KR20200069605A

KR20200069605A - 실린더 타이어

Info

Publication number: KR20200069605A
Application number: KR1020180156849A
Authority: KR
Inventors: 윤중현
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-06-17
Also published as: KR102154615B1

Abstract

실린더 타이어가 개시된다. 본 발명은 회전축; 상기 회전축에 결합되고, 복수개가 상기 회전축에서 방사형으로 구비되는 실린더; 상기 실린더와 결합되고, 상기 복수개의 실린더의 수에 대응되어 동일한 갯수를 갖는 고정틀 및 상기 고정틀의 외표면에 고무재질로 형성된 트레드부를 포함하여 공기입 타이어의 장점인 진동 및 충격을 완벽하게 보완하는 동시에, 비공기입 타이어의 장점인 외부의 물질에 의한 찔림이나 충격으로부터도 타이어 파손을 방지할 수 있는 실린더 타이어를 제공한다.

Description

실린더 타이어{NON-PNEUMATIC CYLINDER TIRE}

본 발명은 비공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 비공기입 타이어의 단점인 승차감 문제를 공기압 실린더를 이용하여 해결한 실린더 타이어에 관한 것이다.

타이어는 소형 차량부터 중장비 차량까지 다양한 차량의 휠에 장착되어 차량의 하중을 지지하며 차량의 동력을 지면에 전달하는 동력전달 기능 및 차량 주행 시 발생되는 지면으로부터의 진동, 충격 등을 완충하는 기능을 수행한다. 기존 공기압 타이어의 경우 내부에 공기압이 구비되어 충돌, 굴신에 대한 완충작용이 우수하나, 외부의 물질에 의한 찔림이나 충격 등으로 타이어가 파손되는 경우 내부 공기압이 유지되지 않아 타이어의 기능을 수행하기 어렵다. 이에 더하여, 주행 중 타이어가 파손되는 경우 차량의 핸들링, 제동능력을 저하시켜 안전 문제를 유발할 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 내부의 공기 충진을 필요로 하지 않는 비공기입 타이어가 개발되었다. 비공기입 타이어의 경우, 기존 공기입 타이어의 내부 공기압이 수행하는 기능을 위해 트레드와 휠 사이에 스포크가 구비된다. 이러한 비공기입 타이어는 스포크의 구조 및 형상에 의해 완충효과, 주행능력 등이 결정되며 일반적으로 저속 차량 또는 특수목적 차량에 적용되었다.

도 1은 종래의 비공기입 타이어를 도시한 사시도이다.

도 1과 같이, 내측 밴드(11) 및 외측 밴드(12)를 포함하고, 상기 외측 밴드(12)는 상기 내측 밴드(11)와 이격되며 상기 내측 밴드(11)의 외주면을 감싸도록 구비되는 밴드부(10); 및 상기 내측 밴드(11)와 상기 외측 밴드(12) 사이에 구비되는 스포크부(20);를 포함하여 차체의 하중을 지지할 수 있었다. 즉 이러한 비공기입 타이어는 공기압 타이어의 내부 공기압이 수행하는 기능을 수행하기 위해, 트레드(30)와 휠 사이에 스포크(20)가 구비되고, 또한 스포크(20)의 특이한 구조 및 형상에 의해 충격 완충효과를 보완하고 있었다. 그러나, 이러한 스포크의 특이한 형상만으로도 공기입 타이어 만큼의 충분한 진동 및 충격을 완벽하게 흡수하거나 보완할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 회전축; 상기 회전축에 결합되고, 복수개가 상기 회전축에서 방사형으로 구비되는 실린더; 상기 실린더와 결합되고, 상기 복수개의 실린더의 수에 대응되어 동일한 갯수를 갖는 고정틀 및 상기 고정틀의 외표면에 고무재질로 형성된 트레드부를 포함하여 공기입 타이어의 장점인 진동 및 충격을 완벽하게 보완하는 동시에, 비공기입 타이어의 장점인 외부의 물질에 의한 찔림이나 충격으로부터도 타이어 파손을 방지할 수 있는 실린더 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비공기입 타이어에 있어서, 회전축; 상기 회전축에 결합되고, 복수개가 상기 회전축에서 방사형으로 구비되는 실린더; 상기 실린더와 결합되고, 상기 복수개의 실린더의 수에 대응되어 동일한 갯수를 갖는 고정틀 및 상기 고정틀의 외표면에 고무재질로 형성된 트레드부를 포함하는 실린더 타이어를 제공한다.

또한 상기 실린더는 서로 등각으로 적어도 6개 이상, 10개 이하로 구비될 수 있다.

또한 상기 고정틀은, 상기 실린더로부터 교체될 수 있다.

또한 상기 실린더는, 중공의 원통형 실린더몸체; 상기 실린더를 밀폐하고, 중앙에 관통홈이 구비되며, 상기 관통홈의 주위에 로드 베어링이 설치된 베이스캡; 상기 베이스캡의 중앙의 관통홈를 관통하여 설치되고, 일단은 실린더몸체의 내부에 피스톤과 연결되고, 타단은 고정틀과 연결되는 피스톤로드; 상기 실린더몸체의 일측에 형성되는 실린더 커버 및 상기 실린더 커버의 중앙부에 설치되어 회전축과 연결되는 연결부를 포함할 수 있다.

상기에서 설명한 본 발명의 실린더 타이어에 의하면, 공기입 타이어의 장점인 진동 및 충격을 완벽하게 보완하는 동시에, 비공기입 타이어의 장점인 외부의 물질에 의한 찔림이나 충격으로부터도 타이어 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 복수개로 구비된 실린더에 의해 하나의 실린더에 파손이 생긴다 하더라도 타이어의 기능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한 차량의 용도에 맞게 타이어를 사용하기 위하여 타이어의 전체를 교체할 필요가 없이 단순히 고정틀을 실린더에서 교체하여 원하는 재질과 형상으로 타이어를 변경할 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 실린더의 피스톤로드의 조절로 운전 조건, 기후, 기상, 노면의 상태 등의 상황에 맞게 실린더의 직경을 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 타이어 고무소재를 트레드부에 단일화하여, 환경적인 문제도 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 비공기입 타이어를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실린더 타이어를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 실린더를 도시한 단면도이다.
도 4는 하나의 실린더에 차량의 하중이 적용된 모습을 도시한 사시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

우선 본 발명에 의한 실린더 타이어는 공기입 타이어의 장점인 진동 및 충격을 완벽하게 보완하는 동시에, 비공기입 타이어의 장점인 외부의 물질에 의한 찔림이나 충격으로부터도 타이어 파손을 방지할 수 있어, 공기입 타이어와 비공기입 타이어의 장점만을 모두 흡수한 효과를 가지고 있다.

도 2는 본 발명의 실린더 타이어를 도시한 측면도이다.

도 2와 같이, 본 발명에 의한 실린더 타이어는 회전축(110), 상기 회전축(110)에 결합되는 복수개의 실린더(140), 상기 실린더(140)와 결합되는 고정틀(120) 및 상기 고정틀(120)의 외표면에 고무재질로 형성된 트레드부(130)를 포함한다.

상기 실린더(140)는 회전축(110)과 결합되고, 복수개가 회전축(110)에서 방사형으로 구비된다. 또한 상기 실린더(140)는 서로 등각으로 적어도 6개 이상, 10개 이하으로 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 실린더(140)는 차량의 하중을 지지하며 차량 주행 시 발생되는 지면으로부터의 진동, 충격 등을 완충하는 기능을 수행한다. 이러한 실린더(140)는 기존의 공기압 타이어의 장점은 그대로 유지하면서도, 복수개로 구비된 실린더(140)에 의해 하나의 실린더(140)에 파손이 생긴다 하더라도 타이어의 기능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 실린더(140)의 소재를 플라스틱이나 유리가 아닌 철강 소재를 이용하여 강화될 수 있으므로 외부물질에 의한 찔림이나 충격으로부터 보호될 수 있다.

고정틀(120)은 실린더(140)와 트레드부(130)를 결합하는 기능을 가진다. 자세하게는 고정틀(120)은 상기 복수개의 실린더(140)의 수에 대응되어 동일한 갯수를 갖는 복수개로 구비되고, 각각의 실린더(140)에 결합된다. 이 경우 상기 고정틀(120)은 실린더(140)와 서로 나사 결합으로 결합될 수 있다.

이러한 고정틀(120)에 의해서 외부의 물질에 의한 찔림이나 충격 등으로 타이어가 파손되는 경우 내부 공기압이 유지되지 않아 타이어의 기능을 수행하기 어려운 문제점을 해결하는 동시에, 상기 실린더(140)에 의해 진동 및 충격을 완벽하게 보완할 수 있는 것이다.

또한 상기 고정틀(120)은 실린더(140)로부터 교체가 가능하게 설계되므로, 하나의 고정틀(120)이 파손된 경우에 파손된 고정틀(120)만 별도로 분리하여 교체가 가능하다.

상기 트레드부(130)는 실린더 타이어의 최외측에 배치되며 지면과 직접적으로 접촉된다. 트레드부(130)는 일반적인 타이어의 고무재질을 가질 수 있다. 트레드부(130)는 고정틀(120)과 서로 접착제로 결합될 수 있다.

이 경우 트레드부(130)는 차량의 용도에 맞게 그 재질과 형상이 변경될 수 있다. 즉 트레드부(130)는 비공기입 타이어의 전체적인 외형에 대응하는 형상일 수 있다. 예를 들어 상기 트레드부(130)는 타이어의 전체적인 형상이 차량의 속도에 비례하여 주행음이 변환되는 PTN 형상이나, 또는 A/S 타이어, S/M 타이어, 스노우 타이어의 형상으로 다양하게 형성될 수 있다. 이러한 트레드부(130)는 당업계에서 통용되는 다양한 구조로 채택될 수 있으며, 이는 본 발명을 제한하지 않는다.

따라서 차량의 용도에 맞게 타이어를 사용하기 위하여 타이어의 전체를 교체할 필요가 없이 단순히 고정틀(120)을 실린더(140)에서 교체하여 원하는 재질과 형상으로 타이어를 변경할 수 있는 효과도 있다.

또한 상기 트레드부(130)는 그 재질이 고무이므로, 소각 연료로 사용되는 고무타이어에 비해 소재가 단일화되어 환경적 측면에서 재활용이 용이하다는 장점을 가지고 있다.

한편, 상기 트레드부(130)는 고정틀(120)에 의하여 실린더(140)와 결합되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 실린더(140)와 일체로 형성될 수도 있다.

도 3은 본 발명에 의한 실린더(140)를 도시한 단면도이고, 도 4는 하나의 실린더(140)에 차량의 하중이 적용된 모습을 도시한 사시도이다.

도 3과 같이, 실린더(140)는 중공의 원통형 실린더몸체(141); 상기 실린더(140)를 밀폐하고, 중앙에 관통홈(143)이 구비되며, 상기 관통홈(143)의 주위에 로드 베어링(144)이 설치된 베이스캡(142); 상기 베이스캡(142)의 중앙의 관통홈(143)를 관통하여 설치되고, 일단은 실린더몸체(141)의 내부에 피스톤(146)과 연결되고, 타단은 고정틀(120)과 연결되는 피스톤로드(145); 실린더몸체(141)의 일측에 형성되는 실린더 커버(147) 및 실린더 커버(147)의 중앙부에 설치되어 회전축(110)과 연결되는 연결부(148)를 포함한다.

상기 로드 베어링(144)는 상기 베이스캡(142)의 관통홈(143)에서 피스톤로드(145)가 회전 또는 직선 운동을 할 때 피스톤로드(145)와의 마찰력을 줄이고 동작을 원할하게 하기 위하여 설치된다.

상기 실린더(140)는 그 재질이 일반적으로 많이 쓰이는 알류미늄 합금재질로 사용될 수 있으며, 실린더(140)의 내경은 차 제원에 따라 아래와 같은 [계산식 1]이 적용될 수 있다.

[계산식 1]

A_cyl : 실린더의 단면적(cm^2) P_air : 공기의 압력(kgf/cm^2)

W_tire : 타이어 1개에 걸리는 하중(kgf)

여기서 공기의 압력(P_air)은 5.5 kgf/cm^2 으로 설정될 수 있으며, 숫자 2.0의 안전율을 나타낸다.

따라서 실린더의 내경은 아래의 [계산식 2]와 같이 표현할 수 있다.

[계산식 2]

L_cyl : 실린더의 내경(cm) P_air : 공기의 압력(kgf/cm^2)

W_tire : 타이어 1개에 걸리는 하중(kgf)

이 경우 일반적인 소형차량에 장착되는 타이어에 대한 상기 실린더(140)의 개수는 하나의 실린더(140)에 하나의 고정틀(120)이 장착되었을 때, 상기 계산된 실린더의 내경(L_cyl)을 고려하여 6개 이상, 10개 이하로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 실린더(140)가 10개를 초과하게 되면, 실린더 내경에 의하여 중앙부에 실린더(140) 끼리의 간섭이 발생될 수 있고, 6개 미만으로 구비되면, 실린더(140)의 길이방향으로의 하중을 전달받지 못해 내구성이 약화될 수 있는 문제가 있다.

만일 하나의 고정틀(120)에 n개의 실린더(140)가 연결된다면, 상기 실린더(140)의 내경은 아래의 [계산식 3]과 같이 표현될 수 있다.

[계산식 3]

L_cyl : 실린더의 내경(cm) P_air : 공기의 압력(kgf/cm^2)

W_tire : 타이어 1개에 걸리는 하중(kgf)

n : 1개의 고정틀(120)에 연결된 실린더(140)의 개수

이 경우 상기 실린더(140)는 타이어의 내측 방향(타이어를 바라봤을 때 안쪽으로 들어가는 방향)으로 복수의 n개로 구비될 수 있다. 이 경우 더 많은 수의 실린더(140)가 타이어에 구비될 수 있으므로, 실린더(140)의 개수에 따른 응력 및 변위가 분산되어 내구력을 향상 시킬 수 있다.

또한 상기 실린더(140)의 피스톤로드(145)의 조절로 운전 조건, 기후, 기상, 노면의 상태 등의 상황에 맞게 실린더(140)의 직경을 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실린더 타이어의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

110 : 회전축 20 : 고정틀
130 : 트레드부 140 : 실린더
141 : 실린더몸체 142 : 베이스캡
143 : 관통홈 144 : 로드 베어링
145 : 피스톤로드 146 : 피스톤
147 : 실린더 커버

Claims

비공기입 타이어에 있어서,
회전축(110);
상기 회전축(110)에 결합되고, 복수개가 상기 회전축(110)에서 방사형으로 구비되는 실린더(140);
상기 실린더(140)와 결합되고, 상기 복수개의 실린더(140)의 수에 대응되어 동일한 갯수를 갖는 고정틀(120) 및
상기 고정틀(120)의 외표면에 고무재질로 형성된 트레드부(130)를 포함하는 실린더 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더(140)는 서로 등각으로 적어도 6개 이상, 10개 이하로 구비되는 실린더 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 고정틀(120)은, 상기 실린더(140)로부터 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 실린더 타이어.
청구항 1에 있어서,
상기 실린더(140)는,
중공의 원통형 실린더몸체(141);
상기 실린더(140)를 밀폐하고, 중앙에 관통홈(143)이 구비되며, 상기 관통홈(143)의 주위에 로드 베어링(144)이 설치된 베이스캡(142);
상기 베이스캡(142)의 중앙의 관통홈(143)를 관통하여 설치되고, 일단은 실린더몸체(141)의 내부에 피스톤(146)과 연결되고, 타단은 고정틀(120)과 연결되는 피스톤로드(145);
상기 실린더몸체(141)의 일측에 형성되는 실린더 커버(147) 및
상기 실린더 커버(147)의 중앙부에 설치되어 회전축(110)과 연결되는 연결부(148)를 포함하는 실린더 타이어.