KR200409493Y1 - 벨트 내구성을 향상시킨 중하중용 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 고안은 벨트의 내부에 배열되는 보강 코드의 구조를 개선하여 벨트 내구성을 향상과 함께 이상 마모 현상을 억제시킬 수 있게 하는 중하중용 공기입 타이어에 관한 것이다.

종래 저편평 타이어의 접지압 분포 면에서 중앙부 보다 숄더부가 높아지고 따라서 중앙부와 숄더부의 마모 량이 차이가 나는 이상 마모가 발생하기 쉽고 숄더부의 운동 에너지가 증가하여 숄더부에 축적되는 열 에너지가 증가하게 된다. 이는 이 부위의 고무물성의 저하를 촉진하게 되고 벨트 말단부의 사고를 촉진하게 되는 문제점이 있었던 바, 본 고안은 카카스(20)와 트래드(10)층 사이에 스틸 코드가 배열된 제 1,2,3,4(1)(2)(3)(4)벨트가 적층설치되어 타이어의 보강층인 벨트부를 구성시키는 중하중용 타이어에 있어서, 상기 제 4벨트(4)의 내부에 배열되는 코드를 나일론 코드(40)로 형성시키고, 나일론 코드(40)의 경사각(θ1)은 타이어 원주 방향에 대하여 0 내지 15도의 범위 내에서 형성시키며, 제 4 벨트(4)의 폭이 제 3벨트(3)의 폭보다 10 내지 15mm 정도 넓게 형성시켜 구성함으로서, 벨트 내구성을 향상시키는 동시에 이상 접지 형상으로 인한 트래드부의 이상 마모 현상을 억제시킬 수 있는 효과가 있는 것임.

Description

벨트 내구성을 향상시킨 중하중용 공기입 타이어.

본 고안은 벨트 내구성을 향상시킨 중하중용 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 벨트의 내부에 배열되는 보강 코드의 구조를 개선하여 벨트 내구성을 향상과 함께 이상 마모 현상을 억제시킬 수 있게 하는 중하중용 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 중하중용 트럭 버스용 래디알 타이어는 첨부된 도면 도 1 에 도시되는 바와 같이, 높은 내압 및 높은 하중에 의한 타이어의 외적 팽창을 억제하여 일정한 외경을 유지시키기 위하여 강성이 큰 스틸 코드 층의 벨트(1)(2)(3)(4)를 여러층 보강하여 사용하게 된다.

이때 각 스틸 코드는 타이어의 원주 방향에 대하여 약 15 내지 60도 정도의 각도를 갖는데 약간의 외경 성장이나 하중을 받아 종변형을 하는 경우에 이 코드가 원주 방향의 중심선을 기준으로 회전하려는 힘을 갖게 된다.

이때 회전하려는 힘으로 해서 각 벨트 층간에 전단력이 발생하게 되고, 이 전단력이 각 벨트 층간의 접착력 보다 크게 되거나 이 전단력 및 타이어의 운동 에너지에 의해 발생되는 열로 인해 코드 주위의 고무물성이 저하되어 코드와 분리되기 시작하면서 타이어가 터지는 사고로 발전하게 된다.

따라서 벨트 층간 전단력이 가장 크게 나타나는 벨트 단말부의 움직임을 억제할 수 있다면 벨트 사고로 인한 타이어의 수명 저하를 어느 정도 방지할 수 있을 것이다.

또 저편평 타이어에서 나타나는 접지 형상의 특징으로 양측 숄더부가 내압 작용시에 중앙 부분 보다 성장량이 더욱 커지기 때문에 숄더부 접지 길이가 중앙부 대비 길게 나타나고 이 부위의 접지 압도 중앙부분 보다 크게 되어 불균형으로 인한 이상 마모 발생 가능성이 커진다.

따라서 종래에는 벨트 내구성 및 목표로 하는 접지 형상을 얻기 위하여 여러 방법이 시도되었는데 그중 대표적인 것이 나이론 에지커버(Nylon Edge Cover)나 스틸코드로된 에지커버가 있다. 나이론 에지커버는 스틸 코드 벨트를 2매 이하 사용하고 나일론 계열 재질의 카카스를 사용하는 승용차용 타이어의 고속 내구성 및 승차감 조종 안정성 측면에서 적용하는 것이 일반적이나 스틸코드 벨트를 4매 이상 사용하는 중하중용 래디알 타이어에 적용한 것은 94년 굿이어사에 의해 등록된 특허(US Patent No. 5,435,369)가 대표적이다.

스틸코드로된 벨트에지 보강안의 경우는 1983년 피렐리사가 특허 출원한 (US Patent No.4,420,025)가 있다.

이 두 가지 방안은 저편평 중하중용 래디알 타이어의 벨트 움직임을 최소화하면서 공기압 작용시의 타이어 숄더부의 외경 성장을 억제하여 접지 형상이 개선되는 효과를 얻는데 기여하는 것이 사실이다.

그러나 이 두 가지 경우 기존의 타이어 제조 방식에 보강층 부착의 추가 공정이 있어 생산성이 저하되며 중량이 증가되어 제조 원가가 상승하는 문제점이 있었다.

또한 종래 저편평 타이어의 접지압 분포 면에서 중앙부 보다 숄더부가 높아지고 따라서 중앙부와 숄더부의 마모 량이 차이가 나는 이상 마모가 발생하기 쉽고 숄더부의 운동 에너지가 증가하여 숄더부에 축적되는 열 에너지가 증가하게 된다. 이는 이 부위의 고무물성의 저하를 촉진하게 되고 벨트 말단부의 사고를 촉진하게 되는 것이다

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안은 벨트 내구성을 향상시키는 동시에 이상 접지 형상으로 인한 트래드부의 이상 마모 현상을 억제시킬 수 있게 하는 중하중용 공기입 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉, 본 고안은 카카스와 트래드층 사이에 스틸 코드가 배열된 제 1,2,3,4벨트가 적층설치되어 타이어의 보강층인 벨트부를 구성시키는 중하중용 타이어에 있어서, 상기 제 4벨트의 내부에 배열되는 코드를 나일론 코드로 형성시키고, 나일론 코드의 경사각은 타이어 원주 방향에 대하여 0 내지 15도의 범위 내에서 형성시키며, 제 4 벨트의 폭이 제 3벨트의 폭보다 10 내지 15mm 정도 넓게 형성시켜 구성되는 것에 특징을 둔 것이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도면 도 2 는 본 고안에 따른 벨트부를 도시한 발췌 단면도이고, 도 3 은 본 고안의 벨트부를 발췌 도시한 사시도이며, 도 4 는 본 고안과 종래고안의 접지형상을 비교 도시한 평면도로써, (A)는 본고안의 접지형상이고, (B)는 종래고안의 접지형상이다.

도 2 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 고안은 카카스(20)와 트래드(10)층 사이에 스틸코드가 배열된 제 1,2,3,4(1)(2)(3)(4)벨트가 적층설치되어 타이어의 보강층인 벨트부를 구성시키는 중하중용 타이어에 있어서, 상기 제 4벨트(4)의 내부에 배열되는 코드를 나일론코드(40)로 형성시키고, 나일론 코드(40)의 경사각(θ1)은 타이어 원주 방향에 대하여 0 내지 15도의 범위 내에서 형성시키며, 제 4 벨트(4)의 폭이 제 3벨트(3)의 폭보다 10 내지 15mm 정도 넓게 형성시켜 구성되는 것이다.

그리고 상기 제 2 벨트(2)와 제 3 벨트(3)의 에지부에 나일론 코드(50)가 배열된 보강 코드지(5)를 복수 겹으로 설치시키되, 상기 나일론 코드(50)의 경사각(θ2)은 0 내지 25도의 범위 내에서 형성시키고, 상하 보강 코드지(51)(52)에 경사지게 배열되는 나일론 코드(50)는 서로 교차되게 배열시키며, 제 3벨트(3)와 접촉되는 하측 보강 코드지(51)의 나일론 코드(50)는 제 3벨트(3)의 스틸 코드 방향과 동일한 방향으로 경사지게 형성시켜 구성된다.

이때 상기 보강 코드지(5)의 선단은 제3벨트(3)의 상면에 10 내지 20mm정도 겹쳐지게 하고, 후단은 제 2 벨트(2)의 끝단으로부터 10 내지 20mm정도 벗어나게 설치시켜 구성한다.

이와 같이 구성되는 본 고안은 스틸코드로된 4벨트의 재질을 나이론 계열의 코드지로 변경하고 타이어의 숄더부 내측에 위치하게 되는 2,3(2)(3)벨트 양쪽 단말부를 감싸도록 하는 일정 폭의 나일론 코드지(5)를 2매 이상 적용하는 설계 방식이다. 이때 나일론 코드지(4)는 3벨트(3)폭 보다 10 내지 15mm 넓게 형성되며 코드(40)의 각도는 원주 방향선 기준 0 내지 15도 범위로 정한다. 양쪽 숄더부의 보강 코드지(5)의 시작 위치는 3벨트(3) 끝으로부터 내측으로 10 내지 20mm범위에 오도록 하며 끝 위치는 3벨트 끝에서 외측으로 10 내지 20mm에 오도록 함을 원칙으로 한다. 따라서 폭이 25 내지 50mm 범위에 오게 된다. 2,3벨트(2)(3) 단말부를 감싸는 나일론 보강층의 코드 각도(θ2)는 0 내지 25도 범위에 오도록 하며 각 층의 코드 각도가 교차하도록 하여 원주 방향의 강성을 극대화하는 방향으로 설계한다. 이때 4벨트 대신 적용된 나일론 코드지(4)와 숄더부의 벨트 끝단부 보강 나일론 코드지(5)중 3벨트(3)와 직접 접하는 하측 보강 코드지의 코드 방향은 3벨트(3)와 동일하게 설정하는데 이는 3벨트(3) 끝단의 전단응력 감소가 목적이다.

따라서 일반적인 80 시리즈 이하의 저편평 타이어와 비교할 때 중앙부의 전체 벨트 강성은 작고 양측 끝단부 즉, 숄더부위의 강성은 커지게 된다. 따라서 타이어에 공기가 충전되면 중앙부의 외경 성장률은 종래의 저편평 타이어 보다 커지는 반면 양쪽 숄더부는 작아지게 된다.

본 고안은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 고안의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서와 같이 본 고안에 따르면 벨트 내구성을 향상시키는 동시에 이상 접지 형상으로 인한 트래드부의 이상 마모 현상을 억제시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1 은 종래에 있어서의 벨트부를 도시한 발췌 단면도

도 2 는 본 고안에 따른 벨트부를 도시한 발췌 단면도

도 3 은 본 고안의 벨트부를 발췌 도시한 사시도

도 4 는 본 고안과 종래고안의 접지형상을 비교 도시한 평면도로써,

(A)는 본고안의 접지형상이고, (B)는 종래고안의 접지 형상이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,2,3,4. 벨트 5. 보강 코드지

10. 트래드 20. 카카스

Claims (2)

1. 카카스(20)와 트래드(10)층 사이에 스틸 코드가 배열된 제 1,2,3,4(1)(2)(3)(4)벨트가 적층설치되어 타이어의 보강층인 벨트부가 형성되고, 상기 제 4벨트(4)의 내부에 배열되는 코드가 나일론 코드(40)로 형성되며, 나일론 코드(40)의 경사각( θ 1)이 타이어 원주 방향에 대하여 0 내지 15도의 범위 내에서 형성되고, 제 4 벨트(4)의 폭이 제 3벨트(3)의 폭보다 10 내지 15mm 정도 넓게 형성되어 구성되는 것에 있어서, 상기 제 2 벨트(2)와 제 3 벨트(3)의 에지부에 나일론 코드(50)가 배열된 보강 코드지(5)를 복수겹(51)(52)으로 설치시키되, 상기 나일론 코드(50)의 경사각(θ2)은 0 내지 25도의 범위 내에서 형성시키고, 상하 보강 코드지 (51)(52)에 경사지게 배열되는 나일론 코드(50)는 서로 교차되게 배열시키며, 제 3벨트(3)와 접촉되는 하측 보강 코드지(51)의 나일론 코드(50)는 제 3벨트(3)의 스틸 코드 방향과 동일한 방향으로 경사지게 형성시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 벨트 내구성을 향상시킨 중하중용 공기입 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 코드지(5)의 선단이 제3벨트(3)의 상면에 10 내지 20mm정도 겹쳐지게 하고, 후단은 제 2 벨트(2)의 끝단으로부터 10 내지 20mm정도 벗어나게 설치시켜 구성되는 것을 특징으로 하는 벨트 내구성을 향상시킨 중하중용 공기입 타이어.