KR102350291B1 - 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사이드월 반제품을 구성하는 사이드 스트립과 림플랜지 스트립의 오버랩 구간을 구체적으로 특정함과 아울러, 프로파일 변경을 통해 사이드 스트립과 림플랜지 스트립 사이의 접촉면적과 접착력을 증대시킴으로써, 사이드부의 들뜸 현상과 사이드부 크랙을 방지할 수 있도록 한 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 관한 것으로,
타이어의 사이드월과 비드부를 형성하는 사이드월 반제품을 포함하는 중하중용 공기입 타이어에서, 상기 사이드월 반제품은, 트레드 반제품이 연결되는 베이스 스트립(11)과 타이어의 사이드월을 형성하는 사이드 스트립(12)으로 이루어진 사이드부(10)와; 림에 결합되는 림플랜지(21')를 형성하기 위한 림플랜지 스트립(21)과 비드 반제품의 채퍼(53)에 연결되는 채퍼플라이 인슐레이션(22')을 형성하기 위한 채퍼플라이 스트립(22)으로 이루어진 림플랜지부(20)를 포함하는 구성으로 이루어지고, 사이드 스트립(12)의 끝단 부분이 림플랜지 스트립(21)에 오버랩되어 사이드부(10)와 림플랜지부(20)가 서로 접합되되, 사이드 스트립(12)의 끝단 저면에 일정 높이의 돌출부(13)가 다수 형성되고, 림플랜지 스트립(21)의 상면에는 돌출부(13)에 대응하는 다수의 결합홈(23)이 형성되어, 사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21)이 형상 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어{Heavy Duty Pneumatic Tire with Reinforced Side}

본 발명은 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이드월 반제품을 구성하는 사이드 스트립과 림플랜지 스트립의 오버랩 구간을 구체적으로 한정함과 아울러 프로파일 변경을 통해 사이드 스트립과 림플랜지 스트립 사이의 접촉면적을 증대시켜 접착력을 향상시킴으로써 사이드부의 들뜸 현상 및 사이드부 크랙을 방지할 수 있도록 한 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 중하중용 공기입 타이어는 장거리를 주행하는 버스나 트럭에서 주로 사용되며, 건설 및 산업 차량에도 사용되고 있다.

통상의 중하중용 공기입 타이어는, 트레드부를 중심으로, 타이어의 폭 방향 양측에, 숄더부와 사이드월부 및 비드부가 연속되며, 공기가 채워지는 내부 공간을 구비하도록 되어 있다.

기본적으로, 공기입 타이어는 각종 반제품을 조립한 후 성형함으로써 제조된다. 즉, 인너라이너, 카카스플라이, 사이드월 및 비드 등의 반제품을 조립하여 1차성형케이스를 형성하고, 벨트와 캡플라이 및 트레드를 조립하여 2차성형케이스를 형성한 후, 1차성형케이스와 2차성형케이스를 조립하여 그린타이어로 제작한다.

1차성형케이스를 제작할 때는 인너라이너와 카카스플라이를 부착하여 일체화하고, 여기에 비드부를 보호하기 위한 림플랜지부와 사이드월을 형성하는 사이드부를 일체로 결합시켜 제작한 사이드월 반제품과 비드부를 조립한다. 그리고 이 1차성형케이스에 2차성형케이스를 조립한 후, 성형기에서 압착 성형하여 일체화한다.

타이어는 각종 반제품을 조립한 것이므로, 반제품끼리의 접착 불량 부위에서 크랙이 발생할 수 있고, 나중에 세퍼레이션의 발생 기점이 된다.

타이어는 주행 중에 굴신을 반복하므로, 타이어의 사이드에 피로가 연속적으로 발생하게 된다. 따라서, 사이드의 끝단 하부와 림플랜지의 상부 사이의 접착 면적이 불충분하거나 고르게 접착되지 않을 경우, 또는, 사이드의 끝단 위치가 부적절한 경우는, 도 6에 도시된 바와 같이, 사이드 들뜸 현상이 발생하거나, 도 7에 도시된 바와 같이, 사이드 부위에서 크랙이 발생할 수 있다.

이와 관련하여, 종래의 중하중용 공기입 타이어는 사이드의 끝단이 림플랜지를 감싸도록 구성되어 있지만, 오버랩 부위에 대한 범위를 특정한다거나 프로파일을 규정한다거나 하지는 않기 때문에, 사이드 크랙의 방지에 어려움이 있다.

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

특허문헌 1은, 공기입 타이어에 관한 것으로, 비드부의 프로파일을 일부 변경하여 림에 고정된 타이어의 공기압이 10%인 상태에서, 비드부 외곽면이 림플랜지에 소정 압력으로 접하면서 지지되어, 휠 밸런스 웨이트를 설치하기 위한 공간이 충분히 확보되고, 비드부와 사이드월부의 경계부분의 변형이 가능한 한 억제되도록 한 공기입 타이어를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 트레드 반제품이 연결되는 베이스 스트립과, 비드 반제품이 연결되는 림플랜지 스트립과, 양단이 베이스 스트립과 림플랜지 스트립의 끝단부에 각각 겹쳐져 연결되는 일정 길이의 사이드 스트립으로 이루어진 사이드월 반제품에 관한 것으로서, 베이스 스트립은 공지의 고성능 타이어의 사이드 프로파일과 동등한 두께로 형성되고, 림플랜지 스트립은 슬림화된 공지의 친환경 타이어의 사이드 프로파일 게이지와 동일한 두께로 형성되어, 베이스 스트립이 림플랜지 스트립에 비해 두껍게 형성됨과 아울러, 사이드 스트립은 베이스 스트립에 겹쳐지는 부분에 위치한 제1끝단은 베이스 스트립과 동일한 높이로 형성되고 림플랜지 스트립에 겹쳐지는 부분에 위치한 제2끝단은 림플랜지 스트립과 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 사이드월 반제품 및 이를 포함하는 공기입 타이어를 개시하고 있다.

특허문헌 1 : KR10-0426166 B1 특허문헌 2 : KR10-1459905 B1

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사이드월 반제품을 구성하는 사이드 스트립과 림플랜지 스트립의 오버랩 구간을 구체적으로 한정함과 아울러, 프로파일의 변경을 통해, 사이드 스트립과 림플랜지 스트립 사이의 접촉면적 및 접착력을 증대시킴으로써, 사이드부의 들뜸 현상과 사이드부 크랙을 방지할 수 있도록 한 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어를 제공하는 데에 목적이 있다.

구체적으로는, 사이드부를 보강함으로써, 사이드부 크랙 발생으로 인한 타이어의 조기 탈착을 방지하고, 타이어의 내구성을 향상시킴과 아울러 안전성을 확보할 수 있도록 한 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사이드월 반제품을 포함하는 중하중용 공기입 타이어로서, 상기 사이드월 반제품은, 트레드 반제품이 연결되는 베이스 스트립과 타이어의 사이드월을 형성하는 사이드 스트립으로 이루어진 사이드부와, 림에 결합되는 림플랜지를 형성하기 위한 림플랜지 스트립과 비드 반제품의 채퍼에 연결되는 채퍼플라이 인슐레이션을 형성하기 위한 채퍼플라이 스트립으로 이루어진 림플랜지부를 포함하는 구성으로 이루어지며, 사이드 스트립의 끝단 부분이 림플랜지 스트립에 오버랩되어 사이드부와 림플랜지부가 서로 접합되되, 사이드 스트립의 끝단 저면에 일정 높이의 돌출부가 다수 형성되고 림플랜지 스트립의 상면에는 상기 돌출부에 대응하는 다수의 결합홈이 형성되어, 사이드 스트립과 림플랜지 스트립이 형상 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에서, 돌출부는 사이드 스트립의 표면으로부터 0.3∼0.7㎜ 높이로 형성되고, 결합홈은 돌출부의 높이와 동일하게 림플랜지 스트립의 표면으로부터 0.3∼0.7㎜ 깊이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에서, 사이드 스트립과 림플랜지 스트립의 오버랩 구간의 범위는, 사이드부의 전체 폭의 11∼14%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 따르면, 사이드월 반제품과 비드 조립체가 결합되어 형성된 완제품 타이어에서, 사이드 스트립에 의해 형성되는 사이드의 끝단과 림플랜지 스트립에 의해 형성되는 림플랜지의 비드힐 사이의 거리는 17∼32㎜인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어는, 사이드 스트립과 림플랜지 스트립의 오버랩 구간에 형성된 돌출부와 결합홈이 서로에 대해 상보적인 요철 패턴 형상이므로, 이들 돌출부와 결합부의 형상 결합에 의해 서로 구속되어 결합력이 증대되기 때문에, 사이드부의 들뜸 현상이 방지됨은 물론, 완제품 타이어의 외관 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 따르면, 사이드 스트립과 림플랜지 스트립의 오버랩 구간의 범위가 사이드부의 전체 폭의 11∼14%로 특정됨으로써, 사이드 스티칭시, 들뜸 현상 및 비드부 강성 저하가 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 따르면, 사이드의 끝단과 비드힐 사이의 거리가 17∼32㎜로 특정됨으로써, 비드부의 강성 저하가 방지되고, 크랙 발생 확률이 감소하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어의 사이드월 반제품을 나타낸 프로파일 도면.
도 2는 본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에서 사이드부와 림플랜지부의 오버랩 부분을 나타낸 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어의 사이드 스트립을 나타낸 저면도 및 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어의 림플랜지 스트립을 나타낸 평면도 및 측단면도.
도 5는 본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어의 비드부 주위를 나타낸 확대도.
도 6은 종래 중하중용 공기입 타이어의 사이드부 들뜸 현상을 설명하기 위한 참고도.
도 7은 종래 중하중용 공기입 타이어의 사이드부에서 크랙이 발생한 경우를 나타낸 참고도.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도면에 대해 간략히 설명하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드월 반제품을 나타낸 프로파일 도면이고, 도 2는 사이드부와 림플랜지부의 오버랩 부분을 나타낸 확대도이며, 도 3은 사이드 스트립을 나타낸 저면도 및 측단면도이고, 도 4는 림플랜지 스트립을 나타낸 평면도 및 측단면도이며, 도 5는 비드부의 주위를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어는, 사이드월과 비드부를 형성하는 사이드월 반제품과, 비드 반제품, 인너라이너(40), 카카스플라이(30), 트레드, 벨트 반제품 등을 포함하여 이루어지는 것이지만, 트레드와 벨트는 본 발명과 무관하므로 이에 관련된 설명은 생략하고, 사이드월과 비드 부분에 대해서만 설명한다.

사이드월 반제품은, 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 트레드 반제품이 연결되는 베이스 스트립(11)과 타이어의 사이드월을 형성하는 사이드 스트립(12)으로 이루어진 사이드부(10)와, 림에 결합되는 림플랜지(21')를 형성하기 위한 림플랜지 스트립(21)과 비드 반제품의 채퍼(53)에 연결되는 채퍼플라이 인슐레이션(22')을 형성하기 위한 채퍼플라이 스트립(22)으로 이루어진 림플랜지부(20)로 이루어진다.

그리고 사이드 스트립(12)의 끝단 부분이 림플랜지 스트립(21)에 오버랩되어 사이드부(10)와 림플랜지부(20)가 서로 접합되도록 구성되며, 사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21)이 형상 결합되도록, 사이드 스트립(12)의 끝단 저면에는 일정 높이의 돌출부(13)가 다수 형성되고, 림플랜지 스트립(21)의 상면에는 돌출부(13)에 대응하는 다수의 결합홈(23)이 형성된다. 물론, 사이드 스트립(12)의 끝단 저면에 결합홈이 형성되고, 림플랜지 스트립(21)의 상면에 돌출부가 형성될 수도 있다.

돌출부(13)는 사이드 스트립(12)의 표면으로부터 0.3∼0.7㎜ 높이로 형성되고, 결합홈(23)은 돌출부(13)의 높이와 동일하도록 림플랜지 스트립(21)의 표면으로부터 0.3∼0.7㎜ 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 돌출부(13)의 높이와 결합홈(23)의 깊이가 0.3㎜ 미만이면 결합력의 증대 효과가 미약하고, 0.7㎜를 초과하는 경우에는 제작에 어려움이 있을 뿐 아니라, 형상 결합에서도 어려움이 있기 때문이다. 참고로, 돌출부(13)의 높이와 결합홈(23)의 깊이를 각각 0.5㎜로 하는 것이 더욱 바람직하다.

그리고 사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21)의 오버랩 구간의 범위는 사이드부(10)의 전체 폭의 11∼14%인 것이 바람직하다. 예를 들면, 사이드부(10)의 전체 폭이 266㎜이면, 사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21)의 오버랩 구간은 29㎜ 이상 37㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이것은 사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21)의 오버랩 구간의 폭이, 사이드부(10)의 전체 폭의 11% 미만이면, 사이드부(10)의 끝단과 림플랜지 사이의 접촉면적이 작아, 스티칭시, 들뜸 현상이 발생할 수 있고, 14%를 초과하는 경우는, 사이드가 비드부(50)쪽으로 많이 내려오게 되어, 비드부의 강성이 저하될 수 있기 때문이다.

여기서, 사이드월 반제품과 비드 조립체가 결합되어 형성된 완제품 타이어에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 사이드 스트립(12)에 의해 형성되는 사이드(12')의 끝단(12")과 림플랜지 스트립(21)에 의해 형성되는 림플랜지(21')의 비드힐(21") 사이의 거리(RSH)는 17∼32㎜인 것이 바람직하다. 만약, RSH가 17㎜ 미만일 경우는 림플랜지가 림에 결합될 때 사이드 고무가 림에 접촉되는 면적이 증가하여 비드부의 강성이 떨어지고, RSH가 32㎜를 초과하는 경우에는 사이드(12')의 끝단이 타이어의 굴신 포인트에 걸리게 되어 크랙 발생 확률이 높아지기 때문이다.

한편, 타이어의 트레드를 주행방향으로 놓고 보았을 때, 좌우 편차를 확인하기 위하여, 비드부 주위의 게이지(gauge, 특히, 고무 두께)를 측정하고 비드 크랙의 발생 여부를 확인한 결과, 다음의 표 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

상기 표 1에서, DS는 타이어의 DOT가 있는 부분을 의미하고, ODS는 그 반대편을 의미한다. 그리고 PL1H는 비드힐부에서 카카스플라이(30) 턴업 엔드부까지의 거리이고, SC1H는 비드힐부에서 채퍼 턴업 엔드부까지의 거리이며, AP2G는 카카스플라이 턴업 엔드부에서의 에이펙스(51) 게이지, AP3G는 채퍼 턴업 엔드부에서의 에이펙스 게이지, G는 카카스플라이 턴업 엔드부에서의 바깥쪽 고무 게이지, H는 채퍼 턴업 엔드부에서의 바깥쪽 고무 게이지를 의미한다. 그리고 붉은색으로 나타낸 부분은 각 수치의 목표값을 벗어난 값임을 의미한다.

상기 표 1을 참조하면, 고품 타이어 3본에 대한 비드부 게이지를 측정한 결과, 샘플 1, 2는 ODS부에서 비드 크랙이 발생하였으나, 샘플 3의 경우는 비드 크랙이 발생하지 않았고, 이를 통해 RSH가 대략 32㎜ 이하의 수준이 되어야만 비드 크랙이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

이상으로, 본 발명의 기술적 사상을 예시하는 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 상술한 대로의 구성 및 작용에 국한되는 것이 아니며, 본 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이, 본 발명에 대해 다수의 변경과 수정이 가해질 수 있음을 통상의 기술자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10…사이드부
11…베이스 스트립
12…사이드 스트립
12'…사이드
12"…사이드의 끝단
13…돌출부
20…림플랜지부
21…림플랜지 스트립
21'…림플랜지
21"…비드힐
22…채퍼플라이 스트립
22'…채퍼플라이 인슐레이션
23…결합홈
30…카카스플라이
40…인너라이너
50…비드부
51…에이펙스
53…채퍼
PL1H…비드힐부에서 카카스플라이 턴업 엔드부까지의 거리
SC1H…비드힐부에서 채퍼 턴업 엔드부까지의 거리
AP2G…카카스플라이 턴업 엔드부에서의 에이펙스 게이지
AP3G…채퍼 턴업 엔드부에서의 에이펙스 게이지
RSH…사이드의 끝단과 림플랜지의 비드힐 사이의 거리
G…카카스플라이 턴업 엔드부에서의 바깥쪽 고무 게이지
H…채퍼 턴업 엔드부에서의 바깥쪽 고무 게이지

Claims (4)

1. 사이드월 반제품을 포함하는 중하중용 공기입 타이어로서,
   상기 사이드월 반제품은,
   트레드 반제품이 연결되는 베이스 스트립(11)과, 사이드월을 형성하는 사이드 스트립(12)으로 이루어진 사이드부(10)와;
   림에 결합되는 림플랜지(21')를 형성하기 위한 림플랜지 스트립(21)과, 비드 반제품의 채퍼(53)에 연결되는 채퍼플라이 인슐레이션(22')을 형성하기 위한 채퍼플라이 스트립(22)으로 이루어진 림플랜지부(20);
   로 이루어지고,
   사이드 스트립(12)의 끝단 부분이 림플랜지 스트립(21)의 끝단 부분에 오버랩됨과 동시에 채퍼플라이 스트립(22)의 끝단 부분에도 오버랩되는 형태로 사이드부(10)와 림플랜지부(20)가 서로 접합되되, 사이드 스트립(12)의 끝단 저면에 일정 높이의 돌출부(13)가 다수 형성되고, 림플랜지 스트립(21) 및 채퍼플라이 스트립(22)의 끝단 부분의 상면에는 돌출부(13)에 대응하는 다수의 결합홈(23)이 형성되어, 사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21) 및 채퍼플라이 스트립(22)이 형상 결합되는 것을 특징으로 하는 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어.
2. 청구항 1에 있어서,
   돌출부(13)는 사이드 스트립(12)의 표면으로부터 0.3∼0.7㎜ 높이로 형성되고, 결합홈(23)은 돌출부(13)의 높이와 동일하게 림플랜지 스트립(21)의 표면으로부터 0.3∼0.7㎜ 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어.
3. 청구항 1에 있어서,
   사이드 스트립(12)과 림플랜지 스트립(21)의 오버랩 구간의 범위는 사이드부(10)의 전체 폭의 11∼14%인 것을 특징으로 하는 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 사이드월 반제품과 비드 조립체가 결합되어 형성된 완제품 타이어에서, 사이드 스트립(12)에 의해 형성되는 사이드(12')의 끝단(12")과 림플랜지 스트립(21)에 의해 형성되는 림플랜지(21')의 비드힐(21") 사이의 거리(RSH)는 17∼32㎜인 것을 특징으로 하는 사이드부 보강형 중하중용 공기입 타이어.

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