KR20100102823A

KR20100102823A - 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.

Info

Publication number: KR20100102823A
Application number: KR1020090021080A
Authority: KR
Inventors: 김종경
Original assignee: 김종경
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2010-09-27
Also published as: US20100230022A1

Abstract

본 발명은 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어에 관한 것이다. 자전거 용 통타이어(tubeless tire)에 있어서, 통타이어의 원주(圓周)에 다수의 타원관상(楕圓管狀)의 탄성부재(elasitic members)가 타이어의 좌우 측면으로 관통되게 일정한 간격으로 배치되고 탄성부재의 장축(長軸)부분이 타이어의 회전축심을 향하여 타이어체와 일체로 감합(嵌合)되어 구성된 것이다.

본 발명의 타이어는 탄성부재에 의해 탄성력이 보강되어 있기 때문에, 자전거의 주행 시, 하중에 의해 접지(接地)부분의 타이어체가 지나치게 납작하게 압착되지 않을 뿐 아니라 접지부분을 벗어나면, 압착된 변형상태에서 타이어체의 탄성력과 탄성부재의 탄발력(彈撥力)(elastic rebound)의 보강에 의하여 타이어체가 원형태로 보다 신속하게 복원되므로 타이어체가 복원전에 다시 압착되는 일이 없어, 쿠션이 양호하며, 타이어의 탄성피로(elastic fatigue)가 저감(低減)되어 타이어를 펑크없이 보다 안전하게 오래 사용할 수 있다.

통타이어, 타이어체, 탄성부재.

Description

타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.{A TUBELESS TIRE HAVING ELLIPTICALLY CYLINDRICAL ELASTIC MEMBERS}

본 발명은 타원관상의 탄성부재가 일체로 매입된 통타이어에 관한 것이다.

종래 자전거 타이어는 자전거의 주행진동을 흡수하여 안락하게 탈 수 있도록 타이어의 내부에 공기를 주입하여 타이어에 탄성을 부여하는 튜브가 구비된 것이 있고, 또 튜브가 없이 탄성고무, 또는 탄성 합성고무의 통타이어가 있다.

특히 최근에는 자전거의 경량화(輕量化)와, 펑크의 방지를 위해서 타이어의 트레드(tread)의 폭이 좁고, 타이어의 두께가 작은 통타이어(tubeless tire)가 많이 사용되고 있다.

자전거용 통타이어는 탄성고무, 또는 탄성질의 합성고무로 성형되어 있고 유연한 탄성을 위해서 타이어체에 독립기포가 분산된 것도 있고 탄성재질로만 구성된 것도 있다.

통타이어를 자전거의 바퀴의 림(rim)에 장착하여 도로를 주행할 때, 제9도 (X)와 같이 접지되지 않는 부분의 타이어체(t)는 탄성에 의하여 원형태(原形態)를 유지하고 있으나, 제9도(Y)와 같이, 타이어체(t)의 접지(接地)부분은 차륜(weel)의 림(R)과 지면(E)사이에서 자전거의 하중에 의해 가압되기 때문에 타이어체의 상하 두께(th)는 압축되고 타이어체의 좌우 폭(w)은 확장된다. 물론 하중의 일부는 타이어의 원호방향으로도 작용하나, 원호방향으로는 변형공간이 없기 때문에 주로 타이어체의 좌우로 변형되며, 타이어체(t)가 접지부분에서 벗어나면 타이어체의 탄성력(elastic force)에 의해 타이어체는 변형상태에서 원형태로 다시 복원된다.

이와 같이, 자전거의 타이어가 도로를 주행 할 동안, 타이어의 원주의 각 부분은 접지와, 접지를 벗어남에 따라 차례로 변형과 원형태의 복원동작을 반복하게 된다. 이러한 변형과 복원동작이 장기간에 걸쳐 반복되는 동안, 타이어체는 재질적인 탄성피로(elasitc fatigue)가 누적(累積)되어 타이어체의 변형에서 복원상태가 느려진다. 따라서 타이어체가 납작하게 압착된 상태에서 원형태로 복원되기 전에 다시 압착이 반복되면, 제9도(Z)와 같이 결국 타이어체는 판상으로 납작(flat)해진다.

또 타이어체의 변형과 원형태의 복원이 반복되는 동안은 타이어체의 탄성작용에 의하여 도로의 주행진동을 흡수하는 쿠션이 있으나, 타이어체가 납작하게 되면 탄성적인 쿠션이 거의 없어진다. 따라서 자전거의 주행진동이 흡수되지 않아, 자전거 라이딩(riding)의 안락성이 없기 때문에 새 타이어를 교체해야 되고 타이어의 교체빈도가 높게 되는 만큼 경제적 부담도 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 자전거용 통타이어의 탄성피로를 저감할 수 있는 "타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어"를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 자전거 바퀴에 장착하는 통타이어에 있어서, 통타이어의 원주(圓周)의 몸체에 다수의 타원관상의 탄성부재가 타이어의 좌우 측면으로 관통되게 일정한 간격으로 배치되고 탄성부재의 장축(長軸)부분이 타이어의 회전축심을 향하여 타이어체와 일체로 감합되어 통타이어의 탄성력이 보강된 새로운 "타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어"를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 통타이어의 탄성피로의 저감으로 인하여 타이어의 탄성력이 오래 유지되어, 타이어의 교체빈도가 보다 적은 "타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어"를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 자전거용 통타이어(tubeless tire)에 있어서, 탄성고무, 또는 탄성질의 합성고무로 된 타이어의 원주(圓周)의 몸체에 다수의 타원관상(楕圓管狀)의 탄성부재(elasitic members)가 타이어의 좌우 측면으로 관통되게 일정한 간격으로 배치되고 탄성부재의 장축(長軸)부분이 타이어의 회전축심(반지름)을 향하여 타이어체와 일체로 감합(嵌合)되어 구성된 것이다.

본 발명에서 탄성부재는 타이어체의 고무와 재질적으로 친화성이 있고 또 고무에 비하어 탄성이 강하고 강인(强靭)한 재질로서 예컨대, 탄성질의 나일로수지, 또는 탄성질의 실리콘수지로 되어 있다. 또 탄성부재의 단면두께의 중간부가 양측 가장자리에 비하여 상대적으로 두텁게 되어 있고 상기 탄성부재의 중간부의 외경(外俓)이 좌우 양측 가장자리의 외경에 비하여 크게 되어있다. 따라서, 탄성부재의 외주면(外周面) 중간에서 좌우 대칭으로 경사면(傾斜面)을 가진 타원관상으로 되어 있다. 또 탄성부재의 타원형(楕圓形) 통공(通孔)도 중앙부에서 가장자리를 향하여 내경이 약간 확장되어 경사면을 이루고 있다.

탄성부재의 이러한 구성은 기능과 제조시의 이점이 있다.

즉, 탄성부재의 성형제조시에는 탄성부재의 통공이 내측에서 외측으로 약간 경사를 이루고 있기 때문에 제조된 탄성부재의 통공으로부터 성형금형의 분리가 용이하고 또 타이어의 성형금형에 의하여 타이어를 성형제조할 경우에도 성형금형의 성형핀에 탄성부재를 끼워 간편하게 탄성부재를 타이어의 성형금형에 배치할 수 있다. 또 타이어의 성형 후에는 탄성부재로부터 타이어의 성형금형 및 성형핀의 분리가 용이하다.

또 탄성부재의 외경이 큰 중간부분이 타이어체의 중앙부에 감합되어, 타이어체와 탄성부재가 견고하게 결합유지된다. 또 탄성부재의 표면에 요철부, 또는 단 부(段部)를 부가하여 표면적을 증대시키어 타이어체와 탄성부재의 결합강도를 보다 높이는 수단이 부가될 수 있다.

본 발명의 타이어는 자전거 휠의 림에 장착하여 라이딩(riding)할 때, 타이어의 트레드(tread)가 접지하면서 주행한다. 이때 타이어체에 매입된 탄성부재부분과, 탄성부재 사이의 타이어체가 순차적으로 접지(接地)된다.

탄성부재부분이 접지되는 경우에는 자전거의 하중에 대한 탄성부재의 탄성작용에 의하여 쿠션을 가지며, 또 자전거의 하중이 탄성부재의 장축방향으로 미치기 때문에 탄성부재의 타원관상의 내압성이 강하여 통공이 붕괴되는 일이 없고 더욱이 탄성부재가 타이어체에 감싸있기 때문에 탄성부재의 탄성력이 상호 보강된다.

또 탄성부재 사이의 타이어체가 접지되는 경우에는 자전거의 하중에 의해서 타이어체가 탄성적으로 압착되면서 타이어체가 좌우 측면으로 융출되는 형태로 변형되고 타이어체가 접지부분을 벗어나면 타이어체의 자체 탄성력(elastic rebound)과 또 타이어체에 배치된 좌우 양측의 탄성부재의 탄반력의 보강에 의해서 타이어체는 압착상태에서 원형태로 신속하게 복원된다. 따라서 타이어의 탄성적 쿠션이 양호하게 유지된다.

또한 타이어의 탄성력이 탄성부재에 의하여 보강되어 있기 때문에 탄성피로(elastic fatigue)가 저감(低減)되어 타이어가 판상으로 납작하게 되지 않고 장기간 원형태(原形態)를 유지할 수 있다.

또 탄성부재의 외경의 중간부분이 가장자리에 비하여 크기 때문에 타이어체 와 탄성부재가 견고하게 감합되어 타이어의 주행 중 타이어체가 수없이 변형과 복원을 반복하여도 타이어체에서 탄성부재가 박리(剝離)되거나 측방으로 빠져나올 우려가 전혀 없고 탄성부재가 타이어체의 탄성력을 서로 보강하기 때문에 종래의 단순한 통타이어에 비하여 타이어의 쿠션이 양호하고 사용수명이 보다 연장된다.

본 발명의 타이어는 타이어의 원주의 몸체에 다수의 타원관상의 탄성부재가 타이어의 좌우 측면으로 관통되게 일정한 간격으로 배치되고 탄성부재의 장축(長軸)부분이 타이어의 회전축심을 향하여 타이어체와 일체로 감합되어 구성되어 있기 때문에 통타이어의 타이어체와 탄성부재의 탄성력이 상호 보강되어 타이어의 쿠션이 양호하다.

또 타이어의 접지부분이 자전거의 하중에 의하여 압착되어도 탄성부재의 탄반력에 의해 원형태로 실속하게 복원됨으로 압착된 타이어체가 원형태로 복원되기 전에 다시 압착되는 폐단이 시정되고 탄성피로가 저감되어 종래의 통타이어에 비하여 보다 오래 사용할 수 있는 등의 여러가지 효과가 있다.

제1도는 본 발명의 한 실시예의 자전거 타이어의 측면예시도이고, 제2도는 본 발명의 타이어의 일부를 절결한 사시도이며, 제3도는 본 발명의 탄성부재의 한 실시예시도이다.

제1도 및 제2도에 표시된 바와 같이, 자전거용 통타이어(tubeless tire)에 있어서, 탄성고무, 또는 탄성질의 합성고무로 된 타이어(1)의 비드(bead)(1d)와 트 레드(tread)(1t)사이의 원주(圓周)(cl)의 몸체(body)(1b)부분에 다수의 타원관상(楕圓管狀)의 탄성부재(2)가 몸체(1b)의 좌우 측면(1s)으로 관통되게 일정한 간격으로 배치되고 탄성부재(2)의 장축(長軸)(a)부분이 타이어(1)의 회전축심(반지름)을 향하여 타이어체(1a)와 일체로 감합(嵌合)되어 구성된 것이다.

따라서 타이어(1)의 몸체(1b)의 좌우 측면으로 탄성부재(2)의 통공(2h)이 관통되어 있다.

본 발명에서 탄성부재(2)는 타이어체(1a)의 고무재질과 친화성이 양호하면서 고무재질에 비하여 탄력성이 강하고 강인(强靭)한 재질로서, 예컨대, 탄성질의 나일로수지, 또는 탄성질의 실리콘수지로 되어 있다. 또 제3도(A)(B)에 표시된 바와 같이, 탄성부재(2)의 단면두께(2t)의 중간부(c)가 양측 가장자리(e)에 비하여 상대적으로 두텁게 되어 있고 상기 탄성부재(2)의 중간부의 외경(外俓)(d)이 좌우 양측 가장자리(e)의 외경이 비하여 크게 되어있다. 따라서, 탄성부재(2)의 외주면(外周面)(2f)은 중간부에서 좌우 대칭으로 경사면(傾斜面)을 가진 타원관상으로 되어 있다. 또 탄성부재(2)의 타원형(楕圓形)의 통공(2h)도 통공의 중앙부(c)에서 가장자리(e)를 향하여 내경(r)이 약간 확장되어 통공(2h)의 내주면(2s)이 경사면을 이루고 있다.

탄성부재의 다른 한 실시예는 제4도(C)(D)에 표시된 바와 같이, 탄성부재(2)의 외주면(2f)에 복수의 경사단(2p)을 구성하여 표면적을 증대시키어 타이어체(1a)와 결합강도를 보다 증대시킬 수 있다. 물론, 탄성부재의 외주면에 요철면을 구성하는 전형적인 방법도 채용할 수 있다.

제3도(B)와, 제4도(D)의 화살표로 표시된 A-A선 단면으로 나타난 탄성부재(2)의 통공(2h)은 제5도에 표시된 바와 같이, 타원공이며, 타원공의 장축(a)부분이 자전거의 하중을 받도록 타이어(1)의 회전중심을 향하여 배치되고 타원공의 단축(b)부분은 타이어(1)의 원주방향으로 향하고 있다.

탄성부재(2)의 이러한 구성은 타이어의 탄발력의 보강기능과, 타이어의 제조시의 이점이 있다.

즉, 탄성부재(2)의 외주면(2f)과 통공(2h)의 내주면(2s)이 중간부에서 가장자리 측으로 각각 경사면을 이루고 있기 때문에, 탄성부재(2)의 제조시, 제6도에 표시된 바와 같이, 예컨대, 성형금형(3)의 암금형(3a)과 숫금형(3b)의 통공의 성형핀(3p)이 서로 결합된 상태에서 금형의 캐비티(cavity)에 합성수지 용액을 압출하여 탄성부재(2)를 성형한 다음 제조된 탄성부재(2)의 통공(2h)으로부터 성형금형(3) 및 성형핀(3p)의 분리가 용이하다.

또 타이어의 성형금형(4)에 의하여 타이어(1)를 성형제조할 경우에도 예컨대, 제7도(E)와 같이, 타이어의 암금형(4a)과 숫금형(4b)의 어느 한쪽의 성형핀(4p)에 탄성부재(2)의 통공(2h)을 끼워서, 간편하게 타이어(1)의 몸체(1b)부분의 금형(3)에 탄성부재(2)를 용이하게 배치할 수 있다. 제7도(F)와 같이 성형금형의 성형핀(4p)에 탄성부재(2)를 모두 배치한 다음 제7도(G)와 같이, 암금형(4a)과 숫금형(4b)을 결합하고 타이어 성형금형(4)의 캐비티(4c)에 탄성고무소재(g)를 압출하여 제7도(H)와 같이, 탄성부재(2)가 감합된 본 발명의 타이어(1)를 제조할 수 있 다. 타이어를 가류성형한 다음 성형금형(4)의 암금형(4a)과 숫금형(4b)을 분리할 때 탄성부재(2)의 핀공(2h)으로부터 성형금형(4)의 성형핀(4p)을 용이하게 발취할 수 있다.

이상은 본 발명의 탄성부재(2)의 구조상 성형제조의 용이성(容易性)을 설명한 것이며, 본 발명에서 탄성부재의 성형 및 타이어의 제조에 관해서는 발명의 요지가 아니다. 또 탄성부재의 기능적 이점에 대하여는 아래에 설명된다.

본 발명의 타이어(1)는 자전거 휠의 림에 장착하여 라이딩(riding)할 때, 타이어(1)의 원주의 트레드(1t)가 접지(接地)하면서 주행하게 된다. 이때 타이어(1)는 탄성부재(2)부분과, 탄성부재 사이의 타이어체(1a)가 순차적으로 접지된다.

제8도에 표시된 바와 같이, 탄성부재(2)부분이 접지되는 경우에는 자전거의 하중에 대한 탄성부재(2)의 타원관상의 장축(a)부분이 탄성적으로 하중에 대한 응력이 크기 때문에 탄성부재(2)가 타원형에서 탄성적 변형을 가져도 접지부분에서 벗어나면 원형태로 신속하게 복원된다. 따라서 탄성부재(2)부분은 쿠션이 양호하고 재질적으로 간인하면서 하중에 대한 응력이 크고 변형도(變形度)가 작기 때문에 탄성피로에 대한 내구성이 타이어체(1a)에 비하여 높다.

또 자전거의 하중이 급격하게 증가되어도 탄성부재(2)의 장축(a)방향으로는 응력이 크기 때문에 탄성부재(2)의 통공(2h)이 압착으로 짜그러지는 일이 없고 탕성부재(2)의 자체강도와, 탄성부재(2)를 감싼 주위의 타이어체(1)의 탄성력이 상호 강력하게 보강되어 있기 때문에 타이어의 안전성이 보장된다.

또 제8도에서 탄성부재(2)사이의 타이어체(1a)가 접지되는 경우에는 자전거의 하중에 의해서 타이어체(1a)가 탄성적으로 압착되어, 타이어체(1a)의 단면적의 두께가 작아지면서 타이어체(1a)의 좌우 측면부(1s)가 외부로 융출되는 형태로 변형되고 타이어체(1a)가 접지부분을 벗어나면 타이어체(1a)의 자체 탄성력(elastic rebound)과 탄성부재의 탄발력의 결합에 의하여 압착상태의 타이어체(1a)는 원형태로 신속하게 복원되어 탄성적 쿠션을 가진다.

이때 타이어체(1a)에 탄성부재(2)의 결합구성이 없다면, 타이어체(1a)는 압착과 원형태의 복원동작이 반복되면서 탄성피로가 누적되어 결국 판상으로 납작하게 될 것이다. 그러나 본 발명의 타이어체(1a)에는 일정한 간격으로 탄성부재(2)가 일체로 감합되어 있기 때문에 타이어체(1a)부분이 하중에 의하여 압착되는 경우에도 탄성부재(2)가 하중의 일부를 흡수하게 되어, 타이어체(1a)가 지나치게 압착되지 않을 뿐 아니라, 압착상태에서 원형태로 복원시에도 타이어체(1a)의 좌우 양측에서 탄성부재(2)의 탄발력이 타이어체(1a)의 복원동작을 보강하게 된다. 따라서 타이어의 원형태의 복원이 신속하게 이루어지기 때문에 타이어체(1a)가 압착상태에서 원형태로 복원되기 전에 다시 압착되는 현상이 억제되어, 쿠션이 양호하고 타이어체의 탄성피로(elastic fatigue)가 저감(低減)되어, 타이어가 판상으로 납작하게 되지 않고 장기간 원형상태를 유지할 수 있다.

또 탄성부재(2)는 외경(d)의 중간부분(c)이 가장자리(e)에 비하여 크기 때문에 타이어체(1a)와 탄성부재(2)가 견고하게 감합되어, 타이어(1)의 고속주행 중 타이어체(1a)가 수없이 변형과 원형태의 복원이 반복되어도 타이어체(1a)에서 탄성부 재(2)가 박리(剝離)되거나 측방으로 빠져나올 우려가 전혀 없이 탄성부재의 기능이 확실히 보장된다.

또 탄성부재(2)의 탄발력과 타이어체(1a)의 탄성력이 서로 결합하여 보강하기 때문에 타이어의 탄성적 쿠션이 양호하여 자전거 라이딩의 안락성이 경쾌하며, 타이어의 사용수명이 보다 연장되어 그만큼 타이어의 교체빈도가 절감되어서 펑크가 없이 보다 경제적으로 안전하고 편리하게 사용할 수 있다.

제1도는 본 발명의 한 실시예의 측면도

제2도는 본 발명의 타이어의 일부를 절단한 사시도

제3도는 본 발명의 탄성부재의 한 실시예시도로써,

제3도(A)는 타원관상의 탄성부재의 사시도

제3도(B)는 제3도(A)의 탄성부재의 단면도

제4도는 본 발명의 탄성부재의 다른 실시예의 사시도로써,

제4도(C)는 탄성부재의 외주면에 복수의 단부가 형성된 사시도

제4도(D)는 제4도(C)의 탄성부재의 단면도

제5도는 제3도(B)의 A-A선 및 제4도(D)의 A'-A'선 단면도

제6도는 본 발명의 탄성부재를 성형금형에 의해 성형제조의 설명도

제7도는 본 발명의 탄성부재가 매입된 통타이어의 제조설명도로써,

제7도(E)는 동 타이어의 성형금형의 성형핀에 탄성부재를 배치하는 설명도

제7도(F)는 동 타이어의 성형금형의 성형핀에 탄성부재가 삽입된 설명도

제7도(G)는 동 탄성부재가 매입되게 타이어가 성형제조되는 설명도

제7도(H)는 동 성형제조 된 타이어의 단면 예시도

제8도는 본 발명의 접지부분의 타이어의 탄성작동의 설명도

제9도(X)(Y)(Z)는 일반적인 통타이어의 하중에 의한 변형상태의 설명도

[도면중 중요한 부분의 부호설명]

1 : 타이어, 1a : 타이어체, 1b : 몸체,

2 : 탄성체, 2f :외주면, 2h : 통공, 2p : 경사단, 2s : 내주면.

Claims

자전거용 통타이어에 있어서, 탄성고무, 또는 탄성질의 합성고무로 된 타이어(1)의 비드(bead)(1d)와 트레드(tread)(1t)사이의 원주(圓周)의 몸체(body)(1b)부분에 다수의 타원관상(楕圓管狀)의 탄성부재(2)가 타이어 몸체(1b)의 좌우 측면(1s)으로 관통되게 일정한 간격으로 배치되고 타원관상의 탄성부재(2)의 장축(長軸)(a)부분이 타이어(1)의 회전축심(반지름)을 향하여 타이어체(1t)와 일체로 감합(嵌合)되어 구성된 것을 특징으로 하는 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.
제1항에 있어서, 탄성부재(2)는, 탄성부재(2)의 중간부의 외경(外俓)(d)이 좌우 양측 가장자리(e)의 외경에 비하여 크게 되고 탄성부재(2)의 외주면(外周面)(2f)은 중간부에서 좌우 대칭으로 경사면(傾斜面)을 가진 타원관상으로 되며, 타원형의 통공(2h)의 중앙부(c)에서 가장자리(e)를 향하여 내경(r)이 약간 확장되어 통공(2h)의 내주면(2s)이 경사면으로 된 것을 특징으로 하는 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.
제1항에 있어서, 탄성부재(2)는, 타이어체(1a)와 결합강도를 증대할 수 있도록 탄성부재의 외주면(2f)에 복수의 경사단(2p)을 구성하여 표면적을 증대시킨 것을 특징으로 하는 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.
제1항에 있어서, 타이어(1)에 매입된 탄성부재(2)의 통공(2h)이 타이어의 몸체(1b)의 양측면으로 관통된 것을 특징으로 하는 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.
제1항에 있어서, 탄성부재는 타이어의 고무재질과 친화성이 있는 탄성질 나일론 수지나, 탄성질 실리콘 수지로 된 타원관상의 탄성부재가 매입된 통타이어.