KR100269998B1

KR100269998B1 - 농업용 공기 구동 타이어

Info

Publication number: KR100269998B1
Application number: KR1019930000715A
Authority: KR
Inventors: 마크레너드봉코
Original assignee: 스위셔 케드린 엠; 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 2000-10-16
Also published as: CA2063338A1; BR9300226A; AU3192293A; TR26905A; AU656053B2; US5337814A; KR930016260A; EP0552664A1; EP0552664B1

Abstract

높은 부력 및 강한 트레드 특성을 갖는 타이어를 요구하는 건조, 습윤 또는 습성 토양 조건하에서 사용되는 농업용의 개량된 공기 래디얼 구동 타이어(10)가 설명된다. 상기 타이어는 15~25%의 접지율을 갖는 트레드(13)를 채용하며, 상기 트레드(13)는 표준 R1 러그의 150% 이상이며 R2 러그의 75%~95%의 크기를 갖는 러그(18A)(18B)를 갖는다. 상기 러그(18A)(18B)는, 20.8 R38래디얼 타이어를 사용하는 경우, 러그를 파괴시키지 않고, 고무 제조 협회 권고 하중인 타이어 및 림의 도적 부하유지 중량의 170%를 소정의 거리에 걸쳐 지지 및 운반하도록 설계된다.

Description

농업용 공기 구동 타이어

제1도는 종래 기술의 타이어의 사시도, 1a도는 종래 기술의 타이어의 일부분을 도시하는 사시도, 1b도는 포장 도로상에서 무거운 부하를 받은 후의 종래 기술의 타이어의 일부분을 도시하는 사시도.

제2도는 본 발명의 타이어의 정면도.

제3도는 타이어의 측면도.

제4도는 본 발명의 타이어의 풋프린트(실선)와 종래 기술의 타이어의 풋프린트(점선)를 중첩 도시하는 도면.

제5도는 제2도의 선 2-2을 따라 도시하는 단면도.

제6도는 제2도의 선 2-2을 따라 도시하는 단면도에 종래의 러그를 점선으로 중첩 도시하는 도면.

제7도는 중앙 보강 리브를 구비하는 본 발명의 타이어의 풋프린트중 일부를 도시하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 카커스 13 : 트레드

15A, 15B : 측방향 연부 16 : 내측 트레드 표면

18A, 18B : 트레드 러그 42 : 러그 헤드

48 : 선단부 58 : 후단부

본 발명은 높은 부력 및 강한 트레드 특성을 갖는 타이어를 요구하는 건조, 습윤 또는 습성 토양 조건하에서 사용되는 개선된 농업용 공기 래디얼 구동 타이어(agricultural pneumatic radial drive tire)에 관한 것으로, 특히 목화, 쌀 및 사탕수수 농장에서 사용하기에 적합한 새로운 농업용 타이어에 관한 것이다.

농업용 타이어의 트레드는 복수개의 지면 또는 토양 침투 러그를 구비한다. 러그는 토양속으로 파고 들어가서 차량을 이동시키는데 필요한 견인력을 제공한다. 트레드는 토양의 상부에 안착하는 내측 트레드면을 가지며, 타이어가 토양에 너무 깊이 들어가는 것을 방지하는 데 필요한 부력을 제공한다.

농업용 타이어는 일반적으로, 푸석푸석하지만 비교적 안정된 토양에서 양호한 작업을 수행한다. 이러한 경우, 당업계에 R1으로 공지된 형태의 러그가 적절한 기능을 수행한다. R1형 타이어가 논의나 사탕수수밭과 같은 질척질척한 토양 조건에서는 적합하지 못한 것으로 알려져 있다. 이를 위해, 당업계에서 R2형으로 공지된 러그가 개발되었다.

R2형 러그는 매우 깊은 토양 침투 러그이다. 이 R2 러그는 퇴비를 찌르는 패들(padle)처럼 작용하여 그를 채널을 통해 축방향 및 원주방향의 외측으로 밀어냄으로써, 통행 불가능하거나 또는 경작 불가능한 토양에서의 기동성을 제공한다.

R2형 타이어는 바닥면이 습한 저지면을 갖는 땅에서 공통적으로 사용된다. 이러한 지면은 딱딱하게 굳은 토양으로부터 질척질척한 토양까지의 토양 상태의 범위를 갖는다. 이러한 모든 토양 상태하에서 양호하게 작동될 수 있는 것이 R2형 타이어의 바람직한 특징이다.

현대 농업 활동에 있어서 두번째로 고려되어야 할 사항은 타이어가 포장 도로에서도 구동될 수 있어야 한다는 점이다. 트랙터, 콤바인 또는 목화 채집기 (cotton pickers) 등은 비교적 단 기간동안 넓은 면적의 토지를 경작한다. 농부들은 이와 같은 강력하며 값이 비싼 장비에 투자하므로, 투자된 자본을 효과적으로 회수할 수 있어야 한다. 농부가 몇마일 정도 떨어진 곳에 농지를 경작하는 것은 일반적인 일이다. 이때, 장비는 그 지점까지 트럭으로 운반하거나 또는 자력으로 구동되어야 한다.

농부 입장에서는 장비를 다른 지점으로 직접 이동시킬 수 있는 것이 바람직하다. 장비를 들판에서 도로로 간단히 빼내어 다음 장소로 직접 이동시키는 것이 보다 신속하며 용이한 작업일 것으로 생각된다.

그러나, 큰 높이를 갖는 러그[이하, 딥 러그(deep lug)라 한다]를 구비하는 트랙터 타이어는 우선적으로 연질의 토양 조건에 맞도록 설계된다. 포장 도로에서 시속 25 마일의 속도로 달리는 대형 장비의 무게로 인해 타이어 내부에 고온이 발생되어 러그가 조기에 마모되는 결과가 발생한다. 이러한 문제점은 특히 통상의 논밭용 딥 러그 R2 타이어에 있어서 심각하게 발생된다.

중부하의 대형 콤바인, 트랙터 및 채집기가 도로를 장시간 이동하게 되는 경우, 러그가 종종 파열되고 완전히 접혀질 정도의 많은 열이 발생된다는 것은 공지되어 있다. R2 형 타이어의 큰 딥 패들형 러그(large deep paddle like lugs)는 특히 이러한 문제점의 발생 가능성이 높다.

R2 형 타이어를 도로에 보다 적합하게 제조하기 위해, 브레이싱(bracing)을 증가시키거나, 러그 헤드를 확대시키거나, 러그의 폭을 두껍게 하거나, 타이어의 적도면에서 내부 트레드로부터 돌출되는 중앙 리브를 제공하는 등의 방법이 시도되었다. 그러나, 이러한 해결 방법들은 언제나 농지에서의 타이어 성능을 저하시키는 결과를 초래한다. 즉, 습지에서의 견인력 및 횡단능력을 저하시킨다.

본 발명에 따라 제조되는 타이어는 농지에서의 성능을 그다지 손상시키지 않고도 도로에서 적합하게 사용될 수 있는 개량된 R2 형 러그를 구비하는 논밭용 타이어를 제공한다.

본 발명은 고부력 및 강력한 트레드 특성을 요구하는 건조, 습윤 또는 습성 토양조건에서 사용되는 농업용 공기 래디얼 구동 타이어에 관한 것이다. 이 타이어는 카커스를 구비하는데, 이 카커스는 타이어의 최대 섹션의 폭을 규정하는 축방향 최외각 표면을 갖는 한쌍의 측벽을 포함한다. 타이어는 트레드를 가지며, 트레드는 한쌍의 측방향 연부를 갖는 내측 트레드면과, 이 측방향 연부와 평행하며 그로부터 등간격으로 이격되는 적도 평면과, 내측 트레드면으로부터 각 러그의 도로접촉면까지 방사상 외측으로 연장되는 두열의 원주방향 이격된 트레드 러그를 포함한다. 각 열의 원주방향 이격 트레드 러그는 적도 평면을 기준으로 45°이하의 평균 경사각으로 원주방향 및 축방향 내측으로 연장된다. 제 1 열의 러그는 제 1 측방향 연부로부터 연장된다. 제 2 열의 러그는 제 2 측방향 연부로부터 연장된다. 제 2 열의 러그는 제 1 열의 러그와 방향이 반대방향이라는 점을 제외하면 그와 동일하다. 개선된 타이어는 이하의 특징을 포함한다.

트레드는 15% 내지 25% 범위의 접지율(net-to-gross ratio)을 갖는다.

러그는 축방향 내측 및 외측 러그 단부사이에서 연장되는 선단부 및 후단부와, 내측 단부의 러그 헤드를 갖는다. 선단부는 러그 헤드에 대해 타이어의 적도 평면을 향해 원주방향 및 축방향으로 연장되는 만곡부이다. 러그 헤드는 트레드 폭의 적어도 45% 인 축방향 위치에서 선단부로부터 축방향 내측으로 연장되어 타이어의 적도평면을 넘어서까지 연장된다. 후단부는 러그 길이의 60% 이하의 거리만큼 선단부와 거의 평행하며 선단부로부터 수직거리(W) 만큼 이격된다. 러그 헤드는 다른 러그 부분에 비해 더 크며, 선단부로 부터 축방향 내측으로 연장되며, 후단부로부터 축방향 내측 단부까지 각을 이루어 연장된다. 내측 단부는 트레드 폭의 적어도 5% 만큼 적도 평면 너머에 위치된다. 러그 헤드는 거리(W)의 2배 이하의 최대 폭을 갖는다.

러그는 고무 제조협회(Pubber Manufacturers Association) 표준 R1 러그 높이의 150% 이상 및 고무 제조협회 표준 R2 러그 높이의 75% 이상의 범위만큼 도로 접촉면으로 부터 내측 트레드 표면까지 연장되는 방사상 높이를 갖는다. 러그는 내측 트레드 표면으로부터 도로 접촉면까지 연장되는 브레이싱을 갖는다. 브레이싱은 인접 러그의 브레이싱과 중첩되거나, 또는 타이어의 적도 평면을 축방향으로 가로지르는 내측 트레드 표면의 외형을 상당히 변화시키지 않고 내측 트레드 표면과 접선 방향으로 조화된다.

전술된 바와 같이 20.8R38 inch의 크기를 갖는 타이어는 그가 30psi 의 압력까지 팽창할 경우 러그를 파괴시킴이 없이 연장된 거리에 대해 노면상에서 받게되는 타이어 및 림의 동적 부하 유지 하중의 1700%를 지지 및 이송할 수 있다.

[용어정의]

이하의 정의는 특허청구범위를 포함하여 본 명세서에 적용될 수 있다.

타이어의 "종횡비"는 타이어의 섹션 높이(SH) 대 섹션 폭(SW)의 비율을 의미한다.

"축방향" 및 "축방향으로"라는 용어는 타이어의 회전 축에 평행한 선 또는 방향을 의미한다.

"비드"라는 용어는 설계 림에 끼워 맞춤되도록 플리퍼(flipper), 치퍼 (chipper), 에이펙스(apex), 토우 가드(toe guard) 및 체이퍼(chafer)등과 같은 기타 보강 요소를 구비하거나 구비하지 않은 상태로, 플라이 코드로 싸여지는 환형인장 부재를 포함하는 타이어 부분을 의미한다.

"벨트 보강 구조체"는 적어도 두개의 층 또는 겹으로 이루어지는 평행한 코드를 의미한다. 이 구조체들은 직물 또는 비직물로서, 트레드 밑에 위치하며, 비드에 고정되지 않고, 타이어의 적도 평면에 대하여 17°내지 27°범위의 좌측 및 우측 코드 각도를 갖는다.

"카커스"는 비드를 포함하며, 벨트 구조체, 트레드, 언더 트레드 및 플라이 위의 측벽 고무는 포함하지 않는 타이어 구조체이다.

"설계 림"은 특정의 형상 및 폭을 갖는 림을 의미한다.

"설계 림 폭"은 각각의 타이어 크기에 해당하는 특정의 상업용 림 폭으로서 특정 타이어의 섹션 폭의 75% 내지 90%의 범위를 갖는다.

"적도 평면(EP)"은 타이어의 회전 축에 직교하며 그의 트레드 중앙을 통과하는 평면을 의미한다.

"풋프린트"는 속도 0, 정상 하중 및 압력하에서 타이어 트레드와 편평한 표면의 접촉 패치 또는 접촉 면적을 의미한다.

"내측"은 타이어의 내부를 향하는 것을 의미하며, "외측"은 타이어의 외부를 향하는 것을 의미한다.

"선단부"는 타이어가 바람직한 방향으로 회전하는 동안 지면과 먼저 접촉하게 되는 트레드의 부분을 의미한다.

"접지율"은 풋프린트중에 노면과 접촉하는 타이어 트레드 고무의 비율로서, 홈과 같은 비 접촉 부분을 포함하는 풋 프린트의 트레드 면적으로 나눈 값을 의미한다.

"정상 팽창 압력"은 타이어의 작동 상태에서 적절한 표준 기구에 의해 주어지는 특정 설계 팽창 압력 및 부하를 의미한다.

"정상 부하"는 타이어의 작동 상태에서 적절한 표준 기구에 의해 주어지는 특정의 설계 팽창 압력 및 부하를 의미한다.

"방사상" 및 "방사상으로"라는 용어는 타이어의 회전축을 방사상으로 향하거나 이로부터 멀어지는 방향을 의미한다.

"래디얼 플라이 타이어"는 비드에서 비드까지 연장되는 플라이 코드가 타이어의 적도 평면에 대해 65°내지 90°의 코드 각도로 위치되는 벨트식 또는 원주방향 제한식 공기 타이어를 의미한다.

"섹션 높이(SH)"는 타이어의 적도 평면에서 림의 공칭 직경으로부터 타이어의 외경까지의 방사상 거리를 의미한다.

"섹션 폴(SW)"은 타이어가 24시간동안 정상 압력으로 팽창될 때 및 그후에, 부하가 없는 상태에서, 라벨, 장식물 또는 보호 밴드등으로 인한 측벽의 돌출부를 제외한, 타이어의 축에 평행한 각 측벽의 외부 사이의 최대 선형 거리를 의미한다.

제1도를 참조하면, 종래 기술의 타이어가 참조번호(20)로 도시되어 있다. 타이어는 각각의 환형 비드부(24)를 향해 방사상 내측으로 연장되는 한쌍의 측벽(22)을 갖는다. 이 측벽(22)은 환형 비드부(24)로부터 내측 트레드 표면(26)의 측방향 연부(25)까지 방사상 외측으로 연장된다. 복수개의 트레드 러그(28)는 내측 트레드 표면(26)으로부터 방사상 외측으로 연장된다.

러그(28)는 내측 트레드 표면의 폭의 중앙심선은 횡단하는 측방향 연부(25)로부터 축방향 및 원주방향을 따라 연장된다. 러그는 그의 길이의 80%에 걸쳐 일정한 폭을 갖는다. 일정한 폭은 측방향 연부(25)로부터 트레드의 중앙 근처에 위치되는 확대된 러그 헤드(29)까지 연장된다.

내측 트레드 표면(26)의 측방향 연부(25)는 트레드 폭을 규정한다. 타이어의 회전 축과 트레드 폭의 중앙을 통과하는 평면은 적도 평면으로 규정된다.

보강 부재(27)는 적도 평면상에서 방사상의 외측으로 돌출된다. 보강 부재 (27)는 인접한 러그 헤드(29)를 연결시켜 내측 트레드(26)를 강화시킨다.

인접 러그(28)와 내측 트레드 표면(26) 사이의 공간부는 토양 배출 채널을 규정한다. 러그(28)가 토양을 파고 들어감에 따라, 토양은 각각의 측방향 연부(25) 전체에 걸쳐 축방향 및 원주 방향을 따라 이동된다.

도시된 타이어(20)는 당업계에서 논밭용 타이어로 공지된 것이다. 논밭용 타이어의 러그는 일반적으로 R-2 로서 표시된다. Tire and Rim Association 표준에 의해 규정되는 R-2 러그는 딥 러그로서, 이 러그는 통상 R-1으로 규정되는 농업용 구동 타이어의 통상의 러그보다 방사상의 외측으로 상당히 더 돌출된다.

이하의 도표로 부터 알 수 있는 바와 같이, R-1 타이어의 미끄럼 깊이는 R-2 타이어의 대략 절반정도이다.

R-2 형 러그의 파괴는 특히 목화 채집기(cotton picking machine)에서 잘 발생된다. 목화 채집기는 구동 휠 위치에 비교적 소형인 두개의 후방 가이드 휠리과 두개의 R-2 형 타이어를 사용한다. Case 1844 "Cotton Express"의 공 하중(empty weight)은 대략 29,920 lbs 이다. John Deere 9960 목화 채집기는 30,000 lbs 이상의 공 하중을 갖는다. 각각의 차량은 200 갤런 이상의 물과 대략 100 갤런의 연료를 저장할 수 있으며, 1000 feet³이상의 배스킷 용량을 갖는다. 목화 채집기가 완전히 적재된 상태에서, 각각의 전방 구동 타이어는 대략 13,685 lbs의 동하중 또는 30 psi의 팽창 압력의 타이어 정격 부하의 170%를 지지해야 한다. 이 타이어는 농지 사이의 1 마일에서 최고 25 마일까지의 예상 거리에 걸쳐 포장 도로상에서 이러한 부하를 지지해야 한다.

R-2 타이어의 러그는 R-1 타이어의 러그보다 훨씬 더 큰 가용성을 갖는다. 이는 R-1 러그의 방사상 높이보다 R-2 러그의 방사상 높이가 크기 때문이다.

이상적으로, R-2 러그는 패들(paddle)처럼 작용하며, 토양을 완전하게 파고 들어서 최선의 견인력을 산출해야 한다. 러그는 비교적 작은 폭을 가지며 중앙면에서 가능한한 작은 러그 헤드를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 형상을 의해 최선의 토양 침투력 및 그로 인한 견인력이 생성된다.

18.4 사이즈 및 그 이상의 대형 R-2 타이어는 작업 하중을 지지하기에 충분한 보강재 및 브레이싱을 가져야 한다. 보다 큰 타이어의 러그는 보다 큰 러그 헤드를 구비하는 것이 일반적이다. 이는 러그를 구조적으로 강화시키며 향상된 하중 지지 능력을 제공한다.

제1b도 및 제1c도에 도시된 바와 같은 종래 기술의 R-2 타이어는 타이어(20)의 일부분을 나타내는 것으로서, 제1b도는 사용전의 종래 기술의 R-2 타이어이며 제1c도는 사용 후의 종래 기술의 R-2 타이어이다. 제1b도의 타이어는 포장도로에서 중부하를 운반한 후의 상태이다. 러그(28)는 측방향 연부(25)에서 접혀진다. 러그의 베이스는 파괴 및 파열된다. 이러한 형태의 러그 파괴는 R-2 타이어가 중부하 상태에서 도로를 장시간 주행하는 경우 통상 발생되는 것이다.

본 발명의 타이어는 제2도에 도시된다. 타이어는 러그의 파괴 또는 견인력의 손실없이 중부하 사어태로 제한적으로 도로를 주행할 수 있도록 특수 설계된다.

제3도는 한쌍의 환형 비드부(12)와, 상기 비드로부터 내측 트레드 표면(16)의 측방향 연부(15A, 15B)까지 방사상 외측으로 연장되는 측벽(14)을 도시하는 타이어(10)의 측면도이다. 제4도에 도시된 바와 같이, 측방향 연부(15A, 15B)는 트레드 폭을 규정하는 거리만큼 서로 이격된다.

제5도에 도시된 바와 같은 타이어(10)는 카커스(11)를 구비한다. 이 카커스 (11)는 타이어의 최대 섹션폭(SW)를 규정하는 축방향 최외각 표면(30)을 갖는 한쌍의 측벽(14)을 포함한다.

카커스(11)는 내부 라이너(35)와, 한쌍의 플라이(32)와, 한쌍의 브레이커 (38)를 구비한다. 플라이(32)는 환형 비드부(12)에서 한쌍의 비드(34)를 둘러싼다.

제5도에 도시된 타이어(10)는 성형된 내측 트레드 표면(16)을 구비하는 트레드를 갖는다. 내측 트레드 표면(16)은 한쌍의 측방향 연부(15A, 15B)와, 이 측방향 연부(15A, 15B)에 평행하며 이와 등간격으로 이격되는 적도 평면을 갖는다.

제2도 내지 제6도에 도시된 바와 같이, 복수개의 트레드 러그(18A, 18B)는 내측 트레드 표면(16)으로부터 방사상 외측으로 돌출된다.

두열의 원주방향 이격 트레드 러그(18A, 18B)는 내측 트레드 표면(16)으로부터 러그(18A, 18B)의 각각의 도로 접촉면(19)까지 방사상 외측으로 연장된다.

도시된 타이어의 섹션 높이(SH)는 환형 비드부(12)로 부터 적도 평면(EP)에서의 러그(18A, 18B)의 방사상 최외각 표면(19)까지 연장된다.

제4도에 도시된 바와 같이, 실선으로 도시된 본 발명의 트레드는 적도 평면을 기준으로 45°이하의 평균 경사각으로 대향 측방향 연부로부터 원주방향 및 축방향 내측으로 연장되는 각 열의 원주 방향 이격 트레드 러그(18A, 18B)를 갖는다. 반면, 종래 기술의 트레드 러그는 제4도에 점선으로 도시된다.

제 1 열의 러그(18A)는 제 1 측방향 연부(15A)로 부터 연장되며 제 2 열의 러그(18B)는 제 2 측방향 연부(15B)로 부터 연장된다. 제 1 열의 러그(15A)는 방향이 반대라는 점을 제외하면 제 2 열의 러그(18B)와 동일하다.

제4도에 도시된 바와 같은 개량된 트레드는 15% 내지 25% 범위의 접지율을 갖는다.

러그(18A, 18B)는 축방향 내측 단부(50)와 외측 러그 단부(60) 사이에서 연장되는 선단부(48) 및 후단부(58)를 갖는다.

러그 헤드(42)는 내측 단부(50)에 위치된다. 선단부(48)는 러그 헤드(42)에 대해 타이어(10)의 적도 평면을 향해 원주 방향 및 축방향으로 연장되는 만곡부이다. 러그 헤드(42)는 트레드 폭의 적어도 45% 인 축방향 위치에서 선단부(48)로 부터 타이어(10)의 적도 평면을 넘어서까지 축방향으로 연장된다.

후단부(58)는 러그(18A, 18B) 길이의 60% 이상의 거리에 걸쳐 선단부와 거의 평행하며, 선단부(48)로 부터 수직 거리(W) 만큼 이격된다.

러그 헤드(42)는 다른 러그 부분보다 더 크다. 러그 헤드(42)는 선단부(48)로 부터 방사상 내측으로 연장되어, 후단부(58)로부터 축방향 내측 단부(50)까지 각도를 이루어 연장된다. 러그 헤드(42)와 후단부(58)의 각을 이룬 결합에 의해 러그(18A, 18B)의 굴곡 정도가 감소되며 추가의 브레이싱 지지체가 제공된다.

러그 헤드(42)의 내측 단부(50)는 트레드 폭의 적어도 5% 만큼 적도 평면을 넘어서 위치된다. 러그 헤드(42)는 W의 2 배 이하의 최대 폭을 갖는다. 최대 폭은 양호한 토양 침투를 보장할 정도로 충분히 협소하다. 확대된 러그 헤드(42)는 주로 후단부(58)와의 각을 이룬 연결에 의해 얻어진다. 바람직한 실시예에 있어서, W 는 대략 3.5cm(1⅜ inch)정도이다.

러그(10)는 고무 제조 협회 표준 R1 러그 높이의 150% 이상 및 고무 제조 협회 표준 R2 러그 높이의 75% 이상으로 도로 접촉면(19)으로 부터 내측 트레드 표면(16)까지 연장되는 방사상 높이를 갖는다. 러그 높이는 표준 R2 러그 높이의 95% 이하이다.

제6도에 있어서, 타이어의 단면도는 종래 기술의 타이어의 R-2 러그 형상이 중첩된 상태로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 종래 기술의 타이어의 러그는 본 발명의 러그보다 내측 트레드 표면으로부터 방사상 외측으로 더 멀리 연장된다. 이러한 종래 기술의 딥 러그는 본 발명의 감소된 높이를 갖는 러그보다 작은 건조토양 견인력을 제공한다. 이는 러그 및 러그헤드와 후단부의 브레이싱의 특수한 형상으로 인해 보다 작은 가요성을 갖는 강성 러그를 산출함으로써 보다 높은 굽힙 저항 및 그로 인한 향상된 견인력을 제공하기 때문인 것으로 생각된다.

제3도 내지 제7도에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 러그는 내측 트레드 표면(16)으로부터 도로 접촉면(19)까지 연장되는 브레이싱을 갖는다. 이 브레이싱은 인접 러그(18)의 브레이싱과 중첩되지 않고 내측 트레드 표면(16)에 접선방향으로 조화된다.

브레이싱은 타이어의 적도 평면을 축방향으로 가로지르는 내측 트레드 표면의 형상을 거의 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 제1도 제1a도 및 제1b도의 종래 기술의 타이어에 도시된 바와 같은 보강 원주방향 리브 부재가 제7도에 도시된 바와 같은 진동을 감소시키도록 채용될 수도 있다. 이러한 리브 부재는 최소의 방사상 높이를 가짐으로써 토양 배출 또는 견인을 방해하지 않는 것이 바람직하다. 리브 부재의 높이는 적도 평면에서 러그 헤드 높이의 25% 이하이어야 하며, 대략 20% 정도가 바람직하다. 리브는 러그의 내측 단부(30)와 축방향으로 정렬된다. 리브는 트레드 폭의 적어도 10% 의 폭을 가진다. 전술한 바와 같은 타이어는 러그가 파괴되지 않게 예상 사용 거리를 포장 도로상에서 일정 부하를 받는 상태에서 타이어 및 림의 동하중 유지 중량의 170% 를 지지하고 운반할 수 있다.

본 발명에 따른 타이어는 경작된 토양과 경작되지 않은 토양, 습기가 있는 토양과 건조한 토양상에서 견인력을 시험하였다.

시험용 타이어는 체인으로 제 2 트랙터를 끄는 트랙터 상에 장착했다. 시험용 트랙터는 시속 3.5 마일의 지상 속도까지 가속하였다. 드로틀은 나머지 시험기간 동안 일정하게 유지되도록 셋팅하였다. 견인된 제 2 트렉터는 저항력 또는 견인력을 증가시키도록 감속하였다. 감속에 의해 시험용 타이어의 미끄럼이 유발되었다. 미끄럼은 각각의 건조 토양 시험의 경우 0% 내지 40% 정도로 증가하였다.

진흙 시험에 있어서, 타이어는 0% 내지 30% 의 미끄럼 및 0% 내지 50% 의 미끄럼에서 시험하였다.

제 1 대조 타이어(control tire)로서, 20.8R38 사이즈의 Goodyear SSG TD-8 바이어스 R-2 타이어를 시험했다. 같은 크기의 제 2 타이어, Goodyear SSG TD-8 래디얼 R-2 타이어도 또한 시험했다. 두개의 대조 타이어 모두 본 발명에 따라 제조된 시험용 타이어와 비교했다. 두개의 대조 타이어 모두는 적도 평면에서 대조 타이어용의 7cm (2.75inch)에 해당하는 9cm(3.52inch)의 러그 높이를 갖는다.

제 1 대조 바이어스 R-2 타이어는 100% 의 비율로 셋팅하였고, 제 2 대조 래디얼 R-2 및 시험용 타이어는 제 1 대조 타이어에 비교했다.

건조 토양에서의 시험중에 견인력(drawbar force)과, 견인율(pull ratio) 및 견인 효율(tractive efficency)을 비교했다. 모든 타이어는 경작된 땅과 경작되지 않은 땅에서 시험했다.경작된 토양은 최종 수확 이후에 같은 토양으로서 규정된다. 경작되지 않은 토양은 과거에는 같은적이 있지만 최종 경작 이후에 곡물이 수확된 토양을 의미한다. 경작되지 않은 토양에는 통상 그 위에 잔류하는 그루터기가 있게 된다.

견인력(DBH)은 수평 견인력과 동일하다. 견인율(PR)은 견인력을 동적 후방 하중으로 나눈 값으로서 규정된다. 견인효율(TE)은 견인력(DBH) ×차량속도(V) ×14를 토크의 합(ST) ×축방향 분당 회전수(RPM)으로 나눈 값, 즉, (DBH ×V ×14)/(ST ×RPM) 이다.

건조 토양 시험의 결과를 도표 A에 기재하였다. 진흙 시험 결과는 도표 B에 기재하였다.

[도표 A]

[도표 B]

도표 A 로 부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 타이어가 통상의 R-2 형 대조 타이어보다 우수한 성능을 나타낸다. 시험용 타이어의 러그 형상이 토양에 보다 잘 침투하고 약간 더 짧은 러그가 더 큰 강성을 가짐으로써 구동력을 지면에 더 잘 전달하는 것으로 생각된다.

도표 B 로 부터 알 수 있는 바와 같이, 시험용 타이어는 진흙 땅에서의 30% 미끄럼 조건에서는 제 1 대조 바이어스(control vias) 타이어보다 우수한 성능을 나타내지만, 종래의 R-2 래디얼 대조 타이어보다는 덜 효율적인 것으로 나타났다. 108%의 시험용 타이어는 보다 짧은 러그를 갖는 테스트 타이어보다 우수한 132%의 래디얼 대조 타이어와 비교하였다.

미끄럼율이 30% 에서 50% 로 증가함에 따라, 시험용 타이어는 진흙 땅에서 종래의 바이어스 및 래디얼 R-2 대조 타이어보다 약간 열등한 성능을 나타냈다. 시험용 타이어는 견인력에 있어서 바이어스 대조 타이어보다 8% 열등하며, 래디얼 대조 타이어 보다 13% 열등한 결과가 나타났다.

이상의 시험 데이타로부터, 견인 부하가 증가하면 시험용 타이어의 견인 성능은 종래 기술의 타이어에 비교하여 실제로 향상된다는 것을 알 수 있다. 종래 기술의 바이어스 및 래디얼 타이어가 시험용 타이어보다 진흙 땅에서의 성능이 우수한 것으로 나타났다고 하더라도, 러그를 대략 25% 정도 짧게한 효과는 고미끄럼율에서 견인 성능을 25% 손상시키지 않는다. 견인력의 손실은 래디얼 대조 타이어와 비교하여 14% 이하이며 바이어스 대조 타이어와 비교하면 9% 정도이다. 변화된 러그 형상과 조합하여 러그의 길이를 짧게 함으로서 타이어가 습기 토양 및 건조 토양에서 적절한 견인 효율을 가짐과 아울러, 포장 도로에서도 타이어의 성능이 향상된다는 것을 이상의 시험 결과로 부터 알 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 타이어는 토양을 축 방향 외측으로 배출하는 채널(13)을 구비한다. 내측 트레드 표면(16) 및 인접 러그(18A, 18B)는 채널(13)을 형성한다. 제 1 열의 러그(18A)는 제 1 측 방향 연부(15A) 전체에 결쳐 토양을 축방향 외측으로 배출하는 채널(13)을 형성하며, 제 2 열의 러그(18B)는 제 2 측 방향 연부(15B) 전체에 걸쳐 축 방향 외측으로 토양을 배출하는 채널(13)을 형성한다. 채널(13)은 평면에 인접하게 연통하며, 적도 평면에서 방사상 러그 높이와 동일한 최대 깊이를 갖는다. 채널 깊이는 타이어의 축 방향 트레드 폭이 적어도 2/3 로 전체에 걸쳐 일정한 것이 바람직하다.

타이어(10)의 바람직한 실시예에 있어서, 접지율은 18% 내지 20% 이다. 20.8 x R38 사이즈를 갖는 타이어는 하나의 트레드 피치면내에 17.3% 이하의 조합된 면적을 갖는 러그의 방사상 최외각 지면 접촉면을 구비한다. 트레드 피치 영역은 트레드 아크 폭의 피치 길이를 곱한 값으로서 규정된다. 피치 길이는 트레드 패턴이 반복되는 지점의 원주방향 거리이다.

본 발명에 대한 이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 정신 및 범주로부터 이탈하지 않고 여러가지의 변형례가 실시 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims

고 부력 및 강력한 트레드 특성을 갖는 타이어를 요구하는 습윤 또는 습성 토양 조건하에서 사용되는 농업용 공기 구동 타이어(10)로서, 상기 타이어(10)는 그의 최대 섹션 폭(SW)을 규정하는 축방향 최외각 표면을 가진 한쌍의 측벽(14)을 포함하는 카커스(11)와, 한쌍의 측방향 연부(15A, 15B)를 가진 내측 트레드 표면(16)을 포함하는 트레드(13)와, 상기 측방향 연부(15A, 15B)에 평행하며 그로부터 등간격으로 이격되는 적도 평면(EP)과, 상기 내측 트레드 표면(16)으로부터 각도로 접촉면(19)까지 방사상 외측으로 연장되는 두열의 원주방향 이격 트레드 러그(18A, 18B)를 구비하되, 상기 두 열의 원주방향 이격 트레드 러그(18A, 18B)는 상기 적도 평면(EP)을 기준으로 45°이하의 평균 경사각으로 각기 다른 하나의 측방향 연부(15A, 15B)로부터 원주방향 및 축방향 내측으로 연장되며, 상기 제 1 열의 러그(18A)는 상기 제 1 측방향 연부(15A)로부터 연장되고, 상기 제 2 열의 러그(18B)는 상기 제 2 측방향 연부(15B)로부터 연장되며, 상기 제 2 열의 러그(18B)는 방향이 반대라는 점을 제외하면 상기 제 1 열의 러그(18A)와 동일한 상기 농업용 공기 구동 타이어에 있어서, 상기 트레드(13)는 15% 내지 25% 의 접지율을 가지며; 상기 러그(18A, 18B)는 축방향 내측 및 외측 러그 단부(50, 60) 사이에서 연장되는 선단부(48) 및 후단부(58)와, 상기 내측 단부(50)에 위치되는 러그 헤드(42)를 구비하되, 상기 선단부(48)는 상기 러그 헤드(42)에 대해 상기 타이어(10)의 적도 평면(EP)을 향해 원주방향 및 축방향으로 연장되는 만곡부이며, 상기 러그 헤드(42)는 트레드 폭(TW)의 적어도 45%의 축방향 위치에서 상기 선단부(48)로부터 축방향 내측으로 연장되어 상기 타이어(10)의 적도 평면(EP)너머로 연장되며, 상기 후단부(58)는 상기 러그(18A, 18B) 길이의 60% 이하의 거리에 걸쳐 상기 선단부(48)에 거의 평행하고 상기 선단부(48)로부터 수직거리(W) 만큼 이격되며, 상기 러그 헤드(42)는 다른 러그부분과 비교하여 더 크며 상기 선단부(48)로부터 축방향 내측으로 연장되며 상기 후단부(58)로 부터 상기 축방향 내측 단부(50)까지 각도를 이루어 연장되며, 상기 내측 단부(50)는 상기 트레드 폭(TW)의 적어도 5% 로 상기 적도 평면(EP)을 넘어 위치되며, 상기 러그 헤드(42)는 상기 수직거러(W)의 두배이하의 최대폭을 가지며; 상기 러그(18A, 18B)는 고무 제조 협회(Rubber Manufacturers Association) 표준 R1 러그 높이의 150% 이상 및 표준 R2 러그 높이의 75% 내지 95%의 높이로 상기 도로 접촉면(19)으로부터 상기 내측 트레드 표면(16)까지 연장하는 방사상 높이를 가지며, 상기 러그(18A, 18B)는 상기 내측 트레드 표면(16)으로부터 상기 도로 접촉면(19)까지 연장되는 브레이싱을 가지며, 상기 브레이싱은 인접 러그(18A, 18B)의 상기 브레이싱과 중첩되거나 상기 타이어(10)의 적도 평면(EP)을 축방향으로 가로지르는 상기 내측 트레드 표면(16)의 형상을 거의 변화시키지 않고 상기 내측 트레드 표면(16)과 접선방향으로 조화되는 것을 특징으로 하는 농업용 공기 구동 타이어.
제1항에 있어서, 상기 타이어(10)는 러그(18A, 18B)를 파괴시키지 않고 포장 도로상에서 상기 타이어 및 림에 가해지는 소정의 동하중 유지 중량의 170%를 지지 및 운반할 수 있는 것을 특징으로 하는 농업용 공기 구동 타이어.
제2항에 있어서, 상기 제 1 열의 상기 내측 트레드 표면(16) 및 인접 러그(18A)는 토양을 상기 제 1 측방향 연부(15A)를 향해 축방향 외측으로 배출시키는 채널을 형성하고, 상기 제 2 열의 러그의 상기 내측 트레드 표면(16) 및 인접 러그(18B)는 토양을 상기 제 2 측방향 연부(15B)를 향해 측방향 외측으로 배출시키는 채널을 형성하며, 상기 채널은 상기 적도 평면(EP) 근처에서 연통하며 상기 적도 평면(EP)에서 상기 래디얼 러그 높이와 동일한 최대 깊이를 가지며, 상기 채널 깊이는 상기 타이어(10)의 축방향 트레드 폭(TW)의 2/3에 걸쳐 일정한 것을 특징으로 하는 농업용 공기 구동 타이어.
제1항에 있어서, 상기 접지율은 16% 내지 20%인 것을 특징으로 하는 농업용 공기 구동 타이어.
제1항에 있어서, 상기 수직거리(W)는 약 3.8cm(1½ inch)인 것을 특징으로 하는 농업용 공기 구동 타이어.