KR101852273B1 - 공기입타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카카스(Carcass)의 구조를 개선한 공기입타이어에 관한 것이다. 본 발명은 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서, 상기 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)의 내측에 타이어의 강성을 위하여 카카스코드와 토핑고무로 구성되는 카카스(400)가 설치되며, 상기 카카스(400)는 하나의 카카스코드(410)와 상기 하나의 카카스코드(410)를 토핑(topping)하는 카카스토핑고무(420)로 구성되는 단위카카스(430)를 포함하는 공기입 타이어를 제공한다.

Description

공기입타이어{A PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카카스(Carcass)의 구조를 개선한 공기입타이어에 관한 것이다.

자동차용 타이어는, 트레드와 사이드월부 및 비드부로 구성되며, 양측의 비드부를 카카스(Carcass)로 감싸고 카카스에 보강벨트와 트레드고무를 부가하여 트레드부를 형성시키고 트레드와 비드부 사이에 사이드월 성형용고무를 부가하여 사이드월을 형성시켜서 되는 그린 타이어를 금형에 넣고 가황하여 타이어를 형성시키게 된다. 카카스는 타이어의 뼈대가 되는 부분으로서 일반적으로 나일론코드나 스틸코드 등을 포함한 시트(sheet)로 구성된다. 이러한 카카스는 타이어의 내구성을 증진시키는 역할을 담당하나 이로 인하여 타이어의 중량이 증가하는 문제가 있었다.

이하, 카카스를 개량한 종래의 기술들을 살펴본다. 종래 기술들의 식별부호는 본원발명과는 무관하다.

대한민국공개특허 제10-2013-0068465호 '임팩트 벌지를 개선한 타이어'는 외부 충격에 의한 카카스 손상에 따른 임팩트 벌지를 저감시킨 타이어에 관한 것으로, 트레드와, 상기 트레드 양측의 사이드월에 구비되는 것으로, 상기 트레드의 원주 방향과 수직하는 제1코드들을 구비하는 제1카카스부재 및 상기 제1카카스부재와 적층되며, 중앙부는 상기 제1코드들와 나란한 제2코드들이 구비되고, 상기 제2코드들의 양측으로 상기 제2코드들의 길이 방향에 대하여 경사진 제3코드들을 구비하는 제2카카스부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 임팩트 벌지를 개선한 타이어를 개시한 바 있다. 그러나 상기의 기술은 카카스의 내구성을 증진시키는 데에만 초점이 맞추어져 있을 뿐 타이어 중량증가의 문제를 고려하지 아니하고 있다. 또한 타이어에 따라 강성보완이 요구되는 특정 부분에 유동적으로 대응하기 용이하지 아니한 문제점이 있었다.

일본공개특허 제2010-006160호 ‘공기입 래디얼 타이어’는 절단 저항과 내구성 개량함에 있어 유리한 공기입 래디알 타이어를 개시한 바 있다. 보강 층 28은 쇼울더부 14에서 배치된 내외 이층의 카카스층 22와 24 사이에 배열된다. 보강 층 28은 유기 섬유로 구성되고, 타이어 반경 방향에서 폭을 가진 타이어 둘레 방향으로 확장한다. 보강 층 28의 넓이방향에 있는 한쪽 단부이고 겹쳐 보일 수 있는 벨트 층 26에 배열된다. 보강 층 28의 넓이방향에 있는 타단부는 측벽 부분 16 또는 타이어 최대 너비 WO 부분에서 쇼울더부 14 근처에 쇼울더부 14 또는 장소에서 측벽 부분 16 근처에 있는 장소에서 배치된다. 벨트 층 26 위의 보강 층 28의 넓이방향에 있는 한쪽 단부에 겹쳐놓는 타이어 폭 방향 즉, 부분의 중첩 수량 L에 있는 크기 L이 10-20 mm의 범위 내에 값을 특징으로 한다. 그러나 일본공개특허 제2010-006160호 역시 다양한 타이어에 따라 강성보완이 요구되는 특정 부분에 유동적으로 대응하기 용이하지 아니한 문제점이 있었다.

대한민국공개특허 제10-2013-0068465호 '임팩트 벌지를 개선한 타이어' (공개일자 2013년06월26일) 일본공개특허 제2010-006160호 ‘공기입 래디얼 타이어’ (공개일자 2010년01월14일)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 타이어의 요구되는 부위의 강성을 용이하게 선택적으로 향상시키기 위한 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서, 상기 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)의 내측에 타이어의 강성을 위하여 카카스코드와 토핑고무로 구성되는 카카스(400)가 설치되며, 상기 카카스(400)는 하나의 카카스코드(410)와 상기 하나의 카카스코드(410)를 토핑(topping)하는 카카스토핑고무(420)로 구성되는 단위카카스(430)를 포함하는 공기입 타이어를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 보강이 필요한 부위에 단위카카스를 원주 방향으로 감는 방법으로 보강이 용이하며, 트레드숄더(Tread Shoulder) 부분뿐만 아니라, 비드(Bead) 부분에도 쉽게 보강하여 내구 성능 향상 및 타이어 강성 조절이 용이한 효과를 제공할 수 있다.

즉, 종래의 카카스(Carcass)는 국부적 강성을 증가시킬 방법이 없었으나, 본 발명 타이어의 강성을 국부적으로 보강시켜 내구에 취약한 부분에 보강을 하여 고속 내구 및 노화 내구 성능에 극적인 개선 효과를 얻을 수 있다.

또한, 타이어의 필요한 부분에만 카카스(Carcass)를 보강하여 타이어의 중량이 감소하고, 이에 따라 차량의 연비를 개선하는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 단위카카스를 필요한 부분에 자유로이 적용할 수 있기 때문에 타이어의 국부적 강성 추가에 유리하여 차량의 제동 성능 및 핸들링(Handling) 성능에서 용이하게 튜닝(Tunning) 가능한 장점이 있다.

제조성 측면에서는 다른 발명이나 기존의 카카스시트(Carcass Sheet)처럼 여러 장 준비하여 접착 후 겹칠 필요가 없이, 토핑(Topping)된 코드(Cord)를 원주 방향으로 감는 것만으로 본 발명의 공기입타이어를 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 카카스시트의 평면도이다.
도 2는 종래의 카카스의 설치상태를 설명하기 위한 요부발췌단면도이다.
도 3은 본 발명의 타이어의 요부발췌단면도이다.
도 4는 도 3의 주요부분의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 단위카카스의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 단위카카스어셈블리의 종단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

종래의 공기입타이어에서는 도1에서 도시된 바와 같이 카카스코드가 삽입된 카카스시트를 도2에 도시된 바와 같이 타이어 내에 설치하였다. 이러한 구성은 타이어의 국부적인 강성 보완이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서, 상기 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)의 내측에 타이어의 강성을 위하여 카카스코드와 토핑고무로 구성되는 카카스(400)가 설치되며, 상기 카카스(400)는 하나의 카카스코드(410)와 상기 하나의 카카스코드(410)를 토핑(topping)하는 카카스토핑고무(420)로 구성되는 단위카카스(430)를 포함하는 공기입타이어를 제공한다.

상기의 단위카카스(430)는 도3 및 도4에서 도시된 바와 같이, 타이어의 요구되는 부위에 설치될 수 있다. 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 상기 카카스(400)는 카카스시트(450)와 상기 카카스시트(450)의 외면 또는 내측면에 다수의 상기 단위카카스(430)가 연속적으로 접하여 형성된 단위카카스어셈블리(440)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 단위카카스(430)는 여러 개가 연속적으로 접하여 단위카카스어셈블리(440)를 형성할 수 있으며, 필요에 따라 단위카카스(430)가 각각 이격되어 설치될 수 있다.

상기 카카스(400)는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 카카스시트(450)와 상기 카카스시트(450)의 외면 또는 내측면에 다수의 상기 단위카카스(430)가 연속적으로 접하여 형성된 단위카카스어셈블리(440)를 포함할 수 있다. 상기의 단위카카스(430)는 타이어 내측에 모든 요구되는 부위에 설치될 수 있는 것이다. 이는 트레드부(100)는 물론 비드부(300)까지도 단위카카스의 설치범위에 들어가는 것을 의미한다. 제조 시 단위카카스(430) 간의 이격 거리, 중첩되는 정도를 용이하게 조절할 수 있어 매우 유연한 강성조절 효과를 기대할 수 있다. 단위카카스(430)는 복수의 층으로 마련될 수 있다.

즉, 종래의 카카스시트(Carcass Sheet) 형태의 제조에서는 타이어의 국부적인 강성조절이 어려웠으나, 본 발명은 단위카카스(430)를 국부적으로 위치시켜 강성을 부분적으로 용이하게 조절 할 수 있으며, 이러한 강성 조절로 타이어의 제동 및 핸들링(Handling) 성능, 내구 성능 개선에 유리한 특징을 갖고 있다. 또한, 다양한 종류의 타이어에 범용적으로 적용할 수 있어 높은 경제성을 갖는다.

상기의 단위카카스어셈블리(440)를 형성하기 위하여 도5에 도시된 바와 같이, 상기 단위카카스(430)의 종단면은 양 측면에 경사부(431)가 형성되는 것이 바람직하다. 단위카카스(430) 종단면의 양 측면에 형성되는 경사부(431)는 종단면 중심선에 대하여 대칭으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로써 상기 단위카카스(430)는 도6에 도시되는 바와 같이 삼각형 및 사다리꼴의 단면을 가지며 위아래가 번갈아 뒤집힌 형상으로 접하여 단위카카스어셈블리(440)를 형성한다. 상기의 경사부(431)는 상기 단위카카스(430)들이 접하는 부위에서 빈공간을 형성하지 아니하고 긴밀하게 접하게 하는 효과가 있다. 도6에서, (a)는 종래의 카카스시트를 도시한 것이며, (b)는 종단면이 삼각형인 단위카카스(430)가 형성된 단위카카스어셈블리(440)의 종단면을 도시하였고, (c)는 종단면이 사다리꼴인 단위카카스(430)가 형성된 단위카카스어셈블리(440)의 종단면을 도시하였다.

이러한 단위카카스(430)를 이용한 타이어의 제조에 있어서는, 단위카카스의 감기는 방향이 종래의 래디얼타이어(Radial Tire)에서 원주방향의 90도가 아닌, 원주방향 0도의 각도, 즉, 원주방향으로 감길 수 있다.

도3 및 도4는 카카스시트(450)에 단위카카스(430)가 국부적으로 덧대어져 타이어의 강성을 보완하는 구성을 도시하고 있으나, 카카스시트(450)를 적용하지 아니하고 단위카카스(430) 만을 적용하여 카카스(400)를 구성할 수 있다. 이 경우, 타이어의 전 영역을 단위카카스어셈블리(440)를 적용할 수 있다. 타이어의 전 영역을 단위카카스어셈블리(440)를 적용하는 경우 비드부(300)에서 카카스 턴업(turn-up)의 구조가 불필요하여 카카스에지말단에서 발생할 수 있는 크랙(crack) 등의 문제가 발생하지 않는다.

또한, 상기 단위카카스어셈블리(440)는 타이어 전 영역에 적용되지 아니하고 높은 강성이 요구되는 비드부(300) 측이나 트레드부(100) 양측의 숄더부측에 국부적으로 적용될 수 있다. 이러한 국부적인 적용은 요구되는 부위의 강성보완을 만족시켜주면서도 타이어의 경량화를 구현할 수 있는 장점이 있다.

상기 카카스코드(410)는 높은 강성을 가지는 섬유재를 적용한다. 상기 카카스코드(410)로는 나일론, 스틸, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 레이온, 라이오셀, 아라미드, 폴리벤즈옥사졸(Polybenzoxazole) 중 선택되는 하나 이상의 재질의 섬유를 꼬아서 구성되는 것이 바람직하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 트레드부
200: 사이드월부
300: 비드부
400: 카카스
410: 카카스코드
420: 토핑고무
430: 단위카카스
440: 단위카카스어셈블리
450: 카카스시트

Claims (7)

1. 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서,
   상기 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)의 내측에 타이어의 강성을 위하여 카카스코드와 토핑고무로 구성되는 카카스시트(450)가 복수개 접착되는 카카스(400) 및
   상기 카카스(400)는 하나의 카카스코드(410)와 상기 하나의 카카스코드(410)를 토핑(topping)하는 카카스토핑고무(420)로 구성되고 양측면의 종단면에 경사부(431)가 형성되는 단위카카스(430)를 포함하되,
   상기 단위카카스(430)는 타이어 내측에 요구되는 부위에 국부적으로 위치시켜 타이어의 강성을 조절하여 타이어의 제동 및핸들링 성능이 개선되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어
2. 제1항에 있어서,
   상기 카카스(400)는 복수개의 상기 단위카카스(430)가 연속적으로 접하여 형성되는 단위카카스어셈블리(440)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
3. 제2항에 있어서,
   상기 단위카카스어셈블리(440)는 상기 카카스시트(450)를 대신하여 타이어의 전 영역에 형성되어 상기 카카스(400)의 에지에서 발생되는 크랙을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
4. 제1항에 있어서,
   상기 카카스코드(410)는 나일론, 스틸, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 레이온, 라이오셀, 아라미드, 폴리벤즈옥사졸(Polybenzoxazole) 중 선택되는 하나 이상의 재질의 섬유를 꼬아서 구성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제2항에 있어서,
   단위카카스(430) 종단면의 양 측면에 형성되는 경사부(431)는 종단면 중심선(L)에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.

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