KR20110066589A - 비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중하중용 래디얼 타이어에 관한 것으로, 특히 가혹한 과하중과 차량 주행 중 고온조건에서 비드(Bead)부의 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 상하부 비드필러(1a,1b)를 갖춘 비드번들(2)을 카카스(3)와 스틸체퍼(4), 나이론 체퍼(5) 및, 인너라이너(6)로 감싸고 림과 접촉부위 험프 스트립(7)의 비드 토우부(8)를 구비하여 이루어진 중하중용 래디얼 타이어에 있어서, 상기 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7)은 비드번들(2)까지 연장되고, 이 인너라이너(6)는 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7)의 에지부(7a)를 감싸며, 상기 험프 스트립(7)과 인너라이너(6)의 접촉부위에 보강 고무시트(9)가 부착된 구조로 되어 있다.

Description

비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어{Truck and bus radial tire improved bead duration}

본 발명은 중하중용 래디얼 타이어에 관한 것으로, 특히 가혹한 과하중과 차량 주행 중 고온조건에서 비드(Bead)부의 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이에 관한 것이다.

타이어에서 비드부는 코드지 끝부분을 감아주며 타이어를 차량의 림(Rim)에 밀착시키면서 장착 고정시키는 역할을 한다.

한편, 타이어 부하 최대하중의 100 ~ 170%를 과적하는 조건과 차량의 빈번한 제동(Braking)에 의하여 타이어 비드부 발열온도가 섭씨 100도 이상이면 고무물성의 급격한 저하로 비드부의 사고 발생율이 현저히 증가되는바, 예를 들어 도 2에 도시된 종래 중하중용 타이어의 비드부를 참고하여 설명한다.

종래 중하중용 타이어의 비드부 구성을 보면, 비드번들(102, Bead bundle)을 중심으로 타이어의 기본 골격을 이루는 강한 스틸코드에 고무를 입혀 타이어 래디얼(Radial) 방향으로 배열된 카카스(103)가 위치하게 되는데, 과하중이나 고온상태에서 주행을 하면 반복적인 인장 및 압축작용에 의해 상기 카카스 단말부(103a)에 서 높은 전단응력이 발생하여 조기사고로 이어지는 것이 비드부 박리(Separation)의 일반적인 사고 메커니즘이다.

이에 따라 이를 방지하기 위해 스틸코드로 구성된 스틸체퍼(104, Steel chafer)로 상기 카카스(103)를 보호하거나 필요시 나이론 체퍼(104)로 보강하도록 되어 있다.

또한, 상기 비드번들(102)을 중심으로 카카스(103)가 위치하게 되면, 빈 공간이 생기는데, 이 공간을 채워주는 고무를 비드필러(101)라 하고, 이러한 비드필러(101)는 중하중용 타이어의 경우, 요구특성을 맞추기 위해 2중 구조의 서로 다른 물성을 갖춘 고무로 설계되면서 그 위치에 따라 상부 비드필러(101a)와 하부 비드필러(101b)로 구분된다.

여기서 상기 하부 비드필러(101b)는 비드번들(102)의 움직임을 잡아주기 위해 견고한 요구물성을 필요로 하는 반면, 상기 상부 비드필러(101a)는 상대적으로 부드러운 고무물성을 필요로 하며 주행시 비드부의 발생하는 응력을 흡수 완충시켜 주는 역할을 한다.

또한, 타이어 내부의 공기압을 유지해 주고 수분 침투방지를 위하여 내부에 위치하는 인너라이너(106, Inner liner)는 공기와 접촉하는 통상 100% 부틸(Butyl)로 구성되는 1차 인너라이너와, 상기 카카스(103)와 인너라이너(106) 간 접착력과 게이지(Gauge) 유지를 위해 부드러운 물성을 갖는 2차 인너라이너로 이루어지는 것이 통상적인 구조이다.

그리고, 타이어의 비드부와 차량 휠의 림과의 접촉부분에 위치한 험프 스트 립(107, Hump strip)은 상대적으로 하드(hard)한 고무층으로 되어 있는데, 이 고무의 요구물성은 저변형성 내마멸성 등이 요구되면서, 특히 섭씨 100도 이상의 고온에서 견딜 수 있는 고내열성이 요구된다.

종래 중하중용 타이어에서는 부드러운 물성을 갖춘 인너라이너(106)가 비드 토우부(108)까지 위치하기 때문에 차량 발열에 의해 고온조건에서 주행시 변형이 심해지고, 이는 비드 박리로 연결되는 문제점이 있었으며, 또한 험프 스트립(107)이 인너라이너(106)를 감싸고 있는 관계로 림에 타이어를 장탈착 할 때 치고 사용으로 험프 스트립(107) 고무 에지부에 크랙이 발생할 소지가 큰 단점을 지니고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 과하중과 고온 발생하는 사용조건에서 비드부의 내구성이 대폭 향상되는 중하중용 래디얼 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상하부 비드필러를 갖춘 비드번들을 카카스와 스틸체퍼, 나이론 체퍼 및 인너라이너로 감싸고 림과 접촉부위에 험프 스트립의 비드 토우부로 이루어진 중하중용 래디얼 타이어에 있어서, 상기 비드 베이스의 험프 스트립은 비드번들까지 연장되고 상기 인너라이너는 비드 토우부의 험프 스트립을 부분 감싸며, 상기 험프 스트립과 인너라이너의 접촉부위에 보강 고무시트가 부착된 구조로 되어 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 중하중용 래디얼 타이어는 비드부의 내구성을 향상시킴에 따라 타이어의 내구성이 향상된 구조를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어에서 비드부의 단면도이다.

본 발명은 상하부 비드필러(1a,1b)를 갖춘 비드번들(2)을 카카스(3)와 스틸 체퍼(4), 나이론 체퍼(5) 및, 인너라이너(6)로 감싸고 림과 접촉부위 험프 스트립(7)의 비드 토우부(8)를 구비하여 이루어진 중하중용 래디얼 타이어에 있어서, 상기 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7)은 비드번들(2)까지 연장되고, 이 인너라이너(6)는 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7)의 에지부(7a)를 감싸며, 상기 험프 스트립(7)과 인너라이너(6)의 접촉부위에 보강 고무시트(9)가 부착된 구조로 되어 있다.

즉, 본 발명은 비드 토우부(8)를 험판 스트립(7)으로 먼저 감싸고 그 에지부(7a)가 인너라이너(6)로 덮는 구조로 되어 있는데, 상기 험프 스트립(7)의 에지부(7a)가 비드번들(2)을 덮는 감싼 높이(H)는 튜브 타이어의 경우 비드 토우부(8)로부터 15 ~ 50mm내이고, 튜브리스 타이어의 경우 20 ~ 60mm 내외로 설계된다.

그리고, 상기 험프 스트립(7)의 에지부(7a)를 덮어주는 인너라이너(6)의 에지부(6a) 높이(h)는 비드 토우부(8)로부터 10 ~ 30mm 내에 위치한다.

한편, 상기 타이어 내측 인너라이너(6)의 에지부(6a)의 내공기 투과성 및 내수분 침투성을 향상시키기 위해 부착된 보강 고무시트(9)는 폭 10 ~ 40mm, 두께 0.5 ~ 2.5mm의 100% 부틸 고무 조성물로 되어 있다.

상기 험프 스트립(7)의 고무 경도는 60 ~ 80 수준으로 되어 있다.

또한, 상기 비드번들(2)을 보강하고 있는 나이론 체퍼(5)의 재질은 내열성에 양호한 나이론 66 구조(용융점 섭씨 240 ~ 260도)를 채용하여 고온에서의 비드 내구성을 향상시키고, 상기 나이론 체퍼(5)의 턴 다운(Turn down) 에지부는 비드 토우부(8)에서 5 ~ 25mm 내에 위치하도록 설계된다.

이러한 구조를 갖는 본 발명은 타이어 주행 중 발생하는 비드 베이스에 위치하는 상대적으로 부드러운 고무층인 인너라이너(6)를 부분 삭제하고 그 부위를 저변형의 하드(Hard)한 고무인 험프 스트립(7)으로 대체한 구조로 되어 있으며, 상기 험프 스트립(7)의 에지부(7a)를 인너라이너(6)의 에지부(6a)로 감싸아 림에 타이어를 장탈착할 때 치구 사용으로 이 험프 스트립(7) 고무가 떨어져 나가는 것을 방지하도록 되어 있다.

그리고 림과 접촉되는 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7) 고무두께가 1.5 ~ 4mm 범위 내이고, 플랜지부의 험프 스트립(7)의 고무두께를 2.5 ~ 6mm로 채용하여 고온에 의해 비드부가 변형되어도 일정 고무두께를 유지하도록 되어 있으며, 이 험프 스트립(7)의 고무경도를 60 ~ 80 수준으로 설정하여 크랙 및 내구성 저하를 방지하도록 되어 있다.

한편, 본 발명을 적용하여 종래기술과 비교 실내 내구 평가한 결과는 아래와 같다.

항목	종래 타이어	본 발명 타이어	비고
비드 내구성 지수	100	140	약 40% 비드 내구성 개선

시험조건

하중 : 타이어 최대 부하 하중의 150%

속도 : 30km/hr

공기압 : 타이어 최대 공기압의 120%

비드부 림 가열온도 : 140도

도 1은 본 발명에 따른 중하중용 래디얼 타이어에서 비드 부분 단면도,

도 2는 종래 중하중용 래디얼 타이어에서 비드 부분 단면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1,1a,1b : 비드필러(Bead filler), 2 : 비드번들(Bead bundle),

3 : 카카스, 4 : 스틸체퍼(Steel chafer),

5 : 나이론 체퍼, 6 : 인너라이너(Inner liner),

7 : 험프 스트립(Hump strip), 8 : 비드 토이(Bead toe)부,

9 : 보강 고무시트.

Claims (4)

1. 상하부 비드필러(1a,1b)를 갖춘 비드번들(2)을 카카스(3)와 스틸체퍼(4), 나이론 체퍼(5) 및, 인너라이너(6)로 감싸고 림과 접촉부위 험프 스트립(7)의 비드 토우부(8)를 구비하여 이루어진 중하중용 래디얼 타이어에 있어서,

   상기 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7)은 비드번들(2)까지 연장되고, 이 인너라이너(6)는 비드 토우부(8)의 험프 스트립(7)의 에지부(7a)를 감싸며, 상기 험프 스트립(7)과 인너라이너(6)의 접촉부위에 보강 고무시트(9)가 부착된 것을 특징으로 하는 비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 험프 스트립(7)의 에지부(7a)가 비드번들(2)을 덮는 감싼 높이(H)는 튜브 타이어의 경우 비드 토우부(8)로부터 15 ~ 50mm내이고, 튜브리스 타이어의 경우 20 ~ 60mm 내외로 설계된 것을 특징으로 하는 비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 험프 스트립(7)의 에지부(7a)를 덮어주는 인너라이너(6)의 에지부(6a) 높이(h)는 비드 토우부(8)로부터 10 ~ 30mm 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 보강 고무시트(9)는 폭 10 ~ 40mm, 두께 0.5 ~ 2.5mm의 100% 부틸 고무 조성물로 된 것을 특징으로 하는 비드 내구성이 향상된 중하중용 래디얼 타이어.

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