KR100656833B1

KR100656833B1 - 금속파우더를 이용한 고리 모양의 스틸체퍼를 구비한중하중용 공기입 레디얼 타이어

Info

Publication number: KR100656833B1
Application number: KR1020050087969A
Authority: KR
Inventors: 최진미
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2006-12-13

Abstract

본 발명은 중하중용 공기입 레디얼 타이어(Heavyduty Pneumatic Radial Tire)에 관한 것으로서, 건설/화물차량 및 버스용 타이어의 카카스(Carcass) 파열(Separation)을 방지하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은, 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 일단부는 백업라이너(2)와 카카스(3) 사이에 삽입되고 타단부는 완충고무층(11)과 연질에이펙스(10b)에 걸쳐서 카카스의 턴업단부(3a)를 둘러싸도록 고리모양(8a)으로 형성되는 미세 금속 분말을 이용한 고리 모양의 스틸 체퍼(steel chafer, 8)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 비드부에서 외부로의 열전달이 촉진되고 카카스 턴업단부의 분리 및 파열이 방지되며 내충격성 및 내구력이 향상되는 효과가 있다.

중하중용 타이어, 카카스, 파열, 턴업 단부, 금속분말, 스틸체퍼

Description

금속파우더를 이용한 고리 모양의 스틸체퍼를 구비한 중하중용 공기입 레디얼 타이어{A Pneumatic Radial Tire with Ring-shaped Steel Chafer using Metal Powder}

도 1은 종래의 중하중용 공기입 레디얼 타이어를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 중하중용 공기입 레디얼 타이어를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 포함되는 고리모양 타단부를 구비한 스틸 체퍼의 설치 전/후 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 인너라이너(Inner Liner) 2: 백업라이너(Back-up Liner)

3: 카카스(Carcass Ply) 3a: 카카스 턴업(Turn-up)단부

4: 벨트층(Belt Layer) 5: 트레드(Tread)

6: 사이드월(Side Wall) 7: 비드부(Bead)

8: 체퍼(Chafer) 8a: 체퍼 턴업(Turn-up)단부

10, 10a, 10b : 에이펙스(Apex)

본 발명은 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 비드부를 보호하기 위한 체퍼로서, 금속분말과 고무의 복합소재를 이용하여 형성되고, 카카스의 턴업단부가 이 체퍼의 고리형상의 타단부에 의해 감싸지도록 형성됨으로써, 외력으로부터 비드부를 보호하는 동시에 비드부에서 발생한 열을 외부로 잘 방출시킬 수 있도록 형성된 스틸체퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 관한 것이다.

중하중용 공기입 레디얼 타이어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 내부에 공기의 내 투과성을 높여주기 위해 특수고무로 제작된 인너라이너(Inner Liner,10)와 이를 지지하는 백업라이너(Back-up Liner,20), 타이어의 골격에 해당하고 운행중 반복되는 굴신하중(Bending and Stretching)에 대한 내피로성을 강화하기 위하여 스틸코드로 형성된 카카스(Carcass,30), 타이어의 접지면을 형성하는 트레드(Tread, 50) 고무의 움직임을 최소화하여 내마모성을 높이고 타이어 중앙부의 급격한 변형을 막기 위하여 강성이 큰 스틸코드지로 성형한 다층구조의 벨트층(40), 카카스를 보호하는 사이드월(Side Wall, 60), 코드단부를 감싸고 타이어를 림(Rim)에 장착시키는 비드부(Bead, 70) 및 상기 비드부를 보강하는 체퍼(Chafer, 80)를 포함하여 이루어진다.

미설명부호 100은 경/연질 에이펙스(100a,100b)로 이루어진 에이펙스부 이며, 110은 카카스와 체퍼의 턴업단부(30a,80a)를 보호하는 완충고무층이고, 120은 림플랜지 고무를 나타낸다.

상기한 구조를 지닌 중하중용 공기입 레디얼 타이어는, 일반적으로 트럭, 버 스용 레디얼 타이어(TBR) 등을 지칭하는 것으로서, 이러한 중하중용 레이얼 타이어는 건설/산업차량에 장착되어 큰 하중의 중량물을 운반함과 더불어 주행 노면의 상태가 포장노면뿐만 아니라, 비포장도로 및 코너링이 심한 산악지역등 매우 열악한 환경에서 운행되므로, 타이어 내부의 상기 부품간에 응력집중 및 전단력 차이에 의한 파열(Separation)이 발생하기 쉽다.

예를 들면, 사이드월(Side Wall)에 작용되는 반복적인 굴신하중에 의한 변형은 그대로 비드부(Bead)에 압축응력으로 전달되게 되는데, 중하중용 타이어의 카카스에 발생되는 굴신변형은 매우 크므로, 비드부에도 커다란 압축하중이 작용하게 되고 비드부에 감겨있는 코드 단부들 사이에서 공기터널이 형성되어 비드부 파열의 원인이 된다.

특히, 비드부 주위에서는 상기의 응력 집중에 마찰열의 발생이 더해져 이로인한 카카스(Carcass) 파열(Separation)이 자주 발생되는데, 운전도중 발생하는 카카스 파열은 심한 경우 타이어의 분리 또는 파열로 인한 대형사고의 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.

종래 이러한 문제점을 해결하기 위하여 카카스에 톱핑(Topping)되는 고무량을 증가시키거나, 스틸코드를 삽입하여 강도를 높이는 방법이 제시되고 있으나, 외부충격에 대한 내충격 향상, 다른 부품간의 마찰력 감소, 이로 인한 마찰열의 발생 및 외부로의 열전달 촉진 등의 과제를 모두 만족시키기에서는 건설/산업차량의 운행조건이 너무 열악하여 이를 해결하는데 한계가 있다.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 카카스 분리/파열을 방지하기 위하여 내충격성 등의 내구력 향상뿐만 아니라 필연적으로 발생되는 열의 외부로의 방출을 촉진시킬 수 있는 중하중용 공기입 레디얼 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인너라이너(Inner Liner, 1), 백업라이너(Back-up Liner, 2), 카카스(Carcass, 3), 벨트층(4), 트레드(Tread, 5), 사이드월(Side Wall, 6), 비드부(Bead, 7) 및 체퍼(Chafer)를 포함하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어(Radial Tire)에 있어서,

일단부는 백업라이너(2)와 카카스(3) 사이에 삽입되고 타단부는 완충고무층(11)과 연질에이펙스(10b)에 걸쳐서 카카스의 턴업단부(3a)를 둘러싸도록 고리모양(8a)으로 형성되는 스틸 체퍼(steel chafer, 8)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스틸 체퍼(8)는 금속분말을 포함하는 금속분말-고무 복합소재인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2는 본 발명에 의한 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 단면도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 포함되는 스틸 체퍼의 형성전과 형성된 후를 비교하여 나타낸 것이다.

상기 인너라이너(1)는, 튜브레스(Tubeless)타이어의 주요 구성부품으로서, 튜브 대신 타이어 안쪽에 붙어 있으며, 공기가 통하기 어려운 특수 고무층으로 형성된다. 상기 인너라이너 외측에는 백업라이너(2)가 형성되고 그 외측에 카카스(3)가 형성된다. 상기 카카스(3)는 타이어의 골격에 해당하는 부품으로서, 중하중용 타이어의 경우, 합성수지 코드 대신 스틸 코드를 포함하여 형성된다.

상기 벨트층(4)은, 노면에 접하는 부분을 형성하는 트레드(5)고무의 움직임을 최소화하여 내마모성을 높이고 타이어 중앙부의 급격한 변형을 막기 위하여, 강성이 큰 스틸코드지로 형성된 다층구조(4a,4b,4c,4d)로 되어있다.

사이드월(6)은, 타이어의 측면에 형성되어 카카스(3)를 보호하는 역할을 하며, 비드와이어와 비드코어로 이루어지는 비드부(7)는, 타이어를 림(Rim)에 장착시키는 역할을 하는데, 상기 비드부를 보강하기 위하여 경/연질의 에이펙스(10a,10b)와 스틸 체퍼(8)가 형성되어 있다.

상기 스틸 체퍼(8)는 트럭, 버스와 같은 중하중 차량의 운행환경에 따라 일반 고무재질의 체퍼에 스틸 코드를 삽입한 것으로서, 전체적으로 비드부 하부를 둘러싸도록 형성되며, 일단부는 백업라이너(2)와 카카스(3) 사이에 삽입되는 형태로 형성되고 타단부는 완충고무층(11)과 연질에이펙스(10b)에 걸쳐 카카스의 턴업(turn-up)단부(3a)를 둘러싸도록 고리모양으로 형성된다. 이러한 고리모양의 타단부(8a)는 상기 카카스의 턴업단부에서의 분리/파열을 방지하며, 불연속적인 구조를 갖는 카카스를 단단히 고정시켜주는 구조를 이룬다.

또한, 상기 스틸체퍼는 금속분말을 포함하는 금속분말-고무 복합소재인 것을 특징으로 하는데, 기술의 발전에 따라 고무와의 혼합 및 가공성이 우수하고 매우 미세한 다양한 금속분말 입자를 이용할 수 있다. 예를 들면, 금속과의 접착성이 좋은 아연도금 등을 한 수 mm 정도의 금속분말이 상기 복합소재에 사용될 수 있다. 그 결과 열전도율 및 전기전도도가 일반 고무에 비하여 뛰어난 금속소재를 체퍼의 재료로 활용함으로써 비드부에서 발생된 열을 타이어 외부로 잘 전달하여 비드부에 흔히 발생하는 외력에 의한 응력 및 열응력을 분산시키는 효과가 있다. 또한, 비드부에 충격이 가해질 때 비드부를 보호함과 동시에 고리 모양의 스틸코드가 카카스의 턴업단부를 고정 및 보호하여 타이어 파열을 예방하는 효과가 있다.

도면부호 11은 카카스와 체퍼의 턴업단부(3a,8a)를 보호하는 완충고무층을 나타내고, 도면부호 12는 림플랜지 고무를 나타낸다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 의하면, 금속분말을 이용한 복합 고무재료로 비드부를 보호하는 스틸 체퍼를 형성함으로써, 카카스와 스틸 코드를 단단히 고정시켜 카카스 턴업단부의 분리 및 파열을 방지하고 외력으로부터의 내충격성이 향상될 뿐만 아니라 열전도율 및 전기전도도가 일반 고무에 비하여 뛰어나므로 비드부에서 발생된 열을 타이어 외부로 잘 전달하여 열응력을 분산시키는 효과가 있다. 그 결과 타이어의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

인너라이너(Inner Liner, 1), 백업라이너(Back-up Liner, 2), 카카스(Carcass, 3), 벨트층(4), 트레드(Tread, 5), 사이드월(Side Wall, 6), 비드부(Bead, 7) 및 체퍼(Chafer)를 포함하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어(Radial Tire)에 있어서,

일단부는 백업라이너(2)와 카카스(3) 사이에 삽입되고 타단부는 완충고무층(11)과 연질에이펙스(10b)에 걸쳐서 카카스의 턴업단부(3a)를 둘러싸도록 고리모양(8a)으로 형성되는 스틸 체퍼(steel chafer, 8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어.
제1항에 있어서,

상기 스틸 체퍼(8)는 금속분말을 포함하는 금속분말-고무 복합소재인 것을 특징으로 하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어.