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KR100534667B1 - 숄더그루브 깊이를 축소시킨 소형 항공기 타이어 - Google Patents

숄더그루브 깊이를 축소시킨 소형 항공기 타이어 Download PDF

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KR100534667B1
KR100534667B1 KR1020040048381A KR20040048381A KR100534667B1 KR 100534667 B1 KR100534667 B1 KR 100534667B1 KR 1020040048381 A KR1020040048381 A KR 1020040048381A KR 20040048381 A KR20040048381 A KR 20040048381A KR 100534667 B1 KR100534667 B1 KR 100534667B1
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염규생
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금호타이어 주식회사
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Abstract

본 발명은 카카스 코드층과 트레드 고무층 사이에 트레드 보강코드층이 형성되고; 트레드의 센터부위에 형성된 센터 그루브와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 그루브와, 상기 그루브에 의해 구획되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터블록 및 숄더부위에 형성된 숄더블록을 포함하여 이루어지는 트레드 블록패턴을 가지는 소형 항공기용 타이어에 있어서, 숄더 그루브의 깊이는 5.7 ~ 6.5mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 14 ~ 16°이고, 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 9 ~ 11°인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 숄더 그루브의 폭이 7.8 ~ 8.2mm인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이, 본 발명은 숄더 그루브의 깊이, 숄더 그루브의 폭 및 숄더 그루브의 경사각을 변경함으로써 센터와 숄더부의 불균형 마모를 효과적으로 억제시키고, 제반 성능 및 내구력을 향상시키며, 또한 숄더부 그루브의 크랙으로 인한 조기 사고를 방지할 수 있다.

Description

숄더그루브 깊이를 축소시킨 소형 항공기 타이어{Small-sized Aircraft Tire With Reduced Depth of Shoulder Groove}
본 발명은 소형 항공기용 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트레드의 숄더 부위에 위치하는 숄더 그루브의 깊이를 축소시켜 센터블록과 숄더 그루브가 연결되는 모서리부에 집중되는 응력으로 인한 트레드블록의 유동을 감소시킴으로써 숄더 그루브 코너부에서 갈라짐 또는 트레드 보강코드의 끊김을 방지하고, 타이어의 내구성 및 내마모성능을 향상시키는 소형 항공기용 타이어에 관한 것이다.
일반적으로 타이어는 항공기용 타이어, 자동차용 타이어 및 기타 용도의 타이어로 분류할 수 있다.
상기 항공기용 타이어는 대략 310psi 정도의 고압력, 16,200lbs 정도의 고하중 및 250mph 정도의 고속에서 운용되므로 자동차용 타이어에 비해 사용조건이 훨씬 가혹하다.
상기와 같은 항공기용 타이어에 대해 도 1을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 항공기용 타이어는 타이어 내측에 부착된 고무층으로 코드 보호 및 수분 흡수를 방지하기 위한 인너라이너 고무층(I); 타이어 내부의 코드층으로 하중을 지지하고 충격에 견디며 주행 중 굴신 운동에 대한 내피로성이 강해야 하는 카카스 코드층(L); 노면과 직접적으로 접촉하는 부분인 트레드 고무층; 상기 트레드 고무층과 카카스 코드층(L) 사이에 형성되어 트레드를 강화시키고 굴성 증진을 최소화시키는 벨트 코드층 및 상기 트레드 고무층의 하단에 형성되어 타이어의 외부 충격 혹은 이물 침투로부터 카카스를 보호해주는 보강 코드층을 포함한다.
본 명세서에서는 상기 벨트 코드층을 아래에서 윗방향으로 순서대로 제 1 벨트 코드층(B1), 제 2 벨트 코드층(B2)이라 명명한다.
또한, 본 명세서에서는 상기 보강 코드층을 아래에서 윗방향으로 순서대로 제 1 보강 코드층(C1), 제 2 보강 코드층(C2), 제 3 보강 코드층(C3)이라 명명한다.
상기 트레드부에는 트레드의 센터부위, 즉 타이어 중심선상(C/L)에 형성된 센터 그루브(G1); 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 그루브(G2); 상기 그루브에 의해 구획되고, 트레드의 센터부위에 형성되는 센터 블록(리브)(R1); 및 트레드의 숄더부위에 있는 숄더 블록(R2)이 형성된다.
미 설명 부호 V1, V2는 비드부이다.
상기와 같이 이루어지는 종래의 항공기용 타이어, 특히 소형 항공기용 타이어는 트레드부에 고하중이 작용할 경우, 블록(리브)과 그루브가 접하는 모서리 부근(T1, T2, T3)에 응력이 집중된다.
즉, 타이어의 공기압 팽창시 센터블록(리브)과 센터 그루브 사이에 위치하는 모서리부(T1)에는 압축응력이 작용되고, 센터블록과 숄더 그루브 사이에 위치하는 모서리부(T2)에는 아래방향으로 전단응력이 작용되며, 숄더 그루브와 숄더 블록 사이에 위치하는 모서리부(T3)에는 압축응력이 작용된다.
상기와 같은 트레드부에 상기와 같은 현상이 반복적으로 일어났을 때 타이어를 구성하는 고무물성의 특성은 압축응력이 작용하는 지점(T1, T3)보다는 전단응력이 작용하는 지점(T2)이 먼저 취약해지며, 고무블록의 유동이 최대가 된다.
이에 따라, 종래의 소형 항공기 타이어는 상기 보강코드의 고무계면에서 전단 피로응력으로 인한 계면분리가 나타나며, 최종적으로 고무가 숄더 그루브(G2)의 저부에서 갈라진다.
또한, 트레드를 통한 반복적인 전단응력 및 고속에 의한 원심력을 받는 트레드 보강코드는 고온으로 인한 강도가 저하되고, 이에 따른 코드 끊김은 트레드가 벗겨지는 문제점을 발생시킨다.
또한, 사용중 바이어스 항공기 타이어는 센터부가 숄더부에 비해 비교적 빠르게 마모가 발생된다.
또한, 종래에는 상기에서 제시된 트레드부(1)의 그루브 저부(7)의 갈라짐을 방지하기 위해 도 2a에서 도 2b로 구르브의 제원을 변경시켜 보기도 하였다.
즉, 그루브의 폭을 A'에서 A로 확대하고, 그루브 저부의 코너부 반경을 R'에서 R로 확대시켰다.
상기와 같이, 그루브 폭(A'->A) 및 저부의 코너부 반경(R'->R)을 확대시켜 방열효과를 증대시킴으로써 내구력의 향상을 도모하려고 했으나, 고속, 고하중에서 운용되는 항공기 타이어 특성 때문에 고열, 반복굴신, 응력집중, 원심력 등에 따른 트레드 블록의 유동이 발생되었다.
상기와 같은 트레드블록의 유동이 반복적으로 발생됨으로써 그루브 코너부(6)가 갈라지고, 트레드부가 분리되는 사고로 연결될 뿐만 아니라 숄더부 대미 센터부가 빨리 마모되는 바이어스 타이어 특성으로 인한 사용중 트레드부 센터부와 숄더부 그루브의 불균형 마모가 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 트레드의 숄더부위에 위치하는 숄더 그루브의 깊이를 축소시켜 센터블록과 숄더 그루브가 연결되는 모서리부에 집중되는 응력으로 인한 트레드블록의 유동을 감소시킴으로써 숄더 그루브 코너부에서 갈라짐 또는 트레드 보강코드의 끊김을 방지하고, 타이어의 내구성 및 내마모성능을 향상시킬 수 있는 소형 항공기용 타이어를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은, 카카스 코드층과 트레드 고무층 사이에 트레드 보강코드층이 형성되고;
트레드의 센터부위에 형성된 센터 그루브와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 그루브와, 상기 그루브에 의해 구획되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터블록 및 숄더부위에 형성된 숄더블록을 포함하여 이루어지는 트레드 블록패턴을 가지는 소형 항공기용 타이어에 있어서, 숄더 그루브의 깊이는 5.7 ~ 6.5mm인 것을 특징으로 한다.
상기에서 숄더 그루브의 깊이가 5.7mm미만이면 성능상 배수성능 및 숄더부 게이지(G/A) 증가에 따른 방열성능이 저하되고 사용상 타이어 수명이 단축되는 문제점이 발생되며, 상기 숄더 그루브의 깊이가 6.5mm를 초과하면 숄더 그루브와 인접한 센터 블록 및 숄더 블록 모서리부의 트레드 블록 유동 증가로 인해 숄더그루브 코너부에 크랙이 발생되므로 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명은 상기 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 14 ~ 16°이고, 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 9 ~ 11°인 것을 특징으로 한다.
상기에서 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 14°미만이면 숄더 그루브와 인접한 센터블록부 코드와 고무간 전단응력이 작용되는 문제점이 발생되고, 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 16°를 초과하면 숄더 그루브와 인접하는 센터블록 대비 숄더블록의 모서리부에 상대적인 응력이 집중됨으로써 불균일한 접지압이 분포되는 문제점이 발생된다.
상기에서 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 9°미만이면 숄더그루브와 인접한 숄더블록의 모서리부에 숄더블록부 모서리에 작용하는 응력집중으로 인한 그루브 코너부에 크랙이 발생되고, 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각이 11°를 초과하면 숄더 그루브와 인접하는 숄더 블록 대비 센터 블록의 모서리부에 상대적인 응력이 집중됨으로써 불균일한 접지압이 분포되는 문제점이 발생되므로 바람직하지 못하다.
또한, 본 발명은 상기 숄더 그루브의 폭이 7.8 ~ 8.2mm인 것을 특징으로 한다.
상기에서 숄더 그루브의 폭이 7.8mm미만이면 숄더 그루브와 인접하는 센터블록 및 숄더블록의 응력이, 급격한 숄더 그루브 코너부에 고무와 코드간 응력집중을 유발시키고 변형에너지 증가에 따른 물성이 저하되는 문제점이 발생되고, 숄더 그루브의 폭이 8.2mm를 초과하면 부하 하중에 대한 트레드블록의 접지면적 감소로 접지압이 증가되므로 트레드블록 변형유동이 증대되고 방열성능이 저하되는 문제점이 발생된다.
이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 종래의 기술과 비교하면서 본 발명에 따른 소형 항공기용 타이어의 트레드부 블록 패턴을 설명하기로 한다.
도 3a는 종래의 기술에 따른 소형 항공기용 타이어 중 일부를 확대한 단면도이며, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 항공기용 타이어의 일부를 확대한 단면도이다.
도 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 소형 항공기용 타이어의 트레드부는 다수개의 그루브와 상기 그루브에 의해 구획된 다수개의 블록으로 이루어진다.
상기 그루브에는 타이어 주행방향으로 형성되고, 타이어의 중심선상에 위치하는 센터 그루브(G1)와, 트레드의 숄더부위에 위치하는 숄더 그루브(G2)가 있다.
상기 블록에는 트레드의 센터부위, 즉 센터 그루브(G1)와 숄더 그루브(G2) 사이에 위치하는 센터블록(R1)과, 트레드의 숄더부위에 위치하는 숄더블록(R2)이 있다.
종래에는 숄더 그루브의 깊이(ASDS')가 7.5mm이었으나, 본 발명에서는 상기 숄더 그루브의 깊이(ASDS)를 5.7 ~ 6.5mm으로 변경한다.
상기에서 숄더 그루브의 깊이(ASDS)가 5.7mm미만이면 성능상 배수성능 및 숄더부 게이지(G/A) 증가에 따른 방열성능이 저하되고 사용상 타이어 수명이 단축되는 문제점이 발생되며, 상기 숄더 그루브의 깊이(ASDS)가 6.5mm를 초과하면 숄더 그루브(G2)와 인접한 센터블록(R1) 및 숄더 블록(R2) 모서리부의 트레드 블록 유동 증가로 인해 숄더그루브 코너부에 크랙이 발생되므로 바람직하지 못하다.
상기와 같이, 숄더 그루브의 깊이를 7.5mm(ASDS')에서 5.7 ~ 6.5mm(ASDS)로 변경함으로써 운용중 센터부와 숄더부의 마모가 되는 속도가 비슷하여 내마모성능을 향상시킬 수 있고, 고무블록 유동으로 인한 그루브 저부의 코너부 갈라짐 및 보강코드의 전단응력 또는 간섭으로 인한 끊김을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 숄더 그루브 양측의 경사각(P)(Q)이 서로 상이한 것이 바람직하다.
즉, 종래의 기술에 따른 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(P')은 10°이나, 본 발명에 따른 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(P)은 14 ~ 16°가 되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, '경사각'이라는 것은, 그루브 깊이 방향(수직방향)에 대한 그루브 각도를 말한다.
본 발명에서는 상기 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(P)이 15°인 것이 보다 바람직하다.
이에 따라, 센터 블록과 접하는 숄더 그루브의 모서리부분은 종래의 기술보다 본 발명이 경사가 완만하다.
즉, 센터 블록과 접하는 숄더 그루브의 모서리부분의 반경은 종래(F')보다 본 발명(F)이 크다.
또한, 종래의 기술에 따른 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(Q')은 15°이나, 본 발명에 따른 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(Q)은 9 ~ 11°가 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 상기 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(Q)이 10°인 것이 보다 바람직하다.
이에 따라, 숄더 블록과 접하는 숄더 그루브의 모서리부분은 종래의 기술보다 본 발명이 경사가 급하다.
즉, 숄더 블록과 접하는 숄더 그루브의 모서리부분의 반경은 종래(H')보다 본 발명(H)이 작다.
상기에서 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(P)이 14°미만이면 숄더 그루브와 인접한 센터블록부 코드와 고무간 전단응력이 작용되는 문제점이 발생되고, 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(P)이 16°를 초과하면 숄더 그루브와 인접하는 센터블록 대비 숄더블록의 모서리부에 상대적인 응력이 집중됨으로써 불균일한 접지압이 분포되는 문제점이 발생되므로 바람직하지 못하다.
상기에서 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(Q)이 9°미만이면 숄더그루브와 인접한 숄더블록의 모서리부에 숄더블록부 모서리에 작용하는 응력집중으로 인한 그루브 코너부에 크랙이 발생되고, 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각(Q)이 11°를 초과하면 숄더 그루브와 인접하는 숄더 블록 대비 센터 블록의 모서리부에 상대적인 응력이 집중됨으로써 불균일한 접지압이 분포되는 문제점이 발생되므로 바람직하지 못하다.
상기와 같이, 본 발명은 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각을 10°에서 14 ~ 16°로 변경하고, 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각을 15°에서 9 ~ 11°로 변경시킴으로써 센터블록 및 숄더블록에 발생하는 응력집중을 방지하여 균일한 접지압 분포를 형성시키고, 그루브 코너부 코드와 고무간 전단응력 및 트레드 블록 유동을 감소시킴으로써 그루브 기저부의 갈라짐 및 코드 끊김을 방지할 수 있다.
또한, 종래에는 숄더 그루브의 폭(U')이 9mm이었으나, 본 발명은 상기 숄더 그루브의 폭(U)이 7.8 ~ 8.2mm인 것을 특징으로 한다.
상기에서 숄더 그루브의 폭(U)이 7.8mm미만이면 숄더 그루브와 인접하는 센터블록 및 숄더블록의 응력이, 급격한 숄더 그루브 코너부에 고무와 코드간 응력집중을 유발시키고 변형에너지 증가에 따른 물성이 저하되는 문제점이 발생되고, 숄더 그루브의 폭(U)이 8.2mm를 초과하면 부하 하중에 대한 트레드블록의 접지면적 감소로 접지압이 증가되므로 트레드블록 변형유동이 증대되고 방열성능이 저하되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같이, 숄더 그루브의 폭을 9mm에서 7.8 ~ 8.2mm로 변경함으로써, 숄더리브와 센터리브의 모서리부분의 트레드 블록유동을 감소시킬 수 있다.
상기와 같이, 숄더 그루브의 제원을 변경함과 아울러, 상기 숄더 그루브 하부에 위치하는 보강코드(C1, C2, C3)도 본 발명이 종래의 기술보다 완만하게 형성되는 것이 바람직하다.
미 설명 부호 ASDC는 센터 그루브의 깊이이다.
상기와 같이, 본 발명은 숄더 그루브의 깊이, 숄더 그루브의 폭 및 숄더 그루브의 경사각을 변경함으로써 센터와 숄더부의 불균형 마모를 효과적으로 억제시키고, 제반 성능 및 내구력을 향상시키며, 또한 숄더부 그루브의 크랙으로 인한 조기 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 소형 항공기용 타이어의 단면도이다.
도 2a 및 도2b는 종래의 기술에 따른 소형 항공기용 타이어의 트레드부를 나타내는 도면이다.
도 3a는 종래의 기술에 따른 소형 항공기용 타이어 중 일부를 확대한 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 항공기용 타이어의 일부를 확대한 단면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
R1 : 센터 블록(리브) R2 : 숄더 블록(리브)
G1 : 센터 그루브 G2 : 숄더 그루브
ASDS, ASDS' : 숄더그루브의 깊이 U, U' : 숄더 그루브의 폭
F, F' : 센터 블록과 접하는 숄더 그루브의 모서리부분의 반경
H, H' : 숄더 블록과 접하는 숄더 그루브의 모서리부분의 반경
P, P' : 센터 블록과 접하는 숄더 그루브의 경사각
Q, Q' : 숄더 블록과 접하는 숄더 그루브의 경사각
D, D' : 숄더 그루브의 반경
1, 1′: 트레드부 2, 2′: 그루브
4, 4′: 그루브 안쪽 측벽 5, 5′: 그루브 바깥쪽 측벽
6, 6′: 코너부 7, 7′: 저부
A, A′: 그루브 폭 R, R′: 반경

Claims (3)

  1. 카카스 코드층과 트레드 고무층 사이에 트레드 보강코드층이 형성되고, 트레드의 센터부위에 형성된 센터 그루브와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 그루브와, 상기 그루브에 의해 구획되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터블록 및 숄더부위에 형성된 숄더블록을 포함하여 이루어지는 트레드 블록패턴을 가지며, 상기 숄더 그루브의 깊이가 5.7 ~ 6.5mm인 소형 항공기용 타이어에 있어서, 센터 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각은 14 ~ 16°이고, 숄더 블록과 접하는 숄더그루브의 경사각은 9 ~ 11°인 것을 특징으로 하는 소형 항공기용 타이어.
  2. 삭제
  3. 삭제
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