KR100766097B1 - 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 가지는 래디얼 타이어 - Google Patents

원주 방향 나선식 권취 벨트층을 가지는 래디얼 타이어 Download PDF

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Abstract

고무로 피복된 1개 또는 복수개의 벨트 코드가 타이어의 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취되어 배열된 벨트층이 보디 플라이의 외주에 적어도 1층 배치되어 있다. 상기 벨트 코드는, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 커진다. 이로써, 가황 성형시에 벨트 코드가 작은 인장 하중으로 비가황 고무와 동시에 확장되어, 보디 플라이 코드의 확장을 저지하는 일이 없기 때문에, 생 타이어가 정규의 형상을 유지하면서 확장되어 각 부분이 확실하게 밀착되어 가황 성형된다.
트레드부, 측벽부, 비드부, 비드 코어, 보디 플라이, 벨트층, 트레드, 비드 필러, 래디얼 타이어, 벨트 코드, 나선식 권취 벨트층.

Description

원주 방향 나선식 권취 벨트층을 가지는 래디얼 타이어{RADIAL TIRE WITH CIRCUMFERENTIAL SPIRALLY WOUND BELT LAYER}
도 1은 제1 실시예에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 타이어 반경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 2는 제1 실시예의 보디 플라이와 벨트층을 나타낸 도면이다.
도 3은 벨트 코드를 비가황 고무로 피복한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 벨트 코드의 신장도에 대한 인장 하중을 나타낸 도면이다.
도 5는 복연 강철 코드의 사시도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 타이어 반경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 7은 제2 실시예의 보디 플라이와 벨트층을 나타낸 도면이다.
도 8은 하이브리드(hybrid) 코드의 사시도이다.
도 9는 제3 실시예에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 타이어 반경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 10은 제3 실시예의 보디 플라이와 벨트층을 나타낸 도면이다.
도 11은 제4 실시예에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 타이어 반경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 12는 제4 실시예의 보디 플라이, 벨트층 및 경사 벨트 하부 플라이의 배치를 나타낸 도면이다.
도 13은 제5 실시예에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 타이어 반경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 14는 제5 실시예의 보디 플라이, 벨트층 및 경사 벨트 하부 플라이의 배치를 나타낸 도면이다.
도 15는 파형 가공된 강철 코드를 나타낸 사시도이다.
도 16은 제6 실시예에서의 보디 플라이, 벨트층 및 경사 벨트 하부 플라이의 배치를 나타낸 도면이다.
도 17은 제7 실시예에서의 보디 플라이, 벨트층, 경사 벨트 하부 플라이 및 나선식 권취 벨트 하부 플라이의 배치를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 17의 벨트층의 경사 벨트층을 1층으로 한 제8 실시예를 나타낸 도면이다.
도 19는 종래의 래디얼 타이어를 타이어 반경 방향으로 절단한 단면도이다.
도 20은 종래의 래디얼 타이어의 보디 플라이와 벨트층의 배치를 나타낸 도면이다.
본 발명은, 벨트층의 벨트 코드가 타이어의 원주 방향에 대략 평행하게 나선 식 권취되어 배열된 래디얼 타이어에 관한 것이다.
차의 안전성을 보다 향상시키기 위하여, 노면과 접하는 타이어의 제동성, 조종 안정성의 향상이 강하게 요구되고 있다. 또한, 환경상의 관점, 및 연비를 향상시키기 위하여, 타이어의 경량화 역시 요구되고 있다. 이러한 요구에 따르기 위하여, 트레드(tread)부에서 측벽부를 거쳐 비드부의 비드 코어에서 꺾어접히는 보디 플라이 코드를 래디얼 코드 배열(타이어의 원주 방향에 대하여 85~90도의 경사 각도로 배열)로 배치하고, 이 보디 플라이(body ply)의 트레드부 외주 측에 강철 코드를 타이어의 원주 방향에 대하여 20~40도 경사시킨 부벨트층을 1층 타이어의 원주 방향으로 배치하고, 이 경사 벨트층의 외주측에 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 큰 강철 또는 케블러(Kevler)와 같은 유기 섬유 코드를 타이어의 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취하여 주벨트층을 형성한 래디얼 타이어가, 일본국 특개 소 62-152904호 공보에 기재되어 있다. 벨트층은, 보디 플라이가 반경 방향으로 팽창하는 것을 규제하는 소위 타가 효과에 의해 보디 플라이의 움직임을 봉쇄하여, 래디얼 타이어의 특징 성능인 조종 안정성, 고속 내구성, 내마모성을 발휘시키는 것이며, 벨트층에 배열되는 벨트 코드에는, 보다 큰 타가 효과를 발휘하도록, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 큰 강철 코드나 방향족 폴리아미드 섬유가 사용되고 있었다.
역으로, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작은 PET 또는 나일론 섬유를, 꼬는 구조를 적정하게 하여 원주 방향 벨트층에 사용한 래디얼 타이어가 일본국 특개평 8-318706호 공보에 기재되어 있다.
또한, 벨트층에 의한 적절한 타가 효과를 얻기 위하여, 도 19 및 도 20에 나타낸 바와 같이, 보디 플라이(70)의 트레드부 외주 측에 강철 코드를 타이어의 원주 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사시킨 2층의 부벨트층(71, 72)을 타이어의 원주 방향으로 배치하고, 외측의 경사 벨트층(72)의 외주측에 유기 섬유 코드를 타이어의 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취하여 주벨트층(73)을 형성한 래디얼 타이어도 시험 제작되고 있다.
타이어의 제조과정에 있어서, 비가황 고무로 성형한 이른바 생 타이어에 가황할 때, 생 타이어를 금형에 넣어 가열하면서 내부에 압력을 더하여 금형 내에서 가황 성형하고 있다. 가황 성형에 의해 목적한 대로의 타이어 형상을 얻기 위하여, 생 타이어를 수%, 성형 방법에 따라 0.5~3%의 신장도를 부여하기 위해 금형 내에서 확장시키고 있다. 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 크고 거의 신장되지 않는 통상의 강철 코드나 방향족 폴리아미드 코드에서는, 생 타이어 내부에 가해지는 압력으로는 0.5~3%도 성장하지 못하고, 확장시에, 보디 플라이 코드가 확장되지 않는 벨트 코드에 의해 확장이 저지되어 정규의 형상을 유지할 수 없는 문제가 있었다. 역으로, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작은 PET 또는 나일론 섬유의 코드를 벨트 코드에 사용한 래디얼 타이어에서는, 가황 성형 후에 충분한 타가 효과를 얻을 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 가황 성형시에 생 타이어가 정규의 형상을 유지하여 확장되고, 가황 성형 후에 충분한 타가 효과를 발휘하 는 벨트 코드가 원주 방향으로 나선식 권취된 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 제공하는 것이다.
제1 및 제2 발명은, 트레드부로부터 측벽부를 거쳐 비드부의 비드 코어에서 꺾어접은 꺾어접음부를 양단에 가진 보디 플라이, 상기 보디 플라이의 외주에 타이어의 원주 방향으로 권취되어 있는 벨트층, 상기 벨트층의 외주에 원주 방향으로 설치되어 있는 트레드, 상기 보디 플라이의 측벽부와 꺾어접음부 사이에서 상기 비드 코어로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되어 있는 비드 필러를 구비한 래디얼 타이어에 있어서, 상기 벨트층은, 고무로 피복된 1개 또는 복수개의 벨트 코드가 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있는 적어도 1층의 나선식 권취 벨트층이며, 상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 크고, 인장 하중이 20N인 때의 신장도가 0.5% 이상이고, 신장도가 3%인 때의 인장 하중이 60N 이상, 바람직하게는 제2 발명과 같이 1.5%인 때의 인장 하중이 30N 이상인 것이다.
이러한 발명에 의하면, 가황 성형시에 벨트 코드가 작은 인장 하중으로 확장되고, 보디 플라이 코드의 확장을 저지하는 일이 없기 때문에, 생 타이어가 정규의 형상을 유지하면서 확장되어 각 부분이 확실하게 밀착되어 가황 성형된다. 그리고, 타이어는 벨트 코드가 소정 신장도만 성장한 상태로 가황 성형되기 때문에, 가황 후에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작게 되어 충분한 타가 효과를 발휘하고, 원하는 도넛 모양으로 양호하게 유지하는 동시에, 타이어의 원주 방향의 전후방향의 강성이 증가되어, 트레드 접촉면의 움직임을 억제할 수 있어 브레이크 성능이 향상되어 충돌사고를 방지할 수 있고, 또한 트레드 접촉면의 접지면 형상을 양호하게 하여 급발진, 급핸들의 전환이 가능해져, 조종 안정성이 향상된다.
또한, 이러한 발명에 의하면, 생 타이어의 외경이 확장율 0.5~3%로 확장되는 때에 타이어 전체의 형상이 양호하게 유지되어 각 부분이 밀착되어 가황 성형되고, 가황 성형 후에는 벨트층이 보디 플라이의 확장을 저지하는 타가 효과가 크게 된다.
제3 발명은, 전술한 제1 또는 제2 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는 나일론 섬유 다발을 코어로 하여, 상기 코어 주위에 아라미드 섬유(aramid fiber) 다발을 꼰 하이브리드(hybrid) 코드인 것이다.
본 발명에 의하면, 신장도가 소정값 이하인 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정값을 넘으면 인장 하중의 증가 비율이 큰 특성을 가지는 경량의 벨트 코드를 제공할 수 있다.
제4 발명은, 전술한 제1 또는 제2 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드가 복수개의 강철 코드를 꼰 복연(複撚) 강철 코드인 것이다.
본 발명에 의하면, 신장도가 소정값 이하인 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정값을 넘으면 인장 하중의 증가 비율이 급증하 는 타가 효과가 큰 벨트 코드를 제공할 수 있다.
제5 발명은, 전술한 제1 또는 제2 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드가 복수개의 강철 소선(素線)을 꼰 강철 코드에 파형 가공을 행한 파형 강철 코드인 것이다.
본 발명에 의하면, 신장도가 소정값 이하인 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정값을 넘으면 인장 하중의 증가 비율이 급증하는 타가 효과가 큰 강철의 벨트 코드를 특성을 용이하게 조정하여 제작할 수 있다.
제6 발명은, 전술한 제1 또는 제2 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 상기 보디 플라이는 적어도 1층 배치되고, 상기 보디 플라이의 보디 플라이 코드의 원주 방향에 대한 경사 각도가 85~90도이며, 상기 보디 플라이의 외주에 원주 방향으로 배치된 상기 벨트층은, 강철의 벨트 코드를 원주 방향에 대하여 10~40도 경사지게 1층 배열한 경사 벨트층, 및 상기 경사 벨트층의 외주에 벨트 코드가 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있는 적어도 1층의 나선식 권취 벨트층으로 구성되어 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 제1 또는 제2 발명의 효과에 더하여 래디얼 타이어의 경량화와 타이어의 제동성 및 조종 안정성이 향상되고, 고속 내구성, 내마모성이 유지될 수 있다.
제7 및 제13 발명은, 전술한 제1 또는 제2 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 상기 보디 플라이는 적어도 1층 배 치되어 있고, 상기 보디 플라이의 보디 플라이 코드의 원주 방향에 대한 경사 각도가 85~90도이며, 상기 보디 플라이의 외주에 원주 방향으로 배치된 벨트층은, 강철의 벨트 코드를 원주 방향에 대하여 30~60도(바람직하게는, 제13 발명에 의하면 40~50도)로 동일 방향으로 동일 각도로 경사지게 배열한 2층의 경사 벨트층, 및 하이브리드 코드로 구성된 벨트 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층의 외주에 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있는 적어도 1층의 나선식 권취 벨트층을 구비하고, 상기 2층의 경사 벨트층 중 한쪽의 경사 벨트층은, 폭이 다른 쪽의 경사 벨트층의 40~70%이며, 상기 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있는 것이다.
이러한 발명에 의하면, 2층의 동일 방향 경사 벨트층과 원주 방향 나선식 권취 벨트층에 의한 타가 효과에 의하여, 타이어의 제동성, 조종 안정성 및 내마모성, 특히 도로가 젖은 때의 제동성을 향상시키는 것이 가능하다. 통상적으로, 강철 벨트의 배치 구조는, 벨트 코드의 경사 방향이 역이고, 서로 교차하는 방향으로 2층의 벨트층을 권취하여 배치한다. 그 경우, 서로의 벨트 코드가 서로 간섭하여 꼬임이 생겨, 접지면의 접지 압력 분포가 불균일하게 되어 평평하게 되지 않고, 겉보기 접지 면적은 동등해도 제동성, 조종 안정성에 기여하는 실질적인 접지 면적은 작게 되지만, 이러한 발명에서는, 벨트 코드를 원주 방향에 대하여, 동일 방향으로 동일 각도 경사지게 배열한 2층의 경사 벨트층을 형성하고 있기 때문에, 타이어의 접지면의 접지 압력 분포가 균일하게 되어 평평하게 되어, 겉보기 접지 면적은 동등해도, 제동성, 조종 안정성에 기여하는 실질적 접지 면적은 크고, 제동성, 조종 안정성을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 2층의 경사 벨트층 중 한쪽의 경사 벨트층은, 폭이 다른 쪽의 경사 벨트층의 40~70%이며, 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있기 때문에, 제동에 의해 급격하게 하중이 증가한 경우에 접촉면부의 중앙 영역에 생기기 쉬운 뜨는 현상을 억제하고 또한 접촉면부의 유연성을 유지할 수 있다.
제8 발명은, 전술한 제7 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 하이브리드 코드로 구성되는 유기 섬유 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이를 형성하고 있고, 상기 경사 벨트 하부 플라이의 유기 섬유 코드의 삽입 개수가 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부에서는 조밀하고, 상기 양 어깨부 사이에 이르는 어깨부 사이 영역에서는 성기게 되어 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 보디 플라이의 외주에 어깨부로부터 중앙부에 걸쳐 경사 벨트 하부 플라이를 배치하고 있기 때문에, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때에, 경사 벨트 하부 플라이가 보디 플라이 코드 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드의 장력차를 적게 하여 제동력을 높일 수 있다. 또, 경사 벨트 하부 플라이의 코드의 삽입 개수를, 양 어깨부에서는 조밀하게 하고, 양 어깨부 사이에 이르는 어깨부 사이 영역에서는 성기게 하고 있기 때문에, 타이어에 내압이 걸릴 때, 삽입 개수가 조밀한 유기 섬유 코드에 의해 래디얼 타이어의 어깨부의 접지 상태가 안정되어, 타이어의 조종 안정성 및 도로가 젖었을 때의 제동성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성도 향상된다. 양 어깨부 사이에 이르는 어깨부 사이 영역에서는, 유기 섬유 코드의 삽입 개수를 성기게 하고 있기 때문에, 유연성을 손상시키지 않고 보디 플라이 코드 사이의 열림을 구속할 수 있다.
제9 발명은, 전술한 제7 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 파형이 형성된 강철 코드가 고무로 피복되어 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부에 있어서 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 조밀하게 나선식 권취되어 배열되어 있고, 하이브리드 코드로 구성되는 유기 섬유 코드가 고무로 피복되어 양 어깨부 사이에 이르는 어깨부 사이 영역에서 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 성기게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이가 형성되어 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이가 보디 플라이 코드 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드의 장력차를 적게 하여 제동력을 높일 수 있다. 또한, 어깨부의 경사 벨트 하부 플라이의 재질을 파형 강철 코드로 하였기 때문에, 래디얼 타이어의 어깨부의 강성을 높일 수 있어 급제동시의 어깨부의 접지 상태가 안정되어, 도로가 젖었을 때의 타이어의 제동성 및 조종 안정성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성도 향상된다. 래디얼 타이어의 양 어깨부 사이에 이르는 어깨부 사이 영역에서는, 성기게 나선식 권취된 유기 섬유 코드에 의해 유연성을 해치지 않는 범위에 서 뜨는 현상을 억제할 수 있다.
제10 발명은, 전술한 제7 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 큰 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이가 형성되어 있고, 상기 경사 벨트 하부 플라이의 코드의 삽입 개수가 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부 및 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부에서는 조밀하고, 상기 양 어깨부와 상기 중앙부의 사이에서는 성기게 되어 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 보디 플라이의 외주에 어깨부로부터 중앙부에 걸쳐 경사 벨트 하부 플라이를 배치하고 있기 때문에, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이가 보디 플라이 코드 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드의 장력차를 적게 하여 제동력을 높일 수가 있다. 또, 경사 벨트 하부 플라이의 코드 삽입 개수를, 양 어깨부와 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부에서는 조밀하게 하고, 양 어깨부와 상기 중앙부 사이에서는 성기게 하고 있기 때문에, 성긴 부분에서 경량화를 유지하여, 삽입 개수가 조밀한 양 어깨부와 상기 중앙부에서는 항상 접지 상태가 안정되어, 타이어의 조종 안정성 및 도로가 젖었을 때의 제동성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성도 향상된다. 상기 중앙부의 삽입이 조밀하기 때문에, 고속시의 중앙부가 뜨는 현상 을 억제하여 고속시의 조종 안정성도 향상된다.
제11 발명은, 전술한 제10 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 큰 코드가 고무로 피복되어 상기 나선식 권취 벨트층과 상기 경사 벨트층 사이에 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 나선식 권취 벨트 하부 플라이가 형성되어 있고, 상기 나선식 권취 벨트 하부 플라이의 코드의 삽입 개수가 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부 및 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부에서는 조밀하고, 상기 양 어깨부와 상기 중앙부와의 사이에서는 성기게 되어 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이가 보디 플라이 코드 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드의 장력차를 적게 하여 제동력을 높일 수 있다. 또, 어깨부와 중앙부의 강성을 높일 수 있어, 급제동시의 어깨부의 설치 상태가 안정되어, 도로가 젖었을 때 타이어의 제동성 및 조종 안정성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성도 향상된다. 중앙부의 고속시의 뜨는 현상도 억제되고 고속시의 조종 안정성도 향상된다. 또한, 원주 방향 나선식 권취 벨트층과 경사 벨트층 사이에 나선식 권취 벨트 하부 플라이를 배치하였기 때문에 플라이에 대한 타가 효과가 한층 강화되어 조종 안정성 및 내마모성이 향상된다. 또, 경사 벨트층의 강철 코드를 상기 나선식 권취 벨트 하부 플라이와 경사 벨트 하부 플라이에서 양 어깨부와 상기 중앙 부에서는 조밀하게 삽입 구속하고 있기 때문에, 타이어 회전시의 경사 벨트층의 강철 코드의 움직임이 억제되고, 거친 노면에서의 차내 소음성의 향상을 도모할 수 있다.
제12 발명은, 전술한 제11 발명 중 어느 하나의 발명에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어에 있어서, 상기 나선식 권취 벨트층의 양단부가, 상기 경사 벨트층의 양단부를 덮어 가리고 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 경사 벨트층의 코드의 양단이 트레드 내주면에 접촉하여 고장을 일으키는 장애물이 되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 승용차용 래디얼 타이어에 적용한 제1 실시예에 따른 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 가지는 래디얼 타이어를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시되듯이, 래디얼 타이어(1)는, 트레드부(2), 트레드부(2)의 양단으로부터 타이어 축선을 향해 반경 방향으로 굴곡되어 연속되는 타이어 양쪽의 측벽부(3), 각 측벽부(3)의 내주 에지에 연속되는 고리 모양의 비드부(4)를 구비한다. 양쪽의 비드부(4)에는, 강철 코드가 고리 모양으로 권취된 비드 코어(5)가 형성되어 있다. 보디 플라이(6)는, 트레드부(2)로부터 양쪽의 측벽부(3)를 거쳐 각 비드 코어(5)에서 꺾어접은 상태로 유지되어, 양쪽 비드 사이에 걸려 있다. 보디 플라이(6)에는, 보디 플라이 코드(7)가 타이어의 원주 방향에 대하여 85~90도의 경사 각도로 고무로 피복되어 배열되어 있다. 이와 같이 보디 플라이 코드(7)를 85~90도의 경사 각도로 배열함으로써, 벨트 코드(9)를 타이어의 원주 방향으로 나 선식 권취한 나선식 권취 벨트층(10)의 우수한 타가 효과와 상호작용하여 원하는 도넛 모양으로 유지하는 것이 용이하게 되어, 제동성 및 조종 안정성이 뛰어난 래디얼 타이어가 된다.
보디 플라이(6) 외주에는, 적정한 인장 강성을 가진 벨트 코드(9)가 고무로 피복된 상태로 타이어의 원주 방향으로 대략 평행한 0~9도의 경사각도로 2개의 층(9a, 9b)으로 나선식 권취된 나선식 권취 벨트층(10)이 형성되어 있다. 이 때 도 3의 (a)와 같이 1개의 벨트 코드(9)의 외주를 비가황 고무(8)로 피복한 상태로 제1층(9a), 제2층(9b)으로 순차적으로 나선식 권취해도 되고, 도 3의 (b)와 같이 복수개의 벨트 코드(9)를 병렬로 하여 비가황 고무(8)로 밴드 모양으로 피복한 상태로 복수개를 동시에 제1층(9a), 제2층(9b)으로 순차적으로 나선식 권취해도 되며, 도 3의 (c)와 같이 병렬로 된 복수개의 벨트 코드열을 제1층(9a)용, 제2층(9b)용으로 2단으로 중첩하여 비가황 고무(8)로 밴드형으로 피복한 상태로 1회 나선식 권취하여 나선식 권취 벨트층(10)을 형성해도 된다. 보디 플라이(6)의 외주에 고무로 피복된 벨트 코드(9)를 나선식 권취하는 제조 방법은, 예를 들면, 일본국 특허공개공보 제2002-137607호에 기재된 공지의 방법에 의하면 되기 때문에, 설명을 생략한다.
벨트 코드(9)는, 후술하는 바와 같이 최종적으로는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 큰 상태로 타이어의 원주 방향으로 대략 평행으로 2층 나선식 권취되어 있다. 이로써, 나선식 권취 벨트층(10)이 보디 플라이(6)의 확장을 저지하는 타가 효과가 크고, 원하는 도넛 모양으로 양호하게 유지되어 타이어의 원 주 방향의 전후 방향 강성이 증가되어, 트레드 접촉면의 움직임을 억제할 수 있어 브레이크 성능이 향상되어 충돌사고를 방지할 수 있다. 또한, 급발진 및 급핸들링의 전환이 가능해져, 조종 안정성이 향상된다.
보디 플라이(6)의 내주면에는 내부 라이너(11)가 배치되고, 나선식 권취 벨트층(10)의 외주면에는 트레드(12)가 권취되어 보디 플라이(6)의 측벽부와 꺾어접음부 사이에는, 비드 코어(5)로부터 타이어 반경 방향 외측에 연장되는 비드 필러(13)가 설치되고, 측벽부(3)에는 측부 트레드(20)가 배치되어 있다.
개략적으로 전술한 구조를 비가황 고무로 성형된 생 타이어는, 가황 금형 내에 넣을 수 있어, 약 200OC로 가열하면서 내부 라이너(11)의 내주면에 결합된 확장형(擴張型)을 확장시킴으로써, 내부 라이너(11), 보디 플라이(6), 나선식 권취 벨트층(10) 및 트레드(12)가 밀착되는 동시에 비가황 고무를 가황하여 성형된다. 이 확장형의 확장에 의해 타이어 외경은 확장율 0.5~3%로 확장되기 때문에, 이 확장 시에, 벨트 코드(9)가 작은 인장 하중으로 확장되지 않으면, 보디 플라이 코드(7)가 확장되지 않는 벨트 코드(9)에 의해 확장이 저지되어 정규의 형상을 유지할 수 없다.
이것을 감안하여, 타이어의 가황 성형 조건을 변경하여 여러 가지 테스트한 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 인장 하중이 20N인 때의 신장도가 0.5% 이상이고, 신장도가 3%인 때의 인장 하중이 60N 이상(바람직하게는, 1.5%인 때의 인장 하중이 30N 이상)으로 되도록 제작된 코드를 벨트 코드(9)에 사용하면, 확장형의 확장 시 에 타이어 전체의 형상을 양호하게 유지한 상태에서 내부 라이너(11), 보디 플라이(6), 나선식 권취 벨트층(10) 및 트레드(12)가 확실하게 밀착되어 가황되는 것이 판명되었다. 그리고, 타이어는 벨트 코드(9)가 0.5~3%의 신장도로 신장된 상태에서 가황 성형되기 때문에, 가황 성형된 타이어에서의 벨트 코드(9)의 인장 강성은 높아지고, 나선식 권취 벨트층(10)이 보디 플라이(6)의 확장을 저지하는 타가 효과가 크게 되어, 원하는 도넛 모양으로 양호하게 유지되어, 브레이크 성능 및 조종 안정성이 향상된다.
제1 실시예에서 일례로서 사용한 벨트 코드(9)는, 도 5에 나타낸 3×3× 0.175의 강철 코드이다. 이것은, 선의 직경이 0.175mm인 강철 소선(素線)(18a) 3개를 함께 꼬아 스트랜드(18b)를 형성하고, 그 스트랜드(18b) 3개를, 피치를 더욱 짧게 함께 꼰 코드 직경 0.81mm의 복연(複撚) 강철 코드(19)이다. 복연 강철 코드(19)의 신장도에 대한 인장 하중의 특성은, 도 4에 나타낸 특성곡선 a와 같이, 인장 하중이 20N인 때의 신장도가 0.5% 이상의 0.6%이고, 신장도가 1.5%인 때의 인장 하중이 350N이 되어, 신장도가 소정값인 약 0.5% 이하인 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정값을 넘으면 증가 비율이 크게 되어 있다.
나선식 권취 벨트층(10)에 사용되는 벨트 코드(9)는, 도 15에 나타낸 바와 같은 파형 강철 코드(50)이라도 된다. 이 파형 강철 코드(50)는, 1×3×0.27의 강철 코드(0.27mm의 강철 소선(53)을 3개 함께 꼰 코드 직경이 0.58mm인 코드)에 파형 가공을 행한 것이다. 파형 강철 코드(50)는, 저하중 시에는 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 신장도가 소정값을 넘으면 인장 하중의 증가 비율이 큰 원하는 특성을 파형 모양을 변경함으로써 비교적 용이하게 조정할 수 있다.
신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 크고, 섬유 자체의 신장도가 작은 아라미드 코드나 강철 코드에도 그 꼬는 방식을 선택함으로써, 저하중 시에는 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 신장도가 소정값을 넘으면 인장 하중의 증가 비율이 큰 원하는 특성을 가지는 경량의 벨트 코드로 할 수 있다.
그리고, 코드의 인장 시험은, 시마즈 제작소에서 제조된 AGS-500A기를 사용하여, 파지 간격 250mm, 인장 속도는 유기 섬유 코드는 300mm/분, 강철 코드는 125mm/분이고, 실내온도 25±3oC, 상대 습도 65%의 실내에서 행하였다. 코드 샘플은, 36% 황산이 들어있는 밀폐 용기 내에서 온도 20±2Co로 되어 있는 것을 사용하였다.
제2 실시예에 있어서는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 보디 플라이(21)에 보디 플라이 코드(22)가 타이어의 원주 방향에 대하여 85~90도의 경사 각도로 2층(22a, 22b)으로 고무로 피복되어 병렬 배치되어 있다. 보디 플라이(21)의 외주에 2층의 벨트층(23)이 배치되어 있다. 타이어 반경 방향 내측의 제1층은, 강철의 벨트 코드(24)를 원주 방향에 대하여 10~40도, 바람직하게는 20도 경사지게 1층 배열하여 고무로 피복된 경사 벨트층(25)이다. 제2층은, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시 한 바와 같은 고무(8)로 피복된 1개 이상의 벨트 코드(9)가 타이어의 원주 방향에 대략 평행한 0~9도의 경사각도로 1층 나선식 권취되어 배열된 나선식 권취 벨트층(26)이다.
나선식 권취 벨트층(26)의 벨트 코드(9)에는, 방향족 폴리아미드 섬유 코드를 대표하는 아라미드 섬유(aramid fiber) 다발(27)(예를 들면, 아라미드1100dtex)과 지방족 폴리아미드계의 나일론 섬유 다발(28)(예를 들면, 나일론 940dtex)을 함께 꼰 하이브리드(hybrid) 코드(29)(도 8참조)를 사용한다. 하이브리드 코드(29)의 신장도에 대한 인장 하중의 특성은, 도 4에 나타낸 특성곡선 (b)와 같이, 신장도가 3%인 때의 인장 하중이 60N 이상의 80N이고, 신장도가 6%인 때의 인장 하중이 300N이 되어, 신장도가 소정값인 약 3% 이하인 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정값을 넘으면 증가 비율이 크게 되어 있다. 하이브리드 코드(29)를 복수개 묶음으로써, 신장도에 대한 인장 하중을 증대할 수 있고, 후술하는 제2 실시예에서는, 하이브리드 코드(29)를 3개 묶은 코드 직경이 1.08mm인 코드를 벨트 코드(9)로서 사용하였다. 또, 꼬는 구조를 조정함으로써 전술한 소정값을 변경할 수 있다.
제2 실시예에서는, 벨트층(23)이, 원주 방향에 대하여 낮은 각도(10~40도)로 경사진 고강성의 강철 코드(24)를 배열한 경사 벨트층(25)과 1개 이상의 고무 피복된 벨트 코드(9)를 타이어의 원주 방향에 대해 대략 평행(0~9도)하게 나선식 권취되어 배열된 나선식 권취 벨트층(26)으로 구성되어 있기 때문에, 보디 플라이(21)에 대하여 타가 효과가 극히 강력하게 발휘될 수 있어, 브레이크 성능 및 조 종 안정성이 향상된다. 또, 강철 코드(24)의 경사 벨트층(25)이 1층이기 때문에, 경량화를 달성할 수 있고, 저롤링 저항의 효과를 높일 수 있다. 또한, 나선식 권취 벨트층(26)의 벨트 코드(9)는, 코어를 나일론 섬유 다발(28)로 하고, 그 주위를 아라미드 섬유 다발(27)로 꼰 하이브리드 코드(29)를 복수개 묶은 것이기 때문에, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 적정하여 경량의 벨트 코드(9)를 얻을 수 있어, 타이어의 경량화가 가능하게 되는 동시에, 타이어 제조 상에서의 불량의 발생을 적게 할 수 있다.
제3 실시예에 있어서는, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 보디 플라이(31)에 보디 플라이 코드(32)가 타이어의 원주 방향에 대하여 85~90도의 경사 각도로 1층으로 고무로 피복되어 병렬 배치되어 있다. 보디 플라이(31)의 외주에 2층의 경사 벨트층(33, 34)이 원주 방향으로 배치되어 있다. 2층의 경사 벨트층(33, 34)은, 강철의 벨트 코드(35)를 원주 방향에 대하여 30~60도(바람직하게는, 40~50도)로 동일 방향으로 동일 각도로 경사지게 배열되어 있고, 2층의 경사 벨트층(33, 34) 중 외주측의 경사 벨트층(34)은, 폭이 내주측의 경사 벨트층(33)의 40~70%이고, 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있다. 그리고, 내주측의 경사 벨트층(33)의 폭을 외주측의 경사 벨트층의 폭의 40~70%로 해도 된다. 2층의 경사 벨트층(33, 34)의 외주에는, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 인장 하중의 증가 비율이 큰 하이브리드 코드(29)를 3개 묶은 벨트 코드(9)가 고무로 피복되어 타이어의 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취되 어 배열되어, 나선식 권취 벨트층(36)이 형성되어 있다. 2층의 경사 벨트층(33, 34) 및 나선식 권취 벨트층(36)에 의해 벨트층(37)이 구성되어 있다.
제3 실시예에서는, 강철의 벨트 코드(35)가 원주 방향에 대하여 동일 방향으로 동일 각도로 경사지게 배열된 2층의 경사 벨트층(33, 34)이 보디 플라이(31)의 외주에 원주 방향으로 권취되어, 하이브리드 코드(29)로 구성되는 벨트 코드(9)가 고무로 피복되어 경사 벨트층(33, 34)의 외주에 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취에 배열되어 있기 때문에, 접지면이 균일하고 평평하게 되어, 원주 방향 나선식 권취 벨트층의 타가 효과와 상호작용하여, 타이어의 조종 안정성, 내마모성 및 제동성, 특히 도로가 젖었을 때의 제동성이 향상된다.
통상적으로, 강철 벨트의 배치 구조는, 벨트 코드의 경사 방향이 역으로, 서로 교차하는 방향으로 2층의 벨트층을 권취하여 배치한다. 그 경우, 서로의 벨트 코드가 서로 간섭하여 꼬여져, 접지면의 접지 압력 분포가 불균일하여 평평하게 되지 않고, 겉보기 접지 면적은 동등하여도 제동성, 조종 안정성에 기여하는 실질저인 접지 면적은 작게 되어 있다. 이에 대하여, 제3 실시예에서는, 벨트 코드를 원주 방향에 대하여, 동일 방향으로 동일 각도로 경사진 2층의 경사 벨트(33, 34)를 권취하고 있기 때문에, 타이어의 접지면의 접지 압력 분포가 균일하여 평평하게 되어, 겉보기 접지 면적은 동등해도, 제동성, 조종 안정성에 기여하는 실질적인 접지 면적은 크고, 제동성, 조종 안정성이 향상된다.
또한, 2층의 경사 벨트층(33, 34) 중 한쪽의 경사 벨트층(34)은, 폭이 다른 쪽의 경사 벨트층(33)의 40~70%이며, 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있기 때문에, 제동에 의해 급격하게 하중이 증가한 경우에 접촉면부의 중앙 영역에 생기기 쉬운 뜨는 현상이 억제되고, 또한 접촉면부의 유연성이 유지된다. 그리고, 경사 벨트층(34)의 폭을 경사 벨트층(33)의 폭의 40%보다 좁게 하면, 접촉면부의 중앙 영역의 뜨는 현상이 생기기 쉬워지고, 70%를 넘으면 접촉면부의 유연성이 손상되어, 승차감이나 차내 소음이 악화된다.
이하에 설명하는 제4 및 제5 실시예는, 경사 벨트층(34)과 보디 플라이(31)의 외주 사이에 경사 벨트 하부 플라이(41)를 배열한 구성만이 제3 실시예와 다르므로, 이 상위점을 설명하고, 다른 구성 부분에는 같은 도면 번호를 부여하여 설명을 생략한다.
제4 실시예에서는, 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 하이브리드 코드(29) 또는 하이브리드 코드(29)를 복수개 함께 꼰 유기 섬유 코드(41)가 고무에 의해 피복되어 경사 벨트층(33, 34)과 보디 플라이(31)의 외주 사이에서 원주 방향에 대략 평행으로 나선식 권취 배열되어 경사 벨트 하부 플라이(42)가 형성되어 있다. 경사 벨트 하부 플라이(42)에 삽입된 유기 섬유 코드(41)의 개수는, 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 어깨부(43)에서는, 10mm의 사이에 14±10개 정도로 조밀하게 하고, 양 어깨부에 이르는 어깨부 사이 영역(44)에서는, 어깨부(43)의 40~85%, 바람직하게는 50~80%로 성기게 하고 있다. 또, 어깨부 사이 영역(44)에서는 중심을 향해 서서히 성기게 하도록 해도 된다. 하이브리드 코드(29)로 이루어지는 유기 섬유 코드(41)는, 생 타이어가 가황 금형 내에 유입되어, 확장형이 확장될 때, 적당히 신장되어 타이어 전체의 형상을 해치는 일이 없다.
이와 같이, 보디 플라이(31)의 외주에 어깨부(43)로부터 중앙부에 걸쳐 경사 벨트 하부 플라이(42)가 배치되어 있기 때문에, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이(42)가 보디 플라이 코드(32) 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드(32)의 장력차를 적게 하여 제동력을 높일 수 있다. 또한, 타이어에 내압이 걸릴 때, 타이어가 소정 형상으로 한층 안정적으로 유지된다. 또, 경사 벨트 하부 플라이(42)에 삽입된 유기 섬유 코드(41)의 개수를, 어깨부(43)에서는 조밀하고, 어깨부 사이 영역(44)에서는 성기게 하고 있기 때문에, 타이어에 내압이 걸릴 때, 삽입 개수가 조밀한 유기 섬유 코드(41)에 의한 어깨부(43)의 접지 상태가 안정되어, 타이어의 조종 안정성 및 도로가 젖었을 때의 제동성을 현저하게 향상시키는 것이 가능한 동시에, 도로가 건조한 때의 제동성 및 내마모성을 향상시키는 것이 가능하다. 어깨부 사이 영역(44)에서의 원심력에 의한 뜨는 현상은, 주로 벨트층(37)에 의해 억제되고, 어깨부 사이 영역(44)에서는, 유기 섬유 코드(41)의 삽입 개수를 성기게 하여, 유연성을 손상시키지 않고 보디 플라이 코드(32) 사이의 열림 및 원심력에 의한 뜨는 현상을 구속하고 있다.
도 13 및 도 14에 나타낸 제5 실시예에서는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 파형 가공이 행해진 파형 강철 코드(50)가, 고무로 피복되고 어깨부(43)에 있어서 경사 벨트층(33, 34)과 보디 플라이(31)의 외주 사이에서 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있다. 파형 강철 코드(50)는, 진폭 H(파의 정상으로부터 반대 방향의 파의 정상까지의 거리)를 코드 직경 d로 나눈 값 H/d가 1.1~3.0, 파장 L을 코드 직경으로 나눈 값 L/d가 2~100인 것이 바람직하다. 후술하는 실시 예 5에서는, 1×3×0.20의 코드(0.20 φmm의 소선(53)을 3개 함께 꼰 코드)로 파형 가공 전의 코드 직경이 0.424 φmm의 것을, 진폭 H=0.68mm, 파장 L=2.0mm의 파형으로 파형 가공을 행하여 사용하였다.
파형 강철 코드(50)는, 생 타이어가 가황 금형 내에 인입되어, 확장형이 확장될 때, 적당히 신장하여 타이어 전체의 형상을 해치는 일이 없다. 어깨부 사이 영역(44)에 있어서는, 하이브리드 코드(29) 또는 하이브리드 코드(29)를 복수개로부터 합친 유기 섬유 코드(51)가 경사 벨트층(33, 34)과 보디 플라이(31)의 외주 사이에서 원주 방향에 대략 평행하게 성기게 나선식 권취되어 배열되어 있다. 어깨부(43)에 배열된 강철 코드(50) 및 어깨부 사이 영역(44)에 배열된 유기 섬유 코드(51)에 의해 경사 벨트 하부 플라이(52)가 형성되어 있다.
제5 실시예에 따르면, 제4 실시예와 마찬가지로, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이(52)가 보디 플라이 코드(32) 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드(32)의 장력차를 적게 하여 제동력을 높인다. 또한, 어깨부(43)의 경사 벨트 하부 플라이(52)의 재질을 파형 강철 코드(50)으로 하였기 때문에, 어깨부(43)의 강성이 높게 되어, 급제동시의 어깨부(43)의 접지 상태가 안정되어, 도로가 젖었을 때의 타이어의 제동성이 극도로 향상되는 것이 가능한 동시에, 조종 안정성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성이 향상될 수 있다. 어깨부 사이 영역(44)은, 성기게 나선식 권취된 유기 섬유 코드(51)에 의해 유연성을 해치지 않는 범위에서 뜨는 현상을 억제한다.
상기 제4 및 제5 실시예에 있어서는, 하이브리드 코드(29) 또는 하이브리드 코드(29)를 복수개 함께 꼰 유기 섬유 코드(41, 51)로 경사 벨트 하부 플라이(42, 52)를 형성하였지만, 통상적인 유기 섬유 코드, 예를 들면 나일론 섬유 다발을 2개 함께 꼰 코드(나일론 1400dtex/2)로 경사 벨트 하부 플라이(42, 52)를 형성해도 된다.
도 16에 나타낸 바와 같이 제6 실시예에서는, 파형 가공이 행해진 파형 강철 코드(50)(도 15 참조)가 고무에 의해 피복되어, 경사 벨트층(33)과 보디 플라이(31)의 외주 사이에서 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이(62)가 형성되어 있다. 경사 벨트 하부 플라이(62)의 강철 코드(50)의 삽입 개수는, 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부(43) 및 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부(64)에서는, 10mm의 사이에 14±10개 정도로 조밀하게 하고, 어깨부(43)와 상기 중앙부(64) 사이에서는, 어깨부(43)의 40~85%, 바람직하게는 50~80%로 성기게 하고 있다. 파형 강철 코드(50)는, 생 타이어가 가황 금형 내에 인입되어, 확장형이 확장될 때, 적당히 신장되어 타이어 전체의 형상을 해치는 일이 없다. 경사 벨트 하부 플라이(62)의 코드로서, 파형 강철 코드(50)로 바꾸어 하이브리드 코드(29)로 구성되는 유기 섬유 코드(51)를 사용해도 된다.
제6 실시예에 따르면, 보디 플라이(31)의 외주에 어깨부(43)으로부터 중앙부에 걸쳐 경사 벨트 하부 플라이(62)를 배치하고 있기 때문에, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이(62)가 보디 플라이 코드(32) 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드(32)의 장력차를 적게 하여 제동력을 높인 다. 또, 경사 벨트 하부 플라이(62)의 코드 삽입 개수를, 어깨부(43)와 상기 중앙 부(64)에서는 조밀하게, 어깨부(43)와 상기 중앙부(64) 사이에서는 성기게 하고 있기 때문에, 성긴 부분에서 경량화를 유지하면서, 삽입 개수가 조밀한 어깨부(43)와 상기 중앙부(64)에서는 항상 접지 상태가 안정되어, 타이어의 조종 안정성 및 도로가 젖었을 때의 제동성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성도 향상된다. 상기 중앙부(64)의 삽입이 조밀하기 때문에, 고속시의 중앙부가 뜨는 현상을 억제하여 고속시의 조종 안정성도 향상된다. 따라서, 조종 안정성을 중시하는 스포츠 타입 차량용 타이어로서 사용하는데 적절하다.
도 17에 나타낸 제7 실시예는, 제6 실시예에 있어서, 파형 가공이 행해진 파형 강철 코드(50)(도 15 참조)가 고무에 의해 피복되어 원주 방향 나선식 권취 벨트층(36)과 경사 벨트층(33, 34)사이에서 원주 방향에 대략 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 나선식 권취 벨트 하부 플라이(65)가 형성되어 있다. 나선식 권취 벨트 하부 플라이(65)의 강철 코드(50)의 삽입 개수는, 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 어깨부(43) 및 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부(64)에서는, 10mm의 사이에 14±10개 정도로 조밀하게 하고, 어깨부(43)와 상기 중앙부(64) 사이에서는, 어깨부(43)의 40~85%, 바람직하게는 50~80%로 성기게 하고 있다. 파형 강철 코드(50)는, 생 타이어가 가황 금형 내에 인입되어, 확장형이 확장될 때, 적당히 신장하여 타이어 전체의 형상을 해치는 일이 없다. 나선식 권취 벨트 하부 플라이(65)의 코드로서, 파형 강철 코드(50)로 바꾸어 하이브리드 코드(29)로 구성되는 유기 섬유 코드(51)를 사용해도 된다.
제7 실시예에 따르면, 제동시에 급격하게 하중이 작용했을 때, 경사 벨트 하부 플라이(62)가 보디 플라이 코드(32) 사이의 열림을 구속하고, 각 보디 플라이 코드(32)의 장력차를 적게 하여 제동력을 높인다. 또, 어깨부(43)와 상기 중앙부(64)의 강성을 높일 수 있어, 급제동시의 어깨부(43)의 설치 상태가 안정되어, 도로가 젖었을 때 타이어의 제동성 및 조종 안정성이 현저하게 향상되고, 도로가 건조할 때의 제동성 및 내마모성도 향상된다. 중앙부의 고속시의 뜨는 현상도 억제되고 고속시의 조종 안정성도 향상된다. 또한, 원주 방향 나선식 권취 벨트층(36)과 경사 벨트층(33, 34) 사이에 나선식 권취 벨트 하부 플라이(65)가 배치되어 있기 때문에, 보디 플라이(32)에 대하여 타가 효과가 한층 강하게 되어 조종 안정성 및 내마모성이 향상된다. 또, 경사 벨트층(33, 34)의 강철 코드(35)가 나선식 권취 벨트 하부 플라이(65)와 경사 벨트 하부 플라이(62)에서보다 어깨부(43)와 상기 중앙부(64)에서 조밀하게 삽입되어 구속되기 때문에, 타이어 회전시의 경사 벨트층(33, 34)의 강철 코드(35)의 움직임이 억제되고, 거친 노면에서의 차내 소음이 저감된다.
도 18에 나타낸 제8 실시예는, 제7 실시예에 있어서, 경사 벨트층(34)을 제외하고 경사 벨트층(33)만 형성한 것이다. 제8 실시예는 제7 실시예에 비하여, 경사 벨트층(34)의 작용 효과를 기대할 수 없지만, 경량화를 도모할 수 있다.
다음에, 제1 내지 제5 실시예에 따라서 타이어를 제조하고, 도 19 및 도 20에 종래예로서 나타낸 시험 타이어와 성능을 비교한 시험 결과를 나타낸다. 비교되는 타이어는 모두 타이어 사이즈 215/45ZR17의 편평 공기들이 래디얼 타이어를 사용하고, 드라이 제동 성능, 웨트 제동 성능, 조종 안정성 및 내마모성에 대하여 시험을 행하였다. 어느 시험 결과도 종래예의 시험 타이어의 결과를 100으로 하여 지수를 평가하고, 그 값을 표 1에 나타낸다. 각 지수는 클수록 성능이 우수한 것을 나타낸다.
드라이(dry) 제동 시험은, 앤티 스키드 브레이크 시스템(ABS) 부착 자동차에 비교 타이어를 장착하고, 테스트 코스를 주행하여 시험을 행하였다. 건조한 직선 도로를 100km/h로 주행 중에 ABS가 작동하는 만큼 급제동을 걸어, 정지할 때까지의 제동 거리를 측정했다.
웨트(wet) 제동 시험은, ABS 부착 자동차에 비교 타이어를 장착하고, 수심 약 1mm로 젖은 노면을 시속 100km/h로 주행 중에 ABS가 작동하는 만큼 급제동을 걸어 정지할 때까지의 제동 거리를 측정하였다.
조종 안정성은, 비교 타이어를 7JJ 림에 장착하고, 내압이 240kPa로 되도록 공기를 넣어, 엔진 배기량 2000cc의 승용차에 장착하고, 주행 코스에 있어서 60~180km/h로 직진 및 차선 변경을 행하고, 운전자의 체감으로 평가하였다.
내마모성은, 비교 타이어를 실제 차량에 장착하고, 고속도로와 일반도로를 1:1의 비율로 15,000km 주행한 후의 타이어의 마모 상태를 트레드의 남은 홈의 깊이를 측정하여 평가하였다.
표 1
종래의 시험 타이어 제1 실시예 제2 실시예 제3 실시예 제4 실시예 제5 실시예
드라이 제동성 100 101 102 102 104 104
웨트 제동성 100 103 104 107 111 115
조종 안정성 100 101 102 105 107 107
내마모성 100 100 100 102 102 102
상기 제1 내지 제5 실시예에서는, 벨트 코드(9)의 신장도에 대한 인장 하중의 특성으로서, 도 4에 나타낸 특성곡선 (a), (b)의 특성을 가진 벨트 코드(9)를 각각 사용하였지만, 특성곡선 (a)와 (b) 사이의 특성, 즉, 인장 하중이 20N일 때의 신장도가 0.5% 이상이고, 신장도가 3%인 때의 인장 하중이 60N 이상(바람직하게는, 1.5%인 때의 인장 하중이 30N 이상)인 특성을 가지는 벨트 코드로부터 가황 성형 조건에 적합한 특성을 가진 것을 선택하면, 생 타이어의 외경이 확장율 0.5~ 3%로 확장되었을 때에 타이어 전체의 형상을 양호하게 유지한 상태에서 각 부분을 확실하게 밀착시켜 가황 성형할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가황 성형시에 생 타이어가 정규의 형상을 유지하여 확장되고, 가황 성형 후에 충분한 타가 효과를 발휘하는 벨트 코드가 원주 방향으로 나선식 권취된 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. 트레드부로부터 측벽부를 거쳐 비드부의 비드 코어에서 꺾어접은 꺾어접음부를 양단에 가진 보디 플라이;
    상기 보디 플라이의 외주에 타이어의 원주 방향으로 권취되어 있는 벨트층;
    상기 벨트층의 외주에 원주 방향으로 설치되어 있는 트레드; 및
    상기 보디 플라이의 측벽부와 꺾어접음부 사이에서 상기 비드 코어로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되어 있는 비드 필러;
    를 구비한 래디얼 타이어에 있어서,
    상기 보디 플라이는 적어도 1층 배치되어 있고, 상기 보디 플라이의 보디 플라이 코드의 원주 방향에 대한 경사 각도가 85~90도이며, 상기 보디 플라이의 외주에 원주 방향으로 배치된 벨트층은, 강철의 벨트 코드를 원주 방향에 대하여 30~60도로 동일 방향으로 동일 각도로 경사지게 배열한 2층의 경사 벨트층, 및 벨트 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층의 외주에 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있는 적어도 1층의 나선식 권취 벨트층을 구비하고, 상기 2층의 경사 벨트층 중 한쪽의 경사 벨트층은, 폭이 다른 쪽의 경사 벨트층의 40~70%이며, 상기 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있고,
    상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인 장 하중의 증가 비율이 크고, 인장 하중이 20N인 때의 신장도가 0.5% 이상이고, 신장도가 3%인 때의 인장 하중이 60N 이상인 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  2. 트레드부로부터 측벽부를 거쳐 비드부의 비드 코어에서 꺾어접은 꺾어접음부를 양단에 가진 보디 플라이;
    상기 보디 플라이의 외주에 타이어의 원주 방향으로 권취되어 있는 벨트층;
    상기 벨트층의 외주에 원주 방향으로 설치되어 있는 트레드; 및
    상기 보디 플라이의 측벽부와 꺾어접음부 사이에서 상기 비드 코어로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되어 있는 비드 필러;
    를 구비한 래디얼 타이어에 있어서,
    상기 보디 플라이는 적어도 1층 배치되어 있고, 상기 보디 플라이의 보디 플라이 코드의 원주 방향에 대한 경사 각도가 85~90도이며, 상기 보디 플라이의 외주에 원주 방향으로 배치된 벨트층은, 강철의 벨트 코드를 원주 방향에 대하여 30~60도로 동일 방향으로 동일 각도로 경사지게 배열한 2층의 경사 벨트층, 및 벨트 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층의 외주에 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있는 적어도 1층의 나선식 권취 벨트층을 구비하고, 상기 2층의 경사 벨트층 중 한쪽의 경사 벨트층은, 폭이 다른 쪽의 경사 벨트층의 40~70%이며, 상기 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있고,
    상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는, 소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 크고, 인장 하중이 20N인 때의 신장도가 0.5% 이상이고, 신장도가 1.5%인 때의 인장 하중이 30N 이상인 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는 나일론 섬유 다발을 코어로 하여, 상기 코어 주위에 아라미드 섬유(aramid fiber) 다발을 꼰 하이브리드(hybrid) 코드로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는 복수개의 강철 코드를 꼰 복연(複撚) 강철 코드인 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나선식 권취 벨트층의 벨트 코드는 복수개의 강철 소선(素線)을 꼰 강철 코드에 파형 가공을 행한 파형 강철 코드인 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선 식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하이브리드 코드로 구성되는 유기 섬유 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이를 형성하고, 상기 경사 벨트 하부 플라이의 유기 섬유 코드의 삽입 개수가 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부에서는 조밀하고, 상기 양 어깨부에 이르는 어깨부 사이 영역에서는 성기게 되어 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    파형이 형성된 강철 코드가 고무로 피복되어 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부에 있어서 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 조밀하게 나선식 권취되어 배열되어 있고, 하이브리드 코드로 구성되는 유기 섬유 코드가 고무로 피복되어 상기 양 어깨부에 이르는 어깨부 사이 영역에서 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 성기게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 큰 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층과 상기 보디 플라이의 외주 사이에 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 경사 벨트 하부 플라이를 형성하고 있고, 상기 경사 벨트 하부 플라이의 코드의 삽입 개수가 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부 및 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부에서는 조밀하고, 상기 양 어깨부와 상기 중앙부와의 사이에서는 성기게 되어 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  9. 제8항에 있어서,
    소정 신장도 이하의 경우에는, 신장도의 증가에 대한 인장 하중의 증가 비율이 작고, 소정 신장도를 넘으면 상기 인장 하중의 증가 비율이 큰 코드가 고무로 피복되어 상기 나선식 권취 벨트층과 상기 경사 벨트층 사이에 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 나선식 권취 벨트 하부 플라이를 형성하고 있고, 상기 나선식 권취 벨트 하부 플라이의 코드의 삽입 개수가 래디얼 타이어의 폭 방향 가장자리의 양 어깨부 및 트레드 폭의 25%의 폭을 가지는 타이어 중앙부에서는 조밀하고, 상기 양 어깨부와 상기 중앙부와의 사이에서는 성기게 되어 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 나선식 권취 벨트층의 양단부가, 상기 경사 벨트층의 양단부를 덮어 가리고 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보디 플라이는 적어도 1층 배치되어 있고, 상기 보디 플라이의 보디 플라이 코드의 원주 방향에 대한 경사 각도가 85~90도이며, 상기 보디 플라이의 외주에 원주 방향으로 배치된 벨트층은, 강철의 벨트 코드를 원주 방향에 대하여 40~50도로 동일 방향으로 동일 각도로 경사지게 배열한 2층의 경사 벨트층, 및 벨트 코드가 고무로 피복되어 상기 경사 벨트층의 외주에 타이어의 원주 방향에 평행하게 나선식 권취되어 배열되어 있는 적어도 1층의 나선식 권취 벨트층을 구비하고, 상기 2층의 경사 벨트층 중 한쪽의 경사 벨트층은, 폭이 다른 쪽의 경사 벨트층의 40~70%이며, 상기 래디얼 타이어의 접촉면부의 폭 방향의 중앙 영역에서 원주 방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 원주 방향 나선식 권취 벨트층을 구비하는 래디얼 타이어.
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