KR101623267B1 - 공기압 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트레드와 사이드월 및 비드부까지 연장 배치되는 하나 이상의 카카스 플라이로 구성되는 카카스를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스 플라이의 양측에 소정 폭을 갖는 링비드 판코드들이 형성되고, 상기 카카스 플라이의 비드부측 단부는 상기 링비드 판코드들 사이에 삽입되며, 상기 링비드 판코드는 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐쇄 환의 형태이고, 상기 링비드 판코드들 사이에는 고무 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명의 타이어는 내구성 및 제조공정성이 우수한 이점을 제공할 수 있다.

Description

공기압 타이어 {Pneumatic Tire}

본 발명은 카카스 끝단의 턴업이 없는 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타이어의 카카스 및 비드부의 배치 구조 및 형태를 개량하여 내구성 및 제조공정성을 향상시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 공기입 타이어는 높은 하중에 견딜 수 있도록 비드부를 보강하는 것이 필요한데, 이는 공기입 타이어가 받는 스트레스가 림에 결착된 휠과 맞닿는 계면에서 가장 크게 나타나기 때문이다.

종래의 비드부 구조는 비드부에 비드 코어가 있고, 그것을 카카스가 턴업되어서 감겨 있고, 나일론 체퍼나 스틸 체퍼(Steel Chafer)가 감싸도록 보강해 주는 구조로 되어 있다.

다른 방식의 카카스 보강체의 구조로는 도 1에 도시된 바와 같은 2열 이상의 직렬 형태로 놓인 비드 사이에 고강도 고무를 인슐레이션시킨 후 카카스 플라이를 비드 사이에 위치시켜 감김 없이 고정하는 방식도 제안되어 왔다. 도 1을 참고하면, 이러한 타이어(1)는 크라운(2)이 위에 놓이는 각각의 측부상의 사이드월(3)을 포함하고, 상기 크라운은 상기 사이드월(3)들의 두 개의 반경방향 상부 부위를 연결한다. 상기 사이드월(3)의 반경방향 제1 부위에는, 적절한 형상 및 크기의 림에 장착하기 위해 제공되는 비드(4)가 위치되고, 상기 비드(4) 내부에서, 상기 카카스의 코드 정렬부들 사이에는, 비드 코드(60)들이 적층체(61)로 배열된다

도 2를 참조하면, 이러한 2열 이상의 직렬 구조로 비드와이어를 배치하는 방식(No Turn-up)의 경우, 비드부로 수 개의 비드 와이어 코드를 와인딩하고, 중간에 고강도 고무를 위치시킨 다음 카카스 플라이를 니팅한 후, 다시 수개의 비드 와이어를 비드 외측에 와인딩하는 방법을 사용하게 된다. 이러한 제조 방법에 의하면 와이어 코드이 와인딩에 상당한 시간이 소요되고, 와이어의 시작과 끝단에서 오버랩 되어 이어지는 부분에서 편차가 발생하는 문제가 발생한다.

타이어 제조에 있어서 비용 상의 요구조건은 점점 가혹해지고, 그로 인해 끊임없이 증대되는 제품 전문성을 고려할 때 생산성은 점점 달성하기 어려워진다. 그러므로, 고내구성 등의 엄격한 품질 수준을 유지하면서 타이어를 보다 빠른 속도로 제조할 수 있도록 하는 타이어 구조의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 기술적 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 2열 이상의 직렬 구조로 비드와이어를 배치하는 방식에 있어, 비드와이어를 외부 돌기가 있는 링비드 판코드 형태의 일체형으로 구성하여 비드와이어 와인딩 시간과 제조상 편차를 없애서 품질이 우수하면서도 제조공정성도 우수한 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 트레드와 사이드월 및 비드부까지 연장 배치되는 하나 이상의 카카스 플라이로 구성되는 카카스를 구비하는 공기입 타이어에 있어서,

상기 카카스 플라이의 양측에 소정 폭을 갖는 링비드 판코드들이 형성되고,

상기 카카스 플라이의 비드부측 단부는 상기 링비드 판코드들 사이에 삽입되며,

상기 링비드 판코드는 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐쇄된 환의 형태이고, 상기 링비드 판코드들 사이에는 고무 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

상기 링비드 판코드의 표면에는 고무 혼합물의 인슐레이션이 용이하도록 미세 돌기 또는 미세 홈들이 연속 형성될 수 있다.

한편, 상기 카카스는 2 이상의 복수의 카카스 플라이로 구성되고, 상기 복수의 카카스 플라이들의 양측에, 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐쇄 환의 형태의 링비드 판코드들이 형성되고, 상기 링비드 판코드들 사이에는 고무 혼합물이 충진될 수 있다.

본 발명의 타이어는 기존 카카스 턴업 방식에 비해서 카카스와 고무의 변형에 의한 손상을 완화시키므로 비드부에서 발생되는 비드부 사고 가운데 비드부 분리(separation)를 방지하는데 크게 기여하여 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 턴업 구조가 없는 타이어는, 와인딩이 없는 일체형의 링비드를 채용함으로써, 비드와이어를 와인딩하는데 소비되는 제조 시간을 단축할 수 있고, 일체형의 끝단이 없는 링비드 형태를 채용함으로써 비드부에서의 비드와이어 끝단 풀림을 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 카카스를 턴업시키지 않는 구조의 공기입 타이어의 개략단면도이다.
도 2는 도 1의 타이어에서의 비드코어의 와인딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어의 비드부의 개략사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어의 비드부의 다양한 실시예를 도시한 개략단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 공기입 타이어의 비드부의 일부 단면도다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 직렬형 링비드 판코드의 개략단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 요철형 링비드 판코드의 개략단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 곡률형 링비드 판코드의 개략단면도이다.

이하에서 예시로서 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어의 비드부의 개략단면도이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어(100)는 트레드(10)와 사이드월(20) 및 비드부(30)까지 연장 배치되는 하나 이상의 카카스 플라이로 구성되는 카카스(101)를 구비하는 공기입 타이어로서, 상기 카카스(101)의 양측에 소정 폭을 갖는 링비드 판코드들(102, 103)이 형성되고, 상기 카카스(101)의 비드부측 단부는 상기 링비드 판코드들(102, 103) 사이에 삽입되며, 상기 링비드 판코드들 (102, 103)은 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐쇄된 환(ring)의 형태이고, 상기 링비드 판코드들(102, 103) 사이에는 고무 혼합물이 충진되어 구성된다.

본 발명의 공기입 타이어에 의하면 카카스의 형상을 적절하게 조절하여 카카스에 걸리는 응력의 크기 및 분포를 조절하고, 주행 시 타이어 움직임에 의한 변형/스트레스를 조절한다. 본 발명에서 링비드 판코드들(102, 103)은 팽창압의 작용 하에서 카카스 코드들에 발생하는 장력에 저항하여, 카카스를 고정하는 기능을 제공한다.

상기 링비드 판코드(102, 103)들 내에는 카카스(101)의 끝단을 고정하기 위한 고정 구조가 형성된다. 이러한 고정 구조를 형성하기 위해서, 상기 타이어의 원주 방향으로 폐쇄환 형태로 구성되는 링비드 판코드들(102, 103)과 상기 카카스(101) 사이의 공간에는 접착용 고무 혼합물이 충진된다. 카카스 플라이와 링비드 판코드들에 의해서 한정되는 다수의 공간들에는 반드시 동일한 물성의 고무 혼합물이 충진될 필요는 없고, 경우에 따라서 복수의 구역을 한정하도록, 상이한 특성을 갖는 복수의 혼합물을 제공하는 것도 가능하다.

본 발명에서 링비드 판코드(102, 103)들은 끊김이 없는 폐쇄된 일체의 판형의 원환 형태이다. 이러한 링비드 판코드들(102, 103)은 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 카카스(101)를 사이에 두고 카카스의 양측에 형성되는 링비드 판코드의 개수가 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예의 링비드 판코드의 구조를 도시한 것이다. 도 4에서 (d) 및 (j)와 같이 카카스를 중심으로 내측에 더 많은 수의 링비드 판코드들이 형성될 수도 있고, 반대로 도 4에서 (f) 내지 (i)와 같이 카카스를 중심으로 외측에 더 많은 수의 링비드 판코드들이 형성될 수도 있다.

본 발명에서 카카스의 양측에 형성되는 링비드 판코드들(102, 103)은 단면에서 보면 판형이고, 원주 방향에서 보면 원환 형태인데, 단면에서 볼 때 각각의 링비드 판코드의 폭은 서로 같거나 상이할 수 있다. 일례로 도 4의 (b) 내지 (j)에 도시된 바와 같이, 링비드 판코드들(102, 103) 중 적어도 하나는 전체 폭(W1)의 링비드 판코드 보다 소폭(W2)으로 폭을 좁게 형성한 다수의 소폭 판코드들이 나란히 인접하여 중첩되게 형성될 수 있다. 이러한 소폭 링비드 판코드들은 카카스의 내측에 형성되거나, 카카스의 외측에 형성될 수 있다. 소폭 링비드 판코드들은 링비드 판코드들(102, 103)이 세 개 이상 형성되는 경우에. 가운데에 올 수도 있고, 내측 또는 외측 최외곽에 배치될 수 있다.

상기 소폭 링비드 판코드들은 폭 W2 보다 폭이 더 작은 W3의 폭을 갖도록 형성될 수도 있고, 이러한 구현예에서는 링비드 판코드들(102, 103) 사이의 가운데 부분에는 고무 혼합물이 충전되는 보이드 부분(V)이 형성되고 외곽 쪽으로만 판코드들이 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 공기입 타이어의 비드부의 일부 개략단면도다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 카카스(200)를 구성하는 카카스 플라이는 반드시 하나로 제한되는 것이 아니고, 2개 이상의 다수의 카카스 플라이(210), 220)로 구성될 수도 있다. 이러한 실시예에서도, 상기 카카스(200)의 양측에 소정 폭을 갖는 링비드 판코드들(202, 203, 204)이 형성되고, 상기 카카스 플라이(210, 220)의 비드부측 단부는 상기 링비드 판코드들(202, 203, 204) 사이에 삽입되며, 상기 링비드 판코드들 (202, 203, 204)은 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐환의 환형이고, 상기 링비드 판코드들(202, 203, 204) 사이에는 고무 혼합물이 충진된다.

이러한 실시예에서는, 카카스 플라이 사이의 복수의 구역을 한정하도록, 상이한 특성을 갖는 복수의 혼합물을 제공하는 것도 가능하며, 상기 혼합물의 조합 및 그에 따른 배치구조는 특별히 제한되는 것은 아니다. 일례로 내측 카카스플라이(210)와 내측 링비드 판코드(202) 사이의 공간, 내측 카카스플라이(210)와 중간 링비드 판코드(203) 사이의 공간, 외측 카카스플라이(220)와 중간 링비드 판코드(203) 사이의 공간, 외측 카카스플라이(210)와 외측 링비드 판코드(204) 사이의 공간에는 각기 다른 특성의 고무 혼합물이 충진될 수 있다. 이러한 링비드 판코드들과 카카스 플라이들 사이의 고정 구역에는 탄성 계수가 높은 고무 혼합물을 제공하는 것이 유리하다.

도 6을 참고하면, 본 발명에서 링비드 판코드(102, 103)의 외곽 표면에는 미세 돌기 또는 미세 홈(102-1, 103-1)이 형성되어 고무 인슐레이션이 용이토록 한다. 미세 돌기 또는 미세 홈과 같은 미세 요철 구조는 어느 한 부분에 응력이 집중되지 않도록 곡률(R)을 가진다.

본 발명에서 링비드 판코드(102, 103, 202, 203, 204)는 미세 요철 구조에 따라서 직렬형과 요철형, 곡률형으로 나눌 수 있다.

직렬형 링비드 판코드는, 도 6에 도시된 바와 같이, 링비드 판코드의 외곽을 따라서 일정하게 미세 돌기 또는 홈이 형성된 구조이다. 요철형 링비드 판코드는 도 7에 도시된 바와 같이, 링비드 판코드가 반복 형성되는 돌출된 요부를 갖는 요철 구조를 갖는 것으로, 그만큼 고무와의 접촉 면적이 확대되어 고무의 인슐레이션을 용이하게 한다.

곡률형 링비드 판코드는, 도 8에 도시된 바와 같이, 링비드 판코드가 물결 무늬, 파형, 등의 형상이 대칭으로 형성되어 폭(n)이 좁은 목부(301)와 폭(m)이 넓은 볼록한 배부(302)를 갖는 것으로, 그만큼 고무와의 접촉 면적이 확대되어 고무의 인슐레이션을 용이하게 한다. 상기 곡률형 링비드의 목 부위(301)의 폭은 1 mm 이하이고, 배 부위(302)의 폭은 1 mm 이상이다. 이러한 곡률형 링비드의 외곽 표면에도 미세 돌기 또는 미세 홈(303)이 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 이는 단지 예시를 위한 것으로, 본 발명은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않은 범위 내에서 다양하게 변형 또는 변경 실시될 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 상기 실시예로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100 : 타이어 101 :카카스
102 : 내측 링비드 판코드 103 :외측 링비드 판코드
200 : 카카스 201 : 비드부
202 : 내측 링비드 판코드 203 : 중간 링비드 판코드
204 : 외측 링비드 판코드
210, 220: 카카스 플라이

Claims (11)

1. 트레드와 사이드월 및 비드부까지 연장 배치되는 하나 이상의 카카스 플라이로 구성되는 카카스를 구비하는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 카카스 플라이의 양측에 소정 폭을 갖는 링비드 판코드들이 형성되고,
   상기 카카스 플라이의 비드부측 단부는 상기 링비드 판코드들 사이에 삽입되며,
   상기 링비드 판코드는 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐쇄 환의 형태이고, 상기 링비드 판코드들 사이에는 고무 혼합물이 충진되고,
   상기 링비드 판코드들 중 적어도 하나는 전체 폭의 링비드 판코드 보다 폭을 좁게 형성한 다수의 소폭 링비드 판코드들이 나란히 인접하여 중첩되게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 링비드 판코드의 표면에는 고무 혼합물의 인슐레이션이 용이하도록 미세 돌기 또는 미세 홈들이 연속 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 카카스는 2 이상의 복수의 카카스 플라이로 구성되고, 상기 복수의 카카스 플라이들의 양측에, 타이어의 원주 방향으로 끊김이 없는 폐쇄 환의 형태의 링비드 판코드들이 형성되고, 상기 링비드 판코드들 사이에는 고무 혼합물이 충진된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 카카스를 사이에 두고 카카스의 양측에 형성되는 링비드 판코드의 개수가 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 타이어에 있어서 타이어의 내측에 형성되는 링비드 판코드의 개수가 타이어의 외측에 형성되는 링비드 판코드의 개수 보다 많은 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
6. 제4항에 있어서, 상기 타이어에 있어서 타이어의 내측에 형성되는 링비드 판코드의 개수가 타이어 외측에 형성되는 링비드 판코드의 개수 보다 적은 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 소폭 링비드 판코드들은 가운데 부분에는 고무 혼합물만이 충전되는 공극이 형성되고 카카스의 외측에만 소폭 링비드 판코드들이 형성된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
9. 제2항에 있어서, 상기 링비드 판코드의 미세 돌기 또는 미세 홈들은 일정한 곡률(R)을 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
10. 제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 링비드 판코드는 직렬형, 요철형 또는 곡률형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 곡률형 링비드 판코드의 목 부위의 폭은 1 mm 이하이고, 배 부위의 폭은 1 mm 이상인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
    
    
    

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