KR100910714B1 - 내구성이 향상된 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더 상세하게는 벨트층의 세퍼레이션을 방지하기 위해 카카스 중앙에 벨트를 삽입 구성한 내구성이 향상된 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 타이어의 골격을 한장 이상의 카카스로 이루어진 카카스층와, 상기 카카스층을 보강하는 다수의 스틸코드가 삽입된 제1 및 제2 벨트로 이루어진 공기입 타이어에 있어서, 상기 제1벨트는 상기 카카스층의 타이어 반경방향 상면에 위치하고, 상기 제2벨트는 상기 제1벨트와의 세퍼레이션을 방지하도록 상기 카카스층을 이루는 카카스 중 어느 한장의 중앙에 삽입형성된 것을 특징으로 한다.

카카스, 벨트, 세퍼레이션, 벨트각, 캡플라이

Description

내구성이 향상된 공기입 타이어{a pneumatic tire in which durability is improved}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더 상세하게는 벨트층의 세퍼레이션을 방지하기 위해 카카스 중앙에 벨트를 삽입 구성한 내구성이 향상된 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 공기입 타이어는 노면과 접촉하는 트레드와 타이어의 골격을 이루는 카카스, 트레드와 카카스 사이에 설치된 벨트층, 타이어 내면에 형성되어 공기의 누출을 방지하는 인너라이너, 카카스를 보호하고 유연한 굴신운동을 하도록 하는 사이드월 및 타이어를 림에 장착시키는 비드부 등으로 구성되어 있다.

이들 구성 중 벨트층은 타이어의 카카스를 보호 및 카카스의 강성을 높이기 위해 트레드와 카카스사이에 원주방향으로 설치되며, 스틸와이어가 삽입된 벨트를 다수장 적층하여 구성된다. 일반적인 타이어의 상기 벨트층은 다수장 적층되어 벨트의 굴신운동으로 인해 각 벨트는 전단응력이 발생하고 특히, 벨트의 좌,우측 끝단 에지부에는 벨트의 중앙부보다 더 큰 전단응력이 발생하여 벨트끼리 분리가 되는 세퍼레이션으로 타이어가 파손되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 세퍼레이션을 방지한 공기입 타이어가 개시되 었다.

종래의 공기입 타이어(100)는 트레드(120)와 카카스(150) 사이에 벨트층(130)이 삽입되고, 상기 카카스(150)가 인너라이너(160) 상면에 위치하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층(130)은 카카스(150)와 인접한 면의 제1벨트(132)와; 상기 제1벨트(132)의 외면에 위치하는 제2벨트(131)와; 상기 제1벨트(132) 및 상기 제2벨트(131)의 전체 또는 좌,우측 양 끝단에 벨트층(130)의 유동 방지하는 캡플라이(140)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 타이어(100)는 벨트층(130)을 구성하는 벨트(131,132)들의 좌,우측의 양측을 캡플라이(140)로 감싸지도록 구성되어 상기 벨트층(130)의 좌,우 양측에 발생하는 전단응력으로 인해 벨트(131,132) 끝단이 서로 분리되는 세페레이션을 방지하고자 하였다.

하지만, 종래의 공기입 타이어(100)는 적재량이 많아 차량의 하중이 증가하거나, 운행속도가 증가하게 되면, 벨트(131,132)의 좌,우 양측 끝단에 응력집중 더 크게 발생하여 상기 캡플라이(140)만으로는 세퍼레이션을 방지하는 효과가 미미하였다.

상기한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 벨트층의 세퍼레이션을 방지하도록 카카스의 중앙부에 벨트를 형성하여 벨트 끝단에 응력집중으로 각 벨트들이 분리되는 세퍼레이션을 방지할 수 있는 내구성이 향상된 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 타이어의 골격을 이루는 적어도 한장 이상의 카카스층와, 상기 카카스의 타이어 반경방향 상면에 위치하는 다수의 스틸코드가 삽입된 다수장의 벨트로 이루어진 벨트층 포함하여 이루어진 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층을 구성하는 다수장의 벨트들 중 적어도 한장의 벨트는 상기 카카스층의 중앙부에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1벨트가 중앙에 삽입형성된 카카스는 인너라이너의 상면에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1벨트에 내부에 삽입된 스틸코드와 상기 제2벨트 내부에 삽입된 스틸코드의 각도는 서로 직교하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1벨트에 삽입된 스틸코드는 타이어 원주방향에 0˚의 각도를 갖으며, 상기 제2벨트에 삽입된 스틸코드는 타이어 원주방향에 90˚의 각도를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1벨트의 좌,우 양단 또는 제1벨트의 전체 상면 중 적어도 어느 한 곳에 캡플라이가 구비된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 벨트들 사이에서 발생되는 세퍼레이션을 방지하여 타이어의 내구성을 향상시킴으로써, 세퍼레이션으로 발생될 수 있는 사고를 방지할 수 이는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 공기입 타이어를 도시한 단면도이고, 도 3은, 실시예에 따른 제1, 제2벨트의 스틸코드를 개략적으로 평면에서 본 개략도이며, 도 4는, 비교예의 공기압 타이어 벨트층의 응력분포도, 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 공기입 타이어의 응력분포도이다.

본 발명의 따른 내구성이 형성된 공기입 타이어는 타이어의 골격을 한장 이상의 카카스로 이루어진 카카스층와, 상기 카카스층을 보강하는 다수의 스틸코드가 삽입된 제1 및 제2 벨트로 이루어진 공기입 타이어에 있어서, 벨트와 카카스의 구조에 특징이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 카카스층(50)은 인너라이너(60) 상면에 두장의 카카스(51,52)가 차례로 적층 되어 이루어진다.

상기 카카스층(50)을 이루는 두장의 카카스(51,52) 중 상기 인너라이너(60)의 상면에 위치한 카카스(52)에는 상기 제2벨트(32)가 상기 카카스(52)의 중앙에 삽입 형성(즉, 상기 제2벨트(32)의 좌,우측에 카카스(52)가 형성되는 구성과 동일하다.)되고, 그 상면에 카카스(51)가 위치하며, 상기 카카스(51)의 상면에는 상기 제1벨트(31)가 위치한다.

상기 벨트(31,32)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1벨트(31)의 내부에 삽입된 스틸코드(31a)의 각도와 상기 제2벨트(32)의 내부에 삽입된 스틸코드(32a)의 각도는 서로 직교하도록 형성되며, 이때, 상기 제1벨트(31)의 내부에 삽입된 스틸코드(31a)는 원주방향에 대하여 0˚의 각도를 갖으며, 상기 제2벨트(32)의 내부에 삽입된 스틸코드(32a)는 원주방향에 대하여 90˚의 각도 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 제1벨트(31)의 상면으로는 상기 카카스층(50)과의 분리됨을 방지하기 위해 캡플라이(40)가 구비되는데, 상기 캡플라이(40)는 상기 제1벨트(31) 상면전체와 상기 제1벨트(31) 양쪽 끝단에 서로 겹쳐지도록 구성되는 것이 바람직하지만, 상기 제1벨트(31)의 상면전체와 상기 제1벨트(31)의 양쪽 끝단 중 어느 한곳에만 구비되는 구성도 가능하다.

이상에서 설명한 각 구성간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.

상기와 같이 구성된 실시예의 타이어는 중하중이나 고속으로 주행시 제1벨트(31)와 제2벨트(32)의 끝단에서 발생하는 전단응력을 분산시키도록 상기 카카스(52)에 제2벨트(32)를 삽입 형성하였다.

본 발명자는 본 발명의 효과를 비교하기 위해 도 4, 도 5와 같이 비교예의 타이어와 실시예의 타이어 응력분포를 측정하여 도면으로 나타내었다.(도 4 및 도 5에는 적색에 가까울수록 응력이 높은 것이고, 청색에 가까울수록 응력이 낮은 것을 나타낸다.)

도 4는, 비교예의 타이어 주행시 발생하는 응력분포도로서,

비교예의 타이어는 종래의 타이어와 동일한 구성으로, 215/60R16의 규격에 공기압: 30psi, 하중: 540kgf, 속도: 3.2km/hr로 주행시 타이어에서 발생하는 응력분포를 도시한 도면이다. 이때, 제1벨트 스틸코드의 각도는 원주방향에 대하여 +21˚이고, 제2벨트 스틸코드의 각도는 원주방향에 대하여 -21˚의 각도를 갖는다.

비교예의 타이어는 상기의 도 3에서 보는 바와 같이 최대의 응력이 발생하는 부분 즉, 적색으로 표현된 부분이 벨트의 좌,우 양측 끝단부로서, 그 부분에 응력이 집중되어 세퍼레이션이 발생 될 수 있음을 알 수 있다.

도 5는, 본 실시예의 타이어 주행시 발생하는 응력분포도로서,

상기 실시예의 타이어와 동일한 구성으로, 비교예의 타이어와 동일한 조건인 공기압: 30psi, 하중 540kgf, 속도: 3.2km/hr로 주행시 타이어에서 발생하는 응력분포를 도시한 것이다. 이때, 제1벨트 스틸코드의 각도는 원주방향에 대하여 0˚이고 제2벨트 스틸코드의 각도는 원주방향에 대하여 90˚의 각도를 갖는다.

본 실시예의 타이어는 도 5에서 보는 바와 같이, 비교예의 타이어와는 달리 벨트층 좌,우 양측 끝단에서 적색으로 표현되었던 응력집중이 없어지고, 타이어의 전체가 하늘색 즉, 집중되었던 응력이 타이어 전체로 분산됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 벨트 좌,우 양측 끝단에서 발생되는 응력집중을 분산시켜 응력집중으로 발생될 수 있는 세퍼레이션을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 해당분양에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 종래의 공기압 타이어를 도시한 횡단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기입 타이어를 도시한 횡단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1, 제2벨트의 스틸코드를 개략적으로 평면에서 본 개략도이다.

도 4은 비교예의 공기압 타이어 벨트층의 응력분포도이다.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 공기입 타이어 벨트층의 응력분포도이다.

<도면의 주요부분에 대한 도면부호의 설명>

10: 공기입 타이어트레 20: 트레드

31: 제1벨트 31a: 제1벨트의 스틸코드

32: 제2벨트 32a: 제2벨트의 스틸코드

40: 캡플라이 50: 카카스층

51: 카카스 52: 제2벨트가 삽입된 카카스

60: 인너라이

Claims (5)

1. 타이어의 골격을 한장 이상의 카카스로 이루어진 카카스층와, 상기 카카스층을 보강하는 다수의 스틸코드가 삽입된 제1 및 제2 벨트로 이루어진 공기입 타이어에 있어서,

   상기 제1벨트(31)는 상기 카카스층(50)의 타이어 반경방향 상면에 위치하고,

   상기 제2벨트(32)는 상기 제1벨트(31)와의 세퍼레이션을 방지하도록 상기 카카스층(50)을 이루는 카카스 중 어느 한장의 중앙에 삽입형성되고,

   상기 제1벨트(31)에 내부에 삽입된 스틸코드(31a)와 상기 제2벨트(32) 내부에 삽입된 스틸코드(32a)의 각도는 서로 직교하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 공기입 타이어.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2벨트(32)가 중앙에 삽입형성된 카카스(52)는 인너라이너(60)의 상면에 위치하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 공기입 타이어.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1벨트(31)에 삽입된 스틸코드(31a)는 타이어 원주방향에 0˚의 각도를 갖으며, 상기 제2벨트(32)에 삽입된 스틸코드(32a)는 타이어 원주방향에 90˚의 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 공기입 타이어.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1벨트(31)의 좌,우 양단 또는 제1벨트(31)의 전체 상면 중 적어도 어느 한 곳에 캡플라이(40)가 구비된 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 공기입 타이어.

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