KR20190054642A - 에이펙스보강타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에이펙스의 강도를 효과적으로 보강하면서 동시에 균일성을 확보한 에이펙스보강타이어에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은, 노면에 접촉되는 트레드, 측면을 형성하는 사이드월, 림에 고정시키는 역할을 하는 비드 및 상기 비드의 상부에 적층되는 에이펙스를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 에이펙스는 내부에 프리프레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이펙스 보강 타이어를 제공한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 부피 및 높이를 줄이면서 필요한 강성 및 균일성을 확보하여 회전저항을 낮추고 조종안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

에이펙스보강타이어{Tire with reinforced apex}

본 발명은 에이펙스보강타이어에 관한 것이며, 구체적으로 에이펙스의 강도를 효과적으로 보강하면서 동시에 균일성을 확보한 에이펙스보강타이어에 관한 것이다.

타이어는 가장 외주에 구비되어 노면과 접촉하는 트레드, 측면을 이루는 사이드월, 골격을 이루는 카카스, 타이어와 림을 결합시켜 주는 비드 등으로 구성되고, 상기 비드의 상부에는 비드의 강성을 부여하고 충격을 흡수해 주는 에이펙스가 구비된다.

상기 에이펙스는 타이어의 횡강성을 지지해주는 역할을 하며, 에이펙스의 보강성을 개선하기 위해 에이펙스 고무조성물에 대한 많은 연구개발이 이루어지고 있다.

즉, 에이펙스 고무조성물로서, 등록특허 제10-1673444호와 같이 100중량부에 대하여 폴리카보네이트 5 내지 30 중량부를 포함하는 고무조성물 등이 개발되고 있다.

이러한 고무조성물로 구성된 에이펙스는 중량을 낮춤과 동시에 강성을 증가시켜 핸들링 성능을 개선시키는 효과가 있다.

하지만, 단일 조성물로 이루어진 에이펙스는 그 성능을 개량한다고 해도 어느 정도 성능개선은 이루어질 수 있으나, 원천적인 재료의 특성을 벗어나기는 어려워 획기적인 성능개량을 기대할 수는 없다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것이며, 부피를 감소시키면서도 필요한 강성을 확보하고, 또한 충격흡수력을 유지할 수 있는 에이펙스를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 노면에 접촉되는 트레드, 측면을 형성하는 사이드월, 림에 고정시키는 역할을 하는 비드 및 상기 비드의 상부에 적층되는 에이펙스를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 에이펙스는 내부에 프리프레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이펙스 보강 타이어를 제공한다.

상기 프리프레그는 상기 에이펙스 내부에서 압출되어 함께 성형되는 것이 바람직하다.

상기 에이펙스는 타이어 안쪽의 내부에이펙스와 타이어 바깥쪽의 외부에이펙스로 분리되어 구비되며, 상기 프리프레그는 상기 내부에이펙스와 외부에이펙스의 사이에 삽입될 수 있다.

본 발명에 의하면, 부피 및 높이를 줄이면서 필요한 강성 및 균일성을 확보하여 회전저항을 낮추고 조종안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 에이펙스의 구조를 나타내는 단면도;
도 2 및 도 3은 에이펙스의 다른 실시예를 나타내는 예시도;
도 4는 내부에이펙스 및 외부에이펙스 및 프리프레그의 결합을 나타내는 분리사시도;
도 5는 내부에이펙스 및 외부에이펙스 및 프리프레그의 결합을 나타내는 단면도.

본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 에이펙스 보강 타이어는 트레드(11), 벨트(12), 카카스(13), 이너라이너(14), 사이드월(15), 비드(16), 에이펙스(17)를 포함하여 구성된다.

상기 트레드(11)는 가장 외주변에 구비되어 지면과 접촉하는 부분으로 자동차의 구동력과 제동력을 전달하는 역할을 한다.

상기 카카스(13)는 타이어의 골격을 이루며, 하중지지 및 조종안정성에 중요한 역할을 한다.

상기 벨트(12)는 타이어의 트레드와 카카스 사이에 위치하며, 카카스 및 트레드를 강하게 잡아주어 타이어의 탄성을 높이고 안정성을 갖게 한다.

상기 이너라이너(14)는 타이어의 공기 유출을 방지하는 역할을 한다.

상기 사이드월(15)은 타이어의 측면 부분으로 카카스를 외부의 충격으로부터 보호하는 고무층이다. 또한, 사이드월에는 상표명, 사이즈 등이 인쇄되어진다.

상기 비드(16)는 스틸와이어 다발로 구성되며, 타이어와 림이 결합되는 부분이다.

상기 비드(16)의 상부에는 에이펙스(17)가 구비된다. 상기 에이펙스(17)는 비드 자체의 강성을 지지하고 충격을 흡수하여 안정적인 승차감을 제공하는데 중요한 역할을 한다. 즉, 에이펙스(17)는 타이어의 비드부 위에 설계된 내면부분으로서, 주행 중 비드부에 충격을 흡수하고, 승차감 및 조종안정성에 큰 영향을 미치며, 에이펙스의 성능을 좌우하는 인자로서, 높이, 강성, 부피 등이 중요하다.

이와 같은 에이펙스는, 차량으로부터 하중을 직접적으로 지지하고 있어 가혹한 하중 조건에서 주행 시 스탠딩 웨이브를 억제하여 고속 내구성의 확보 및 조종안정성을 높이기 위해 강성을 높여야 한다.

하지만, 무조건적으로 강성을 높이도록 설계하면, 주행 시 굴신영역에 에이펙스가 포함되어 회전저항이 높아지게 되고 에이펙스 끝단에 응력집중이 발생하여 Separation이 발생하기도 한다.

본 실시예에 있어서, 상기 에이펙스(17)는 내부에 프리프레그(18)를 포함한다. 상기 프리프레그(18)는 강화섬유기재에 열가소성 또는 열경화성 수지가 합침된 것으로서, 연속한 강화섬유를 한 방향으로 배열시키거나 직물가공시킨 강화섬유기재에 수지를 합침하여 제조하게 된다. 상기 강화섬유는 단방향 탄소섬유로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 프리프레그(18)는 얇은 한 층으로 이루어진 판이 도우넛 형태로 원주상에 원형으로 성형될 수 있다.

즉, 본 실시예에 의한 에이펙스(17)는 이종의 소재로 이루어지며, 고무재질로 에이펙스(17)의 외관이 형성되며, 내부에 프리프레그(18)가 삽입된 형태로 구비된다.

상기 에이펙스(17)는 압출시 일정 형상의 프리프레그를 고무 원료에 넣어 압출시킴으로써 제조될 수 있다.

고무 재질의 에이펙스 내부에 프리프레그가 삽입되어 형성됨으로써 고무 일종으로 제조되었을 때에 비해 강성이 획기적으로 증가될 수 있으며, 동시에, 고무 특유의 충격흡수효과도 그대로 유지되어 일종의 재질로는 얻을 수 없는 독특한 효과를 낼 수 있다.

한편, 상기 프리프레그(18)는 강화섬유가 일렬로 배열되어 있어 설치되는 각도에 따라 강도가 변화된다. 프리프레그(18)에 의해 높은 강성을 확보하기 위해서는 프리프레그(18)가 카카스(바디플라이)와 평행한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 프리프레그는 에이펙스 내부에서 최대강성을 확보할 수 있으며, 기존 에이펙스보다 부피를 감소시켜 열방출이 용이한 형태로 제작이 가능하다.

그리고, 상기 프리프레그는 단방향 탄소섬유로 이루어지는 것이 바람직하며, 탄소섬유의 축방향은 상기 카카스의 코드방향과 일치하게 삽입되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의하여 적은 부피로도 강성확보가 용이해진다.

도 2를 참조하면, 타이어가 더욱 큰 하중을 받는 경우 상기 프리프레그는 2개 이상이 삽입되어 높은 강성을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 사용환경에 따라 타이어의 강성을 변화시킬 수 있으므로 일률적인 성능에서 벗어나 필요에 따라 다양한 성능을 나타내도록 제작할 수 있어 활용성이 매우 높아진다.

도 3을 참조하면, 에이펙스 압출시 상기 프리프레그를 비드(16)에서 일정거리(d) 이격되어 고무조성물 내부에 위치하도록 압출할 수 있다. 이러한 실시예는 타이어가 받는 하중이 크지 않고 밸런스 확보가 중요한 경우에 충격흡수 및 균일성 확보에 효과적인 구성이 된다.

다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 에이펙스는 내부에이펙스(27), 외부에이펙스(37) 및 프리프레그(18)로 분리되어 구성된다. 이때, 상기 프리프레그(18)는 내부에이펙스 및 외부에이펙스의 사이에 삽입된다. 상기 내부에이펙스(27) 또는 외부에이펙스(37)에는 삽입홈이 형성되어 상기 프리프레그를 용이하게 삽입시켜 조립할 수 있다. 또한, 상기 에이펙스는 카카스(바디플라이)에 의해 감싸질 수 있다. 상기 도 4는 원형인 내부에이펙스(27), 외부에이펙스(37) 및 프리프레그(18)의 일부를 절단한 분리사시도이다.

본 발명에 의한 에이펙스는 종래 에이펙스보다 부피가 감소하여 열방출이 쉬운 형태이므로 회전저항에도 유리한 형태로 배치될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

11: 트레드
12: 벨트
13: 카카스
14: 인너라이너
15: 사이드월
16: 비드부
17: 에이펙스
18: 프리프레그
27 : 내부에이펙스
37 : 외부에이펙스

Claims (3)

1. 노면에 접촉되는 트레드, 측면을 형성하는 사이드월, 림에 고정시키는 역할을 하는 비드 및 상기 비드의 상부에 적층되는 에이펙스를 포함하는 타이어에 있어서,
   상기 에이펙스는 내부에 프리프레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이펙스 보강 타이어.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 프리프레그는 상기 에이펙스 내부에서 압출되어 함께 성형되는 것을 특징으로 하는 에이펙스 보강 타이어.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 에이펙스는 타이어 안쪽의 내부에이펙스와 타이어 바깥쪽의 외부에이펙스로 분리되어 구비되며, 상기 프리프레그는 상기 내부에이펙스와 외부에이펙스의 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 에이펙스 보강 타이어.

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