KR200465068Y1 - 비드부를 보강한 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 고안은 비드부 주변에 다층 구조의 보강층을 형성하여 내열성, 내구성, 기밀성을 향상시킬 수 있도록 하는 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 해결하기 위한 수단으로, 본 고안은 트레드(11), 카카스플라이(12), 인너라이너(14), 사이드월(15), 비드부(16), 및 에이펙스(17)를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,
상기 인너라이너(14)와 카카스플라이(12) 사이에 내열성, 내구성 및 기밀성을 보강하기 위한 다층 구조의 보강층(20)이 서로 적층되는 형태로 개재되어 있고,
상기 보강층(20)은 인너라이너(14)의 최내측에 위치하여 열화 강화 고무 재질로 이루어지는 내열성 보강층(21)과, 카카스플라이(12)의 최외측에 위치하여 인너라이너(14)와 동일한 재질의 고무로 이루어지는 기밀성 보강층(23)과, 상기 내열성 보강층(21)과 기밀성 보강층(23) 사이에 위치하여 에이펙스(17)와 동일한 재질로 이루어지는 내구성 보강층(22)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.

Description

비드부를 보강한 공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE WITH STRENGTHENED BEAD}

본 고안은 비드부를 보강한 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더 상세하게는 비드부 주변에 특성이 다른 보강층을 다층 구조로 형성함으로써 각 층의 특성에 따라 비드부의 내열성, 내구성 및 기밀성을 동시에 향상시킬 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 노면과 접촉하는 트레드(111), 타이어의 골격을 이루는 카카스플라이(112), 트레드(111)와 카카스플라이(112) 사이에 다수개의 제1 및 제2 벨트층(113a, 113b)을 적층하여 설치된 벨트(113), 공기의 누설을 방지하기 위해 기밀성 높은 재질로 된 인너라이너(114), 카카스플라이(112)를 보호하고 유연한 굴신운동을 하도록 하는 사이드월(115), 타이어를 림(120, 도 2 참조)에 장착시키는 비드부(116), 및 비드부(116)가 받는 충격을 완화시키는 에이펙스(117)로 구성되어 있다.

여기서, 비드부(116)는 휠의 림(120)과 밀접하게 면 접촉되는 타이어의 내면부분으로서, 휠의 림(120)에 대해 약간의 죄임을 주어 주행 중 타이어가 림에서 빠지지 않도록 설계되어 있다. 즉, 타이어의 비드부(116)는, 휠의 림(120)에 장착된 상태에서 림(120)에 형성된 밸브(도시하지 않음)를 통해 공기를 주입할 경우 그 공기압에 의해 밀리면서 림(120) 표면에 압착되게 된다. 따라서, 타이어 내부의 공기 누설을 방지하여 주행 중 림(120)을 안전하게 고정된 상태로 유지하도록 하기 위해서 비드부(116)와 림(120)의 면 접촉성이 중요하다.

그러나, 이와 같은 비드부(116)는, 차량으로부터 하중을 직접적으로 지지하고 있어 가혹한 하중 조건에서 주행시 응력집중 및 이상변형이 발생될 수 있고, 그에 따라 비드부(116)와 림(120) 사이의 접촉부 사이로의 공기 누설이 발생될 수 있는 등 내구력이 취약한 부분이다.

상기와 같이 비드부(116)에 응력이 집중하면 크랙이 발생될 가능성이 높고, 이러한 크랙은 경계면 및 경계면의 바깥쪽으로 전파되어 결국 고무층으로부터의 세퍼레이션(separation)이 발생될 수 있고, 또한 비드부(116)의 공기 누설은 섬유 재질을 따라 서서히 진행되며, 장시간 경과 후 타이어의 변형에 의해 사이드월(115)의 크랙이 쉽게 성장되어 카카스플라이(114)가 파열되는 등 타이어의 내구성이 크게 저하되어, 결국 타이어의 분리 또는 파열로 인한 대형사고의 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 비드부(116)는 스틸 와이어로 이루어진 코드의 집합체로 이루어져 있어서, 스틸 상호간에 맞닿아 있는 비드 코드간의 마찰로 인한 열이 발생하여 비드부(116)의 수명이 단축되고 결국 타이어의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은, 비드부 주변에 다층 구조의 보강층을 형성하여 내열성, 내구성, 기밀성을 동시에 향상시킬 수 있도록 한 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 트레드, 카카스플라이, 인너라이너, 사이드월, 비드부, 및 에이펙스를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,

상기 인너라이너와 카카스플라이 사이에 내열성, 내구성 및 기밀성을 보강하기 위한 다층 구조의 보강층이 서로 적층되는 형태로 개재되어 있고,

상기 보강층은 인너라이너의 최내측에 위치하여 열화 강화 고무 재질로 이루어지는 내열성 보강층과, 카카스플라이의 최외측에 위치하여 인너라이너와 동일한 재질의 고무로 이루어지는 기밀성 보강층과, 상기 내열성 보강층과 기밀성 보강층 사이에 위치하여 에이펙스와 동일한 재질로 이루어지는 내구성 보강층을 포함하는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 내열성 보강층, 내구성 보강층 및 기밀성 보강층 모두는 타이어의 내측에서 비드부의 하부까지 뻗어 있는 형태로 서로 적층됨으로써, 내열성 보강층은 내구성 보강층의 외측면에 접하면서 내구성 보강층의 하부면을 감싸는 형태로 배치되고, 내구성 보강층은 기밀성 보강층의 외측면에 접하면서 기밀성 보강층의 하부면을 감싸는 형태로 배치되며, 기밀성 보강층은 인너라이너의 외측면에 접하면서 비드부의 하부까지 뻗어 있는 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 내열성 보강층은 레이온, 나일론 및 폴리에스테르 재질 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 내열성 보강층 및 내구성 보강층의 각각은 두께가 0.5mm∼5mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 기밀 보강층은 두께가 0.5mm∼2mm인 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 비드부에 다층 구조의 보강층을 형성함으로써, 보강층을 이루는 각층의 특성에 따라 비드부의 내열성, 내구성, 기밀성을 향상시킬 수 있다.

즉, 내열성 보강층에 의해 차량의 지나친 핸들링 및 커브 주행시 비드부 내부에서 발생되는 열 축적에 의한 세퍼레이션을 방지할 수 있고, 내구성 보강층에 의해 비드부의 내구성 향상 및 주행 안정성, 핸들링 성능 등을 향상시킬 수 있으며, 기밀성 보강층에 의해 공기입 타이어의 장기 기밀성을 유지하여 내구력을 대폭 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 공기입 타이어 단면도.
도 2는 종래의 타이어 비드와 림의 결합구조를 도시한 측단면도.
도 3은 본 고안에 따른 공기입 타이어의 단면도.
도 4는 본 고안에 따른 공기입 타이어의 부분 확대도.

이하, 본 고안은 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 공기입 타이어의 단면도이며, 도 4는 본 고안에 따른 공기입 타이어의 부분 확대도.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 공기입 타이어는, 종래의 구조와 마찬가지로 노면과 접촉되는 트레드(11), 트레드의 하부에 위치되는 카카스플라이(12), 트레드(11)와 카카스플라이(12) 사이에 위치하는 벨트(13), 타이어의 내면에 위치하는 인너라이너(14), 타이어의 측면을 형성하는 사이드월(15), 비드부(16), 및 비드부(16) 상부에 적층 설치되는 에이펙스(17)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.

상기 비드부(16)는 차량의 차축에 탈착가능하게 장착되는 휠의 림의 외주면을 따라 밀접하게 접촉되는 상태로 장착되는 타이어의 내면 부분으로서, 스틸 와이어 다발에 일정한 두께로 고무를 입혀 여러 층으로 감아 만들어진 비드코어(도시하지 않음)를 포함하는 구조로 이루어져 있다.

본 고안은 이러한 구조를 갖는 공기입 타이어에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 인너라이너(14)와 카카스플라이(12) 사이에 내열성, 내구성 및 기밀성을 보강하기 위한 다층 구조의 보강층(20)이 서로 적층되는 형태로 개재되어 있다.

상기 보강층(20)은 인너라이너(14)의 최내측에 위치하는 내열성 보강층(21)과, 카카스플라이(12)의 최외측에 위치하는 기밀성 보강층(23)과, 상기 내열성 보강층(21)과 기밀성 보강층(23) 사이에 위치하는 내구성 보강층(22)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.

여기서, 내열성 보강층(21)은 비드부(16)와 림의 장착면으로서, 핸들링 또는 가혹한 하중 조건에서 림과의 접촉면에서 발생하는 마찰열을 견디어 비디부(16) 내부로 전달되는 열을 차단하기 위해 열화 강화 고무 재질로 이루어져 있다.

그리고, 내구성 보강층(22)은 비드부(16)의 형상을 유지하여 비드부(16)의 내구성을 보강하기 위한 것이다. 일반적으로, 사이드월(15)은 카카스플라이(12)를 보호하고 유연한 굴신운동을 함으로써 승차감을 좋게 하는 역할을 하지만, 사이드월(15)에 에 작용되는 반복적인 굴신하중에 의한 변형은 그대로 비드부(16)에 압축응력으로 전달되게 되는데, 사이드월(15)의 굴신하중에 의한 변형이 크면 비드부(16)에도 그만큼의 압축하중이 작용하게 되어 비드부(16)의 세퍼레이션의 원인을 야기시킨다. 따라서, 본 고안에 의한 내구성 보강층(22)은 이러한 문제를 개선하기 위한 것으로, 내열성 보강층(21)의 내측에 층을 이루는 형태로 형성되고, 에이펙스(17)와 동일한 재질로 이루어지며, 바람직하게는 레이온, 나일론 및 폴리에스테르 재질 중 어느 하나의 재질로 이루어진다.

상기한 내열성 보강층(21)은 소기의 목적을 달성하기 위해 두께(gage)가 최소 5mm 이상인 것이 바람직하다. 그 두께가 0.5mm보다 작으면 열차단 개선을 위한 효과가 떨어진다. 그러나 그 두께가 높을수록 열 발산에 불리해지기 때문에 최대치를 5mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

내구성 보강층(22) 또한 소기의 목적을 달성하기 위해 두께(gage)가 0.5mm인 것이 바람직하다. 그 두께가 0.5mm보다 작으면 내구성 개선을 위한 효과가 떨어진다. 그러나 내구성 보강층(22)이 국부적으로 강한 구조를 갖게 되면 다른 구성품에 하중이 집중되어 타이어 사고로 이어질 수 있으므로, 최대치를 5mm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

그리고 기밀성 보강층(23)은 내열성 보강층(21)과 내구성 보강층(22)에 의해 내열성 및 내구성 개선 효과를 발휘하기 위해 선행되어야 하는 중요한 요소로서, 내구성 보강층(22)의 내측에 층을 이루는 형태로 형성되어 있다. 이러한 기밀성 보강층(23)은, 비드부의 공기 누설을 방지하여 장기 내구력을 개선할 수 있도록 공기 기밀성이 높은 인너라이너(14)와 동일한 재질로 이루어져 있다. 상기한 기밀성 보강층(23)은 내열성 보강층(21) 및 내구성 보강층(22)에 비해 상대적으로 경도(hardness)가 낮아 비드부(16)의 변형을 초래할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 두께(gage)가 최대 2.0mm이하인 것이 바람직하다. 그러나 그 두께가 너무 얇으면 공기 누설 증가량이 높아지게 되고 이러한 공기 누설량은 장기 내구력 하락의 주요 원인이 될 뿐만 아니라, 공기 보유성(air retention)의 편차가 크게 발생하여 품질보증 측면에서 불리하므로, 최소치를 0.5mm 이상으로 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 내열성 보강층(21), 내구성 보강층(22) 및 기밀성 보강층(23) 모두는 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 타이어의 내측에서 비드부(16)의 하부까지 뻗어 있는 형태로 서로 적층되어 있다. 따라서, 내열성 보강층(21)은 내구성 보강층(22)의 외측면에 접하면서 내구성 보강층(22)의 하부면을 감싸는 형태로 배치되고, 내구성 보강층(22)은 기밀성 보강층(23)의 외측면에 접하면서 기밀성 보강층(23)의 하부면을 감싸는 형태로 배치되며, 기밀성 보강층(23)은 인너라이너(12)의 외측면에 접하면서 비드부(16)의 하부까지 뻗어 있는 형태로 배치된다.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 고안에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 고안의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 고안의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

11: 트레드
12: 카카스플라이
13: 벨트
14: 인너라이너
15: 사이드월
16: 비드부
17: 에이펙스
20: 보강층
21: 내열성 보강층
22: 내구성 보강층
23: 기밀성 보강층

Claims (5)

1. 트레드(11), 카카스플라이(12), 인너라이너(14), 사이드월(15), 비드부(16), 및 에이펙스(17)를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 인너라이너(14)와 카카스플라이(12) 사이에 내열성, 내구성 및 기밀성을 보강하기 위한 다층 구조의 보강층(20)이 서로 적층되는 형태로 개재되어 있고,
   상기 보강층(20)은 인너라이너(14)의 최내측에 위치하여 열화 강화 고무 재질로 이루어지는 내열성 보강층(21)과, 카카스플라이(12)의 최외측에 위치하여 인너라이너(14)와 동일한 재질의 고무로 이루어지는 기밀성 보강층(23)과, 상기 내열성 보강층(21)과 기밀성 보강층(23) 사이에 위치하여 에이펙스(17)와 동일한 재질로 이루어지는 내구성 보강층(22)을 포함하는 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 비드부를 보강한 공기입 타이어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내열성 보강층(21), 내구성 보강층(22) 및 기밀성 보강층(23) 모두는 타이어의 내측에서 비드부(16)의 하부까지 뻗어 있는 형태로 서로 적층됨으로써, 내열성 보강층(21)은 내구성 보강층(22)의 외측면에 접하면서 내구성 보강층(22)의 하부면을 감싸는 형태로 배치되고, 내구성 보강층(22)은 기밀성 보강층(23)의 외측면에 접하면서 기밀성 보강층(23)의 하부면을 감싸는 형태로 배치되며, 기밀성 보강층(23)은 인너라이너(12)의 외측면에 접하면서 비드부(16)의 하부까지 뻗어 있는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 비드부를 보강한 공기입 타이어.
3. 제1항에 있어서,
   상기 내열성 보강층(21)은 레이온, 나일론 및 폴리에스테르 재질 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비드부를 보강한 공기입 타이어.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내열성 보강층(21) 및 내구성 보강층(22)의 각각은 두께가 0.5mm∼5mm인 것을 특징으로 하는 비드부를 보강한 공기입 타이어.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기밀 보강층(23)은 두께가 0.5mm∼2mm인 것을 특징으로 하는 비드부를 보강한 공기입 타이어.

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