KR20130072443A

KR20130072443A - Pneumatic tire

Info

Publication number: KR20130072443A
Application number: KR1020110139860A
Authority: KR
Inventors: 신채남; 문동수; 구철림
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-07-02

Abstract

PURPOSE: A pneumatic tire is provided to improve durability by reducing the stress of a belt edge part or uniformly dispersing shear stress on the entire tread. CONSTITUTION: A pneumatic tire (100) comprises a tread part (102), an inner liner (104), a belt part (106), a carcass part (108), and a bead part (110). The belt part is radially arranged with a wave type belt cord inside a belt seat along the driving direction of a tire. The belt cord is arranged with a waved strip at 5-30mm of thickness and regular amplitude.

Description

Pneumatic tire

본 발명은 공기압 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트립으로 압연된 벨트를 웨이브된 형태로 매설하여 벨트부를 보강한 공기압 타이어에 관한 것이다.
The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire reinforcing the belt portion by embedding the belt rolled into strips in a wave form.

래디알 타이어의 벨트 보강재는 스틸코드 또는 아라미드와 같이 모듈러스가 높은 재질과 배합 고무의 코드보강재를 15 ~ 70도의 각도 절단하여 교차로 적층하여 사용하였다. 코드는 배합고무와의 접착을 부여하기 위해 RFL(resorcinol formaldehide latex) 또는 황동을 도금하지만, 코드 절단면이 존재하게 되면 벨트 에지(edge)에서 고무와 접착되지 않은 결함이 필연적으로 존재한다. 보통의 타이어 기술에서는 고무와 접착되지 않는 결함이 존재하더라도 타이어에서 받는 응력을 분산시키거나 완화시키는 방법으로 결함이 성장하여 세퍼레이션이 발생하지 않도록 설계적인 고려를 하고 있다. 벨트 에지에 나이론, 아라미드 같은 보강재를 주행방향으로 감싸주어 벨트의 움직임을 구속하는 방법으로 응력을 줄여주거나, 벨트 에지에서 10~50mm 폭의 스트립 고무를 벨트층 사이에 삽입하여 벨트 에지에 가해지는 전단 응력을 감소하여 내구력을 확보하는 것 등이 좋은 사례이다.The belt reinforcing material of the radial tire was used by laminating an alternating material having a high modulus such as steel cord or aramid and a cord reinforcing material of compound rubber at an angle of 15 to 70 degrees. The cords are plated with a resorcinol formaldehide latex (RFL) or brass to impart adhesion to the compounded rubber, but the presence of cord cuts inevitably results in defects that do not adhere to the rubber at the belt edges. In ordinary tire technology, even if there is a defect that does not adhere to rubber, a design consideration is made so that the defect does not grow and the separation occurs by dispersing or relieving the stress received from the tire. Shearing is applied to the belt edge by wrapping the reinforcement such as nylon and aramid in the driving direction to restrain the belt movement, or by inserting 10 ~ 50mm wide strip rubber between the belt layers at the belt edge. A good example is reducing stress and securing durability.

US 6,796,518에서는 양측의 벨트 에지 아래에 좁은 폭의 각도가 큰 벨트 층을 추가로 설치하여 응력을 분산시키고자 시도하였으며, US 0,237,114에서는 지그재그(Zig-Zag) 형태로 단차를 주면서 감아나가서 벨트 에지의 결함을 제거하기도 하였다.In US 6,796,518, an attempt was made to spread the stress by installing a narrow, wide angled belt layer below the belt edges on both sides. It was also removed.

최근에는, 절단으로 발생하는 결함을 원천적으로 제거하기 위하여 타이어의 원주 방향으로 벨트 코드를 나선형으로 감아서 보강하고자 하였다. 그러나, 모듈러스가 높아 벨트보강재로 선호되는 스틸코드와 아라미드 같은 코드들은 신율이 낮고 내충격성이 낮아 벨트 에지에 가해지는 반복 응력을 충분히 흡수하지 못해 내구력이 하락하는 문제가 있고, 나이론과 같이 신율이 높은 코드에서는 모듈러스가 낮고 강도가 낮아 보강재 사용량이 증가하여 타이어의 중량이 높아지는 문제가 있어 타이어 설계를 제한하였다.Recently, in order to remove defects caused by cutting at the source, a belt cord is spirally wound and reinforced in the circumferential direction of the tire. However, cords such as steel cords and aramids, which are preferred as belt stiffeners due to their high modulus, have low elongation and low impact resistance, and thus fail to sufficiently absorb the cyclic stress applied to the belt edge. In the code, the low modulus and the low strength had a problem of increasing the weight of the tire due to the increase in the amount of reinforcement, thereby limiting the tire design.

이에 다른 연구자들은 벨트 보강재에 웨이브를 가하여 부족한 신율을 부여하는 방법을 개발하고자 하였는데, US 5,271,445에서는 타이어 원주에 대해 0.005 ~ 0.175 웨이브 진폭을 적용하여 타이어의 내구력을 개선하였다. 이러한 방법으로 내구력의 많은 진전이 있었으나, 벨트 에지부의 응력은 트레드 센터부의 응력에 비해 여전히 높기 하중과 속도가 높은 조건에서 사용하는 타이어에서는 충분한 내구 성능을 확보하기 어려운 문제점이 남는다.
Other researchers tried to develop a method to impart insufficient elongation by applying a wave to the belt reinforcement. In US 5,271,445, a tire amplitude of 0.005 to 0.175 was applied to the tire circumference to improve tire durability. In this way, much progress has been made in durability, but the stress at the belt edge is still difficult to secure sufficient durability in tires used under high load and high speed conditions compared to the stress at the tread center.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 절단에 의한 결함이 제거되더라도 타이어 설계에서 벨트 에지부에 가해지는 상대적인 전단 응력이 여전히 높다는 점에 주목하여 트레드 전체에 대해 전단응력을 고르게 분산시키거나 오히려 벨트 에지부의 응력이 트레드 센터부에 비해 상대적으로 낮아지도록 하여 내구 성능을 향상시킨 공기압 타이어를 제공하는 데에 있다.
An object of the present invention devised to solve the above problem is to distribute the shear stress evenly over the entire tread, noting that the relative shear stress applied to the belt edges in the tire design is still high even if the defects caused by cutting are eliminated. It is to provide a pneumatic tire to improve the endurance performance, or by making the stress at the belt edge portion relatively lower than the tread center portion.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 벨트부를 가지는 공기압 타이어에 있어서, 상기 벨트부는 복수의 벨트시트를 적층하여 이루어지고, 상기 벨트시트는 트레드 폭방향 중심부에 배치되는 센터벨트코드와, 상기 센터벨트코드의 양측으로 배치되는 숄더벨트코드를 가지며, 상기 센터벨트코드와 상기 숄더벨트코드는 일정한 파장에 대하여 진폭을 가지도록 웨이브 형상을 이루고, 상기 센터벨트코드의 진폭은 상기 숄더벨트코드의 진폭보다 큰 것을 특징으로 하는 공기압 타이어이다. The present invention for achieving the above object is a pneumatic tire having a belt portion, wherein the belt portion is formed by stacking a plurality of belt sheets, the belt seat is a center belt cord disposed in the center of the tread width direction, and the center It has a shoulder belt cord disposed on both sides of the belt cord, the center belt cord and the shoulder belt cord has a wave shape so as to have an amplitude for a predetermined wavelength, the amplitude of the center belt cord than the amplitude of the shoulder belt cord It is a pneumatic tire characterized by being large.

이 때, 상기 센터벨트코드의 진폭은 상기 숄더벨트코드의 진폭의 1.5배 이하인 것을 특징으로 한다.At this time, the amplitude of the center belt cord is characterized in that less than 1.5 times the amplitude of the shoulder belt cord.

스트립으로 압연된 벨트를 웨이브된 형태로 매설하여 래디알 타이어의 벨트를 보강한 공기압 타이어에서, 웨이브 벨트는 중심부의 진폭이 숄더부에 비해 150% 까지 크게 하여 트레드 센터부는 코드의 장력에 의해 굴신 운동을 구속하고, 이 결과 벨트 에지부에서는 전단 응력을 줄일 수 있다.
In pneumatic tires in which a belt rolled into a strip is embedded in a wave form to reinforce the belt of a radial tire, the wave belt has an amplitude of the center portion up to 150% compared to the shoulder portion, and the tread center portion is flexed by the tension of the cord. As a result, the shear stress can be reduced at the belt edge portion.

본 발명에 따라, 웨이브를 가지는 코드가 설치되는 벨트는 벨트 재단으로 인한 결함을 원천적으로 제거함과 동시에, 숄더와 센터가 서로 다른 웨이브 진폭을 적용하여 벨트 에지부의 전단 응력이 줄어드는 효과로 인하여, 타이어의 내구 성능이 크게 향상될 수 있다. 이 결과, 캡플라이를 생략할 수 있어서 타이어의 중량을 감소시키는 것도 가능하다.
According to the present invention, a belt having a cord having a wave is installed at the same time to remove defects caused by the belt cutting, and at the same time, the shoulder and the center apply different wave amplitudes, thereby reducing the shear stress of the belt edge part. Durability can be greatly improved. As a result, the cap ply can be omitted, which makes it possible to reduce the weight of the tire.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기압 타이어의 단면도이다.
도 2는 도 1의 공기압 타이어에 사용되는 벨트의 개략적인 두시평면도이다.1 is a cross-sectional view of a pneumatic tire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective top view of a belt used in the pneumatic tire of FIG. 1. FIG.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 또, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 따라서, 도 1에 도시된 공기입 타이어(100)를 구성하는 트레드부(102), 인너라이너(104), 벨트부(106), 카카스부(108) 및 비드부(110)에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would unnecessarily obscure the gist of the present invention. Therefore, a detailed description of the tread portion 102, the inner liner 104, the belt portion 106, the carcass portion 108 and the bead portion 110 constituting the pneumatic tire 100 shown in FIG. Is omitted.

본 발명에서 사용되는 공기입 타이어의 벨트부(106)에는 벨트시트(112) 내부에 웨이브 형태의 벨트코드(114,116)가 타이어 주행 방향을 따라 나선형으로 배치된다.In the belt unit 106 of the pneumatic tire used in the present invention, the belt cords 114 and 116 in the form of waves are disposed spirally along the tire driving direction in the belt seat 112.

상기 벨트코드(114,116)로는 스틸코드 또는 아라미드 코드를 사용할 수 있다. 상기 벨트부(106)는 이러한 벨트시트(112)가 2~5장이 적층 상기 트레드부(102)를 보강한다.Steel belt or aramid cord may be used as the belt cords 114 and 116. The belt portion 106 reinforces the tread portion 102 in which two to five sheets of the belt sheet 112 are stacked.

상기 벨트코드(114,116)는 5 ~ 30㎜의 두께를 가지는 스트립을 일정한 진폭을 갖도록 웨이브를 형성하도록 배치된다. 이 때, 트레드부(102)의 하부에 배치되는 센터벨트코드(116)는 60 ~ 150 ㎜를 진폭(도 2에서 b)으로 하고, 숄더부의 하부에 위치하는 숄더벨트코드(114)는 40 ~ 100㎜의 진폭(도 2에서 a)을 가진다. The belt cords 114 and 116 are arranged to form a wave having a constant amplitude in a strip having a thickness of 5 to 30 mm. At this time, the center belt cord 116 disposed below the tread portion 102 has an amplitude of 60 to 150 mm (b in FIG. 2), and the shoulder belt cord 114 positioned below the shoulder portion has a width of 40 to It has an amplitude of 100 mm (a in FIG. 2).

특히, 상기 센터벨트코드(116)의 진폭은 숄더벨트코드(114)의 진폭보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 센터벨트코드(116)와 상기 숄더벨트코드(114)의 파장은 동일하게 형성된다. 상기 센터벨트코드(116)에서 상기 숄더벨트코드(114)를 향항 진폭의 변화는 계단형으로 급격하게 변화시키거나, 점진적으로 작게 할 수 있다. 이때, 상기 센터벨트코드(116)의 진폭은 숄더벨트코드(114)의 진폭의 비는 1보다 크고 1.5보다 작은 것을 특징으로 한다.In particular, the amplitude of the center belt cord 116 is preferably larger than the amplitude of the shoulder belt cord (114). In this case, the wavelength of the center belt cord 116 and the shoulder belt cord 114 is the same. The amplitude change of the center belt cord 116 toward the shoulder belt cord 114 may be rapidly changed in steps or gradually decreased. At this time, the amplitude of the center belt cord 116 is characterized in that the ratio of the amplitude of the shoulder belt cord 114 is greater than 1 and less than 1.5.

본 발명에 따른 공기입 타이어(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성되며, 이하에서는 발명의 내용을 이해하기 위하여 245/40 R18 규격에서 웨이브 벨트를 적용한 시험예를 구체적으로 설명하고자 한다.Pneumatic tire 100 according to the present invention is basically configured as described above, in the following, in order to understand the contents of the present invention will be described in detail the test example applying the wave belt in the 245/40 R18 standard.

표 1은 245/40 R18 타이어에서 종래의 기술에 따른 비교예 1,2와 발명의 기술에 따라 제조한 시험예 1,2의 성능을 비교한 결과이다.Table 1 shows the results of comparing the performance of Comparative Examples 1 and 2 according to the prior art and Test Examples 1 and 2 manufactured according to the present invention in the 245/40 R18 tire.

비교예 1은 두 장의 벨트 플라이를 서로 교차하도록 성형하였고, 그 위에 2장의 나이론 캡플라이를 원주 방향을 따라 나선형으로 감아 벨트를 보강하였다. 비교예 2는 동일한 스틸코드 구조를 갖는 웨이브 벨트를 원주 방향을 따라 나선형으로 감싸주어 벨트를 보강하였다. 여기서 웨이브 진폭은 센터와 숄더 모두 100㎜로 동일하다. In Comparative Example 1, two belt plies were formed to cross each other, and two nylon cap plies were spirally wound along the circumferential direction to reinforce the belt. In Comparative Example 2, the wave belt having the same steel cord structure was spirally wrapped along the circumferential direction to reinforce the belt. Here the wave amplitude is the same for both the center and the shoulder, 100 mm.

.그리고, 시험예 1은 웨이브 벨트는 센터와 숄더의 진폭을 120㎜와 90㎜로 다르게 적용하였다.And, in Test Example 1, the wave belt applied differently to the center and shoulder amplitudes of 120 mm and 90 mm.

웨이브 벨트로 사용된 코드는 3 × 0.30 구조의 스틸코드이며, 10㎜의 폭으로 고무를 입혀 한 쪽의 숄더에서 원주방향으로 90㎜의 웨이브 진폭을 갖도록 웨이브를 가하면서 트레드 센터로 나선형으로 감아나간다. 타이어 원주를 1회 회전하면웨이브 진폭을 3㎜씩 늘여나가서 센터부까지 10회를 회전하게 되어 센터부에서 웨이브 진폭은 120㎜가 되고, 트레드 센터에 도달하면 반대편 숄더를 향해 타이어가 1회전할 때마다 -3㎜씩 웨이브 진폭을 줄여나가게 되고 또 다른 숄더에서도 웨이브 진폭은 90㎜가 된다. 이와 같은 방법을 2회 반복하면 2장의 벨트 플라이를 갖는 래디알 타이어를 제조하게 된다.The cord used for the wave belt is a steel cord with a structure of 3 × 0.30. It is rubberized with a width of 10 mm and spirally wound to the tread center while applying a wave to have a wave amplitude of 90 mm in the circumferential direction from one shoulder. . When the tire circumference is rotated once, the wave amplitude is increased by 3 mm and rotated 10 times to the center part. The wave amplitude is 120 mm at the center part. When the tire reaches one shoulder, the tire rotates toward the opposite shoulder. Each time, the wave amplitude is reduced by -3 mm and the wave amplitude is 90 mm on another shoulder. Repeating this method twice produces a radial tire with two belt plies.

또, 시험예 2는 시험예 1과 동일하지만, 센터와 숄더의 웨이브 진폭이 각각 140㎜와 70㎜로 2배의 진폭차이가 나도록 하였다.In addition, although Test Example 2 is the same as Test Example 1, the amplitude difference of the center and the shoulder was 140 mm and 70 mm, respectively, and the amplitude difference was doubled.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 시험예 1Test Example 1 시험예 2Test Example 2 웨이브- 센터
-숄더Wave-center
Shoulder -
--
- 100㎜
100㎜100 mm
100 mm 120㎜
90㎜120 mm
90 mm 140㎜
70㎜140 mm
70 mm 주행 거리
제품 중량distance driven
Product weight 10만 ㎞
100%100,000 km
100% 10만 ㎞
92%100,000 km
92% 18만 ㎞
92%180,000 km
92% 13만 ㎞
92%130,000 km
92%

실내 드럼주행 내구력을 평가한 결과, 시험예 1은, 나이론 캡플라이를 적용하는 비교예 1및 비교예 2에 비하여 시험예 1은 내구력이 80% 증가하였다. 또, 비교예 2, 시험예 1, 시험예 2는 캡플라이 삭제에 의해 중량이 8% 감소하였다. 센터의 웨이브 진폭을 숄더에 비해 200% 크게 하는 시험예 2는 내구 성능이 비교예 1에 비하여 30% 증가하였으나 시험예 1에 비해 내구력 향상 효과가 크게 적었다.
As a result of evaluating the durability of the indoor drum running, Test Example 1 was 80% increased in durability compared to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 applying the nylon cap fly. In Comparative Example 2, Test Example 1, and Test Example 2, the weight was reduced by 8% due to the cap ply deletion. Test Example 2, which increases the wave amplitude of the center by 200% compared to the shoulder, has a 30% increase in endurance performance compared to Comparative Example 1, but has a significantly less improvement in durability than Test Example 1.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Will be possible.

100: 공기압 타이어 102: 트레드부
104: 인너라이너 106: 벨트부
108: 카카스부 110: 비드부
112: 벨트시트 114: 숄더벨트코드
116: 센터벨트코드100: pneumatic tire 102: tread portion
104: inner liner 106: belt portion
108: carcass part 110: bead part
112: belt seat 114: shoulder belt cord
116: center belt cord

Claims

In the pneumatic tire having a belt portion,
The belt part is made by stacking a plurality of belt sheets,
The belt seat has a center belt cord disposed at the center of the tread width direction, and a shoulder belt cord disposed at both sides of the center belt cord.
The center belt cord and the shoulder belt cord form a wave shape to have an amplitude for a predetermined wavelength,
Pneumatic tire, characterized in that the amplitude of the center belt cord is greater than the amplitude of the shoulder belt cord.

The pneumatic tire according to claim 1, wherein the amplitude of the center belt cord is 1.5 times or less of the amplitude of the shoulder belt cord.