KR101623276B1 - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비드부와 림 플랜지 사이에 내재되어 있는 압축공기에 의해 발생하는 비드 변형 및 방열 효과를 높이기 위한 공기입 타이어에 관한 것으로, 비드부의 외표면에 다수 개의 방열요홈들이 일정한 간격으로 형성되고, 일면이 방열요홈의 끝단과 접하여 연결되는 배기라인을 구비하는 공기입 타이어가 제공된다.

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어 비드와 림 플랜지 사이에 내재되어 있는 압축공기에 의해 발생하는 비드 변형 및 방열 효과를 높이기 위한 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는, 노면과 접촉하는 트레드, 타이어의 골격을 이루는 카카스, 트레드와 카카스 사이에 설치된 벨트, 공기의 누출을 방지하는 인너라이너, 카카스를 보호하고 유연한 굴신운동을 하도록 하는 사이드월, 타이어를 림에 장착시키는 비드부, 및 비드부가 받는 충격을 완화시키는 에이펙스(Apex)로 구성되어 있다.

상기 비드부는 휠의 림과 밀접하게 면 접촉되는 타이어의 내면부분으로서, 휠의 림에 대해 약간의 죄임을 주어 주행 중 타이어가 림에서 빠지지 않도록 설계되어 있다. 즉, 타이어의 비드는 휠의 림에 장착된 상태에서 림에 형성된 밸브를 통해 공기를 주입할 경우 그 공기압에 의해 밀리면서 림 표면에 압착되게 된다. 최근에 튜브리스 타이어가 개발됨에 따라 타이어 내부의 공기 누설을 방지하여 주행 중 림을 안전하게 고정된 상태로 유지하도록 하기 위해서 비드와 림의 면 접촉성이 중요한 요소로 인식되고 있다.

타이어 비드부는 고속주행 또는 중하중물 운반 시 반복 굴신에 의한 휠과 비드부의 마찰 및 타이어의 내부로부터 발산되는 발열, 타이어 브레이크 드럼으로부터의 전도/복사열의 영향으로 고온에 노출됨으로써, 비드 버스트, 세퍼레이션 등의 사고 위험에 대한 취약성을 가지고 있다. 특히 중하중물을 운반하는 도중 코너링 시 잦은 브레이크 작동에 따른 드럼 전도/복사열이 휠을 통하여 비드부로 전달될 경우, 효과적인 비드부의 냉각이 어려워 비드부 수명이 현저히 저하하기 때문에 비드부의 발열을 효과적으로 억제하는 기술의 개발이 요구되고 있다. 이러한 기술의 예로서 비드부를 구성하는 반제품에 대한 저발열성 컴파운드를 사용하거나, 타이어 내부 구조 변경을 통하여 비드부의 내구성을 향상시키고자 하는 연구가 행하여져 왔다.

일례로 국내특허공개 제2002-0039992호는 타이어 비드부와 림 플랜지(Rim Flange) 사이에 발열에 의한 비드 변형을 막기 위해서, 그 사이에 프로텍트바를 형성하는 기술을 개시하고 있다. 상기 특허는, 도 1에 도시된 바와 같이, 트래드부(1)와, 사이드월부(1) 및 비드부(3)를 구성하고, 상기 비드부(3)의 외측에 림 플랜지(6)와 접하는 다수의 프로텍트바(5)를 돌출하여 구성하는 것을 특징으로 하는 중하중용 공기입 래디알 타이어에 대하여 개시하고 있다.

그러나, 상기 특허는 비드 변형을 막기 위해서 양각의 프로텍트바를 형성하여, 타이어 비드부의 내구성을 향상시킬 수 있었으나, 고온의 림 플랜지와 타이어 사이에는 압축공기가 내재되어 있어 비드부의 발열로 인한 비드부의 변형을 억제하는데 한계가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 타이어 비드부와 림 플랜지 사이의 구조를 개선하여 비드부의 변형을 억제함과 동시에 비드부의 방열 효과를 극대화하기 위한 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,

트레드부, 사이드월부 및 림에 안착 설치되는 비드부로 구성되는 공기입 타이어에 있어서, 상기 타이어는 비드부의 림 플랜지와 접촉되는 외표면에 원주 방향으로 일정한 간격으로 형성된 다수의 방열요홈들과 상기 방열요홈의 하부에 형성되는, 이들 방열요홈들 사이를 연결하는 배기라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 발명의 다양한 실시예의 타이어에 의하면,

차량의 주행 시 비드부의 카카스 끝단에서 발생되는 고온의 열을 효과적으로 배출하여 카카스 끝단 세퍼레이션을 방지함으로써, 타이어의 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 공기입 타이어는 방열요홈을 림 체크 라인의 상단까지 형성시켜, 비드부의 발열을 효과적으로 방열시킴으로써, 비드부의 내구성을 더욱 더 향상시킬 수 있다

도 1은 종래의 공기입 타이어의 개략사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어의 개략사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 개량된 비드부를 구비하는 공기입 타이어의 개략사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 공기입 타이어는 타이어의 트래드부(10), 사이드월부(20), 비드부(30) 및 림 체크라인(40)을 구비하며, 상기 비드부(30)의 외표면에는, 타이어의 방사방향으로 일정하게 형성된 방열요홈(31) 및 상기 방열요홈(31)에 교차하여 원주 방향으로 상기 방열요홈(31)의 끝단과 접하여 연결되는 배기라인(32)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기입 타이어의 방열요홈(31)은 마주하는 림 플랜지에 접하도록, 일정 간격을 두고 평행하게 가는 홈 형태로 다수 개가 형성된다. 이러한 방영요홈들(31)은 타이어의 비드부와 림 플랜지부에서 발생하는 전단 응력을 분산시켜, 그 내부에 존재하는 고온의 열을 외부로 방출시키는 역할을 한다.

상기 방열요홈(31)은 차량 제동 시 타이어가 받는 힘의 방향과 동일한 일정한 각도로 경사지게 형성될 수 있다. 방열요홈(31)의 경사 방향은 커프의 시작에서 부채꼴로 펴지는 범위 내 1도에서 45도 이내로 형성한다. 차량의 제동 시에, 역으로 작용하는 힘과 동일 방향으로 방열요홈(31)을 형성시켜, 타이어 내의 스틸 체퍼 또는 나일론 체퍼에 전달되는 응력을 분산시킬 수 있다.

또한 본 발명에서는 상기 방열요홈(31)을 림 체크라인(41)까지 형성시켜, 차량의 주행 시 비드부 카카스 끝단에서 발생하는 발열을 보다 효과적으로 배출하여 카카스 끝단의 세퍼레이션을 줄일 수 있다.

비드부는 지속적인 굴신운동과 발열에 의해 비드부의 고무가 림의 외측으로 밀려나면서 변형되는 한편 비드힐 부위가 림 플랜지면으로부터 들려 올려지면서 림과의 결속력이 급속하게 저하되어 림으로부터 이탈 분리되는 사고로 이어지게 된다. 이와 같은 비드부의 이상 유무를 운전자에게 알려 주기 위해서, 타이어의 비드부(30) 외측에 림 플랜지(40)의 끝단에 일치하는 림 체크라인(41)을 형성시켜 의 비드부(30)가 굴신 및 발열에 의해서 변형되어 림으로부터 이탈되는 경우 림 체크라인(41)이 림 플랜지로부터 이격되어 비드부(30)의 이상을 표시할 수 있게 하고 있다.

본 발명의 공기입 타이어에서는, 상기 방열요홈(31)의 상단부는 림 체크라인(41)보다 위에 형성되는데, 바람직하게 림 체크라인(41) 보다 연장되는 길이(d)는 약 1 ㎜ 내지 5 ㎜이고, 상기 방열요홈(31)의 하단부는 비드 힐 위에 놓인다.

상기 방열요홈(31)의 단면 형상은 사각형, 사다리꼴, 또는 반구형 등이 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이, 단면 형상이 사다리꼴과 같이, 표면의 폭 보다 바닥 부분의 폭이 클 경우 방열에 더욱 효과적이다.

도 1을 참조하면, 상기 방열요홈(31)은 효과적인 방열성능과 내구성을 고려할 때, 길이(L)가 1 ㎜ 내지 5 ㎜이고, 폭(W)은 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜이며, 높이(h)는 0.2 내지 1 ㎜이다.

본 발명의 공기입 타이어에서, 상기 방열요홈(31)들 아래 쪽에는 이들 방열요홈들과 교차되게 형성되는 배기라인(32)이 형성된다. 배기라인(32)에 의해서 타이어가 주행하면서 방열요홈(31)으로 유입되는 공기가 배기라인(32)를 통하여 다른 곳으로 용이하게 이동 및 배출될 수 있다. 이러한 구조는 비드부와 림 플랜지의 접촉면에서 발생한 열을 효과적으로 이동/분산시킨다.

상기 배기라인(32)은 방열요홈(31)과 동일한 깊이를 갖는 홈으로 형성되고, 그 길이는 약 1 ㎜ 내지 7 ㎜이고, 폭은 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜이다.

도 3을 참고하면, 다른 실시예에서, 상기 방열요홈(31')의 바닥 또는 바닥과 측벽부에 방열을 촉진하는 다수의 딤플들(33)이 형성될 수 있다. 이와 같이 방열요홈(31')내에 딤플들(33)을 추가적으로 형성될 경우 방열 면적이 확대되고, 공기 유동 시 난류를 발생시켜 방열 효과를 극대화할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 방열요홈과 배기라인을 포함하여, 비드부의 변형을 방지하고 동시에 내부에 존재하는 고온의 열을 외부로 방출함으로써, 타이어의 성능 및 수명을 연장시킬 수 있다. 본 발명은 임의의 타이어에 적용될 수 있으나, 튜브타입의 타이어에 비해 비드부의 운동이 상대적으로 심한 튜브리스 타이어나 중하중용 타이어에 더욱 유리하게 적용될 수 있다.

이상에서 본 발명을 기재된 구체예에 의거하여 상세하게 설명하였으나, 이는 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 자명한 것이므로, 이러한 변형 및 수정도 첨부된 특허청구범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 트레드 20: 비드부
30: 사이드월 31. 방열요홈
32: 배기라인 33: 딤플
40: 림 프로텍트바 41: 림 체크 라인

Claims (8)

1. 트레드부, 사이드월부 및 림에 안착 설치되는 비드부로 구성되는 공기입 타이어에 있어서, 상기 타이어는 비드부의 림 플랜지와 접촉되는 외표면에 원주 방향으로 일정한 간격으로 형성된 다수의 방열요홈들과 상기 방열요홈의 하부에 형성되는, 이들 방열요홈들 사이를 연결하는 배기라인을 포함하며,
   상기 방열요홈은 단면 상으로 표면의 폭이 바닥의 폭 보다 좁게 형성되고,
   상기 방열요홈의 바닥 또는 바닥과 측벽부에 방열을 촉진하는 다수의 딤플들이 형성된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 방열요홈은 차량 제동 시 타이어가 받는 힘의 방향과 동일한 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 방열요홈의 상단부는 림 체크라인 보다 1 ㎜ 내지 5 ㎜ 위에 형성되고, 하단부는 비드 힐 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 방열요홈은 단면 형상이 사각형, 사다리꼴, 또는 반구형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
5. 제 1항에 있어서, 상기 방열요홈은 길이가 1 ㎜ 내지 5 ㎜이고, 폭은 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜이며, 높이는 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 배기라인은 길이가 1 ㎜ 내지 7 ㎜이고, 폭은 0.2 ㎜ 내지 1 ㎜이며, 깊이는 상기 방열요홈과 동일한 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   

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