사이드월 보강형 공기입 타이어{Pneumatic Tire with Reinforced Sidewall}

본 발명은 사이드월 보강형 공기입 타이어에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 비드부를 이루는 림 플렌지의 연장을 통해 사이월부의 강성을 보강할 수 있도록 하는 사이드월 보강형 공기입 타이어에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 공기입 타이어는 내부에 기설정된 압력을 가지고 채워지는 공기에 의해 자동차의 전체 하중을 지지함과 아울러 완충 작용으로 노면으로부터 받는 충격을 흡수하며, 노면과 접하는 외주면과의 마찰에 의해 자동차의 기본적인 주행, 정지 및 방향 전환 기능을 수행한다.

따라서, 공기입 타이어는 내부에 주입된 공기에 대한 내 투과성을 높여주기 위해 제작된 인너 라이너(Inner Liner)와, 타이어의 골격에 해당하고 운행중 반복되는 굴신(Bending and Stretching) 하중에 대한 내피로성을 강화하기 위한 카카스플라이(Carcassply)와, 타이어의 접지면을 형성하는 트레드(Tread)와, 상기 카카스플라이를 보호하는 사이드월(Side Wall)과, 타이어를 림(Rim)에 장착시키는 비드부(Bead Portion) 및 상기 인너 라이너의 끝단에 연결되고 상기 비드부를 감싸 보강하는 검체퍼(Gum Chafer)와 상기 비드부의 상측에 위치하는 에이펙스(Apex)를 포함하고 있다.

한편, 상기한 사이드월부는 타이어 측면에 해당하는 부분으로, 지면으로부터의 충격 및 진동을 흡수하는 역할을 수행할 수 있도록 탁월한 신축성이 요구되지만, 잦은 굴신 운동으로 인해 가장 취약한 부분에 해당한다.

따라서, 종래 사이드월부를 보강하기 다양한 방식들이 연구되어 왔으며, 그 중 검 체퍼, 나일론 체퍼 또는 인서트 러버 스트립 등의 반제품들을 추가하는 방식들이 주로 사용되어 왔다.

그러나, 상기한 사이드월부 보강 방식들 모두 추가된 반제품들이 카카스 플라이와의 접착력이 낮아 반복적인 굴신 운동에 의해 층간 분리되는 세퍼레이션 현상을 유발하거나, 타이어의 중량을 상승시켜 연비가 저감되는 문제점을 갖는다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 림 플랜지 연장 방식의 사이드월 어셈블리를 적용하여 비드부 뿐만 아니라 사이드월부의 강성을 보강하여 타이어의 내구력, 승차감 및 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 사이드월 보강형 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사이드월 보강형 공기입 타이어는, 비드부와 사이드월부에서 카카스 플라이 외측을 덮으며 타이어의 외측 벽면을 이루는 사이드월 어셈블리 반제품층을 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 사이드월 어셈블리 반제품층은 상기 비드부 하측으로부터 상기 사이드월부를 이루는 상기 카카스 플라이의 턴업 단부 이전까지를 덮도록 연장 형성되는 림 플렌지 고무층;을 포함하고, 상기 림 플렌지 고무층은 상기 카카스 플라이와 접하는 내측에 보강 코드가 배열되는 코드 보강층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 림 플렌지 고무층은 상기 비드부의 상기 카카스 플라이 턴업부 외측에서 림에 끼워져 안착되게 안착 돌기부를 형성하는 림 플렌지 몸체부; 및 상기 림 플렌지 몸체부로부터 사이드월 고무층 하단부의 하측에 서로 포개지며 상기 카카스 플라이의 턴업 단부 이전까지 덮도록 연장 형성되는 사이드월 보강 연장부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 림 플렌지 고무층은 상기 림 플렌지 몸체부로부터 상기 비드부 내측에서 상기 인너 라이너 단부에 맞대어지게 연장 형성되는 비드부 보강 연장부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 사이드월 보강 연장부의 연장 단부로부터 상기 카카스 플라이의 턴업 단부까지의 거리(L1)는 10mm 내지 20mm 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 림 플렌지 고무층의 상기 코드 보강층의 두께(T1)는 0.2mm 내지 0.3mm 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코드 보강층을 이루는 상기 보강 코드는 카카스 플라이와 동일한패브릭 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 사이드월 보강 연장부의 상기 코드 보강층을 덮는 상부 고무층의 두께(T2)는 0.4mm 내지 0.5mm 범위 이내로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 사이드월 보강형 공기입 타이어에 따르면, 비드부와 사이드월부에서 카카스 플라이 외측을 덮도록 사이드월 고무층과 함께 단일의 반제품 형태로 사이드월 어셈블리 반제품층을 이루며 카카스 플라이의 림 플렌지 몸체부로부터 사이드월 고무층 하측에 포개어지며 카카스 플라이의 턴업부 외측을 덮도록 얇은 두께를 가지고 연장 형성되는 사이드월 보강 연장부를 통해 사이드월부의 강성을 보강하도록 함으로써, 사이드월부에서 발생된 반복적인 굴신 하중에 대한 내구력 및 승차감을 향상시킬 수 있고 지지 강성을 높여 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드월 보강형 공기입 타이어를 도시한 정단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ 부분을 확대 도시한 사이드월 보강형 공기입 타이어의 부분 확대 정단면도이다.
도 3은 도 2의 사이드월 어셈블리 반제품층을 이루는 사이드월 어셈블리의 반제품 상태를 도시한 부분 측단면도이다.
도 4는 도 3의 사이드월 어셈블리에 대해 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드월 보강형 공기입 타이어를 도시한 정단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ 부분을 확대 도시한 사이드월 보강형 공기입 타이어의 부분 확대 정단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 사이드월 보강형 공기입 타이어(1)는 기본적으로 트레드부(10)를 중심으로 타이어의 폭 방향 양측으로 숄더부(20), 사이드월부(30) 및 비드부(40)가 순차적으로 형성된다.

상기한 트레드부(10), 숄더부(20), 사이드월부(30), 및 비드부(40) 내측에는 타이어의 뼈대 역할을 하는 카카스 플라이(60)가 내측에서 공기 기밀층을 형성하는 인너 라이너(50)의 상측에 적층되며 폭 방향을 따라 연장 형성된다.

트레드부(10)에서는 카카스 플라이(60) 상측으로 벨트층(11), 언더 트레드층(13) 및 트레드층(15)이 순차적으로 적층 형성된다.

벨트층(11)은 카카스 플라이(60)와 언드 트레드층(13) 사이에 위치하는 특수 코드지로 외부의 충격을 완화시켜주고 트래드층(15)에서 발생한 크랙이나 외상이 카카스 플라이(60)에 직접 전달되는 것을 막아주는 역할을 한다.

언더 트래드층(13)는 벨트층(11)과 트래드층(15) 사이의 부착력을 높이기 위해 사용되며, 내마모성과 내커팅성이 우수한 특수 고무 재질로 이루어진다.

숄더부(20)에서는 두께가 점차 감소하며 트레드부(10)와 사이드월부(30)를 연결하는 부분으로, 상기한 벨트층(11)의 단부를 덮도록 캡 플라이층(21)가 적층 형성된다.

캡 플라이층(21)은 상기한 벨트층(11) 상에 부착되는 특수 코드지로 주행시 벨트층(11)의 움직임을 최소화시켜 고속 주행시 이탈 현상을 방지할 수 있도록 한다.

사이드월부(30)는 차량의 하중을 지지함과 아울러 굴신 운동에 의한 외부 충격을 완화시키는 역할을 하는 부분으로, 사이드월 고무층(31)을 통해 카카스 플라이(60)의 외측면에 덮어 보호하도록 한다.

여기서. 사이드월 고무층(131)은 후술하는 림 플렌지 고무층(110)과 함께 단일 반제품 형태로 압출 성형되는 사이드월 어셈블리 반제품층(100)을 적층 성형하는 성형 및 가류 과정을 거쳐 사이드월부(30)에서 카카스 플라이(60)의 외측을 덮는 고무층을 형성하게 된다.

그리고, 비드부(40)에서는 카카스 플라이(60)이 양측 단부를 턴업시켜 비드 와이어(41)및 에이팩스(42)를 감싸 고정하도록 하며, 카카스 플라이(60)의 턴업부(62)를 덮어 보강하기 위한 림 플렌지 고무층(110)이 형성된다.

여기서, 비드 와이어(41)는 강선을 고무로 피복한 와이어 다발로 타이어를 림에 결합 및 고정시키는 역할을 하고, 에이팩스(42)는 비드 와이어(41)의 분산을 방지하고 충격을 완화시키며 성형시 비드부(40)에 에어입이 발생하는 것을 방지하도록 한다.

그리고, 림 플렌지 고무층(110)은 림(미도시)과 카카스 플라이(60)의 턴업부(62)를 덮어 완성된 공기입 타이어 림에 장착시 카카스 플라이(60)이 턴업부(62)가 림에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있도록 보호함과 아울러 비드부(40)를 통한 타이어의 지지 강성을 보강하는 역할을 한다.

여기서, 림 플렌지 고무층(110)는 전술한 바와 같이 사이드월 고무층(131)과 함께 단일 반제품 형태로 압출 성형되는 사이드월 어셈블리 반제품층(100)을 통한 성형 및 가류 과정을 거쳐 완성된 공기입 타이어 상에 일체로 형성된다.

특히, 본 실시예의 림 플렌지 고무층(110)은 비드부(40) 하측으로부터 상기 사이드월부(30)를 이루는 상기 카카스 플라이(60)의 턴업 단부 이전까지를 덮도록 연장 형성되어 사이드월부(30)의 굴신 및 지지 강성을 보강할 수 있도록 한다.

도 3은 도 2의 사이드월 어셈블리 반제품층을 이루는 사이드월 어셈블리 반제품을 도시한 부분 측단면도이고, 도 4는 도 3의 사이드월 어셈블리에 대해 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 잘라서 본 측단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 사이드 고무층(131)과 함께 단일 반제품 상태의 사이드월 어셈블리 반제품층(100)을 이루는 림플렌지 고무층(110)은 림플렌지 몸체부(111), 비드부 보강 연장부(112) 및 사이드월 보강 연장부(113)를 포함하여 구성된다.

림 플렌지 몸체부(111)는 비드부(40)의 카카스 플라이(60) 턴업부(62) 외측에서 비드부(40)가 림에 끼워져 안착되게 안착 돌기부(101)를 형성하는 부분이다.

그리고, 비드부 보강 연장부(112)는 림 플렌지 몸체부(111)로부터 비드부(40) 내측에서 인너 라이너(50) 단부에 맞대어지게 연장 형성되어, 타이어 장착시 비드부(40)를 이루는 카카스 플라이(60)의 턴업부(62)가 림에 직접 접촉하는 것을 방지함과 아울러 비드부(40)를 통한 타이어의 지지 강성을 보강할 수 있도록 하는 부분이다.

특히, 사이드월 보강 연장부(113)는 림 플렌지 몸체부(111)로부터 사이드월 고무층(131) 하단부의 하측에 포개지며 상기 카카스 플라이(60)의 턴업 단부 이전까지 덮도록 연장 형성되어, 이를 통해 사이드월부(30)의 굴신 하중에 대한 지지 강성을 보강할 수 있도록 한다.

이때, 사이드월 보강 연장부(113)는 이의 연장 단부로부터 상기 카카스 플라이(60)의 턴업 단부까지의 길이(L1)이 10mm 내지 20mm 범위 이내로 포개어지도록 연장 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 사이드월 보강 연장부(113)의 연장 단부로부터 카카스 플라이(60)의 턴업 단부까지의 거리(L1)이 10mm 미만인 경우, 사이드월 보강 연장부(113)의 연장 단부가 카카스 플라이(60) 턴업 단부와의 거리가 너무 가깝게 배치되어 연속적으로 두께 차를 가지는 더 큰 단차부를 형성함에 따라 이를 덮으며 적층되는 사이드월 고무층과의 사이에서 주행중 발생하는 반복적인 굴신 운동에 의해 서로 이격 되는 세퍼레이션 현상이 발생하게 되는 단점을 갖는다.

또한, 사이드월 보강 연장부(113)의 연장 단부로부터 상기 카카스 플라이(60)의 턴업 단부까지의 거리(L1)이 20mm를 초과하는 경우, 사이드월 보강 연장부(113)의 연장 단부의 중접 거리가 짧아져 사이드월부(30)에 대한 상기 보강 효과가 저하되는 단점을 갖는다.

또한, 림 플렌지 고무층(110)을 이루는 림플렌지 몸체부(111), 비드부 보강 연장부(112) 및 사이드월 보강 연장부(113)의 내측 바닥면에 연속되게 보강 코드(116)들이 배열된 코드 보강층(115)이 더 형성될 수 있다.

이처럼, 림 플랜지 고무층(110)의 내측에 보강 코드(116)들이 배열된 코드 보강층(115)을 형성함으로써, 이를 통해 비드부(40) 뿐만 아니라 사이드월부(30)의 강성을 좀더 효과적으로 보강할 수 있도록 한다.

한편, 코드 보강층(115) 내에 형성되는 보강 코드(116)들은 카카스 플라이(60)와 동일하게 패브릭 코드로 형성할 수 있으며, 이 경우 림 플랜지 고무층(100)이 포개어지며 비드부(40) 및 사이드월부(30)의 일부 구간에서 마치 2중 플라이 구조를 갖도록 형성하는 것과 같은 보강 효과를 얻을 수 있다.

여기서, 코드 보강층(115)의 두께(T1)는 0.2mm 내지 0.3mm 범위 이내로 이루어지고, 사이드월 보강 연장부(113)의 상기 코드 보강층(115)을 덮는 상부 고무층(117)의 두께(T2)는 0.4mm 내지 0.5mm 범위 이내로 얇게 연장 형성되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

먼저, 코드 보강층(115)의 두께(T1)가 0.2mm 미만으로 이루어지는 경우 보강 코드(116)를 이루는 패브릭 코드의 직경이 얇아 이를 통한 내구력 상승 효과를 기대하기 어려우며, 0.3mm를 초과하는 경우 보강 코드(116)로 사용되는 패브릭 코드의 직경이 굵어짐에 따라 이와 비례하게 보강 코드(116)을 덮는 상부 고무층(117)의 두께가 두꺼워져야 하기 때문에 타이어의 중량 증가로 인해 연비가 저하되는 단점을 가지게 된다.

그리고, 사이드월 보강 연장부(113)의 상부 고무층(117)의 두께가 0.4mm 미만인 경우 상기한 보강 코드(116)를 완전히 감싸지 못해 보강 코드가 드러나게 되는 단점을 가지며, 0.5mm 초과인 경우 보강 코드(116)를 너무 두껍게 감싸게 되어 전술한 바와 같이 중량 증가로 인해 연비가 저하되는 단점을 갖는다.

이처럼, 본 실시예의 사이드월 보강형 공기입 타이어(1)는 비드부(40)와 사이드월부(30)에서 카카스 플라이(60) 외측을 덮도록 사이드월 고무층(131)과 함께 단일의 반제품 형태의 사이드월 어셈블리 반제품층(100)을 이루며 카카스 플라이(60)의 림 플렌지 몸체부(111)로부터 사이드월 고무층(131) 하측에 포개어지며 카카스 플라이(60)의 턴업부(62) 외측을 덮도록 얇은 두께를 가지고 연장 형성되는 사이드월 보강 연장부(113)를 통해 사이드월부(30)의 강성을 보강하도록 함으로써, 사이드월부(30)에서 발생된 반복적인 굴신 하중에 대한 내구력 및 승차감을 향상시킬 수 있고, 지지 강성을 높여 핸들링 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖도록 한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1:공기입 타이어 10: 트레드부
20: 숄더부 30: 사이드월부
40: 비드부 50: 인너 라이너
60: 카카스 플라이 100: 사이드월 어셈블리 반제품층
110: 림 플렌지 고무층 111: 림 플렌지 몸체
112: 비드 보강 연장부 113: 사이드월 보강 연장부
115: 코드 보강층 116: 보강 코드
117: 상부 고무층 131: 사이드월 고무층