KR101515765B1 - 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어를 제조하는 성형공정에서 토러스 성형 드럼을 사용하여 1장 또는 2장으로 이루어진 카카스에 비드부를 설계할 때 타이어의 비드 구조에서 카카스를 기준으로 구부러진 1자형 비드 와이어를 외측에 위치시키고 원형 비드 와이어를 내측에 위치시킨 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명의 타이어는 비드부의 카카스에 대한 구속력 및 림에 대한 압착력이 증가되어 조종 안정성 및 내구성이 우수하다.

Description

개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어{Pneumatic tire with IMPROVED BEAD STRUCTURE}

본 발명은 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타이어의 비드부, 즉 림 상에 타이어를 고정하기 위하여 사용되는 비드부와 카카스 플라이를 접합하는 구조를 개선하여 비드부의 강성을 개선하고 조종 안정성과 내구성을 향상시킨 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

차량용 공기입 타이어를 제조할 때 성형공정은 타이어에 사용되는 모든 반제품 구성재료를 성형 드럼에 순차적으로 붙여서 원통형의 그린타이어를 만드는 공정이다. 이러한 성형공정에서 플랫 성형 드럼(flat building drum)을 이용하여 그린타이어를 제조할 때 부착되는 반제품들이 플랫 성형 드럼에서 심하게 변형되어 타이어 품질에 영향을 끼치는 경우가 많다. 이러한 문제를 보완하기 위해 강체 코아 드럼인 토러스 성형 드럼(torus building drum)을 이용하여 그린타이어를 제조하여 왔다.

토러스 성형 드럼은 완성 타이어의 내부와 유사한 형상의 규격을 갖는 드럼으로 그린타이어 성형공정 중 반제품들의 변형을 최소화하는 장점이 있다. 토러스 성형 드럼을 이용하여 그린타이어 제조하는 경우에는 카카스의 압착력을 유지하는 비드 구조가 필요하며, 이에 따라 비드 구조에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은, 벨트층(113)들을 갖춘 트레드(101), 트레드(101)와 사이드월(102) 및, 비드부(103)에 배치되는 1장 또는 2장의 카카스(104)를 갖는 공기입 타이어에서 비드 와이어(105)와 비드필러(107) 사이를 카카스(104)가 지나가고 이 카카스(104)를 비드 와이어(105)들이 압착하여 비드부(103)를 형성시킨 구조가 사용되고 있다. 그러나 이와 같은 종래의 공기입 타이어는 비드부(103)에서 카카스(104)의 형상을 적정하게 유지하는데 어려움이 있으며, 카카스(104)가 일정 간격으로 엇갈리게 배열되므로 구간별 장력의 차이에 따른 비드부(103)의 내구성이 떨어지는 단점을 지니고 있었다.

도 2와 같은 종래 공기입 타이어는 1장의 카카스(204)를 적용하는 타이어에서 이 카카스(204)의 내외측으로 1자형 비드 와이어(205)를 삽입하고 이 비드 와이어(205)의 외측 및 상측으로 비드필러(207)를 구성하는 구조로 되어 있으나, 이와 같은 종래의 타이어는 상기 비드 와이어(205)의 상측 카카스(204)의 지점(C) 위치 조정이 어려워 카카스(204)의 장력 조정에 어려움이 있어 제조공정성이 불량한 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 공기입 타이어를 제조하는 성형 공정에서 토러스(torus) 성형 드럼을 사용하여 1장 또는 2장으로 이루어진 카카스에 비드부를 설계할 때 카카스가 최적의 형상을 유지하고 비드부의 카카스에 대한 구속력 및 림에 대한 압착성이 증가되도록 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 트레드와 사이드월 및 비드부까지 연장 배치되는 카카스를 구비하고 카카스 내외측으로 비드 와이어들이 형성된 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스는 상기 비드부에서 소정의 곡률 반경으로 만곡되어 구성되고, 상기 만곡된 카카스를 기준으로 구부러진 1자형 비드 와이어들이 상기 카카스의 외측에 위치되고, 원형 비드 와이어가 상기 카카스의 내측에 위치되며, 상기 카카스의 카카스 플라이의 일단부는 상기 1자형 비드 와이어와 원형 비드 와이어 사이에 삽입되고, 상기 1자형 비드 와이어의 하단부는 상기 원형 비드 와이어 최내측 선 안쪽으로 원형 비드 와이어를 감싸는 형태로 만곡되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 개량된 비드 구조물을 가진 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 1자형 비드 와이어는 림 플랜지의 곡선과 오프셋되거나 타이어의 회전 축 방향으로 림 플랜지의 곡선에 대해서 약1도 내지 약17도의 각도로 외측으로 경사지게 구성되며, 상기 1자형 비드 와이어는 림과 평행하거나 림의 곡률반경 보다 1.5배 큰 곡률 반경을 가질 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 공기입 타이어는 비드부의 카카스에 대한 구속력이 향상되고 림에 대한 압착성이 증가되어 타이어의 조종 안정성이 향상될 뿐만 아니라, 카카스의 장력 증대로 비드의 분리(Separation)등과 같은 비드부의 손상이 방지되어 타이어의 내구성 및 안전성도 크게 향상되는 이점을 갖는다.

또한 본 발명의 타이어는 기존 카카스 턴업 방식에 비해서 카카스와 고무의 변형에 의한 손상을 완화시키므로 비드부에서 발생되는 비드부 사고 가운데 비드부 분리(separation)를 방지하는데 크게 기여하여 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 토러스 성형 드럼으로 제조되는 공기입 타이어의 개략단면도이다.
도 2는 종래의 토러스 성형 드럼으로 제조되는 공기입 타이어의 다른 예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어의 일부 개략단면도다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어에서 1자형 비드 와이어의 곡률과 림 플랜지의 곡면 사이의 관계를 설명하기 위한 비드부의 모식도이다.
도 5 본 발명의 다른 실시예의 공기입 타이어의 일부 개략단면도다.

이하에서 예시로서 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어의 비드부와 사이드월부 만을 나타낸 일부 개략단면도다. 본 발명은 1장의 카카스(11) 만이 설치된 공기입 타이어를 도시하여 설명하였지만, 상기 카카스(11)가 2장 중첩되어 사용되는 경우에도 동일한 구조로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어는 트레드(미도시)와 사이드월(2) 및 비드부(3)까지 연장 배치되는 카카스(11)를 구비하고, 카카스(11) 내외측으로 비드 와이어들이 형성된 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스(11)는 상기 비드부(3)에서 소정의 곡률 반경으로 만곡되어 구성되고, 상기 만곡된 카카스를 기준으로 구부러진 1자형 비드 와이어들(6)이 상기 카카스의 외측에 위치되고, 원형 비드 와이어 또는 다각형 비드 와이어들(5)이 상기 카카스의 내측에 위치되며, 상기 카카스의 카카스 플라이의 일단부는 상기 1자형 비드 와이어(6)와 원형 비드 와이어(5) 사이에 삽입되어 있는 구조로 구성된다.

상기 1자형 비드와이어(6)와 원형 비드와이어 또는 다각형 비드와이어들(5)은 0.2 ~ 0.5mm 소경을 갖는 와이어들이 여러 가닥 꼬아서 1.0 ~ 1.6mm의 직경을 갖도록 구성된다.

상기 카카스(11)는 내부에 직물 또는 금속 보강 코드가 삽입된 고무 시트로 이루어진 적어도 하나의 고무 토핑된 직물의 플라이와, 타이어의 둘레 방향에 대하여 가로지르도록 배열된 카카스 코드를 구비한다.

본 발명에서는 토러스 드럼을 사용하는 타이어 제조 방식에서 1장 또는 2장의 카카스로 구성된 구조에서 도 3 또는 도 5와 같이 구부러진 1자형 비드 와이어(6)와 원형 비드 와이어 혹은 다각형 비드 와이어(5)들을 이용하여 카카스(11)를 구속한다. 도 4a에 도시되어 있는 바와 같이, 1자형 비드 와이어(6)는 림과의 압착성을 높이기 위해, 직선이 아닌 림 플랜지의 곡면의 A, B, C 곡선과 ? 만큼 오프셋 될 수 있다.

또 다른 예에서는 도 4b에 도시된 바와 같이, A와 C 곡선과는 17도 내의 각도로 외측으로 뉘어지고, B 곡선의 반경에서 1.5배 반경 내로 적용한다.

상기 1자형 비드 와이어(6)는 림과 평행하거나(ρ_B’=ρ_B) 림의 곡률반경 보다 1.5배 큰 곡률 반경을 갖는다(ρ_B’= 1.5*ρ_B). 1자형 비드 와이어(6)의 반경은 내측의 원형 또는 다각형 비드 와이어(5)와 접촉되는 면적을 고려하여 B 곡선의 반경에서 1.5배 반경 내로 결정한다. 카카스는 구부러진 1자형 비드 와이어(6)와 원형 혹은 다각형 비드 와이어(5) 사이로 통과시켜 구속력을 증가시킨다.

상기 1자형 비드 와이어(6)는 림 플랜지의 곡선과 오프셋되거나 타이어의 회전 축 방향으로 림 플랜지의 곡선에 대해서 소정의 각도(θ₁, θ₂), 예컨대 약1도 내지 약17도의 각도로 외측으로 경사지게 구성된다. C와 평행 혹은 외측으로 약1도 내지 약17도 경사지도록 구성하는 것은 1자형 비드 와이어(6)과 림 사이의 고무 게이지가 적어지면 제조 불량이 야기될 수 있기 때문이다.

상기 원형 비드 와이어(5)는 원형, 계란형, 또는 타원형이고, 상기 다각형 비드 와이어는 육각형 이상의 다각형인 것이 좋다.

상기 1자형 비드 와이어(6)의 하단부는 상기 원형 비드 와이어(5)의 최내측 선 안쪽으로 형성된다. 상기 카카스(11)의 카카스 플라이의 단부는 1자형 비드 와이어(6)와 원형 비드 와이어(5)의 사이에 삽입되어 있다. 바람직하게 카카스 플라이의 단부는 1자형 비드 와이어로(6)부터 반경방향으로 내측으로 돌출되지 않는 것이 바람직하다. 즉, 비드 와이어 또는 비드 와이어 그룹의 반경방향으로 가장 내측의 프로파일을 넘어서 반경방향 내측으로 돌출되지 않으며, 비드 코어 주위에서 접혀 있지 않는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이는 단지 예시를 위한 것으로, 본 발명은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않은 범위 내에서 다양하게 변형 또는 변경 실시될 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 상기 실시예로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

2: 사이드월 3: 비드부
6: 1자형 비드와이어 5: 원형 비드와이어
11: 카카스 4: 비드 필러

Claims (4)

1. 트레드와 사이드월 및 비드부까지 연장 배치되는 카카스를 구비하고 카카스 내외측으로 비드 와이어들이 형성된 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스는 상기 비드부에서 소정의 곡률 반경으로 만곡되어 구성되고, 상기 만곡된 카카스를 기준으로 구부러진 1자형 비드 와이어들이 상기 카카스의 외측에 위치되고, 원형 비드 와이어가 상기 카카스의 내측에 위치되며, 상기 카카스의 카카스 플라이의 일단부는 상기 1자형 비드 와이어와 상기 원형 비드 와이어 사이에 삽입되고, 상기 1자형 비드 와이어의 하단부는 상기 원형 비드 와이어의 최내측 선 안쪽으로 원형 비드 와이어를 감싸는 형태로 만곡되게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 1자형 비드 와이어는 림과 평행하거나 림의 곡률반경 보다 1.5배 큰 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 1자형 비드 와이어는 림 플랜지의 곡선과 오프셋되거나 타이어의 회전 축 방향으로 림 플랜지의 곡선에 대해서 1도 내지 17도의 각도로 외측으로 경사지게 구성되는 것을 특징으로 하는 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 원형 비드 와이어는 원형, 계란형, 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어.
   

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