KR100570155B1 - 타이어의 카카스 설계구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 주행 중 타이어의 코너링시 접지압 감소와 코너링 강성의 향상을 위한 타이어의 카카스 설계구조에 관한 것으로, 트레드(1)의 내, 외측(in, out)이 대칭으로 설계되고 벨트(2)에 접하는 카카스(3)의 내, 외측(in, out)이 비대칭으로 설계되어 이루어진 타이어 설계구조에 있어서, 상기 트레드(1)의 외측(out)과 내측(in) 벨트(2) 끝단과 카카스(3) 시작접선 각도(θ)들은 다른 각도 범위 내에서 각각 설계되는 구조로 되어 있다.

Description

타이어의 카카스 설계구조{Carcass design structure of tire}

도 1은 본 발명에 따른 카카스 설계구조를 채택한 타이어의 반 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예 모델 타이어들과 기존 타이어의 접지형상과 접지압력을 비교한 분포 시뮬레이션 도면,

도 3은 본 발명의 실시예 모델 타이어들과 기존 타이어의 코너링 강성 비교 그래프,

도 4는 기존 타이어의 평형 카카스 설계 개념을 나타낸 타이어의 부분 개략 단면도이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1 : 트레드, 2 : 벨트,

3 : 카카스.

본 발명은 승용차용 래디얼 타이어의 벨트 끝단 카카스 접선각도를 개량하여 타이어 설계의 자유도 향상과 접지압 및 코너링 강성의 증대가 이루어지는 타이어의 카카스 설계구조에 관한 것이다.

타이어 구조에 있어서, 카카스는 타이어 내부의 코드 층으로 하중을 지지하고 충격에 견디며 주행 중 굴신운동에 대한 내 피로성이 강하면서 타이어의 골격을 형성하는 구성품으로, 이 카카스를 사이드 월과 벨트 층이 보호하도록 되어 있다.

한편, 차량 주행 중 타이어 코너링시 원심력에 의해서 타이어 외측의 사이드 월이 분담하는 하중분력이 내측 사이드 월 대비 상당히 증가하게 된다.

종래에도 이러한 코너링 상태에서 타이어의 접지력과 핸들링 성능을 향상시키기 위해 OP 포인트(Overall Diameter, 타이어 단면에서 래디얼 방향으로 최대 지점)를 내측으로 시프트 시킴으로서, 타이어의 외측 숄더 드롭(Shoulder Drop : OD 포인트와 숄더 간의 래디얼 방향의 거리)은 증가시키고 내측의 숄더 드롭을 감소시킨 비대칭 타이어를 제안하였다.

이러한 비대칭 타이어는 외측의 사이드 월 대비 내측 사이드 월의 강성을 증대시키어 코너링시 타이어의 내측 사이드 월이 타이어에 작용하는 하중의 분력을 더 많이 지지할 수 있었다.

예를 들어 종래 기술에서는 트레드의 설계에 중점을 두고, 사이드 월의 설계는 이 트레드 설계에 의존하는 설계구조를 취하는데, 도 4에 도시된 바와 같이 트레드(101)의 벨트(102) 끝단인 벨트 엣지점(P, Belt edge point)으로부터 카카스(103)의 시작접선 각도(θ)가 대략 45°∼65° 범위 내에서 설계되나, 이 카카스의 시작접선 각도(θ)가 증가하게 되면, 사이드 월(104)의 강성이 감소되는 문제점이 있었다.

또한 종래 카카스를 보호하는 사이드 월의 설계는 트레드 설계에 종속됨에 따라 타이어 설계의 자유도를 제한하고, 전체적인 성능을 만족시킬 수 있는 타이어 설계에 부적절하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 트레드의 내, 외측을 대칭으로 설계하고, 벨트 끝단에서 접하면서 시작되는 사이드 월의 카카스 각도의 내외 측을 비대칭으로 설계하여 사이드 월의 강성향상과 접지압 및 코너링 강성이 향상되는 타이어의 카카스 설계구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트레드의 내, 외측이 대칭으로 설계되고 벨트에 접하는 카카스의 내외 측이 비대칭으로 설계되어 이루어지는 타이어 설계구조에 있어서, 상기 트레드의 외측과 내측 벨트 끝단과 카카스 시작 접선각도들은 다른 각도 범위 내에서 각각 설계되어 진다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 타이어 설계구조를 나타낸 단면도이다.

본 발명은 트레드(1)의 내, 외측(in, out)이 대칭으로 설계되고 벨트(2)에 접하는 카카스(3)의 내, 외측(in, out)이 비대칭으로 설계되어 이루어진 타이어 설계구조에 있어서, 상기 트레드(1)의 외측(out)과 내측(in) 벨트(2) 끝단과 카카스(3) 시작접선 각도(θ)들은 다른 각도 범위 내에서 각각 설계되어지는 구조로 되어 있다.
즉 벨트(2)의 끝단은 이 벨트(2)가 트레드(1)내에 배치되었을때 양쪽 에짓(Edge) 부분을 칭하며, 상기 카카스(3)의 시작접선각도(θ)는 벨트(2)의 끝단에서 삽입되는 고무두께를 고려하여 카카스(3) 라인에 수직으로 내리어 만나는 지점을 P점이라하고, 이 P점에서 타이어의 반경방향과 카카스(3) 라인의 접선이 이루는 각도를 칭한다.

여기서 상기 트레드(1) 외측(out)의 벨트(2) 끝단 카카스(3) 시작 접선각도(θout)는 57°∼62°각도 범위로 설계하고, 상기 내측(in)의 벨트(2) 끝단 카카스(3) 시작접선 각도(θin)는 48°∼53°각도 범위 내로 설계한다.

따라서 이러한 카카스 설계구조를 갖는 본 발명은 코너링시 접지압을 균일하게 분포시키고 그립(Grip)력을 향상시키는 효과가 있다.

도 2와 도 3은 실험을 통하여 본 발명의 모델 A, B가 기존 타이어의 접지압을 약 7%이상 감소시키는 현상과 코너링 강성을 기존 타이어 대비 약 4% 향상시키는 현상을 시뮬레이션과 그래프를 통하여 알 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 타이어의 카카스 설계구조는 코너링시 접지압을 균일하게 분포시키어 종래에 비해 약 7% 감소시키는 효과와, 코너링 강성을 기존대비 약 4% 향상시키는 효과를 지닌다.

Claims (2)

1. 트레드(1)의 내, 외측(in, out)이 대칭으로 설계되고 벨트(2)에 접하는 카카스(3)의 내, 외측(in, out)이 비대칭으로 설계되어 이루어진 타이어 설계구조에 있어서,

   상기 트레드(1)의 외측(out)과 내측(in) 벨트(2) 에짓 부분인 끝단과, 이 벨트(2)의 끝단에서 수직하방라인이 카카스(3) 라인의 만나는 P점에서 타이어의 반경 방향과 카카스(3) 라인의 접선이 이루는 각도인 시작접선 각도(θ)는 다른 각도 범위 내에서 각각 설계되는 것을 특징으로 하는 타이어의 카카스 설계구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트레드(1) 외측(out)의 벨트(2) 끝단 카카스(3) 시작 접선각도(θout)는 57°∼62°각도 범위로 설계하고, 상기 내측(in)의 벨트(2) 끝단 카카스(3) 시작접선 각도(θin)는 48°∼53°각도 범위 내로 설계되는 것을 특징으로 하는 타이어의 카카스 설계구조.

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