KR100656439B1 - 차량용 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 타이어에 관한 것이다. 본 발명은 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되는 것에 있어서, 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부(1)의 단면을 영문자 "H" 형상으로 형성시키고 비드와이어가 없는 공간(2)에 고무를 삽입한 것을 특징으로 한다. 본 발명은 상기와 같은 구성으로 원주방향의 탄성계수를 유지하면서 타이어의 방사방향에 대한 탄성계수를 극대화하여 고속주행 시 비드부의 이탈을 효과적으로 방지한다.

Description

차량용 공기입 타이어{Pneumatic vehicle tire}

도 1 은 종래 타이어에 있어서의 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부 발췌 설명도.

도 2 는 본 발명의 타이어에 있어서의 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부 발췌 설명도.

도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부 발췌 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 비드와이어부 11. 기둥

12. 중심비드 2. 공간

3. 중심선

a. 기둥의 폭 b. 중심비드의 폭

H. 기둥의 높이 h. 중심비드의 높이

본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것이다.

차량이 고속으로 코너링할 경우 차량의 주행방향과 타이어가 향하고 있는 방향이 이루는 각인 슬립앵글(slip angle)이 발생하게 된다. 차량의 중량이 커지고 속도가 빨라짐에 따라 상기 슬립앵글의 크기가 커지게 되며 타이어에 큰 부담이 가해지게 된다.

슬립앵글이 큰 과도한 코너링은 타이어 비드부의 림(rim) 안착부의 접촉압력을 떨어뜨리게 되어 비드슬립(bead slip) 현상을 유발하게 된다.

종래에는 이러한 슬립앵글 현상을 예방하기 위해 비드부의 Y축 상의 방향(타이어의 방사방향)의 탄성계수를 높이기 위해 비드와이어 자체강성을 증가시키거나 비드와이어를 감는 횟수를 늘렸다. 그러나 비드와이어의 강성을 증가시키면 Y축 상의 탄성계수 뿐 아니라 원주방향의 탄성계수가 커지기 때문에 타이어를 휠에 장착하는 과정(mounting & fitting)에서 작업능률 저하 및 국부적 장착불량(fitting trouble)발생의 우려가 있다.

이에, 본 발명은 비드부의 비드와이어 배치구조를 변경하여 원주방향의 탄성계수를 유지하면서 Y축 상의 방향(타이어의 방사방향)의 탄성계수를 크게 하여, 타 이어를 휠에 장착(mounting & fitting)할 때에 작업능률 저하 및 국부적 장착불량(fitting trouble)발생의 우려를 해소하면서, 과도한 슬립앵글을 유발시키는 코너링시 비드슬립을 예방하는 데에 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되는 것에 있어서, 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부(1)의 단면을 영문자 "H" 형상으로 형성시키고 비드와이어가 없는 공간(2)에 고무를 삽입하여서 된 것을 특징으로 한다.

원주방향의 탄성계수를 일정하게 하면서 Y축 방향(타이어의 방사방향)의 탄성계수를 극대화하기 위해서는 비드와이어부(1)의 단면이 영문자 “H" 형상(I beam 형상이라고도 한다)인 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 3은 비드와이어들의 집합인 비드 와이어부의 단면을 도시하고 있다. 도 2와 도 3에서 도시된 바와 같은 영문자 “H" 형상은 좌우 대칭이며 그 기하학적 중심선(3)이 Y축 상에 위치하게 되어 보다 높은 구조적 안정성을 갖는다.

Y축 방향의 탄성계수는 단면의 2차 모멘트에 비례하며, 단면의 2차 모멘트는

로 정의된다. 주어진 식에서와 같이 단면의 2차 모멘트는 X축 상에서 중심선(3)과 와이어와의 거리(상기 식에서의 x값)의 제곱에 비례한다. 따라 서 와이어를 중심선(3)에서 X축 상으로 멀리 배치할수록 단면의 2차 모멘트 값이 커지게 되며, 결과적으로 Y축 방향의 탄성계수가 커지게 된다.

이러한 원리로, 중심선(3)과 가까운 위치에 최소개수의 와이어를 배치하고 중심선과 X축 방향으로 이격된 위치에 와이어를 많이 배치한 영문자 "H"의 단면을 갖는 구조가 Y축 방향의 탄성계수를 극대화시키기에 가장 유리하다.

이에, 본 발명은 두 가지의 영문자 "H" 형태의 형상의 실시예를 제공한다.

가장 바람직한 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 제 2도에서는 비드와이어부(1)의 단면상의 한 기둥(11)의 폭(a)이 중심비드(12) 폭의 4/3배이고 기둥(11)의 높이(H)가 중심비드(12) 높이(h)의 3배로 형성된 영문자 "H" 형태의 단면을 갖는 비드와이어부가 도시되어 있다.

상기 비드와이어부(1)는 도 1에 도시된 기존의 비드와이어부에 대해 같은 면적을 갖으며, 이로 인해 길이방향에서의 탄성계수는 동일하다. 그러나 본 실시예에서는 기둥(11)의 폭(a)을 중심비드(12)의 폭(b)에 비해 4/3배 더 넓게 형성시킴으로써 중심선(3)과 와어어간의 X축 거리를 극대화 시켰다.

도 3에서는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부(1)가 도시되어 있다.

도 3의 영문자 "H" 형태의 단면은 기둥(11)의 폭을 넓힌 이전 실시예와는 달리 도 1의 기존의 실시예와 같은 면적을 유지하면서 기둥(11)의 높이를 확장하였다.

즉, 기둥(11)의 폭(a)이 중심비드(12) 폭(b)과 같고, 기둥의 높이(H)가 중심 비드(12) 높이(h)의 4배가 되도록 영문자 "H" 형태의 단면을 갖는 비드와이어부(1)를 형성하였다. 도 3에 도시된 실시예는 도 1에 도시된 기존의 비드와이어부에 대해 비드와이어의 중심선(3) 상의 배치가 적고 중심선(3)과 이격된 기둥부의 배치가 더 많기 때문에 더 큰 Y축 방향의 탄성계수를 갖는다.

그러나 주어진 식에서와 같이 단면의 2차 모멘트는 X축 상에서 중심선(3)과 와이어와의 거리(상기 식에서의 x값)의 제곱에 비례하기 때문에 기둥(11)의 길이를 확장한 도 3의 실시예보다 기둥의(11) 폭을 확장하여 중심선(3)과 와어어간의 X축 거리를 극대화한 도 2의 실시예가 더 효과적이다.

한편, 비드와이어부의 단면을 영문자 “H" 형태로 구성함에 따라 공간(2)이 발생하게 되는데 상기 공간(2)에 탄성계수가 90 이상인 고무를 삽입하는 것이 바람직하다.

본 발명자의 실험 결과 도 2의 실시예의 경우 도 1의 기존의 구성에 비해 1100%의 탄성계수 증가효과가 있었음에 비해 도 3의 실시예는 도 1의 기존의 구성에 비해 탄성계수 증가효과가 30%에 그쳤다.

따라서 도 2의 비드와이어부를 적용함으로써 타이어를 휠에 장착하는 과정(mounting & fitting)에서 작업능률 저하 및 국부적 장착불량(fitting trouble)발생의 우려 없이 과도한 코너링에 따른 비드슬립 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.

Claims (4)

1. 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되는 것에 있어서, 비드부를 구성하는 비드와이어 배치구조인 비드와이어부(1)의 단면을 영문자 "H" 형상으로 형성시키고 비드와이어가 없는 공간에 고무를 삽입하여서 된 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
2. 제 1항에 있어서, 영문자 "H" 형태의 단면을 갖는 비드와이어부의 단면상의 한 기둥(11)의 폭(a)이 중심비드(12) 폭의 4/3배이고 기둥(11)의 높이(H)가 중심비드(12) 높이(h)의 3배인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
3. 제 1항에 있어서, 영문자 "H" 형태의 단면을 갖는 비드와이어부의 단면상의 기둥(11)의 폭(a)이 중심비드(12) 폭(b)과 같고, 기둥의 높이(H)가 중심비드(12) 높이(h)의 4배인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 비드부의 공간(2)에 삽입되는 고무의 탄성계수가 90 이상인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.

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