KR20150055619A

KR20150055619A - 추가 측벽 보강재를 포함하는 타이어

Info

Publication number: KR20150055619A
Application number: KR1020157009100A
Authority: KR
Inventors: 세드릭 몽떼젱
Original assignee: 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린; 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-05-21
Also published as: CN104619521B; FR2995252B1; EP2895337B1; JP2015528416A; FR2995252A1; CN104619521A; RU2015113370A; EP2895337A1; US20150246582A1; IN2015DN01849A; BR112015005032A2; WO2014040977A1

Abstract

타이어는 파단신율(EB_C) 및 파단력(FB_C)을 구비한 트레드형 보강 요소(61)로 구성된 반경방향 카커스 보강재(60)를 포함하고, 피치(P_C)를 두고 배치되며 고무 조성물로 피복되고, 부등식(I)

을 만족하고, FB_C는 뉴턴으로 표현되고, R_S는 카커스의 최대 반경(타이어의 회전 축으로부터 반경방향 거리)이고, R_E는 타이어 축방향 최대 폭에서의 반경이고, R_T는 비드 와이어의 내부 반경이고, 피치(P_C) 및 반경(R_S, R_E 및 R_T)은 미터 단위이고, 각각의 측벽은 파단신율(EB_A) 및 파단력(FB_A)을 구비한 트레드형 보강 요소로 구성된 추가 보강재(120)를 포함하고, 피치(P_A)를 두고 배치되며 고무로 피복되고, (II)

및 EB_C ≥ EB_A 이고, 이들 매개 변수는 타이어로 통합되기 전 보강 요소에 따라 결정된다.

Description

추가 측벽 보강재를 포함하는 타이어{TYRE COMPRISING AN ADDITIONAL SIDE WALL REINFORCEMENT}

본 발명은 직물 카커스 보강재를 포함한 차량용 타이어에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 이러한 타이어의 카커스 보강재에 관한 것이다.

타이어가 (속도 및 하중 면에서) 통상 사용 상태로 지면에서 회전할 때, 타이어는 자주 상당한 빈도 및 강도로 트레드 또는 측벽에 대한 충격을 받을 수 있다. 타이어의 주요 기능 중 하나는 차량의 휠이 움직임 또는 완전성 중 어느 하나에 있어서 실질적으로 영향을 받지 않고 이러한 충격을 흡수하여 완충시키는 것이다.

그러나 충격을 받은 타이어 측벽이, 타이어가 끼워지는 림에 직접 대항하여 또는 더 일반적으로 휠 림에 놓인 타이어 측벽의 다른 영역에 대항하여 타이어 챔버 내측의 멈춤부에 도달하게 되는 충격 상태일 때, 이러한 흡수성은 한계에 도달하게 된다. 이는 림이 적당한 장착부로부터 반경방향 외부 돌출부를 가질 때 특히 그렇다. 이러한 돌출부(통상적으로 "림 플랜지"로 지칭함)는 보통 휠의 조종 도중 축방향 응력의 영향 하에 타이어가 림으로부터 제거되는 것을 방지한다.

이때 이러한 충격은 잠시 동안이지만 소정의 경우 수 톤에 도달할 수 있는 매우 강한 힘을, 휠 조립체의 기계적 서스펜션 부착부와 접촉하는, 그러나 또한 림을 넘어서, 림 및 타이어의 일부분으로, 그리고 심지어 차량의 본체로 전달할 수 있다. 이들은 서스펜션 부재에 심각한 손상을 입힐 수 있고 차량의 본체를 영구적으로 변형시킬 수 있다. 차량 설계자들은 따라서 이러한 손상을 방지하는 댐핑 시스템을 제공하고 그리고 정상적으로 예상 가능한 극단적인 경우에 따라서 차량의 본체를 설계하는데 이르게 되었다.

불행하게도, 차량 자체가 적당히 보호될 때에도, 이러한 유형의 사고를 겪은 타이어는 상술한 현상의 결과를 겪게 되기 쉽다. 충격에 의해 영향을 받은 섹션에서, 타이어의 내벽은 갑자기 접히고 장애물과 림 플랜지 사이에 핀칭된다("핀치 충격(pinch shock)"). 따라서 대부분 차량을 정지시키는데 필요한 벽의 파손 및 팽창 압력의 소실이 발생할 수 있다. 그러나 타이어가 견뎌내는 경우에도, 타이어의 구성요소는 사고에 의해 손상되고, 전문가는 측벽의 팽윤부 및 다른 징후로부터 타이어 구조가 약화되었고 타이어의 벽은 곧 또는 이후 구성요소의 반복된 굴곡의 영향으로 파손될 수 있다는 점을 추론할 수 있다.

이러한 "핀치 충격" 현상의 견지에서 타이어를 보강하기 위한 여러 방법이 제안되었다. 대부분의 타이어에서, 카커스 보강재는 비드에 제공된 환형 보강재 구조체 주위에 접어 올림(turn-up)에 의해 비드에 고정된다. 이 때 카커스 보강재는 타이어의 크라운을 횡단하여 하나의 비드로부터 다른 비드로 연장하는 일 "주 부분" 및 반경방향 외측으로 환형 보강재 구조체로부터 연장하는 두 개의 "감긴-주위 부분"을 포함한다. "핀치 충격"에 대항하여 타이어를 보강하기 위해, 카커스 보강재의 "감긴-주위 부분"을 연장시켜 반경방향 외부 단부가 카커스 보강재의 "주 부분"과 크라운 보강재 사이에 개재되도록 하는 것이 특히 공지된 절차이다. 이러한 구성은 "견부 로크(shoulder lock)"로 공지된다.

"견부 로크" 유형의 아키텍처는 타이어가 "핀치 충격"에 효과적으로 덜 취약하게 하지만, 타이어 성능의 매우 미세한 조정을 허용하지 않으며 비싸다는 단점을 갖는다. 추가로, 이러한 해결책은 카커스 보강재를 형성하는 플라이의 용접부와 관련된 비-균일성의 문제를 확대시키는데, 이는 용접부가 주 부분 및 감긴-주위 부분에 대해 동일한 위치에 위치되는 것이 필요하기 때문이다.

본 발명의 일 목적은 이러한 고려사항에 대응하여 성능의 미세 조정 및 우수한 균일성을 허용하면서 "핀치 충격" 현상에 저항할 수 있는 타이어를 형성하는 것이다.

이러한 목적은 "부족하게 균형잡힌(under proportioned)", 즉 타이어가 상당히 예측 가능한 모든 사용 조건에서, 카커스 보강재의 모든 기능(팽창 압력에 저항하고, 하중을 지지하며, 충격을 흡수함)을 수행할 수는 없도록 균형잡힌, 카커스 보강재 및 적절한 추가 보강재를 조합한 타이어에 의해 달성된다. 따라서 카커스 보강재의 기능은 카커스 보강재 자체 및 추가 보강재의 조합에 의해 실행되며, 이 보강재들 각각을 별도로 최적화하여 개선된 비용-성능비를 얻을 수 있다.

더 구체적으로, 본 목적은 회전 축을 갖는 타이어에 의해 달성되며, 타이어는 장착 림과 접촉하도록 설계된 두 개의 비드로서, 각각의 비드는 반경방향 최내측에 있는 지점을 갖는 적어도 하나의 환형 보강재 구조체를 포함하는, 두 개의 비드,

반경방향 외측으로 비드를 연장한 두 개의 측벽으로서, 두 개의 측벽은 트레드가 반경방향으로 위에 얹혀진 크라운 보강재를 포함하는 크라운에서 함께 모이는, 두 개의 측벽,

파단신율(elongation at break, EB_C) 및 파단력(force at break, FB_C)을 갖고 피치(P_C)를 두고 배치되며 고무 조성물로 피복된 트레드형 보강 요소로 구성된 반경방향의 카커스 보강재로서, 카커스 보강재는 크라운을 통과하여 하나의 비드로부터 다른 비드로 연장하고, 카커스 보강재는 주 부분 및 감긴-주위 부분을 형성하도록 상기 적어도 하나의 환형 보강재 구조체 주위에 접어 올림에 의해 각각의 비드에 고정되고, 카커스 보강재는 다음 부등식

을 만족하도록 설계되는, 반경방향의 카커스 보강재를 포함하고,

FB_C는 뉴턴으로 표현되고, R_S는 타이어의 회전 축과 카커스 보강재의 반경방향 최외측 지점 사이의 반경방향 거리이고, R_E는 타이어가 최대 축방향 폭에 도달하는 축방향 위치와 타이어의 회전 축 사이의 반경방향 거리이고, R_T는 상기 적어도 하나의 환형 보강재 구조체의 반경방향 최내측 지점과 타이어의 회전 축 사이의 반경방향 거리이고, 피치(P_C) 및 반경방향 거리(R_S, R_E 및 R_T)는 미터로 표현되고,

타이어의 각각의 측벽은 또한 파단신율(EB_A) 및 파단력(FB_A)을 갖고 피치(P_A)를 두고 배치되며 고무 조성물로 피복된 트레드형 보강 요소로 구성된 추가 보강재를 포함하고, 추가 보강재는 측벽에 의해 연장된 비드의 상기 적어도 하나의 환형 보강재 구조체에 가까운 반경방향 내부 단부와, 카커스 보강재와 크라운 보강재 사이에서 반경방향으로 위치된 반경방향 외부 단부 사이에서 연장하고,

EB_A, FB_A, P_A, EB_C, FB_C 및 P_C 는

,

및

EB_C≥ EB_A 가 되도록 선택되고,

파단력(FB_A 및 FB_C) 및 파단신율(EB_C 및 EB_A)은 타이어로 통합되기 전 보강 요소들이 나타내는 값들에 대응하는 것으로 이해된다.

구체적으로, "부족하게 균형잡힌" 카커스 보강재 및 추가 보강재의 조합은 타이어의 비용 및 무게를 낮출 수 있고, 설계자에게 증가된 융통성을 제공하면서 강도를 증가시킬 수 있다.

본 발명은 카커스 보강재가 측벽에서 단순히 두 배가 되는 "견부 로크"에 반해, 카커스 보강재가 약간만 작용하는 구역에서(즉 크라운에서) 강도(및 이에 따른 비용)을 저감시키면서 카커스 보강재가 크게 작용하는 곳에서(즉 측벽에서) 카커스 보강재를 보강하는 것을 가능하게 한다. 따라서 본 발명은 측벽이 짧고 크라운이 넓은 낮은 종횡비 타이어 경우, 소정의 높은 성능이 발생하기 때문에 더욱 유리하다.

제1 바람직한 실시예에 따르면, 크라운 보강재는 각각의 반경방향 섹션에 두 개의 축방향 단부를 갖고, 두 개의 추가 보강재 각각의 반경방향 외부 단부는 가장 가까운 크라운 보강재의 축방향 단부 축방향 내측에 있고, 각각의 추가 보강재의 반경방향 외부 단부와 가장 가까운 크라운 보강재의 축방향 단부 사이의 축방향 거리는 10mm 이상이다. 따라서, 보강재는 크라운 보강재 아래에 제대로 고정되고 이는 장력을 적절하게 흡수하고 카커스 보강재 자체를 완화시키는 것을 허용한다.

제2 바람직한 실시예에 따르면, 각각의 추가 보강재의 반경방향 내부 단부는 카커스 보강재의 감긴-주위 부분의 반경방향 최외측 지점의 반경방향 내측에 있고, 각각의 추가 보강재의 반경방향 내부 단부와 카커스 보강재의 감긴-주위 부분의 반경방향 최외측 지점 사이의 반경방향 거리(DR)는 10mm 이상이다. 이는 비드에 추가 보강재의 정확한 고정 및 이에 따라 추가 보강재에 의한 장력의 우수한 흡수를 허용한다.

특정 실시예에 따르면, 각각의 추가 보강재는 비드에서 카커스 보강재의 주 부분을 따라서 연장한다. 이러한 구성은 타이어 제조 공정을 단순하게 하는 장점을 갖는다.

통상적으로, 타이어는 드럼에 플라이를 배치하여 제조되고, 이 경우 카커스 보강재 및 추가 보강재 각각은 플라이가 중첩되는 적어도 하나의 "용접부"를 포함한다. 특정 실시예에 따르면, 카커스 보강재의 용접부는 원주방향에서 추가 보강재의 용접부에 대해 오프셋된다. "견부 로크" 유형의 아키텍처에서 달성될 수 없는 본 실시예는 타이어의 균일성을 개선할 수 있다.

대체 실시예에 따르면, 각각의 추가 보강재는 비드에서 카커스 보강재의 감긴-주위 부분을 따라 연장한다. 따라서 추가 보강재와 환형 보강재 구조체 사이의 임의의 접촉이, 추가 보강재의 길이가 너무 길 때에도 거의 확실하게 회피된다.

특정 실시예에 따르면, 각각의 추가 보강재의 보강 요소는 반경방향으로 배향된다. 이러한 디자인은 "핀치 충격" 성능을 개선하면서 카커스 보강재의 반경방향 구조와 관련된 성능의 전체적인 절충안을 유지할 수 있다.

다른 특정 실시예에 따르면, 각각의 추가 보강재의 보강 요소는 반경방향에 대해 40° 내지 80°, 바람직하게는 40° 내지 50°의 각도로 경사진다. 이러한 디자인은 수직 강성을 증가시킬 수 있고, 수직 강성은 종방향 장력의 흡수를 증진시키도록 보강 요소를 재배향시키면서 "핀치 충격" 성능에 유리하고 도로 충격에 대한 저항성을 개선한다.

특히, 추가 보강재의 보강 요소를 PET, 아라미드, 아라미드-나일론 하이브리드 코드 또는 아라미드-PET 하이브리드 코드로 제조할 수 있다. 아라미드 또는 하이브리드 코드로 제조된 보강 요소는 압축을 매우 잘 견딜 수 없기 때문에 카커스 보강재에 거의 사용되지 않는다. 카커스 보강재는 특히 짧은 측벽을 구비한 타이어에서 자주 압축을 받는다. 한편, 추가 보강재는 압축을 거의 받지 않고, 점착성에 의해 구별되는 보강 요소를 사용할 수 있다. 아라미드-나일론 하이브리드 코드의 특정 장점은 파괴에 대한 높은 저항성이며, 아라미드-PET 하이브리드 코드는 PET로 제조된 보강 요소의 강성을 구비하면서 아라미드의 특성을 갖는다.

물론, 특히 고-성능 타이어를 획득하기 위해 여러 개의 이들 실시예를 함께 연결하는 것이 가능하다(그리고 유리할 수 있다).

상술한 본 발명은 환형 보강재 구조체 주위에 카커스 보강재의 접어 올림부를 갖는 타이어에 관한 것이다. 물론, 예컨대 관련 기술 분야에서 통상의 기술자에게 널리 공지된 미쉐린(Michelin)의 "C3M" 방법에 의해 획득된 아키텍처 등의, 복수의 환형 보강재 구조체들 사이에 보강재가 고정되는 타이어에 개시된 바와 같은 추가 보강재를 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 타이어를 나타낸다.
도 2는 종래 기술에 따른 타이어의 부분 사시도를 나타낸다.
도 3은 반경방향 섹션에서의 기준 타이어의 일부를 나타낸다.
도 4는 "견부 로크" 구성을 갖는 반경방향 섹션에서의 기준 타이어의 일부를 나타낸다.
도 5 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 반경방향 섹션에서의 타이어의 일부를 나타낸다.
도 6은 측벽에서의 카커스 보강재와 추가 보강재 사이의 장력 분포를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 다른 타이어를 특징짓는데 사용되는 소정의 매개 변수를 도시한다.

용어 "반경방향"의 사용에 있어, 관련 기술 분야의 통상의 기술자에 의한 이 용어의 여러가지 상이한 사용은 구별될 필요가 있다. 우선, 이 표현은 타이어의 반경을 지칭한다. 지점(P1)이 지점(P2)보다 타이어의 회전 축에 가깝게 있는 경우, 지점(P2)의 "반경방향 내측에"(또는 지점(P2)의 "반경방향으로 내측에") 있다고 지칭된다. 지점(P3)이 반대로 지점(P4)보다 타이어의 회전 축으로부터 멀리 있는 경우, 지점(P4)의 "반경방향 외측에"(또는 지점(P4)의 "반경방향으로 외측에") 있다고 지칭된다. 이동이 가장 짧은(또는 가장 긴) 반경의 방향에 있는 경우, 이동은 "반경방향으로 내측(또는 외측)을 향하는" 것이 될 것이다. 반경방향 거리가 지칭될 때, 이 용어의 의미가 또한 적용된다.

한편, 트레드 또는 보강재의 보강 요소가 80° 이상 90° 이하 각도의 원주 방향을 형성할 때 트레드 또는 보강재는 소위 "반경방향"이라고 지칭된다. 본 명세서에서, 용어 "트레드"는 전체적으로 일반적인 의미를 갖는 것으로 이해되어야 하며, 고무에 대한 연결을 증진하기 위해 트레드 또는 표면 처리를 형성하는 재료와 관계없이, 모노필라멘트, 멀티필라멘트, 코드, 제연사(folded yarn) 또는 등가 조립체의 형태를 취하는 트레드를 포함한다. 본 명세서에서, 용어 "트레드형(threadlike)"은 본 명세서에서 설명된 보강재 기능을 실행하기에 적절하며 상술한 트레드, 또는 코드, 또는 두께보다 더 큰 길이를 갖는 다른 구조를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

마지막으로, 본 예에서 "반경방향 섹션(section)"은 타이어의 회전 축을 내장한 평면 상의 섹션을 의미한다.

"축방향"의 방향은 타이어의 회전 축에 평행한 방향이다. 지점(P5)이 지점(P6)보다 타이어의 중간 면에 가깝게 있는 경우 지점(P6)의 "축방향 내측에"(또는 지점(P6)의 "축방향으로 내측에") 있다고 지칭된다. 반대로, 지점(P7)이 지점(P8)보다 타이어의 중간 면으로부터 멀리 있는 경우, 지점(P8)의 "축방향 외측에"(또는 지점(P8)의 "축방향으로 외측에") 있다고 지칭된다. 타이어의 "중간 면"은 타이어의 회전축에 수직이며 각 비드의 환형 보강재 구조체로부터 등거리에 위치된 면이다.

"원주방향"의 방향은 타이어의 반경 및 축방향 모두에 수직인 방향이다.

본 명세서의 내용에서, "고무 조성물"이라는 표현은 적어도 하나의 엘라스토머 및 하나의 필러를 포함하는 고무 조성물이다.

도 1은 종래 기술에 따른 타이어(10)를 개략적으로 나타낸다. 타이어(10)는 트레드(40)가 위에 얹혀진 크라운 보강재(도 1에 미도시)를 구비한 크라운, 내측을 향해 반경방향으로 크라운을 연장한 두 개의 측벽(30) 및 측벽(30) 반경방향 내측의 두 개의 비드(20)를 포함한다.

도 2는 종래 기술에 따른 타이어(10)의 부분 사시도를 개략적으로 나타내며 타이어의 여러 구성요소를 도시한다. 타이어(10)는 고무 조성물로 피복된 트레드(61)로 구성된 카커스 보강재(60), 및 림(미도시) 상에 타이어(10)를 유지하는 환형 보강재 구조체(70)를 각각이 포함하는 두 개의 비드(20)를 포함한다. 카커스 보강재(60)는 접어 올림에 의해 비드(20) 각각에 고정된다. 타이어(10)는 또한 두 개의 플라이(80 및 90)을 포함하는 크라운 보강재를 포함한다. 플라이(80 및 90) 각각은 10° 내지 70°의 원주방향 각도를 형성하면서, 각 층에서 평행하며 한 층으로부터 다른 층으로 교차된 트레드형 보강 요소(81 및 91)에 의해 보강된다. 타이어는 또한 크라운 보강재의 외측에 반경방향으로 배치된 후핑 보강재(100)를 포함하고, 이 후핑 보강재는 원주방향으로 배향되고 나선형으로 감긴 보강 요소(101)로 형성된다. 트레드(40)는 후핑 보강재에 배치되고, 이 트레드(40)는 도로와 타이어(10)의 접촉을 형성한다. 도시된 타이어(10)는 "튜브리스" 타이어이며, 부틸계 고무 조성물로 제조되고, 팽창 가스에 대해 불침투성이며, 타이어의 내부 표면을 덮는 "내부 라이너"(50)를 포함한다.

도 3은 기준 타이어의 반경방향 섹션의 절반부를 나타낸다. 이 타이어는 회전축(미도시)을 갖고, 장착 림(미도시)과 접촉하도록 설계된 두 개의 비드(20)를 포함하며, 각각의 비드는 환형 보강재 구조체, 본 예에서는 비드 와이어(70)를 포함한다. 비드 와이어의 반경방향 최내측 지점은 참조 번호 "71"을 지탱한다.

타이어는 외측을 향해 반경방향으로 비드를 연장한 두 개의 측벽(30)을 포함하고, 크라운(25)에서 접합하는 두 개의 측벽(30)은 플라이(80 및 90)에 의해 형성된 크라운 보강재를 포함한다. 크라운 보강재는 트레드(40)가 위에 얹혀진다. 원칙적으로, 도 2에 도시된 타이어의 후핑 보강재(100)와 유사한 후핑 보강재를 제공할 수도 있으나, 본 예에서는 후핑 보강재를 제공하지 않음으로써 타이어의 무게를 최소화하는 시도가 이루어진다.

타이어는 측벽(30)을 가로질러 비드(20)로부터 크라운까지 연장하는 단 하나의 반경방향 카커스 보강재(60)를 포함하고, 카커스 보강재(60)는 복수의 카커스 보강 요소를 포함한다. 카커스 보강재는 주 부분(62) 및 감긴-주위 부분(63)을 형성하도록 비드 와이어(70) 주위에 접어 올림에 의해 두 개의 비드(20)에 고정된다. 고무 조성물로 형성된 파일링(110)은 주 부분(62)과 감긴-주위 부분(63) 사이의 공간을 충진한다.

타이어의 중간 면은 참조 번호 "140"을 사용하여 표시된다.

도 4는 "견부 로크" 구성을 갖는 다른 기준 타이어의 반경방향 섹션의 일부를 나타낸다. 도 3에 도시된 타이어와 달리, 감긴-주위 부분(63)은 비드에서 종결되지 않고 크라운까지 위로 연장한다. 반경방향 외측 단부(64)는 크라운 보강재의 플라이(80)와 카커스 보강재의 주 부분(62) 사이에 수용된다. 따라서, 카커스 보강재(60)는 전체 비드(20) 및 측벽(30)에서 이중으로 되고, 이는 "핀치 충격" 현상에 대한 타이어의 저항성을 크게 증가시킨다.

이러한 아키텍처의 단점은 고가이며 - 크라운에서 카커스 보강재를 가볍게 할 수 있으나 측벽 및 크라운에서 동일한 보강재를 사용하는 것이 필요하기 때문임 - 이며 타이어 성능의 매우 미세한 조정을 허용하지 않는 점이다. 두 개의 실시예가 도 5 및 도 7에 도시된 본 발명에 따른 타이어는 이 단점을 극복할 수 있다.

도 5의 본 발명의 실시예에 따른 타이어는 장착 림(미도시)과 접촉하도록 설계된 두 개의 비드(20)(단 하나만 도시됨)를 포함하고, 각각의 비드는 환형 보강재 구조체를 포함하며, 본 예에서 비드 와이어(70)는 반경방향 최내측에 있는 지점(71)을 갖는다. 또한 반경방향으로 외측을 향해 비드(20)를 연장한 두 개의 측벽(30)을 포함하고, 크라운(25)에서 접합하는 두 개의 측벽은 두 개의 플라이(80 및 90)에 의해 형성되며 트레드(40)가 반경방향으로 위에 얹힌 크라운 보강재를 포함한다. 파단신율(EB_C) 및 파단력(FB_C)을 갖고 고무 조성물로 피복된 트레드형 보강 요소로 형성되는 반경방향 카커스 보강재(60)는 하나의 비드(20)로부터 다른 비드로 크라운(25)을 통과하여 연장한다. 카커스 보강재(60)는 주 부분(62) 및 감긴-주위 부분(63)을 형성하도록 비드 와이어(70) 주위에서 접어 올림에 의해 각 비드(20)에 고정된다. 다음 부등식을 만족하도록 설계된다.

P_C는 비드 와이어(70) 부근에 카커스 보강재의 보강 요소의 피치이고(즉, 미터당 보강 요소의 개수로 1을 나누고 이에 따라 미터로 표현됨), 파단력(FB_C)은 뉴턴으로 표현된다.

매개 변수 R_S, R_E 및 R_T의 의미가 도 8에 도시된다. R_S는 타이어(10)의 회전 축(2)과 카커스 보강재(60)의 반경방향 최외측 지점(360) 사이의 반경방향 거리이고, R_E는 타이어가 최대 축방향 폭(SW)에 도달하는 축방향 위치와 회전 축(2) 사이의 반경방향 거리이고, R_T는 (도 5에 표시된) 비드 와이어(70)의 반경방향 최내측 지점(71)과 회전 축(2) 사이의 반경방향 거리이다. 반경방향 거리(R_S, R_E 및 R_T)는 미터로 표현된다.

도 5에 제시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어(10)의 각 측벽(30)은 파단신율(EB_A) 및 파단력(FB_A)을 갖고 피치(P_A)를 두고 배치되며 고무 조성물로 피복된 트레드형 보강 요소로 구성된 추가 보강재(120)를 포함하고, 추가 보강재는 카커스 보강재와 크라운 보강재 사이에 반경방향으로 위치된 반경방향 외부 단부(122)와, 비드 와이어(70)에 가까운 반경방향 내부 단부(121) 사이에서 연장한다. FB_A, P_A, FB_C 및 P_C 는 다음과 같이 선택된다.

제동력에서의 이러한 차이는 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 그 자체가 공지된 다양한 수단에 의해 획득될 수 있다. 특히 요구되는 차이를 획득하기 위해 크기, 비틀림, 재료 또는 보강 요소에 의해 겪은 열처리를 변경할 수 있다.

카커스 보강재의 보강 요소의 파단신율(EB_C)은 추가 보강재 각각의 보강 요소의 파단신율(EB_A)과 동일하거나 더 크다(EB_C　≥ EB_A).

파단력(FB_A 및 FB_C) 및 파단신율(EB_C 및 EB_A)은 타이어로 통합되기 전 보강 요소들이 나타내는 값들에 대응한다.

측정이 실행되기 전에, 보강 요소들은 전제조건 처리가 행해여야 한다; "전제조건 처리"는 보강 요소에 대해 측정이 실행되기 전에 유럽 표준 DIN EN 20139(20±2℃의 온도, 65±2%의 상대 습도)에 따른 표준 대기에서 (건조 이후) 적어도 24시간 동안 저장되는 것을 지칭한다.

이후, 파단력 및 파단신율이 측정된다; 이는 "인스트론(INSTRON)" 인장 시험기(또한 ASTM D 885-06 표준 참조)의 도움으로 관련 기술 분야의 통상의 기술자에게 널리 공지된 방식으로 행해진다. 시험을 거친 샘플은 1cN/tex(적어도 10개 측정치의 평균)의 표준 예비-장력 하에, L0 mm/분의 공칭 속도로 길이(L0)(mm 단위)에 대해 인장이 실행된다. 유지되는 파단력이 최대 측정 힘이다.

각각의 반경방향 섹션에서, 크라운 보강재는 두 개의 축방향 단부(180)(단 하나만 도시됨)를 갖는다. 두 개의 추가 보강재(120) 각각의 반경방향 외부 단부(122)는 가장 가까운 크라운 보강재의 축방향 단부의 축방향 내측에 있고, 각각의 추가 보강재의 반경방향 외부 단부(122)와 가장 가까운 크라운 보강재의 축방향 단부(180) 사이의 축방향 거리(DA)는 본 예에서는 10mm이다.

추가 보강재(120)의 반경방향 내측 단부(121)는 카커스 보강재(60)의 감긴-주위 부분(63)의 반경방향 최외측에 있는 지점(64)의 반경방향 내측에 있고, 추가 보강재(120)의 반경방향 내측 단부(121)와 카커스 보강재(60)의 감긴-주위 부분(63)의 반경방향 외측 지점(71) 사이의 반경방향 거리(DR)는 본 예에서는 16mm이다.

도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에서, 각각의 추가 보강재(120)는 비드(20)에서 카커스 보강재(60)의 주 부분(62)을 따라서 연장한다. 이는 본 발명의 필수 특징은 아니고; 각각의 추가 보강재(120)가 도 7에 도시된 바와 같이 비드(20)에서 카커스 보강재의 감긴-주위 부분(63)을 따라 연장하는 것을 제공하는 것이 완전히 가능하다.

도 5 및 도 7에 도시된 타이어에서, 각각의 추가 보강재(120)의 보강 요소는 반경방향으로 배향되지만, 보강 요소가 반경방향에 대해 40° 내지 80°, 바람직하게는 40° 내지 50°의 각도로 기울어지는 추가 보강재(120)를 사용하는 것이 동등하게 가능하다.

도 5 및 도 7에 도시된 타이어의 추가 보강재(120)의 보강 요소는 PET로 제조되지만, 예컨대, 아라미드로 제조된 코드, 아라미드-나일론 하이브리드 코드 또는 아라미드-PET 하미브리드 코드 등의 다른 선택도 가능하다.

도 6은 크게 변형된 타이어 측벽에 대한 계산 결과를 도시한다. 분산된 장력(T)(daN/cm단위)은 하중(Z)(daN 단위)의 함수로서 도시된다. 곡선(11 및 12)은 도 4의 기준 타이어("견부 로크" 구성)에 대응한다. 카커스 보강재는 PET에서 220x2의 보강 요소(각각의 보강 요소는 각각이 200tex의 선형 밀도를 갖는 두 개의트레드로 구성됨)를 포함한다. 각각의 보강 요소의 파단력은 268　daN/cm 이고, 이는 파단력이 528　daN/cm 와 같다는 것을 의미한다. 곡선(11)은 카커스 보강재의 주 부분(62)의 보강 요소에 의해 흡수된 장력을 도시하고, 곡선(12)은 감긴-주위 부분(63)의 보강 요소에 의해 흡수된 장력을 도시한다. 하중이 상당한 경우, 감긴-주위 부분의 보강 요소는 더 많은 장력을 흡수하는 점이 발견되었다. 곡선(21 및 22)는 도 5의 타이어에 대응한다. 카커스 보강재는 PET에서 144x2 보강 요소를 포함한다. 각 보강 요소의 파단력은 187　daN/cm이다. 추가 보강재는 PET에서 334x2 보강 요소를 포함한다. 각 보강 요소의 파단력은 328　daN/cm 이다. 따라서 전체 파단력은 515　daN/cm 와 같다. 곡선(21)은 카커스 보강재(60)의 보강 요소에 의해 흡수된 장력을 나타내고, 곡선(22)은 추가 보강재(120)의 보강 요소에 의해 흡수된 장력을 나타낸다. 전체 파단력은 감소하였으나, "부족하게 균형잡힌" 카커스 보강재를 파단력이 더 큰 추가 보강재와 연결한 값을 명백하게 나타내는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어는 기준 타이어보다 크게 높은 하중에서 파단된다.

이러한 계산 결과는 이어서 타이어 시험에 의해 확인되었다.

Claims

회전 축(2)을 갖는 타이어이며,
장착 림(5)과 접촉하도록 설계된 두 개의 비드(20)로서, 각각의 비드는 반경방향 최내측에 있는 지점(71)을 갖는 적어도 하나의 환형 보강재 구조체(70)를 포함하는, 두 개의 비드와,
반경방향 외측으로 비드를 연장한 두 개의 측벽(30)으로서, 상기 두 개의 측벽은 트레드(40)가 반경방향으로 얹혀진 크라운 보강재(80, 90)를 포함하는 크라운(25)에서 함께 모이는, 두 개의 측벽과,
파단신율(EB_C) 및 파단력(FB_C)을 갖고 피치(P_C)를 두고 배치되며 고무 조성물로 피복된 트레드형 보강 요소(61)로 구성된 반경방향의 카커스 보강재(60)로서, 상기 카커스 보강재는 상기 크라운을 통과하여 하나의 비드로부터 다른 비드로 연장되고, 상기 카커스 보강재는 주 부분(62) 및 감긴-주위 부분(63)을 형성하도록 상기 적어도 하나의 환형 보강재 구조체 주위에 접어 올림에 의해 각각의 비드에 고정되고, 상기 카커스 보강재는 다음 부등식

을 만족하도록 설계되는, 반경방향의 카커스 보강재
를 포함하고,
FB_C는 뉴턴으로 표현되고, R_S는 타이어의 회전 축과 상기 카커스 보강재의 반경방향 최외측 지점(360) 사이의 반경방향 거리이고, R_E는 타이어가 최대 축방향 폭에 도달하는 축방향 위치와 타이어의 회전 축 사이의 반경방향 거리이고, R_T는 상기 적어도 하나의 환형 보강재 구조체의 반경방향 최내측 지점과 타이어의 회전 축 사이의 반경방향 거리이고, 피치(P_C) 및 반경방향 거리(R_S, R_E 및 R_T)는 미터로 표현되고,
타이어의 각각의 측벽은 또한 파단신율(EB_A) 및 파단력(FB_A)을 갖고 피치(P_A)를 두고 배치되며 고무 조성물로 피복된 트레드형 보강 요소로 구성된 추가 보강재(120)를 포함하고, 상기 추가 보강재는 상기 측벽에 의해 연장된 비드의 상기 적어도 하나의 환형 보강재 구조체에 가까운 반경방향 내부 단부(121)와, 상기 카커스 보강재와 상기 크라운 보강재 사이에 반경방향으로 위치된 반경방향 외부 단부(122) 사이에서 연장되고,
EB_A, FB_A, P_A, EB_C, FB_C 및 P_C 는

및
EB_C　≥ EB_A,
가 되도록 선택되고,
파단력(FB_A 및 FB_C) 및 파단신율(EB_C 및 EB_A)은 타이어로 통합되기 이전의 보강 요소가 나타내는 값에 대응되는, 타이어.
제1항에 있어서,
상기 크라운 보강재(80, 90)는 각각의 반경방향 섹션에서 두 개의 축방향 단부(180)를 구비하고, 두 개의 상기 추가 보강재 각각의 반경방향 외부 단부(122)는 가장 가까운 상기 크라운 보강재의 축방향 단부의 축방향 내측에 있고, 각각의 추가 보강재의 반경방향 외부 단부와 가장 가까운 크라운 보강재의 축방향 단부 사이의 축방향 거리(DA)는 10mm 이상인, 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각각의 추가 보강재(120)의 반경방향 내부 단부(121)는 상기 카커스 보강재(60)의 감긴-주위 부분(63)의 반경방향 최외측 지점(64)의 반경방향 내측에 있고, 각각의 추가 보강재의 반경방향 내부 단부(121)와 상기 카커스 보강재의 감긴-주위 부분의 반경방향 최외측 지점(64) 사이의 반경방향 거리(DR)는 10mm 이상인, 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 추가 보강재(120)는 상기 비드(20)에서 상기 카커스 보강재(60)의 주 부분(62)을 따라서 연장되는, 타이어.
제4항에 있어서,
상기 카커스 보강재(60) 및 상기 추가 보강재(120) 각각은 적어도 하나의 용접부를 갖고, 상기 카커스 보강재의 용접부는 원주방향에서 상기 추가 보강재의 용접부에 대해 오프셋되는, 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 추가 보강재(120)는 상기 비드(20)에서 상기 카커스 보강재(60)의 감긴-주위 부분(63)을 따라 연장되는, 타이어.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 추가 보강재(120)의 보강 요소는 반경방향으로 배향되는, 타이어.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 추가 보강재(120)의 보강 요소는 반경방향에 대해 40° 내지 80°, 바람직하게는 40° 내지 50°의 각도로 경사지는, 타이어.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추가 보강재(120)의 보강 요소는 PET로 제조되는, 타이어.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추가 보강재(120)의 보강 요소는 아라미드-나일론 하이브리드 코드인, 타이어.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 추가 보강재(120)의 보강 요소는 아라미드 코드 또는 아라미드-PET 하이브리드 코드인, 타이어.