KR20030017605A - 개선된 구조의 비드를 가지는 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반경방향 카커스 보강재(13)를 구비한 타이어(1)는, 자오 단면에서 볼 때, 모면이 외측을 향해 경사진 두 개의 비드(12)를 포함하고, 상기 보강재(13)는 높은 쇼어 A 경도로 이루어진 웨지형 프로파일 소자(3)의 측방향(30) 및 반경방향 내부(32) 측면에 의해 형성되고, 이는 먼저, 환형 고정 소자(14)의 무게 중심을 통과하는, 회전축에 수직인 직선(P₂)의 축방향 외측에 위치되고, 두 번째로, 회전축과 30°와 60° 사이의 각도를 형성하면서 상기 무게 중심을 통과하는 직선(P₁)의 축방향 내측 및 반경방향 외측에 위치된 단부를 가지며, 카커스 보강재(13)와 그 업턴(130) 사이의, 그리고, 상기 환형 소자(14) 및 웨지형 프로파일 소자(3)의 반경방향 위쪽의 고무 혼합물의 프로파일 소자(6, 7) 중 하나 이상은 상기 프로파일 소자(3)를 형성하는 고무 혼합물의 경도와 적어도 같은 쇼어 A 경도를 가지고, 상기 직선(P₁)상에서 측정된, 상기 카커스 보강재 업턴(130)과 상기 비드의 외벽 사이의 두께(e₂)에 대한 상기 카커스 보강 업턴(130)과 환형 고정 소자(14) 사이의 두께(e₁)의 비율(e₁/e₂)은 0.05≤e₁/e₂≤1.0의 관계를 충족시킨다.

Description

개선된 구조의 비드를 가지는 타이어{Tyre having beads of improved structure}

이런 타이어는 본 출원인에 의한 출원 WO 94/13498에 기술되어 있다. 이는 외측을 향해 경사진 제 1 림 시트상에 장착되는 하나 이상의 제 1 비드를 포함하고, 축방향 외측으로 비드 토우(bead toe)에서 종결되는 종래의 축방향 폭으로 이루어진 상기 제 1 비드는 비드 시트를 가지고, 상기 비드 시트의 모면은 그 축방향 외단부가 그 축방향 내단부 보다 회전축에 보다 근접하며, 상기 모면은 비드 토우를 형성하는 외향면에 의해 축방향 외측으로 연장되고, 상기 외향면은 회전축과 90°미만의, 반경방향 및 축방향으로 외측을 향해 개방된 각도(γ)를 형성한다. 각 비드내에서 하나 이상의 비신장성 환형 보강 소자에 고정된, 상기 타이어의 반경방향 카커스 보강재는 타이어가 그 작동 림상에 장착되어 그 작동 압력으로 팽창되었을 때, 측벽내에서 일정한 굴곡 방향을 가지는 자오면 프로파일과, 토우내에서 종결되는 비드를 가지며, 상기 비드는 상기 비드내에서, 상기 비드의 비신장성 환형소자와 상기 프로파일의 접점에 대한 탄젠트가 적어도 70°로 외향 개방된 각도(φ)를 형성하도록 이루어져 있다.

이런 타이어의 비드, 특히, 카커스 보강재를 후킹(hooking)한 구조는 다양할 수 있다. 국제 출원 WO 95/23073에서, 반경방향 카커스 보강재는 코팅된 비드 와이어의 섹션 아래에 위치된 정점(A)으로부터 시발하는 두 측면에 의해 형성된 고무 혼합물의 웨지형 프로파일 소자내로 연장하는 업턴을 형성하도록 힐(heel)로부터 비드의 토우까지 상기 소자 둘레로 권선됨으로써 비신장성 소자에 고정되며, 반경방향 외부 측면은 상기 정점(A)을 통과하는 회전축에 평행한 직선과 외측을 향해 반경방향 및 축방향으로 개방된 20°와 70° 사이의 예각(φ₁)을 형성하고, 반경방향 내부 측면은 상기 평행선과 반경방향 내측을 향해 개방된 0°와 30° 사이의 예각(φ₂)을 형성하며, 상기 고무 혼합물은 비드 와이어에 축방향으로 인접하면서, 상기 비드 와이어 및 프로파일형 소자의 축방향 및 반경방향 위의 고무 혼합물의 쇼어 A 경도(들) 보다 큰, 최소 65의 쇼어 A 경도를 가지는 프로파일형 소자를 형성한다.

비드의 외부 보호층에서 시작하는 균열의 비드 와이어를 향한 전파를 극복하기 위해서, 미공개 출원 PCT/EP99/10472호는 카커스 보강재 업턴의 단부의 정밀한 위치를 제공하며, 상기 업턴은 적어도 고정 비드 와이어의 축방향 외측에 위치된 웨지형 고무 프로파일 소자를 보강한다. 상기 웨지형 프로파일 소자는 각 환형 고정 소자 및 프로파일 소자의 반경방향 위의 고무 혼합물의 경도(들) 보다 큰 경도의 고무 혼합물로 형성된다.

이들이 균열 전파의 주된 문제점을 해결하기는 하지만, 상술된 구조는 타이어의 수명 중 비드 보호 혼합물의 균열이 발생하는 순간이 너무 빠르기 때문에, 상기 균열의 발생에 대한 유효한 해법은 제공하지 못한다. 또한, 상기 구조는 특히 대형 치수를 가지는 승용차의 도로상의 거동의 명료성(clearness)의 관점에서, 특정한 무시할 수 없는 단점을 가진다 : 횡단 및 종방향 힘의 작용하에서 차량을 유지가 개선될 필요가 있다.

본 발명은 그 모면(generatrix)의 축방향 외단부가 축방향 내단부 보다 회전축에 보다 근접한, 하나 이상의 제 1 절두 원추체 시트상에 장착되는 타이어에 관한 것이다.

도 1은 그 장착림의 시트상에 장착된, 본 발명에 따른 타이어의 비드를 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 동작 림으로부터 타이어의 비드들의 웨징 해제 내성(anti-unwedging)의 양호한 특성을 보존하여, 타이어가 림을 벗어나지 않게 하면서, 상기 단점을 극복하는 것이다.

본 발명에 따른, 자오 단면에서 볼 때, 두 개의 비드를 포함하고, 각 비드는 그 모면이 외측을 향해 경사진 시트와, 축방향 내측의 힐을 포함하고, 상기 힐은 하나 이상의 비신장성 환형 소자로 보강되어 있으며, 상기 하나 이상의 비신장성 환형 소자의 둘레에는 상기 힐로부터 상기 비드의 토우까지 연장하여 업턴을 형성하는 카커스 보강재가 권회되어있고, 상기 축방향 내부 토우는 최소 65의 쇼어 A 경도의 고무 혼합물로 이루어진 프로파일 소자를 가지고, 상기 프로파일 소자는 세 개의 측면들에 의해 규정된 웨지의 형태로 상기 카커스 보강재의 업턴이 상기 웨지형 프로파일 소자의 측방향 및 반경방향 내부 측면에 의해 형성되며, 먼저, 회전축에 수직이면서 환형 고정 소자의 자오 단면의 무게 중심을 통과하는 직선의 축방향외측에 위치되고, 두 번째로, 회전축과 30°와 60° 사이의 축방향 및 반경방향 외측을 향해 개방된 각도(δ)를 형성하면서 상기 무게 중심을 통과하는 직선(P₁)의 축방향 내측 및 반경방향 외측에 위치된 단부를 가지며, 상기 세 개의 측면들 중 두 개는 환형 소자의 아래에 위치된 정점(A)으로부터 발현되는, 반경방향 카커스 보강재를 구비한 타이어는, 카커스 보강재의 주부와 그 업턴 사이의 공간을 충전하면서, 상기 환형 소자 및 웨지형 프로파일 소자의 반경방향 위쪽의 고무 혼합물의 프로파일 소자 중 하나 이상은 상기 프로파일 소자를 형성하는 고무 혼합물의 경도와 적어도 같은 쇼어 A 경도를 가지고, 상기 직선상에서 측정된, 상기 카커스 보강재 업턴과 상기 비드의 외벽 사이의 두께(e₂)에 대한 상기 카커스 보강 업턴과 환형 고정 소자 사이의 두께(e₁)의 비율(e₁/e₂)은 0.05≤e₁/e₂≤1.0의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 한다.

"외측을 향해 경사진 모면은" 그 축방향 내단부가 그 축방향 외단부상의 원의 직경 보다 큰 직경의 원상에 놓여지는 것을 의미한다.

"경사진 시트의 직경"이 회전축으로부터 가장 먼 그 모면의 단부가 그 위에 위치되어 있는 원의 직경을 의미하는 경우에, 타이어는 외측을 향해 경사진 것이라 말해지는 상이한 직경으로 이루어진 두 개의 시트를 가진다.

타이어가 그 동작 림상에 장착되고, 그 동작 압력으로 팽창되었을 때, 카커스 보강재의 자오면 프로파일은 적어도 제 1 비드와, 그를 반경방향으로 연장시키는 측벽내에서 일정한 굴곡 방향을 가지고, 상기 비드의 환형 보강 소자와 상기 프로파일의 접점(T)에 대한 접선(TT)은 회전축과 적어도 70°의 외측을 향해 개방된 각도(φ)를 형성한다.

본 발명은 적절한 림과 연계하여 고성능 타이어/림 조립체를 형성하는, 본 발명에 따른 타이어의 실시예의 비제한적 예를 예시하는 상세한 설명에 첨부된 도면을 참조로 보다 양호하게 이해될 것이다.

타이어(1)가 그 위에 장착되어 있는 림(1)은 주로 두 개의 절두 원추형 시트로 형성되며, 그 모면은 회전축과, 타이어의 비드(12)의 시트의 대응 모면의 각도 보다 작은4°와 30° 사이의, 타이어의 외측을 향해 개방된 각도(α')를 형성하고, 이는 본 실시예에서는 14°이다. 따라서, 상기 시트는 축방향 내단부가 그 위에 위치되어 있는 원의 직경 보다 작은 직경의 원상에 그 축방향 외단부를 가진다. 예로서, 차량의 외측상에 위치되어 있는 시트(23")는 돌출부 또는 험프(25")에 의해 축방향으로 연장되고, 그 내면(250")은 회전축과 각도(γ')를 형성하며, 그 직경(D_SE)은 상기 시트상에 장착되게 되는 비드를 보강하기 위한 비드 와이어(14)의 내경(D_TE)보다 작고, 림 시트(23")의 축방향 외단부에 대하여 측정된 그 높이(h₁)는 종래의 표준화된 승용차 림의 내측에 대해 축방향으로 사용된 험프 또는 돌출부의높이와 비견할만하다.

차량의 외측상에 위치된 측면상에서, 림 시트(23")는 트레드를 위한 베어링 지지부(4)가 그 위에 놓여지게 되는 원통부(21)에 연결된다. 원통부(21)의 직경은 림(2)의 공칭 직경(D)이다.

시트(23")상에 장착된 비드(12)의 외형은 축방향 내측으로 회전축에 실질적으로 수직인 벽(12D)을 포함하고, 이 벽은 지지링(4)의 축방향 외면상에 측방향으로 지지될 수 있다. 비드(12)의 상기 벽(12D)은 절두 원추형 모면(12C)에 의해 축방향 외측으로 연장하고, 이는 회전축에 평행한 선과 45°의 각도(β)를 형성하고, 이는 축방향 내측을 향해, 그리고 반경방향 외측을 향해 개방되어 있다. 상기 모면(12C)은 회전축의 방향과 함께 축방향 내측 및 반경방향 외측을 향해 개방된 15°의 각도(α)를 형성하는 비드 시트의 제 2 절두 원추형 모면(12B)에 의해 축방향 외측으로 그 자체가 연장된다. 상기 모면(12B)은 그 축방향 내단부가 그 위에 위치되어 있는 원의 직경 보다 작은 직경의 원상에 그 축방향 외단부가 위치되는 상태로, 외측을 향해 경사져있다. 모면(12B)을 축방향 외측으로 연장하며, 회전축의 방향과 함께 축방향 및 반경방향으로 외측을 향해 개방된 45°의 각도(γ)를 형성하는 절두 원추형 모면(12A)은 비드(12)의 기부의 외형을 마감시킨다. 본 실시예에서 굴곡되어 있으며, 림의 회전축의 방향에 대해 실질적으로 수직인 배향으로 이루어져 있는 벽(12E)은 비드(12)의 외형을 완성시킨다. 모면(12B)은 외측을 향해 경사진 림 시트(23")상에 지지되며, 모면(12A)은 모면(12A)의 각도(γ)와 같은 각도(γ')만큼 경사진 림(2)의 돌출부 또는 험프(25")의 축방향 내벽(250")상에 지지된다. 자오면에서 볼 때, 벽(12D)에 인접한, 그리고, 모면(12C)에 인접한 비드의 부분은 비드(12)의 힐을 형성한다. 모면(12B)에, 모면(12A)에, 그리고, 부분적으로, 벽(12E)에 인접한 비드의 부분은 비드(12)의 토우를 구성한다. 비드(12)의 힐은 높은 쇼어 A 경도의 고무 혼합물로 비드 와이어가 코팅되어 있는 카커스 보강재(13)의 고정 비드 와이어(14)에 의해 보강된다. 비드(12)의 토우는 카커스 보강재(13)의 고정 비드 와이어(14)의 축방향 외측에 배렬된 프로파일 소자(3)를 포함한다. 프로파일 소자(3)는 비드 와이어(14)의 반경방향 아래에 위치된 정점 또는 중심(A)을 가지는 실질적인 원형 섹터 형상이며, 두 측면 또는 반경(31, 32)은 상기 정점(A)으로부터, 그리고, 정점(A)에 대향한 제 3 측면(30)으로부터 시발한다. 반경방향 외부 측면 또는 반경(31)은 동일 평행선과 함께, 반경방향 내측 및 축방향 외측을 향해 개방된 15°의 각도(φ₂)를 형성한다. 이 프로파일 소자(3)는 가황된 상태에서, 표준 ASTM D67549T에 따라 측정된, 최소 65의 쇼어 A 경도를 가지는 고무 혼합물로 형성되며, 이는 본 실시예에서는 94이다.

코팅된 비드 와이어(14)는 높은 쇼어 A 경도의 고무 혼합물로 이루어진 프로파일 소자(7)에 의해 반경방향 외측으로 덮어씌워진다. 프로파일 소자(3)의 반경방향 외측으로, 그리고, 상기 프로파일 소자(7)의 축방향 외측으로, 프로파일 소자(7)의 것과 동일한, 따라서, 프로파일 소자(3)의 혼합물의 경도와 동일한, 쇼어 A 경도를 가지는 고무 혼합물로 이루어진 제 3 프로파일 소자(6)가 배열되며, 이는 카커스 보강재의 인장이 증가할 때, 장착 림(2)상의 비드의 토우의 자기 클램핑과 프로파일 소자(3)의 압축의 생성을 유지하면서, 특히 비드의 횡단방향 및 종방향 강성을 증가시킬 수 있게 하며, 본 실시예에서, 상기 림 상의 비드(12)의 초기 클램핑은 각도 α와 α'의 실질적인 동일성과, 림과 비드 시트의 보다 큰 직경으로 인해 실질적으로 0이다. 비드(12)는 보호체(5)에 의해 마감된다.

카커스 보강재(13)는 타이어가 그 동작 림에 장착되어 동작 압력으로 팽창되었을 때, 그 전체 길이에 걸쳐 굴곡 방향이 일정한 자오면 프로파일을 가지며, 비드(12)의 코팅된 비드 와이어(14)와 상기 프로파일의 접점(T)에 대한 접선(TT')회전축과 함께 축방향 및 반경방향으로 외측을 향해 개방되어 있는 80°의 각도(φ)를 형성하도록 이루어진다. 상기 카커스 보강재(13)는 비드(12)의 힐로부터 토우 까지, 또는, 내측으로부터 외측까지 코팅된 비드 와이어(14) 둘레에 권회되어 업턴(130)을 형성하고, 이 업턴은 프로파일 소자(3)의 반경방향 내측을 따라, 그후, 정점(A)에 대향한 측면(30)을 따라, 연장하고, 그후, 프로파일 소자(3)의 반경방향 외측으로 상기 프로파일 소자(6)의 축방향 및 반경방향 외부 측면을 적어도 부분적으로 덮는다. 업턴(130)의 단부는 직선 P₁과 p₂사이에 축방향으로, 그리고, 비드 와이어(14) 반경방향 위에 위치되며, 이 직선 P₁은 비드 와이어(14)의 자오 단면의 무게 중심을 통과하면서, 회전축과 함께, 축방향 및 반경방향 외측을 향해 개방된 45°의 각도(δ)를 형성하며, 직선 P₁은 비드 힐의 절두 원추형 모면(12C)에 수직이고, 직선 P₂는 상기 무게 중심을 통과하면서 회전축에 수직인 직선이다. 카커스 보강재 업턴(130)은 두께 e₂에 대한 두께 e₁의 비율이 약 0.8과 같도록 이루어진 자오면 프로파일을 가지고, 여기서, 두께 e₁은 비드 와이어(14)의 금속성 표면과 카커스 보강재(13)의 업턴(130)의 축방향 내면 사이의 고무 혼합물의 두께이고, 두께 e₂는 비드의 외벽과 업턴(130)의 축방향 외면 사이의 고무 혼합물의 두께이며, 두 두께 e₁및 e₂는 상술된 직선 P₁상에서 측정된다. 따라서, 그 주변의 고무 혼합물의 높은 경도와 조합하여, 이렇게 구성된 업턴(130)은 카커스 보강재의 권회 해제(unwindng)에 대하여 양호한 강도를 가지기에 충분한 길이를 가지며, 균열의 전파율에 현저히 부정적인 영향을 미치지 않고, 비드(12)의 외부층(5)내의 균열의 발생을 지연시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 자오 단면에서 볼 때, 두 개의 비드(12)를 포함하고, 각 비드는 그 모면이 외측을 향해 경사진 시트(12B)와, 축방향 내측의 힐을 포함하고, 상기 힐은 하나 이상의 비신장성 환형 소자(14)로 보강되어 있으며, 상기 하나 이상의 비신장성 환형 소자의 둘레에는 상기 힐로부터 상기 비드의 토우까지 연장하여 업턴(130)을 형성하는 카커스 보강재(13)가 권회되어있고, 상기 축방향 내부 토우는 최소 65의 쇼어 A 경도의 고무 혼합물로 이루어진 프로파일 소자(3)를 가지고, 상기 프로파일 소자는 세 개의 측면들(30, 31, 32)에 의해 규정된 웨지의 형태로 상기 카커스 보강재(13)의 업턴(130)이 상기 웨지형 프로파일 소자(3)의 측방향(30) 및 반경방향 내부(32) 측면에 의해 형성되며, 먼저, 회전축에 수직이면서 환형 고정 소자(14)의 자오 단면의 무게 중심을 통과하는 직선(P₂)의 축방향 외측에 위치되고, 두 번째로, 회전축과 30°와 60° 사이의 축방향 및 반경방향 외측을 향해 개방된 각도(δ)를 형성하면서 상기 무게 중심을 통과하는 직선(P₁)의 축방향 내측 및 반경방향 외측에 위치된 단부를 가지며, 상기 세 개의 측면들 중 두 개(31, 32)는 환형 소자(14)의 아래에 위치된 정점(A)으로부터 발현되는, 반경방향 카커스 보강재를 구비한 타이어(1)에 있어서,

   카커스 보강재(13)의 주부(main part)와 그 업턴(130) 사이의 공간을 충전하면서, 상기 환형 소자(14) 및 웨지형 프로파일 소자(3)의 반경방향 위쪽의 고무 혼합물의 프로파일 소자(6, 7) 중 하나 이상은 상기 프로파일 소자(3)를 형성하는 고무 혼합물의 경도와 적어도 같은 쇼어 A 경도를 가지고, 상기 직선(P₁)상에서 측정된, 상기 카커스 보강재 업턴(130)과 상기 비드의 외벽 사이의 두께(e₂)에 대한 상기 카커스 보강 업턴(130)과 환형 고정 소자(14) 사이의 두께(e₁)의 비율(e₁/e₂)은 0.05≤e₁/e₂≤1.0의 관계를 충족시키는 것을 특징으로 하는 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어는 상이한 직경으로 외측을 향해 경사진 두 개의 시트를 가지는 것을 특징으로 하는 타이어.