KR101141881B1

KR101141881B1 - 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101141881B1
Application number: KR1020100061631A
Authority: KR
Inventors: 정영진
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-05-03
Also published as: KR20120001055A

Abstract

본 발명은 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어 및 이의 제조방법을 개시한다.
본 발명에 따르는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어는 트레드부(tread), 사이드월부(side wall), 비드부(bead) 및 상기 트레드부로부터 연장되는 연장부와 비드부를 감싸는 끝단인 단부를 가진 카카스플라이(carcass ply)를 포함하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 상기 비드부는 비드코어부(bead core), 에이펙스부(apex) 및 보강부를 포함하는데, 상기 비드코어부는 복수개의 비드와이어를 포함하여 이루어지고, 상기 에이펙스부는 연질의 고무재질로서 상기 비드코어부와 일체로 형성되며, 상기 보강부는 상기 비드코어부와 에이펙스부를 감싸되, 상기 비드부의 외측에서는 상기 단부의 높이와 같거나 낮게 형성되는 특징이 있는데, 이에 의할 때, 비드번들과 카카스 사이의 부착력을 향상시키고, 따라서 비드부의 내구성이 향상되며 나아가 에이펙스부의 압출시에 발생되는 재료의 낭비를 감소시키고, 그에 따르는 작업성을 향상시킬 수 있다.

Description

비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어 및 그 제조방법{Pneumatic tire with excellent bead structure and method of manufacturing thereof}

본 발명은 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비드번들과 카카스 사이의 부착력을 향상시키고, 따라서 비드부의 내구성이 향상되며 나아가 에이펙스부의 압출시에 발생되는 재료의 낭비를 감소시키고, 그에 따르는 작업성을 향상시킬 수 있는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 중하중용으로 사용되는 공기입 타이어는 높은 하중에 견딜 수 있도록 비드부를 보강하는 것이 필요한데, 이는 공기입타이어가 받는 스트레스는 림(rim)에 결착된 휠과 맞닿는 계면에서 가장 크게 나타나고, 이때 그 계면에서 비드부의 파괴나 이탈이 되는 현상이 발생되기 때문이다.

도 1은 종래 공기입 타이어의 우반단면도이다.

도 1을 참조하면, 통상 차량에 사용되는 공기입 타이어(10)에서는 1장의 카카스플라이(20)가 사용되며, 카카스플라이(20)는 비드부(3)에서 다수개의 코드가 다발로 이루어지는 비드코어(50) 및 에어펙스(40)를 감싸도록 턴업되어 보강부(30)를 구비하도록 설치된다.

상기 공기입 타이어(10)는 차량의 하중에 따라 가장 많은 힘을 받아 크렉(Crack) 발생의 위험성을 지닌 비드부(3)와, 트레드부(1)로부터 확장되어 잦은 굴신운동에 따라 취약한 사이드월부(2)를 보강을 위해서는 후리퍼, 체파, 인서트 러버 스트립, 스틸 와이어 등의 구성품들을 추가 구성하여 보강하도록 하고 있으나, 여전히 제조원가의 부담을 지니고 있다.

더욱이, 상기 에어펙스(40)의 끝단(60)부분에서는 카카스플라이의 끝단의 위치가 에이펙스의 끝단(60)을 기준으로 사이드월과 에이펙스의 바깥쪽에 위치되어 주행시 굴신운동에 의한 세퍼레이션에 매우 취약한 단점이 있으며, 이는 자칫 주행중 세퍼레이션에 의한 대형사고를 유발할 수 있는 문제가 있었다.

더욱이, 종래에는 공기입타이어의 비드부를 강하게 하기 위하여, 나일론 체이퍼(chafer)를 2-4장씩 카카스 및 스틸 체이퍼의 턴업(turn-up) 부위에 안팎으로 부착하는 구조를 취하였으나, 이러한 비드부 보강구조는 과하중시에 비드부위에 응력이 집중됨은 물론 변곡된 영역에서 카카스 라인의 변화가 심해서 이를 지탱하지 못하게 되어 결국에는 비드부에서 코드파열이 발생할 수 있어 대형사고의 위험이 내재되어 있고, 이를 개선하기 위하여 에이펙스 높이 변경 및 카카스 턴업부 내외측에 나일론 체이퍼를 부착하는 등의 방안들이 제안되었으나 여전히 비드부에서의 코드파열 현상이 발생되고 있는 문제는 여전하다.

더 자세하게 종래 비드부를 보강한 구조를 도 2를 통하여 살펴보면, 도 2는 종래의 비드부의 구조를 보강한 형상을 개념적으로 나타낸 공기입타이어의 비드부를 확대한 우반단면도인데, 종래 비드부의 보강 구조는 복수개의 비드코드(210)를 나일론(Nylon)재질의 감쌈지(wrapper, 220)로 감싼 비드번들(230)과, 상기 비드번들과 직접 맞닿도록 구비되되, 경질에이펙스(HARD APEX, 240)와 연질에이펙스(SOFT APEX, 250)가 일체로 압출된 에이펙스부(240, 250), 상기 비드번들(230), 에이펙스부(240, 250)를 둘러싸는 카카스부(260)로 이루어져 있다.

그러나 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 종래의 기술에서도 높은 하중으로 인해 비드번들(230)과 카카스부(260)와의 계면에서 발생되는 부착력 감소로 인하여 비드번들의 안착성과 내구성이 약화되는 문제는 여전히 남아있다.

한편, 에이펙스부를 구성하는 경질에이펙스(HARD APEX, 240)와 연질에이펙스(SOFT APEX, 250)가 일체로 압출되는 관계상 필연적으로 발생하는 재료의 낭비와 작업성이 저감되는 문제 역시 고질적으로 남아있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 기술적 과제는 비드번들과 카카스 사이의 부착력을 향상시키고, 따라서 비드부의 내구성이 향상되며 나아가 에이펙스부의 압출시에 발생되는 재료의 낭비를 감소시키고, 그에 따르는 작업성을 향상시킬 수 있는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 두번째 기술적 과제는 비드번들과 카카스 사이의 부착력을 향상시키고, 따라서 비드부의 내구성이 향상되며 나아가 에이펙스부의 압출시에 발생되는 재료의 낭비를 감소시키고, 그에 따르는 작업성을 향상시킬 수 있는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 첫번째 기술적 과제를 해결하기 위하여,

트레드부(tread), 사이드월부(side wall), 비드부(bead) 및 상기 트레드부로부터 연장되는 연장부와 비드부를 감싸는 끝단인 단부를 가진 카카스플라이(carcass ply)를 포함하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 상기 비드부는 비드코어부(bead core), 에이펙스부(apex) 및 보강부를 포함하는데, 상기 비드코어부는 복수개의 비드와이어를 포함하여 이루어지고, 상기 에이펙스부는 연질의 고무재질로서 상기 비드코어부와 일체로 형성되며, 상기 보강부는 상기 비드코어부와 에이펙스부를 감싸되, 상기 비드부의 외측에서는 상기 단부의 높이와 같거나 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 보강부는 경질의 고무재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 연질의 고무재질은 그 부피탄성율이 2 내지 10㎫일 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 경질의 고무재질은 그 부피탄성율이 2 내지 10㎫일 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 두번째 기술적 과제를 해결하기 위하여 타이어 성형기 상에 구비된 브래다의 상부에 카카스플라이, 보강부을 순차적으로 적층한 후 일체로 결합된 비드코어부와 에이펙스부를 부착하고 상기 브래다를 이용하여 상기 카카스플라이 및 보강부를 비드코어부와 에이펙스부를 중심으로 턴업하여 제조되는 것을 특징으로 하는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어 및 그 제조방법은 비드번들과 카카스 사이의 부착력을 향상시키고, 따라서 비드부의 내구성이 향상되며 나아가 에이펙스부의 압출시에 발생되는 재료의 낭비를 감소시키고, 그에 따르는 작업성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 도 1은 종래 공기입 타이어의 우반단면도이다.
도 2는 종래의 비드부의 구조를 보강한 형상을 개념적으로 나타난 공기입타이어의 비드부를 확대한 우반단면도이다.
도 3은 본 발명에 따라는 비드부의 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 비드부를 확대한 우반단면도이다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 대하여 아래에서와 같이, 실시 가능한 예를 들어 도면을 들어 설명하나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 트레드부(tread), 사이드월부(side wall), 비드부(bead) 및 상기 트레드부로부터 연장되는 연장부와 비드부를 감싸는 끝단인 단부를 가진 카카스플라이(carcass ply)를 포함하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 상기 비드부는 비드코어부(bead core), 에이펙스부(apex) 및 보강부를 포함하는데, 상기 비드코어부는 복수개의 비드와이어를 포함하여 이루어지고, 상기 에이펙스부는 연질의 고무재질로서 상기 비드코어부와 일체로 형성되며, 상기 보강부는 상기 비드코어부와 에이펙스부를 감싸되, 상기 비드부의 외측에서는 상기 단부의 높이와 같거나 낮게 형성되는 특징이 있다.

도 3은 본 발명에 따라는 비드부의 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 비드부를 확대한 우반단면도이다.

도 3을 참조하면, 연질의 고무재질로 이루어진 에이펙스부(350)와 복수개의 비드와이어(310)와 감쌈지(320)를 구비한 비드코어부(330)가 일체로 형성되어 있고, 상기 에이펙스부(350)와 비드코어부(330)를 감싸는 형상으로 보강부(340)가 구비되어 있음을 알 수 있다.

상기 비드코어부(330)가 비드와이어(310), 감쌈지(320)를 구비하는 것으로 도시하고 있으나, 이를 모두 포함하거나 덜 포함 또는 더 포함한다고 하여도 본 발명의 기술적 사상과 달라지는 것은 아니다.

또한, 상기 보강부(340)가 상기 비드부의 외측(OU)에서는 카카스플라이(360)의 단부보다 낮은 위치까지 형성되어 있는데, 이는 상기 단부에 응력이 집중되어 갈라짐과 같은 불량이 발생되어 내구성에 저하를 초래할 수 있기 때문이다.

아울러, 상기 비드부의 내측(IN)에서는 카카스플라이(360)의 위치에 상관없이 상기 보강부(340)을 형성하여도 무방하다.

한편, 상기 보강부(340)은 경질의 고무재질로 형성될 수 있으며, 상기 경질의 고무재질은 그 부피탄성율이 2 내지 10㎫인 고무인 한 그 종류나 양을 한정하여 사용할 것은 아니다.

여기서 설명하는 부피탄성율은 물체를 압축하는 경우 그 물체의 각 면에 걸려 있는 압력을 p, 부피 V, 부피변화 △V(나중압력에서 초기압력의 차압)라 하면 아래 식 1과 같이 표현된다.

<식 1>

압력(p) =

위 식 1에서 B를 부피탄성율이라 한다.

만일 상기 경질의 고무재질의 부피탄성율이 2㎫ 미만이면, 상기 비드코어부(330)가 주행중에 굴신운동에 의하여 받는 외력에 의하여 부착력이 감소되는 문제를 해소하는 보강력을 부여하기 힘들 수 있으며, 반대로 10㎫를 초과하면, 보강력을 부여하는데 문제는 없어지나 승차감이나 굴신운동에서 안정감을 해하는 문제가 생길 수 있다.

또한, 상기 연질의 고무재질은 그 부피탄성율이 2 내지 10 ㎫인 고무인 한 그 종류나 양을 한정하여 사용할 것은 아니다. 만일 2 ㎫미만이면, 비드코어부(330)의 분산을 최소화하기 어렵고, 비드코어부가 받는 충격을 완화시키기 어려울 수 있으며, 반대로 10㎫을 초과하면, 상기 비드코어부(330)와 일체로 형성되기 어려울 수 있다.

한편, 본 발명에 따르는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어는, 타이어 성형기 상에 구비된 브래다(미도시, 종래의 타이어 성형기, 브래다 참조)참차의 상부에 카카스플라이(360), 보강부(340)를 순차적으로 적층(laminate)한 후 일체로 결합된 비드코어부(330)와 에이펙스부(350)를 부착(assembly)하고 상기 브래다를 이용하여 상기 카카스플라이(360) 및 보강부(340)를 비드코어부(330)와 에이펙스부(350)를 중심으로 턴업(turn up)하여 제조되는 특징이 있다.

상기 브래다의 상부에 카카스플라이(360), 보강부(340)을 순차적으로 적층하는 것으로 기재하고 있으나, 이에는 당연히 인너라이너와 같은 별도의 구성들을 더 포함할 수 있다.

이에 의하여, 종래의 공정인 연질과 경질 에이펙스를 별도로 압출하고 이를 비드번들과 부착한 후 타이어 성형기 상에 구비된 브래다의 상부에 구비된 카카스플라이로 턴업하는 공정에서 발생되는 재료의 낭비와 작업성을 개선할 수 있게 되는 것이다.

에이펙스부 350, 비드와이어 310
감쌈지 320, 비드코어부 330
보강부 340, 카카스플라이 360

Claims

삭제
트레드부(tread), 사이드월부(side wall), 비드부(bead) 및 상기 트레드부로부터 연장되는 연장부와 비드부를 감싸는 끝단인 단부를 가진 카카스플라이(carcass ply)를 포함하는 중하중용 공기입 레디얼 타이어에 있어서,
상기 비드부는 비드코어부(bead core), 에이펙스부(apex) 및 보강부를 포함하는데,
상기 비드코어부는 복수개의 비드와이어를 포함하여 이루어지고, 상기 에이펙스부는 연질의 고무재질로서 상기 비드코어부와 일체로 형성되며, 상기 보강부는 상기 비드코어부와 에이펙스부를 감싸되, 상기 비드부의 외측에서는 상기 단부의 높이와 같거나 낮게 형성되고, 경질의 고무재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어.
제 2 항에 있어서,
상기 연질의 고무재질은 그 부피탄성율이 2 내지 10㎫인 것을 특징으로 하는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어.
제 2 항에 있어서,
상기 경질의 고무재질은 그 부피탄성율이 2 내지 10㎫인 것을 특징으로 하는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어.
타이어 성형기 상에 구비된 브래다의 상부에 제 2 항의 카카스플라이, 보강부을 순차적으로 적층한 후 일체로 결합된 비드코어부와 에이펙스부를 부착하고 상기 브래다를 이용하여 상기 카카스플라이 및 보강부를 비드코어부와 에이펙스부를 중심으로 턴업하여 제조되는 것을 특징으로 하는 비드부 보강구조를 가진 중하중용 공기입 레디얼 타이어의 제조방법.