KR101876326B1 - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 구체적으로는 바이메탈이 비드필러 내부에 위치하여 선행문헌들보다 사이드월부의 성능 변화에 영향을 주지 않도록 하고, 일반적인 주행 조건 시 종래의 타이어 성능을 만족하면서, 동시에 고속 주행 시에 차량의 무게중심을 낮춰 조종 응답성을 개선할 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다.
본 발명은 공기입 타이어의 비드 필러의 중간부에 바이메탈이 삽입되어 차량의 고속 주행 시 노면과의 마찰 및 굴신 운동에 의한 상승 온도를 통하여 상기 바이메탈이 삽입된 비드 필러가 타이어의 축방향으로 팽창되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 구체적으로는 바이메탈이 비드필러 내부에 위치하여 선행문헌들보다 사이드월부의 성능 변화에 영향을 주지 않도록 하고, 일반적인 주행 조건 시 종래의 타이어 성능을 만족하면서, 동시에 고속 주행 시에 차량의 무게중심을 낮춰 조종 응답성을 개선할 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다

일반적으로 공기입 타이어는 타이어 원주 방향과 수직한 코드의 특성으로 낮은 평편비를 구현할 수 있고, 상대적으로 큰 횡방향 강성을 가지므로 조종성과 안정성이 우수해 고속 주행에 적합하다. 또한 공기입 타이어는 승차감, 연비 및 내마모성 면에서 바이어스 타이어에 비하여 장점을 가지므로, 승용차 등 중소형 차량에 널리 사용되고 있다.

이와 같은 타이어의 접지 성능은 발진성, 내슬립성, 선회성 등 조종성에 직접 영향을 미치며, 무엇보다 안전성과 직결되어 타이어 개발에 중요한 요소이다. 이러한 공기입 타이어는 트레드면 외곽 부분의 곡률반경을 다수의 구간에 따라 달리 설정하는 기술이 많이 개발되고 있다.

그러나 트레드 형상을 개선하더라도 타이어의 공기압, 적재에 따른 차량의 하중, 차량의 가감속 및 선회에 따른 타이어의 변형이나 고속 주행에 따른 타이어의 발열 등에 의하여 지면에 접하는 트레드의 접지 형상이 변형될 소지가 많다.

특히 도 1에 도시된 바와 같이 장시간 고속 주행 시에 노면과의 충돌 및 사이드월의 반복적인 굴신에 의하여 공기입 타이어(1)의 온도가 상승되면, 타이어(1)의 주된 구성인 고무의 점탄성 변화, 공기압 변화 등에 따라 지면에 접하는 트레드의 접지 형상이 설계 의도와 달리 변형된다. 또한, 고속 주행 시 원구심력과 원심력에 의해 원주 방향으로 팽창하고, 축 방향으로 수축하게 되어 노면에서부터 차량의 무게중심이 높아져 차량의 조종 응답성이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 트레드의 형상 변형은 접지 성능을 해치는 것으로, 조종성과 안정성에 악영향을 가져오게 되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2007-56596 특허문헌 2 : 대한민국 공개특허 10-2014-25100 특허문헌 3 : 대한민국 공개특허 10-2013-77273

특허문헌 1에는 비드코어를 다수개의 와이어집합으로 형성시켜서 된 비드부를 가진 자동차용 타이어에 관한 기술이 개시되어 있다.

한편, 특허문헌 2에는 비드부의 구조를 개선하여 비드부의 강성, 내구성, 승차감을 향상시키고 고속주행 시나 많은 하중에서 주행 시에 타이어가 림에서 이탈되는 것을 방지하고 안전하고 견고하게 림과 장착이 되도록 하는 공기입 타이어에 관한 기술이 개시되어 있다.

한편, 특허문헌 3에는 타이어의 발열에도 불구하고 지면과의 높은 접지성능을 발휘하는 타이어에 관한 기술이 개시되어 있다.

상기한 특허문헌 1 및 2에는 림 장착성 및 접촉성을 향상시켜 성능 개선을 위한 구성이지만, 타이어의 원주방향 성장량을 억제시키는데 제한적이며, 차량의 무게중심이 높아져 고속 주행 시의 조종 응답성이 좋지 못한 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 3에는 바이메탈의 위치가 사이드월 곡률부를 덮는 위치에 바이메탈이 구비되어 있어 낮은 경도로 굴신운동을 하는 사이드월부에 영향을 주어 승차감 및 저연비 성능을 저해할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 바이메탈이 비드필러 내부에 위치하여 선행문헌들보다 사이드월부의 성능 변화에 영향을 주지 않도록 구성하여 일반적인 주행 조건 시 종래의 타이어 성능을 만족하면서, 동시에 고속 주행 시에 차량의 무게중심을 낮춰 조종 응답성을 개선할 수 있는 공기입 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 공기입 타이어의 비드 필러의 중간부에 바이메탈이 삽입되어 차량의 고속 주행 시 노면과의 마찰 및 굴신 운동에 의한 상승 온도를 통하여 상기 바이메탈이 삽입된 비드 필러가 타이어의 축방향으로 팽창되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 바이메탈은, 상기 비드 필러 내부의 60~80% 위치에 삽입되며, 공기입 타이어의 외측 높이의 15~30%에 위치되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 바이메탈은, 복수로 구비되되, 상기 공기입 타이어의 외측을 기준으로 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 바이메탈은, 타이어 축 방향의 제1 금속판과, 타이어 외측의 제2 금속판인 두 개의 금속판으로 구성되되, 상기 제1 금속판은, 니켈-철 합금으로 형성되고, 제2 금속판은, 니켈-망간-철, 니켈-몰리브덴-철 또는 니켈-망간-구리 중 어느 하나의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기입 타이어에 의하면, 고속 주행 시 노면과의 마찰 및 굴신 운동으로 인해 타이어의 온도는 높아지게 되고, 이로 인해 바이메탈은 타이어의 외측부로 변형되어 타이어의 원주 방향 및 축 방향으로 수축을 억제하여 차량의 조종 응답성이 높아지는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공기입 타이어를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 공기입 타이어의 모습을 나타낸 도면으로서 차량이 저속으로 주행할 경우와 고속으로 주행할 시 바이메탈이 변화되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 공기입 타이어의 정면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 공기입 타이어를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 공기입 타이어의 모습을 나타낸 도면으로서 차량이 저속으로 주행할 경우와 고속으로 주행할 시 바이메탈이 변화되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 공기입 타이어의 정면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 공기입 타이어는 비드 필러(110)의 중간부에 바이메탈(120)이 삽입되어 차량의 고속 주행 시 노면과의 마찰 및 굴신 운동에 의한 상승 온도를 통하여 상기 바이메탈(120)이 삽입된 비드 필러(120)가 타이어의 축방향으로 팽창되도록 구성된다.

이와 같이 차량이 고속으로 주행할 시 발생되는 열에 의해 비드 필러(120)가 타이어의 축방향으로 팽창하게 되도록 구성되며, 이는 비드 필러(120)의 내측에 바이메탈(120)의 변형에 의해 비드 필러(120)도 타이어의 외측으로 변형이 되는 것이다.

한편, 상기 바이메탈(120)은, 상기 비드 필러 내부의 60~80% 위치에 삽입되며, 공기입 타이어(100)의 외측 높이의 15~30%에 위치되도록 구성되는 것이 바람직하다. 가장 이상적인 바이메탈의 위치는 비드 필러 내부의 70% 위치에 삽입되며, 공기입 타이어(100)의 외측 높이의 25%에 위치되도록 설계하는 것이 가장 이상적인 공기입 타이어를 설계할 수 있게 되는 것이다. 상기와 같은 위치에 바이메탈은 비드 필러의 내부에 삽입되어 구성되며, 이는 바이메탈이 비드필러 내부에 위치하여 사이드월부의 성능 변화에 영향을 주지 않아 일반적인 주행 조건 시 종래의 타이어 성능을 만족하면서, 고속 주행 시에 차량의 무게중심을 낮춰 조종 응답성이 개선되는 것이다.

한편, 이와 같은 바이메탈(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수로 구비되되, 상기 공기입 타이어(100)의 외측을 기준으로 방사형으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 이와 같은 바이메탈은 타이어 축 방향의 제1 금속판(121)과, 타이어 외측의 제2 금속판(122)인 두 개의 금속판으로 구성된다. 상기 바이메탈은 두개의 금속판이 맞대어진 형태로, 제1 금속판은 팽창량이 적은 니켈-철 합금으로 이루어지며, 제2 금속판은 제1 금속판 대비 팽창량이 큰 니켈-망간-철, 니켈-몰리브덴-철 또는 니켈-망간-구리의 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 공기입 타이어의 작용효과에 대하여 살펴보기로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 공기입 타이어를 차량에 장착한 뒤 저속으로 주행을 하게 되면 타이어의 형상 변화는 크게 일어나지 않는다. 그러나 차량이 고속으로 주행을 하게 되면 타이어는 고속 주행에 따라 바이메탈(120)이 타이어의 외측으로 변형되며, 이로 인해 차량의 무게중심을 낮춰 조종 응답성이 개선된다. 또한, 바이메탈(120)이 비드필러(110) 내부에 위치하여 사이드월부의 성능 변화에 영향을 주지 않게 되는 것이다. 또한, 고속 주행 시 노면과의 마찰 및 굴신 운동으로 인해 타이어의 온도는 높아지게 되고, 이로 인해 바이메탈(120)은 타이어의 외측부로 변형되어 타이어의 원주 방향 및 축 방향으로 수축을 억제하여 타이어의 변형량을 최소화함으로서 차량의 조종 응답성이 높아지게 되는 것이다.

한편, 바이메탈(120)의 위치는 비드 필러 내부 60~80%로 필러 고무 내에 삽입되며, 금속과 고무의 급격한 경도 차이로 인한 응력 집중을 분산시킬수 있게 된다. 동시에 타이어 외측 높이(Tire Section Width)의 15~30% 수준으로 한정하여, 사이드 월의 역할을 침해하지 않는 수준으로 하여, 사이드월이 영향을 주는 기본적인 승차감 및 저연비 성능을 유지하게 되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 공기입 타이어의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 공기입 타이어
110 : 비드 필러
120 : 바이메탈
121 : 제1 금속판
122 : 제2 금속판

Claims (4)

1. 제1 금속판(121)은, 니켈-철 합금으로 형성되고, 제2 금속판(122)은, 니켈-망간-철, 니켈-몰리브덴-철 또는 니켈-망간-구리 중 어느 하나의 합금으로 형성되되, 차량의 고속 주행 시 노면과의 마찰 및 굴신 운동으로 온도가 상승할 때 제1금속판(121)과 제2 금속판(122)으로 겹쳐서 형성되는 바이메탈(120)이 공기입 타이어(100)의 비드 필러(110) 층에 삽입 설치되어 이루어지는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 바이메탈(120)은,
   타이어의 축방향으로 팽창되도록 비드 필러(110)의 중간부에 삽입되고 공기입 타이어(100)의 내경의 외부 측면 둘레를 따라 방사형으로 일정 간격을 두고 복수 개씩 배치하되,
   사이드월부의 성능 변화에 영향을 주지 않도록 하면서 비드 필러(100) 내부에 형성될 바이메탈(120)이 삽입될 내부 영역부분을 100%라 할 때 비드 필러(110) 내부 영역부분 100% 중 60~80% 영역부분에 위치하도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 바이메탈(120)은,
   공기입 타이어(100)의 단면 높이를 100%라 할 때 단면 높이의 15~30%에 해당하는 비드 필러(110)의 내부에 위치하도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
3. 삭제
4. 삭제

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