KR20100104638A - 공기입 타이어 - Google Patents

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KR20100104638A
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Abstract

본 발명의 공기입 타이어에 관한 것으로서, 타이어를 림에 안착 고정시키는 비드부를 포함하고, 상기 비드부 내부에 비드 코어가 구비되는 공기입 타이어에 있어서, 상기 비드 코어는 아리미드 섬유 코드로 이루어지고, 상기 아라미드 섬유 코드는, 상기 비드 코어의 중심부를 이루는 제1 아리미드 섬유 코드; 및 적어도 2가닥 이상이 서로 꼬여 상기 중심부 주위를 감싸며 주변부를 이루는 제2 아라미드 섬유 코드를 포함할 수 있도록 구성되어, 타이어의 비드부의 중량을 줄일 수 있고, 고속 주행시 발생하는 비드 세퍼레인션 현상을 방지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
공기압 타이어, 비드부, 비드 코어, 아라미드 코드, 꼬임수, 데니아, 직경, 강력

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}
본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 비드 코어의 중량을 감소시킴과 아울러 비드 코어의 내구 성능을 향상시킬 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 공기입 타이어는 트레드가 형성되는 트레드 중심으로 타이어의 폭 방향을 따라 양측으로 숄더부, 사이드월부 및 비드부가 순차적으로 연장 형성된다.
상기한 트레드부, 사이드월부 및 비드부 내부에는 타이어의 뼈대 역할을 하는 바디 플라이(카카스 플라이)가 인너 라이너의 상측에 적층되며 폭 방향을 따라 연장 형성된다.
상기한 비드부에서는 바디 플라이의 단부가 비드 코어 및 에이 팩스를 감싸도록 턴업 설치된다.
여기서, 비드 코어는 스틸 코드로 구성된 와이어 다발로 이루어지며, 주로 타이어를 림에 안착 및 고정시키는 역할을 한다.
비드 코어는 타이어의 공기압력과, 주행중 타이어에 작용하는 굴신력 등을 지지하기 위한 카카스 코드를 타이어의 비드에 고정시키는 역할을 수행한다.
특히, 튜브리스 타이어의 경우 타이어와 휠의 림 사이에 공기의 누출을 방지하고, 상기 휠의 림은 비드 장착 위치와 일치하게 형성되며 일반적으로 타이어 비드에 대한 지지체로서 역할을 수행한다.
이처럼, 종래 타이어의 경우 비드 코어는 복수의 스틸 코어로 형성되어 차량을 가속 또는 감속하는 동안 림으로부터 타이어가 받는 제동 토크 및 견인 토크의 전달을 보장하며 림에 고정시키는 장착 림에 대해 타이어가 미끄러지는 것을 방지하는데 적합하게 사용되어 왔다.
그러나, 종래 타이어는 일반적으로 고속 주행시 발생하는 림과 비드의 이탈 및 비드 세퍼레이션 현상을 예방하는데 한계가 있으며, 고속 주행시 비드 코어를 통해 전달되는 힘이 휠에 영향을 끼치지 않도록 타이어의 무게를 줄이는데 한계를 가진다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 타이어의 비드부 내구력을 향상시킴과 아울러 타이어의 비드부 무게를 줄일 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기입 타이어는, 타이어를 림에 안착 고정시키는 비드부를 포함하고, 상기 비드부 내부에 비드 코어가 구비되는 공기입 타이어에 있어서, 상기 비드 코어는 아리미드 섬유 코드로 이루어지고, 상기 아라미드 섬유 코드는, 상기 비드 코어의 중심부를 이루는 제1 아리미드 섬유 코드; 및 적어도 2가닥 이상이 서로 꼬여 상기 중심부 주위를 감싸며 주변부를 이루는 제2 아라미드 섬유 코드를 포함할 수 있다.
상기 비드 코어의 중심부는 2가닥의 상기 제1 아라미드 섬유 코드가 50 TPM 내지 200 TPM 범위 이내의 꼬임수를 가지고 서로 꼬여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 아라미드 섬유 코드는 데니아(denier)가 500D 내지 2000D 범위 이내이고, 단면 직경이 0.9mm 내지 1mm 범위 이내이며, 강력이 50kgf 내지 60kgf 범위 이내인 것이 바람직하다.
상기 비드 코어의 주변부는 적어도 5 내지 6가닥의 상기 제2 아라미드 섬유 코드가 50 TPM 내지 100 TPM 범위 이내의 꼬임수를 가지고 서로 꼬여 형성되는 것 이 바람직하다.
상기 제2 아라미드 섬유 코드는 데니아(denier)가 500D 내지 1000D 범위 이내이고, 단면 직경이 0.9mm 내지 1mm 범위 이내이며, 강력이 40kgf 내지 50kgf 범위 이내인 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 공기입 타이어는 비드 코어를 아라미드 섬유 코드로 형성함으로써, 종래 스틸 코드와 비교해 경량이고 접착성이 강해 타이어의 중량을 줄일 수 있고, 고속 주행시 발생하는 비드 세퍼레인션 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 공기입 타이어는 비드 코어를 강력이 높은 아라미드 섬유 코드로 형성하여 비드부의 내구성을 향상시킴으로써, 고속 주행시 발생하는 비드부의 이탈 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요 소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기압 타이어의 횡단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 공기입 타이어는 트레드(16)가 형성되는 트레드부(10)를 중심으로 타이어의 폭 방향을 따라 양측으로 숄더부(20), 사이드월부(30), 및 비드부(40)가 순차적으로 형성된다.
상기한 트레드부(10), 숄더부(20), 사이드월부(30), 및 비드부(40) 내부에는 타이어의 뼈대 역할을 하는 바디 플라이(60)가 인너 라이너(50)의 상측에 적층되며 폭 방향을 따라 연장 형성된다.
트레드부(10)에서는 바디 플라이(60) 상측으로 벨트(11), 언더 트레드(12), 트레드(13)가 순차적으로 적층 형성된다.
벨트(11)는 바디 플라이(60)와 언드 트레드(12) 사이에 위치하는 특수 코드지로 외부의 충격을 완화시켜주고, 트레드(12)에서 발생한 크랙이나 외상이 바디 플라이(60)에 직접 전달되는 것을 방지한다.
언더 트레드(12)는 벨트(11)와 트레드(13) 사이의 부착력을 높이기 위해 사용되며, 트레드(13)는 노면과 직접 접촉하는 부분으로 내마모성과 내절단성이 우수한 특수 고무 재질로 이루어진다.
숄더부(20)에서는 두께가 점차 감소하며 트레드부(10)와 사이드월부(30)를 연결하는 부분으로, 상기한 벨트(11)의 단부를 덮도록 캡 플라이(14)가 적층 형성된다.
캡 플라이(14)는 상기한 벨트(11) 상에 부착되는 특수 코드지로 주행시 벨 트(11)의 움직임을 최소화시켜 고속 주행시 이탈 현상을 방지할 수 있도록 한다.
사이드월부(30)에서는 타이어의 외측면을 이루는 고무 재질로 바디 플라이(60)를 덮어 보호하고, 차량의 하중을 지지함과 아울러 굴신 운동에 의한 외부 충격을 완화시키는 역할을 한다.
그리고, 비드부(40)에서는 바디 플라이(60)의 단부(65)가 비드 코어(41) 및 에이 팩스(42)를 감싸도록 턴업 설치된다. 한편, 바디 플라이(60)의 턴업 단부(66)는 비드부(40)에 인접하는 사이드월부(30)의 외측에서 일부를 덮도록 형성된다.
한편, 본 발명의 비드 코어(41)는 아라미드 섬유 코드(aramid fiber code; 100)들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 비드 코어(41)는 단면상 중심부(41a)와, 중심부 주위를 감싸는 주변부(41b)로 이루어진다.
중심부(41a)와 주변부(41b)는 서로 다른 물성을 가지는 제1 아라미드 섬유 코드(101)와 제2 아라미드 섬유 코드(102)로 각각 이루어진다.
중심부(41a)는 2가닥의 제1 아리미드 섬유 코드(101)가 서로 꼬여 형성되고, 주변부(41b)는 적어도 2가닥 이상의 제2 아라미드 섬유 코드(102)가 서로 꼬여 중심부(41a)의 주위를 감싸도록 형성된다.
여기서, 중심부(41a)를 이루는 제1 아라미드 섬유 코드(101)가 2가닥 미만으로 이루어지는 경우 요구되는 비드부(40)의 강성 및 신율을 얻을 수 없게 되고, 제1 아라미드 섬유 코드(101)가 2가닥을 초과하여 이루어지는 경우 비드 코어(41)의 전체적인 두께가 두꺼워져 타이어를 지지하는 지지체로서 비드부(41)의 역할을 적절하게 수행할 수 없게 된다.
주변부(41b)를 이루는 제2 아라미드 섬유 코드(102)는 중심부(41a)를 이루는 제1 아리미드 섬유 코드들(101)의 주위를 감싸도록 2가닥 이상으로 이루어지며, 본 실시예에서는 제2 아라미드 섬유 코드(102) 6가닥을 서로 꼬아 형성하는 것을 예시한다.
이때, 중심부(41a)는 주변부(41b)에서 받는 신율을 보강하도록 꼬임수를 증가시킬 수 있다.
따라서, 중심부(41a)를 이루는 제1 아라미드 섬유 코드들(101)은 50TPM 내지 200TPM(Twist Per Meter; 단위 미터당 꼬임수)을 갖도록 서로 꼬아 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 아라미드 섬유 코드(101)의 꼬임수가 50TPN 미만인 경우 코드의 꼬임수가 부족하여 코드의 강력 및 신율을 보강하지 못하여 절신되는 문제점이 발생하고, 제1 아라미드 섬유 코드(101)의 꼬임수가 200TPM 초과시에는 중심부(42a)를 감싸는 주변부(42b)의 전체 직경이 증가하여 비드부(40)의 역할을 수행하는데 적합하지 않게 된다.
또한, 제1 아라미드 섬유 코드(101)는 비드 코어(41)의 중심부(41a)에서 지지체 역할을 수행할 수 있도록 데니아가 500D 내지 2000D이고, 단면 직경이 0.90mm 내지 1mm로 이루어지며 강력(코드를 인장시켜 끊어지는 강도 즉, 파단 강도를 의미함)은 50kgf 이상인 것이 바람직하다.
여기서, 코드들의 단면 직경과 데니아는 서로 연관이 있는 사항으로 데니아가 높아지면 코드의 직경이 두꺼워져 코드들의 단면 직경이 증가하게 된다.
따라서, 제1 아라미드 섬유 코드(101)의 데니아가 500D 미만인 경우 주변부(42b)의 제2 섬유 코드에 비해 데니아가 적어 코드가 빠지는 현상과 섬유코드의 강력이 부족하여 코드가 절신되는 현상이 발생하고, 2000D 초과인 경우 코드의 단면 직경이 증가하여 타이어 코드의 중량이 증가하는 문제가 발생된다.
제1 아라미드 섬유 코트(101)의 단면 직경이 0.90mm 미만인 경우 코드의 단면 직경이 작아져서 타이어의 비드부가 림으로부터 이탈하게 되는 문제점이 발생하고, 단면 직경이 1mm초과인 경우에는 고무를 토핑하는 과정에서 고무의 두께가 증가하여 제조 단가가 상승하게 되는 문제점이 발생한다.
그리고, 제1 아라미드 섬유 코드(101)의 강력이 50kgf 미만인 경우 일반적으로 비드부(40)에 사용되는 스틸 와이어 코드에 비해 강력이 떨어져 코드가 절신되는 문제점이 있다.
한편, 제2 아리미드 섬유 코드(102)는 제1 아라미드 섬유 코드(101)와 차이를 갖도록 데니아가 500D 내지 1000D으로 이루어지고, 단면 직경이 0.90mm 내지 1mm로 이루어지며, 강력은 50kgf이상인 것을 사용한다.
제2 아라미드 섬유 코드(102)의 데니아가 500D 미만인 경우 중심부(42a)의 제1 아라미드 섬유 코드(101)에 비해 데니아가 적어 코드가 빠지는 현상과 섬유코드의 강력이 부족하여 코드가 절신되는 현상이 이 발생되며, 1000D 초과인 경우 코드의 단면 직경이 증가하여 타이어 제조 단가가 상승하게 된다.
그리고, 제2 아라미드 섬유 코드(102)의 단면 직경이 0.90mm 미만인 경우에는 코드의 단면 직경이 작아져서 타이어의 비드부(40)가 림으로부터 이탈하게 되는 문제가 발생하게 되고, 단면 직경이 1mm초과인 경우에는 고무를 토핑하는 과정에서 고무의 두께가 증가하여 제조 단가가 상승하게 되는 문제가 발생한다.
전술한 바와 같이, 비드 코어(41)의 중심부(41a)를 이루는 제1 아라미드 섬유 코드(101)와 주변부(41b)를 이루는 제2 아라미드 섬유 코드(102)의 가닥수, 꼬임수, 데니아, 단면 직경, 강력 등의 차이를 두어 원하는 비드 코어(41)의 강성 및 신율 등을 조절할 수 있도록 한다.
이하, 종래 스틸 코드를 적용한 비드 코어와 본 실시예에 따라 아라미드 섬유 코드를 적용한 비드 코어(41)를 비교 실험한 결과를 실험예를 통해 설명한다.
실험예
종래 스틸 코드를 적용한 비드 코어는 단면 직경이 0.9mm이고, 강력이 160kgf인 스틸 코드 다발로 형성하였다.
그리고, 본 발명의 아라미드 코드를 적용한 비드 코어(41)는 중심부(41a)를 데니아가 2000D, 단면 직경이 0.90mm을 가지는 제1 아라미드 섬유 코드(101) 2가닥을 꼬임수 100TPM으로 꼬아 형성하고, 주변부(41b)를 데니아 1000D, 단면 직경 0.90mm을 가지는 제2 아라미드 섬유 코드(102) 5가닥을 꼬임수 100TPM으로 꼬아 중심부(41a)를 감싸도록 형성하였다.
이하, 표 1은 종래 스틸 코드를 적용한 비드 코어와 본 발명의 아리미드 섬유 코드를 적용한 비드 코어(41)의 무게 및 파열 하중을 비교 실험한 결과를 나타 낸 것이다.
Figure 112009016435653-PAT00001
상기 표 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 아라미드 섬유 코드가 적용된 비드 코어(41)의 무게가 종래 스틸 코드가 적용된 비드 코어의 무게 보다 현저하게 줄었음에도 불구하고, 파열 하중에 영향을 주지 않고 오히려 본 발명의 아라미드 섬유 코드가 적용된 비드 코어(41)가 종래 스틸 코드가 적용된 비드 코어의 파열 하중값보다 더 높게 나타남을 알 수 있다.
또한, 표 2는 종래 스틸 코드를 적용한 비드 코어와 본 발명의 아리미드 섬유 코드를 적용한 비드 코어의 분리 저항, 비드 포싱, 및 타이어 파열 특성을 비교 실험과 결과를 나타낸 것이다.
여기서, 비드 저항은 타이어의 이탈을 초래하도록 타이어 비드부(41)에 가해진 축방향 힘을 검출한 것이고, 비드 포싱은 휠 림에 대한 타이어 비드부(41)가 받는 결속력을 평가한 것이며, 비드 파열 하중은 타이어가 파열되거나 타이어 비드가 림에서 미끄러질 때의 압력을 검출한 것이다.
Figure 112009016435653-PAT00002
표 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 아라미드 섬유 코드가 적용된 비드 코어(41)는 종래 스틸 코어가 적용된 비드 코어를 비교하여 좀더 우수한 비드 분리, 비드 포싱 및 타이어 파열 특성을 갖는다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기입 타이어의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ부분을 확대하여 도시한 확대 단면도이다.
<주요 도면 부호의 설명>
1: 공기입 타이어 10: 트레드부
20: 숄더부 30: 사이드월부
40: 비드부 41: 비드 코어
41a: 중심부 41b: 주변부
100: 아리미드 섬유 코드 101: 제1 아라미드 섬유 코드
102: 제2 아라미드 섬유 코드

Claims (7)

  1. 타이어를 림에 안착 고정시키는 비드부를 포함하고, 상기 비드부 내부에 비드 코어가 구비되는 공기입 타이어에 있어서,
    상기 비드 코어는 아리미드 섬유 코드로 이루어지고,
    상기 아라미드 섬유 코드는,
    상기 비드 코어의 중심부를 이루는 제1 아리미드 섬유 코드; 및
    적어도 2가닥 이상이 서로 꼬여 상기 중심부 주위를 감싸며 주변부를 이루는 제2 아라미드 섬유 코드를 포함하는 공기입 타이어.
  2. 제1항에서,
    상기 비드 코어의 중심부는,
    2가닥의 상기 제1 아라미드 섬유 코드가 50 TPM 내지 200 TPM 범위 이내의 꼬임수를 가지고 서로 꼬여 형성되는 공기입 타이어.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 아라미드 섬유 코드는,
    데니아(denier)가 500D 내지 2000D 범위 이내이고, 단면 직경이 0.9mm 내지 1mm 범위 이내인 것을 포함하는 공기입 타이어.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 아라미드 섬유 코드는,
    강력이 50kgf 내지 60kgf 범위 이내인 것을 포함하는 공기입 타이어.
  5. 제2항에서,
    상기 비드 코어의 주변부는,
    적어도 5 내지 6 가닥의 상기 제2 아라미드 섬유 코드가 50 TPM 내지 100 TPM 범위 이내의 꼬임수를 가지고 서로 꼬여 형성되는 공기입 타이어.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 아라미드 섬유 코드는,
    데니아(denier)가 500D 내지 1000D 범위 이내이고, 단면 직경이 0.9mm 내지 1mm 범위 이내인 것을 포함하는 공기입 타이어.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 아라미드 섬유 코드는,
    력이 40kgf 내지 50kgf 범위 이내인 것을 포함하는 공기입 타이어.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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