KR100614865B1 - 비드부의 내구성능이 향상된 승용차용 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 승용차용 타이어의 사이드부 프로파일의 설계시 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드 반경(r)의 접점에서의 기울기(K)를 기준으로 림폭(RW), 단면폭(SW) 및 단면높이(SH)를 설정하여서 된 비드부의 내구성능이 향상된 타이어에 관한 것이다.

즉, 몰드 프로파일의 사이드부 설계시 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드의 반경(r)의 접점에서의 기울기(K)를 적정 수준으로 유지하도록 조절하여 타이어 수직 방향의 강성을 유지하도록 함으로써 피로에 의한 비드부의 내구 성능을 향상시킨 타이어를 제공하기 위한 것이다. .

비드부, 프로파일, 림, 하부단면높이, 림폭, 기울기, 접선, 단면폭

Description

비드부의 내구성능이 향상된 승용차용 타이어{Passenger car tire with improved durability of the bead portion}

도 1은 본 발명에 따른 비드부 프로파일 설계방식을 위하여 나타낸 개념도이다.

도 2a와 2b는 타이어 하중에 대한 수직 강성을 비교하기 위하여 나타낸 개념도이다.

도 3a와 3b는 종래 기술과 본 발명에 따른 기술의 규격별 또는 비드부 접선 기울기별로 비드부 클래임 발생율을 비교하기 위하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은 비드부의 내구성능이 향상된 승용차용 타이어에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 몰드 프로파일의 사이드부 설계시 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드의 반경(r)의 접점에서의 기울기(K)를 적정 수준으로 유지하도록 조절하여 타이어 수직 방향의 강성을 유지하도록 함으로써 피로에 의한 비드부의 내구 성능을 향상시킨 타이어에 관한 것이다.

승용차용 타이어는 차량의 하중 지지 역할을 하며, 차량 구동시 종, 횡방향 으로 높은 압축, 인장 및 비틀림 강성을 받는다. 차량의 구동시 전달되는 외력에서 타이어가 조종 안정성능을 만족시키기 위하여 높은 경도의 비드 필러를 사용한다.

이와 같은 높은 경도를 갖는 비드 필러를 사용할 경우 카카스 토핑고무와 사이드웰 고무와의 압축 및 인장강도 차이가 커질 수 있으며, 사이드 하측 부위의 움직임이 많을 경우 경계면에 작용하는 전단응력이 커져서 비드부가 분리되고 크랙의 발생율이 높아질 수 있다.

승용차용 공기입 래디알 타이어의 몰드 프로파일은 규격집 허용범위 내에서 성능을 고려하여 림폭 및 단면폭, 높이 등을 결정하여 설계를 하게 된다.

종래 비드부의 프로파일 설계 방식은 타이어의 성능을 고려하여 단면높이(Section Height : SH)의 일정비율로 하부 단면높이(Section Height Lower : SHL)를 결정하고, 타이어의 목표 단면폭(Section Width : SW)를 결정한 후, 실제 사용하는 림폭(Rim Width : RW)에다 A를 더해서 몰드 림폭(RW)을 결정하였다. 여기서, A는 0.5" ~ 1.5"로서 시리즈 별로 일률적으로 적용하는 값이다. 다음에 최종적으로 타이어 목표 단면폭(SW)에다 (A ×α)의 값을 더해서 몰드 단면폭을 결정하였다. 여기서 α는 팩터이다.

즉, 종래 기술에서는 일정 범위의 몰드 림폭(RW)을 설정하고, 림 핏팅(fitting)시 단면폭(SW)을 규격집 허용범위 내에서 고려하여 몰드 단면폭(SW)을 결정하였다. 그러나, 이와 같이 단면폭(SW)을 설정할 경우 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)의 누운 정도에 대한 관리가 어려우며, 일부 규격에서는 도 2b에서와 같이 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)이 너무 누워 차량 하중 지지를 위한 수직 방향의 강성이 낮고, 그에 따른 움직임이 많아 피로 파괴에 불리하였다.

이에 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 몰드 프로파일의 사이드부 설계시 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드의 반경(r)의 접점에서의 기울기(K)를 적정 수준으로 유지하도록 조절하여 도 2a에서와 같이 수직 방향의 강성을 유지하도록 함으로써 피로에 의한 비드부의 내구 성능을 향상시킨 승용차용 타이어를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 비드부의 내구성능이 향상된 승용차용 타이어는 몰드 프로파일의 설계시 하부 단면높이(SHL) 반경(R)과 비드 반경(r) 접점에서의 기울기(K)를 다음 식과 같이 설정하여서 된 것을 특징으로 한다.

상기 식에서 SHLR은 하부 단면 높이(SHL)의 반경(R)을 말하며, d는 몰드 단면폭(SW)에서 몰드 림폭(RW)를 뺀 값이고, X3는 몰드 림폭(RW) 외측으로부터 비드 반경(r)의 중심점까지의 거리이며, Y3는 림 직경으로부터 비드 반경(r)의 중심점까지의 거리이다. 상기 하부 단면 높이(SHL)의 반경(R)은 다음 식과 같다.

이와 같은 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 비드부 프로파일 설계방식을 위하여 나타낸 개념도이며, 도 2a와 2b는 타이어 하중에 대한 수직 강성을 비교하기 위하여 나타낸 개념 도이고, 도 3a와 3b는 종래 기술과 본 발명에 따른 기술의 규격별 또는 비드부 접선 기울기 별로 비드부 클래임 발생율을 비교하기 위하여 나타낸 그래프이다.

본 발명은 승용차용 타이어의 사이드부 프로파일의 설계시 하부 단면높이(SHL) 의 반경(R)과 비드 반경(r)의 접점에서의 기울기(K)를 기준으로 림폭(RW), 단면폭(SW) 및 단면높이(SH)를 설정하고자 하는 것으로, 먼저 도 1에 예시한 바와 같이, 타이어의 성능을 고려하여 단면높이(Section Height : SH)의 일정 비율로 하부 단면높이(SHL)를 결정한다. 그리고, 타이어의 목표 단면폭(SW)을 결정하고, 적정 수준의 기울기(K) 값에 따른 d값을 설정한다.

즉, 도 1의 프로파일에서 "A"지점에서의 기울기(K)는 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드 반경(r)으로 이루어지는 선의 법선(B)으로 표시된다. 여기서, 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드 반경(r)로 이루어지는 선의 기울기(S)는

가 되므로 이 선의 법선(B)인 기울기(K)는

로 표시될 수 있다.

여기서,

그러므로, 지점 "A"에서의 기울기(K)는

가 된다.

그리고, 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)의 방정식은 다음과 같다.

즉,

은

로 표현된다.

본 발명에 의하면, 상기 식으로 표현되는 하부 단면높이(SHL)의 반경(R)과 비드 반경(r)의 접점에서의 기울기(K)는 시리즈에 따라, 55' 시리즈 이하는 0.8 ~ 2.0, 60 ~ 80' 시리즈는 1.1 ~ 2.5의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

몰드 림폭(RW)은 다음과 같은 방법으로 결정한다.

도 1에 예시한 바와 같이,

d = [몰드 단면폭(SW)] - [몰드 림폭(RW)]

= [타이어 목표 단면폭(SW) + (A ×α)]-(실제 사용 림폭(RW)+ㅁ)

= [타이어 목표 단면폭(SW) - 실제 사용 림폭(RW)]+A(α-1)

여기서, A는

A=[d (타이어 목포 단면폭(SW) - 실제 사용 림폭(RW))]/(α-1)

몰드 림폭(RW) = 실제 사용 림폭(RW) + A

따라서, 몰드 림폭(RW)과 d를 합해서 몰드 단면폭(SW)를 결정하면 된다.

도 3b에 나타낸 바와 같이, 종래에는 비드부의 클래임율이 평균 0.11％이었으나, 본 발명에 따라 몰드의 프로파일을 설계할 경우 이를 실제 적용하였을 때 필드에서의 비드 클래임율이 도 3a에 나타낸 바와 같이 평균 0.01％ 정도 발생되었는 바, 종래 보다 평균 10배까지 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (2)

1. 몰드 프로파일의 설계시 하부 단면높이(SHL) 반경(R)과 비드 반경(r) 접점에서의 기울기(K)를 다음 식과 같이 설정하고, 아래 식에서 기울기(K)의 값을 55' 시리즈 이하에서는 0.8 ~ 2.0, 60 ~ 80' 시리즈에서는 1.1 ~ 2.5의 범위로 설정여서 된 것을 특징으로 하는 비드부의 내구성능이 향상된 승용차용 타이어.

   

   상기 식에서 SHLR은 하부 단면 높이(SHL)의 반경(R)을 말하며, d는 몰드 단면폭(SW)에서 몰드 림폭(RW)를 뺀 값이고, X3는 몰드 림폭(RW) 외측으로부터 비드 반경(r)의 중심점까지의 거리이며, Y3는 림 직경으로부터 비드 반경(r)의 중심점까지의 거리이다.
2. 삭제

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