KR19990045677A - 차량 바퀴용 타이어의 제조 방법 - Google Patents

차량 바퀴용 타이어의 제조 방법 Download PDF

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KR19990045677A
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레나토 카레따
피오렌쪼 마리아니
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지아네시 피에르 지오반니
피렐리 뉴아티씨 소시에떼 퍼 아찌오니
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Abstract

탄성재료 층(13b)에 포함된 종방향의 실모양 부재(13a)를 구비하는 스트립모양 부재(13)를 토로이달 서포트(11)상에 부착함으로써 적어도 하나의 카커스 플라이(3)가 형성된다. 스트립모양 부재(13)는 두 개의 방사상으로 연장된 측부(23a, 24a, 23c, 24c) 및 외부 위치에서 방사상으로 연장된 왕관부(23b, 24b)를 구비하는 교대 부착 부분(23, 24)에서 부착된다. 상기 각 부착 부분(23, 24)의 측부는 인접한 부착 부분에 속한 측부와 적어도 일부 겹치게 된다. 앵커 부재(31)의 외부에 축방향으로 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(a circumferentially inextensible annular insert)(32)를 구비하는 환상 구조(4)는 카커스 플라이(3)와 결합된다. 벨트 구조(5), 트레드 밴드(8) 및 측벽(9)은 그와같이 형성된 카커스 구조(2)와 합해져서 가황 단계를 거치게 되는 타이어(1)를 정의한다.

Description

차량 바퀴용 타이어의 제조 방법
본 발명은 차량 바퀴용 타이어의 제조 방법에 관한 것으로, 그 제조 방법은 카커스 구조를 제조하는 단계; 카커스 구조의 원주방향의 외부 위치에 벨트 구조를 붙이는 단계; 벨트 구조의 원주방향의 외부 위치에 트레드 밴드를 붙이는 단계; 카커스 구조의 측상 대향 위치에 적어도 한 쌍의 측벽을 붙이는 단계; 이렇게 해서 얻어진 타이어를 가황처리(vulcanizing)하는 단계를 포함한다.
차량 바퀴용 타이어의 제조에서는 하나 또는 그 이상의 카커스 플라이를 필수로 하여 구성된 카커스 구조를 형성하는 것이 포함되는데, 상기 카커스 플라이는 사실상 토로이달 형상(toroidal conformation)대로 그 모양이 만들어지며 또한 축상으로 대향 에지(edges)를 가지며, 상기 에지는 "비드 코아(bead cores)"라고 불리는 원주방향으로 연장불가능한 환상(annular)의 보강부재 각각에 부착된다.
카커스 구조의 원주방향의 외부 위치에 붙이는 벨트 구조는 밀폐된 링 형태의 벨트 스트립(strip)을 하나 이상 포함한다. 벨트스트립은 텍스타일(textile) 또는 금속 코드(cord)로 이루어져 있으며, 이 코드는 서로 적절히 배향되어 있고 또 하부의 카커스 플라이의 코드에도 적절히 배향되어 있다.
일반적으로 적당한 두께의 탄성재료(elastomer material)로 된 스트립으로 이루어진 트레드 밴드가 벨트 구조의 원주방향의 외부 위치에 붙여진다. 주목해야 할 것은 본 발명의 목적에 따라 "탄성재료"라는 용어는 합성된 고무 전체, 즉, 미네랄 충진제(mineral filers) 및/또는 다른 유형의 첨가제와 적절히 혼합된 베이스 중합체(base polymer)로 만들어진 혼합물을 의미한다.
마지막으로, 제조되고 있는 타이어의 대향측에 한쌍의 측벽이 붙여진다. 각각의 측벽은 소위 말하는 어깨 영역(shoulder region) 사이에 포함된 타이어의 측부를 덮고 있으며, 이 어깨 영역은 트레드 밴드의 해당 측면 에지에 가깝게 위치되어 있으며, 소위 말하는 비드는 해당 비드 코아에 위치되어 있다.
종래의 생산 방법은 위에서 나열한 타이어 구성부재는 처음에 각기 개별적으로 만들어진 다음 타이어 제조 단계에서 조립되도록 제공하는 것이 필수이다.
예를 들어, 카커스 구조를 형성하기 위해 비드 코아와 연결되도록 카커스 플라이를 만드는데 있어서, 처음 필요한 일은 압출 및/또는 캘린더(calender) 공정을 통해, 종방향으로 분포된 연속적인 텍스타일 또는 금속 코드를 포함하는 고무처리섬유를 제작하는 것이다. 고무처리된 이 섬유는 횡방향 절단 작용을 거쳐 소정 크기의 길이로 만들어진 후, 함께 합쳐지게 되어 횡방향으로 분포된 평행 코드를 갖는 연속 리본 모양의 반제품이 된다.
그다음, 이렇게 제조된 물품은, 만들어질 카커스의 원주방향으로의 연장에 관련이 있는 길이가 되도록 조각으로 절단한다.
생산 방법이 최근에 제시되었는데, 이는 반제품의 생산에 의지하는 대신 카커스 구조를 타이어 제조 단계에서 바로 제작하도록 하고 있다.
예를 들어, 본 명세서는 가장 관련이 깊은 종래 기술로서 미국 특허 5,453,140을 한 예로 인용하고 있다. 이 특허가 개시하는 방법과 장치에 따른 카커스 구조는, 원주방향으로 나란히 연속적으로 놓여 있는 교차부착경로를 따라 단일의 연속적인 실(thread)를 제작될 타이어의 내부 모양과 일치하는 모양을 갖는 토로이달 서포트(support) 위에 쌓음으로써 형성된다.
좀더 자세히 말해서, 토로이달 서포트는 앞서 천연고무층으로 피복되는데, 이 천연고무층은 두가지 기능을 갖는다. 즉, 실의 각 부착부분을 고정 위치에 유지하도록 부착된 실에에 잘 부착되는 기능과, 완성된 타이어에서 공기를 차단하는 내부 라이너(liner)를 형성하는 기능이다.
릴에서 직접 끌어내어진 각 실는, 토로이달 서포트에서 작동하는 이동가이드부재(movable guide member)에로 실을 안내하는 미끄럼 부재에 의해 끌어당겨진다. 이동가이드부재는 미끄럼진행경로(sliding path of travel)로 이동하는데, 상기 경로는 상호 연결되어 토로이달 서포트에 평반경(plane radial)으로 놓인 순환라인(endless line)을 형성하는 출발부와 복귀부를 갖는다. 출발부과 복귀부 각각은 토로이달 서포트의 횡단면 윤곽에서 사실상 C 형상으로 연장되어 있다.
이렇게 해서, 가이드 부재가 미끄럼여행경로의 출발부와 복귀부 중 하나를 거칠 때마다, 실을 토로이달 서포트에 부착시키게 되고, 그렇게 함으로써 토로이달 서포트 자체의 횡단면 윤곽에 C 형상으로 연장되는 부착부분을 형성하게 된다.
부착부분의 형성과 다음 부착부분의 형성 중간에, 토로이달 서포트는 소정 각도의 피치(pitch)로 회전하게 되며, 이에, 장치는 앞서 부착된 부분과 나란히 원주방향으로 부착된 새로운 부착부분분을 형성할 준비가 된다.
다음 부착부분이 초기 형성되는 단계 동안 실이 가이드 부재에 의해 끌려지는 것을 방지하기 위해, 포크(fork) 모양의 부재를 이용하는 픽업장치가 막 형성된 부착부분의 말단 영역에 실을 고정시킨다. 압착 부재를 이용하는 보유장치(retention device)는 다음의 두 부착부분 사이의 전이영역(transition region)에서 적절히 기능하여 그 부분의 말단플랩(end flap)이 토로이달 서포트의 측상 표면에 부착되도록 한다.
이러한 생산 방법으로 얻어진 타이어의 카커스 구조에서 카커스 플라이를 형성하는 코드를 구성하는 것은, 타이어에 횡방향인 연속 부분을 다수 형성하는 단일의 실모양 부재이고, 이들 코드는 원주 방향으로 나란히 평행하게 분포됨은 물론 교차된 진로(course)를 정의하도록 각각이 대향된 방향으로 분포되어 있다.
카커스 구조 제조의 범위내에서, 특허 EP 0 664 231 와 EP 0 664 232 에서 알 수 있듯이, 각 실모양 부재로 형성된 부착부분은 또한, 상기 비드코아를 구성하는 하나 이상의 환상앵커부재(annular anchoring element)에 대해, 축상으로 대향된 위치에 교차되는 순서로 놓이도록 제공된다.
본 발명에 따라, 타이어 제조 범위내에서, 평행하게 종방향으로 분포된 실모양 부재가 둘 이상 혼합된 천연 탄성재료층을 필수적으로 포함하는 최소 하나의 스트립(strip)모양 부재를 타이어에 횡방향인 연속 교차 부분에 부착시킴으로써 카커스 플라이가 만들어진다면, 다른 이점들이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어를 절단한 부분 사시도
도 2와 3은 타이어 제조 단계시 타이어를 운반하는 토로이달 서포트의 직경 단면에 직교하는 방향으로 보았을 때 각각 다른 작동 단계에 있는 카커스 플라이 제조 장치를 보여주는 도면
도 4는 카커스 플라이를 형성하기 위한 스트립모양 부재의 제조를 보여주는 도면
도 5는 상기 스트립모양 부재 횡단면의 일례를 보여주는 도면
도 6은 본 발명에 따른 타이어의 카커스 플라이를 형성하기 위해 스트립모양 부재를 부착하는 순서를 나타낸 부분 사시도
도 7은 타이어를 제조하는 몰딩 단계 동안 타이어 비드에 삽입되는 연장불가능한 환상 구조의 직경 단면을 일부 보여주는 도면
도 8은 카커스 플라이에 측면으로 붙이는 연장 불가능한 환상 구조의 부분 사시도
도 9는 제1벨트스트립을 만들기 위해 연속적인 리본(ribbon)을 형성하고 그 리본을 소정모양 및 크기의 길이로 절단하는 것을 보여주는 도면
도 10은 상기 연속 벨트리본의 횡단면도
도 11은 상기 제1벨트스트립을 형성하기 위해 카커스 구조에 리본길이를 원주방향의 정렬상태로 부착시키는 것을 보여주는 사시도
도 12는 제2벨트스트립을 만들기 위해 고무처리된 실모양 부재를 제조하는 것에 관한 도면
도 13은 연속적인 실모양 부재로 상기 제2벨트스트립을 형성하는 단계를 보여주는 부분 단면 사시도
도 14는 트레드 밴드(tread band)를 만들기 위한 연속적인 탄성 시트(sheet)의 형성을 보여주는 도면
도 15는 연속시트를 수겹 중첩되는 코일(coil)형태로 감음으로써 만들어진 트레드 밴드를 보여주는 부분 단면 사시도
도 16은 타이어 측벽의 형성을 보여주는 횡단면도이다.
도 17은 제조 단계에 있는 타이어에 측벽을 붙인 것을 보여주는 부분 사시도
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따라 만들어진 연장불가능한 환상 구조가 제공된 상기 타이어를 보여주는 부분 단면 사시도
도 19는 본 발명에 따른 타이어가 각 림(rim)에 설치되고 미끄럼 주행(slip run)상태에 있을 때의 횡방향 반 단면도
좀더 자세히 말해서, 본 발명은 차량 바퀴용 타이어를 제조하는 방법에 관한 것으로, 카커스 구조의 제작이 적어도 하나의 카커스 플라이를 형성하는 일을 포함하는 것을 특징으로 하며, 카커스 플라이 형성 단계는 다음과 같다: 적어도 부분적으로는 천연 탄성재료의 최소 한 층으로 코팅되고 서로 종방향으로 평행한 실모양 부재를 다수 포함하는 스트립모양 부재를 제조하는 단계; 토로이달 서포트의 횡단면 윤곽의 실질적인 U 형상에 따라 각기 연장되어 있는 교차부착부분의 토로이달 서포트에 스트립모양 부재를 부착시켜, 축 방향으로 상호 이격된 위치에서 토로이달 서포트의 기하학적 회전축과 직교하는 평면에 실질적으로 연장되어 있는 측부(side portion) 두 개와, 측부 사이에 방사상 외부 위치에 연장되어 있는 왕관부(crown portion)를 정의하는 단계. 각 부착부분의 상기 왕관부는 토로이달 서포트의 원주방향으로의 연장을 따라 나란히 연속 분포되어 있고, 반면 각 부착부분의 측부는 각각 적어도 하나의 연속부착부분의 측부와 최소한 부분적으로는 겹쳐져 있다.
좀더 자세히 말해서, 상호 겹쳐있는 측부들은 토로이달 서포트의 기하학적 회전축을 향하여 상호 수렴하게 된다.
부착부분의 측부가 상호 겹치는 정도는 점진적으로 감소하는데, 상기 측부의 방사상 내부 말단에서 최대값에서 시작하여 상기 측부와 왕관부 사이의 전이영역(transition region)에서 제로("0")가 이 된다.
상호 겹치는 관계에 있는 측부는 스트립모양 부재가 그 자신 위로 접히는 절곡단부영역에서 서로 결합된 상태가 유지된다.
바람직한 실시예에서, 스트립모양 부재의 폭에 해당하는 원주방향 분포 피치에 따라 개별적인 부착부분들이 토로이달 서포트에 순서대로 놓인다.
또다른 실시예에서, 스트립모양 부재의 폭을 배가한 것에 해당하는 원주방향의 분포 피치에 따라 개별적인 부착부분들이 토로이달 서포트에 순서대로 놓인다. 바람직하게, 스트립모양 부재는 적도면에서 측정되었을 때, 토로이달 서포트의 원주방향으 연장선의 약수에 해당하는 폭을 갖는다.
본 발명의 또다른 측면에 따라, 상기 최소 하나의 카커스 플라이를 제조하는 것은 부착부분의 측부에서 스트립모양 부재를 순차적으로 압착하는 단계를 더 포함하여 카커스 구조의 내부 원주방향의 에지에 가까이 있는 큰 폭의 영역을 정의한다.
상기 압착 단계는 토로이달 서포트의 상부에서 스트립모양 부재 자체를 압착하는 작용을 행함으로써 이루어지는데, 부착이 이루어지는 바로 그 단계에서 스트립모양 부재에 수행된다.
상기 압착 단계와 동시에, 스트립모양 부재에 포함된 실모양 부재를 서로 이격되도록 이동시키는 것이 수행된다.
부착 단계에서, 스트립모양 부재의 처음 말단을 포함하는 최소 하나의 부착부분이 토로이달 서포트 자체를 통해 만들어진 흡입작용(suction action)에 의해 토로이달 서포트 위에 유지된다.
특히, 각 부착 부분의 형성은 스트립 모양의 부재를 토로이달 서포트의 횡단면 윤곽을 중심으로 이동가능한 배전기 부재 상에 안내하는 단계와, 스트립 모양의 부재의 부착 부분의 제 1 측부를 형성하기 위해 토로이달 서포트의 기하학적 회전축으로부터 떨어지도록 실질적으로 방사상으로 배전기 부재를 이동시키는 단계와, 상기 제 1 측부의 형성과 동시에 부착 부분의 분포 피치 절반에 해당하는 각도 피치에 따라 배전기 부재에 비례하여 토로이달 서포트를 회전하는 단계와, 스트립 모양의 부재의 부착 부분의 왕관부를 형성하기 위해 토로이달 서포트의 기하학적 회전축에 평행한 방향으로 실질적으로 배전기 부재를 이동시키는 단계와, 스트립 모양의 부재의 부착 부분의 제 2 측부를 형성하기 위해 토로이달 서포트의 기하학적 회전축에 가깝게 실질적으로 방사상으로 배전기 부재를 이동시키는 단계와, 상기 제 2 측부의 형성과 동시에 상기 각도 피치에 따라 배전기 부재에 비례하여 토로이달 서포트를 회전시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는 각 부착 부분의 제 1 측부의 형성시 이미 형성된 부착 부분의 제 1 측부와 제 2 측부 사이에 정의된 절곡 영역에 스트립 모양의 부재를 보유하는 단계가 수행된다.
스트립 모양의 부재의 보유 단계는 토로이달 서포트의 기하학적 회전축에 방사상으로 가깝게 배전기 부재의 이동 후 제 2 측부를 따라 보유 부재를 배치시켜 수행됨으로써, 토로이달 서포트의 기하학적 회전축으로부터 떨어져 있도록 방사상으로 배전기 부재의 이동 결과로서 스트립 모양의 부재가 보유 부재를 중심으로 말리게 되어 절곡 영역을 형성하게 된다.
또한, 상기 보유 부재는 제조된 부착 부분의 왕관부의 형성을 시작한 후 절곡 영역으로부터 축방향으로 벗어나는(disengage) 것이 바람직하다.
토로이달 서포트의 측벽에 대해 부착 부분의 상기 측부를 압착시키는 단계 또한 구비될 수 있다.
상기 압착 단계는 두 개의 연속적인 부착 부분에 속하는 제 1 및 제 2 측부 상에 반복적으로 수행되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 카커스 구조의 마무리는 적어도 하나의 연장불가능한 환상 구조를 부착 단계에서 얻어진 카커스 플라이의 내부 원주방향 에지 각각에 가까운 영역에 붙이는 단계를 더 포함한다.
상기 언급된 혁신적인 특징과 별개로 바람직하게 채택될 수 있는 본 발명의 또다른 혁신적인 관점에 따르면, 연장불가능한 환상 구조 각각의 마무리는 카커스 플라이의 인접 표면에 실질적으로 평행하게 위치되도록 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트를 형성하기 위해 몰드 캐비티에 동심 코일의 적어도 하나의 실모양 부재를 부착시키는 단계와, 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트 축방향에 가까운 위치에서 환상의 앵커 부재를 몰드 캐비티 내에 위치시키는 단계와, 환상의 앵커 부재 및 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트에 밀접하게 연결된 충진체를 만들기 위해 천연 탄성 재료를 몰드 캐비티에 주입하는 단계를 구비한다.
상기 부착 단계는 상기 실모양 부재가 천연 탄성 재료의 적어도 한 층으로 코팅되는 고무처리 단계 이후에 편리하게 진행될 수 있다.
바람직하게는, 몰드 캐비티 내의 소정 위치에 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트를 자기적으로 보유하는 단계가 더 구비된다.
천연 탄성 재료의 주입은 몰드 캐비티로 열린 적어도 하나의 원주방향의 진입 개구 또는 중공부를 통해 바람직하게 수행될 수 있다.
가능한 실시예에 따르면, 상기 카커스 구조의 마무리는 제 1 카커스 플라이의 형성과 마찬가지로 제 2 카커스 플라이를 형성하는 단계를 더 구비한다.
상기 기재 내용과 별개로 활용될 수 있는 본 발명의 또다른 관점에 따르면, 상기 벨트 구조의 부착은 다수의 종방향의 평행 코드를 적어도 일부 포함하는 천연 탄성 재료의 적어도 한 층을 구비하는 적어도 하나의 연속적인 벨트 리본을 형성하는 단계와, 폭에서 소정 크기를 가지며 절단 방향에 수직으로 측정된 벨트 길이를 형성하기 위해 종방향의 연장선에 비례하는 소정 경사에 따라 상기 연속적인 벨트 리본을 절단하는 단계와, 상기 길이의 절단 경사에 해당하는 경사에 따라 횡방향으로 배치된 상기 코드를 갖는 적어도 하나의 제 1 연속 벨트 스트립을 형성하기 위해 원주방향 정렬에서 연속적인 벨트 길이를 카커스 구조에 부설하는 단계를 구비한다.
상기 절단 단계 전에, 상기 벨트 스트립의 원주방향 연장선의 약수에 해당하는 원주방향의 크기를 상기 길이에 제공하기 위해 연속적인 벨트 리본이 캘린더 공정에 들어갈 수 있다.
상기 벨트 구조의 부착은 축방향으로 나란히 배치되고 제 1 벨트 스트립 에 대해 원주방향으로 연장되는 코일의 적어도 하나의 연속적인 실모양 부재의 권선에 의해 적어도 하나의 제 2 벨트 스트립을 형성하는 단계를 더 포함한다.
필요하다면, 신장 부재에 의해 형성된 권선 코일은 가변적인 축상의 분포 피치에 따라 상호 나란히 배치될 수 있으며, 상기 축상의 분포 피치는 벨트 구조의 대향 측 에지에 비례하여 타이어의 적도중간면에 가까운 영역에서 더 크다.
바람직하게는, 상기 트레드 밴드의 부착은 방사상으로 중첩된 다수의 코일의 벨트 구조를 중심으로 천연 탄성 재료의 적어도 하나의 연속 시트를 원주방향으로 감싸는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 탄성 재료의 연속 시트는 벨트 구조에 부착과 동시에 제조된다.
탄성 재료 시트의 폭은 벨트 구조에 대해 각 권선 코일의 형성과 동시에 점차적으로 감소되도록 바람직하게 구비될 수 있다.
본 발명의 또다른 관점에 따르면, 상기 측벽 각각은 몰드에 탄성 재료를 주입하여 바람직하게 형성된다.
더욱 상세히 설명하면, 상기 측벽 각각의 마무리는 측벽의 방사상의 외측부를 형성하기 위해 상기 몰드에 정의된 제 1 캐비티에 제 1 탄성 재료를 주입하는 단계와, 측벽의 방사상의 외측부에 의해 부분적으로 한계가 정해진 제 2 캐비티에 몰드에 정의하는 단계와, 측벽의 방사상의 외측부를 정의하기 위해 상기 몰드의 제 2 캐비티에 제 2 탄성 재료를 주입하는 단계를 구비한다.
상기 카커스 플라이의 형성은 토로이달 서포트를 탄성 재료의 적어도 하나의 공기차단 층 또는 라이너(liner)로 코팅하는 단계 이후에 진행될 수 있다.
상기 코팅 단계는 토로이달 서포트의 횡단면 윤곽을 따라 나란히 배치된 코일의 공기차단 탄성 재료의 적어도 하나의 리본 모양의 밴드를 권선함으로써 바람직하게 수행된다.
상기 공기차단 층의 형성 이외에 또는 대신에, 토로이달 서포트로부터 타이어를 이탈시키는 단계와, 카커스 구조에 공기 튜브를 삽입하는 단계가 가황처리 단계 전에 수행될 수 있다.
상기 가황처리 단계시, 2% 및 5% 사이에 포함된 선형 양을 갖는 타이어의 팽창을 달성하기 위해, 상기 카커스 플라이 및 벨트 스트립을 잡아당기는(stretching) 단계가 바람직하게 수행될 수 있다.
참조 도면, 특히 도 1 내지 17을 참조로 하여, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 차량 바퀴용 타이어는 일반적으로 참조 번호 1로 나타내어 진다.
타이어(1)는 적어도 하나의 카커스 플라이(3)를 갖는 카커스 구조(2)를 포함한다. 상기 카커스 플라이(3)는 실질적으로 토로이달 형상을 취하며, 원주방향으로 대향하는 에지에 의해 한쌍의 연장불가능한 환상구조(4)에 연결되고, 이 환상구조(4)는 타이어가 완성되었을 때 대체로 "비드(bead)"라고 확인되는 영역에 위치한다.
카커스 구조(2)의 원주방향의 외부 위치에 부착되는 것은 벨트구조(5)로서 하나 이상의 벨트스트립(6,7)을 포함한다. 트레드밴드(8)는 벨트구조(5)에 원주방향으로 중첩되고 상기 트레드밴드(8)에는 종방향 및 횡방향 절단부(cut,8a)가 형성되며, 그다음, 타이어 가황처리와 동시에 몰딩 작업이 수행되어 상기와 같이 배치된 상태로 원하는 "트레드 패턴"을 정의하게 된다.
타이어는 또한 소위 말하는 "측벽"(9)을 한 쌍을 포함하는데, 측벽은 카커스 구조(2)의 대향측면에 측상으로 부착된다.
카커스 구조(2)는 또한, 그 내벽이 공기차단 탄성재료층(10), 즉, 소위 "라이너(liner)"로 코팅될 수 있는데, 이것은 공기가 스며들지 않는 탄성재료층을 필수로 하여 구성되며, 팽창한 타이어를 확실히 밀폐하는데 적합하다.
토로이달 서포트(11)의 도움으로 상기 구성부재의 제작은 물론 조립이 이루어지는데, 이 토로이달 서포트가 도 2와 3에 도시되어 있으며 이는 제조될 타이어의 내벽과 동일한 형상을 갖는다.
바람직한 실시예에서, 표시를 하자면 측정시 약 2%와 5% 사이에 바람직하게 포함되는 선형량(linear amount)에 따라서, 타이어 자체의 적도면(eqatorial plane)에 일치하는 토로이달 서포트의 적도면 X-X에 서포트의 원주방향 연장선을 따라서 토로이달 서포트(11)가 완성된 타이어에 비해 크기가 축소되어 있다.
토로이달 서포트(11)는 본 발명의 목적상 특히 중요한 것이 아니기 때문에, 자세히 도시되거나 기술되지 않았다. 토로이달 서포트(11)는 팽창한 상태에서 원하는 토로이달 형상을 취하여 유지할 수 있도록, 예를 들어 접는식 드럼(collapsible drum)이나 적절히 보강된 팽창가능한 낭(blader)으로 이루어져 있다.
상기 언급한 것을 고려하고 난 후, 타이어(1)의 제조는 처음으로 카커스 구조(2)를 형성하는 단계를 포함하는데, 이는 공기차단 라이너(10)를 형성하는 것으로 시작된다.
이 라이너(10)는 토로이달 서포트에 공기차단 탄성재료로 된 리본모양 밴드(12) 최소한 하나를 원주방향으로 감음으로써 만들어질 수 있는데, 이 탄성재료는 토로이달 서포트 자체에 가까이 위치한 압출기 및/또는 캘린더로부터 만들어진다. 도 1에 보이는 바와 같이, 리본모양 밴드(12)는 나란히 연속적으로 배치된 원주방향으로의 코일형태로 감겨서 토로이달 서포트(11) 외면의 횡단면 윤곽 형태를 따르게 된다.
설명하자면, "횡단면 윤곽"이라는 것은 토로이달 서포트(11)가 그 기하학적 회전축에서의 평반경(plane radial)을 따라 절단되어 반단면도로 나타내어졌을 때의 형상을 의미하는 것이고, 이 횡단면 윤곽은 도면에 나타나지 않았다. 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축은 제조되고 있는 타이어의 기하학적 회전축과 일치한다.
리본모양 밴드(12)를 감는 것과 동시에, 카커스 구조의 제조단계에서 카커스 구조의 내부 원주방향의 에지에 가까이에서 보조의 환상부재(12a)가 부착될 수 있다. 이들 보조 환상부재(12a) 각각은, 예를 들어, 토로이달 서포트(11) 상에 정의되었거나 정의될 라이너(10)의 내부의 가장자리 에지에 위치한 해당 코일과 나란히 축상으로 배치된 코일형태로 리본모양 밴드(12)를 감음으로써 얻어질 수 있다. 또는, 보조 환상부재(12a)는 토로이달 서포트(11)에 위치한 각 압출기로부터 얻어진 보조 리본모양 밴드의 최소 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따라, 카커스 플라이(3)는 교대경로를 따라 토로이달 서포트(11) 위에 적어도 하나의 스트립모양 부재(13)를 부착됨으로써 직접 형성되고, 상기 스트립모양 부재(13)는 3mm 와 15mm 사이의 폭을 가지는데, 이는 하기에서 좀더 명확해질 것이다.
도 4에서 보이는 바와 같이, 스트립모양 부재(13)의 제조는, 각각의 릴(reel,14)로부터 공급된 두개 또는 그 이상의 실모양 부재(13a), 바람직하게는 3개 내지 10개의 실모양 부재(13a)가, 압출기 자체를 통해 천연 탄성중재료를 공급해주는 제1압출장치(16)에 연결된 압출기(15)를 통해서 가이드되어야 하는 과정을 포함한다.
"압출기"라 하는 것은 특정 분야에서 "압출 헤드(extrusion head)"라고도 하는 압출장치의 일부를 의미한다. 압출기는 제품이 통과하는 소위 "다이(die)"가 제공된 것인데, 상기 제품은 일정한 기하학적 및 치수 특징을 갖는 출구에서 그 출구의 크기와 모양에 따라 가공된다.
기하학적 및 치수 특징이 있는 출구에서 제품이 가공되면서 상기 다이를 통과한다.
탄성재료와 실모양 부재(13a)는 압출기(15)에서 밀접하게 결합됨으로써, 압출기 출구에서 연속적인 스트립모양 부재(13)를 생성하게 되며, 상기 스트립모양 부재는 실모양 부재들을 합한 두께를 갖는 탄성재료(13b) 최소 한 층으로 형성되어 있다.
필요에 따라, 탄성재료(13b)층에 실모양 부재(13a)가 완전히 포함되지 않고 하나 또는 양표면에서 보일 수 있도록 실모양 부재(13a)를 압출기(15) 내로 가이드할 수 있다.
실모양 부재(13a)는 각각, 예를 들어, 0.6mm와 1.2mm 사이의 직경을 갖는 텍스타일 코드로, 또는 0.3mm와 2.1mm 사이의 직경을 갖는 금속 코드로 이루어질 수 있다.
필요하다면, 실모양 부재(13a)는 예기치 못한 성질인 성형성(成形性)과 균질성을 카커스 플라이(3)에 줄 수 있도록 스트립모양 부재(13)에 배치될 수 있다. 이 목적에서, 실모양 부재(13a)는, 예를 들어, 실모양 부재 6개/cm 이상의 밀도로 배치될 수 있는데, 상기 밀도는 타이어(1)의 적도면 X-X 에 가까이 위치한 카커스 플라이(3)에서 원주방향으로 측정된 것이다. 어느 경우이건, 인접한 실들 사이에서 적절한 고무처리 작용이 가능하게 하기 위해서는, 실모양 부재(13a)를 그 중심들 사이 상호 간격이 실모양 부재 직경의 1.5배 미만이 되지 않도록 스트립모양 부재(13) 내에 배치하는 것이 바람직하다.
압출기(15)를 빠져나온 스트립모양 부재(13)는 적절히 가이드되어, 제1완충장치-보상장치(accumulator-compensator,17)를 선택적으로 통과하고, 도 2와 3에 보인 부착장치(18)위에 놓인다.
부착장치(18)는 필수적으로 제1가이드부재(first guide member,19)를 포함하는데, 이 제1가이드부재는 예를 들어, 정지회전축에 있는 한쌍의 롤러로 구성되고 압출기(15)에서 만들어진 연속적인 스트립모양 부재(13)를 감을 수 있도록 배열된다. 제1가이드부재(19)의 하부에, 스트립모양 부재(13)가 제2가이드부재(20)에 연결된다. 제2가이드부재는 예를 들어, 토로이달 서포트(11)의 적도면 X-X에 횡방향에 상응한 방향으로 왕복운동하는 캐리지(carriage,21)에 설치된다. 캐리지 자체의 이동 방향과는 실질적으로 직각인 방향으로 이동 캐리지(21)에 미끄럼 가능하게 연결된 것은 예를 들어, 추가의 롤러로 이루어진 최소 하나의 배전기 부재(22)이다.
배전기 부재(22)와 이동 캐리지(21)의 상호 연결 및 이동을 위한 구성부재는 첨부된 도면에 나타나지 않았는데, 그 이유는 본 기술 분야의 업자라면 이들 구성성분을 편리한 방법으로 만들 수 있고, 또 어느 경우이건 본 발명의 목적에는 중요하지 않기 때문이다.
캐리지(21)의 횡방향 이동과 배전기 부재(22)의 방사상 이동 사이의 조합에 의아여, 배전기 부재는 토로이달 서포트(11)의 횡단면 윤곽의 U 형상에 따라 연장되어 있는 궤적(trajectroy) "t" 에 따라 왕복운동하도록 이동된다.
타이어에 횡방향으로 그리고 각각 대향 방향으로 부착됨은 물론 원주 방향으로 나란히 평행하게 배치된 연속 부착부분(23,24)의 토로이달 서포트에 스트립모양 부재(13)가 부착될 수 있도록, 토로이달 서포트(11)는 배전기 부재(22)의 이동과 동시에 단계적인 이동을 이루면서 각도 회전(angular rotation)하게 된다.
좀더 상세히 말해서, 각 부착부분(23, 24)은 토로이달 서포트(11)의 횡단면 윤곽과 같은 U 형상을 이루면서 연장되어, 축 방향으로 상호 이격된 위치에서 토로이달 서포트 자체의 기하학적 회전축에 직교하는 평면으로 연장된 두개의 측부(23a,23c,24a,24c)와 측부(23a,23c,24a,24c)에 대해 방사상 외부 위치에 연장되어 있는 왕관부(23b,24b)를 정의한다.
설명의 편의를 위해서, 도 2, 3을 참조로 하면, 부착 부재(22)가 우측으로부터 좌측으로 이동한 결과 얻어진 부착부분은 지금부터 제1부착부분(23)로 칭할 것이다. 반대 방향으로 배전기 부재가 이동하여 얻어진 부착부분분은 제2부착부분(24)로 나타내어질 것이다.
좀더 자세히 말해서, 토로이달 서포트(11)에 스트립모양 부재(13)가 부착되는 순서는 다음에서 설명된다.
도 2에 보이는 바와 같이, 배전기 부재(22)가 그 이동궤도 "t" 의 좌측 스트로크말단(end-of-stroke)에 놓인 초기 상태에서 시작한다. 이 위치에서 시작하는 배전기 부재(22)는 사실상 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축으로부터 방사상으로 이동되어 제1부착부분(23)의 제1측부(23a)를 형성한다.
실모양 부재(13a)에 코팅되는 층(13b)를 형성하는 천연 탄성재료의 점착성(stickty character) 때문에, 토로이달 서포트에 라이너(10)가 없다 하더라도 토로이달 서포트(11)의 표면에 스트립모양 부재(13)가 견고하게 부착될 수 있다. 도 2와 3에 보인 바와 같이, 토로이달 서포트(11)는 제조중인 타이어의 측벽에 해당하는 영역에 측벽(11a)을 갖는데, 이 측벽의 윤곽이 오목한 경우, 스트립모양 부재(13)가 토로이달 서포트의 횡단면 윤곽의 방사상 외부 영역에 접촉한 즉시 상기의 부착이 이루어진다.
앞서 기술된 탄성재료의 자연적인 점착성을 이용하는 것에 덧붙여 또는 그 대신, 토로이달 자체에 배열된 하나 이상의 적정 구멍(hole, 28)을 통해 이루어지는 흡입작용에 의해 스트립모양 부재(13)는 토로이달 서포트(11)에 부착된 상태를 유지할 수 있다.
토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축으로부터 배전기 부재(22)가 행하는 스트로크의 초기 단계에서, 스트립모양 부재(13)가 자기 자신 위에 접히게 되어 절곡영역(25)을 형성하게 되는데, 이 절곡영역(25)은 곧 형성될 부착영역(23)의 제1측부(23a)와 앞서 형성된 부착영역(24)에 속하는 제2측부(24b) 사이에 전이(transition)를 의미한다. 제1측부(23a)가 형성되는 동안, 절곡영역에서 이용되는 보유부재(retension member,25)(도 3)에 의해 스트립모양 부재(13)는 상기 절곡영역(25)에 부착된 상태를 잘 유지한다. 그 방법이 아래에 잘 설명된다.
제1측부(23a)를 형성하는 것과 동시에, 부착영역(23,24)의 원주방향 분포 피치의 절반에 해당하는 각도 피치로 토로이달 서포트(11)가 배전기 부재(22)에 대한 기하학적의 회전축을 중심으로 회전하게 된다. 따라서, 형성되고 있는 제1측부는 이에 일치하여 배전기 부재(22)의 이동 방향에 대해 서포트 자체의 기하학적 회전축으로부터 경사진 배향을 취하게 된다.
도 2에 도식적으로 도시된 실시예에서, 개개의 부착 부분 (23, 24)의 원주방향의 분포 피치가 스트립 모양의 부재 (13)의 폭에 해당할 경우, 토로이달 서포트 (11)의 각도 회전 피치는 스트립 모양의 부재 자체의 폭 절반에 해당하게 된다.
상기 부착 부분 (23, 24)의 원주방향의 분포 피치는 스트립 모양의 부재 (13)의 폭의 배에 해당하도록 제공될 수 있다. 이 경우, 토로이달 서포트 (11)의 각도 운동 피치는 상기 원주방향의 분포 피치의 절반에 해당하게 된다. 본 발명의 목적을 위해 달리 설명되지 않을 경우, "원주방향의(circumferential)"란 용어는 적도면 X-X에 위치하며 토로이달 서포트 (11)의 외부 표면에 가까운 원주를 언급한다.
서포트 부재 (22)가 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축으로부터 떨어져 있는 스트로크의 상단에 가까워지면, 이동가능한 캐리지 (22)는 도 2에서 왼쪽에서 오른쪽으로의 그 이동 방향으로 이동된다. 이러한 상태에서 배전기 부재 (22)는 토로이달 서포트 (11)의 기하학적인 회전축에 실질적으로 평행한 방향으로 이동하여 토로이달 서포트의 방사상의 외부 위치에 제조되는 부착 부분 (23)의 왕관부(23b)가 형성되도록 한다.
캐리지 (21)가 실질적으로 완성된 그 이동 스트로크를 가지면, 배전기 부재 (22)는 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축에 실질적으로 방사상으로 가깝게 이동된다. 이러한 상태에서 제 1 부착 부분 (23)의 제 2 측부 (23c)가 형성된다.
이러한 제 2 측부 (23c)의 형성과 동시에 토로이달 서포트 (11)는 미리 몰드된 제 2 측부와 동일한 각도 피치에 따라 배전기 부재 (22)에 비례하여 회전된다.
배전기 부재 (22)가 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축에 가까운 이동 스트로크를 완료하기 시작하면, 이미 언급된 보유 부재 (26)와 동일하고 거울 영상 (mirror image)인 추가의 보유 부재 (도시되지 않음)가 측방향의 대향 측에 위치한 보유 부재 (26)에 대한 도 3의 점선으로 도시된 바와 마찬가지로, 형성된 제 2 측부 (23b)를 따라 배치된다.
바람직하게는, 보유 부재 (26)는 토로이달 서포트 (11)에 가깝게 측방향으로 이동되어 상방향 이동시 배전기 부재 (22)의 유로를 가능하게 하며, 그 결과로서, 새로운 제 2 부착 부분 (24)의 제 1 측부 (24a)의 형성과 동시에 스트립 모양의 부재 (13)가 보유 부재를 중심으로 말리게 되어 새로운 절곡 영역 (25)을 형성하게 된다.
제 2 부착 부분 (24)의 제 1 측부 (24a)의 형성과 동시에, 토로이달 서포트 (11)는 제 1 부착 부분 (23)의 제 2 측부 (23b)의 부착시 수행된 각 단계에 추가된 새로운 각도 회전 단계를 수행하고, 원하는 원주방향의 분포 피치에 따라 이미 형성된 부착 부분 (23)으로부터 떨어져 있는 위치에 제 2 부착 부분 (24)의 왕관부 (24b)를 형성하도록 배전기 부재 (22)를 준비시킨다.
보유 부재 (26)는 왕관부 (24b)의 형성이 시작된 후 절곡 영역 (25)으로부터 축방향으로 벗어난다. 실제로, 이 단계에서 스트립 모양의 부재 (13)가 바로 형성된 제 1 측부 (24a)의 하부방향 지점에서 토로이달 서포트 (11)의 표면과 분명히 접촉하게 되고, 스트립 모양의 부재 자체의 부착 기하학(geometry)을 악화시킬 수 있는 바람직하지 않은 변위(displacement)가 이루어지지 않는다는 것이 분명하다.
보유 부재 (26)가 절곡 영역 (25)으로부터 벗어나면, 부착 부분 (23, 24)의 측부 (23c, 23a)는 토로이달 서포트 (11)의 측벽에 대한 압착 단계에 들어갈 수 있다. 상기 목적을 위해 한 쌍의 압착 롤러 (27) 또는 그에 상응하는 수단이 구비되어 토로이달 서포트 (11)의 대향측에서 동작할 수 있고, 이들 롤러 각각은 두 개의 연속적인 부착 부분에 속하는 제 1, 제 2 측부 상에 반복적으로 동작할 수 있도록 배열된다.
이러한 압착 롤러 (27) 중 하나만 도 3에 도식적으로 도시되었다.
부착 장치 (18)의 상기 설명된 동작 순서는 얻어진 카커스 플라이 (3)에서 각 부착 부분 (23, 24)의 왕관부 (23b, 24b)가 토로이달 서포트 (11)의 원주방향 연장선을 따라 나란히 연속적으로 배치되도록 하고 각 부착 부분 (23, 24)측부 (23a, 23c, 24a, 24c)가 적어도 하나의 연속적인 부착 부분의 측부와 중첩관계로 각각 배치된다. 더 상세히 설명하면, 각 부착 부분 (23, 24)의 제 1 측부 (23a, 24a)는 이미 형성된 부착 부분 (23, 24)의 제 2 측부 (23c, 24c)상에 부분적으로 중첩된다.
도 6에 명확히 도시된 바와 같이, 상호 중첩 관계에 있는 측부 (23a, 24c)는 스트립 모양의 부재 (13)의 폭 "L"과 상관된 값을 갖는 각도 δ에 따라 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축의 방향에서 서로를 향하여 실질적으로 이동하고, 경우에 따라 상기 각도는 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축의 최소 거리 지점 및 최대 거리 지점에서 각각 측정되도록 최소 반경 R과 최대 반경 R' 사이의 차이와 부착 부분 (23, 24)의 원주방향의 분포 피치와 상관된 값을 갖는다.
제 1, 제 2 연속 측부 (23a, 24c, 24a, 23c) 사이의 상호 컨버전스로 인해, 이들의 상호 중첩은 상기 측부가 절곡 영역 (25)에서 상호 만나는 지점인 상기 측부의 방사상의 내부 단부에서의 최대값으로부터 시작하여 측부 및 왕관부 (23b, 24b) 사이의 천이 영역에서의 제로 값까지 점차적으로 감소한다.
최소 및 최대 반경 R, R' 사이의 차이로 인해, 실모양 부재 (13a)의 평균 두께, 즉, 일정한 길이를 갖는 원주방향의 단면에 있는 실모양 부재의 양은 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축에 가깝게 이동함에 따라 점차적으로 증가하는 경향을 가지게 된다는 것이 주목된다.
두께에서의 이러한 증가는 최대 반경 R'과 최소 반경 R 사이의 비율 값에 비례한다.
그러나, 본 발명에 따라 제조된 타이어에서는 측부 (23a, 24c, 24a, 23c)의 상호 중첩이 얻어진 카커스 플라이 (3)의 내부의 원주방향 에지를 따라, 즉 절곡 영역 (25)에서 측정되도록 평균 두께의 절반을 가져온다.
이러한 상태에서, 절곡 영역 (25)은 원주 방향으로 상호 결합하게 되어 최대 직경 R' 과 최소 직경 R 사이의 비율이 2에 해당할 경우에만 카커스 플라이 (3)의 내부 원주방향 에지를 따라 실모양 부재 (13a)의 균일한 분포를 가져온다.
반대로, 최대 반경 R' 및 최소 반경 R 사이의 비율 값이 2보다 적을 때, 절곡 영역 (25)은 스트립 모양의 부재 (13)의 폭보다 큰 원주방향의 분포 피치에 따라 배열되어 하나의 절곡 영역 (25)과 또다른 절곡 영역 사이에 빈 공간을 발생시키는 경향이 있다.
카커스 플라이 (3)의 내부 원주방향 에지에 가까운 카커스 플라이 (3)의 최대의 구조적 균일성을 얻을 수 있도록 이러한 빈 공간이 없어져야 할 경우, 본 발명은 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)에 해당하는 종방향의 연장선 영역에서 스트립 모양의 부재 (13) 상에서 순차적으로 수행되는 압착 단계를 제공하여 스트립 모양의 부재의 연장선 상에 증가된 폭 L'의 영역들을 정의할 수 있도록 하며, 상기 영역들은 형성된 카커스 플라이 (3)의 내부 원주방향 에지에 위치된다.
상기 압착 작용은 예를 들어 이동가능한 캐리지 (21) 상에 설치된 압착 롤러 (29)에 의해 수행될 수 있고, 제 2 운반 장치 (20) 부분인 롤러들 중 하나에 대해 스트립 모양의 부재 (13)를 압착할 수 있도록 액츄에이터 (30)에 의한 이동에서 선택적으로 설정되도록 할 수 있다.
액츄에이터 (30)는 스트립 모양의 부재 (13)의 부착시 순차적으로 구동되어 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)를 형성하도록 의도된 종방향 연장선의 단면에 있는 상기 스트립 모양의 부재를 분쇄시킨다. 액츄에이터 (30)에 의해 가해진 추력(thrust)은 절곡 영역 (25)에 가깝게 이동함에 따라 점점 커지는 분쇄 작용과 절곡 영역으로부터 떨어져서 이동함에 따라 점차적으로 감소하는 작용을 얻기 위해 편리하게 측정될 수 있다. 분쇄 작용은 탄성층(13b)의 두께의 감소와 스트립 모양의 부재 (13)의 폭의 증가를 가져오고, 결과적으로 실모양 부재 (13a)가 상호 떨어져서 이동하도록 한다.
액츄에이터에 의해 가해진 추력 작용을 편리하게 측정함으로써 스트립 모양의 부재 (13)의 폭은 각 절곡 영역 (25)과 인접 절곡 영역의 짝짓기를 포함하는 양 L'까지 증가될 수 있다.
이동가능한 캐리지 (21)의 이동 방향에 비례하여 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축의 방위를 적절하게 경사지게 함으로써, 부착 부분 (23, 24)의 왕관부 (23b, 24b)는 기하학적 축 그 자체에 의해 통과하는 방사상의 평면에 비례하여 원하는 경사, 바람직하게 0° 및 15° 사이에 포함된 경사, 더 바람직하게는 3°의 경사가 주어질 수 있다. 또한, 각 부착 부분 (23, 24)의 형성과 동시에 토로이달 서포트 (11)에 의해 수행되는 회전 단계로 인해, 부착 부분 자체의 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)는 측부 자체들을 교차하는 방사상의 평면에 비례하여 δ/2의 각도로 경사지게 되며, 제 1 측부 (23a, 24a)는 제 2 측부 (23c, 24c)에 대해 반대 경사 방향을 갖는다.
일반적으로, 카커스 구조 (2)의 마무리는 해당 설치 림에 타이어를 확실히 고정하기 위해 의도된 비드로서 알려진 카커스 영역을 생성할 목적으로 이미 설명된 방식으로 얻어진 카커스 플라이 (3)의 내부 원주방향 에지 각각에 가까운 영역에 상기 연장불가능한 환상 구조 (4)를 붙이는 과정을 구비하며, 타이어의 바람직한 실시예에 따라, 그 카커스 플라이가 상기 설명된 방식으로 얻어진다.
이들 연장불가능한 환상 구조 (4) (도 7) 각각은 실질적으로 원형 또는 사각형의 횡단면의 윤곽선을 정의하기 위해 서로 꼬아지거나 나란히 코일에 감긴 하나 이상의 금속 와이어로 만들어질 수 있는 비드 코어라고 보통 불리는 환상의 고정 부재 (31)를 구비한다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명과 바람직하게 연계되도록, 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트 (32)가 비드 코어 (31)와 결합되고 환상의 인서트 자체의 최소 내부 반경과 최대 외부 반경 사이의 차이에 의해 결정된 방사상의 연장선을 따라 카커스 플라이 (3)의 인접 표면에 평행한 평면, 바람직하게는 비드 코어 (31)의 방사상의 연장선의 2배와 동일하거나 비드 코어보다 큰 평면에 에 대략적으로 연장된다.
도 1, 8, 15, 17, 19에 도시된 제 1 실시예에서, 연장불가능한 환상 인서트 (32)는 비드 코어 (31)에 비례하여 축방향으로 외부 위치에 위치된다. 즉, 환상 인서트 (32)는 비드 코어 (31)에 대해 적도면 X-X에 비례하는 측방향으로 반대 위치에 위치된다.
도 18에 도시된 가능한 대안책에서, 연장불가능한 환상 인서트 (32)는 반대로 비드 코어 (31)에 비례하는 축방향으로 내부 위치, 즉, 적도면 X-X와 마주보는 측면에 위치된다. 이 경우, 환상 인서트 (32)는 실질적으로 바람직하게 인접 카커스 플라이 (3)와 접촉하여 연장된다.
환상 인서트 (32)는 실질적으로 동심의 코일들 (32a)을 형성하기 위해 권선된 적어도 하나의 금속 와이어로 만들어진다. 코일 (32a)은 연속적인 나선형 또는 각 금속 와이어로 형성된 동심 링에 의해 정의될 수 있다.
바람직하게는, 타이어 사용시, 연장불가능한 환상 인서트 (32)는 타이어 (1)의 회전축에 평행한 미끄럼 추력의 효과에 의해 비드 코어 (31)의 횡단면 윤곽을 중심으로 회전하는 경향이 있는 비드를 효율적으로 방해하도록(counteract) 한다. 이러한 회전 경향은 특히 타이어가 부분적 또는 전체적인 수축 조건하에서 이용될 때 분명하다.
바람직하게는, 각 환상 구조 (4)의 마무리에 있어서, 연장불가능한 환상 인서트 (32)는 타이어의 회전축에 해당하는 기하학적 권선축을 중심으로 점점 증가하는 직경의 원주에 따라 상호 나란히 배치된 동심 코일 (32a)의 적어도 하나의 실모양 부재의 부착에 의해 몰드 (34a, 34b)에 정의된 몰드 캐비티 (34) 내에 형성된다.
이러한 동작은 기하학적 축을 중심으로 회전하기 위해 구동될 수 있는 몰드 (34a, 34b)의 제 1 치크(cheek) (34a)에 배열된 헬리컬 배치 (helical seating)로 실모양 부재를 권선함으로써 바람직하게 수행될 수 있다.
실모양 부재의 부착 단계는 실모양 부재, 바람직하게는 금속 재질의 실모양 부재가 실모양 부재 자체에 우수한 고무 금속 본드를 확실히 하는 것 이외에 상기 언급된 헬리컬 배치에 안정된 위치를 위해 접착을 증대시키는 천연 탄성 재료의 적어도 한 층으로 코팅되는 고무처리 단계 후에 바람직하게 수행될 수 있다.
제 1 치크 (34a)는 또한 자기 물질로 만들어지거나 전자석의 방식으로 구동되도록 바람직하게 제공되어 그 자체에 대한 실모양 부재를 끌어당기고 보유하여 그에 의해 형성된 코일 (32a)의 안정된 위치결정을 보장할 수 있다.
그리고나서, 비드 코어 (31)는 몰드 캐비티 (34) 내에 위치된 후 제 2 매칭 치크 (34b)에 가까운 제 1 치크 (34a)를 이동시켜 몰드 캐비티 (34)의 폐쇄(closure)가 수행된다. 몰드 캐비티 (34)는 비드 코어 (31)에 밀접하게 연결된 충진체 (33)를 형성하기에 적합한 천연 탄성 재료로 채워진다.
바람직하게는, 몰드 캐비티 (34)의 충진은 적어도 하나의 환상 인젝터를 통해 천연 재료를 주입하여 수행되며, 상기 환상 인젝터는 몰드 캐비티 자체의 전체 원주방향의 연장선 위에 실질적으로 연장되는 진입 개구 또는 중공부 (35)를 구비한다. 이러한 방식으로, 몰드 캐비티 (34)의 빠르고 균일한 충진이 감소된 부분의 진입 채널을 통과하게 되는 탄성 재료에서 발생될 수 있는 층형성(stratification) 현상의 위험 없이 이루어진다. 진입 중공부 (35)는 몰드 캐비티 (34)의 전체 원주방향의 연장선을 따라 균일성을 띠면서 분포된 다수개의 슬릿으로 구비될 수 있다는 것이 주목된다.
연장불가능한 환상 구조 (4)의 마무리는 토로이달 서포트 (11)에 가까운 위치를 취함으로써 상기 구조가 회복되도록 하며 본 발명의 목적에서 중요하지 않음에 따라 설명되지 않은 적절한 기계적인 처리 장치에 의해 카커스 플라이 (3)에 측방향으로 인가되도록 한다.
연장불가능한 환상 구조 (4)의 부착이 완료되면 카커스 플라이나 플라이들은 또는 본 발명의 영역 내에서 부착 부분 (23, 24)의 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)는 연장불가능한 환상 구조에 비례하여 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축을 향해 방사상으로 돌출하는 각 말단 플랩을 가져야 한다. 실질적으로 상기 절곡 영역 (25)에 가깝게 나타나는 이러한 말단 플랩들은 도 8에 도시된 바와 같이 각각의 연장불가능한 환상 구조 (4)를 중심으로 말린다.
이러한 접어 구부러지는 단계는 예를 들어 토로이달 서포트 (11)와 연계된 팽창성의 챔버 또는 그에 상응한 수단의 도움으로 수행될 수 있다. 상기 말단 플랩의 돌출 양과 말단 플랩에 의해 형성된 접어 구부러진 플랩의 폭은 배전기 부재 (22)의 방사상의 이동 스트로크 또는 보유 부재 (26)의 방사상의 위치결정을 적절히 조절하여 미리 쉽게 설정될 수 있어 방사 방향의 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)의 폭을 변형할 수 있다.
카커스 구조 (2)의 마무리는 첨부된 도면에 도시되지 않은 적어도 하나의 보조 카커스 플라이의 형성을 포함할 수 있다. 이러한 보조 카커스 플라이는 이전의 카커스 플라이와 마찬가지로, 바람직하게는 제 1 카커스 플라이 (3)를 형성하는 부착 부분 (23, 24)에 비례하는 교차된 방위로 배치된 부착 부분에 따라 카커스 플라이 (3)와 연장불가능한 환상 구조 (4) 상에 중첩된 관계로 직접적으로 형성될 수 있다.
레이디얼(radial) 타입의 타이어에서, 벨트 구조 (5)는 현재 카커스 구조 (2)에 부착된다.
바람직하게는, 신규의 진보적인 방식에서, 벨트 구조 (5)의 부착은 본 발명의 바람직한 실시예에서 이미 설명된 바와 같이 만들어질 수 있는 카커스 구조 (2) 상에서 실질적으로 직접적으로 수행되도록 제공된다.
이 목적으로 도 9 및 도 10에 도식적으로 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 연속 벨트 리본 (36)의 형성이 제공되고, 연속 벨트 리본은 천연 탄성 재료 (36b)로 이루어진 하나 이상의 층에 부분적으로 포함된 금속 재질의 다수의 종방향 평행 코드 (36a)를 구비한다.
연속벨트리본(36)을 형성하는 것은, 예를 들어, 코드(36a)를 가이드함으로써 이루어질 수 있는데, 이 코드(36a)는 제2압출장치(39)로부터 나오는 탄성재료가 유입되는 제2압출기(38)를 통해 각각의 릴(37)로부터 공급된다. 제2압출기(38)로부터 나오는 연속벨트리본(36)은, 제1캘린더롤러(41)을 통과할 수도 있으며, 다음, 절단기(cutting-off machine,41)를 통과하면서 종방향 연장에 대해 소정 경사 α를 이루도록 절단되어 벨트길이(belt lengths,42)를 형성한다. 절단 방향에 수직으로 측정되었을 때의 벨트길이(42) 폭은 카커스 구조(2)에서 얻어질 최소 하나의 제1벨트스트립(6) 폭에 해당한다.
길이(42)는 개별적으로 그리고 순서대로 카커스 구조(2)에 놓이는데, 이 때, 코드(36a)에 평행하고 벨트리본(36)의 종방향 반대측 에지에 해당하는 각 접합에지(42a)를 따라 상호 나란하게 원주방향으로 정렬되게 연속적으로 놓인다.
그러므로, 길이(42)를 짜맞춤으로써 연속적으로 원주방향으로 연장이 이루어진 제1벨트스트립(6)을 형성하게 된다. 도 11에 보인 바와 같이, 제1벨트스트립(6)에서 코드(36a)는 길이(42)의 절단 경사에 해당하는 경사에 따라 횡방향으로 배치될 것이다.
경사는 바람직하게 80°도에 해당하는 값을 가지며, 어느 경우이건 원주방향으로의 연장 방향에 대해 45°와 90°사이에 포함되고, 결국 밑에 있는 카커스 플라이(3)와는 반대 방향을 취하게 된다.
동일하게 연장된 길이(42)로 이루어진 제1벨트스트립(6)이 균일(homogeneous)하고 연속적인 원주방향 진로를 갖기 위해서는, 제2압출기(38)로부터 나오는 연속벨트리본(36)이, 절단 방향에 평행하게 측정되었을 때 제1벨트스트립의 원주방향 연장선의 약수에 일치하는 횡방향 연장을 갖도록 제공되어야 한다. 또는, 상기 횡방향 연장은 상기 약수의 값보다 조금 낮게 제공될 수 있으며, 그후에 롤러(40)에 의해 수행된 캘린더 작용으로 적절히 증가된다.
결론적으로 말해서, 캘린더 롤러(40)에 적절한 조정을 가함으로써, 이후 제조될 벨트스트립(6)의 원주방향 진로의 약수에 해당하는 연장을 길이(42)가 가질 수 있도록 연속벨트리본(36)의 폭이 조절될 수 있으며 압출기(38)를 교체할 필요가 없다.
캘린더 작용으로 인해서, 연속벨트리본(36)의 폭이 증가하는 것과 동시에 각 코드(36a)사이의 거리가 증가될 수 있으며, 상기 각 코드(36a)는 어느 경우이건 서로 동일한 간격으로 이격된 상태로 남아있게 됨을 주목해야 한다.
하나 이상의 벨트스트립을 추가로 형성할 필요가 있을 때는 상기 작동 순서가 동일한 방법으로 반복되고, 이는 첨부 도면에 도시되지 않았다. 추가 형성될 벨트스트립의 코드는 제1벨트스트립(6) 및/또는 인접 스트립의 코드(36a)에 대해 교차된 방향으로 경사지게 된다.
공지된 방법 그대로에서는, 제1벨트스트립 또는 스트립(6)의 형성은, 제1벨트스트립이 횡단면 윤곽을 평평하게 유지하도록 제1벨트스트립의 반대측 사이드에지를 지지하는데 적합한 스트립모양 인서트(inserts,43) 두 개를 먼저 적용하고 난 다음에 이루어진다.
그러므로, 연속적으로 신장된 부재(elongated element,44)의 최소 하나를, 나란히 축상으로 배치되고 제1벨트스트립(6) 둘레에 원주방향으로 연장되어 있는 코일의 형태로 감음으로써, 적어도 하나의 제2벨트스트립(7)이 만들어진다.
필요하다면, 신장된 부재(44)로 형성된 감김 코일이 축상 배치에서의 다양한 피치로 상호 나란히 배치될 수 있고, 상기 피치는, 예를 들면 벨트구조(5)의 반대측 에지에 대해 타이어의 적도중간면 X-X 에 가까이 보다 큰 것이다.
도 12에 보인 바와 같이, 연속신장부재(44)의 제조를 위해서는, 하나 이상의 해당 릴(45)로부터 공급된 기본코드(elementary cord,44a)가 제3압출장치(47)로부터 나오는 탄성재료가 공급되는 제3압출장치를 통과함으로써 평행하게 결합되고 또 가황처리된다.
이렇게 해서 얻어진 신장부재(44)는, 적정 두께의 탄성재료로 코팅된 기본코드(44a)를 하나 이상 가지게 되며, 저장장치(storage device,48)를 통과할 수도 있고, 그다음, 제1벨트스트립(6) 둘레에 감길 준비가 된다.
이로운 실시예에서, 상기 코드는 HE(high ultimate elongation)유형의 공지된 금속 코드이고, 이 코드의 특성이나 그 이용은 출원인이 동일한 유럽 특허 0 461 464 에 이미 광범위하게 기술되었다.
더욱 상세하게는, 이들 코드는 일정한 개수의 스트랜드로 이루어지는데, 각 스트랜드는 0.10mm보다 작지 않고 0.40mm보다 크지 않은 직경, 바람직하게는 0.12와 0.35mm사이의 직경으로 된 일정 개수의 개개의 와이어로 형성된다. 상기 스트랜드내의 와이어 및 상기 코드내의 스트랜드는 동방향으로 함께 나선형으로 감기고, 와이어와 스트랜드의 와인딩 피치는 같거나 오히려 다르기도 하다.
이들 코드는 고탄소(HT) 스틸 와이어, 즉, 0.9%보다 낮지 않는 정도로 탄소를 함유한 스틸 와이어로 만들어지는 것이 바람직하다.
도로 운반(road haulage)용 타이어의 경우에 특히 바람직한 특정 실시예에서, 상기 나선층 와인딩은 벨트 일단에서 타단까지 나선형으로 감긴 3x4x0.20 HE HT 코드로 알려진 단일 코드로 만들어지는 것이 바람직한데: 상기 표시는 스트랜드와 동방향으로 감긴 직경 0.20mm의 요소 와이어로 각각 이루어진 세 개의 스트랜드로 형성된 금속 코드임을 확인하고; 그 다음 약자 HE는 "고 연신율(high elongation)"을 나타내고 약자 HT는 "고 인장(high tension)"을 나타낸다.
이들 코드는 4%와 8%사이에 포함되는 최후 연신율 및 인장하에서 소위 "스프링 특성(spring behaviour)"이라 불리는 잘 알려진 전형적인 특성을 가진다.
특히 자동차용 타이어로 선택된, 다른 실시예에서, 상기 와인딩은 예를 들어 나일론 6 또는 나일론 66과 같이 바람직하게 열수축가능한 재료로 된 텍스타일 코드로 실행된다.
이어서 트레드 밴드(8)는 위에서 설명한 방법으로 얻은 벨트 구조(5)에 붙여진다.
더욱 상세하게, 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 도 15에 개략적으로 도시된 바와 같이, 트레드 밴드(8)는 천연 탄성재료(49)의 적어도 하나의 연속 시트를 원주방향으로 감음으로써 벨트 구조(5) 주위에, 방사상으로 중첩된 다수개의 코일내의 벨트 구조 주위에 직접 형성된다.
탄성재료의 연속 시트는 바람직하게 제4 압출 장치(51)에서 공급된 제4 압출기(50)로 편리하게 만들 수 있다. 제4 압출기(50)에서 빠져나온 시트(49)는 또 다른 캘린더가공 유니트(52)에 의해, 제조되는 타이어를 운반하는 토로이달 서포트(11)가 배열될 하부 방향에 즉시 연결되어 벨트 구조(5) 주위에 탄성 시트(elastomer sheet)가 직접 감길 수 있게 된다.
캘린더가공 유니트(52)에 관련된 적절한 절단 수단에 의해 및/또는 제4 압출기(50)의 출구(outlet)에서 작동하는 개폐 수단에 의해(두가지 모두 당업자에게 편리한 방식으로 만들어질 수 있기 때문에 도시되지 않음), 바람직하게 탄성재료 시트(49)의 폭은 벨트 구조(5) 주위에 각 와인딩 코일 "S"의 형성과 동시에 점차 감소되어, 탄성 시트의 폭이 타이어(1)의 회전축에서 멀리 떨어지면서 점차 감소되도록 할 수 있다. 사실상, 도 15를 참고하여, 방사상의 외부 코일 "S"는 방사상으로 가장 안쪽의 코일보다 더 적은 폭을 가져서, 얻어진 트레드 밴드(8)가 원하는 횡단면을 갖는다는 것을 쉽게 추론할 수 있다.
트레드 밴드(8)를 완료한 다음에 또는 선택적으로 이러한 작업 단계 전에, 도 16 및 17에서 개략적으로 도시된 방식으로 측벽(9)을 붙인다. 제시된 실시예에서, 각 측벽(9)은 탄성재료를 또 다른 하나의 몰드(53)내로 주입시킴으로써 만들고, 그로부터 상기 측벽을 집은 다음 기계적 처리 장치 또는 그 유사한 장치를 이용하여 카커스 구조에 측면으로 붙인다.
제시된 실시예에서, 각 측벽(9)은 다른 종류의 탄성재료로 만들어지고 오버몰딩 공정에 의해 함께 가깝게 접하는 방사상의 외측부(9a) 및 방사상의 내측부(9b)를 갖는다. 목적에 맞게, 몰드(53)는 필수적으로 서로 교환할 수 있는 외부 치크(53a) 및 한쌍의 내부 치크(53b)를 가지며, 그중 하나만이 도면에 나타나 있다.
외부 치크(53a)는 먼저 제1 내부 치크(도시되지 않음)와 연결되어 몰드 (53)내의 제1 캐비티를 한정하며, 상기 캐비티에 제1 탄성재료를 주입함으로써, 측벽의 방사상의 외측부(9a)가 형성된다. 그런다음 몰드(53)의 내부 치크는 몰드내에서 이전에 주조된 방사상의 외측부(9a)에 의해 부분적으로 범위가 정해진 제2 캐비티를 정의하도록 형태를 갖춘 제2 내부 치크(53b)와 교체된다. 이러한 제2 자리배치는 제2 탄성재료의 주입에 의해 형성된 방사상의 내측부(9b)를 수납하기 위한 것이다.
상기 방법으로 형성된 각각의 측벽(9)은, 위에서 설명한 것처럼, 그 자체가 카커스 구조(2)에 측면으로 붙기 알맞게 한다.
그렇게 제조된 타이어(1)는 이제 종래의 공지된 방법으로 수행될 수 있는 가황 단계를 거치도록 토로이달 서포트(11)에서 제거될 준비가 된다.
실행가능한 다른 실시예에 따르면, 폐쇄된 관모양 부분의 공기관은 가황 단계전에, 라이너(10)에 더해서, 또는 라이너 대신에 타이어(1)에 결합되고, 상기 공기관은 상기 타이어가 토로이달 서포트(11)에서 제거된 다음 카커스(2)내로 삽입되는 것이 바람직하다. 이러한 공기관은 첨부 도면에 도시되지 않았고, 타이어가 가황 몰드(a vulcanization mould)내로 도입된 후에 팽창되어 상기 몰드 벽에 대해, 그리고 특히 트레드 패턴의 종방향 및 횡방향 절단부(8a)를 정의하도록 의도된 몰드 부분에 대해 타이어가 완전히 달라붙도록 하기 위해 필요한 내부 압력을 공급한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 따르면, 가황 단계가 진행되는 동안, 카커스 플라이(3) 및 벨트 스트립(6, 7)은 그것들의 예비 인장(pre-tensioning)을 달성하도록 스트레칭 단계가 행해지고, 표시된 것과 마찬가지로, 2%와 5% 사이에 포함되는 타이어 자체의 적도면 X-X에서 원주 연장선상에서 측정된 선형 정도에 따라 타이어를 팽창시킨다. 이러한 스트레칭 단계는 상기 언급된 공기관, 또는 가황 장치에 사용되는 다른 형태의 팽창실 또는 팽창낭의 팽창압의 효과에 의해 달성될 수 있다.
본 발명은 중요한 이점을 달성한다.
관련 타이어는 타이어가 차차 형성되는 토로이달 서포트상에서 직접 또는 여하한 토로이달 서포트에 매우 가까운 곳에서 상이한 부품들을 제조함으로써 얻을 수 있다. 이러한 방법으로 일반 유형의 제조 공정에 공통적으로 있던 반제품의 제조, 저장 및 취급에 관련된 모든 문제는 해소된다.
하나의 탄성층에 포함되고 몇 개의 코드로 형성된 스트립모양 부재를 부착함으로써 카커스 플라이를 형성하는 것은 중요한 이점이 달성되도록 한다. 제일 먼저, 위에서 언급한 US 특허 5,453,140호에서 설명된 방법과 비교해서, 각 카커스 플라이의 제조 시간은 스트립모양 부재(13)에 함유된 많은 실모양 부재를 동시에 부착함에 따라 크게 감소될 수 있다. 또한 스트립모양 부재(13)를 사용하면 토로이달 서포트상에서 미리 라이너(10)를 부착할 필요가 없다. 사실상, 스트립모양 부재(13)를 형성하는데 사용된 탄성층(13b)은 단독으로 토로이달 서포트(11)에 상기 부재(13)가 효율적으로 부착되게 할 수 있으므로, 개개의 부착 부분(23, 24)의 위치설정이 변하지 않게 한다.
부착 부분 및 그안에 통합된 실모양 부재에 관한 위치설정의 정확도는 스트립모양 부재가 부착 장치(28)에 의해 전달될 수 있는 진동 또는 유사한 요동 효과에 영향을 받지 않게 하는 중요한 구조적 일관성을 갖는다는 사실에 의해 더욱 향상된다. 이와 관련하여, US 특허 제5,453,140호에 설명된 것처럼, 개별적인 실모양 부재의 부착은 엄밀하게 부착단계 동안에 상기 실에 의한 진동 및/또는 요동 때문에 각 실 부분을 정확히 부착하기 힘들다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 다수개의 실모양 부재를 동시에 부착하는 경우는 상기 부착 장치(28)가 개개의 실 부착에 쓰일 때 요구되던 것보다 더 느린 속도로 조작되도록 할 수 있고, 이것은 다른 한편으로 작업의 정확성의 관점에서 생산성을 손상시키지 않는 다는 또 다른 이점이 있다.
그 외에도, 스트립모양 부재가 완성 타이어와 실질적으로 동일한 단면을 가진 토로이달 서포트에 직접 왕관모양으로 부착되는 사실은 당해 기술 분야에서 카커스 플라이가 원통형 슬리브(a cylindrical sleeve)의 형태로 부착되고 토로이달 형태로 모양을 갖추도록 하는 공지 방법에 의해서는 달성될 수 없던 밀도가 달성되도록 하고, 결국 이것은 완성 타이어에 왕관모양으로 배치된 카커스 플라이 코드를 얇게 할 것이다.
상기에 덧붙여, 스트립모양 부재는 가능한 흡입관(28)을 통해 발생된 진공 효과에 의해 토로이달 서포트에 변함없이 고정될 수 있고, 상기 진공에 의한 변함없는 고정은 개개의 실을 부착하는 공지의 공정에 의해서는 달성될 수 없다.
측부(23a, 23c, 24a, 24c)의 경사진 배열은 가황시에 타이어에 행해진 스트레칭 단계동안의 타이어의 팽창을 효율적으로 돕도록 할 수 있다. 사실상, 이 단계동안, 측부는 측부 사이에 연장되는 왕관부(23b, 24b)와 함께 타이어에 대해 면 방사로 배향되기 쉽다.
타이어의 회전축 가까이에 있는 측부의 상호 중첩은 일반적으로 더 강한 구조적 강도가 요구되는 비드 가까이의 타이어 구조를 크게 강화시킨다.
또한 비드에 배치된 연장불가능한 환상 구조(4)의 원래 구성 특성이 주목된다. 특히, 종래의 비드 코어(31)에 결합된 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(32)가 존재하기 때문에, 상기 비드가 미끄럼 스러스트(slip thrust)의 작용에 의해 회전하는 경향이 효율적으로 방지된다. 종래 기술에서, 이러한 현상은 특히 타이어가 부분적인 수축(deflation) 조건하에서 미끄럼 스러스트를 받았을 때, 타이어가 림(rim)에 배열된 각각의 안전 험프(security hump)(57)에서 미끄러지도록 했었다. 환상 인서트(32)의 배열에 의해서, 이러한 결함은 없어지고 타이어 자체는 자기 자리에서 비드가 원하지 않게 제거되는 일없이 실제로 완전한 수축의 조건하에서조차 사용될 수 있다.
미끄러지는 동안 본 발명에 따른 타이어 비드의 특성은 도 19에 개략적으로 도시되는데, 도 19에는 각각의 타이어 비드에서, 림의 외측 에지를 한정하는 플랜지(56) 및 안전 험프(57)에 의해 축방향으로 한정된 비드 자리(bead seat)(55)를 갖는 표준 설치림(a standard mounting rim)(54)과 관련된 반쪽 횡단면의 타이어(1)가 도시되어 있다. 명확히 하기 위해, 단면 헤칭은 도 19에 도시된 타이어(1)에서 일부러 생략되었다.
상기 도면에서 쉽게 볼 수 있듯이, 연장불가능한 환상 인서트(32)의 존재는 타이어 축에 평행하게 향한 미끄럼 스러스트(N)의 작용하에서 타이어 비드가 회전하는 것을 방지하고, 림(54)에 있는 안전 험프(57)에 대해 그 레스팅 포인트(resting point)상에서 회전한다. 이러한 상황에서 비드 림(31)에 가까워질 때까지 상기 카커스 플라이(3)를 따라 전달된 미끄럼 스러스트(N)는 상기 비드를 비드 자리(55)에서 멀리 이동시키는 경향이 있고 환상 구조(4)의 원주방향으로 연장불가능성에 의해 중화되는 방사방향의 분력(a radial component)(N1)을 발생시킬 뿐만 아니라, 변함없는 위치 설정을 확실히 유지하는 원주상 플랜지(56)에 비드를 밀어내는 경향이 있는 축방향의 분력(an axial component)(N2)을 발생시킨다.
이러한 방법으로 본 발명에 따라 만든 비드를 갖는 타이어는 그 자체로 0.5 bar의 팽창(inflation) 압력이 될 때까지 비드의 자리에서 비드를 이동시키지 않고 소위 "J-곡선 테스트(J-curve Test)"를 견디는 반면, 공지 기술에서는 0.8-1.0 bar 보다 낮은 압력에서 비드의 자리 이동을 방해하지 못하는 타이어가 받아들여졌다.
또한 환상 인서트(32)는 타이어의 비드에 추가 구조 보호를 제공한다.

Claims (39)

  1. 카커스 구조 (2)를 만드는 단계와;
    벨트 구조 (5)를 원주방향의 외부 위치에 있는 카커스 구조 (2)에 붙이는 단계와;
    트레드 밴드 (8)를 원주방향의 외부 위치에 있는 벨트 구조 (5)에 붙이는 단계와;
    적어도 한 쌍의 측벽 (9)을 측면의 대향 위치에 있는 카커스 구조 (2)에 붙이는 단계와;
    얻어진 타이어 (1)를 가황처리하는 단계를 구비하는 타이어 제조 방법에 있어서 상기 카커스 구조 (2)의 제조 단계는
    천연 탄성 재료 (13b)로 이루어진 적어도 한 층으로 부분 코팅되는 다수의 종방향 및 평행의 실모양 부재 (13a)를 포함하는 적어도 하나의 연속 스트립 모양의 부재를 준비하는 단계와;
    축방향으로 상호 떨어진 위치에서 토로이달 서포트 (11)의 기하학적인 회전축에 직각인 평면으로 실질적으로 연장되는 두쌍의 측부(23a, 23c, 24a, 24c)와 상기 측부 (23a, 23c, 24a, 24c) 사이의 방사상의 외부 위치로 연장되는 왕관부(23b, 24b)를 정의하기 위해, 상기 스트립 모양의 부재 (13)를 토로이달 서포트 (11)의 횡단면 윤곽을 중심으로 실질적으로 U모양의 형상(conformation)으로 각각 연장되는 교대의 부착 부분 (23, 24)내의 토로이달 서포트 (11)에 부착하는 단계로 이루어진 적어도 하나의 카커스 플라이 (3)의 형성단계를 포함하며, 상기 각 부착 부분 (23, 24)의 왕관부(23b, 24b)는 토로이달 서포트 (11)의 원주방향의 연장선을 따라 나란히 연속적으로 배치되는 반면 각 부착 부분 (23, 24)의 측부(23a, 23c, 24a, 24c)는 적어도 하나의 연속적인 부착 부분의 측부와 각각 부분적으로 겹치는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상호 겹치는 관계에 있는 상기 측부(23a, 23c, 24a, 24c)는 토로이달 서포트 (11)의 기하학적인 회전축을 향해 상호 집중되도록 하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 부착 부분 (23, 24)의 측부(23a, 23c, 24a, 24c)의 상호 겹침은 측부의 방사상의 내부 끝단에서의 최대값으로부터 시작하여 상기 측부와 왕관부(23b, 24b) 사이의 전이(transition) 영역에서의 제로값까지 점차적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상호 겹치는 관계에 있는 상기 측부(23a, 23c, 24a, 24c)는 스트립 모양의 부재 (13)가 절곡되는 절곡 단부 영역 (25)에서 서로에게 결합하게 되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 개개의 부착 부분 (23, 24)은 스트립 모양의 부재 (13)의 폭에 해당하는 원주방향의 분포 피치에 따라 토로이달 서포트 (11)에 순차적으로 부설되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 개개의 부착 부분 (23, 24)은 스트립 모양의 부재 (13)의 폭의 배에 해당하는 원주방향의 분포 피치에 따라 토로이달 서포트 (11)에 순차적으로 부설되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 스트립 모양의 부재 (13)는 그 적도면에 측정된 바와 같이 토로이달 서포트 (11)의 원주 연장선의 약수(submulitple)에 해당하는 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카커스 플라이 (3)이의 제조는 상기 카커스 구조 (2)의 내부의 원주방향 에지에 가까운 더 큰 폭을 갖는 영역을 정의하기 위해, 부착 부분 (23, 24)의 측부(23a, 23c, 24a, 24c)에 있는 스트립 모양의 부재 (13)의 순차적인 압착 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 압착 단계는 토로이달 서포트 (11)의 상부방향 위치에 있는 스트립 모양의 부재에 압착 동작을 가하여 부착 단계시 스트립 모양의 부재 (13) 상에 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 압착 단계를 수행하면서 동시에 스트립 모양의 부재 (13)에 포함된 실모양 부재 (13a)가 서로로부터 떨어져서 이동이 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 부착 단계시, 스트립 모양의 부재의 시작 단부를 포함하는 적어도 하나의 부착 부분은 토로이달 서포트 자체를 통해 생성된 흡입 작용에 의해 토로이달 서포트 (11)에 보유되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 각 부착 부분 (23, 24)의 형성은
    스트립 모양의 부재 (13)를 토로이달 서포트 (11)의 횡단면 윤곽을 중심으로 이동가능한 배전기 부재 (22) 상에 안내하는 단계와,
    스트립 모양의 부재 (13)의 부착 부분 (23, 24)의 제 1 측부 (23a, 24a)를 형성하기 위해 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축으로부터 떨어져서 실질적으로 방사상으로 배전기 부재 (22)를 이동시키는 단계와,
    상기 제 1 측부 (23a, 24a)의 형성과 동시에 부착 부분 (23, 24)의 분포 피치 절반에 해당하는 각도 피치에 따라 배전기 부재 (22)에 비례하여 토로이달 서포트 (11)를 회전하는 단계와,
    스트립 모양의 부재 (13)의 부착 부분 (23, 24)의 왕관부 (23b, 24b)를 형성하기 위해 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축에 평행한 방향으로 실질적으로 배전기 부재 (22)를 이동시키는 단계와,
    스트립 모양의 부재 (13)의 부착 부분 (23, 24)의 제 2 측부 (23c, 24c)를 형성하기 위해 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축에 가깝게 실질적으로 방사상으로 배전기 부재 (22)를 이동시키는 단계와,
    상기 제 2 측부 (23c, 24c)의 형성과 동시에 상기 각도 피치에 따라 배전기 부재 (22)에 비례하여 토로이달 서포트 (11)를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 각 부착 부분 (23, 24)의 제 1 측부 (23a, 24a)의 형성시 이미 형성된 부착 부분의 제 1 측부와 제 2 측부 (23a, 24a) 사이에 정의된 절곡 영역 (25)에서 스트립 모양의 부재 (13)를 보유하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 스트립 모양의 부재 (13)의 보유 단계는 토로이달 서포트 (11)의 기하학적 회전축에 가깝게 방사상으로 배전기 부재 (22)의 이동 후 제 2 측부 (23a, 24a)를 따라 보유 부재 (26)를 배치하여 수행시킴으로써, 토로이달 서포트의 기하학적 회전축으로부터 떨어져 있도록 방사상으로 배전기 부재의 이동 결과로서 스트립 모양의 부재 (13)가 보유 부재 (26)를 중심으로 말리게 되어 절곡 영역 (25)을 형성하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 보유 부재 (26)는 제조된 부착 부분 (23, 24)의 왕관부 (23b, 24b)의 형성을 시작한 후 절곡 영역 (25)으로부터 축방향으로 벗어나는(disengage) 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  16. 제 1항에 있어서, 토로이달 서포트 (11)의 측벽에 대한 부착 부분의 상기 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)를 압착시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 압착 단계는 두 개의 연속적인 부착 부분 (23, 24)에 속하는 제 1 및 제 2 측부 (23a, 24c, 23c, 24a)상에 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 카커스 구조 (2)의 마무리는 적어도 하나의 연장불가능한 환상 구조 (4)를 부착 단계에서 얻어진 카커스 플라이의 내부 원주 에지 각각에 가까운 영역에 붙이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 카커스 구조 (2)의 마무리는 연장불가능한 환상 구조 (4) 각각을 중심으로 측부 (23a, 23c, 24a, 24c)의 말단 플랩을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 카커스 구조 (2)의 마무리는 제 1 카커스 플라이 (3)의 형성과 마찬가지로 제 2 카커스 플라이를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  21. 카커스 구조 (2)를 만드는 단계와;
    벨트 구조 (5)를 원주방향의 외부 위치에 있는 카커스 구조 (2)에 붙이는 단계와;
    트레드 밴드 (8)를 원주방향의 외부 위치에 있는 벨트 구조 (5)에 붙이는 단계와;
    적어도 한 쌍의 측벽 (9)을 측면의 대향 위치에 있는 카커스 구조 (2)에 붙이는 단계와;
    얻어진 타이어 (1)를 가황처리하는 단계를 구비하는 타이어 제조 방법에 있어서, 연장불가능한 환상 구조 각각의 마무리는
    카커스 플라이 (3)의 인접 표면에 실질적으로 평행하게 위치되도록 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트를 형성하기 위해 몰드 캐비티 (34)에 동심 코일 (32a)의 적어도 하나의 실모양 부재를 부착시키는 단계와;
    원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트 (32)에 축방향으로 가까운 위치에서 환상의 앵커 부재 (31)를 몰드 캐비티 (34)에 위치시키는 단계와;
    환상의 앵커 부재 (31) 및 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트 (32)에 밀접하게 연결된 충진체 (33)를 만들기 위해 천연 탄성 재료를 몰드 캐비티 (34)에 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 부착 단계는 상기 실모양 부재가 천연 탄성 재료의 적어도 한 층으로 코팅되는 고무처리 단계 이후에 진행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  23. 제 21항에 있어서, 몰드 캐비티 (34) 내의 소정 위치에 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트 (32)를 자기적으로 보유하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  24. 제 21항에 있어서, 천연 탄성 재료의 주입은 몰드 캐비티 (34)로 열린 적어도 하나의 원주방향의 진입 중공부 (35)를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  25. 제 1항에 있어서, 상기 카커스 구조 (2)의 마무리는 제 1 카커스 플라이 (3)의 형성과 마찬가지로 제 2 카커스 플라이를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  26. 카커스 구조 (2)를 만드는 단계와;
    벨트 구조 (5)를 원주방향의 외부 위치에 있는 카커스 구조 (2)에 붙이는 단계와;
    트레드 밴드 (8)를 원주방향의 외부 위치에 있는 벨트 구조 (5)에 붙이는 단계와;
    적어도 한 쌍의 측벽 (9)을 측면의 대향 위치에 있는 카커스 구조 (2)에 붙이는 단계와;
    얻어진 타이어 (1)를 가황처리하는 단계를 구비하는 타이어 제조 방법에 있어서, 상기 벨트 구조의 부착은
    다수의 종방향의 평행 코드 (36a)를 적어도 일부 포함하는 천연 탄성 재료 (36b)의 적어도 한 층을 구비하는 적어도 하나의 연속적인 벨트 리본 (36)을 형성하는 단계와;
    절단 방향에 수직으로 측정된 폭에서 소정 크기를 갖는 벨트 길이 (42)를 형성하기 위해 종방향의 연장선에 비례하는 소정 경사에 따라 상기 연속적인 벨트 리본 (36)을 절단하는 단계와;
    상기 길이 (42)의 절단 경사에 해당하는 경사에 따라 횡방향으로 배치된 상기 코드 (36a)를 갖는 적어도 하나의 제 1 연속 벨트 스트립 (6)을 형성하기 위해 원주방향의 정렬로 연속적으로 있는 벨트 길이 (41)를 카커스 구조 (2)에 부설하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  27. 제 25항에 있어서, 벨트 스트립 (6)의 원주방향 연장선의 약수에 해당하는 원주방향의 크기를 상기 길이에 제공하기 위해 상기 절단 단계 전에 연속적인 벨트 리본 (36)이 캘린더 공정 (calendering step)에 들어가는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  28. 제 25항에 있어서, 벨트 구조 (5)의 부착은 축방향으로 나란히 배치되고 제 1 벨트 스트립 (6)을 중심으로 원주방향으로 연장되어 배치된 코일의 적어도 하나의 연속적인 실모양 부재 (44)의 감김에 의해 적어도 하나의 제 2 벨트 스트립 (7)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  29. 제 27항에 있어서, 신장 부재 (44)에 의해 형성된 권선 코일은 가변적인 축상의 분포 피치에 따라 상호 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 축상의 분포 피치는 벨트 구조 (5)의 대향 측 에지에 비례하여 타이어 (1)의 적도중간면 (X-X)에 가까운 영역에서 더 큰 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  31. 제 1항에 있어서, 상기 트레드 밴드 (8)의 부착은 방사상으로 중첩된 다수의 코일 (S)의 벨트 구조 (5)를 중심으로 천연 탄성 재료의 적어도 하나의 연속 시트 (49)를 원주방향으로 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  32. 제 30항에 있어서, 탄성 재료의 연속 시트 (49)는 벨트 구조 (5)에 부착시 바로 제조되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  33. 제 30항에 있어서, 벨트 구조 (5)를 중심으로 각 권선 코일 (S)의 형성과 동시에 탄성 재료 시트 (49)의 폭을 점차적으로 감소시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  34. 제 1항에 있어서, 상기 측벽 (9) 각각은 몰드 (53)에 탄성 재료를 주입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  35. 제 33항에 있어서, 상기 측벽 (9) 각각의 마무리는
    측벽(9)의 방사상의 외측부 (9a)를 형성하기 위해 상기 몰드 (53)에 정의된 제 1 캐비티에 제 1 탄성 재료를 주입하는 단계와;
    측벽(9)의 방사상의 외측부 (9a)에 의해 부분적으로 한계가 정해진 제 2 캐비티에 몰드 (53)에 정의하는 단계와;
    측벽(9)의 방사상의 외측부 (9a)를 정의하기 위해 상기 몰드 (53)의 제 2 캐비티에 제 2 탄성 재료를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  36. 제 1항에 있어서, 상기 카커스 플라이 (3)의 형성은 토로이달 서포트 (11)를 탄성 재료의 적어도 하나의 공기차단 층 또는 라이너(liner) (10)로 코팅하는 단계 이후에 진행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  37. 제 35항에 있어서, 상기 코팅 단계는 토로이달 서포트 (11)의 횡단면 윤곽을 따라 나란히 배치된 코일의 공기차단 탄성 재료의 적어도 하나의 리본 모양의 밴드 (12)를 권선함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  38. 제 1항에 있어서, 가황처리 단계 전에, 토로이달 서포트 (11)로부터 타이어 (1)를 이탈시키는 단계와; 카커스 구조 (2)에 공기 튜브를 삽입하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
  39. 제 1항에 있어서, 상기 가황처리 단계시 2% 및 5% 사이에 포함된 선형 양을 갖는 타이어의 팽창을 달성하기 위해, 상기 카커스 플라이 (3) 및 벨트 스트립 (6,7)을 잡아당기는(stretching) 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 타이어 제조 방법.
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