KR101385138B1 - 타이어 보강용 스틸코드 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, n (n > 1) 개의 소선을 포함하고, 상기 소선은 상기 타이어 보강용 스틸코드의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되어 구성되며, 상기 각각의 소선은 길이방향으로 1/2 꼬임 피치 구간 내에서 n-1 개 형성된 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 보강용 스틸코드{Steel Cord for Reinforcement of a Tire}

본 발명은 타이어 보강용 스틸코드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 소선이 서로 꼬아져 연선되게 형성되며 각각의 소선은 홈부를 포함하되, 상기 홈부는 각각의 소선이 서로 교차하는 부분에 형성됨으로써, 특히 고무 가류시 상기 홈에 의한 소선끼리의 앵커링 효과가 달성되어 소선의 위치가 고정되며 소선간의 상대운동이 방지되어 마찰로 인한 마멸, 손상이 방지되고, 스틸코드의 단면은 비원형 형상을 가짐으로써 본 발명에 따른 스틸코드 사용시 타이어의 경량화가 달성되며 코너링시 안정성이 향상되어 보다 편안한 승차감을 갖는 타이어의 제조가 가능한 타이어 보강용 스틸코드에 관한 것이다.

근래 타이어에서는 자원의 절약을 위한 경량화, 오랜 사용이 가능한 내구성, 코너링 및 승차감이 우수한 고 기능성 등이 요구되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여 타이어를 보강하기 위해 다양한 부재가 창안되고 사용되었다.

타이어 보강용 스틸코드(steel cord)는, 차량의 타이어 및 공업용 벨트를 비롯한 각종 고무 제품의 보강용으로 사용되는 여러 종류의 보강재 중에서 강도, 모듈러스, 내열성, 내피로성 및 고무 접착성 등이 우수한 특성을 갖는다. 이러한 특성에 따라서 상술한 타이어에 요구되는 기능성을 충족하기에 적합한 부재로서 타이어 보강재로 널리 사용되고 있으며, 그 사용량이 날로 증가하는 추세에 있다.

한편, 종래의 복선 타이어 보강용 스틸코드는 타이어의 고무 내에 매설될 때 상기 복선을 형성하는 각각의 소선이 타이어 내에서 주행중에 발생하는 압축, 인장, 굽힘의 영향에 의해서 변위가 발생하며, 이는 각각의 소선 사이의 fretting 을 유발할 수 있다. 따라서, 응력이 일정 지점에 집중하여 피로가 누적될 수 있으며, 이는 스틸코드의 파단 및 타이어의 내구성 하락으로 이어질 수 있다.

대한민국 공개특허 2001-0063257

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 스틸코드를 구성하는 소선이 홈부를 포함하여 각각의 소선 사이의 앵커링 효과가 달성되며, 스틸코드는 비원형 단면을 가짐으로써 타이어 보강용 스틸코드의 내피로성, 고무 침투성을 개선하고 스틸 코드 내부로의 수분 침투 및 부식 전파가 억제되어 수명을 확보하는 스틸 코드를 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, n (n > 1) 개의 소선을 포함하고, 상기 소선은 상기 타이어 보강용 스틸코드의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되어 구성되며, 상기 각각의 소선은 길이방향으로 1/2 꼬임 피치 구간 내에서 n-1 개 형성된 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 소선은 적어도 제1 소선, 및 제2 소선을 포함하며, 상기 제1 소선에 형성된 적어도 하나의 홈부는 상기 제2 소선에 형성된 적어도 하나의 홈과 앵커링되게 구성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 소선은 상기 길이방향 축에 대해서 3° 내지 20° 의 연입각(θ)을 갖게 구성되며, 상기 각각의 홈부의 교차각은 상기 연입각의 2 배로 구성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 홈부와 상기 홈부 사이에는 소정의 거리를 갖는 유극이 형성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 홈부의 깊이는, 상기 소선경 대비 3 % 내지 50 % 로 형성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 각각의 소선은 상기 길이방향 축에 수직인 면 상에 투영체를 갖되, 상기 투영체는 단경 및 장경을 갖는 고리 형태로 형성되고, 상기 홈부는 상기 고리 형태의 내주 영역에 형성되며, 상기 홈부의 개수는 (n-1)×2 로 형성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 홈부는 상기 소선이 상기 단경방향으로 중첩되어 서로 접하는 영역에 형성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 타이어 보강용 스틸코드는 비원형 단면을 갖게 구성되며, 상기 타이어 보강용 스틸코드의 단경에 대한 장경의 비는, 1.05 내지 3.0 로 구성된다.

바람직하게는, 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 상기 n 은 2 내지 12 의 값을 갖고, 상기 각 소선의 직경은 0.08 mm 내지 0.50 mm 이며, 상기 각 소선의 인장강도는 280kgf/㎟ 내지 500kgf/㎟ 로 형성된다.

일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, 다층연, 다중연, 또는 복층연 중 어느 하나의 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 타이어는, 상술한 타이어 보강용 스틸코드 중 어느 하나의 타이어 보강용 스틸코드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 타이어 보강용 스틸코드에 의하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드는 홈부가 형성된 복수의 소선을 포함하며, 상기 홈부는 상기 각각의 소선이 교차하여 중첩되는 부분에 형성되어 상기 홈부에 의한 각각의 소선 사이의 앵커링 효과가 달성될 수 있으므로, fretting 최소화를 통한 스틸코드의 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다. 즉, 각각의 소선에 형성된 홈부가 서로 맞물려 체결되어 소선의 앵커링이 달성됨에 따라서, 구조적으로 더욱 견고한 결합 구조가 달성되어 스틸코드의 사용 과정에서 외력을 받는 경우에도 각각의 소선이 위치를 이탈하여 코드 형태의 왜곡이 발생되는 것이 방지될 수 있다.

아울러, 각각의 소선이 홈부에 의해서 앵커링되어 일정한 위치에 고정되게 구성됨에 따라서, 타이어 보강용 스틸코드의 사용 과정에서 외력을 받아 소선의 변위가 발생함에 의한 소선간의 상대 운동이 감소할 수 있다. 즉, 스틸코드가 외력을 받아서 스틸코드 내의 각각의 소선이 서로에 대해 상대 운동을 할 때 소선끼리의 마찰로 인해 마멸 및 손상(fretting) 이 발생할 수 있는 반면에, 본 발명에 따른 스틸코드는 소선에 형성된 홈에 의해서 소선이 서로 앵커링되어 소선의 위치가 고정되므로, 소선의 상대 운동이 감소할 수 있다. 따라서, 소선간의 마찰로 인한 소선의 마멸이 방지될 수 있으므로, 소선 및 스틸코드의 내구성, 특히 내피로 특성 측면에서 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 소선의 움직임으로 인한 접착계면층에 부과되는 동적하중을 최소화하여 타이어 보강용 스틸코드와 고무가 박리되는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 사용한 타이어에 의하면, 타이어 보강용 스틸코드가 비원형 단면을 가져서 단경방향으로 매설될 경우 원형의 타이어 보강용 스틸코드에 비해 강도의 저하 없이 타이어에 사용되는 고무의 두께를 줄일 수 있으므로 원가 절감 효과를 가질 수 있다. 아울러 타이어 보강용 스틸코드의 단경방향으로 낮은 굽힘강도를 가짐에 따라서 승차감이 양호해질 수 있을 뿐 아니라 타이어 보강용 스틸코드의 장경방향으로 높은 굽힘강도를 가짐에 따라서 conering force 가 증가하고 코너링 시 타이어가 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지하여 안정된 코너링을 가능하게 하는 효과를 가질 수 있다.

아울러, 소선이 압연 공정을 통해 압연됨에 따라서, 도 6 과 같이 길이방향으로 균일하게 틈새가 형성된다. 따라서 타이어 보강용 스틸코드의 길이 방향을 따라서 소선 사이의 공간에 타 재질이 용이하게 침투할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드가 타이어 보강재로 사용될 경우, 상기 타이어 보강용 스틸코드의 소선 사이의 공간에 고무가 균일하게 침투할 수 있다. 따라서, 타이어 보강용 스틸코드의 내구성 및 피로특성이 향상될 수 있다. 또한, 저하중 신율의 큰 증가 없이 고무의 침투성을 높여서 수분이나 염수가 그 소선들 사이로 침투하여 타이어 보강용 스틸코드와 고무사이의 접착계면을 파괴하는 것이 방지되는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 일부를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 일부를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 일부를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 일부를 확대해 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 소선을 길이 방향을 따라 본 투영도를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 포함한 다층연 구조의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 포함한 다중연 구조의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 포함한 복층연 구조의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 12 는 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 사용한 타이어의 부분 단면도이다.
도 13 은 도 12 에 도시된 S 영역의 부분 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 “하부", "상부", “측부” 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 부재 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 부재의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우, 다른 부재의 “상부"로 기술된 부재는 다른 부재의 "하부”에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "상부"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는”은 언급된 부재 외의 하나 이상의 다른 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각부의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 실시예에서 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 본 발명을 이루는 구조에 대한 설명에서, 방향에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

도 1 및 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이며, 도 3 내지 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 일부를 나타낸 도면이고, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 소선을 길이 방향을 따라 본 투영도를 나타낸 도면이며, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드의 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3 을 참조하면, 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드(1)는 복수의 소선(100)을 포함하게 구성된다.

각각의 소선(100)은 소정의 꼬임 피치(P)를 가지며 주기적으로 서로 꼬아져 연선된 구조를 갖는다. 각각의 소선(100)은 예컨대 소정의 강성 및 탄성을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 고장력 강선의 표면에 황동이 도금되게 구성될 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2 에서는 소선(100)의 개수가 4 개로 구성된 타이어 보강용 스틸코드(1)를 도시하였으나, 이에 한정하지 아니하며, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)의 소선(100)의 개수는 임의일 수 있다. 한편, 바람직하게는 상기 소선(100)의 개수를 n 이라 하면, 상기 n 은 2 내지 12 일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

각각의 소선(100)에는 복수의 홈부(110)가 형성된다.

상기 홈부(110)는 예컨대, 각각의 소선(100)을 서로 꼬아 연선하여 원형 단면의 타이어 보강용 스틸코드(1)를 형성한 후, 상기 타이어 보강용 스틸코드(1)를 롤러 등과 같은 장치를 통해 압연하여 비원형 단면의 타이어 보강용 스틸코드(1)를 생성함과 동시에 상기 소선(100)이 서로 압착됨에 따라서 상기 압착되는 부분에 생성되는 압흔에 의해서 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)가 n 개의 소선(100)을 포함할 때, 하나의 소선(100)에는 1/2 꼬임 피치(P) 마다 n-1 개의 홈부(110)가 형성될 수 있다. 즉 하나의 소선(100)에는 1/2 꼬임 피치(P) 마다 타이어 보강용 스틸코드(1)를 형성하는 전체 소선(100)의 개수에서 하나를 감산한 개수의 홈부(110)가 형성될 수 있다. 예컨대, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)가 4 가닥의 소선(100)으로 구성된 경우 하나의 소선(100)에는 1/2 꼬임 피치(P) 마다 3 개의 홈부(110)가 형성되게 구성될 수 있다.

각각의 홈부는 서로 교차하게 형성되며, 서로 인접한 3 개의 홈부(110)가 형성하는 각은, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)의 소선(100)이 형성하는 연입각 θ 의 2 배인 2θ 일 수 있다. 이때, 상기 연입각은 3° 내지 20°이며, 따라서 홈부(110)의 교차각은 6° 내지 40° 일 수 있다.

홈부(110)는 소선(100)들이 서로 교차하는 부분에 형성되며, 고무에 가류된 후 상기 홈부(110)에 의한 앵커링(anchoring)효과가 이루어지게 구성된다. 즉, 도 5 에 도시된 바와 같이, 제1 소선(K1)과 제2 소선(K2)이 서로 교차하여 중첩되는 부분에 각각 제1 홈부(110) 및 제2 홈부(110)가 형성되며, 상기 홈부(110)에 고무가 가류됨에 의해서 앵커링 효과가 달성될 수 있다.

한편, 바람직하게는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(110)를 통해 각각의 소선(100) 사이에 유극(O)이 발생할 수 있으며, 상기 유극(O)에 고무가 충진되어 가류됨에 따라서 고무와 소선(100) 사이의 접촉 면적이 증가하고 소선(100) 내의 공간에 고무가 용이하게 침투되어 충진됨에 따라서 소선(100)과 고무 사이의 결합이 더욱 신뢰성있게 달성될 수 있다.

상기 홈부(110)는 타이어 보강용 스틸코드(1)의 내측 부분에 형성될 수 있다. 즉, 도 7 에 도시된 바와 같이, 하나의 소선(100)을 길이방향으로 투영하여 길이방향 축에 수직인 면 상의 투영체를 보았을 때, 상기 투영체는 단경(M1) 및 장경(M2)을 갖는 고리 형태로 형성될 수 있으며, 상기 홈부(110)는 상기 고리의 내주 영역에 형성되게 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 홈부(110)가 형성된 복수의 소선(100)을 포함하며, 상기 홈부(110)는 상기 각각의 소선(100)이 교차하여 중첩되는 부분에 형성됨으로써 고무에 가류된 후 상기 홈부(110)에 의한 앵커링 효과가 달성될 수 있으므로, 타이어 보강용 스틸코드(1)의 내구성이 향상될 수 있다. 즉, 각각의 소선(100)이 상기 홈부(110)에 의해서 고무에 대해 앵커링 효과가 달성됨에 따라서, 구조적으로 더욱 견고한 결합 구조가 달성되며 타이어 보강용 스틸코드(1)의 사용 과정에서 외력을 받는 경우에도 각각의 소선(100)의 fretting 에 의한 마모를 방지함으로써 타이어 보강용 스틸코드(1)의 불량이 발생하는 것이 방지될 수 있다.

아울러, 각각의 소선(100)이 홈부(110)에 의해서 앵커링되어 일정한 위치에 고정되게 구성됨에 따라서, 타이어 보강용 스틸코드(1)의 사용 과정에서 외력을 받아 발생할 수 있는 소선(100)간의 상대 운동이 감소할 수 있다. 즉, 종래의 타이어 보강용 스틸코드(1)는 외력을 받아서 타이어 보강용 스틸코드(1) 내의 각각의 소선(100)이 서로에 대해 상대 운동을 할 때 소선(100)끼리의 마찰로 인해 마멸 및 손상이 발생할 수 있는 반면에, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 소선(100)에 형성된 홈부(110)에 의해서 소선(100)이 서로 앵커링되어 소선(100)의 위치가 고정되므로, 소선(100)간의 상대 운동이 감소할 수 있다. 따라서, 소선(100)간의 마찰로 인한 소선(100)의 마멸 및 손상이 방지될 수 있으므로, 소선(100) 및 타이어 보강용 스틸코드(1)의 내구성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 소선(100)의 움직임으로 인한 접착계면층에 부과되는 동적하중을 최소화하여 타이어 보강용 스틸코드(1)와 고무가 박리되는 것을 방지하는 효과가 있다.

한편, 도 4 에 도시된 바와 같이 상기 홈부(110)는 소정의 깊이(D2)를 가질 수 있으며, 상기 홈부(110)의 깊이(D2)가 지나치게 작을 경우 상기 앵커링 효과가 확보되기 어려울 수 있고, 상기 홈부(110)의 깊이(D2)가 지나치게 깊을 경우 상기 홈부(110)가 형성된 부분이 가늘어져 상기 부분의 파단이 발생할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 홈부(110)의 깊이(D2)는 상기 소선(100)의 선경(D1) 대비 3 % 내지 50 % 일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)의 단면은 비원형 단면을 갖게 구성된다. 예컨대 본 발명의 일 실시예에 따른 비원형 단면의 타이어 보강용 스틸코드(1)는 복수의 소선(100)을 서로 연선하여 원형 단면의 타이어 보강용 스틸코드를 형성한 후 상기 원형 단면의 타이어 보강용 스틸코드를 소정의 롤러와 같은 장치를 사용하여 상하 방향에서 압연하여 형성될 수 있다. 한편, 이때 상술한 바와 같이 각각의 소선(100)이 단경방향으로 압력을 받게 됨에 따라서 소선(100)간의 중첩되는 부분에 소정의 깊이의 압흔이 발생하며, 상기 압흔은 홈부(110)를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 비원형 단면을 가짐에 따라서, 도 8 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 길이방향에 수직인 면으로 잘랐을 때 형성되는 단면의 외주 형상은 타원 형태로 형성될 수 있다. 한편, 각각의 소선(100)의 단면 또한 비원형 단면을 가질 수 있고, 이에 한정하지 않는다.

따라서, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)의 단면은 단경(L1), 및 장경(L2)을 가질 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 소선(100)에 형성된 홈부(110)가 타이어 보강용 스틸코드(1)의 압연을 통해 형성된 압흔으로 구성될 경우, 상기 홈부(110)는 상기 각각의 소선(100)이 단경방향으로 서로 중첩되어 접하는 부분에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 비원형 단면을 가짐에 따라서, 타이어 보강용 스틸코드(1)가 단경방향으로 고무 시트(미도시)에 매설될 경우 종래의 원형의 타이어 보강용 스틸코드에 비해 강도의 큰 저하 없이 타이어에 사용되는 고무의 두께를 줄일 수 있으므로 원가 절감 효과를 가질 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)가 고무 시트(미도시)에 매설될 때, 고무 시트(미도시)의 두께 방향과 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)의 단경 방향이 일치하게 매설될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 사용할 경우, 동일한 개수의 소선(100)을 갖는 원형의 타이어 보강용 스틸코드를 사용하는 경우에 비해 편평비 만큼 고무시트(미도시)의 두께를 줄이는 것이 가능해서 타이어의 경량화가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 비원형 단면을 가짐에 따라서 단경방향으로 낮은 굽힘강도를 가지며 장경방향으로 높은 굽힘강도를 가질 수 있다. 따라서, 사용자의 선택에 따라서 타이어 보강용 스틸코드(1)의 배치를 변경함으로써 하나의 타이어 보강용 스틸코드(1)로 복수의 효과를 얻을 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 타이어 보강용으로 사용할 경우, 타이어 보강용 스틸코드(1)의 배치에 따라 응력 분산 효과가 달성되며 승차감이 개선되고 안정된 코너링을 가능하게 하는 타이어를 구현할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

아울러, 소선(100)이 압연 공정을 통해 압연됨에 따라서, 도 6 의 유극이 길이방향으로 형성된다. 따라서 타이어 보강용 스틸코드(1)의 소선(100) 사이의 공간에 타 재질이 용이하게 침투할 수 있다.

바람직하게는, 단경(L1) 대비 장경(L2)의 비는 1.05 내지 3 일 수 있다. 즉, 장경(L2)의 크기는 단경(L1)의 1.05 배 내지 3 배일 수 있다. 단경(L1) 대비 장경(L2)의 비가 1.05 보다 작을 경우, 타이어 보강용 스틸코드(1)의 편평화에 의한 효과가 달성되지 않을 수 있다. 반면에, 단경(L1) 대비 장경(L2)의 비가 3 보다 클 경우, 압연 공정이 과도하게 이루어져서 압연 공정에 의한 소선(100)의 대미지가 크기 때문에 본 발명의 이점인 내피로성이 획득되기 어려울 수 있다.

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 구성하는 각각의 소선(100)의 직경은 0.08 mm 내지 0.5 mm 인 것이 바람직하다. 한편, 소선(100)의 단면이 비원형인 경우 직경은 상기 비원형 단면의 장경과 단경을 포함하는 것으로서, 장경은 최대 0.5 mm 이며, 단경은 최소 0.08 mm 일 수 있다. 예컨대, 소선(100)의 직경이 0.08 mm 보다 작으면 보강 절단력이 저하되고, 직경이 0.5 mm 보다 클 경우 stiffness 가 지나치게 증가하여 타이어 보강용 스틸코드(1)의 구성 및 공정이 어려우며 타이어 보강용 스틸코드(1)의 구성이 불균일할 수 있다.

한편, 소선(100)의 인장강도는 280kgf/㎟ 내지 500kgf/㎟ 인 것이 바람직하다. 예컨대 인장강도가 500kgf/㎟ 을 초과하는 경우에는 소재의 경도가 지나치게 높아서 가공 중 단선되기 쉽게 되고, 따라서 타이어 보강용 스틸코드(1)의 생산성이 저하될 수 있다.

도 9 내지 도 11 은 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 포함한 다층연, 다중연, 및 복층연의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 9 내지 도 11 을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 다층연, 다중연, 및 복층연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드에 포함되어 사용될 수 있다. 이때, 복층연 구조는 다층연 및 다중연 구조가 혼합된 구조를 갖는 것으로 정의한다. 예컨대, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 다층연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(A)의 하연으로 사용되거나, 또는 다중연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(B)의 일부, 또는 복층연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(C)의 일부를 구성할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

도 12 는 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 포함한 타이어의 부분 단면도이며, 도 13 은 도 12 의 S 영역을 확대 도시한 확대도이다.

도 12 및 도 13 을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)를 포함한 타이어(2)는 벨트층(200)을 포함하며, 상기 벨트층(200)에 타이어 보강용 스틸코드(1)가 매설될 수 있다.

벨트층(200)은 주행시 타이어(2)가 외부로부터 받는 충격을 완화함과 동시에 타이어(2) 외측의 갈라짐이나 외상이 타이어(2)의 내부 부재로 직접 도달되는 것을 방지한다. 벨트층(200)은 통상 타이어 보강용 스틸코드(1)에 고무를 입혀서 이루질 수 있다. 상기 고무는 천연고무와 합성고무 중 적어도 하나를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 천연고무와 합성고무를 일정 비율 혼합한 혼합고무를 사용할 수 있다.

한편, 벨트층(200)은 단층, 또는 복층으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 바람직하게는, 벨트층(200)은 타이어(2)에 가해지는 하중이나 충격으로부터 타이어(2)를 지지하는 역할, 외부 손상으로부터 타이어(2) 내부 부재를 보호하는 역할 등을 분담하도록 복수의 층을 갖게 형성될 수 있다.

도 13 을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 타이어 보강용 스틸코드(1)의 단경방향과 타이어(2)의 반경방향이 대체로 일치하게 매설될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 두께가 얇게 구성된 단경방향이 타이어(2)의 반경방향, 및 벨트층(200)의 두께방향과 대체로 일치하게 매설되므로, 벨트층(200)의 두께(H)를 편평비만큼 줄일 수 있어 타이어 보강용 스틸코드(1)의 매설에 필요한 고무량이 경감되며, 아울러 타이어(2)의 경량화를 달성할 수 있다. 한편, 사용되는 고무량이 경감됨에 따라서 타이어(2)의 제조 비용이 절감될 수 있다. 또한 rolling resistence 가 감소하여 타이어를 사용한 차량의 연비가 향상될 수 있다.

도 12 에서 도시된 바와 같이 자동차 주행 시 타이어(2)에 포함된 벨트층(200)은 타이어(2)의 반경방향으로 제1 굽힘 응력(G1)을 받게 되고, 타이어(2)의 회전축 방향으로 제2 굽힘 응력(G2)을 받게 된다. 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 단경방향과 타이어(2)의 반경방향이 대체로 일치하게 매설되므로, 타이어(2)의 반경방향으로 작용하는 제1 굽힘 응력(G1)에 대해 유연하게 작용할 수 있다. 따라서, 자동차 주행시 주행면에 형성된 요철 등에 의한 충격을 더욱 용이하게 흡수하여 우수한 승차감을 달성할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(1)는 장경방향과 타이어(2)의 회전축 방향이 대체로 일치하게 매설되므로, 타이어(2)의 회전축 방향으로 작용하는 제2 굽힘 응력(G2)에 대해 큰 강성을 가질 수 있다. 따라서, 자동차 주행 시 코너링 등의 경우 높은 코너링 포스를 발생시켜 양호한 코너링을 가능하게 하며 주행성 및 조종성이 향상될 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

1: 타이어 보강용 스틸코드 2: 타이어
100: 소선 110: 홈부
200: 벨트층

Claims (12)

1. 타이어의 보강을 위해 타이어 내에 매설되는 타이어 보강용 스틸코드에 있어서,
   상기 타이어 보강용 스틸코드(1)는 n (n > 1) 개의 소선(100)을 포함하고,
   상기 소선(100)은 상기 타이어 보강용 스틸코드(1)의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치(P)에 따라서 주기적으로 연선되어 구성되며,
   상기 각각의 소선(100)은 길이방향으로 1/2 꼬임 피치(P) 구간 내에서 n-1 개 형성된 홈부(110)를 포함하고,
   상기 소선(100)은 적어도 제1 소선(K1), 및 제2 소선(K2)을 포함하며,
   상기 제1 소선(K1)에 형성된 적어도 하나의 홈부(110)는 상기 제2 소선(K2)에 형성된 적어도 하나의 홈부(110')와 적어도 일 방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 소선(K1)에 형성된 적어도 하나의 홈부(110)는 상기 제2 소선(K2)에 형성된 적어도 하나의 홈부(110')와 맞물리는 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
4. 제1항에 있어서,
   상기 홈부(110)와 상기 홈부(110') 사이에는 소정의 거리를 갖는 유극(O)이 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1)
5. 제1항에 있어서,
   상기 소선(100)은 상기 길이방향 축에 대해서 3° 내지 20° 의 연입각을 갖게 구성되며,
   상기 각각의 홈부(110)의 교차각은 상기 연입각의 2 배인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
6. 제1항에 있어서,
   상기 홈부(110)의 깊이는,
   상기 소선(100)의 직경 대비 3 % 내지 50 % 인것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
7. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 소선(100)은 상기 길이방향 축에 수직인 면 상에 투영체를 갖되,
   상기 투영체는 단경 및 장경을 갖는 고리 형태로 형성되고,
   상기 홈부(110)는 상기 고리 형태의 내주 영역에 형성되며,
   상기 홈부(110)의 개수는 (n-1)×2 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
8. 제7항에 있어서,
   상기 홈부(110)는 상기 소선(100)이 상기 단경방향으로 중첩되어 서로 접하는 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
9. 제1항에 있어서,
   상기 타이어 보강용 스틸코드(1)는 비원형 단면을 갖게 구성되며,
   상기 타이어 보강용 스틸코드(1)의 단경에 대한 장경의 비는,
   1.05 내지 3.0 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
10. 제1항에 있어서,
    상기 n 은 2 내지 12 의 값을 갖고,
    상기 각 소선(100)의 직경은 0.08 mm 내지 0.50 mm 이며,
    상기 각 소선(100)의 인장강도는 280kgf/㎟ 내지 500kgf/㎟ 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
11. 제1항의 타이어 보강용 스틸코드(1)를 사용하는 타이어 보강용 스틸코드(1)로서,
    다층연, 다중연, 또는 복층연 중 어느 하나의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(1).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 타이어 보강용 스틸코드(1)를 포함하는 타이어(2).

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