KR20210072568A - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 림과 결합될 수 있는 공기입 타이어에 있어서, 상기 공기입 타이어가 상기 림으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 비드; 상기 비드에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 에이펙스; 상기 비드 및 상기 에이펙스의 일부를 둘러싸도록 연장 형성되는 카카스; 및 상기 에이펙스의 일부를 커버할 수 있는 스트립을 포함하고, 상기 카카스의 상기 비드 및 상기 에이펙스를 둘러싼 일측은 상기 에이펙스 주위에 위치하는, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

Description

공기입 타이어 {PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어에 대한 발명이다.

일반적으로 타이어의 성형공정은 반제품 제조 공정을 거쳐 완성된 카카스, 비드, 트레드 등 타이어를 구성하는 요소들을 성형기 드럼에 순차적으로 붙여 원통형의 고무복합체로 만드는 과정을 포함한다. 이러한 성형공정은 완제품의 품질을 좌우할 만큼 타이어 생산에 있어 가장 핵심적인 공정으로 알려져 있다.

이러한 타이어 성형공정에서는 각각의 반제품을 조합하여 가류 전단계인 그린케이스를 성형하는 공정을 거치게 된다. 이때, 타이어를 성형하는 방식은 SOT(side over tread) 방식과 TOS(tread over side) 방식이 있다. SOT 방식은 타이어 제조시 타이어의 측면인 사이드월(Sidewall)이 지면과 직접 닿아 차량을 구동시키는 트레드(tread)의 끝단을 덮도록 하는 성형방식이고, TOS 방식은 SOT방식과 반대로 사이드월이 트레드의 끝단을 덮지 않고 타이어 내부로 들어가도록 성형하는 방식이다.

한편, 타이어의 요구 성능에 따라 타이어의 뼈대라고 할 수 있는 카카스의 구조가 달라지게 된다. 기본적으로 카카스 1장이 들어가는 1플라이(1Ply) 구조에서 좀 더 높은 하중이 필요할 경우에는 카카스 2장이 들어가는 2플라이(2Ply) 구조까지 적용되고 있다. 같은 플라이 구조라도 카카스 끝단이 비드부를 감싸는 양에 따라 타이어의 성능이 달라지게 된다.

또한, 동일 구조라도 카카스 끝단이 비드부를 감싸는 양에 따라 타이어의 허용 하중이 달라지는데, 보통 카카스 끝단이 비드부 부근의 낮은 위치에 있을 때 로우 턴업(LOW TURN UP), 타이어 측면의 중간위치에 있을 경우 미들 턴업(MIDDLE TURN UP), 높은 높이에 끝단이 위치해 있을 경우 하이 턴업(HIGH TURN UP)이라고 하며, 카카스의 끝단이 벨트부의 끝단에 위치하는 경우는 SEMI-SINGLE 구조라고 부른다.

다만, 타이어 성형 시 SOT 방식에 1장의 카카스를 적용할 때 문제가 발생한다. 특히, 비드의 끝단에 스트립 고무를 부착하면 스트립 고무의 강성이 약해 스트립 고무가 웨이빙(Waving)될 수 있으며, 이로 인하여 위치별로 스트립의 게이지가 차이나게 된다. 이는 타이어 세파 및 외관손상을 발생시킬 수 있다. 따라서, SOT 방식으로 1장의 카카스를 적용하여 타이어를 성형할 때, 스트립 고무를 이용하여 비드를 보강할 수 있는 방법의 필요성이 있다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, SOT 방식으로 타이어를 성형하여 비드부의 파단을 줄이며, 타이어의 내구성을 높일 수 있는 공기입 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 림과 결합될 수 있는 공기입 타이어에 있어서, 상기 공기입 타이어가 상기 림으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 비드; 상기 비드에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 에이펙스; 상기 비드 및 상기 에이펙스의 일부를 둘러싸도록 연장 형성되는 카카스; 및 상기 에이펙스의 일부를 커버할 수 있는 스트립을 포함하고, 상기 카카스의 상기 비드 및 상기 에이펙스를 둘러싼 일측은 상기 에이펙스 주위에 위치하는, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 스트립의 일측은 상기 에이펙스의 축 방향 외측 둘레의 일부를 커버하며, 상기 카카스의 일측과 연결되며, 상기 스트립의 일측이 상기 카카스의 일측과 연결되는 부분은 상기 에이펙스의 반경 방향 외측 끝단보다 반경 방향 내측에 위치하는, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

또한, 트레드를 더 포함하고, 상기 스트립의 일측은 상기 카카스와 상기 트레드 사이에 개재됨으로써, 상기 카카스와 상기 트레드를 연결시키는, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 스트립은 상기 카카스의 일측 단부로부터 상기 트레드 측으로 연장되며, 상기 스트립의 일부는 축 방향으로 휘어진 형상을 가지는, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, SOT 방식으로 타이어를 성형하여 비드부의 파단을 줄이며, 타이어의 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어를 반경 방향과 나란한면을 따라 절단한 개략 부분 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지', '결합'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지, 결합될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

한편, 이하에서 서술하는 '반경 방향(Radial direction)'은 타이어의 반경 방향 및 도 1에서 상하방향을 의미하고, '축 방향(Axial direction)'은 반경 방향과 직교하고 타이어의 회전축과 평행한 방향 및 도 1에서 좌우방향을 의미한다. 따라서, 도 1에서 반경 방향 외측은 상측, 반경 방향 내측은 하측을 의미하며, 축 방향 외측은 우측, 축 방향 내측은 좌측을 의미한다. 한편, 특별한 언급이 없다면, 상기 방향들은 양의 방향 및 음의 방향 모두를 포괄한다.

또한, 도 1에 나타난 일점 쇄선은 공기입 타이어(1)의 적도면을 나타내며, 공기입 타이어(1)의 형상은 트레드(100)의 패턴을 제외하고, 적도면에 대하여 대칭일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

이하, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)는 차량에 장착될 수 있으며, 지면과 접촉할 수 있다. 이러한 공기입 타이어(1)는 트레드(100), 벨트(200), 카카스(300), 사이드월(400), 이너라이너(500), 비드(600), 에이펙스(700) 및 스트립(800)을 포함할 수 있다.

트레드(100)는 공기입 타이어(1)의 최외측에 배치되며 지면과 직접적으로 접촉될 수 있다. 이러한 트레드(100)의 외주면에는 공기입 타이어(1)의 구동력, 제동력 또는 선회력 등을 조절하기 위해 복수의 그루브가 구비될 수 있다. 또한, 그루브는 트레드(100)의 외주면으로부터 소정 깊이 인입되어 구비될 수 있다. 그루브가 구비되는 형상은 공기입 타이어(1)의 용도에 적합하게 다양한 패턴으로 구비될 수 있다.

벨트(200)는 트레드(100)와 카카스(300) 사이에 배치되며, 외부로부터 트레드(100)에 가해지는 충격을 분산시킬 수 있다. 이러한 벨트(200)는 트레드(100)의 반경 방향 내측에 위치하고, 카카스(300)의 반경 방향 외측에 위치할 수 있다.

카카스(300)는 공기입 타이어(1)의 골격을 형성하기 위해 구비될 수 있으며, 금속, 합성섬유 등을 포함하여 제작될 수 있다. 또한, 카카스(300)는 공기입 타이어(1) 내부의 코드(cord)층을 가리키는 것으로 하중을 지지하고 충격을 흡수하는 역할을 하기 때문에 굴신 운동에 대한 내피로성에 강한 재질로 구비될 수 있다. 예를 들어, 카카스(300)는 스틸(steel), 나일론(nylon), 폴리에스테르(polyester) 및 레이온(rayon) 중 적어도 하나를 포함하는 유기섬유로 형성되는 복수의 코드로 이루어질 수 있다. 이러한 카카스(300)는 벨트(200)의 반경 방향 내측에 위치하고, 이너라이너(500)의 반경 방향 외측에 위치할 수 있다.

한편, 카카스(300)의 비드부(600)를 감싸는 일측은 스트립(800)과 연결될 수 있다. 또한, 카카스(300)는 SOT 방식에 의하여 비드부(600)를 감싸도록 로우 턴업되어 성형될 수 있다. 예를 들어, 카카스(300)의 일측 단부는 공기입 타이어(1)를 기준으로 중심보다 낮은 위치 즉, 에이펙스(700)의 주변에 위치할 수 있다. 더 자세한 예시로, 카카스(300)의 일측이 스트립(800)과 연결되는 부분은 에이펙스(700)의 반경 방향 외측 끝단보다 반경 방향 내측에 위치할 수 있다.

카카스(300)는 비드(600) 및 에이펙스(700)의 일부를 둘러싸도록 연장 형성될 수 있다.

사이드월(400)은 트레드(100)를 중심으로 공기입 타이어(1)의 축 방향을 따라 양측으로 제공되고, 타이어 측면을 보호할 수 있다. 이러한 사이드월(400)의 반경 방향 외측은 트레드(100)와 연결되어 있으며, 반경 방향 내측은 비드(600)를 감싸도록 형성될 수 있다. 이러한 사이드월(400)은 내커트성 및 내광성이 우수한 가교 고무로 이루어질 수 있다. 본 명세서에서 사이드월(400)은 하나의 부재로 표현하였지만, 이는 예시에 불과하고, 사이드월(400)은 베이스 스트립(미도시), 림플렌지(미도시)와 결합된 하나의 반제품을 의미할 수 있다.

이너라이너(500)는 공기입 타이어(1)의 내부에 채워진 공기의 압력을 유지하기 위해 구비될 수 있다. 다시 말해, 이너라이너(500)는 공기입 타이어(1)의 공기가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 이너라이너(500)는 공기입 타이어(1)의 최내측에 배치될 수 있으며, 비공기성 소재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 이너라이너(500)는 밀도가 높은 부틸 고무 등으로 구비될 수 있다.

비드(600)는 공기입 타이어(1)가 림(미도시)와 결합되는 부분을 제공할 수 있으며, 공기입 타이어(1)를 림(미도시)에 고정하기 위한 강성을 제공할 수 있다. 또한, 비드(600)는 공기입 타이어(1)가 림으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 비드(600)는 하나 이상의 와이어, 코드, 코어 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비드(600)는 스틸 와이어 다발로 구성될 수 있다.

에이펙스(700)는 비드(600) 자체의 강성을 지지할 수 있으며, 충격을 흡수할 수 있다. 이러한 에이펙스(700)는 주행 중 비드(600)에 가해지는 충격을 흡수함으로써, 승차감 및 조종안정성에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 에이펙스(700)는 비드(600)의 반경 방향 외측에 위치할 수 있다. 다시 말해, 에이펙스(700)의 반경 방향 내측은 비드(600)의 반경 방향 외측과 연결될 수 있다. 또한, 에이펙스(700)의 반경 방향 외측은 카카스(300)와 스트립(800) 사이에 개재될 수 있다. 이러한 에이펙스(700)의 둘레 중 일부는 카카스(300)에 의해 커버될 수 있으며, 에이펙스(700)의 둘레 중 다른 일부는 스트립(800)에 의하여 커버될 수 있다.

스트립(800)은 에이펙스(700)의 일부를 커버함으로써, 비드(600)의 파단을 방지할 수 있으며, 공기입 타이어(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 스트립(800)은 축 방향 외측에서 에이펙스(700)를 커버할 수 있다. 더 자세한 예시로, 스트립(800)의 일측(예를 들어, 도 1의 하측)은 에이펙스(700)의 축 방향 외측둘레의 일부를 커버할 수 있으며, 비드(600) 및 에이펙스(700)를 감싸는 카카스(300)의 일측과 연결될 수 있다. 이처럼, 스트립(800)의 일측이 에이펙스(700)의 반경 방향 외측 끝단과 연결되지 않고, 반경 방향 내측으로 더 연장되어 에이펙스(700)의 일부를 커버함으로써, 비드(600) 및 에이펙스(700)의 파단을 방지할 수 있다. 또한, 스트립(800)은 에이펙스(700)의 반경 방향 외측 끝단이 응력집중에 의해 분리(Separation)되는 것을 방지할 수 있다. 본 명세서에서 에이펙스(700)의 반경 방향 외측 끝단은 카카스(300)와 스트립(800) 사이에 개재되는 에이펙스(700)의 반경 방향 외측 단부를 의미한다.

이러한 스트립(800)의 타측(예를 들어, 도 1의 상측)은 트레드(100) 및 카카스(300)와 연결될 수 있다. 이러한 스트립(800)의 타측은 트레드(100)와 카카스(300) 사이에 개재됨으로써, 트레드(100)와 카카스(300)를 연결시킬 수 있다. 또한, 스트립(800)의 타측은 카카스(300)와 연결될 수 있다. 이처럼, 스트립(800)은 비드(600)를 감싸는 카카스(300)를 보조하며, 에이펙스(700)의 일부를 커버함으로써, 보강재 역할을 할 수 있다.

한편, 스트립(800)의 일부는 카카스(300)와 사이드월(400) 사이에 위치할 수 있다. 다시 말해, 스트립(800)의 일부는 카카스(300)의 축 방향 외측과, 사이드월(400)의 축 방향 내측 사이에 위치할 수 있다. 또한, 스트립(800)은 에이펙스(700)로부터 트레드(100)까지 반경 방향을 따라서 연장 형성될 수 있으며, 스트립(800)의 일부는 축 방향으로 휘어지도록 형성될 수 있다.

이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 공기입 타이어(1)의 효과에 대하여 설명한다.

스트립(800)은 에이펙스(700)의 일부를 커버함으로써, 비드(600) 및 에이펙스(700)의 파단을 방지하는 효과를 가지며, 에이펙스(700)의 반경 방향 외측 끝단이 응력집중에 의해 분리(Separation)되는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다. 또한, 비드(600)의 파단을 줄임으로써, 공기입 타이어(1)의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1: 공기입 타이어 100: 트레드
200: 벨트 300: 카카스
400: 사이드월 500: 인너라이너
600: 비드 700: 에이펙스
800: 스트립

Claims (4)

1. 림과 결합될 수 있는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 공기입 타이어가 상기 림으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 비드;
   상기 비드에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 에이펙스;
   상기 비드 및 상기 에이펙스의 일부를 둘러싸도록 연장 형성되는 카카스; 및
   상기 에이펙스의 일부를 커버할 수 있는 스트립을 포함하고,
   상기 카카스의 상기 비드 및 상기 에이펙스를 둘러싼 일측은 상기 에이펙스 주위에 위치하는,
   공기입 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스트립의 일측은 상기 에이펙스의 축 방향 외측 둘레의 일부를 커버하며, 상기 카카스의 일측과 연결되며,
   상기 스트립의 일측이 상기 카카스의 일측과 연결되는 부분은 상기 에이펙스의 반경 방향 외측 끝단보다 반경 방향 내측에 위치하는,
   공기입 타이어.
3. 제 1 항에 있어서,
   트레드를 더 포함하고,
   상기 스트립의 일측은 상기 카카스와 상기 트레드 사이에 개재됨으로써, 상기 카카스와 상기 트레드를 연결시키는,
   공기입 타이어.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스트립은 상기 카카스의 일측 단부로부터 상기 트레드 측으로 연장되며, 상기 스트립의 일부는 축 방향으로 휘어진 형상을 가지는,
   공기입 타이어.

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