구비하고 있다. 트레드부(1)의 내면에는 흡음재(5)가 타이어로부터 독립된 부재로서 금속제의 탄성 고정 밴드(6)에 의해 장착되어 있다.

탄성 고정 밴드(6)의 긴변방향의 양 단부는 서로 연결되어 고리형의 밴드를 형성하고 있다. 연결의 수단은 특히 한정되지 않지만, 서로의 양 단부를 겹쳐 결속기 또는 봉감기(封減機) 등에 의해 밀봉(seal) 고정하거나, 또는 한 쌍의 체결 밴드에 의해 연결하면 좋다. 흡음재(5)와 탄성 고정 밴드(6)의 결합수단도 특히 한정되지 않으며, 흡음재(5)의 종류나 형태에 따라서, 접착제에 의한 결합이라도 좋고, 또는 볼트 등의 체결수단에 의한 결합이라도 좋다.

본 발명에 있어서, 탄성 고정 밴드(6)는 얇은 금속재료의 띠형체로 이루어지고, 그 전체 구조로부터 탄성력을 갖는 것을 말하며, 폭(W)이 10 내지 40mm이고, 보다 바람직하게는 15 내지 30mm이고, 두께(t)가 0.1 내지 0.5mm이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.2mm로 되도록 형성되어 있다. 금속재료로서는 인장 강도 400 내지 140OMPa의 특성을 갖는 것이 바람직하고, 특히 스텐레스 스틸이나 탄성 특성을 가지는 형상 기억 합금이 좋다.

이렇게 구성함으로써, 탄성 고정 밴드(6)의 탄성력에 의해 흡음재(5)를 트레드 내면에, 항상 안정적으로 압착시킬 수 있는 동시에, 탄성 고정 밴드(6)는 타이어 전동 시에 받는 표면 응력을 극소화하여 피로 수명을 연장시킬 수 있다.

흡음재(5)와 탄성 고정 밴드(6)의 타이어 직경 방향의 위치관계는 특히 한정되지 않으며, 도 3a에 도시하는 바와 같이 흡음재(5)를 타이어 내측으로부터 탄성 고정 밴드(6)에 의해 타이어 내면에 압착하도록 배치시키는 것 외에, 또는, 도 3b에 도시하는 바와 같이 흡음재(5)의 외측에 배치하거나, 또는 흡음재(5)의 두께 방향의 중앙부로 관통하도록 배치하여도 좋다.

도 3b에 도시하는 바와 같이, 탄성 고정 밴드(6)가 직접 타이어 내면에 접하도록 배치하는 경우에는, 금속제의 탄성 고정 밴드(6)에 의한 타이어 표면의 손상을 막기 위해서, 탄성 고정 밴드(6)의 타이어 내면측의 외주면을 고무 또는 합성 수지에 의해 피복하면 좋다.

또한, 도 3a와 같이 배치하는 경우라도, 흡음재(5)의 손상을 막기 위해서, 탄성 고정 밴드(6)의 외주면을 고무 또는 합성 수지에 의해 피복하면 좋다. 이들 고무 또는 합성 수지를 발포체로 구성하면 손상 방지의 효과를 한층 더 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 길이가 고정되어 있는 경우에는, 도 4에 도시하는 바와 같이 타이어가 노면(G)에 접지하는 접지부(Q)에서 버클링을 일으키는 경우가 있다. 이 버클링에 의해, 흡음재(5)의 보유를 불안정하게 하거나, 타이어 내면에 손상을 주는 원인이 되는 경우가 있다. 이러한 현상의 발생을 막기 위해서는, 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 길이는 트레드부(1)의 내주면의 둘레 길이보다 10 내지 50mm 작게 설정하여 두는 것이 바람직하다.

이렇게 구성하는 것은, 특히, 도 3b에 도시한 형태와 같이, 탄성 고정 밴드(6)가, 흡음재(5)의 외측에 배치되어 있어 상기 탄성 고정 밴드(6)와 타이어 트레드(1)의 내면이 접촉하는 구조인 경우에 유효하다. 상술한 바와 같이 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 길이를 트레드부(1)의 내주면의 둘레 길이보다 10 내지 50mm 작게 설정한 경우에는, 도 5에 개략 단면도를 도시한 바와 같이, 탄성 고정 밴드(6)와 타이어 트레드(1)의 내면이 접촉하지 않는 상태로 되지만, 접촉하고 있지 않는 것은 상기 공기 타이어를 자동차에 장착하지 않고 있을 때 뿐이며, 특히 문제는 없다. 즉, 자동차에 상기 공기 타이어를 장착하였을 때에는, 공기 타이어가 자동차 중량에 의해 일부가 움푹 패이고, 타이어 트레드(1)의 내면 둘레 길이가 조금 작게 되기 때문에, 상기 탄성 고정 밴드와 타이어 트레드(1)의 내면이 접하여 이상적인 장착상태가 실현되는 것이다.

또한, 상기에 있어서는, 탄성 고정 밴드(6)는 그 둘레 길이가 고정되어 있는 경우에 관해서 설명을 하였지만, 본 발명에 있어서는 탄성밴드(6)는 그 둘레 길이가 고정적이지 않고 둘레 길이를 변경할 수 있는 구조인 것으로 하여도 좋다. 즉, 특히, 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 길이를 가변으로 하고, 흡음재(5)의 둘레 길이를 조절함으로써, 다종류의 공기 타이어에 대하여 공통의 흡음재(5) 및 탄성 고정 밴드(6)를 사용할 수 있게 된다. 또한 상기 탄성 고정 밴드(6)의 둘레길이가 미묘하게 조정되게 되므로, 흡음재(5) 및 탄성 고정 밴드(6)를, 타이어(T)의 트레드부(1)의 내면의 전체 둘레에 걸쳐, 보다 적정한 상태에서 장착할 수 있게 되고, 림 부착 시의 작업성의 장해 등으로 되는 일도 없다

특히, 이와 같이, 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 길이를 가변으로 하고, 흡음재(5)의 둘레 길이를 조절할 수 있도록 하기 위해서는, 탄성 고정 밴드의 둘레 위의 적어도 1개소에 둘레 길이를 자동 조절하는 신축기구를 설치한 탄성 고정 밴드를 사용하는 것이 좋다.

그 탄성 고정 밴드의 일 실시형태예를 도 6에 도시하여 설명하면, 예를 들면, 탄성 고정 밴드(6)는 상술한 본 발명에 따른 폭과 두께를 갖는 금속의 띠형체로 이루어지고, 동도 6에 도시하는 바와 같이, 둘레 위의 적어도 1개소(도면에서는 4개소)에 둘레 길이가 절단되고, 그 절단부의 사이가 U자형으로 굴곡한 판 스프링(7a)에 의해서 연결되고, 탄성 고정 밴드(6)의 전체가 구성되어 있다. 이 U 자형의 판스프링(7a)의 부분은 탄성 고정 밴드(6)에 부하되는 힘의 둘레 방향 성분을 자동적으로 흡수하는 신축기구로서 작용하도록 되어 있다. 도 6에 도시한 실시형태로 이루어지는 공기 타이어의 형태에서는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 탄성 고정 밴드(6)가 흡음재(5)의 외주측에 배치되어 있는 것이다.

이러한, 판스프링(7a)으로 이루어지는 신축기구로서는 도 7a 및 도 7b에 예시하는 바와 같이 지그재그형으로 굴곡한 판스프링(7b, 7c)이라도 좋다. 또한, 탄성 고정 밴드(6)의 둘레 위에 형성하는 신축기구의 수는 특히 한정되지 않지만, 둘레 위의 3 내지 8개소에 균등하게 배치하여도 좋다.

상술한 바와 같이, 탄성 고정 밴드(6)에 신축기구(7a, 7b, 7c)를 설치한 타이어는, 주행 시에 탄성 고정 밴드(6)에 버클링 등을 발생시키는 외력이 작용하더라도, 이것을 신축기구가 자동적으로 흡수하기 때문에, 탄성 고정 밴드(6)의 수명을 연장하고, 또한 흡음재(5)의 트레드 내면으로의 장착을 안정화할 수 있다.

도 8은 신축기구의 또 다른 실시형태를 도시한다. 탄성 고정 밴드(6)는 그 긴변 방향 양 단부(6b, 6c)가 서로 연결지그(7)에 의해 슬라이드 가능하게 연결되어 있다. 즉, 연결지그(7)에 대하여, 탄성 고정 밴드(6)의 한쪽의 단부(6b)가 고정되고, 다른쪽의 단부(6c))가 화살표 방향으로 자유롭게 슬라이드하도록 되어 있다. 탄성 고정 밴드(6)의 단부(6c) 및/또는 연결지그(7)의 슬라이딩면에는 슬라이딩을 원활하게 하기 위해서 불소계 수지를 피복하거나, 윤활제를 도포하면 좋다.

이렇게 구성함으로써, 상술한 바와 같이, 버클링 등을 주고자 하는 외력에 대하여 탄성 고정 밴드(6)가 자동적으로 신축하여 그 힘을 흡수할 수 있고, 탄성 고정 밴드(6)의 피로수명을 연장하고, 또한 흡음재(5)의 트레드 내면으로의 안정장착을 가능하게 할 수 있게 된다. 즉, 종래는 버클링에 의해 흡음재(5)의 보유를 불안정하게 하거나, 탄성 고정 밴드(6)의 피로 수명을 짧게 한다는 문제가 있지만, 탄성 고정 밴드에 상기 탄성 고정 밴드의 둘레 길이를 자동 조절하는 신축기구를 설치한 타이어로 하면, 그러한 문제는 경감시킬 수 있는 것이다.

상술한 실시형태의 설명에서는 타이어 내부에 장착하는 타이어로부터 독립된 부재로서, 다공질 재료로 이루어지는 흡음재(5)를 예로 들어 설명을 하였지만, 이 부재는, 타이어 내부에 독립된 부재로서 장착(수납)되는 것이면 무엇이든지 좋고, 특히, 흡음재만에 한정되지 않는다. 예를 들면, 타이어 공기압 제어를 위해서 설치하는 공기압 센서나 온도센서 등이라도 좋은 것이다.

본 발명의 공기 타이어는 타이어 산업계에서 이용할 수 있고, 나아가서는, 자동차 산업계에서 유효하게 이용되는 것이다.

Claims

타이어로부터 독립된 부재를 탄성 고정 밴드에 의해 타이어의 트레드 내면에 장착한 공기 타이어에서, 상기 탄성 고정 밴드를, 폭 10 내지 40mm, 두께 0.1 내지 0.5mm의 금속으로 이루어진 띠형체로 구성한 공기 타이어.
제 1 항에 있어서, 상기 띠형체는 인장 강도가 400 내지 1400MPa인 금속재료인 공기 타이어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄성 고정 밴드의 외주면을 고무 또는 합성 수지로 피복한 공기 타이어.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 고정 밴드의 둘레 길이를 타이어 중앙부의 내측 둘레 길이보다 10 내지 50mm 짧게 설정한 공기 타이어.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부재는 다공질 재료로 이루어진 흡음재인 공기 타이어.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 고정 밴드의 둘레 길이는 일정한 길이를 갖는 공기 타이어.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 고정 밴드는 상기 탄성 고정 밴드의 둘레 위의 적어도 1개소에 둘레 길이를 자동 조절하는 신축기구를 갖는 공기 타이어.
제 7 항에 있어서, 상기 신축기구는 탄성체의 스프링기구로 구성되는 공기 타이어.
제 7 항에 있어서, 상기 신축기구는 상기 탄성 고정 밴드의 양 단부를 서로 슬라이드 가능하게 연결시켜 이루어지는 공기 타이어.