KR20220052443A

KR20220052443A - 공기입 타이어

Info

Publication number: KR20220052443A
Application number: KR1020200136389A
Authority: KR
Inventors: 장호현
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2020-10-21
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2022-04-28

Abstract

본 발명의 공기입 타이어는, 트레드부와 숄더부와 사이드월부와 비드부를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 타이어 내부의 공기압과 하중을 견디는 카카스; 상기 카카스의 내측에 구비되어 타이어 내부의 공기압을 지지하는 인너라이너; 상기 카카스와 상기 트레드부 사이에 설치되는 벨트층; 및 상기 카카스 상에 원주방향으로 박막 형태로 부착되어 카카스 코드 절상 또는 벌지를 감지하는 센서를 포함한다.

Description

공기입 타이어{Pneumatic tire}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카카스층 상에 변형 감지 센서를 구비하여 카카스의 코드 절상 또는 벌지 발생을 감지할 수 있는 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 공기입 타이어는, 자동차의 전체하중을 지탱하는 지지기능, 차량의 구동력 및 제동력을 노면으로 전달하는 동력전달기능, 불규칙적인 노면으로 인해 발생하는 외부충격을 완화하는 충격완화기능, 차량의 진행방향에 따라 위치를 전환하는 위치전환기능 등을 다양하게 구비하고 있다.

타이어는 기본 골격을 이루는 카카스와 카카스의 내주면에 설치되는 인너라이너 및 카카스의 외주면에 적층되는 벨트층과 벨트층에 적층되는 고무층인 트레드부를 포함한다.

트레드부는 노면에 직접 접하는 부분이며, 트레드부의 양단부에는 타이어의 측면인 사이드월부가 형성된다. 그리고, 카카스는 외부로부터 가해지는 충격에 버티고, 그 형상을 유지하도록 굴신운동을 하는 것으로, 승차감을 향상시키는 기능을 한다.

최근에는 차량의 고성능화 및 디자인적 요구로 인해 고인치의 휠이 장착되고 있으며, 이에 따라 편평비가 낮은 타이어의 수요가 증가하고 있다. 편평비가 낮은 타이어의 경우 사이드월의 높이가 낮게 설계되어 코너링시나 고속주행시 사이드월의 움직임이 적어 안정성이 높다는 장점을 갖고 있다.

하지만 사이드월의 낮은 높이로 인해 포트홀과 같은 노면에서의 충격 발생시 카카스코드 절상 및 벌지(Bulge)가 빈번하게 발생하고 있다. 이는 곧 타이어의 내구성과 안전성 측면에서 큰 문제로 이어질 수 있다.

일본 공개특허공보 제2014-137269호 "타이어의 내구성 예측 방법"

본 발명은 카카스층 상에 얇은 막 형태의 변형 감지 센서를 구비하여 카카스의 코드 절상 또는 벌지 발생을 감지할 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기입 타이어는, 트레드부와 숄더부와 사이드월부와 비드부를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 타이어 내부의 공기압과 하중을 견디는 카카스; 상기 카카스의 내측에 구비되어 타이어 내부의 공기압을 지지하는 인너라이너; 상기 카카스와 상기 트레드부 사이에 설치되는 벨트층; 및 상기 카카스 상에 원주방향으로 박막 형태로 부착되어 카카스 코드 절상 또는 벌지를 감지하는 센서를 포함한다.

상기 센서는 상기 벨트층의 에지부와 상기 비드부의 에이펙스 상단부에 배치될 수 있다.

상기 센서는 상기 카카스 코드와 동일한 인장강도를 가진 스트레인 센서일 수 있다.

상기 센서는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)과 연결되어, 상기 센서가 상기 카카스 코드의 절단 또는 길이의 변형을 감지하면 TPMS를 통해 차량 운전자에게 경고할 수 있다.

상기한 본 발명의 공기입 타이어에 의하면, 카카스층 상에 얇은 막 형태의 변형 감지 센서를 구비하여 카카스의 코드 절상 또는 벌지 발생을 실시간 감지해서 운전자에게 경고할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어를 나타내는 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 공기입 타이어를 제조하기 위한 그린타이어를 나타내는 개략도이다.
도 3은 휠에 장착된 공기입 타이어가 주행시 변형되는 것을 나타내는 일부 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어를 나타내는 일부 단면도이고, 도 2는 본 발명의 공기입 타이어를 제조하기 위한 그린타이어를 나타내는 개략도이며, 도 3은 휠에 장착된 공기입 타이어가 주행시 변형되는 것을 나타내는 일부 단면도이다.

일반적으로 공기입 타이어(100)는 그 위치에 따라 트레드부(110)와 숄더부(120)와 사이드월부(130)와 비드부(140)를 포함한다.

트레드부(110)는 노면에 접촉하는 외주면 부위로서 트레드 고무로 이루어진다.

사이드월부(130)는 트레드부(110)의 양측에서 연장되고 상대적으로 얇게 형성되어 굴신 운동을 하는 측벽 부위이다.

숄더부(120)는 트레드부(110)와 사이드월부(130) 사이의 부위를 말하며, 공기입 타이어(100)가 큰 하중을 받거나 공기 압력이 부족할 때 변형되어 노면에 접촉할 수 있다.

비드부(140)는 내부에 복수의 비드와이어를 구비하여 휠에 장착했을 때 지지될 수 있도록 한다. 비드와이어의 반경방향 외측에는 에이펙스(145)가 구비되어 비드부의 강성을 부여하며, 충격을 흡수할 수 있다.

본 발명의 공기입 타이어(100)는 타이어 내부의 공기압과 하중을 견디는 카카스(160), 카카스의 내측에 구비되어 타이어 내부의 공기압을 지지하는 인너라이너(150), 카카스와 트레드부 사이에 설치되는 벨트층(170), 카카스 상에 원주방향으로 박막 형태로 부착되어 카카스 코드 절상 또는 벌지를 감지하는 센서(200)를 포함할 수 있다.

인너라이너(150)는 공기입 타이어의 내면을 형성하고, 튜브리스 타이어의 경우 타이어 공기압을 유지하는 역할을 한다.

카카스(160)는 타이어의 골격을 이루는 부분으로서 고무를 입힌 코드를 규격에 맞추어 재단하여 제조될 수 있다. 카카스(160)는 트레드부(110)와 사이드월부(130) 내측에 배치됨은 물론 비드와이어를 감아올려서 사이드월부의 카카스에 부착되는 턴업부를 형성할 수 있다.

벨트층(170)은 트레드부(110) 아래에 카카스(160) 상에 배치되어, 외부로부터 받는 충격을 흡수하고 외상이 직접 카카스에 미치는 것을 방지할 수 있다. 레이디얼 타이어의 경우 벨트층(170)은 복수의 스틸벨트층으로 구성될 수 있다.

벨트층(170) 위에는 캡플라이(180)가 구비될 수 있다. 캡플라이(180)는 벨트층(170)을 전부 덮는 풀 커버 플라이와 벨트층(170)의 에지부를 덮는 에지 커버 플라이를 포함할 수 있다.

센서(200)는 카카스(160) 상에 원주방향으로 긴 박막 밴드 형태로 부착되어 카카스 코드가 절단되거나 카카스가 변형되어 외측으로 부풀어 오르는 벌지(Bulge) 현상 등의 타이어 손상을 감지할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 센서(200)는 벨트층(170)의 에지부와 비드부(140)의 에이펙스(145) 상단부에 배치될 수 있다.

벨트층(170)의 에지부는 숄더부(120) 고무와 카카스(160) 사이에 배치되는데, 주행중 포트홀을 지날 때와 같이 충격을 받을 경우 카카스(160)에서 분리될 수 있는 취약한 부분이다. 이를 방지하기 위해, 벨트층(170)의 에지부를 캡플라이(180)로 덮어서 보강하지만, 큰 충격을 받을 경우 벨트층(170)의 에지부에 의해 카카스(160)의 코드가 절단되거나 변형되어 벌지 현상이 발생할 가능성이 있다. 그래서, 본 발명의 센서(200)는 벨트층(170)의 에지부 아래에 카카스(160) 상에 배치될 수 있다.

또한, 에이펙스(145) 상단부는 휠에 장착되는 부위로서 주행중 충격에 의해 에이펙스(145) 상단부가 카카스(160)에서 분리되거나 카카스(160)가 변형될 수 있다. 그래서, 본 발명의 센서(200)는 에이펙스(145) 상단부에 카카스(160)의 턴업부 내측면 상에 배치될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 그린타이어(10)를 제조할 때 센서(20)를 카카스 표면에 미리 부착할 수 있다. 센서(20)는 카카스 플라이 상에서 벨트층(170)의 에지부와 비드부(140)의 에이펙스(145) 상단부에 해당하는 위치에 원형 밴드 형태로 부착될 수 있다. 도 2에서 내측의 비드부(30) 가까이에 있는 센서(20)는 에이펙스(145) 상단부에 배치될 것이고, 외측 가장자리에 있는 센서(20)는 벨트층(170)의 에지부에 배치될 것이다.

도 2에서 센서(20)는 연속적인 원형 밴드 형태로 이루어져 있으나, 복수의 원호형 밴드 형태의 센서(20)가 소정 간격으로 배열될 수도 있다.

센서(200)는 카카스(160) 코드와 동일한 인장강도를 가진 스트레인 센서인 것이 바람직하다.

스트레인 센서(200)가 카카스(160) 코드와 함께 신축되면서 카카스(160)의 변형을 정확하게 감지할 수 있기 때문이다.

센서(200)는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)과 연결되어, 센서(200)가 카카스(160) 코드의 절단 또는 길이의 변형을 감지하면 TPMS를 통해 차량 운전자에게 경고할 수 있다.

직접식 TPMS 센서는 차량의 트립컴퓨터에 라디오주파수를 이용하여 무선으로 실시간으로 타이어 공기압 정보를 전달할 수 있다. 본 발명의 센서(200)도 타이어의 파손을 감지하면 라디오주파수를 이용하여 트립컴퓨터에 타이어 파손 여부와 파손 위치 등의 정보를 전달할 수 있다. 트립컴퓨터가 이 신호를 수신하면 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS)을 통해 타이어 공기압 정보뿐만 아니라 타이어의 파손 여부를 계기판을 통해 차량 운전자에게 실시간으로 알려서 경고할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 편평비가 낮은 초고성능(UHP: Ultra High Performance) 타이어의 경우, 벨트층(170)의 에지부(A 영역)와 비드부(140)의 에이펙스(145) 상단부(B 영역)에서 외부 하중 또는 충격에 의해 타이어가 변형되면서 카카스(160)에 파손이 발생할 가능성이 높다. 본 발명에 의하면, 카카스층 상에 얇은 막 형태의 변형 감지 센서를 구비하여 카카스의 코드 절상 또는 벌지 발생을 실시간 감지해서 운전자에게 경고할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 그린타이어
20: 센서
30: 비드부
100: 공기입 타이어
110: 트레드부
120: 숄더부
130: 사이드월부
140: 비드부
145: 에이펙스
150: 인너라이너
160: 카카스
170: 벨트층
180: 캡플라이
200: 센서

Claims

트레드부와 숄더부와 사이드월부와 비드부를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,
타이어 내부의 공기압과 하중을 견디는 카카스;
상기 카카스의 내측에 구비되어 타이어 내부의 공기압을 지지하는 인너라이너;
상기 카카스와 상기 트레드부 사이에 설치되는 벨트층; 및
상기 카카스 상에 원주방향으로 박막 형태로 부착되어 카카스 코드 절상 또는 벌지를 감지하는 센서를 포함하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 센서는 상기 벨트층의 에지부와 상기 비드부의 에이펙스 상단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 센서는 상기 카카스 코드와 동일한 인장강도를 가진 스트레인 센서인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
제1항에 있어서,
상기 센서는 타이어 압력 모니터링 시스템(TPMS: Tire Pressure Monitoring System)과 연결되어, 상기 센서가 상기 카카스 코드의 절단 또는 길이의 변형을 감지하면 TPMS를 통해 차량 운전자에게 경고하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.