KR20170067148A - 비-공기 타이어 - Google Patents

비-공기 타이어 Download PDF

Info

Publication number
KR20170067148A
KR20170067148A KR1020160164490A KR20160164490A KR20170067148A KR 20170067148 A KR20170067148 A KR 20170067148A KR 1020160164490 A KR1020160164490 A KR 1020160164490A KR 20160164490 A KR20160164490 A KR 20160164490A KR 20170067148 A KR20170067148 A KR 20170067148A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spoke
spokes
pneumatic tires
spring constant
shear
Prior art date
Application number
KR1020160164490A
Other languages
English (en)
Inventor
애디슨 브라이언 시겔
Original Assignee
더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니 filed Critical 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Publication of KR20170067148A publication Critical patent/KR20170067148A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B9/00—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces
    • B60B9/26—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces comprising resilient spokes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/08—Non-inflatable or solid tyres built-up from a plurality of arcuate parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B9/00—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B9/00—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces
    • B60B9/02—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces using springs resiliently mounted bicycle rims
    • B60B9/10—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces using springs resiliently mounted bicycle rims of rubber or the like
    • B60B9/12—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces using springs resiliently mounted bicycle rims of rubber or the like in the form of sleeves or rings concentric with the wheel axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/107—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency comprising lateral openings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B60C7/146—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs extending substantially radially, e.g. like spokes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B60C7/16—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs of helical or flat coil form
    • B60C7/18—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs of helical or flat coil form disposed radially relative to wheel axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/10—Reduction of
    • B60B2900/115—Complexity
    • B60C2007/107—
    • B60C2007/146—

Abstract

구조적으로 지지된 타이어는 지면 접촉 환형 트레드 부분, 시어 밴드 및 이 시어 밴드에 연결되는 연결된 스포크 디스크를 포함한다. 연결된 스포크 디스크는 연결 웨브에 의해 함께 결합된 2개 이상의 원주방향 스포크를 구비하고, 연결된 스포크 디스크의 스프링 상수는 시어 밴드의 스프링 상수보다 크다.

Description

비-공기 타이어{NON-PNEUMATIC TIRE}
본 발명은 일반적으로 차량 타이어 및 비-공기 타이어에 관한 것이며, 더 구체적으로는 비-공기 타이어에 관한 것이다.
공기 타이어는 1세기가 넘도록 차량 이동성을 위해 선택되는 해법이었다. 공기 타이어는 인장 구조체(tensile structure)이다. 공기 타이어는 공기 타이어를 오늘날 대단히 우세하게 만드는 적어도 4가지의 특징을 갖는다. 공기 타이어는 하중 지탱에 효율적인데, 왜냐하면 타이어 구조체 전부가 하중을 지탱하는 데 관여되기 때문이다. 공기 타이어는 그것이 낮은 접촉 압력을 갖기 때문에 또한 바람직하며, 이는 차량의 하중의 분배로 인해 도로 상에서 더 적은 마모를 유발한다. 공기 타이어는 또한 낮은 강성을 갖는데, 이는 차량의 편안한 운행을 보장한다. 공기 타이어에 대한 주된 결점은 그것이 압축 유체를 필요로 한다는 점이다. 종래의 공기 타이어는 팽창 압력의 완전한 상실 후에는 쓸모가 없어진다.
팽창 압력 없이도 작동하도록 설계된 타이어가 공기 타이어와 연관된 문제 및 타협 중 많은 것을 제거할 수 있다. 압력 유지도 압력 모니터링도 필요하지 않다. 솔리드 타이어(solid tire) 또는 다른 탄성중합체 구조체와 같은 구조적으로 지지된 타이어는 지금까지 종래의 공기 타이어로부터 요구되는 성능의 수준을 제공하지 않았다. 공기 타이어-유사 성능을 산출하는 구조적으로 지지된 타이어 해법이 원하는 개선일 것이다.
비-공기 타이어는 전형적으로 그것의 하중 지탱 효율에 의해 한정된다. “바텀 로더(bottom loader)”는 허브 아래의 구조체의 부분에서 하중의 대부분을 지탱하는 본질적으로 강성인 구조체이다. “톱 로더(top loader)”는 구조체 전부가 하중을 지탱하는 데 관여되도록 설계된다. 톱 로더는 이에 따라 바텀 로더보다 더 높은 하중 지탱 효율을 가져서, 더 적은 질량을 갖는 설계를 허용한다.
따라서, 공기 팽창에 대한 필요성의 결함을 갖지 않고서 공기 타이어의 모든 특징을 구비한 개선된 비-공기 타이어가 요구된다.
하기의 설명 및 첨부 도면에 대한 참조를 통해 본 발명이 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 비-공기 타이어의 제 1 실시예의 사시도,
도 2는 본 발명의 스포크 디스크의 정면도,
도 3은 3-3 방향에서의 도 1의 연결된 스포크 디스크의 단면도,
도 4는 도 2의 오직 스포크 디스크만의 단면 사시도,
도 5는 도 1의 비-공기 타이어의 단면도,
도 6은 하중 하에서 도시된 도 1의 비-공기 타이어의 단면도,
도 7은 본 발명의 스포크의 대안적인 실시예,
도 8은 본 발명의 스포크의 대안적인 실시예,
도 9a는 시어 밴드 또는 스포크 디스크에 대한 스프링 상수 시험을 예시하는 반면, 도 9b는 힘-변위 곡선의 기울기로부터 결정된 스프링 상수(k)를 예시함,
도 10a는 타이어에 대한 스프링 상수 시험을 예시하는 반면, 도 10b는 힘-변위 곡선의 기울기로부터 결정된 스프링 상수(k)를 예시함,
도 11a는 인장 시험을 겪고 있는 시험편 상의 장력의 방향을 도시하는 도면,
도 11b는 인장 시험을 겪고 있는 시험편의 개략도.
정의
하기의 용어는 본 설명을 위해 하기와 같이 정의된다.
"적도 평면(Equatorial Plane)"은 타이어의 중심선을 통과하는 타이어의 회전축에 수직인 평면을 의미한다.
"자오선 평면(Meridian Plane)"은 타이어의 회전축에 평행하고 상기 축으로부터 반경방향 외향으로 연장되는 평면을 의미한다.
" 히스테리시스 ( Hysteresis )"는 10% 동적 전단 변형률 및 25℃에서 측정된 동적 손실 탄젠트를 의미한다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명의 비-공기 타이어(100)가 도 1에 도시된다. 본 발명의 타이어는 반경방향 외향 지면 맞물림 트레드(200), 시어 밴드(300), 및 스포크 디스크(400)를 포함한다. 본 발명의 비-공기 타이어는 톱 로딩 구조체(top loading structure)이도록 설계되어, 시어 밴드(300) 및 연결된 스포크 디스크(400)가 하중을 효율적으로 지탱한다. 시어 밴드(300) 및 연결된 스포크 디스크(400)는 시어 밴드의 강성이 타이어의 스프링 상수에 직접 관련되도록 설계된다. 스포크 디스크는 타이어 풋프린트(footprint)에서 구부러지거나 변형되고 압축되지 않거나 압축 하중을 지탱하는 강성 구조체이도록 설계된다. 이는 풋프린트 영역 내에 있지 않은 스포크의 나머지가 하중을 지탱하는 능력을 갖도록 허용한다. 풋프린트 내보다 풋프린트 밖에 더 많은 스포크가 있기 때문에, 스포크당 하중이 작을 것이며, 이는 더 작은 스포크가 타이어 하중을 지탱하는 것을 가능하게 하여, 매우 하중 효율적인 구조체를 생성한다. 모든 스포크가 탄성적으로 구부러질 수 있지는 않을 것이고, 풋프린트에서 압축 하중의 일부 부분을 유지하지는 않을 것이다. 상기의 이유로 이러한 하중을 최소화하는 것이, 그리고 도로 장애물을 극복하기 위해 시어 밴드가 구부러지도록 허용하는 것이 요구된다. 대략적인 하중 분배는 하중의 대략 90 내지 100%가 시어 밴드 및 상부 스포크에 의해 지탱되어, 하부 스포크가 사실상 하중의 0%, 그리고 바람직하게는 10% 미만을 지탱하도록 된다.
트레드 부분(200)은 홈을 갖지 않을 수 있거나, 사이에 본질적으로 종방향의 트레드 리브(rib)를 형성하는 복수의 종방향으로 배향된 트레드 홈을 가질 수 있다. 리브는 특정 차량 응용의 사용 요건에 적합한 트레드 패턴을 형성하도록 횡방향으로 또는 종방향으로 추가로 분할될 수 있다. 트레드 홈은 타이어의 의도된 사용과 일치하는 임의의 깊이를 가질 수 있다. 타이어 트레드(200)는 다양한 조건에서 타이어의 성능을 개선하기 위해 원하는 바에 따라 리브, 블록, 러그(lug), 홈, 및 사이프(sipe)와 같은 요소를 포함할 수 있다.
(시어 밴드)
시어 밴드(300)는 바람직하게는 환형이고, 도 5에 도시된다. 시어 밴드(300)는 타이어 트레드(200)의 반경방향 내향에 위치된다. 시어 밴드(300)는 제 1 및 제 2 보강 탄성중합체 층(310, 320)을 포함한다. 시어 밴드(300)의 제 1 실시예에서, 시어 밴드는 평행하게 배열되고 탄성중합체의 시어 매트릭스(shear matrix)(330)에 의해 분리되는 2개의 비-신장성 보강 층(310, 320)으로 구성된다. 각각의 비-신장성 층(310, 320)은 탄성중합체 코팅 내에 매립된 평행한 비-신장성 보강 코드(311, 321)로 형성될 수 있다. 보강 코드(311, 321)는 강철, 아라미드, 나일론, 폴리에스터 또는 다른 비-신장성 구조체일 수 있다. 시어 밴드(300)는 제 1 보강 탄성중합체 층(310)과 제 2 보강 탄성중합체 층(320) 사이에 위치된 제 3 보강 탄성중합체 층(340)을 선택적으로 추가로 포함할 수 있다.
제 1 보강 탄성중합체 층(310)에서, 보강 코드(311)는 타이어 적도 평면에 대해 0 내지 약 +/- 10도의 범위의 각도(Φ)로 배향된다. 제 2 보강 탄성중합체 층(320)에서, 보강 코드(321)는 타이어 적도 평면에 대해 0 내지 약 +/- 10도의 범위의 각도(φ)로 배향된다. 바람직하게는, 제 1 층의 각도(Φ)는 제 2 층 내의 보강 코드의 각도(φ)의 반대 방향에 있다. 즉, 제 1 보강 탄성중합체 층 내의 각도(+Φ) 및 제 2 보강 탄성중합체 층 내의 각도(-φ).
시어 매트릭스(330)는 약 0.10 인치 내지 약 0.2 인치의 범위, 더 바람직하게는 약 0.15 인치의 반경방향 두께를 갖는다. 시어 매트릭스는 바람직하게는 2.5 내지 40 MPa의 범위, 그리고 더 바람직하게는 20 내지 40 MPa의 범위의 전단 모듈러스(shear modulus)(Gm)를 갖는 탄성중합체 재료로 형성된다.
시어 밴드는 전단 강성(shear stiffness)(GA)을 갖는다. 전단 강성(GA)은 시어 밴드로부터 취해진 각자의 시험편 상의 편향(deflection)을 측정함으로써 결정될 수 있다. 시험편의 상부면은 하기에 도시된 바와 같이 측방향 힘(F)을 받는다. 전단 강성(GA)는 이어서 하기의 방정식으로부터 계산된다:
GA=F*L/ΔX
Figure pat00001
시어 밴드는 굽힘 강성(bending stiffness)(EI)을 갖는다. 굽힘 강성(EI)은 시어 밴드를 나타내는 시험편이 겪는 3점 굽힘 시험을 사용하여 비임 역학으로부터 결정될 수 있다. 그것은 2개의 롤러 지지체 상에 놓여 있고 비임의 중앙에서 인가되는 집중된 하중에 처해 있는 비임의 경우를 나타낸다. 굽힘 강성(EI)은 하기의 방정식으로부터 결정된다: EI = PL3/48* ΔX, 여기서 P는 하중이고, L은 비임 길이이고, ΔX는 편향이다.
시어 밴드의 굽힘 강성(EI)을 최대화하고 시어 밴드 강성(GA)을 최소화하는 것이 바람직하다. GA/EI의 허용가능한 비는 0.01 내지 20일 것이며, 이때 바람직한 범위는 0.01 내지 5이다. EA는 시어 밴드의 신장성 강성(extensible stiffness)이고, 그것은 인장력을 인가하고 길이의 변화를 측정함으로써 실험적으로 결정된다. 시어 밴드의 EA 대 EI의 비는 0.02 내지 100의 범위가 허용가능하고, 이때 바람직한 범위는 1 내지 50이다.
시어 밴드(300)는 도 9a에 도시된 바와 같이 시어 밴드의 상부에 있는 수평 플레이트 상에 하향력을 가하고 편향의 양을 측정함으로써 실험적으로 결정될 수 있는 스프링 상수(k)를 갖는다. 스프링 상수(k)는 도 9b에 도시되는 바와 같이 힘 대 편향 곡선의 기울기로부터 결정된다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 시어 밴드 구조체에 한정되지 않고, 0.01 내지 20의 범위인 GA/EI, 또는 0.02 내지 100의 범위인 EA/EI 비, 또는 20 내지 2000의 범위인 스프링 상수뿐만 아니라, 이들의 조합을 갖는 임의의 구조체를 포함할 수 있다. 더 구체적으로는 시어 밴드는 0.01 내지 5의 GA/EI 비, 또는 1 내지 50의 EA/EI 비, 또는 170 lb/in의 스프링 상수, 및 이들의 임의의 서브-조합(subcombination)을 갖는다. 타이어 트레드는 바람직하게는 시어 밴드 주위에 감싸지고, 바람직하게는 시어 밴드에 일체로 성형된다.
(연결된 스포크 디스크)
본 발명의 비-공기 타이어는 도 1, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 비-공기 타이어의 대향 단부에 이격되어 있는 하나의 연결된 스포크 디스크(400)를 추가로 포함한다. 연결된 스포크 디스크(400)는 시어 층으로부터 전달되는 하중을 지탱하는 기능을 한다. 연결된 스포크 디스크는 주로 인장 및 전단의 하중을 받으며, 압축 하중은 지탱하지 않는다. 도 4에 도시된 바와 같이, 연결된 스포크 디스크(400)는 환형이고, 허브를 형성하기 위해 금속 또는 강성 보강 링(405)을 수용하기 위한 외측 반경방향 에지(406) 및 내측 반경방향 에지(403)를 갖는다. 연결된 스포크 디스크(400)는 바람직하게 비-공기 타이어와 동일한 폭을 갖는 축방향 두께(AW)를 갖는다. 각 스포크 디스크(400)는 2개 이상의 원주방향 스포크(412)를 구비한다. 원주방향 스포크(412)는 상부 연결 웨브(414)에 의해 원주방향 스포크(412)의 외측 반경에서 함께 결합된다. 원주방향 스포크(412)는 하부 연결 웨브(416)에 의해 원주방향 스포크(412)의 내측 반경에서 함께 결합된다. 각 원주방향 스포크(412)는 비-공기 타이어의 축방향 두께(AW)보다 실질적으로 작은 축방향 두께(t)를 갖는다. 축방향 두께(t)는 이하에 보다 상세하게 설명된다.
그 다음에, 연결된 스포크 디스크(400)는, 도 9a에 도시된 바와 같이, 알려진 하중 하의 편향을 측정함으로써 실험적으로 결정될 수 있는 스프링 상수(k)를 갖는다. 스포크 디스크 스프링 상수(k)를 결정하기 위한 하나의 방법은, 스포크 디스크를 허브에 장착하고 스포크 디스크의 외측 링을 강성 시험 고정구에 부착하는 것이다. 하향력이 허브에 인가되고, 허브의 변위가 기록된다. 스프링 상수(k)는 도 9b에 도시된 바와 같은 힘-편향 곡선의 기울기로부터 결정된다. 연결된 스포크 디스크 스프링 상수가 시어 밴드의 스프링 상수보다 큰 것이 바람직하다. 연결된 스포크 디스크 스프링 상수가 시어 밴드의 스프링 상수보다 4 내지 12배의 범위만큼 더 큰 것이, 그리고 더 바람직하게는 시어 밴드의 스프링 상수보다 6 내지 10배의 범위만큼 더 큰 것이 바람직하다. 비-공기 타이어의 스프링 상수는 스포크 디스크의 원주방향 베인(vane)의 개수를 증가시킴으로써 조절될 수 있다. 대안적으로, 각각의 스포크 디스크의 스프링 상수는 스포크 디스크의 기하학적 구성을 변경하거나 재료를 변경함으로써 상이할 수 있다.
(스포크)
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 원주방향 스포크(412)는 반경방향으로 연장되는 반경방향 부재(410)를 구비한다.
각각의 원주방향 스포크는 축방향으로 팽출 또는 변형되도록 설계되고, 그에 따라 각각의 원주방향 스포크는 비-공기 타이어가 하중 하에 있는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 축방향으로 변형 또는 구부러진다. 각각의 스포크는, 도 6에 도시된 바와 같이, 디스크의 일 측부 상의 원주방향 스포크가 제 1 방향으로 변형되고, 디스크의 타 측부 상의 스포크 디스크가 대향하는 방향으로 팽출 또는 변형되도록, 배향될 수 있다. 대안적으로, 모든 원주방향 스포크는, 각각의 원주방향 스포크가 동일한 방향으로 축방향 외향으로 팽출되도록, 배향될 수 있다. 비-공기 타이어가 하중을 받을 때, 각각의 원주방향 스포크는 실질적으로 압축 저항 없이 접촉 패치를 통과할 때 변형되거나 축방향으로 휘어져, 하중 베어링에 0의 또는 미미한 압축력을 공급할 것이다. 연결된 스포크 디스크의 지배적인 하중은 인장 및 전단을 통해서이고, 압축을 통해서는 아니다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 각각의 원주방향 스포크의 반경방향 부재(410)는 직사각형 단면을 갖지만, 직사각형 단면으로 제한되지 않으며, 원형, 정사각형, 타원형 등일 수 있다. 바람직하게는, 반경방향 부재(410)의 단면 기하학적 구성은 종방향 구부러짐을 위해 선택되고, 바람직하게는 약 15 내지 약 80의 범위의, 그리고 더 바람직하게는 약 30 내지 약 60의 범위의, 그리고 가장 바람직하게는 약 45 내지 약 55의 범위의, 스포크 폭(W) 대 스포크 축방향 두께 비(W/t)를 갖는다. 바람직한 직사각형 스포크 설계의 독특한 태양은 전단 하중을 지탱하는 스포크의 능력이며, 이는 스프링 강성이 인장 및 전단 하중에서 스포크 사이에 퍼지도록 허용한다. 전단 강성을 제공하는 이러한 기하학적 능력은 스포크 두께(t)와 스포크의 반경방향 높이(H) 사이의 비이다. H/t의 바람직한 비는 약 2.5 내지 25(약 평균 +/-10%)의 범위, 그리고 더 바람직하게는 약 10 내지 20(약 평균 +/-10%)의 범위, 그리고 가장 바람직하게는 12 내지 17의 범위이다.
외측 원주방향 스포크(410)는 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 각도 알파로 반경방향 평면에서 경사진다. 각도 알파는 바람직하게는 60 내지 88도의 범위, 그리고 더 바람직하게는 70 내지 85도의 범위이다. 또한, 반경방향 외향 단부(415)는 스포크가 축방향으로 휘어지거나 변형되는 것을 용이하게 하기 위해 스포크(410)의 반경방향 내향 단부(413)로부터 축방향으로 오프셋된다. 대안적으로, 스포크(412)는 도시된 바와 같이 만곡될 수 있다.
도 7은 연결된 스포크 디스크(700)의 대안적인 실시예이다. 스포크 디스크는 환형이고, 주로 중실형이며 복수의 구멍(702)을 갖는다. 구멍은 반경방향으로 배향된 열로 배열될 수 있다.
도 8은 연결된 스포크 디스크(800)의 대안적인 실시예이다. 연결된 스포크 디스크는 환형이고 중실형이며, 구멍을 갖지 않는다. 연결된 스포크 디스크(700, 800)의 단면은 도 3과 동일하다. 연결된 스포크 디스크(700, 800)는 도 3에 도시된 것과 동일한 두께, 축방향 폭을 갖는다.
연결된 스포크 디스크는 바람직하게는 탄성 재료, 더 바람직하게는 열가소성 탄성중합체로 형성된다. 연결된 스포크 디스크의 재료는 하기의 재료 특성 중 하나 이상에 기초하여 선택된다. 디스크 재료의 인장(영(Young's)) 모듈러스는, ISO 527-1/-2 표준 시험 방법을 사용하여, 45 MPa 내지 650 MPa의 범위, 그리고 더 바람직하게는 85 MPa 내지 300 MPa의 범위이다. 유리 전이 온도는 -25℃ 미만, 그리고 더 바람직하게는 -35℃ 미만이다. 파단 항복 변형률(yield strain at break)은 30% 초과, 그리고 더 바람직하게는 40% 초과이다. 파단 연신율(elongation at break)은 항복 변형률 이상, 그리고 더 바람직하게는 200% 초과이다. 열 편향 온도(heat deflection temperature)는 0.45 MPa 하에서 40℃ 초과, 그리고 더 바람직하게는 0.45 MPa 하에서 50℃ 초과이다. ISO 179/ISO180 시험 방법을 사용하여 23℃에서 아이조드 앤드 샤르피 노치 시험(Izod and Charpy　notched　test)에 대한 결과가 파단 없음이다. 디스크에 적합한 2가지 재료가 디에스엠 프로덕츠(DSM Products)에 의해 구매가능하고 상표명 아르니텔(ARNITEL) PM 420 및 아르니텔 Pl461로 판매된다.
상기 명세서를 읽고서 많은 다른 변형이 당업자에게 명백하다는 것을 본 출원인은 이해한다. 이러한 변형 및 다른 변형은 하기의 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있다.

Claims (5)

  1. 구조적으로 지지된 비-공기 타이어에 있어서,
    지면 접촉 환형 트레드 부분(tread portion);
    시어 밴드(shear band); 및
    상기 시어 밴드에 연결되는 연결된 스포크 디스크(spoke disk)를 포함하며,
    상기 연결된 스포크 디스크는 연결 웨브에 의해 함께 결합된 2개 이상의 원주방향 스포크를 구비하고, 상기 연결된 스포크 디스크의 스프링 상수(spring rate)는 상기 시어 밴드의 스프링 상수보다 큰 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 비-공기 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스포크는 상기 스포크 디스크의 축방향 두께보다 작은 축방향 두께를 갖는 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 비-공기 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스포크의 축방향 두께는 상기 스포크의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 비-공기 타이어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원주방향 스포크는 동일한 스프링 상수를 갖는 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 비-공기 타이어.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결된 원주방향 스포크는 구멍을 갖지 않는 중실형의 환형 디스크인 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 비-공기 타이어.
KR1020160164490A 2015-12-07 2016-12-05 비-공기 타이어 KR20170067148A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/960,928 US10040314B2 (en) 2015-12-07 2015-12-07 Non-pneumatic tire
US14/960,928 2015-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170067148A true KR20170067148A (ko) 2017-06-15

Family

ID=57389295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160164490A KR20170067148A (ko) 2015-12-07 2016-12-05 비-공기 타이어

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10040314B2 (ko)
EP (1) EP3178664A1 (ko)
JP (1) JP2017105450A (ko)
KR (1) KR20170067148A (ko)
CN (1) CN107053955A (ko)
BR (1) BR102016028597A2 (ko)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014201368A1 (en) 2013-06-15 2014-12-18 Ronald Thompson Annular ring and non-pneumatic tire
EP3070455B1 (en) * 2013-11-11 2020-04-29 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Device for measuring tread ring rigidity and method for measuring uniformity of tread ring
JP6302355B2 (ja) * 2014-05-22 2018-03-28 住友ゴム工業株式会社 非空気式タイヤ
WO2016126983A1 (en) 2015-02-04 2016-08-11 Advancing Mobility, Llc. Non-pneumatic tire and other annular devices
US10696096B2 (en) 2015-12-08 2020-06-30 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire
US10639934B2 (en) * 2016-11-22 2020-05-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Shear band for a structurally supported tire
US11179969B2 (en) 2017-06-15 2021-11-23 Camso Inc. Wheel comprising a non-pneumatic tire
EP3678875A1 (en) * 2017-09-08 2020-07-15 Compagnie Générale des Etablissements Michelin Spoke and non-pneumatic wheel
WO2019133026A1 (en) * 2017-12-31 2019-07-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Resilient composite structure
CN108382133B (zh) * 2018-04-28 2023-07-18 无锡职业技术学院 一种非充气轮胎及其拆装方法
US20220072908A1 (en) * 2019-01-04 2022-03-10 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire tread band with shim layers
KR102211026B1 (ko) * 2019-08-07 2021-02-03 금호타이어 주식회사 비공기입 타이어
EP4034391A4 (en) * 2019-09-24 2023-10-18 Bridgestone Americas Tire Operations, LLC AIRLESS TIRE HAVING A LOOP-SHAPED SUPPORT STRUCTURE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
EP3871902B1 (en) 2020-02-28 2023-07-19 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire
GB202008183D0 (en) * 2020-03-04 2020-07-15 Ocado Innovation Ltd Automated storage systems and devices
CN111674196A (zh) * 2020-05-13 2020-09-18 南京航空航天大学 一种弹性车轮
CN112706563B (zh) * 2021-01-18 2022-05-17 青岛科技大学 具有仿生牙齿结构的非充气弹性体轮胎
CN113580849B (zh) * 2021-07-09 2022-04-26 季华实验室 非充气轮胎及车辆
CN114166531B (zh) * 2021-11-30 2024-01-02 广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院 一种用于非充气轮胎轮辋与轮辐的接合测试装置
CN114393956B (zh) * 2022-03-10 2022-10-14 季华实验室 非充气轮胎

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4235270A (en) * 1978-06-30 1980-11-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with supporting and cushioning walls
US4280736A (en) 1979-05-24 1981-07-28 Raudman Charles J Vehicle wheel
GB9514550D0 (en) 1995-07-10 1995-09-13 Elite Golf Products Limited Wheels and tyres
WO1998043833A1 (fr) 1997-03-27 1998-10-08 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin - Michelin & Cie Roue deformable non pneumatique
US6726292B1 (en) 2000-07-27 2004-04-27 Daimlerchrysler Corporation Full off-set two-piece fiber reinforced composite wheel using spoke or web area box sections
US20020096237A1 (en) 2001-01-23 2002-07-25 Burhoe John Charles Alexander Compliant rim and wheel and assembly
WO2003018332A1 (en) 2001-08-24 2003-03-06 Societe De Technologie Michelin Non-pneumatic tire
US6681822B2 (en) 2002-04-26 2004-01-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic spare tire
US7143797B2 (en) * 2005-01-04 2006-12-05 Frederick F. Vannan Airless tire
JP3966895B1 (ja) 2006-08-29 2007-08-29 横浜ゴム株式会社 非空気式タイヤ
CN101448650A (zh) 2006-09-20 2009-06-03 米其林技术公司 用于非充气组件的可变刚度辐条
US8104524B2 (en) 2007-03-27 2012-01-31 Resilient Technologies Llc Tension-based non-pneumatic tire
BRPI0813795A2 (pt) 2007-06-29 2015-09-15 Michelin Rech Tech banda de cisalhamento, e, roda
FR2921013B1 (fr) 2007-09-14 2009-11-27 Soc Tech Michelin Roue elastique non pneumatique.
FR2921011B1 (fr) 2007-09-14 2009-11-27 Michelin Soc Tech Produit stratifie composite.
US20090211677A1 (en) * 2008-02-25 2009-08-27 Palinkas Richard L Modular tire assembly
JP4506853B2 (ja) 2008-02-25 2010-07-21 横浜ゴム株式会社 非空気式タイヤ
FR2928859B1 (fr) 2008-03-19 2010-03-19 Michelin Soc Tech Produit stratifie composite
FR2928865B1 (fr) 2008-03-19 2010-03-19 Michelin Soc Tech Roue elastique non pneumatique
JP5436018B2 (ja) 2008-07-09 2014-03-05 株式会社ブリヂストン 非空気入りタイヤ
US8176957B2 (en) 2009-07-20 2012-05-15 Resilient Technologies, Llc. Tension-based non-pneumatic tire
US8944125B2 (en) 2009-07-20 2015-02-03 Polaris Industries Inc. Tension-based non-pneumatic tire
US9662939B2 (en) 2009-07-28 2017-05-30 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tension-based non-pneumatic tire
US8999480B2 (en) 2010-04-01 2015-04-07 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Chiral honeycomb meso-structures for shear flexure
US8851131B2 (en) * 2010-06-01 2014-10-07 Cooper Tire & Rubber Company Skew symmetric non-pneumatic tire
US8646497B2 (en) 2010-09-16 2014-02-11 Compagnie Generale des Etablissements Michelln Passive tuned vibration absorber
US8813797B2 (en) 2011-01-30 2014-08-26 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Controlled buckling of a shear band for a tire
JP6173903B2 (ja) 2013-12-13 2017-08-02 東洋ゴム工業株式会社 非空気入りタイヤ
WO2015100080A1 (en) 2013-12-24 2015-07-02 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Airless tire construction having variable stiffness
JP6445238B2 (ja) 2014-02-14 2018-12-26 東洋ゴム工業株式会社 非空気圧タイヤ
US20170080756A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire

Also Published As

Publication number Publication date
US10040314B2 (en) 2018-08-07
CN107053955A (zh) 2017-08-18
US20170157983A1 (en) 2017-06-08
EP3178664A1 (en) 2017-06-14
BR102016028597A2 (pt) 2017-07-18
JP2017105450A (ja) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170067148A (ko) 비-공기 타이어
KR102645459B1 (ko) 비-공기 타이어
KR20170033779A (ko) 비-공기 타이어
KR20170074203A (ko) 파라볼릭 디스크를 구비하는 비-공기 타이어
KR20180002051A (ko) 비-공기 타이어
JP6929054B2 (ja) 測地線プライおよびビードを含む非空気式タイヤ
US20190009613A1 (en) Non-pneumatic tire
US20100193097A1 (en) Elastic shear band with cylindrical elements
MXPA02005774A (es) Neumatico elastico soportado de forma estructural.
KR20170074809A (ko) 지오데식 플라이를 구비하는 비드리스 비-공기 타이어
EP3838618B1 (en) Non-pneumatic tire and wheel assembly with integrated spoke structure
JP2021031057A (ja) 可撓ループ状スポークを有する非空気入りタイヤとその形成方法
EP3785932B1 (en) Non-pneumatic tire and wheel assembly with integrated spoke structure
US20210061012A1 (en) Non-pneumatic looper tire
JP2023036026A (ja) せん断帯が改善された非空気入りタイヤ