KR20230033482A - 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세미 레이디얼 바디플라이를 갖는 공기입 타이어 및 그 제조방법에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 갖는 공기입 타이어는 트레드부, 상기 트레드부에서 연장되는 사이드월부, 상기 사이드월부의 단부에 배치되는 비드부, 상기 트레드부의 아래에 배치되는 벨트층 및 상기 벨트층의 아래에 배치되며 사이드월부로 연장되고 상기 비드부에서 턴업되어 내부에 바디플라이 코드가 배치되는 바디플라이를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 바디플라이는 상기 트레드부에 대응되는 제1 플라이층, 상기 제1 플라이층의 양측에 각각 배치되며, 상기 사이드월부의 내측에 배치되는 제2 플라이층 및 상기 제2 플라이층의 양측에 각각 배치되며, 상기 사이드월부의 외측에 배치되는 제3 플라이층을 포함하고, 상기 제1 플라이층에 포함되는 제1 코드는 상기 제2 플라이층에 포함된 제2 코드 및 상기 제3 플라이층에 포함된 제3 코드와 나란하지 않도록 배치된다.

Description

세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어 및 그 제조방법{Pneumatic tire with semi-radial body-ply and manufacturing method for the same}

본 발명은 공기입 타이어 및 그 제조방법에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어 및 그 제조방법에 관한 발명이다.

바디플라이(body-ply)는 공기입 타이어에서 타이어의 내부 공기압을 견디는 골격 역할을 하는 부재로서, 폴리에스터, 레이온, 나일론 등의 직물 코드 또는 스틸 와이어로 이루어진 코드에 고무를 토핑하여 이루어진다. 또한 바디플라이는 조향, 제동 및 가속 등 타이어의 특성에도 직접적인 영향을 미친다.

자동차가 주행할 때 타이어를 통한 힘의 전달은 고무가 아니라 타이어의 내부 코드를 통해 이루어지는데, 타이어의 골격을 이루는 바디플라이가 힘 전달에 가장 큰 기여를 한다. 일반적인 승용차의 타이어는 레이디얼(타이어의 중심과 코드의 각도가 직각인 구조)인 바디플라이 코드 구조를 갖는다. 이와 같은 레이디얼 구조의 바디플라이는 승차감과 내구성이 우수하지만 종래의 바이어스(격자형) 구조의 바디플라이에 비해 힘 전달이 불리하다는 단점이 있다.

이와 같은 단점을 보완하기 위해 트레드부에 스틸 벨트가 배치되는데, 스틸 벨트는 서로 다른 각도로 2겹 이상 배치되어, 레이디얼 구조의 바디플라이 상에 적층되어 격자 구조를 이룬다. 이를 통해 트레드부의 고른 힘 전달을 가능하게 한다.

그러나 트레드부가 아닌 사이드월부는 여전히 승차감과 내구성 문제로 인해 레이디얼 방식의 구조를 스틸 벨트 등으로 보완하는데 한계가 있다. 또한 바이어스 방식으로 타이어를 제조하기 위해서는 바디플라이에 일정한 각도를 부여하기 위한 별도의 제조 설비가 필요하다는 문제가 있다.

이와 같은 선행기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

한국등록특허공보 제10-0203452호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로서, 사이드월부의 바디플라이를 레이디얼 방식으로 제조하면서, 동시에 바디플라이의 부위별 각도를 다양하게 형성하여 사이드월부가 힘 전달을 용이하게 하고, 트레드부의 스틸 벨트의 적층 수를 줄여 중량과 연비 성능을 향상시킬 수 있는 공기입 타이어 및 그 제조방법을 제공한다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어는 트레드부, 상기 트레드부에서 연장되는 사이드월부, 상기 사이드월부의 단부에 배치되는 비드부, 상기 트레드부의 아래에 배치되는 벨트층 및 상기 벨트층의 아래에 배치되며 사이드월부로 연장되고 상기 비드부에서 턴업되어 내부에 바디플라이 코드가 배치되는 바디플라이를 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 바디플라이는 상기 트레드부에 대응되는 제1 플라이층, 상기 제1 플라이층의 양측에 각각 배치되며, 상기 사이드월부의 내측에 배치되는 제2 플라이층 및 상기 제2 플라이층의 양측에 각각 배치되며, 상기 사이드월부의 외측에 배치되는 제3 플라이층을 포함하고, 상기 제1 플라이층에 포함되는 제1 코드는 상기 제2 플라이층에 포함된 제2 코드 및 상기 제3 플라이층에 포함된 제3 코드와 나란하지 않도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 제2 코드 및 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심과 수직인 방향으로 배치되고, 상기 제1 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 제2 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향으로 배치되고, 상기 제1 코드 및 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 제1 코드와 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 동일한 방향 및 크기의 경사 각도를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 제1 코드와 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 상이한 방향 및 크기의 경사 각도를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층은 상기 제1 플라이층의 폭에 대응되는 폭을 갖는 단일층으로서, 상기 제1 플라이층 상에 배치되고, 상기 제1 코드와 엇갈리는 방향으로 배치되는 스틸 와이어를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층 상에 배치되는 캡플라이를 더 포함하고, 상기 캡플라이는 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어와 엇갈리는 방향으로 배치되는 캡플라이 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 캡플라이 코드는 상면에서 보았을 때, 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어와 삼각형 격자 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법은 서로 이격하여 배치되는 한 쌍의 제1 성형 드럼 상에, 트레드부에 대응되며 제1 코드를 포함하는 제1 플라이층, 상기 제1 플라이층의 양측에 배치되며 사이드월의 내측에 대응되고 제2 코드를 포함하는 제2 플라이층 및 상기 제2 플라이층의 양측에 배치되며 사이드월의 외측에 대응되고 제3 코드를 포함하는 제3 플라이층을 포함하는 바디플라이를 감는 단계, 반경 방향으로 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼 및 상기 바디플라이와 중첩되도록, 상기 바디플라이의 폭 방향 양단에서 소정의 거리만큼 이격된 위치에 한 쌍의 비드 와이어를 감아, 상기 바디플라이를 고정하는 단계, 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 제1 방향으로 제1 각도만큼 회전하는 단계, 상기 바디플라이 상에 벨트층을 감는 단계 및 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 제2 각도만큼 회전하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법에 있어서, 상기 제1 각도만큼 회전하는 단계는 상기 비드 와이어를 중심으로 내측에 배치되는 상기 제1 코드 및 상기 제2 코드를 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 상기 제1 각도만큼 회전시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법에 있어서, 상기 벨트층을 감는 단계는 상기 제1 플라이층에 대응되도록 단일층인 상기 벨트층을 감으며, 상기 벨트층의 스틸 와이어를 상기 제1 각도만큼 회전된 상기 제1 코드와 엇갈리게 배치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법에 있어서, 캡플라이 코드를 포함하며, 상기 캡플라이 코드를 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어와 엇갈리도록 상기 벨트층 상에 캡플라이를 감는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법에 있어서, 상기 캡플라이를 감는 단계는 상면에서 보았을 때, 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어가 상기 캡플라이 코드와 삼각형 격자 구조를 이루도록 상기 캡플라이를 감을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법에 있어서, 상기 제2 각도만큼 회전하는 단계는 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 상기 제1 각도와 동일한 상기 제2 각도만큼 상기 제2 방향으로 회전시켜, 상기 제1 코드가 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 상기 제1 각도만큼 엇갈리도록 하고, 상기 제2 코드가 상기 공기입 타이어의 중심과 수직인 방향으로 배치되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 세미 레이디얼 바디플라이를 구비하는 공기입 타이어의 제조방법에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 회전시켜, 상기 제3 코드가 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향과 엇갈리게 배치되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어 및 그 제조방법은 사이드월부의 바디플라이를 레이디얼 방식으로 제조하면서, 동시에 바디플라이의 부위별 각도를 다양하게 형성하여 사이드월부가 힘 전달을 용이하게 하고, 트레드부의 스틸 벨트의 적층 수를 줄여 중량과 연비 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어를 나타낸다.
도 2 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 제조 공정과 그에 따른 확대도를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "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.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)를 나타내고, 도 2 내지 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 제조 공정과 그에 따른 확대도를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 공기입 타이어(1)는 트레드부(110), 사이드월부(120), 비드부(130)를 포함할 수 있다.

트레드부(110)는 지면과 직접 접촉하며, 복수 개의 홈(114)에 의해 구획되는 복수 개의 트레드 블록(116)을 포함할 수 있다. 트레드 블록(116)은 차량이 주행할 때 지면과 접촉하는 부분으로, 공기입 타이어(1)의 둘레 방향으로 연장되는 종 그루브와 폭 방향으로 연장되는 횡 그루브에 의해 구획될 수 있다.

사이드월부(120)는 트레드부(110)의 양단에서 일측으로 연장된다. 사이드월부(120)는 트레드부(110) 및 비드부(130)의 사이에 배치되어, 굴신 운동을 통해 승차감을 향상시킬 수 있다.

비드부(130)는 사이드월부(120)의 단부에 배치되며, 공기입 타이어(1)를 차량의 림에 장착시키는 역할을 한다. 비드부(130)는 비드 와이어(131)와 비드 필러(132)를 구비할 수 있다.

비드 와이어(131)는 비드 필러(132)의 아래에 배치되며, 고무가 코팅된 강철 비드 코드를 복수 개 꼬아 형성될 수 있다.

비드부(130)는 비드 필러(132)를 포함하고, 비드 필러(132)는 비드 와이어(131)로부터 사이드월부(120) 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 비드 필러(132)는 비드 와이어(131)의 일측에 부착된 고무 충전재로서, 비드 와이어(131)를 보강하는 역할을 수행한다. 다른 실시예로 비드 필러(132)는 복수 개가 서로 다른 물성을 가질 수 있다.

트레드부(110)의 아래에는 바디플라이(140) 및 벨트층(150)이 배치될 수 있다.

바디플라이(140)는 트레드부(110), 사이드월부(120) 및 비드부(130)를 따라 연장되어, 공기입 타이어(1)의 골격을 형성한다. 바디플라이(140)는 소정의 성분으로 구성되는 고무 내부에 바디플라이 코드(PC)가 포함되어 있는 구조를 가질 수 있다. 바디플라이(140)는 벨트층(150)의 아래에 배치되고, 사이드월부(120)를 향해 연장되어 비드부(130)에서 턴업되되, 내부에 바디플라이 코드(PC)를 가질 수 있다.

바디플라이(140)는 비드부(130)에서 턴업되므로, 바디플라이(140)에 의해서 둘러싸인 내부 공간이 생성될 수 있다. 비드부(130)에서 턴업된 바디플라이(140)의 단부는 사이드월부(120)를 향해 연장되어, 바디플라이(140)의 내측과 연결되어 내부 공간을 형성한다. 상기 내부 공간에는 비드 와이어(131)와 비드 필러(132)가 배치될 수 있다.

바디플라이(140)는 스틸 또는 폴리에스터, 레이온 등과 같은 고강도 섬유 유기재로 이루어지는 복수의 코드지를 겹친 후, 고무로 피복하여 압연 가공하여 형성될 수 있다.

예를 들어 바디플라이(140)는 합성 고무 및 천연 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무 성분을 포함하며, 적어도 하나 이상의 타이어 코드를 포함할 수 있다. 상기 타이어 코드로는 다양한 천연 섬유 또는 레이온, 나일론, 폴리에스테르 및 케블라 등을 사용할 수 있으며，복수 개의 가느다란 철사를 꼬아서 형성한 스틸 코드(steel cord)도 사용될 수 있다.

일 실시예로 공기입 타이어(1)는 단일층으로 구성되는 벨트층(150)을 포함할 수 있다. 즉 벨트층(150)은 복수 개의 레이어가 아닌 하나의 레이어만으로 구성될 수 있다. 또한 벨트층(150)은 후술하는 바와 같이 트레드부(110)에 대응되도록 바디플라이(140) 상에 배치되어, 스틸 와이어(151)가 바디플라이(140)의 코드(보다 구체적으로 제1 플라이층(141)의 제1 코드(C1))와 소정의 각도로 교차하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)는 사이드월부(120)에 용이하게 힘 전달을 할 수 있는 크로스 플라이(cross ply) 구조를 가지면서 동시에 벨트층(150)의 무게를 줄여 공기입 타이어(1)의 전체 무게를 줄일 수 있다. 이에 대해서는 상세히 후술한다.

일 실시예로 공기입 타이어(1)는 벨트층(150) 상에 배치되는 캡플라이(160)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 캡플라이(160)는 트레드부(110)에 대응되도록 벨트층(150) 상에 배치될 수 있다. 또한 후술하는 바와 같이, 캡플라이(160)는 트레드부(110) 및 벨트층(150)에 대응되도록 벨트층(150) 상에 배치되어, 캡플라이 코드(161)가 제1 코드(C1) 및 스틸 와이어(151)와 소정의 각도로 교차하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)는 바이어스 구조를 구비하면서 동시에 벨트층(150)의 무게를 줄여 공기입 타이어(1)의 전체 무게를 줄일 수 있다. 이에 대해서는 상세히 후술한다.

일 실시예로 공기입 타이어(1)는 엣지 커버(170)를 더 포함할 수 있다. 엣지 커버(170)는 바디플라이(140), 벨트층(150) 및 캡플라이(160) 상에 배치되며, 벨트층(150) 및 캡플라이(160)의 폭 방향 양단을 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 고속 주행에서 발생하는 응력에 대해 트레드부(110)를 지지하여 주행 안정성을 높일 수 있다.

다음 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 제조방법과 그에 따라 제조된 공기입 타이어(1)를 설명한다.

먼저 도 2에 나타낸 바와 같이, 서로 이격하여 배치되는 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 상에 바디플라이(140)를 배치한다. 여기서 바디플라이(140)는 시트(sheet) 형태로 공급될 수 있다.

바디 플라이(140)는 트레드부(110)에 대응되며, 제1 코드(C1)를 포함하는 제1 플라이층(141), 제1 플라이층(141)의 양측에 배치되며 사이드월부(120)의 내측에 대응되고 제2 코드(C2)를 포함하는 제2 플라이층(142) 및 제2 플라이층(142)의 양측에 배치되며 사이드월부(120)의 외측에 대응되고 제3 코드(C3)를 포함하는 제3 플라이층(143)을 포함할 수 있다.

제1 성형 드럼(D1)은 서로 이격하여 배치되는 한 쌍의 원통 형상의 부재로서, 중심축 Ax를 가질 수 있다. 이 단계에서 바디플라이(140)의 폭 방향 양단이 제1 성형 드럼(D1) 상에 안착되도록, 바디플라이(140)를 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 상에 감는다.

다음 반경 방향으로 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 및 바디플라이(140)와 중첩되도록, 바디플라이(140)의 폭 방향 양단에서 소정의 거리만큼 이격된 위치에서 한 쌍의 비드 와이어(131)를 감아, 바디플라이(140)를 고정한다.

즉 도 2에 나타낸 바와 같이, 바디플라이(140)가 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 상에 감긴 상태에서, 한 쌍의 비드 와이어(131)를 각각 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)에 감는다. 여기서 비드 와이어(131)는 바디플라이(140)의 폭 방향 양단에서 소정의 거리만큼 이격된 위치에 배치될 수 있다. 이에 따라 바디플라이(140)가 제1 성형 드럼(D1) 상에 고정될 수 있다.

일 실시예로 제1 플라이층(141) 및 제2 플라이층(142)은 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 사이의 이격된 공간 사이에 대응되도록 배치될 수 있다. 즉 비드 와이어(131)는 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)의 단부에 대응되도록 배치될 수 있다.

다음 도 4에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 제1 방향으로 제1 각도(θ1)만큼 회전한다.

전술한 바와 같이, 바디플라이(140)의 양단, 즉 제3 플라이층(143)은 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 상에 감겨진 상태이므로 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)과 함께 회전하게 된다. 따라서 제3 플라이층(143)의 제3 코드(C3)는 회전하지 않으며, 공기입 타이어(1)의 중심과 수직인 방향을 유지한다. 즉, 제3 코드(C3)는 레이디얼 방향으로 배치된다.

반면 비드 와이어(131)를 기준으로 바디플라이(140)의 내측, 즉 제1 플라이층(141) 및 제2 플라이층(142)은 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)이 서로 이격된 공간 상에 배치되므로, 제1 성형 드럼(D1)과 함께 회전하지 않는다. 따라서 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 코드(C1) 및 제2 코드(C2)는 제1 방향으로 제1 각도(θ1)만큼 회전하게 된다. 즉 제1 코드(C1) 및 제2 코드(C2)는 공기입 타이어(1)의 반경 방향에 대해 제1 각도(θ1)만큼 엇갈리게 배치된다.

제1 방향은 특별히 한정하지 않으며, 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있다.

제1 각도(θ1)의 범위는 특별히 한정하지 않으며, 1도 내지 30도, 바람직하게는 5도 내지 15도일 수 있다.

일 실시예로 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 회전시킨 후에, 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 이동시켜, 바디플라이(140)를 부풀릴 수 있다. 즉 바디플라이(140)의 양단은 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 상에 각각 배치되고, 바디플라이(140)의 내측부는 고정되어 있지 않은 상태이다. 그리고 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 서로를 향해 가까워지도록 이동시키면 바디플라이(140)의 내측부가 반경 방향 외측으로 커지게 된다.

일 실시예로 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 이동시켜 바디플라이(140)를 부풀게 하는 공정은 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 회전시키는 공정 후에 또는 동시에 진행될 수 있다.

다음 바디플라이(140) 상에 벨트층(150)을 감는다.

일 실시예로 벨트층(150)은 도시하지 않은 제2 성형 드럼 상에 감겨진 상태일 수 있다. 또한 제2 성형 드럼은 제1 성형 드럼의 직경보다 큰 직경을 갖는 원통 형상의 부재일 수 있다. 이에 따라 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)이 제2 성형 드럼의 내부에 삽입된 상태에서, 제2 성형 드럼 상에 감겨진 벨트층(150)을 바디플라이(140) 상에 감을 수 있다.

전술한 바와 같이, 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 회전시킨 상태에서, 바디플라이(140), 즉 제1 플라이층(141)에 대응되도록 벨트층(150)을 위치시킨 후 벨트층(150)을 제1 플라이층(141)을 커버하도록 감는다. 이에 따라 도 6에 나타낸 바와 같이, 벨트층(150)은 제1 플라이층(141) 상에 감겨진다.

도 6에는 벨트층(150)이 제1 플라이층(141)과 동일한 폭을 갖는 것으로 나타냈으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어 벨트층(150)은 제1 플라이층(141)보다 좁거나 넓은 폭을 가질 수 있다.

일 실시예로, 도 6에는 나타내지 않았으나 벨트층(150)은 복수 개의 스틸 와이어(151)를 포함할 수 있다. 또한 스틸 와이어(151)는 공기입 타이어(1)의 반경 방향과 나란히 배치된 상태일 수 있다. 즉 스틸 와이어(151)는 제1 플라이층(141) 상에 감겨진 상태에서, 레이디얼 방향으로 배치될 수 있다. 이에 따라 제1 코드(C1)와 스틸 와이어(151)는 서로 엇갈리도록(예를 들어 제1 각도(θ1)만큼) 배치될 수 있다.

일 실시예로 벨트층(150)은 단일층일 수 있다. 즉 벨트층(150)은 복수 개의 레이어로 구성되거나, 스틸 와이어(151)가 서로 다른 방향으로 엇갈리도록 배치되는 것이 아니라, 단일층으로 이루어지며, 스틸 와이어(151)는 모두 동일한 방향으로 연장하여 배치될 수 있다.

다음 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 제2 각도만큼 회전한다.

여기서 제2 방향은 제1 방향의 반대 방향이며, 제2 각도는 그 크기가 제1 각도(θ1)와 동일하거나 상이할 수 있다.

이에 따라 도 7에 나타낸 바와 같이, 바디플라이(140)의 양단, 즉 제3 플라이층(143)은 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1) 상에 감겨진 상태이므로 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)과 함께 회전하게 된다. 따라서 제3 플라이층(143)의 제3 코드(C3)는 회전하지 않으며, 공기입 타이어(1)의 중심과 수직인 방향을 유지한다. 즉, 제3 코드(C3)는 레이디얼 방향으로 배치된다.

또한 제2 플라이층(142)은 제1 방향으로 제1 각도(θ1)만큼 회전한 후, 그 반대 방향인 제2 방향으로 제2 각도만큼 다시 회전한 상태를 유지하게 된다. 여기서 제1 각도(θ1)는 제2 각도와 동일한 것으로 나타냈다. 이에 따라 제2 플라이층(142)의 제2 코드(C2)도 제3 코드(C3)와 마찬가지로 공기입 타이어(1)의 반경 방향과 나란한 방향을 유지한다.

반면 제3 플라이층(143)은 상면에 벨트층(150)이 감겨진 상태이므로, 벨트층(150)에 의해 고정된 상태를 유지한다. 따라서 제3 플라이층(143)의 제3 코드(C3)는 공기입 타이어(1)의 반경 방향에 대해 제1 각도(θ1)만큼 기울어진 상태를 유지한다.

이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 제조방법은 바디플라이(140)에 있어서, 일부 영역(사이드월부(120)에 대응되는 제2 플라이층(142) 및 제3 플라이층(143))은 공기입 타이어(1)의 중심과 수직인 레이디얼 방향을 유지하도록 하고, 나머지 영역(트레드부(110)에 대응되는 제1 플라이층(141))은 공기입 타이어(1)의 중심과 수직인 방향에 대해 엇갈리게 배치되도록 함으로써, 세미 레이디얼 바디플라이를 갖는 공기입 타이어(1)를 제공할 수 있다.

또한 사이드월부(120)에 대응되는 제2 플라이층(142) 및 제3 플라이층(143)의 제2 코드(C2) 및 제3 코드(C3)가 모두 레이디얼 방향으로 배치되므로, 공기입 타이어(1)의 수직 방향으로의 강성이 상대적으로 약해져, 승차감이 형상될 수 있다.

일 실시예로, 벨트층(150) 상에 캡플라이(160)를 감는 단계를 더 포함할 수 있다.

예를 들어 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 플라이층(141) 상에 벨트층(150)이 감겨지고, 제1 코드(C1)가 제1 각도(θ1)만큼 기울어진 상태에서, 제1 플라이층(141) 및 벨트층(150)에 대응되도록 벨트층(150) 상에 캡플라이(160)를 감을 수 있다. 도 8에는 캡플라이(160)가 벨트층(150)과 동일한 폭을 갖는 것으로 나타냈으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어 캡플라이(160)는 벨트층(150)보다 좁거나 넓은 폭을 가질 수 있다.

일 실시예로 캡플라이(160)는 캡플라이 코드(161)를 포함하며, 캡플라이 코드(161)는 공기입 타이어(1)의 반경 방향과 수직인 방향, 즉 제2 코드(C2) 및 제3 코드(C3)와 수직인 방향으로 배치된 상태일 수 있다. 즉 캡플라이 코드(161)가 제1 코드(C1) 및 스틸 와이어(151)와 엇갈리도록 벨트층(150) 상에 캡플라이(160)를 감을 수 있다.

이에 따라, 도 8에 나타낸 바와 같이, 바디플라이(140) 중 트레드부(110)에 대응되는 제1 플라이층(141)에 있어서, 제1 코드(C1), 스틸 와이어(151) 및 캡플라이 코드(161)는 서로 엇갈리도록 배치되어 삼각형의 격자 구조를 형성할 수 있다.

따라서 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 제조방법은 단일층으로 구성된 벨트층(150)만으로도 바이어스 구조를 형성할 수 있다. 즉 벨트층을 2개 이상의 층으로 구성하고, 각각의 벨트층이 서로 다른 방향으로 배치되는 스틸 와이어를 포함함으로써, 바디플라이와 삼각형의 격자 구조를 형성하는 종래의 공기입 타이어와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)는 바디플라이(140), 단일층인 벨트층(150) 및 캡플라이(160)에 포함된 각각의 코드가 서로 엇갈리게 배치됨으로써, 삼각형의 격자 구조를 형성할 수 있다.

이를 통해 벨트층(150)의 무게를 줄여, 공기입 타이어(1)의 전체 무게를 줄이면서, 동시에 격자 구조를 통해 트레드부(110)가 노면에 접지될 때 고른 힘 전달을 가능하게 한다.

일 실시예로, 한 쌍의 제1 성형 드럼(D1)을 회전시켜 제3 코드(C3)가 공기입 타이어(1)의 중심에 수직인 방향에 대해 엇갈리게 배치되도록 할 수 있다. 즉 전술한 실시예에서 도 7에 나타낸 바와 같이, 제3 플라이층(143)의 제3 코드(C3)가 레이디얼 방향으로 배치되는 것이 아니라, 도 9에 나타낸 바디플라이(140A)의 제3 플라이층(143A)의 제3 코드(C3)와 같이 공기입 타이어(1)의 중심에 수직인 방향에 대해 엇갈리게 배치되도록 할 수 있다. 여기서 제3 코드(C3)의 기울기를 제2 각도로 나타냈으나, 그 크기는 특별히 한정하지 않는다. 또한 제2 각도가 제1 각도(θ1)와 동일한 방향으로 예각인 것으로 나타냈으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어 제2 각도는 제1 각도(θ1)와 반대 방향으로 예각을 이루도록 배치될 수 있다.

제3 코드(C3)에 각도를 부여하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 벨트층(150)을 제1 플라이층(141A)에 감은 후에, 제1 플라이층(141A) 및 제2 플라이층(142A)을 고정한 상태에서 제1 성형 드럼(D1)을 회전시켜 제3 코드(C3)에 각도를 부여할 수 있다. 또는 캡플라이(160)를 벨트층(150)에 감은 후에 제1 플라이층(141A) 및 제2 플라이층(142A)을 고정한 상태에서 제1 성형 드럼(D1)을 회전시켜 제3 코드(C3)에 각도를 부여할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해, 제2 코드(C2) 및 제3 코드(C3)는 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 따라서 완성된 공기입 타이어(1)는 제2 코드(C2) 및 제3 코드(C3)가 서로 엇갈리도록 배치되어, 사이드월부(120)의 내측과 외측이 크로스 플라이 구조를 이루게 된다. 따라서 사이드월부(120)에서 트레드부(110)로의 힘 전달이 빨라져, 핸들링 성능이 향상될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 제조방법에 의해 제조된 공기입 타이어(1)는, 트레드부(110), 트레드부(110)에서 연장되는 사이드월부(120), 사이드월부(120)의 단부에 배치되는 비드부(130), 트레드부(110)의 아래에 배치되는 벨트층(150) 및 벨트층(150)의 아래에 배치되며 사이드월부(120)로 연장되고 비드부(130)에서 턴업되어 내부에 바디플라이 코드가 배치되는 바디플라이(140)를 포함할 수 있다.

또한 바디플라이(140)는 트레드부(110)에 대응되는 제1 플라이층(141), 제1 플라이층(141)의 양측에 각각 배치되며, 사이드월부(120)의 내측에 배치되는 제2 플라이층(142) 및 제2 플라이층(142)의 양측에 각각 배치되며, 사이드월부(120)의 외측에 배치되는 제3 플라이층(143)을 포함할 수 있다.

또한 제1 플라이층(141)에 포함되는 제1 코드(C1)는 제2 플라이층(142)에 포함된 제2 코드(C2) 및 제3 플라이층(143)에 포함된 제3 코드(C3)와 나란하지 않도록 배치될 수 있다.

일 실시예로 제2 코드(C2) 및 제3 코드(C3)는 공기입 타이어(1)의 중심과 수직인 방향으로 배치될 수 있다. 즉 제2 코드(C2) 및 제3 코드(C3)는 레이디얼 방향으로 배치될 수 있다.

또한 제1 코드(C1)는 공기입 타이어(1)의 중심에 수직인 방향에 대해 소정의 각도(예를 들어 제1 각도(θ1))만큼 기울어져 배치될 수 있다.

일 실시예로 제2 코드(C2)는 공기입 타이어(1)의 중심에 수직인 방향으로 배치되고, 제1 코드(C1) 및 제3 코드(C3)는 공기입 타이어(1)의 중심에 수직인 방향에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 배치될 수 있다.

일 실시예로 제1 코드(C1)와 제3 코드(C3)는 공기입 타이어(1)의 중심에 수직인 방향에 대해 동일한 방향 및 크기의 경사 각도를 가질 수 있다.

일 실시예로 벨트층(150)은 제1 플라이층(141)의 폭에 대응되는 폭을 갖는 단일층으로서, 제1 플라이층(141) 상에 배치되고, 제1 코드(C1)와 엇갈리는 방향으로 배치되는 스틸 와이어(151)를 포함할 수 있다.

일 실시예로 공기입 타이어(1)는 벨트층(150) 상에 배치되는 캡플라이(160)를 더 포함하고, 캡플라이(160)는 제1 코드(C1) 및 스틸 와이어(151)와 엇갈리는 방향으로 배치되는 캡플라이 코드(161)를 포함할 수 있다.

일 실시예로 공기입 타이어(1)에 있어서 캡플라이 코드(161)는 상면에서 보았을 때, 제1 코드(C1) 및 스틸 와이어(151)와 삼각형 격자 구조를 형성할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

1: 공기입 타이어
110: 트레드부
120: 사이드월부
130: 비드부
140: 바디플라이
150: 벨트층
160: 캡플라이

Claims (15)

1. 트레드부, 상기 트레드부에서 연장되는 사이드월부, 상기 사이드월부의 단부에 배치되는 비드부, 상기 트레드부의 아래에 배치되는 벨트층 및 상기 벨트층의 아래에 배치되며 사이드월부로 연장되고 상기 비드부에서 턴업되어 내부에 바디플라이 코드가 배치되는 바디플라이를 포함하는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 바디플라이는
   상기 트레드부에 대응되는 제1 플라이층;
   상기 제1 플라이층의 양측에 각각 배치되며, 상기 사이드월부의 내측에 배치되는 제2 플라이층; 및
   상기 제2 플라이층의 양측에 각각 배치되며, 상기 사이드월부의 외측에 배치되는 제3 플라이층;을 포함하고,
   상기 제1 플라이층에 포함되는 제1 코드는 상기 제2 플라이층에 포함된 제2 코드 및 상기 제3 플라이층에 포함된 제3 코드와 나란하지 않도록 배치되는, 공기입 타이어.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 코드 및 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심과 수직인 방향으로 배치되고,
   상기 제1 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 배치되는, 공기입 타이어.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향으로 배치되고,
   상기 제1 코드 및 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 배치되는, 공기입 타이어.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 코드와 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 동일한 방향 및 크기의 경사 각도를 갖는, 공기입 타이어.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 코드와 상기 제3 코드는 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 상이한 방향 및 크기의 경사 각도를 갖는, 공기입 타이어.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 벨트층은 상기 제1 플라이층의 폭에 대응되는 폭을 갖는 단일층으로서, 상기 제1 플라이층 상에 배치되고, 상기 제1 코드와 엇갈리는 방향으로 배치되는 스틸 와이어를 포함하는, 공기입 타이어.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 벨트층 상에 배치되는 캡플라이를 더 포함하고,
   상기 캡플라이는 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어와 엇갈리는 방향으로 배치되는 캡플라이 코드를 포함하는, 공기입 타이어.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 캡플라이 코드는 상면에서 보았을 때, 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어와 삼각형 격자 구조를 형성하는, 공기입 타이어.
9. 서로 이격하여 배치되는 한 쌍의 제1 성형 드럼 상에, 트레드부에 대응되며 제1 코드를 포함하는 제1 플라이층, 상기 제1 플라이층의 양측에 배치되며 사이드월의 내측에 대응되고 제2 코드를 포함하는 제2 플라이층 및 상기 제2 플라이층의 양측에 배치되며 사이드월의 외측에 대응되고 제3 코드를 포함하는 제3 플라이층을 포함하는 바디플라이를 감는 단계;
   반경 방향으로 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼 및 상기 바디플라이와 중첩되도록, 상기 바디플라이의 폭 방향 양단에서 소정의 거리만큼 이격된 위치에 한 쌍의 비드 와이어를 감아, 상기 바디플라이를 고정하는 단계;
   상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 제1 방향으로 제1 각도만큼 회전하는 단계;
   상기 바디플라이 상에 벨트층을 감는 단계; 및
   상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 제2 각도만큼 회전하는 단계;를 포함하는, 공기입 타이어의 제조방법
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 각도만큼 회전하는 단계는 상기 비드 와이어를 중심으로 내측에 배치되는 상기 제1 코드 및 상기 제2 코드를 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 상기 제1 각도만큼 회전시키는, 공기입 타이어의 제조방법.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 벨트층을 감는 단계는 상기 제1 플라이층에 대응되도록 단일층인 상기 벨트층을 감으며, 상기 벨트층의 스틸 와이어를 상기 제1 각도만큼 회전된 상기 제1 코드와 엇갈리게 배치하는, 공기입 타이어의 제조방법.
12. 제11 항에 있어서,
    캡플라이 코드를 포함하며, 상기 캡플라이 코드를 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어와 엇갈리도록 상기 벨트층 상에 캡플라이를 감는 단계를 더 포함하는, 공기입 타이어의 제조방법.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 캡플라이를 감는 단계는 상면에서 보았을 때, 상기 제1 코드 및 상기 스틸 와이어가 상기 캡플라이 코드와 삼각형 격자 구조를 이루도록 상기 캡플라이를 감는, 공기입 타이어의 제조방법.
14. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 각도만큼 회전하는 단계는 상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 상기 제1 각도와 동일한 상기 제2 각도만큼 상기 제2 방향으로 회전시켜, 상기 제1 코드가 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향에 대해 상기 제1 각도만큼 엇갈리도록 하고, 상기 제2 코드가 상기 공기입 타이어의 중심과 수직인 방향으로 배치되도록 하는, 공기입 타이어의 제조방법.
15. 제9 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 성형 드럼을 회전시켜, 상기 제3 코드가 상기 공기입 타이어의 중심에 수직인 방향과 엇갈리게 배치되도록 하는 단계를 더 포함하는, 공기입 타이어의 제조방법.

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