具有加强结构部的非充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种具有加强结构部的非充气轮胎，更详细而言，是关于通过采用沿胎面部的周向插入胎面部内部且呈织物形状的加强结构部，来支撑荷重的同时能够提高轮辐部的耐疲劳性的具有加强结构部的非充气轮胎。

背景技术：

现如今，根据结构将通常使用的轮胎分为子午线轮胎、斜交轮胎以及实心轮胎等，其中，乘用车及非特殊目的用汽车大部分使用子午线轮胎即充气(或气压)轮胎。但是，这种充气轮胎结构复杂，而且制造工序之多有8个工序以上，另外，随之而来的有害物质的排放量也不可忽略，而且还需随时检查对充气轮胎的性能发挥及安全性而言绝对至关重要的气压，所以管理多有不便，而且的确一直存在如行驶过程中被外部物质扎破及冲击导致的轮胎破损的安全性问题。

然而，非充气轮胎与这种充气轮胎不同，是一种通过简化材料和工序来大幅降低生产成本而且还能够显著减少能耗及有害物质产生量的由新概念的工序和结构而构成的轮胎，具有能够避免气压不足等引起的问题的大优点。不仅如此，还具有能够防止气压轮胎上发生的驻波(standingwave)现象且能够极大地改善滚动阻力的优点。

非充气轮胎以与现有充气轮胎完全不同的结构构成，与充气轮胎不同，采用了完全不使用压缩空气的设计方式，因此避免了行驶中可能发生的气压损失或爆胎(flattire)引起的事故危险。

非充气轮胎既往有之。除了很久以前的马车车轮、自行车车轮以外，如果举出最近的例子，那就是韩国专利申请2006-0051513号的用具有多层短纤维(staple)的多个支撑构件来支撑轮胎负荷的技术，以及韩国专利申请2008-0038274号的技术，包括弹性材料制成的主体、起到接地面的作用的圆周方向延伸型胎冠部及与之相接的延伸型胎侧。另外，在韩国专利申请2004-0027984号公开了一种非充气轮胎，该轮胎包括用于支撑轮胎负荷的已加强的环形带、在张紧状态下传递轮圈或轮毂之间的负荷力的多个腹板轮辐。近来，已经引入了无气轮胎(申请号10-2010-0090015)技术，通过蜂窝(honeycomb)型缓冲部来提供缓冲作用，以抵抗施加在轮胎上的压力。

另一方面，在具有多个腹板轮辐的非充气轮胎的情况下，通过腹板轮辐的张力来支撑荷重。在这种情况下，在腹板轮辐和与地面接触的胎面之间设有结构加强件，以支撑车辆的荷重，起到与充气轮胎中的气压相同的作用。例如，在具有连续环加强组件的结构支撑非充气轮圈(us9272576b2)的情况下，作为这种结构加强件介绍了螺旋卷绕的线圈形式，作为这种材料还提及了金属、钢、碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维等。

另一方面，在jp4855646b2中介绍了一种非充气轮胎，该轮胎具有弹性体剪切层以及位于弹性体剪切层径向内外侧的环状加强带，还提及这种环状加强带呈10～45度角度，材料是纤维加强材料。

另一方面，jp4530231b2中介绍了沿轮胎周向中间环形部(内侧环形部)和外侧环形部被加强的非充气轮胎，作为加强材料举出纤维加强材料(长纤维、短纤维、织布、无纺布等加强纤维，粒状填料等(例如，人造纤维帘线、尼龙6.6等锦纶帘线、聚酯帘线、芳纶帘线、玻璃纤维、碳纤维))及金属(钢丝帘线)等，还提及外侧环形部的加强带是约以20度的倾斜角度平行排列的钢丝帘线、芳纶帘线、人造纤维帘线等以反方向交叉层积而形成的。

因此，如上所述，随着轮胎相关技术的发展，正在研究和开发各种轮胎以安全地保护驾驶员，并且将来需要通过这种研究和开发来批量生产更好的非充气轮胎。

专利文献1：授权专利公报第10-0810935(2008.02.29)

专利文献2：授权专利公报第10-1043001(2011.06.14)

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种，在非充气轮胎上应用织物形状(weave)的加强结构，从而能够以结构刚性来充分支撑车辆荷重，并通过分散轮辐部与非轮辐部之间的荷重，来改善应力分散性，从而提高轮辐结构的耐疲劳性、振动分散及车辆方向变换时的扭矩的具有加强结构部的非充气轮胎。

本发明要解决的技术问题不限于以上所提到的技术问题，其他未提及的技术问题本领域技术人员可从下面记载中明确地理解。

为达到上述目的，本发明提供一种非充气轮胎，其特征在于，包括：胎面部，外周面形成有蜿蜒的图案；至少一个加强结构部，插在所述胎面部的内部且位于所述胎面部的外周面与所述胎面部的内周面之间；轮辐部，以所述胎面部的中心为基准放射状形成，且与所述胎面部的内部面结合；轮辋部，具有比所述轮辐部的内周面小的直径，且外周面与所述轮辐部结合。其中，所述加强结构部以被弹性体包裹的平纹编织状沿所述胎面部的周向卷绕。

本发明实施例中，其特征在于，所述加强结构部包括：至少一个第一帘线，沿着所述胎面部的周向设置，且相互隔开规定距离；至少一个第二帘线，沿着垂直于所述第一帘线的方向设置，且相互隔开规定距离；弹性体层，以能够包裹至少一个所述第一帘线及至少一个所述第二帘线的方式形成且插在所述胎面部的内部。所述第一帘线及所述第二帘线呈带状，至少一个所述第一帘线及至少一个所述第二帘线相互交叉以所述平纹编织状形成帘线薄片。

本发明实施例中，其特征在于，至少形成有一个所述加强结构部且所述加强结构部沿所述胎面部的周向卷绕。

本发明实施例中，其特征在于，所述加强结构部为一个，所述加强结构部以宽度在所述胎面部的宽度的50％以上的方式形成。

本发明实施例中，其特征在于，所述加强结构部的内周面位于从所述胎面部的内周面距离特定高度的位置上，所述特定高度为所述胎面部的高度的20％以下的高度，所述胎面部的高度为所述胎面部的内周面与所述胎面部的外周面之间的距离。

本发明实施例中，其特征在于，所述弹性体层以0.5mm至10mm的厚度形成。

本发明实施例中，其特征在于，至少一个所述第一帘线中的相邻第一帘线之间隔开至少0.15mm以上的间隔。

本发明实施例中，其特征在于，至少一个所述第一帘线中的相邻第一帘线之间的间隔与至少一个所述第二帘线中的相邻第二帘线之间的间隔相比，隔开得更短。

本发明实施例中，其特征在于，所述第一帘线及所述第二帘线的材料、尺寸、厚度及线密度相同。

本发明实施例中，其特征在于，所述第一帘线及所述第二帘线由聚酰胺系纤维、聚酯系纤维、人造丝纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维及钢丝帘线中的一种材料构成。

本发明实施例中，其特征在于，所述第一帘线及所述第二帘线的材料、尺寸及厚度相同，所述第二帘线具有比所述第一帘线小的线密度。

本发明实施例中，其特征在于，所述加强结构部形成有重叠部，所述重叠部是所述加强结构部的一侧部覆盖所述加强结构部的另一侧部的至少一部分而重叠形成的。

本发明实施例中，其特征在于，所述重叠部的周向上的长度形成为50mm以下。

本发明实施例中，其特征在于，所述重叠部以与所述胎面部的中心轴平行的方式形成。

本发明实施例中，其特征在于，以与所述胎面部的中心轴垂直的垂直线为基准，所述重叠部以具有20°至70°的倾角的方式倾斜。

根据如上所述的结构的本发明效果为，在非充气轮胎上应用织物形状(weave)的加强结构，从而能够以结构刚性来充分支撑车辆荷重，并通过分散轮辐部与非轮辐部之间的荷重，来改善应力分散性，从而提高轮辐结构的耐疲劳性、振动分散及车辆方向变换时的扭矩

本发明的效果不局限于上述效果，应该理解的是，本发明的效果还包括可从本发明的详细说明或权利要求书中所记载的发明结构中推导出的所有效果。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的局部立体图。

图2是将本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎沿胎面部的中心轴方向截开的剖面图。

图3a和图3b是表示形成在本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的加强结构部上的重叠部的一侧立体图。

图4是通过组合本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的第一帘线及第二帘线而形成的帘线薄片的俯视图。

图5是表示图4变形后的帘线薄片的俯视图。

图6是表示本发明第二实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的一侧侧视图。

图7是表示本发明第一、第二实施例的非充气轮胎的静态特性解析结果的图。

图8是表示未采用加强结构部的气压轮胎的静态特性解析结果的图。

附图标记说明

100：非充气轮胎110：胎面部

111：胎面112：胎面花纹沟

120：加强结构部121：第一帘线

122：第二帘线123：弹性体层

130：轮辐部131：上部轮辐

132：下部轮辐140：轮辋部

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明。但本发明能够以各种不同的形态来实现，因此，本发明并不局限于在本说明书中说明的实施例。而且，为了明确说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对相似的部分赋予了相似的附图标记。

在说明书全文中，当表示某些部分与另一部分“相连接(相联接、相接触、相结合)”时，既包括“直接连接”的情况，也包括中间隔着其他部件“间接连接”的情况。并且，当表示某些部分“包括”某些结构要素时，只要没有特别相反的表述，就意味着还可设置其他结构要素，而不是排除包括其他结构要素。

在本说明书中所使用的术语仅用于说明特定的实施例，并不限定本发明。只要未在文脉上明确表示其他意思，则单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“包括”或“具有”等的术语用于指定说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在，不应理解成提前排除一种或一种以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构要素、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

第一实施例

图1是表示本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的局部立体图。

图2是将本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎沿胎面部的中心轴方向截开后的剖面图。

本发明的第一实施例的非充气轮胎100包括胎面部(tread)110、加强结构部120、轮辐部(spokes)130及轮辋部(rim)140。

胎面部110为广为用于轮胎的通用胎面，在外周面形成有多个蜿蜒的图案。这种胎面部110包括胎面111及胎面花纹沟112。

如上所述，胎面111作为通用轮胎的一部分结构要素，其与地面接触的外周面由蜿蜒的图案形成。上述结构使与地面接触的摩擦力增加，防止车辆打滑，对此的具体说明姑且省略。

胎面花纹沟112从胎面111的外周面向胎面111的中心轴方向凹陷形成。另外，胎面花纹沟112通常是沿着胎面111的外周凹陷形成的，但不限于此。

图3a和图3b是表示形成在本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的加强结构部上的重叠部(overlap)的一侧立体图。图4是通过组合本发明第一实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的第一帘线及第二帘线而形成的帘线薄片的俯视图。图5是表示图4变形后的帘线薄片的俯视图。

参照图2，加强结构部120插在胎面部110的内部且位于胎面部110的外周面与胎面部110的内周面之间。

就结构而言，加强结构部120由被弹性体包裹的平纹编织(plainweave)状的帘线薄片构成，且沿着胎面部110的周向卷绕。

另外，参照图2，加强结构部120的内周面位于从胎面部110的内周面距离高度h3的位置上，高度h3为胎面部110高度h1的20％以下的高度，胎面部110的高度为胎面部110的内周面与胎面部110的外周面之间的距离。

如果加强结构部120的位置超出胎面部110的高度h1的20％，则因轮辐荷重支撑及应力分散导致加强结构部120的加强效果降低。

因此，本发明中优选加强结构部120的内周面位于从胎面部110的内周面距离高度h3即胎面部110的高度h1的20％以下的位置上。

并且，加强结构部120以宽度在胎面部110的宽度的50％以上的方式形成。

如果加强结构部120宽度小于胎面部110的宽度的50％，则因轮辐荷重支撑及应力分散导致加强结构部120的加强效果不佳。

因此，本发明优选宽度形成为胎面部110宽度的50％以上。

另外，加强结构部120至少形成有一个，且沿着胎面部110的周向卷绕。具体地，加强结构部120可形成有一个至三个。

参照图3a和图3b，在加强结构部120形成有重叠部s，重叠部s是加强结构部120的一侧部覆盖加强结构部的另一侧部的至少一部分而重叠形成的。

此时，优选重叠部s的周向上的长度形成为50mm以下。如果重叠部s的周向长度重叠50mm以上，则不利于轮胎均匀性(uniformity)。

参照图3a，重叠部s以与胎面部110的中心轴平行的方式形成。

另一方面，参照图3b，以与胎面部110的中心轴垂直的垂直线为基准，重叠部s以具有20°至70°的倾角的方式倾斜。

如上所述，本发明的重叠部s如图3a和图3b所示具有互不相同的形状。

上述加强结构部120包括第一帘线121、第二帘线122及弹性体层123。

参照图1及图4，第一帘线121沿着胎面部110的周向(图4及图5中为轮胎长度方向)设置，且相互隔开规定距离。具体地，参照图4，第一帘线121至少形成有一个。

具体地，至少一个第一帘线121中的相邻第一帘线121的间隔a与至少一个第二帘线122中的相邻第二帘线122的间隔b相比，隔开得更短。特别是，优选相邻的第一帘线121的间隔a隔开0.15mm以上。如果相邻的第一帘线121的间隔a小于0.15mm，则相邻第一帘线121的间隔a小于0.15mm的加强结构部120相比于相邻的第一帘线121的间隔a为0.15mm以上的加强结构部120，具有耐久性差的缺点。

第二帘线122沿着垂直于第一帘线121的方向(图4及图5中为轮胎宽度方向)设置，且相互隔开规定距离，如图4所示至少形成有一个。

另外，至少一个第二帘线122中的相邻第二帘线122的间隔与至少一个第一帘线121中的相邻第一帘线121的间隔相比，隔开得更长。

具体地，相邻第二帘线122的间隔b越小于相邻第一帘线121的间隔a，则不仅第一帘线121和第二帘线122之间的空间(a*b面积)不够，而且单位面积的第一帘线121与第二帘线122的接点数量增加，不利于耐久性，而且轮胎周向上加强效果不佳。

上述第一帘线121及第二帘线122可由聚酰胺系纤维、聚酯系纤维、人造丝纤维、芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维及钢丝帘线中的一种材料构成。

另外，如图4及图5所示，上述的第一帘线121及第二帘线122呈带状，至少一个第一帘线121及至少一个第二帘线122相互交叉以平纹编织状形成帘线薄片。

图4表示本发明的第一实施例的第一帘线121及第二帘线122。图4所示的第一帘线121及第二帘线122以相同的材料、尺寸、厚度及线密度形成。

另一方面，图5表示第二帘线122发生变形后的帘线薄片即加强结构部120。图5所示的第一帘线121及第二帘线122的材料、尺寸及厚度相同，但不同之处在于第二帘线122具有比第一帘线121小的线密度。

弹性体层123以能够包裹至少一个第一帘线121及至少一个第二帘线122的方式形成且插在胎面部110的内部。

此时，优选弹性体层123以0.5mm至10mm的厚度形成。

以胎面部110的中心为基准，轮辐部130以放射状形成且与胎面部的内部面结合。本发明中的轮辐部130的形状只是作为例子进行了图示及说明，可以应用任何其他形状。

如图2所示，上述的轮辐部130连接胎面部110及轮辋部140，并支撑从胎面部110传递来的荷重，并向轮辋部140传递。

这种轮辐部130相当于现有技术，因此省略具体说明。

轮辋部140具有比轮辐部130的内周面小的直径，外周面与轮辐部130结合。由此，轮辋部140位于最内侧且支撑从胎面部110及轮辐部130传递而来的荷重。

第二实施例

以下，参照图6至图8，对本发明第二实施例的具有加强结构部的非充气轮胎进行说明，着重说明与第一实施例的结构要素不同的结构要素。

图6是表示本发明第二实施例的具有加强结构部的非充气轮胎的一侧侧视图。

就本发明第二实施例的具有加强结构部的非充气轮胎100而言，加强结构部120的位置与第一实施例不同，且还包括轮辐部130的下位结构要素，余下的结构要素与第一实施例的结构要素相同。

加强结构部120结合在胎面部110的内周面。

轮辐部130结合在加强结构部120的内周面，这种轮辐部130包括上部轮辐131及下部轮辐132。

上部轮辐131与加强结构部120的内周面结合。另外，上部轮辐131朝向胎面部110的中心以放射状形成。另外，上部轮辐131相互隔开规定距离形成有多个。

下部轮辐132的一端与上部轮辐131结合且另一端与轮辋部140结合。另外，下部轮辐132朝向胎面部110的中心以放射状形成。另外，下部轮辐132相互隔开规定距离形成有多个。由此，下部轮辐132连接上部轮辐131和轮辋部140以支撑荷重。

图7是表示本发明的第一、第二实施例的非充气轮胎的静态特性解析结果的图。图8是表示未采用加强结构部的充气轮胎的静态特性解析结果的图。

图7是对本发明第一、第二实施例的具有加强结构部的非充气轮胎100进行静态特性性能评估之一的变形程度静态特性解析的，图8是对未采用加强结构部的普通充气轮胎进行静态特性解析的。

如图7及图8所示，通过采用加强结构部120，可以看出发生扭曲时的变形具有与充气轮胎相似的接地形状。

[表1]

参照图7、图8及表1，可以确认本发明第二实施例的具有加强结构部120的非充气轮胎100与比较例相比，静态特性性能得到提高，与只沿周向设有加强件的相比，制动性能有小幅提升。

以上说明用于例示本发明，本领域技术人员能够理解，可在不改变本发明的技术思想或必要特征的前提下很容易变形出其他具体实施方式，因此，上述实施例在所有方面都是用于例示本发明，并不是用于限定本发明。例如，以单一方式说明的各结构要素也能够分开实施，同样，以分开方式说明的结构要素也能够以结合的形式实施。

本发明的范围依据后述权利要求书而定，由权利要求书的含义、范围以及等同概念导出的所有变更或变形实施方式都应解释为包括在本发明的范围内。