KR20180071969A

KR20180071969A - 강철 코드로 보강된 단일 카커스 플라이를 구비하는 공기압 타이어

Info

Publication number: KR20180071969A
Application number: KR1020170174456A
Authority: KR
Inventors: 에티엔느 쉐이어; 로버트 에드워드 리오네티; 아룬 프라사쓰 마노가란; 보리스 에르세그; 산다판 라마나탄
Original assignee: 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-06-28
Also published as: BR102017026908B1; EP3339058A1; BR102017026908A2; US20180170110A1; JP2018100083A; EP3339058B1; CN108202563A

Abstract

공기압 타이어는 관련 비드 코어 및 채퍼를 각각 갖는 한 쌍의 비드와, 각 비드와 연관된 주요 바디 부분 및 턴업 부분을 형성하기 위해 각 비드에 대해 절첩된 단일 카커스 플라이와, 이 단일 카커스 플라이로부터 반경 방향 외측으로 배치된 트레드로서, 이 트레드는 트레드의 축방향 외부 에지에 배치된 숄더 부분과, 각 채퍼로부터 각 숄더 부분에 인접한 위치로 반경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 측벽을 구비하고, 각 측벽은 단일 카커스 플라이의 축방향 외측에 배치되는, 상기 트레드를 포함한다. 단일 카커스 플라이는 금속 코드로 보강되고, 이 금속 코드는 0.07㎜ 내지 0.12㎜의 직경을 갖는 필라멘트를 포함한다.

Description

강철 코드로 보강된 단일 카커스 플라이를 구비하는 공기압 타이어{PNEUMATIC TIRE HAVING A SINGLE CARCASS PLY REINFORCED WITH STEEL CORDS}

본 발명은 고강도 금속 코드로 보강된 단일 카커스를 구비하는 공기압 타이어에 관한 것이다.

하나의 종래의 공기압 타이어는 타이어의 비드 코어들 사이에서 연장되는 주요 부분과, 각 비드 코어 주위에 고정되는 턴업(turnup) 부분을 구비하는 카커스 플라이를 포함한다. 카커스 플라이의 턴업 부분의 반경 방향 외부 에지는 비드 코어의 반경 반향 외측으로 최소 거리만큼 배치되고, 카커스 플라이의 주요 부분과 접촉하여 있다. 적합한 탄성중합체 재료는 타이어의 비드 부분을 완성하도록, 비드 코어, 카커스 플라이 및 다른 탄성중합체 구성요소를 둘러싼다. 클램핑 부재는 적어도 2퍼센트의 영구 열수축을 갖는 적합한 탄성중합체 재료 내에 매립된 열 수축가능한 재료의 나란한 코드의 스트립을 포함한다. 이러한 코드의 스트립은 카커스 플라이의 주요 부분과 턴업 부분 사이에 배치된 필러 스트립 또는 아펙스(apex) 없이, 비드 코어의 반경 방향 및 축방향 내측의 위치로부터 비드 코어의 반경 방향 외측의 위치로 연장된다. 열 수축가능한 재료는 약 4 퍼센트의 영구 열수축을 갖는 1260/2 나일론 6,6일 수도 있다. 구성을 단순하게 하고, 타이어의 제조 비용을 감소시키며, 게다가 공기압 타이어의 내구성, 취급, 구름 저항 및 다른 특성을 개선시키는 것은 끊임없는 최우선 목표이다.

다른 종래의 공기압 타이어는 한 쌍의 축방향으로 이격된 환형 비드 코어와, 각 비드 코어에 대해 절첩되는 단일 카커스 플라이를 구비한다. 각 비드 코어는 단일의 금속 필라멘트의 복수의 랩(wrap)을 포함한다. 단일 카커스 플라이는 적어도 (-2000×D+4400㎫)×95%의 인장 강도를 갖는 적어도 하나의 필라멘트로 구성된 병렬 금속 코드로 보강되고, 여기서, D는 밀리미터의 필라멘트 직경이다. 단일 카커스 플라이는 각 비드 코어에 대해 절첩된다. 단일 카커스 플라이는 비드 코어들 사이에서 연장되는 주요 부분과, 비드 코어 주위에 절첩되는 턴업 부분을 구비한다. 각 턴업 부분의 반경 방향 외부 에지는 카커스 플라이의 주요 부분과 접촉하여 있고, 타이어의 카커스 플라이의 주요 부분을 따라 측정된 바와 같이, 비드 코어의 반경 방향 외측으로 0.5인치(12.7㎜) 내지 4.0인치(101.6㎜)만큼 단부 지점으로 연장된다. 카커스 플라이의 카커스 턴업 및 주요 부분 사이에 비드 아펙스 또는 필러가 존재하지 않는다. 각 비드에 관련된 토 가드(toe guard)는 카커스 플라이에 바로 인접하여 배치되는 토 가드의 각 단부(제 1 및 제 2 단부)를 구비한다. 일 단부(제 1 단부)는 카커스 플라이의 주요 부분을 따라 측정된 바와 같이, 비드 코어의 반경 방향 외측으로 약 0.4인치 내지 3.5인치(10㎜ 내지 89㎜)의 위치에서 카커스 플라이의 주요 부분의 축방향 내측에 위치된다. 토 가드의 다른, 또는 제 2 단부는 실질적으로 비드 코어의 축방향 최외측 지점에서, 카커스 플라이의 턴업 부분을 따라 측정된 바와 같이, 비드 코어의 반경 방향 외측으로 약 3.5인치(89㎜)에 대한 위치까지 이르는 지점에 위치된다. 토 가드의 제 1 단부 및 제 2 단부는 카커스 플라이의 턴업 반경 방향 부분의 단부 지점보다 상기 비드 코어로부터의 반경 방향 거리가 더 짧다. 카커스 플라이의 각자의 턴업 부분은 토 가드 및 비드 코어 모두에 바로 인접하여 있다.

본 발명에 따른 공기압 타이어는 관련 비드 코어 및 채퍼(chafer)를 각각 갖는 한 쌍의 비드와, 각 비드와 연관된 주요 바디 부분 및 턴업 부분을 형성하기 위해 각 비드에 대해 절첩된 단일 카커스 플라이와, 이 단일 카커스 플라이로부터 반경 방향 외측으로 배치된 트레드로서, 이 트레드는 트레드의 축방향 외부 에지에 배치된 숄더 부분과, 각 채퍼로부터 각 숄더 부분에 인접한 위치로 반경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 측벽을 구비하고, 각 측벽은 단일 카커스 플라이의 축방향 외측에 배치되는, 상기 트레드를 포함한다. 단일 카커스 플라이는 금속 코드로 보강되고, 이 금속 코드는 0.07㎜ 내지 0.12㎜의 직경을 갖는 필라멘트를 포함한다.

공기압 타이어의 다른 관점에 따르면, 금속 코드는 강철 필라멘트를 포함한다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 아펙스가 비드 코어에 인접한 영역을 강화시킨다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 치퍼가 비드 코어에 인접한 영역을 강화시킨다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 플리퍼가 비드 코어에 인접한 영역을 강화시킨다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 비드 코드는 실질적으로 오각형, 육각형, 직사각형 및 원형으로 구성된 그룹으로부터 선택된 반경 방향 단면 형상을 갖는다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 턴업 부분은 주요 부분과 접촉하여 있고, 단일 카커스 플라이의 주요 부분을 따라 측정된 바와 같이, 비드 코어의 반경 방향 외측의 단부 지점으로 연장된다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 비드 코어의 반경 방향 외측의 위치에서의 단일 카커스 플라이의 주요 부분의 축방향 내부측 상에 토 가드가 배치된다.

공기압 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 토 가드의 단부는, 단일 카커스 플라이의 턴업 부분을 따라 측정된 바와 같이, 비드 코어의 실질적으로 축방향 최외부 지점에서 비드 코어의 반경 방향 외측의 위치까지 이르는 지점에 배치된다.

본 발명은 공기압 타이어를 개선한다. 본 발명은 각 비드에 관련된 주요 바디 부분 및 턴업 부분을 형성하기 위해, 한 쌍의 비드에 대해 단일 카커스 플라이를 절첩하는 단계와, 단일 카커스 플라이로부터 반경 방향 외측으로 트레드를 위치시키는 단계와, 한 쌍의 측벽을 한 쌍의 채퍼로부터 트레드의 숄더 부분에 인접한 위치로 반경 방향 외측으로 연장시키는 단계와, 0.07㎜ 내지 0.12㎜의 직경을 갖는 필라멘트를 구비하는 강철 코드로 단일 카커스 플라이를 보강하는 단게를 포함한다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여, 예로서 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공기압 타이어의 개략적인 부분 단면도,
도 2는 림 상에 장착된 도 1의 공기압 타이어의 비드 부분의 개략적인 단면도,
도 3은 본 발명에 의해 제작된 예시의 비용 절감 표.

정의

"아펙스"는 비드 코어 위에, 그리고 플라이와 턴업 플라이 사이에 반경 방향으로 위치된 탄성중합체 필러를 의미한다.

"환형"은 링과 같이 형성된 것을 의미한다.

"편평비(aspect ratio)"는 섹션 폭에 대한 섹션 높이의 비를 의미한다.

"비대칭형 트레드"는 타이어의 중심 평면 또는 적도 평면(EP)에 대해 대칭이 아닌 트레드 패턴을 구비하는 트레드를 의미한다.

"축방향" 및 "축방향으로"는 여기서, 타이어의 회전축에 평행한 선 또는 방향을 지칭하는데 의미한다.

"비드"는 디자인 림에 끼워 맞춰지도록 플리퍼, 치퍼(chipper), 아펙스, 토 가드 및 채퍼와 같은 다른 보강 요소를 갖거나 갖지 않는, 플라이 코드로 감싸지고 형상설정된 환형 인장 부재를 포함하는 타이어의 부분을 의미한다.

"벨트 구조물"은 트레드 아래에 놓이고, 비드에 고정되지 않으며, 타이어의 적도 평면에 대해 경사진 코드를 구비하는, 모직 또는 부직의 병렬 코드의 적어도 2개의 환형 층 또는 플라이를 의미한다. 이 벨트 구조물은 또한, 제한 층으로서의 역할을 하는, 비교적 작은 각도로 경사진 병렬 코드의 플라이를 포함할 수도 있다.

"바이어스 타이어(크로스 플라이)"는 카커스 플라이 내의 보강 코드가 타이어의 적도 평면에 대해 약 25도 내지 65도로, 비드로부터 비드로 타이어를 가로질러서 대각선으로 연장되는 타이어를 의미한다. 다수의 플라이가 존재하는 경우, 플라이 코드는 교호의 층 내에 대각으로 연장된다.

"브레이커(breaker)"는 카커스 플라이 내의 병렬의 보강 코드와 같이, 타이어의 적도 평면에 대해 동일한 각도를 갖는 병렬 보강 코드의 적어도 2개의 환형 층 또는 플라이를 의미한다. 브레이커는 보통, 바이어스 타이어와 관련된다.

"케이블"은 2개 이상의 플라이 얀(yarn)을 함께 꼬음으로써 형성된 코드를 의미한다.

"카커스"는 플라이를 통해 벨트 구조물, 트레드, 언더트레드 및 측벽 고무로부터 멀리 떨어지지만 비드를 포함하는 타이어 구조물을 의미한다.

"케이싱"은 카커스와, 벨트 구조물과, 비드와, 측벽과, 트레드 및 언더트레드를 제외하는 타이어의 모든 다른 구성요소, 즉, 전체 타이어를 의미한다.

"치퍼"는 비드 영역 내에 위치된 직물 또는 강철 코드의 좁은 밴드를 지칭하고, 이 밴드의 기능은 비드 영역을 보강하고 측벽의 반경 방향 최내측 부분을 안정화시키는 것이다.

"원주 방향"은 적도면(EP)에 평행하고 축방향에 수직인 환형 타이어의 표면의 주위를 따라 연장되는 선 또는 방향을 의미하고, 인접한 원형 곡선의 세트의 방향을 또한 지칭할 수 있으며, 이러한 원형 곡선의 반경은 단면에서 바라볼 때 트레드의 축방향 곡률을 규정한다.

"코드"는 보강 스트랜드(reinforcement strand) 중 하나를 의미하고, 타이어의 보강 구조물은 이러한 보강 스트랜드로 구성된다.

"코드 각도"는 적도면에 대해서, 코드에 의해 형성된 타이어의 평면도 내의 좌측 또는 우측의 실제 각도를 의미한다. "코드 각도"는 경화되지만 팽창되지 않은 타이어 내에서 측정된다.

"크라운"은 타이어 트레드의 폭 제한 내에서의 타이어의 부분을 의미한다.

"데니어"는 9000미터당 1그램의 중량(선밀도를 표현하기 위한 단위)을 의미한다. Dtex는 10,000미터당 1그램의 중량을 의미한다.

"밀도" 또는 "선밀도"는 길이당 중량을 의미한다.

"탄성중합체"는 변형 후에 크기 및 형상을 복원할 수 있는 탄성재를 의미한다.

"적도면(EP)"은 타이어의 회전축에 수직이고, 타이어의 트레드의 중심을 통과하는 평면, 또는 트레드의 원주 방향의 중심선을 포함하는 평면을 의미한다.

"직물"은 높은 모듈러스 재료의 기본적으로 단일 방향으로 연장 코드의 네트워크를 의미하고, 이러한 연장 코드는 꼬일 수도 있고, 높은 모듈러스의 재료의 복수의 다중 필라멘트(또한 꼬일 수도 있음)로 구성된다.

"섬유"는 필라멘트의 기본 요소를 형성하는 천연 또는 인공의 물질의 단위이다. 직경 또는 폭의 적어도 100배의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.

"필라멘트 총 수(filament count)"는 얀을 형성하는 필라멘트의 개수를 의미한다. 예: 100데니어의 폴리에스터는 대략 190개의 필라멘트를 갖는다.

"플리퍼"는 내구력을 위해 비드 와이어 주위에 있고, 타이어 본체 내의 비드 와이어를 연결(tie)하는 보강 직물을 지칭한다.

"풋프린트"는 수직 하중(normal load) 및 정상 압력 하에서 제로 속도에서 편평면을 갖는 타이어 트레드의 접촉 패치 또는 접촉면을 의미한다.

"게이지(gauge)"는 일반적으로 치수를 지칭하고, 특히, 두께 치수를 지칭한다.

"그루브(groove)"는 직선, 곡선 또는 지그재그 방식으로 트레드에 대해 원주 방향으로 또는 측방향으로 연장될 수도 있는 트레드 내의 기다란 보이드 영역을 의미한다. 때때로, 원주 방향으로 측방향으로 연장되는 그루브는 공통의 부분을 구비한다. "그루브 폭"은 그루브 또는 그루브 부분에 의해 차지된 트레드의 면이 이러한 그루브 또는 그루브 부분의 길이로 분할된 것일 수도 있고, 따라서, 그루브 폭은 길이에 걸친 평균 폭일 수도 있다. 그루브는 타이어 내의 변경된 깊이를 가질 수도 있다. 그루브의 깊이는 트레드의 둘레 주위에서 달라질 수도 있고, 또는 하나의 그루브의 깊이는 일정하지만, 타이어 내의 다른 그루브의 깊이와는 달라질 수도 있다. 이러한 좁거나 넓은 그루브가 상호연결되는 넓은 원주 방향 그루브에 비해, 실질적으로 감소된 깊이를 갖는 경우, 이들은 관련 트레드 구역 내에서 리브와 같은 특징을 유지하는 경향이 있는 "타이 바아(tie bar)"를 형성하는 것으로 간주될 수도 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 그루브는 타이어 접촉 패치 또는 풋프린트 내에서 개방된 채로 유지되기에 충분히 넓은 폭을 갖도록 구성된다.

"고장력강(high tensile steel; HT)"은 0.2㎜ 필라멘트 직경으로 적어도 3400㎫의 인장 강도를 갖는 탄소강을 의미한다.

"인보드(inboard) 측부"는 타이어가 휠 상에 장착되고 이 휠이 차량 상에 장착될 때, 차량에 가장 근접한 타이어의 측부를 의미한다.

"내부"는 타이어의 내측을 향하는 것을 의미하고, "외부"는 타이어의 외부를 향하는 것을 의미한다.

"이너라이너"는 튜브리스 타이어(tubeless tire)의 내측면을 형성하고, 타이어 내에서 팽창 유체를 함유하는 탄성중합체 또는 다른 재료의 층 또는 층들을 의미한다.

"LASE"는 특정 연신율에서의 하중이다.

"측방향"은 축방향을 의미한다.

"레이(lay) 길이"는 꼬인 필라멘트 또는 스트랜드가 다른 필라멘트 또는 스트랜드에 대해 360도 회전하도록 이동되는 거리를 의미한다.

"하중 범위"는 타이어 및 림 협회의 표에 의해 규정되는 바와 같이 특정 유형의 서비스에서 사용되는 소정의 타이어를 위한 하중 및 팽창 제한을 의미한다.

"메가 장력강(mega tensile steel; MT)"은 0.2㎜ 필라멘트 직경으로 적어도 4500㎫의 인장 강도를 갖는 탄소강을 의미한다.

"네트 접촉 면적"은 규정된 경계 에지부 사이의 지면 접촉 요소의 총 면적을, 트레드의 전체 둘레 주위에서 측정된 바와 같이 경계 에지부 사이의 연면적으로 나눈 것을 의미한다.

"네트-대-그로스 비"는 트레드의 전체 둘레 주위의 트레드의 측방향 에지부 사이의 지면 접촉 트레드 요소의 총 면적을, 측방향 에지부 사이의 트레드의 전체 둘레의 연면적으로 나눈 것을 의미한다.

"무지향성 트레드"는 바람직한 전진 방향을 갖지 않고, 트레드 패턴이 바람직한 이동 방향과 정렬되는 것을 보장하도록 특정한 휠 위치 또는 위치들의 차량 상에 위치될 필요가 없는 트레드를 의미한다. 반대로, 지향성 트레드 패턴은 특정 휠 위치설정을 필요로 하는 바람직한 이동 방향을 갖는다.

"수직 하중"은 타이어를 위한 서비스 조건에 대한 적절한 표준화 기구에 의해 배정된 특정 설계 팽창 압력 및 하중을 의미한다.

"일반 장력강"은 0.2㎜ 필라멘트 직경으로 적어도 2800㎫의 인장 강도를 갖는 탄소강을 의미한다.

"아웃보드(outboard) 측부"는 타이어가 휠 상에 장착되고 이 휠이 차량 상에 장착될 때, 차량으로부터 가장 멀리 떨어진 측부를 의미한다.

"플라이"는 고무-코팅된 반경 방향으로 배치된 또는 그렇지 않으면, 병렬 코드의 코드-보강층을 의미한다.

"래디얼" 및 "반경 방향으로"는 반경 방향으로, 타이어의 회전축을 향하는, 또는 회전축으로부터 멀리 있는 방향을 의미하는데 사용된다.

"래디얼 플라이 구조물"은 하나 이상의 카커스 플라이, 또는 적어도 하나의 플라이가 타이어의 적도면에 대해 65° 내지 90°의 각도로 배향된 보강 코드를 구비하는 것을 의미한다.

"래디얼 플라이 타이어"는 벨티드(belted) 또는 원주 방향으로-제한된 공기 타이어를 의미하고, 적어도 하나의 플라이는, 비드로부터 비드로 연장되고 타이어의 적도면에 대해 65° 내지 90°의 코드 각도로 놓여 있는 코드를 구비한다.

"리브"는 적어도 하나의 원주 방향 그루브에 의해 형성되는 트레드 상의 원주 방향으로 연장되는 고무 스트립이고, 제 2의, 이러한 그루브 또는 측방향 에지부, 스트립은 측방향으로 전체-깊이 그루브로 나뉘지 않는다.

"리벳"은 층 내의 코드들 사이의 개방 공간을 의미한다.

"섹션 높이"는 타이어의 적도면에서 공칭 림 직경으로부터 타이어의 외경으로의 반경 거리를 의미한다.

"섹션 폭"은 타이어의 축에 평행하고, 타이어가 24시간 동안 상용 압력(normal pressure)으로 팽창되지만, 표시(labeling), 장식(decoration) 또는 보호 밴드로 인한 측벽의 상승을 제외하고 언로딩(unloading)될 때와 그 후의 타이어의 측벽들의 외부 사이의 최대 선형 거리를 의미한다.

"자가-지지식 런-플랫"은 타이어가 한정된 기간 및 한정된 속도 동안 팽창되지 않은 상태에서 작동될 때, 단독으로 차량 하중을 지지하기에 충분히 강한 타이어 구조물을 구비하는 타이어의 유형을 의미한다. 타이어의 측벽 및 내부면은 (예를 들면, 내부 구조물 없이) 타이어 구조물만으로 인해, 자체적으로 붕괴 또는 버클링(buckle)되지 않을 수도 있다.

"측벽 삽입부"는 타이어의 측벽 구역 내에 위치된 탄성중합체 또는 코드 보강재를 의미한다. 이러한 삽입부는 타이어의 외부면을 형성하는 카커스 보강 플라이 및 외부 측벽 고무의 부가물일 수도 있다.

"측벽"은 트레드와 비드 사이의 타이어의 부분을 의미한다.

"사이프" 또는 "절개부(incision)"는 트레드면을 세분하고, 견인력을 향상시키는 타이어의 트레드 요소 내에 성형된 소형 슬롯을 의미하고, 사이프는 그루브와 구별되는 바와 같이, 접촉 패치 또는 풋프린트 내에 있을 때 폐쇄되도록 설계될 수도 있다.

"스프링 레이트(spring rate)"는 소정 압력에서 응력 변형 곡선의 경사로서 나타낸 타이어의 강성을 의미한다.

"강성 비"는 고정 단부들 사이에서 중간에 놓이는 하중에 의해 지지되고 구부러지는 코드의 양단부를 구비하는 고정된 3점 굽힘 시험에 의해 제어 벨트 구조물 강성의 값이 결정될 때, 이러한 제어 벨트 구조물 강성의 값을 다른 벨트 구조물 강성의 값으로 나눈 것을 의미한다.

"슈퍼 장력강(super tensile steel; ST)"은 0.2㎜ 필라멘트 직경으로 적어도 3650㎫의 인장 강도를 갖는 탄소강을 의미한다.

"점착력(tenacity)"은 비변형 표본의 선 밀도당 힘(gm/tex 또는 gm/denier)으로서 나타낸 응력이다. 이는 텍스타일을 위해 사용된다.

"인장력"은 힘/단면적으로 나타낸 응력이다. psi 단위의 강도=데니어 당 그램의 12,800 곱하기 비중 곱하기 점착력.

"토 가드"는 각 비드의 축방향 내측의 타이어의 원주 방향으로 배치된 탄성중합체 림-접촉 부분을 지칭한다.

"트레드"는 타이어 케이싱에 접합될 때, 타이어가 수직 하중 하에서 정상적으로 팽창될 때 도로와 접촉하여 있는 타이어의 부분을 포함하는 성형된 고무 구성요소를 의미한다.

"트레드 요소" 또는 "견인 요소"는 리브 또는 블록 요소를 의미한다.

"트레드 폭"은 타이어의 회전축을 포함하는 평면 내의 트레드면의 원호 길이를 의미한다.

"턴업 단부"는 플라이가 감싸진 비드로부터 상측으로(예를 들면, 반경 방향 외측으로) 구부러진 카커스 플라이의 부분을 의미한다.

"울트라 장력강(ultra tensile steel; UT)"은 0.2㎜ 필라멘트 직경에서 적어도 4000㎫의 인장 강도를 갖는 탄소강을 의미한다.

"수직 편향"은 타이어가 하중 하에서 편향하는 양을 의미한다.

"얀(yarn)"은 텍스타일 섬유 또는 필라멘트의 연속적인 스트랜드를 위한 일반적인 용어이다. 얀은 이하의 형태로 발생한다; (1) 함께 꼬이는 다수의 섬유, (2) 꼬임 없이 함께 놓이는 다수의 필라멘트, (3) 꼬일 정도로 함께 놓이는 다수의 필라멘트, (4) 꼬임 있는 또는 꼬임 없는 단일 필라멘트(모노필라멘트), 및 (5) 꼬임 있는 또는 꼬임 없는 재료의 좁은 스트립.

발명의 상세한 설명

이제, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명과 사용하기 위한 예시적인 공기압 타이어(10)의 단면도, 및 림 상에 장착된 공기압 타이어(10)의 비드 부분 및 하부 측벽의 확대 부분도가 도시된다.

공기압 타이어(10)는 복수의 금속 필라멘트를 각각 포함하는 한 쌍의 비드 코어(11)(1개만 도시됨)를 구비할 수도 있다. 공기압 타이어(10)는 비드 코어(11)들 사이에서 연장되는 단일 카커스 플라이와, 각 비드 코어(11) 주위에 고정된 턴업 부분을 구비할 수도 있다. 벨트 구조물은 카커스 플라이의 주요 부분의 반경 방향 외측에 배치된 적어도 2개의 벨트(13, 14)와, 벨트 구조물의 반경 방향 외측에 배치된 지면 결합 트레드 부분(15)을 구비할 수도 있다. 측벽 부분(16)(1개가 도시됨)은 트레드 부분(15)으로부터 비드 부분으로 반경 방향 내측으로 연장될 수도 있다. 카커스 플라이(12)의 축방향 내측 상에서, 공기-불투과성 이너라이너(17)가 사용될 수도 있다. 이너라이너(17)는 공기압 타이어(10)의 내측면을 형성하고 공기압 타이어 내에서, 공기와 같은 팽창 유체를 포함하는 탄성중합체 또는 다른 재료의 층 또는 층들을 구비할 수도 있다. 특히, 공기압 타이어(10)의 경화 동안에, 고무가 카커스 플라이를 관통하는 것을 회피하도록, 이너라이너(17)와 카커스 플라이(12)의 주요 부분 사이의 적절한 위치에 추가의 배리어, 보강 스트립 또는 검 스트립(gum strip)(도시되지 않음)이 위치될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 승용차 타이어 내의 카커스 플라이(12)를 보강하기 위한 강철 코드의 사용은 종래의 2개의 플라이 직물 플라이를 단일의 강철-보강된 플라이로 교체하는 것을 허용할 수도 있다. 강철 코드는 0.15㎜ 미만(예를 들면, 0.07㎜ 내지 0.12㎜)의 필라멘트 직경을 갖는 울트라-장력강일 수도 있다. 이러한 교체의 이점은 향상된 내구성, 감소된 중량, 감소된 구름 저항, 및/또는 감소된 재료 비용 및 조립 시간을 포함할 수도 있다. 게다가, 폴리에스터 직물에 비해 높은 강철 코드의 강성 때문에, 코너링 강성(cornering stiffness)이 또한 향상될 수도 있다. 도 3은 일부 예시적인 강철 코드 구성을 위한 비용 절감을 도시한다.

본 발명의 일 관점은 상술된 필라멘트로 구성된 병렬 금속 코드로 보강된 단일의 플라이 카커스 구성이다. 상기 명시된 인장 강도가 되게 하는 다수의 야금학적 실시예가 있다. 이러한 강도를 달성하는 하나의 방법은 전체가 참조로서 여기에 포함되는 미국 특허 제 4,960,473 호 및 미국 특허 제 5,066,455 호에 개시된 바와 같은 적절한 프로세스 및 합금을, 하나 이상의 이하의 요소: Ni, Fe, Nb, Si, Mo, Mn, Cu, Co, V 및 B로 미세합금된 강철봉과 병합하는 것이다. 예시적인 화학적 성질이 중량 백분율로 이하에 명시된다.

C 0.88 내지 1.0

Mn 0.30 내지 0.05

Si 0.10 내지 0.3

Cr 0 내지 0.4

V 0 내지 0.1

Cu 0 내지 0.5

Ni 0 내지 0.5

Co 0 내지 0.1

나머지는 철 및 잔여물이다. 그 다음에, 생성된 봉은 적절한 인장 강도로 인출되었다.

동일한 필라멘트 직경에 대해서, 본 발명에 사용된 코드는 종래의 인장 코드보다 높은 강도 및 대체로 높은 피로 수명을 가질 수도 있다. 이러한 이점은 적은 보강재 및 적은 중량 및 비용을 갖는 공기압 타이어로 이어진다. 추가로, 타이어의 수명은 강철 코드 및 이 코드의 필라멘트의 피로 수명의 증가와 함께 증가될 수도 있다. 코드 구조물이 작은 직경을 갖는 필라멘트를 포함할 경우, 타이어의 중량을 가볍게 하고, 비용이 감소되게 하는 게이지 재료가 고 인장 강도 또는 슈퍼 인장 강도에 비해 감소된다.

단일의 플라이 카커스 플라이(12) 내에서 사용하기 위한 코드는 1개의 필라멘트(모노필라멘트)에서 다수의 필라멘트까지 포함할 수도 있다. 코드 내의 모든 필라멘트의 개수는 1개 내지 13개일 수도 있다. 코드당 필라멘트의 개수는 5개 내지 7개일 수도 있다. 적어도 (-2000×D+4400)×95%의 인장 강도를 갖는 각 필라멘트의 개별 직경(D)은 일반적으로, 0.07㎜ 내지 0.12㎜일 수도 있고, 여기서 D는 ㎜단위의 필라멘트 직경이다.

강철 코드의 다른 특성은 게이지 길이 25㎝에 걸쳐서 적어도 2퍼센트이어야 하는 코드 내의 각 필라멘트에 대한 총 연신율일 수도 있다. 총 연신율은 ASTM A370-92에 따라 측정될 수도 있다. 코드의 총 연신율은 약 2퍼센트 내지 약 4퍼센트, 또는 약 2.2퍼센트 내지 약 3.0퍼센트일 수도 있다.

코드에 사용된 강철에 대한 비틀림 값은 필라멘트 와이어의 직경의 200배의 게이지 길이의 경우의 적어도 20 턴(turn)일 수도 있다. 일반적으로, 비틀림 값은 약 20 턴 내지 약 100 턴이다. 비틀림 값은 약 30 턴 내지 약 80 턴, 또는 약 35 턴 내지 약 65 턴일 수도 있다. 비틀림 값은 필라멘트 와이어의 직경의 200배의 테스트 길이의 경우, ASTM 테스트 방법 E 558-83에 따라 결정될 수도 있다.

단일 카커스 플라이에 사용하기 위한 다수의 예시적인 금속 코드 구성이 있다. 대표적인 예시는 1x, 2x, 3x, 4x, 5x, 6x, 7x, 8x, 11x, 12x, 1+2, 1+4, 1+5, 1+6, 1+7, 1+8, 2+3+1, 5+1, 6+1, 11+1, 12+1, 2+7, 2+7+1, 3+9, 1+5+1, 1+6+1, 및/또는 3+9+1을 포함할 수도 있다. 외부 랩(wrap) 필라멘트는 0.15㎜의 필라멘트 직경에 기반하여 2500㎫ 이상의 인장 강도를 가질 수도 있다. 다른 종래의 구성은 3x0.18, 1+5x0.18, 1+6x0.18, 2+7x0.18, 2+7x0.18x1x0.15, 3+9x0.18+1x0.15, 3+9x0.18, 3x0.20+9x0.18, 및 3x0.20+9x0.18+1x0.15를 포함한다. 상기 코드 명칭은 당업자가 이해할 수 있다. 예를 들어, 2x, 3x 또는 4x와 같은 명칭은 필라멘트의 "다발", 예를 들면, 2개의 필라멘트, 3개의 필라멘트, 4개의 필라멘트 등을 의미한다. 1+2 및 1+4와 같은 명칭은 예를 들면, 2개 또는 4개의 필라멘트로 감싸진 단일 필라멘트를 나타낼 수도 있다.

카커스 플라이(12)는 타이어의 적도면에서 측정될 때, 약 5 내지 약 70의 인치당 가닥 수(ends per inch), 또는 2 내지 28의 센티미터 당 가닥 수를 갖기 위해, 배열된 상술된 강철 코드의 층을 가질 수도 있다. 코드의 층은 적도면에서 약 7 내지 약 20의 인치 당 가닥 수, 또는 2.7 내지 약 8.0의 센티미터당 가닥 수를 갖기 위해 배열된다. 인치 당 가닥 수의 상기 계산은 코드의 직경 범위, 코드의 강도 및 카커스 플라이(12)의 실제 강도 필요조건에 기반할 수도 있다. 예를 들어, 높은 인치 당 가닥 수는 소정 강도에 대해 큰 직경의 필라멘트에 대한 낮은 인치 당 가닥 수에 비해, 동일한 강도에 대해 작은 직경의 코드의 사용을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 소정 직경의 코드를 사용하는 것을 선택하는 경우, 코드의 강도에 따라 높거나 낮은 인치 당 가닥 수를 사용할 수도 있다. 카커스 플라이(12)의 금속 코드는 본 발명에 따른 타이어가 "래디얼(radial)"로 불리도록 배향될 수도 있다. 카커스 플라이(12)의 예시적인 강철 코드는 75도 내지 105도, 또는 82도 내지 98도, 또는 89도 내지 91도의 각도로 타이어의 적도면(EP)을 가로지를 수도 있다.

본 명세서에 제공된 본 발명의 설명을 고려하여 본 발명에서의 변형이 가능하다. 특정 대표 예시 및 상세가 본 발명을 설명할 목적으로 개시되었지만, 다양한 변형예 및 변경예가 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로, 이하의 첨부된 특허청구범위에 의해 규정된 본 발명의 전체 범위 내에 있는 설명된 특정 실시예에서 변형예가 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

공기압 타이어에 있어서,
관련 비드 코어 및 채퍼를 각각 갖는 한 쌍의 비드와,
각 비드와 연관된 주요 바디 부분 및 턴업 부분을 형성하기 위해 각 비드에 대해 절첩된 단일 카커스 플라이와,
상기 단일 카커스 플라이로부터 반경 방향 외측으로 배치된 트레드로서, 상기 트레드는 상기 트레드의 축방향 외부 에지에 배치된 숄더 부분과, 각 채퍼로부터 각 숄더 부분에 인접한 위치로 반경 방향 외측으로 연장되는 한 쌍의 측벽을 구비하고, 상기 측벽 각각은 상기 단일 카커스 플라이의 축방향 외측에 배치되는, 상기 트레드를 구비하고,
상기 단일 카커스 플라이는 금속 코드로 보강되고, 상기 금속 코드는 0.07㎜ 내지 0.12㎜의 직경을 갖는 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는
공기압 타이어.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 코드는 강철 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 하는
공기압 타이어.
제 1 항에 있어서,
상기 비드 코어에 인접한 영역을 강화시키기 위해 아펙스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
공기압 타이어.
제 1 항에 있어서,
상기 비드 코어에 인접한 영역을 강화시키기 위해 치퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
공기압 타이어.
제 1 항에 있어서,
상기 비드 코어에 인접한 영역을 강화시키기 위해 플리퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
공기압 타이어.