KR102444914B1 - 비드 보강 구조를 포함하는 공기입 타이어 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어 및 그 제조방법에 관한 발명이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어로서, 노면과 접촉하며 복수 개의 그루브를 포함하는 트레드, 기 트레드에서 일측으로 연장되는 사이드월, 상기 사이드월의 일측에 배치되며, 상기 타이어 림과 접촉하는 림 스트립, 비드 필러 및 비드 와이어를 포함하는 비드, 상기 림 스트립의 일측과 접촉하며, 상기 비드의 적어도 일부를 감싸도록 배치되는 바디 플라이 및 상기 림 스트립과 상기 바디 플라이 사이에 배치되는 보강재를 포함할 수 있다.

Description

비드 보강 구조를 포함하는 공기입 타이어 및 그 제조방법{PNEUMATIC TIRE INCLUDING BEAD REINFORCEMENT STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 공기입 타이어 및 그 제조방법에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 비드에 보강부를 포함하는 공기입 타이어 및 그 제조방법에 관한 발명이다.

일반적으로 공기입 타이어(pneumatic tire)는 노면과 접촉하는 트레드(tread)와, 트레드의 양측에 배치되는 사이드월(side wall) 및 타이어 휠의 림에 결합되어 공기압을 유지하는 비드(bead)를 포함한다. 비드는 타이어와 림의 사이에 강한 압력으로 끼워져, 타이어에 공기를 충진했을 때 타이어를 휠에 고정시키고, 공기의 기밀을 유지하는 역할을 한다.

그런데 비드와 림의 접촉 압력이 충분히 높지 않은 경우, 차량의 조향 시에 타이어가 회전하는 과정에서 비드와 림이 서로 어긋나거나, 주행 중 발생하는 진동과 열로 인해 타이어 또는 림의 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 비드와 림이 견고하게 결합되지 않아 타이어와 림이 서로 원주 방향으로 미끌리거나(slippage), 좌우로 유동하여 차량의 주행 성능이 저하되는 문제가 있다.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

일본 공개특허공보 제1985-124511호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 비드와 림의 접촉 압력을 증가시켜 타이어의 전반적인 성능을 개선하는 것을 목적으로 한다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어로서, 노면과 접촉하며 복수 개의 그루브를 포함하는 트레드, 상기 트레드에서 일측으로 연장되는 사이드월, 상기 사이드월의 일측에 배치되며, 상기 타이어 림과 접촉하는 림 스트립, 비드 필러 및 비드 와이어를 포함하는 비드, 상기 림 스트립의 일측과 접촉하며, 상기 비드의 적어도 일부를 감싸도록 배치되는 바디 플라이 및 상기 림 스트립과 상기 바디 플라이 사이에 배치되는 보강재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 바디 플라이는 내측에서 외측으로 턴업되어 상기 비드 와이어를 감싸도록 배치되는 턴업부를 포함하고, 상기 보강재는 상기 턴업부의 적어도 일부와 접촉하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 바디 플라이의 내측에 배치되며, 상기 바디 플라이와 상기 림 스트립의 사이에 배치되는 삽입단을 구비하는 이너 라이너를 더 포함하고, 상기 보강재는 일측이 상기 삽입단과 접촉할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 보강재는 상기 바디 플라이와, 상기 림 스트립과, 상기 이너 라이너에 의해 구획되는 폐영역에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 보강재는 반경 방향 내측을 향해 두꺼워질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 보강재의 일단은 상기 바디 플라이의 외측면을 따라 연장되는 가상선과 접촉할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 타이어 림은 바디와, 상기 바디의 외측에서 연장되어 원주 방향을 따라 배치되는 가이드와, 상기 바디와 상기 가이드를 연결하며 일측으로 오목한 형상의 연결부를 포함하고, 상기 바디 플라이의 외측면을 따라 연장되는 제1 가상면과, 상기 연결부의 중심과 상기 연결부의 곡률 중심을 연장하는 제2 가상면의 교차선은 상기 보강재의 외측면에 대해 접선을 이룰 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 보강재는 반경 방향 내측으로 볼록한 제1 단부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 보강재의 모듈러스(modulus)는 상기 림 스트립의 모듈러스보다 낮을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 반경 방향에 있어서, 상기 보강재의 폭은 상기 비드 와이어의 폭보다 클 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어는 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어로서, 비드 필러와 비드 와이어를 구비하는 비드와, 상기 비드를 감싸도록 내측에서 외측으로 턴업되는 바디 플라이와, 상기 바디 플라이를 감싸도록 배치되며 상기 타이어 림 상에 안착되는 림 스트립과, 상기 타이어 림 상에 안착되며 상기 바디 플라이의 턴업된 영역을 감싸도록 상기 림 스트립의 적어도 일부 영역을 대체하는 보강재를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어의 제조방법은 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어의 제조방법으로서, 상기 공기입 타이어는 사이드월과, 림 스트립과, 보강재를 포함하고, 상기 사이드월에 대응되는 사이드월 시트와, 상기 림 스트립에 대응되는 림 스트립 시트와, 상기 보강재에 대응되는 보강재 시트로부터 시트 형태의 반제품을 압출하고, 압출된 반제품으로 그린 타이어를 성형하고, 제조된 상기 그린 타이어를 가류할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어의 제조방법은 상기 반제품을 압출하는 단계는 길이 방향을 따라 상기 림 스트립 시트와 상기 사이드월 시트를 배치하고, 상기 림 스트립의 하부에 상기 보강재 시트를 배치한 다음, 이를 압출할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어의 제조방법은 상기 반제품을 압출하는 단계는 상기 사이드월 시트와, 상기 림 스트립 시트와, 상기 보강재 시트를 동일한 평면 상에 배치할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어의 제조방법은 상기 반제품을 압출하는 단계는 상기 보강재 시트의 일단이 상기 림 스트립 시트의 일단에서 제1 거리만큼 이격되도록 배치할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어의 제조방법은 상기 반제품을 압출하는 단계는 상기 림 스트립 시트와 상기 사이드월 시트가 높이 방향으로 서로 중첩되도록 배치할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어 및 그 제조방법은 림 스트립보다 모듈러스가 낮은 보강재를 배치하여, 공기입 타이어가 타이어 림에 안착되었을 때, 림 스트립의 압축력을 증가시켜 비드가 타이어 림에 보다 견고하게 안착되도록 할 수 있다. 이에 따라, 차량이 주행할 때, 비드가 타이어 림에서 이탈되는 일 없이, 안정적으로 주행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어 및 그 제조방법은 종래의 반제품에 시트 형태의 보강재를 추가로 배치함으로써 별도의 공정을 추가할 필요 없이 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어를 나타낸다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면을 나타낸다.
도 3은 타이어 림에 안착된 공기입 타이어를 확대하여 나타낸다.
도 4는 도 3을 보다 확대하여 나타낸다.
도 5는 타이어 림에 안착된 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어를 확대하여 나타낸다.
도 6은 타이어 림에 안착된 타이어에 가해지는 압력 분포를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압출된 시트 형태의 반제품을 나타낸다.
도 8a 내지 도 8d는 종래예, 비교예 및 발명예에 따른 공기입 타이어를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타냈으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)를 나타내고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면을 나타내고, 도 3은 타이어 림(200)에 안착된 공기입 타이어(100)를 확대하여 나타내고, 도 4는 도 3을 보다 확대하여 나타내고, 도 5는 타이어 림(200)에 안착된 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어(100A)를 확대하여 나타내고, 도 6은 타이어 림에 안착된 타이어에 가해지는 압력 분포를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)는 타이어 림(200)에 장착된 상태에서 공기가 주입되어 차량의 하중을 견디고 주행하는 타이어이다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 공기입 타이어(100)는 타이어 림(200)의 바디(210)와, 바디의 외측에서 연장되어 원주 방향을 따라 배치되는 가이드(230)와, 바디(210)와 가이드(230)를 연결하며 일측으로 오목한 형상의 연결부(220) 상에 안착될 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)는 타이어 림(200)에 장착되며, 트레드(110)와, 사이드월(120)과, 림 스트립(130)과, 비드(140)와, 바디 플라이(150)와, 보강재(160)를 포함할 수 있다.

트레드(110)는 노면과 직접 접촉하는 부분으로서, 표면에 복수 개의 그루브(G)가 형성될 수 있다. 그루브(G)는 공기입 타이어(100)의 폭 방향으로 형성되는 횡 그루브(도면 부호 미도시)와, 공기입 타이어(100)의 원주 방향으로 형성되는 종 그루브(도면 부호 미도시)를 포함할 수 있다. 이들 그루브(G)를 통해 트레드(110)는 노면에 대한 그립력을 향상시켜, 차량이 안정적으로 주행할 수 있도록 한다.

사이드월(120)은 트레드(110)의 양측에서 연장되어, 공기입 타이어(100)의 측면을 형성한다. 사이드월(120)은 트레드(110)와 동일 또는 상이한 재질로 이루어지며, 후술하는 비드(140), 바디 플라이(150) 등을 보호한다. 일 실시예로, 사이드월(120)은 일단이 트레드(110)의 일측에서 연장되어, 타단이 타이어 림(200)과 접촉할 수 있다.

림 스트립(130)은 사이드월(120)의 일측에 배치되며, 타이어 림(200)과 접촉할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 림 스트립(130)은 타이어 림(200)의 안착면인 바디(210)와, 연결부(220)와, 가이드(230)에 안착될 수 있다. 또한, 림 스트립(130)은 비드(140)를 감싸는 바디 플라이(150)의 외측과 타이어 림(200)의 사이에 배치되어, 타이어 림(200)의 안착면과 비드(140) 사이의 유격을 없애, 비드(140)가 타이어 림(200)에 견고하게 안착되도록 한다.

일 실시예로, 림 스트립(130)은 타이어 림(200)의 연결부(220) 상에 안착되어 형성되는 곡선부(131)를 구비할 수 있다. 또한, 곡선부(131)의 곡률 반경은 후술하는 보강재(160)의 제1 단부(161)의 곡률 반경보다 작을 수 있다.

비드(140)는 사이드월(120)의 하측에 배치되며, 공기입 타이어(100)와 타이어 림(200)의 결합을 돕는다. 일 실시예로, 비드(140)는 바디 플라이(150)에 의해 감싸지도록 배치되어, 공기입 타이어(100)가 타이어 림(200)에 안착되었을 때, 외측 방향으로 압압될 수 있다.

일 실시예로, 비드(140)는 비드 필러(141)와 비드 와이어(143)를 포함할 수 있다. 비드 필러(141)는 비드(140)의 일측에 배치되는 충전재로서, 고무일 수 있다. 비드 와이어(143)는 강철 와이어가 복수 개 꼬아져 형성될 수 있으며, 비드 필러(141)의 아래에 배치될 수 있다.

일 실시예로, 비드 와이어(143)의 폭 D1은 후술하는 보강재(160)의 폭 D2보다 작을 수 있다. 즉, 공기입 타이어(100)가 타이어 림(200)에 안착된 상태에서, 비드(140)가 연직 방향으로 힘을 받는 영역의 전부 또는 일부가 보강재(160)에 의해 지지될 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.

바디 플라이(150)는 림 스트립(130)의 일측과 접촉하며, 비드(140)의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 바디 플라이(150)는 후술하는 스틸 벨트(180)의 아래에 배치되어, 하측으로 연장될 수 있다. 바디 플라이(150)는 공기입 타이어(100)의 내구성을 높이기 위한 구성으로, 일 실시예로 섬유 코드에 고무재가 토핑(topping)되어 형성될 수 있다. 공기입 타이어(100)의 골격을 이루고 공기입 타이어(100)까 받는 하중 및 충격 등을 흡수하며, 공기입 타이어(100)의 공기압을 유지할 수 있다.

일 실시예로, 바디 플라이(150)는 공기입 타이어(100)의 내측에서 외측을 향해 턴업(turn-up)되어 비드(140)의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 바디 플라이(150)는 비드(140), 보다 구체적으로, 비드 와이어(143)의 일면을 감싸도록 배치되는 턴업부(151)를 구비할 수 있다.

보강재(160)는 림 스트립(130)과 바디 플라이(150)의 사이에 배치되어, 비드(140)를 타이어 림(200)에 보다 견고하게 안착시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 공기입 타이어를 타이어 림에 장착하면, 공기입 타이어와 타이어 림 사이에 수직 방향으로 압력이 작용한다(도 6a의 점선). 그리고 비드 와이어에도 수직 압력이 작용함에 따라, 바디 플라이에 장력이 가해져 압력 분포가 변경된다(도 6a의 일점쇄선). 이후 공기입 타이어에 공기를 주입하면 주입된 공기에 의해 수평 방향으로 압력이 추가로 작용하고(도 6b의 실선), 이에 따라 공기입 타이어가 타이어 림에 안착된다.

그러나 종래의 경우, 공기입 타이어(특히, 비드)가 타이어 림에 충분한 압력으로 접촉되지 못하는 경우가 발생하고, 이로 인해 차량의 방향을 변경하거나 주행 중 발생하는 열 또는 진동으로 인해 비드가 타이어 림에서 이탈되는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)는 림 스트립(130)과 바디 플라이(150)의 사이에 보강재(160)를 배치하였다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)는 비드(140)와 타이어 림(200) 간의 접촉 압력을 증가시켜, 공기입 타이어(100)의 전반적인 성능 및 특성을 개선할 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)는 림 스트립(130)과 다른 재질로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, 보강재(160)의 모듈러스(modulus)는 림 스트립(130)의 모듈러스보다 낮을 수 있다. 여기서, 모듈러스는 응력과 변형의 비를 나타내는 탄성 계수로서, 모듈러스가 낮은 것은 경도가 높음을 의미한다.

즉, 림 스트립(130)보다 모듈러스가 낮은 보강재(160)는 림 스트립(130)보다 경도가 높기 때문에 변형이 적다. 따라서 공기입 타이어(100)가 타이어 림(200)에 안착되었을 때, 림 스트립(130)이 압축되는 양이 커지고, 비드(140)에 가해지는 압력이 높아져 비드(140)가 타이어 림(200)에 보다 견고하게 안착될 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)는 바디 플라이(150)의 아래에 배치되어, 높이 방향으로 바디 플라이(150)와 림 스트립(130)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 보강재(160)는 바디 플라이(150)의 일측에 배치되어, 폭 방향으로 바디 플라이(150)와 림 스트립(130)의 사이에 배치될 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)는 바디 플라이(150)의 턴업부(151)의 적어도 일부와 접촉하도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 턴업부(151)는 비드 와이어(143)를 감싸도록 배치되며, 보강재(160)는 턴업부(151)를 감싸도록 그 아래에 배치될 수 있다. 이를 통해, 타이어 림(200)이 비드(140)에 작용하는 수직 방향의 압력을 비드(140)에 보다 용이하게 손실 없이 전달할 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)는 반경 방향 내측을 향해 점차 두꺼워질 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 공기입 타이어(100)의 폭 방향 단면에 있어서, 보강재(160)의 높이 방향 두께는 공기입 타이어(100)의 반경 방향 내측을 향할수록 점차 두꺼워질 수 있다. 이에 따라, 비드(140)를 타이어 림(200)에 대해 압축하는 힘이 커져, 비드(140)가 타이어 림(200)에 보다 견고하게 안착될 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)의 일단은 바디 플라이(150)의 외측면을 따라 연장되는 가상선과 접촉할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 보강재(160)의 반경 방향 외측단은 바디 플라이(150)의 외측면(공기입 타이어(100)의 반경 방향 외측면)을 따라 연장되는 가상선과 접촉할 수 있다. 즉, 상기 가상선은 보강재(160)의 일단에 대한 접선일 수 있다.

일 실시예로, 바디 플라이(150)의 외측면을 따라 연장되는 제1 가상면(VP1)과, 타이어 림(200)의 연결부(220)의 중심(C1)과 연결부(220)의 곡률 중심(C2)을 연장하는 제2 가상면(VP2)의 교차선은 보강재(160)의 외측면에 대해 접선을 이룰 수 있다.

보다 구체적으로, 도 4에 나타낸 바와 같이(설명의 편의를 위해 도 4에는 단면 상에 표시되는 제1 가상면(VP1)과 제2 가상면(VP2)의 일 가장자리만을 나타냄), 바디 플라이(150)의 외측면(공기입 타이어(100)의 반경 방향 외측면)을 따라 연장되는 제1 가상면(VP1)을 표시할 수 있다. 또한, 연결부(220)의 중심(C1)과 연결부(220)의 곡률 중심(C2)을 따라 연장되며, 공기입 타이어(100)의 폭 방향에 수직인 제2 가상면(VP2)을 표시할 수 있다. 그리고 제1 가상면(VP1)과 제2 가상면(VP2)이 교차하면서 생기는 교차선(미도시)은 보강재(160)의 반경 방향 외측단에 대해 접선으로 배치될 수 있다.

이에 따라, 비드(140)와 타이어 림(200) 사이에 작용하는 압력의 방향이 공기입 타이어(100)의 반경 방향으로 비대칭이 되어, 비드(140)가 타이어 림(200)에 보다 견고하게 안착될 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)는 반경 방향 내측으로 볼록한 제1 단부(161)를 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 보강재(160)는 공기입 타이어(100)의 반경 방향 내측으로 볼록하게 돌출되어, 림 스트립(130)에 함입될 수 있다. 이에 따라, 보강재(160)의 제1 단부(161)가 림 스트립(130)에 보다 견고하게 지지될 수 있다.

일 실시예로, 제1 단부(161)의 곡률 반경은 림 스트립(130)이 타이어 림(200)에 안착되어 형성되는 곡선부(131)의 곡률 반경보다 작을 수 있다. 이에 따라, 보강재(160)의 제1 단부(161)가 쐐기 형상으로 림 스트립(130)의 사이에 삽입되어 보다 견고하게 지지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)는 이너 라이너(170)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 이너 라이너(170)는 바디 플라이(150)의 내측면에 부착되어, 공기입 타이어(100)의 공기 누출을 방지할 수 있다. 일 실시예로, 이너 라이너(170)는 밀폐성이 우수한 고무층으로서 밀도가 높은 부틸 고무 등으로 이루어질 수 있다.

일 실시예로, 이너 라이너(170)는 바디 플라이(150)와 림 스트립(130)의 사이에 배치되는 삽입단(171)을 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 이너 라이너(170)의 삽입단(171)은 바디 플라이(150)와 림 스트립(130)의 사이에 배치되며, 그 단부는 보강재(160)의 일부와 접촉할 수 있다.

일 실시예로, 보강재(160)는 림 스트립(130)과, 바디 플라이(150)와, 이너 라이너(170)에 의해 구획되는 폐영역에 배치될 수 있다. 즉, 보강재(160)의 공기입 타이어(100)의 내측면 또는 외측면 상에 노출되는 일 없이, 보강재(160)는 공기입 타이어(100)의 내부에 배치될 수 있다. 이에 따라, 보강재(160)가 비드(140)를 타이어 림(200)의 상기 안착면을 향해 보다 강하게 밀착시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)는 스틸 벨트(180)를 더 포함할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 스틸 벨트(180)는 트레드(110)와 바디 플라이(150)의 사이에 배치되어, 차량 주행 시 충격을 감소시키고 바디 플라이(150)를 보호할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어(100A)는 보강재(160A)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 공기입 타이어(100A)는 전술한 실시예에 따른 공기입 타이어(100)와 비교했을 때, 보강재(160A)의 일부 구성만이 상이하고, 나머지 구성은 동일할 수 있다. 이하에서는 보강재(160A)를 중심으로 설명한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 보강재(160A)는 타이어 림(200) 상에 안착되며, 바디 플라이(150)의 턴업된 영역(턴업부(151))을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한, 보강재(160A)는 림 스트립(130)의 적어도 일부 영역을 대체하도록 배치될 수 있다.

즉, 전술한 실시예의 보강재(160)와 달리, 보강재(160A)는 타이어 림(200)과 직접 접촉할 수 있으며, 바디 플라이(150)의 턴업부(151) 전체를 감싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 보강재(160A)가 주행 중 수직 압력이 작용하는 비드(140) 전체를 커버할 수 있어, 비드(140)를 타이어 림(200)에 보다 견고하게 안착시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압출된 시트 형태의 반제품을 나타낸다.

이하 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기입 타이어(100)의 제조방법을 설명한다.

본 발명에 따른 공기입 타이어(100)의 제조방법은 타이어 림(200)에 장착되며, 사이드월(120)과, 림 스트립(130)과, 보강재(160)를 포함하는 공기입 타이어(100)의 제조방법이다.

먼저, 사이드월(120)에 대응되는 사이드월 시트(120')와, 림 스트립(130)에 대응되는 림 스트립 시트(130')와, 보강재(160)에 대응되는 보강재 시트(160')를 준비한다. 즉, 사이드월 시트(120')와, 림 스트립 시트(130')와, 보강재 시트(160')는 최종적으로 제조된 공기입 타이어(100)의 사이드월(120)과, 림 스트립(130)과, 보강재(160)에 대응되는 부재일 수 있다.

다음, 사이드월 시트(120')와, 림 스트립 시트(130')와, 보강재 시트(160')로부터 시트 형태의 반제품(100')을 압출한다.

일 실시예로, 반제품(100')을 압출하는 단계는 사이드월 시트(120')와, 림 스트립 시트(130')와, 보강재 시트(160')를 동일한 평면 상에 배치하여, 압출 단계를 진행할 수 있다.

일 실시예로, 반제품(100')을 압출하는 단계는 보강재 시트(160')의 일단이 림 스트립 시트(130')의 일단에서 제1 거리 L1만큼 이격되도록 배치하여, 압출 단계를 진행할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 보강재 시트(160')를 림 스트립 시트(130')의 아래에 배치할 수 있다. 이때, 보강재 시트(160')가 림 스트립 시트(130')보다 아래로 돌출되는 것이 아니라, 림 스트립 시트(130')에 함입되어 동일한 평면 상에 위치하도록 배치할 수 있다. 그리고 일 방향으로 보강재 시트(160')의 단부가 림 스트립 시트(130')의 단부로부터 제1 거리 L1만큼 이격되도록 배치할 수 있다. 여기서 제1 거리 L1은 5 내지 10 mm일 수 있다.

일 실시예로, 보강재 시트(160')의 폭 L2는 완성된 공기입 타이어(100)의 비드 와이어(143)의 폭 D1의 120 내지 130%일 수 있다. 이에 따라, 공기입 타이어(100)가 타이어 림(200) 상에 안착되었을 때, 비드(140)에 있어서 수직 압력이 작용하는 영역을 보강재(160)가 커버할 수 있다.

일 실시예로, 보강재 시트(160')의 높이 L3는 15 mm 내외일 수 있다.

일 실시예로, 반제품(100')을 압출하는 단계는 림 스트립 시트(130')와 사이드월 시트(120')가 높이 방향으로 서로 중첩되도록 배치하여, 압출 단계를 진행할 수 있다.

다음, 압출된 반제품(100')으로 그린 타이어를 성형하고, 제조된 상기 그린 타이어를 가류하여 공기입 타이어(100)를 제조할 수 있다.

	종래예	비교예 1	비교예 2	발명예
비드부에 작용하는 압력 합(MPa)	52.3	53.1	53.6	54.8
종래예 대비 압력	100%	101.5%	102.4%	104.8%

도 8은 본 발명에 따른 공기입 타이어(100)의 제조방법에 의해 제조된 발명예와, 보강재(160)를 포함하지 않는 종래예와, 본 발명에 따른 제조방법을 벗어난 비교예 1 및 2의 단면을 나타낸다. 또한, 표 1은 발명예와, 종래예와, 비교예 1 및 2의 비드에 작용하는 압력의 합(수직 방향 압력과 수평 방향 압력의 합; 단위: MPa)을 나타낸다.

도 8a 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 보강재(160)를 포함하지 않는 종래예의 경우, 비드부에 작용하는 압력의 합이 가장 낮은 것을 알 수 있다.

반면, 도 8c 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100)의 제조방법에 의해 제조된 발명예의 경우, 수직 압력이 작용하는 비드 영역을 보강재가 충분히 감싸고 있으며, 이에 따라 비드에 작용하는 압력의 합이 가장 큰 것을 알 수 있다. 즉, 비드가 타이어 림에 견고하게 안착되는 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1 및 2는 각각 보강재 시트(160')의 높이가 0.5 mm, 1.5 mm인 경우이다. 도 8b, 도 8c 및 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 및 2는 보강재를 포함하지만 본 발명에 따른 공기입 타이어(100)의 제조방법에서 벗어난 비교예 1 및 2의 경우, 보강재가 국소적으로 배치되어 비드를 충분히 감싸지 못하고 있음을 알 수 있다. 이에 따라, 보강재가 없는 종래예에 비해서는 비드에 작용하는 압력이 크지만, 발명예에 비해서는 압력이 낮은 것을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100) 및 그 제조방법은 림 스트립(130)보다 모듈러스가 낮은 보강재(160)를 배치하여, 공기입 타이어(100)가 타이어 림(200)에 안착되었을 때, 림 스트립(130)의 압축력을 증가시켜 비드(140)가 타이어 림(200)에 보다 견고하게 안착되도록 할 수 있다. 이에 따라, 차량이 주행할 때, 비드(140)가 타이어 림(200)에서 이탈되는 일 없이, 안정적으로 주행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(100) 및 그 제조방법은 종래의 반제품에 시트 형태의 보강재(160)를 추가로 배치함으로써 별도의 공정을 추가할 필요 없이 제조할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

100: 공기입 타이어
200: 타이어 림

Claims (16)

1. 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어로서,
   노면과 접촉하며 복수 개의 그루브를 포함하는 트레드;
   상기 트레드에서 일측으로 연장되는 사이드월;
   상기 사이드월의 일측에 배치되며, 상기 타이어 림과 접촉하는 림 스트립;
   비드 필러 및 비드 와이어를 포함하는 비드;
   상기 림 스트립의 일측과 접촉하며, 상기 비드의 적어도 일부를 감싸도록 배치되는 바디 플라이; 및
   상기 림 스트립과 상기 바디 플라이 사이에 배치되는 보강재;를 포함하고,
   상기 림 스트립은 상기 보강재를 향해 점진적으로 벌어지는 내부 영역을 구비하고,
   상기 보강재는 상기 공기입 타이어의 중심을 향해 상기 공기입 타이어의 반경 방향 내측 및 폭 방향 내측으로 연장되어, 상기 림 스트립의 내부 영역에 함입되도록 소정의 곡률로 볼록하게 돌출되는 제1 단부를 포함하고,
   상기 타이어 림은 바디와, 상기 바디의 외측에서 연장되어 원주 방향을 따라 배치되는 가이드와, 상기 바디와 상기 가이드를 연결하며 일측으로 오목한 형상의 연결부를 포함하고,
   상기 바디 플라이의 외측면을 따라 연장되는 제1 가상면과, 상기 연결부의 중심과 상기 연결부의 곡률 중심을 연장하는 제2 가상면의 교차선은 상기 보강재의 외측면에 대해 접선을 이루는, 공기입 타이어.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 바디 플라이는 내측에서 외측으로 턴업되어 상기 비드 와이어를 감싸도록 배치되는 턴업부를 포함하고,
   상기 보강재는 상기 턴업부의 적어도 일부와 접촉하도록 배치되는, 공기입 타이어.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 바디 플라이의 내측에 배치되며, 상기 바디 플라이와 상기 림 스트립의 사이에 배치되는 삽입단을 구비하는 이너 라이너를 더 포함하고,
   상기 보강재는 일측이 상기 삽입단과 접촉하는, 공기입 타이어.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 보강재는 상기 바디 플라이와, 상기 림 스트립과, 상기 이너 라이너에 의해 구획되는 폐영역에 배치되는, 공기입 타이어.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 보강재는 반경 방향 내측을 향해 두꺼워지는, 공기입 타이어.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 보강재의 일단은 상기 바디 플라이의 외측면을 따라 연장되는 가상선과 접촉하는, 공기입 타이어.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1 항에 있어서,
   상기 보강재의 모듈러스(modulus)는 상기 림 스트립의 모듈러스보다 낮은, 공기입 타이어.
10. 제1 항에 있어서,
    반경 방향에 있어서, 상기 보강재의 폭은 상기 비드 와이어의 폭보다 큰, 공기입 타이어.
11. 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어로서,
    비드 필러와 비드 와이어를 구비하는 비드와, 상기 비드를 감싸도록 내측에서 외측으로 턴업되는 바디 플라이와, 상기 바디 플라이를 감싸도록 배치되며 상기 타이어 림 상에 안착되는 림 스트립과, 상기 타이어 림 상에 안착되며 상기 바디 플라이의 턴업된 영역을 감싸도록 상기 림 스트립의 적어도 일부 영역을 대체하는 보강재를 포함하고,
    상기 타이어 림은 바디, 상기 바디의 외측에서 연장되어 원주 방향을 따라 배치되는 가이드 및 상기 바디와 상기 가이드를 연결하며 일측으로 오목한 형상을 갖는 연결부를 포함하고,
    상기 보강재는 상기 바디 및 상기 연결부가 상기 보강재와만 접촉하도록, 상기 바디 플라이의 턴업된 영역인 턴업부 전체와 접촉하도록 배치되는, 공기입 타이어.
12. 타이어 림에 장착되는 공기입 타이어의 제조방법으로서,
    상기 공기입 타이어는 사이드월과, 림 스트립과, 보강재를 포함하고, 상기 사이드월에 대응되는 사이드월 시트와, 상기 림 스트립에 대응되는 림 스트립 시트와, 상기 보강재에 대응되는 보강재 시트로부터 시트 형태의 반제품을 압출하고, 압출된 반제품으로 그린 타이어를 성형하고, 제조된 상기 그린 타이어를 가류하고,
    상기 반제품을 압출하는 단계는 상기 사이드월 시트와, 상기 림 스트립 시트와, 상기 보강재 시트를 동일한 평면 상에 배치하고, 상기 보강재 시트를 상기 림 스트립 시트의 외측 단부에서 제1 거리만큼 이격하도록 배치하며, 상기 보강재 시트에 있어서, 상기 평면을 제외한 나머지 전체 면이 상기 림 스트립 시트와 접촉하도록 상기 림 스트립 시트의 내측에 상기 보강재 시트를 삽입하는, 공기입 타이어의 제조방법.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 반제품을 압출하는 단계는
    길이 방향을 따라 상기 림 스트립 시트와 상기 사이드월 시트를 배치하고, 상기 림 스트립의 하부에 상기 보강재 시트를 배치한 다음, 이를 압출하는, 공기입 타이어의 제조방법.
14. 삭제
15. 제12 항에 있어서,
    상기 반제품을 압출하는 단계는
    상기 보강재 시트의 일단이 상기 림 스트립 시트의 일단에서 제1 거리만큼 이격되도록 배치하는, 공기입 타이어의 제조방법.
16. 제12 항에 있어서,
    상기 반제품을 압출하는 단계는
    상기 림 스트립 시트와 상기 사이드월 시트가 높이 방향으로 서로 중첩되도록 배치하는, 공기입 타이어의 제조방법.

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