KR960013722B1 - 아이버 브렌치(Arbor Branch)가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

아아버 브렌치(Arbor Branch)가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어

제1도는 종래 타이어의 정지 상태에서의 힘 해석도.

제2도는 종래 타이어의 구동중 시동모멘트 작용하의 힘 해석도.

제3도는 본 발명 타이어의 구동중 시동모멘트 작용하의 힘 해석도.

제4도는 볼록블록(convex block)을 갖는 본 발명 타이어의 개략 정면도.

제5도는 볼록블록이 균일하게 분리되어 배열됨을 보여주는 본 발명의 전개된 타이어 표면의 개략 평면도.

제6도는 본 발명 타이어의 부분단면도.

제7도는 링 아아버(ring arbor)의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 종래 타이어의 볼록볼록 3 : 본 발명 타이어의 볼록블록

4 : 타이어 표면 5 : 링 아아버 본체

6 : 브랜치(branch)

본 발명은 타이어, 특히 바퀴달린 수공기계에 사용되는 타이어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 자동차의 타이어로서 사용하기 적합하고, 타이어 튜브를 갖는 공기 타이어의 커버 타이어 뿐만아니라 튜브없는 비공기 타이어로서도 사용될 수 있는, 아아버 브랜치(arbor branch)가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어에 관한 것이다.

종래, 각종 타이어의 타이어 표면에는 볼록블록(convex block)이 배열되어 있다. 이러한 볼록블록들은 타이어 전표면에서 타이어의 반경방향으로 연장하여 각종 형상의 볼록블록을 형성하므로써 타이어 표면에서 미끄럼 방지상태를 이룬다. 이러한 타이어 블록들은 모두 해당 블록이 위치하는 타이어 표면의 접선에 직각을 이룬다. 이러한 래디알형이 광범위하게 사용되고는 있으나 다음과 같은 단점을 갖고 있다.

(1)제동거리가 길다.

(2)차량의 시동에 비교적 큰 모멘트를 필요로 하게 되며, 그 이유는 차량을 시동하기 위하여 구동바퀴에 가해지는 시동모멘트가 시동을 극복하는데 사용될뿐만 아니라 타이어의 구름저항 모멘트를 극복하는데 사용되며, 종래의 타이어의 반경방향으로 연장되는 직각형상은 구름저항 모멘트를 극복하는데 기여하지 못한다.

(3)승차 안락감이 불량하다.

또한, 일본국 실용신안 공개 번호 제90-51105호는 트레드 모양과 홈을 경사시킨 타이어를 제안하고 있으나, 이 타이어는 트레드 모양과 홈이 운전방향쪽으로 경사져있어서 차량 시동시의 시동모멘트 및 구름저항모멘트가 클 뿐만 아니라, 타이어 트레드의 마모도가 크게되는 단점을 갖고 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 차량의 제동 성능을 향상시켜 제동거리를 단축시키며 승차 안락감을 향상시킬 뿐만 아니라 차량 구동에 이용되는 시동모멘트를 감소시킬 수 있는 타이어를 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여, 본 발명자는 아아버 브랜치(arbor branch)가 매입(埋入)되고, 운전방향 반대쪽으로 경사진 탄성지지블록(elastic support block)이 외표면에 형성된 타이어를 발명하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 타이어 표면에 탄성 볼록블록이 일체로 균일하게 배치되는 타이어에 있어서, 각각의 상기한 볼록블록들이 타이어의 회전방향에 대향하며, 상기한 볼록블록이 위치하는 타이어 표면의 선속도 방향과 볼록블록의 중심선간의 각도가 예각을 이루고, 외주면에 다수의 브랜치(branchs)가 일체로 배치되는 탄성변형 가능한 다수의 링 아아버(arbors)가 타이어 내부에 매입(埋入)되며, 여기서, 상기 링 아아버상의 상기 브랜치의 수, 배치 형태, 경사각및 경사방향은 타이어 표면상의 대응하는 상기 볼록블록과 일치하고, 상기 볼록블록의 축방향열의 수와 동일한 수의 상기 링 아아버가 타이어 고무에 평행하게 배치되어 매입되며, 상기 링 아아버상의 각각의 상기 브랜치는 대응하는 상기 볼록블록의 중심선을 따라 연장되고 고무로 매입되어 볼록블록을 형성하는 것을 특징으로 하는 아아버 브랜치가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 아아버 브랜치가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어를 제공하는 것으로, 탄성지지 볼록블록들은 타이어의 외주면에 균일하게 분포되고, 타이어의 회전방향에 대향하여 타이어 외표면의 선속도 방향의 반대방향쪽으로 경사지며, 볼록블록들은 타이어와 일체로 되고, 각각의 볼록블록내에는 링 아아버의 브랜치가 매입되며, 그 경사방향은 볼록블록의 경사방향과 일치하고, 링 아아버는 탄성 금속 또는 탄성 비금속으로 만들어지며, 볼록블록의 중심선과 볼록블록이 위치하는 타이어 표면의 선속도 방향간의 각도는 예각을 이룬다. 본 발명의 적용될 수 있는 타이어로서는, 튜브가 있는 타이어 또는 튜브가 없는 통 타이어 양자를 들 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 타이어에서 탄성지지 볼록블록은 타이어의 외주면에 균일하게 분포되어 일체로 되며, 볼록블록은 타이어의 회전방향에 대향하여 타이어 외표면의 선속도 방향의 반대 방향쪽으로 경사지고, 볼록블록의 중심선(L)과 볼록블록이 위치하는 타이어 표면의 선속도 방향간의 각도는 30°∼80°의 예각이며, 볼록블록의 횡단면은 직사각형이고, 그 종단면도 기본적으로는 직사각형이나 볼록블록의 상단부에는 국부적 선속도 방향을 따라 연장된 플랜지가 있고, 공기 타이어의 경우에 있어서의 볼록블록의 연장 길이는 타이어 반경의 약 1/40 - 1/10이고, 비공기 타이어의 경우에 있어서의 볼록블록의 연장 길이는 타이어 반경의 약 1/40 - 1/5이며, 각각의 볼록블록내부에는 탄성금속 또는 탄성 비금속(예를들어, 플라스틱)으로 된 링 아아버의 브랜치가 있고, 링 아아버의 브랜치가 고무로 매입되어 볼록블록을 형성하며, 볼록블록은 타이어 표면과 일체로 된다.

상기 링아아버는 링아아버 본체를 가지며, 브랜치들은 링아아버 본체의 외주면에 배치되어 일체로 되며, 그 경사방향, 경사각도, 배치간격 및 수는 대응 볼록블록과 일치하고, 동일한 길이를 가지며, 브랜치와 일체로 된 상기 링아아버 본체는 타이어의 고무로 매입되고, 링아아버들은 평행하게 배치되어 타이어의 고무로 매입되고, 상기 링아아버들의 각각의 브랜치는 볼록블록의 중심선을 따라 대응 볼록블록내에 각 매입된다.

볼록블록은 타이어의 회전방향에 대향하여 볼록블록이 위치하는 타이어 표면의 선속도 방향의 반대방향 쪽으로 경사지고, 노면과 접촉하는 볼록블록들이 차량의 이동방향쪽으로 경사지기 때문에, 차량 제동시에 노면과 접촉하는 볼록블록들이 노면과의 마찰을 증대시키므로 본 발명에 따른 타이어가 정착된 차량의 제동거리는 종래의 타이어가 정착된 차량의 제동거리보다 짧게 된다. 그리고, 볼록블록의 경사배치는 볼록블록의 변형율을 보다 크게 하므로 부분적으로 제동충격과 불균일한 노면에 의한 진동을 흡수하여 차량의 승차 안락감을 향상시킨다.

특별히 주지하여야 할 점은, 본 발명의 타이어가 정착된 차량은 차량을 시동하는데 필요한 시동모멘트가 낮아진다는 것이다. 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이, 종래의 타이어에서 볼록블록들은 모두 반경방향으로 연장된다.

차량이 정지상태로 있는 경우, 타이어는 노면과 접촉하여 타이어와 노면사이에서 중력에 의해 형성된 반작용력이 균일하게 분배되며, 제1도에 P로 나타낸 바와 같이 합력(P)은 타이어 중심(O)쪽으로 향한다.

시동모멘트(Mc)가 구동 바퀴에 가해질때, 타이어와 노면사이의 반작용력, 즉 그 접지면의 앞부분에서의 반작용력은 접지면의 뒷부분에서의 반작용력보다 크게 되고, 따라서 상기 반작용력의 합력은 전방으로 이동하여 타이어의 중심(O)쪽으로 향하지 않게 되며, 그 결과 구름저항모멘트(Mr)가 형성된다. (Mr=P*ℓ, 여기서, ℓ은 차량이 시동될때 타이어와 노면사이의 반작용력들의 합력 방향선과 타이어 중심(O)간의 거리임). 시동모멘트(Mc)가 구름저항모멘트(Mr)보다 큰 경우에만 바퀴는 구동될 수 있다. 차량 시동과정중에 노면과 접지하고 블록 영역의 후방부상의 볼록블록(1)은 탄성력에 의해 복원되며, 그 이유는 볼록블록(1)과 노면사이의 반작용력이 감소하고 볼록블록의 탄성복원력이 노면에 작용하는 동시에 노면이 상기 볼록블록에 작용된 반작용력(S)을 가지기 때문이다. 종래 타이어의 볼록블록은 반경방향으로 연장하기 때문에 볼록블록의 탄성복원력도 반경방향으로 작용하고, 볼록블록에 대한 노면의 반작용력 역시 반경방향인 타이어의 중심(O)으로 지향하며, 따라서 볼록블록의 탄성복원력은 차량바퀴의 회전에 기여하지 못한다. 반면에 본 발명의 타이어 표면에는 경사진 탄성지지블록들, 즉 볼록블록들이 있고, 그 경사반향은 바퀴의 회전방향에 대향하므로, 제3도에 도시된 바와같이, 접지면의 후부에서 상기 볼록블록의 탄성복원력에 의하여 형성되는 볼록블록에 대한 노면의 반작용력(S')은 볼록블록의 중심선을 따르고, 따라서 탄성력으로 인한 반작용력(S')은 타이어의 중심(O)으로 지향하지 않으므로 반작용력(S')에 의하여 생성된 모멘트는 타이어의 회전에 기여하고, 그 결과 본 발명의 타이어는 시동모멘트를 감소시켜 바퀴의 구동에 기여할 수 있게 된다.

한편, 차량이 상하로 진동할 경우, 차량의 하강중에 노면에 대한 타이어의 압력은 탄성지지블록의 변형을 초래할 수 있게 되며, 노면에 작용하는 탄성지지블록의 탄성복원력은 바퀴의 회전에 기여하고, 바퀴의 진동에너지를 부분적으로 차량의 구동력으로 변환시킨다.

이하, 본 발명에 따라 아아버 브랜치가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

제3도 및 제4도는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 아아버 브랜치(도시하지는 않음)가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어의 정면도와 측면도이다. 특히, 제3도는 타이어와 노면간의 접지면의 후부에서 볼록블록의 탄성복원력에 의하여 생성된 작용력(S')이 바퀴중심(O)쪽으로 지향하지 않음을 보여주는 도면이다. 볼록블록(3)은 4.50-12형의 타이어 외주면에 균일하게 분포되어 일체로 된다. 볼록블록(3)의 횡단면은 직사각형이고, 그 종단면은 기본적으로 직사각형이나 그 상부의 바퀴 운동방향쪽 후부에 삼각형 플랜지가 있다. 즉 바퀴 운동방향의 후분에 단면형상이 삼각형인 플랜지가 있다. 플랜지는 바퀴의 미끄러짐을 방지하는데 매우 효과적이다. 볼록블록의 길이는 약 10mm정도가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

타이어의 외주면에는 다섯줄의 볼록블록들이 균일하게 배치되고, 볼록블록은 타이어의 회전방향에 대향한다. 즉 볼록블록(3)이 위치하는 타이어 표면(4)의 선속도 방향에 반대방향으로 경사진다.

볼록블록(3)이 위치하는 타이어 표면(4)의 접선과 볼록블록(3)의 중심선간의 각도는 30° 내지 80° 이다.

제6도에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 타이어 내부에는 링 아아버가 매입되며, 링 아아버 본체(5)와 다수의 브랜치(6)를 구비한다. 링 아아버는 본체(5)를 가지며, 다수의 경사 브랜치(6)가 일체로 형성되어 있다. 링 아아버 본체(5)의 외주면상에는 경사 브랜치(6)들이 일체로 배치되며, 경사 브랜치(6)들의 수, 배치 형태, 경사각 및 경사 방향은 대응하는 볼록블록들과 전부 일치한다.

다섯개의 링아아버들이 평행하게 배치되고 타이어 고무내에 매입되어 타이어 표면에 상기 볼록블록(3)을 형성한다. 이 실시예에서 링아아버는 금속으로 만들어진다. 또한, 링 아아버의 수효는 제한적인 것은 아니다.

본 발명의 바람직한 제2실시예는 링 아아버가 플라스틱으로 만들어지는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다. 본 발명의 바람직한 제3실시예는 타이어가 튜브없는 통 타이어인 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다.

Claims (1)

1. 타이어 표면에 탄성 볼록블록들(convex blocks)이 일체로 균일하게 배치되는 타이어에 있어서, 각각의 상기한 볼록블록들이 타이어의 회전방향에 대향하며, 상기한 볼록블록이 위치하는 타이어 표면의 신속도 방향과 볼록블록의 중심선각의 각도가 예각을 이루고, 외주면에 다수의 브랜치(branchs)가 일체로 배치되는 탄성변형 가능한 다수의 링 아아버(arbors)가 타이어 내부에 매입(埋入)되며, 여기서, 상기 링 아아버상의 상기 브랜치의 수, 배치 형태, 경사각및 경사방향은 타이어 표면상의 대응하는 상기 볼록블록과 일치하고, 상기 볼록블록의 축방향열의 수와 동일한 수의 상기 링 아아버가 타이어 고무에 평행하게 배치되어 매입되며, 상기 링 아아버상의 각각의 상기 브랜치는 대응하는 상기 볼록블록의 중심선을 따라 연장되고 고무로 매입되어 볼록블록을 형성하는 것을 특징으로 하는 아아버 브랜치가 매입된 경사진 탄성지지블록이 외표면에 형성된 타이어.