KR100463386B1 - 중하중 차량용 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로 특히 4개의 벨트를 설치하는 타이어에 있어서, 제3벨트를 개량하여 제3벨트 에지의 세파레이션을 억제하고, 높은 압력과 하중에 의한 타이어 중앙부의 외적 팽창은 이를 억제시키고 숄더부의 외적 팽창은 이를 증가시켜 타이어가 일정한 외경을 유지하여 고른 접지압을 확보할 수 있도록 하는 타이어를 제공하기 위한 것으로, 제3벨트(3)를 주행방향으로 3분하되, 그 중앙부(31)는 폭을 제2벨트 폭의 40∼60%로 형성시키며, 중앙부(31)에 설치하는 코드는 신율이 2∼2.2%인 스틸코드로 형성시키고, 그 각도를 10∼15도로, 그 인장강도를 450Kg∼600Kg로 형성시키며, 코드의 가닥수를 인치당 13∼16개로 하여 주방향 강성이 극대화되게 하며, 중앙부(31)의 좌우 양측분할부(32)는 그 각각의 폭을 제2벨트 폭의 25∼35%로 형성시키되, 양측분할부(32)에 설치하는 코드는 신율이 6∼7%인 스틸코드로 형성시키고, 그 각도를 30∼40도로, 그 인장강도를 450Kg∼600Kg로 형성시키며, 코드의 가닥수를 인치당 10∼12개로 하여 형성시키고, 중앙부(31)나 양측분할부(32)의 코드 방향은 제2벨트의 코드의 방향과 반대가 되게 형성시키는 것을 특징으로 하는 것임.

Description

중하중 차량용 타이어 {tire for heavy duty vehicle}

본 발명은 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로 특히 4개의 벨트를 설치하는 타이어에 있어서, 제3벨트를 개량하여 제3벨트 에지의 세파레이션을 억제하고, 높은 압력과 하중에 의한 타이어 중앙부의 외적 팽창은 이를 억제시키고 숄더부의 외적 팽창은 이를 증가시켜 타이어가 일정한 외경을 유지하여 고른 접지압을 확보할 수 있도록 하는 타이어를 제공하기 위한 것이다.

중하중차량인 트럭이나 버스에 사용되는 타이어에 있어서는 높은 압력과 하중에 의한 타이어 중앙부의 외적 팽창을 억제시키기 위하여 강성이 큰 스틸 코드를 사용한 벨트를 여러 층 사용하게 되는 바, 대부분의 트럭, 버스용의 타이어는 스틸 코드지로 된 4장의 벨트를 사용하는 것이 보통이다. 그리고 각 코드지에 사용된 스틸 코드는 타이어의 원주 방향 기준선에 대하여 15∼60도 정도의 각도를 갖게 설계된다. 타이어가 약간 외경이 커지거나 하중을 받아서 종변형을 하는 경우에 스틸 코드가 타이어의 원주방향 중심선을 기준으로 회전하려는 힘을 갖게 된다. 이 회전하려는 힘으로 인해서 각 벨트층간에 전단력이 발생되고 또 스틸 코드를 고정시키는 주위의 고무와 분리되려는 힘도 발생하게 된다. 따라서 이 전단력을 감소시키려는 연구가 진행되어 왔다. 또 벨트가 고무로부터 분리되는 사고의 원인은 타이어 내부에 축적되는 열에너지라 할 수 있다. 타이어의 트레드부가 지면에 닿았다 떨어졌다 하면서 지속적인 반복 운동을 하게 되는데 이때의 운동에너지가 열에너지로바뀌어 타이어 내부의 온도를 상승시키게 된다. 이때 이 온도 상승은 벨트를 둘러싸고 있는 고무, 특히 타이어에서 가장 두꺼운 부분에 위치하여 방열측면에서 상대적으로 불리한 숄더부의 벨트 에지부분의 고무 물성을 현저하게 변화시켜 고무의 강성을 감소시킨다.

따라서 스틸 벨트로 구성된 보강재를 사용하는 중하중용 트럭 버스 타이어에서 벨트 세파레이션을 감소시키기 위하여선?? 전단력의 감소와 숄더부분의 운동을 감소시키는 일이 필요하다고 할 수 있다. 이 숄더 부분의 운동을 감소시키는 한가지 방법으로 타이어 숄더 부위의 외경과 중앙부의 외경 차이를 감소시켜 타이어가 하중을 받아 접지되었을 때, 원주방향으로 접지 영역의 중심선에서 중앙부와 숄더부의 접지 압력차이를 작게 설계하는 방법이 있다. 특히 편평비가 80 이상인 일반 타이어에 있어서 공기 주입시 타이어의 카카스가 내압과 외압이 같게되는 자연의 평형상태로 되려하는 힘이 작용하기 때문에 트레드부의 래디알 방향 반경이 작아지는 경향이 있다. 따라서 숄더부와 중앙부의 외경차이가 저편평 타이어 대비 크게 되는 단점이 있다.

이런 문제를 해결하기 위한 종래 기술에는 전단력 감소를 위한 벨트 코드 각도의 변경이나 벨트 주위의 고무물성을 강화하는 등 여러 방법이 적용되고 있다. 그러나 벨트의 코드 각도 변경도 타이어의 여러 요구 성능을 만족시키기 위한 제한 조건이 많고, 고무 물성의 강화는 또 다른 벨트 사고 인자인 고무의 내발열성을 저하시켜 결과적으로는 내구성 향상에 기여하지 못한다.

이에 본 발명은 적어도 4장의 스틸 코드지를 보강벨트로 적용하는 중하중차량용 타이어의 벨트구조를 개량하여 벨트 사고를 방지하려 함에 그 목적이 있다. 일반적으로 4장의 스틸코드 벨트를 사용하는 타이어의 벨트 초기 사고는 주로 제3벨트 끝을 덮고 있는 벨트 토핑 고무나 벨트 에지 테이프 및 트레드 고무의 분리로부터 시작된다. 이 부분은 주방향 강성이 강한 벨트와 주방향 강성을 카카스에만 의존하는 강성의 경계층이기 때문에 접지 비접지시의 운동량도 중앙부보다는 크게 된다. 따라서 본 발명은 중앙부 벨트의 주강성을 일반적인 종래의 제품보다 강화하여 공기 주입 후, 중앙부의 외경 성장은 종래의 일반 타이어와 같이 유지하면서, 상대적으로 양쪽 숄더부의 벨트 주방향 강성을 약화시키고 횡방향 강성을 강화하기 위해 스틸코드 각도를 크게 하고 신율이 높은 코드를 사용함으로써 중앙부 대비 장력에 대한 변형이 쉽도록하여 공기압에 의한 외경 변화가 중앙부 보다는 숄더부가 더욱 크게하여 숄더부의 접지 효율을 증대시켜 결과적으로 숄더부의 움직임을 감소시켜 축적되는 열에너지를 최소화시키고, 또 고른 접지압 및 접지 형상을 확보하여 숄더부의 조기마모를 방지하고자함에 그 목적이 있다. 이와 같은 목저을 달성하기 위하여 본 발명의 타이어를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

다만, 아래의 설명은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 기재한 것으로, 본 빌명은 본 발명의 기술적 목적을 달성하는 범위 내에서 임의로 적의 변경 실시될 수 있으며, 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 바에 의해서만 한정된다.

도 1 은 타이어의 트레드부에 설치하는 벨트의 발췌 사시도.

도 2 는 타이어에 공기를 주입하여 타이어가 팽창되는 상태를 점선으로 표시한 것으로 좌측은 종래의 타이어에 있어서의 트레드부 팽창 상태도이고 우측은 본 발명의 타이어의 팽창 상태도임.

도 3 은 종래의 타이어와 본 발명의 타이어의 각 접지압 분포와 트레드의 접지형상을 도시한 것으로 좌측이 종래의 타이어이고 우측이 본 발명의 타이어임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1...... 제1벨트

2...... 제2벨트

3...... 제3벨트

31....... 중앙부

32 ....... 양측분할부

4...... 제4벨트

트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드에 제1벨트(1)와 제2벨트(2), 제3벨트(3) 및 제4벨트(4)의 4개 벨트를 설치하여서 된 것에 있어서, 제3벨트(3)를 주행방향으로 3분하되, 그 중앙부(31)는 폭을 제2벨트 폭의 40∼60%로 형성시키며, 중앙부(31)에 설치하는 코드(310)는 신율이 2∼2.2%인 스틸코드로 형성시키고, 그 각도를 10∼15도로, 그 인장강도를 450Kg∼600Kg로 형성시키며, 코드의 가닥수를 인치당 13∼16개로 하여 주방향 강성이 극대화되게 하며, 중앙부(31)의 좌우 양측분할부(32)는 그 각각의 폭을 제2벨트 폭의 25∼35%로 형성시키되, 양측분할부(32)에 설치하는 코드(320)는 신율이 6∼7%인 스틸코드로 형성시키고, 그 각도를 30∼40도로, 그 인장강도를 450Kg∼600Kg로 형성시키며, 코드의 가닥수를 인치당 10∼12개로 하여 형성시키고, 중앙부(31)나 양측분할부(32)의 코드 방향은 제2벨트의 코드의 방향과 반대가 되게 형성시킨다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 중앙부(31)의 스틸코드는 그 설치 각도를 크게 하고 신율이 높은 코드를 사용함으로써, 상대적으로 양쪽 숄더부의 벨트 주방향 강성을 약화시키고 횡방향 강성을 강화시키므로서, 중앙부 대비 장력에 대한 숄더부의 변형이 쉽도록하여 공기압에 의한 외경 변화가 중앙부 보다는 숄더부가 더욱 크게 된다.

따라서, 이와 같은 본 발명의 타이어는, 상술한 바와 같이, 중앙부 보다는 숄더부가 공기압에 의한 변형이 용이하여, 첨부된 도면 도 2 에 도시된 바와 같이, 중앙부 보다는 숄더부의 변형이 용이하게 되고 따라서 첨부된 도면 도 3 에 도시딘 바와 같이 종래의 타이어에 비하여 본 발명의 타이어는 고른 접지압의 분포를 나타내며 그리하여 그 접지면도 사각형에 가까울 정도로 고르게 나타나게된다. 따라서 숄더부의 운동량이 줄어들어 발열이 적어지고 따라서 타이어 사고를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드에 제1벨트(1)와 제2벨트(2), 제3벨트(3) 및 제4벨트(4)의 4개 벨트를 설치하여서 된 것에 있어서, 제3벨트(3)를 주행방향으로 3분하되, 그 중앙부(31)는 폭을 제2벨트 폭의 40∼60%로 형성시키며, 중앙부(31)에 설치하는 코드는 신율이 2∼2.2%인 스틸코드로 형성시키고, 그 각도를 10∼15도로, 그 인장강도를 450Kg∼600Kg로 형성시키며, 코드의 가닥수를 인치당 13∼16개로 하여 주방향 강성이 극대화되게 하며, 중앙부(31)의 좌우 양측분할부(32)는 그 각각의 폭을 제2벨트 폭의 25∼35%로 형성시키되, 양측분할부(32)에 설치하는 코드는 신율이 6∼7%인 스틸코드로 형성시키고, 그 각도를 30∼40도로, 그 인장강도를 450Kg∼600Kg로 형성시키며, 코드의 가닥수를 인치당 10∼12개로 하여 형성시키고, 중앙부(31)나 양측분할부(32)의 코드 방향은 제2벨트의 코드의 방향과 반대가 되게 형성시켜서 된 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.