KR0168607B1 - 벨트 단부의 코드각을 변화시킨 벨트층을 가지는 공기압 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어가 수직하중 또는 이 수직하중과 함께 견인력을 받을 때 피로파괴 및 열화와 관련되는 벨트 단부의 응력 및 변형에 대한 변화폭을 감소시키도록 한 벨트층을 가지는 공기압 타이어에 관한 것으로서, 트레드 폭방향에 대하여 일정한 경사각도로 배열된 코드(11)를 가진 하층벨트(1)상에 상층벨트(2)를 적층하여 이루어진 벨트층을 가지는 공기압 타이어에 있어서, 상기 상층벨트(2)의 코드(21)를 상기 하층벨트(1)의 코드(11)에 대하여 이루는 코드각이 상층벨트(2)의 중심부보다 상층벨트(2)의 양단부에서 더 크게 되도록 배열하여 구성된다.

Description

벨트 단부의 코드각을 변화시킨 벨트층을 가지는 공기압 타이어

제1도는 본 발명에 있어서의 벨트층의 일예를 나타내는 구조도.

제2도는 본 발명에 있어서의 벨트층의 다른 예를 나타내는 구조도.

제3도는 본 발명에 있어서의 벨트층의 또 다른 예를 나타내는 구조도.

제4도는 종래의 벨트층의 예를 나타내는 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하층벨트 11 : 하층벨트의 코드

2 : 상층벨트 21 : 상층벨트의 코드

θ₁~θ₄: 코드각

본 발명은 타이어의 주행시 타이어가 수직하중을 받음과 아울러 주행방향으로의 견인력을 동시에 받음으로써 타이어의 구성요소 중 가장 큰 변형을 일으키게 되는 벨트의 단부의 코드각을 변화시킴으로써 상기 벨트의 변형을 최소화하도록 한 공기압 타이어에 관한 것이다.

현재, 각 메이커별로 타이어에 대하여 품질향상을 위한 연구가 강화되고 있고, 또한 폐타이어가 환경문제에 심각한 영향을 미치기 때문에 이에 대한 해결방안도 연구되고 있다. 이러한 것을 간접적으로 해결하기 위한 방법 중의 하나는 타이어 자체의 수명을 연장시킴으로써 보다 긴 주행거리를 보장해 주는 것이다. 즉, 타이어의 내구력을 향상시킴으로써 폐타이어의 발생을 줄이는 것이다.

실제로, 타이어 주행시에는 벨트 단부에 가장 큰 집중응력이 작용하여 벨트가 변형되거나 손상되므로, 결국 타이어의 내구력이 저하되어 타이어 전체를 폐기함으로써 다량의 폐타이어가 발생하고 있기 때문에 무엇보다도 이 벨트 단부를 보강하는 것이 현안으로 떠오르고 있다.

이를 해결하기 위하여, 종래에는 제4도에 나타나는 것처럼, 타이어 폭방향에 대하여 일정한 경사각도로 배열된 코드(51)를 가진 하층벨트(50)상에, 상기 코드(51)에 대하여 상층벨트(60)의 코드(61)가 일정한 코드각(α)을 가지도록 상기 상층벨트(60)를 적층하여 벨트층을 구성하였다.

그러나, 상기 종래의 벨트층의 구조는 타이어가 정지상태일 때 수직하중을 받기 때문에 접지면의 중심점을 기준으로 전후방향으로 대칭되게 하중을 받는다는 점 만을 고려한 구조로서, 이 수직하중에 의한 벨트 단부의 변형은 물론 주행시에 받는 벨트 단부의 변형을 해결하는 데에는 효과적이지 못한 문제점이 있었다.

실제로, 타이어 주행시에는 타이어에 수직하중이 가해짐과 아울러 주행방향으로도 견인력(traction force)이 작용하기 때문에 접지면이 중심점을 기준으로 전후방향으로 하중분포가 달라진다.

이를 부연하면, 타이어가 정지상태에 놓여 있을 때에는 타이어에 수직하중이 작용하기 때문에 접지면의 중심점을 기준으로 벨트에는 전후 대칭의 응력 및 변형이 작용하지만, 타이어가 주행할 경우에는 타이어에 상기 수직하중 및 주행방향으로의 견인력이 함께 작용하므로 벨트에 전후 비대칭적인 응력 및 변형이 작용하고, 이 주행시의 응력 및 변형은 타이어가 정지 상태에 놓여 있을 때 작용하는 응력 및 변형보다 더 크게 된다.

그리고, 이 보다 더욱 더 주목해야 할 것은 주행시는 타이어의 일부분에서 볼 때 이러한 응력 및 변형이 계속 일정한 주기를 가지고 작용, 비작용의 사이클로 반복됨으로써 피로파괴 및 열화에 의하여 타이어의 내구력이 저하되고 결국 수명이 단축된다는 사실이다.

따라서, 본 발명은 피로파괴 및 열화와 관련되는 벨트 단부의 응력 및 변형의 변화폭을 감소시켜 내구력을 증가시키는 것을 그 목적으로 한다.

즉, 본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위하여, 타이어가 수직하중만을 받을 때 벨트에 작용하는 응력 및 변형이 타이어 주행시 수직하중과 함께 작용하는 견인력에 의한 응력 및 변형을 상쇄하도록 벨트 단부의 코드각을 변경하도록 되어 있다.

이와 같이 함으로써, 벨트 단부에 집중되는 응력 및 변형이 감소됨으로써 피로파괴 및 열화 등을 방지할 수 있으므로 타이어의 내구력을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도 내지 제3도에서는 각각 본 발명에 있어서의 벨트층의 예들이 도시되어 있다.

참조부호 1은 벨트층의 폭(W)방향에 대하여 일정한 경사각도로 배열된 코드(11)를 가지는 하층벨트이고, 2는 상기 하층벨트(1)상에 적층된 상층벨트이다.

본 발명에 있어서의 상층벨트(2)는, 제1도에 나타나는 것처럼, 중앙부에는 하층벨트(1)의 코드(11)와 거의 나란하게 되어 있고, 양단부에는 상기 코드(11)와 점증하는, 즉 벌어지는 코드각(θ₁)으로 배열된 코드(21)를 가진다. 즉, 상기 코드(21)는 거의 S자형으로 배열되어, 중심부에서 상기 코드(11)와 이루는 코드각보다 벨트(2)의 양단부에서 상기 코드(11)와 이루는 코드각(θ₁)이 더 크게 되어 있다.

상기 코드(21)를 S자형으로 배열하는 이유는, 타이어의 정지시에는 타이어가 수직하중만을 받아 일반적으로 벨트의 코드가 대략 S자형으로 변형되고, 이 때 타이어 주행시 주행방향으로 견인력이 작용하면 이 변형폭이 더욱 커지므로, 이 S자형으로 변형되는 방향과는 반대되는 방향으로 코드(21)를 S자형으로 배열함으로써 이 변형폭을 상쇄할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 있어서의 상층벨트(2)는, 제2도에 나타나는 것처럼, 양단만 하층벨트(1)의 코드(11)와 점증하는, 즉 벌어지는 코드각(θ₂)으로 동일방향으로 배열되고 나머지 부분은 상기 코드(11)와 나란하게 배열된 코드(21)를 가질 수 있다. 상기 코드(21)는 그 중심을 기준으로 양쪽이 대칭배열되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 상층벨트(2)는, 제3도에 나타나는 것처럼, 하층벨트(1)의 코드(11)에 대하여 그 양단부의 코드각(θ₃)이 중심부의 코드각(θ₄)보다 크게 되도록 파형으로 상기 코드(11)를 교차하면서 배열된 코드(21)를 가질 수 있다. 상기 코드(21)는 그 중심을 기준으로 양쪽이 대칭되도록 배열되어 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서 하층벨트(1)의 코드(11)에 대하여 상층벨트(2)의 코드(21)를 양단부의 코드각이 중심부의 코드각보다 크게 되도록 상층벨트(2)를 하층벨트(1)상에 적층하는 것은, 타이어가 수직하중 또는 이 수직하중과 함께 견인력을 받을 때 벨트층의 양단부의 변형량이 중심부의 변형량보다 더 큰 것을 고려한 것이다.

상기한 벨트층 구조는 주로 수직하중 작용시의 응력 및 변형을 중점적으로 고려한 것이지만, 본 발명에서는 이외에도 수직하중과 함께 견인력을 받을 수 작용하는 응력 및 변형을 상쇄하도록 상층벨트(2)의 코드를 대칭이 아닌 비대칭 형태, 예컨대 고차방정식을 적용한 형태로 배열하는 것도 본 발명의 사상범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.

이와 같이, 본 발명에 있어서는 벨트층을 응력 및 변형을 줄일 수 있는 구조로 구성함으로써 벨트의 피로파괴 및 열화를 방지하게 하여 타이어의 내구력을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 트레드 폭방향에 대하여 일정한 경사각도로 배열된 코드(11)를 가진 하층벨트(1)상에 상층벨트(2)를 적층하여 이루어진 벨트층을 가지는 공기압 타이어에 있어서, 상기 상층벨트(2)의 코드(21)와, 상기 하층벨트(1)의 코드(11)가 중심부에서 나란하게 배열되고, 상하벨트(1)(2)의 양단부에서 코드각이 벌어지게 배열된 것을 특징으로 하는 벨트 단부의 코드각을 변화시킨 벨트층을 가지는 공기압 타이어.
2. 제1항에 있어서, 양단부에서 벌어지는 코드각(θ₁)에 의하여 S자형으로 코드(21)가 배열된 것을 특징으로 하는 벨트 단부의 코드각을 변화시킨 벨트층을 가지는 공기압 타이어.
3. 제1항에 있어서, 상층벨트(2)의 코드(21)는 양단의 하층벨트(1)의 코드(11)에 대하여 점증하는 코드각(θ₂)을 동일방향으로 가지도록 배열된 것을 특징으로 하는 벨트 단부의 코드각을 변화시킨 벨트층을 가지는 공기압 타이어.
4. 제1항에 있어서, 상층벨트(2)의 코드(21)는 하층벨트(1)의 코드(11)에 대한 양단부의 코드각(θ₃)이 중심부의 코드각(θ₄)보다 크게 파형으로 상기 코드(11)를 교차하면서 배열된 것을 특징으로 하는 벨트 단부의 코드각을 변화시킨 벨트층을 가지는 공기압 타이어.