KR20010043849A - 래디얼 타이어의 보강 타이어 비드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편평한 또는 5°의 경사를 갖는 림 시트상에 장착되도록 설계된 타이어 비드(B)를 가지는 고하중용 타이어에 관한 것으로서, 타이어 비드 베이스로부터 반경방향 거리(H_RNC)에 단부가 위치되는 플라이 업턴(10: ply upturn)을 형성하도록 비드 코어(2)에 대해 각각의 타이어 비드(B)에 고정되고 늘어지지 않는 보강 소자를 구비하여 형성되는 적어도 하나의 보디 플라이를 포함한다. 각각의 타이어 비드(B)는 적어도 두개의 부가의 보강 외장(reinforcing armouring)에 의해 보강된다. 즉, 반경방향 직물 보강 소자의 적어도 하나의 플라이(8)에 의해 형성되는 제 1 외장은 0°≤α≤45°범위의 원주방향 각도(α)로 형성되는 늘어지지 않는 소자의 적어도 하나의 플라이(6)에 의해 형성되는 제 2 외장(6)의 외측에 축방향으로 위치된다.

Description

래디얼 타이어의 보강 타이어 비드{Radial tyre reinforced tyre bead}

일반적으로, 타이어는 적어도 하나의 비드 와이어에 대해 각각의 비드 내에 고정되어 업턴(upturn)을 형성하는 금속 케이블로 이루어진 적어도 하나의 플라이로 형성되는 카카스 보강재를 포함한다. 카카스 보강재는 금속 케이블로 이루어진 적어도 두개의 플라이로 이루어지며 원주방향으로 10° 내지 45°의 각도로 하나의 플라이로부터 다음 플라이까지 교차되는 크라운 보강재에 의해 반경방향으로 연장된다. 카카스 보강재의 업턴은 일반적으로 원주방향에 대해 작은 각도에서 획득되는 금속 케이블로 이루어진 적어도 하나의 플라이에 의해 보강된다.

단일 비드 보강 플라이의 경우에 있어서, 상기 플라이는 카카스 보강 업턴의 반경방향 상단부의 위에 또는 아래에 위치되는 반경방향 상단부를 구비한 카카스 보강 업턴을 따라 위치될 수 있다. 상기 플라이의 반경방향 하단부에 대해서, 상기 하단부는 일반적으로, 15°±2°로 경사진 림 시트(seat)상에 장착되도록 되어 있는 비드를 갖는 타이어의 경우에, 대략적으로 카카스 보강재의 고정 비드 와이어의 중간 구역의 무게 중심을 통과해 회전축에 대해 평행한 직선상에 위치되거나, 0° 또는 5°±1°로 경사진 림 시트상에 장착되도록 되어 있는 비드를 갖는 타이어의 경우에, 카카스 보강재의 최대 축방향 폭 지점과 고정 비드 와이어의 중간 구역의 무게 중심 사이에 위치되는 지점을 통과해 회전축에 대해 평행한 직선상에 위치된다. 두번째 경우에 있어서, 비드 보강 플라이는 비드 와이어 둘레로 권취되어, 축방향 외측 스트랜드와 축방향 내측 스트랜드를 가지고, 상기 축방향 내측 스트랜드의 반경방향 상단부는 일반적으로 상기 축방향 외측 스트랜드의 반경방향 상단부의 아래에 위치된다.

또한, 타이어의 마모에 관한 한 핸디캡이 적게 임의의 형태의 주행이 이루어지기 때문에, "고하중-차량"의 타이어의 수명은 특히, 장시간 주행하게 되는 타이어의 비드의 수명을 연장시키는 것이 필요하도록 이루어지고, 종종 이러한 주행에 있어서는 비드의 온도는 장착 림에 의해 도달되는 온도 때문에 고온이 된다.

15°-시트 림 또는 편평한 림 또는 5°-시트 림 중 어느것에 장착되도록 되어 있든간에, 다수의 해법이 타이어 비드의 수명을 연장시키기 위해 공지되었고, 금속성 보강 플라이를 복수의 보강 소자 플라이 즉, 하나의 플라이로부터 다음의 플라이까지 교차되는 직물 소자 플라이로 대체하는 것이 제안되었고, 상기 플라이는 상기 업턴의 한쪽 측부 또는 상기 업턴의 양쪽 측부상에 축방향으로 위치되거나, 선택적으로 일부는 상기 업턴을 따라 위치되고 일부는 상기 카카스 보강재를 따라 위치된다.

또한, 비드의 수명은 두개의 보강 플라이를 카카스 보강재를 따라 배열함으로써 연장될 수 있고, 상기 보강재의 업턴은 보강되지 않는다.

프랑스 특허출원 FR 2 730 190호에 있어서, 상기 구성은 카카스 보강재의 권취부의 외측상에 플라이가 비드 와이어 둘레로 권취된 원주방향 금속성 소자로 형성되는 적어도 하나의 보강 플라이의 비드에서 획득될 수 있고, 축방향 외측 스트랜드 및 축방향 내측 스트랜드 각각의 반경방향 상단부는 회전축에 평행한 직선 위로 반경방향으로 위치되고 상기 회전축으로부터 가장 멀리 위치되는 비드 와이어의 지점을 통과한다. 반경방향 코드 또는 케이블로 형성되는 카카스 보강재는 권취된 코드, 케이블, 밴드 또는 스트립의 형태로 일반적으로 금속성인 원주방향 소자의 공지된 바와 같은 비드 와이어와의 접촉면의 높이에서 원주방향인 상기 소자와 역시 원주 방향인 추가의 금속성 소자의 플라이 사이에 형성된다. 이러한 구조는 카카스 보강재가 받게 되는 인장 응력을 흡수할 수 있도록 하고, 그에 따라서 어떠한 주행 상태이든간에 카카스 보강재의 업턴의 단부에서의 모든 변형을 최소화한다.

원주방향 소자가 중요한 인자는 아니기 때문에, 원주방향 보강 소자를 구비한 비드 보강 플라이의 해법은 소위 편평한 림 또는 5° 경사진 시트를 갖는 림상에 장착되도록 되어 있는 비드를 갖는 타이어에 대해 기술적으로 및 산업적으로 최적의 해법을 나타내는 것은 아니다.

또한, 0° 또는 5°±1°로 경사진 시트를 갖는 림상에 장착된 고하중 차량용 타이어를 경량화하는 것에 대해서는, 비드의 보강 플라이의 축방향 내부 스트랜드를 없애고자 하는 것과 사용되는 두가지 형태의 림의 카카스 보강재 및 보강 플라이가 동일한 구조를 가지도록 하는 시도가 있었다.

카카스 보강재의 업턴의 케이블을 방사상으로 배치하는 것과 상기 업턴의 단부 및 보강 플라이의 반경방향 상단부가 각각 받게 되는 반경방향 및 원주방향 변형을 최소화하는 것이 목적인 상기 공지된 해법이 비드 보강재의 수명을 연장시켰을 지라도, 0°의 시트 또는 5°±1°의 시트를 갖는 림상에 장착되는 타이어의 성능은 비드를 덮으며 림에 연결부를 제공하는 외부 고무층에서의 파손의 개시 및 전파에 의해 감소된다.

본 발명은 화물차, 로드 트랙터, 버스, 트레일러 등과 같은 차량에 장착되도록 되어 있는 반경방향 카카스 보강재를 구비한 타이어, 특히 "고하중-차량"용 타이어에 관한 것으로서, 신규한 비드용 보강 구조체는 상기 비드의 수명을 연장시키도록 적용된다.

도 1은 본 발명에 따라 변형된 비드를 도시한 도면.

본 발명의 목적은 상술된 단점을 극복하는 것이다.

편평한 림 시트 또는 5° 경사진 림 시트에 장착되도록 되어 있는 비드를 가지며 고하중을 지지하는데 필요한 타이어의 수명을 연장시키기 위해, 본 발명에 따른 상기 타이어는 늘어지지 않는 보강 소자의 적어도 하나의 플라이로 형성되고 업턴을 형성하기 위해 비드 와이어에 대해 각각의 비드(B)에 고정되는 적어도 하나의 반경방향 카카스 보강재를 포함하고, 상기 업턴의 단부는 비드의 베이스로부터 반경방향 거리(H_RNC)에 위치되고, 각각의 비드(B)는 적어도 두개의 추가의 보강재에 의해 보강되고, 반경방향 보강 소자의 적어도 하나의 플라이로 형성되는 적어도 하나의 제 1 보강재 및 0°≤α≤45°가 되도록 원주방향으로 각도(α)를 형성하는 늘어지지 않는 소자의 적어도 하나의 소자로 형성되는 적어도 하나의 제 2 보강재를 또한 포함하고, 자오면에서 볼 때, 상기 제 1 보강재는 카카스 보강재의 고정 비드 와이어 둘레로 권취되지 않는 반경방향 직물 보강 소자로 형성되어 제 2 보강재의 외측에 축방향으로 위치되고, 상기 제 1 보강재의 반경방향 내부 단부는 회전축에 대해 평행한 두개의 직선 사이에 위치되어 각각 회전축으로부터 가장 멀리 및 가깝게 위치되는 고정 비드 와이어의 지점을 통과하고, 반경방향 외부 단부는 거리(H_RNC)의 80%와 120% 사이의 비드의 베이스로부터의 거리(H_LE)에 위치되고, 상기 고정 비드 와이어 둘레로 권취되지 않는 제 2 보강재는 회전축에 평행한 직선과 비드의 베이스 사이에 위치되는 반경방향 내부 단부와 거리(H_RNC)의 60%와 75% 사이의 상기 베이스로부터의 거리(H_R)에 위치되는 반경방향 외부 단부를 갖는다.

보강 소자는 타이어의 원주방향과 이루는 각도가 80° 내지 100°의 범위 내에 놓이면 반경방향이 되는 것으로 고려된다.

또한, 본 발명의 정신에 있어서, 하나 이상의 플라이로 형성될 수 있는 비드 보강재의 "반경방향 상단부"는 회전축으로부터 가장 멀리 위치된 보강 플라이의 단부를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, 상단부를 가질 수 있는 상기 보강 플라이는 20mm 이하의 반경방향 거리 범위에 포함된다. 또한, 비드 보강재의 반경방향 하단부는 회전축으로부터 가장 가깝게 위치된 플라이의 하단부가 된다.

반경방향 보강 소자의 제 1 보강재는 적어도 250/250의 분당 꼬임수에서 두개의 플라이 코드로 구성되는 지방성 폴리아미드 직물 케이블의 단일 플라이로 형성된다. 상기 제 1 보강재는 적어도 2mm 두께의 고무 혼합물로 이루어진 형상 소자에 의해 제 2 보강재로부터 분리된다.

제 2의 추가 비드 보강재는 원주방향 금속성 보강 소자의 적어도 하나의 플라이로 형성될 수 있고, 이러한 경우에, 용이한 제조 및 비용 절감을 위해서는, 비드 와이어의 중심축의 원주방향 길이보다 짧은 원주방향 길이를 갖는 금속 케이블 조립체 또는 상기 플라이의 보강 소자로서 선택하는 것이 바람직하다. 또한 상기 보강재는 공지된 바와 같이, 플라이 내에서 서로 평행하며 원주방향에 대해 5°와 30° 사이의 작은 각도를 이루는 금속 케이블의 단일 플라이로도 형성될 수 있다. 모든 경우에 있어서, 상기 보강재는 3mm 이하 두께의 고무 혼합물로 이루어지는 형상 소자에 의해 카카스 보강재의 업턴으로부터 분리될 수 있다.

본 발명의 특징은 비제한적으로 도시한 도면을 설명하는 하기의 상세한 설명을 참조로 보다 명백해질 것이다.

도 1에 도시된 비드(B)는 5°경사진 림 시트를 포함하는 림상에 장착되도록 되어 있는 10.00.R.20 X 타이어의 비드이다. 상기 비드는 비드 와이어(2)에 의해 보강된다. 상기 비드 와이어(2)의 둘레에는 금속 케이블의 단일 플라이로 구성되는 카카스 보강재(1)가 고정된다. 상기 고정은 비드 와이어(2)를 덮는 고무 혼합물의 층(20) 둘레의 업턴(10)에 의해 수행되고, 상기 업턴(10)의 반경방향 상단부와 비드의 베이스 사이의 반경방향 거리(H_RNC)는 10.00.R.20 크기의 타이어에 있어서 림상에서의 타이어 높이(H)의 0.25배이고, 통상적으로 상기 비드는 상기 회전축에 가장 가까운 비드 와이어(2)의 지점을 통과하는 회전축에 평행한 직선(D)에 의해 표시되고, 상기 높이는 장착 림의 공칭 직경을 측정하기 위한 직선으로부터 회전축에서 반경방향으로 가장 먼 타이어의 지점 사이의 반경방향 거리이고, 그 거리는 270mm이다. 카카스 보강재(1)와 비드 와이어(2)의 위로 반경방향으로 위치되는 업턴(10) 사이에는, 일반적으로 높은 쇼어 A 경도의 고무 혼합물로 이루어진 제 1 비드 충전재(3)가 배치되고, 상기 제 1 충전재(3)는 보다 낮은 쇼어 A 경도의 고무 혼합물로 이루어진 제 2 충전재(4)에 의해 반경방향으로 연장되고, 상기 충전재(4)의 반경방향 상단부는 실질적으로 타이어의 최대 축방향 폭의 높이에 위치된다.

플라이(1)의 업턴(10)의 축방향 외측에는, 비드 와이어(2) 둘레로 감아올려지지 않은 단일 플라이(6)로 구성된 제 2 비드 보강재가 배치되어 있다. 상기 플라이(6)의 반경방향 상단부는 비드의 베이스에 대해 50mm의 높이(H_R)에 위치되고, 거리(H_R)는 거리(H_RNC)의 66%가 된다. 반경방향 내부 단부는 비드의 베이스를 한정하는 회전축에 평행한 직선상에 위치된다. 상기 제 2 보강재의 플라이(6)는 원주방향에 대해 22°로 방향설정되는 금속 케이블로 형성된다. 플라이(6)의 반경방향 상절반은 충전재(4)를 구성하는 동일한 혼합물의 경도와 실질적으로 동일한 쇼어 A 경도를 갖는 고무 혼합물로 이루어진 형상 소자(5)에 의해 카카스 보강재(1)의 업턴(10)으로부터 축방향으로 분리되고, 플라이(6)의 반경방향 상단부의 높이에서 업턴(10)에 수직하게 측정되는 두께(e₀)는 3mm이다. 카카스 보강재(1)의 업턴(10)과 비드의 보강 플라이(6)의 각각의 두개의 반경방향 외측 단부는 제 2 비드 충전재(4), 형상 소자(5) 및 업턴(10)의 일부를 지지하는 소위 "인필(infill) 충전재"로서 인용되는 제 4 형상 소자 또는 충전재(7)에 의해 외측에 대해 축방향으로 덮이고, 제 2 비드 보강재의 반경방향 외측 단부의 높이에서 측정된 두께(e₁)는 2mm이다.

상기 인필 충전재(7)를 따르는 축방향 외측에는, 485/485의 분당 꼬임수로 꼬인 94/2(텍스) 지방성 폴리아미드 케이블의 단일 플라이로 구성되는 제 1 비드 보강재가 배치된다. 공지된 방식에 있어서, 상기 수치는 각각의 플라이 트레드 또는 케이블이 두개의 스트랜드(다중필라멘트 섬유)로 형성되는 것을 나타내고, 각각의 스트랜드는 꼬임가공 전에 즉, 먼저 소정 방향으로 485의 분당 꼬임수로 모두 개별적으로 꼬이고, 다음으로 대향 방향으로 485의 분당 꼬임수로 함께 꼬이는 가공 전에 94 텍스(tex)의 선형 밀도를 갖는다. 상기 플라이(8)의 케이블은 본 예에 있어서는 반경방향으로 평균 89°의 각도를 형성한다. 상기 플라이(8)의 반경방향 외측 단부는 80mm인 비드의 베이스로부터의 반경방향 거리(H_LE)에 위치되거나, 상기 카카스 플라이의 업턴의 단부와 상기 베이스 사이의 거리(H_RNC)의 106% 위치에 위치된다. 상기 플라이(8)의 반경방향 내측 단부는 실질적으로 고정 비드 와이어(2)의 단면의 무게 중심을 통과하는 타이어의 회전축에 평행한 직선상에서, 회전축에 평행하며 상기 회전축으로부터 가장 먼 비드 와이어(2)의 선단을 통과하는 직선(D')과 상기 직선(D) 사이에 위치된다.

제 1 보강 플라이(8)는 공지된 바와 같은 비드의 대부분을 둘러싸는 보호용 고무 혼합물(9)을 축방향 외부 비드의 잔여부로부터 격리시키고, 상기 혼합물(9)은 종래의 내부 고무 보강재 층(12)에 의해 반경방향 외측으로 연장되며 축방향 내측으로 배치되고, 사이드월 층(11)에 의해 반경방향 외측으로 연장되며 축방향 외측으로 배치된다.

반경방향 카카스 보강재(1)의 고정 비드 와이어(2) 둘레로 권취되지 않는 반경방향 직물 소자로 이루어지며 카카스 보강재의 업턴(10)의 축방향 외측에 배치되는 제 1 보강재(8)와 카카스 보강재의 반경방향 케이블이 반경방향 배치로부터 벗어나는 것을 최소화하며 카카스 보강재의 업턴(10)의 축방향 외측에 배치되는 제 2 보강재(6)의 조합은 비드를 형성하는 고무 혼합물상에서의 특히, 플라이의 단부에서의 응력을 감소시키고 보호용 층(9) 내에서의 파손의 개시를 실질적으로 지연시킨다. 이는 전술한 타이어가 내구성 주행시험에서 총거리 85,000km(2회 결과 평균)를 주행했고 반경방향 직물 케이블이 없는 타이어가 단지 32,500km(약 10회 결과 평균)만을 주행했다는 사실로부터 알 수 있다.

Claims (5)

1. 늘어지지 않는 보강 소자의 적어도 하나의 플라이로 형성되고 업턴(10)을 형성하기 위해 비드 와이어(2)에 대해 각각의 비드(B)에 고정되는 적어도 하나의 반경방향 카카스 보강재(1)를 포함하고,

   상기 업턴의 단부는 비드의 베이스로부터 반경방향 거리(H_RNC)에 위치되고, 각각의 비드(B)는 적어도 두개의 추가의 보강재에 의해 보강되고,

   반경방향 보강 소자의 적어도 하나의 플라이(8)로 형성되는 적어도 하나의 제 1 보강재 및 0°≤α≤45°가 되도록 원주방향으로 각도(α)를 형성하는 늘어지지 않는 소자의 적어도 하나의 플라이(6)로 형성되는 적어도 하나의 제 2 보강재를 또한 포함하는, 편평한 림 시트 또는 5° 경사진 림 시트에 장착되도록 되어 있는 비드(B)를 가지며 고하중을 지지하는데 필요한 타이어에 있어서,

   자오면에서 볼 때, 상기 제 1 보강재(8)는 카카스 보강재(1)의 고정 비드 와이어(2) 둘레로 권취되지 않는 반경방향 직물 보강 소자로 형성되어 제 2 보강재(6)의 외측에 축방향으로 위치되고, 상기 제 1 보강재(8)의 반경방향 내부 단부는 회전축에 대해 평행한 두개의 직선(D, D') 사이에 위치되어 각각 회전축으로부터 가장 멀리 및 가깝게 위치되는 고정 비드 와이어(2)의 지점을 통과하고, 반경방향 외부 단부는 거리(H_RNC)의 80%와 120% 사이의 비드의 베이스(D)로부터의 거리(H_LE)에 위치되고, 상기 고정 비드 와이어(2) 둘레로 권취되지 않는 제 2 보강재(6)는 비드 와이어(2)의 단면의 무게 중심을 통과하는 회전축에 평행한 직선과 비드의 베이스(D) 사이에 위치되는 반경방향 내부 단부와 거리(H_RNC)의 60%와 75% 사이의 상기 베이스로부터의 거리(H_R)에 위치되는 반경방향 외부 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반경방향 보강 소자의 제 1 보강재는 적어도 250/250의 분당 꼬임수에서 두개의 플라이 코드로 구성되는 지방성 폴리아미드 직물 케이블의 단일 플라이(8)로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 보강재(8)는 적어도 2mm 두께(e₁)의 고무 혼합물로 이루어진 형상 소자(7)에 의해 상기 제 2 보강재(6)로부터 축방향으로 분리되는 것을 특징으로 하는 타이어.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2의 비드 보강재는 플라이 내에서 서로 평행하며 원주방향에 대해 5°와 30° 사이의 작은 각도를 이루는 금속 케이블의 단일 플라이(6)로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 보강재(6)는 3mm 이하 두께(e₀)의 고무 혼합물로 이루어진 제 2 형상 소자(5)에 의해 카카스 보강재(1)의 업턴(10)으로부터 축방향으로 분리되는 것을 특징으로 하는 타이어.