エアレスタイヤ

本発明は、エアレスタイヤに関するものであって、より詳しくは一般タイヤとスノータイヤの機能を同時に具現できるエアレスタイヤに関するものである。

タイヤは、自動車を構成する部品の1つであり、路面に直接接触する。タイヤ内部の空気はバネのような緩衝作用をして路面の凹凸による衝撃を吸収し、乗り心地を一層高める。

車の操縦性を具現できるタイヤは、その構造によってラジアルタイヤ、エアレスタイヤ、そしてソリッドタイヤなどに分けられる。その中で乗用車及び特殊な目的のための自動車を除いた大半の自動車には、ラジアルタイヤが用いられている。ラジアルタイヤは、その製造工程が複雑で、且つ空気圧を随時チェックしなければならない不便がある。又、走行中に外部物質に刺されたりぶつかったりしてタイヤが破損し得る安全性の問題がある。

エアレスタイヤは、このような空気圧タイヤとは異なり、素材と工程を単純化して生産コストを大幅に削減できるだけでなく、エネルギーの使用量及び有害物質の発生量を著しく削減できる新たな概念の工程と構造を有するタイヤである。さらに、エアレスタイヤは空気圧の不足などによる問題が発生することがない。又、エアレスタイヤは、ラジアルタイヤで生じるスタンディングウエーブ現象を防止し、回転の抵抗を大幅に改善できる利点がある。

このようなエアレスタイヤは、ラジアルタイヤとは全く別の構造を有する。また、エアレスタイヤはラジアルタイヤと異なり、圧縮空気を一切用いない設計方式であるため、空気圧の損失又は不足(flat tire)により、走行中に事故が発生する危険性から自由である。さらに、エアレスタイヤは、前記ラジアルタイヤとは異なり、素材と工程を単純化して生産コストを大幅に削減することができる。

一方、タイヤは、使用される路面状態によって一般タイヤとスノータイヤに分けられる。一般タイヤとスノータイヤは、特定の路面条件に合わせて開発されたものであって、ユーザーが運行条件と環境に合わせて交換することで、車の安全性を維持できるよう設計されている。しかしながら、冬の突然の降雪による雪道では、一般タイヤを取り付けた車は接地力を失ってしまい、駆動、制動、コーナリングが困難な状況に直面し、スノータイヤに交換し、又はスノーチェーンなどの別の装備を取り付ければならない煩わしさがある。

又、スノータイヤは、乾燥した路面や濡れた路面で一般タイヤに比べて接地力が低下し、危ない状況に置かれた場合、車の安全に問題が発生することもある。

米国特許登録4784201(登録:1988年11月15日)

米国特許登録5676900(登録:1997年10月14日)

米国特許公開20090283185(公開:2009年11月19日)

米国特許公開20100132858(公開:2010年6月3日)

本発明は、急激な気象変化や、それによる路面の変化に便利かつ有効に対応することができ、安全性を向上するエアレスタイヤを提供することにその目的がある。

前記の課題を解決するために、本発明によるエアレスタイヤは、円周を沿って配列される複数のトレッドブロック、各々のトレッドブロックに円周の内側方向に連結される複数のスポーク、及び、円周の中心に配置されて複数のスポークに連結され、複数のスポークを介してトレッドブロック間の間隔が調整されるよう、その長さが可変して駆動されるハブ軸を含む。

ハブ軸は、トレッドブロックが密着し合う一般モードを具現するための第1の長さと、トレッドブロック相互が所定の間隔に離隔されるスノーモードを具現するための第1の長さより短い第2の長さに可変することができる。

本発明によるエアレスタイヤは、一般モードで第1の直径を有し、スノーモードで第1の直径より大きい第2の直径を有することができる。このとき、第2の直径は、第1の直径の1.5倍以下になることができる。

本発明によるエアレスタイヤは、円周に沿って配列される4〜50個のトレッドブロックを含むことができる。

トレッドブロックは、ハブ軸の長さ方向に沿って反復して形成される凸部と溝部を含むことができる。トレッドブロックは、その凸部に形成されるスタッドを更に含むことができる。

トレッドブロックは、ポリウレタン材質からなる内面部とタイヤのコンパウンド材質からなる表面部を含むことができる。

内面部は、エアレスタイヤの回転方向に沿って、互いに一定の間隔を置いて表面部に垂直に配列される多数のプレートを含むことができる。

スポークは金属材質からなり得、トレッドブロックとスポークはヒンジで連結され得、又はハブ軸とスポークがヒンジで連結されることができる。

ハブ軸は、油圧システム又は電気システムの制御により、その長さが可変することができる。

一対の前記スポークが一つの前記トレッドブロックの両端及びハブ軸に連結されることができる。

ハブ軸は、その一側に車の駆動軸に結合するよう構成される連結部を含むことができる。

本発明によるエアレスタイヤは、急激な気象変化や、それによる路面変化に別途タイヤの交換又はスノーチェーンなどの追加装備の取り付けを行うことなく、便利かつ有効に対応できる効果がある。

また、本発明によるエアレスタイヤは、雪道での接地力を有するとともに、乾燥した路面又は濡れた路面状態でも一般タイヤと同様の接地力を維持できる効果がある。

図1は、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤの斜視図である。

図2は、図1のトレッドブロックを表した斜視図である。

図3は、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤの一般モードでの様態を表した正面図である。

図4は、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤの一般モードでの様態を表した一部切開斜視図である。

図5は、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤのスノーモードでの態様を表した正面図である。

図6は、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤのスノーモードでの態様を表した一部切開斜視図である。

図7は、本発明の第2実施例によるエアレスタイヤのトレッドブロックを表した斜視図である。

図8は、図7のトレッドブロックに備えられるスタッドを表した斜視図である。

図9は、本発明の第2実施例によるエアレスタイヤの一般モードでの態様を表した斜視図である。

図10は、本発明の第2実施例によるエアレスタイヤのスノーモードでの態様を表した斜視図である。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成できる方法は、添付図とともに詳細に後述した実施例を参考にすれば明らかにになる。しかしながら、本発明はここで説明される実施例に限らず、他の形態に具体化され得る。却って、ここで紹介される実施例は、開示された内容が徹底かつ完全になるよう、さらには当業者に本発明の思想が十分に伝わるよう提供されるものである。

本明細書における用語は、単に特定の実施例を説明するために使われ、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈に明らかに他の意味がない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするのであって、一つ或いはそれ以上の他の特徴若しくは数字、段階、動作、構成要素、部分品又はこれらを組み合わせたものなどの存在若しくは付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。

他に定義がない限り、技術的又は科学的な用語を含め、ここで用いられるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同様の意味がある。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈での意味に一致するものと解釈されなければならず、本明細書において明らかに定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解されない。

以下、添付の図を参考とするとともに、本発明の実施例によるエアレスタイヤについて詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤ100を示した斜視図である。図1に示されるように、本発明の第1実施例によるエアレスタイヤ100は円周に沿って配列される複数のトレッドブロック110と、これに対応して連結されるスポーク120及びハブ軸(hubaxis、130)を含む。

図2は、本実施例におけるエアレスタイヤ100に備えられるトレッドブロック110を表した斜視図である。図2に示されるように、トレッドブロック110は、エアレスタイヤ100の円周内側に位置する内面部112と、路面に直接当接する部分の表面部114を含む。内面部112は、剛性を維持して荷重を支持する部分であり、例えばポリウレタン材質からなることができる。図2に示されるように、本実施例において内面部112は、タイヤが回転する方向に沿って相互が一定の間隔を置いて表面部114に垂直に配列される多数のポリウレタンプレート113を含む。表面部114は、タイヤ固有の性質を発揮できるよう、タイヤコンパウンド材質からなり、エアレスタイヤ100の接地力を高めることができる。

本実施例によるエアレスタイヤ100は、車の種類とタイヤの規格の変化により、4〜50個のトレッドブロック110からなることができる。

スポーク120は、それぞれのトレッドブロック110に円周の内側方向に連結され、車の荷重支持と諸駆動力の伝達のために十分な剛性を有する金属材質からなることができる。本実施例によるエアレスタイヤ100において、一対のスポーク120が1つのトレッドブロック110のハブ軸130方向の両端に連結されるよう構成されるが、必要に応じて2つ以上のスポーク120が1つのトレッドブロック110に連結されることもあれば、1つのスポーク120が1つのトレッドブロック110の一端に限って連結されるよう構成されることもあり、本発明はこれに限定されない。

さらに、スポーク120は、トレッドブロック110とヒンジ140bに連結され得、これによって図1に示されるように、エアレスタイヤ100とホイールの形態として車に取付け可能な形状を具現することができる。図1に示されるように、スポーク120はトレッドブロック110に連結される部分の長さがハブ軸130に連結される部分の長さより長い略台形状になることができる。

ハブ軸130は円周の中心に配置され、複数のスポーク120に連結される。図示したように、ハブ軸130は連結部132を備えてタイヤとホイールが結合された形態のエアレスタイヤ100が車の駆動軸(図示なし)に直接取り付けられるようにすることができる。ハブ軸130は、スポーク120とヒンジ140bで連結され得、スポーク120がハブ軸130及びトレッドブロック110とヒンジ140a、140bで連結されることにより、タイヤ内外に円滑に回動することができる。

ハブ軸130はその長さが可変し、スポーク120を介してトレッドブロック110間の間隔を調整する。ハブ軸130は、例えば油圧システム又は電気システムの制御を介し、その長さが可変することができる。これについては、図3及び図4を参考にして詳述する。

図3と図4は、それぞれ本実施例によるエアレスタイヤ100aの一般モードを表した正面図と部分切開斜視図であり、図5と図6はそれぞれスノーモードを表した正面図と部分切開斜視図である。

図3及び図4に示されるように、一般モードでハブ軸130aは第1の長さL1を有し、ハブ軸130aの長さL1に対応し、エアレスタイヤ100は第1の直径D1を有する。このとき、接するトレッドブロック110は、互いに密着し、或いは相対的に小さい間隔を有するよう配置される。

一般モードでの第1の直径D1は、乾燥路面又は濡れた路面条件で車の条件に最適化するよう設定されることができる。これにより、各トレッドブロック110がロックキングし、乾燥した路面又は濡れた路面での接地力を発揮し、優れた調整安定性及び駆動、制動性能を発揮することができる。

また、図5及び図6に示されるように、スノーモードでハブ軸130bは一般モードでの第1の長さL1より短い第2の長さL2を有するよう駆動され、これに連動してハブ軸130bに連結された多数のスポーク120がトレッドブロック110を円周の外側へ押し出し、エアレスタイヤ100bは第1の直径D1より大きい第2の直径D2を有するようになる。エアレスタイヤ100bの直径が大きくなるにつれ、接するトレッドブロック110は一般モードでの間隔より大きい所定の間隔に離隔され、接したトレッドブロック110との間にハブ軸130b方向に沿ってグルーブ150が形成される。このように形成されたグルーブ150により、スノートラックション又はスノーグリップが発揮されることができる。

このとき、スノーモードでのエアレスタイヤ100bの第2の直径D2は、一般モードでの第1の直径D1より大きい。しかし、車の運行時の安定性などを考慮すれば、第1の直径D1の1.5倍以下にすることが好ましい。又、本実施例において降雪量など路面の状態に合わせてハブ軸130を駆動し、エアレスタイヤ100の直径及びそれによるトレッドブロック110との間隔を調整することができる。例えば、降雪量が多くて路面が非常に滑りやすい状態であれば、ハブ軸130の長さをできるだけ短くし、トレッドブロック110の間隔によるグルーブ150の幅を最大にすることで、スノートラックションの水準を最大化することができる。このとき、グルーブ150の幅は降雪量、気温及び水分の感知などのデータに基づいて自動で設定されることができ、運転手の操作によってグルーブ150の幅が調整されるようにすることもできる。

以下では、本発明の第2実施例によるエアレスタイヤ200a、200bを添付された図を参考にして詳述する。後述する構成以外に本実施例のエアレスタイヤ200a、200bの他の構成は、前述の第1実施例の構成と同様であり、以下ではそれに関する説明は割愛する。

図7は、本発明の第2実施例によるエアレスタイヤ200a、200bのトレッドブロック210を表した斜視図であり、図8は図7のトレッドブロック210に備えられるスタッド218を拡大して表した斜視図である。図9及び図10は、本実施例によるそれぞれ一般モードとスノーモードでのエアレスタイヤ200a、200bを表した斜視図である。

図7に示されるように、本実施例におけるトレッドブロック210は、その両端にハブ軸230の長さ方向Xに沿って反復して形成される凸部212と凸部212の形状に対応する形状を有する溝部214を含む。トレッドブロック210に形成された凸部212は、接するトレッドブロック210に形成された溝部214に挿入される。又、トレッドブロック210の表面部211には、その中央部にエアレスタイヤ200の円周に沿ってセンターグルーブ216が形成される。

図8に示されるように、本実施例において、トレッドブロック210の凸部212にスタッド218が形成されることで、スノーモードで形成されるグルーブ250によるスノーグリップ効果が更に向上することができる。スタッド218は、例えば金属材質に形成されることができる。

このような構造を有するトレッドブロック210の構成により、図9に示されるように、一般モードでエアレスタイヤ200aは接するトレッドブロック210が互いにその凸部が溝部に挿入されて噛み合うよう相対的に小さい直径を有する。これにより、乾燥した路面又は濡れた路面状態で路面の接地力を更に向上させることができる。又、円周方向に沿って連結、形成されるセンターグルーブ216により、濡れた路面での接地力を最大化することができる。

又、図10に示されるように、スノーモードで本実施例によるエアレスタイヤ200は、スノーモードでハブ軸230の長さが短くなるよう駆動される。これによって、ハブ軸230に連結されたスポーク220がトレッドブロック210を円周外側方向へ押し出し、エアレスタイヤ200の直径は大きくなってハブ軸230方向に凸部212と溝部218の形状のパターンによってジグザグ状のグルーブ250が形成される。ジグザグ状のグルーブ250が形成されることにより、直線型グルーブが形成されたときに比べ、スノーグリップは更に向上することができる。

前述のとおり、本発明の実施例によるエアレスタイヤは、タイヤの交換又はスノーチェーン等の別途装備を取り付けることなく、急激な気象変化とそれによる路面状態の変化に便利かつ有効に対応することができ、運行の安全性及び便利性を最大化することができる。

以上、添付された図面を参照し、本発明の好ましい一実施例について説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明がその技術的思想又は必須の特徴を変えなくても、他の具体的な形態で実施されることができると理解できる。そのため、前述した実施例は、すべての面において例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。

100、200:エアレスタイヤ 110、210:トレッドブロック 112:内側部 113:プレート 114:表面部 120、220:スポーク 130、230:ハブ軸 132:連結部 140:ヒンジ 150:グルーブ 212:凸部 214:溝部 216:センターグルーブ 218:スタッド