KR102341293B1

KR102341293B1 - 경량화된 공기입 타이어

Info

Publication number: KR102341293B1
Application number: KR1020200069730A
Authority: KR
Inventors: 윤중현
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2021-12-22
Also published as: KR20210152799A

Abstract

본 발명은 경량화가 가능하도록 카카스플라이의 단부가 턴업(turn-up)구조를 갖도록 한 경량화된 공기입 타이어에 관한 것이다.
본 발명에 따른 경량화된 공기입 타이어는, 타이어 내주면을 이루며 적층되어 성형되는 인너라이너(50)와, 상기 인너라이너(50)의 상부면에 적층되어 성형되는 카카스플라이(61)(62)를 구비한 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스플라이(61)(62)는 비드와이어(31)를 감싸고, 상방으로 턴업(turn up)되어 중첩되는 것을 특징으로 한다.

Description

경량화된 공기입 타이어{LOW WEIGHT PNEUMATIC TYRE}

본 발명은 차량에 장착되는 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경량화가 가능하도록 카카스플라이의 단부가 턴업(turn-up)구조를 갖도록 한 경량화된 공기입 타이어에 관한 것이다.

차량에서 노면에 접하는 타이어는 통상적으로 내부에 일정 압력 범위의 공기가 충전된 공기입 타이어가 적용되고 있다.

상기 타이어는 운전저의 의도를 차량으로부터 노면에 최종적으로 전달하는 요소로서, 차량의 조정 안정성 및 승차감을 좌우하게 됨에 따라 더욱 성능의 최적화가 요구된다.

한편, 상기 타이어의 구조중에서 에이펙스(apex)는 비드와이어와 카카스플라이 사이에서 에너지 전달을 하는 역할을 한다.

그러나, 상기 타이어의 내부에 에이펙스를 적용하려면, 상기 에이펙스의 구성하기 위한 별도의 고무조성물이 적용되어야 하므로, 공정의 난이도가 증가하고, 상기 에이펙스의 만큼 중량이 증가할 수밖에 없다.

특히, 최근에는 상기 에이펙스가 최적의 구조를 갖도록, 듀얼 에이펙스를 적용하는 경우가 있다. 그러나, 서로 다른 고무조성물을 준비하는 과정에서 공정의 난이도가 증가하고, 이는 원가상승의 원인이 된다.

KR 10-2010-0044660 A (2010.04.30, 명칭 : 공기입 타이어)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 공기입 타이어에서 에이펙스를 적용하지 않고도 카카스플라이의 단부가 턴업(turn up)구조롤 갖도록 함으로써, 카카스플라이의 단부가 에이펙스를 대체할 수 있도록 한 경량화된 공기입 타이어를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경량화된 공기입 타이어는, 타이어 내주면을 이루며 적층되어 성형되는 인너라이너와, 상기 인너라이너의 상부면에 적층되어 성형되는 카카스플라이를 구비한 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스플라이는 비드와이어를 감싸고, 상방으로 턴업(turn up)되어 중첩되는 것을 특징으로 한다.

상기 카카스플라이는 상기 비드와이어의 전체 둘레를 감싸는 것을 특징으로 한다.

상기 카카스플라이는, 상기 인너라이너의 상부면에 적층되는 제1 카카스플라이와, 상기 제1 카카스플라이의 상부면에 적층되는 제2 카카스플라이로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 카카스플라이는, 띠형으로 형성되는 제1 카카스플라이 바디와, 상기 제1 카카스플라이 바디의 양단으로부터 각각 연장되게 형성되는 제1 카카스플라이 턴업부를 포함하고, 상기 제2 카카스플라이는, 띠형으로 형성되는 제2 카카스플라이 바디와, 상기 제2 카카스플라이 바디의 양단으로부터 각각 연장되게 형성되는 제2 카카스플라이 턴업부를 포함하며, 상기 제1 카카스플라이 턴업부는 상기 제2 카카스플라이 턴업부를 커버하고 상기 제2 카카스플라이 바디에 접합되는 것을 특징으로 한다.

상기 타이어의 폭방향으로 배치되는 상기 제1 카카스플라이의 폭은 상기 제1 카카스플라이 턴업부의 높이의 1.8배 내지 2.2배인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 카카스플라이 턴업부의 높이는 상기 제1 카카스플라이 턴업부 높이의 40% 내지 60% 인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 카카스플라이 턴업부는 그 내부에 코드가 구비되지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 카카스플라이 턴업부는 그 내부에 코드가 적용되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 카카스플라이 턴업부의 경도가 상기 제2 카카스플라이 턴업부의 경도보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 카카스플라이 바디와, 상기 제2 카카스플라이 바디는 상기 비드와이어의 상부면에서 절곡되게 형성되어 상기 비드와이어를 감싸는 것을 특징으로 한다.

상기 인너라이너의 내측면에는 상기 비드와이어를 감싸고 있는 상기 제2 카카스플라이 바디, 상기 제1 카카스플라이 바디 및 상기 인너라이너을 지지하는 지지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지부의 상단은, 상기 제2 카카스플라이 턴업부의 상단보다 낮게 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 경량화된 공기입 타이어에 따르면, 공기입 타이어에서 에이펙스를 적용하지 않고도, 카카스플라이의 단부가 턴업(turn up)구조를 갖도록 함으로써, 에이펙스의 기능을 수행하면서도, 경량화를 달성할 수 있다.

또한, 상기 에이펙스를 성형하는 공정이 생략됨으로써, 공정이 단순해지고, 원가가 절감되어 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 경량화된 공기입 타이어의 단면을 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 A부분의 확대 단면도.
도 3a는 제1 카카스플라이가 배열된 상태를 도시한 개략도.
도 3b는 제2 카카스플라이가 배열된 상태를 도시한 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 경량화된 공기입 타이어에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 경량화된 공기입 타이어는, 타이어 내주면을 이루며 적층되어 성형되는 인너라이너(50)와, 상기 인너라이너(50)의 상부면에 적층되어 성형되는 카카스플라이(61)(62)를 구비한 공기입 타이어에서, 상기 카카스플라이(61)(62)는 비드와이어(31)를 감싸고, 상방으로 턴업(turn up)되어 중첩되도록 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 공기입 타이어(1)의 단면이 도시되어 있다.

공기입 타이어(1)는 트레드부(10)를 중심으로 타이어의 폭방향 양측으로 숄더부(20), 사이드월부(30) 및 비드부(40)로 이루어진다.

상기 트레드부(10), 상기 숄더부(20), 상기 사이드월부(30) 및 상기 비드부(40) 내부에는 타이어의 뼈대 역할을 하는 카카스플라이(61)(62)가 인너라이너(50)의 상측에 적층되며 폭 방향을 따라 연장되는 형태로 형성된다.

상기 트레드부(10)를 살펴보면, 가장 외측의 트레드(11)로부터 가장 내측에 위치하는 인너라이너(50)가 형성된다.

인너라이너(50)는 상기 타이어(1)의 가장 내측에 튜브대신 위치하고, 공기 밀폐성이 우수하여 공기가 통과하기 어려운 고무재질(합성고무 뷰틸, 폴리이소프렌 계통의 고무)로 형성되어 공기누출을 방지하는 역할을 한다.

카카스플라이(61)(62)는 상기 인너라이너(50)의 상부면에 적층되어 상기 타이어(1)의 외형을 유지하도록 한다. 통상적으로 상기 카카스플라이(61)(62)는 목면, 레이온 등과 같은 섬유나 스틸로 된 코드층을 포함한다. 이에 따라 상기 카카스플라이(61)(62)는 상기 타이어(1)의 내부 공기압, 차량의 하중 또는 외부로부터 입력되는 하중을 지지하는 역할을 한다.

또한, 상기 트레드부(10)에서는 상기 카카스플라이(61)(62)로 상부면으로 벨트(14), 캡플라이(13), 언더트레드(12) 및 상기 트레드(11)가 순차적으로 적층된다.

벨트(14)는 스틸와이어 또는 섬유로 구성되며 트레드(11)의 강성을 높여주는 역활을 하며, 트레드(11)와 상기 카카스플라이(61)(62) 사이에서 주행시 발생하는 노면 충격을 분산시킨다. 또한, 상기 벨트(14)는 트레드(11)가 노면에 닿는 부위를 넓게 유지시켜 주행 안전성을 높이게 된다. 상기 벨트(14)는 제1벨트(14a)와 제2벨트(14b)로 하여 다층구조로 이루어질 수 있다.

캡플라이(13)는 상기 벨트(14)의 상부에 부착되는 특수코드지로서, 주행시 상기 벨트(14)의 움직임을 최소화시킨다.

트레드(11)는 상기 타이어(1)의 가장 외측에 위치하여 상기 타이어(1)가 노면과 직접 접촉하는 부분으로, 내마모성과 내커팅성이 우수한 고무 재질로 이루어진다. 상기 트레드(11)는 노면으로 등으로부터 전달되는 충격, 외상으로부터 상기 카카스플라이(61)(62)를 보호하는 역할을 한다. 또한, 상기 트레드(11)의 표면에는 제동력, 구동력, 선회력, 배수성 등을 위하여 패턴이 형성된다.

언더트레드(12)는 상기 트레드(11)의 부착력을 높이기 위해 상기 트레드(11)의 저면에 형성된다.

사이드월부(30)는 상기 타이어(1)의 옆부분으로서, 상기 카카스플라이(61)(62)를 보호하고, 굴신 운동을 함으로써 승차감을 좋게 한다.

숄더부(20)는 상기 트레드부(10)의 가장자리로부터 상기 사이드월부(30)의 윗부분을 연결하는 부분이다.

비드부(40)는 코드의 끝부분을 감싸 상기 타이어(1)를 휠의 일부인 림에 장착시키는 역할을 하고, 비드와이어(31), 코어고무 등으로 구성된다. 또한, 내부의 카카스플라이(61)(62)를 보호하며 잡아주는 역활을 한다. 아울러, 내부의 공기가 누설되지 않도록 림에 압착시키는 역활을 하며, 공기압이 급격히 감소하더라도 상기 타이어(1)가 상기 휠의 상기 림으로부터 쉽게 빠지지 않도록 잡아주는 역할을 한다.

한편, 본 발명에서는 상기 비드부(40)에서 상기 카카스플라이(61)(62)를 상방으로 턴업(turn up)시켜 비드와이어(31)를 감싼 후, 줍첩되도록 함으로써, 중첩된 부분이 타이어(1)의 에이팩스(apex)의 기능을 발휘하도록 한다.

에이팩스는 비드와이어(31)의 분산을 방지하고 충격을 완화시키며, 성형시 비드부(40)에 에어입이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 그러나, 상기 에이팩스를 형성하려면, 추가적인 공정이 필요하였다.

또한, 상기 에이팩스의 성능이 향상되도록 서로 다른 고무조성물로 하여 듀얼 에이팩스를 구성하기도 하는데, 이 경우에는 각각 서로 다른 조성을 갖는 고무조성물을 준비하고, 이를 제조하는 과정이 난이하였다.

하지만, 본 발명에서와 같이, 상기 에이팩스를 형성하지 않고도, 상기 카카스플라이(61)(62)를 중첩시킴으로써, 상기 에이팩스가 적용된 타이어와 동등 성능을 발휘하도록 한다.

상기 카카스플라이(61)(62)는 제1 카카스플라이(61)와 제2 카카스플라이(62)로 이루어져, 상기 제1 카카스플라이(61)의 상부에 상기 제2 카카스플라이(62)가 적층되는 구조를 갖는다.

제1 카카스플라이(61)는 제1 카카스플라이 바디(61a)의 양단에 각각 제1 카카스플라이 턴업부(61b)가 형성된다. 상기 제1 카카스플라이 바디(61a)의 단부와 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)가 상기 비드와이어(31)를 감싸도록 형성된다.

제2 카카스플라이(62)도 상기 제1 카카스플라이(61)와 마찬가지로, 제2 카카스플라이 바디(62a)와 그 양단에 각각 제2 카카스플라이 턴업부(62b)가 형성되고, 상기 제2 카카스플라이 바디(62a)의 단부와 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)가 상기 비드와이어(31)를 감싼다.

상기 제2 카카스플라이(62)는 상기 제1 카카스플라이(61)의 상부에 적층되므로, 상기 제2 카카스플라이(62)가 상기 비드와이어(31)와 접하고, 그 외측을 상기 제1 카카스플라이(61)가 감싼다. 또한, 상기 제1 카카스플라이(61)의 저면에는 상기 인너라이너(50)가 적층되므로, 상기 제1 카카스플라이(61)의 외측을 상기 인너라이너(50)가 감싼다.

이때, 상기 제2 카카스플라이 바디(62a)의 단부, 상기 제1 카카스플라이 바디(61a)의 단부 및 상기 인너라이너(50)는 상기 비드와이어(31)의 상부면에서 절곡되게 형성되도록 한다. 상기 제2 카카스플라이 바디(62a)의 단부, 상기 제1 카카스플라이 바디(61a)의 단부 및 상기 인너라이너(50)가 절곡됨으로써, 상기 비드와이어(31)에 밀착되고, 상기 비드와이어(31)의 전체둘레가 감싸지게 된다.

상기 제1 카카스플라이(61)는 띠[帶] 형태로 형성되고, 이를 폭방향으로 배열하여 타이어(1)를 제조하는데, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 높이(h1)를 설정한 후, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 높이(h1)의 1.8배 내지 2.2배의 폭(w)으로 상기 제1 카카스플라이(61)가 상기 타이어(1)의 폭방향으로 배열되도록 한다. 바람직하게는 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 높이(h1)의 2배로 상기 제1 카카스플라이(61)가 배열되도록 한다(w = 2 × h1).

아울러, 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)의 높이(h2)는 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 높이(h1)에 대하여 40% 내지 60%가 되도록 한다. 이에 따라, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)는 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)를 커버하고 상기 제2 카카스플라이 바디(62a)에 접합되도록 형성된다. 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)의 높이(h2)가 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 높이(h1)의 40% 미만이 되면, 핸들링 성능이 저하를 야기할 수 있다. 한편, 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)의 높이(h2)가 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 높이(h1)의 60%를 초과하면, 주행성능과 회전저항이 문제가 될 수 있다.

그리고, 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)에는 내부에 코드를 형성하지만, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 내부에는 코드가 구비되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)에 코드를 형성함으로써, 상기 타이어(1)의 골격을 유지하면서도 하중변화와 충격을 흡수할 수 있도록 한다. 한편, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)에 코드를 구비하지 않는 이유는 제조상 불리하기 때문이다.

상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)와 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)는 경도(hardness)에 있어 차이를 갖는데, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)의 경도가 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)의 경도보다 크게 형성되도록 한다. 이와 같이, 상기 제1 카카스플라이 턴업부(61b)와 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)는 경도를 다르게 형성됨으로써, 듀얼 에이팩스에 의해 발휘되는 성능(승차감 개선, 핸들링 성능 향상 등)을 듀얼 에이팩스를 형성하지 않고도 구현할 수 있다.

또한, 상기 비드부(40)에 상기 인너라이너(50)의 내측면(도 2에서 좌측면)을 지지하는 지지부(42)를 형성하도록 한다.

상기 지지부(42)는 상기 비드와이어(31)를 감싸고 있는 상기 제2 카카스플라이 바디(62a), 상기 제1 카카스플라이 바디(61a) 및 상기 인너라이너(50)을 지지한다. 상기 언더트레드(12)와 동일한 고무조성물로 형성되는 상기 지지부(42)가 상기 제2 카카스플라이 바디(62a), 상기 제1 카카스플라이 바디(61a) 및 상기 인너라이너(50)를 지지하도록 상기 인너라이너(50)의 내측면에 형성됨으로써, 비드부(40)의 강성이 개선될 수 있다.

상기 지지부(42)의 상단은 상기 제2 카카스플라이 턴업부(62b)의 상단보다 낮게 위치하도록 한다.

또한, 상기 지지부(42)가 상기 제2 카카스플라이 바디(62a)의 단부, 상기 제1 카카스플라이 바디(61a)의 단부 및 상기 인너라이너(50)에서 절곡된 부위를 누르게 되므로, 상기 비드와이어(31)로부터 상기 제2 카카스플라이 바디(62a), 상기 제1 카카스플라이 바디(61a) 및 상기 인너라이너(50)가 박리되는 현상을 방지할 수 있다.

1: 타이어 10 : 트레드부
11 : 트레드 12 : 언더트레드
13 : 캡플라이 14 : 벨트
14a : 제1벨트 14b : 제1벨트
20 : 숄더부 30 : 사이드월부
40 : 비드부 41 : 비드와이어
42 : 지지부 50 : 인너라이너
60 : 카카스플라이 61 : 제1 카카스플라이
61a : 제1 카카스플라이 바디 61b : 제1 카카스플라이 턴업부
62 : 제2 카카스플라이 62a : 제2 카카스플라이 바디
62b : 제2 카카스플라이 턴업부

Claims

타이어 내주면을 이루며 적층되어 성형되는 인너라이너와, 상기 인너라이너의 상부면에 적층되어 성형되는 카카스플라이를 구비한 공기입 타이어에 있어서,
상기 카카스플라이는 비드와이어를 감싸고, 상방으로 턴업(turn up)되어 중첩되고,
상기 카카스플라이는, 상기 인너라이너의 상부면에 적층되는 제1 카카스플라이와, 상기 제1 카카스플라이의 상부면에 적층되는 제2 카카스플라이로 이루어지며,
상기 제1 카카스플라이는, 띠형으로 형성되는 제1 카카스플라이 바디와, 상기 제1 카카스플라이 바디의 양단으로부터 각각 연장되게 형성되는 제1 카카스플라이 턴업부를 포함하고, 상기 제2 카카스플라이는, 띠형으로 형성되는 제2 카카스플라이 바디와, 상기 제2 카카스플라이 바디의 양단으로부터 각각 연장되게 형성되는 제2 카카스플라이 턴업부를 포함하며, 상기 제1 카카스플라이 턴업부는 상기 제2 카카스플라이 턴업부를 커버하고 상기 제2 카카스플라이 바디에 접합되고,
상기 제1 카카스플라이 턴업부는 그 내부에 코드가 구비되지 않는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 카카스플라이는 상기 비드와이어의 전체 둘레를 감싸는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 타이어의 폭방향으로 배치되는 상기 제1 카카스플라이의 폭은 상기 제1 카카스플라이 턴업부의 높이의 1.8배 내지 2.2배인 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 제2 카카스플라이 턴업부의 높이는 상기 제1 카카스플라이 턴업부 높이의 40% 내지 60% 인 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 카카스플라이 턴업부는 그 내부에 코드가 적용되는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 제1 카카스플라이 턴업부의 경도가 상기 제2 카카스플라이 턴업부의 경도보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 제1 카카스플라이 바디와, 상기 제2 카카스플라이 바디는 상기 비드와이어의 상부면에서 절곡되게 형성되어 상기 비드와이어를 감싸는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
제10항에 있어서,
상기 인너라이너의 내측면에는 상기 비드와이어를 감싸고 있는 상기 제2 카카스플라이 바디, 상기 제1 카카스플라이 바디 및 상기 인너라이너을 지지하는 지지부가 형성되는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.
제11항에 있어서,
상기 지지부의 상단은, 상기 제2 카카스플라이 턴업부의 상단보다 낮게 위치하는 것을 특징으로 하는 경량화된 공기입 타이어.