차랑용 에어리스 타이어

차랑용 에어리스 타이어{AN AIRLESS TYRE FOR VEHICLES}

본 발명은 공기 비주입식이고, 경차량으로부터 온로드 적용 및 오프로드 적용 모두, 동력 및 비동력 모두에 사용된, 상당한 범위의 차량을 통해 차량에 대한 사용을 위한 타이어에 관한 것이다.

이런 일반적인 성질의 대부분의 차량용 타이어는 비싸고 심한 마모가 가해진다. 손상이 가해지게 만들 뿐 아니라 제조의 비용을 추가하는 현재 이런 타이어들은 공기로 팽창된다.

수년에 걸친 많은 노력들이 상업적으로 허용가능한 이런 성질의 타이어를 달성하도록 이루어져 왔다. 지금까지, 타이어 제조자에 이용가능한 상당한 자원에도 불구하고, 아무런 만족스런 타이어가 생산되지 않아 왔다.

현재 제조되고 사용되는 타이어는 수리할 수 없을 정도로 마모된 때 심각한 폐기물 처리 위험이다.

이러한 타이어의 요구된 임무를 만족스럽게 수행할 것이고 긴 유효 수명을 제공할 공기 비주입식 차량 타이어를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명에 따라 카카스를 통해 횡방향으로 연장되는 일련의 동일하게 이격된 통로들을 갖고, 휠 림에 맞춰지고 고정되도록 성형되어 통로들 사이에 탄성 지지 리브를 제공하며, 플렉서블한 보강 밴드에 걸쳐 카카스에 성형되는 로드 맞물림 트레드를 갖는 러버 카카스를 포함하는 공기 비주입식 차량 타이어가 제공된다.

본 발명의 추가적인 특징은 타이어가 휠 림 위에 생러버 카카스와 보강층 및 러버 트레드의 어셈블리를 성형하고, 러버 트레드 재료의 몸체 아래에 보강 밴드를 적용하여 고체 타이어를 완성하며, 열 및 압력 하에서 러버를 경화시켜 카카스 및 보강부를 트레드에 접합시킴으로서 제조되는 것을 제공한다.

또한 본 발명은 보강부가 복수 개의 복합재료 플라이들(plies) 내의 스틸 코드 밴드이고, 통로들의 단면이, 선택적으로 리브들의 비허리형 부분의 적어도 일부를 통해 소형 통로들을 갖는, 허리형 리브들을 형성하는 것을 제공한다.

본 발명의 추가적인 특징은 타이어를 통한 통로들이 타이어 축에 대하여 경사지고; 적어도 통로들로의 개구들이 공기흐름이 개구들로 유도되어 통과하도록 형상화되는 것을 제공한다.

또한 본 발명은 스틸 코드 보강부가 아연도금되거나 브라스로 코팅된 경강 코팅 요소를 포함하고, 직경이 약 2㎜인 것을 제공한다.

본 발명의 추가적인 특징은 스틸 코드의 밴드가 카카스의 측부들에 평행한 코드 요소들을 갖는 한 쌍의 외부 플라이들 및 반대 방향으로 카카스를 가로질러 경사진 코드 요소들을 갖는 한 쌍의 내부 플라이들을 포함하고; 코드 요소의 경사가 약 30°인 것을 제공한다.

본 발명의 또 추가적인 특징은 방사방향 홀들이 통로들로부터 트레드를 통해 외측으로 연장되어 카카스에 제공되는 것을 제공한다.

또한 본 발명은 카카스의 내부 원주가 외부 표면을 따라 일련의 외측 돌출 플랜지형 리브들 주위 및 림 주위에서 얕은 채널을 형성하는 휠 림 상의 플랜지들 사이에서 연장되도록 성형되는 것을 제공한다.

본 명세서에서 사용된 용어 "러버(rubber)"는 천연고무, 및 합성 고무, 유사한 물리적 특성을 갖는 이런 저런 폴리머 재료의 혼합물을 포함하도록 이해될 것이다.

본 발명의 이런저런 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 제시된 하기의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 타이어 및 휠 림의 단면도를 도시한다.
도 2와 도 3은 단면도 및 정면도로 차량에 적합한 휠 림을 도시한다.
도 4는 사시도로 타이어 및 상이한 휠 림을 도시한다.
도 5는 타이어의 상세도를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이 공기 비주입식 타이어(1)의 단면은 휠 림(wheel rim; 2)에 맞춰진다. 휠 림(2)은 카카스(carcass) 및 트레드(tread) 어셈블리를 위한 주변 시트(seat)를 제공하고 타이어를 차량 휠 허브(hub)에 장착하기 위한 디스크(disc; 5)를 포함한다. 휠 림(2)은 도 2에 도시된 일체형 휠 드럼(wheel drum; 4)을 포함한다. 림(2)은 도 2에 도시된 쉘로우 채널(shallow channel; 7)을 형성하면서 외측으로 배향된 립(lip; 6)들을 갖는다. 도 3에 도시된 횡방향 T-단면 리브(rib; 8)들은 드럼(4)의 외부 표면을 가로질러 이격된 간격으로 연장되어 카카스(3)를 림(2) 및 드럼(4)에 고정시킨다. 또한 이런 리브(8)들은 성형된 러버(rubber)를 림(2)에 고정시키는 것을 돕도록 플랜지(8A)들을 갖는다.

타이어(1)의 카카스(3)는 타이어가 만족할 특정한 목적을 만족시키도록 선택된 폴리머로부터의 사출 또는 압력 성형 중 어느 하나에 의해 성형될 수 있다. 실질적으로 폴리머는 폴리부타디엔 화합물로 블렌딩된 천연 러버의 혼합물을 포함할 것이고 타이어 제조 전문가들은 원하는 혼합물을 선택할 수 있을 것이다.

기본 차량 타이어 카카스는 다음을 제공하도록 혼합물을 포함할 수 있다:

인장 강도 MpA - 20

경도 IRHD - 65

파단 연신율 % - 650

반발 탄성 % - 70

트레드를 위한 화합물 수치는 각각 21, 68, 600 및 55일 것이고 85의 ㎣당 마모량을 가질 것이다. 물론 이런 특징은 타이어의 목적 및 환경 모두에 대하여 변할 것이고 기술 분야에서 전문가들은 필수 실험에 대한 지식의 적용으로 최종 구성성분을 결정할 것이다.

성형 작업은 타이어를 위한 트레드(5A)를 지지할 외부 밴드에 휠 드럼을 연결하고 그 사이에 허리형 통로(9)들을 형성하면서 방사방향 돌출 리브(10)들을 갖는 탄성 재료의 몸체(body)와 함께 휠 림(2)에 고정되는 카카스(3)를 야기한다. 리브(10)들의 강성은 성형된 카카스(3)의 고체 재료를 통해 제공된 소형 통로(9A)의 선택에 의해 변경될 수 있다.

예시적인 휠 어셈블리에서 통로(9)들은 (11) 및 (12)에서 허리형인 방사방향 연장 지지 리브(10)들을 야기하도록 형상화된다. 리브(10)들의 비허리형 부분은 그것을 통해 소형 통로(9A)들을 갖는다. 추가적인 통로(9A)들의 형상, 위치 및 개수는 원하는 탄성 특성을 부여하도록 변경될 수 있거나, 또는 특정한 목적에 적합한 대로 타이어의 식별에 사용될 수 있다. 이런 통로들은 예를 들어, 원형, 타원형 또는 도 1에서의 다이아몬드 형상인 것으로 도시된다. 또한 개구들은 타이어 트레드(5A)에서 보통의 리세스(recess)들을 통해 방사방향으로 통로(9)들로부터 제공될 수 있다.

트레드부(5A)는 도 5에 도시된 플렉서블한 스틸 코드 플라이(ply)(4A)들의 무한 밴드에 걸쳐 카카스(3)로 경화된다. 이런 플라이(4A)들은 타이어 제조에 있어 알려지고 코드 재료를 형성하도록 아연도금되거나 브라스 코팅된 일반적으로 꼬인 경강 요소로 제조되어 플라이들에서 구멍들을 통해 트레드(5)와 카카스(3) 사이에 접합될 것이다. 이는 완성된 휠 어셈블리의 탄성에 악영향을 미치지 않고 카카스에 대한 트레드의 고정을 증가시키고 하중 하에서 형상을 변경하도록 타이어(1)의 어떠한 경향성을 포함할 것이다. 플라이들은 각각의 플라이의 종단들이 카카스를 가로지르는 각도로 연장되고 다른 플라이들의 종단으로부터 이격되는 코어 종단 라인(core end line)을 갖도록 위치될 것이다. 2개의 외부 플라이들의 코어 요소는 타이어의 축에 평행할 것인 반면에 2개의 내부 플라이들은 타이어 축에 대하여 약 30°의 각도로 반대 방향으로 경사진 요소 라인들을 가질 것이다.

이는 사용 동안에 타이어 및 브레이크 어셈블리의 어떠한 과열을 방지하도록 카카스 및 림의 폭을 가로질러 공기흐름을 유도하는 특성을 포함하는 점이 타이어 어셈블리의 특정한 특징이다. 이는 통로(9)들의 이용되는 외부 엣지의 일 방사방향 엣지를 라운딩함으로써 야기될 수 있다.

도 1에서, 예를 들어, 타이어의 일측은 타이어의 이용되는 외부로부터 내부로 타이어를 통해 공기흐름을 유도하도록 (9B)에서 개시된 바와 같이 형상화된 통로(9)들에 대한 입구를 갖는다는 것이 또한 개시된다. 반대편 엣지는 냉각 효과를 더 강조하도록 스쿠프형(scooped) 엣지를 구비할 수 있다.

타이어들은 일 피스톤에서만 차량에 맞춰지도록 설계되어 냉각의 특징이 달성될 수 있다.

통로(9)들은 바람직하게는 이용되는 외부로부터 후측으로 내부로 경사진다. 또한 이는 휠이 회전하고 전측으로 이동함에 따라 통로들을 통해 흐름을 유도한다.

또한 어셈블리에서 브레이크 어셈블리에 대하여 이동 휠을 통해 공기흐름을 배향함으로써 드럼에 가해지는 동일한 냉각 효과가 존재한다. 이는 도 3에서 스쿠프(scoop; 14)들로서 개시된다.

도 5는 타이어의 트레드(5A)와 카카스(3) 사이의 플렉서블한 스틸 코드(4A)를 제시하는 타이어의 일부의 단면을 개략적으로 도시한다.

상기에 설명된 본 발명의 구체예는 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 요소 세부사항의 상이한 특정한 구성을 부여하도록 다양한 방법으로 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형될 것이다. 예를 들어, 상기에 설명된 보강 밴드는 탄소 섬유, 나일론, 우븐 직물 등에 의해 제공될 수 있다. 추가적인 변형은 이런 타이어가 채택될 수 있는 광범위한 차량들의 상이한 요건들에 맞도록 이루어질 것이다. 이는 부풀림의 사용으로 직면되는 문제점 없이 달성된다.