KR20190056591A - 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비드부의 림 쿠션에 에어셀을 형성하여 압력을 완화하고 변형을 줄여 비드부 내구성을 향상시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.
본 발명에 의한 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어는 사이드 월과 연결된 비드부를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 림 플랜지와 접하는 상기 비드부의 비드 힐 부분에는 일정 깊이의 홈으로 된 복수의 에어 셀이 형성된다.
본 발명의 구성에 의하면, 공기압에 의한 압력 및 차량 주행중 타이어의 굴신운동에 따른 차량 하중에 의한 반복적인 플랜지 부위의 압력을 완화하고 이에 따른 변형을 줄임으로써, 전체적으로 타이어 비드부의 내구성을 개선하게 되는 효과가 있다.

Description

비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어{Pneumatic Tire with Improved Bead Durability}

본 발명은 비드부의 비드 힐에 에어셀을 형성하여 압력을 완화하고 변형을 줄여 비드부 내구성을 향상시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 자동차를 구성하는 부품중의 하나로 노면에 직접 접촉한다. 타이어 내부의 공기는 스프링과 같은 완충작용을 하여 노면의 요철에 의해 생기는 충격을 흡수함으로써 승차감을 한층 높여준다.

이러한 타이어는 노면과 접촉하는 고무층인 트레드(Tread), 상기 트레드와 연결되어 있고 타이어의 측면을 이루는 사이드월(Side wall), 상기 사이드월과 연결되어 있고 차량의 림(Rim) 고정되는 비드(Bead)부, 타이어의 내부에 설치되어 상기 사이드월의 굴신운동에 대한 내피로성이 강하면서 골격을 형성하는 카카스(Carcass), 그리고 트레드와 카카스 사이에 배치되어 상기 카카스를 보호하고 상기 트레드 표면의 강성을 향상 시키는 벨트를 포함한다.

상기 비드부는 도 1에 도시한 바와 같이, 원 또는 사각형 모양의 비드 와이어가 적층되어 비드 코어를 형성하고, 스틸 채퍼와 나일론 채파가 비드 코어를 감싼다. 그리고 그 위를 고무로 덮어 강성을 유지하는 구조로 되어 있다.

이와 같은 비드부(20)는 타이어를 림(10)에 정착시키는 역할을 하고 공기누출을 방지하며, 림 베이스(11)와 접하는 비드 베이스(21), 비드 베이스(21)와 연결되어 있고 림 플랜지(12)에 접하는 비드 힐(22)을 포함한다. 그러나, 림(10)의 림 플랜지(12)에 닿는 비드부(20) 부분에 응력이 집중되어 그 부분이 파손되는 문제가 발생하였다. 상기 파손에 의하여 비드부(20)의 내구성이 저하되어 림(10)에서 이탈하는 문제가 발생하였다.

이러한 문제를 해결하고자, 비드부가 응력집중에 의해 찌어지는 것을 방지하는 한국공개특허 제2013-0068444호, 림에 장착된 타이어의 비드부가 미끄러지는 현상을 방지하기 위한 한국공개특허 제2007-0055134호, 비드 플랜지와 림 플랜지 간의 접촉압력을 줄이기 위한 한국공개특허 제2014-0073332호 등이 개시되어 있다.

또한, 림 플랜지 내측면과 접하는 비드부에 양각의 돌출부 및 음각의 함몰부를 구비한 비드부 곡면을 포함하고, 림에도 비드부 곡면과 맞물리어 체결가능한 림 곡면을 포함한 공기입 타이어가 개시되어 있지만, 이러한 공기입 타이어는 타이어 플랜지부의 돌출부와 림과의 체결을 위해 림의 변형작업이 불가피하며, 림과 취부시에 돌출부와 림의 홈을 정확히 체결해야 하는 번거로운 현실적인 문제가 발생하고, 취부 과정 또한 장시간 주행 중에 타이어 돌출부의 변형 또는 뜯김과 같은 문제를 야기할 수 있다.

또한, 트레드와 트레드 양측의 사이드 월 및 사이드 월 양단에 비드부가 구성되고, 비드부의 외면에 험프 스트립을 설치하며, 림과 접촉하게 되는 험프 스트립의 외측면에 타이어의 원주방향의 환형 돌출부를 설치한 자동차용 타이어가 개시되어 있지만, 이는 비드 플랜지부의 변형을 가늠해 볼 수 있는 기능만 가능할 뿐, 궁극적으로 비드 플랜지와 림의 접촉에 의한 변형 및 크랙 발생 방지 역할을 수행할 수 없고, 비드 플랜지의 돌출부에 의한 림과의 접촉면에서 공간을 발생시켜 공기 누출의 우려가 있다는 문제점이 있다.

공기입 타이어는 타이어와 림의 체결에 의해서 주입된 공기가 밖으로 유출되지 않음으로써, 타이어의 본래 기능을 발휘할 수 있다. 높은 공기압을 유지한 채, 공기를 타이어 내부 공간에 보관하기 위해서는 림과 접촉되는 타이어 비드의 플랜지부에 압력이 집중되고 이에 따라 변형 발생 가능성을 감수해야 한다. 트럭이나 버스 타이어와 같이 승용차용 타이어에 비해 고하중, 고공기압 조건에 사용되는 경우에는 타이어의 림 접촉부인 플랜지부에 크랙이나 찢김 등의 발생 가능성이 매우 높다. 따라서 스틸 소재인 림과 접촉하는 고무 소재인 타이어 비드 플랜지부에 높은 압력을 완화할 수 있고 이에 따른 변형을 줄일 수 있는 기술이 필요하다.

본 발명은 공기입 타이어에서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 공기압에 의한 압력 및 차량 주행중 타이어의 굴신운동에 따른 차량 하중에 의한 반복적인 플랜지 부위의 압력을 완화하고 이에 따른 변형을 줄이는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어는 사이드 월과 연결된 비드부를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 림 플랜지와 접하는 상기 비드부의 비드 힐 부분에는 일정 깊이의 홈으로 된 복수의 에어 셀이 형성된다.

에어 셀은 반구 형상의 홈으로 형성된다. 에어 셀은 반타원구 형상의 홈으로 형성될 수 있다. 반구 형상의 홈과 반타원구 형상의 홈의 입구 가장자리는 라운딩되어 있는 것이 바람직하다. 에어 셀의 반경은 0.5mm~ 1.5mm인 것이 바람직하다.

에어 셀은 비드 힐의 원주방향 전체에 일정한 간격으로 형성된다. 비드 힐의 원주방향으로 인접하는 에어 셀의 간격은 2~6mm 인 것이 바람직하다. 비드 힐의 원주방향으로 형성된 복수의 에어 셀에 의해 형성된 띠의 폭은 15~20mm 인 것이 바람직하다.

에어 셀은 비드 힐의 원주방향으로 배열되어 줄을 이루며, 이 줄은 비드 휠의 폭 방향으로 복수의 줄을 이루고 있다. 인접하는 줄 사이의 간격은 1~3mm로 되어 있는 것이 바람직하다. 인접하는 줄에 형성된 에어 셀은 서로 어긋나게 배열되어 있다.

본 발명에 의한 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어에 의하면, 비드 힐에 형성된 에어 셀에 의해 림 플랜지와 비드 힐의 면접촉이 사방으로 연결된 선접촉화되어 압력 분산 효과가 있고, 에어셀은 사방으로 폐쇄되어 있기 때문에 에어 셀에 보관된 공기는 림으로부터 가해지는 압력지지 역할을 수행하는 효과가 있다.

또한, 비드부의 어느 한 지점에서 크랙 또는 찢김이 발생하여도 에어 셀이 크랙 및 찢김의 성장을 지연시킬 수 있고, 타이어가 굴신운동을 할 때에 발생하는 림과 타이어 플랜지부에서의 전단력에 의한 슬립을 억제할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 타이어 제조용 몰드의 플랜지 부위의 표면 처리만 기존과 다르게 하는 것 외에 본 발명의 실행을 위한 기타 복잡한 제조공정을 추가하지 않아도 되는 장점이 있다. 즉, 상용되는 림에 요철 처리 등의 별도 가공 또는 변형을 요하지 않는다.

이러한 효과와 함께 본 발명은 공기압에 의한 압력 및 차량 주행중 타이어의 굴신운동에 따른 차량 하중에 의한 반복적인 플랜지 부위의 압력을 완화하고 이에 따른 변형을 줄임으로써, 전체적으로 타이어 비드부의 내구성을 개선하게 된다.

도 1은 종래 타이어의 비드부를 나타내는 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어의 사이드 월 측면도 및 비드 힐 부분의 일부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 2의 비드 힐 부분의 단면 상세도이다.
도 4는 도 2의 비드 힐과 림 플랜지의 밀착 상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

본 발명이 적용된 중하중용 타이어는 노면와 접촉하는 고무층인 트레드(Tread), 트레드와 연결되어 있고 타이어의 측면을 이루는 사이드 월(Side wall), 사이드 월과 연결되어 있고 차량의 림(Rim)에 고정되는 비드(Bead)부, 타이어의 내부에 설치되어 사이드 월의 굴신운동에 대한 내피로성이 강하면서 골격을 형성하는 카카스(Carcass), 그리고 트레드와 카카스 사이에 배치되어 카카스를 보호하고 트레드 표면의 강성을 향상시키는 벨트를 포함한다. 이하에서는 사이드 월의 단부에 설치된 비드부의 비드 베이스 및 비드 힐(도 1 참조) 외에 타이어를 구성하는 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어의 사이드 월 측면도 및 비드 힐 부분의 일부를 나타내는 확대도이고, 도 3은 도 2의 비드 힐 부분의 단면 상세도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 비드부(100)는 사이드 월(50)의 단부에 연결되어 있으며, 비드 베이스(110)와 비드 힐(120)을 포함한다.

비드 베이스(110)는 림의 림 베이스와 접하며, 비드 힐(120)은 비드 베이스(110)와 연결되어 있고 림의 림 플랜지에 접한다.

비드 힐(120) 부분에는 일정 깊이의 홈으로 된 복수의 에어 셀(121)이 형성된다. 에어 셀(121)은 작은 미세 홈으로서 반구형상의 홈으로 되어 있다. 에어 셀(121)은 반구 형상 외에 반타원구 형상의 홈으로 되어 있을 수도 있다. 반구 형상의 홈과 반타원구 형상의 홈의 입구 가장자리는 라운딩되어 있는 것이 바람직하다.

에어 셀은 각형(삼각형, 사각형, 오각형 등)의 홈으로 형성될 수도 있고 사다리꼴 형상의 홈으로 형성될 수도 있다.

반구 형상의 홈으로 된 에어 셀(121)의 반경(R)은 0.5mm~ 1.5mm으로 형성되는 것이 바람직하다. 반타원구 형상의 홈이나 각형의 홈이나 사다리꼴 형상의 홈의 깊이는 0.5~1.5mm로 하는 것이 바람직하다.

에어 셀(121)은 비드 힐(120)의 원주방향 전체에 일정한 간격으로 형성된다. 비드 힐(120)의 원주방향으로 인접하는 에어 셀의 간격(C1)은 2~6mm 인 것이 바람직하다. 비드 힐(120)의 원주방향으로 형성된 복수의 에어 셀에 의해 형성된 띠의 폭(W)은 15~20mm 인 것이 바람직하다.

비드 힐(120)의 원주방향으로 복수의 에어 셀(121)이 배열되어 줄을 이루며, 이 줄은 비드 휠(120) 폭 방향으로 복수의 줄을 이루고 있다. 인접하는 줄 사이의 간격(C2)은 1~3mm로 되어 있는 것이 바람직하다. 인접하는 줄에 형성된 에어 셀은 서로 어긋나게 배열되어 있다.

도 4는 도 2의 비드 힐과 림 플랜지의 밀착 상태도이다. 도시한 바와 같이 비드 휠(120)이 림 플랜지(60)에 밀착하게 되면, 비드 힐(120)에 형성된 에어 셀(121)에 의해 림 플랜지(60)와 비드 힐(120)의 면접촉이 사방으로 연결된 선접촉화되어 압력을 분산하게 되고, 에어 셀(121)은 사방으로 폐쇄되어 있기 때문에 에어 셀(121)에 보관된 공기는 림으로부터 가해지는 압력지지 역할을 하게 된다.

그리고, 비드부(100)의 어느 한 지점에서 크랙 또는 찢김이 발생하여도 에어 셀(121)이 크랙 및 찢김의 성장을 지연시킬 수 있고, 타이어가 굴신운동을 할 때에 발생하는 림과 타이어 플랜지부에서의 전단력에 의한 슬립을 억제할 수 있게 된다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

50 : 사이드 월 60 : 림 플랜지
100 : 비드부 110 : 비드 베이스
120 : 비드 힐 121 : 에어 셀

Claims (10)

1. 사이드 월과 연결된 비드부를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,
   림 플랜지와 접하는 상기 비드부의 비드 힐 부분에는 일정 깊이의 홈으로 된 복수의 에어 셀이 형성된 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어 셀은 반구 형상의 홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 반구 형상의 홈의 입구 가장자리는 라운딩되어 있는 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어 셀의 반경은 0.5mm~ 1.5mm인 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어 셀은 상기 비드 힐의 원주방향 전체에 일정한 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 비드 힐의 원주방향으로 인접하는 에어 셀의 간격은 2~6mm 인 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 비드 힐의 원주방향으로 형성된 복수의 에어 셀에 의해 형성된 띠의 폭은 15~20mm 인 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 에어 셀은 상기 비드 힐의 원주방향으로 배열되어 줄을 이루며, 이 줄은 상기 비드 휠의 폭 방향으로 복수의 줄을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 인접하는 줄 사이의 간격은 1~3mm로 되어 있는 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 인접하는 줄에 형성된 에어 셀은 서로 어긋나게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 비드부 내구성이 향상된 공기입 타이어.

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