(57)【要約】  本発明は、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用され、タイヤの変形に連動するスパイクをタイヤの内部に結合させて形成するタイヤ構造に関し、さらに詳しくは、タイヤと、前記タイヤの内面とスパイク形成層との間に位置し、前記スパイク形成層がタイヤの内部に結合するようにする接着層と、前記接着層によって前記タイヤの内部に結合し、タイヤの変形に連動するスパイクを結合支持するスパイク形成層とを含んでなり、従来のタイヤを、タイヤ変形を利用した動力生産システムに使用することができるようにする、スパイクが結合されたタイヤ構造に関する。【選択図】図３
2018517598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用され、タイヤの変形に連動するスパイクをタイヤの内部に結合させて形成することを特徴とする、スパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項２】
前記スパイクが結合されたタイヤ構造は、
タイヤと、前記タイヤの内面とスパイク形成層との間に位置し、前記スパイク形成層がタイヤの内部に結合するようにする接着層と、前記接着層によって前記タイヤの内部に結合し、タイヤの変形に連動するスパイクを結合支持するスパイク形成層とを含んでなることを特徴とする、請求項１に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項３】
前記スパイクが結合されたタイヤ構造は、
タイヤの内部で前記スパイクを保護するスパイク保護層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項４】
前記接着層は、
ゴム組成物を前記タイヤの内面とスパイク形成層との間に位置させ、加硫工程によってゴム組成物の物理的性質を変化させて形成することを特徴とする、請求項２に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項５】
前記スパイク形成層は、
スパイクの堅固な結合固定のために一定の間隔で配列されたスチールワイヤーを含むスチールワイヤシート、ナイロンコードシート、アラミドコードシート、ポリアミドコードシート、ハイブリッドコードシートおよび特殊コードシートのうちのいずれか１種を含むコードシートであることを特徴とする、請求項２に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項６】
前記スパイクは、スパイクの一端から拡径して一定の面積を有するフランジ部と、前記フランジ部から突出した突起部とを含み、前記スパイクの突起部が前記スパイク形成層を貫通して前記スパイク形成層に結合固定されることを特徴とする、請求項２に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項７】
前記スパイク保護層は、
タイヤの変形を利用した動力生産システムとの連結のために突出した前記スパイクの結合部を囲むように形成され、スパイクを保護しながらスパイクを結合固定させるスパイク形成層をカバーすることを特徴とする、請求項３に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項８】
前記スパイク形成層は、
前記スチールワイヤーが一方向に一定の間隔で配列された第１スチールコードシートと、前記スチールワイヤーが他の方向に一定の間隔で配列された第２スチールコードシートとが重なり合うことにより、スチールワイヤーが格子状に重畳するスチールコードシート層であることを特徴とする、請求項５に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項９】
前記スチールコードシート層は、前記第１スチールコードシートのスチールワイヤーとは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤーが一定の間隔で配列される第３スチールコードシートと、前記第２スチールコードシートのスチールワイヤーとは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤーが一定の間隔で配列される第４スチールコードシートをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項１０】
前記スチールコードシート層は、前記第１スチールコードシート及び第３スチールコードシートのスチールワイヤーとは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤーが一定の間隔で配列される第５スチールコードシートと、前記第２スチールコードシート及び前記第４スチールコードシートのスチールワイヤーとは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤーが一定の間隔で配列される第６スチールコードシートをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項１１】
前記スパイクは、
前記スパイク形成層を貫通した前記突起部の末端と結合してスパイクをスパイク形成層に堅固に結合固定させるカバー部をさらに含むことを特徴とする、 請求項６に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項１２】
前記スパイクは、
前記タイヤの左右対称軸を基準として互い違いに位置するようにスパイク形成層に結合されることを特徴とする、請求項２に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【請求項１３】
前記スパイクが結合されたタイヤ構造は、
前記接着層とスパイクとの間に位置し、ゴム／金属接着剤からなるゴム／金属接着剤層をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のスパイクが結合されたタイヤ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用され、タイヤの変形に連動するスパイクをタイヤの内部に結合させて形成するタイヤ構造に係り、さらに詳しくは、タイヤと、前記タイヤの内面とスパイク形成層との間に位置し、前記スパイク形成層がタイヤの内部に結合するようにする接着層と、前記接着層によって前記タイヤの内部に結合し、タイヤの変形に連動するスパイクを結合支持するスパイク形成層とを含んでなり、従来のタイヤを、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用することができるようにする、スパイクが結合されたタイヤ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンやディーゼルまたはＬＰガスなどの燃料を消費して動力を発生させる内燃機関とは異なり、電気自動車（ハイブリッド車を含む）は、電気エネルギーが充電された蓄電池（バッテリー）から電気エネルギーの供給を受け車輪を駆動させて走行する。このような電気自動車は、内燃機関からの有害ガスの発生や騒音、粉塵などの公害を誘発しないため、環境にやさしい。よって、最近、これに関する研究が盛んに行われている。
【０００３】
電気自動車（ハイブリッド車を含む）は、電気エネルギーが充電された蓄電池を保有しており、前記蓄電池に充電された電気エネルギーを使用して運行する。そして、前記蓄電池に充電された電気エネルギーが消費されると、運行するために蓄電池を再充電させなければならない。ガソリンやディーゼルまたはＬＰガスを燃料とする自動車の場合、燃料を充填するためのガソリンスタンドが広く設置されている。したがって、前記内燃機関自動車の場合、燃料が消費されると、何時でも手軽に充電することができる。しかし、電気エネルギーを充電するための充電ステーションは、現在までに広く設置されていない。よって、電気自動車の場合は、走行中に蓄電池の電気エネルギーがすべて消費されると走行が困難であるという問題点が発生する。
【０００４】
一方、電気自動車を駆動するためには、大量の電気エネルギーが必要である。しかし、電気自動車は、蓄電池の重量および体積を制限せざるを得ないため、大量の電気エネルギーを充電することができない。下記の特許文献に示すような従来の電気自動車は、蓄電池に充電された電気エネルギーを用いて走行するだけであり、運行中に発生するエネルギーを利用して発電し、これにより蓄電池を充電する別途のシステムが備えられていない。そして、蓄電池に充電される電気エネルギーの量は一定の限度に定められている。よって、従来の電気自動車では長距離運行が不可能であった（特許文献１参照）。
【０００５】
また、内燃機関の自動車は、燃料の充填に多くの時間がかからないため、即時充電が可能である。しかし、蓄電池の場合、蓄電池に充電させる電気エネルギーの量が多いほど、蓄電池に電気エネルギーを充電するために多くの時間がかかる。したがって、運行するたびに多くの時間を消費して充電を行わなければならないので、商用化に問題があった。
【０００６】
このような電気自動車（ハイブリッド車を含む）または内燃車両用バッテリーの充電および走行に関連した問題点を根本的に改善させようとする問題認識から、車両走行中のタイヤの変形を利用した動力生産システム、およびそれに適用される新しいタイヤ構造に関連した本発明が導出された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１３−００５４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、タイヤの変形に連動するスパイクを従来のタイヤに結合させて、従来のタイヤを、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用することができるようにする、スパイクが結合されたタイヤ構造を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、ゴム組成物を加硫して接着層を形成するので、スパイクをタイヤの内部に堅固に結合させることができ、弾性による緩衝作用を行うことでスパイクによるタイヤの損傷を防止することができる、スパイクが結合されたタイヤ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明に係るスパイクが結合されたタイヤ構造は、次のような構成を含む。
【００１１】
本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造は、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用され、タイヤの変形に連動するスパイクをタイヤの内部に結合させて形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造は、タイヤと、前記タイヤの内面とスパイク形成層との間に位置し、前記スパイク形成層がタイヤの内部に結合するようにする接着層と、前記接着層によって前記タイヤの内部に結合し、タイヤの変形に連動するスパイクを結合支持するスパイク形成層とを含んでなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造は、タイヤの内部で前記スパイクを保護するスパイク保護層をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記接着層は、ゴム組成物を前記タイヤの内面とスパイク形成層との間に位置させ、加硫工程によってゴム組成物の物理的性質を変化させて形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記スパイク形成層は、スパイクの堅固な結合固定のために一定の間隔で配列されたスチールワイヤーを含むスチールワイヤシート、ナイロンコードシート、アラミドコードシート、ポリアミドコードシート、ハイブリッドコードシートおよび特殊コードシートのいずれか１種またはその他の様々な構造のコードシートであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記スパイクは、スパイクの一端から拡径して一定の面積を有するフランジ部と、前記フランジ部から突出した突起部とを含み、前記スパイクの突起部が前記スパイク形成層を貫通して前記スパイク形成層に結合固定されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記スパイク保護層は、タイヤの変形を利用した動力生産システムとの連結のために突出した前記スパイクの結合部を囲むように形成され、スパイクを保護しながらスパイクを結合固定させるスパイク形成層をカバーすることを特徴とする。
【００１８】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記スパイク形成層は、前記スチールワイヤーが一方向に一定の間隔で配列された第１スチールコードシートと、前記スチールワイヤーが他の方向に一定の間隔で配列された第２スチールコードシートとが重なり合うことにより、スチールワイヤーが格子状に重畳するスチールコードシート層であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記スパイクは、前記スパイク形成層を貫通した前記突起部の末端と結合してスパイクをスパイク形成層に堅固に結合固定させるカバー部をさらに含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記スパイクは、前記タイヤの左右対称軸を基準として互い違いに位置するようにスパイク形成層に結合されることを特徴とする。
【００２１】
本発明の別の実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造において、前記接着層とスパイクとの間に位置し、ゴム／金属接着剤からなるゴム／金属接着剤層をさらに含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、前述した実施例と後述する構成、組み合わせおよび使用関係によって次の効果を得ることができる。
【００２３】
本発明は、タイヤの変形に連動するスパイクを従来のタイヤに結合させて、従来のタイヤを、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用することができるという効果がある。
【００２４】
また、本発明は、ゴム組成物を加硫して接着層を形成するので、スパイクをタイヤの内部に堅固に結合させることができ、弾性による緩衝作用を行うことでスパイクによるタイヤの損傷を防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用されるタイヤの変形を利用した動力生産システムの横断面図である。
【図２】図１の動力生産システムの縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造を示す断面図である。
【図４】図３のスパイクとスパイク形成層との結合関係を示す詳細図である。
【図５】スパイク形成層の一例を示す参考図である。
【図６】スパイク形成層の他の例を示す参考図である。
【図７】２重のスチールコードシートが重畳したスチールコードシート層の一例を示す参考図である。
【図８】４重のスチールコードシートが重畳したスチールコードシート層の他の例を示す参考図である。
【図９】６重のスチールコードシートが重畳したスチールコードシート層の別の例を示す参考図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を説明するための参考図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を説明するための参考図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を説明するための参考図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を説明するための参考図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を説明するための参考図である。
【図１６】図３のスパイクとスパイク形成層との結合関係を示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るスパイクが結合されたタイヤ構造及びその製造方法の好適な実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。下記で本発明を説明するにあたり、公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にするおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００２７】
本発明で提示しようとする技術的思想は、回転可能な車輪が付いているすべての乗り物、及び回転車輪が重力により屈曲／拡張することができる実現形態にはすべて応用可能であり、例えば、内燃自動車のハイブリッド、電気自動車や電気バイクなどのようにバッテリーの電気エネルギーを動力源として駆動されるタイヤを含む輸送機器において、走行中に重力による圧縮と膨張を繰り返すタイヤの変形を利用して動力を発生させるか、発電（終局的には重力により発生する走行中のタイヤの変形のうち、特にタイヤの膨張を利用して発電）、すなわち、様々な形態の動力を発生させるか電気エネルギーを生成し、これを利用してバッテリーを充電するか或いは直接モーターの動力源として活用することができるようにする、タイヤの変形を利用した動力生産システムを適用させるためのタイヤ構造及びその製造方法を提示しようとするのである。つまり、本発明は、走行中のタイヤの変形（圧縮および膨張）に連動するスパイクを従来のタイヤの内部に結合して形成され、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用される、スパイクが結合されたタイヤ構造及びその製造方法を提示している。
【００２８】
図１乃至図９を参照すると、本発明の一実施形態に係るタイヤの変形を利用した動力生産システムに使用されるスパイクが結合されたタイヤ構造は、タイヤ３０と；前記タイヤ３０の内面とスパイク形成層３２０との間に位置し、前記スパイク形成層３２０がタイヤ３０の内部に結合するようにする接着層３１０と；前記接着層３１０により前記タイヤ３０の内部に結合し、タイヤ３０の変形に連動するスパイク１１０を結合支持するスパイク形成層３２０と；を含み、必要に応じて、タイヤ３０の内部で前記スパイク１１０を保護するスパイク保護層３３０；をさらに含むことができる。
【００２９】
本発明が適用される動力生産システムは、発電、エア圧縮、油圧圧縮、ぜんまいばねで駆動力を圧縮し、その他の様々な動力を発生させるために使用されるが、以下では、前記動力生産システムの一例である発電システムを図１及び図２を参照して説明する。前記発電システムは、タイヤ３０の変形を駆動力に変換させる駆動部１０；および前記駆動部１０により変換された駆動力を利用して発電する発電部２０；を含むが、前記発電部２０は、前記駆動部１０から伝達される駆動力を利用して発電する構成であって、一例として、後述する回転部１３０から伝達される回転力を利用して永久磁石２１０とコイル２２０間の作用（すなわち、永久磁石２１０またはコイル２２０のいずれかが回転しながら誘導起電力を発生させる原理を利用）によって発電を行う。また、前記駆動部１０は、自動車（これは、自転車、乗用車、トラックなどのようにタイヤ３０を装着して走行する乗用物を包括する概念である）の走行中に発生するタイヤ３０の変形を駆動力に変換させる構成である。自動車のタイヤ３０は走行中に周期的に変形を繰り返すが、すなわち、走行中に地面と当接するタイヤ３０面は自動車の重さ等により圧縮され、以後、継続的に走行によるタイヤ３０の回転に伴って地面から外れるタイヤ３０の面は圧縮された部分がタイヤ３０内部の空気圧などによって再び膨張して元の状態に回復しながら、タイヤ３０は走行中に圧縮と膨張を繰り返す。前記動力生産システムでは、このような自動車の走行中に圧縮と膨張を繰り返すタイヤ３０の変形を前記駆動部１０を用いて駆動力に変換させ、このように変換された駆動力を利用して前記発電部２０で発電を行い、内燃車両のバッテリーだけでなく、特に電気自動車（ハイブリッド車を含む）バッテリー（蓄電池）の充電に使用するか、或いは直接電気自動車のモーターの駆動力として活用することができるようにする。特に、前記駆動部１０は、前述したようなタイヤ３０の圧縮と膨張による変形を往復運動に変化させて駆動力に変化させることができるが、このために、前記駆動部１０は、図１などに示すように、タイヤ３０に結合してタイヤ３０の変形に連動するスパイク１１０と、前記スパイク１１０の運動を下記回転部１３０へ伝達するロード伝達部１２０と、前記ロード伝達部１２０を介して伝達される前記スパイク１１０の運動に連動して回転し、前記発電部２０へ駆動力を伝達する回転部１３０とを含むことができる。
【００３０】
本発明は、前述したタイヤの変形を利用した動力生産システムに使用されるスパイクが結合されたタイヤ構造に関するものである。上述したように、本発明の一実施形態に係るスパイクが結合されたタイヤ構造は、前記タイヤ３０、接着層３１０、スパイク形成層３２０またはスパイク保護層３３０を含むことができる。
【００３１】
前記タイヤ３０は、既存のタイヤが使用できる。本発明は、既存のタイヤ３０にスパイク１１０を結合させて形成することができるため、タイヤの変形を利用した動力生産システムに使用するためにスパイク１１０が一体に結合したタイヤを新たに生産せずに、既存のタイヤ３０を活用することが可能となる。ただし、前記タイヤ構造は、既存のタイヤ３０を活用せずに、接着層３１０、スパイク形成層３２０またはスパイク保護層３３０を持つタイヤを新たに製造して形成することも可能である。
【００３２】
前記接着層３１０は、前記タイヤ３０の内面とスパイク形成層３２０との間に位置して、前記スパイク形成層３２０がタイヤ３０の内部に結合されるようにする構成であって、１つ以上の層で形成でき、前記スパイク形成層３２０をタイヤ３０の内部に結合させることができる様々な手段が使用でき、一例として、生ゴムと硫黄を含む接着（ゴム）組成物を、前記タイヤ３０の内面とスパイク形成層３２０との間に位置させ、加硫工程を経てゴム組成物の物理的性質を変化させて前記接着層３１０を形成することができる（前記接着組成物は、生ゴム以外に、様々な形態の接着性を有する物質が適用できる）。前述のように接着層３１０を形成する場合、スパイク形成層３２０を前記タイヤ３０の内部に堅固に結合させることができ、弾性による緩衝作用を行ってスパイク１１０によるタイヤ３０の損傷を防止することができ、タイヤの製造に使用されるゴム組成物および加硫工程のための装置を利用することができて経済性を図ることができる。前記接着層３１０を形成する過程の一例として、まず、タイヤ３０の内面を磨いて粗くするグラインディング段階を含むことができる。この時、タイヤ３０の内面のグラインディングされた粗い面には、接着用ゴム、すなわち、生ゴム糊などをさらに塗布して乾燥させる過程を追加することもできる。
【００３３】
前記スパイク形成層３２０は、前記接着層３１０により前記タイヤ３０の内部に結合し、タイヤ３０の変形に連動するスパイク１１０を結合支持する構成であって、すなわち、タイヤ３０の変形を利用した動力生産システムに使用されるスパイク１１０がタイヤ３０に結合するようにする。前記スパイク１１０は、図３に示すように、タイヤ３０の左右対称軸３１を基準として互い違いに位置するように下記スパイク形成層３２０に結合して、前記タイヤ３０の変動に連動する一つのスパイクと、前記一つのスパイクの直後のタイヤ３０の変動に連動する他のスパイクは、前記左右対称軸３１を基準として左右反対方向に位置する。図３を例として説明すると、左右対称軸３１の左方向に位置する第１スパイク１１０ａが最も先にタイヤ３０の変形に連動すると仮定するとき、前記第１スパイク１１０ａの次のタイヤ３０に連動する第２スパイク１１０ｂは左右対称軸３１の右方向に位置し、前記第２スパイク１１０ｂの次のタイヤ３０に連動する第３スパイク１１０ｃは左右対称軸３１の左方向に位置し、前記第３スパイク１１０ｃの次のタイヤ３０に連動する第４スパイク１１０ｄは左右対称軸３１の右方向に位置する。上述したようなスパイク１１０の配列により動力トルクが軟らかく、動力トルクが分散し、連続性よく伝達され、動力効率が良くなり、コーキング現象が改善され、騒音及び振動が減少する。前記スパイク１１０とスパイク形成層３２０との結合関係は複数の例があり得るが、一例として、図３及び図４に示すように、ロード伝達部１２０に結合する結合部１１１と、前記結合部１１１の一端から拡径して一定の面積を有するフランジ部１１２と、前記フランジ部１１２から突出した突起部１１３と、前記スパイク形成層３２０を貫通した前記突起部１１３の末端に結合してスパイク１１０をスパイク形成層３２０に堅固に結合固定させるカバー部１１４とを含み、前記スパイク１１０の突起部１１３が前記スパイク形成層３２０に打ち込まれてスパイク１１０がスパイク形成層３２０に結合固定される結合関係で形成できる。
【００３４】
すなわち、前記スパイク１１０は、前記結合部１１１の外周面から拡径して一定の面積を有するフランジ部１１２と、前記フランジ部１１２から突出して尖鋭な末端を有する突起部１１３と、前記突起部１１３の末端に結合するカバー部１１４とを含む構造を備えた形態において、前記スパイク１１０の突起部１１３が前記スパイク形成層３２０を貫通した後、スパイク形成層３２０を貫通して突出した前記突起部１１３の末端に前記カバー部１１４を結合させることにより、前記スパイク１１０が前記スパイク形成層３２０に堅固に結合固定される。前記突起部１１３が、スパイク形成層３２０を入り込むか、或いはスパイク形成層３２０に穿設された突起挿入孔３２１を通過して、前記突起部１１３はスパイク形成層３２０を貫通する。必要に応じて、前記突起部１１３の末端とカバー部１１４との接触部位には、コーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）または溶接、その他のボルト結合などの様々な方法によって両者間の結合力をさらに強固にすることができる。前記スパイク形成層３２０は、図５に示すように一体に形成でき、前記タイヤ構造を容易に形成するために、すなわち、製造工程上で既存のタイヤ３０の内周面にスパイク形成層３２０を容易に形成することができるようにするために、図６に示すように、複数個に分かれて形成できる。また、前記スパイク１１０の外周面には、前記接着層３１０の生ゴム成分との堅固な結合のために、通常金属で形成される前記スパイク１１０の外周面にゴム／金属接着剤を塗布した後、これを乾燥させた状態で使用することができる。このようなスパイク１１０の外周面にゴム／金属接着剤を塗布する工程、およびそれにより形成されるスパイク１１０の外周面のゴム／金属接着剤層は、今後、加硫工程によるスパイク１１０と（ゴム）接着層３１０との堅固な結合に作用する。
【００３５】
一方、前記スパイク形成層３２０は、スパイク１１０を堅固に結合固定させるために、図５に示すように、シート内に一定の間隔で配列されたスチールワイヤー３２２を含むスチールコードシートを活用するか、或いは、ナイロンコードシート、アラミドコードシート、ポリアミドコードシート、ハイブリッドコードシートまたは特殊コードシートなどを使用することを特徴とする（もちろん、堅固な結合固定が可能なものであれば、その他の様々な形態のコードシートも可能である）。すなわち、前記スパイク形成層３２０の核心機能は、スパイク形成層３２０に結合された前記スパイク１１０が離脱しないように堅固に結合させることなので、外部衝撃などから損傷または破損してはならないのはもとより、スパイク１１０を強く圧迫することができるように容易に伸びてはならない。このため、一例として説明される前記スチールコードシートは、図５に示すように、シート内にスチールワイヤー３２２をぎっしりと一定の間隔で配列させることにより、シートが容易に伸びたり損傷、破損したりしない剛性を持つようにする。特に、先立って説明したように、前記スパイク形成層３２０に一定の間隔で突起挿入孔３２１が穿設される実施例の場合においては、スパイク形成層３２０に配列される前記スチールワイヤー３２２が前記突起挿入孔３２１によって切れずに突起挿入孔３２１の周囲を囲みながら突起挿入孔３２１の周囲を迂回して通るようにすることにより、突起挿入孔３２１の周辺部の剛性を補強して、突起挿入孔３２１の周辺が外部からの衝撃などにより損傷または破損しないようにすることができ、他の例としては、図１６に示すように、前記スチールワイヤー３２２がスパイク形成層３２０に配列された状態で前記突起挿入孔３２１がスパイク形成層３２０をそのまま貫通する構造も可能である。
【００３６】
また、前記スパイク形成層３２０は、図７に示すように、前記スチールワイヤー３２２が一方向に一定の間隔で配列された第１スチールコードシート３２３−１と、前記スチールワイヤー３２２が他の方向に一定の間隔で配列された第２スチールコードシート３２３−２とが重なり合って、両シートのスチールワイヤー３２２が互いに格子状に重畳するスチールコードシート層３２３に形成できる。すなわち、単一シートで形成される場合に比べて、相対的にスパイク形成層３２０の剛性を増大させることができるように複数のシートが重畳したスチールコードシート層３２３を形成するが、このとき、特に重畳する第１スチールコードシート３２３−１のスチールワイヤー３２２が形成される方向（左に傾いた方向）と第２スチールコードシート３２３−２のスチールワイヤー３２２が形成される方向（右に傾いた方向）とが、互いに異なる方向、好ましくは、両者間の重畳の際に格子状に形成することができるようにする互いに異なる方向となるように形成することにより、両シートが重畳したスチールコードシート層３２３のスチールワイヤー３２２が互いに格子状に重畳してスパイク１１０の結合固定効果をより強化する。
【００３７】
他の例として、前記スチールコードシート層３２３は、図８に示すように、第１スチールコードシート３２３−１のスチールワイヤー３２２とは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤー３２２が一定の間隔で配列される第３スチールコードシート３２３−３と、前記第２スチールコードシート３２３−２のスチールワイヤー３２２とは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤー３２２が一定の間隔で配列される第４スチールコードシート３２３−４をさらに含む４重のシート層から形成できる。すなわち、先立って説明した前記第１スチールコードシート３２３−１のスチールワイヤー３２２が例えば左方向に２３°程度の傾斜角度で形成される場合には、前記第３スチールコードシート３２３−３のスチールワイヤー３２２は、それと同じ左方向に角度のみを異にした２６°程度の傾斜角度で形成され、また、前述した前記第２スチールコードシート３２３−２のスチールワイヤー３２２が例えば右方向に２３°程度の傾斜角度で形成される場合には、前記第４スチールコードシート３２３−４のスチールワイヤー３２２はそれと同じ右方向に角度のみを異にした２６°程度の傾斜角度で形成されることにより、第１スチールコードシート３２３−１と第２スチールコードシート３２３−２とが重畳して形成するスチールワイヤー３２２の格子形状と、第３スチールコードシート３２３−３と第４スチールコードシート３２３−４とが重畳して形成するスチールワイヤー３２２の格子形状とが互いに異なるようにして、４層のシートが重畳したスチールコードシート層３２３がスパイク１１０を結合固定する効果をより増大させることができるようにする。
【００３８】
別の例としては、前記スチールコードシート層３２３は、図９に示すように、さらに第５スチールコードシート３２３−５と第６スチールコードシート３２３−６を含むことができる。この際、前記第５スチールコードシート３２３−５はスチールワイヤー３２２が第１スチールコードシート３２３−１及び第３スチールコードシート３２３−３のスチールワイヤー３２２と同じ左方向に角度のみを異にした２９°程度の角度で形成され、前記第６スチールコードシート３２３−６はスチールワイヤー３２２が第２スチールコードシート３２３−２及び第４スチールコードシート３２３−４のスチールワイヤー３２２と同じ右方向に角度のみを異にした２９°程度の角度で形成されることにより、前述したように、６層のシートが重畳したスチールコードシート層３２３がスパイク１１０を結合固定する効果をより増大させることができるようにする。
【００３９】
その他に使用されるコードシートは、ナイロンコードシート、アラミドコードシート、ポリアミドコードシート、ハイブリッドコードシート、またはその他の多様な構造を持つコードシート（特殊コードシートなども可能）などが活用できる。
【００４０】
前記スパイク保護層３３０は、タイヤ３０の内部で前記スパイク１１０を保護する構成である。すなわち、図３に示すように、前記スパイク保護層３３０は、タイヤの変形を利用した動力生産システムとの連結のために突出した前記スパイク１１０の結合部１１１の周囲を囲むように形成され、前記スパイク１１０を保護し且つスパイク１１０を結合固定させる前記スパイク形成層３２０をカバーする。このため、前記スパイク保護層３３０は、図３に示すように、コード層３３２と１つ以上の特殊ゴム層３３３を含む複数の層からなることができる。前記スパイク保護層３３０が、図３に示すように、前記スパイク１１０の結合部１１１の周りを囲んで結合するために、前記スパイク保護層３３０に一定の間隔でスパイク挿入孔３３１が穿設できる。前記スパイク１１０の結合部１１１の外径と同じ直径で形成される前記スパイク挿入孔３３１を介して、前記スパイク保護層３３０は、前記スパイク１１０の結合部１１１の周りに密着して囲み、スパイク１１０がタイヤ３０の内部に（内部から）過度に突出せずに堅固に結合および保護できるようにする。
【００４１】
前述したような構成を含むスパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法を図１乃至１５を参照して説明すると、前記スパイクが結合されたタイヤ構造の製造方法によって、タイヤの変形を利用した動力生産システムのために、タイヤ３０の変形に連動するスパイク１１０をタイヤ３０に結合させて、スパイクが結合されたタイヤ構造を形成することができる。前記製造方法は、接着層３１０を形成するために使用される接着組成物をタイヤ３０の内部に付着させる接着組成物付着段階（Ｓ１）と、タイヤ３０の変形に連動するスパイク１１０を結合支持するスパイク形成層３２０を、タイヤ３０の内部に付着した接着組成物に付着させる形成層付着段階（Ｓ２）とを含み、必要に応じて、前記接着組成物に圧力と熱を一定の時間加えて物理的性質を変化させるための化学作用をすることができる加硫段階（Ｓ３）をさらに含むことができる。
【００４２】
前記接着組成物付着段階（Ｓ１）は、接着層３１０を形成するために使用される接着組成物をタイヤ３０の内部に付着させる段階であって、前記接着組成物によって前記スパイク１１０を結合支持するスパイク形成層３２０をタイヤ３０の内部に結合させることができる。前記接着組成物付着段階（Ｓ１）では、接着組成物を付着させる前に、接着組成物がタイヤ３０の内面に密着することができるように、前記タイヤ３０の内面を磨いて粗くするグラインディング段階を含むことができる。前記接着組成物としては、金属、合成樹脂などを付着させるために使用される、既に活用される様々な組成物を使用することもできる。特に、前記接着組成物として、生ゴムと硫黄を含むゴム組成物を使用する場合には、後述する加硫段階（Ｓ３）を経る。前記接着組成物付着段階（Ｓ１）では、例えば、図１１に示すように、生ゴムと硫黄を含むゴム組成物からなる層３１０ａを複数個形成することもできる。このとき、必要に応じては、前記接着組成物を付着させる前に実施する前記グラインディング段階の後に、タイヤ３０の内面のグラインディングされた粗い面に接着用ゴム、すなわち生ゴム糊などをさらに塗布して乾燥させる過程を追加することもできる。
【００４３】
前記形成層付着段階（Ｓ２）は、タイヤ３０の変形に連動するスパイク１１０を結合支持するスパイク形成層３２０を、タイヤ３０の内部に付着した接着組成物に付着させる段階である。前記形成層付着段階（Ｓ２）では、図５に示すように一体に形成されたスパイク形成層３２０にスパイク１１０を結合させた後、スパイク１１０が結合されたスパイク形成層３２０を接着組成物に付着させることも可能であり、図６に示すように複数個に分けられたスパイク形成層３２０ａそれぞれにスパイク１１０を結合させた後、スパイク１１０が結合されたスパイク形成層３２０ａそれぞれを接着組成物に付着させることも可能である。前記タイヤ３０の内部形態上、一体に形成されたスパイク形成層３２０を用いる場合、スパイク１１０が結合されたスパイク形成層３２０を接着組成物に付着させることが難しいおそれがあるが、複数個に分けられたスパイク形成層３２０ａそれぞれを付着させる場合、前記形成層付着段階（Ｓ２）を容易に行うことができる。図１２は、スパイク１１０を結合支持するスパイク形成層３２０が前記接着（ゴム）組成物に付着した一例を示している。前記形成層付着段階（Ｓ２）で使用されるスパイク１１０が結合されたスパイク形成層３２０は、前記スパイク１１０の突起部１１３が前記スパイク形成層３２０に打ち込まれてスパイク１１０がスパイク形成層３２０に結合固定される過程で形成できる。すなわち、前記スパイク１１０が、その一端の外周面から拡径して一定の面積を有するフランジ部１１２と、前記フランジ部１１２の下端から突出して尖鋭な末端を有する突起部１１３と、前記突起部１１３の末端に結合するカバー部１１４とを含む構造を備えた形態において、前記スパイク１１０の突起部１１３が前記スパイク形成層３２０を貫通した後、スパイク形成層３２０を貫通して突出した前記突起部１１３の末端に前記カバー部１１４を結合させることにより、前記スパイク１１０が前記スパイク形成層３２０に堅固に結合固定される。必要に応じて、前記突起部１１３の末端とカバー部１１４との接触部位にはコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）または溶接過程やボルト結合などの様々な方法によって両者間の結合力をさらに強固にすることができる。
【００４４】
一方、前記スパイク形成層３２０自体を製造する過程は、スパイク１１０を堅固に結合固定させるために、図５に示すように、シート内に一定の間隔でスチールワイヤー３２２を配列させてスチールコードシートを製造する過程である。すなわち、前記スパイク形成層３２０の核心機能は、スパイク形成層３２０に結合された前記スパイク１１０が離脱しないように堅固に結合させることなので、外部衝撃などから損傷または破損してはならないのはもとより、スパイク１１０を強く圧迫することができるように容易に伸びてはならない。このために、図５に示すようにシート内にスチールワイヤー３２２をぎっしりと一定の間隔で配列させる過程を経て、スパイク形成層３２０が容易に伸びたり損傷、破損したりしない剛性を持つようにする。一方、この時、前記スパイク１１０の外周面には、前記接着層３１０の生ゴム成分（接着組成物）との堅固な結合のために、通常金属で形成される前記スパイク１１０の外周面にゴム／金属接着剤を塗布した後、これに乾燥させる工程を追加して使用することができる。このようなスパイク１１０の外周面にゴム／金属接着剤を塗布する工程、およびそれにより形成されるスパイク１１０の外周面のゴム／金属接着剤層は、今後、加硫工程によるスパイク１１０と（ゴム）接着層３１０間の堅固な結合に作用する。
【００４５】
また、前記スパイク形成層３２０を製造する工程の他の例として、図７に示すように、前記スチールワイヤー３２２が一方向に一定の間隔で配列された第１スチールコードシート３２３−１と、前記スチールワイヤー３２２が他の方向に一定の間隔で配列された第２スチールコードシート３２３−２とが重なり合って、両シートのスチールワイヤー３２２が互いに格子状に重畳するスチールコードシート層３２３でスパイク形成層３２０を製造することができる。この場合、単一シートで形成される場合に比べて、相対的にスパイク形成層３２０の剛性を増大させることができるが、特に、重畳する第１スチールコードシート３２３−１のスチールワイヤー３２２が形成される方向（左に傾いた方向）と第２スチールコードシート３２３−２のスチールワイヤー３２２が形成される方向（右に傾いた方向）とが、互いに異なる方向、好ましくは、両者間の重畳の際に格子形状を形成することができるようにする互いに異なる方向となるように形成することにより、両シートが重畳したスチールコードシート層３２３のスチールワイヤー３２２が互いに格子形状に重畳してスパイク１１０の結合固定効果をより強化するようにする。
【００４６】
別の前記スパイク形成層３２０を製造する例として、図８に示すように、前記第１スチールコードシート３２３−１のスチールワイヤー３２２とは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤー３２２が一定の間隔で配列される第３スチールコードシート３２３−３と、前記第２スチールコードシート３２３−２のスチールワイヤー３２２とは角度を異にする同じ方向に前記スチールワイヤー３２２が一定の間隔で配列される第４スチールコードシート３２３−４をさらに含む４重のシート層で形成するか、あるいは、図９に示すようにさらに第５スチールコードシート３２３−５（前記第５スチールコードシート３２３−５は、スチールワイヤー３２２が第１スチールコードシート３２３−１及び第３スチールコードシート３２３−３のスチールワイヤー３２２と同じ方向に角度のみを異にして形成）と第６スチールコードシート３２３−６（第６スチールコードシート３２３−６は、スチールワイヤー３２２が第２スチールコードシート３２３−２及び第４スチールコードシート３２３−４のスチールワイヤー３２２と同じ方向に角度のみを異にして形成）を含む６重のシート層で形成することができる。この場合、前述したように、複数のシートが重畳したスチールコードシート層３２３がスパイク１１０を結合固定する効果をより増大させることができるようにする。
【００４７】
前記加硫段階（Ｓ３）は、接着組成物として、生ゴムと硫黄を含むゴム組成物が使用されたとき、前記接着（ゴム）組成物に圧力と熱を化学作用が起こり得る程度の一定の時間加えて、ゴム組成物の物質的性質を変換させる段階であって、カバー段階（Ｓ３１）、圧力部材固定段階（Ｓ３２）、圧力温度調節段階（Ｓ３３）などを含む。
【００４８】
前記カバー段階（Ｓ３１）は、図１３に示すように、前記スパイク１１０の結合部１１１の周囲を囲むカバー部材３３０を付着させて結合部１１１をカバーする段階であって、前記加硫段階（Ｓ３）では、後述する圧力部材（チューブ）Ａが膨張してゴム組成物を加圧するが、前記結合部１１１が突出した状態にあれば、前記チューブＡの膨張過程で破損するおそれがあって、前記結合部１１１が突出しないようにカバー部材３３０を付着させる。前記カバー部材３３０は、前述したスパイク保護層３３０と同じ形態および材料からなるので、詳細な説明は省略する。ただし、前記カバー部材３３０の特殊ゴム層３３３は加硫済みのゴムからなるので、前記加硫段階（Ｓ３）で物理的性質が変わらなくなる。前記カバー段階（Ｓ３１）は、前記加硫段階（Ｓ３）の終了後に、前記カバー部材３３０を容易に除去することができるようにスパイク形成層３２０とカバー部材３３０との間に離型剤を塗布する段階をさらに含むこともできる。前記加硫段階（Ｓ３）の終了後にカバー部材３３０を除去していない場合は、スパイク保護層３３０を含むタイヤ構造を形成することができ（この場合、構造的にさらに堅固なスパイク結合に役立つことができる）、前記加硫段階（Ｓ３）の終了後にカバー部材３３０を除去する場合は、スパイク保護層３３０のないタイヤ構造を形成することができる（カバー部材自体がスパイク保護層になるので、両方とも図面付号３３０を使用する）。
【００４９】
前記圧力部材固定段階（Ｓ３２）は、図１４に示すように、前記接着（ゴム）組成物に圧力をかける圧力部材Ａを前記タイヤ３０の内部に定位置させる段階であって、平坦部材設置段階（Ｓ３２１）、圧力部材設置段階（Ｓ３２２）、治具設置段階（Ｓ３２３）を含む。
【００５０】
前記平坦部材設置段階（Ｓ３２１）は、結合部１１１およびカバー部材３３０をカバーする平坦部材Ｃを設置する段階であって、前記接着（ゴム）組成物に均一な圧力が加わるように前記結合部１１１およびカバー部材３３０をカバーして圧力部材Ａの接触面を平坦にする。前記平坦部材Ｃは、例えば、加硫の際にゴムと互いによくくっ付かない種類の材料（例えば、テフロン（登録商標））を使用するか、或いはウレタンで製造されたシートを使用することができる（前記平坦部材Ｃは、使用されてもよく、使用されなくてもよいが、使用される場合には、平坦部材Ｃと後述の圧力部材Ａ、例えばチューブとの間に離型剤などの薬品が塗布できる。）。
【００５１】
前記圧力部材設置段階（Ｓ３２２）は、前記接着（ゴム）組成物に圧力をかける圧力部材Ａを平坦部材Ｃの一側に位置させる段階である。前記圧力部材Ａは、例えば、空気流入孔（図示せず）が形成されたリング（ドーナツ）状のチューブが使用でき、平坦部材Ｃと支持治具Ｂとの間に位置する。
【００５２】
前記治具設置段階（Ｓ３２３）は、前記圧力部材Ａを支持する支持治具Ｂを圧力部材Ａの一側に位置させる段階である。前記支持治具Ｂは、側面が中央に行くほど内側に膨らんだ、上下面が開放された円筒状の形状を有し、左右対称となる２つの構成からなり、内面には、前記支持治具Ｂを容易に把持することができるようにするハンドル（図示せず）、前記空気流入孔に連通する孔（図示せず）が形成できる。
【００５３】
前記圧力温度調節段階（Ｓ３３）は、図１５に示すように、前記接着（ゴム）組成物が加硫されて物質的性質が変化することができるように、前記接着（ゴム）組成物に圧力と熱を一定の時間（例えば、２〜７時間）加える段階であって、例えば、前記治具設置段階（Ｓ３２３）後のタイヤ３０を加硫圧力タンク（図示せず）に挿入して熱を加え、前記圧力部材Ａに空気を加えて前記接着（ゴム）組成物を加硫させる。前記平坦部材Ｃと支持治具Ｂとの間に位置する圧力部材Ａに空気が流入して膨張する場合には、前記圧力部材Ａの一側は前記支持治具Ｂによって支持されてそれ以上膨張せず、前記圧力部材Ａの他側は平坦部材Ｃを加圧して、すなわち結合部１１１およびカバー部材３３０を加圧して前記接着組成物を加圧する。前記加硫段階（Ｓ３）の終了後のタイヤ３０において、支持治具Ｂ、圧力部材Ａおよび平坦部材Ｃを除去すると、図３に示すように、スパイク保護層３３０が形成されたタイヤ構造を得ることができ、支持治具Ｂ、圧力部材Ａ、平坦部材Ｃおよびカバー部材３３０を除去すると、スパイク保護層３３０のないタイヤ構造を得ることができる。
【００５４】
以上で、出願人は、本発明の好適な実施形態を説明したが、このような実施形態は、本発明の技術的思想を実現する一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を実現する限り、いずれの変更例または修正例も本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００５５】
１０    駆動部
２０    発電部
３０    タイヤ
３１    左右対称軸
１１０    スパイク
１１１    結合部
１１２    フランジ部
１１３    突起部
１１４    カバー部
１２０    ロード伝達部
１３０    回転部
２１０    永久磁石
２２０    コイル
３１０    接着層
３２０    スパイク形成層
３２１    突起挿入孔
３２２    スチールワイヤー
３２３    スチールコードシート層
３３０    スパイク保護層
３３１    スパイク挿入孔
３３２    コード層
３３３    特殊ゴム層
１１０ａ〜ｄ    第１乃至第４スパイク
３１０ａ    ゴム組成物層
３２０ａ    スパイク形成層
３２３−１    第１スチールコードシート
３２３−２    第２スチールコードシート
３２３−３    第３スチールコードシート
３２３−４    第４スチールコードシート
３２３−５    第５スチールコードシート
３２３−６    第６スチールコードシート
Ａ    圧力部材
Ｂ    支持治具
Ｃ    平坦部材
【図１】
2018517598.tif 000003
【図２】
2018517598.tif 000004
【図３】
2018517598.tif 000005
【図４】
2018517598.tif 000006
【図５】
2018517598.tif 000007
【図６】
2018517598.tif 000008
【図７】
2018517598.tif 000009
【図８】
2018517598.tif 000010
【図９】
2018517598.tif 000011
【図１０】
2018517598.tif 000012
【図１１】
2018517598.tif 000013
【図１２】
2018517598.tif 000014
【図１３】
2018517598.tif 000015
【図１４】
2018517598.tif 000016
【図１５】
2018517598.tif 000017
【図１６】
2018517598.tif 000018
【国際調査報告】
2018517598.tif 000019
2018517598.tif 000020
2018517598.tif 000021
2018517598.tif 000022