KR102172793B1 - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 공기압이나 차량 하중 등의 변화에 관계없이 접지 형상을 일정하게 유지시켜 편마모의 발생을 최소화할 수 있도록 함과 아울러, 지지구조체로 인해 발생하는 소음을 최소화할 수 있도록 한 공기입 타이어에 관한 것으로,
타이어의 내부에 주입된 공기에 대한 내투과성이 높은 특수고무로 제작된 인너라이너(11)와; 타이어의 골격을 형성하며 운행 중 반복되는 굴신 하중에 대한 내피로성을 강화하기 위하여 패브릭 코드로 형성된 카카스플라이(12)와; 타이어의 접지면을 형성하는 트레드(13)와; 타이어의 측면을 형성하여 굴신운동을 하며 카카스플라이(12)를 보호하는 사이드월(14)과; 타이어를 림(50)에 장착시키는 비드부(15)와; 트레드(13)의 센터부 안쪽에 위치한 인너라이너(11)에 접착제에 의해 부착되고 양측 단부가 비드부(15)의 내측면에 각각 연결되어, 비드부(15)에 작용하는 하중을 트레드(13)의 센터부와 숄더부에 분산시키고 타이어의 접지 형상을 유지시키는 지지구조체(20); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기입 타이어{Pneumatic Tire}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 타이어의 비드부 측과 트레드의 센터부 측의 인너라이너 사이를 지지구조체로 연결함으로써, 타이어의 공기압이나 차량 하중 등의 변화에 관계없이 접지 형상을 일정하게 유지시켜 편마모의 발생을 최소화할 수 있도록 함과 아울러, 지지구조체로 인해 발생하는 소음을 최소화할 수 있도록 한 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착된 타이어는 일정하게 마모되지 않고 주행 방식 등에 따라 편마모가 발생하고 있다. 이에 따라, 타이어의 편마모를 방지하기 위하여 트레드에 형성되는 패턴의 형상을 조정하거나, 트레드 고무의 볼륨을 조절하거나, 트레드부를 형성하기 위한 코드류의 반제품을 조정하는 방식 등을 사용하고 있다.

그러나 사용환경에 따라 변화되는 차량의 하중이나 타이어 내부의 공기압에 따라 타이어의 접지면 형상과 접지 압력이 변화되고, 이에 의해 타이어의 편마모가 발생한다. 특히, 고하중 차량의 경우는 전륜과 후륜 사이의 하중과 공기압에 차이가 커서 일반 차량에 비해 편마모 현상이 크게 발생한다.

구체적으로, 타이어에 차량의 고하중이 작용하게 되면 접지 면적이 증가함과 아울러, 비드부를 통해 전달되는 하중이 사이드월을 거쳐 트레드의 숄더부에 집중됨으로써, 트레드의 숄더부의 조기 마모를 야기하게 되고, 타이어 내부의 공기압이 너무 커지게 되면, 트레드의 센터부가 과대하게 팽창하여 접지 면적이 줄어듦으로써 트레드의 센터부의 조기 마모를 야기하게 되는 것이다.

다시 말해, 종래의 공기입 타이어는 사용환경에 따라 달라지는 차량의 하중 및 내부 공기압에 따라 접지 형상이 변화되면서 타이어의 편마모를 야기하고 그로 인해 타이어의 수명이 감소하게 되는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과, 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 트레드와 사이드월 및 비드를 포함하는 타이어에 있어서, 한 쌍으로 마련되어 상기 비드의 양 내측면에 각각 장착되는 고정부재; 상기 트레드의 내면과 소정 간격 이격되는 탄성부와, 상기 탄성부로부터 하향 연장되며 상기 고정부재에 결합되는 결합부를 포함하여 내부 공간을 형성하며, 탄성체로 마련되는 지지대; 를 포함하며, 이에 의하여, 사이드월의 보강물의 중량을 감소시키고, 공기압의 변화에도 승차감 저하를 방지하며, 변형을 최소화하여 차량의 주행 가능 거리를 크게 향상시킬 수 있는 런플랫 타이어를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 타이어가 설치되는 림과, 상기 림에 설치되는 트러스 부재와, 상기 타이어의 내측면에 설치되어 상기 타이어를 보강하는 보강 부재와, 상기 트러스 부재에 설치되어 상기 타이어의 압축시 상기 타이어에 탄성을 부여하는 탄성 부재를 포함하며, 이에 의해, 타이어가 펑크 또는 저압시에도 승차감을 유지할 수 있으며, 사고를 방지할 수 있도록 한, 런 플랫 타이어를 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 타이어가 설치되는 림과, 상기 림에 설치되는 트러스 부재와, 상기 트러스 부재에 설치되어 상기 타이어의 압축시 상기 타이어의 내측면을 따라 이동하는 이동 부재와, 상기 트러스 부재에 설치되어 상기 타이어의 압축시 상기 타이어를 지지하도록 상기 트러스 부재에 탄성을 부여하는 탄성 부재를 포함하며, 이에 의해, 타이어가 펑크 또는 저압시에도 승차감을 유지할 수 있고, 사고를 방지할 수 있는 런 플랫 타이어를 개시하고 있다.

특허문헌 1 : KR10-1722973 B1 특허문헌 2 : KR10-2017-0021400 A 특허문헌 3 : KR10-1666430 B1

본 발명은 사용환경에 따라 변화되는 타이어의 접지 형상을 일정하게 유지함으로써 접지 형상의 변화에 따라 발생하는 편마모 현상을 억제할 수 있도록 한 공기입 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

구체적으로, 타이어의 비드부 측과 트레드의 센터부 측의 인너라이너 사이를 지지구조체로 연결함으로써, 타이어의 공기압이나 차량 하중 등의 변화에 관계없이 접지 형상을 일정하게 유지시켜 편마모의 발생을 최소화할 수 있도록 한 공기입 타이어를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 발명은 지지구조체의 설치에 따라 지지구조체를 따라 전달되는 소음을 경감시킬 수 있도록 한 공기입 타이어를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 주입된 공기에 대한 내투과성을 높여주기 위해 특수고무로 제작된 인너라이너와; 타이어의 골격을 형성하며 운행 중 반복되는 굴신 하중에 대한 내피로성을 강화하기 위하여 패브릭 코드로 형성된 카카스플라이와; 타이어의 접지면을 형성하는 트레드와; 타이어의 측면을 형성하여 굴신운동을 하며 카카스플라이를 보호하는 사이드월과; 타이어를 림에 장착시키는 비드부와; 트레드의 센터부 안쪽에 위치한 인너라이너에 접착제에 의해 부착되고 양측 단부가 비드부의 내측면에 각각 연결되어, 비드부에 작용하는 하중을 트레드의 센터부와 숄더부에 분산시키고 타이어의 접지 형상을 유지시키는 지지구조체; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 지지구조체는 비드부의 내측에 고정되는 구조체 비드와, 접착제에 의해 인너라이너에 부착되는 부착부와, 상기 구조체 비드와 부착부를 연결하는 탄성지지부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 구조체 비드와 부착부는 강성이 높고 열에 강한 림플랜지 고무로 형성되고, 상기 탄성지지부는 사이드월 고무로 형성됨과 아울러 사이드월 고무 두께와 같은 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 부착부가 부착되는 접착제층의 폭은 트레드의 접지면 폭의 25∼30%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 접착제층이 트레드의 미들리브에 걸치는 경우, 접착제층과 상기 미들리브가 겹치는 부분의 폭이 미들리브 폭의 20% 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 미들리브의 센터측 모서리가 모따기 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 부착부와 인너라이너 사이에 구비되어 소음을 제거하는 흡음부를 더 포함하고, 상기 흡음부는 인너라이너 측의 제1 접착층과 상기 부착부 측의 제2 접착층 사이에 배치되는 흡음재층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 상기 제1 접착층과 흠음재층 및 제2 접착층의 양측 단부는 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기입 타이어는 트레드 센터부의 인너라이너와 비드부 사이를 지지구조체로 연결하여, 비드부에 작용하는 하중을 트레드의 센터부와 숄더부에 분산시키게 되므로 트레드 센터부의 과성장이 방지됨은 물론, 타이어의 사용환경에 관계없이 트레드의 접지 형상이 일정하게 유지되어 트레드 센터부 또는 숄더부의 편마모가 방지되는 효과가 있다.

구체적으로, 과하중 차량에서 비드부를 통해 타이어에 전달되어 트레드 숄더부에 집중하는 하중을 지지구조체가 트레드 센터부 및 미들부에 분산시키게 되므로, 과하중 차량에서도 타이어의 접지 형상이 그대로 유지되어 트레드 숄더부의 조기 마모가 방지된다. 또, 과공기입 타이어에서 과도한 공기압으로 인해 트레드 센터부가 과성장하는 것을 지지구조체의 부착부가 차단하게 되므로, 공기압이 과도해지더라도 접지 형상이 그대로 유지되어 트레드 센터부의 조기 마모가 방지된다.

또한, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 지지구조체의 구조체 비드와 부착부가 림플랜지 고무로 형성됨에 따라 높은 강성과 내열성에 의해 쉽게 변형되거나 분리되지 않게 되고, 지지구조체의 탄성지지부가 사이드월 고무로 형성됨에 따라 유연성 및 탄력성이 확보되어 타이어의 굴신에 관계없이 내구성이 향상됨은 물론 지지구조체로 인한 승차감 저하가 최소화되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 지지구조체를 통해 전달된 하중이 미들리브에 비교적 고르게 분산되어 미들리브의 편마모가 방지되는 효과가 있고, 미들리브의 센터측 모서리가 모따기 형상으로 형성됨에 따라 하중이 미들리브의 숄더측으로 더 분산되어 미들리브의 편마모가 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 지지구조체와 인너라이너의 접착부에 흡음부가 구비됨에 따라 지지구조체를 통해 전달되는 소음이 흡음부의 흡음재층에 의해 경감되어 지지구조체로 인한 소음 증가가 최소화되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 흡음부를 구성하는 제1 접착층과 흡음재층 및 제2 접착층의 양측 단부가 각각 경사면으로 형성되어 차량 측으로부터 전달되는 소음은 넓게 분산시키고 접지면 측의 소음은 감소시켜 전달하게 되므로 지지구조체로 인한 소음 증가가 최소화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 지지구조체가 타이어의 비드부와 인너라이너 사이에 구비됨에 따라 펑크 발생시 지지구조체가 타이어의 하중 일부를 지지하는 런플랫 기능을 발휘하게 되어 타이어의 파손이 최소화되고 일정 거리 이상 주행할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기입 타이어가 도시된 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예가 도시된 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 공기입 타이어의 지지구조체의 부착부가 도시된 확대도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 공기입 타이어에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 공기입 타이어가 도시된 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예가 도시된 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 공기입 타이어의 지지구조체의 부착부가 도시된 확대도이다.

본 발명에 따른 공기입 타이어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기에 대한 내투과성이 뛰어난 고무로 제작된 인너라이너(11)와; 타이어의 골격을 형성하며 운행 중 반복되는 굴신 하중에 대한 내피로성이 뛰어난 카카스플라이(12)와; 타이어의 접지면을 형성하는 트레드(13)와; 타이어의 측면을 형성하여 굴신운동을 하며 카카스플라이(12)를 보호하는 사이드월(14)과; 타이어를 림(50)에 장착시키는 비드부(15)와; 트레드(13)의 센터부 안쪽에 위치한 인너라이너(11)에 접착제에 의해 부착되고 양측 단부가 비드부(15)의 내측면에 각각 연결되어, 비드부(15)에 작용하는 하중을 트레드(13)의 센터부와 숄더부에 분산시키고 타이어의 접지 형상을 유지시키는 지지구조체(20); 를 포함한다.

이러한 구성에 의하면, 차량의 하중이 증가하거나 타이어의 공기압이 과다하게 증가하더라도 타이어의 접지 면적이 늘거나 줄지 않고 타이어의 접지 형상이 일정하게 유지되어 타이어의 편마모 발생이 최소화된다. 즉, 차량의 하중이 비드부(15)에서 사이드월(14)을 거쳐 트레드(13)의 숄더부로 전달됨과 아울러, 비드부(15)에 연결된 지지구조체(20)를 통해 트레드(13)의 센터부에 전달되어 차량의 하중이 트레드(13)의 센터부와 숄더부에 고루 분배됨으로써, 트레드의 숄더부의 조기 마모가 방지되고, 타이어에 과도한 공기압이 작용하더라도 지지구조체(20)에 의해 트레드의 센터부의 변형이 방지되어 접지 면적이 거의 감소하지 않게 됨으로써 트레드의 센터부의 조기 마모가 방지되는 것이다.

또한, 지지구조체(20)는 타이어에 펑크가 발생할 경우, 차량의 하중 일부를 지지하여 부분적인 런플랫 기능을 수행함으로써, 일정 거리 이상 주행할 수 있도록 함과 아울러, 타이어의 파손을 최소화하게 된다.

지지구조체(20)는 비드부(15)의 내측에 고정되는 구조체 비드(21)와, 접착제에 의해 인너라이너(11)에 부착되는 부착부(22)와, 구조체 비드(21)와 부착부(22)를 연결하는 탄성지지부(23)로 이루어진다.

구조체 비드(21)와 부착부(22)는 강성이 높고 열에 강한 림플랜지 고무로 형성되고, 탄성지지부(23)는 사이드월의 고무와 동일한 고무로 형성됨과 아울러, 사이드월(14)의 고무 두께와 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다.

이에 따라, 부착부(22)에 의해 트레드의 센터부 변형이 최소화되고 구조체 비드(21) 및 부착부(22)가 타이어의 비드부(15) 및 인너라이너(11)에 견고하게 부착된 상태를 유지할 수 있게 됨은 물론, 탄성지지부(23)가 탄성 변형되어 상기 지지구조체로 인한 승차감 저하를 최소화하게 된다.

그리고 부착부(22)가 부착되는 접착제층(25)의 폭(W1)은 트레드(13)의 접지면 폭(TW)의 25∼30%인 것이 바람직하다. 이는 접착제층(25)의 폭(W1)이 접지면 폭(TW)의 25% 미만이면 하중이 고르게 분산되지 않아 트레드(13)의 센터부에 하중에 과하게 집중될 수 있고, 30%를 초과하게 되면 부착부(22)의 폭이 증가함에 따라 타이어의 중량이 상승할 수 있기 때문이다.

또, 도 3에 도시된 바와 같이, 접착제층(25)이 트레드(13)의 미들리브(13')에 걸치는 경우, 접착제층(25)과 미들리브(13')가 겹치는 부분의 폭(W3)이 미들리브의 폭(W2)의 20% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 접착제층(25)이 형성되는 부분에 비드부(15)의 하중이 작용하여 미들리브(13')의 편마모를 야기하는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 접착제층(25)과 미들리브(13')의 오버랩 부분을 늘려줌으로써, 지지구조체(20)를 통해 전달되는 하중을 미들리브(13')에 비교적 고르게 분산시켜 편마모를 방지하는 것이다. 이때, 미들리브(13')의 센터측 모서리를 모따기 형상으로 형성함으로써, 미들리브(13')에 편마모가 발생되지 않도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

이상에서는 지지구조체(20)가 인너라이너(11)에 직접 부착되는 것에 대하여 설명하였으나, 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 지지구조체(20)와 인너라이너(11) 사이에 흡음부가 더 구비될 수 있다. 즉, 지지구조체(20)의 부착부(22)와 인너라이너(11) 사이에 구비되어 소음을 제거하는 흡음부를 더 설치하는 것이다. 이때, 상기 흡음부는 인너라이너(11) 측의 제1 접착층(25a)과, 부착부(22) 측의 제2 접착층(25b) 사이에 배치되는 흡음재층(30)으로 이루어질 수 있다. 흡음재층(30)은 지지구조체(20)가 트레드(13)의 센터부 안쪽에서 인너라이너와 비드부를 연결함에 따라 전달되는 소음을, 흡음재층을 통해 경감시키게 된다.

이때, 제1 접착층(25a)과 흠음재층(30) 및 제2 접착층(25b)의 양측 단부는 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 타이어의 트레드의 접지면에서 발생한 소음이 지지구조체(20) 및 비드부(15)를 통해 전달되는 것을 줄이고, 차체 측에서 발생한 소음은 최대한 분산하여 타이어에 전달하기 위한 것이다. 따라서, 지지구조체(10)로 인한 소음 증가가 최소화된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자라면 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

11...인너라이너
12...카카스플라이
13...트레드
13'...미들리브
14...사이드월
15...비드부
20...지지구조체
21...구조체 비드
22...부착부
23...탄성지지부
25...접착제층
25a...제1 접착층
25b...제2 접착층
30...흡음재층
50...림
TW...트레드의 접지면 폭
W1...접착제층의 폭
W2...미들리브의 폭
W3...접착제층과 미들리브가 겹치는 부분의 폭

Claims (5)

1. 공기에 대한 내(耐)투과성을 가지는 고무로 제작된 인너라이너(11)와;
   타이어의 골격을 형성하는 카카스플라이(12)와;
   타이어의 접지면을 형성하는 트레드(13)와;
   타이어의 측면을 형성하여 카카스플라이(12)를 보호하는 사이드월(14)과;
   타이어를 림(50)에 장착시키는 비드부(15)와;
   트레드(13)의 센터부 안쪽에 위치한 인너라이너(11)에 일부분이 접착되고 양측 단부가 비드부(15)에 각각 연결되어, 비드부(15)에 작용하는 하중을 트레드(13)의 센터부와 숄더부에 분산시킴으로써 타이어의 접지 형상을 유지시키는 지지구조체(20); 를 포함하여 구성되며,
   지지구조체(20)는,
   비드부(15)의 내측에 고정되는 구조체 비드(21)와,
   접착제에 의해 인너라이너(11)에 부착되는 부착부(22)와,
   구조체 비드(21)와 부착부(22)를 연결하는 탄성지지부(23)로 이루어지고,
   구조체 비드(21)와 부착부(22)는 강성이 높고 열에 강한 림플랜지 고무로 형성되고,
   탄성지지부(23)는 사이드월(14)의 고무와 동일한 고무로 형성됨과 아울러 사이드월(14)의 고무 두께와 동일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
2. 청구항 1에 있어서,
   부착부(22)가 부착되는 접착제층(25)의 폭(W1)은 트레드(13)의 접지면 폭(TW)의 25∼30%인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
3. 청구항 2에 있어서,
   접착제층(25)이 트레드(13)의 미들리브(13')에 걸치는 경우, 접착제층(25)과 미들리브(13')가 겹치는 부분의 폭(W3)이 미들리브 폭(W2)의 20% 이상이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
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