KR20050070139A - 낮은 탄성 계수의 앵커링 지역으로 확장된 이동성을 갖는타이어 - Google Patents

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베르나르 게리농
장-자크 드뤼
제임스 로버트 앤더슨
데이빗 자딘
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소시에떼 드 테크놀로지 미쉐린
미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
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Abstract

본 발명은, 두 개의 측벽들과 비드, 크라운 지역을 향해 각 비드들로부터 반경방향으로 연장된 강화 구조를 포함하고, 이 비드들(3) 중 최소한 하나는 전환된 비드 시트, 원주형 와이어의 배열을 포함하는 상기 비드내의 강화 구조용 앵커링 지역(30), 이 원주형 와이어들(12)과 강화 구조(12) 사이에 제공되는 결합 혼합물과, 상기 비드 지역에 배열되는 축방향 외부 지역(17), 상기 비드를 위한 지지 지역(50)을 포함하고, 상기 앵커링 지역의 결합 혼합물은 10% 변형에서 20MPa 이하의 그리고 양호하게는 10MPa 내지 20MPa 사이의 탄성 계수를 갖게 된다. 상기 앵커링 지역의 고무 혼합물은, 전술한 것보다 훨씬 낮은 강성에도 불구하고, 매우 만족스러운 강성을 유지한다.

Description

낮은 탄성 계수의 앵커링 지역으로 확장된 이동성을 갖는 타이어{TYRE WITH EXTENDED MOBILITY WITH SUBSTANTIALLY LOW-MODULUS ANCHORING ZONE}
본 발명은, 축방향 외측단부가 위치되는 원의 직경보다 더 큰 직경의 원에 존재하는 축방향 내측단부와 모선(generatrix)을 가진 시트(seat)를 최소한 하나의 비드ㄴ(bead)가 포함하는 차륜(wheel)용 타이어에 관한 것이다. 이러한 타입의 디자인은, 타이어가 설치되는 림(rim)으로부터 타이어가 분리되는 위험이 제거되는 상태에서 저압, 또는 심지어 0의 압력 혹은 대체로 0의 압력 조건으로 일정한 제한 내에서 사용될 수 있는 신규 세대의 타이어에 특히 적합하다. 이러한 개념은 종종 "확장된 이동성"으로 언급된다.
오랫동안, 타이어 제작자들은 정상적인 압력 강하 또는 전체적인 압력 손실의 경우에 어떠한 위협 또는 잠재적 위험의 근원도 생성하지 않는 타이어를 개발하고자 해왔다. 직면된 어려움 중의 하나는, 플랫 타이어(flat tire) 또는 저압 상태에서의 운행에 관한 것인데, 이는 종래의 타이어로 매우 낮은 압력 또는 심지어 0의 압력 상태에서 운행할 경우에 비드는 이들이 압력에 의해 고정되는 림의 외주로부터 분리될 위험이 크기 때문이다.
상기와 같은 문제점을 극복하고자 수많은 해결책이 테스트 되었다. 종종 이러한 해결책은 타이어를 림으로부터 설치하고 분리하는데 따른 부가적인 문제점들을 발생시킨다.
게다가, 타이어의 림으로의 클램핑 기능(clamping function)은 타이어의 작동 품질을 확보하는 본질적인 기능으로서, 이는 상기 클램핑 기능이 타이어의 설치(종종 "클립핑(clipping)"이라고도 함) 혹은 고정, 타이어의 기밀성(airtightness), 림 상에서의 회전 등과 같은 여러 양상에 직접 혹은 간접적으로 영향을 미치기 때문이다. 이러한 기능들은, 특히 고 품질 기준이 요구되는 경우에 모두 중요하고 제품에 대한 특정한 특징들과 정밀한 생산을 요구한다. 이제, 상기 림과 타이어는 종종 하나의 또는 동일한 치수 코드(dimensional code)에 대해 주로 생산 공차에 기인하는, 미소하게 상이한 실제 치수를 갖는다. 이러한 치수 변화는 상술된 여러 기능들에 응답하는 것을 어렵게 만든다.
두 개의 주요한 해결책으로서의 타이어가 상기 기능들을 산업적으로 충족시키기 위해 사용된다. 무엇보다도, 종래 타이어에 대해 비드 와이어는 상기 모든 기능들을 동시에 수행한다.
최근에, 출원인이 생산한 여러 타이어 제품에 대해, 종래 비드 와이어는, 앵커링 또는 결합 혼합물을 통해 카카스형(carcass-type) 강화 구조와 협력하는 원주형 코드(cord)의 배열을 특히 포함하는 앵커링 지역(anchoring zone)으로 대체되어왔다. 이러한 경우에도 또한 상기 앵커링 지역은 전술한 모든 기능들을 수행한다.
그러나, 이들 두 경우에 있어서, 특정 변수들을 최적화하는 것은 어려움이 있는데, 이는 하나의 변수를 개선하는 경우 매우 종종 다른 변수들의 악화를 초래할 수 있기 때문이다. 따라서 특정한 양상에 대한 열악한 성능을 용인하는 것은 종종 어려운 일이기 때문에, 한편에서의 이득과 다른 한편에서의 손실 사이를 보상하기 위한 특정한 제한이 존재하게 된다.
유럽특허 제 0 582 196호는, 두 개의 측벽에 의해 연장된 트레드와 두 개의 비드, 그리고 이 두 개의 비드에서 환형 강화부에 앵커링된 카카스를 포함하는 타이어를 기술한다. 상기 카카스는 인접하게 배열된 코드들로 형성되고, 이들 코드는 원주방향으로 정렬되고, 환형 강화부를 포함하는 비드의 훅킹 지역(hooking zone)에서 매우 높은 탄성 계수를 갖는 결합 고무의 최소한 하나의 층과 접촉하게 된다. 이러한 타이어에서, 비드의 훅킹 지역의 상기 환형 강화부는, 상기 카카스의 강화 코드들과 원주형 코드들의 스택(stack)들 사이의 매우 높은 탄성 계수를 가진 결합 고무층이 삽입된 원주형 코드들의 스택으로 형성된다. 이러한 실시예는, 타이어의 팽창압력으로 림 훅에 대해 비드가 고정되는 종래 형태의 타이어용으로 의도된다. 이러한 형태의 배열에서, 측면 방향 혹은 축방향의 지배적인 응력들이 존재하게 되고, 이 응력들은 상기 벽들로부터 상기 비드들의 중심을 향해 대체로 작용하는 주요 압축력을 유도한다. 상기 압축력들은 사기 팽착압력에 따라 증가한다. 이러한 압력의 증가는 상기 비드가 훅에 대해 반경방향으로 외부를 향해 슬라이딩하게 하는 경향이 있다. 상기 림의 시트에 대해 내부를 향해 반경방향으로 유도된 응력들은 압력의 증가에 따라 혹은 카카스형 강화 구조의 장력의 증가에 따라 감소한다.
상기 코드들의 스택이, 상기 비드가 지탱하는 림 훅의 외형의 방향에 대체로 평행한 방향으로 정렬된다는 점이 추가로 언급될 것이다. 상기와 같은 형태의 타이어 비드의 외형은 상대적으로 협소하며 그리고 신장된 것이다; 상기 앵커링은 상기 비드의 높이와 폭의 주요 부분에 걸쳐 분배된다. 상기 카카스가 비드로 유입하는 통로는 상기 비드의 벽에 대해 대체로 중심부에 해당된다. 게다가, 지배적인 축방향 힘에 종속되는 상대적으로 협소한 비드의 경우에, 팽창압력 또는 카카스에 유도된 장력 중 어느 것도, 비드 자체를 피벗시키거나 돌아가게 하는 경향이 있는 큰 모멘트 혹은 토크의 생성을 허용하지 않게 된다.
이러한 형태의 타이어에 대해, 상기 압력이 강하하고 차량이 계속 운행하게 된다면, 림 상의 타어어의 고정은 더 이상 보장되지 않고, 대다수의 경우에 림으로부터 벗어나서 굴러가게 된다.
유럽특허 제 0 673 324호는, 각 비드 내에 앵커링된 반경방향 카카스 강화부와 특정한 형상을 가진 림을 가진 최소한 하나의 타이어를 포함하는 구름 조립체를 기술한다. 상기 림은, 그 축방향 외부 단부가 돌출부 혹은 림 플랜지(flange)에 의해 축방향으로 외부에 한정되는 XX와 축방향 내부 단부 사이의 거리보다 작은 거리만큼 회전축으로부터 떨어져 있는 모선을 가진 제 1 시트를 포함한다. 상기 타이어는 상기 림에 설치하기에 적합한 비드 시트들을 포함한다. 상기 공보에 제안된 타이어/림의 형태는 이미 공지된 해결책들에 비해서, 특히 압력 강하에도 불구하고 일정한 거리를 이동하는 것을 가능하게 하면서 용이한 설치/분리에 관한 많은 이점을 가진다.
유럽특허 제 0 748 287호는, 상술한 유럽특허 제 0 673 324호에 기술된 기본 기술의 초기 최적화를 허용하는 해결책을 기술한다. 이는, 최소한 하나의 비드가 카카스 강화부 특히 팽창압력이 그 정격치(rated value)까지 상승할 경우의 강화부의 장력에 따라 비드의 클램핑을 수정하는 것을 가능하게 하는 구조를 가지는 타이어가 된다. 따라서 상기 공보는, 비드 와이어에 대해 축방향 혹은 반경방향 내부 슬라이드를 통해 비드 와이어의 기부에 대해 턴업(turn up)함으로써 카카스의 단부를 앵커링하는 비드를 이용할 것을 제안한다. 또한 상기 비드는, 카카스 강화부의 장력이 증가할 경우에 비드 와이어가 압축력을 작용하는 상기 비드 와이어에 인접해서 그리고 그 외부에 대해 축방향으로 윤곽이 형성된 상대적으로 고강도의 고무 혼합물(rubber mix) 부재를 포함한다. 이러한 압축력은 설치 림 상에 비드 토우(toe)의 자체 클램핑(self-clamping)을 생성한다. 따라서 상기 카카스의 장력은 비드 와이어의 외부를 향한 변위를 발생시키게 되어서, 비드 와이어가 상기 압축력을 발생하게 된다. 이러한 구성에서, 종래 타이어의 비드 와이어의 존재와, 상기 비드 와이어 아래에서의 카카스의 턴업(turning-up)은 상기 압축력을 생성하는데 필수적인 것으로서 제시된다. 이는 고려될 수 있는 다른 형태의 배열을 제한한다.
또한, 유럽특허 제 0 922 592호는, 외부를 향해 축방향으로 턴업함으로써 앵커링되는 카카스를 갖춘 두 실시예들을 기술한다. 제 1 실시예는 카카스의 한 단부의 외부를 향해 반경방향으로 턴업함으로써 비드에서 카카스를 앵커링할 것을 제안한다. 이러한 업턴(upturn)은 그 한 측면에서, 나란히 축방향으로 배열되고 비드의 시트를 따른 모든 축방향 부분을 대체로 덮는 금속 와이어의 두 개의 반경방향 중첩층이 의해 에워싸이게 된다. 이들 층들은 상기 시트에 대해 평행하도록 배열된다. 상기와 같은 형태의 와이어들과 그 해당 치수들은 배우 정밀하다. 상기 공보에 제안된 제 2 해결책은 서로 다른 직경을 가진 비드 시트에 관한 것이다. 또한 카카스는 제 1 해결책과는 상이하게 고정된다. 무엇보다도, 카카스는, 비드 레벨에서 반경방향으로 분할되는 두 부분으로 세분된다. 각 부분은 반경방향으로 배열된 타이어의 층에 의해 결합되고, 이들 각각의 층은 상기 각 카카스 부분에 대해서 외부에 반경방향으로 배열된다. 상기 반경방향 외부 카카스 부분과 내부에 대한 반경방향 타이어 층은 비드에 제공되는 고강도 형태의 탄성체의 삽입으로서 분할된다. 이러한 삽입은 비드의 중앙부를 축방향으로 정렬시키고, 상기 금속 와이어의 존재로 인한 반경방향 제한을 넘어서 외부를 향해 반경방향으로 그리고 내부를 향해 축방향으로 기립한다.
유럽특허 제 0 922 592호의 상기 두 실시예는 여러 이점을 갖는다. 따라서, 상기 공보에서 제안된 카카스의 고정방법은, 카카스의 단부 부분의 외부를 향한 축방향 업턴의 존재를 요구한다. 게다가, 와이어들의 중첩층들은, 비드가 지탱하는 플랜지의 상단부보다 회전축에 더 근접한 반경방향 위치에 적합한 요소로서, 비드의 시트에 근접하게 반경방향으로 배열된다. 고신축성의 와이어가 사용되지 않는다면, 타이어의 부적절한 반경방향 위치 때문에 타이어를 설치/분리하는데 있어 어려움을 겪게 된다. 또한 상기 스택들은 상기 비드가 지탱하는 시트의 외형에 대체로 평행하게 배향된다. 제 2 해결책에 따라서, 카카스는 두 부분으로 세분되고, 고강도의 삽입물은 한편으로는 타이어 층들과 다른 한편으로는 두 카카스 부분을 분할하는데 필요하게 된다. 그러나, 카카스는 상기 삽입물에 앵커링되지 않는다. 기술된 삽입물의 형성은 제한적이다.
국제특허출원공보 WO 01/39999호는, 각각의 비드가 전환된 시트, 앵커링 지역, 베어링 지역(bearing zone) 그리고 변이 지역(transition zone)을 포함하는 gh확장된 이동성(extended mobility) 타이어를 기술한다. 분리되어 고려되는 각각의 지역과 어느 정도는 함께 고려되는 모든 지역은, 서로 다른 지역에 대해 또는 실제적인 압력중심 CP에 대해 또는 림의 시트 등에 대해서와 같은 상대적인 운동을 형성할 수 있는 내부 비드를 형성한다.
양호하게, 상기 베어링 지역은 대체로 길다. 예를 들면 이 지역은 비드의 시트를 따라서 대체로 연장된다. 따라서 비드의 시트의 최소한 일부분에 대한 베어링 압력을 유지하면서, 축방향 외부 지역을 향해 축방향 내부 지역의 바닥 지역의 회전에 대한 힘의 전환이 가능하다. 상기 힘의 전환은 림에 대한 비드의 토우의 자체 클램핑을 생성한다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 타이어의 제 1 변형예의 비드에 대한 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 타이어의 제 2 변형예의 비드에 대한 확대 단면도.
도 4는 강화 스레드(thread)의 일부의 배열을 도식적으로 나타낸 도면.
도 5는 정적 크립 테스트의 결과를 도시한 도면.
본 발명은 상술한 해결책들에 내재된 여러 결함들을 극복할 것을 제안하고, 특히 성능, 내구성 그리고 설치/분리 특성에 유익한 영향을 미치도록 하기 위해 앵커링 지역의 특성을 최적화할 것을 제안한다.
이러한 제안을 달성하기 위해,
- 서로 축방향으로 이격되어 있고, 반경방향 외부 부분에 원주형 트레드를 구비한 크라운 지역에 의해 반경방향 외부 부분에 결합되는 두 개의 측벽들과;
- 상기 측벽들의 각각의 내부에 반경방향으로 배열되고, 각각은 시트와, 적합한 림과 접촉하도록 의도된 외부 플랜지를 포함하는 비드들과;
- 상기 각각의 비드들로부터 상기 측벽을 따라 상기 크라운 지역을 향해 대체로 반경방향으로 연장되는 강화 구조를 포함하고,
상기 비드들 중 최소한 하나의 비드는,
- 축방향 외부 단부가 위치되는 원의 직경보다 더 큰 직경의 원에 모선의 축방향 내부 단부가 위치되는 모선을 포함하는 비드 시트와;
- 상기 강화 구조의 일부분에 대체로 인접해서 배열되는 원주형 코드들의 배열을 포함하고, 상기 강화 구조의 일측에 분배되는 최소한 두 개의 스택들과, 그리고 원주형 코드들과 상기 강화 구조 사이에 배열되는 결합 혼합물을 포함하고, 이 결합 혼합물은 10%의 변형에서 20MPa이하의 그리고 양호하게는 10MPa 내지 20MPa 사이에 해당하는 탄성 계수를 갖게 되는, 상기 비드에서의 강화 구조용 앵커링 지역과;
- 림 훅과 앵커링 지역 사이에 배열되도록 제공되는 비드의 지역에 배열되고, 10%의 변형에서 상기 앵커링 지역보다 대체로 더 높은 탄성 계수를 갖는 고무 혼합물로 제공되는 축방향 외부 지역과;
- 대체로 앵커링 지역의 시트를 따라 연장되는 상기 비드용 베어링 지역을 포함한다.
매우 놀랍게도, 상기 주장된 것보다 훨씬 작은 강도에도 불구하고, 상기 앵커링 고무 혼합물이 당해 비드의 매우 만족스러운 내구성을 유지시키는 것을 가능하게 한다는 점을 출원인은 알게 되었다.
양호하게, 상기 결합 고무 혼합물은, 탄성체의 전체 중량의 50%보다 작은 합성 탄성체 비율을 갖는 SBRs와 폴리부타디엔의 그룹에 포함된 최소한 하나의 합성 탄성체를 포함한다.
양호하게, 합성 탄성체의 전 비율은 탄성체 전체 중량의 55% 내지 65%가 된다.
65%를 초과하면, 연결 고무들의 점성(tack)은 불충분하게 되고, 이는 타이어의 비드 형성에 있어 문제를 야기한다; 다른 한편으로, 55% 이하가 되면, 고온에서의 정적 크립 응력(creep stress)에 대한 앵커링 고무 혼합물의 저항성은 악화된다.
양호하게 상기 앵커링 고무 혼합물은, 탄성체 전체 중량의 20%보다 큰 중량 비율로 -70℃ 내지 -25℃의 유리전이온도(Tg)를 갖는 SBR을 포함한다.
또한 상기 고무 혼합물은, 탄성체 전체 중량의 40%보다 작은 중량 비율로 -110℃ 내지 -90℃의 Tg를 갖는 폴리부타디엔을 포함할 수 있다.
사실상, 폴리부타디엔의 존재는 고온에서의 앵커링 고무 혼합물의 열적 안정성을 개선한다; 그러나 탄성체 전체 중량의 40%를 초과하면, 상기 앵커링 고무 혼합물은 생산하기 어렵게 된다.
상기 앵커링 고무 혼합물은, 균열 없이 최소한 5시간 동안 2.35MPa의 초기 응력하에서 150℃의 온도에서 정적 크립 응력에 저항한다.
양호하게, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 3 내지 5시간의 가압시간 동안 2.35MPa의 초기 응력하에서 150℃의 온도로 2×10-3/mm보다 작은 정적 크립량을 갖는다.
양호하게, 상기 앵커링 고무 혼합물은 197℃의 온도에서 10분 후에 10% 이하의 회복(reversion)양을 갖는다.
양호하게, 상기 앵커링 고무 혼합물은 197℃의 온도에서 10분 후에 5% 이하의 회복양을 갖는다.
외부 측면 지역의 고무 혼합물의 10% 변형되는 경우 상기 탄성 계수는 유리하게는 30MPa이상이 되고 양호하게는 40MPa이상이 된다.
양호하게, 상기 외부 측면 지역은 상기 앵커링 지역과 협력한다.
상기 앵커링 지역의 고무 혼합물은 유리하게 한편으로는 상기 원주형 코드들과 접촉하고, 다른 한편으로는 상기 카카스형 강화 구조와 접촉한다.
본 발명에 따른 타이어는, 대체로 상기 카카스형 강화 구조를 따라 비드의 레벨에 배열되는 항크립 지역(anti-creep zone)을 유리하게 포함한다. 상기 항크립 지역의 고무 혼합물은 10% 변형에서 앵커링 지역의 혼합물보다 더 큰 탄성 계수를 갖는다. 예를 들면, 상기 항크립 지역의 고무 혼합물은 10%의 변형에서 30MPa이상의, 양호하게는 40MPa이상의 탄성 계수를 갖는다.
상기 카카스형 강화 구조는, 각 비드들 내에서 루프를 형성하면서 두 비드들 사이에서 전후방으로 연장되어 코드 와인딩(cord winding)으로 형성된다. 게다가, 상기 코드 와인딩은 양호하게 단일 코드로 형성된다.
상기 앵커링 지역은, 비드 와이어, 특히 카카스 플라이(ply)가 턴업되어 플라이의 상기 업턴부와 비드 사이의 협력 지역이 카카스 플라이의 고정부를 형성하는 다중 코드 비드 와이어와 같은 종래 형태의 비드 와이어를 포함하지는 않는다.
상기 측벽의 상기 강화 구조와 크라운은 유리하게 카카스형으로 이루어지고, 그 기계적 특성은 공지된 형태의 카카스 플라이의 특성과 유사하다. 또한, 이러한 강화 구조는 비드 수준에서 축방향 분리 없이 유리하게 형성된다. 따라서 원주 배열의 모든 코드들은 대체로 동일한 축방향 위치를 양호하게 점유한다.
상기 베어링 지역은 양호하게 대체로 림 시트에 인접해서 위치된다.
양호하게, 상기 베어링 지역은 대체로 고탄성 계수의 고무 혼합물로 형성된다.
플랜지에 대한 반경방향 내부 부분에서 고탄성 계수의 고무로 이루어지는 지역의 존재는 적합한 축방향 고정수단을 제공하고 비드가 외부를 향해 축방향으로 슬라이딩하는 것을 방지한다.
타이어의 여러 구성물이 중앙 코어에 직접 배열되는 특히 유리한 생산 방법에 따라, (종래의 구조에 존재하는) 업턴이 없이 생산과정동안 타이어에 부과되는 완성된 제품의 형태와 대체로 유사한 형태는 유리한 생산과정의 단순화를 가능하게 한다.
본 발명의 실시예의 유리한 형식에 따라, (타이어의 회전축에 반경방향으로 가장 근접한 코드들인) 스택의 기부들은 상기 플랜지의 단부(축방향 그리고 반경방향으로 상기 플랜지의 최외측 부분)보다 외부로 더 멀리 반경방향으로 배열된다. 상기 스택의 기부들은 반경방향으로 타이어와 형합하는 림의 플랜지의 외측에 배열되도록 유리하게 제공된다. 따라서 설치/분리 작업이 용이하게 된다.
유리하게, 상기 카카스형 강화 구조는 크라운 지역을 향해 측벽을 따라 각 비드들로부터 대체로 반경방향으로 연장된다. 따라서 상기 구조는 일체화될 수 있고 한 비드로부터 다른 비드로 연장될 수 있거나, 또는 대안적으로 각각 단일 측벽을 따라 연장하는 두 개의 하프-구조로 세분될 수도 있다.
스택의 수와, 각 스택의 와인딩 또는 턴 수는 타이어에 대해 원하는 특성, 예를 들면 작동 온도에 따라 유리하게 성립된다. 예를 들면, 비드의 지격의 수준에서 강성을 증가시키기 위해 더 많은 수의 스택이 요구될 수 있다.
다른 유리한 변형예에 따라, 휠의 내측에 배열되는 내부 비드와 휠의 외측에 설치되는 외부 비드는 대칭적으로 배열된다. 따라서, 예를 들면, 스택의 수와 각 스택의 턴 수는, 예를 들면 내측상의 비드의 코드 스택의 수는 외측상의 비드의 코드 스택의 수와 상이할 수 있다.
다른 양상에 따라서, 대칭구조는 앵커링 지역과 베어링 지역의 배열과 관련된다. 각각의 비드는, 예를 들면 하나 이상의 지역의 형식, 배열 그리고 치수가 변화될 수 있는 상이한 구성을 가질 수 있다. 또한 지역의 수를 변화시키는 것이 가능한 것처럼, 구성 재질과 강도와 같은 기계적 특성을 변화시키는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 특징과 이점들은 본 발명에 따른 타이어의 실시예로부터 명확해질 것이고, 이는 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 비제한적으로 제시될 것이다.
타이어의 강화 보강부(armature) 혹은 강화재는 현재-그리고 매우 종종- 통상적으로 "카카스 플라이", "크라운 플라이" 등으로 언급되는 하나 이상의 플라이를 스태킹함으로써 구성된다. 보강부를 지칭하는 이러한 방식은, 생산 과정으로부터 연유되고, 이 생산 과정은, 종종 길이방향으로 형성되고 다음으로 타이어 블랭크(blank)를 형성하기 위해 조립되거나 스태킹되는 코드 강화 스레드를 갖춘 플라이의 형태로 연속된 반-완성(semi-finished) 제품을 생산하는 단계로 구성된다. 상기 플라이들은 큰 치수를 가진 플랫(flat) 상태로 생산되고, 다음으로 주어진 제품의 치수에 따라 절단된다. 또한 상기 플라이들은 제 1 단계에서 대체로 플랫하게 조립된다. 따라서 생산된 블랭크는 그후에 타이어의 토로이드 형상(toroidal profile)을 취하도록 형성된다. "완성(finishing)" 제품과 관련된 상기 반-완성 제품은, 경화(vulcanisation) 준비된 제품을 획득하기 위해 상기 블랭크에 가해진다.
이러한 형식의 "종래" 과정은, 특히 타이어의 블랭크의 생산 단계를 위해, 카카스 강화부를 타이어의 비드 지역에 앵커링 혹은 홀딩하는데 사용되는 앵커링 부재(일반적으로 비드 와이어)의 사용을 포함한다. 따라서, 이러한 형태의 과정에서, 카카스 강화부를 구성하는 모든 플라이들의 일부(또는 플라이의 일부만)는 타이어 비드에 배열된 비드 와이어 주위로 턴업된다. 이러한 방식으로, 상기 카카스 강화부는 비드에 앵커링된다.
플라이와 그 조립체를 생산하는 방식에 있어서 다수의 변형예들에도 불구하고, 이러한 종래 형식의 과정이 업계에서 점점 보편화되고 있다는 사실은, 당업자로 하여금 상기 과정을 모델링한 용어를 사용하게 한다; 따라서, 일반적으로 인정되는 용어로서, 특히 "플라이", "카카스", "비드 와이어" 그리고 플랫 프로파일에서 토로이드 프로파일로의 변화를 지칭하는 "성형(shaping)"이 포함된다.
그러나, 현재 정확히 말하면 전술한 정의에 따른 "플라이" 또는 "비드 와이어"를 포함하지 않는 타이어들이 존재한다. 예를 들면, 유럽특허 제 0 582 196호는, 플라이의 형태를 취하는 반-완성 제품의 도움없이 생상되는 타이어들을 기술한다. 예를 들면, 서로 다른 강화 구조의 코드들은 고무 혼합물의 인접층에 직접 가해지고, 전체는 생산될 타이어의 최종 프로파일과 유사한 프로파일을 직접 획득하는 것을 가능하게 하는 형상을 가진 토로이드 코어 상의 연속된 층에 가해진다. 따라서, 이러한 경우에, 더 이상 "반-완성 제품", 또는 "플라이" 또는 "비드 와이어" 중의 어느 것도 존재하지 않게 된다. 고무 혼합물과, 코드 또는 필라멘트 형상의 강화 스레드와 같은 기본 제품들은 상기 코어에 직접 가해진다. 상기 코어가 토로이드 형상을 취하기 때문에, 플랫 프로파일로부터 토러스 형상의 프로파일로 변화하기 위해 블랭크는 더 이상 성형될 필요가 없다.
게다가, 상기 특허에 기술된 타이어들은 비드 와이어 주변에서 카카스 플라이의 "종래" 업턴을 갖지 않는다. 이러한 형태의 앵커링은, 원주형 필라멘트들이 상기 측벽 강화 구조에 인접해서 배열되는 배열로 대체되고, 전체는 앵커링 혹은 결합 고무 혼합물로 구현된다.
또한 중앙 코어상에 신속하고, 효과적이며 단순하게 설치되기에 특히 적합한 반-완성 제품을 이용하여 토로이드 코어상으로의 조립을 위한 과정이 존재한다. 마지막으로, 또한 (플라이, 비드 와이어 등과 같은) 특정한 구조적 양상들을 생산하기 위한 특정한 반-완성 제품과, 반면에 필라멘트 형상의 강화 스레드 및/또는 혼합물들의 직접 부가로부터 생성되는 제품들을 포함하는 혼합물을 이용하는 것도 가능하다.
본원에서, 생산 분야와 제품 디자인에 있어서의 최근의 기술적 진보를 고려하기 위해, "플라이", "비드 와이어" 등과 같은 종래 용어들은 중립적 용어 또는 사용된 과정의 형식과 무관한 용어로 유리하게 대체된다. 따라서, "카카스형 강화 스레드" 또는 "측벽 강화 스레드"라는 용어는 종래 과정에서의 카카스 플라이의 강화 코드와, 반-완성 제품이 없는 과정에 따라 생산된 타이어의, 측벽의 레벨에 일반적으로 가해지는 해당 코드들을 지칭하는 것으로서 유효하다. 그 일부에 대한 "앵커링 지역"이라는 용어는, 종래 과정의 비드 와이어, 또는 원주형 필라멘트, 고무 혼합물 그리고 토로이드 코어에 부가 과정으로 생성되는 바닥 지역의 인접 측벽 강화부에 의해 형성되는 조립체 주위의 카카스 플라이의 "종래의" 업턴을 또한 동일하게 지칭할 수 있다.
이후, 하기와 같은 용어 정의가 사용된다.
- "강화 스레드": 단일필라멘트와 다중필라멘트 모두를 지칭하고, 혹은 케이블, 합연사(plied yarn) 등과 같은 조립체 또는 대안적으로 어떤 균등한 형식의 조립체가 될 수 있으며, 그 재질이 무엇이든 그리고 예를 들면 표면 처리 또는 코팅 또는 고무로의 접착을 조장하기 위한 프리사이징(pre-sizing) 등의 강화 스레드의 처리가 무엇이든 상관 없음;
- 강화 스레드와 앵커링 고무 혼합물 사이의 "접촉(contact)": 상기 강화 스레드의 외형의 최소한 일부가 앵커링 고무 혼합물과 긴밀히 접촉하게 된다는 사실; 상기 강화 스레드가 커버링 또는 코팅을 포함한다면, "접촉"이라는 용어는, 상기 앵커버링 고무 혼합물과 긴밀히 접촉하는 그 커버링 또는 코팅의 외형이 된다는 것을 의미함;
- "축방향의(axial)": 타이어의 회전축에 평행한 방향; 이 방향은, 그 방향이 타이어의 내부를 향해 지향되는 경우에 "축방향으로 내부방향(axially inner)"가 될 수 있고, 그 방향이 타이어의 외부를 향해 지향되는 경우에 "축방향으로 외부방향(axially outer)"이 될 수 있다;
- "반경방향의(radial)": 타이어의 회전축을 관통해고 이 축에 수직한 방향; 이 방향은, 그 방향이 타이어의 회전축을 향해 지향되는지 혹은 타이어의 외부를 향해 지향되는지에 따라 "축방향으로 내부방향(radially inner)" 또는 "축방향으로 외부방향(radially outer)"이 될 수 있다;
- 고무 혼합물의 "탄성 계수(elasticity modulus)": 10%의 변형 그리고 외기 온도에서의 연장에 관한 할선계수(secant modulus), 측정은 10% 변형까지의 제 1 수용주기(accommodation cycle) 후에 이루어진다;
-
여기서 E10: 10% 변형에서 연장에 관한 할선계수;
F10: 10% 연장에서 연장력;
S0: 테스트 피스의 초기 단면;
S: 연장에 의해 변형된 상태의 테스트 피스의 단면;
ε: 고무 재질의 경우에 인 관계가 공지되어 있음;
ε10: 10% 신장시 변형량.
- 탄성체의 "Tg": 미분 열적 분석에 의해 측정된 탄성체의 유리전이온도;
- "정적 크립 테스트": 가용부가 70mm의 길이와 5mm의 폭, 2.5mm의 두께를 갖는 테스트 피스가 준비되는 테스트(이들 테스트 피스는 2.5mm의 두께를 갖는 경화된 시트로부터 절단되어 생성됨); 이 테스트 피스는 150℃의 오븐에 위치되고, 3㎏의 중량이 이들에 즉시 가해진다; 따라서 이 테스트는 다음과 같은 초기 응력으로 수행된다;
여기서 M : 부가된 중량, g: 중력 가속도 S0: 측정될 테스트 피스의 초기 단면; 테스트 피스의 가용부의 신장은 시간의 함수로서 측정됨; "정적 크립의 양"은 주어진 시간 예를 들면 3 시간과 5시간에 대한 변형의 변화에 해당한다:
여기서: : 분단위(min)의 시간 간격동안 측정된 변형의 변화량;
- "유변물성측정 테스트(Rheometry test)": ±0.2의 변형과, 100 cycle/min의 주파수, 197℃의 온도에서 10분동안의 교번 전단 테스트; Monsanto로부터 입수되는 유변물성측정기; 테스트는 미처리 혼합물(uncured mix) 상에서 수행되고, 10분간의 걸친 토크의 변화가 됨. 이 디스크의 두 면 사이에 부과된 전단력으로부터의 결과가 기록됨; 최대값이 측정된 후의 토크 변화는 특히 여기서 언급될 것이다: 측정된 토크값이 안정하다면, 회복은 없는 것이고, 즉 테스트 피스의 강성 감소는 없는 것이다; 측정된 토크가 감소한다면, 이는 회복이 발생한 것을 가리킨다; 회복 현상은 테스트 조건 하에서 테스트 피스의 강성 감소를 야기한다; 이는 고온에서의 혼합물의 열적 안정성 테스트가 된다;
이는 테스트의 마지막에 회복량을 의미한다; Cmax는 측정된 최대 토크이고, C10은 테스트후 10이 경과한 다음에 측정된 토크이다;
- "원주방향으로 배향된 강화 스레드": 타이어의 원주 방향에 대체로 평행하게 배향된, 즉 원주 방향으로부터 5°이상 차이가 나지 않는 각도 방향으로 형성된 강화 스레드;
- "반경방향으로 배향된 강화 스레드": 하나의 동일한 축방향 평면 혹은 축방향 평면과 10°또는 그 이하의 각도로 형성된 평명에 대체로 포함된 강화 스레드.
본원의 설명에서, "코드"라는 용어는, 단일필라멘트와 다중필라멘트 또는 그 재질과 이들에 대한 처리가 어떻던지 간에 케이블, 합연사 등의 조립체 또는 대안적으로 이들 조립체와 등가적인 형태물을 매우 일반적으로 지칭한다. 예를 들면 상기 처리들은 표면 처리, 코팅 또는 고무로의 접착을 조장하기 위한 프리사이징 등이 될 수 있다. "일체형 코드"라는 표현은 조립체없이 단일 부재로 형성되는 코드를 지칭한다. 반대로 "다중필라멘트"라는 용어는 케이블, 합연사 등을 형성하기 위한 최소한 둘 이상의 일체형 부재의 조립체를 지칭한다.
한편, "반경방향 구조"는, 90°뿐만 아니라 관례에 따라 90°에 근접한 각도의 배열을 의미하는 것으로 이해된다.
통상적으로 카카스 플라이 또는 플라이들은 비드 와이어에 대해서 턴업된다는 것이 공지되어 있다. 그후에 비드 와이어는 카카스 앵커링 기능을 수행한다. 따라서, 이 비드 와이어는 특히 예를 들면 팽창압력의 작용 하에서의 카카스 코드에 발생되는 장력에 저항한다. 본원에 기술된 배열로서 유사한 앵커링 기능을 제공하는 것이 가능하다. 또한 림으로의 비드의 클램핑 기능을 제공하기 위해 종래 형태의 비드 와이어를 사용하는 것이 공지되어 있다. 본원에 기술된 배열은 또한 유사한 클램핑 기능을 제공하는 것을 가능하게 한다.
본원의 설명에서, "결합" 고무 또는 혼합물은, 상기 강화 코드들과 접촉하여서, 후자에 접착되고 인접한 코드들 사이의 간격을 채울 수 있는 고무 혼합물을 의미하는 것으로 이해된다.
"측벽"은, 크라운과 비드 사이에 위치되는, 낮은 굴곡 강도(flexural strength)를 가진 타이어의 일부분과 관련된다. "측벽 혼합물"은, 카카스의 강화 구조의 코드들과 결합고무에 대해 외부에 축방향으로 위치되는 고무 혼합물들과 관련된다. 이들 혼합물은 보통 낮은 탄성 계수를 갖는다.
"비드"는 상기 측벽에 반경방향으로 내부에 인접해 있는 타이어의 일부와 관련된다.
도 1은, 본 발명에 따른 타이어(1)의 단면도를 도시한다. 도 2는, 본 발명의 실시예의 실예의 비드의 특정 요소를 보다 시각화하는 것을 가능하게 한다. 이 타이어는, 양호하게 내부 비드에 해당하게 되는 제 1 비드(3)에 인접한 제 1 측벽(5)를 포함한다. 유사하게, 상기 타이어의 대향부는, 제 2 비드(4)에 인접한 제 2 측벽(6)을 포함한다. 트레드(8)가 제공되는 크라운(7)은 상기 측벽들 사이의 결합을 형성한다. 상기 크라운은 양호하게 최소한 하나의 강화 벨트를 포함한다.
상기 타이어는, 대체로 반경방향 구성으로 유리하게 이루어진 강화 스레드를 갖춘 카카스형 강화 구조(2)를 포함한다. 이 구조는 상기 측벽들과 크라운을 통과해서, 하나의 비드로부터 다른 비드로 연속적으로 배열될 수 있고, 또는 대안적으로 이 구조는, 예를 들면 전체 크라운을 덮지 않고 상기 측벽들을 따라 배열된 둘 이상의 부품들을 포함할 수 있다.
상기 강화 구조(2)의 단부 부분(21)은 상기 비드들에 위치된다.
상기 강화 구조(2)는, 각각의 비드에서 루프를 형성하면서, 두 비드 사이에서 전후방으로 연장되는 단일 코드를 와인딩함으로써 형성될 수 있다. 고무 혼합물로 코팅되는 이들 루프는, 상기 강화 구조(2)와 비드 사이, 특히 스택(13)에서 기계적 결합에 기여한다. 상기 코드의 "전방"과 "후방" 단면 사이의 루프의 존재에 의해, 상기 강화부는 단일필라멘트형식으로 이루어짐을 알 수 있다. 물론, 카카스가 단일 코드로부터 연속된 방식으로 생성되진 않는 것이 가능하고, 카카스가 루프를 형성하는 것이 아닌 예를 들면 자유단부가 되도록 하는 것도 가능한다.
또한 상기 비드는, 대체로 원주형으로 이루어진 앵커링 지역(30)을 포함한고, 상기 강화 구조의 일부분에 대체로 인접하게 배치된 원주형 코드들(12)의 배열을 포함하고, 상기 강화 구조의 일 측면에 분배된 최소한 두 개의 스택과 상기 원주형 코드들과 강화 구조 사이에 배열된 결합(또는 앵커링) 혼합물(14)을 포함한다
상기 앵커링 지역에서, 상기 스택들(13) 중의 하나의 최소한 하나의 코드(12)는 양호하게 상기 강화 구종(2)의 일부분(21)에 바로 인접해서 배열된다. 상기 또한 스택들은 상기 일부분(21)이 스택들(13)사이에 삽입되도록 배열될 수 있다
상기 앵커링 지역에서, 상기 코드들(12)과 상기 강화 구조(2) 사이의 공간은 결합 고무 혼합물(14)에 의해 점유된다. 상기 앵커링 또는 결합 고무 혼합물(14)은 강화 구조와 원주형 와인딩(12) 사이에서 상기 강화 구조의 일 측면에 배열된다. 이 앵커링 고무 혼합물(14)은, 한편으로는 상기 구조(2)의 강화 부재의 외형의 최소한 일부와, 다른 한편으로는 상기 앵커링 지역에 존재하는 코드들(12)의 외형에 직접 접촉한다. 도시된 실예에서, 상기 앵커링 고무 혼합물은 상기 앵커링 지역에 배열된 모든 코드들 또는 강화 스레드와 접촉하고, 이들 사이의 간극을 채운다. 상기 앵커링 고무 혼합물(9)과 앵커링 지역 내의 상기 강화 부재 사이의 이러한 직접 접촉은, 상기 강화 구조(2)의 부재를 비드의 앵커링 지역에 단단히 앵커링하고, 이들 부재가 타이어의 팽창압력에 특히 종속되는 힘을 지탱하기 위해, 이 앵커링 지역이 상기 원주형 코드들과 앵커링 고무 혼합물 사이의 양호한 기계적 협조를 이루는데 필수적인 것이다. 상기 앵커링 고무 혼합물은, 그 주요한 기계적 특성으로서 10MPa 내지 20MPa 사이의 탄성 계수와 관련된 우수한 크립 저항을 갖는다.
상기 코드들(12)는 대체로 비신축적이고, 이들은 금속 케이블이 될 수 있다. 상기 구조(2)의 부재들은 통상적으로 아라미드(aramid) 강화 스레드와 같은 고탄성 계수의 섬유 강화 스레드가 될 수 있다.
코드들(11)의 배열은 다양한 방식으로 전개되고 생산될 수 있다. 예를 들면, 스택(13)은, 최소 직경으로부터 최대 직경을 향해 나선형으로 (대체로 0°의 각도로)감긴, 단일 코드(12)로 유리하게 형성될 수 있다. 또한 스택은, 어느 하나로부터 다른 것으로 전개된 다수의 동심 코드들로 형성될 수도 있다.
도 3에 도시된 실시예의 실예에서, 타이어는, 대체로 상기 카카스형 강화 구조를 따라, 비드의 레벨에서 배열된 항크립 지역(90)을 포함한다. 도시된 실예에서, 상기 지역은 양호하게 상기 구조(2)의 일 측면에서, 상기 강화 구조(2)와 이 구조(2)에 인접한 제 1 스택(13) 사이에서 연장된다. 이 항크립 지역의 고무 혼합물은 10%의 변형에서 앵커링 지역의 혼합물보다 더 높은 탄성 계수, 예를 들면 30MPa 이상 양호하게는 40MPa이상을 갖는다. 이 지역에 사용된 혼합물의 항크립 특성은 우세하게 된다.
또한 비드는, 상기 앵커링 지역과 비드의 시트 사이에 배열되고, 이들 지역에 대해 대체로 축방향으로 정렬된 베어링 지역(50)을 포함하여서, 이 지역은 타이어를 적합한 림에 설치한 후 즉시 압축력을 받기에 적합하게 된다. 이 압축력은, 클램핑 지역에서 생성된 클램핑력을 전달함으로써, 타이어의 클램핑을 보장하는데 기여한다. 이 지역의 고무 혼합물은, 클램핑 특징부의 내구성을 보장하기 위해 양호한 크립 저항을 제공하도록 선택된다.
외부 측방향 지역(17)은, 림 플랜지 혹은 훅(60)과 앵커링 지역 사이에 배열되는 것으로 의도된 비드의 지역에 제공된다. 이 지역은 양호하게 대체로 고 탄성 계수 예를 들면 10MPa 내지 40MPa 사이의 탄성 계수를 갖는 고무 혼합물을 제공받는다.
이 지역은, 특히 림 훅 지역에서 클램핑 압력을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 이 지역의 제한된 변형성 때문에, 비드가 림 훅을 지나 반경방향으로 외부로 슬립하는 경향을 제한하는 것이 가능하다. 또한 이 지역은, 다른 한편으로는 회전 모멘트를 생성하는 경향을 방지하고, 다른 한편으로는 예를 들면 코너링 또는 주요 측방향 응력에 노출되는 경우 등과 같은 경우에 동적 안정성 형성하는데 기여한다.
유리하게, 상기 외부 측방향 지역(17)은 비드의 축방향 외부 부분에 제공되고, 림 훅에 인접한 부분으로부터 상기 앵커링 지역 사이에서 연장된다. 유리하게, 이 지역은 상기 앵커링 지역과 협력하고, 이는 상기 앵커링 지역과 림 훅에 인접한 비드의 일부분 사이의 더 양호한 기계적 작용을 허용한다.
본 발명에 따른 타이어는 특히 유럽특허 제 0 673 324호에 기술된 타이어의 림에 사용하기에 적합하다. 이러한 림은 시트와 양호하게는 기립지역 혹은 외부에 대해 축방향으로 그리고 반경방향으로 위치된 플랜지를 포함한다.
스택의 기부들(타이어의 회전 축에 가장 근접한 반경방향 코드들)은, 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같이 양호하게 상기 플랜지의 단부보다 외부에 대해 더 멀리 반경방향으로 배열된다. 스택의 기부들은, 타이어와 형합하는 림(60)(또는 림 훅)의 플랜지에 대해 반경방향으로 외부로 배열되도록 제공된다. 그러므로 설치/분리 작용은 용이하게 된다. 따라서, 도 2에서, rf(제 1 코들의 반경)은 rj(림 플랜지 혹은 훅의 반경)보다 더 크게 됨을 알게 될 것이다. 이 반경은 회전축으로부터의 거리에 해당된다.
도시된 및/또는 기술된 실시예의 다른 실예들은 유리하게 유럽특허 제 0 580 055에 기술된 타이어의 장치를 이용하여 생산될 수 있다.
따라서, 예를 들면, 내부 캐비티의 형상을 부과하는 중앙코어 상에 타이어를 형성하는 것이 매우 유리하다. 대체로 최종 프로파일로 최종 우치에 직접 배열되는 타이어의 모든 구성요소들이, 최종 구조에 요구되는 순서로 양호하게 상기 코어에 가해진다. 이러한 경우에, 상기 타이어는 미국특허 제 4,895,692호에 기술된 바와 같이 몰딩되고 경화될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 타이어 비드들의 실시예 중의 하나에서 서로 다른 강화 스레드의 상대적 배열을 상술하는 도면이다. 단지 강화 요소만이 이 도면에 도시된다. 카카스형 강화 구조의 강화 스레드의 원주형 정렬을 볼 수 있다. 이들의 반경방향 하단부에서, 코드의 일부분들은 비드에 위치된 병렬 루프들(juxtaposed loop, 55)을 형성한다. 이들 루프(55)는 인접해 있으며, 오버랩되지 않은다. 카카스형 강화 구조의 축방향으로 일 측면에, 인접한 코드들(12)이 도시되어 있다.
변형예에서, 특히 카카스형 강화 구조에 대한 많은 다른 실시예들이 사용될 수 있다. 예시로서, 비드에서 루프를 형성하는 연속 코드를 사용하는 대신에, 순차적으로 혹은 스트립(strip)을 형성하는 다수의 그룹으로 전개된 개별 코드들이 사용될 수 있다.
그러므로 본 발명에 따른 앵커링 또는 결합 고무 혼합물은 필수적인 기계적 특성으로서, 10%의 변형에서 연장에 대한 탄성 계수가 10MPa 내지 20MPa 사이가 되는 강성과, 고온에서의 현저한 크립 저항 그리고 고온에서의 매우 양호한 안정성을 갖는다. 선택된 강성은 기술된 비드 구조에, 타이어의 설치와 분리를 내구성에 부정적인 영향을 미침이 없이 작동 림상에 및 작동 림으로부터, 심지어 큰 치수를 가진 타이어에 대해서도 용이하게 할만큼 충분한 유연성을 제공한다; 크립 저항은 비드에서의 카카스 강화부의 건실하고 내구성있는 앵커링에 필수적이고, 또한 고온에서의 열적 안정성은 작동하는 동안 일부 타이어 비드가 받게 될 가혹한 열적 조건 때문에 중요하다.
실험에 의해, 양호한 내구성을 획득하기 위해 단독으로 혹은 폴리부타디엔과 결합되어 사용되는, -70℃ 내지 -30℃의 Tg를 갖는 합성 SBR 탄성체를 함유한 앵커링 고무 혼합물이 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 양호하게, 상기 폴리부타디엔은 -110℃ 내지 -90℃ 사이의 Tg를 갖는다. 상기 합성 탄성체(들)는 탄성체의 전중량의 최소한 50%의 전비율로 사용되고, 이 균형은 천연 고무에 의해 형성된다. 상기 앵커링 고무 혼합물은 부가적으로 카본블랙(carbon black)과 같은 강화 충전물(filler)과 원하는 강성을 획득하기에 적합한 경화 시스템을 함유한다. 도시된 실예에서 코드(12)는 황동코팅(brass-coated) 금속 케이블이다. 그러므로, 상기 앵커링 고무 혼합물이 다량의 황을 갖고, 상기 황동으로의 접착을 조장하는 첨가물(예를 들면 코발트 혹은 니켈 금속염)을 함유하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 탄성체의 전체 중량 중 5% 내지 8% 사이의 함량의 황과, 탄성체 전체 중량 중 60% 내지 70% 사이의 함량의 카본블랙이 사용된다. 카본블랙 N347이 양호하게 사용될 수 있다.
4가지 혼합물들이 생산되었고, 본 발명에 따른 앵커링 고무 혼합물의 특징을 기술하기 위해 테스트되었다.
이들 혼합물의 화학식 중 주요한 성분들은 하기의 표에서 알 수 있다.
이들 4가지 혼합물들은 다음과 같이 테스트되었다;
- 강성: 대기 온도에서 10%의 연장에 대한 탄성 계수 결정,
- 크립: 전술한 바와 같이 7시간 동안 150℃에서의 정적 크립 테스트,
- 열적 안정성: 전술한 바와 같이 10분동안 197℃에서의 유변물성측정 테스트.
이들 4가지 혼합물들은 만족할만한 강성을 갖는다.
도 5는 이들 4가지 혼합물에 대한 정적 크립 테스트의 결과를 도시한다. 천연 고무 단독으로 이루어진 혼합물 1은 고온에서 전적으로 부적절한 정적 크립 저항을 갖는다. 이 테스트 피스의 파괴가 테스트 시작 30분 후에 관찰되었다. 또한 이 피스의 열적 안정성도 만족스럽지 못한데, 이는 상기 혼합물이 매우 현저한 회복량을 갖기 때문이다.
혼합물 2는 제 1 혼합물에 비해서 개선된 결과를 갖지만, 역시 만족스럽지 못하다.
혼합물 3과 혼합물 4는 성공적으로 상기 정적 크립 테스트와 유변물성측정 테스트를 통과한다. 이들의 크립 저항은 전체적으로 정확하고, 고온에서의 이들의 열적 안정성도 마찬가지이다. 3가지 탄성체를 포함하는 혼합물 3은 혼합물 4에 비해 약간 더 만족스러운 회복값을 갖는다.
상기 테스트의 혼합물들과 유사한 화학식을 갖는 앵커링 고무 혼합물에 대한 타이어 테스트가 수행되었다. 이들 타이어는 설치와 분리 작업에 대한 정확한 적합성을 나타냈지만, 혼합물 3과 혼합물 4의 화학식에 상응하는 앵커링 고무 혼합물을 포함하는 타이어들만이 비드에서의 카카스형 강화 구조의 앵커링에 대한 충분한 내구성을 나타냈다.
제한적인 방식에 의한 것이 아니라, 본 발명에 따른 타이어들은, 비처리 상태에서의 어떤한 형상의 변경을 포함하지 않는 또는 포함하더라도 단지 미소한 변경을 포함하는 과정을 이용하여 유리하게 생성될 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들면, 장래의 타이어의 블랭크는, 내부 캐비티의 형성을 부과하는 중앙코어 상에 조립될 수 있다. 생산 작업 중 임의의 순간에 성형과정을 겪지 않고서, 최종 위치에 직접 배열될 수 있는 타이어의 모든 요소를 최종 구조에 의해 요구되는 순서에 따라 중앙코어에 가해진다. 이러한 생산은, 특히 카카스 강화부의 강화 스레드의 전개용으로서 유럽특허 제 0 243 851호에 기술되고, 고무 조성물의 전개용으로 유럽특허 제 0 264 600호에 기술된 장치를 사용할 수 있다. 그후에 상기 타이어는 미국특허 제 4,895,692호에 기술된 바와 같이 몰딩되고 경화될 수 있다.

Claims (15)

  1. 차륜용 타이어에 있어서,
    - 서로 축방향으로 이격되고, 반경방향 외부 부위에서 원주형 스레드를 갖춘 크라운 지역에 의해 원주방향 외부 부위에서 결합되는 두 개의 측벽과;
    - 상기 측벽들의 각각의 내부에 대해 반경방향으로 배열되고, 각각은 시트와, 적합한 림과 접촉하도록 의도된 외부 플랜지를 포함하는 비드들과;
    - 상기 크라운 지역을 향해 상기 측벽들을 따라 상기 각 비드들로부터 대체로 반경방향으로 연장된 강화 구조를 포함하고,
    - 상기 비드들 중 최소한 하나의 비드는,
    - 원의 축방향 외부 단부가 위치되는 원의 직경보다 더 큰 직경의 원에 모선의 축방향 내부 단부가 위치되는 모선을 포함하는 비드 시트와;
    - 상기 강화 구조의 일부분에 대체로 인접해서 배열되는 원주형 코드들의 배열을 포함하고, 상기 강화 구조의 일측에 분배되는 최소한 두개의 스택들과, 그리고 원주형 코드들과 상기 강화 구조 사이에 배열되는 결합 혼합물을 포함하고, 이 결합 혼합물은 10%의 변형에서 20MPa이하의 그리고 양호하게는 10MPa 내지 20MPa 사이에 해당하는 탄성 계수를 갖게 되는, 상기 비드에서의 강화 구조용 앵커링 지역과;
    - 림 훅과 앵커링 지역 사이에 배열되도록 제공되는 비드의 지역에 배열되고, 10%의 변형에서 상기 앵커링 지역보다 대체로 더 높은 탄성 계수를 갖는 고무 혼합물로 제공되는 축방향 외부 지역과;
    - 대체로 앵커링 지역의 시트를 따라 연장되는 상기 비드용 베어링 지역을 포함하는 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결합 고무 혼합물은, 전체 중량 중 50%이상의 협성 탄성체의 비율을 갖는 폴리부타디엔과 SBRs의 그룹에 포함된 최소한 하나의 합성 탄성체를 포함하는 타이어.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 합성 탄성체의 전체 비율이 55% 내지 65% 사이에 있게 되는 타이어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 탄성체의 전체 중량 중 20% 이상의 무게 비율을 갖고, -70℃ 내지 -25℃ 사이의 Tg를 갖는 폴리부타디엔을 포함하는 타이어.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 탄성체의 전체 중량 중 40% 이상의 무게 비율을 갖고, -110℃ 내지 -90℃ 사이의 Tg를 갖는 폴리부타디엔을 포함하는 타이어.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 최소한 5시간 동안 2.35PMa의 초기 응력하의 150℃에서 파괴 없이 정적 크립 응력에 견디게 되는 타이어.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 2.35MPa의 초기 응력하에서 3 시간 내지 5시간 사이의 시간동안 150℃에서 2×10-3/min 이하의 정적 크립량을 갖게 되는 타이어.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 197℃에서 10분 후에 10% 이하의 회복량을 갖게 되는 타이어.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 앵커링 고무 혼합물은, 197℃에서 10분 후에 5% 이하의 회복량을 갖게 되는 타이어.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 측방향 지역의 고무 혼합물의 10% 변형에서의 탄성 계수는 30MPa 이상 그리고 양호하게는 40MPa 이상이 되는 타이어.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 측방향 지역은 상기 앵커링 지역과 협력하는 타이어.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 앵커링 지역의 고무 혼합물은, 한편으로는 원주형 코드들과 접촉하고, 다른 한편으로는 카카스형 강화 구조와 접촉하게 되는 타이어.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 대체로 카카스형 강화 구조를 따라서 비드의 레벨에 배열되는 항크립 지역을 추가로 포함하는 타이어.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 항크립 제역의 고무 혼합물은 10%의 변형에서 상기 앵커링 지역의 혼합물보다 더 큰 탄성 계수를 갖게 되는 타이어.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 항크립 지역의 고무 혼합물은 10%의 변형에서 30MPa 이상의, 양호하게는 40MPa 이상의 탄성 계수를 갖는 타이어.
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