KR20010031552A - 타이어 크라운 플라이 보강재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 플라이로부터 다른 플라이로 교차되며 비확장성 케이블로 형성된 두 개 이상의 작동 크라운 플라이(31,33)를 포함하는 크라운 플라이 보강재(3)를 갖춘 레이디얼 플라이 보강재(1)를 갖춘 타이어에 관한 것이며, 부가의 플라이(32)가 축방향으로 연속적이며, 파형의 금속 요소로 형성되며, 원주 방향에 대해 평행하게 배향되며, 작동 플라이(31,33) 사이에 방사상으로 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 크라운 플라이 보강재{Tyre Crown Ply Reinforcement}

프랑스 특허 FR 2 744 955호는, 경제적으로 효과적인 해결 방안을 제공하면서 ″강력(Heavy Duty)″형 레이디얼 카커스 보강재를 갖춘 타이어의 작동 온도를 낮추는 것을 목적으로 하며, 상기 카커스 보강재는 원주 방향에 대해 10°내지 45°범위의 각을 형성하기 위해 하나의 플라이로부터 다른 플라이로 교차된 비확장성 케이블의 두 개 이상의 작동 크라운 플라이를 포함하는 크라운 보강재를 첨가해야 하는 것을 제안하며, 원주 방향에 평행하게 배향된 금속 요소로 형성된 부가의 축방향 연속형 플라이는 작동 플라이 사이에 방사상으로 위치되며, 상기 부가의 플라이는 최대 폭의 작동 클라운 플라이의 축방향 폭의 적어도 1.05배인 축방향 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 특허에서는, 부가의 플라이는 세미-플라스틱(semi-plastic)으로 공지된 형태의 연속형 케이블 즉, 파괴시 상대 연신율이 2% 이상인 케이블로 구성될 수 있다. 상기 케이블은 작동 크라운 플라이와 부가의 플라이 사이의 원주 방향 인장력의 균형있는 분포를 요구하는 강성의 레벨을 성취하도록 한다. 상기 케이블은 ″이중-계수(double-modulus)″형으로 언급되는, 즉 인장 응력-상대 연신율 커브가 낮은 연신율에서는 완만하며 거의 일정한 기울기를 가지며 높은 연신율에서는 가파른 기울기를 갖는 장점이 있다. 2% 이하의 연신율과 같은 가황(curing) 전의 매우 낮은 계수는, 타이어의 가황 중에 부가의 플라이의 원주 방향 발전을 증가시킬 수 있도록 한다.

또한 부가의 플라이는, 플라이의 원주 방향 길이보다 훨씬 작은 길이를 가지며 그 사이의 간격이 서로에 대해 축방향으로 편심된 부분을 형성하도록 원주 방향으로 배향되며 절단된 금속 강 케이블로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 어떤 것이든 간에 부가의 플라이에 원하는 강성을 단순한 방식으로 제공한다.

부가의 플라이의 보강재를 위한 탄성 또는 절단 케이블의 선택은 상기 플라이가 최상의 가능한 피로 저항을 갖는 것을 허용하지 못하는데, 이는 탄성 케이블의 감소된 파단 강도 또는 절단 케이블의 광택 혼합물(calendering mix) 내의 응력 집중에 기인한다.

프랑스 특허 FR 97/09996호에는 보강재 요소의 파형의 형상이 서로 평행하게 작동 플라이 사이에 방사상으로 배치되며 원주 방향으로 평행하게 배향된 플라이의 평면에 파형을 형성한 금속 요소의 보강재 요소를 사용함으로써 용이한 제조 방법에 의해 원주 방향 금속 보강재 요소를 갖는 부가의 플라이의 양호한 피로 저항이 성취될 수 있는 것이 개시되어 있으며, 부가의 플라이의 선형 강도와 크라운 보강재의 다른 플라이의 선형 강도의 합의 비는 약 0.10이다.

″강력″ 타이어용 트레드(tread)의 내구성과 카커스 보강재의 내구성의 발전을 성취하기 위해, 크라운 보강재의 내구성은 카커스 보강재 사이의 분리 저항성과, 작동 크라운 플라이 사이의 분리 저항성 및, 부가 플라이 내에서 원주 방향으로 배향된 케이블의 피로 저항성의 관점에서 개선되어야 한다.

본 발명은 각각의 비드내에서 하나 이상의 비드 와이어에 고정된 레이디얼 카커스(carcass) 보강재를 갖추며, 타이어의 원주 방향에 대해 절대값이 10°내지 60°사이의 범위의 각을 형성하도록 중첩되며 각각의 플라이(ply) 내에서 서로 평행한 와이어 또는 케이블로 형성되며 하나의 플라이로부터 다른 플라이로 교차되는 작동 플라이로서 공지된 두 개 이상의 플라이로 구성된 크라운 보강재를 포함하는 타이어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 크라운 보강재의 개략 정점도.

도 2는 보강재의 조각 평면도.

본 발명에 따른 레이디얼 카커스 보강재를 갖는 타이어는, 하나의 플라이로부터 다른 플라이로 교차된 비확장성 금속 보강재 요소로 형성된 두 개 이상의 작동 크라운 플라이를 포함하는 크라운 보강재를 가지며, 플라이의 평면에 파형을 형성한 보강재 요소로 형성되며 축방향으로 연속적인 부가의 플라이는 작동 플라이 사이에 방사상으로 위치되며, 상기 플라이는 카커스 보강재의 최대 축방향 폭(S₀)의 50%에 적어도 동일한 축방향 폭(L₃₂)을 가지며, 상기 요소의 파형의 형상이 서로 평행하며 원주 방향에 평행하게 배향되며, 파형 요소의 진폭(a)과 파장(λ)의 비(a/λ)는 중심으로부터 상기 플라이의 에지를 향해 축방향으로 감소되어 그의 에지에서 최소가 되는 것을 특징으로 한다.

평균 방향이 원주 방향인 파형 금속 요소는 원점(0)에 대해 +5°와 -5°사이의 각도 범위로 원주 방향에 대한 방향을 갖는 축을 갖는 파형을 갖는 요소이다.

플라이의 평면에 파형을 형성한 보강재 요소는 적합하게는 금속이며, 더욱 적합하게는 부가의 플라이에 높은 강성 및 높은 피로 저항을 제공하는 금속 강 케이블이다.

보강재 요소를 형성하는 어떠한 재료이든 간에(케이블 또는 모노필라먼트), 상기 부가의 플라이의 양측에 방사상으로 위치된 크라운 보강재의 플라이의 보강재 요소(통상 금속 강 케이블)의 직경보다 큰 직경을 갖는 것이 적합하다.

유사하게, 파형의 진폭(a)과 파장(λ)의 비는 적합하게는 2% 내지 15%이며,정의에 의해 파형의 진폭은 마루(crest)로부터 마루까지 측정된다. 2% 내지 15%의 비(a/λ)는 가황 몰드 내의 타이어 블랭크의 형상에 상충되지 않으며, 가황 후에 상기 보강재의 내구성의 향상을 위해 요구되는 크라운 보강재의 선형 강도와 타이어의 고정 및 팽창을 제공하는 보강재 요소를 갖는 것을 가능하게 한다.

부가의 플라이는 최대 폭 작동 크라운 플라이의 축방향 폭의 1.05배와 적어도 동일한 축방향 폭을 가질 수 있다.

파형 원주형 요소의 부가의 플라이, 특히 0.50과 적어도 동일한 형상비(H/S)를 갖는 타이어의 경우, 메리디언(meridian) 곡률 반경이 하부의 카커스 보강재의 곡률 반경과 동일한 제 1 작동 크라운 플라이와 조합하여 사용될 수 있으므로, 성형 부분을 삽입하지 않고 상기 카커스 보강재와 평행하게 위치될 수 있다. 다음, 부가의 플라이는 제 1 작동 플라이로부터 삼각형 형상의 적합한 부분만큼 분리됨으로써 0의 곡률 반경을 갖는다.

본 발명에 따른 크라운 보강재는 강으로 형성된 직사각형 탄성 금속 케이블로 형성되며 방사상 최외부의 작동 크라운 플라이의 케이블에 의해 형성된 각도와 동일한 각도로 원주 방향에 대해 배향되며 축방향 폭이 작동 플라이의 평균 폭 이상 또는 그 이하인 보호 플라이(protection ply)라 언급되는 크라운 플라이에 의해 완성된다.

본 발명의 특징 및 장점은 제한적이지 않은 방법으로 본 발명의 실시예를 설명한 첨부 도면을 참조로 하여 하기의 상세한 설명으로부터 명백히 이해할 수 있을 것이다.

315/80 R 22.5X 사이즈의 타이어(P)는 0.8의 형상비(H/S)를 가지며, 여기서 H는 장착 림상의 타이어(P)의 높이이며 S는 최대 축방향 폭이다. 상기 타이어(P)는 각각의 비드에서 턴업(turn-up)으로 하나 이상의 비드 와이어에 고정되며, 금속 케이블의 단일 플라이로 형성된 레이디얼 카커스 보강재(1)를 포함한다. 상기 카커스 보강재(1)는 내부로부터 외향으로 방사상으로 잇따라 형성된 크라운 보강재(3)에 의해 테두리를 형성한다.

강으로 형성된 직경 1.25mm의 4+10×0.28의 테두리가 형성되지 않은 비확장성 금속 케이블로 형성된 제 1 작동 크라운 플라이(31)는 플라이 내에서 서로 평행하며 2.0mm 간격으로 이격된다(상기 케이블에 수직으로 측정). 상기 케이블은 10°내지 60°의 각(α), 본원의 경우 22°로 원주 방향에 대해 배향된다. 상기 제 1 플라이는 삼각형 형상인 고무 혼합물 부분(3)에 의해 하부의 카커스 보강재(1)로부터 그의 에지에서 방사상으로 분리된다.

제 1 작동 크라운 플라이(31)의 상부에는, 직경 1.4mm의 테두리가 형성되지 않은 3+9+15×0.23의 비확장성 금속 강 케이블로 형성되며 2mm 간격으로 이격된 부가의 플라이(32)가 위치된다. 부가의 플라이의 중심에서 축방향으로, 상기 케이블은 마루-대-마루 진폭이 12mm 이며 파장이 100mm, 즉 플라이(33)의 원주 길이의 1/30인 파형을 갖는다. 반대로, 상기 플라이(32)의 에지에서, 상기 파형의 파장(λ)을 그대로 유지시키면서 진폭(a)은 4mm로 감소된다. 부가의 플라이(32)의 축방향 폭은 본원의 경우 폭 18mm의 9개의 동일한 조각 즉, 중심 조각과, 중심면의 양 측면상의 네개의 측방향 조각으로 분할된다. 중심 조각은 파형 진폭(a)이 12mm인 케이블로 구성되며, 중심 조각에 가장 가까운 두 개의 측방향 조각은 파형 진폭이 10mm인 케이블로 형성되며, 플라이의 에지에서 두 개의 측방향 조각의 외부로 향하며, 진폭(a)은 하나의 조각으로부터 다른 조각까지 2mm 감소 후 4mm가 된다. 상기 요소는 0°로 배향된다, 즉 그의 파형의 축은 원주 방향이다.

다음, 제 2 작동 크라운 플라이(33)가 제 1 플라이(31)의 케이블과 동일한 금속 케이블로 형성되며, 원주 방향에 대해 본원의 경우 22°인 각도(α)와 대향되는 각도(β)를 형성한다{각도(β)는 각도(α)와 다르다}.

마지막으로, 소위 탄성 형태의 금속 강 케이블의 최종 플라이(34)는 각도(β)와 동일한 방향이며 각도(β)와 동일한 각도(γ)에서 원주 방향에 대해 배향되며, 상기 최종 플라이는 보호 플라이로써 공지되어 있으며, 소위 탄성 케이블은 파괴시 상대 연신율이 4%인 케이블이다.

제 1 작동 플라이(31)의 축방향 폭(L₃₁)은 카커스 보강재(1)의 중앙 파이버의 최대 축방향 폭(S₀)의 대략 0.71배, 즉 226mm이며, 통상 형상의 타이어에 있어서 트레드의 폭과 동일하며 본원에서는 235mm이다. 제 2 작동 플라이(33)의 축방향 폭(L₃₃)은 제 1 작동 플라이(31)의 폭(L₃₁)보다 0.07S₀만큼 작다, 즉 204mm이다. 부가의 플라이(32)의 축방향 폭(L₃₂)은 162mm, 즉 0.51S₀이다. 보호 플라이로 공지된 최종 크라운 플라이(34)는 본원의 경우 부가의 플라이(32)의 폭(L₃₂) 보다 매우 약간 크거나 동일한 폭(L₃₄)을 갖거나 170mm이다.

본 발명에 따른 다른 타이어(도시 않음)는 메리디언 곡률 반경(1/r)이 하부의 카커스 보강재(1)의 메리디언 곡률 반경(1/r₁)과 동일한 카커스 보강재(1)와 평행하며 방사상으로 인접한 제 1 작동 크라운 플라이(31)를 가지며, 카커스 플라이와 작동 플라이의 각각의 케이블은 고무 혼합물의 작고 일정한 두께만큼 분리되어 있다. 작동 플라이(31) 축방향 외부 에지는 삼각형 단면의 부분만큼 파형 원주 방향 케이블의 부가의 플라이(32)로부터 분리되며, 플라이(31)와 플라이(32) 사이의 고무의 두께는 플라이(32)의 축방향 외부 에지의 레벨에서 측정되며, 대략 2mm이다.

Claims (6)

1. 원주 방향에 대해 10°내지 60°의 각도로 하나의 플라이로부터 다른 플라이로 교차된 비확장성 금속 보강재 요소로 형성된 두 개 이상의 작동 크라운 플라이(31,33)를 포함하는 크라운 보강재(3)를 갖는 레이디얼 카커스 보강재(1)를 갖춘 타이어에 있어서,

   축방향으로 연속적이며 상기 플라이의 평면에서 파형을 갖는 보강재 요소로 형성되는 강으로 형성된 부가의 플라이(32)가 상기 작동 플라이(31,33) 사이에 방사상으로 위치되며, 상기 부가의 플라이(32)의 보강재 요소는 작동 플라이(31,33)의 보강재 요소가 상기 부가의 플라이(32)의 양 측면 상에 방사상으로 위치되는 것보다 큰 직경을 가지며, 상기 플라이는 카커스 보강재(1)의 최대 축방향 폭(S₀)의 50%에 적어도 동일한 축방향 폭(L₃₂)을 가지며, 케이블 파형은 서로 평행하며, 원주 방향에 대해 평행하게 배향되며, 상기 파형 요소의 진폭(a)과 파장(λ)의 비(a/λ)는 중심으로부터 상기 플라이(32)의 에지를 향하여 축방향 외향으로 감소되며, 상기 에지에서 최소가 되는 것을 특징으로 하는 타이어.
2. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부가의 플라이(32)의 보강재 요소의 파형의 진폭(a)과 파장(λ)의 비(a/λ)는 2% 내지 15%인 것을 특징으로 하는 타이어.
3. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파형의 진폭(a)과 파장(λ)의 비(a/λ)는 상기 플라이(32)의 중심으로부터 그의 에지를 향해 축방향 외향으로 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 타이어.
4. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부가의 플라이(32)는 최대 폭의 작동 크라운 플라이(31,33)의 축방향 폭의 1.05배와 적어도 동일한 축방향 폭(L₃₂)을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.
5. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 작동 크라운 플라이(31)는 하부의 카커스 보강재(1)의 메리디언 곡률 반경(1/r₁)과 동일한 메리디언 곡률 반경(1/r₁)을 가지며 상기 카커스 보강재(1)와 평행하게 위치되며, 부분(4)은 상기 작동 플라이(31)의 에지와 부가의 플라이(32) 사이에 삽입되며, 상기 부가의 플라이의 곡률 반경은 0인 것을 특징으로 하는 타이어.
6. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크라운 보강재(3)는 최종 작동 플라이(33) 상부에 방사상으로 위치되며, 방사상 최외부의 작동 플라이(33)의 요소의 각도(β)와 동일한 방향으로 각도(γ)에서 원주 방향에 대해 배향된 강으로 형성된 탄성의 직사각형 금속 케이블로 형성되며, 상기 플라이의 축방향 폭(L₃₄)은 상기 부가의 플라이(32)의 축방향 폭(L₃₂)과 적어도 동일한 것을 특징으로 하는 타이어.