KR102051853B1 - 차량용 공기입타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2매의 카카스를 적용하는 공기입타이어에 있어서 에지부를 개량하여 타이어의 내구성 및 생산성을 개선하는 공기입타이어에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예는 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하고, 타이어 내측에 타이어의 골격을 형성하는 카카스가 설치되는 차량용 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스는 제1카카스(400)와 제2카카스(500)의 2매로 구성되며, 상기 제1카카스(400)는 비드부(300)에서 턴업되며, 상기 제2카카스(500)는 말단(510)이 비드부(300)까지 도달하지 아니하는 차량용 공기입 타이어를 제공한다.

Description

차량용 공기입타이어{A PNEUMATIC TIRE FOR VEHICLE}

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2매의 카카스를 적용하는 공기입타이어에 있어서 에지부를 개량하여 타이어의 내구성 및 생산성을 개선하는 공기입타이어에 관한 것이다.

차량용 타이어(Tire)의 구조 중에서 카카스(Carcass)는 타이어의 뼈대 역할을 하며, 타이어 프로파일을 결정하는 매우 중요한 역할을 한다. 이 때문에 차량용 타이어의 카카스의 구조 및 재료는 매우 다양하게 개발이 되어있다.

다양한 카카스 구조 중에서도 폭이 넓고 타이어의 단면 높이(Section Heigt)가 낮은 경우에는 카카스의 끝단이 트레드(Tread) 끝단 및 비드필러(Bead Filler) 끝단과의 거리가 가까워 지거나 만나기 쉬우며, 카카스의 끝단이 플렉시블존(Flexsible Zone)에 위치할 수 밖에 없기 때문에 타이어의 내구성이 취약해진다. 즉, 카카스의 끝단이 크랙의 발생원인이 될 수 있어 이에 대한 개선의 노력이 경주되고 있다.

이하, 카카스 내구성 개선에 관한 선행기술을 살펴본다. 하기의 선행기술에서의 식별부호는 본 발명과는 무관하다.

대한민국 등록실용신안 제0130554호 '카카스턴업 엔드부의 내구력을 향상한 공기입 타이어' 는 통상의 타이어에 있어서, 단단한 에이펙스(2)위에 부드러운 에이펙스(3)를 위치시켜 성형하되, 부드러운 에이펙스와 단단한 에이펙스의 경계면을 카카스 안쪽에서 카카스 바깥쪽으로 점점 상승하게 성형하여 상기 단단한 에이펙스의 상단부가 카카스 턴업끝의 위에 오도록 함으로써 카카스턴업 앤드부와 이에 인접한 에이펙스의 강도차를 줄여 카스턴업 엔드부의 내구력을 형성한 것이다. 그러나 상기의 기술은 카카스를 1매만을 적용한 예로서 전체적인 내구성이 부족할 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-0315653호 '카카스 내구성을 향상시킨 공기입 타이어' 는 비드부에 턴업설치되는 카카스 1매로써, 카카스 3매의 설치 효과를 얻을 수 있게 하는 카카스 내구성을 향상 시킨 공기입 타이어에 관한 것이다. 종래의 카카스 적층구조는 1, 2, 3번 카카스(12)(13)(14)가 비드부(20)를 감싸고, 각각의 카카스 끝단은 사이드부와 비드부에 일정 간격을 가지고 턴업시켜 타이어가 주행시 하중에 의한 반복굴신 운동으로 발생되는 응력이 집중되는 것을 분산시키고자 하였으나, 카카스 끝단부에서 발생되는 응력의 집중을 완전히 완화시킬 수 없어 카카스 끝단 부위의 내구성이 매우 취약하여 세퍼레이션이 자주 발생하는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 비드부에 턴업설치되는 카카스에 있어서, 1매의 카카스(1)의 일단(10)이 일측비드코어(2)의 저면으로부터 시작하여 타측비드코어(3)에 감겨진 후 다 시 일측비드코어(2)에 감겨진 다음 카카스(1)의 선단부(11)가 타측비드코어(3)의 저부에 위치되게 설치시켜 구성함으로써, 하나의 카카스로써 3매의 카카스를 설치시키는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 성형공정 및 반제품의 제조 공정을 단축시킬 수 있고, 카카스의 끝단부에서 발생되는 세퍼레이션을 방지하는 기술을 개시한 바 있다.

대한민국 등록실용신안 제0130554호 '카카스턴업 엔드부의 내구력을 향상한 공기입 타이어' (공개일자 1995년07월20일) 대한민국 등록특허 제10-0315653호 '카카스 내구성을 향상시킨 공기입 타이어' (공개일자 2001년06월15일)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 카카스 에지부의 세퍼레이션을 방지하고, 제조단가를 절감하기 위한 차량용공기입타이어를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하고, 타이어 내측에 타이어의 골격을 형성하는 카카스가 설치되는 차량용 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스는 제1카카스(400)와 제2카카스(500)의 2매로 구성되며, 상기 제1카카스(400)는 비드부(300)에서 턴업되며, 상기 제2카카스(500)는 말단(510)이 비드부(300)까지 도달하지 아니하는 차량용 공기입 타이어를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 타이어 외측에 제2카카스의 턴업에지(Carcass turn up edge)가 존재하지 않는다. 일반적으로 카카스의 턴업에지(Carcass turn up edge)에서 세라레이션(Separation)이 시작되고 성장한다. 그러나 본원발명은 타이어 외측 측에 제2카카스의 턴업에지 를 제거함으로써 세퍼레이션을 사전에 방지할 수 있으며, 이로써 타이어 내구 성능을 향상 시킬 수 있다.

또한, 본 발명을 적용할 경우, 종래의 2매의 카카스 LTUH 적용 구조 대비 중량이 250±50g 감소한다. 이는 타이어 전체 중량의 약 2.5%에 해당한다. 즉 본 발명에 따르면 구름저항(Rolling Resistance) 성능을 향상 시키면서도 타이어를 상기의 차이만큼 경량화 할 수 있다.

또한, 본 발명은 2매의 카카스 반제품 비용을 절감하여 타이어 생산 비용을 절감 할 수 있다. 2Ply(2-0) 구조를 갖는 타이어를 연간 5,000만본 생산하는 경우, 적용하면 연간 약 340억원의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 공기입타이어의 카카스 구조를 설명하는 설명도이다.
도2는 종래의 2매의 카카스를 적용한 상태를 설명하는 요부발췌단면도이다.
도3은 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌단면도이다.
도4는 본 발명의 공기입타이어의 다른 실시예의 요부발췌단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 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 명세서에서, "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 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 공기입타이어의 카카스 구조를 설명하는 설명도이다. 카카스(Carcass)의 구조는 크게 STUH, HTUH, MTUH, LTUH으로 구분이 된다. 소경 성형 방식의 경우 일반적으로 1-0, 2-0 구조를 갖는다. 대경 성형 방식의 경우에는 2-0구조가 아닌 1-1 구조를 갖는다.

일반적인 2-0의 LTUH(low turn-up hight)의 구조는 도2에 도시된 바와 같다. 첫 번째 카카스는 비드부(300)의 비드와이어를 감고 비드필러의 절반높이 까지에서 종지되며, 두 번째 카카스는 비드부(300)의 비드와이어를 감고 턴업되어 사이드월의 40~60%사이의 높이에서 종지된다.

그러나, 이러한 구성은 타이어의 외측에 턴업말단이 2개가 존재하게 되며 이러한 턴업말단은 세퍼레이션의 원인이 될 수 있어 타이어의 내구성을 저하시킨다.

이에, 본 발명은 도3에 도시된 바와 같이, 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하고, 타이어 내측에 타이어의 골격을 형성하는 카카스가 설치되는 차량용 공기입 타이어에 있어서, 상기 카카스는 제1카카스(400)와 제2카카스(500)의 2매로 구성되며, 상기 제1카카스(400)는 비드부(300)에서 턴업되며, 상기 제2카카스(500)는 말단(510)이 비드부(300)까지 도달하지 아니하는 차량용 공기입 타이어를 제공한다.

도3의 실시예에서, 상기 제2카카스(500)는 제1카카스(400)의 상면에 설치되며, 상기 제1카카스(400)는 비드부(300)의 비드와이어(310)를 내측에서 외측으로 감아서 턴업된다.

상기 제1카카스(400)의 턴업된 말단(410)은 사이드월높이(h)의 40~70%에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1카카스(400)와 제2카카스(500)가 겹치는 부분(a)의 길이가 15~30mm인 것이 바람직하며, 상기 제2카카스(500)의 말단(510)은 비드필러(320)의 에지(321)와 10~30mm 이격되는 것이 바람직하다. 이는 말단부 간의 거리를 이격시킴으로써 각 말단부간의 상호작용을 최소화하여 세퍼레이션을 방지하기 위함이다.

이러한 구성에 따르면, 타이어 외측에 제2카카스(500)의 턴업에지(Carcass turn up edge)가 존재하지 않게 됨으로써 카카스 턴업 말단부에서부터 발생하고 성장하는 세퍼레이션을 사전에 방지할 수 있으며, 이로써 타이어 내구 성능을 향상 시킬 수 있다.

도4는 본 발명의 공기입타이어의 다른 실시예의 요부발췌단면도이다. 도4의 실시예에서는 상기 제2카카스(500)는 제1카카스(400)의 하면에 설치되며, 상기 제1카카스(400)는 비드부(300)의 비드와이어(310)를 외측에서 내측으로 감아서 턴업되는 구조를 갖는다.

앞선 실시예에서와 같이, 말단부 간의 거리를 이격시킴으로써 말단부간의 상호작용을 최소화하여 세퍼레이션을 방지하기 위하여, 상기 제1카카스(400)의 턴업된 말단(410)은 사이드월높이(h)의 40~70%에 위치하는 것이 바람직하며, 상기 제1카카스(400)와 제2카카스(500)가 겹치는 부분(b)의 길이가 15~30mm이고, 상기 제2카카스(500)의 말단(510)은 비드필러(320)의 에지(321)와 10~30mm 이격되는 것이 바람직하다.

도4의 실시예에서는 타이어의 내측 인너라이너에 제1카카스(400)의 말단(410)이 위치하게 되어 카카스의 턴업된 말단이 외측에 존재하지 아니하게 된다. 타이어 내측의 인너라이너는 외부환경과 접하지 아니하기 때문에 굴신운동 외에는 추가적인 스트레스를 받지 아니한다. 타이어의 세퍼레이션은 굴신 및 외부요인의 스트레스에 따라 타이어 외측로부터의 발생이 주로 문제되는 바, 상기의 실시예에서의 턴업된 말단의 위치변경은 유의미하다. 상기의 실시예의 구성에 의해 따라서 타이어의 외면으로부터의 세퍼레이션의 발생 및 성장을 최소화 할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 트레드부
200: 사이드월부
300: 비드부
310: 비드와이어
320: 비드필러
321: 에지
400: 제1카카스
410: 말단
500: 제2카카스
510: 말단

Claims (9)

1. 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하고, 타이어 내측에 타이어의 골격을 형성하는 카카스가 설치되는 차량용 공기입 타이어에 있어서,
   상기 카카스는 제1카카스(400)와 제2카카스(500)의 2매로 구성되며,
   상기 제1카카스(400)는 비드부(300)에서 턴업되며,
   상기 제2카카스(500)는 상기 제1카카스(400)의 하면에 설치되며 말단(510)이 비드부(300)까지 도달하지 아니하고,
   상기 제1카카스(400)는 비드부(300)의 비드와이어(310)를 외측에서 내측으로 감아서 턴업되며 타이어의 내측 인너라이너에 상기 제1카카스(400)의 말단이 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1카카스(400)의 턴업된 말단(410)은 사이드월높이(h)의 40~70%에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기입타이어.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1카카스(400)와 제2카카스(500)가 겹치는 부분(a)의 길이가 15~30mm인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입타이어.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2카카스(500)의 말단(510)은 비드필러(320)의 에지(321)와 10~30mm 이격되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기입타이어.
   
6. 삭제
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