KR100406594B1

KR100406594B1 - 공압타이어 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100406594B1
Application number: KR1019960062698A
Authority: KR
Inventors: 기요시 우에요코
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-12-07
Publication date: 2004-03-24
Also published as: KR970033949A; US5885387A; EP0778161B1; EP0778161A1; DE69604768D1; US6270606B1; DE69604768T2

Abstract

카커스는 적어도 하나의 순환 카커스 코드 겹을 갖추고 있는데, 이것은 타이어의 원주 방향으로 지그재그로 뻗어 있는 한편 좌우측으로 교대로 순환 카커스 코드겹의 양 외부끝에서 접혀 있는 적어도 하나의 카커스 코드에 의해 성형되어 있다. 비드 코어는 타이어의 원주방향으로 하나 이상의 스테이지로 순환 카커스 코드겹상에서 나선형으로 감기고 그리고 카커스 코드에 실제로 연속인 비드 코드에 의해 형성된 상부 비드 코어 부분을 갖추고 있다.

Description

공압 타이어 및 그 제조방법

(발명의 배경)

본 발명은 비드 내구성이 향상되고 중량이 가벼워진 공압 타이어와 그 제조방법에 관한 것이다.

(발명의 분야)

승합용 또는 대형 차량을 위한 다양한 공압 타이어에서, 일반적으로 카커스의 양 끝은 비드 코어 주위에 감겨서 고정된다. 카커스의 감기 높이는 카커스가 내부 팽창 압력 또는 부하 무게에 대하여 들뜸(blow through)을 방지하므로서 견고하게 고정하기 위해 통상 림플랜지 높이보다 높이 설정되어 있다.

하지만, 공압 타이어가 지면에 닿을 때, 제20도에 도시된 바와 같이 변형되어, 림 플랜지(104) 위의 비드의 부분(100)은 축방향 바깥쪽으로 기울고, 그러므로 굽힘 및 압축 응력은 카커스 겹(101)의 감기 부분(102)에서 반복적으로 작용하고 그리고 이러한 응력은 감기부분(102)의 외부 끝에 집중된다. 감기 부분(102)의 외부 끝에서, 카커스 코드가 절단 단면으로 중단되므로, 주변 고무와의 접착은 열등하며, 그리고 응력 집중과 함께, 코드와 고무 사이의 느슨함이 감기 부분(102)의 외부끝에서 조기에 발생한다. 그리고 이것은 카커스(101)의 분리과정을 시작하게 하고 비드 손상이 일어나기 쉽다. 특히, 이러한 비드 손상은 타이어 자체의 변형이 크고 그리고 부하 중량이 무거운 대형 차량용 타이어 또는 트레드의 강도 증가로 인해 반대로 비드의 변형의 정도가 높아지는 래이디얼 구조의 타이어에서 발생하는 경향이 있다.

이러한 손상을 방지하기 위해서, 다른 개선책들 중에서, 지금까지 비드 상부고무의 고무 양이 증가하여 쿠션 성능을 높이거나 또는 느슨함에 도달하는 시간을 연장시켰으며, 또는 코드 보강층이 감기 부분(102)의 안쪽과 바깥쪽 그리고 비드 코어(103) 주위에 구비되어 변형량 자체를 감소시키기 위해 비드(100)의 강도를 증가시켰다.

하지만, 이러한 대책은 특히 대형 부하용 타이어에서 손상을 효과적으로 방지하는데 불충분하며 비드의 체적이 더 증가하므로, 타이어 중량은 증가하고 그리고 연료가 많이 소비된다.

이러한 배경에 비추어 발명된 결과로서, 본 발명자는 비드 내구성이 실제로 증가할 수 있으며, 겹의 양 끝에서 U자형으로 접으므로서 지그재그로 배열된 카커스 코드를 갖춘 순환 카커스 코드겹을 사용하고 그리고 카커스 코드에 실제로 연속적으로 비드 코드를 나선형으로 감으므로서 비드 코어를 성형하므로서 중량을 줄이는데 공헌할 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 구조의 공압 타이어를 성형하기 위해서, 더 새로운 타이어의 제조방법이 역시 필요하다.

(발명의 개요)

본 발명의 제 1 목적은 카커스 겹의 양끝에 코드와 고무의 접착을 향상하여, 겹의 양 끝에 작용하는 응력을 감소시키고 분산하며, 실제로 비드 내구성을 증가시키고 그리고 중량 감소에 공헌할 수 있는 공압 타이어와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은 상부 비드 코어 부분과 카커스 겹에서 낮은 모듈러스(modulus) 코드를 채용하여 특히 비드 코어의 강도를 보강할 수 있는 공압타이어와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3 목적은 타이어의 중량 감소를 증진하는 한편 비드 내구성의 개선된 효과를 더 향상할 수 있는 카커스 겹의 감기구조를 갖춘 공압 타이어와 그 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 한면에 따라서, 2개의 비드 부분 각각에서 트레드로부터 측벽을 통해서 비드 코어까지 뻗어 있고 적어도 하나의 순환 카커스 코드 겹을 갖춘 카커스로 구성된 공압 타이어에 있어서,

상기 순환 카커스 코드 겹은 순환 카커스 코드겹의 양 외부끝에서 타이어의 원주방향으로 배열된 다수의 접기 지점으로 구비되어 있고, 그리고 좌우측으로 교대로 양 외부 끝의 각각의 접기지점 주위로 접히는 한편 타이어의 원주 방향으로 지그재그로 뻗어 있는 적어도 하나의 카커스에 의해 형성되어 있고, 그리고

상기 비드 코어는 비드 부분에서 상기 순환 카커스 코드겹의 방사상 외부에 배치된 상부 비드 코어 부분을 갖추고 그리고 타이어의 원주방향으로 하나 이상의 스테이지로 나선형으로 감기고 상기 카커스 코드에 실제로 연속적으로 되어 있는 상부 비드 코어에 의해 성형된다.

순환 카커스 코드겹은 바람직하게 비드 코어 사이에서 벌어진 겹 메인 부분에서 평행한 코드 배열을 갖추고 있다.

비드 코어는 타이어의 원주방향으로 나선형으로 감기고 그리고 상기 카커스 코드에 연속으로 또는 불연속으로 되어 있는 하부 비드 코어에 의해 성형된 하부 비드 코어를 갖출수 있다.

순환 카커스 코드겹의 외부끝은 비드 코어의 내부에서 끝나거나 또는 비드코어의 방사상 내면상에서 끝나거나 또는 타이어 축방향으로 비드 코어로부터 돌출하여 돌출부를 형성한다. 돌출부는 방사상 바깥쪽으로 감길 수 있고 그리고 비드 상부 고무 또는 비드 코어의 축방향 외면에서 끝난다. 또는 돌출부는 비드 코어와 비드 상부 고무 사이에서 뻗어 있고 방사상 바깥쪽으로 감겨 있고 그리고 비드 상부 고무의 축방향 내면상에 또는 비드 코어와 비드 상부 고무 사이에서 끝난다.

제 2 발명에서, 공압 타이어의 제조방법은, 주 타이어 성형기의 외주에 내부 라이너 고무 쉬트를 원통형으로 그리고 환상으로 팽창가능하게 감는 내부 라이너 장착 단계;

주 타이어 성형기의 양측에서 좌우로 교대로 접으면서 내부 라이너 고무 쉬트의 외주에 원주방향으로 카커스 코드를 회전시키므로서 카커스를 위한 관형 겹 베이스 몸체를 성형하는 카커스 겹 성형 단계;

겹 베이스 몸체의 양측에서 하나 이상의 스테이지로 작은 폭으로 비드 코드를 카커스코드에 연속으로 나선형으로 감으므로서 비드 코어를 성형하는 비드 성형 단계;

비드 코어로 구비된 겹 베이스 몸체에 비드 상부 고무를 담고 있는 타이어 성형 부재를 서로 결합하는 결합 단계; 그리고

타이어 주몸체를 얻기 위해 주 타이어 성형기를 팽창시키는 팽창 단계; 로 구성되어 있다.

카커스 겹 성형단계에서 카커스 코드가 비드 코어 사이에서 뻗어 있는 겹 메인 부분에서 실제로 평행하게 배열되어 있는 것이 바람직하다.

팽창 단계는 주 타이어 성형기의 양측에 구비된 측면 성형기의 팽창에 의해 측벽 고무를 결합하는 측벽 성형 단계를 포함하고 있다.

비드 코어가 하부 비드 코어 부분과 상부 비드 코어 부분을 갖추고 있을 때, 하부 비드 코어 부분은 카커스 겹 성형 단계 이전에 카커스 코드에 연속 또는 불연속으로 하부 비드 코드를 나선형으로 감으므로서 성형될 수 있다.

비드 성형 단계는 비드 코어를 성형하여 겹 베이스 몸체의 측끝이 비드 코어의 축방향으로 외면과 정렬되거나, 또는 비드 코어의 축방향 외면으로부터 안쪽으로 유지되어 정렬되거나, 또는 비드 코어의 축방향 외면으로부터 돌출한다.

제1도는 본 실시예에서 대형차를 위한 래이디얼 타이어로서 공압 타이어(1)를 도시하고 있는데, 여기에서 타이어(1)는 트레드(2), 트레드(2)의 양끝으로부터 방사상 안쪽으로 뻗은 측벽(3) 그리고 양 측벽(3)의 내부 끝에 위치하고 환형 비드 코어(5)에 의해 보강된 비드 부분(4)으로 구성된 원추형 타이어 베이스 몸체(6)를 갖추고 있다. 타이어(1)는 또한 타이어 본체(6)를 따라 뻗어 있는 카커스(7)와, 카커스(7) 방사상 외부에 배치된 거친 벨트층(9)을 갖추고 있다.

벨트층(9)은 적어도 하나의 벨트겹으로 구성되는데, 본 실시예에서 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 벨트겹(9A 내지 9D)이 순서대로 카커스 상에 연속 배치되어 있다. 제 1 벨트겹(9A)은 예를 들면 타이어의 등분선(C)에 약 60° 내지 70°의 각도로 배열된 벨트 코드를 갖추고 있고, 제 2, 제 3 및 제 4 벨트겹(9B 내지 9D)은 약 10° 내지 25°의 각도로 배열된 벨트 코드를 갖추고 있다. 부수적으로, 제 2와 제 3 벨트겹(9B, 9C) 사이에 타이어 등분선(C)에 대한 코드 경사 방향은 달라서트러스(truss) 구조를 형성하는데, 이는 벨트 강성을 증가시키며 강력한 테두리 효과에 의해 트레드(2)를 보강한다.

벨트 코드는 예를 들면 스틸, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리에스테르, 고탄성 폴리에틸렌 그리고 다른 고 고 모듈러스 섬유 코드로 구성될 수 있다. 각각의 벨트 코드는 겹 외부 끝에서 절단되어 잘려 있고, 예를 들면 제 1 벨트겹(9A)은 제 3 벨트겹(9C)과 거의 동일의 폭으로 되어 있고 그리고 제 2 벨트겹(9B)보다 더 좁아서 외부끝 위치는 다르다. 최소폭의 제 4 벨트겹(9D)은 카커스(7)와 내부 벨트겹(9A 내지 9C)을 보호하기 위한 브레이커로서 작용한다. 벨트층(9)의 양끝은 카커스(7)로부터 점차 벗어 나고 이러한 공간은 비교적 부드러운 고무 쿠션(42)으로 채워진다.

카커스(7)는 적어도 하나로 구성되는데, 본 실시예에서 타이어 등분선(C)에 대하여 75° 내지 90°의 각도로 배열되는 카커스 코드(10)의 하나의 카커스 겹(11)으로 되어 있다. 카커스 겹(11)은 비드 코어(5) 사이에서 벌어진 원추형 메인 부분(11A)과 본 실시예에서 비드 코어(5)의 방사상 내면을 통과하므로서 타이어 축방향으로 내부로부터 외부로 비드 코어(5) 주위로 감기는 감기부분(11B)을 갖추고 있다. 감기부분(11B)은 비드 코어(5)로부터 방사상 바깥쪽으로 뻗은 비드 끝 고무(8)의 축방향 외면을 따라 뻗어 있다.

비드 베이스 라인(BL)으로부터 감기높이(H1)는 비드 끝 높이(H2)보다 작은데, 본 실시예에서 림 플랜지(F)의 높이(HF)보다 작다. 여기에서, 비드 베이스 라인(BL)은 비드 베이스 면(4S)의 축방향 외부 끝지점을 지나는 타이어 축방향으로의선을 말하는데 적용 가능한 림의 림 직경을 선택하기 위한 기준선이다.

카커스 겹(11)은 순환 카커스 코드 겹인데, 적어도 하나의 카커스 코드(10)는 타이어의 원주방향으로 지그재그로 뻗어 있고, 좌우로 교대로 겹(11)의 양끝에서 접혀있는데, 메인 부분(11A)과 감기 부분(11B)을 전개한 제4도에 도시되어 있다.

다시 말해서, 순환 카커스 코드겹(11)은 겹(11)의 외부 끝(E1)에서 원주방향으로 동일 간격으로 배열된 여러 개의 접힘 지점(Li; i=1- n)과 다른 외부끝(E2)에 배열된 여러개의 접힘 지점(Ri; i=1- n)을 갖추고 있다. 카커스 코드(10)는 연속으로(Ri-1, Li-1, Ri, Li, Ri+1, Li+1) 양 외부끝(E1, E2)에서 접힘 지점 주위로 교대로 접혀진다. 이러한 순환 카커스 코드겹(11)에서, 겹의 폭의 5cm당 코드수는 약 18/5cm 내지 40/5cm이며, 카커스 코드(10)는 적어도 메인 부분(11A)에서 서로 교차하지 않고 실제로 평행 하게 배열된다. 교차하면, 전단력이 발생하고, 이것은 코드의 절단을 일으킬 수 있다.

한편, 겹 외부끝(E1, E2)이 제3도에 도시된 바와 같이 비드 부분(4) 또는 측벽(3)에서 끝나므로, 접힘 지점(Ri, Li)은 타이어(1)의 양측부에 배치된다.

순환 카커스 코드겹(11)은 하나 또는 여러개의 카커스 코드(10)를 사용하여 형성되는데, 2개의 코드(10A, 10B)를 사용하는 예가 제4도에 도시되어 있다. 이 때에, 2n 지점 요소는 원주방향으로 동일간격으로 외부끝(E1, E2)의 각각의 하나에 배열되고, 하나의 접힘 지점은 모든 2 지점 요소(P)로 구성되어 있다. 하나의 카커스 코드(10A)는 원주방향으로 지그재그로 뻗어 있고 모든 2개의 지점요소(P)에서접혀진다. 다른 카커스코드(10B)는 하나의 카커스 코드(10A)와 비교하여 원주방향으로 1/2 피치 전환하므로서, 즉 하나의 지점 요소(P)에 의해 모두 2지점 요소(P)에서 반복하여 접혀진다. 그러므로 카커스 코드(10A, 10B)는 적어도 메인 부분(11A)에서 평행하게 배열된다.

제5도는 3개의 카커스 코드(10A, 10B, 10C)를 사용하므로서 순환 카커스 코드겹을 형성하는 경우를 도시하고 있다. 이 경우에, 3n 지점 요소(P)는 외부끝(E1, E2)의 각각의 하나에서 배열되며 카커스 코드(10A, 10B, 10C)는 모두 3개의 지점 요소(P)에서 접혀져서 지그재그형으로 배열되고, 각각의 코드의 지그재그 배열은 1/3 피치만큼 서로 전환되는데, 즉 각각 하나의 지점 요소만큼 위상이 전환된다. 그러므로 3개의 카커스 코드(10A, 10B, 10C)가 평행하게 배열된다.

2개 내지 m-쉬트의 카커스 겹(11)을 형성할 때, 카커스 코드(10)의 지그재그 배열은 원주 방향으로 m회 반복된다.

부수적으로, 제6도에 도시한 바와 같이 타이어를 바이어스 구조로 형성할 때, 카커스 코드(10)는 예를 들면 타이어의 등분선(C)에 35° 내지 60°의 좌측으로 올라가는 경사의 코드 각도로 접힘 지점(Li, Ri) 사이에서 지그재그로 배열되어, 내부 순환 카커스 코드 겹(11L)을 구성하고, 2번째로, 35° 내지 60°의 우측으로 올라가는 코드 각도로 연속적으로 민더링(meandering)하므로서 외부 순환 카커스 코드겹(11U)이 이루어진다.

비드 코어(5)는 소위 단일 감기 타입의 적어도 상부 비드 코어 부분(5A)을 갖추고 있다. 상부 비드 코어 부분(5A)은 비드 부분(4)에서 순환 카커스코드겹(11) 외부에 방사상으로 배치되며 원주방향으로 하나 이상의 스테이지로 상부 비드 코어(14)를 나선형으로 감으므로서 형성된다. 카커스 코드(10)에 실제로 연속하는 연속 코드(15)는 상부 비드 코드(14)로서 채용된다. 즉, 제4도에 도시된 바와 같이, 지그재그 배열에서 연속 코드(15)는 끝 부분(J1)으로부터 나선형으로 감기도록 연속적으로 이송되어, 순환 카커스 코드 겹(11)과 상부 비드 코어 부분(5A)을 형성한다.

여기에서, "실제로 연속적으로"하므로서, 상부 비드 코드(14)와 카커스 코드(10)는 중단 없이 하나의 연속적인 코드이며, 또는 상부 비드 코드(14)와 카커스 코드(10)는 접착, 용접 등에 의해 중단을 결합하므로서 일체로 계속 연결되게 한다. 변이구역(J) 외의 다른 구역에서 지그재그로부터 나선형 감기로는, 상부 비드 코드(14)가 나선형 감기의 과정에서 재료 부족 등으로 인해 중단되면, 또는 카커스 코드(10)가 지그재그 배열 중간에 중단되면, 나선형 감기 또는 접기는 접착없이 새로운 코드에 의해 중단된 끝으로부터 연속될 수 있고 그리고 새로운 코드는 중단되기전 코드와 동일하여야 한다. 접착 또는 용접에 의해 일체로 연결할 때, 필요하다면 상부 비드 코드(14)와 카커스 코드(10)는 재질, 두께 또는 꼬임 구조가 다를 수 있다.

본 실시예에서, 비드 코어(5)는 상부 비드 코어 부분(5A)만으로 형성되고, 그리고 비드 코어(5) 또는 상부 비드 코어 부분(5A)은 제2도에 도시된 편평한 6각형 모양 외에 제7(A)도 내지 제7(F)도에 도시된 바와 같이, 4각형, 직4각형, 사다리꼴, 평행6면체, 다른 4변형, 삼각형, 6각형, 원 등 여러가지 단면이 될 수 있다.

연속 코드(15)로서, 나일론, 레이온, 폴리에스터, 비닐론, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리에스테르, 고탄성 폴리에틸렌, 유기섬유코드, 스틸, 그리고 다른 금속 섬유 코드가 사용될 수 있다.

림과 비드의 피팅을 보강하기 위해서 그리고 림 편차를 억제하고, 비드 베이스(4S)의 변형 또는 결과적인 열 발생을 억제하기 위해서, 코드 초기 인장 탄성율(E)을 1500kgf/㎟ 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

그러므로, 본 실시예에서, 카커스 코드(10)가 겹 외부 끝(E1, E2)에서 교대로 U자 형상으로 반복하여 접히기 때문에, 제8(A), 8(B)도에 도시한 바와 같이, 내부 팽창 압력 등에 의하여 카커스 코드(10)에 작용하는 인장력(TA)에 대하여는 U자 형상의 내부 고무(G1)를 압축하는 부하가 저항하고 비드 변형으로 인해 작용하는 압축력(TB)에 대하여는 내부 고무(G1)를 인장하는 부하가 저항하여, 접힘 끝과 외부 고무(G2) 사이의 응력을 감소시킨다. 더욱이, 이러한 U자 형상으로, 응력 자체가 분산된다. 또한, 응력 집중으로 강도면에서 취약한 지점이고 그리고 접착력이 약한 코드의 절단끝은 카커스 코드(10)와 상부 비드 코드(14)가 연속되므로 비드(4)로부터 배제된다.

결과적으로, 감기 높이(H1)는 림 플랜지 높이(HF)보다 작게 설정될 수 있는 한편 카커스(7)의 들뜸을 방지하고, 그리고 비드 내구성의 향상과 무게의 상당한 감소가 달성된다. 감기 높이(H1)가 림 플랜지 높이(HF)보다 높으면, 외부 끝(E1, E2)의 코드 느슨함이 효과적으로 억제될 수 있는 한편 종래의 코드 보강층의 형성도 제거하여 비드 내구성의 향상과 무게의 감소가 유사하게 달성될 수 있다.

상부 비드 코어 부분(5A)에 부가하여, 비드 코어(5)로서, 단일 감기 타입의 하부 비드 코어부분(5B)이 원주방향으로 하나 이상의 스테이지에서 하부 비드 코드(16)를 나선형으로 감아 제9(A)도에 도시된 바와 같이 겹(11)의 방사상 안쪽에 역시 구비될 수 있고, 그리고 코드 강도와 코드 강성이 향상되어 림과의 피팅이 향상될 수 있다. 상부 및 하부 비드 코어 부분(5A, 5B) 사이에서, 감기부분(11B)이 지지될 수 있고 그리고 카커스(7)의 들뜸을 효과적으로 방지한다. 하부 비드 코드(16)는 코드(15)에 연속적으로 될 수 있지만, 비연속적인 분리 코드로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 종래의 스틸 코드가 하부 비드 코어 부분(5B)에 채용될 때, 나일론 및 폴리에스터와 같은 초기 인장 탄성율이 1500kgf/㎟ 이하인 낮은 모듈러스 코드가 연속 코드(15)로서 채용될지라도, 필요한 림 피팅력은 얻어진다.

비드 코어(4)로서, 하부 비드 코어 부분(5B) 대신에, 예를 들면 4개 내지 6개의 평행한 코드의 스틸 코드를 갖춘 고무 코팅 테이프가 감겨진, 소위 테이프 비드 타입이 사용될 수 있다. 이러한 테이프 비드 타입 코어 부분(5C)은 상부 비드 코어 부분(5A)의 방사상 내면과 순환 카커스 코드겹(11) 사이에 구비될 수 있다.

제2도 및 제9(A)도에 도시된 이러한 실시예에서와 같이, 감기 부분(11B)은 상부 비드 코어(5A)의 방사상 내면을 통과하므로서 상부 비드 코어 부분(5A)으로부터 축방향 바깥쪽으로 돌출한 부분(17)을 갖추고 있다. 돌출부(17)는 방사상 바깥쪽으로 감겨 있고 상부 비드 코어 부분(5A)의 축방향 외면 또는 비드 끝 고무(8)의 축방향 외면을 따라 끝나며, 또는 제9(B)도에 도시된 바와 같이, 돌출부(17)는 역방향으로 감겨 있는데, 즉 부분(17)은 상부 비드 코어 부분(5A)으로부터 축방향 안쪽으로 돌출하여 방사상 바깥쪽으로 감기며, 비드 코어 부분(5A)의 축방향 내면 또는 비드 끝 고무(8)를 따라 끝난다.

감기 부분(11B)으로서, 제9(C)도에 도시된 바와 같이, 대안으로서 비드 코어(5)의 방사상 내면상에서 끝날 수 있다. 이 경우에 동 도면에서 점선으로 도시된 바와 같이, 외부끝(E1, E2)이 타이어 축방향으로 비드 코어(5)의 측면으로부터 약간 돌출하여 끝나는 것을 포함한다.

감기 부분(11B)의 더 다른 예에서, 비드 코어(5)가 상부 비드 코어 부분(5A) 및 하부 비드 코어 부분(5B) 또는 코어 부분(5C)으로 구성될 때, 감기 부분(11B)의 외부끝(E1, E2)은 비드 코어(5)내에서 끝난다. 더욱 상세히는, 제10(A)도에 도시한 바와 같이, 감기 부분(11B)의 외부끝(E1, E2)은 상부 비드 코어(5A)의 방사상 내면상에서 끝나 상부 비드 코어 부분(5A)과 하부 비드 코어 부분(5B) 또는 코어 부분(5C) 사이에서 유지된다. 또는 제10(B)도에 도시한 바와 같이, 상부 비드 코어 부분(5A)은 방사상 내부 부분(5A1)과 방사상 외부 부분(5A2)으로 나누며, 상부 비드 코어 부분(5A)의 방사상 내면을 통해 축방향 외부로 돌출한 부분(17)은 방사상 바깥쪽으로 감기고, 외부끝(E1, E2)은 내부와 외부 부분(5A1, 5A2) 사이에서 유지되어 끝난다. 또는 부분(5A1, 5A2)중 하나는 코어 부분(5C)에 의해 형성되고, 그리고 코어 부분(5C)와 다른 부분(5A1 또는 5A2) 사이에서 유지되어 끝난다.

제11(A)도에 도시된 바와 같이, 감기 부분(11B)의 다른 실시예에서, 상부 비드 코어 부분(5A)으로부터 축방향 바깥쪽으로 돌출한 부분(17)은 방사상 바깥쪽으로 감기고, 외부끝(E1, E2)은 상부 비드 코어 부분(5A)과 비드 끝 고무(8) 사이에서 유지되어 끝나거나, 또는 제 11(B)도에 도시된 바와 같이, 상부 비드 코어 부분(5A)과 비드 끝 고무(8) 사이를 통과하여, 이들은 카커스 메인 부분(11A)과 비드 끝 고무(8) 사이에 유지되어 끝난다.

감기 부분(11B)의 상기 구조중에서, 유지되어 외부끝(E1, E2)을 끝내도록 설계된 것은 외부끝(E1, E2)의 들뜸과 코드 느슨함을 확실히 방지할 수 있다.

이러한 공압 타이어(1)의 제조방법이 아래에서 설명될 것이다.

공압 타이어의 제조방법은 제 12도 내지 제 14도에 도시된 바와 같이 이루어져 있는데:

주 타이어 성형기(30)의 외주에 내부 라이너 고무 쉬트(31)를 감기 위한 내부 라이너 장착 단계(21),

내부 라이너 고무 쉬트(31)의 외주에 순환 카커스 코드겹(11)을 위해 관형겹 베이스 몸체(32)를 성형하기 위한 카커스 겹 성형 단계(22),

연속 코드(15)를 나선형으로 감으므로서 겹 베이스 몸체(32)의 양쪽에서 비드 코어(5, 5)를 성형하기 위한 비드 성형 단계(23),

겹 베이스 몸체(32)와 타이어 성형 부재(33)를 상호 결합하기 위한 결합 단계(24), 그리고

타이어 메인 몸체(6)를 얻기 위해 주 타이어 성형기(30)를 팽창시키기 위한 팽창 단계(25)로 구성되어 있다. 단계(21 내지 25)는 본 실시예에서 이러한 순서로 수행 된다.

주 타이어 성형기(30)에서, 직경이 팽창가능한 디스크 모양의 플랜지(36)가비드 코어(5)를 고정하기 위해 비드 록(35)을 통해서 내부 압력으로 팽창하므로서 둥근 모양으로 팽창하는 블래더를 갖춘 원통형 드럼(34)의 양끝에 배치되어 있다. 플랜지(36)의 외부끝에서, 코드를 접기 위한 지점요소(P)를 형성하는 돌출부(36A)는 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 주 타이어 성형기(30)의 양쪽에서, 측면 성형기(37)는 팽창가능한 블래더를 갖추어 동심적으로 배치되어 있다.

그러므로, 제12(A)도에 도시된 바와 같이, 내부 라이너 장착 단계(21)에서, 내부 라이너 고무 쉬트(31)는 플랜지(36) 사이에서 주 타이어 성형기(30)의 외주상에 원통형으로 감긴다.

제12(A)도 및 제15도에 도시된 바와 같이, 카커스 겹 성형 단계(22)에서, 2개의 연속 코드(15A, 15B)를 분리적으로 유지하기 위해서 한쌍의 보빈(39A, 39B)을 사용하여 이들은 축 방향 센터(40)에 평행하게 그리고 상호 대향방향으로 지나 한끝 위치(Y1)와 플랜지(36)로부터 축방향으로 외부인 다른 끝위치(Y2) 사이에서 왕복가능하게 움직인다. 보빈(39A, 39B)이 위치(Y1, Y2)에서 방향을 바꿀 때마다, 주 타이어 성형기(30)는 2P의 패치 간격으로 간헐적인 회전을 반복한다. 그러므로, 연속 코드(15A, 15B)는 양 접기지점(Li, R1)에서 교대로 연속적으로 접히는 한편, 원주방향으로 접기지점(Li, Ri)을 전진하여 주 타이어 형성기(30)의 회전수에 상응하는 수의 층으로 관형 겹 베이스 몸체(32)를 형성한다.

이 때에, 연속 코드(15A, 15B)는 양 플랜지(36) 사이에서 서로 교차하지 않고 서로 평행하게 형성된다. 본 실시예에서 겹 베이스 몸체(32)의 하나의 층 또는 필요한 층의 수의 형성을 완성하는 보빈(39A, 39B)은 위치(Y1, Y2)에서 대기한다.그리고, 얇은 절연 고무 쉬트(도시 생략)는 겹 베이스 몸체(32)의 외주에 접착되고 그리고 연속 코드(15A, 15B)는 내부 라이너 고무 쉬트(31)와 절연 고무 쉬트로 코팅되어, 코드의 배열의 혼란을 방지한다. 사전에 고무 또는 접착제로 연속 코드(15A, 15B)를 코팅하는 것이 바람직하지만, 겹 베이스 몸체(32)를 형성한 후 내부 라이너 고무 쉬트(31)의 외주 또는 내주가 나중에 코팅 될 수 있다.

제13(A)도 및 제16도에 도시된 바와 같이, 비드 성형 단계(23)에서, 보빈(39A, 39B)이 위치(Y1, Y2)로부터 축방향으로 내면에서 비드 코어 성형 위치(Y3, Y4)로 움직이고, 그리고 코어폭(W)에서 보빈(39A, 39B)의 왕복운동에 의해 그리고 주 타이어 성형기(30)의 연속 회전으로, 연속 코드(15A, 15B)는 여러 단계에서 나선형으로 감기고, 비드 코어(5)는 겹 베이스 몸체(32)의 외주 양쪽에서 상부 비드 코어 부분(5A)으로 성형된다. 부수적으로, 연속 코드(15A, 15B)의 나선형 감기는 비드 코어(5)의 타이어 축방향으로 내부 또는 외부로부터 시작될 수 있다.

하나의 연속 코드(15)를 사용할 때, 한쪽에서 비드 코어(5)를 성형하는데 필요한 길이의 일부분을 떠나서, 다른 쪽에서 순환 카커스 코드겹(11)과 비드 코어(15)는 연속으로 형성되고, 한쪽의 비드 코어(5)는 나머지 길이 부분을 사용하여 형성된다. 순환 카커스 코드겹(11)을 성형한 후 3개 내지 N개의 연속 코드(15)를 사용할 때, 한쪽과 다른쪽의 비드 코어(5)는 N/2 코드에 의해 각각 형성된다. 홀수의 경우에, 하나의 코드는 배열 끝위치(J) 근처에서 끝나며, 또는 비드 코어(5)는 각각 (N-1)/2 피스와 (N+1)/2 피스의 조합에 의해 형성된다. 성형기 구조 및 제어 비드 내구성의 향상의 관점에서, 2개의 연속 코드(15)를 사용하는 것이 바람직하다.

제13(B)도에 도시된 바와 같이, 결합 단계에서, 비드 끝 고무(8)와 고무 쿠션(42)과 같은 타이어 성형 부재(33)는 비드 코어(5)로 겹 베이스 몸체(32)에 서로 결합되어 있다. 이 때에, 타이어 성형 부재(33)중의 하나인 측벽 고무(41)는 측면 성형기(37)에 배치된다. 결합 할 때, 롤러 등에 의해 겹 베이스 몸체(32)와 타이어 성형 부재(33)를 가볍게 누르는 것이 바람직하다.

제14도에 도시된 바와 같이, 팽창 단계(25)에서, 트레드 고무(43)와 벨트층(9)을 적층하는 원통형 트레드 링(44)은 겹 베이스 몸체(32)로부터 방사상 바깥쪽으로 이격 설정 되어 대기하며, 그리고 주 타이어 성형기(30)의 블래더(30A)와 측면 성형기(37)의 블래더(37A)는 각각 팽창된다.

이 때에, 블래더(30A)가 팽창하면서, 비드 코어(5, 5) 사이에서 원통형으로 형성되어 팽창된 겹 베이스 몸체(32)는 트레드 링(55)을 가압하여 타이어 주요 부분(6A)을 성형 한다.

비드 코어(5)의 외부끝으로부터 축방향 바깥쪽으로 돌출한 겹 베이스 몸체(32)의 돌출부(17)는 블래더(37A)가 팽창하면서 측벽고무(41)와 함께 감기고 그리고 타이어 주요 부분(6A)에 접착되어, 제 2도 및 제 9(A)도에 도시된 베드 구조에서 타이어 주몸체(6)를 성형한다. 팽창 단계(25) 이전에, 플랜지(36)는 직경이 수축하고, 그리고 원통형 드럼(34)으로부터 방사상 방향으로 안쪽으로 후퇴되어, 돌출부(17)는 방출되어 선회되게 한다.

비드 성형 단계(23)에서, 돌출부(17)를 성형하지 않고, 연속 코드(15A, 15B)는 겹 베이스 몸체(32)의 외부끝과 대략 정렬되어 감길 수 있다. 즉, 겹 외부끝(E1, E2)이 비드 코어(5)의 축방향 외부끝과 정렬되거나 또는 외부끝으로부터 약간 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 유지되므로서, 제9(C)도에 도시된 비드 구조의 타이어 주몸체(6)는 성형될 수 있다.

결합 단계(24) 이전에, 측면 성형기(37)의 블래더(37A)는 팽창되고, 돌출부(17)는 비드 코어(5)의 방사상 외면으로 선회하고, 비드 끝 고무(8)가 접착되어, 제11(A)도 및 제11(B)도에 도시된 바와 같이 비드 구조에서 타이어 주몸체(6)가 형성된다.

또는 제17도에 도시된 바와 같이, 카커스 겹 성형 단계(22)는 내부 라이너 고무 쉬트상에 나선형으로 하부 비드 코드(16)를 회전시키기 위해 하부 비드 코어 성형 단계(26)에 선행될 수 있고 그리고 이것에 의해 하부 비드 코어 부분(5B)은 자유롭게 성형될 수 있다. 이때에, 하부 비드 코드(16)로서, 연속 코드(15)와 연속된 동일한 코드 또는 연속되지 않는 분리된 코드가 사용될 수 있다. 하부 비드 코어 성형 단계(26)는 코드의 밴드를 겹치므로서 테이프 타입의 코어 부분(5C)을 성형하는 테이프 비드 성형 단계로 대체될 수 있다.

제18도에 도시된 바와 같이, 비드 성형 단계(23)에서, 하부 코어 부분(5A1)은 약 반수의 스테이지로 겹 베이스 몸체(32)상에 연속 코드(15)를 나선형으로 감으므로서 형성되고, 돌출부(17)는 측면 성형기(37)를 팽창시키므로서 하부 코어 부분(5A1)상에 감기고, 그리고 연속 코드(15)는 나선형으로 감겨 상부 코어부분(5A2)을 성형한다. 결과적 으로, 제10(B)도에 도시된 비드 구조에서 타이어 주몸체(6)가 성형된다. 또는 비드성형단계(23)중에서 테이프 비드 성형 단계를 수행하므로서, 코어 부분(5A1, 5A2)중의 하나는 코어 부분(5C)에 성형될 수 있다.

제19도는 제9(B)도에 도시된 비드 구조의 성형 수단을 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 내부 라이너 고무 쉬트(31)는 비드 록(35, 35) 사이에 성형되고 그리고 비드 코어(5)는 비드 록(35)상에 성형된다. 내부 라이너 고무 쉬트(31)상에 뻗어 있는 비드 끝 고무(8)는 비드 코어(5)상에 배치되고 그리고 카커스 겹 성형 단계(22)에서 겹 베이스 몸체(2)가 성형된다. 그러므로, 본 실시예에서, 비드 성형 단계(23)에서, 비드 코어(5)는 겹 베이스 몸체(32)의 내면에서 비드 베이스 몸체(32) 전에 성형된다. 비드 록(35)과 플랜지(36)가 직경이 방사상 방향으로 내면에서 대기하는 위치(Y)까지 줄어든 후, 돌출부(17)는 회전 과정(26)에서 외부로부터 내부로 회전한다. 나중에, 쿠션 고무(42) 및 다른 타이어 성형 부재(33)를 배치하므로서, 가압 및 팽창 단계(25)에 의해 결합하기 위한 결합 단계(24)는 이어서 수행된다.

카커스 겹 성형 단계(22)에서, 제6도에 도시된 바와 같이 바이어스 구조에서 카커스 겹(11)은 성형될 수 있고, 이 때에, 결합단계(24)에서 트레드 링(44) 대신에 카커스 겹에 근접한 코드 각도에서 브레이커와 트레드 고무가 타이어 성형부재(33)중 하나로서 겹 베이스 몸체(32)의 중간에 결합된다. 팽창단계(25)에 의해, 브레이커 및 트레드 고무는 겹 베이스 몸체(32)와 함께 원추형 모양으로 팽창되어 바이어스 구조에서 타이어 주몸체(6)를 성형한다. 한편, 비드 강성을 상승시키므로서 조향 안정성을 향상시키기 위해, 유기 섬유 또는 금속 섬유 코드로 만든 보강층이 비드(4)에 부가될 수 있다.

[실시예]

상기 제조방법에 따라서, 제1도에 도시된 구성으로 중부하를 위한 래이디얼 타이어가 11R22.5의 타이어 크기로 표 1 및 2의 사양으로 실험적으로 조립되었다. 시험용 타이어가 테스트되고 그리고 비드 내구성(비드 손상), 비드 열 발생성, 비드 베이스 변형성 그리고 타이어 중량이 비교되었다.

테스트 조건은 다음과 같다.

1) 비드 열 발생성

테스트 타이어는 22.5×8.25 크기로 15°의 깊은 바닥 림에 설치되고 8.00kgf/㎠의 내부 팽창 압력, 9000kg의 부하 하중 그리고 20km/h의 속도로 드럼상에서 구동되었다. 비드면 온도는 1000km의 구동거리마다 측정되었고 그리고 평균치가 종래의 타이어를 100으로 하고 인덱스에 표시하였다. 더 작은 값은 더 낮은 열 발생을 의미하며 이것은 우수한 것이다.

2) 비드 내구성(비드 손상)

동일 조건에서 드럼을 5000km 구동한 후, 타이어는 해체되고 그리고 느슨한 겹의 존재 또는 부존재가 조사되었다. 표 1 및 2에서, ○은 느슨한 겹의 부존재, △은 카커스 겹의 감겨진 부분의 끝에서 느슨함이 발생, 그리고 ×는 카커스의 분리의 발생을 표시한다.

3) 비드 베이스 변형성

제2도에서 일점쇄선으로 표시한 바와 같이, 동일 조건에서 드럼을 5000km 구동한 후 타이어의 비드 베이스의 토우(t)의 상승 변형의 변형 높이(ha)가 측정되었고, 그리고 구동전의 타이어를 100으로 하여 인덱스에 표시하였다. 큰 값은 작은 변형을 의미하는데, 즉 우수한 것이다.

4) 타이어 중량

테스트 타이어의 중량은 종래의 타이어를 100으로 하여 인덱스에서 표시하였다. 더 작은 값은 더 가벼운 중량을 의미하며, 이것은 우수한 것이다.

표 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 성형된 실시예의 타이어에서, 비드 코어 및 카커스가 나일론 및 폴리에스터와 같은 저 모듈러스 코드로 만들었다면 종래의 스틸 코드로 만든 것보다 비드 열 발생성, 그리고 비드 변형성이 열등하지만 비드 내구성(비드 손상)은 향상되었다. 특히, 초기 인장 탄성율이 1500kgf/㎟ 이상인 유기 섬유 코드를 사용할 때 비드 열 발생성 및 비드 변형성은 종래의 스틸 코드타이어 (초기 인장 탄성율이 약 19000kgf/㎟)의 성능과 동등또는 더 우수하였다.

제1도는 본 발명의 제조방법에 의해 성형된 공압 타이어의 실시예를 도시하는 단면도,

제2도는 비드 부분의 확대 부분 단면도,

제3도는 비드 코어와 함께 카커스의 코드 배열을 도시하는 사시도,

제4도는 카커스 코드의 지그재그 배열의 일예를 도시하는 개략적인 다이어그램,

제5도는 카커스 코드의 지그재그 배열의 다른 예를 도시하는 개략적인 다이어그램,

제6도는 카커스 코드의 지그재그 배열의 다른 예를 도시하는 개략적인 다이어그램,

제7(A) 내지 7(E)도는 비드 코어의 단면모양의 예를 도시하는 개략적인 단면도,

제8(A) 및 8(B)도는 카커스 겹의 작용을 설명하기 위한 개략 단면도,

제9(A) 내지 9(C)도는 본 발명에 의해 성형될 수 있는 비드 구조의 예를 도시하는 개략적인 단면도,

제10(A) 및 10(B)도는 본 발명에 의해 성형될 수 있는 비드 구조의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도,

제11(A) 및 11(B)도는 본 발명에 의해 성형될 수 있는 비드 구조의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도,

제12(A) 및 12(B)도는 내부 라이너 장착 단계와 카커스 겹 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 다이어그램,

제13(A) 및 13(B)도는 비드 성형 단계와 결합 단계를 설명하기 위한 개략적인 다이어그램,

제14도는 팽창 단계를 설명하기 위한 개략적인 다이어그램,

제15도는 카커스 겹 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 사시도,

제16도는 비드 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 사시도,

제17도는 하부 비드 코어 부분 성형 단계를 설명하기 위한 개략적인 단면도,

제18도는 카커스 겹의 양 끝의 감기 단계의 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도,

제19도는 카커스 겹의 양 끝의 감기 단계의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도,

제20도는 타이어가 변형될 때 비드상에 작용하는 응력을 설명하기 위한 개략적인 단면도.

Claims

2개의 비드 부분 각각에서 트레드로부터 측벽을 통해서 비드 코어까지 뻗어 있고 적어도 하나의 순환 카커스 코드 겹을 갖춘 카커스로 구성된 공압 타이어에 있어서,

상기 순환 카커스 코드겹은 순환 카커스 코드겹의 양 외부끝에서 타이어의 원주방향으로 배열된 다수의 접기 지점으로 구비되어 있고, 그리고 좌우측으로 교대로 양 외부끝의 각각의 접기 지점 주위로 접히는 한편 타이어의 원주 방향으로 지그재그로 뻗어 있는 적어도 하나의 카커스에 의해 형성되어 있고, 그리고

상기 비드 코어는 비드 부분에서 상기 순환 카커스 코드겹의 방사상 외부에 배치된 상부 비드 코어 부분을 갖추고 그리고 타이어의 원주 방향으로 하나 이상의 스테이지로 나선형으로 감기고 상기 카커스 코드에 실제로 연속적으로 되어 있는 상부 비드 코어에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
제1항에 있어서, 상기 순환 카커스 코드겹은 평행한 코드 배열을 갖추고 있고, 여기에서 카커스 코드는 비드 코어 사이에서 벌어진 겹 메인 부분에서 서로 교차하지 않고 실제로 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
제1항에 있어서, 상기 비드 코어는 타이어의 원주 방향으로 하나 이상의 스테이지에서 나선형으로 감기고 그리고 상기 카커스 코드에 연속으로 또는 불연속으로 되어 있는 하부 비드 코어에 의해 성형되고 그리고 비드 부분에서 상기 순환 카커스 코드 겹 방사상 안쪽에 배치된 하부 비드 코어부분을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
제1항에 있어서, 순환 카커스 코드겹의 상기 양 외부끝은 비드 코어의 내부에서 끝나는 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
제1항에 있어서, 순환 카커스 코드겹의 상기 양 외부끝은 비드 코어의 방사상 내면상에서 끝나는 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
제1항에 있어서, 순환 카커스 코드겹의 상기 양 외부끝은 타이어 축방향으로 비드 코어로부터 돌출하여 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부는 비드 코어의 방사상 바깥쪽에 위치한 비드 끝 고무 또는 비드 코어의 측면에서 끝나고 그리고 방사상 바깥쪽으로 감겨 있는 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
제1항에 있어서, 순환 카커스 코드겹의 상기 양 외부끝은 타이어 축방향으로 비드 코어로부터 돌출하여 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부는 비드 끝 고무의 측면상에서 또는 비드 끝 고무와 비드 코어 사이에서 끝나고 그리고 비드 코어의 방사상 바깥쪽에 위치한 비드 끝 고무와 비드 코어 사이를 통과하고 그리고 방사상 바깥쪽으로 감겨 있는 것을 특징으로 하는 공압 타이어.
2개의 비드 부분 각각에서 트레드로부터 측벽을 통해 비드 코어까지 뻗어 있는 카커스를 갖춘 공압 타이어의 제조방법에 있어서,

주 타이어 성형기의 외주에 내부 라이너 고무 쉬트를 원통형으로 그리고 환상으로 팽창 가능하게 감는 내부 라이너 장착 단계;

주 타이어 성형기의 양측에서 좌우로 교대로 접으면서 내부 라이너 고무 쉬트의 외주에 원주방향으로 카커스 코드를 회전시키므로서 카커스겹을 위한 관형 겹 베이스 몸체를 성형하는 카커스 겹 성형 단계;

겹 베이스 몸체의 양측에서 하나 이상의 스테이지로 작은 폭으로 비드 코드를 카커스 코드에 연속으로 나선형으로 감으므로서 비드 코어를 성형하는 비드 성형 단계;

비드 코어로 구비된 겹 베이스 몸체에 비드 끝 고무를 담고 있는 타이어 성형부재를 서로 결합하는 결합 단계; 그리고

타이어 주몸체를 얻기 위해 주 타이어 성형기를 팽창시키는 팽창 단계; 로 구성된 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 카커스 겹 성형 단계는 카커스 코드가 비드 코어 사이에서 뻗어 있는 겹 메인 부분에서 서로 교차하지 않고 실제로 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 팽창 단계는 주 타이어 성형기의 양측에 구비된 측면 성형기의 팽창에 의해 측벽 고무를 결합하는 측벽 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 비드 코어는 카커스 겹의 방사상 바깥쪽으로 배치된 상부 비드 코어 부분과 카커스 겹의 방사상 안쪽으로 배치된 하부 비드 코어 부분을 갖추고 있고, 그리고 이 제조방법은 상기 카커스 겹 성형 단계전에 하나 이상의 스테이지로 작은 폭으로 카커스 코드에 연속 또는 불연속으로 하부 비드 코드를 나선형으로 감으므로서 하부 비드 코어 부분을 성형하는 하부 비드 코어 성형 단계로 더 구성된 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 비드 성형 단계는 비드 코어를 성형하여 겹 베이스 몸체의 양측 끝은 비드 코어의 축방향으로 외면과 정렬된 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 비드 성형 단계는 비드 코어를 성형하여 겹 베이스 몸체의 양측 끝은 비드 코어의 축방향 외면으로부터 안쪽으로 유지되어 정렬된 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.
제8항에 있어서, 상기 비드 성형 단계는 비드 코어를 성형하여 겹 베이스 몸체의 양측 끝은 비드 코어의 축방향 외면으로부터 돌출한 것을 특징으로 하는 공압 타이어 제조방법.