KR101922349B1 - 중하중용 래디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어는 차량 주행시 주행 도로면과 맞닿는 트레드부와, 상기 트레드부에서 연장되어 주행시 굴신운동에 의한 완충역할을 하도록 타이어의 내부공간을 확보하는 사이드월부와, 타이어휠의 림에 맞닿아 지지력을 부여하도록 강성을 유지하는 비드부를 구비한 중하중용 타이어에 있어서, 상기 비드부는 제1비드코어의 돌출지지부를 감싸도록 바디플라이가 턴업되어 감기고, 상기 돌출지지부에 대응되는 함몰된 형상의 함몰완충부를 구비한 제2비드코어를 포함하는데, 이에 의할 때, 타이어 내부의 비드부를 감싸는 바디플라이의 턴업 균형화로 인한 균일도 향상 및 하중 분산을 구현한 비드부로 인한 내구성 향상, 그리고 스틸코드의 사용량을 감소시켜 타이어의 중량감소와 연비개선이 실현할 수 있다.

Description

중하중용 래디얼 타이어{Heavy duty radial tire with improved durability}

본 발명은 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어 내부의 비드부를 감싸는 바디플라이의 턴업 균형화로 인한 균일도 향상 및 하중 분산을 구현한 비드부로 인한 내구성 향상, 그리고 스틸코드의 사용량을 감소시켜 타이어의 중량감소와 연비개선이 실현하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어에 관한 것이다.

종래의 트럭이나 버스에 사용되는 중하중용 타이어(Heavy Duty Radial Tire)는 트레드(Tread)부와 사이드월(Sidewall)부, 비드(Bead)부, 바디 플라이(Body Ply)를 갖춘 구조로 되어 있다.

이 중에서 차량 타이어 휠의 림(Rim)과 맞닿아 가장 큰 스트레스를 받는 비드부는 중하중용 타이어의 높은 하중에 견딜 수 있도록 설계하는 것이 중요하며, 이러한 기존의 비드부의 구조는 비드코어를 바디 플라이가 턴업되어(turn-up) 감싸고 있고, 이를 스틸채파가 감싸며 보강하는 구조로 되어 있다.

그러나, 턴 업되어 비드를 둘러싼 바디플라이가 높은 하중과 고속주행으로 인한 피로 누적과 고온으로 세퍼레이션 불량이 발생하는 경우가 많이 있다.

이를 개선하기 위하여, 대한민국등록 특허공보 KR 2011-0064550 A에서는 도 3에 도시된 바와 같이 비드코어(1)와 스틸체퍼(4) 사이에 위치하는 카카스(3)는 비드코어(1)를 감싸 하부 비드필러(2b) 내부에서 이 카카스(3)의 턴업 에지 끝단(3a)이 접혀 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 비드구조를 개시하고 있다.

하지만, 이 구조의 바디 플라이(3)의 턴 업 에지 끝단(3a)이 말려있는 스틸코드(8)의 강도에 따라 비드부의 내구성이 결정되는데, 에지 끝단(3a)에 발생하는 토크에 의한 크랙발생과 변형을 막기에는 부족한 문제가 있었다.

또한, 대한민국등록 특허공보 KR 2016-0035392 A 에서는 도 4에 도시된 바와 같이 비드형태가 필름형태로 직렬구조를 갖고 있는 비드형상 사이에 카카스(103)를 삽입하여 비드부 분리를 방지하고자 하는 기술을 개시하고 있으나, 이 역시 비드부 강성이 매우 중요한 중하중용 래디얼타이어에 적합하지 못한 구조를 갖고 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 타이어 내부의 비드부를 감싸는 바디플라이의 턴업 균형화로 인한 균일도 향상 및 하중 분산을 구현한 비드부로 인한 내구성 향상, 그리고 스틸코드의 사용량을 감소시켜 타이어의 중량감소와 연비개선이 실현하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 차량 주행시 주행 도로면과 맞닿는 트레드부와, 상기 트레드부에서 연장되어 주행시 굴신운동에 의한 완충역할을 하도록 타이어의 내부공간을 확보하는 사이드월부와, 타이어휠의 림에 맞닿아 지지력을 부여하도록 강성을 유지하는 비드부를 구비한 중하중용 타이어에 있어서, 상기 비드부는 제1비드코어의 돌출지지부를 감싸도록 바디플라이가 턴업되어 감기고, 상기 돌출지지부에 대응되는 함몰된 형상의 함몰완충부를 구비한 제2비드코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 돌출지지부는 바디플라이가 감기는 방향이 외측방향에서 내측방향으로 변경되는 위치에 형성되는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 돌출지지부는 그 돌출각이 90 내지 150°인 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 바디플라이는 제1비드코어를 감싸며 턴업하되, 그 단부는 림플랜지 하부에서 제1비드코어의 중심부와 최상단과의 사이에 위치하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 제2비드코어와 비디플라이와의 사이에 완충층을 개재시킨 것일 수 있다.

본 발명에 따르는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어에 의하면, 타이어 내부의 비드부를 감싸는 바디플라이의 턴업 균형화로 인한 균일도 향상 및 하중 분산을 구현한 비드부로 인한 내구성 향상, 그리고 스틸코드의 사용량을 감소시켜 타이어의 중량감소와 연비개선이 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어의 상부 단면을 보여주는 도면이고,
도 2는 도 1의 A로 표시된 부분을 확대한 도면이며,
도 3은 종래 하나의 타이어의 비드부를 단면적으로 확대한 그림이고,
도 4는 종래 다른 타이어의 비드부를 단면적으로 확대한 그림이다.

이하에서는 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당 업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어의 상부 단면을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 A로 표시된 부분을 확대한 도면인데, 이를 참조하여 본 발명을 설명한다.

본 발명에 따르는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어는 차량 주행시 주행 도로면과 맞닿는 트레드부(100)와, 상기 트레드부에서 연장되어 주행시 굴신운동에 의한 완충역할을 하도록 타이어의 내부공간을 확보하는 사이드월부(400)와, 타이어휠의 림에 맞닿아 지지력을 부여하도록 강성을 유지하는 비드부(300)를 구비한 중하중용 타이어에 있어서, 상기 비드부(300)는 제1비드코어(310)의 돌출지지부(312)를 감싸도록 바디플라이가 턴업되어 감기고, 상기 돌출지지부(312)에 대응되는 함몰된 형상의 함몰완충부(322)를 구비한 제2비드코어(320)를 포함하는 특징이 있다.

이러한 타이어는 상기 트레드부(100)의 하부로 바디플라이(200), 백업라이너(102) 또는 이너라이너(101)가 적층되는 구조를 가질 수 있으며, 상기 바디플라이는 비드부(300)를 감싸되, 제1,2비드코어(310, 320)의 사이로 진입하도록 턴업되는 구조를 가질 수 있다.

상기 제1,2비드코어는 다수의 금속 와이어를 중심재로 하여 고무를 토핑시킨 구조로서, 제1비드코어(310)의 돌출지지부(312)에 대응되는 형상으로 함몰된 함몰완충부(322)를 구비한 제2비드코어(320)을 두어 제1, 2비드코어를 돌출지지부와 함몰완충부가 대향하도록 배치할 수 있다.

여기서, 상기 돌출지지부(312)는 바디플라이가 타이어의 외측으로 향하는 외측방향(OD)으로 감기며 턴업하고, 연장되어 그 감기는 방향이 내측방향(ID)으로 변경되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구조에 의하여, 타이어 내부에 공기가 주입되어 내부 압력이 증가되면, 제1비드코어(310)와 제2비드코어(320)의 사이에 위치한 바디플라이(200)는 제1,2비드코어들 사이의 강화된 압축력으로 인해 바디플라이를 더욱더 강하게 고정하여 타이어의 내외측으로 거동하는 것을 구속하는 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 돌출지지부(312)는 그 돌출각(α)은 90 내지 150°가 바람직한데, 만일 90°미만이면, 차량 주행시 발생하는 외력에 의하여 제1비드코어(310)에 전해지는 외부충격 및 고압을 견디지 못하고 비드구조가 무너짐에 따라 내구성이 저하될 우려가 있고, 반대로 150°를 초과하면, 돌출지지부(312)와 함몰완층부간(322)의 슬립(slip))이 발생할 수 있고, 돌출각(α) 120°구조 대비 제1비드코어(310)를 감싸는 바디플라이의 길이가 약 7% 감소하여 두 비드와 바디플라이간의 상호결합력이 감소할 수 있다.

여기서, 상기 돌출각(α)은 바디플라이가 턴업하며 감기면서 외측방향(OD)으로 감기다가 내측방향(ID)으로 감기는 방향이 변경되는데, 그 변경되는 지점에서는 바디플라이가 이루는 각으로 이해할 수 있다.

한편, 상기 바디플라이(200)는 제1비드코어(310)를 감싸도록 턴업하며 그 단부가 제1비드코어를 중심으로 타이어의 외측(외측방향에 의한)에서 내측(내측방향에 의한)으로 말아진 구조이므로, 종래의 에이펙스와 채파쿠션 사이에 배치되던 구조에 비하여 바디플라이의 움직임을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

더욱이, 상기 바디플라이(200)는 제1비드코어(310) 전체를 감싸도록 하는 것이 바람직한데, 만일 바디플라이 단부(210)가 림플랜지 하부와 이루는 높이(H)는 제1비드코어 중심부에서 림플랜지고무(401) 하부에 이르는 높이(H2)까지 감기지 아니한 경우에는 차량 주행시 바디플라이가 제1비드코어로부터 이탈되는 세퍼레이션 불량이 발생될 수 있고, 반대로, 제1비드코어의 최상단에서 림플랜지고무(401) 하부에 이르는 높이(H1)를 초과한 경우에는 응력이 해소되지 못하고 집중되어서 내구성에 악영향을 미칠 수 있다.

즉, 상기 바디 플라이의 단부(210)에서 림플랜지고무 하부에 이르는 높이(H)는 H2 ≤H ≤ H1이 되도록 감기는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제2비드코어(320)와 비디플라이(200)와의 사이에 완충층(330)을 추가적으로 개재시킬 수 있는데, 이에 의하여 제1,2비드코어의 사이에서 발생하는 응력을 해소하고, 비드코어와 바디플라이와의 사이에 반복된 굴신운동에 의하여 바디플라이의 뽑혀 세퍼레이션이 발생하는 문제도 예방할 수 있도록 하는 완충고무를 사용할 수 있다.

더 나아가, 상기 완충층(330)은 제1,2비드코어와 바디플라이간 계면에서 발생하는 열로 인하여 내구성 저하를 막기 위해 방열성, 내열성을 발현하는 고무를 사용할 수 있는데, 예를 들어 카본블랙, 실리카를 함유한 고무, 다공성 실리카를 함유한 고무 등의 방열고무를 채용할 수 있다.

한편, 상기 제2비드코어(320)와 결합한 에이펙스를 통하여 비드의 분산을 최소화하고 외부의 충격을 완화하여 비드부를 보호할 수 있고, 사이드부 강성을 증가시켜 바디플라이를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있고, 제2비드코어(320)와 에이펙스고무(402, 403 :경질고무, 연질고무) 위로 스틸채파(202)와 채파쿠션(404)이 적층 되어 림과 직접적인 접촉을 방지하여 바디 플라이(200)와 비드부(300)를 보호할 수 있다.

또한, 상기 림플랜지고무(401)를 적층하여 타이어를 장착시 림과 직접 접촉하여 비드부의 손상과 마모, 미끄러짐에 대한 저항성을 가질 수 있고, 사이드월고무(406)을 적층시킴으로써 기존의 타이어 성형공정에 비해 턴업되는 부분을 크게 감소시킬 수 있다.

트레드부 100, 이너라이너 101,
백업라이너 102, 바디플라이 200,
스틸채파 202, 바디플라이 단부 210,
비드부 300, 제1비드코어 310,
돌출지지부 312, 제2비드코어 320,
함몰완충부 322, 완충층 330,
사이드월부 400, 림플랜지고무 401,
에이펙스고무 402, 403, 채파쿠션 404,
사이드월고무 406, 돌출각 α,
외측방향 OD, 내측방향 ID,
제1비드코어 최상단에서 림플랜지 하부까지의 높이 H1,
제1비드코어 중심부에서 림플랜지 하부까지의 높이 H2

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 차량 주행시 주행 도로면과 맞닿는 트레드부와, 상기 트레드부에서 연장되어 주행시 굴신운동에 의한 완충역할을 하도록 타이어의 내부공간을 확보하는 사이드월부와, 타이어휠의 림에 맞닿아 지지력을 부여하도록 강성을 유지하는 비드부를 구비한 중하중용 타이어에 있어서, 상기 비드부는 제1비드코어의 돌출지지부를 감싸도록 바디플라이가 턴업되어 감기고, 상기 돌출지지부에 대응되는 함몰된 형상의 함몰완충부를 구비한 제2비드코어를 포함하며,
   상기 돌출지지부는 바디플라이가 감기는 방향이 외측방향에서 내측방향으로 변경되는 위치에 형성되고,
   상기 돌출지지부는 그 돌출각이 90 내지 150°이며,
   상기 바디플라이는 제1비드코어를 감싸며 턴업하되, 그 단부는 림플랜지 하부에서 제1비드코어의 중심부와 최상단과의 사이에 위치하고,
   상기 제2비드코어와 바디플라이와의 사이에 완충층을 개재시키되,
   상기 완충층은 다공성 실리카를 함유한 고무의 방열고무인 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어.

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