KR19980703667A - 공기입 레이디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

보강 코드를 배열한 적어도 한 층의 카카스층의 양 단부를 좌우 비드 코어 주위에 타이어 내측으로 부터 외측으로 반복하고, 트레드부의 카카스층 외주측에서 타이어 원주 방향에 대한 경사방향을 층간으로 서로 역방향으로 하여 교차하도록 보강 코드를 배열한 적어도 두 층의 벨트층을 설치한 공기 주입 레디얼 타이어이다. 본 명세서중에 식(1)로 정의되는 카카스 보강 계수(K)가 두번째로 폭이 넓은 벨트층의 양 엣지로 부터 각각 내측에서 그 벨트 폭의 10%로 되는 위치(P) 보다 트레드부 중심측에서 0.15 - 0.35N/mm·kPa, 위치(P)로 부터 비드부에 걸쳐서 0.5N/mm·kPa 이상으로 되어 있다.

Description

공기입 레이디얼 타이어

일반적으로, 공기 주입레디얼 타이어는 타이어 내측에 보강 코드를 지름 방향으로 배열한 적어도 하나의 1층의 카커스층이 타이어 골격으로 하여 설치되며, 이 카커스 층에 의해 타이어 내압을 유지하도록 하고 있다. 트레드부의 카커스층 외주측에는 타이어 주변방향에 대하여 경사방향을 층간으로 서로 역방향으로 하여 교차하도록 보강코드를 배열한 적어도 2층의 벨트층이 설치되어 있다. 이들 벨트층은 노면으로 부터의 충격이나 외상에 대하여 카커스층을 유지함과 동시에 타이어의 주위방향 강성을 유지하는 링으로 하여 작용 하도록 되어 있다.

그런데 근년 타이어 산업에 있어서도 가격경쟁이 점점 격해지고 있다. 상술한 바와 같이 공기 주입 레디얼 타이어에 있어서도, 종래의 성능을 떨어뜨리는 일 없이 보다 저 비용으로 생산하는 것이 필요 불가결 하게 되었다.

본 발명은 공기주입 레디얼 타이어에 관한 것으로, 종래와 동일한 레벨의 타이어 성능을 유지하면서 제조 비용을 저감하도록 한 공기 주입 레디얼 타이어, 특히 승용차용에 적합한 공기 주입 레디얼 타이어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 승용차용의 공기주입 레디얼 타이어의 한 예를 나타내는 타이어 자오선 반단면도.

도 2는 본 발명의 승용차용의 공기주입 레디얼 타이어의 또다른 예를 나타내는 타이어 자오선 반단면도.

본 발명의 목적은 타이어 성능을 종래와 동일한 수준으로 유지 하면서 저 비용화를 도모 하는 것이 가능한 공기 주입 레디얼 타이어를 제공 하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 보강코드를 배열한 적어도 1층의 카커스 층이 양단부를 좌우의 비드코어의 주위에 타이어 내측으로부터 외측으로 잘라 뒤업고, 트레드부의 카커스층외주측으로 타이어 주위방향에 대하여 경사방향을 층간으로 서로 역방향으로 하여 교차하도록 보강코드를 배열한 적어도 2층의 벨트층을 설치한 공기 주입 레디얼 타이어에 있어서, 하기식(1)에서 정의되는 상기 카커스층의 카커스 강도계수K를 두 번째에 폭이 넓은 벨트층의 에기로부터 내측으로 이 벨트층의 10%로 되는 위치(p)보다 트레드부 중심측으로 0.15내지 0.35N/mmkPa, 상기 위치 P로 부터 비드부에 걸쳐서 0.5N/mm kPa이상으로 한 것을 특징으로 한다.

K (N/mm kPa)= [보강코드배열개수(개수/mm)]X[보강코드강력(N)]x[카커스층의 층수]÷[최대공기압(kPa)]··(1)

본 발명자등은 최대 공기압을 기준으로 강도설계되는 레디얼 타이어 구조를 첨의 검토한 결과, 트레드부에서는 벨트층이 배치되어 있기 때문에 타이어 내압이 카커스층과 벨트층에 의해 분담 유지되어 있는 것에 주목 했다. 그 때문에 적어도 트레드부의 영역에서는 카카스층의 강도를 저감하며, 일부를 벨트층에 분담시키는 것이 가능하다고 판단 하였다.

즉, 종래의 공기주입 레디얼 타이어에서는 카카스층은 사이드 월부에 있어서도 타이어 내압을 유지할 필요가 있기 때문에 그 카카스 강도는 사이드 월부의 보가에 필요한 크기고 설계되어 있다. 그러나, 트레드부에서는 벨트층이 타이어내압의 일부를 분담하고 있기 때문에, 종래의 공기주입 레디얼 타이어에서는 카카스강도가 필요이상으로 크게 되어 있다.

다른 한편, 본 발명은, 상기와 같은 이해와 동시에 타이어의 종류가 달라도 거의 동일한 범위로 되는 식(1)로 정의되는 카카스 강도계수(K)에 주목하였다. 그래서, 강도 코드를 교차시켜 배치된 2층의 벨트층에 관해서는, 그 카카스 강도계수(K)를 산출하여 보면, 0.35N/mm.kPa에 상당하는 강도를 담당할 수 있는 것을 알 수 있었다.

따라서, 벨트층이 타이어 내압의 일부를 담당하는 트레드부에 있어서의 카카스층에서는 카카스 강도계수(K)를 종래와 같이 0.5N/mm.kPa이상으로 할 필요가 없으며, 보강 코드의 배열개수(엔드수)등을 줄이는 것에 의해 최저 0.15N/mm.kPa까지 저하시켜도 타이어 내구성이 충분한 것이 판명 되었다. 또한, 제조 가격을 개선하는 목적으로, 카카스 강도계수(K)의 상한을 0.35N/mm.kPa로 하게 되는 것도 판명되었다. 또한, 바람직하게는, 0.2-0.3N/mm.kPa의 범위로 하는 것이 좋다.

따라서, 본 발명에서는, 벨트층에 의해 타이어 내압의 일부를 분담할 수 없는 사이드 월영역에서는, 카카스 강도계수(K)를 종래와 동일한 0.5N/mm.kPa이상으로 한다. 이 카카스 강도계수(K)의 상한으로서는, 1.5/mm.kPa가 바람직하다. 그 이상으로 크게 하여도 일반적인 승용차용 타이어에 관하여 한정되며, 과잉강도로 되기 때문에 의미가 없으며, 또한, 타이어 중량을 증가하는 결과로 된다. 단, 벨트층이 차지하는 전영역에 있어서 카카스 강도계수(K)를 0.35N/mm.kPa이하로 하면 않되며, 사이드 월부와 동일 카카스 강도계수(K)=0.5N/mm.kPa 이상의 크기를, 2번째로 폭이 넓은 벨트층의 에지에서 내측으로 적어도 벨트폭의 10%로 되는 위치(P)까지는 유지하도록 하지 않으면 안된다. 한편, 상기와 같이 트레드부에 있어서, 카카스 강도계수(K)를 0.15-0.35N/mm.kPa로 하는 영역은, 벨트층에 대응하는 영역일 필요는 없으며, 상기 위치(P)보다 타이어 센터측의 영역이라면 좋다.

상기와 같이 타이어 내압의 일부를 벨트층이 담당하고 있는 트레드부분의 카카스 강도계수를 종래보다도 작게 하기 때문에 카카스층의 보강코드의 배열개수나 보강코드의 지름, 카카스층수등을 줄일 수 있다. 그 때문에 재료비가 저감되며, 낮은 가격화와 동시에 타이어 경량화를 도모할 수 있다.

게다가, 상기와 같이 카카스층의 재료를 저감하여도, 트레드부에 있어서 필요로 하는 카카스 내구성을 확보하는 것이 가능하기 때문에, 타이어 성능의 저하를 초래하는 일은 없다.

도 1 및 2에서, 부호 1은 트레드부, 부호 2는 비드부, 부호 3은 사이드 월부이다. 타이어 내측에 보강 코드를 타이어 직경방향으로 배열한 카카스층(4)이 1층 배치되어 있다. 좌우의 비드부(2)에는 환상의 비드코아(5)가 배치되고, 그 비드코아(5)의 외부에 환상의 비드필러(7)가 연결 설치되어 있다. 카카스층(4)의 양단부(4A) 측이 비드필러(7)를 끼워넣도록 하여 비드코아(5)의 주위에 타이어 내측에서 외측으로 돌아가게 된다. 트레드부(1)의 카카스층 외주측에는 2층의 벨트층(6)이 매설되어 있다. 이 벨트층(6)은 카카스층(4)에 인접하여 배치된 내측의 제1 벨트층(6A)과, 그 외측에 배치된 제2 벨트층(6B)으로 구성되어 있다. 제2 벨트층(6B)은 제1 벨트층(6A)보다도 벨트폭이 작게 되어 있다. 이러한 2층의 벨트층(6)은 종래 타이어에 설치된 것과 실질적으로 동일하고, 카카스 강도계수로 환산하여 0.35N/mm kPa에 상당하는 강도를 부담하도록 되어 있다. CL은 타이어 적도면을 통과하는 타이어 센터라인이다.

상기 구성의 공기 타이어에서, 트레드부(1)에 있는 카카스층(4)은 전술한 수학식 1로 정의되는 카카스 강도계수 K가 2번 벨트층(2번째 벨트폭이 넓은 벨트층)(6B)의 양엣지(6b)로부터 각각 내측에 그 벨트폭W의 10%로 되는 트레드부(1)의 위치 P보다도 타이어 센터측의 트레드부의 영역에서 0.15 내지 0.35N/mm kPa의 범위로 설정되어 있다. 다른 한편, 그 위치 P에서 사이드월부(3)에 이어서 비드부(2)에 걸려 배치된 카카스층(4)의 카카스 강도계수는 0.5N/mm kPa이상으로 설정되어 있다.

다만, 상기 수학식 1에서 카카스층의 층수로는 되돌아서 2중으로 되어 있는 장소는 2층으로 카운트한다. 또 최대공기압으로는 JATMA(The Japan Automobile Tire Manufacturers Association. Inc.)으로 규정된 최대부하능력에 대응하는 공기압이다.

상기와 같이 카카스 강도계수(K)를 타이어 반경방향으로 서로 다르게 하는 수법으로서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 카카스 층(4)의 잘라 뒤엎는 양단부(4A)를 각각의 엣지(4a)가 위치(P)로 되도록 트레드 층(1)까지 연장시키는 것에 의해, 달성할 수 있다. 즉, 위치(P)로 부터 측벽(3)측이 카카스 층(4)을 잘라 뒤엎는 2중 구조로, 위치(P)보다 중앙 측의 트레드 부(1)는 단층 구조로 된다. 따라서, 1층 배치된 트레드 층(1)의 카카스 강도계수(K)를 0.25-0.35 N/mm kPa로 되고, 상술된 범위를 만족시킬 수 있다.

또한, 상술된 바와 같이 트레드 층(1)의 잘라 뒤엎는 양단부(4A)를 트레드 부(1)까지 연장시키는 구조로 대신하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 측벽부(3)의 카카스 층(4)의 외측으로 보강 코드를 카카스 층(4)와 동일 형상으로 타이어 반경방향으로 배열된 적어도 1층의 카카스 보강층(8)을 설치하여도 좋다. 이 카카스 층(8)은 외주측 단부(8A)가 그 엣지(8a)를 위치(P)로 되도록 트레드 부(1)로 연장되는 한편, 내부측 단부(8B)는 비드 코어(5)보다도 타이어 직경 방향측 까지 연장된다. 이와같이 카카스 보강층(8)을 배치하는 것으로도 좋고, 카카스 강도계수(K)를 상기와 같이 설정할 수 있다.

또한, 위치(P)로 부터 측벽부 측에 있어서 카카스 층(4)의 카카스 강도계수(K)는, 카카스 층(4)의 카카스 강도계수(K)와 카카스 보강층(8)의 카카스 강도계수(K)와 합계로 된다. 카카스 보강층(8)의 카카스 강도계수(K)는, 상기 수학식 1에 있어서 카카스 층의 층수를 카카스 보강층의 층수에 대입하여 구할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 도 1과 도 2를 조합시키는 구성 즉, 카카스 층(4)의 잘라 엎는 양단부(4A)를 위치(P)까지 연장시키는 구성으로 부가하고, 상기 카카스 보강층(8)을 카카스 층(4)의 잘라 엎는 양단부(4A)의 외측으로 위치하도록 하여도 좋다.

이와 같이 본 발명에서는, 벨트층(6)이 설치된 트레드부(1)에서는 벨트층(6)의 타이어 내압의 일부를 분담 유지하기 때문에, 이 영역에서의 카커스층(4)의 강도를 종래 타이어보다 저감하여도 타이어 내구성이 악화하는 것은 아니다. 이러한 점으로 부터, 벨트층에 대응하는 영역의 카커스층(4)의 카커스 강도계수(K)를 최저 0.15N/mm·kPa의 크기까지 종래 타이어보다도 적게 설정하고 있다. 이것에 의해서, 카커스층(4)의 보강 코드의 배열 갯수나 층 수의 저감, 또는 보강 코드의 직경을 적게 하는 것 등이 가능하게 되기 때문에, 사용재료가 대폭 삭감되고, 비용의 감소를 도모할 수 있다.

또한, 벨트층(6)이 배치되어 있지 않은 영역, 더 정확하게는 위치(P)와 비이드부(2)의 영역의 카커스층(4)은 종래 타이어와 마찬가지로 0.5N/mm·kPa 이상으로 한다. 그 결과, 타이어 내구성을 종래 타이어와 동일하게 유지할 수가 있고, 종래 타이어와 동등한 타이어 성능을 유지할 수가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 위치(P)로 부터 측벽부쪽의 카커스 강도계수(K)를 0.5N/mm·kPa보다 적게하면, 측벽부의 강성이 저하하고, 조종안정성 등의 타이어 성능이 악화한다. 상한치로서는 종래 이용되어온 범위라면, 특별히 한정되는 것은 아니나, 상술한 이유로부터 1.5N/mm·kPa 를 한도로 하는 것이 바람직하다.

상기 카커스층(4)의 보강 코드로서는 종래 타이어에 사용되고 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 폴리에스테르코드나 나일론 코드 등의 유기 섬유 코드를 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 카커스 보강층(8)의 보강 코드로서도, 상술한 카커스층(4)과 동일한 것을 사용할 수 있다.

예를 들면, 보강 코드로 폴리에스테르 코드를 사용할 때 배열갯수로서는 최대 공기압이 230kPa의 경우, 위치(P)보다도 트레드부 센터측에서는 1000d/2 코드의 경우 11~26(개/mm), 1500 d/2 코드의 경우 8~19(개/mm), 위치(P)로 부터 측벽부쪽에서는 1000 d/2 코드의 경우 37(개/mm) 이상, 1500 d/2 코드의 경우 27(개/mm) 이상으로 하는 것이 가능하다.

나일론 코드를 사용할 때 배열갯수로서는 최대 공기압이 230 kPa 의 경우, 위치(P)보다도 트레드부 센터측에서는 840 d/2 코드의 경우 12~27(개/mm), 1260 d/2 코드의 경우 7.5~18(개/mm), 위치(P)로부터 측벽쪽에서는 840 d/2 코드의 경우 39(개/mm) 이상, 1260 d/2 코드의 경우 25.5(개/mm) 이상으로 할 수 있다.

또, 위치P에서 사이드월부측에 있어서의 배열 개수는, 도 1의 경우에서는, 반환전의 사이드월부에 있어서의 카커스층(4)의 보강 코드배열개수와, 반환측에 있어서의 카커스층(4)의 보강코드 배열개수를 합계한 것이다. 도 2와 같은 카커스 보강층(8)을 배치한 구성에서는, 카커스층(4)의 보강 코드배열개수와, 카커스 보강층(8)의 보강 코드 배열 개수를 합계한 것이다.

본 발명에서는, 상술한 실시 형태에 있어서, 카커스층(4)의 양 에지(4a), 혹은 카커스 보강층(8)의 외주측 단부(8A)의 에지(8a)를 위치 P까지 연장하도록 하였으나, 그 에지(4a, 8a)는 위치P를 넘고, 타이어 센터라인CL으로부터 타이어 폭방향 외측에, 2번 벨트층(6B)의 벨트 폭W의 25%로 되는 위치 P'를 넘도록 연장시킬 수 있고, 적어도 트레드부의 위치P로부터 비드부에 걸치는 영역에 있어서의 카커스 층의 카커스강도계수 K를 0.5N/mm·kPa이상으로 하면 좋다. 바람직하게는 좌우 대칭이 되도록 연장시키는 것이 좋지만, 좌우 비대칭이어도 좋다.

또, 상기 실시 형태에서는, 카커스층(4)을 1층 설치한 예를 나타내었으나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 복수층 배치한 것이도 된다.

상기 벨트층(6)도 2층에 한정되지 않으며, 그 이상 설치한 것이도 되고, 본 발명은 적어도 1층의 카커스층(4)과 2층의 벨트층(6)을 설치한 공기유입 레디알 타이어, 특히 승용차용 공기유입 레디알 타이어에 있어서, 적합하게 이용될 수 있다.

타이어 사이즈를 165 SR 13 으로 공통으로 하고, 표 1 에 표시된 구성의 본 발명 타이어 1 - 9 와 비교 타이어 1 - 4, 및 종래 타이어를 각각 제조했다.

이 각 시험 타이어를 이하에 표시하는 측정조건에 의해, 위치 P 보다도 타이어 센터측의 트레드부 영역(이하, 베드부 라함.)과 위치 P 에서 사이드벽부 측의 영역(이하, 사이드부 라함.)에 있어서 카커스층의 내구성 평가시험을 행함과 동시에 제조코스트를 평가한 것을 표 1 에 나타낸 결과를 얻었다.

각 시험 타이어를 림 사이즈 13 × 41/2 - J 의 림에 장착하고, 공기압을 230 kPa 로 하고, 하중 9.3 kN, 속도 80 km/h, 실온 38℃ 의 조건에서 실내 드럼 시험을 행했다. 5000 km 주행한후, 벨트부 및 사이드부에 있어서 카 카스층(카커스 보강층을 배치한 것에서는 그 것도 포함.)의 보강 코드의 파손의 유무를 측정했다. 0 는 파손없슴, X 는 파손발생을 의미한다.

제조코스트

각 시험 타이어에 사용된 카커스층, 카커스보강층의 재료비를 구하고, 그 결과를 종래 타이어를 100 로 한 지수치로 평가 했다. 그 값이 적고, 제조코스트가 낮은 것이 나타나 있다.

표 1로 부터 명백한 바와같이, 본 발명의 형태는 벨트부에 있어서 카카스 강도계수를 저하시키는 것에 의해 제조 비용을 저감할 수가 있고, 또한 종래 타이어와 동일 레벨의 카카스 내구성을 유지할 수 있는 것으로 판단된다.

이상과 같이 본 발명은 카카스 강도 계수를 벨트층이 타이어 내압의 일부를 담당하는 트레드부에서는 0.35N/mm·kPa 이하로 종래 보다도 작게하고 있다. 그 때문에, 트레드부에 있어서 카카스층의 보강 코드 배열 갯수나 보강 코드 직경, 카카스 수등을 감소할 수가 있으므로, 사용 재료를 삭감하는 것이 가능하다. 따라서, 제조 비용을 저감할 수가 있다.

또한, 카카스 강도 계수를 벨트층에 의해 타이어 내압을 분담할 수 없는 범위에 있는 위치(P)로 부터 비드부에 있어서의 영역에서는 종래 타이어와 동일한 0.5N/mm·kPa 이상으로 설정하는 한편, 트레드부에서도 0.15 N/mm·kPa 이상으로 설정하고 있으므로, 필요로 되는 카카스 내구성의 확보가 가능하게 되며, 타이어 성능이 악화하는 일이 없다.

상술한 바와 같은 우수한 효과를 갖는 본 발명은 차량에 장착되는 공기주입 레디얼 타이어, 특히 승용차용 공기 주입 레디얼 타이어에 극히 유효하게 이용할 수가 있다.

[표 1]

Claims (8)

1. 보강 코드를 배열한 적어도 한층의 카카스층의 양단부를 좌우의 비드 코어의 주위에 타이어 내측으로부터 외측으로 접어꺾고, 트레드부의 카카스층 외주측에 타이어 원주방향에 대한 경사방향을 층간에서 상호 역방향으로 하여 교차하도록 보강 코드를 배열한 적어도 2층의 벨트층을 설치한 공기입 레이디얼 타이어에 있어서,

   하기식(1)에서 정의되는

   K(N/mm·kPa)=[보강 코드 배열본수(본/mm)]×[보강코드강력(N)]×[카카스층의 층수]÷[최대공기압(kPa)]··(1)

   상기 카카스층의 카카스 강도계수 K를, 2번째로 폭이 넓은 벨트층의 양 에지로부터 각각 내측에 그 벨트폭의 10%로 되는 위치 P로부터 트레드부 센터측에서 0.15 내지 0.35 N/mm·kPa, 상기 위치 P로부터 비드부에 걸쳐 0.5 N/mm·kPa 이상으로 한 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카카스층의 접어꺾음 양단부의 에지가 적어도 상기 위치P로 되기까지 연장되는 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 카카스층의 접어꺾음 양단부의 에지가, 타이어 센터 라인으로부터 각각 타이어 폭방향 외측으로 상기 두 번째로 폭이 넓은 벨트층의 벨트폭의 25%로 되는 위치 P와의 사이에 연장하는 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
4. 제 1 항에 있어서, 양 사이드 월부의 카카스층 외측에 각각 보강코드를 배열한 카카스 보강층을 배열하는 동시에, 상기 카카스 보강층의 외주측 단부를 비드부로부터 적어도 상기 위치P 까지 연장시키고, 상기 카카스층과 상기 카카스 보강층의 합계로 계산되는 상기 카카스 강도계수K를, 0.5N/mm·kPa 이상으로 한 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 카카스 보강층의 외주측 단부가, 타이어 센터라인으로부터 각각 타이어폭방향 양 외측에 상기 두 번째로 폭이 넓은 벨트층의 벨트폭의 25%로 되는 위치P' 와 상기 위치 P의 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 카카스층의 접어꺾음 양단부의 에지가 적어도 상기 위치P로 되기까지 연장되고, 또한 상기 양 사이드 월벽부의 카카스층 외측에 각각 보강 코드를 배열한 카카스보강층을 배치하는 동시에, 상기 카카스보강층의 외주측 사이부를 상기 비드부로부터 적어도 상기 위치P 까지 연장시키고, 상기 카카스층과 상기 카카스보강층의 합계로 계산되는 상기 카카스 강도계수 K를 0.5N/mm·kPa 이상으로 한 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 카카스층의 보강코드가 폴리에스테르코드와 나일론 코드의 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서, 상기 공기입 레이디얼 타이어가 승용차용 공기입 레이디얼 타이어인 것을 특징으로 하는 공기입 레이디얼 타이어.