KR101580366B1 - 개선된 채퍼 스트립 구조를 갖는 공기입 타이어 - Google Patents

개선된 채퍼 스트립 구조를 갖는 공기입 타이어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카카스와 카카스의 외측을 감싸는 스틸 채퍼, 스틸 채퍼의 외측을 감싸는 나일론 채퍼 및 상기 카카스와 스틸 채퍼사이에 위치하는 채퍼 스트립을 포함하되, 상기 채퍼 스트립은 최외곽 둘레에 실런트를 감싸서 형성된 실런트 테입부를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의한 타이어는 채퍼 스트립 구조에 실런트 테입부를 포함하여 카카스 끝단 또는 채퍼 끝단에 발생하는 초기 크랙을 막아주며, 카카스의 움직임을 완화시켜 타이어의 내구성을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 실런트 테입부에 의해 타이어를 구성하는 부제들의 상호 움직임이 완화되어 카카스 끝단의 응력을 줄일 수 있어 타이어의 안정성 향상에 도움을 준다.

Description

개선된 채퍼 스트립 구조를 갖는 공기입 타이어{Pneumatic tire with improved chafer strip structure}
본 발명은 개선된 채퍼 스트립 구조를 갖는 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 채퍼 스트립 구조가 실런트 테입부를 포함하여 카카스 끝단에 발생하는 초기 크랙을 막아주며, 카카스의 움직임을 완화시켜 내구성을 증가시키고 안정성을 향상시킬 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다.
일반적으로 공기입 타이어는 주행중에 차량의 높은 하중과 변형을 받게 되는데, 이 때 카카스 끝단 주변 고무의 상대운동으로 인해 큰 응력 변화가 발생한다. 이러한 응력 변화로 인하여 카카스 끝단 부분에 크랙이 발생하고, 이 크랙이 성장하여 카카스 세퍼레이션(carcass separation) 또는 이너 스틸 채퍼 에지 세퍼레이션(inner steel chafer edge separation)으로 진행된다.
도 1은 종래 기술에 의한 타이어에서 발생한 카카스 세퍼레이션을 보여주는 사진이고, 도 2는 이너 스틸 채퍼 에지 세퍼레이션을 보여주는 사진이다. 최근 이러한 크랙의 생성을 방지하기 위하여 채퍼 스트립(chafer strip)을 사용하는 기술이 개발되었다.
도 3은 종래기술에 의한 채퍼 스트립을 포함하는 타이어의 일부 단면도이다. 도 3을 참고하면, 현재 상용되는 공기입 타이어의 비드부 구조는 타이어 비드부를 감싸는 카카스(10)와 카카스(10)의 외측을 감싸는 스틸 채퍼(20), 상기 카카스(10)와 스틸 채퍼(20) 사이에 위치한 채퍼 스트립(30)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 채퍼 스트립(30)은 카카스 세퍼레이션 및 이너 스틸 채퍼 에지 세퍼레이션을 방지하기 위한 목적으로 사용되지만, 일단 크랙이 발생하면 크랙의 성장을 막지는 못한다는 한계점이 있다.
도 4(a)는 종래 기술에 의한 튜브 타입 타이어의 비드부 및 카카스 끝단의 크랙을 보여주는 사진이고, 도 4(b)는 종래 기술에 의한 튜브리스 타입 타이어의 비드부 및 카카스 끝단의 크랙을 보여주는 사진이다. 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 변형을 받는 비드부의 대부분의 응력은 스틸 채퍼의 끝부분으로 집중되기 때문에, 스틸 채퍼의 끝부분으로부터 크랙이 발생되게 되고, 이것이 점차 성장하여 궁극적으로는 비드부 세퍼레이션을 야기시키는 원인이 된다.
본 발명의 하나의 목적은 카카스 끝단에 발생하는 초기 크랙을 막을 수 있을 뿐 아니라 카카스 끝단의 응력을 완화시켜 크랙이 발생한 경우에도 크랙의 성장을 지연시킬 수 있는 수 있는 채퍼 스트립 구조를 포함하는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
카카스와 카카스의 외측을 감싸는 스틸 채퍼, 스틸 채퍼의 외측을 감싸는 나일론 채퍼 및 상기 카카스와 스틸 채퍼 사이에 위치하는 채퍼 스트립을 포함하되, 상기 채퍼 스트립은 최외곽 둘레에 실런트(sealant)를 감싸서 형성된 실런트 테입부를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,
카카스와 카카스의 외측을 감싸는 스틸 채퍼, 스틸 채퍼의 외측을 감싸는 나일론 채퍼 및 상기 카카스와 스틸 채퍼 사이에 위치하는 채퍼 스트립을 포함하되, 상기 채퍼 스트립은 카카스 끝단 및 스틸 채퍼 끝단과 접하는 부분이 실런트로 구성된 실런트부를 포함하고, 상기 실런트부는 상기 채퍼 스트립 전체 부피의 1/3 내지 2/3를 차지하는 공기입 타이어에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은,
카카스와 카카스의 외측을 감싸는 스틸 채퍼, 스틸 채퍼의 외측을 감싸는 나일론 채퍼 및 상기 카카스와 스틸 채퍼 사이에 위치하는 채퍼 스트립을 포함하되, 상기 채퍼 스트립은 전체가 실런트 용액을 포함하는 고무 조성물로 구성된 공기입 타이어에 관한 것이다.
본 발명에 의한 타이어는 채퍼 스트립 구조에 실런트 테입부를 포함하여 카카스 끝단 또는 채퍼 끝단에 발생하는 초기 크랙을 막아주며, 카카스의 움직임을 완화시켜 타이어의 내구성을 증가시킬 수 있다. 또한, 크랙이 발생한 경우에도 실런트가 크랙을 메꾸어 크랙의 성장을 막기 때문에 비드부 세퍼레이션 및 비드부 파열을 지연시켜 타이어의 안정성 향상에 도움을 준다. 또한, 상기 실런트 테입부에 의해 타이어를 구성하는 부제들의 상호 움직임이 완화되어 카카스 끝단의 응력을 줄일 수 있기 때문에, 이러한 응력 집중으로 인해 발생할 수 있는 턴업 풀림 가능성을 제거함으로써 타이어의 안정성 향상에 도움을 준다.
도 1은 종래 기술에 의한 타이어에서 발생한 카카스 세퍼레이션을 보여주는 사진이다.
도 2는 종래 기술에 의한 타이어에서 발생한 이너 스틸 채퍼 에지 세퍼레이션을 보여주는 사진이다.
도 3은 종래기술에 의한 채퍼 스트립을 포함하는 타이어의 일부 단면도이다.
도 4(a)는 종래 기술에 의한 튜브 타입 타이어의 비드부 및 카카스 끝단의 크랙을 보여주는 사진이다.
도 4(b)는 종래 기술에 의한 튜브리스 타입 타이어의 비드부 및 카카스 끝단의 크랙을 보여주는 사진이다.
도 5는 도 3의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 의한 카카스 에지부의 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조의 단면도이다.
도 9(a)는 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조의 단면도이다.
도 9(b)는 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조의 단면도이다.
도 10(a)는 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조의 단면도이다.
도 10(b)는 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조의 단면도이다.
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 5는 도 3의 A 부분에 대한 확대도이다. 도 5를 참고하면, 기존의 공기입 타이어 구조의 카카스 에지부는 카카스(10)와 카카스(10)의 외측을 감싸는 스틸 채퍼(20), 스틸 채퍼(20)의 외측을 감싸는 나일론 채퍼(40) 및 상기 카카스(10)와 스틸 채퍼(20) 사이에 위치된 채퍼 스트립(30)을 포함하여 구성된다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 의한 카카스 에지부의 일부 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 카카스 에지부는 카카스(100)와 카카스(100)의 외측을 감싸는 스틸 채퍼(200), 스틸 채퍼(200)의 외측을 감싸는 나일론 채퍼(400) 및 상기 카카스(100)와 스틸 채퍼(200) 사이에 위치된 채퍼 스트립(300)을 포함하되, 채퍼 스트립(301)의 최외곽 둘레에 실런트(sealant)감싸서 형성된 실런트 테입부(302)를 포함한다. 도 6에 의하면, 상기 실런트 테입부(302)가 채퍼 스트립(301) 전부를 감싸는 것으로 도시되었으나 본 발명의 일 구현예에 의하면, 실런트 테입부(302)는 채퍼 스트립(301) 일부를 감싸도록 형성될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조(300)의 단면도이다. 도 7에 의한 채퍼 스트립 구조(300)는 카카스 끝단과 접하는 부분(B)의 프로파일을 곡선형으로 제작하여 카카스 끝단의 응력집중을 완화시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조(300)의 단면도이다.
도 8에 의한 채퍼 스트립 구조(300)는 기존의 채퍼 스트립을 형성하는 고무로 구성된 채퍼 스트립 제 1층(303) 및 상기 채퍼 스트립 제 1층의 상부에 형성되고 채퍼 스트립 제 1층에 비하여 강성이 약한 고무로 구성된 채퍼 스트립 제 2층(304)으로 구성된다. 상기 채퍼 스트립(301)의 최외곽은 실런트를 감싸서 형성된 실런트 테입부(302)를 포함한다. 이와 같이, 강성이 서로 다른 고무로 구성된 이중층의 채퍼 스트립 구조(300)에 의해 카카스 끝단의 응력집중을 완화시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 채퍼 스트립 구조(300)는 실런트 테입부(302)인 특수 고무층을 포함하여 실런트 카카스 끝단 또는 채퍼 끝단에 크랙이 발생한 경우 실런트가 크랙을 메꾸어 크랙의 성장을 막기 때문에 비드부 세퍼레이션 및 비드부 파열을 지연시켜 결과적으로 타이어의 안정성 향상에 도움을 준다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조(300)의 단면도이다. 도 9(a)를 참조하면, 채퍼 스트립(301)은 카카스 끝단 및 스틸 채퍼 끝단과 접하는 부분이 실런트로 구성된 실런트부(305)를 포함한다. 한편, 도 9(b)에 의한 채퍼 스트립 구조(300)는 도 9(a)에 의한 실런트부(305)를 포함하되, 카카스 끝단과 접하는 부분의 프로파일이 곡선형으로 제작된다. 도 9(a) 및 9(b)에서 상기 실런트부(305)를 제외한 채퍼 스트립 에지부(306)는 기존의 채퍼 스트립에 사용된 고무 조성물로 구성될 수 있다. 또한, 상기 실런트부(305)는 채퍼 스트립(301) 전체 부피의 1/3 내지 2/3를 차지하는 것이 바람직하다. 상기 실런트부(305)가 채퍼 스트립(301) 전체 부피의 1/3 미만인 경우 실런트가 충분히 포함되지 않아 실런트가 크랙을 메꾸어 크랙의 성장을 막는 효과가 미비하고, 2/3를 초과하는 경우에는 채퍼 스트립의 강성이 저하될 수 있다.
도 10(a) 및 도 10(b)는 본 발명의 일 구현예에 의한 채퍼 스트립 구조(300)의 단면도이다. 도 10(a)에 의한 채퍼 스트립 구조(300)는 채퍼 스트립(301) 전체가 실런트 용액을 포함하는 고무 조성물로 구성된다. 한편, 도 10(b)에 의한 채퍼 스트립 구조(300)는 채퍼 스트립(301) 전체가 실런트 용액을 포함하는 고무 조성물로 구성되고, 카카스 끝단과 접하는 부분의 프로파일이 곡선형(B)으로 제작된다.
본 발명의 구현예들에서, 상기 채퍼 스트립(301)에 사용되는 고무는 카카스에 사용된 고무와 유사한 고무 조성물로 구성되는데, 예를 들어 천연 고무 70 내지 100 중량부, 스티렌 부타디엔 고무 0 내지 30중량부 및 촉진제로서 미량의 디벤조티아질 디설파이드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 실런트 테입부(302) 및 실런트부(305)를 구성하는 실런트 용액은 저분자 엘라스토머와 고분자 엘라스토머가 혼합된 고무상의 물질로서, 두가지 이상의 실런트 용액이 사용될 수도 있다. 또한, 실런트 용액에 피막형성 방지제, 동결방지제, 노화방지제, 레벨링제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 채퍼 스트립 구조에 실런트 테입부를 포함하여 카카스 끝단 또는 채퍼 끝단에 발생하는 초기 크랙을 막아주며, 카카스의 움직임을 완화시켜 타이어의 내구성을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 실런트 테입부에 의해 타이어를 구성하는 부제들의 상호 움직임이 완화되어 카카스 끝단의 응력을 줄일 수 있다. 따라서, 카카스 끝단의 응력 집중으로 인해 발생할 수 있는 턴업 풀림을 방지하여 타이어의 안정성 향상에 도움을 준다.
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: 카카스 20: 스틸 채퍼
30, 301: 채퍼 스트립 40: 나일론 채퍼
300: 채퍼 스트립 구조 302: 실런트 테입부
303: 채퍼 스트립 제 1층 304: 채퍼 스트립 제 2층
305: 실런트부 306: 채퍼 스트립 에지부

Claims (8)

  1. 카카스와 카카스의 외측을 감싸는 스틸 채퍼, 스틸 채퍼의 외측을 감싸는 나일론 채퍼 및 상기 카카스와 스틸 채퍼 사이에 위치하는 채퍼 스트립을 포함하는 공기입 타이어로서, 상기 채퍼 스트립은 최외곽 둘레에 실런트(sealant)를 감싸서 형성된 실런트 테입부를 포함하여, 카카스 끝단 또는 채퍼 끝단에 크랙이 발생한 경우 상기 실런트 테입부를 구성하는 실런트가 크랙을 메꾸어 크랙의 성장을 막는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 실런트 테입부는 상기 채퍼 스트립의 일부를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 채퍼 스트립은 카카스 끝단과 접하는 부분의 프로파일이 곡선형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 채퍼 스트립은 채퍼 스트립 제 1층, 상기 채퍼 스트립 제 1층의 상부에 형성되고 채퍼 스트립 제 1층에 비하여 강성이 약한 고무로 구성된 채퍼 스트립 제 2층 및 상기 실런트 테입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
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