KR102389601B1 - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드절상 프로텍터를 갖는 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 주행시 발생할 수 있는 공기입 타이어의 코드 절상에 의한 타이어 파손을 예방하기 위하여 타이어 내부에 코드절상 프로텍터가 설치된 공기입 타이어에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 지면에 접촉되는 트레드부와 타이어의 골격을 형성하는 카카스, 타이어 측면을 구성하는 사이드월, 트레드부와 사이드월 사이에 위치하는 숄더부 및 공기 누출을 방지하는 인너라이너를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 숄더부 외측면 또는 인너라이너 내측면에 결합되며, 타이어의 원주방향을 따라 연장 형성되는 코드절상 프로텍터를 포함한다.

Description

공기입 타이어{Pneumatic tire}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차 주행시 발생할 수 있는 공기입 타이어의 코드 절상에 의한 타이어 파손을 예방하기 위하여 타이어 내부에 코드절상 프로텍터가 설치된 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

최근 자동차는 고성능, 고출력이라는 목적에 부합하여 타이어의 크기가 커지고 편평비가 낮아지면서, 자동차가 도로여건이 좋지 않은 노면을 지날 때 연석이나 Pot-Hole과 충돌시 림과 타이어 사이에서 접힘현상이 일어나고 이때 타이어의 코드가 강한 충격을 받으면서 절상되는 현상이 발생하는데 이를 코드절상 또는 CBU(Cord Break Up)라고 한다. 상기 코드절상은 일반적으로 타이어의 숄더부나 사이드월의 코드가 부분적으로 끊어지면서 높은 공기압이 끊어진 부위에 집중되면서 타이어 옆면이 부풀어 오르는 현상을 보인다. 이러한 코드절상이 발생하게 되면 공기입 타이어 내부의 공기가 급격히 외부로 유출되면서 차량의 조정이 불가능하여 대형사고를 유발할 수 있다.

이렇게 코드절상을 방지하기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 그에 대한 예시로 타이어 구조 설계시 카카스 코드수를 증가시키거나 비드부 및 사이드월의 고무층을 두껍게 하여 내충격 성능을 향상시키는 등의 설계가 이루어지고 있으나 이러한 구조설계는 중량증가 및 구름저항(Rolling Resistance)을 증대시켜 결과적으로는 차량 연비가 저하되고 오히려 코드절상 예방효과는 상대적으로 높지 않은 결과를 야기하게 된다는 문제점이 있었다.

1. 한국 특허등록 제10-1181412호(2012.09.19. 공고)

자동차 주행시 발생할 수 있는 코드절상을 효과적으로 방지하기 위한 코드절상 프로텍터를 포함하는 공기입 타이어를 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 지면에 접촉되는 트레드부와 타이어의 골격을 형성하는 카카스, 타이어 측면을 구성하는 사이드월, 트레드부와 사이드월 사이에 위치하는 숄더부 및 공기 누출을 방지하는 인너라이너를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 숄더부 외측면 또는 인너라이너 내측면에 결합되며, 타이어의 원주방향을 따라 연장 형성되는 코드절상 프로텍터를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터는 내부에 인입 형성되는 고강도코드를 포함하는 것을 특징하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터의 두께는 2 내지 10mm로 이루어지고, 폭은 10 내지 50mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터의 고강도코드의 두께는 1 내지 2mm로 이루어지고, 폭은 8 내지 40mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터의 쇼어경도값(HS)은 50 내지 80으로 이루어지고, 상기 고강도코드는 스틸 및 아라미드가 합사되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 고무조성물로 이루어진 카카스 코드절상 프로텍터를 타이어 내외측에 설치하여 주행 중 도로의 연석이나 Pot-Hole에 의해 발생할 수 있는 코드절상 발생을 예방할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 코드절상 프로텍터가 설치된 타이어의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 코드절상 프로텍터의 상세단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 공기입 타이어의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 지면에 접촉되는 트레드부(1)와 타이어의 골격을 형성하는 카카스(2), 타이어 측면을 구성하는 사이드월(3), 트레드부(1)와 사이드월(3) 사이에 위치하는 숄더부(4) 및 공기 누출을 방지하는 인너라이너(5)를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 숄더부(4) 외측면 또는 인너라이너(5) 내측면에 결합되며, 타이어의 원주방향을 따라 연장 형성되는 코드절상 프로텍터(10)를 포함한다.

상기 코드절상 프로텍터(10, 20)는 노면이 좋지 않은 곳을 주행하거나 연석과의 충돌로 인하여 코드절상이 발생하는 것을 방지하기 위한 구성으로, 상기 숄더부(4)의 외측면에서 타이어의 원주방향을 따라 연장 형성되거나, 인너라이너(5)의 내측면에서 타이어의 원주방향을 따라 연장 형성되는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 숄더부(4)의 외측면에 결합되는 링 형상의 코드절상 프로텍터(10)는 코드절상이 발생할 수 있는 부위인 타이어의 숄더부(4) 라인을 따라 부착되면서, 타이어에 충격이 가해져 숄더부(4) 측의 코드가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 타이어 외측에서 가해지는 충격은 타이어의 트레드부(1)나 숄더부(4)와 같은 외측면만을 파손시키는 것이 아니라 타이어 림과 결합되는 인너라이너(5) 까지도 영향을 줄 수 있다. 그에 따라, 림과 결합된 타이어의 가장 안쪽의 고무층으로 공기를 유지시켜주는 인너라이너(5)상에서 상기 코드절상 프로텍터(10)에 대응되는 위치에 설치되는 또 다른 코드절상 프로텍터(20)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 숄더부(4) 외측면과 인너라이너(5) 내측면에서 상호 대응되는 위치에 형성되는 코드절상 프로텍터(10, 20)로 인하여 외부에서 가해지는 충격으로부터 코드절상이 발생할 수 있는 부위를 보호해줌으로써 타이어 파손 및 대형사고를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)는 내부에 인입 형성되는 고강도코드(10a, 20a)를 포함하는 것을 특징하는 것을 특징으로 한다.

상기 코드절상 프로텍터(10, 20)는 소정의 길이와 폭을 가지면서 원주방향으로 연장 형성되는데, 그 내부에 인입 형성되는 고강도코드(10a, 20a)를 더 포함할 수 있다. 상기 고강도코드(10a, 20a)는 소정의 강도를 가지고 있으며, 코드절상 프로텍터(10, 20)만으로 외부 충격에 의해 발생할 수 있는 코드절상을 방지할 수 없을 수 있어 그 내부에 고강도코드(10a, 20a)가 인입 설치됨으로써 코드절상 방지효과를 증대시킬 수 있다. 여기서, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 외형은 링 형상으로 이루어지며, 그 단면은 반원형 또는 사각형으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 고강도코드(10a, 20a)는 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 단면 중앙에 위치하며 숄더부(4)나 인너라이너(5)의 부착면을 따라 연장되어 이루어지는 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 두께(h1)는 2 내지 10mm로 이루어지고, 폭(W1)은 10 내지 50mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 고강도코드(10a, 20a)의 두께(h2)는 1 내지 2mm로 이루어지고, 폭(W2)은 8 내지 40mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 2 또는 도 3을 참고하여 설명하면, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 단면은 부착되는 숄더부(4)의 외측면 또는 인너라이너(5)의 내측면을 따라 소정의 폭(W1)을 가질 수 있으며, 숄더부(4) 외측 또는 인너라이너(5) 내측을 향해 소정의 두께(h1)만큼 돌출된 형상을 가질 수 있다. 여기서, 그 두께(h1)는 2 내지 10mm로 이루어질 수 있는데, 만약 2mm 미만의 두께(h1)를 가지는 경우 그로 인한 고강도코드(10a, 20a)의 높이 자체도 크지 않아 코드절상을 방지하기 위한 목적을 달성하기 어렵다는 단점이 있으며, 10mm를 초과하는 경우 프로텍터의 두께 자체가 높아 오히려 주행성능을 감소시킬 수 있다는 단점이 있다. 또한, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 폭(W1)은 10 내지 50mm로 이루어질 수 있는데, 타이어에서 코드절상에 따라 찢긴 부분의 폭(W1)이 약 10mm 전후로 이루어지는 것이 일반적이므로 최소 10mm의 폭(W1)을 가지는 것이 바람직하며, 50mm를 초과하는 경우 폭 자체가 과도하게 커짐으로써 중량증대 및 원가상승이라는 단점이 있어 그 범위를 10 내지 50mm로 함이 바람직하다.

다음으로, 상기 고강도코드(10a, 20a)의 두께(h2)는 1 내지 2mm로 이루어지고, 폭(W2)는 8 내지 40mm로 이루어질 수 있다. 상기 고강도코드(10a, 20a)의 두께(h2)가 2mm를 초과하게 되면 과도한 두께로 인하여 중량 및 원가상승의 문제가 있으며, 1mm 미만으로 이루어지는 경우 코드절상 프로텍터(10, 20)의 강도 자체가 약해져 코드절상 방지효과를 이루지 못하게 된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)의 쇼어경도(HS)값은 50 내지 80으로 이루어지고, 상기 고강도코드(10a, 20a)는 스틸 및 아라미드가 합사되는 것을 특징으로 한다.

이하 표 1에서는 상기 코드절상 프로텍터(10, 20)가 가지는 다양한 쇼어경도(HS)값에 따른 내구성 에너지(Durability Energy) 및 그 개선율을 나타낸다. 기본적으로 코드절상 프로텍터(10, 20)가 설치되지 않은 비교예에서 가지는 내구성 에너지가 542.1Nm로 이루어지며, 코드절상 프로텍터(10, 20)가 설치된 실시예에서는 쇼어경도(HS)가 40에서부터 80까지의 다양한 실시예에서 갖는 내구성 에너지를 비교할 수 있는데, 쇼어경도가 40인 경우에 비교예 대비 5.3%의 내구성 에너지 개선율을 보이는 것을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 상기 쇼어경도값을 50 내지 80으로 한정하게 되었을 때, 내구성 에너지 개선율이 10.2 내지 12.2%까지 현저히 증가함을 확인할 수 있으며, 이는 쇼어경도가 40인 경우에 비해서도 4.9%가 증가한 수치임을 확인할 수 있다. 또한, 고무의 물성이 높아지게 되면 오존에 취약하게 된다는 단점이 있는데, 상기 쇼어경도가 80을 넘어서는 경우에는 오존크랙 및 반복 굴신에 의한 크랙발생 가능성이 있어 코드절상 프로텍터(10, 20)의 쇼어경도값은 80 이하로 이루어짐이 바람직하다.

구분	비교예	프로텍터 적용 실시예
프로텍터 쇼어경도(HS)	-	40	50	60	70	80
Durability Energy[Nm]	542.1	567.3	597.4	603.8	605.7	608.1
개선율(%)	0	+5.3	+10.2	+11.4	+11.7	+12.2

또한, 상기 고강도코드(10a, 20a)는 스틸 및 아라미드가 합사된 구조로 이루어질 수 있는데, 이는 코드 자체가 단일의 스틸코드로 이루어지는 경우 코드절상 방지를 위한 강도가 부족할 수 있어, 이를 보완하기 위한 구성으로 스틸코드와 아라미드가 합사된 구조로 이루어짐에 따라 단일 스틸코드에 비해 강도자체를 보완할 수 있다는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 트레드부
2 : 카카스
3 : 사이드월
4 : 숄더부
5 : 인너라이너
10, 20 : 코드절상 프로텍터
10a, 20a : 고강도코드

Claims (5)

1. 지면에 접촉되는 트레드부와 타이어의 골격을 형성하는 카카스, 타이어 측면을 구성하는 사이드월, 트레드부와 사이드월 사이에 위치하는 숄더부 및 공기 누출을 방지하는 인너라이너를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 숄더부 외측면과 인너라이너 내측면에서 상호 대응되는 위치에 배치되며, 타이어의 원주방향을 따라 연장 형성되는 코드절상 프로텍터를 포함하되,
   상기 코드절상 프로텍터의 단면중앙에 고강도코드가 인입 형성되며, 상기 숄더부와 인너라이너의 부착면을 따라 연장되어 이루어지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 코드절상 프로텍터의 두께는 2 내지 10mm로 이루어지고, 폭은 10 내지 50mm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
4. 제1항에 있어서,
   상기 코드절상 프로텍터의 고강도코드의 두께는 1 내지 2mm로 이루어지고, 폭은 8 내지 40mm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
5. 제1항에 있어서,
   상기 코드절상 프로텍터의 쇼어경도값(HS)은 50 내지 80으로 이루어지고, 상기 고강도코드는 스틸 및 아라미드가 합사되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.

Images