KR20210112050A - 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법에 관한 것으로, 타이어의 비드와 림의 플랜지 사이에 위치되는 공간을 제거함으로써, 주행 중 비드와 플랜지 사이에 기류가 유입되는 것을 방지하는는 것을 특징으로 하며, 비드와 플랜지 사이의 공간이 인서트 러버에 의해서 채워지므로, 비드와 플랜지 사이의 공간에서 발생되던 난류 발생이 방지되는, 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법을 제공한다.
Description
본 발명은 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 타이어와 림 사이에서 난류 발생을 감소시키는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법에 관한 것이다.
차량에는 지면과 접촉하는 타이어 및 타이어를 축과 연결하는 휠이 필수적으로 구비된다. 휠은 타이어가 장착되는 림과, 림 내측에 위치되고 축과 연결되는 휠 디스크를 포함한다. 휠은, 휠 디스크 형태에 따라서, 디스크 휠, 스파이더 휠, 스포크 휠 등으로 구분된다.
한편, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어(1)와 림(2)의 단차로 인하여, 비드(3)와 플랜지(4) 사이에 공간(5)이 발생된다. 주행 중 비드(3)와 플랜지(4) 사이의 공간(5)으로 주행풍(6)이 도달하게 되면, 난류가 발생된다. 난류에 의해서 자동차의 공기 저항이 증가되고, 주행 중 노이즈 또는 이상한 소리가 발생 된다.
이에 상기와 같은 점을 감안해서 발명된 본 발명은 비드와 플랜지 사이의 공간에서 난류가 발생되는 것을 방지함으로써, 자동차의 공기 저항을 감소시키고, 주행 중 노이즈 또는 이상한 소리가 발생되는 것을 방지할 수 있는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해서 제공된 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버는, 타이어의 비드와 림의 플랜지 사이에 위치되는 공간을 제거함으로써, 주행 중 비드와 플랜지 사이에 기류가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 비드에 외주면이 밀착되고, 플랜지에 내주면이 밀착되는 링형 몸체를 포함하며, 링형 몸체의 일단부는 림의 비드시트 상부에 위치하고, 링형 몸체의 타단부는 타이어의 표면과 플랜지의 단부를 연결할 수 있다.
또한, 링형 몸체의 외주면은, 비드의 표면 곡률과 동일한 곡률을 가지며, 링형 몸체의 내주면은, 플랜지의 표면 곡률과 동일한 곡률을 가질 수 있다.
또한, 링형 몸체는, 비드시트 상부에 위치하는 일단부로부터 타이어의 표면과 플랜지 사이에 위치하는 타단부를 향해 두께가 점차 커지도록 형성될 수 있다.
또한, 링형 몸체의 타단부는, 플랜지의 단부와 타이어 사이의 거리와 동일한 폭을 가질 수 있다.
또한, 링형 몸체의 타단부는, 타이어와 림을 차량의 폭방향을 따라 봤을 때, 평평한 경사면 형태로 보여지도록 형성될 수 있다.
또한, 비드시트와 인접하도록 링형 몸체의 내부에 와이어가 내장될 수 있다.
또한, 와이어는, 타이어에 내장된 비드와이어와 동일한 재질이고, 비드와이어에 비하여 직경이 작을 수 있다.
또한, 비드, 비트시트, 플랜지, 링형 몸체의 일단부 사이에 수축팽창공간이 형성될 수 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해서 제공된 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법은, 비드 일측에 링형 몸체의 일단부가 위치하도록 림에 링형 몸체가 거치되는 단계와, 림의 내측에 비드가 위치하도록 림에 타이어가 거치되는 단계와, 림 내부로 공기가 주입되고, 비드 및 링형 몸체가 플랜지에 밀착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 림 내부로 공기가 주입되고, 비드 및 링형 몸체가 플랜지에 밀착되는 단계에서, 비드 및 링형 몸체는 림에 형성된 험프를 통과한 후 플랜지에 밀착될 수 있다.
또한, 림 내부로 공기가 주입되고, 비드 및 링형 몸체가 플랜지에 밀착되는 단계에서, 비드는 림에 형성된 험프를 통과한 후 비드시트에 안착되고, 링형 몸체는 림에 형성된 험프를 통과한 후 비드시트 상부에 위치될 수 있다.
위와 같이 제공되는 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법에 따르면, 비드와 플랜지 사이의 공간이 인서트 러버에 의해서 채워지므로, 비드와 플랜지 사이의 공간에서 발생되던 난류 발생이 방지된다.
도 1은 일반적인 타이어와 휠을 보여주는 예시도이다.
도 2는 도 1의 비드와 플랜지 사이에 난류가 발생되는 것을 보여 주는 예시도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버를 보여주는 예시도이다.
도 7은 도 3의 인서트 러버, 휠, 타이어를 보여주는 예시도이다.
도 8은 도 3의 인서트러버가 휠에 장착된 상태를 보여주는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법을 보여주는 절차도이다.
도 10 내지 도 11은 도 9의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법에 따라 인서트 러버가 장착되는 상태도이다.
도 12 내지 도 13은 타이어 주변의 공기 유동을 해석한 결과이다.
도 2는 도 1의 비드와 플랜지 사이에 난류가 발생되는 것을 보여 주는 예시도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버를 보여주는 예시도이다.
도 7은 도 3의 인서트 러버, 휠, 타이어를 보여주는 예시도이다.
도 8은 도 3의 인서트러버가 휠에 장착된 상태를 보여주는 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법을 보여주는 절차도이다.
도 10 내지 도 11은 도 9의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법에 따라 인서트 러버가 장착되는 상태도이다.
도 12 내지 도 13은 타이어 주변의 공기 유동을 해석한 결과이다.
이하 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버 및 그 설치방법을 설명한다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버(300)는, 타이어(100)의 비드(110)와 림(200)의 플랜지(210) 사이에 위치되는 공간을 제거함으로써, 주행 중 비드(110)와 플랜지(210) 사이에 기류가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
인서트 러버(300)는, 타이어(100) 사이드월의 고무와 유사한 재질로 형성된다. 인서트 러버(300)는, 타이어(100) 및 림(200)의 매칭부를 고려하여 그 형상이 설계된다. 인서트 러버(300)의 형상은, 타이어(100)와 림(200)의 단차부를 최소화할 수 있도록 설정된다.
본 발명의 일실시예는, 비드(110)에 외주면(312)이 밀착되고, 플랜지(210)에 내주면(311)이 밀착되는 링형 몸체(310)를 포함한다. 링형 몸체(310)의 일단부(313)는 림(200)의 비드시트(220) 상부에 위치한다. 링형 몸체(310)의 타단부(314)는 타이어(100)의 표면과 플랜지(210)의 단부를 연결한다.
링형 몸체(310)의 외주면(312)은 내주면(311)에 비해 차량의 길이방향 중심축에 가깝다. 차량을 기준으로 했을 때, 외주면(312)은 차량 중심축에 가까우므로 내측면으로 지칭될 수 있고, 내주면(311)은 차량 외부에 가까우므로 외측면으로 지칭될 수도 있을 것이다.
링형 몸체(310)의 외주면(312)은, 비드(110)의 표면 곡률과 동일한 곡률을 가진다. 링형 몸체(310)의 내주면(311)은, 플랜지(210)의 표면 곡률과 동일한 곡률을 가진다. 링형 몸체(310)는, 비드시트(220) 상부에 위치하는 일단부(313)로부터 타이어(100)의 표면과 플랜지(210) 사이에 위치하는 타단부(314)를 향해 두께가 점차 커지도록 형성된다.
링형 몸체(310)의 타단부(314)는, 플랜지(210)의 단부와 타이어(100) 사이의 거리와 동일한 폭을 갖는다. 링형 몸체(310)의 타단부(314)는, 타이어(100)와 림(200)을 차량의 폭방향을 따라 봤을 때, 평평한 경사면 형태로 보여지도록 형성된다.
비드시트(220)와 인접하도록 링형 몸체(310)의 내부에 와이어(315)가 내장된다. 와이어(315)는, 타이어(100)에 내장된 비드와이어(120)와 동일한 재질이다. 와이어(315)는, 비드와이어(120)에 비하여 직경이 작다.
와이어(315)에 의해서 수평 방향 외력에 대한 링형 몸체(310)의 최소한의 두께가 확보 된다. 링형 몸체(310)가 외력에 의해서 수축될 경우, 와이어(315)에 의해서 최소한의 두께를 유지할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 비드(110), 비드시트(220), 플랜지(210), 링형 몸체(310)의 일단부(313) 사이에 수축팽창공간이 형성된다. 수축팽창공간에 의해서 링형 몸체(310)가 외부 온도에 의해서 수축 또는 팽창 되더라도, 정위치를 이탈하지 않게 된다. 특히, 링형 몸체(310)가 외력에 의해서 형태 변형되며 길이는 길어지고 두께는 얇아 지더라도 수축팽창공간에 의해 증가된 부위가 수용될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 타이어(100)의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버(300)는 도 9에 도시된 바와 같은 절차도에 따라 휠에 장착된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 타이어(100)의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버(300)의 설치방법은, 비드(110) 일측에 링형 몸체(310)의 일단부(313)가 위치하도록 림(200)에 링형 몸체(310)가 거치되는 단계(S2100)와, 림(200)의 내측에 비드(110)가 위치하도록 림(200)에 타이어(100)가 거치되는 단계(S200)와, 림(200) 내부로 공기가 주입되고, 비드(110) 및 링형 몸체(310)가 플랜지(210)에 밀착되는 단계(S300)를 포함한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 비드(110) 일측에 링형 몸체(310)의 일단부(313)가 위치하도록 림(200)에 링형 몸체(310)가 거치되는 단계(S100)와, 림(200)의 내측에 비드(110)가 위치하도록 림(200)에 타이어(100)가 거치되는 단계(S200)가 수행됨에 따라서, 림(200)의 험프(230) 내측에 비드(110)와 링형 몸체(310)의 일단부(313)가 위치된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 림(200) 내부로 공기가 주입되고, 비드(110) 및 링형 몸체(310)가 플랜지(210)에 밀착되는 단계(S300)가 수행됨에 따라서, 비드(110) 및 링형 몸체(310)의 일단부(313)는 림(200)에 형성된 험프(230)를 통과한 후 플랜지(210)에 밀착된다. 그리고, 비드(110)는 림(200)에 형성된 험프(230)를 통과한 후 비드시트(220)에 안착되고, 링형 몸체(310)는 림(200)에 형성된 험프(230)를 통과한 후 비드시트(220) 상부에 위치된다.
위와 같이 제공되는 본 발명의 일실시예의 타이어(100)의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버(300) 및 그 설치방법에 따르면, 비드(110)와 플랜지(210) 사이의 공간이 인서트 러버(300)에 의해서 채워지므로, 비드(110)와 플랜지(210) 사이의 공간에서 발생되던 난류 발생이 방지된다.
도 12 내지 도 13에는 타이어 주변 공기의 유동을 해석한 결과가 도시되었다.
도 12는 일반적인 타이어와 휠이 장착된 차량의 주행 중 공기 유동을 보여준다. 도 13은 본 발명의 일실시예의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버가 적용된 차량의 주행 중 공기 유동을 보여준다.
도 12 및 도 13에서 어둡게 표현된 A영역에서 공기는 고속 고압으로 유동한다. 밝게 표현된 B영역에서 공기는 저속 저압으로 유동한다. B영역이 넓어 질수록 공기 저항이 많은 것을 의미한다.
도 12와 대비해서 도 13의 프론트휠과 리어휠 부근의 B영역이 상대적으로 감소된 것을 알 수 있다. 본 출원의 일실시예가 적용될 경우 공기 저항이 감소된 것이다.
또한, 주행 중 자동차의 항력계수를 아래 수학식 1을 통해 산술적으로 계산할 수 있다. 이때, Cd는 항력계수이고, Fair은 공기저항, A는 투영면적, ρ는 공기밀도, V는 차속이다.
도 12의 경우와 대비하여 도 13의 경우, 항력계수가 0.018 감소되었다.
100: 타이어
110: 비드
120: 비드와이어 200: 림
210: 플랜지 220: 비드시트
230: 험프 300: 인서트 러버
310: 링형 몸체 311: 링형 몸체의 내주면
312: 링형 몸체의 외주면 313: 링형 몸체의 일단부
314: 링형 몸체의 타단부 315: 와이어
120: 비드와이어 200: 림
210: 플랜지 220: 비드시트
230: 험프 300: 인서트 러버
310: 링형 몸체 311: 링형 몸체의 내주면
312: 링형 몸체의 외주면 313: 링형 몸체의 일단부
314: 링형 몸체의 타단부 315: 와이어
Claims (12)
- 타이어의 비드와 림의 플랜지 사이에 위치되는 공간을 제거함으로써,
주행 중 상기 비드와 상기 플랜지 사이에 기류가 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제1항에 있어서,
상기 비드에 외주면이 밀착되고, 상기 플랜지에 내주면이 밀착되는 링형 몸체를 포함하며,
상기 링형 몸체의 일단부는 상기 림의 비드시트 상부에 위치하고,
상기 링형 몸체의 타단부는 상기 타이어의 표면과 상기 플랜지의 단부를 연결하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제2항에 있어서,
상기 링형 몸체의 외주면은, 상기 비드의 표면 곡률과 동일한 곡률을 가지며,
상기 링형 몸체의 내주면은, 상기 플랜지의 표면 곡률과 동일한 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제2항에 있어서,
상기 링형 몸체는,
상기 비드시트 상부에 위치하는 일단부로부터 상기 타이어의 표면과 상기 플랜지 사이에 위치하는 타단부를 향해 두께가 점차 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제4항에 있어서,
상기 링형 몸체의 타단부는,
상기 플랜지의 단부와 상기 타이어 사이의 거리와 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제4항에 있어서,
상기 링형 몸체의 타단부는,
상기 타이어와 상기 림을 차량의 폭방향을 따라 봤을 때, 평평한 경사면 형태로 보여지도록 형성된 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제2항에 있어서,
상기 비드시트와 인접하도록 상기 링형 몸체의 내부에 와이어가 내장된 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제7항에 있어서,
상기 와이어는,
상기 타이어에 내장된 비드와이어와 동일한 재질이고,
상기 비드와이어에 비하여 직경이 작은 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 제2항에 있어서,
상기 비드, 상기 비트시트, 상기 플랜지, 상기 링형 몸체의 일단부 사이에 수축팽창공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버.
- 청구항 2의 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버를 설치하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법에 있어서,
상기 비드 일측에 상기 링형 몸체의 일단부가 위치하도록 상기 림에 상기 링형 몸체가 거치되는 단계;
상기 림의 내측에 상기 비드가 위치하도록 상기 림에 상기 타이어가 거치되는 단계;
상기 림 내부로 공기가 주입되고, 상기 비드 및 상기 링형 몸체가 상기 플랜지에 밀착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법.
- 제10항에 있어서,
상기 림 내부로 공기가 주입되고, 상기 비드 및 상기 링형 몸체가 상기 플랜지에 밀착되는 단계에서,
상기 비드 및 상기 링형 몸체는 상기 림에 형성된 험프를 통과한 후 상기 플랜지에 밀착되는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법.
- 제10항에 있어서,
상기 림 내부로 공기가 주입되고, 상기 비드 및 상기 링형 몸체가 상기 플랜지에 밀착되는 단계에서,
상기 비드는 상기 림에 형성된 험프를 통과한 후 상기 비드시트에 안착되고,
상기 링형 몸체는 상기 림에 형성된 험프를 통과한 후 상기 비드시트 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 타이어의 공력을 개선하기 위한 인서트 러버의 설치방법.
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