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KR101475623B1 - 비공기압 타이어 - Google Patents

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KR101475623B1 KR1020130107640A KR20130107640A KR101475623B1 KR 101475623 B1 KR101475623 B1 KR 101475623B1 KR 1020130107640 A KR1020130107640 A KR 1020130107640A KR 20130107640 A KR20130107640 A KR 20130107640A KR 101475623 B1 KR101475623 B1 KR 101475623B1
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Abstract

본 발명은 공기압을 사용하지 않으면서 자동차의 하중을 지지할 수 있고, 젖은 노면의 주행 시 수분의 유입과 배출을 용이하게 할 수 있는 비공기압 타이어에 관한 것이다. 본 발명에 의한 비공기압 타이어는, 차량용 휠에 결합되는 원주형의 림부와, 림부의 외주면에 일정한 간격으로 이격되어 결합되는 복수의 V자 날개형 탄성지지체와, 노면에 접할 수 있도록 복수의 V자 날개형 탄성지지체에 그 내주면이 결합되어 림부 및 복수의 V자 날개형 탄성지지체를 둘러싸는 원주형의 트레드와, 트레드의 외주면 쪽에서 트레드의 안쪽으로 유체가 유입될 수 있도록 트레드의 중간에 트레드를 반경 방향으로 관통하도록 마련되는 그루브를 포함한다.

Description

비공기압 타이어{Non pneumatic tire}
본 발명은 자동차용 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기압을 사용하지 않으면서 자동차의 하중을 지지할 수 있고, 젖은 노면의 주행 시 수분의 유입과 배출을 용이하게 할 수 있는 비공기압 타이어에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 타이어는 구조에 따라 래디얼 타이어, 바이어스 타이어, 솔리드 타이어 등으로 분류할 수 있다. 이 중에서 승용차 및 특수목적을 제외한 자동차에는 대부분 래디얼 타이어 즉, 공기압 타이어가 사용되고 있다. 공기압 타이어는 타이어 내부에 채워진 공기의 압력을 이용하여 차량의 하중을 지지함과 동시에 노면으로부터의 충격을 흡수한다.
이러한 공기압 타이어는 주행중 외부로부터의 충격에 의해 손상을 입게 되면 공기압이 급격하게 저하되므로, 차량을 제어할 수 없게 되어 사고를 유발하게 되는 문제점이 있다. 그리고 공기압 타이어의 성능 발휘를 위해서는 공기압을 수시로 점검해야 하는 관리의 불편함이 있다. 또한 공기압 타이어는 구조가 복잡한데다 제조공정 수가 다단계 등으로 많으며, 이에 따른 유해물질 배출량이 많이 발생하는 제조상의 문제점도 가지고 있다.
공기압 타이어의 문제점을 해결하기 위한 대안으로 공기압을 이용하지 않고 차량을 탄성 지지할 수 있는 비공기압 타이어가 개발되었다. 대부분의 비공기압 타이어는 기존의 공기압 타이어의 형태를 그대로 유지한 채, 림부와 트레드 사이에 배치되는 탄성지지체로 차량의 하중을 지지하고 노면으로부터의 충격을 흡수하도록 하고 있다.
이러한 비공기압 타이어는 공기압 타이어와 달리, 소재와 공정의 단순화를 통해 생산비용을 크게 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 생산 시 에너지와 유해물질을 현저히 절감할 수 있다. 그리고 공기압식과 달리 압축 공기를 전혀 이용하지 않는 설계방식이기 때문에 공기압 손실 또는 부족함으로 인하여 주행 중에 발생될 수 있는 사고의 위험으로부터 자유롭다. 또한 공기압 타이어에서 발생되는 스탠딩 웨이브(standing wave) 형상을 방지할 수 있으며 회전저항을 크게 개선할 수 있는 이점을 가지고 있다.
현재, 비공기압 타이어는 다양한 구조의 것이 제안된 바 있는데, 일본 공개특허공보 제2011-0183894호(2011. 09. 22 공개), 일본 공개특허공보 제2012-0035792호(2012. 02. 23 공개), 대한민국 공개특허공보 제2012-0065692호(2012. 06. 21 공개), 대한민국 공개특허공보 제2012-0069988호(2012. 06. 29 공개) 등에 그 예들이 나타나 있다.
상술한 것과 같이, 현재 다양한 구조의 비공기압 타이어가 제안된 바 있지만, 보다 개선된 구조와 성능을 갖는 비공기압 타이어를 개발하려는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 하중을 안정적으로 지지하면서, 젖은 노면의 주행 시 노면과 타이어 사이의 수분을 타이어의 측부 쪽으로 용이하여 배출시켜 수막 현상을 방지함으로써 차량의 주행 성능을 향상시킬 수 있는 비공기압 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비공기압 타이어는, 차량용 휠에 결합되는 원주형의 림부와, 상기 림부의 외주면에 일정한 간격으로 이격되어 결합되는 복수의 V자 날개형 탄성지지체와, 노면에 접할 수 있도록 상기 복수의 V자 날개형 탄성지지체에 그 내주면이 결합되어 상기 림부 및 상기 복수의 V자 날개형 탄성지지체를 둘러싸는 원주형의 트레드와, 상기 트레드의 외주면 쪽에서 상기 트레드의 안쪽으로 유체가 유입될 수 있도록 상기 트레드의 중간에 상기 트레드를 반경 방향으로 관통하도록 마련되는 그루브를 포함한다.
상기 V자 날개형 탄성지지체는 상기 림부의 외주면 일단 쪽에서 상기 림부의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 1 날개부와, 상기 림부의 외주면 타단 쪽에서 상기 림부의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되어 상기 제 1 날개부와 연결되는 제 2 날개부를 포함하고, 상기 제 1 날개부의 끝단과 상기 제 2 날개부의 끝단은 상기 트레드가 접하는 노면으로부터의 높이가 같고, 타이어 주행 시 상기 제 1 날개부와 상기 제 2 날개부의 연결부는 타이어 주행 방향 기준으로 상기 제 1 날개부의 끝단 및 상기 제 2 날개부의 끝단보다 선행하는 것이 바람직하다.
상기 그루브는 상기 복수의 V자 날개형 탄성지지체 각각에 구비된 제 1 날개부와 제 2 날개부의 연결부가 위치하는 상기 트레드의 중앙부의 좌우 양쪽에 복수로 배치될 수 있다.
본 발명에 의한 비공기압 타이어는 복수의 V자 날개형 탄성지지체가 림부와 트레드 사이에 일정한 간격으로 배치되어 있어, 차량의 하중 지지할 수 있는 구조적 안정성을 갖는다.
또한 본 발명에 의한 비공기압 타이어는 트레드에 원주 방향 그루브가 마련되고, 트레드 안쪽의 복수의 V자 날개형 탄성지지체가 림부의 외주면 일단 쪽에서 림부의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 1 날개부와, 림부의 외주면 타단 쪽에서 림부의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 2 날개부를 포함하여, 타이어와 노면 사이의 수분을 타이어의 외측부로 원활하게 배출할 수 있다. 즉, 빗길 등 젖은 노면의 주행 시 노면과 타이어 사이의 수분을 트레드 안쪽의 V자 날개형 탄성지지체 사이로 유입시킨 후 V자 날개형 탄성지지체의 경사진 두 날개부를 따라 타이어의 측부 쪽으로 원활하게 배출시킬 수 있고, 이를 통해 수막 현상을 방지함으로써 차량의 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어를 나타낸 정면도이다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어를 나타낸 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어를 나타낸 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 비공기압 타이어(10)는 원주형의 림부(12)와, 림부(12)의 외주면에 일정한 간격으로 이격되어 결합되는 복수의 V자 날개형 탄성지지체(14)와, 노면에 접할 수 있도록 복수의 V자 날개형 탄성지지체(14)에 그 내주면이 결합되는 원주형의 트레드(18)를 포함한다. 림부(12)는 차량용 휠(미도시)에 결합될 수 있도록 원통 형상으로 이루어진다.
V자 날개형 탄성지지체(14)는 림부(12)와 트레드(18) 사이에 복수가 이격 배치되어 차량의 하중을 지지하고 노면으로부터의 충격을 흡수한다. V자 날개형 탄성지지체(14)는 림부(12)의 외주면 일단 쪽에서 림부(12)의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 1 날개부(15)와, 림부(12)의 외주면 타단 쪽에서 림부(12)의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 2 날개부(16)를 포함한다. 제 1 날개부(15)와 제 2 날개부(16)는 림부(12)의 외주면 중앙과 트레드(18)의 내주면 중앙에서 연결된다.
V자 날개형 탄성지지체(14)의 제 1 날개부(15) 끝단은 림부(12)의 외주면 일단 및 트레드(18)의 내주면 일단까지 연장된다. 그리고 제 2 날개부(16)의 끝단은 림부(12)의 외주면 타단 및 트레드(18)의 내주면 타단까지 연장된다. 도 3에 도시된 것과 같이, 트레드(18)가 평평한 지면에 어느 한쪽으로 치우침 없이 놓일 때, 제 1 날개부(15)의 끝단과 제 2 날개부(16)의 끝단은 트레드(18)가 접하는 노면으로부터의 높이가 같다. 즉, 제 1 날개부(15)와 제 2 날개부(16)는 트레드(18)의 중앙을 기준으로 좌우 대칭적으로 배치된다.
또한 V자 날개형 탄성지지체(14)는 제 1 날개부(15)와 제 2 날개부(16)의 연결부가 타이어 주행 방향을 기준으로 제 1 날개부(15)의 끝단 및 제 2 날개부(16)의 끝단보다 선행하도록 배치된다. 복수의 V자 날개형 탄성지지체(14)를 림부(12)의 외주면 및 트레드(18)의 내주면을 따라 이렇게 배치하면, 타이어(10) 주행 시 트레드(18)에 마련되는 그루브(19)를 통해 트레드(18) 안쪽으로 유입되는 수분이나 이물질을 경사진 제 1 날개부(15) 및 제 2 날개부(16)를 따라 타이어(10) 측부로 원활하게 배출시킬 수 있다.
V자 날개형 탄성지지체(14)는 고강성 폴리우레탄 소재나 고분자 화합물 소재 등 탄성 변형 가능하고, 차량의 하중을 지지하면서 노면으로부터의 충격을 흡수할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있다. 도면에는 V자 날개형 탄성지지체(14)가 림부(12)의 외주면 및 트레드(18)의 내주면을 따라 15도 간격으로 24개가 구비되는 것으로 나타냈으나, V자 날개형 탄성지지체(14)의 설치 개수나 간격은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 또한 V자 날개형 탄성지지체(14)의 구체적인 구조, 예컨대 제 1 날개부(15)의 두께나 기울기, 제 2 날개부(16)의 두께나 기울기 등은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
트레드(18)는 노면에 직접 접하는 부분으로, 트레드(18)의 중간에는 복수의 그루브(19)가 마련된다. 그루브(19)는 트레드(18)를 반경 방향으로 관통하되 트레드(18)의 외주면을 따라 길게 형성된다. 젖은 노면의 주행 시, 젖은 노면의 빗물 등 수분이 그루브(19)를 통해 트레드(18)의 외주면 쪽에서 트레드(18)의 안쪽으로 유입될 수 있다. 이러한 그루브(19)는 복수의 V자 날개형 탄성지지체(14) 각각에 구비된 제 1 날개부(15)와 제 2 날개부(16)의 연결부가 위치하는 트레드(18)의 중앙부의 좌우 양쪽에 복수로 배치된다. 복수의 그루브(19)를 이런 구조로 배치하면, 트레드(18) 외부에서 그루브(19)를 통해 트레드(18) 안쪽으로 유입되는 수분을 경사진 제 1 날개부(15) 및 제 2 날개부(16)를 따라 더욱 원활하게 외부로 배출시킬 수 있다.
도면에는 네 개의 그루브(19)가 트레드(18)의 중앙부의 좌우 양쪽에 대칭적으로 마련된 것으로 나타냈으나, 그루브(19)의 개수나 배치 구조, 배치 간격은 다양하게 변경될 수 있다. 또한 그루브(19)는 도시된 것과 같이 링 형상으로 형성되지 않고, 원호 형상으로 형성될 수도 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 비공기압 타이어(10)는 복수의 V자 날개형 탄성지지체(14)가 림부(12)와 트레드(18) 사이에 일정한 간격으로 배치되어 있어, 차량의 하중 지지할 수 있는 구조적 안정성을 갖는다.
또한 본 발명에 의한 비공기압 타이어(10)는 트레드(18)에 원주 방향 그루브(19)가 마련되고, 트레드(18) 안쪽의 복수의 V자 날개형 탄성지지체(14)가 림부(12)의 외주면 일단 쪽에서 림부(12)의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 1 날개부(15)와, 림부(12)의 외주면 타단 쪽에서 림부(12)의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 2 날개부(16)를 포함하여, 타이어(10)와 노면 사이의 수분을 타이어(10)의 외측부로 원활하게 배출할 수 있다. 즉, 빗길 등 젖은 노면의 주행 시 노면과 타이어(10) 사이의 수분을 트레드(18) 안쪽의 V자 날개형 탄성지지체(14) 사이로 유입시킨 후 V자 날개형 탄성지지체(14)의 경사진 두 날개부(15)(16)를 따라 타이어(10)의 측부 쪽으로 원활하게 배출시킬 수 있고, 이를 통해 수막 현상을 방지함으로써 차량의 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
10 : 비공기압 타이어 12 : 림부
14 : V자 날개형 탄성지지체 15, 16 : 제 1, 2 날개부
18 : 트레드 19 : 그루브

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 차량용 휠에 결합되는 원주형의 림부;
    상기 림부의 외주면에 일정한 간격으로 이격되어 결합되는 복수의 V자 날개형 탄성지지체;
    노면에 접할 수 있도록 상기 복수의 V자 날개형 탄성지지체에 그 내주면이 결합되어 상기 림부 및 상기 복수의 V자 날개형 탄성지지체를 둘러싸는 원주형의 트레드; 및
    상기 트레드의 외주면 쪽에서 상기 트레드의 안쪽으로 유체가 유입될 수 있도록 상기 트레드의 중간에 상기 트레드를 반경 방향으로 관통하도록 마련되는 그루브;를 포함하고,
    상기 V자 날개형 탄성지지체는 상기 림부의 외주면 일단 쪽에서 상기 림부의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되는 제 1 날개부와, 상기 림부의 외주면 타단 쪽에서 상기 림부의 외주면 중앙 쪽으로 경사지게 배치되어 상기 제 1 날개부와 연결되는 제 2 날개부를 포함하고,
    상기 제 1 날개부의 끝단과 상기 제 2 날개부의 끝단은 상기 트레드가 접하는 노면으로부터의 높이가 같고, 타이어 주행 시 상기 제 1 날개부와 상기 제 2 날개부의 연결부는 타이어 주행 방향 기준으로 상기 제 1 날개부의 끝단 및 상기 제 2 날개부의 끝단보다 선행하는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 그루브는 상기 복수의 V자 날개형 탄성지지체 각각에 구비된 제 1 날개부와 제 2 날개부의 연결부가 위치하는 상기 트레드의 중앙부의 좌우 양쪽에 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 비공기압 타이어.
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