(57)【要約】【課題】  ポリウレタン製のスポークとアルミホイールとの間の振動伝達率を減少させ、 非空気入りタイヤの乗り心地を向上させる。【解決手段】  非空気入りタイヤは、地面に接触する円筒状のトレッドと、前記トレッドよりも小さい円周を形成しながらトレッドの内側に同心円状に配置されたアルミホイールおよびトレッドとアルミホイールを接続して緩衝作用をするポリウレタン製のスポークと、を含む非空気入りタイヤであって、前記アルミホイールは、外周面に沿って一定の間隔で陥没された複数の溝部を備え、前記溝部に振動絶縁材料で形成された振動絶縁体が挿入されたことを特徴とする。【選択図】  図４
2016041573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に接触する円筒状のトレッドと、前記トレッドよりも小さい円周を形成しながらトレッドの内側に同心円状に配置されたアルミホイール、および前記トレッドと前記アルミホイールを接続して緩衝作用をするポリウレタン製のスポークと、を含む非空気入りタイヤであって、
前記アルミホイールは、外周面に沿って一定の間隔で陥没された複数の溝部を備え、前記溝部内に振動絶縁材料で形成された振動絶縁体が挿入されたことを特徴とする非空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記振動絶縁体は、前記アルミホイールの外周面にタイヤの円周方向に挿入されたことを特徴とする請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記振動絶縁体は、前記アルミホイールの外周面にタイヤの円周方向に対して直交する方向に挿入されたことを特徴とする請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項４】
１つの前記溝部の幅ｗは、前記アルミホイールの全体の幅の１０％〜１５％であることを特徴とする請求項２に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記隣する溝部の間の間隔ｄは、前記溝部の幅ｗの３０％〜５０％であることを特徴とする請求項２に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記溝部の深さｈは、前記アルミホイールの全体の厚さ H の２０％〜５０％であることを特徴とする請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記振動絶縁体の弾性係数は、ポリウレタンの弾性係数の２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記振動絶縁体の全体の表面積は、前記アルミホイールの外周表面積の５０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記振動絶縁体は、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、マレイン酸またはマレイン酸誘導体を含むスチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、クロリンネイテッドポリエチレンゴム、臭素ネイテッドポリエチレンゴムからなる群から選択される１種以上からなることを特徴とする請求項１に記載の非空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非空気入りタイヤに関し、より詳細には、ポリウレタンスポーク(Ｓｐｏｋｅ)とアルミホイール(Ｗｈｅｅｌ)との間に振動絶縁体を含んで振動絶縁効果が優れているだけでなく、スポークとホイールの接着性能が向上された非空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
非空気入りタイヤ(Ｎｏｎ−Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｔｉｒｅ)は、空気入りタイヤとは異なり、スポークが空気圧の役割を担うタイヤであって、空気入りタイヤのパンクのリスクと空気圧を維持する必要性がないという利点を有する。一般に、非空気入りタイヤは、内外部の円筒部材の間に一定の間隔を維持しながら、一定の角度範囲を持つように配置されたスポーク部材を有しているので、非空気入りタイヤは、スポーク部材の間に空いた支持空間が存在して車両走行時の振動が激しく発生することがある。
【０００３】
最近、ポリウレタン製のスポークがアルミホイールと直接的に接触する構造を有する非空気入りタイヤが開発された。前記タイヤは、接地面で発生した衝撃がゴムトレッドによって一次的に絶縁されるが、タイヤが回転する際に路面と接触しながら発生する衝撃力または圧力がポリウレタン製のスポークからホイールまでそのまま伝達されるので、乗り心地において非常に不利であるという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するためのものであって、 本発明の一つの目的は、ポリウレタン製のスポークとアルミホイールとの間の振動伝達率を減少させ、タイヤの乗り心地を向上させることができる非空気入りタイヤを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するための本発明の一態様によれば、地面に接触する円筒状のトレッド、前記トレッドよりも小さい円周を形成しながらトレッドの内側に同心円状に配置されたアルミホイール、およびトレッドとアルミホイールを接続しながら緩衝作用をするポリウレタン製のスポークを含む非空気入りタイヤであって、前記アルミホイールは、外周面に沿って一定間隔で陥没された複数の溝部を備え、前記溝部内に振動絶縁材料で形成された振動絶縁体が挿入されたことを特徴とする非空気入りタイヤが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による非空気入りタイヤは、アルミホイールに形成された複数の溝部に振動絶縁体を含んでタイヤの接地面で発生した圧力や衝撃による振動絶縁効果が優れ、乗り心地が向上するだけでなく、スポークとホイールの間の接合性能が優れている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態による非空気入りタイヤの斜視図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態によるアルミホイールに溝部が形成された構造を示した正面図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態によるアルミホイールの溝部内に振動絶縁体が挿入された構造を示した正面図である。
【図３】図２ｂのＡ部分の拡大図である。
【図４】本発明の実験例１によって製作されたアルミホイールの正面写真である。
【図５】実験例１および比較実験例１による振動絶縁性能を測定した結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、添付された図面は、本発明の技術的思想をさらに具体的に説明するために図示した実施例に過ぎないので、本発明の技術的思想が添付された図面の形態に限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態による非空気入りタイヤの斜視図である。図１を参照すると、本発明の非空気入りタイヤは、地面に接触され、一定のパターン形状を有するトレッド１０と、前記トレッド１０よりも小さい円周を形成しながらトレッド１０の内側に同心円状に配置されたアルミホイール２０と、を含む。また、前記トレッド１０とアルミホイール２０を接続して緩衝作用をするスポーク３０を含む。前記スポーク３０は、緩衝部としての役割を果たし、ポリウレタンで製造される。
【００１０】
本発明は、前記ポリウレタン製のスポーク３０とアルミホイール２０との間に振動絶縁(ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ)効果を有するゴム材料の振動絶縁体を挿入してタイヤの乗り心地を向上させることを特徴とする。振動絶縁は、広い意味では、振動源から隣接する機械要素へ振動が伝達される振動通路を絶縁、遮断または隔離させる一切の技法を意味する。具体的には、本発明で振動を絶縁させるということは、タイヤの接地面で発生した衝撃や圧力による振動がアルミホイール２０まで伝達されないようにすることを意味する。
【００１１】
図２ａは、本発明の一実施形態によるアルミホイールに溝部が形成された構造を示した正面図である。図２ａを参照すると、アルミホイール２０は、外周面に沿って一定間隔で陥没された複数の溝部２１を備える。図２ｂは、本発明の一実施形態によるアルミホイールの溝部内に振動絶縁体が挿入された構造を示した正面図である。図２ｂを参照すると、アルミホイール２０の溝部２１内に振動絶縁材料で形成された振動絶縁体２２が挿入され、前記振動絶縁体２２によりタイヤの接地面で発生した圧力や衝撃による振動を効果的に絶縁させることができるようになる。
【００１２】
本発明は、上述したように、アルミホイール２０の外周面に溝部２１が形成された構造でアルミホイール２０を加工し、このように形成された溝部２１の内部に振動絶縁体２２を満たす方式で設計されるため、アルミホイール２０とスポーク３０との間の結合性能が低下することを防止することができる。すなわち、通常、アルミホイール２０とスポーク３０を結合させるためにアルミホイール２０の外周面に接着剤を塗布した後、スポーク３０と結合させるが、本発明によれば、アルミホイール２０に陰刻の溝部２１を形成した後、前記溝部２１に振動絶縁体２２を挿入するため、アルミホイール２０とスポーク３０との間の滑り摩擦を減らすことができ、アルミホイール２０とスポーク３０の接着性能も向上する。
【００１３】
一方、図２ａには、前記溝部２１がタイヤの円周方向の縦方向に設計されたもので示されたが、本発明の他の実施形態によれば、タイヤの円周方向と直交するタイヤの幅方向にも溝部２１を形成してその内部に振動絶縁体２２を挿入することもできる。
【００１４】
図３は、図２ｂのＡ部分の拡大図である。図３を参照すると、本発明の実施形態で一つの前記溝部２１の幅ｗは、アルミホイール２０の全体の幅の１０％〜１５％であることが好ましい。前記幅ｗがアルミホイール２０の全体の幅の１０％未満の場合、振動絶縁効果が低下し、１５％を超える場合には、アルミホイール２０とスポーク３０との間の接着性能が低下する。
【００１５】
隣する溝部２１の間の間隔ｄは、前記溝部の幅ｗの３０％〜５０％であることが好ましい。前記間隔ｄが溝部の幅ｗの３０％未満の場合、振動絶縁体２２が挿入される面積が広くなってホイール２０とスポーク３０との間の接着性能が低下し、幅ｗの５０％を超える場合には、振動絶縁体２２が挿入される面積が狭くなり、振動絶縁効果が低下する。
【００１６】
前記溝部２１の深さｈは、アルミホイール２０の全体の厚さH の２０％〜５０％であることが好ましい。前記深さｈがアルミホイール２０の全体の厚さ H の２０％未満の場合に振動絶縁効果が不十分で、アルミホイール２０の全体の厚さ H の５０％を超える場合にはアルミホイール２０の剛性が落ち、タイヤの重量が増加する。
【００１７】
本発明で意図する振動絶縁効果を示すため、振動絶縁体２２の材料は、スポーク３０の材質であるポリウレタン弾性係数の２０％以下であるソフトな弾性係数を有する材料であることが好ましい。
【００１８】
本発明の実施形態で使用することができる振動絶縁体２２の構成物質としては、ポリウレタン弾性係数の２０％以下のソフトな弾性係数を有する材料であればすべて使用可能である。代表的な振動絶縁物質は、防振ゴムとして、具体的にはブチルゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、マレイン酸またはマレイン酸誘導体を含むスチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム(ＮＢＲ)、エピクロロヒドリンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、クロリンネイテッドポリエチレンゴム、臭素ネイテッドポリエチレンゴムからなる群から選択される１種以上でありうる。
【００１９】
理論的に振動絶縁物質を用いたときに得られる伝達率TRの減少式は、下記数1の通りである。
【００２０】
【数１】
2016041573.tif 000003
【００２１】
前記数1で
2016041573.tif 000004
は、ポリウレタン製のスポークの弾性係数を表し、約３２Ｍｐａの値を持つ。
【００２２】
2016041573.tif 000005
は、アルミホイールの弾性係数を表し、約７６０００Ｍｐａの値を持つ。
【００２３】
2016041573.tif 000006
は、振動絶縁体として使用される絶縁ゴムの弾性係数を表し、約６Ｍｐａの値を持つ。
【００２４】
前記数１による
2016041573.tif 000007
および
2016041573.tif 000008
の値に応じた振動伝達率を下記表１に記載した。
【００２５】
【表１】
2016041573.tif 000009
【００２６】
前記表1によれば、ポリウレタン弾性係数(
2016041573.tif 000010
)対比振動絶縁体２２の弾性係数(
2016041573.tif 000011
)が小さいほど振動絶縁効果は増加する。本発明の実施形態によれば、振動絶縁体２２の弾性係数がポリウレタンの弾性係数の１〜２０％であることが好ましい。前記割合が２０％を超えると、振動絶縁体２２による振動絶縁効果が顕著に低下する。
【００２７】
前記数１により、アルミホイール２０の外周面の全体に振動絶縁体２２を適用した場合の振動絶縁効果を計算すると、理論的には、約６６％の振動伝達率低減効果を示す。しかし、アルミホイール２０の外周面の全体に振動絶縁体２２を適用すると、加工後にアルミホイール２０とスポーク３０との間の滑り摩擦が増加して接着性能が低下する可能性がある。したがって、本発明の発明者は、加工後に発生するアルミホイール２０とスポーク３０の分離現象を考慮して、振動絶縁体２２の全体の表面積がアルミホイール２０の全体の表面積の最大５０％となるように振動絶縁体２２を挿入することで設計した。
【００２８】
振動絶縁体２２の全体の表面積がアルミホイール２０全体の表面積の５０％に相当するように振動絶縁体２２を適用したときの振動絶縁効果を計算すると、約３３％の伝達率低減効果を示す。このようにアルミホイール２２の外周面の５０％以下で振動絶縁体２２を適用する場合、振動絶縁効果はもちろん、ポリウレタン製のスポーク３０とアルミホイール２０との間の接着性能も向上させることができるという利点がある。前記５０％以内ではアルミホイール２０の外周面に対して振動絶縁体２２が挿入される割合が大きいほど振動絶縁効果も増大する。
【００２９】
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。これらの実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものであって、本発明の保護範囲がこれらの実施例により限定されるものではない。
【００３０】
実験例１：アルミホイールに振動絶縁ゴムが挿入された非空気入りタイヤの振動絶縁性能測定
【００３１】
タイヤのインナーライナーに使用されるブチルゴムを振動絶縁体２２に使用して、図４に示すようなアルミホイール２０を作製した。このとき、一つの前記溝部２１の幅ｗは１６ｍｍ、溝部２１が離隔される間隔ｄは７.５ｍｍ、 溝部２１の厚さは６ｍｍで製作した。このように製作されたアルミホイール２０を装着した出願人の非空気入りタイヤの外側をインパクトハンマー(ｉｍｐａｃｔ ｈａｍｍｅｒ)で加振して入力する力(ｆｏｒｃｅ)を印加し、アルミホイール２０の中心で反力を測定した。反力は、アルミホイール２０の軸心に装着された６分力計センサーを用いて測定した。入力する力に対する反力の比を計算して振動絶縁性能を測定し、その結果を図５のグラフに示した。
【００３２】
比較実験例１：非空気入りタイヤの振動絶縁性能測定
【００３３】
通常の非空気入りタイヤの外側をインパクトハンマーで加振して入力する力を印加し、アルミホイールの中心から反力を測定した。入力する力に対する反力の比を計算して振動絶縁性能を測定し、その結果を図５のグラフに示した。
【００３４】
図５のグラフを参照すると、実験例１による振動伝達率が比較実験例１による振動伝達率と比較して、最大値が２.５から１.６に約３６％減少したことが分かる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく、本発明の構造を多様に変更および変形できるという事実は、当業者に自明である。したがって、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれと均等な範囲で定められなければならない。 
【符号の説明】
【００３６】
１０：トレッド  ２０：アルミホイール
２１：溝部  ２２：振動絶縁体  ３０：スポーク
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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