KR20150057630A - 이중 h-형강 단면 구조를 갖는 비드 코어를 포함하는 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 H-형강(H-beam) 형상이 십자모양으로 교차된 이중 H-형강(double H-beam) 단면 구조를 갖는 비드 코어를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의한 비드 코어는 타이어에 작용하는 여러 방향의 외력을 지탱할 수 있는 내구성이 우수하고, 간단한 공정으로 제작이 가능하다. 또한, 비드 코어의 양 끝단이 존재하지 않아 끝단 처리가 불필요할 뿐 아니라 토핑 고무 인슐레이션(insulation) 작업 및 와인딩 작업 등 추가 작업 공정이 불필요하다. 상기 비드 코어를 포함하는 비드부 단면은 완전한 원형 구조 형상을 가지기 때문에 비드커버 와인딩, 비드 필러 부착 및/또는 카카스 코드 턴업(turn-up)이 용이하다.

Description

이중 H-형강 단면 구조를 갖는 비드 코어를 포함하는 공기입 타이어{Pneumatic tire comprising bead core having double H-beam section structure}

본 발명은 이중 H-형강(double H-beam) 단면 구조를 갖는 비드 코어를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비드 코어의 단면이 이중 H-형강 구조로서, 타이어에 작용하는 여러 방향의 외력을 지탱할 수 있는 내구성이 우수한 공기입 타이어 및 상기 비드 코어를 포함하는 비드부의 제조방법에 관한 것이다.

공기입 래디얼 타이어에 있어서 비드(bead)부는 타이어가 림(rim)과 접촉하고 있는 부위로서, 타이어를 림에 고정시켜주며 타이어에 부가된 하중을 지지하고 제동시 토크를 전달하는 역할을 한다. 기존의 비드부는 중심에 설치된 다수의 비드 코어 와이어로 구성된 비드 코어와 비드 코어의 주위를 감싼 경질의 고무와 합성인장 고무로 구성되어 있다. 이러한 비드 코어는 림과 취부될 수 있도록 뼈대 역할을 하는데 비드 코어는 주행 중의 대부분의 하중을 지탱해야 할 뿐 아니라 타이어 구조 내부에서는 많은 반제품들이 집중되어 있는 비드부의 중심축 역할을 하기 때문에 외부의 종력, 횡력, 비틀림 등의 힘을 견딜 수 있는 내구성이 요구된다.

도 1 은 종래기술에 의한 비드부를 포함하는 타이어의 단면도이다. 도 1을 참고하면, 현재 상용되는 공기입 타이어 구조는 트레드(1)와 사이드월(2) 및 비드부(3)로 구성되고, 비드부(3)는 비드 코어(31)와 비드 코어(31)에 결합되는 비드 필러(32) 및 비드 필러(32)를 감싸는 카카스(4)와 카카스(4)의 외측을 감싸는 채퍼(5)로 구성되며, 상기 비드 코어(31)는 단면이 육각 형상인 것을 특징으로 한다.

도 1에 의한 비드 코어(31) 구조는 한가닥의 와이어를 적층하기 때문에 와이어와 와이어간 결합력 등의 부족으로 인해 비드 코어(31)가 원래의 구조를 유지하지 못하고 무너지는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 한 가닥의 와이어로 비드 코어(31)를 형성하기 때문에 와이어의 시작과 끝단의 처리가 애매하며 구조적으로 견고하지 못하다. 비드 코어(31)를 제작하는 과정에서도 와이어간 결합을 위해 별도의 토핑 고무를 입혀야하고, 일정한 비드 포머에서 와인딩(winding)을 반복하기 때문에 수행하여야 하는 공정이 많다. 이와 같이 기존의 비드 와이어 적층을 통한 비드 코어(31)의 구성은 내구성이나 형상 유지, 제조성 등에서 많은 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 하나의 목적은 차량의 하중에 의한 횡력, 종력, 비틀림 등 여러 방향의 힘을 지탱할 수 있는 구조적 내구성이 우수한 비드 코어를 포함하는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비드 코어 와이어의 시작과 끝단 처리가 불필요하고, 와이어간 결합을 위한 토핑 고무 처리 및 와인딩 작업이 불필요하여 제작 공정이 간단하고 비용을 절감할 수 있는 비드부의 제조방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,

트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되고, 비드부는 비드 코어와 비드 코어에 결합되는 비드 필러 및 비드 필러를 감싸는 카카스와 카카스의 외측을 감싸는 채퍼로 구성된 공기입 타이어로서, 상기 비드 코어는 두 개의 H-형강(H-beam) 형상이 십자모양으로 교차된 이중 H-형강(double H-beam) 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,

두 개의 H-형강 형상이 십자모양으로 교차된 이중 H-형강 단면 구조를 갖는 비드 코어를 주조 방식에 의해 제조하는 단계; 및 상기 비드 코어에 비드 필러를 채우고 선경화하는 단계를 포함하는 비드부의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 비드 코어는 단면이 횡력, 종력, 비틀림 등의 여러 방향의 힘을 지탱가능할 수 있는 이중 H-형강 구조이기 때문에 차체 및 적재물의 큰 하중에 의한 여러 방향의 외력을 지탱하기 위한 내구성이 우수하고, 간단한 공정으로 제작이 가능하다. 또한, 비드 코어의 양 끝단이 존재하지 않아 끝단 처리가 불필요할 뿐 아니라 토핑 고무 인슐레이션(insulation) 작업 및 와인딩 작업 등 추가의 작업 공정이 불필요하다. 상기 비드 코어를 포함하는 비드부는 원통형 구조 형상을 가지기 때문에 비드커버 와인딩, 비드 필러 부착 및/또는 카카스 코드 턴업(turn-up)이 용이하다.

도 1은 종래기술에 의한 비드부를 포함하는 타이어의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 비드부를 포함하는 타이어의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 이중 H-형강 구조 단면을 갖는 비드 코어의 일부사시도이다.

이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 비드부를 포함하는 타이어의 단면도이다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 일구현예에 의한 타이어는 트레드(10)와 사이드월(20) 및 비드부(30)로 구성되고, 비드부(30)는 비드 코어(300)와 비드 코어(300)에 결합되는 비드 필러(310) 및 비드 필러(310)를 감싸는 카카스(40)와 카카스(40)의 외측을 감싸는 채퍼(50)로 구성되며, 상기 비드 코어(300)는 단면이 이중 H-형강 구조인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 비드 코어(300)는 구조적으로 견고한 H-형강 구조의 단면을 가지는데, 본 발명에서 H-형강(H-型鋼) 구조는 H자 모양의 형강 구조를 의미한다. 이러한 H-형 단면은 횡력, 종력, 비틀림 등의 여러 방향의 힘을 지탱할 수 있도록 구조적으로 견고한 특성을 갖는다. 본 발명에 의한 비드 코어(300)는 이러한 H-형강 구조 두 개가 십자모양으로 교차된 형태이기 때문에 타이어에 작용하는 여러 방향의 외력을 지탱하기 위한 내구성이 우수하다.

도 2에 의하면, 상기 H-형강 구조의 단면은 H형 중앙의 가로봉에 해당하는 웨브(web)(301) 및 양쪽의 세로봉에 해당하는 플랜지(flange)(302)로 구성된다. 특히, 본 발명에 의한　H-형강 구조는 상기 플랜지(302)의 두께와 웨브(301)의 두께가 일정하고, 플랜지(302)는 원주방향으로 양 끝단이 만곡진 형태이다. 본 발명에서 상기 웨브(301) 및 플랜지(302)의 두께(w)는 1.5 내지 5mm인 것이 바람직하다. 상기 두께(w)가 1.5mm 미만인 경우 타이어에 작용하는 큰 하중에 의한 외력을 지탱하기 어렵고, 5mm를 초과하는 경우 비드 코어부의 중량이 증가되어 연비 성능을 저하시킨다.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 이중 H-형강 구조 단면을 갖는 비드 코어를 주조 방식으로 제작한 비드 코어의 일부사시도이다. 본 발명에서 주조 방식은 탄소강 또는 스테인레스강 등의 금속 재료를 융점보다 높은 온도에서 가열하여 액체로 만들어 형(型)에 부어 굳히는 가공 방법을 의미한다.

보다 상세하게, 본 발명에 의한 비드부를 제조하기 위해서 먼저 주조 방식에 의해 이중 H-형강 구조 단면을 갖는 원통형의 비드 코어(300)를 제작한다. 이와 같이 제조된 비드 코어(300)는 기존의 비드 코어와 달리 비드 코어의 양 끝단이 존재하지 않아 끝단 처리가 불필요할 뿐 아니라 토핑 고무 인슐레이션 작업 및 와인딩 작업 등 추가 작업 공정이 불필요한 장점이 있다.

이어서 제조된 비드 코어에 비드 필러(310)를 채우고 선경화(procure)를 실시하여 비드부(30)를 완성한다. 상기 플랜지(302)가 원주방향으로 양 끝단이 만곡진 형태이기 때문에, 비드부(30)에 비드 필러(310)를 채우게 되면 도 2에 도시된 바와 같이 단면이 원형 구조인 비드부(30) 형상이 된다. 이와 같이 제조된 비드부(30)의 단면은 완전한 원형 구조이기 때문에 비드커버 와인딩 작업, 비드 필러 부착 및/또는 카카스 턴업 공정에 용이하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 구조를 다양하게 변경하고 변형할 수 있다는 사실은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.

1, 10: 트레드 2, 20: 사이드월
3, 30: 비드부 4, 40: 카카스
5, 50: 채퍼 31, 300: 비드 코어
32, 310: 비드 필러 301: 웨브(web)
302: 플랜지(flange)

Claims (9)

1. 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되고, 비드부는 비드 코어와 비드 코어에 결합되는 비드 필러 및 비드 필러를 감싸는 카카스와 카카스의 외측을 감싸는 채퍼로 구성된 공기입 타이어로서, 상기 비드 코어는 두 개의 H-형강(H-beam) 형상이 십자모양으로 교차된 이중 H-형강(double H-beam) 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 H-형강 단면 구조는 중앙의 가로봉에 해당하는 웨브(web) 및 양쪽의 세로봉에 해당하는 플랜지(flange)로 구성되고, 상기 플랜지의 두께와 웨브의 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 플랜지는 양 끝단이 만곡진 형태인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
4. 제2항에 있어서, 상기 플랜지 및 웨브의 두께(w)는 1.5 내지 5 mm인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
5. 제1항에 있어서, 상기 비드부의 단면은 원형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 비드 코어는 탄소강 또는 스테인레스강으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
7. 두 개의 H-형강 형상이 십자모양으로 교차된 이중 H-형강 단면 구조를 갖는 비드 코어를 주조 방식에 의해 제조하는 단계; 및 상기 비드 코어에 비드 필러를 채우고 선경화하는 단계를 포함하는 비드부의 제조방법.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 H-형강 단면 구조는 중앙의 가로봉에 해당하는 웨브 및 양쪽의 세로봉에 해당하는 플랜지로 구성되고, 상기 플랜지의 두께와 웨브의 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 비드부의 제조방법.
   
9. 제 8항에 있어서, 상기 플랜지는 양 끝단이 만곡진 형태인 것을 특징으로 하는 비드부의 제조방법.

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