KR102384418B1 - 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어는 카카스플라이가 에이펙스와 비드번들을 지나 턴업하고, 상기 카카스플라이 내측으로 기밀성유지를 위한 이너라이너가 부착되며, 차량 휠의 림에 밀착되어 지지되는 림플랜지고무가 비드번들 하부에 배치되고 그 상부로 에이펙스의 외측부에 사이드월고무를 포함하는 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 상기 카카스플라이의 단부는 비드번들의 상부면에 이르도록 2차턴업되어 부착되고, 상기 에이펙스는 카카스플라이의 단부를 덮도록 부착되는 것을 특징으로 하는데, 이에 의하면, 사고 취약 부위인 비드 부위의 보강을 통하여 비드부 내구성 향상 및 차량 중요 요구 성능의 하나인 핸들링 성능의 유기적 조정이 가능하고, 에이펙스의 형상이나 높이 조절이 용이하여 차량의 요구성능에 적합성을 향상시킬 수 있다.

Description

비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어{Pneumatic radial tire with improved bead durability}

본 발명은 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어에 관한 것으로 더욱 상세하게는 사고 취약 부위인 비드 부위의 보강을 통하여 비드부 내구성 향상 및 차량 중요 요구 성능의 하나인 핸들링 성능의 유기적 조정이 가능하고, 에이펙스의 형상이나 높이 조절이 용이하여 차량의 요구성능에 적합성을 향상시킨 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어에 관한 것이다.

종래 타이어는 노면과 직접 접촉하고 있는 자동차의 유일한 부품으로서 자동차 전체의 하중을 받고 있고, 지면으로부터의 모든 충격을 흡수하여 승차감 향상에 큰 영향을 미치기 때문에 높은 내구성과 안전성을 요구하는 중요한 부품이며, 또한 차량 성능과 밀접한 연관성을 지니고 있다.

아울러 타이어는 지면과 접하면서 반복적인 굴신 운동에 의해 압축 및 팽창이 반복되며 그 결과 응력 집중 부위가 약한 개소에서는 세퍼레이션(Separation) 등의 인사 사고가 유발될 수 있고, 이러한 사고 유발은 가장 취약한 부분인 벨트(Belt)부 및 비드(Bead)부를 구성하고 있는 반제품 끝 부위(단부)로 대부분 이 부위에서 사고가 시작되어 세퍼레이션으로 이어지는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 공기입 타이어의 비드부(100)는 카카스플라이(10)가 에이펙스(20)와 비드번들(20')을 턴업하여 에이펙스 첨두를 지나 부착되고, 카카스플라이 내측으로 기밀성유지를 위한 이너라이너(40)가 부착되며, 차량 휠의 림에 밀착되어 지지되는 림플랜지고무(30)가 비드번들 하부에 배치되고 그 상부로 에이펙스의 외측부에 사이드월고무(50)가 부착되는 구조를 갖는데 응력이 발생되는 에이펙스 첨두 부위(Sepa.)에서 불량이 발생된다.

특히, 타이어의 비드부는 핸들링 성능에 미치는 영향도가 높아 비드부를 형성하는 컴포넌트 중 에이펙스와 비드 보강재등의 설계 변화를 통하여 핸들링 성능을 향상하는데 많은 타이어 메이커들이 연구를 진행하고 있는 실정이다.

예를 들어 보면, 대한민국 등록특허공보 제1723753호는 하드 에이펙스와 소프트 에이펙스로 구성되어있는 TB타이어의 구조에서 두 에이펙스 사이의 계면을 알파벳 Z형상을 갖도록 구성하여 에이펙스간 결속력을 증가시키는 것을 목적으로 하는 타이어를 개시하고 있다.

또 다른 예로서, 대한민국 공개특허공보 제2014-0075915호의 경우에는, 일반적인 타이어 비드와이어 구조와 다른 세개의 원형 비드 구조 적용을 통해 카카스플라이가 비드와이어를 감싸는 구조(도 3 참조)를 개시하고 있으나, 추가 공정이 개발되어야 하는 숙제를 여전히 안고 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 사고 취약 부위인 비드 부위의 보강을 통하여 비드부 내구성 향상 및 차량 중요 요구 성능의 하나인 핸들링 성능의 유기적 조정이 가능하고, 에이펙스의 형상이나 높이 조절이 용이하여 차량의 요구성능에 적합성을 향상시킨 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 카카스플라이가 에이펙스와 비드번들을 지나 턴업하고, 상기 카스플라이 내측으로 기밀성유지를 위한 이너라이너가 부착되며, 차량 휠의 림에 밀착되어 지지되는 림플랜지고무가 비드번들 하부에 배치되고 그 상부로 에이펙스의 외측부에 사이드월고무를 포함하는 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 상기 카카스플라이의 단부는 비드번들의 상부면에 이르도록 2차턴업되어 부착되고, 상기 에이펙스는 카카스플라이의 단부를 덮도록 부착되는 것을 특징으로 하는 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 에이펙스가 카카스플라이의 단부를 덮는 영역은 카카스플라이가 2차턴업된 비드번들 모서리까지 연장된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 에이펙스의 상부로 제2에이펙스가 부착되어 에이펙스번들을 이루는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 에이펙스번들에는 제3에이펙스가 더 포함된 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 사고 취약 부위인 비드 부위의 보강을 통하여 비드부 내구성 향상 및 차량 중요 요구 성능의 하나인 핸들링 성능의 유기적 조정이 가능하고, 에이펙스의 형상이나 높이 조절이 용이하여 차량의 요구성능에 적합성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 공기입 타이어의 비드부 부분을 확대한 단면도이고,
도 2는 종래 공기입 타이어의 비드부 부분을 확대한 단면도이며,
도 3의 종래 타이어에 세개의 원형 비드를 적용한 구조의 단면을 나타내는 그림이다.

이하, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 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, 당업자가 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.

아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 "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 공기입 타이어의 비드부 부분을 확대한 단면도인데, 이를고, 참고한다.

본 발명에 따르는 비드부(100)의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어는 카카스플라이(10)가 에이펙스(20)와 비드번들(20')을 지나 턴업하고, 상기 카카스플라이 내측으로 기밀성 유지를 위한 이너라이너(40)가 부착되며, 차량 휠의 림에 밀착되어 지지되는 림플랜지고무(30)가 비드번들 하부에 배치되고 그 상부로 에이펙스의 외측부에 사이드월고무(50)를 포함하는 공기입 레디얼 타이어에 있어서, 상기 카카스플라이의 단부(10')는 비드번들의 상부면에 이르도록 2차턴업되어 부착되고, 상기 에이펙스(20)는 카카스플라이의 단부(10')를 덮도록 부착되는 것을 특징으로 한다.하는데, 상기 카카스플라이의 단부(10')가 비드번들의 2차턴업된 모서리부터 반대에 있는 모서리까지, 즉 1차 턴업전에 연장되어 있는 카카스플라이에 닿거나 근접하도록 연장되면 에어입이 발생할 우려가 있으므로, 카카스플라이의 단부(10')가 비드번들의 2차턴업된 모서리부터 반대에 있는 모서리의 중간 부분까지 연장될 수 있다.

또한, 상기 에이펙스가 카카스플라이의 단부를 덮는 영역은 카카스플라이가 2차턴업된 비드번들 모서리까지 연장된 것일 수 있는데, 앞서 카카스플라이의 단부(10')가 비드번들의 2차턴업된 모서리부터 반대에 있는 모서리의 중간 부분까지 구비되어 있으므로, 이를 덮으며 비드번들 상부면 전체에 부착되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 에이펙스번들(20, 22)은 에이펙스가 다수개로 부착된 형태로서 카카스플라이(10)가 부착되는 부착면(S)에 에어입(air 入) 불량이 발생되는 것을 방지하기 위하여 동일평면이 되도록 에이펙스 상부에 제2에이펙스가 부착된 것일 수 있다.

이러한 에어입 방지 특징은 에이펙스번들에 제3에이펙스(23)가 더 포함된 경우에도 마찬가지로 동일평면에 위치하도록 제3에이펙스가 제2에이펙스의 상부에 부착된 것일 수 있다.

이렇게 에이펙스(20)의 상부로 제2에이펙스(22) 또는 제3에이펙스(23)가 부착되어 에이펙스번들을 이루도록 함으로써, 림과 접촉되는 높이로 구성되어 주행성능의 큰 영향을 미치게 되므로 이 부분에서의 타이어 고정력이기 높이고 비드번들과 턴업된 카카스플라이의 유동성을 최소화하기 위하여 가장 높은 쇼어 A경도를 구비하도록 하며, 제2에이펙스(22)는 비드부 내구성을 보강하는 역할이 중요하므로, 에이펙스(20) 보다 낮은 쇼어 A경도를 구비하는 것이 바람직하다.

구체적으로는 바람직하게 에이펙스보다 제2에이펙스가 15 내지 25% 낮게 설계되는 것이 바람직하며 만일 15% 미만이면, 에이펙스와의 쇼어 경도차이가 미미하여 큰 효과를 발휘하기 힘들며, 25%를 초과하게 되면 에이펙스와 제3에이펙스 사이에서 또 다른 굴신포인트로 작용되며 주행 중 타이어의 하중을 지탱하면서 비드부를 고정시켜 승차감 및 조종안정성에 큰 영향을 미치는 에이펙스의 역할이 구별되기 어려울 수 있다.

아울러, 제3에이펙스(23)는 차량 핸들링 요구성능에 쇼어 A경도 경도를 자유롭게 조정하여 최적화 성능을 구현할 수 있도록, 제2 에이펙스보다는 경도를 높게 에이펙스와는 5% 내지 10% 더 낮은 수준으로 자유롭게 조정하여 최적화 성능을 구현할 수 있도록 한다. 이를 초과하는 경우에는 하중을 지탱하며 비드부의 충격을 흡수하는 에이펙스의 역할이 구분되기 어려울 수 있으며, 반대로 에이펙스 경도보다 높게 구성된다면 반복굴신시 제3 에이펙스부로 응력집중으로 세퍼레이션을 발생시킬 수 있다.

일반적으로 고무는 오랜 시간 하중을 받게되면 재료의 변형이 생기게 되며 하중을 제거하여도 복원되지 않고 영구변형이 발생하게 되는데 이를 크리프 현상이라고 하는데, 이는 타이어 소음진동 성능 악화로 이어져 이를 방지하기 위해 기존의 단일로 구성된 에이펙스 높이를 최대한 낮추고 있으나 이는 핸들링 성능을 저하시키는 결과를 발생시킨다.

이에 에이펙스를 3개로 구성하면서 제2에이펙스의 경도를 낮추고 제3에이펙스는 에이펙스 쇼어경도의 5~10% 낮은 경도로 구성함으로써 크리프 현상을 줄임과 동시에 차량에서 요구하는 핸들링 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

10 : 카카스플라
20 : 에이펙스
22 : 제2에이펙스
23 : 제3에이펙스
30 : 림플렌지고무
40 : 인너라이너
50 : 사이드월고무

Claims (4)

1. 카카스플라이가 에이펙스와 비드번들을 지나 턴업하고, 상기 카카스플라이 내측으로 기밀성유지를 위한 이너라이너가 부착되며, 차량 휠의 림에 밀착되어 지지되는 림플랜지고무가 비드번들 하부에 배치되고 그 상부로 에이펙스의 외측부에 사이드월고무를 포함하는 공기입 레디얼 타이어에 있어서,
   상기 카카스플라이의 단부는 비드번들의 상부면에 이르도록 2차턴업되어 부착되고,
   상기 에이펙스는 카카스플라이의 단부를 덮도록 부착되는 것이며,
   상기 에이펙스가 카카스플라이의 단부를 덮는 영역은 카카스플라이가 2차턴업된 비드번들 모서리까지 연장된 것이고,
   상기 에이펙스의 상부로 제2에이펙스가 부착되어 에이펙스번들을 이루는 것이며,
   상기 에이펙스번들의 상부에 제3에이펙스가 더 부착되고,
   상기 제2에이펙스의 경도가 에이펙스 보다 15 내지 25% 낮으며,
   상기 제3에이펙스의 경도는 에이펙스 보다 5% 내지 10% 낮은 것을 특징으로 하는 비드부의 내구성이 향상된 공기입 레디얼 타이어.
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