KR20050109606A - 2륜차용 공기 타이어 - Google Patents

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KR20050109606A
KR20050109606A KR1020057018053A KR20057018053A KR20050109606A KR 20050109606 A KR20050109606 A KR 20050109606A KR 1020057018053 A KR1020057018053 A KR 1020057018053A KR 20057018053 A KR20057018053 A KR 20057018053A KR 20050109606 A KR20050109606 A KR 20050109606A
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지안카를로 아르멜린
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피렐리 뉴아티씨 소시에떼 퍼 아찌오니
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Abstract

본 발명은 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 코드를 포함하고, 실질적으로 토로이드형 형상으로 이루어지며 각각의 원주상 환형강화구조(9)와 맞물리는 단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이(2)를 갖는 카카스 구조; 상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 벨트구조(5); 상기 벨트구조(5)에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 트레드 밴드(6); 및 상기 카카스 구조에 대해 대향측상에 측면으로 부착되는 한 쌍의 사이드월(side walls)(7)를 구비하며, 상기 카카스 플라이(2)의 각각의 코드는 타이어(1)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 상기 타이어(1)의 반경방향 면(R)을 식별하고, 상기 타이어(1) 적도면(X-X)에 실질적으로 수직하고, 상기 반경방향 면(R)과 함께 0도와는 다른 부설각(α)을 형성하는 부설면에 놓이는 2륜차용 공기 타이어에 관한 것이다.

Description

2륜차용 공기 타이어{Pneumatic Tyre For Two-Wheeled Vehicles}
본 발명은 특히 2륜차에 설비하는데 적합한 공기 타이어에 관한 것이다.
타이어는 일반적으로 그 단부가 대개 "비드 코어(bead cores)"라고 하는 환형요소들을 통합한 각각의 원주상 환형강화구조와 맞물리는 적어도 하나의 카카스(carcass)가 제공된 카카스 구조, 축상의 외부위치에서 상기 카카스 구조의 측면에 부착되고 각각이 환형의 앵커 구조들(anchoring structures) 중 하나로부터 벨트 구조를 향해 반경방향으로 확장되는 한 쌍의 사이드월(side walls), 반경방향 외부위치에서 그리고, 동시에 타이어 가황처리를 수행한 성형공정에 잇따라, 소정의 "트레드 패턴"을 형성하도록 배치된 길이방향 그루브 및/또는 횡 그루브가 형성되는 상기 벨트 구조에 부착된 적절한 두께의 가느다란 엘라스토머 재료로 구성되는 트레드 밴드(tread band)를 구비하는 것이 공지되어 있다.
카카스 구조는 가능하게는 본질적으로 튜브리스 타이어(tubeless tyres)에서 팽창된 후에 타이어 자체의 밀봉을 보장하는데 적합한 엘라스토머 재료의 기밀층(airtight layer)으로 구성되는 "라이너(liner)"와 함께 그 내벽에 코팅될 수 있다.
소위 "래디얼(radial)" 타이어에서 카카스 플라이(들)(carcass ply(s))에 배열된 각각의 코드는 타이어의 회전축에 실질적으로 반경방향 면에 놓여있다; 즉, 원주 확장방향에 실질적으로 수직한 방향을 갖는다.
최근의 제조공정에 따르면, 동일한 출원인 명의 참조문헌 제EP 928 680호에 설명된 바와 같이, 공기 타이어가 토로이드형 지지체(toroidal support)에 직접 형성될 수 있다. 각각이 엘라스토머 재료 층에 포함된 길이방향의 스레드형 구성요소(thread-like element)를 구비하는 복수의 "스트립형 구성요소(strip-like element)"를 상기 토로이드형 지지체상에 설치함으로써 제 1 카카스 플라이가 형성된다. 상기 스트립형 구성요소는 상기 스트립형 구성요소가 타이어의 측면 부위에 부분적으로 중첩되고, 타이어 자체의 크라운(crown) 영역에 서로 원주상으로 나란한 관계로 배치되는 카카스 구조를 형성하도록 연이어 설치된다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 원주상 환형 삽입물(annular inserts) 및 그 사이에 개입된 엘라스토머 충진제(elastomer fillers)를 포함하는 환형강화구조가 상기 카카스 플라이와 결합된다. 제 2 카카스 플라이는 제 1 카카스 플라이 및 상기 환형구조와 중첩관계로 제조될 수 있다. 그런 후, 또한 스트립형 구성요소를 설치함으로써 형성된 벨트구조가 상기 카카스 구조와 결합되고 이에따라 형성된다. 연이어, 적절한 크기의 신장된 구성요소 형태의 엘라스토머 재료로 된 기초 반마감제의 축에 나란히 배치된 코일에서의 중첩 및/또는 반경방향 중첩관계를 통해 트레드 밴드와 한 쌍의 사이드월이 부착된다. 따라서, 이 공정은 적어도 2개의 다른 형태 기초 반마감제 및 더 구체적으로는 신장된 구성요소, 즉, 단지 엘라스토머 재료 및 실질적으로 직사각형 단면의 단면부재; 및, 스트립형 구성요소, 즉, 신장된 강화 구성요소, 특히 직물 또는 금속 코드가 포함되는 가느다란 엘라스토머 재료의 사용을 고려한다.
동일한 출원인 명의 참조문헌 제WO 00/38906호는 카카스 플라이가 토로이드형 지지체상에 설치함으로써 형성되고, 일련의 제 1 및 제 2 단면(sections)이 서로 교번되며 비드에 대해 환형강화구조의 제 1 주요부에 대한 대향측상에 종료되는 측부를 갖는 공기 타이어 제조방법을 개시하고 있다. 연이어, 제 2 플라이는 환형강화구조의 제 2 주요부 위에 대향측상에 중첩된 일련의 신장된 제 3 및 제 4 단면을 가지며 제 1 플라이와 동일한 방식으로 형성된다. 제 1 및 제 2 카카스 플라이를 형성하는 단면은 토로이드형 지지체의 자오면(meridian plane)에 대한 대향측상에 평행하게 오프세트된 각각의 적층면에 놓여지고 상호교차된 측부 및 반경방향으로 배치된 크라운부를 갖는다.
4륜차용 타이어와 비교하면, 많은 구조적 차이를 포함하여 매우 특별한 성능이 2륜차용 타이어로부터 요구된다. 가장 중요한 차이는 곡선도로상에 주행동안 모터사이클은 대개 45°에 달하지만 극단적인 드라이브 조건하에서는 65°만큼이나 넓어질 수 있는 지면에 수직한 각도("캠버 각(camber angle)"를 이루는 직선거리상에 주행동안 그 위치에 대해 크게 기울어져야만 한다는 사실에서 발생한다. 따라서, 모터사이클이 곡선도로상에 주행할 때, 타이어의 접촉영역은 트레드의 중심영역에서부터 축상의 최외각 영역으로 곡선도로 중심 방향으로 점진적으로 이동한다. 이런 이유로, 2륜차용 타이어는 마크된 횡곡률(transverse curvature)로 인해 다른 타이어와 식별될 수 있다. 이 횡곡률은, 트레드의 반경방향 외부지점과 타이어의 적도면상에 측정된 트레드 자체의 측면으로 대향하는 극단을 지나는 선 사이의 거리 대 상기 극단 사이의 타이어 현(chord)을 따라 측정된 거리의 비에 대한 특정한 값에 의해 주로 정의된다. 2륜차용 타이어에서, 곡률비의 값은 일반적으로 적어도 0.15 만큼이나 크며, 현재는 대개 모터차량용 타이어의 경우에 약 0.05의 크기의 값인데 반하여 후륜 타이어에 대해서는 약 0.3이며 심지어 전륜 타이어에 대해서는 더 큰 크기로 약 0.45까지 있다.
현재, 2륜차용 타이어는 대개 닫힌 링으로서 형성되고 본질적으로 인접한 카카스 구조에 속하는 코드에 대해 적절하게 지향된 직물 또는 금속코드로 구성된 하나 이상의 벨트층을 구비할 수 있는 벨트구조와 결합된 반경방향의 카카스 구조를 갖는다.
특히, 벨트구조는 축상의 나란한 관계로 배치되고 타이어의 원주상 확장방향에 실질적으로 평행한 코일에 감긴 하나 이상의 연속한 코드로 제조될 수 있다(소위 "0도 벨트"). 대안으로, 벨트구조는 각각이 서로 평행하게 배치된 코드와 함께 강화된 엘라스토머 재료로 제조된 2개의 반경방향으로 중첩된 층으로 구성될 수 있으며, 상기 층은 제 1 벨트층의 코드가 타이어의 적도면에 비스듬하게 지향되도록 배열되는 반면에, 제 2 벨트층의 코드도 또한 비스듬한 방향을 가지지만, 상기 제 1 층의 코드에 대해 대칭으로 교차되도록 배열된다(소위 "교차벨트(crossed-belt)").
본 출원인의 의견은 교차벨트를 갖는 2륜차용 타이어는 트레드 밴드에 의해 차지된 영역에서 높은 벤딩 강성(bending rigidity)을 특징으로 하며, 곡선도로상에서 최적의 행동을 보장한다는 것이다.
그러나, 사이드월에서 측면 강성은 트레드 밴드의 영역에서 높은 벤딩 강성에 비하면 비교적 낮기 때문에, 진동이 직선거리상에 주행동안 발생할 가능성이 있고, 이 진동은 고속에서 차량 안정성을 감소시킨다.
대조적으로, 0도 벨트를 갖는 2륜차용 타이어에서, 트레드 밴드 영역에서 벤딩 강성은 실질적으로 증가되지 않으므로, 특히 고속으로 직선거리상의 주행동안, 진동이 제어되며 지면에 대한 그리핑(gripping)이 향상된다. 그러나, 타이어가 곡선도로상에 주행할 때 측면 강성이 충분치 않을 수 있으며, 또한, 특히 큰 크기의 2륜차의 경우에, 타이어에 의해 지면상의 토크 전달이 감소될 수 있다.
직선거리상 및 곡선도로상 모두에서 주행동안 최적 행동을 조합하기 위한 시도에서, 벨트구조의 한 쌍의 교차층과 0도 나선감기를 조합한 2륜차용 타이어가 제안되었다. 예를 들어, 참조문헌 제GB 2 157 239호 참조. 이들 실시예는 타이어 행동의 실제 밸런싱에 거의 이르지 못했고 여하튼 이들은 더 큰 구성의 복잡성과 중요한 무게 증가를 수반한다.
따라서 본 출원인은 무게를 감소시키는 반면에 실질적으로 승차감과 안정성을 일정하게 유지하면서, 한편으로는 동일한 행동 특성에 악영향을 끼침이 없이, 타이어의 전반적인 구조를 간략히 할 필요성을 느꼈다. 또한, 간략화된 구조는 증축시간이 감소되게 할 수 있고, 그 결과, 제조비용도 또한 절감되게 할 수 있다.
본 출원인은 하나의 반경방향 카카스 플라이로 제조된 카카스 구조는 타이어 구조를 더 가볍게 하고 더 간단히 하지만, 일부 동작조건하에서는, 예를 들어 곡선도로 및 직선도로상에서 고성능 및 고안전성이 타이어로부터 요구될 때, 결과적으로 만들어진 타이어 구조는 무엇보다도 큰 크기의 모터사이클에 열악한 성능을 제공함을 알았다.
본 발명의 또 다른 특징 및 이점은 본 발명에 따른 2륜차용 타이어의 일부 바람직하지만 배타적이지 않는 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 더욱 명백해진다. 이 설명은 비제한적인 예로서 주어진 첨부도면을 참조로 아래에 나타나 있다:
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 부분 횡단면도이다;
도 2는 카카스 플라이가 강체 토로이드형 지지체상에 제조될 때 상기 카카스 플라이의 일부분에 대한 부분 측면도이다; 그리고
도 3은 본 발명에 따른 한 쌍의 타이어를 사용하는 2륜차의 개략 측면도이다.
본 출원인은 상기 플라이의 각 코드가 타이어의 적도면에 실질적으로 수직한 면에 놓이고 타이어의 적도면과 함꼐 상기 코드의 교차점을 지나는 대응하는 반경방향 면과 함께 0도와는 다른 부설각(lying angle)을 형성하는 적어도 하나의 카카스를 구비하는 카카스 구조를 갖는 타이어를 제조함으로써 해결될 수 있다. 이런 식으로 카카스 플라이의 코드는 코드가 타이어의 회전동안 그리고 하기에 더 잘 예시된 바와 같이 타이어 자체의 편향방지력에 따르도록 배열된다.
이에따라 제조된 카카스 플라이는 카카스 강성이 동일하면서 무게 절감이 심지어 50%에 이르는 카카스 구조를 갖는 타이어의 달성을 보장한다. 마지막으로, 타이어는 우수한 방향안정 특성과 지면 불균일에 의해 발생되는 방해 에너지를 흡수하는 높은 능력(capability)을 유지하므로, 소위 "킥백(kick-back)" 현상을 줄인다.
하기에 더 잘 예시된 바와 같이, 이 방안은 특히 벨트구조가 타이어의 적도면에 실질적으로 평행한 방향을 따라 나선형으로 된 하나 이상의 연속한 코드로 구성될 때 특히 이점이 있다. 실제로, 이 벨트구조는 타이어의 전체 구조를 무겁게 함이 없이 직선 거리(rectilinear stretch) 및 곡선도로 상에 이동되는 동안 카카스 구조의 특징이 상기 예시된 바와 같이 강화되게 할 수 있다.
제 1 태양에서, 본 발명은 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 코드를 포함하고, 실질적으로 토로이드형 형상으로 이루어지며 각각의 원주상 환형강화구조와 맞물리는 단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이를 갖는 카카스 구조; 상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 벨트구조; 상기 벨트구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 트레드 밴드; 및 상기 카카스 구조에 대해 대향측상에 측면으로 부착되는 한 쌍의 사이드월을 구비하며, 상기 카카스 플라이의 각각의 코드는 타이어의 적도면과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 상기 타이어의 반경방향 면을 식별하고, 상기 타이어 적도면에 실질적으로 수직하고, 상기 반경방향 면과 함께 0도와는 다른 부설각을 형성하는 부설면(lying plane)에 놓이는 2륜차용 공기 타이어에 관한 것이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 벨트구조는 상기 타이어의 상기 적도면에 대해 축에 나란한 관계로 배치되고 실질적으로 0도의 각도로 나선형으로 감겨지는 복수의 외주코일을 갖는 층을 구비한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 카카스 구조에서 하나의 카카스 플라이가 형성된다.
참조문헌에서 타이어의 다른 실시예에 따르면, 상기 카카스 구조에서 제 1 카카스 플라이와 서로 결합되는 또 다른 카카스 하프-플라이에 대한 형성이 이루어진다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 부설각은 약 1 내지 약 12도 사이에 포함된다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 각각 전륜 타이어 및 후륜 타이어로 된 한 쌍의 2륜차용 공기 타이어로서, 각 타이어는 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 코드를 포함하고, 실질적으로 토로이드형 형상으로 이루어지며 각각의 원주상 환형 강화구조와 맞물리는 단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이를 갖는 카카스 구조; 상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 벨트구조; 상기 벨트구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 트레드 밴드; 및 상기 카카스 구조에 대해 대향측상에 측면으로 부착되는 한 쌍의 사이드월(side walls)을 구비하며, 상기 카카스 플라이의 각각의 코드는 상기 타이어의 적도면과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 상기 타이어의 반경방향 면을 식별하고, 상기 타이어의 적도면에 실질적으로 수직하고, 상기 반경방향 면과 함께 0도와는 다른 부설각을 형성하는 부설면에 놓이며, 상기 각각의 전륜 타이어 및 후륜 타이어는 상기 2륜차에 장착될 때 기설정된 회전방향을 가지므로, 상기 전륜 타이어에서, 상기 부설면은 상기 기설정된 회전방향과 동일한 방향으로 타이어의 적도면과 함께 상기 코드의 상기 교차점 주위로의 회전에 잇따라 상기 부설각을 지나가며 상기 반경방향 면상에 중첩되도록 상기 반경방향 면에 대한 방향을 상기 부설면이 가지며, 상기 후륜 타이어에서, 상기 부설면은 상기 기설정된 회전방향에 대해 반대방향으로 타이어의 적도면과 함께 상기 코드의 상기 교차점 주위로의 회전에 잇따라 상기 부설각을 지나가며 상기 반경방향 면상에 중첩되도록 상기 반경방향 면에 대한 방향을 상기 부설면이 갖는 한 쌍의 2륜차용 공기 타이어에 관한 것이다.
도면을 참조하면, 2륜차용 타이어는 전체적으로 참조번호 1로 식별하였다; 타이어는 바람직하게는 제 1 및 제 2 카카스 하프-플라이(half-plies)(3,4)를 가지며, 실질적으로 토로이드형 구성으로 형성되고, 대개 "비드"로서 식별되는 구조를 형성하도록 마주보는 원주 에지에 의해 적어도 하나의 강화구조(9)와 맞물리는 적어도 하나의 카카스 플라이(2)를 포함하는 카카스 구조를 구비한다.
타이어 가황처리와 동시에 수행된 성형공정에 의해 길이방향 그루브 및 횡 그루브가 형성된 트레드 밴드(6)가 원주상으로 중첩되는 벨트구조(5)의 반경방향으로 외부 위치에 있는 카카스 구조에 원주상으로 부착되며, 상기 그루브는 소정의 "트레드 패턴"을 형성하도록 배열된다.
타이어(1)는 또한 상기 카카스 구조의 대향측상에 측면에 부착된 한 쌍의 사이드월(7)을 구비한다.
카카스 구조는 본질적으로 팽창된 후에 타이어 자체의 밀봉을 보장하는데 적합한 기밀(氣密) 엘라스토머 재료층으로 구성되는 소위 "라이너(liner)"로 가능하게는 내벽에 코팅될 수 있다.
바람직하기로, 벨트구조(5)는 축상의 나란한 관계로 배치되고, 타이어의 적도면 X-X에 대해 거의 0도로 나선형으로 감긴, 고무를 입힌 코드 또는 일부 고무를 입힌 코드를 포함하는 스트립형 구성요소(바람직하게는 2 또는 5)로 형성된 복수의 외주코일(5a)을 갖는 층을 구비한다. 다르게 말하면, 상기 코드는 타이어(1)의 적도면 X-X에 대해 그 위치에 대해 대개 "0도" 배열이라고 하는 타이어의 회전방향으로 실질적으로 지향된 복수의 외주코일(5a)을 형성한다.
바람직한 실시예에서, 외주코일은 바람직하기로는 벨트구조(5)의 중심부에서 보다는 마주보는 측부상에 더 큰 코드 밀도를 갖도록 가변 피치(variable pitch)로 상기 카카스 플라이(2)상에 감싸진다.
나선형 공정 및 임의의 피치 변화가 0도와는 다른 적층각도로 초래될 수 있다 하더라도, 이들 각도는 작아서 항상 실질적으로 거의 0도로 고려될 수 있음이 본 명세서에서 및 하기에서 명시된다.
일반적으로 상기 코드는 직물 또는 금속코드이다. 바람직하기로 응력-변형(stress-strain) 도표에서 상기 코드는 파괴하중(breaking load)에 대해 5% 더 작은 하중을 가지며 0.4%보다 더 큰, 더 바람직하게는 0.5 내지 4% 사이에 포함된 신장률(percent elongation)을 갖는 그러한 행동을 갖는 스틸 코드(steel cords)이다.
바람직하기로 상기 코드는 고탄소 스틸 와이어(HT), 즉, 탄소함량이 0.9% 이상인 스틸 와이어로 구성된다.
직물 코드가 사용되는 경우, 직물코드는 예를들면, 나일론, 레이온(rayon), PEN, PET과 같은 합성섬유, 높은 계수(high modulus)의 합성섬유, 특히 아라미드 섬유(예컨대, 케블라(Kevlar)® 섬유)로 제조될 수 있다. 대안으로, 적어도 하나의 높은 계수의 스레드(thread)(예컨대, 케블라® 스레드)와 함께 꼬여지는 적어도 하나의 낮은 계수의 스레드(예컨대, 나일론 또는 레이온 스레드)를 포함하는 하이브리드 코드(hybrid cords)가 사용될 수 있다.
선택적으로, 타이어(1)는 또한 상기 외주코일(5a)로 형성된 상기 카카스 구조와 벨트구조(5) 사이에 배치된 엘라스토머 재료층(10)을 구비할 수 있으며, 상기 층(10)은 바람직하게는 실질적으로 상기 벨트구조(5)의 확장면에 대응하는 면위로 확장된다. 대안으로, 상기 층(10)은, 예를 들어, 단지 마주보는 면상으로, 벨트구조(5)의 확장면보다 더 작은 면상으로 확장된다.
또 다른 실시예에서, 추가 엘라스토머 재료층(도 1에 미도시됨)이 상기 외주코일(5a)로 형성된 상기 벨트구조(5) 및 상기 스레드 밴드(6) 사이에 배치되며, 상기 층은 바람직하게는 상기 벨트구조(5)의 확장면에 실질적으로 대응하는 면위로 확장된다. 대안으로, 상기 층은, 예를 들어, 그 마주보는 면상으로, 벨트구조(5)의 확장의 적어도 일부분을 따라서만 확장된다.
바람직한 실시예에서, 상기 층(10) 및 추가층 중 적어도 하나는 상기 엘라스토머 재료에 분산된 쇼트 아라미드 섬유(short aramidic fibres), 예를 들어, 케블라® 섬유를 포함한다.
상기 도시된 바와 같이, 상기 카카스 플라이(2)는 바람직하게는 2개의 카카스 하프-플라이(3,4)로 형성된다. 상기 각각의 카카스 하프-플라이(3,4)는 바람직하기로는 실질적으로 90°의 각도로 본 발명에 따른 타이어 적도면을 각 코드가 가로지르는 식으로 지향된 복수의 코드를 구비한다. 또한, 각 코드의 부설면은 상기 타이어(1)의 적도면 X-X에 실질적으로 수직하고, 적도면 X-X과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 반경방향 면 R에 대한 방향을 가지며 실질적으로 0°(부설각)와는 다른 상기 반경방향 면 R과 각도 α를 이룬다.
바람직하기로, 이미 상술한 참조문헌 제WO 00/38906호에 개시된 공정에 따라 카카스 플라이(2)가 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토로이드형 지지체(20)가 빌딩 드럼(building drum)으로서 사용되고, 복수의 스트립형 구성요소(21)가 상기 플라이의 구성요소로서 사용되며, 각각의 스트립형 구성요소는 서로 평행하고 상기 스트립형 구성요소 자체의 길이방향 확장으로 지향된 복수의 코드를 구비한다. 각각의 스트립형 구성요소(21)는 상기 적도면 X-X에 수직하고, 상기 반경방향 면 R과 함께 부설각 α와 동일한 각도를 형성하는 반경방향면 "P"에 대해 평행하게 오프세트된 부설면 N의 상기 토로이드형 지지체(20)상에 놓여진다. 이런 식으로 카카스 플라이의 각 코드가 상기 타이어의 반경방향 면 R에 속하는 지점에서 적도면 X-X에 교차하며, 상기 각 코드는 0°와는 다른 상기 반경방향 면과 함께 각도 α를 이루는 면에 놓여진다.
바람직하기로, 본 발명에 따른 타이어에서 상기 부설각 α는 약 1 도 내지 약 12 도 사이, 더 바람직하게는 약 2 도 내지 약 8 도 사이에 포함된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스트립형 구성요소(21)는 바람직하게는 상기 토로이드형 지지체(20)의 원주상 확장을 따라 서로에 대해 나란히 배치되며, 스트립형 구성요소 사이의 간격은 상기 스트립형 구성요소의 횡 크기와 실질적으로 동일하다. 이런 식으로, 마감된 타이어의 회전축과 실질적으로 일치하는 회전축을 따라 상기 토로이드형 지지체(20)의 일회전이 끝날 때, 제 1 하프-플라이(3)가 형성된다. 연이어 동일한 식으로, 토로이드형 지지체(20)의 연이은 회전에 의해, 제 2 하프-플라이(4)가 놓여진다.
상기 적층은 선행 스트립형 구성요소에 대한 연속한 각각의 스트립형 구성요소의 나란한 배치로 인해 토로이드형 지지체(20)의 일회전으로 수행될 수 있다.
원칙적으로, 토로이드형 지지체(20)의 (앞서 도시한 바와 같이) 2회전 이상의 다수의 회전으로 각각의 카카스 플라이를 제조할 수 있으며, 각각의 스트립형 구성요소가 상기 스트립형 구성요소의 횡 크기만큼 증대된 상기 회전수에 하나 적게 대응하는 원주방향으로의 간격으로 이전의 스트립형 구성요소에 대해 놓여진다.
바람직하기로, 폭이 5㎜ 내지 20㎜ 사이에 있고 두께가 0.5㎜ 내지 2㎜ 사이에 있는 상기 스트립형 구성요소는 타이어(1)의 적도면에 가까운 원주방향으로의 카카스 플라이 상에 측정된 바람직하게는 60 내지 180 코드/dm(decimeter) 범위의 밀도를 가지며 4 내지 40개의 코드를 포함한다.
본 발명에 따른 카카스 플라이는 바람직하기로는 타이어용 카카스가 제조될 때 주로 채택되는, 예를 들어, 직경이 0.35㎜ 내지 1.5㎜ 사이에 있는 스트랜드를 갖는 나일론, 레이온, PET, PEN으로 제조된 것들로부터 선택된 직물코드를 포함한다.
스트립형 구성요소에 대한 대안으로서, 상기 토로이드형 지지체상에 연이은 나란한 위치로 구성되는 적절한 적층에 의한 코드가 동일한 기하학적 모양으로 상기 카카스 플라이(2)를 형성하는 하나의 연속코드가 사용될 수 있다. 따라서, 이 경우 용어의 엄격한 의미에서 복수의 코드가 더 이상 있지 않으며, 비드에서 비드로 서로 결합되는 복수의 길이(streches) 또는 세그먼트(segments)를 갖는 하나의 코드가 있게 되며, 각각의 길이는 실질적으로 앞서 예시된 스트립형 구성요소에 속하는 각각의 코드와 동일하다.
따라서, 본 명세서 및 하기 특허청구범위에서, 용어 "복수의 코드"에 의해, 함께 결합되는 진정한 다수의 코드 및, 실질적으로 비드에서 비드로 확장되는, 동일한 코드에 속하는 복수의 스트레치 모두를 의미한다.
바람직하기로, 각각의 환형강화구조(9)는 실질적으로 동심 코일에 배치된, 바람직하기로는 신장된 금속 구성요소로 제조된 적어도 하나의 환형 삽입물을 가지며, 각각의 코일은 각각의 스레드형 구성요소로 형성된 일련의 연속한 나선이나 동심 링 중 어느 하나에 의해 번갈아 형성된다.
바람직하기로, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 환형 삽입물(9a 및 9b)이 제공되며, 제 1 환형 삽입물은 제 1 카카스 하프-플라이(3)가, 상기 참조문헌 제WO 00/38906호에 개시된 바와 같이, 상기 토로이드형 지지체(20) 상에 형성된 상기 하프-플라이(3)의 축상 외부면의 동작에 대해 작동하는 롤러 또는 다른 적절한 장치의 가능한 도움으로 상기 스레드형 구성요소의 권선에 의해 완료될 때 만들어진다. 엘라스토머 재료의 충진제(filler)(12)의 존재는 상기 제 1 환형 삽입물(9a)의 축상으로 외부 위치에 형성된다. 제 2 하프-플라이(4)의 제조가 완료되면, 상기 제 2 환형 삽입물(9b)이 상기와 같이 동일한 방식으로 제조된다. 상기 제 2 환형 삽입물(9b)의 축상으로 외부 위치에 또 다른 충진제(13)의 적층으로 상기 환형강화구조(9)의 제조를 완료한다.
상기 스레드형 구성요소의 구성 재료는 임의의 직물 또는 금속 재료 또는 적절한 기계적 저항 특성이 제공되는 다른 성질의 재료일 수 있다; 바람직하기로, 이 재료는 바람직하게는 금속 코드의 형태로 사용되는 표준 또는 고탄소 스틸이다.
본 발명에 따른 타이어의 다른 실시예에서, 또 다른 하프-플라이와 결합되는 제 1 카카스 플라이를 갖는 카카스 구조가 형성된다.
더 구체적으로, 라이너 및 엘라스토머 재료의 한가지 가능한 충진제에 잇따라, 예를 들어, 마감된 타이어의 회전축에 실질적으로 일치하는 축 주위로 토로이드형 지지체의 2회전을 통해 연이어 제조된 2개의 하프-플라이로 구성될 수 있는 제 1 카카스 플라이가 놓여진다. 그런 후, 제 1 환형 삽입물, 또 다른 엘라스토머 재료의 충진제, 및 또 다른 카카스 하프-플라이가 기술된 순서로 놓여진다. 마지막 하프-플라이의 스트립형 구성요소는 바람직하게는 실질적으로 횡 크기에 대응하는 원주방향으로 소정 거리만큼 이격되어 놓여진다; 또한 이들 각각은 토로이드형 지지체상에 이미 형성된 카카스 플라이의 대응하는 스트립형 구성요소상에 실질적으로 반경방향으로 중첩된다, 즉, 부설면 N이 동일해진다.
마지막으로, 제 2 환형 삽입물 및 또 다른 충진제가 카카스 구조의 형성을 완료한다.
동일한 방식으로, 제 2 플라이가 실질적으로 반경방향으로 제 1 플라이의 스트립형 구성요소상에 제 2 플라이의 각 스트립형 구성요소를 중첩시킴으로써 형성되는 2개의 카카스 플라이를 갖는 카카스 구조를 만들 수 있다.
바람직한 실시예에서, 플라이 및 하프-플라이를 구성하는 모노-플라이(mono-ply) 카카스 구조 또는 카카스 구조가 상기 코일(5a)로 구성되는 벨트구조(5)와 결합된다.
전륜 타이어(100) 및 후륜 타이어(200)로서 2륜차에 사용되는 본 발명에 따른 타이어는 차의 전방 이동운동으로 인해 회전과 일치되어야만 하는 자신의 회전방향을 갖는다. 예를 들어, 도 3에 개략적으로 도시된 차량은 상기 회전방향에 대해 반시계 방향이도록 형성된다.
앞서 도시되었던 것에 대해, 타이어의 적도면 X-X과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 반경방향 면으로 각 코드의 부설면이 상기 부설각 α를 결정하는 것이 지적되어 있다. 이는, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 전륜 타이어에서는 후륜 타이어의 부호에 대해 반대 부호를 갖는다. 특히, 강체 회전운동에 의해 부설면이 상기 부설각α를 지나가는 반경방향 면 R상에 중첩된다고 가정하면, 전륜 타이어(100)의 경우 타이어의 기설정된 회전방향과 동일한 방향으로 회전이 있게되며 후륜 타이어(200)의 경우 회전은 상기 회전방향에 반대가 된다.
어떠한 설명 이론에 속하는 것으로 바라지 않으며, 본 출원인은, 하기에 더 명확해지는 바와 같이, 전륜이 구동되는 바퀴인 반면에 후륜이 구동하는 바퀴라는 사실의 결과로 이러한 기하학적 차이가 실질적으로 상기 타이어상에 작용하는 힘에 좌우되는 것을 나타낸다.
더 상세하게, 본 출원인은 전륜 타이어(100)의 경우에 지면과의 접촉점에서 타이어의 접선력(노면에서 타이어로 전달되며 구동 방향에 반대방향으로 진행되는 힘)이 지면과 접촉하는 각 코드상에 편향에 대한 장애인 압축력을 초래하여, 타이어(100)가 지면상에서 회전시에 강성을 증가시킨다. 상기 언급한 바와 같이, 후륜 타이어(200)는 반대방향으로 지향된 각각의 코드의 부설각 α2를 나타내는 식으로 장착된다(도 3). 이 경우, 지면과의 접촉점에서 타이어(200)의 접선력은, 상기 접선력이 주행방향으로, 즉, 전륜 타이어(100)에 작용하는 접선력에 대해 반대방향으로 지향되는(도 3에서 화살표를 참조), 타이어(200)에서 노면으로 전달되는 힘으로 인해 노면이 후륜 타이어(200)에 전달하는 반작용력이다(구동하는 바퀴): 이 경우에도 역시 압출력을 얻기 위해, 각각의 코드의 부설면의 기울기는 따라서 전륜 타이어(100)의 대응하는 코드의 부설면의 기울기와 반대방향이어야만 한다, 즉, 부설각 α1, α2가 서로 반대가 되어야만 한다. 따라서, 본 발명에 따른 한 쌍의 타이어를 구성하는 타이어(100, 200)는 후륜 타이어(200)의 대응하는 코드의 기울기에 대해 반대방향으로 진행되는 지면과 접촉하는 전륜 타이어(100)의 각 코드의 기울기를 나타내는 식으로 장착되어야만 한다. 바람직하기로, 부설면의 기울기에 대응하는 이러한 기울기는 실질적으로 본 발명에 따른 한 쌍의 타이어에서 동일한 절대값을 갖는다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (21)

  1. 실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 코드를 포함하고, 실질적으로 토로이드형 형상으로 이루어지며 각각의 원주상 환형강화구조(9)와 맞물리는 단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이(carcass ply)(2)를 갖는 카카스 구조;
    상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 벨트구조(5);
    상기 벨트구조(5)에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 트레드 밴드(tread band)(6); 및
    상기 카카스 구조에 대해 대향측상에 측면으로 부착되는 한 쌍의 사이드월(side walls)(7)를 구비하며,
    상기 카카스 플라이(2)의 각각의 코드(cord)는
    타이어(1)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 상기 타이어(1)의 반경방향 면(R)을 식별하고,
    상기 타이어(1) 적도면(X-X)에 실질적으로 수직하고, 상기 반경방향 면(R)과 함께 0도와는 다른 부설각(α)을 형성하는 부설면에 놓이는 2륜차용 공기 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 코드는 실질적으로 90°의 각도를 형성하는 상기 적도면(X-X)에 교차하는 2륜차용 공기 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 벨트구조(5)는 축에 나란한 관계로 배치되고 상기 타이어(1)의 상기 적도면(X-X)에 대해 실질적으로 0도의 각도로 나선형으로 감겨지는 복수의 외주코일(5a)을 갖는 층을 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 코일(5a)은 응력-변형(stress-strain) 도표에서 상기 코드가 파괴하중에 대해 5%보다 작은 하중을 가지며 0.4% 이상의 신장률(percent elongation)을 갖는 행동을 나타내는 스틸 코드(steel cord)를 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 코드는 0.5% 내지 4% 사이에 있는 신장률을 갖는 2륜차용 공기 타이어.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카카스 구조에서 하나의 카카스 플라이(2)가 형성되는 2륜차용 공기 타이어.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 카카스 구조에서 제 1 카카스 플라이와 서로 결합되는 또 다른 카카스 하프-플라이(half-ply)에 대한 형성이 이루어지는 2륜차용 공기 타이어.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 카카스 구조 및 상기 벨트구조(5) 사이에 개입된 엘라스토머 재료의 층(10)이 형성되는 2륜차용 공기 타이어.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 벨트구조(5)와 트레드 밴드(6) 사이에 개입된 엘라스토머 재료의 추가층이 형성되는 2륜차용 공기 타이어.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 층(10)은 쇼트 아라미드 섬유(short aramidic fibres)를 포함하는 2륜차용 공기 타이어.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 추가층은 쇼트 아라미드 섬유를 포함하는 2륜차용 공기 타이어.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 카카스 플라이(2)는 각각이 적어도 하나의 코드를 포함하는 복수의 스트립형 구성요소(21)를 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 환형강화구조(9)는 제 1 카카스 하프-플라이(3)에 대해 축상으로 외부위치에 제 1 환형 삽입물(9a)과 제 2 카카스 하프-플라이(4)에 대해 축상으로 외부 위치에 제 2 환형 삽입물(9b)을 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 환형강화구조(9)는 상기 제 1 환형 삽입물(9a)에 대해 축상으로 외부위치에 엘라스토머 재료의 충진제(filler)(12)를 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 각각의 환형강화구조(9)는 상기 제 2 환형삽입물(9b)에 대해 축상으로 외부위치에 엘라스토머 재료의 충진제(13)를 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 각각의 환형강화구조(9)는 상기 제 1 카카스 플라이에 대해 축상으로 외부위치에 제 1 환형 삽입물과 상기 또 다른 카카스 하프-플라이에 대해 축상으로 외부위치에 제 2 환형 삽입물을 구비하는 2륜차용 공기 타이어.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 타이어(1,100)는 기설정된 회전방향을 가지며 2륜차의 앞쪽에 장착되도록 설계되고, 상기 부설면은 상기 기설정된 회전방향과 동일한 방향으로 타이어(1,100)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 상기 교차점 주위로의 회전에 잇따라 상기 부설각(α,α1)을 지나가며 상기 반경방향 면(R)상에 중첩되도록 상기 반경방향 면(R)에 대한 방향을 상기 부설면이 갖는 2륜차용 공기 타이어.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 타이어(1,200)는 기설정된 회전방향을 가지며 2륜차의 뒤쪽에 장착되도록 설계되고, 상기 부설면은 상기 기설정된 회전방향에 대해 반대방향으로 타이어(1,200)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 상기 교차점 주위로의 회전에 잇따라 상기 부설각(α,α2)을 지나가며 상기 반경방향 면(R)상에 중첩되도록 상기 반경방향 면(R)에 대한 방향을 상기 부설면이 갖는 2륜차용 공기 타이어.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 부설각(α)은 대략 1 내지 12 도 사이에 포함되는 2륜차용 공기타이어.
  20. 각각 전륜 타이어(100) 및 후륜 타이어(200)의 한 쌍의 2륜차용 공기 타이어로서,
    상기 각각의 타이어(100,200)는
    실질적으로 서로 평행하게 배치된 복수의 코드를 포함하고, 실질적으로 토로이드형 형상으로 이루어지며 각각의 원주상 환형강화구조(9)와 맞물리는 단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이(2)를 갖는 카카스 구조;
    상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 벨트구조(5);
    상기 벨트구조(5)에 대해 반경방향 외부위치에 부착되는 트레드 밴드(6); 및
    상기 카카스 구조에 대해 대향측상에 측면으로 부착되는 한 쌍의 사이드월(side walls)(7)을 구비하며,
    상기 카카스 플라이(2)의 각각의 코드는
    상기 타이어(100,200)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 교차점을 지나는 상기 타이어(1)의 반경방향 면(R)을 식별하고,
    상기 타이어(100,200)의 적도면(X-X)에 실질적으로 수직하고, 상기 반경방향 면(R)과 함께 0도와는 다른 부설각(α1,α2)을 형성하는 부설면에 놓이며,
    상기 각각의 전륜 타이어(100) 및 후륜 타이어(200)는 상기 2륜차에 장착될 때 기설정된 회전방향을 가지므로,
    상기 전륜 타이어(100)에서, 상기 부설면은 상기 기설정된 회전방향과 동일한 방향으로 타이어(100)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 상기 교차점 주위로의 회전에 잇따라 상기 부설각(α1)을 지나가며 상기 반경방향 면(R)상에 중첩되도록 상기 반경 방향 면(R)에 대한 방향을 상기 부설면이 가지며,
    상기 후륜 타이어(200)에서, 상기 부설면은 상기 기설정된 회전방향에 대해반대방향으로 타이어(100)의 적도면(X-X)과 함께 상기 코드의 상기 교차점 주위로의 회전에 잇따라 상기 부설각(α2)을 지나가며 상기 반경방향 면(R)상에 중첩되도록 상기 반경방향 면(R)에 대한 방향을 상기 부설면이 갖는 한 쌍의 2륜차용 공기 타이어.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 전륜 타이어(100)의 상기 부설각(α1)은 실질적으로 상기 후륜 타이어(200)의 상기 부설각(α2)과 실질적으로 동일한 절대값을 갖는 한 쌍의 2륜차용 공기 타이어.
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