KR101279494B1 - 벨트부 온도저감용 중하중 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트럭 및 버스 등에 장착되는 중하중 타이어에 관한 것으로, 특히 벨트부의 변형에 따라 발생되는 열을 저감하여 열발생에 따른 타이어의 내구저하를 예방하고 성능향상도 도모하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 노면과 접지하는 트레드(1)와, 타이어의 내부 골격 코드층으로 하중을 지지하고 충격에 견디면서 주행중 굴신운동이 이루어지는 카카스(2), 타이어의 옆부분인 사이드월(3) 및, 상기 트레드(1)와 카카스(2) 사이에 배치되어 타이어의 강도를 보강하는 다층의 벨트부(4)로 이루어진 중하중 타이어에 있어서, 상기 트레드(1)의 블록(1a) 하단에는 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생하는 발열을 공냉시키는 공냉부(5)가 형성되되, 이 공냉부(5)는 트레드(1)의 블록(1a) 면까지 관통된 외기 도입공(6)과, 이 외기 도입공(6)이 연통된 볼텍스 발생 공간부(7), 상기 볼텍스 발생 공간부(7)에서 홈(1b)으로 연통되는 더운공기 출구(8) 및, 사이드월(3)로 관통되어 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생된 발열을 공냉시키는 찬공기 출구(9)를 갖추어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

벨트부 온도저감용 중하중 타이어{Heavy duty tire for temperature reduction of belt end position}

본 발명은 트럭 및 버스 등에 장착되는 중하중 타이어에 관한 것으로, 특히 벨트부의 변형에 따라 발생되는 열을 저감하여 열발생에 따른 타이어의 내구저하를 예방하고 성능향상도 도모하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어에 관한 것이다.

트럭 및 버스용 타이어와 같은 중하중용 타이어에서 내구성은 가장 중요한 문제이며, 승용차용 타이어에 비해 플라이(Fly)가 높고 하중도 많이 받으므로 발열에 대비 열의 방산에 충분히 주의하여 설계가 되어야 한다.

중하중용 타이어는 통상적으로 벨트부의 제 2 벨트와 제 3 벨트 끝단(Edge)에서 발생하는 대부분의 내구 문제 경우에 있어서 발열에 의한 재료의 내구 저항성의 저하로 발생하게 되는데, 변형에 의하여 발생할 수밖에 없는 발열의 최소화를 유지시키면서 발생된 열을 가능하면 최저로 유지하는 것이 중요하였다.

종래에도 이러한 맥락에 따른 중하중용 타이어에서 벨트부의 내구성을 향상시키기 위한 방법으로는 벨트부에서 발생되는 열을 억제하기 위하여 벨트부의 거동을 최소화하기 위해 제 2 벨트와 제 3 벨트에 구조적 개선이나 또는 발생된 열을 최대한 효과적으로 발열시키기 위한, 예를 들어 사이드월부에 홈을 파는 방식으로 벨트부의 발열을 직접적으로 방열시키거나 홈의 형태를 다양하게 형성시키어 난류를 발생시킴으로써 간접적으로 방열을 극대화시킬 수 있는 방식들이다.

그러나 종래 상기와 같은 방법들은 벨트부의 거동을 제한하기 위해서는 설계인자들이 제약을 받거나 사이드월부의 두께 한정으로 인하여 효과적인 발열을 위해 홈 깊이를 설정하는데 많은 제한이 수반될 수밖에 없었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 기존 설계인자에 대한 변경이나 제약 없이 어느 정도 두께가 확보되어 있는 트레드부에 공기흐름과 접지장을 이용한 펌핑 효과로 강제 냉각된 공기를 이용하여 제 2, 3 벨트의 엣지부에서 발생하는 열을 강제로 공냉시키어 외기로 배출하여 벨트부의 내구저하를 예방하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 노면과 접지하는 트레드와, 타이어의 내구 골격 코드층으로 하중을 지지하고 충격에 견디면서 주행중 굴신운동이 이루어지는 카카스, 타이어의 옆부분인 사이드월 및, 상기 트레드와 카카스 사이에 배치되어 타이어의 강도를 보강하는 다층의 벨트부로 이루어진 중하중 타이어에 있어서, 상기 트레드의 블록 하단에는 벨트부의 엣지선단에서 발생하는 발열을 공냉시키는 공냉부가 형성되되, 이 공냉부는 트레드의 블록면까지 관통된 외기 도입공과, 이 외기 도입공이 연결된 볼텍스(Vortex) 발생 공간부, 상기 볼텍스 발생 공간부에서 홈으로 연통되는 더운공기 출구 및, 사이드월로 관통되어 벨트부의 엣지선단에서 발생된 발열을 공냉시키는 찬공기 출구를 갖추어 이루어진 구조로 되어 있다.

이러한 본 발명에 따른 벨트부 온도저감용 중하중 타이어는 타이어의 벨트부 엣지선단에서 발생하는 발열을 강제로 신속하게 공냉시키어 방산할 뿐만 아니라 트레드의 설계특성 변경없이 구조 개선이 가능한 구조로 되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 벨트부 온도저감용 중하중 타이어의 부분 단면도,
도 2는 도 1의 요부 확대 작용 설명도이다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 1에는 본 발명이 적용된 중하중 타이어의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 요부 확대도이다.

본 발명은 노면과 접지하는 트레드(1)와, 타이어의 내부 골격 코드층으로 하중을 지지하고 충격에 견디면서 주행중 굴신운동이 이루어지는 카카스(2), 타이어의 옆부분인 사이드월(3) 및, 상기 트레드(1)와 카카스(2) 사이에 배치되어 타이어의 강도를 보강하는 다층의 벨트부(4)로 이루어진 중하중 타이어에 있어서, 상기 트레드(1)의 블록(1a) 하단에는 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생하는 발열을 공냉시키는 공냉부(5)가 형성되되, 이 공냉부(5)는 트레드(1)의 블록(1a) 면까지 관통된 외기 도입공(6)과, 이 외기 도입공(6)이 연통된 볼텍스 발생 공간부(7), 상기 볼텍스 발생 공간부(7)에서 홈(1b)으로 연통되는 더운공기 출구(8) 및, 사이드월(3)로 관통되어 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생된 발열을 공냉시키는 찬공기 출구(9)를 갖추어 이루어진 구조로 되어 있다.

여기서 상기 공냉부(5)의 외기 도입공(6) 직경(C)은 볼텍스 발생 공간부(7) 저면에 형성된 단차홈(71)의 직경(d) 보다 작게 형성되고, 상기 볼텍스 발생 공간부(7)에서 서로 대향된 방향으로 형성되는 더운공기 출구(8)의 직경(a)과 찬공기 출구(9)의 직경(b) 비율은 a : b = 2 : 1 정도가 되도록 형성시키어 공기흐름을 원활하게 유도시키도록 되어 있다.

또한, 상기 트레드(1)의 홈(1b)으로 연통되는 더운공기 출구(8)에는 소용돌이 발생부(10)가 중앙에 형성되어 이 소용돌이 발생부(10)를 가운데 두고 양쪽 구멍들로 더운공기가 빠져 나가도록 되어 있다.

그리고 상기 볼텍스 발생 공간부(7)의 찬공기 출구(9)는 벨트부(4)의 엣지선단(4a)들과 이격된 간격으로 지나가서 사이드월(3)로 관통되는 구조를 갖는다.

이러한 본 발명은 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생하는 열에 의해 온도를 최소화시키기 위한 트레드(1) 내부에 형성된 공냉장치로서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 트레드(1)의 숄더부에 형성된 외기 도입공(6)으로부터 유입된 화살표 (가)방향의 공기는 타이어의 트레드(1)가 노면에 접지할 때 볼텍스 발생 공간부(7)와 소용돌이 발생부(10)를 통하여 공기가 냉각되는바, 즉 상기 외기 도입공(6)이 노면과 접지할 때 이 외기 도입공(6)에서 압축된 공기(화살표 "가"방향)가 볼텍스 발생 공간부(7)에서 직경이 큰 더운공기 출구(8) 쪽으로 흐르게 되는데, 공기가 흐르는 과정에서 벽면의 공기는 벽면과의 마찰로 인하여 속도가 느리게 되고, 그 중심부는 속도가 빨라지게 되어 상대적으로 속도 차가 발생하게 된다.

속도 차를 갖는 공기는 소용돌이 발생부(10)에서 흐름이 원활하지 못하게 되고 이 더운공기 출구(8) 쪽에서 일부 정체되는 현상이 발생하게 된다. 이에 따라 중심부의 속도와 정체된 공기의 속도 차는 내부 마찰을 유도하고, 이 내부 마찰은 열을 발생하며 상대적으로 열의 발생이 일어나지 않은 벽면쪽으로 열이 이동하게 되어 화살표 "다"방향을 따라 온도가 올라가는 더운공기는 이 더운공기 출구(8)쪽으로 빠져나가서 트레드(1)의 홈(1b)으로 배출되어 외기로 빠져나간다.

이 같이 상기 더운공기 출구(8)의 통로 내부에서 마찰로 인하여 생성된 열이 외부로 빠져 나감과 동시에 그 중심부는 냉각되는데, 이 냉각된 공기는 화살표 "나"방향과 같이 반대로 되돌아 나오면서 찬공기 출구(9)로 향하여 사이드월(3) 쪽으로 빠져나가게 될 때, 이 찬공기가 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생된 열을 빼앗아 냉각시키면 외기로 빠져나가게 된다.

본 발명은 이러한 볼텍스 공기흐름을 이용하여 타이어 벨트부(4)에서 발생된 열을 강제 냉각시키어 외기로 방출함에 따라 벨트부(4)의 온도저감이 이루어져서 내구성 기능향상에 도움을 줄 수가 있다.

한편, 상기 더운공기 출구(8)쪽에 형성된 소용돌이 발생부(10)는 그 단면이 쇄기형 단면을 갖는데, 크기와 길이 및 각도에 따라 냉각 정도가 달라지므로 이 더운공기 출구(8)의 온도발생 정도에 따라 그 크기와 길이 및 각도를 조절할 수 있다.

1 : 트레드(Tread), 2 : 카카스(Carcass),
3 : 사이드월(Sidewall), 4 : 벨트(Belt)부,
4a : 엣지(Edge)선단, 5 : 공냉부,
6 : 외기 도입공, 7 : 볼텍스(Vortex) 발생 공간부,
8 : 더운공기 출구, 9 : 찬공기 출구,
10 : 소용돌이 발생부.

Claims (5)

1. 노면과 접지하는 트레드(1)와, 타이어의 내부 골격 코드층으로 하중을 지지하고 충격에 견디면서 주행중 굴신운동이 이루어지는 카카스(2), 타이어의 옆부분인 사이드월(3) 및, 상기 트레드(1)와 카카스(2) 사이에 배치되어 타이어의 강도를 보강하는 다층의 벨트부(4)로 이루어진 중하중 타이어에 있어서,
   상기 트레드(1)의 블록(1a) 하단에는 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생하는 발열을 공냉시키는 공냉부(5)가 형성되되, 이 공냉부(5)는 트레드(1)의 블록(1a) 면까지 관통된 외기 도입공(6)과, 이 외기 도입공(6)이 연통된 볼텍스 발생 공간부(7), 상기 볼텍스 발생 공간부(7)에서 홈(1b)으로 연통되는 더운공기 출구(8) 및, 사이드월(3)로 관통되어 벨트부(4)의 엣지선단(4a)에서 발생된 발열을 공냉시키는 찬공기 출구(9)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공냉부(5)의 외기 도입공(6) 직경(C)은 볼텍스 발생 공간부(7) 저면에 형성된 단차홈(71)의 직경(d) 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 볼텍스 발생 공간부(7)에서 서로 대향된 방향으로 형성되는 더운공기 출구(8)의 직경(a)과 찬공기 출구(9)의 직경(b) 비율은 a : b = 2 : 1 정도가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 볼텍스 발생 공간부(7)의 찬공기 출구(9)는 벨트부(4)의 엣지선단(4a)들과 이격된 간격으로 지나가서 사이드월(3)로 관통되는 것을 특징으로 하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 트레드(1)의 홈(1b)으로 연통되는 더운공기 출구(8)에는 소용돌이 발생부(10)가 중앙에 형성된 것을 특징으로 하는 벨트부 온도저감용 중하중 타이어.
   

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