KR101507237B1 - 비드부가 개선된 중하중 차량용 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환상의 코어 와이어 및 상기 코어 와이어를 감싸는 다수의 스틸 번들로 구성된 비드 코드를 포함하는 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 각각의 분리된 스틸 번들이 코어 와이어에 의해 연결되어 비드 코드를 구성하여 타이어 비드부가 수직 유동성을 갖기 때문에 타이어가 림에 안착될 때 및 안착된 이후에 비드부에 가해지는 장력 및 응력을 현저하게 줄일 수 있다.

Description

비드부가 개선된 중하중 차량용 타이어{Heavy duty vehicle tire improved bead member}

본 발명은 비드부가 개선된 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비드 코드 형상을 변형하여 타이어가 림에 안착될 때 및 안착된 이후에 비드부에 가해지는 장력 및 응력을 현저하게 줄일 수 있는 중하중 차량용 타이어에 관한 것이다.

타이어에 있어서 비드부는 자동차와 연결된 림에 타이어가 안전하게 안착되도록 한다. 또한, 타이어를 휠에 완전히 밀착시켜 공기의 누출을 막아준다. 따라서, 비드부가 손상되면 타이어는 불안정해지고, 심할 경우 타이어가 림을 이탈하여 큰 사고로 이어지게 된다. 이와 같이 타이어에 있어서 중요한 비드부는 림에 안착시키는 단계부터 과도하게 변형을 받는다. 특히, 트럭 버스 공기입 타이어 (Truck & Bus Radial Tire: TBR)의 경우 그 크기가 커서 림의 강력이 강하기 때문에 림에 안착시키기 위해서는 많은 힘이 필요하다.

통상 중하중 차량용 타이어를 림에 안착시키는 작업과정에서 작업자는 비드부를 무리하게 벌린다. 이 때 비드부가 벌어지며 비드 와이어에 심한 장력(tension) 및 응력(stress)이 가해지게 된다. 특히 트럭이나 버스처럼 림의 직경이 큰 타이어의 경우 그 크기는 일반 승용차 타이어에 비해 더 크다.

따라서, 심한 경우 타이어가 림에 안착된 후 비드부가 벌어지는 현상이 발생한다. 도 1은 종래 기술에 의한 타이어의 비드부 변형을 보여주는 사진이다. 도 2(a) 및 2(b)는 종래 기술에 의한 타이어의 험프(hump) 부분이 떨어져 나가는 험프 스트립 찢김(Hump Strip Tearing) 현상을 보여주는 사진이고, 도 3은 종래 기술에 의한 타이어의 비드부 찢김을 보여주는 사진이다. 이와 같이 종래의 타이어는 림에 안착되더라도 비드부의 변형과 찢김으로 인하여 산화, 공기 누출 등과 같은 사고의 위험성이 늘 존재한다. 특히, 타이어는 전륜의 마모가 심해지면 후륜으로 전환되고 계절에 따라 교체하기 때문에 한번 휠에 안착이 되었다 하더라고 문제가 발생할 소지는 항상 존재하며 타이어 교체작업 중 위험이 발생할 수 있다.

도4(a)는 종래 기술에 의한 타이어 비드 코드 구조의 단면도이다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 기존의 비드 코드(10)는 비드와이어(11)들이 적층되어 사용조건에 따라 사각, 육각 원형의 단면을 갖춘 알비드 형태이며, 타이어의 비드부 강성은 비드 코드(10)에 의해 많이 좌우된다.

도 4(b)는 종래 기술에 의한 타이어에 수직 방향으로 힘이 작용할 때의 타이어 비드 코드 구조의 측면도이다. 통상 타이어를 휠에 장착할 때 림을 벌리는 과정에서 수직 방향으로 힘이 발생하게 되는데, 도 4(b)의 부분확대도 A에 도시된 비드 코드 내부에 작용하는 힘의 방향을 참조하면, 기존의 비드 코드(10)의 경우 와이어들끼리의 장력과 수직으로 발생하는 힘으로 인하여 와이어에 큰 장력이 발생한다. 즉, 기존에 원주방향으로 와이어를 꼬아 만든 비드는 원주 방향으로의 힘에는 강한 강성을 보이지만 타이어의 장착 및 탈착시 또는 측부에서 큰 힘을 받을 때 수직 방향으로 작용하는 힘에 의해 험프 스트립과 비드 부분에 불규칙한 힘을 받게 된다. 이로 인해 험프에 크랙(crack)이 발생하거나 비드부가 변형되어 궁극적으로 비드부가 취약해진다.

본 발명의 하나의 목적은 타이어의 비드 코드를 개조하여 비드부의 변형을 최소화 함으로써 안전성과 경제성이 증대된 중하중 차량용 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,

트레드와 트레드 양측의 사이드월 및 사이드월 단부에 설치되는 비드부로 구성되고, 비드부는 비드 코드와 비드 코드 상부에 설치되는 비드필러 및 비드 코드와 비드필러를 감싸 올리는 카카스를 포함하되, 상기 비드 코드가 환상의 코어 와이어(core wire) 및 상기 코어 와이어를 감싸는 다수의 스틸 번들(steel bundle)을 포함하는 중하중 차량용 타이어에 관한 것이다.

본 발명에 의한 중하중 차량용 타이어는 비드 코드 형상을 변형하여 타이어가 림에 안착될 때 및 안착된 이후에 비드부에 가해지는 장력 및 응력을 현저하게 줄일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 타이어의 비드부 변형을 보여주는 사진이다.
도 2(a) 및 2(b)는 종래 기술에 의한 타이어의 험프(hump) 부분이 떨어져 나가는 험프 스트립 찢김(Hump Strip Tearing) 현상을 보여주는 사진이다.
도 3은 종래 기술에 의한 타이어의 비드부 찢김을 보여주는 사진이다.
도 4(a)는 종래 기술에 의한 타이어 비드 코드 구조의 단면도이다.
도 4(b)는 종래 기술에 의한 타이어에 수직 방향으로 힘이 작용할 때의 타이어 비드 코드 구조의 측면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 일 구현에 의한 타이어 비드 코드 구조의 단면도이다.
도 5(b)는 본 발명의 일 구현예에 의한 타이어에 수직 방향으로 힘이 작용할 때의 타이어 비드 코드 구조의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 의한 비드 코드의 구조를 도시한 평면도이다.
도 7(a)는 타이어에 수직 방향 힘이 발생하기 이전에 본 발명의 일 구현예에 의한 비드 코드 일부를 도시한 측면도이다.
도 7(b)는 타이어에 수직 방향 힘이 발생한 이후 본 발명의 일 구현예에 의한 비드 코드 일부를 도시한 측면도이다.
도 8(a)는 본 발명의 다른 구현예에 의한 비드 코드의 일부를 도시한 측면도이다.
도 8(b)는 본 발명의 다른 구현예에 의한 비드 코드의 일부를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 구현예에 의한 중하중 차량용 타이어를 림에 장착하고 타이어에 공기를 주입한 이후 힘의 방향을 도시한 단면도이다.

이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 중하중 자동차용 타이어는 트레드와 트레드 양측의 사이드월 및 사이드월 단부에 설치되는 비드부로 구성되고, 비드부는 비드 코드와 비드 코드 상부에 설치되는 비드필러 및 비드 코드와 비드필러를 감싸 올리는 카카스를 포함하되, 상기 비드 코드가 환상의 코어 와이어(core wire) 및 상기 코어 와이어를 감싸는 다수의 스틸 번들(steel bundle)을 포함한다.

도 5(a)는 본 발명의 일 구현에 의한 타이어 비드 코드의 단면도이다. 도 5(a)에 의하면, 본 발명에 의한 비드 코드(100)는 환상의 코어 와이어(102) 및 상기 코어 와이어를 감싸는 각각의 독립된 스틸 번들(101)을 포함하는데, 스틸 번들(101)은 코어 와이어(102)를 중심으로 원주 방향으로 감겨서 형성된다.

본 발명의 일 구현예에서 스틸 번들(101)이란 강철 재질의 스틸 뭉치를 의미하며 원주 방향으로 감겨있는 기존의 알비드와 달리 강철 재질의 스틸 덩어리로 구성되어 타이어를 림에 안착시킬 때 과도한 힘에 의해 비드가 변형되고 파손되는 것을 방지할 수 있다. 상기 스틸 번들(101)은 서로간의 결합이 용이하도록 중심부에 코어 와이어가 연결하는 형상으로 통상 진주 목걸이와 유사한 구조를 지닌다. 즉, 기존의 비드 와이어와 달리 본 발명에 의한 비드 코드(100)는 환상의 코어 와이어(102) 둘레를 스틸 번들(101)이 감싸고 있으며, 중심부의 코어 와이어(102)가 다수의 스틸 번들(101)을 연결해주는 역할을 한다.

도 5(b)는 본 발명의 일 구현예에 의한 타이어에 수직 방향으로 힘이 작용할 때의 타이어 비드 코드 구조의 측면도이다. 부분확대도 B에 도시된 비드 코드 내부에 작용하는 힘의 방향을 참조하면, 각 스틸 뭉치가 힘을 분산하여 비드부의 임의의 한 지점에 과도한 장력 및 응력이 발생하는 것을 방지하는 것을 알 수 있다. 이 때, 각각의 스틸 번들은 코어 와이어를 중심으로 이탈하지 않으며 상호간 장력이 작용하기 때문에 원주방향 강성이 강하게 유지된다.

한편, 스틸 번들(101)은 타이어 원주 방향으로 블록(block) 형식으로 설정된 블록 스틸 번들 블록(steel bundle block)(103)을 이루는데, 이와 같이 다수의 스틸 번들이 블록을 이루어 타이어를 림에 안착시키는 과정에서 수직 방향으로 작용하는 힘을 분산시켜 타이어의 특정 부분에 장력 또는 응력이 집중되는 것을 방지하고 안착 후에는 기존 비드부와 동일한 역할을 수행한다. 상기 스틸 번들(101)은 타이어 원주 방향으로 블록 형식으로 25 내지 40mm의 길이로 30 내지 45개 형성되는 것이 바람직하다. 타이어의 림 직경이 22.5인치인 경우 스틸 번들 블록의 개수가 30 개 미만인 경우 타이어 수직 방향으로 작용하는 힘을 분산시키는 효과가 떨어지고 타이어의 장착 및 탈착이 어렵다. 한편, 상기 스틸 번들 블록의 개수가 45개를 초과하는 경우 의도하는 블록 형상을 제작하기 어렵다.

도 6은 본 발명의 일 구현예에 의한 비드 코드(100)의 구조를 도시한 평면도이다. 스틸 번들(101)은 타이어 원주 방향으로 서로 다른 2개 이상의 폭(W1, W2, W3)을 가질 수 있다. 이때, 서로 다른 스틸 번들(101)의 폭(W1, W2, W3)은 타이어 수직 방향으로 작용하는 힘을 분산시키는 효과가 최대가 되는 범위에서 선정될 수 있는데 25 내지 40mm인 것이 바람직하다.

도 7(a)는 타이어에 수직 방향 힘이 발생하기 이전에 본 발명의 일 구현예에 의한 비드 코드 일부를 도시한 측면도이고, 도 7(b)는 타이어에 수직 방향 힘이 발생한 이후 본 발명의 일 구현예에 의한 비드 코드 일부를 도시한 측면도이다. 도 7(a) 및 7(b)에 의하면, 본 발명에 의한 비드 코드(100)는 스틸 번들(101)의 에지(edge)부에 모따기를 형성하여 수직 방향으로 힘이 발생하였을 때 상기 스틸 번들(101)간 간섭 없이 용이하게 휘어질 수 있다.

도 8(a)는 본 발명의 다른 구현예에 의한 비드 코드의 일부를 도시한 측면도이고, 도 8(b)는 본 발명의 다른 구현예에 의한 비드 코드의 일부를 도시한 단면도이다. 도 8(a) 및 8(b)에 의하면, 본 발명에서 비드 코드(100)의 코어 와이어(102)를 감싸는 스틸 번들(101)은 스틸 뭉치의 형태가 아니라 타이어 수직 방향으로 코어 와이어(102)를 휘감는 수직 스틸 와이어(104)일 수 있다. 즉, 타이어 수직 방향으로 강철 와이어를 감아서 스틸 뭉치를 대체할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 상기 스틸 번들(101)은 스틸 덩어리 또는 수직으로 감긴 스틸 와이어(104) 뭉치의 형태이다. 또한, 상기 스틸 덩어리 또는 수직으로 감긴 스틸 와이어 뭉치의 최외곽층은 고무 토핑으로 감싸진 고무 토핑층(105)이다.

도 9는 본 발명의 일 구현예에 의한 중하중 차량용 타이어를 림에 장착하고 타이어에 공기를 주입한 이후 힘의 방향을 도시한 단면도이다. 도 9를 참조하면, 타이어 장착 후 내부에 공기가 유입되면 화살표로 표시된 힘의 방향이 내부에서 외부로 발생하게 되고, 이에 의해 본 발명에 의한 스틸 번들 블록 형식의 비드 또한 일반 비드와 같이 안정적인 힘을 받게 된다. 이와 같이 본 발명에 의하면 각각의 분리된 독립체인 스틸 번들을 연결하도록 비드 코어의 형상을 개조하여 비드부가 수직 유동성을 갖도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 구조를 다양하게 변경하고 변형할 수 있다는 사실은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.

10, 100: 비드 코드 11: 비드와이어
101: 스틸 번들 102: 코어 와이어
103: 스틸 번들 블록 104: 스틸 와이어
105: 고무 토핑층

Claims (7)

1. 트레드와 트레드 양측의 사이드월 및 사이드월 단부에 설치되는 비드부로 구성되고, 비드부는 비드 코드와 비드 코드 상부에 설치되는 비드필러 및 비드 코드와 비드필러를 감싸 올리는 카카스를 포함하되, 상기 비드 코드가 환상의 코어 와이어(core wire) 및 각각의 독립된 블록(block) 형식으로 구성되어 상기 코어 와이어를 감싸는 다수의 스틸 번들(steel bundle)을 포함하는 중하중 차량용 타이어.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 스틸 번들은 강철 재질의 스틸 덩어리 또는 수직으로 감긴 스틸 와이어 뭉치인 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 코어 와이어에 의해 상기 다수의 스틸 번들이 연결되는 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 타이어의 림 직경이 22.5인치인 경우 상기 스틸 번들은 타이어 원주 방향으로 블록 형식으로 30 내지 45개 형성되는 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.
5. 제1항에 있어서, 상기 스틸 번들은 타이어 원주 방향으로 서로 다른 2개 이상의 폭을 가지며, 상기 폭은 25 내지 40mm인 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 스틸 번들의 에지(edge)부에 모따기가 형성된 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.
   
7. 제2항에 있어서, 상기 스틸 덩어리 또는 수직으로 감긴 스틸 와이어 뭉치의 최외곽층은 고무 토핑으로 감싸진 고무 토핑층인 것을 특징으로 하는 중하중 차량용 타이어.

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