KR101396879B1 - 차량용 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 구체적으로는 보강부재를 구비시켜 사이드월에 가해지는 하중을 지지할 수 있도록 함에 따라 비드 충진재 주변의 크랙발생 현상을 방지하되, 기존에 비해 보강부재에 의한 하중 분산효율을 높여 크랙 발생 가능성을 더욱 최소화함은 물론, 보강부재와 사이드월 및 비드 충진재 간의 일체감을 높일 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

차량용 공기입 타이어{A TIRE FOR CAR}

본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 특히 타이어 중 비드부의 충진재에 별도의 보강부를 설치하여 사이드월의 크랙 현상을 방지하되, 기존에 비해 사이드월에 가해지는 하중의 분산효율을 높임과 동시에 보강부와 사이드월 간의 일체감을 높일 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공기입 타이어는 둘래면에 지면과 맞닿는 부분인 트레드부가 형성되고 트레드부로부터 연장된 양측면에는 사이드월(sidewall)이 형성되며 양 사이드월의 단부에는 비드부(bead)가 형성된 구조를 갖는다.

이때 비드부에는 별도의 비드 충진재가 채워지는데, 비드 충진재는 타이어의 굴신운동 과정에서 사이드월에 가해지는 하중을 지지하는 역할을 한다.

그런데 타이어의 굴신과정에서 사이드월에 가해진 하중은 비드 충진재의 단부가 위치된 지점에 집중되기 때문에, 사이드월 중 비드 충진재의 단부 부근에 크랙이 쉽게 발생된다.

이렇게 발생된 크랙은 결국 사이드월의 파단을 초래하여 차량 사고의 원인이 된다.

더구나 비드 충진재는 사이드월보다 높은 경도를 갖고 있으므로 비드 충진재 주변의 고무가 더욱 쉽게 파단 될 수밖에 없다.

최근에는 이러한 현상을 방지하기 위해 사이드월 내측에 별도의 보강판재를 설치하여 사이드월에 가해지는 하중을 지지할 수 있도록 한 기술이 제안되어있다.

하지만 해당 종래기술은 판재 형태의 보강판재가 마치 사이드월과 비드 충진재 사이에 덧대어진 형태로 위치되고 보강판재가 단순 평판 구조이기 때문에, 굴신운동 과정에서 사이드월에 가해진 하중이 보강판재의 단부에 집중되어 보강보강판재의 단부 부근에서 크랙이 발생될 가능성이 크다.

또한 보강판재가 단순판재구조 이므로, 사이드월과 보강판재 간의 일체감이 높지 못해 사이드월과 보강판재 간 경계지점에서의 크랙발생 가능성도 크다.

한국등록특허 10-0327082호(등록일자 2002.02.21)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로,

보강부재를 구비시켜 사이드월에 가해지는 하중을 지지할 수 있도록 함에 따라 비드 충진재 주변의 크랙발생 현상을 방지하되,

기존에 비해 보강부재에 의한 하중 분산효율을 높여 크랙 발생 가능성을 더욱 최소화함은 물론, 보강부재와 사이드월 및 비드 충진재 간의 일체감을 높일 수 있는 차량용 공기입 타이어를 제공하고자 한다.

이를 위해 제안된 본 발명은,

지면과 맞닿는 트레드, 상기 트레드의 양 단부로부터 연장된 사이드월, 상기 사이드월의 단부에 형성된 비드부 및 상기 비드부에 채워져 있는 비드 충진재를 포함하고,

하단부가 상기 비드충진재 상단부에 연결된 상태에서 상기 사이드월 구간에 위치하고 있고 사이드월의 상하 길이방향을 따라 골부와 산부가 형성된 구조의 요철시트를 갖고 있는 보강부재를 더 포함하며, 상기 사이드월은 상기 요철시트의 골부에 채워져 있는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 요철시트는 상기 골부와 산부가 번갈아 가며 복수 개 배열되어 있는 구조이고, 상기 사이드월 구간의 고무가 상기 각 산부를 둘러싼 상태에서 상기 각 골부 마다 채워질 수 있다.

또한 상기 보강부재는 상기 요철시트의 하단에 형성되어 상기 요철시트와 상기 비드 충진재를 연결하는 연결부재를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 연결부재는 하단부에 상기 비드 충진재 상단부의 형상과 동일한 모양의 끼움홈이 형성되어 있고, 상기 비드 충진재의 상단부가 상기 끼움홈에 끼워질 수 있다.

또한 상기 요철시트는 일정두께를 갖는 판재 형태이되, 자체적으로 지그재그 형태로 반복 절곡된 구조이고 상기 산부와 골부는 상기 각 절곡 지점마다 형성될 수 있다.

그리고 상기 산부와 골부에는 복수 개의 통공이 형성되어 있고 상기 사이드월 구간의 고무가 상기 통공에 채워질 수 있다.

또한 상기 비드 충진재에는 복수개의 보조통공이 형성되어 있고 상기 비드 충진재 주변의 고무가 상기 보조통공에 채워질 수 있다,

이러한 실시예를 갖는 본 발명은,

보강부재가 산부와 골부를 이루고 있고 사이드월 구간의 고무가 각 골부에 채워져 있기 때문에,

보강부재와 사이드월 간의 접촉면적이 최대화 되고, 그로 인해 사이드월을 통해 비드 충진재 단부 쪽으로 가해지는 하중의 분산효율이 향상되므로, 그만큼 비드 충진재 단부 주변의 크랙 현상이 최소화 된다.

그리고 사이드월 구간의 고무가 각 골부에 채워져 있는 상태이기 때문에, 각 골부와 산부가 사이드월에 가해진 하중을 지탱할 수 있는 구조를 갖게 됨으로 비드 충진재로 전달되는 하중을 최소화 할 수 있게 된다.

또한 골부와 산부의 구조에 의해 그만큼 가해지는 하중의 분산면적이 최대화 됨으로 비드 충진재 단부쪽으로의 하중 전달현상이 최소화 된다.

또한 사이드월 구간의 고무가 각 골부에 채워져 있을 뿐만 아니라 산부와 골부에 형성된 각 통공에 채워짐에 따라, 보강부재와 사이드월 및 비드 충진재 간의 일체성을 높일 수 있는 장점도 갖는다.

더불어 요철부가 연결부재의 끼움홈을 통해 비드 충진재 단부와 연결되되, 끼움홈과 비드 충진재 단부의 모양을 동일하게 형성시킴으로써 상호간의 일체감을 더욱 향상시킬 수 있는 장점도 갖는다.

도1은 타이어의 일부 확대 단면도
도2는 비드 충진재와 보강부재의 설치구조를 나타낸 일부 확대 단면도
도3은 보강부재와 비드 충진재 간의 분해사시도
도4는 요철시트의 각 산부와 골부 구조를 나타낸 정단면도

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기입 타이어에 대하여 [도 1] 내지 [도 4]를 참조하여 설명하도록 한다.

[도 1]은 본 발명의 한 실시예에 따른 타이어 구조 및 보강부재의 설치 위치 등을 나타낸 일부 확대 단면도이고 [도 2]는 비드 충진재와 보강부재의 설치 형태를 개략적으로 나타낸 일부 확대 단면도이며 [도 3]은 보강부재와 비드 충진재 간의 분해 사시도이고 [도 4]는 요철시트의 각 산부와 골부의 구조를 나타낸 정단면도이다.

먼저 본 발명에 의한 공기입 타이어는 [도 1]에 도시된 바와 같이 기본적으로 지면과 직접 접촉되는 트레드(1)와 트레드(1)의 양측으로부터 순차적으로 연장된 숄더부(2), 사이드월(3), 비드부(4)를 포함한다.

이때 타이어의 굴신운동과정에서 트레드(1)에 가해진 하중은 숄더부(2)와 사이드월(3)을 거친 후 비드부(4)로 최종 전달된다.

이때 비드부(4)내에는 별도의 비드 충진재(100)가 채워지는데, 비드 충진재(100)는 비드부(4)와 사이드월(3)을 지지하는 지지체 역할을 하는 것으로, 경도가 높은 고무 재질로 이루어진다.

이러한 비드 충진재(100)는 위쪽으로 갈수록 두께가 감소되어 상단부가 뾰족한 상태의 구조를 갖는다.

본 발명에서는 이렇게 형성된 비드 충진재(100)에 별도의 보강부재(200)를 연결시키는데,

보강부재(200)는 타이어의 굴신운동 과저에서 사이드월(3)을 통해 가해진 응력을 지탱함과 동시에 분산시킴으로써 비드 충진재(100) 상단 주변으로 전달되는 것을 최소화 시키는 역할을 하는 것으로, [도 2] 내지 [도 4]와 같이 다시 요철시트(210)와 연결부재(220)를 포함하여 구성된다.

먼저 요철시트(210)는 실질적이 응력의 분산 및 지지체 역할을 하는 것으로, 일정두께를 갖는 판재 형태이고 전체적으로 상하 길이방향을 따라 지그재그 형태로 절곡된 구조를 갖는다.

이러한 절곡 구조에 의해 요철시트(210)의 양 측면에는 산부(212)와 골부(214)가 번갈아 가며 상하 반복 형성된 구조를 갖는다.

이때 각 산부(212)의 상하 폭은 각각 동일하지 않고 약간의 차이를 두는데, [도 4]처럼 산부(212)와 골부(214)가 상하 4개씩 형성되어 있는 구조를 예로 들어 설명하면,

최 하단에 위치한 1번 산부(212)의 상하폭은 약 10mm이하가 되고 1번 골부의 좌우 깊이는 약 20mm이하가 되도록 한다.

그리고 그 위에 형성된 2번 산부의 상하폭은 약 8mm가 되도록 하고 2번 골부의 좌우 깊이는 약 17mm가 되도록 한다.

또한 그 위의 3번 산부 상하폭은 약 6mm 이하가 되고 3번 골부의 좌우깊이는 약 15mm이하가 되도록 된다.

즉 산부와 골부의 상하폭 및 형성 깊이는 위쪽으로 갈수록 조금씩 줄어드는 형태로 이루어진다.

물론 각 산부와 골부의 치수는 위 수치에 한정되지 않고 타이어 규격에 따라 변동이 가능하며, 경우에 따라 각 산부와 골부의 수치를 일치화 시킬 수도 있다.

이 상태에서 요철시트(210)의 각 산부(212)와 골부(214) 표면에는 사이드월(3)과의 일체성을 높이기 위한 복수개의 통공(216)이 형성된다.

참고로 통공(216)의 직경 및 모양은 특정형태로 한정되지 않지만 직경은 2 내지 4mm가 적합한 것으로 판단된다.

참고로 요철시트(210)의 산부(212)와 골부(214)의 형성개수는 도면에 한정되지 않고 타이어의 종류 및 크기 등에 따라 다양하게 변형 적용될 수 있다.

이러한 요철시트(210)의 하단부에 형성되는 연결부재(220)는 요철시트(210)와 비드 충진재(100)간의 연결기능을 하는 것으로, 요철시트(210)의 하단부로부터 아래를 향해 연장되되, 하단부에는 비드 충진재(100)의 상단부가 삽입될 수 있는 끼움홈(222)이 형성된 구조로 이루어진다.

이 상태에서 비드 충진재(100)의 상단부가 끼움홈(222)에 끼워짐에 따라 요철시트(210)는 비드 충진재(100)의 상단부로부터 위쪽을 향해 연장되어진 형태로 연결된 상태가 된다.

이때 끼움홈(222)은 내측면이 비드 충진재(100) 상단부와 동일한 모양, 즉 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 형성됨에 따라 비드 충진재(100)의 상단부가 끼움홈에 끼워졌을 때 상호간의 긴밀한 체결력을 얻을 수 있게 된다.

보강부재(200)가 이러한 구조로 설치됨에 따라 사이드월(3) 구간의 고무가 요철시트(210)의 각 산부(212)를 둘러쌈과 동시에 각 골부(214)에 채워진 상태가 된다.

또한 이 상태에서 사이드월(3) 구간의 고무가 요철시트(210)의 각 통공(216)마다 채워져 있는 상태이기 때문에 요철시트(210)와 사이드월(3)이 일체화된다.

이렇게 사이드월(3)과 요철시트(210)간의 일체성이 향상됨에 따라 그만큼 타이어의 굴신운동 과정에서 사이드월을 통해 가해진 응력이 요철시트(210)로 원활히 전달될 수 있게 된다.

이렇게 사이드월(3) 구간의 고무가 요철시트(210)의 각 골부(214)마다 채워져 있는 상태이므로 그만큼 요철시트(210)와 사이드월(3) 구간 간의 접촉면적이 최대화 된다.

이로 인해 사이드월(3)을 통해 전달된 응력은 각 골부(214)와 산부(212) 전체에 걸쳐 분산되고, 따라서 결국 비드 충진재(100) 상단부에 집중되던 응력이 감소하게 된다.

뿐만 아니라 이 과정에서 각 골부(214)와 산부(212)가 아래쪽으로 가해지는 응력을 순차적으로 지탱하는 지지체 역할을 하게 됨으로 비드 충진재(100)로의 응력집중 현상이 더욱 완화될 수 있는 것이다.

그리고 [도 3]과 같이 비드 충진재(100)에도 복수개의 보조통공(110)을 더 형성시켜 타이어 고무가 각 보조통공(110)을 관통하여 채워진 상태가 되도록 함에 따라, 비드 충진재(100)와 보강부재(200) 및 사이드월(3)간의 일체성을 더욱 높일 수 있다.

참고로 [도 2]와 같이 요철시트(210)는 카카스(5)와는 접촉이 되지 않도록 하여 카카스의 물리적 스트레스 유발을 방지하도록 한다.

그리고 실험 결과 도면과 같이 요철시트(210)의 상단부가 트레드(1)의 단부에서부터 아래쪽으로 약 10mm 이상 이격된 지점에 위치되도록 하는 것이 불필요한 단차의 형성 및 성형과정에서의 에어유입 현상을 방지할 수 있다.

또한 요철시트(210)의 양측 산부(212)는 카카스(5)로부터 약 0.5mm 이격되고 사이드월(3) 외 표면으로부터 약 1mm 이상 이격된 지점에 위치되는 것이 사이드월의 강도 저하 등의 현상을 방지할 수 있다.

더불어 비드 충진재(100)가 보강부재(200)의 끼움홈(222)에 삽입되는 삽입 깊이는 비드 충진재(100) 상단부로부터 아래쪽으로 약 5mm정도 깊이까지 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

물론 이러한 보강부재(200)의 위치 설정을 위한 수치들은 반드시 이에 한정되지 않고 타이어의 크기 및 종류 등에 따라 변형적용이 가능하다.

이처럼 본 발명은 비드 충진재(100) 상단부에 별도의 보강부재를 설치하여 비드 충진재(100) 단부 주변의 크랙 현상을 최소화 하되, 보강부재에 요철구조를 적용시킴으로써 사이드월(3)을 통해 전달된 응력이 요철구조에 의해 분산된 상태로 비드 충진재(100)에 전달되도록 함으로써 응력 집중 현상에 의한 크랙 발생 가능성을 최소화 시킬 수 있도록 한 것을 가장 큰 특징으로 한다.

이상 설명한 본 발명은 당업자에 의해 다양하게 변형 및 조합되어 실시될 수 있으나, 이러한 변형 및 조합이 상하 비드 충진재 단부에 연결된 보강부재를 요철구조로 구현함으로써 사이드월 구간의 고무와 일체감을 높임은 물론 응력의 분산을 최대화 함으로써 고무의 크랙 현상을 방지할 수 있도록 한 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는, 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 판단되어야 한다.

1 : 트레드 2 : 숄더부
3 : 사이드월 4 : 비드부
5 : 카카스 100 : 비드 충진재
110 : 보조통공 200 : 보강부재
210 : 요철시트 212 : 산부
214 : 골부 216 : 통공
220 : 연결부재 222 : 끼움홈

Claims (7)

1. 지면과 맞닿는 트레드, 상기 트레드의 양 단부로부터 연장된 사이드월, 상기 사이드월의 단부에 형성된 비드부 및 상기 비드부에 채워져 있는 비드 충진재를 포함하고,
   하단부가 상기 비드충진재 상단부에 연결된 상태에서 상기 사이드월 구간에 위치하고 있고 사이드월의 상하 길이방향을 따라 골부와 산부가 형성된 구조의 요철시트를 갖고 있는 보강부재를 더 포함하며,
   상기 사이드월은 상기 요철시트의 골부에 채워져 있고,
   상기 산부와 골부에는 복수개의 통공이 형성되어 있으며,
   상기 사이드월 구간의 고무가 상기 통공에 채워져 있는
   차량용 공기입 타이어.
2. 제1항에서,
   상기 요철시트는,
   상기 골부와 산부가 번갈아 가며 복수 개 배열되어 있는 구조이고,
   상기 사이드월 구간의 고무가 상기 각 산부를 둘러싼 상태에서 상기 각 골부 마다 채워져 있는
   차량용 공기입 타이어.
3. 제2항에서,
   보강부재는,
   상기 요철시트의 하단에 형성되어 상기 요철시트와 상기 비드 충진재를 연결하는 연결부재를 더 포함하는
   차량용 공기입 타이어.
4. 제3항에서,
   상기 연결부재는 하단부에 상기 비드 충진재 상단부의 형상과 동일한 모양의 끼움홈이 형성되어 있고,
   상기 비드 충진재의 상단부가 상기 끼움홈에 끼워져 있는
   차량용 공기입 타이어.
5. 제2항에서,
   상기 요철시트는 일정두께를 갖는 판재 형태이되, 자체적으로 지그재그 형태로 반복 절곡된 구조이고,
   상기 산부와 골부는 상기 각 절곡 지점마다 형성되어 있는
   차량용 공기입 타이어.
6. 삭제
7. 제1항에서,
   상기 비드 충진재에는 복수개의 보조통공이 형성되어 있고
   상기 비드 충진재 주변의 고무가 상기 보조통공에 채워져 있는
   차량용 공기입 타이어.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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