KR0153248B1 - 이륜차의 타이어의 제조방법과 그 방법으로 제조된 타이어 - Google Patents

Abstract

고속 주행에 있어서 2륜차용 타이어의 구조와 행동특성을 향상시키기 위하여, 타이어는 고연신률의 코드, 바람직하게는 금속 HE 코드로 보강된 벨트로 구성되며, 트레드속의 오목부 또는 홈들의 완전한 성형에 필요한 풀링에 따라 벨트의 조립전에 뼈대의 환형직경을 뼈대의 비이드들 사이의 축방향 거리를 변화시켜 조정하는 방법에 의하여 제조된다.

Description

이륜차의 타이어의 제조방법과 그 방법으로 제조된 타이어

제1도는 본 발명의 타이어의 정단면도.

제2도는 현재의 타이어에서 광범위하게 사용되고 있는 코드와 본 발명에 따른 코드를 정성(定性) 및 비정량(非定量)적으로 비교한 하중-연신률의 도표.

제3도는 본 발명에 따른 타이어 뼈대의 환형구조를 3가지 다른상태에서 나타낸 정단면도.

제4도는 구체예에 따른 제1도에 도시된 타이어의 벨트 구조 일부의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 뼈대 2 : 충전재

3 : 코어 4 : 트레드밴드

4a, 4b, 4c : 홈 5 : 벨트

6 : 코드 10 : 테이프

본 발명은 모터 구동 차량 타이어, 특히 이륜차 및 모터 사이클 타이어의 제조방법과 그 방법으로 제조된 타이어에 관한 것이다.

이들 타이어들은 4륜차의 보통타이어가 사용되는 조건과는 완전히 다른 조건을 견딜 수 있도록 특별한 구조와 형상을 갖는다. 이는 곡선도로를 달릴때 변경되는 타이어의 승차 방향이 아니라 도로표면쪽으로 비스듬히 기울어지는 차량상태를 기억하면 알 수 있는 사실이다.

상술한 이유때문에, 2륜차의 타이어들은 연속적으로 일정하게 변하는 캠버각이 4륜차의 타이어에서는 3°~4°인 반면 50°이상의 큰 각도로 주행할 수 있어야 하며, 따라서 이들 타이어들은 타이어의 횡단면이 거의 편평한 다른 타이어와는 달리 정점부에 큰 볼록면이 제공된 트레드를 갖는다.

이렇게 정점부에서 큰 볼록면을 갖게 되면 타이어 성형중에 결점을 초래하며 사용중에 부식되는 문제점을 수반한다.

상술한 형태의 타이어들은 환형구조의 뼈대와, 상기 뼈대에 정점부방향으로 배치된 트레드 밴드와, 뼈대와 트레드밴드사이에 끼워진 벨트로 알려진 환형의 보강구조물로 구성된다는 것은 공지된 것이다. 타이어의 회전축을 포함한 평면에 위치한 보강코드를 갖는 뼈대, 특히 방사상 형태의 뼈대에서, 벨트는 서로 나란한 형상으로 배치되며 모두 서로 평행하며 원주방향으로 배향된 인장응력에 적어도 저항하는 적절한 보강재료의 하나이상의 층으로 된 코드로 구성될 수 있다.

이 환형 보강 구조물은 원주방향으로 늘어나서는 안되며, 수축한 타이어 상태에서 이미 예비인장부하를 받아 타이어가 사용될때 원하는 모든 기능을 수행할 수 있어야 한다.

원통형 슬리브 형태의 뼈대를 적절한 제조드럼상에 배치하는 단계와, 상기 뼈대를 상기 드럼 또는 다른 제조드럼상에서 환형으로 만드는 단계와, 이렇게 만들어진 뼈대에 환형의 보강구조물과 정점부 방향의 트레드 밴드를 가하는 단계와, 이 뼈대를 트레드가 새겨져 있으며 반경방향의 2방향으로 움직일 수 있는 섹터(sector)의 링이 제공된 보통 구심력 주형으로알려진 경화 주형속에 넣는 단계와, 상기 벨트를 예비부하상태로 만듬과 동시에 섹터의 구심력에 의한 반경방향 이동에 의하여 주형을 폐쇄하도록 뼈대를 신장시켜 상기 섹터에 형성된 돌기형상부가 트레드밴드속에 침입하여 성형을 실시하는 단계로 구성되는 상기 방사상 타이어의 제조방법도 공지되어 있다.

주형내에서의 뼈대의 확장은 보통 풀링(Pulling)으로 알려져 있으며 타이어의 원주신장이 약 1.5% 증가되는 것에 해당한다. 본 발명과 관련된 횡방향으로 큰 볼록체를 갖는 타이어에 있어서 상기 방법은 트레드 형상이 매우 깊은 오목부 또는 홈들을 갖는 타이어에서 특히 소정의 결점을 갖는다.

사실, 벨트는 거의 신장되지 않는 원주상 구조를 가져야 하는데, 이는 최대허용 풀링이 상기한 수치를 초과할 수 없으며, 이 수치는 직경의 증가 퍼센트와 동일하다.

만일 트레드 형상속의 오목부의 최대깊이가 이 수치보다 크다면 전체형상의 성형을 주형섹터상의 리브들이 트레드 밴드의 두께속으로 침입하게 하는 것에 의해서만 얻어질 수 있으므로, 리브의 침입이 깊을 수록 오목부가 크게 된다는 것은 명백한 것이다.

그러나, 어떤점에서 뼈대의 신장은 대체로 반경방향으로 이루어지므로 섹터리브에 대하여 트레드 밴드가 이동하여 형성된 오목부가 반경방향으로 발달되는 반면 트레드 밴드에 대한 각각의 섹터의 이동은 대칭 축에서는 반경 방향으로만 이루어지며, 다른 모든점들은 타이어 뼈대의 측면에 직각이 아닌 상기 대칭축에 평행하게 이동하므로 성형오목부는 옵셋되며 원하는 형상과 다르게 변위된다.

이 현상은 대칭축으로 부터 더욱 이격된 섹터에서 그리고 횡방향에서 큰 볼록체를 갖는 타이어에서는 더욱 심각하다.

이 문제를 해결하기 위해서는 벨트의 신장성이 향상되어 섹터에 대하여 트레드 밴드의 이동에 의해 형성된 오목부의 깊이 퍼센트가 커져야 하지만 (최대 100%), 사용중 타이어의 필요조건에 반하여 벨트는 신장성이 큰 원주를 가질 필요가 있을 것이다.

현재 채용되고 있는 Kevlar(듀퐁社의 등록상표)또는 강과 같은 고저항재료로 만든 코드를 사용함에 의한 성형단계중에서만 신장될 수 있으며, 헐렁한 상태로 주름진 형상으로 압축상태에 있는 벨트는 상기방법에 관련된 문제점들 때문에 완성되기 어렵다. 실제로 이런 가공방법에 의해 생긴 문제점의 수는 해결된 문제점의 수보다 많다.

이 문제들을 해결하기 위해서 나일론같이 신장성이 높은 열수축성의 직물재료도 사용할 수 없는데, 이는 특히 시속 300 킬로미터까지 달릴 수 있는 차량의 속도에 의한 원심력의 효과때문에 큰 변형을 받지 않는 타이어의 사용중에 생기는 응력을 견딜 수 없기 때문이다.

본 출원인은 상술한 종류의 타이어의 새로운 제조방법을 고안하였으며, 특히 상술한 모든 문제점과 앞으로 제시할 다른 문제점들을 해결할 수있는 뼈대 성형 및 벨트제조방법을 발명하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 사용중에 나쁜 영향을 줄 수 있는 구조적인 성형 결점이 없는, 고성능의 모터 사이클의 타이어의 제조방법과 그 방법으로 제조된 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따라, 원통형 슬리브의 축에 대하여 평행하게 배치된 코드로 보강된 고무처리로 된 직물로 관형 요소를 만들고, 원주방향으로 늘어날 수 없으며 슬리브축에 수직한 평면상에 위치하는 적어도 하나의 환형 금속 코어 둘레로 상기 관형요소의 단부들을 접어서 원통형 슬리브 형태의 타이어 뼈대를 만드는 공정과, 슬리브벽을 반경방향으로 신장시켜 상기 관형요소를 환형으로 성형하고 상기 코어들을 축방향으로 서로 근접이동시키는 단계와, 서로 나란한 상태로 배치되어 원주방향으로 배향된 코드들로 된 코일로 구성된 벨트 구조물을 상기 환형 뼈대에 조립하고, 상기 벨트의 반경반향 외측에 트레드 밴드를 겹치는 단계와, 뼈대를 경화주형속에 도입하는 단계와, 상기 주형을 폐쇄하고 최종의 환형 형상이 될때까지 주형표면에 대하여 뼈대를 신장시켜 특히 트레드 밴드를 성형시키는 단계와, 상기 뼈대를 경화시키는 단계, 로 구성되는 차량용 타이어의 제조방법에 있어서, 부하-연신률 도표에서 도표의 축에 대하여 서로 다른 기울기를 갖는 2개의 직선을 서로 연결하는 곡선부를 나타내는 높은 연신률의 코드를 사용하여 상기 벨트를 만드는 단계와, 상기 관형요소의 환형성형중에 코어들의 축방향거리가 상기 제1 환형의 직경보다 작은 직경의 중간의 환형에 해당하고 상기 최종의 환형으로 부터 소정거리의 편차를 나타낼 때까지 상기 환형코어들을 동심원상으로 서로 근접이동 시킴에 따라 (상기 환형코어들 사이의 중심간 거리의 값은 상기 벨트코드의 부하-연신률 도표에 나타나 있음) 최종의 환형형상이 될때까지 상기 주형속의 상기 뼈대의 신장으로 상기 벨트 코어들을 상기 곡선부사이에 위치하는 점에 해당하는 인장상태(예비부하 상태)로 만드는 단계, 로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법이 제공된다.

상기점은 최고의 연신률값에 해당하는 상기 곡선부의 단부에 근접위치하는 것이 바람직하다.

편리한 형태로서, 상기코드들은 이미 고무처리되어 4%~8%의 극한 연신률을 갖도록 배향된 금속코드들이다.

상기 벨트 구조물은 상기 고연신률 코드로 보강된 고무처리된 직물로 형성된 충분한 폭의 하나이상의 스트립을 상기 뼈대의 둘레로 1회 이상 감고, 상기 스트립의 단부들을 20㎜~50㎜의 부분위에 겹치거나, 하나의 고연신률의 코드를 상기 뼈대위에 뼈대의 한단부로 부터 다른 단부까지 축방향으로 나선형으로 감아서 만들어 질 수 있다.

상기 벨트를 만들기 위한 다른 방법은 2개 이상(최대 10개)의 고연신률 코드로 구성된 고무처리된 직물의 테이프를 상기 뼈대위에 나선형으로 감거나 코일형상으로 감고, 뼈대의 환형단면을 따라 하나의 단부로 부터 다른단부까지 반경방향으로 진행시키는 것으로 구성된다. 또한, 상기 코일형상으로 감는 기술이 사용된다면 동시에 중간으로부터 뼈대의 양단부쪽으로 시키거나 둘레로 진행시켜 나선형 감기도 실시될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 2륜차용의 타이어가 제공되는데, 이 타이어는 큰 횡방향 볼록체를 가지면서 해당 장착링에 고정하기 위한 비이드로 끝나는 두개의 측벽과 정점부를 갖는 환형의 뼈대와, 상기 뼈대에 정점부 방향으로 배치되어 0.15~0.45의 볼록비를 갖는 트레드 밴드와, 상기 뼈대와 트레드 밴드사이에 끼워진 원주방향으로 신장될 수 없는 벨트 구조물로 구성되며, 상기 환형 보강구조물은 나란하게 축방향으로 배치되어 상기 구조물의 한단부로부터 타이어의 원주방향에 대하여 거의 0°의 각도로 다른 단부까지 뻗는 다수의 코드 코일들로 구성되는 2륜차용 타이어에 있어서, 상기 보강 코드들은 부하-연신률 도표에서 2개의 직선을 서로 연결하는 곡선부를 나타내는 고연신률을 가지며, 상기 직선들은 상기 도표의 축에 대하여 서로 다른 기울기를 가지며, 경화되었지만 팽창되지 않고 부하받지 않은 타이어속의 상기 코드들은 상기 곡선부사이에 위치하는 상기 도표의 점에 해당하는 인장상태(예비부하)에 있으며 최대 연신률값에 해당하는 단부 근처에 있는 것이 바람직하다.

우선 구체예에서, 상기 보강 코드들은 4%~8%의 극한 연신률을 가지고 동일한 방법으로 배향된 금속 코드들이다.

상기 타이어속의 상기 코드의 밀도는 25~150 와이어/dm이며 상기 코드들은 또한 축방향으로 불균일하게 분포되어 축방향을 따라 밀도가 큰부분과 작은 부분을 가질 수 있다.

또한, 상기 고연신률의 코드는 금속인 경우에 1~4 가닥으로 구성되며, 각각의 가닥은 직경 0.10㎜~0.25㎜의 1~7개의 기본 와이어들로 구성되며, 가닥들은 나선형으로 서로 비틀려져 있으며, 가닥들의 꼬임 피치는 10㎜~20㎜이다.

본 발명의 타이어는 2가지 회전 방향으로 회전하는 타이어에서 측정한 편차값들 사이의 차이가 최대 편차값의 15% 이하인 것을 특징으로 하는 대체로 균형잡히고 일정한 동작을 보여준다.

본 발명은 실시예로서 나타낸 다음의 상세한 설명과 첨부도면으로부터 명백히 이해될 것이다.

본 발명의 타이어를 나타내는, 특히 제1도에서 타이어는 환형의 정단면을 가지는 하나이상의 고무처리로된 직물가닥이 형성되어 있는 뼈대(1)로 구성되며, 뼈대의 단부들은 반경방향 외측에서 적절한 전류특징을 갖는 탄성재의 충전재(2)가 제공된 보통 비이트 코어로 불리는 환형의 금속코어(3)의 둘레에 공지된 방법으로 접힌다.

정점부에서 나타나 있듯이, 상기 뼈대는 트레드 밴드(4)와 트레드 밴드와 뼈대사이에 끼워진 보통 벨트로 칭해지는 중간구조물(5)를 갖는다.

비이드 코어(3)과 충전재(2)로 구성된 타이어부는 도시하지 않은 해당 장착림에 상기 타이어를 고정하기 위한 타이어 비이드를 구비한다.

상기 타이어부는 충전재(2)의 반경 반향으로의 외측단부와 벨트(5)사이에 포함되고 타이어 측벽으로 칭해지며 차량승차중에 안락감을 부여하도록 최대의 유연성 부분으로 구성된다.

한편, 몇가지 다른 구체예에서 측벽부인 타이어부의 폭은 장착림의 돌출부의 반경방향의 최외측부가 트레드의 단부와 접촉할 때 0까지 감소될 수 있다.

제1도에 도시한 타이어로 부터 알 수 있듯이, 모터 사이클의 타이어는 정점부에서 뚜렷한 볼록체를 가지며 타이어 원주를 둘러싸는 트레드를 갖는다.

특히, 이 볼록체는 h/w의 비율로 나타내어지는데, 여기서 h는 제1도에 도시한 것처럼 상기 트레드의 반경 방향 내측단부에 의해서 통과되는 선 C-C에 대한 트레드의 반경방향높이를 나타내며, w는 상기 트레드의 최대폭을 나타낸다.

본 발명에서 타이어의 h/w의 값은 0.15~0.45가 바람직하다.

h와 w의 값의 정확하고 객관적인 측정이 필요한 트레드단부의 정확한 규정을 쉽게 얻을 수 있는데, 이는 트레드 가장자리가 타이어의 최대폭을 가지며 측벽의 개시부와 구별되는 날카로운 가장자리로 끝나며 커브도로의 주행중에 최대의 캠버각이 생길때를 운전자가 알 수 있도록 되어 있기 때문이다.

기준선으로서 취한 비이드들의 기초선(b-b)에 대한 트레드 가장자리의 반경 반향높이(f)는 벨트(5)의 높이와 항상 일치하지는 않는다.

트레드 밴드속에는 다수의 오목부 또는 홈(4a),(4b),(4c)와 적절한 주형속에 원 뼈대에 실시하는 성형조작에 의하여 공지된 방법으로 만들어지는 다수의 랜드(land)가 형성되어 있다.

반경반향 타이어의 경우에 주형은 소위 구심력형이라고 불리우는 반경 방향으로 움직이는 섹터가 제공되어야 하는 이유는 이미 설명하였다.

도로상에서 타이어가 적절하게 작동하기 위해서는 트레드 밴드 속의 홈들의 방향이 홈에서의 트레드 표면에 거의 수직하여야 하므로, 제1도에서 알 수 있듯이 동일한 깊이(s)를 갖는 홈들은 트레드에서의 위치에 따라 적도면(m-m)에 평행한 방향에서 서로 다른 길이를 가지는데 이 길이는 적도면에 위치하는 홈들에 대해서는 s와 같으며 단부위치에 위치하는 홈들에 대한 최소의 길이 r이 될때까지 비례적으로 감소된다는 것을 알 수 있을 것이다.

한편, 중앙부로부터 트레드 가장자리쪽으로 가면서 축방향으로 상기 홈들의 폭은 증가한다.

그러므로, 제1도에서 알 수 있듯이 트레드의 단부홈들의 정확한 성형은 홈(4b)와 (4c)와 정확히 일치하는 리브가 제공되어 선 m-m에 평행한 반경방향을 따라 이동하는 주형부(섹터)에 의해서만 얻을 수 없다.

뼈대에 관하여, 적정가닥의 보강코드(11)은 보통의 공지된 어떤재료로 만들어질 수 있지만 직물재료가 바람직하며, 특히 이 경우에는 낮은 모듈을 갖는 재료가 바람직하다. 이들 재료중에서, 가장 적절한 재료는 레이욘, 합성 폴리에스터 섬유와 나일론으로 알려진 합성 지방족 폴리아미드 섬유이다.

예를들어, 도시한 예에서 코드는 셀룰로스로 만든 합성섬유인 레이욘으로 만들어져 한 비이드로부터 다른 비이드까지 축방향으로 뻗으며, 적도면의 선(m-m)(중앙선)으로 나타낸 것처럼 상기 선에 대하여 직각으로 배치된다.

벨트 구조물(5)에는 나란하게 축방향으로 배치되어 뼈대 정점부의 한단부로 부터 다른 단부까지 뻗는 다수의 코드코일(6)이 형성되어 있다.

본 발명의 우선 구체예에서, 1~5 가닥의, 바람직하게는 3~4 가닥으로 구성된 보통 HE 코드로 공지된 고연신률의 동일방법으로 배향된 금속코드이며, 각각의 가닥은 직경이 0.10㎜ 이상인, 바람직하게는 0.12~0.25㎜인 기본 와이어가 2~10개, 바람직하게는 4~7개로 구성된다. 와이어와 코드들은 동일한 비틀림 피치에 따라 또는 와이어와 코드에 대하여 서로 다른 피치에 따라 동일한 방법으로 같이 나선형으로 비틀어진다.

코드들이 상술한 것과 동일한 형태의 부하-연신률 도표를 가지고 타이어에 작용하는 금속이외의 다른 재료도 역시 사용할 수 있다는 것은 명백하다.

특히, 여기서 설명한 표준 타이어에 사용된 코드는 3×7×0.12HE로 알려진 금속코드이며, 직경이 0.12㎜의 7개의 강철와이어로 된 3개의 가닥으로 구성되는 코드이다.

와이어와 코드 가닥의 비틀림은 동일한 방법으로 실시되기 때문에, 완성된 코드는 대체로 스프링의 특징을 가지며 이에 따라 제2도의 선 HE로 나타낸 부하-연신률 도표가 변한다.

환언하여, 서로에 대하여 수직한 한쌍의 기준축이 고정되어 있으며, 코드에 가해진 인장응력의 값인 부하값(C)는 수직축에 나타냈으며, 반면에 수평축에는 코드의 연신률 값(ℓ)을 나타내었다. 코드를 큰 인장응력을 받게한 후, 해당하는 연신률이 측정되었으며 상기 한쌍의 축에 의해 만들어진 평면에서 코드의 균열점에 도달할때까지 각각의 가해진 부하/얻어진 연신률값에 해당하는 점들을 표시하였다.

금방 알 수 있듯이, 상기 도표는 작은 기울기(작은 부하에서 큰 연신률을 가짐)의 하나의 직선(OE)와 그 다음에 큰 기울기(큰 부하에서 작은 연신률을 가짐)의 직선(FZ)을 가지며, 2개의 상기 직선은 무릎부로 칭하여지는 곡선부(EF)에 의하여 서로 연결된다.

도표에서, 상기 곡선부(EF)의 중심선은 1.5%~3%의 연신률에 해당한다는 것을 알 수 있다.

도표의 설명은 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

작은 기울기의 직선은 상술한 스프링의 연신에 해당하는데, 즉 초기연신중에서는 제1 도표부에서처럼 코드의 나선형 코일이 연신하면 와이어가 펴지므로 작은 인장강도를 나타낸다.

무릎부의 끝에서의 풀링에서, 와이어들은 비틀려있지만 이미 완전히 연신되었으므로 가해진 잡아당김힘에 대하여 재료의 기계적 특징에 대한 효과를 주지만 코드의 형상에 대한 효과는 주지 않는다.

사용된 재료는 강이므로 가해진 힘이 커짐에도 불구하고 코드 연신률은 적당하다.

한편 보통 사용된 코드들은 제2도의 선(PA)로 나타낸 부하-연신률을 갖는다. 이 경우 인장응력을 받은 코드의 행동이 거의 일정하며 코드의 (HF)에서보다 기울기가 작다는 것을 알 수 있으며, 이점의 중요성이 앞으로 설명될 것이다.

지금부터 상기 코드를 어떻게 사용하여 본 발명의 문제점을 해결하는가를 이해하게 될 것이다.

사실 코드는 작은 인장응력하에서 뼈대구조를 변형시키지 않도록 주형속에서 만들어지는 최종의 환형구조와는 다른 중간의 환형구조에 따른 뼈대형상위에 코일형상으로 감아진다.

이 방법으로, 코드는 그 부하-연신률 도표에서 여전히 작은 기울기를 갖는 개시부 직선(OE)의 O점 근처에 있게 된다.

그러므로, 벨트는 작은 값의 가해진 부하에서도 연신될 수 있으므로 이미 폐쇄된 주형속의 섹터의 돌출부에 대하여 밴드를 이동시켜 트레드 밴드, 특히 전체깊이를 갖는 홈형상을 성형할 수 있도록 주형속에서의 뼈대의 연신(부하 C₁에서 실시)은 큰값을 가질 수 있으므로 모든점에서 확실하게 반경방향으로 성형할 수 있는 반면, 벨트 코드 상기 곡선부속의 한점에서와 같이, 또한 무릎부로부터 출구(f)에 근접하여 작용하므로 이미 상당히 큰 인장상태(예비부하)에 있으며, 최대 인장강도를 갖는 직선의 개시부에 있게 된다.

그후의 타이어의 경화처리는 이 상태를 안정시켜 타이어의 사용중에 (팽창압력에 의한 영구부하의 큰 증가(C₂-C_1a)와 속도에 의한 강한 가변작용부하(C₃-C₂)) 벨트는 X점의 바깥측 부분에서 작용한다.

도표에서, 본 발명의 코드는 공지된 코드보다 작은 연신률을 가지고 작용하며, 부하증가(C₃-C₂)는 동일하며, 벨트는 원주방향으로 거의 신장될 수 없는 구조물처럼 행동하므로 종래의 타이어의 행동에 비교하여 고속주행시에 본 발명의 타이어는 보다 향상된 행동을 나타낸다는 것을 금방 알 수 있을 것이다.

타이어의 이런 행동을 알게되면 본 발명의 방법을 보다 상세히 평가할 수 있다.

보통 타이어의 제조방법은 이미 설명한 다음의 공지된 단계들로 구성된다는 것은 공지된 것이다.

원통형 슬리브의 축에 평행하게 배치된 코드들로 보강된 고무처리로 된 직물로 관형요소를 만들고, 슬리브축에 수직한 평면상에 위치하며 원주방향으로 신장될 수 없는 적어도 하나의 환형금속 코어(비이드 코어)둘레로 상기 관형 요소의 단부들을 접어서 원통형 슬리브 형태의 타이어 뼈대를 만드는 단계와, 상기 2개의 비이드 코어를 반경방향으로 신장시키고, 제1 환형 형상이 얻어질때까지 비이드 코어들을 축방향으로 서로 근접시켜 상기 관형요소를 환형으로 성형하는 단계와, 나란한 상태로 배치되어 원주방향으로 배향된 코드들의 코일과 상기 벨트의 반경방향 외측 위치의 트레드 밴드로 구성된 벨트 구조물을 상기 환형 뼈대에 조립하는 단계와, 완성된 뼈대를 구심력형의 경화 주형속에 도입하는 단계와, 상기 주형을 폐쇄하고 상기 뼈대를 주형표면에 대하여 신장시켜 트레드 밴드를 성형하고 마지막으로 고온 및 고압에 의한 적절한 열처리로 상기 뼈대를 경화시키는 단계.

본 발명에 따라, 상기 방법은 다음의 단계들을 특징으로 하는 새로운 방법을 달성하기 위하여 변경된다.

부하-연신률 도표에서 서로 다른 기울기의 2개의 직선을 서로 연결하는 곡선부에 해당하는 고연신률의 코드를 사용하여 상기 벨트를 만드는 단계와, 상기 관형요소의 환형 성형중에 상호 축방향 거리가 상기 제1 환형 형상의 직경보다 작은 직경의 중간의 환형형상에 일치하고 상기 제1 환형형상으로부터의 소정값의 편차를 나타낼 때까지 상기 환형 코어들을 동심원상으로 서로 근접 이동시켜 (상기 환형 코어들 사이의 중심 거리의 값은 상기 벨트 코드의 부하-연신률 도표에 주어짐) 최종의 환형 형상이 얻어질때까지 상기 주형속의 상기 뼈대를 신장하고, 상기 벨트를 상기 도표의 곡선부사이에 위치하는 어느 한 점에 해당하는 인장상태로 만드는 단계.

제3도에는 동일 뼈대의 환형형상의 3가지 서로 다른 단면(7,8,9)가 도시되어 있는데, 단면(7)은 성형이 실시된 후 경화 사이클중에 경화 주형속의 뼈대의 최종 단면을 나타낸다.

3개의 단면중에서 점 A와 B는 벨트 구조체가 위치하는 정점부의 단부를 나타낸다.

이 단면들로 한 비이드로부터 다른 비이드까지의 동일한 직선길이를 갖는다는 것은 명백하다.

단면(8)은 공지된 기술에 따라 벨트를 부가하기전의 뼈대의 제1 환형 단면을 나타내는데, 차이 D-d₁은 풀링단계중에 뼈대와 벨트에 의해 받은 적도면에서의 신장이 1.5%인 것을 나타낸다.

단면(9)는 본 발명의 방법에 따른 동일 뼈대의 중간의 환형단면을 나타내며, 이 뼈대는 고연신률의 코드가 형성된 벨트에 조립된다.

단면(9)의 직경은 (d₁)보다 작은 (d₂)를 가지므로 풀링단계중에 뼈대의 신장에 해당하는 D-d₂의 증가는 벨트 코드에 의해 받은 연신에 해당한다.

뼈대의 상기 중간의 환형 단면(9)는 (b)보다 큰 (c)에서 비이드들이 축방향으로 서로 근접하는 것을 중지시킴으로써 단면(8)보다 작은 직경을 가질 수 있도록 조정될 수 있다.

이 방법에서 단면(7)이 얻어질 때까지 포스팅(posting)으로 알려진 비이들간의 상호거리가 동시에 (c)로부터 (a)로 변함에 의하여 뼈대의 신장이 이루어지며, 이 방법으로 뼈대직경이 증가함과 동시에 뼈대의 환형단명의 직선길이를 일정하게 할 수 있다.

이상적으로 차이 D-d₂는 트레드 형상속의 홈들의 최대깊이(s)와 일치하여야 한다.

벨트 코드에 의하여 받은 연신은 상기 코드가 부하-연신률 도표의 (EF)부분 사이의 점(G), 바람직하게는 점(F)에 있도록 적절하여야 하는데, 즉 점(G)는 무릎부의 내측에서 변할 수 있지만 가능한한 큰 기울기부분의 개시부인 무릎부의 출구 또는 그 경계까지 이동되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 타이어의 제조방법에 대한 중요한 특징은 앞으로 설명되는 것처럼, 원하는 풀링값에 따라서 (결국 트레드형상속의 홈들의 깊이와/또는 벨트구조체로서 사용된 코드들의 연신률 개시부에 따라서) 뼈대의 환형단면의 직경을 고정하고 비이드 포스팅에 대한(c)의 값을 선택하여 상기 직경을 조절하는 것으로 이루어진다.

풀링량과 홈의 깊이와의 상관관계는 명백한데, 반면에 고연신률의 코드에 대해서는 상기 코드의 연신의 개시능력(제1도 표길이)은 와이어와 가닥들의 가닥피치같은 많은 인자에 따라 벼하므로 서로 다른 코드들은 서로 다른 연신 개시 능력을 갖는다. 이것은 경화단계의 끝에서 코드에 대한 원하는 조건이 점(F)의 조건에 고정되어 있고 다른 조건은 동일하며, (OF)부분은 코드특징의 변화에 따라 가변길이를 나타낸다는 것을 의미한다.

환언하여, 서로 다른 연신개시부(OL)들은 서로 다른 종류의 코드에 해당하므로 점(F)의 고정된 조건에 달할 수 있기 때문에 또한 경화전에 뼈대에 가해야 하는 풀링의 양도 달라야 한다.

주형속에서 풀링이 반드시 필요한 것은 아니지만 벨트가 뼈대에 조립된후 드럼에 약간의 풀링이 주어질 수 있다.

주형속에 주어진 풀링의 정도는 트레드속의 홈들의 최대깊이보다 작아서는 안되며, 상기 홈들의 최대깊이는 타이어의 종류와 형상에 따라 변할 수 있다.

그러므로, 벨트속의 상기 고연신률의 코드들을 어떻게 사용하여 벨트풀링에 원하는 값을 줄 수 있으며 본 발명에 따른 제조방법은 벨트에 주어진 풀링을 실제로 사용하는 코드의 정확한 특징에 따라 조절할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 제조방법은 본 발명의 기본적인 특징에 대하여 설명되었지만 환형뼈대의 벨트 구조물의 제조에 대한 여러가지 다른 구체예들이 본 발명의 범위내에서 만들어질 수 있다.

본 발명의 우선 구체예에 따라, 벨트는 하나의 임의적으로 고무처리된 코드를 나란하게 배치된 코일속에 감싸고, 상기 뼈대의 정점부의 한 단부로부터 다른 단부까지 축방향으로 진행시켜 만들어진다.

감싸는 피치는 코드 직경보다 크게하여 벨트 구조체속의 코일들의 밀도를 조절할 수 있다.

이 방법에서, 코일은 타이어에 대하여 정확히 원주변으로 위치하지 않지만 코일들은 적도면에 대한 각도가 0°와는 다른 각도(v)(제4도)에 따라 배향될 것이다.

그러나, 상기 각도는 항상 2°이하가 될것이며, 이 각도 범위중 큰각도(v)에 대해서는 뼈대의 코드(11)의 배치각(기본각도 90°에 대한 각)을 변경하여 뼈대 코드와 벨트코드사이의 정확한 각도를 유지할 수 있다.

이렇게 결정된 코일 밀도는 25~150 코드/dm 인 것이 바람직하다.

다른 방법으로, 하나의 코드로 나선형으로 감는 대신에, 몇개의 코드 바람직하게는 5개이하의 코드를 갖는 좁은 테이프로 뼈대둘레를 감쌀수도 있다.

이 방법에서, 테이프 코드들사이의 거리는 일정하게 유지되어 테이프 감기 피치(P)의 변화로 벨트구조물속의 코일들의 분포가 고르지 않게 되므로 코일들이 밀접한 부분 다음에 코일이 성긴 부분을 나타낸다.

제4도는 상기 코드의 직경의 5배에 해당하는 피치에 따라 감아진 3개의 HE 코드(6)이 제공된 고무처리된 직물의 테이프(10)을 축방향으로 나선형으로 감싸서 만든 벨트의 구체예를 나타낸다.

벨트 코드(하나의 코드 또는 테이프)를 나선형 배치한 모든 경우에 있어서, 적도면에서 정점부의 중앙부로부터 시작하여 축방향으로 상기 정점부의 양단부쪽으로 동시에 진행하거나 다른 방법으로 진행함에 의해서도 감기가 실행될 수 있다.

본 발명의 타이어에 의하여 많은 장점이 얻어진다.

주형속의 원뼈대에 주어진 보통의 풀링보다 큰 풀링은 특히 트레드의 가장 깊은 홈들을 필요하다면 완전한 타이어 성형을 가능하게 하는 반면, 원뼈대에서의 벨트의 큰 신장가능성이 경화된 타이어에서 완전히 제거되므로 사용중의 타이어 행동에 대한 결점을 만들지 않는다.

상술한 것외에도, 섹터에 형성된 돌출부들이 트레드 밴드속으로 침입하여 트레드 성형이 더이상 생기지 않는다는 사실 때문에, 구심력형의 주형을 사용하여야 하므로 2개의 반쪽부로 구성된 간단한 주형이 사용될 수 있다.

또한, 원뼈대의 큰 신장성은 완성된 타이어의 질을 향상시키는데, 이는 특히 트레드 밴드에 대하여 보상되어야 할 반 완성제품의 구조와 크기를 고르지 않게 할 수 있기 때문이다.

섹터상에 형성된 돌출부들이 트레드 속으로 침입하여 성형이 주로 이루어질때 밴드두께가 소정치로부터 약간만 벗어나도 탄성재의 불규칙한 분포가 생기고 하부벨트와 뼈대구조물 속에 큰 변형이 생긴다.

상기 큰 신장성의 효과에 의하여 뼈대의 전체원주 및 횡길이를 따라 고르지 않게 분포함으로, 본 발명의 방법은 고르지 못한 분포를 고르게 하고, 구조물의 균일성을 향상시키고 완성된 타이어의 질을 향상시킨다.

벨트에 대해서는, 0°에서 코드층의 배치만을 설명하였으나, 다른 코드층 또는 스트립도 이 코드층과 함께 형성될 수 있으며, 이 층들은 종래 기술에 따라 적도면에서 경사지고/지거나 원주방향으로 배치될 수 있다.

특히 구조적인 균일함과 회전체의 규칙적인 분포에 관하여, 본 발명의 타이어에서 얻은 중요한 잇점은 타이어의 2개의 회전방법으로 측정한 편차 차이의 차기 최대편차의 15% 이하라는 사실에 의하여 증명된다.

상기한 설명은 본 발명의 예로서 간주하여야 하고 본 발명을 한정하는 것으로 간주해서는 안되므로, 당업자라면 본 발명의 범위내에서 여러가지 변형예가 쉽게 만들수 있다는 것을 분명히 알 수 있다.

Claims (12)

1. 원통형 슬리브의 축에 평행하게 배치된 코드들로 보강된 고무처리 직물의 관형 요소를 만들고, 슬리브축에 수직한 평면에 위치하며 원주방향으로 늘어날 수 없는 적어도 하나의 환형 금속코어 둘레에 상기 관형요소의 단부들을 접어서 원통형 슬리브 형태의 타이어 뼈대를 제조하는 단계와, 슬리브 벽을 반경방향으로 신장하고 제1환형이 얻어질때까지 상기 코어들을 축 방향으로 서로 근접 이동시켜 관형 요소를 환형으로 성형하는 단계와, 나란하게 배치되어 원주방향으로 배향된 코드들의 코일로 구성된 벨트 구조물을 상기 환형 뼈대에 조립하고, 트레드 밴드를 상기 벨트의 반경방향 외측에 겹치는 단계와, 완성된 뼈대를 경화 주형속에 도입하는 단계와, 상기 주형을 폐쇄하고 최종의 환형을 얻을때까지 뼈대를 주형표면에 대하여 뼈대를 신장시켜 트레드 밴드를 성형하는 단계와, 상기 뼈대를 경화하는 단계로 구성되는 차량용 타이어의 제조방법에 있어서, 부하-연신률 도표에서 상기 도표의 축에 대하여 서로 다른 기울기를 갖는 2개의 직선을 서로 연결하는 곡선부에 해당하는 고연신률의 코드를 사용하여 상기 벨트를 만드는 단계와, 상기 관형요소의 환형 성형중에 상호축간 거리가 상기 제1환형의 직경보다 작은 직경을 갖는 중간의 환형에 도달하고 상기 최종의 환형으로 부터의 소정치의 편차를 나타낼때까지 상기 코어들을 동심원상으로 서로 근접이동시켜(상기 환형코어 사이의 중심거리의 값은 상기 벨트 코드의 부하-연신률 도표에 나타나 있음) 최종의 환형을 얻을때 까지 상기 주형속에서 상기 뼈대를 신장하고 상기 벨트를 상기 곡선부내에 위치한 점에 해당하는 인장상태(예비부하)로 만드는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 벨트는 동일 방향으로 배향되고 극한 연신률이 1%~8%이며 사전에 고무처리된 금속코드를 사용하여 만들어지는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법.
3. 제3항에 있어서, 상기 벨트는 상기 뼈대 둘레를 상기 고연신률 코드로 보강된 고무처리된 직물로 된 하나 이상의 스트립으로 감싸고 상기 스트립의 단부들을 20㎜ 이하의 부분으로 겹쳐서 만들어지는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 벨트는 상기 뼈대위에 하나의 고연신률 코드를 축방향으로 상기 뼈대의 한단부로 부터 다른 단부까지 코일 형상으로 감아서 만들어지는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 벨트는 2~10개의 고연신률 코드로 구성된 고무처리된 직물로 된 테이프를 상기 뼈대위에 나선형으로 감싸거나 코일형상으로 감고 계속하여 반경방향으로 뼈대의 한단부로 부터 다른 단부까지 감아서 만들어지는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 벨트를 만들기 위해 고연신률의 금속 코드를 나선형으로 감싸는 것은 뼈대의 중앙부로 부터 양단부 쪽으로 동시에 진행하면서 감싸는 것을 특징으로 하는 차량용 타이어의 제조방법.
7. 큰 횡방향 볼록체를 가지며, 해당 장착림에 고정하기 위한 비이드로 끝나는 2개의 측벽과 하나의 정점부를 갖는 환형의 뼈대와, 상기 뼈대에서 정점부 방향으로 위치하며 볼록비가 0.15~0.45인 트레드 밴드와, 상기 뼈대와 트레드 밴드사이에 끼워져 원주방향으로는 늘어날 수 없는 환형의 보강구조물로 구성되며, 상기 환형의 보강구조물은 축방향으로 나란하게 배치되어 상기 보강구조물의 한단부로 부터 타이어의 원주 방향에 대한 각이 0°로 다른 단부까지 뻗는 다수의 코드 코일들로 구성되는 2륜차용 타이어에 있어서, 상기 보강코드들은 부하-연신률 도표에서 두개의 서로 다른 기울기를 갖는 직선을 서로 연결하는 곡선부에 해당하는 고연신률을 가지며, 경화되었으나 팽창되지 않고 부하받지 않은 타이어 속의 상기 코일들은 상기 곡선부내의 한점에 해당하는 인장상태(예비부하)로 되어 있는 것을 특징으로 하는 2륜차용 타이어.
8. 제7항에 있어서, 상기 보강코드들은 극한 연신률이 4%~8%이며 동일 방향으로 배향된 금속 코드인 것을 특징으로 하는 2륜차용 타이어.
9. 제7항에 있어서, 상기 보강코드들은 밀도가 25~150 코드/dm이 되도록 배치된 것을 특징으로 하는 2륜차용 타이어.
10. 제7항에 있어서, 상기 보강 코드들은 상기 벨트 구조물 속에 고르지 못한 형태로 축방향으로 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 2륜차용 타이어.
11. 제7항에 있어서, 2가지 회전방향으로 회전하는 타이어에서 측정한 편차치의 차이는 상기 편차의 최대치의 15% 보다 작은것을 특징으로 하는 2륜차용 타이어.
12. 제8항에 있어서, 동일 방향으로 배향되어 높은 연신률을 갖는 상기 금속코드들은 직경이 0.1~0.50㎜인 1~7개의 기본 와이어로 구성된 1~4 가닥으로 구성된 것을 특징으로 하는 2륜차용 타이어.