KR20060060317A

KR20060060317A - 내구성이 향상된 중하중용 타이어 비드구조

Info

Publication number: KR20060060317A
Application number: KR1020040099358A
Authority: KR
Inventors: 장윤태
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-05
Also published as: CN100436168C; CN1781743A

Abstract

본 발명은 버스 및 트럭 등에 장착되는 타이어의 비드구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 중 중하중용 타이어의 가혹한 사용조건에서 주 문제점인 피로 내구성을 향상시킨 중하중용 타이어 비드구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 나비드(1)를 비드필러(2)가 감싸고, 이 나비드(1)와 비드필러(2)를 카카스(3) 및 스틸 체이퍼(4)로 감싸며, 상기 스틸 체이퍼(4)와 고무시트(5)를 나이론 보강재(6)로 덧붙여서 이루어진 중하중용 타이어 비드구조에 있어서, 상기 카카스(3)를 보강해 주는 스틸 체이퍼(4)의 스틸코드(4a) 배열각도는 타이어 래디얼 방향인 카카스(3)의 스틸코드(3a) 방향에 대해 20˚~ 45˚의 경사각도를 가지면서 좌우 배열이 평행방향으로 배치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

내구성이 향상된 중하중용 타이어 비드구조{Bead structure of tire for truck and bus}

도 1은 본 발명에 따른 비드부분을 나타낸 타이어의 부분 단면도,

도 2는 도 1의 A부분 절개하여 펼친 상태 확대도,

도 3은 종래 타이어의 비드부분 단면도로서, 도 1에 대응되는 도면,

도 4는 종래 구조로서, 도 2에 대응되는 절개하여 펼친 상태 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 나비드, 2 : 비드필러,

3 : 카카스, 4 : 스틸 체이퍼,

5 : 고무시트, 6 : 나이론 보강재,

7 : 비드부.

통상 트럭 및 버스용 타이어인 중하중용 타이어의 구조는 크게 대별해서 트레드(Tread), 카카스(Carcass), 브레카(Breaker) 및, 비드(Bead)의 4개 부분으로 되어 있는바, 이중 트레드는 카카스와 브레카의 외측을 피복한 고무층으로 지면과 접하면서 두께가 두꺼운 부분인 크라운(Crown)부로 부터 쇼울더(Shoulder)부를 거쳐 두께가 얇은 사이드 월(Side wall), 림 쿠션(Rim cushion)으로 이루어져 있다.

그리고 카카스는 타이어의 골조에 해당하는 부분으로 한쪽 방향의 코드(Cord)지를 서로 겹쳐 플라이(Ply)가 되고 타이어에 받는 하중, 충격 및 충전 공기압에 견디는 역할을 수행한다.

또한, 브레카는 카카스와 트레드 사이에 배치되는 벨트층으로, 주행 중 외부로부터 받는 타이어의 충격력을 완화하는 동시에 트레드에서 발생하는 크랙(Crack)과 외상이 직접 카카스에 도달하는 것을 방지하고, 상기 트레드와 카카스가 박리하는 것을 방지하는 역할을 한다.

끝으로, 비드는 타이어의 주입 공기압력 및 외력에 의해 생기는 형상의 망가짐을 방지하고, 주행 중 고장이 나지 않도록 림상에 타이어를 안정시키는 역할을 수행한다.

이러한 구조를 갖는 중하중용 타이어는 과하중, 과공기압 등에 의해 가혹한 사용조건에 처하게 되는데, 타이어 부하 최대하중의 150% ~ 250%를 과적하는 사용조건에서는 사고 발생율이 현저히 높아지는 실정이었다.

한편, 종래 중하중용 래디얼 타이어의 비드부 구성을 도 3을 참조로 자세히 살펴보면, 주 강도층을 형성하는 여러 가닥의 고강력 스틸코드로 이루어진 나비드 (1)를 중심으로 타이어의 기본 골격을 이루는 카카스(3)가 위치하게 되면, 과하중 상태에서 주행을 지속적으로 하게 되면 반복적인 인장 압축작용에 의해, 특히 이 카카스(3)의 턴업 단말부(3b)에서 높은 전단응력이 발생하여 조기에 사고로 이어질 수 있다.

이를 방지하기 위해 스틸코드로 구성된 스틸 체이퍼(4, Steel chafer)로 카카스(3)를 보호하는 것이 일반적인 구조이며, 그 효과를 높이기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 스틸 체이퍼(4)의 스틸코드 각도(4a)를 래디얼 방향(Radial direction; 이는 카카스(3)의 코드(3a)방향을 말함)에 대해 20˚~ 60˚ 수준을 유지케 하면서 이 스틸코드(4a)의 배열방향은 타이어 중심에 대해 좌우대칭 V형으로 형성되어져 있다.

이와 같은 종래구조는 타이어 제조과정 중 비드부(7)의 카카스 스틸코드(3a)가 스틸 체이퍼(4)의 스틸코드(4a) 각도에 의해 휨현상 및 뒤틀림이 발생하고 방향성을 갖게되어 비드 내구성을 급격히 저하시키는 요인이 되었다.

또한, 종래 비드부는 스틸 체이퍼(4)의 인너 엣지부(4c) 위치의 부적절한 위치에 따라 과하중시 내구성의 저하 및 그 주변 카카스 코드 절단 사고까지 이어지며, 특히 카카스(3)의 턴업 말단부(3b) 위치도 내구성에 부적절하여 이를 개선시킬 필요가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 주행 중 과하중과 과공기압에 의한 가혹한 사용조건에서도 피로 내구성을 향상시킨 중하중용 타이어 비드구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나비드를 비드필러가 감싸고, 이 나비드와 비드필러를 카카스 및 스틸 체이퍼로 감싸며, 상기 스틸 체이퍼와 고무시트를 나이론 보강재로 부착시키어 이루어진 중하중용 타이어 비드구조에 있어서, 상기 카카스를 보강해 주는 스틸 체이퍼의 스틸코드 배열 각도는 타이어 래디얼 방향에 대해 20˚~ 45˚의 경사각도를 가지면서 좌우 배열이 평행 방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 도면에서 종래 도면과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다.

도 1은 본 발명에 따른 중하중용 타이어에서 비드부를 타나낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 스틸 체이퍼의 스틸코드가 카카스의 스틸코드 방향을 비교하여 나타낸 A부분 절개 확대도 이다.

본 발명은 나비드(1)를 비드필러(2)가 감싸고, 이 나비드(1)와 비드필러(2)를 카카스(3) 및 스틸 체이퍼(4)로 감싸며, 상기 스틸 체이퍼(4)와 고무시트(5)를 나이론 보강재(6)로 덧붙여서 이루어진 중하중용 타이어 비드구조에 있어서, 상기 카카스(3)를 보강해 주는 스틸 체이퍼(4)의 스틸코드(4a) 배열각도는 타이어 래디얼 방향인 카카스(3)의 스틸코드(3a) 방향에 대해 20˚~ 45˚의 경사각도를 가지면서 좌우 배열이 평행방향으로 배치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

이와 같이 상기 스틸 체이퍼(4)의 스틸코드(4a)가 카카스(3)의 스틸코드(3a) 배열각도인 타이어 래디얼 방향에 대해 20˚~ 45˚ 경사각도를 유지하고 타이어 중심에 대해 마주보는 종래 V형 대칭방향에서 평행인 동방향을 적용시킴으로서 타이어 제조 중 발생하는 비드부(7)의 카카스(3) 휨 현상을 방지할 수 있다.

그리고 상기 스틸 체이퍼(4)의 타이어 내측(즉 공기 충진측) 위치인 엣지부(4c)는 타이어 외측(림 취부측)의 카카스(3)의 턴업 단말부(3b) 및 스틸 체이퍼(4)의 단말부(4b) 보다 낮은 위치를 갖는데, 이 스틸 체이퍼(4)의 엣지부(4c) 높이(m)는 나비드(1) 중심선(H)을 기준으로 비드필러(2)의 전체높이(K)를 기준으로 30 ~ 50% 수준으로 배치되어 있다.

또한, 상기 카카스(3)의 턴업 단말부(3b) 높이(n)는 비드필러(2)의 전체높이(K)를 기준으로 50 ~ 75% 수준으로 위치하고, 상기 턴업 단말부(3b)에는 쐐기형 고무시트(5)가 배치되어 있으며, 과하중에 견디기 위해 나이론 재질로 보강된 나이론 보강재(6)가 1매 이상 추가로 채용되어 있다.

다음은 본 발명의 비드부와 종래 비드부를 실내에서 내구 평가한 결과표로서, 본 발명이 동일한 시험조건에서 월등한 비드 내구성을 갖추게 됨을 알 수 있다.

항목	종래	본 발명	비고
비드 내구성 지수	100	160	60% 향상

※ 시험조건

하중 : 타이어 최대 부하 하중의 200%

속도 : 60km/hr

공기압 ; 타이어 최대 공기압의 145%

상기와 같이 본 발명에 따른 중하중용 타이어 비드구조는 주행 중 가혹한 사용조건에 의해 지속적인 과하중으로부터 타이어 비드부의 피로 내구성을 향상시키는 잇점을 갖추게 된다.

Claims

나비드(1)를 비드필러(2)가 감싸고, 이 나비드(1)와 비드필러(2)를 카카스(3) 및 스틸 체이퍼(4)로 감싸며, 상기 스틸 체이퍼(4)와 고무시트(5)를 나이론 보강재(6)로 덧붙여서 이루어진 중하중용 타이어 비드구조에 있어서,

상기 카카스(3)를 보강해 주는 스틸 체이퍼(4)의 스틸코드(4a) 배열각도는 타이어 래디얼 방향인 카카스(3)의 스틸코드(3a) 방향에 대해 20˚~ 45˚의 경사각도를 가지면서 좌우 배열이 평행방향으로 배치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 중하중용 타이어 비드구조.
제 1항에 있어서, 상기 스틸 체이퍼(4)의 타이어 내측(즉 공기 충진측) 위치인 엣지부(4c)는 타이어 외측(림 취부측)의 카카스(3)의 턴업 단말부(3b) 및 스틸 체이퍼(4)의 단말부(4b) 보다 낮은 위치를 갖는데, 이 스틸 체이퍼(4)의 엣지부(4c) 높이(m)는 나비드(1) 중심선(H)을 기준으로 비드필러(2)의 전체높이(K)를 기준으로 30 ~ 50% 수준으로 배치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 중하중용 타이어 비드구조.
제 1항에 있어서, 상기 카카스(3)의 턴업 단말부(3b) 높이(n)는 비드필러(2)의 전체높이(K)를 기준으로 50 ~ 75% 수준으로 위치하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 중하중용 타이어 비드구조.