KR20010043436A - 타이어용 크라운 보강부 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 반경방향 카카스 보강부(1)와 크라운 보강부(3)를 구비하는 타이어에 관한 것이며, 상기 크라운 보강부는, 하나의 플라이에서 다른 플라이로 교차되고 원주방향과 10°내지 45°의 각도를 형성하는 비연장성 보강 요소로 된 적어도 두개의 작업 크라운 플라이(32, 34)와, 스틸로 제조된 연속적인 비연장성의 반경방향 금속 보강 요소로 형성되고 상기 작업 플라이(32, 34) 사이에서 반경방향으로 배치되며 그 축방향 폭(L₃₃)이 가장넓은 작업 플라이(32, 34)의 축방향 폭(L₃₂, L₃₄)의 적어도 1.1배인 축방향 연속적인 추가 플라이(33)를 포함한다.

Description

타이어용 크라운 보강부{Tyre breaker ply reinforcement}

프랑스 출원 FR 2 728 510 호는 전술한 타이어에 관한 것으로, 특히 그 최대 축방향 폭(S)에 대한 림위 높이(H)의 비율(H/S)인 형상비가 최대 0.60 인 "중장비 차량(heavy vehicle)"용 타이어에 관한 것이다. 상기 출원은 이러한 타이어의 크라운 보강부의 수명을 늘리기 위해, 그리고 그 트레드의 마모의 균일성을 향상시키기 위해, 크라운 보강부의 다음과 같은 구조, 즉 상기 보강부에, 타이어의 원주방향과 적어도 60°의 각도를 형성하는 비연장성(inextensible) 케이블의 축방향으로 연속적인 플라이와, 상기 원주방향과 실질적으로 평행하고 두개의 작업 크라운 플라이 사이에 반경방향으로 배치되는 금속제 요소의 플라이가 조합되어 존재하는 것을 특징으로 하는 구조를 주장하고 있다.

이러한 구조의 목적은 작업 플라이의 에지에서의 작동 온도를 감소시키는 것이며, 원주방향 케이블의 추가 플라이의 폭은 작업 플라이의 폭보다 좁다.

"하이웨이" 타이어로 지칭되는 요즘의 일부 타이어는 세계적인 도로망의 개선과 자동차 도로망의 신장에 기인한 고속 주행 및 장거리 주행을 위한 것이다. 이러한 타이어가 주행하는데 요구되는 모든 조건들은 의심할 바 없이 주행 킬로미터를 증대시킬 수 있고 타이어의 마모를 감소시킬 수 있지만 한편으로는 타이어, 특히 크라운 보강부의 내구성에 악영향을 미친다. 내구성의 부족은 크라운 플라이의 내피로성(fatigue resistance), 특히 플라이의 단부 사이에서의 분리에 대한 저항과, 크라운 보강부 아래에 위치한 카카스 보강부 부분의 케이블의 내피로성에 관한 것이며, 제 1 결함은 직선으로 달리든 표류하든(under drift) 간에 작업 플라이의 에지에서의 작동 온도에 의해 크게 영향을 받는다.

전술한 문제점들은 전술한 구조 원리의 적용 방법을 특정화함으로써 만족스럽게 해소되었다. 따라서, 프랑스 특허원 FR 2 744 955 호는 적어도 0.60 의 H/S 형태비의 반경방향 카카스 보강부와 크라운 보강부를 가지며, 상기 크라운 보강부는 하나의 플라이에서 다른 플라이로 교차되고 원주방향에 대해 10°내지 45°의 각도를 형성하는 비연장성 케이블의 적어도 두개의 작업 크라운 플라이를 포함하고, 원주방향에 대해 45°이상의 각도를 형성하는 비연장성 케이블로 형성된 플라이가 없을 때에는 작업 플라이 사이에 반경방향으로 배치되고 원주방향과 평행하게 배향된 금속제 요소로 형성되며 그 축방향 폭은 가장넓은 작업 크라운 플라이의 축방향 폭의 적어도 1.05 배이고 통상은 상기 가장넓은 작업 크라운 플라이의 폭의 적어도 1.1 배인 축방향으로 연속적인 추가 플라이를 포함하는 타이어를 청구 및 기재하고 있다.

작업 플라이 사이의 분리 및 카카스 보강 케이블의 내피로성에 관한 문제가 해결된 것 같지만, 작동 온도가 현저히 낮아지면, 타이어의 형상비가 얼마이건 간에, 한편으로는 이렇게 구조되고 최대 0.60 의 형상비를 갖는 타이어의 드리프트 하의 늘어난 주행은 소위 삼각형 플라이가 존재하건 존재하지 않건 간에 추가 플라이의 케이블의, 특히 상기 플라이의 에지의 피로 파괴의 발생을 야기시킨다.

본 발명은 각각의 비이드에서 적어도 하나의 비이드 와이어에 고정되는(anchored) 반경방향 카카스 보강부와, 적어도 두개의 소위 작업 플라이(working plies)로 형성되는 크라운 보강부를 포함하는 타이어에 관한 것으로, 상기 작업 플라이는 중첩되고, 각각의 플라이에서 상호 평행하고 하나의 플라이에서 다른 플라이로 교차되는 와이어 또는 케이블로 제조되며, 타이어의 원주방향에 대해 최대 45°의 절대 각도를 형성한다.

도 1 은 본 발명에 따른 크라운 보강부를 자오선 섹션에서 바라본 도시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 크라운 보강부의 제 2 변형예의 도시도이다.

본 발명의 목적은, 문제의 타이어에 대해, 타이어의 최저 가능 중량 및 산업상 원가 비용을 유지하면서, 이러한 타이어의 보강부가 구비해야 하는 상이한 품질, 즉 보강부 플라이의 모든 보강 요소의 내피로성, 플라이 사이 분리에 대한 저항성, 가능한한 낮은 작동 온도 사이에서 가능한 최대의 타협점을 얻어내는 것이다.

반경방향 카카스 보강부와 크라운 보강부를 구비하며, 상기 크라운 보강부는, 하나의 플라이에서 다른 플라이로 교차되고 원주방향과 10°내지 45°의 각도를 형성하는 비연장성 보강 요소로 된 적어도 두개의 작업 크라운 플라이와, 금속제 보강 요소로 형성되고 상기 작업 플라이 사이에 반경방향으로 배치되며 그 축방향 폭이 가장 넓은 작업 크라운 플라이의 축방향 폭의 적어도 1.1배인 축방향으로 연속적인 추가 플라이를 포함하는, 본 발명에 따른 타이어는, 상기 추가 타이어의 보강 요소가 연속적인 비연장성의 실질적으로 반경방향 금속 요소인 것을 특징으로 한다.

상기 추가 플라이는 실질적으로 제로인 자오선 곡률을 가지며, 삼각형상을 갖는 소요 프로파일의 부재에 의해 제 1 및 제 2 작업 플라이로부터 분리된다. 상기 플라이의 "실질적으로 제로인 자오선 곡률"은 그 반경이 상기 플라이의 곡률의 적도 반경의 적어도 2.00 배인 곡률을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

"비연장성 케이블"은 그 파괴 로드의 10%에서 측정된 0.5% 이하의 상대 연신율을 갖는 예를 들어 스틸 케이블과 같은 케이블을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

실질적으로 반경방향인 금속제 요소는 원주방향에 대해 0°주위로 +85°, -85°이내 범위의 각도를 형성하는 요소이다.

본 발명에 따른 크라운 보강부는, 스틸로 제조된 탄성 금속 케이블로 형성되고, 원주방향에 대해 반경방향 최외측 작업 크라운 플라이의 케이블에 의해 형성되는 각도와 동등한 각도로 배치되며, 그 축방향 폭이 적어도 반경방향 최외측 작업 플라이의 축방향 폭과 동등한 소위 보호성 크라운 플라이에 의해 마무리 가공될 것이다.

전술한 해결책이 어떠한 것이건 간에, 크라운 보강부는 또한, 원주방향에 대해 60°이상의 각도를 형성하고 카카스 보강부에 대해 반경방향으로 가장 가까운 플라이의 보강 요소가 형성하는 각도와 동일한 방향의 각도를 형성하는 비연장성 보강 요소의 소위 삼각형상 플라이에 의해, 카카스 보강부와 이 카카스 보강부에 가장 가까운 반경방향 내측 작업 플라이 사이에서 반경방향 내측으로 마무리 가공될 수 있다. 상기 삼각형상 플라이는 문제의 크라운 보강부에서 카카스 보강부에 대해 반경방향으로 가장 가까운 상기 가장넓은 작업 플라이보다 좁은 축방향 폭을 가질수 있다. 상기 삼각형상 플라이는 또한 가장넓은 작업 플라이의 폭보다 넓은 축방향 폭을 가질수도 있다.

본 발명의 특징 및 장점은, 실시예의 예를 비제한적인 방법으로 도시하는 도면을 참조로 한 이하의 설명에서 보다 잘 이해될 것이다.

치수가 385/55.R.22.5 X 인 타이어(P)는 0.55 의 H/S 형상비를 갖는다(여기서 H는 타이어(P)의 그 장착 림 상의 높이이고, S는 그 최대 축방향 폭임). 상기 타이어(P)는 반경방향 카카스 보강부(1)를 포함하며, 이 카카스 보강부는 각각의 비이드에서 업턴(upturn)을 형성하는 적어도 하나의 비이드 와이어에 고정되고(anchored) 단일 플라이의 금속 케이블에 의해 형성된다. 상기 카카스 보강부(1)는 크라운 보강부(3)에 의해 후핑(hooped)되며, 상기 크라운 보강부는,

- 스틸재의 비연장성 금속 케이블로 형성되고 18°로 조사되는 경우와 동등한 각도 α만큼 배향되는 제 1 작업 크라운 플라이(32)에 의해 내부에서 외부로 반경방향 형성되고,

- 상기 제 1 작업 크라운 플라이(32)는 원주방향에 대해 90°각도로 배향되는 스틸제의 비연장성 금속제 요소들로 형성되는 추가 플라이(33)에 의해 둘러싸이며, 상기 제 1 작업 크라운 플라이의 축방향 외부 에지는 삼각 단면 형상의 프로파일 부재(4)에 의해 반경방향 요소의 추가 플라이(33)로부터 분리되고, 플라이(32)의 축방향 외측 단부에서 측정되는 플라이(32)와 플라이(33) 사이의 고무 두께(e₂)는 실질적으로 2 ㎜ 이며,

- 상기 크라운 보강부는 이어서, 제 1 플라이(32)의 것과 동일한 금속 케이블로 형성되고 원주방향에 대해 각도 β(이 각도는 상기 각도 α와 반대이고, 도시된 경우에는 각도 α와 같이 18°이지만 각도 α와 다를수도 있음)를 형성하는 제 2 작업 크라운 플라이(34)에 의해 내부에서 외부로 반경방향 형성되고,

- 최종적으로는, 스틸 재질의 소위 탄성 금속 케이블로 이루어지고 원주 방향에 대해 각도 γ(이 각도는 상기 각도 β와 동일한 방향이고 각도 β와 동일하지만 다를수도 있음)를 형성하는 소위 보호 플라이라는 최종 플라이(35)에 의해 내부에서 외부로 반경방향 형성되며, 상기 소위 탄성 케이블은 파괴시 적어도 4% 의 상대적 연장을 갖는다.

상기 제 1 작업 플라이(32)의 축방향 폭(L₃₂)은 카카스 보강부(1)의 중앙 섹션의 최대 축방향 폭(S₀)의 0.75 배, 즉 290 ㎜ 에 달하며, 이는 종래 형상의 타이어에 있어서는 트레드의 폭(문제의 경우 325 ㎜ 에 달함) 보다 매우 작은 것이다. 상기 제 2 작업 플라이(34)의 축방향 폭(L₃₄)은 286 ㎜ 로서, 폭(L₃₂)과 거의 동일하다. 추가 플라이(33)의 축방향 폭(L₃₃)은 320 ㎜ 에 달하는 바, 이는 0.827 S₀를 나타냅니다. 사실상, 추가 플라이(33)의 폭(L₃₃)은 가장 넓은 작업 플라이의 폭(L₃₂(L₃₄))보다 상당히 넓다. 보호 플라이로 지칭되는 최종 크라운 플라이(35)는 작업 크라운 플라이(34)의 폭(L₃₄)보다 약간 넓은 폭(L₃₅), 즉 300 ㎜ 을 갖는다.

본건에서와 동일한 작업 플라이(32) 또는 작업 플라이(34)의 연장부의 정할(正割:secant) 모듈러스는, 비연장성이고 플라이의 전체 폭에 걸쳐서 연속적인 스틸 재질의 동일 비후핑(the same non-hooped) 14.28 금속 케이블(이들 케이블은 동일 피치로 배치, 즉 케이블에 대해 수직하게 측정되는 케이블 사이 간격이 동일하게 배치됨)로 형성되므로, 통상 0.4 % 의 상대적 연신율에서 5000 daN/㎟ 이상이며 문제의 경우는 5500 daN/㎟ 에 달한다. 추가 플라이(33)에 있어서, 0.4 % 의 상대적 수축을 위한 압축의 정할 모듈러스는 통상 동일 사이즈의 상대적 연신을 위한 그 연장 모듈러스의 0.33 내지 0.66 가 된다. 문제의 경우, 상기 추가 플라이(33)는 스틸 재질의 후핑된 27.33 금속 케이블로 형성된다.

도 2 에 도시된 타이어는 카카스 보강부(1)와 이 카카스 보강부(1)에 가장 가까운 반경방행 내측 작업 플라이(32) 사이에 반경방향 내측으로 배치된 소위 삼각형 플라이(31)를 추가하는 것에 의해 도 1 의 타이어와 상이한 것이다. 상기 삼각형 플라이(31)는 스틸로 만들어진 비연장성 금속 케이블로 형성되며, 카카스 보강부(1)에 대해서는 반경방향으로 가장 가까운 작업 플라이(32)의 보강 요소에 의해 형성되는 각도(α)와 동일한 방향의 각도(δ)인 65°를 형성한다. 상기 삼각형 플라이(31)는 310 ㎜ 의 축방향 폭(L₃₁)을 가지며 따라서 상기 가장넓은 작업 플라이(32)의 폭보다 넓다.

Claims (6)

1. 반경방향 카카스 보강부(1)와 크라운 보강부(3)를 구비하며, 상기 크라운 보강부는, 하나의 플라이에서 다른 플라이로 교차되고 원주방향과 10°내지 45°의 각도를 형성하는 비연장성 보강 요소로 된 적어도 두개의 작업 크라운 플라이(32, 34)와, 상기 작업 플라이(32, 34) 사이에서 반경방향으로 배치되고 스틸 재질의 금속 보강 요소로 형성되며 그 축방향 폭(L₃₃)은 가장넓은 작업 크라운 플라이(32, 34)의 축방향 폭(L₃₂, L₃₄)의 적어도 1.1배인 축방향 연속적인 추가 플라이(33)를 포함하는 타이어에 있어서,

   상기 추가 플라이(33)의 보강 요소는 스틸 재질의 연속적이고 비연장성인 반경방향 금속 요소인 것을 특징으로 하는 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 추가 플라이(33)는 실질적으로 제로의 자오선 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 추가 플라이(33)는 후핑된 금속 케이블로 형성되며 0.4 % 의 상대적 수축을 위한 그 압축 정할 모듈러스는 동일 사이즈의 상대적 연신을 위한 그 연장 정할 모듈러스의 0.33 내지 0.66 배인 것을 특징으로 하는 타이어.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 크라운 보강부(3)는 추가로 상기 최종 작업 플라이(34) 위에 반경방향으로 배치되는 연속적인 소위 보호 플라이(35)를 포함하며, 이 추가 플라이는 탄성 금속 케이블로 형성되고 그 축방향 폭(L₃₅)은 반경방향 최외측 작업 플라이의 축방향 폭(L₃₄)과 적어도 동등한 것을 특징으로 하는 타이어.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 크라운 보강부(3)는, 원주방향에 대해 상기 작업 플라이(32)의 보강 요소에 의해 형성되는 각도와 동일한 방향의 60°이상의 각도를 형성하는 비연장성 보강 요소의 소위 삼각형상 플라이(31)에 의해, 카카스 보강부(1)와 이 카카스 보강부(1)에 가장 가까운 반경방향 내측 작업 플라이(32) 사이에서 내측을 향해 마무리 가공되는 것을 특징으로 하는 타이어.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 삼각형 플라이(31)는 가장 넓은 작업 플라이(32, 34)의 폭(L₃₂, L₃₄)보다 넓은 축방향 폭(L₃₁)을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.