KR20090088883A - 경량 비드코어를 갖는 타이어 - Google Patents

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KR20090088883A
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스테파노 트레솔디
구이도 다기니
바바라 람파나
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피렐리 타이어 소시에떼 퍼 아찌오니
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 비드코어(BC)와 적어도 하나의 비드 충진제(6)를 포함한 각각의 우측 및 좌측 비드 구조에 결합된 마주보는 측면 에지를 갖는 실질적인 토로이드형의 카카스 구조(CS)와, 상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부 위치에 부착된 벨트구조(7)와, 상기 벨트구조상에 반경방향으로 중첩된 트레드 밴드(TB)와, 상기 카카스 구조에 대해 반대편 측면에 부착된 한 쌍의 사이드월(SW)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 비드코어(BC)는 폴리머 재료내에 내포된 복수의 세장 섬유들을 포함하고 23℃에서 10 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율(Flexural modulus)을 갖는 적어도 하나의 복합재료를 구비한 적어도 하나의 제 1 세장요소(21,30)와, 적어도 하나의 금속 와이어를 포함한 적어도 하나의 제 2 세장요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어에 관한 것이다.
타이어, 비드코어, 세장요소

Description

경량 비드코어를 갖는 타이어{Tire with Light Weight Bead Core}
본 발명은 경량 비드코어가 제공된 타이어에 관한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명은 타이어가 장착되는 휠 림에 양호한 앵커링(anchoring)을 보장하는 한편 전체 타이어 무게를 줄이는데 기여하는 경량 비트코어가 제공된 타이어에 관한 것이다.
타이어는 일반적으로 적어도 하나의 카카스 플라이를 구비하는 카카스 구조와; 상기 카카스 구조 반경방향 외부 위치에 있는 트레드 밴드; 상기 카카스 구조와 상기 트레드 밴드 사이에 개입된 벨트구조를 구비한다. 타이어는 일반적으로 축방향으로 마주보는 위치에서 상기 카카스 구조에 부착되는 한 쌍의 사이드월을 더 구비한다. 적어도 하나의 카카스 플라이의 단부들은 뒤로 접어지거나 2개의 환형강화요소, 즉, 소위 "비드코어"에 고정되고, 상기 비드코어를 구비하는 타이어 영역은 "타이어 비드"로 알려져 있다.
일반적으로, 비드코어의 반경방향 외부 위치에서, 타이어 비드는 편의상 "비드 필링(bead filling)" 또는 "비드 에이펙스(bead apex)"이라고 하는 엘라스토머 인서트를 더 구비하며, 상기 인서트는 실질적으로 삼각형 횡단면을 가지며 각각의 비드코어로부터 반경방향 외부로 뻗어 있다.
타이어 비드와 특히 상기 타이어 비드의 비드코어는 일반적으로 여러가지 기능을 수행하도록 요구되고 있다.
먼저, 비드코어는 타이어 비드에서 타이어 카카스 코드를 고정시키기는 기능을 수행하며, 상기 카카스 코드는 타이어 팽창압력에과 타이어 곡률비에 비례하는 길이방향 스트레스를 받는다. 카카스 코드는 또한 원심력으로 인한 길이방향 및 토션 스트레스, 측면 트러스트(lateral thrust) 및/또는 주행간 타이어에 작용하는 토크를 받는다.
게다가, 비드코어는 튜브리스 타이어의 경우 타이어와 휠림 간에 밀봉효과를 보장함으로써 각각의 휠림에 타이어를 고정시키는 기능을 수행하며, 상기 휠림은 비드 장착위치에 따라 제공되며 일반적으로 타이어 비드에 대한 지지 기부로서 작용하는 2개의 실질적인 원추형 동축면을 구비한다. 상기 면은 일반적으로 비드의 동축 외부면을 지지하고 상기 외부면은 상기 타이어 팽창압력에 의해 맞닿는 반경방향으로 외부로 돌출한 플랜지에서 종료된다.
상기 비드코어는 각각의 휠림상에 타이어의 끼움동작 동안 발생하는 관련한 변형을 견디도록 요구된다. 실제로, 비드코어의 반경방향 내부 환형면의 직경은 림 플랜지의 반경방향 외부 직경보다 더 작고, 일단 타이어 비드가 플랜지로 운반된 후 림의 각 비드 시트에 위치되면, 플랜지의 축방향 내부면에 대해 상기 비드 시트의 발산면을 따라 타이어의 팽창유체의 압력에 의해 밀려지도록 선택된다. 일반적으로, 각각의 림상에 타이어를 끼움으로 인해 타이어 비드의 변형(타원형)이 시작되어 그 일부가 플랜지로 넘어갈 수 있다. 연이어, 타이어 비드의 나머지는 플랜지 위로 완전히 넘어가도록 야기되어 상기 비드가 가장 가까운 비드 시트에 위치된다. 그런 후, 비드는 맞은편 비드 시트로 축방향으로 밀려져 림의 중앙 그루브에 이르게 한다. 이런 식으로, 일단 비드가 상술한 중앙 그루브내에 위치된 후, 타이어의 적도면은 림의 적도면에 대해 기울어져 맞은편 비드가 플랜지로 넘어가게 하여 또한 타원형으로(및 각 비드코어의 타원형으로) 대응하는 비드 시트내에 위치될 수 있다. 마지막으로, 타이어는 비드가 플랜지의 축방향 내부면에 대하여 맞닿도록 팽창된다. 비드코어의 강도로 인해, 타이어를 림에 끼움/림으로부터 제거 동작은 거의 원형에서 타원형으로 형태를 변형시키는 비드코어를 변형하기에 충분한 힘을 가하여, 상술한 바와 같이, 비드가 플랜지로 넘어갈 수 있게 하는 레버들의 사용을 요구한다. 그러나, 비드코어를 형성하는 세장요소들에 작용하는 레버들의 사용은 타이어의 주행동안 비드코어의 구조적 강도 특성에 부정적 영향을 끼칠 수 있고, 어떤 경우, 타이어 비드코어의 하나 이상의 세장요소들의 파열을 초래할 수 있기 때문에 특히 바람직하지 못할 수 있는 상기 요소의 탄성변형(elastic strain) 한계를 국소적으로 초과할 수 있다.
상기 기능들 이외에도, 비드코어는 차량의 가속 및 감속동안 림에서 타이어로의 토크 전달(견인 토크 및 브레이크 토크)을 보장하는 것이 요구된다. 따라서, 타이어가 장착 림에 대해 미끄러지는 것을 방지하기 위해 적절히 되도록 림에 대한 타이어의 고정이 요구된다. 임의의 차량(승용차, 트럭, 오토바이)에 중요한 이 태양은 고성능(HP) 및 초고성능(UHP) 타이어의 경우에 특히 중요하며, 이 타이어는 일반적으로 급격하고 문제가 되는 가감속이 대체로 발생되도록 야기되는 고속(예컨 대 200㎞/h) 및/또는 극한 주행조건들과 관련된 고출력 자동차용으로 설계되어 있다.
대개 비드코어는 강철 와이어 또는 코드로 형성된다. 그러나, 다른 재료들이 해당기술분야에 제안되었다.
예컨대, 영국특허 GB 1,072,277은 공기 타이어에 대한 경량의 비드코어를 개시하고 있다. 특히, 연속적으로 감겨지고 에폭시 수지에 침지된 연속적 필라멘트 유리섬유의 고리형 구조를 구비하는 타이어 비드 강화를 개시하고 있으며, 상기 구조는 8 중량% 내지 40 중량%의 에폭시 수지와 60 중량% 내지 92 중량%의 유리섬유를 함유한다. 상술한 비드코어는 항공기 타이어에 특히 유용하다고 한다.
일본특허출원 JP 04/133807은 최소 인장탄성율이 350g/D이고, 최대 굽힘력(bending force)이 최소 0.1kg이며, 용융점 또는 융화점이 최소 170℃인 환형으로 권선되는 비금속 섬유코드로 제조된 비드코어를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 타이어를 개시하고 있다. 바람직하기로, 상기 비금속 섬유는 아라미드 섬유, 탄소 섬유, 유리섬유에서 선택되고 상기 섬유들은 또한 합성섬유로 사용될 수 있다. 상술한 비드코어는 경량 타이어에 이점적으로 사용된다고 한다.
그러나, 상기 언급된 경량의 비드코어는 몇가지 결함을 보일 수 있다.
특히, 상기 경량의 비드코어는 비드 기계적 저항(타이어 비드의 구조적 무결성)과 이에 따른 타이어 사용동안의 안정성 뿐만 아니라 타이어 균일성(예컨대, 타이어의 기하학적 치수의 규칙성, 반경방향으로의 타이어 강도 및 원주방향을 따른 타이어 지량의 균일한 분포)을 보장할 수 없다. 게다가, 상기 경중량 비드코어는 타이어 비드가 림에 양호한 고정을 보장할 수 없어 차량에 의해(예컨대, 엔진 또는 엔진의 브레이크에 의해) 발생된 토크가 림에서 타이어로 전달되어 림상에 타이어의 실질적인 미끄럼짐을 야기할 수 있다.
본 출원인은 비드코어 구조가 타이어 비드의 기계적 저항성, 림에 대한 타이어의 안정적인 고정 및 타이어 균일성을 보장하면서, 특히, 고출력 차량이 고려되는 경우, 구름저항과 같은 타이어 성능에 상당한 영향을 끼치는 과도한 타이어 무게를 줄이는데 기여하는 타이어 제공 문제에 직면했다.
본 출원인은 상기 목적이 복합재료로 된 세장요소와 금속 세장요소 모두를 포함하는 비드코어를 타이어에 제공함으로써 달성될 수 있음을 알았다.
제 1 태양에 따르면, 본 발명은 적어도 하나의 비드코어와 적어도 하나의 비드 충진제를 포함한 각각의 우측 및 좌측 비드 구조에 결합된 마주보는 측면 에지를 갖는 실질적인 토로이드형의 카카스 구조와, 상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부 위치에 부착된 벨트구조와, 상기 벨트구조상에 반경방향으로 중첩된 트레드 밴드와, 상기 카카스 구조에 대해 반대편 측면에 부착된 한 쌍의 사이드월을 구비하고, 상기 적어도 하나의 비드코어는 폴리머 재료내에 내포된 복수의 세장 섬유들을 포함하고 23℃에서 10 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율(Flexural modulus)을 갖는 적어도 하나의 복합재료를 구비한 적어도 하나의 제 1 세장요소와, 적어도 하나의 금속 와이어를 포함한 적어도 하나의 제 2 세장요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어에 관한 것이다.
본 발명의 상세한 설명과 하기의 청구의 범위에 대해, 다르게 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표시한 모든 숫자들은 모든 경우 "대략"이라는 용어로 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위들은 개시된 최대 및 최소의 임의의 조합을 포함하며 구체적으로 본 명세서에 열거되거나 될 수 없는 어떤 중간 범위도 포함한다.
본 발명의 상세한 설명과 하기의 청구의 범위에 대해, "세장요소"라는 용어는 단일 와이어(즉, 모노필라멘트), 또는 적어도 2개의 단일 와이어를 꼬음으로써 얻어지는 실(yarn) 또는 코드를 나타내는데 사용된다.
바람직하게는, 본 발명의 비드코어내에 있는 금속 재료의 양과 복합재료의 양 사이의 비(부피%로 표현)는 비드코어의 총부피에 대해 3 부피% 에서 80 부피%로 구성된다. 보다 바람직하게는, 상기 비는 비드코어의 총부피에 대해 5 부피% 에서 60 부피%로 구성된다. 상술한 범위는 림상에 타이어 비드의 조이는 힘, 비드코어에 요구되는 고인장강도 및 비드코어 중량 간에 만족스러운 밸런스를 보장할 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
다른 특징 및 이점들은 본 발명에 따른 비드코어의 바람직하지만 비제한적인 실시예의 상세한 설명으로부터 더욱 분명해 진다. 본 발명의 설명은 비한정적인 예로써 주어진 첨부도면을 참조로 이해될 수 있다: 도면에서
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 비드코어 스트립요소와 비드코어의 제 1 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 비드코어 스트립요소와 비드코어의 제 2 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 비드코어 스트립요소와 비드코어의 제 3 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 비드코어 스트립요소와 비드코어의 제 4 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 비드코어 스트립요소와 비드코어의 제 5 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명에 따른 비드코어에 사용된 하이브리드 코드의 개략적인 횡단면도이다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명에 따른 비드코어 스트립요소와 비드코어의 제 6 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 비드코어의 제 7 실시예를 도시한 것이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 환형 인서트와 비드코어를 각각 도시한 것이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 환형 인서트와 비드코어를 각각 도시한 것이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제 10 실시예에 따른 환형 인서트와 비드코어를 각각 도시한 것이다.
도 11은 도 1a의 비드코어 스트립 요소의 배열의 컨볼루션을 도시한 개략 측 면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 비드코어의 제 11 실시예를 도시한 것이다.
도 12a은 본 발명에 따른 비드코어의 제 12 실시예를 도시한 것이다.
도 12b는 본 발명에 따른 비드코어의 제 13 실시예를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 비드코어를 포함한 타이어의 개략적 부분 횡단면도를 도시한 것이다.
일반적인 비드코어 구조는 "m×n" 타입의 구성을 갖는 "알더퍼(Alderfer)" 구조라 하며, 여기서 "m"은 (적어도 한 쌍의 와이어를 꼬아서 얻은) 축방향으로 인접한 와이어 또는 코드의 개수를 나타내고 "n"은 상기 코드의 반경방향 중첩층의 개수를 나타낸다. 이 구조는 기정의된 개수의 코드(대개, 직물 또는 금속 코드)를 포함한 고무피복된 스트립 요소를 이용하고 소정 개수의 층들이 서로 반경방향으로 중첩되게 형성되록 상기 고무피복된 스트립 요소를 권선함으로써 얻어진다. 이 구성방법은 실질적으로 사각형인 비드코어의 횡단면 외곽의 형태를 가능하게 한다. 알더퍼 구조의 대표적인 예는 4×4, 5×5, 4×5, 및 6×5 구조이다.
다른 종래의 비드코어 구조는 "라운드 케이블" 비드코어라 한다. 이러한 타입의 비드코어는 예컨대 원을 형성하도록 단부간에 접합된 단일 와이어로 얻어지고 다른 단일 와이어가 주위로 감겨지고 최종적으로 적어도 하나의 외장층을 형성하도록 바람직하게는 예컨대 금속(예컨대, 놋쇠) 클립 또는 스트립과 같은 고정요소에 의해 자체적으로 접합되는 중앙 코어를 갖는다. 얻어진 외장층의 개수에 따라, "라 운드 케이블" 비드코어는 예컨대 다음과 같은 다른 구성을 갖는다: 1×1.5㎜+(6+12)×1.3㎜. 여기서 숫자 "1"은 중앙 코어를 나타내며, 숫자 "6"은 직경이 1.3㎜인 다른 단일 와이어가 제 1 외장층을 형성하도록 상기 중앙 코어 주위로 6회 감기는 것을 나타내고, 숫자 "12"는 상기 제 1 외장층 주위로 (예컨대, S 권선방향에 반대인 Z 권선방향에 따라) 연이어 12회 감겨 상기 제 1 외장층의 반경방향 외부 위치에 제 2 외장층을 형성하는 것을 나타낸다. 다른 구성은 예컨대 1×3.0㎜+(9)×1.5㎜, 1×3.0㎜+(8)×1.8㎜, 1×1.8㎜+(7)×1.4㎜일 수 있다.
다른 종래의 비드코어 구조는 소위 "단일 와이어 비드코어"라 한다. 이는 축방향으로 인접한 턴(코일)의 제 1 층을 형성하도록 감기는 단일 고무피복된 코드로 형성된다; 그런 후, 동일한 코드는 상기 제 1 층의 반경방향 외부 위치에 제 2 층을 형성하도록 더 감기어, 이하 등등, 다수의 반경방향으로 중첩된 층들을 형성한다. 따라서,각 층에 턴 회수를 변경함으로써, 다른 기하학적 형태를 갖는 비드코어의 횡단면 외곽, 예컨대, 육각형 횡단면을 얻을 수 있다. 규칙적인 육각형 비드코어는 예컨대 3-4-5-4-3 구성으로 배열된 19개 권선에 의해 형성될 수 있다. 이러한 일련의 회수는 개개의 고무피복된 코드가 축방향으로 서로 인접한 처음 3회 턴들을 형성하여 제 1 층을 이루도록 감긴다; 그런 후, 축방향으로 서로 인접한 4회 턴이 연이어 제공되어 상기 제 1 층에 반경방향으로 중첩된 제 2 층을 형성한고, 그런 후 축방향으로 서로 인접한 5회 턴으로 상기 제 2 층에 반경방향으로 중첩된 제 3 층을 형성하며, 그리고 나서 상기 제 3 층에 반경방향으로 중첩된 제 4 층을 형성하고 마지막으로 축방향으로 서로 인접한 3회 턴으로 상기 제 4 층에 반경방향으로 중첩된 제 5 층을 형성한다. 다른 구성은, 예컨대, 4-5-4-3 및 5-6-5-4일 수 있다.
다른 종래 비드코어 구조는 복수의 고무피복된 코드들을 이용하여 얻어지며, 각각의 개별 코드는 그 자체가 반경방향으로 감겨져 한 더미의(즉, 일련의) 반경방향으로 중첩된 권선 턴들(코일들)을 형성한다. 가능하게는 축방향으로 서로 인접한 다른 수직확장으로 여러 더미의 턴들(즉, 서로 반경방향으로 중첩된 권선 턴들의 다른 개수)이 상술한 비드코어를 형성한다. 바람직하기로, 상기 와이어는 축방향으로 인접한 코일들의 와이어가 동일하고 식별가능한 요소들(모듈 요소)로 구성되고 컴팩트한 횡단면이 형성된는 어셈블리(즉, 비드코어)를 함께 형성하도록 결합될 수 있다. 즉, 어셈블리는 중공의 공간 또는 인터페이스를 구비하지 않고 상기 식별 요소의 횡단면들의 합에 해당하는 면적을 갖는다.
도 13은 카카스 구조(CS); 상기 카카스 구조의 크라운에 위치된 트레드 밴드(TB); 타이어 비드(0B)에서 종결되는 축방향으로 이격된 사이드월(SW)을 구비하는 타이어(TI)의 부분 횡단면도를 도시한 것이다. 타이어를 해당 장착림(R)에 고정시키기 위해, 각 타이어 비드(B)는 비드코어(BC)와 상기 비드코어(BC)의 반경방향 외부 위치에 위치된 대응하는 비드 에이펙스(bead apex)(6) 구비한다.
카카스 구조(CS)는 (도 13에서 단 하나만 있는 것으로 도시된) 비드코어(BC)에 결합된 하나 이상의 카카스 플라이(CP)를 구비한다. 도 13에 도시된 실시예에 따르면, 카카스 플라이(CP)는 상기 비드코어(BC) 주위로 상기 카카스 플라이 단부를 접어올림으로써 각각의 비드코어(BC)와 결합되다. 대안으로(상기 실시예에서 미도시됨), 카카스 플라이(CP)는 예컨대 토로이드형 지지체 상에 타이어 구조적 요소 를 함께 연이어 생산하고 조립함으로써 생타이어가 제조되는 유럽특허 EP 928,680에 개시된 바와 같이 비드코어(BC)와 일체로 결합된 단부들이 있다. 상세하게, 상기 타이어는 토로이드형 지지체상에 축방향으로 겹칩 및/또는 반경방향으로 중첩하는 스트립형 요소의 턴들에 의해 제조되며, 상기 스트립형 요소는 단지 엘라스토머 재료의 스트립이거나, 속에 강화요소, 일반적으로 직물코드 또는 금속코드, 또는 고무피복된 금속 와이어 또는 코드를 내포한 엘라스토머 재료의 스트립이다. 상기 공정에 따르면, 토로이드형 지지체는 바람직하게는 로봇화 시스템에 의해 자동화된 순서를 통해 타이어의 부분적 구조(構造) 단계가 각각 수행되는 복수의 워크스테이션들 사이로 이동된다.
타이어(TI)는 카카스 구조(CS)와 트레드 밴드(TB) 사이에 개입된 벨트구조(7)를 더 구비하며, 상기 벨트구조는 바람직하게는 주로 각 층에 서로 평행한 금속 코드를 포함하고 인접한 층들의 코드들을 가로지르는 2개 벨트층을 구비한다. 각 층에서 금속 코드는 타이어 적도면 Y-Y에 대해 대칭적으로 기울어져 있다. 바람직하게는, 반경방향 외부 위치에서, 벨트구조는 또한 원주방향으로 지향된, 즉, 타이어 적도면 Y-Y에 대해 실질적으로 0도 위치에 있는 고무피복된 코드들, 바람직하게는 직물코드들이 형성된 제 3 벨트층을 구비한다.
제 1 실시예
도 1a, 1b 및 11은 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 것이다. 특히, 도 1a는 비드코어 스트립요소(11)의 일부분의 사시도를 도시한 것이다. 스트립요소(11)는 엘라스토머 재료(41)에 내포된 축방향으로 인접한 복수의 세장요소(21,31)를 구비 한다. 도 11에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 비드코어(51)(도 1b에 사시도로 그 일부가 도시되어 있음)는 복수의 층들을 형성하도록 스트립요소(11)를 권선함으로써 얻어지며, 상기 복수의 층들은 비드코어(51)를 형성하기 위해 서로 반경방향으로 중첩된 층이다. 도 11에서 복수의 반경방향 중첩층들을 얻기 위해 권선된 스트립요소는 참조번호 1로 표시되어 있다.
"인접한"이라는 용어는 본 명세서와 하기의 청구의 범위에 사용된 바와 같이 접촉을 의미하는 것이 아니라 사이에 동일한 종류의 어떤 것도 없는 것을 의미할 수 있다. 2개의 세장요소들은 (적어도 부분적으로) 접촉해 있거나 (예컨대 고무가 사이에 제공되는 경우) 접촉하지 않은 경우 서로에 대해 인접해 있는 것으로 여겨진다. 2개의 세장요소들은 그 사이에 제 3 세장요소들이 있는 경우 서로 인접해 있는 것으로 생각되지는 않는다.
도 1b에 도시된 비드코어(51)는 6×4 "알더퍼" 비드코어이며, 여기서 숫자"6"은 각 스트립요소(11)에 있는 축방향으로 인접한 세장요소(21,31)의 개수인 반면, 숫자"4"는 스트립요소(11)의 반경방향으로 중첩된 층들(코일들)의 개수이다.
도 1b에 도시된 6×4 비드코어 배열은 본 발명에 따른 비드코어의 일예이다. 다른 복수의 비드코어 배열(즉, 각 스트립요소에 있는 다른 개수의 층들 뿐만 아니라 다른 개수의 세장요소들을 갖는 비드코어)이 본 발명에 따라 제공될 수 있는 것이 명백하다.
도 1a에 도시된 실시예에 따르면, 스트립요소(11)는 6개의 축방향으로 인접한 세장요소(21,31)의 형태이다. 특히, 스트립요소(11)는 제 2 금속세장요소(31)와 복합재료로 된 제 1 세장요소(21)로 이루어진다.
도 1a에 도시된 실시예에 따르면, 축방향으로 인접한 세장요소(21,31)는 다른 구성으로 배열되어 있고, 상기 제 1 세장요소(21)들 사이에 제 2 세장요소(31)가 개입되어 1:1 순서를 이룬다.
따라서, 도 1b의 비드코어(51)는 제 1 열의 제 2 세장요소(31)와 제 2 열의 제 1 세장요소(21)를 구비한다.
본 발명에 따르면, "열(series)"이라는 용어는 하나의 세장요소의 반경방향으로 중첩된 코일들의 더미를 나타내는데 사용된다.
따라서, 비드코어(51)는 적어도 하나의 제 1 열의 제 2 세장요소(31)와 적어도 하나의 제 2 열의 제 1 세장요소(21)를 구비한다. 보다 상세하게, 비드코어(51)는 3개의 제 1 열의 제 2 세장요소(31)와 3개의 제 2 열의 제 1 세장요소(21)를 구비하며, 상기 제 1 열과 제 2 열은 교번하는 구성으로 배열된다. 보다 상세하게, 이 제 1 실시예에 따르면, 각 제 1 열은 적어도 하나의 제 2 열에 축방향으로 인접해 있다.
본 출원인은 타이어의 측면이 림 플랜지를 마주보는 금속 세장요소(들)을 포함하도록 타이어에 비드코어를 배열함으로써 타이어 무결성, 및 주행 안정성이 이점적으로 향상될 수 있음을 알았다. 이는 금속세장요소(들)이 비드코어내에 일체로 형성될 때 림 플랜지를 바라보는 스트립요소의 축방향 가장자리에 위치되는 스트립요소를 제공하는 것이 특히 이점적임을 의미한다. 보다 상세하게, 본 출원인은 금속 세장요소들이 림 플랜지 부근에 위치되고 복합재료로 제조된 세장요소들이 타이 어의 내부면 부근에 위치되는 비드코어를 제공하는 것이 바람직함을 알았다. 이런 식으로, 기계적 스트레스에 더 많은 저항을 갖는 비드코어부가 림 플랜지에 일치하게 위치되며, 대부분의 강력한 스트레스들은 타이어의 주행동안 및 림상에/림으로부터 타이어의 장착/탈착 공정동안에 발생된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 세장요소(21)는 폴리머 재료에 내포된 복수의 세장섬유들을 포함하는 복합재료로 만들어지고, 상기 복합재료는 23℃에서 10 GPa, 바람직하게는 20 GPa에서 200 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율(Flexural modulus)을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합재료는 23℃에서 600 MPa, 바람직하게는 1000 MPa에서 2500 MPa 이상인 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 초인장강도를 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합재료는 23℃에서 20 MPa, 바람직하게는 30 MPa에서 200 MPa 이상인 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 복합재료는 3.0g/㎤, 바람직하게는 1.0g/㎤에서 2.5g/㎤ 이하인 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 비중을 갖는다.
한가지 바람직한 실시예에 따르면, 상기 폴리머 재료는 23℃에서 0.5 GPa, 바람직하게는 2.0 GPa에서 25 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 폴리머 재료는 23℃에서 40 MPa, 바람 직하게는 50 MPa에서 200 MPa 이상인 표준 ASTM D638-03에 따라 측정된 초인장강도를 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 폴리머 재료는 예컨대 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 열경화성 수지가 특히 바람직하다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열가소성 수지는 예컨대 나일론-6,6, 나일론-6, 나일론-4,6, (예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 와 같은)폴리에스테르, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 또는 그 혼합물에서 선택될 수 있다. 폴리에틸렌 테트레프탈레이트(polyethylene tetrephtalate)가 특히 바람직하다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 열경화성 수지는 예컨대, 비닐-에스테르 수지, 에폭시 수지, (예컨대 이소프탈릭 폴리에스테르 수지와 같은) 불포화 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 퓨란 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 그 혼합물에서 선택될 수 있다. 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지 또는 그 혼합물이 특히 바람직하다.
한가지 바람직한 실시예에 따르면, 상기 세장 섬유는 1500 MPa, 바람직하게는 1800 Mpa에서 4000 Mpa 이상인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 초인장강도를 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 세장섬유는 50 GPa, 바람직하게는 60 GPa 에서 250 GPa 이상인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 세장섬유는 예컨대, 유리섬유, 방향성 폴리아미드 섬유(예컨대, Kevlar®과 같은 예를 들면 아라미드 섬유), 폴리비닐 알콜섬유, 탄소섬유, 또는 그 혼합물에서 선택될 수 있다. 유리섬유가 특히 바람직하다. "E" 타입의 유리섬유가 여전히 특히 바람직하다.
한가지 바람직한 실시예에 따르면, 상기 세장섬유는 복합재료의 총 중량에 대해 30 중량%에서 95 중량%, 바람직하게는 50 중량%에서 90 중량%의 양으로 복합재료에 있다.
이점적으로, 상기 복합재료는 풀트루전(pultrusion)에 의해 연속적으로 제조될 수 있다. 이는 릴에서 연속 섬유를 풀고 상기 섬유를 폴리머 재료(즉, 수지) 수조에 침지시켜 침투시키는 단계를 포함하는 공지의 기술이다. 예컨대, 열경화성 수지가 사용되는 경우, 섬유는 액체 수지를 통하거나 모노머 및/또는 올리고머의 액체 혼합물을 통과하며, 따라서 스며든 섬유들이 다이를 지나 복합재료 소정의 형태를 주고 과도한 비경화 수지 액체와 다발 내에 걸린 거품들을 제거한다. 그런 후, 획득한 복합재료는 반경화 복합재료를 형성하도록 가열되는 관형 몰드를 지난다. 연이어, 획득한 반경화 복합재료는 예컨대 UV 복사에 의해 또 경화를 받게 된다. 열가소성 수지가 사용될 경우, 복합재료는 열경화성 수지를 이용한 경우에서와 동일한 방식에 따라 제조될 수 있으며, 융융된 수지의 수조가 액체 수조로 사용될 수 있다. 선택적으로, 침투를 조성하기 위해 섬유 주위로 수지 분말이 사전에 뿌려질 수 있다. 이를 위해, 복합재료가 융용된 수지의 수조를 지나고 따라서 스며든 복합재료가 다이를 지나 상기 코팅층을 얻게 된다.
본 발명에 따라 사용될 수 있고 상업적으로 구매가능한 복합재료의 예로는 Tecniconsult S.p.A사의 Glassline® Getev, Saint-Gobain Vetrotex사의 Twintex® 명으로 알려진 제품들이 있다.
선택적으로, 엘라스토머 재료(41)에 부착을 향상시키기 위해, 상기 제 1 세장요소(21)는 레조르시놀-포름알데히드(resorchinol-formaldehyde) 수지와 고무 라텍스의 혼합물(이 혼합물은 통상 "레조르시놀-포름알데히드 라텍스 RFL"로 표시됨)을 함유하는 용액에 상기 요소를 담그고 연이어 건조시킴으로써 표면처리될 수 있다. 사용된 라텍스는
비닐피리딘/스틸렌-부타디엔(vinylpyridine/styrene-butadiene)(VP/SBR), 스틸렌-부타디엔(styrene-butadiene)(SBR); 천연고무의 라텍스(NR); 카르복실레이트 및 하이드로제네이티드 아크릴로니트릴-부타디엔(carboxylated and hydrogenated acrylonitrile-butadiene)(X-HNBR); 하이드로제네이티드 아크릴로니트릴(hydrogenated acrylonitrile)(HNBR); 아크릴로니트릴(acrylonitrile)(NBR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(ethylene- propylene-diene monomer)(EPDM), 클로로술포네이티드 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene)(CSM); 또는 그 혼합물일 수 있다.
선택적으로, 상기 제 1 세장요소(21)는 섬유를 커버하는 추가층을 얻기 위해 용매 매질속에 접착제가 스며들 수 있다. 바람직하게는, 상기 용매 매질속에 접착제는 폴리머, 바람직하게는 할로게네이티드 폴리머, 이소시아네이트(isocyanate)와 같은 유기 화합물, 및 카본블랙과 같은 미네랄 충진제의 혼합물이다. 상기 세장요 소 주위로 링을 형성하는 추가층은 특히 아크릴로니트릴(NBR), 하이드로제네이티드 아크릴로니트릴(HNBR), 카르복실레이트 하이드로제네이티드 아크릴로니트릴(X-HNBR), 가황 하이드로제네이티드 아크릴로니트릴(ZSC), 클로로술포네이티드 폴리에틸렌(CSM), 알킬레이티드 클로로술포네이티드 폴리에틸렌(ACSM), 또는 에틸렌프로필렌-디엔 모노머(EPDM)과 같은 소정 타입의 고무에 양호한 접착성을 보장하는데 이점적이다.
바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제 1 세장요소(21)는 직경이 0.2㎜에서 3.0㎜, 바람직하게는 0.6㎜에서 2.5㎜이다.
본 발명에 따르면, 상기 제 2 세장요소(31)는 금속으로 제조된다.
바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제 2 세장요소(31)는 직경이 0.2㎜에서 3.0㎜, 바람직하게는 0.6㎜에서 2.5㎜이다.
또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제 2 세장요소(31)는 강철 또는 강철의 합금으로 제조된다. 강철은 파열강도가 2600 N/㎟(2600 MPa)에서 3200 N/㎟인 표준 NT(보통의 인장) 강, 파열강도가 3000 N/㎟에서 3600 N/㎟인 HT(고인장) 강, 파열강도가 3300 N/㎟에서 3900 N/㎟인 SHT(수퍼인장) 강, 파열강도가 3600 N/㎟에서 4200 N/㎟인 UHT(초고인장) 강일 수 있다. 상기 파열강도 값은 특히 강철내 함유된 탄소의 양에 따른다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제 2 세장요소(31)는 금속 모노필라멘트, 즉, 단일 금속 와이어로 구성된다.
대안으로, 상기 제 2 세장요소(31)는 적어도 2개의 금속 와이어를 꼬아서 얻 어진다.
제 2 실시예
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따르면 비드코어 스트립요소(12)와 비드코어(52)의 일부분의 사시도를 각각 도시한 것이다.
도 2a에 도시된 비드코어 스트립요소(12)는 엘라스토머 재료(42)에 내포된 복수의 축방향으로 인접한 세장요소(22,32)를 구비한다. 보다 상세하게, 비드코어 스트립요소(12)는 복합재료로 제조된 3개의 제 1 세장요소(22)와 3개의 제 2 금속 세장요소(32)를 구비한다.
도 11에 개략적으로 나타내고 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, (도 2b에 부분적으로 도시된) 비드코어(52)는 스트립요소(12)를 권선(코일링)하여 반경방향으로 서로 중첩되는 복수의 층들을 형성함으로써 얻어진다. 도 11에서, 복수의 반경방향으로 중첩된 층들을 얻기 위한 권선 스트립요소는 참조번호(1)로 표시되어 있다.
도 2b에 도시된 비드코어(52)는 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 6×4 "알더퍼" 비드코어이다.
도 2a에 도시된 제 2 실시예에 따르면, 스트립요소(12)는 6개의 축방향으로 인접한 세장요소(22,32)로 이루어 진다. 특히, 제 1 및 제 2 세장요소들이 교번하는 구성으로 배열된 상술한 제 1 실시예와는 달리, 도 2a에 도시된 실시예에 따르면, 제 2 세장요소(32)는 축방향으로 인접해 있고 스트립요소(12)의 제 1 축단부에 위치해 있는 한편, 제 1 세장요소(22)는 축방향으로 인접해 있고 스트립요소(12)의 제 2 축단부에 위치해 있으며, 상기 제 2 축단부는 상기 스트립요소의 제 1 축단부 맞은편에 있다.
따라서, 이 제 2 실시예에 따르면, 비드코어(52)에는 상기 비드코어의 일부를 형성하는 제 2 세장요소(32)와 상기 비드코어의 나머지 부분을 형성하는 제 2 세장요소(22)가 형성된다.
도 2b의 비드코어(52)는 적어도 하나의 제 1 열의 제 2 세장요소(32)와, 적어도 하나의 제 2 열의 제 1 세장요소(22)를 구비한다. 보다 상세하게, 비드코어(52)는 3개의 제 1 열의 제 2 세장요소(32)와 3개의 제 2 열의 제 1 세장요소(22)를 구비하고, 상기 3개의 제 1 열은 상기 비드코어의 축방향 외부를 형성하도록 축방향으로 인접해 있는 한편, 상기 3개의 제 2 열은 상기 비드코어의 축방향 내부를 형성하도록 축방향으로 인접해 있다.
바람직하게는, 제 2 금속 세장요소(32)는 비드코어(52)의 축방향 외부를 형성한다. 즉, 상기 비드코어부는 림 플랜지에 가까이 있다.
바람직하게는, 복합재료로 제조된 제 1 세장요소(22)는 비드코어(52)의 축방향 내부를 형성한다. 즉, 상기 비드코어부는 타이어의 내부면과 이에 따라 림의 원통형 중앙 그루브에 가까이 있다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(22 및 32)는 각각 제 1 실시예의 세장요소(21,31)의 동일한 특징을 갖는다.
제 3 실시예
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 비드코어 스트립요소(13)와 비드코어(53)의 일부분의 사시도를 도시한 것이다 .
도 3a에 도시된 비드코어 스트립요소(13)는 엘라스토머 재료(43)에 내포된 복수의 축방향으로 인접한 세장요소(23,33)를 구비한다. 보다 상세하게, 상기 비드코어 스트립요소(13)는 복합재료로 제조된 2개의 제 1 세장요소(23)와 4개의 제 2 세장요소(33)를 구비한다.
도 11에 개략적으로 나타내고 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, (도 3b에 부분적으로 도시된) 비드코어(53)는 스트립요소(13)를 권선(코일링)하여 반경방향으로 서로 중첩되는 복수의 층들을 형성함으로써 얻어진다. 도 11에서, 복수의 반경방향으로 중첩된 층들을 얻기 위한 권선 스트립요소는 참조번호(1)로 표시되어 있다.
도 3b에 도시된 비드코어(53)는 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 6×4 "알더퍼" 비드코어이다.
도 3a에 도시된 제 3 실시예에 따르면, 스트립요소(12)는 6개의 축방향으로 인접한 세장요소(23,33)로 이루어 진다. 상술한 제 1 실시예와 마찬가지로, 도 3a는 교번하는 단위가 동일한 타입의 2개의 세장요소들로 이루어 지는 제 1 및 제 2 세장요소들의 교번 순서를 도시한 것이다. 보다 상세하게, 이 실시예에 따르면, 스트립요소(13)는 상기 스트립요소(13)의 축단부에 위치된 2개의 제 2 세장요소(33)로 이루어지는 한편, 2개의 제 1 세장요소(23)는 상기 스트립요소(13)의 중앙에, 즉, 제 2 세장요소(33)의 2개 단위들 사이에 위치해 있다.
따라서, 제 3 실시예에 따르면, 비드코어(53)에는 상기 비드코어의 축방향 내부와 외부를 형성하는 제 2 세장요소(33)와 상기 비드코어의 중앙부분을 형성하는 제 1 세장요소(23)가 형성된다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(23 및 33)는 각각 제 1 실시예의 세장요소(21,31)의 동일한 특징을 갖는다.
제 4 실시예
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 비드코어 스트립요소(14)와 비드코어(54)의 일부분의 사시도를 도시한 것이다 .
도 4a에 도시된 비드코어 스트립요소(14)는 엘라스토머 재료(44)에 내포된 복수의 축방향으로 인접한 세장요소(24,34)를 구비한다. 보다 상세하게, 상기 비드코어 스트립요소(14)는 복합재료로 제조된 2개의 제 1 세장요소(24)와 4개의 제 2 세장요소(34)를 구비한다.
도 11에 개략적으로 나타내고 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, (도 4b에 부분적으로 도시된) 비드코어(54)는 스트립요소(14)를 권선(코일링)하여 반경방향으로 서로 중첩되는 복수의 층들을 형성함으로써 얻어진다. 도 11에서, 복수의 반경방향으로 중첩된 층들을 얻기 위한 권선 스트립요소는 참조번호(1)로 표시되어 있다.
도 4b에 도시된 비드코어(54)는 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 6×4 "알더퍼" 비드코어이다.
도 4a에 도시된 제 4 실시예에 따르면, 스트립요소(14)는 6개의 축방향으로 인접한 세장요소(24,34)로 이루어 진다. 특히, 상기 실시예에 따르면, 제 1 세장요 소(24)는 스트립요소(14)의 축단부에 위치해 있는 한편, 서로 축방향으로 인접해 있는 제 2 세장요소(34)는 스트립요소(14)의 중앙부를 형성한다.
따라서, 제 4 실시예에 따르면, 비드코어(54)에는 상기 비드코어의 축방향 내부와 외부를 형성하는 제 1 세장요소(24)와 상기 비드코어의 중앙부분을 형성하는 제 2 세장요소(34)가 형성된다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(24 및 34)는 각각 제 1 실시예의 세장요소(21,31)의 동일한 특징을 갖는다.
제 5 실시예
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 비드코어 스트립요소(15)와 비드코어(55)의 일부분의 사시도를 도시한 것이다 .
비드코어(55)는 2개의 비드코어 스트립요소(15a,15b)를 이용해 얻어진다. 보다 상세하게, 제 1 비드코어 스트립요소(15a)는 단지 제 2 금속세장요소(35)를 구비한 반면 제 2 비드코어 스트립요소(15b)는 단지 복합재료로 제조된 제 1 금속세장요소(25)를 구비한다.
도 11에 개략적으로 나타내고 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, (도 5b에 부분적으로 도시된) 비드코어(55)는 스트립요소(15a,15b)를 권선(코일링)하여 반경방향으로 서로 중첩되는 복수의 층들을 형성함으로써 얻어진다. 보다 상세하게, (도 11에 도시된 바와 같이) 제 1 스트립요소(15a)는 서로 반경방향으로 중첩되는 소정 개수의 층들(도 5b에서 2개층)을 형성하도록 권선된다. 연이어 그리고 제 1 스트립요소(15a)의 권선과 마찬가지로, 또한 제 2 스트립요소(15b) 가 소정 개수의 층들(도 5b에서 2개층)을 형성하도록 권선되며, 상기 제 2 스트립요소(15b)의 층들은 상기 제 1 스트립요소(15a)의 층들에 반경반향으로 중첩된다. 상기 제 1 스트립요소(15a)의 마지막층(즉, 반경방향 외부층)은 상기 제 2 스트립요소(15b)의 제 1 층(즉, 반경방향 외부층)에 예컨대 맞댄 이음(butt splicing)에 의해 기계적으로 결합된다.
도 5b에 도시된 비드코어(55)는 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 6×4 "알더퍼" 비드코어이다.
따라서, 제 5 실시예에 따르면, 비드코어(55)에는 상기 비드코어의 반경방향 내부를 형성하는 제 2 세장요소(35)와 상기 비드코어의 반경방향 외부를 형성하는 제 1 세장요소(25)가 형성된다.
대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 비드코어(55)에는 상기 비드코어의 반경방향 내부를 형성하는 제 1 세장요소(25)와 상기 비드코어의 반경방향 외부를 형성하는 제 2 세장요소(35)가 형성된다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(25 및 35)는 각각 제 1 실시예의 세장요소(21,31)의 동일한 특징을 갖는다.
제 6 실시예
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 비드코어 스트립요소(16)와 비드코어(56)의 일부분의 사시도를 도시한 것이다 .
도 6a는 도 6c에 부분적으로 도시된 비드코어(56)를 생산하기 위해 사용되는 코드(26)의 횡단면도를 도시한 것이다.
도 6b에 표시된 바와 같이, 스트립요소(16)는 엘라스토머 재료(46)에 내포된 6개의 축방향으로 인접한 세장요소(26,36)을 구비한다. 보다 상세하게, 스트립요소(16)는 교번하는 형태로 축방향으로 배열된 3개의 제 2 세장요소(36)와 3개의 다른 세장요소(26)를 구비하며, 제 2 세장요소(36)는 1:1 순서를 얻도록 2개의 다른 세장요소(26)들 사이에 개입되어 있다.
이 실시예에 따르면, 제 2 세장요소(36)는 금속으로 제조된다. 바람직하게는, 상기 제 2 세장요소(36)는 강철 또는 강철의 합금으로 제조된다.
이 실시예에 따르면, 다른 세장요소(26)는 적어도 하나의 제 2 금속 세장요소(26s)와 복합재료로 제조되는 적어도 하나의 제 1 금속 세장요소(26c)를 구비하는 코드이며, 적어도 하나의 제 2 금속 세장요소(26s)는 적어도 하나의 제 1 세장요소(26c)와 함께 꼬여진다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 상기 다른 세장요소(26)는 제 2 금속세장요소(26s)에 의해 둘러싸이는 제 1 세장요소(26c)를 구비한다. 달리 말하면, 상기 다른 세장요소(26)는 제 1 세장요소(26c) 주위로 복수의 제 2 금속 세장요소(26s)를 꼬음으로써 얻어지며, 상기 제 1 세장요소는 코드 코어를 나타낸다.
바람직하게는, 제 2 금속 세장요소(26s)는 금속으로 제조된다. 바람직하게는, 상기 제 2 금속 세장요소(26s)는 강철 또는 강철 합금으로 제조된다.
바람직하게는, 코드(26)의 직경은 0.8㎜에서 2.5㎜이다. 보다 바람직하게는, 코어(26)의 직경은 1.5㎜에서 2.0㎜이다.
바람직하게는, 상기 세장요소(26c) 주위로 꼬여지는 제 2 금속 세장요 소(26s)의 개수는 3에서 8이다.
바람직하게는, 상기 제 2 세장요소(26s)의 꼬아지는 간격은 12㎜에서 22㎜가 된다.
대안으로(이 실시예에서 미도시됨), 다른 세장요소(26)는 제 1 세장요소의 크라운에 둘러싸이는 제 2 금속 세장요소를 구비한다. 달리 말하면, 상기 다른 세장요소(26)는 제 2 세장요소 주위로 복수의 제 2 세장요소를 꼬음으로써 얻어지며, 상기 제 2 세장요소는 코드코어이다.
도 11에 개략적으로 나타내고 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, (도 6c에 부분적으로 도시된) 비드코어(56)는 스트립요소(16)를 권선(코일링)하여 반경방향으로 서로 중첩되는 복수의 층들을 형성함으로써 얻어진다. 도 11에서, 복수의 반경방향으로 중첩된 층들을 얻기 위한 권선 스트립요소는 참조번호 1로 표시되어 있다.
도 6c에 도시된 비드코어(56)는 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 상술된 6×4 "알더퍼" 비드코어이다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(26c, 36 및 26s)는 각각 제 1 실시예의 세장요소(21,31)의 동일한 특징을 갖는다.
제 7 실시예
도 7은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 비드코어의 일부분의 사시도를 도시한 것이다. 상세하게, 비드코어(57)는 단일 고무피복된 세장요소(27)를 권선함으로써 얻어진다.
이 실시예에 따르면, 비드코어(57)를 얻기 위해 사용된 단일 세장요소(27)가 도 6a(스트립요소 26)에 도시되어 있고 제 6 실시예를 참조로 이미 설명하였다.
상세하게, 비드코어(57)는 (엘라스토머 재료(47)에 내포된) 단일 세장요소(27)를 권선함으로써 축방향으로 인접한 턴들(코일들)의 제 1 층을 형성하여 얻어진다; 그런 후, 상기 제 1 층에 대한 반경방향 외부 위치에서, 동일한 세장요소가 또한 감겨져 상기 제 1 층의 반경방향 외부 위치에 제 2 층을 형성하고 이하 등등, 다수의 반경방향 중첩층을 형성한다. 따라서, 각 층에서 턴 개수를 변경함으로써, 다른 기하학적 형태를 갖는 비드코어의 횡단면 외곽을 얻을 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 6각형 형태의 횡단면을 갖는 비드코어를 얻을 수 있다.
도 7은 3-4-5-4-3의 형태로 배열된 19개 권선에 의해 이루어진 규칙적인 6각형 비드코어를 도시한 것이다. 이러한 일련의 숫자는 단일 고무피복된 세장요소가 감겨져 ⅰ) 먼저 서로 축방향으로 인접한 3개의 턴들로 형성된 제 1 층과, ⅱ) 상기 제 1 층에 반경방향으로 중첩되고 서로 축방향으로 인접한 4개의 턴들로 구성된 제 2 층과, ⅲ) 상기 제 2 층에 반경방향으로 중첩되고 서로 축방향으로 인접한 5개의 턴들로 구성된 제 3 층과, ⅳ) 상기 제 3 층에 반경방향으로 중첩되고 서로 축방향으로 인접한 4개의 턴들로 구성된 제 4 층과, ⅴ) 상기 제 4 층에 반경방향으로 중첩되고 서로 축방향으로 인접한 3개의 턴들로 구성된 제 5 층을 형성한다. 제 1 층은 반경방향 내부층이고 제 5 층은 비드코어(57)의 반경방향 외부층이다.
제 8 실시예
도 8a 및 도 8b는 각각 환형 인서트(68)와 비드코어(58)의 사시도를 도시한 것으로 상기 비드코어는 본 발명의 제 8 실시예에 따르면 2 이상의 환형 인서트(68)를 구비한다.
상세하게, 비드코어(58)는 예컨대 상술한 유럽특허 EP 928,680에 개시되어 있으며, 상기 유럽특허에 따르면 타이어 비드가 적어도 하나의 환형 인서트를 포함하는 환형 구조를 구비하며, 상기 환형 인서트는 실질적으로 타이어가 제조되고 타이어의 제 1 카카스 플라이의 대응하는 내부 원주 가장자리 가까이 위치된 토로이드 지지체의 기하학적 회전축과 동심인 원형 링의 형태이다. 이 문헌에 따르면, 환형 인서트는 복수의 실질적인 동심 코일을 형성하도록 감기는 적어도 하나의 세장요소로 이루어진다. 일반적으로, 실질적으로 각각의 원형 링의 형태로 뻗어 있고 상기 제 1 환형 인서트와 나란히 동축으로 배치된 제 2 환형 인서트가 제 1 환형 인서트와 조합된다. 상기 제 1 및 제 2 환형 인서트 사이에 엘라스토머 재료로 제조된 적어도 하나의 충진체가 개입되어 있다. 더욱이, 제 3 환형 인서트가 제 2 및 제 3 환형 인서트사이에 다른 충진체를 개입함으로써 제 2 환형 인서트와 조합될 수 있다.
도 8a에 도시된 실시예에 따르면, 환형 인서트(68)는 복수의 실질적인 동심 코일을 형성하는 세장요소(28)를 권선함으로써 얻어진다.
상세하게, 환형 인서트(68)를 얻기 위해 사용된 세장요소(28)는 상술한 도 6a의 세장요소(26)에 해당한다. 특히, 세장요소(28)는 복합재료로 제조된 적어도 하나의 세장요소(28c)와 적어도 하나의 제 2 금속 세장요소(28s)를 구비하는 코드이다. 보다 상세하게, 세장요소(28)는 제 1 세장요소(28c)와 꼬이며 복수의 제 2 금속 세장요소(28s)에 의해 둘러싸이는 제 1 세장요소(28c)를 구비한다.
대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 세장요소(28)는 제 1 세장요소의 크라운에 의해 둘러싸이는 제 2 금속 세장요소를 구비한다. 달리 말하면, 상기 세장요소(28)는 제 2 세장요소 주위로 복수의 제 1 세장요소를 꼬음으로써 얻어지며, 상기 제 2 세장요소는 코드 코어이다.
바람직하기로, 상기 비드코어(58)는 하나 이상의 환형 인서트(68)로 이루어 진다. 도 8b에 도시된 실시예에 따르면, 환형 인서트(68)는 제 2 환형 인서트(68')에 결합되며, 그 사이에 충진체(78)가 개입되어 있다.
바람직하기로, 제 2 환형 인서트(68')는 제 1 환형 인서트(68)와 동일하다. 즉, 제 2 환형 인서트는 상술한 세장요소(28)로 제조된다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 2 환형 인서트(68')는 고무피복된 금속 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 2 금속 세장요소(31)) 를 권선함으로써 얻어질 수 있다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 2 환형 인서트(68')는 복합재료로 제조된 고무피복된 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 2 세장요소(21))를 권선함으로써 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 제 2 환형 인서트(68')는 제 3 환형 인서트(68")에 결합되며, 그 사이에 제 2 충진체(78')가 개입되어 있다. 제 3 환형 인서트(68")는 제 1 환형 인서트(68)와 동일하다. 즉, 제 2 환형 인서트는 상술한 세장요소(28)로 제조된다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 3 환형 인서트(68")는 상술한 세장요소(28)로 제조된다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 3 환형 인서트(68")는 고무피복된 금속 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 2 금속 세장요소(31))를 권선함으로써 얻어질 수 있다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 3 환형 인서트(68")는 복합재료로 제조된 고무피복된 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 1 세장요소(21))를 권선함으로써 얻어질 수 있다.
충진체는 바람직하게는 70°내지 92°사이에 포함된 A형 지주의 경도를 갖는 엘라스토머 재료로 제조된다.
제 9 실시예
도 9a 및 도 9b는 각각 환형 인서트(69)와 비드코어(59)의 사시도를 도시한 것으로 상기 비드코어는 본 발명의 제 9 실시예에 따르면 2 이상의 환형 인서트(69)를 구비한다.
제 8 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, 비드코어(69)는 세장요소(39)와 다른 세장요소(29)를 구비하는 스트립요소(19)를 권선함으로써 얻어지며, 상기 스트입요소(19)의 권선은 환형 인서트(69)를 정의하는 복수의 실질적인 동심 코일을 형성한다.
이 실시예에 따르면, 다른 세장요소(29)는 상술한 도 6a의 세장요소(26)에 해당한다. 특히, 다른 세장요소(29)는 복합재료로 제조된 제 1 세장요소(29c)와 적어도 하나의 제 2 금속 세장요소(29s)를 구비하는 코드이다. 보다 상세하게, 다른 세장요소(29)는 상기 제 1 세장요소(28c)와 꼬이는 복수의 제 2 금속 세장요소(29s)에 의해 둘러싸이는 제 1 세장요소(29c)를 구비한다.
대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 다른 세장요소(29)는 제 1 세장요소의 크라운에 의해 둘러싸이는 제 2 금속 세장요소를 구비한다. 달리 말하면, 상기 다른 세장요소(29)는 제 2 세장요소 주위로 복수의 제 1 세장요소를 꼬음으로써 얻어지며, 상기 제 2 세장요소는 코드 코어이다.
이 실시예에 따르면, 세장요소(39)는 바람직하게는 금속으로 제조된다. 바람직하기로, 상기 금속 재료는 강철 또는 강철 합금이다.
대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 다른 세장요소(29)는 복합재료로 제조된다.
바람직하게는 비드코어(59)는 하나 이상의 환형 인서트(69)를 구비한다. 도 9b에 도시된 실시예에 따르면, 환형 인서트(69)는 제 2 환형 인서트(69')에 결합되며, 그 사이에 충진체(79)가 개입되어 있다.
바람직하기로, 제 2 환형 인서트(68')는 제 1 환형 인서트(68)와 동일하다. 즉, 제 2 환형 인서트는 상술한 스트립요소(19)를 권선함으로써 얻어진다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 2 환형 인서트(69')는 고무피복된 금속 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 2 금속 세장요소(31))를 권선함으로써 얻어질 수 있다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 2 환형 인서트(69')는 복합재료로 제조된 고무피복된 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 2 세장요소(21))를 권선함으로써 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 제 2 환형 인서트(69')는 제 3 환형 인서트(69")에 결합되며, 그 사이에 제 2 충진체(79')가 개입되어 있다. 제 3 환형 인서트(69")는 제 1 환형 인서트(69)와 동일하다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 3 환형 인서 트(68")는 고무피복된 금속 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 2 금속 세장요소(31))를 권선함으로써 얻어질 수 있다. 대안으로 (이 실시예에서 미도시됨), 제 3 환형 인서트(68")는 복합재료로 제조된 고무피복된 세장요소(예컨대, 제 1 실시예를 참조로 기술된 제 1 세장요소(21))를 권선함으로써 얻어질 수 있다.
제 10 실시예
도 10a 및 도 10b는 각각 환형 인서트(610)와 비드코어(510)의 사시도를 도시한 것으로 상기 비드코어는 본 발명의 제 10 실시예에 따르면 2 이상의 환형 인서트(610)를 구비한다.
제 8 실시예를 참조로 상술된 바와 같이, 비드코어(510)는 예컨대 상술한 유럽특허 EP 928,680에 개시된 바와 같이 얻어진다.
비드코어(510)는 3개의 환형 인서트(610,610',610")와 그 사이에 개입된 2개의 충진체(710,710')를 구비한다. 각각의 환형 인서트(610,610',610")는 실질적으로 원형 링의 형태이며 타이어 카카스 플라이의 대응하는 내부 원주 가장자리 가까이에 위치되어 있다.
이 실시예에 따르면, 환형 인서트(610,610',610")는 복수의 실질적인 동심 코일을 형성하도록 권선된 단일 고무피복된 세장요소로 제조된다.
도 10b에 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 환형 인서트(610,610',610")는 금속 세장요소(310)로 제조되는 한편, 제 3 환형 인서트(610)는 복합재료로 제조된 세장요소(210)를 권선함으로써 얻어진다. 바람직하기로, 이 실시예의 세장요소(210 및 310)는 제 1 실시예의 세장요소(21 및 31)와 동일하며 동일한 특징을 갖는다.
바람직하기로, 복합내료로 제조된 세장요소(210)를 권선함으로써 얻은 환형 인서트(610)는 비드코어(510)의 축방향 내부에 배열되어 있다. 즉, 비드코어부는 타이어의 내부면 가까이에 있다.
제 11 실시예
도 12는 본 발명의 제 11 실시예에 따른 "라운드 케이블" 비드코어의 일부분을 사시도로 도시한 것이다.
도 12에 도시된 "라운드 케이블" 비드코어(17)는 원을 형성하도록 단부 대 단부가 접합되고 최종적으로 제 1 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된 제 2 세장요소(40)로 제조된 중앙 코어를 구비한다. 그런 후, 동일한 제 1 세장요소(30)가 상기 제 1 외장층 주위로(Z방향으로) 권선되고 최종적으로는 상기 제 1 외장층의 반경방향 외부에 제 2 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된다.
도 12에 도시된 "라운드 케이블" 비드코어(17)는 1×1.5㎜+(6+12)×1.3㎜의 형태를 갖는다.
도 12에 도시된 중아 코어는 원형 횡단면을 갖는다. 대안으로, 상기 중앙 코어는 직사각형이거나 삼각형(이 실시예에 미도시됨)일 수 있다. 이 경우, 최종적으로 발생된 "라운드 케이블" 비드코어를 감싸는 외장층(들)은 중앙 코어와 동일한 형태를 나타낸다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(30 및 40)는 제 1 실시예의 세장요소(21 및 31)와 동일하며 동일한 특징을 갖는다.
제 12 실시예
도 12a는 본 발명의 제 12 실시예에 따른 "라운드 케이블" 비드코어의 일부분을 사시도로 도시한 것이다.
도 12a에 도시된 "라운드 케이블" 비드코어(17a)는 다른 세장요소(26)가 (S 방향으로) 주위로 권선되며 원을 형성하도록 단부 대 단부가 접합되고, 최종적으로 제 1 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된 제 2 세장요소(40)로 제조된 중앙 코어를 구비한다. 그런 후, 동일한 다른 세장요소(26)가 상기 제 1 외장층 주위로(Z방향으로) 권선되고 최종적으로는 상기 제 1 외장층의 반경방향 외부에 제 2 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된다.
도 12a에 도시된 "라운드 케이블" 비드코어(17)는 1×1.5㎜+(6+12)×1.3㎜의 형태를 갖는다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(40)는 제 1 실시예의 세장요소(31)와 동일하며 동일한 특징을 갖는다.
다른 세장요소(26)는 상술된 도 6a의 세장요소(26)에 해당한다.
대안으로(상기 실시예에 미도시됨), 상기 제 1 외장층은 제 2 세장요소(40)로 제조될 수 있다.
대안으로(상기 실시예에 미도시됨), 상기 제 2 외장층은 제 2 세장요소(40)로 제조될 수 있다.
제 13 실시예
도 12b는 본 발명의 제 13 실시예에 따른 "라운드 케이블" 비드코어의 일부 분을 사시도로 도시한 것이다.
도 12b에 도시된 "라운드 케이블" 비드코어(17b)는 제 1 세장요소(26)가 (S 방향으로) 주위로 권선되며 원을 형성하도록 단부 대 단부가 접합되고, 최종적으로 제 1 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된 제 2 세장요소(40)로 제조된 중앙 코어를 구비한다. 그런 후, 제 2 세장요소(40)가 상기 제 1 외장층 주위로(Z방향으로) 권선되고 최종적으로는 상기 제 1 외장층의 반경방향 외부에 제 2 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된다.
도 12b에 도시된 "라운드 케이블" 비드코어(17)는 1×1.5㎜+(6+12)×1.3㎜의 형태를 갖는다.
바람직하게는, 이 실시예의 세장요소(30 및 40)는 제 1 실시예의 세장요소(21 및 31)와 동일하며 동일한 특징을 갖는다.
대안으로(상기 실시예에 미도시됨), 상기 제 1 외장층은 제 2 세장요소(40)로 제조될 수 있고, 상기 제 2 외장층은 제 1 세장요소(30)로 제조될 수 있다.
본 발명의 한층 더한 설명을 위해, 몇몇 예시적인 예들이 하기에 주어져 있다.
예 1
5×5 알더퍼 구조를 얻기 위해 5개의 반경방향으로 중첩된 층들을 만들도록 5개의 세장요소들을 구비하는 스트립요소를 권선함으로써 도 1b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예를 참조로 기술된 비드코어와 유사한 비드코어(비드코어 A)를 얻었다.
종래 강철 와이어로 비드코어 A의 동일한 5×5 알더퍼 구조를 갖는 비드코어(비드코어 B)를 제조하였다.
얻은 비드코어의 특징들이 아래의 표 1에 주어져 있다.
비드코어A(본 발명) 비드코어B(비교)
비드코어 알더퍼5×5 알더퍼5×5
드럼*의 원주 1464㎜ 1464㎜
각 스트립요소내 금속 세장요소의 개수 3 3
각 세장요소내 금속 와이어의 개수 1 1
금속 강철 0.96 NT 강철 0.96 NT
각 금속세장요소의 파열하중** 1450 N 1450 N
각 금속세장요소의 직경 0.96±0.02㎜ 0.96±0.02㎜
각 금속세장요소의 중량 5.7g/m 5.7g/m
복합재료***로 제조된 세장요소의 개수 2 -
복합재료***로 제조된 세장요소 Glassline® Getev 100/101 -
복합재료***로 제조된 세장요소의 직경 1.0±0.04㎜ -
복합재료***로 제조된 세장요소의 중량 1.519g/m
복합재료***로 제조된 세장요소의 파열하중** 1200 N
비드코의 중량 147.3g 208.6g
비드코어의 최소 이론적 파열하중** 33.7 kN 36.3 kN
*: 비드코어 스트립요소의 제 1 턴이 감기는 드럼의 원주
**: 표준 ASTM D4975-02에 따라 측정됨
***: Glassline® Getev 100/10: 비닐 에스테르 수지(20 중량%), 타입 "E"의 유리섬유(80 중량%)로 제조되고, 다음의 특성을 갖는 복합재료(Tecniconsult S.p.A.):
- 23℃에서 48 GPa의 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율;
- 23℃에서 1450 MGPa의 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 초인장강도;
- 23℃에서 50 GPa의 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 인장탄성율;
- 2.1 g/㎤의 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 비중;
***: 비드코어B를 형성하는 각 금속세장요소의 파열하중을 더함으로써 얻은 합; 또는 각 금속세장요소의 파열하중과 비드코어A(본 발명)를 형성하는 복합재료로 제조된 각 세장요소의 파열하중을 더함으로써 얻은 합, 상기 파열하중은 표준 ASTM D4975-02에 따라 측정됨.
본 발명에 따른 비드코어A는 축방향으로 인접한 세장요소들의 순서가 다음과 같이 "MCMCM"인 스트립요소를 이용하여 얻었으며, 여기서 "M"은 금속세장요소이고 "C"는 복합재료의 세장요소이다.
표 1은 본 발명에 따른 비드코어A의 중량이 강철요소로만 제조된 종래 비드코어B의 중량보다 상당히 낮다(<30%).
더욱이, 표 1은 전체 비드코어 중량의 상당한 감소에도 불구하고, 비드코어A의 최소 이론적 파열하중이 악영향을 끼치지 않는 것으로 나타난다.
예 2
복합재료로 제조된 세장요소가 주위로(S 방향으로) 감겨지고 원(중앙 코어)를 형성하도록 단부 간에 접합되며 최종적으로 제 1 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합되는 강철로 제조된 세장요소를 이용하여 도 12에 도시된 본 발명의 제 11 실시예를 참조로 기술된 비드코어와 유사한 비드코어(비드코어 C)를 얻었다. 그런 후, 복합재료로 제조된 동일한 세장요소가 상기 제 1 외장층 주위로(Z방향으로) 감기고 최종적으로 1×1.5㎜+(6S+12Z)×1.3㎜의 형태를 갖는 "라운드 케이블" 비드코어를 얻기 위해 상기 제 1 외장층의 반경방향 외부에 제 2 외장층을 형성하도록 자체적으로 결합된다.
종래 강철 와이어로 비드코어C의 동일한 1×1.5㎜+(6S+12Z)×1.3㎜ 형태를 갖는 "라운드 케이블" 비드코어(비드코어D)를 제조하였다.
얻은 비드코어의 특징들이 아래의 표 2에 주어져 있다.
비드코어C(본 발명) 비드코어D(비교)
비드코어 "라운드 케이블" 1×1.5㎜+(6+12)×1.3㎜ "라운드 케이블" 1×1.5㎜+(6+12)×1.3㎜
드럼*의 원주 1048±1.5㎜ 1048±1.5㎜
비드코어 직경 6.70±0.2㎜ 6.70±0.2㎜
중앙코어내 금속세장요소의 개수 1 1
금속세장요소의 직경 1.50±0.03㎜ 1.50±0.03㎜
복합재료***로 제조된 세장요소의 개수 2 -
복합재료***로 제조된 세장 요소 Glassline® Getev 130/101 -
복합재료***로 제조된 세장 요소의 직경 1.3±0.04㎜ -
비드코어의 중량 80.0g 180.0g
비드코어의 최소 이론적 파열하중 42.10 kN 47.83 kN
굴곡강도 지수**** 92.7 100
*: 비드코어의 중앙 코어를 형성하는 금속세장요소가 권선되는 드럼의 원주
**: Glassline® Getev 130/101: 비닐 에스테르 수지(20 중량%), 타입 "E"의 유리섬유(80 중량%)로 제조되고, 다음의 특성을 갖는 복합재료(Tecniconsult S.p.A.):
- 23℃에서 48 GPa의 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율;
- 23℃에서 1450 MGPa의 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 초인장강도;
- 23℃에서 50 GPa의 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 인장탄성율;
- 2.1 g/㎤의 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 비중;
***: 비드코어D(비교)의 중앙 코어와 상기 중앙코어 주위로 2개의 외장층 모두를 형성하는 각 금속세장요소의 파열하중을 추가함으로써 얻은 합; 또는 중앙코어를 형성하는 금속세장요소의 파열하중과 상기 비드코어C(본 발명)의 중앙코어 주위로 2개의 외장층을 형성하는 복합재료로 제조되는 각 세장요소의 파열하중을 더함으로써 얻은 합, 상기 파열하중은 표준 ASTM D4975-02에 따라 측정됨.
****: 동력계에 "라운드 케이블" 비드코어를 삽입함으로써 결정됨. 굴곡강도값은 100에 고정된 비교 "라운드 케이블" 비드코어(비드코어D)의 값에 대해 백분율로 표현됨(100은 "라운드 케이블" 비드코어를 눌러 50㎜가 되도록 가해진 힘(N)에 해당함).
표 2는 본 발명에 따른 비드코어C의 중량이 강철요소로만 제조된 종래 비드코어D의 중량보다 상당히 낮다(<60%).
더욱이, 표 2는 본 발명에 따른 비드코어C의 굴곡강도가 악영향을 끼치지 않는 것을 나타낸다.
더욱이, 표 2는 전체 비드코어 중량의 상당한 감소에도 불구하고, 비드코어C의 최소 이론적 파열하중이 악영향을 끼치지 않는 것으로 나타난다.
본 발명의 상세한 설명에 포함됨.

Claims (30)

  1. 적어도 하나의 비드코어와 적어도 하나의 비드 충진제를 포함한 각각의 우측 및 좌측 비드구조에 결합된 마주보는 측면 에지를 갖는 실질적인 토로이드형의 카카스 구조와,
    상기 카카스 구조에 대해 반경방향 외부 위치에 부착된 벨트구조와,
    상기 벨트구조상에 반경방향으로 중첩된 트레드 밴드와,
    상기 카카스 구조에 대해 마주보는 측면에 부착된 한 쌍의 사이드월을 구비하고,
    상기 적어도 하나의 비드코어는
    폴리머 재료내에 내포된 복수의 세장섬유들을 포함하고 23℃에서 10 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율(flexural modulus)을 갖는 적어도 하나의 복합재료를 구비한 적어도 하나의 제 1 세장요소와,
    적어도 하나의 금속 와이어를 포함한 적어도 하나의 제 2 세장요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합재료는 23℃에서 20 GPa에서 200 GPa의 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복합재료는 23℃에서 600 MPa 이상인 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 초강인장강도를 갖는 타이어.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복합재료는 23℃에서 1000 MPa에서 2500 MPa의 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 초강인장강도를 갖는 타이어.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합재료는 23℃에서 20 GPa 이상인 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는 타이어.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복합재료는 30 GPa에서 200 GPa의 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는 타이어.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합재료는 3.0g/㎤ 이하인 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 비중을 갖는 타이어.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복합재료는 1.0g/㎤ 에서 2.5g/㎤의 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 비중을 갖는 타이어.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 0.5 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 2.0 GPa에서 25 GPa의 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 40 MPa 이상인 표준 ASTM D638-03에 따라 측정된 초강인장강도를 갖는 타이어.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 50 MPa에서 200 MPa의 표준 ASTM D638-03에 따라 측정된 초강인장강도를 갖는 타이어.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 그 혼합물에서 선택되는 타이어.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 나일론-6,6(nylon-6,6), 나일론-6, 나일론-4,6(nylon- 4,6), (폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate)와 같은)폴리에스테르(polyester), 폴리에테르 에테르 케톤(polyether ether ketone), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아세탈(polyacetal), 또는 그 혼합물에서 선택되는 타이어.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 비닐-에스테르(vinyl-ester) 수지, 에폭시 수지, (이소프탈 폴리에스테르 수지(isophthalic polyester resins)와 같은)불포화 폴리에스테르 수지(unsaturated polyester resin), 페놀수지(phenolic resins), 멜라민 수지(melamine resins), 폴리이미드 수지(polyimide resins), 비스말레이미드 수지(bismaleimide resins), 퓨란 수지(furan resins), 실리콘 수지, 알릴 수지(allyl resins) 또는 그 혼합물에서 선택되는 타이어.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장섬유들은 1500 MPa 이상인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 초강인장강도를 갖는 타이어.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 세장섬유들은 1800 MPa에서 4000 MPa의 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 초강인장강도를 갖는 타이어.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장섬유들은 50 GPa 이상인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는 타이어.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 세장섬유들은 60 GPa에서 250 GPa의 이상인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는 타이어.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장섬유들은, 유리섬유, 방향성 폴리머 섬유, 폴리비닐 알콜 섬유, 탄소섬유, 또는 그 혼합물에서 선택되는 타이어.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장섬유들은 복합재료의 총 중량에 대해 30 중량%에서 95 중량%의 양으로 복합재료에 존재하는 타이어.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 세장섬유는 직경이 0.2㎜ 에서 3.0㎜인 타이어.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세장섬유는 강철로 제조되는 타이어.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세장섬유는 금속 모노필라멘트로 구성되는 타이어.
  25. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세장요소는 적어도 2개의 금속 와이어를 꼬음으로써 얻어지는 타이어.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 세장요소는 직경이 0.2㎜ 에서 3.0㎜인 타이어.
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비드코어는 제 1 세장요소가 감겨지고 최종적으로 적어도 하나의 외장층을 형성하기 위해 자체적으로 접합되는 원을 형성하도록 단부끼리 접합되는 제 2 세장요소로 제조된 중앙코어를 구비하는 타이어.
  28. 제 1 세장요소가 감겨지고 최종적으로 적어도 하나의 외장층을 형성하기 위해 자체적으로 접합되는 원을 형성하도록 단부끼리 접합되는 제 2 세장요소로 제조된 중앙코어를 구비하는 비드코어로서,
    상기 제 1 세장요소는 폴리머 재료에 내포된 복수의 세장섬유들을 포함하고, 23℃에서 10 GPa 이상인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율을 갖는 적어도 하나의 복합재료를 구비하고,
    상기 제 2 세장요소는 적어도 하나의 금속 와이어를 구비하는 비드코어.
  29. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 세장요소는 제 2 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따라 형성되는 비드코어.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 제 2 세장요소는 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 따라 형성되는 비드코어.
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