KR20120069988A - 비공기압 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 타이어에 관한 것으로서 공기압을 사용하지 않으면서, 공기입 타이어와 유사한 조종성을 갖는, 구조적으로 차량의 하중을 지탱하는 비공기압 타이어에 관한 것으로, 트레드부(1)와 림부(3) 및 이들 사이에 지지 스포크 부재(2)를 갖추어 이루어진 비공기압 타이어에 있어서, 상기 지지 스포크 부재(2)는 트레드부(1)의 내측에 접하는 외측 반원형 지지체(21)와, 림부(3)의 외측에 접하는 내측 반원형 지지체(22)들에 의해 교차 형성된 중앙 원형 구조물(23)을 갖추고, 상기 외측 반원형 지지체(21)와 내측 반원형 지지체(22) 및 중앙 원형 구조물(23)로 이루어진 지지 스포크 부재(2)는 트레드부(1) 내측과 림부(3)의 외측 사이에서 등각도로 다수 개 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

비공기압 타이어{Non pneumatic tire}

본 발명은 자동차용 타이어에 관한 것으로서 공기압을 사용하지 않으면서, 공기입 타이어와 유사한 조종성을 갖는, 구조적으로 차량의 하중을 지탱하는 비공기압 타이어에 관한 것이다.

현시대에 일반적으로 사용되는 타이어들은 구조에 따라 래디얼 타이어, 바이어스 타이어, 그리고 솔리드 타이어 등으로 분류할 수 있는데, 그 중에서 승용차 및 특수목적을 제외한 자동차에는 대부분 래디얼 타이어 즉, 공기압 (또는 공기입) 타이어가 사용되고 있다.

그러나 이러한 공기압 타이어는 구조가 복잡한데다 제조공정 수가 다단계 등으로 많으며, 또한 이에 따른 유해물질 배출량이 무시되지 못할 정도일 뿐만 아니라, 공기압 타이어의 성능발휘에 절대적으로 중요한 공기압을 수시로 점검해야 하는 관리의 불편함과 주행 중 외부물질에 의한 찔림과 충격으로 타이어가 파손될 수 있는 안전성의 문제가 항상 내재되어 있는 것이 사실이다.

하지만, 비공기압 타이어는, 이러한 공기압 타이어와 달리, 소재와 공정의 단순화를 통해 생산비용을 크게 절감할 수 있을뿐더러 에너지와 유해물질을 현저히 절감할 수 있는 새로운 개념의 공정과 구조로 이루어진 타이어로 공기압의 부족 등으로 인해 야기될 수 있는 문제점으로부터 벗어날 수 있는 큰 이점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 공기압 타이어에서 발생되는 스탠딩 웨이브 (standing wave) 형상을 방지할 수 있으며 회전저항을 크게 개선할 수 있는 이점을 가지고 있다.

비공기압 타이어는 종래의 공기압식 타이어와는 완전히 다른 구조로 이루어져 있으며, 공기압식과 달리 압축공기를 전혀 이용하지 않는 설계방식이기 때문에 공기압 손실 또는 부족함 (flat tire)으로 인하여 주행 중에 발생될 수 있는 사고의 위험으로부터 자유롭다.

비공기압 타이어는 종래에도 존재해왔다. 아주 오래 전의 마차바퀴, 자전거바퀴 외에 최근의 사례를 들면 대한민국 특허출원 제2006-0051513호의 경우 타이어의 부하를 여러 겹의 스테이플을 포함한 다수의 지지부재로 지지하는 기술이며, 대한민국 특허출원 제2008-0038274호의 경우 탄성 재료로 제조되는 본체 및 접지면으로 기능하는 원주방향 연장형 크라운 부분과 그에 접합되는 연장형 사이드월로 구성된 기술이다.

또한, 타이어의 부하를 지지하는 보강된 환형밴드와, 휠 또는 허브 간의 부하력을 인장된 상태에서 전달하는 다수의 웹 스포크를 포함하는 비공기압 타이어가 대한민국 특허출원 제2004-0027984호로써 알려진 바 있다.

종래 다수의 웹 스포크를 포함하는 비공기압 타이어의 경우 하중의 지탱을 웹 스포크가 갖는 인장력에 의해서만 이루어진다고 소개되고 있다.

그러나 하중의 지탱이 인장력에 의해서만 이루어지는 경우보다 인장력과 압축력에 의해 이루어지는 경우가 보다 안정되고 적절한 접지면적을 유도할 수 있을 뿐만 아니라, 조종성, 제동력 및 승차감 등의 차량성능을 극대화할 수 있어 보다 향상된 차량성능을 기대할 수 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 부응에 따라 발명된 것으로, 다수의 웹 스포크 지지체로 구성되는 비공기압 타이어에 있어서 원형모양의 지지대의 구조를 갖으며 웹 스포크 영역에 즉, 지지체의 구조 안에 원형이 형성되어 있어 압력에 대한 내구성과 압력을 분산시키는 구조체를 갖고 있어 하중분산이 쉬워 지지체 내구성을 향상시키며 승차감 및 충격 흡수력이 뛰어난 비공기압 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트레드부와 림부 및 이들 사이에 지지 스포크 부재를 갖추어 이루어진 비공기압 타이어에 있어서, 상기 지지 스포크 부재는 트레드부의 내측에 접하는 외측 반원형 지지체와, 림부의 외측에 접하는 내측 반원형 지지체들에 의해 교차 형성된 중앙 원형 구조물 및, 이 중앙 원형 구조물들을 설 연결하는 연결 구조체를 갖추고, 이들 외측 반원형 지지체와 내측 반원형 지지체 및 중앙 원형 구조물로 이루어진 지지 스포크 부재는 트레드부의 내측과 림부의 외측 사이에서 등각도로 다수 개 설치되어 지지체 구조를 갖도록 되어 있다.

이와 같은 본 발명은 구조적으로 차량의 하중을 지지하는 타이어의 내구성 및 조종성을 향상시키고자 하는 비공기압 타이어의 구조 중에서 지지 스포크 부재가 원형 구조물을 포함하고 있으며, 트레드부에 보강성 물질을 사용하여 하중 지탱력과 공정성이 개선될 뿐만 아니라, 차량의 조종성능을 향상시키고 노면으로부터 압력과 충격을 잘 분산시킴으로써 지지체의 내구성을 개선시킴과 동시에 조종성능과 차량 승차감의 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 일실시예를 나타낸 개략적인 구성도,
도 2는 도 1의 개략 정면도,
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 확대 단면도,
도 4와 도 5는 본 발명의 다른 실시예로서, 도 1과 도 2에 대응되는 개략적인 구성도와 정면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 비공기압 타이어의 일실시예를 보여주는 도면들로서, 본 발명은 트레드부(1)와 림부(3) 및 이들 사이에 지지 스포크 부재(2)를 갖추어 이루어진 비공기압 타이어에 있어서, 상기 지지 스포크 부재(2)는 트레드부(1)의 내측에 접하는 외측 반원형 지지체(21)와, 림부(3)의 외측에 접하는 내측 반원형 지지체(22)들에 의해 교차 형성된 중앙 원형 구조물(23) 및, 이 중앙 원형 구조물(23)들을 서로 연결하는 연결 구조체(24)를 갖추고, 상기 외측 반원형 지지체(21)와 내측 반원형 지지체(22) 및 중앙 원형 구조물(23)로 이루어진 지지 스포크 부재(2)는 트레드부(1) 내측과 림부(3)의 외측 사이에서 등각도로 다수 개 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

그리고 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 확대 단면도로서, 이는 본 발명의 비공기압 타이어의 주행방향에서 본 단면을 도시한 것으로, 지면과 접촉하는 트레드부(1)와 하중을 지지하는 지지 스포크 부재(2) 및 차체에 연결 결합되는 림부(3)가 도시되어 있으며, 상기 지지 스포크 부재(2)에는 외측 반원형 지지체(21)와 내측 반원형 지지체(22)에 의해 형성된 중앙 원형 구조물(23)이 점선으로 표시되어 있는데, 이 중앙 원형 구조물(23)들은 서로 이웃한 중앙 원형 구조물(23)들과 연결 구조체(24)를 매개로 서로 연결되어 보다 견고한 구조체를 갖도록 되어 있다.

여기서 상기 트레드부(1)는 고무로 채워진 점탄성 재료의 트레드 고무층(11)과 그 내측으로 스틸벨트(12)를 갖는 보강성 고무층(13)으로 구성되고 이 트레드부(1)의 보강성 고무층(13)과 지지 스포크 부재(2)의 외측 사이는 계면(14)에 의하여 서로 물리적 화학적으로 결합되어 있다.

또한, 상기 지지 스포크 부재(2)의 내측과 림부(3)의 외측 사이에도 이들을 연결 결합시키는 계면(25)이 설치되어 있다.

그리고 상기 트레드부(1)의 보강성 고무층(13)에 내장되는 스틸벨트(12) 대신 강선(Steel wire), 스틸링(Steel ring), 코드(Cord) 등을 사용할 수도 있다.

한편, 도 4와 도 5는 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 비공기압 타이어로서, 이 실시예는 도 1과 도 2에 도시된 실시예와 차이점은 림부(3)에 접하는 내측 반원형 지지체(22)들의 끝부분이 서로 접하여 설치되는 것으로, 이를 제외하면 앞선 실시예와 동일한 관계로 설명을 생략한다.

이와 같은 본 발명에 따른 비공기압 타이어는 지면과 접촉하는 트레드부(1)와, 하중을 지지하는 지지 스포크 부재(2), 이 지지 스포크 부재(2) 내에서 중간에 존재하는 중앙 원형 구조물(23) 및, 차체와 결합하는 림부(3)로 이루어져 하중 지탱력의 강화와 노면으로부터 전달되는 압력과 충격 분산성능이 향상 및 지지체의 내구성이 개선되도록 되어 있다.

1 : 트레드부, 2 : 지지 스포크 부재,
3 : 림부,
11 : 트레드 고무층, 12 : 스틸면,
13 : 보강성 고무층, 14 : 계면,
21 : 외측 반원형 지지체, 22 : 내측 반원형 지지체,
23 : 중앙 원형 구조물, 24 : 연결 구조체,
25 : 계면.

Claims (4)

1. 트레드부(1)와 림부(3) 및 이들 사이에 지지 스포크 부재(2)를 갖추어 이루어진 비공기압 타이어에 있어서,
   상기 지지 스포크 부재(2)는 트레드부(1)의 내측에 접하는 외측 반원형 지지체(21)와, 림부(3)의 외측에 접하는 내측 반원형 지지체(22)들에 의해 교차 형성된 중앙 원형 구조물(23)을 갖추고, 상기 외측 반원형 지지체(21)와 내측 반원형 지지체(22) 및 중앙 원형 구조물(23)로 이루어진 지지 스포크 부재(2)는 트레드부(1) 내측과 림부(3)의 외측 사이에서 등각도로 다수 개 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 트레드부(1)는 고무로 채워진 점탄성 재료의 트레드 고무층(11)과 그 내측으로 스틸벨트(12)를 갖는 보강성 고무층(13)으로 구성된 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 트레드부(1)의 보강성 고무층(13)과 지지 스포크 부재(2)의 외측 사이에는 계면(14)에 의하여 서로 물리적 화학적으로 결합된 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 지지 스포크 부재(2)의 내측과 림부(3)의 외측 사이에도 이들을 연결 결합시키는 계면(25)이 설치된 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
   

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