KR930003215Y1 - 공기타이어용 벨트중첩구조체 - Google Patents

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스필만 유르겐
비어 크라우스
리드 오아레 토마스
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더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
카알 에이취. 크루코우
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Abstract

내용 없음.

Description

공기타이어용 벨트중첩구조체
제1도는 타이어의 회전축을 포함하고 있는 평면에 따라 취한 본 고안의 타이어의 횡단면도.
제2도는 본 고안의 중첩구조체에 사용되는 리본의 개략도.
제3도는 제1도에 도시된 횡단면도의 크라운부의 부분확대도.
제4도는 본 고안에 따른 타이어의 벨트구조체와 중첩구조체의 개략도.
제5a도, 제5b도, 제5c도, 제5d도 및 제5e도는 본 고안에 따른 중첩구조체를 제조하는 단계들을 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 타이어 11 : 래디얼 플라이 카이커스구조체
12, 13 : 비이드 16 : 카아커스플라이
17 : 벨트구조체 18, 19 : 벨트플라이
20 : 중첩구조체 21 : 지면접촉트레드
22 : 리본 23 : 섬유코드
26, 27, 28 : 반경방향층 29, 30 : 축방향 모서리
31 : 원통형드럼 32 : 축
본 고안은 일반적으로 공기타이어에 관한 것으로, 특히 스포츠카와 같은 고성능차량에 사용되는 공기타이어에 관한 것이다.
여기서 사용되는“고성능”타이어란 V 또는 Z의 속도 등급(V의 속도 등급은 149 mile/hour 이하이고 Z의 속도등급은 149 mile/hour 보다 큼)을 갖는 타이어를 말한다.
신규한 것으로 여겨지는 본 고안의 특징은 첨부된 청구범위에 특별히 기재된다. 본 고안의 구조와 작동방법은 첨부된 도면에 따른 하기 설명을 참조하면 잘 이해될 것이다.
본 고안의 양호한 실시예에 따른 타이어(10)는 래디얼 플라이 카아커스구조체(11)와 같은 타이어 분야에서 통상적으로 지칭되는 것을 가진다. 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 타이어는 카아커스플라이 또는 플라이들의 보강 코드들이 타이어의 적도평면(EP)에 대해 75°내지 90°범위의 각으로 경사지는 경우, 래디얼 플라이 카아커스구조체를 가진다.
여기서 사용되는“반경방향” 및“반경방향으로”란 용어는 타이어의 회전축에 수직한 방향을 지칭하고,“축방향” 및“축방향으로”란 용어는 타이어의 회전축에 평행한 방향을 지칭한다. 타이어의 회전축에 수직하고 타이어의 측벽들 중간에 있는 평면은“적동평면”이다.
본 고안에 따른 타이어(10)는 축방향으로 떨어져 있는 한 쌍의 비이드(12) 및 (13)를 가지며, 비이드는 거의 신장되지 않는다.
각각의 비이드는 비이드부분(14) 및 (15)속에 위치되며, 이 부분은 림(도시않됨)의 비이드 시이트 및 지지플랜지와 꼭 맞게 형성되고 이들에 상보적인 외부면을 가지고, 림은 타이어 및 림의 공업표준을 규정하는 기구에 의해서 타이어용으로 규정되어 있다. 이러한 기구로서는“The Tire ＆ Rim Association, Inc.”,“The European Tyre ＆ Rim Technical Organisation” 및“The Japan Automobile Tire Manufacturer Association”을 들 수 있다.
본 고안에 따른 공기타이어에 있어서, 래디얼 플라이 카아커스구조체(11)는 적당한 탄성중합체 물질에 매설된 평행코드들로 이루어진 최소한 하나의 카아커스플라이(16)를 지닌다. 각각의 카아커스플라이는 비이드(12)(13) 사이로 연장하며, 각각의 비이드에 대하여 반경방향 및 축방향 외측으로 접혀진 축방향 외측부분을 가진다. 어떠한 적당한 재료로 이루어진 일정수의 카아커스플아이들은 본 고안의 범위를 이탈하지 않고 사용될 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들면, 어떤 크기의 타이어에서는 카아커스구조체가 폴리에스테르 코드로 된 하나의 카아커스플라이를 지닐 수도 있으나, 반면에 다른 크기의 타이어에는 카아커스구조체가 레이욘 코드로 된 2개의 카아커스플라이들을 지닐 수도 있다.
바람직하게는, 본 고안에 따른 타이어는 카아커스구조체의 내부에 위치된 낮은 투과성 물질로 된 층을 가지는 튜브레스 타이어이다. 타이어 적도평면(EP)에 대해 15°내지 30°범위내의 각으로 경사진 스틸보강 코드를 가지는 하나 또는 그 이상의 벨트 플라이들(18)(19)을 함하는 벨트구조체(17)는 타이어의 크라운 구역속에 카아커스구조체(11)의 반경방향으로 외부로 위치된다. 양호한 실시예에서는 벨트 구조체가 스틸코드로 된 2개의 접혀지지 않는 벨트 플라이들을 지니나, 어떠한 적당한 물질로 된 접혀지고 그리고 접혀지지 않은 벨트 플라이들의 어떠한 적당한 조합물이 본 고안의 범위를 이탈하지 않고 사용될 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들면, 본 고안에 따른 타이어들은 인치당 케이블 밀도가 약 28인 경우 2+2 또는 2×0.30의 고장력 구조로 이루어진 와이어 케이블들을 사용할 수도 있다.
래디얼 플라이 타이어들이 고속으로 작동될 때 발생하는 문제들 중 하나는 벨트 모서리의 박리이며, 여기서 벨트 구조체(17)의 축방향 모서리들은 카아커스플라이 구조체로부터 떨어지게 물리적으로 당겨진다. 이러한 현상을 감소시키고 바람직하게는 제거하기 위해서는, 벨트구조체의 축방향 모서리들의 반경방향 외부방향으로의 변위를 제한하는 수단(20)을 사용하는 것이 이 분야에 알려져 있다. 이러한 제한 수단은 이 분야에서는“중첩”구조체(20)로 통상 지칭되며, 이것은 나일론제 열수축성 코드 또는 기타 적당한 재료를 포함하고 타이어의 적도평면(EP)에 대체로 평행하게 연장하며 최소한 하나의 벨트 플라이의 반경방향 외부에 외치된다. 여기서 사용되는“적도 평면에 대체로 평행한”이란 말은 적도평면에 대해 0°내지 5°로 경사진 것을 의미하는 것을 알 수 있다.
탄성중합체 물질로 된 지면 접촉트레드(21)는 카아커스구조체(11), 벨트구조체(17) 및 중첩구조체(20)의 반경방향으로 외부에 위치되며 이들의 주변에 원주방향으로 연장되어 있다.
본 고안에 따른 중첩구조체(20)는 제2도에 개략적으로 도시된 형태의 하나의 연속리본(22)을 지닌다. 리본(22)은 평행하게 배치되고 리본의 종방향으로 연장하는 섬유 코드(23)로 보강된 탄성 중합체 물질을 지닌다. 바람직하게는, 섬유코드(23)는 나일론을 포함하는 바, 이것은 모노필라멘트 코드일 수도 있고 멀티필라멘트 코드일 수도 있다. 본 고안에 따른 만족스러운 중첩구조체는 840/2 나일론과 420/2 나일론의 양자로 제조되었다. 양호하게는, 420/2 나일론 코드가 사용되는 경우에는 이들은 2개의 나일론 필라멘트사로 구성되며 상기사들은 서로 함께 꼬이며, 상기 각각의 사는 420 데니어를 가지고 상기 각각의 코드는 7보다 크지 않는 케이블 꼬임 수를 가지며, 특히 바람직하게는 6×6의 꼬임 구조를 갖는다. 가장 좋게는, 420/2 나일론 코드가 ASTM D885에 의거하여 15%내지 20%의 파단점 연신율을 가지며 또한 ASTM D885에 의거하여 6파운드의 부하를 걸었을 때 약 7%의 연신율을 가진다. 이러한 형태의 420/2 나일론 코드를 중첩구조체에 사용하는 것은 1989년 3월 8일자 출원된 본 출원인의 미합중국 특허원 제07/320,649호에 개시되어 있다. 그러나, 본 고안에 따른 중첩구조체들은 어떠한 적당한 코드 구조를 가지는 어떠한 적당한 물질로 된 섬유를 포함할 수 도 있음을 알 수 있다.
어떠한 적당한 폭 A와 두께 B의 리본(22)이 본 고안의 실시에 사용될 수도 있지만 약 25㎜의 폭 A를 가지는 리본들이 퍽 만족스럽다는 것을 알게 되었다. 리본의 두께 B는 리본에 사용되는 코드의 게이지에 따라서 변할 수도 있다. 예를 들면, 840/2 나일론 코드를 수용하고 0.032 인치의 두께 B를 가지는 리본들과 420/2 나일론 코드를 수용하고 0.022 인치의 두께 B를 가지는 리본들 모두가 본 고안에 따라서 만족스러운 중첩구조체를 제조하는데 사용된다. 이러한 각각의 경우에 각기 리본의 코드 밀도는 리본 폭 A의 인치당 33 코드이었으며, 따라서 리본 각각은 약 33코드들을 수용하였다.
본 고안에 따른 중첩구조체(20)는 벨트구조체(17)의 축방향 폭 D와 최소한 동일한 축방향 폭 C를 가진다. 중첩구조체는 벨트 구조체 주위에 원주방향으로 감겨진 일련의 헬리컬 권선부들을 지니는 하나의 리본(22)을 포함한다. 리본의 인접한 권선부들은 중첩되거나 또는 맞대어지는 관계에 있을 수도 있고 또는 동일한 중첩구조체에서 이들 2가지의 조합일 수도 있다. 리본은 한 쌍의 단부(24)(25)를 가지며, 상기 2개의 단부는 타이어의 적동평면(EP)에 근접하게 위치된다. 바람직하게는, 리본(22)의 양단부(24)(25)들은 타이어의 적동평면(EP)으로부터 중첩구조체의 축방향 폭의 5% 이상으로 떨어지지 않게 위치된다. 특히, 리본(22)의 양단부(24)(25)들은 타이어의 적도평면(EP)을 가로지르는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 리본의 단부(24)(25)들은 서로에 대해 원주방향으로 정렬된다. 중첩구조체(20)속의 코드의 반경방향층들(26)(27)(28)의 수는 벨트구조체의 축방향 모서리들(29)(30)에서의 층수가 중첩구조체의 나머지 부분에서의 코드의 반경 방향층들의 평균수보다 크다. 제1도, 제3도 및 제4도에 도시된 양호한 실시예에서는, 벨트구조체의 축방향 모서리들에는 중첩구조체속에 코드의 3개의 반경방향층들이 있으나, 중첩구조체의 거의 모든 나머지 부분속에는 단지 2개의 반경방향 코드충들이 있다. 리본의 단부(24)(25) 근방의 적도평면 근처 및 리본의 권선 중첩부의 일부 구역에는 중첩구조체속에 3개의 반경방향 코드층들이 있을 수 있을 것이다.
본 고안의 중첩구조체를 가지는 타이어의 장점은 이것이 우수한 고속성능과 개선된 균일성을 갖는다는 것, 즉 낮은 반경방향 주행 및 힘 변화를 갖는다는 것이고, 또한 리본의 단부들이 벨트구조체의 측방모서리들의 구역보다 낮은 응력 구역인 적도평면 근처에 있다는 것이다. 이러한 중첩구조체는 기타의 중첩구조체보다 제조하는데 보다 많은 시간이 소요되지만, 균일성 요구를 만족시키지 못하는 저급 또는 폐타이어의 비용을 절약하므로 그 이상의 상쇄효과가 있다고 생각된다.
본 고안에 따른 공기타이어의 중첩구조체는 제5a도, 제5b도, 제5c도, 제5d도 ,제5e도에 도시된 방법을 사용하여 제조하였다. 중첩구조체는 타이어의 소조립체로서 벨트구조체주위에서 원주방향으로 조립될 수도 있고, 또는 카아커스 플라이구조체와 미리 조립되어있는 벨트구조체 주위에서 원주방향으로 조립될 수도 있다.
소조립체 기술은 도면에 도시되나, 중첩구조체를 제조하는 방법은 어느 경우든지 기본적으로 동일히다.
본 실시예에서는, 먼저 벨트구조체(17)가 제공되는데 한 쌍의 벨트플라이들(18)(19)이 회전가능한 축(32)에 고정된 원통드럼(31) 주위에 원주방향으로 감겨진다. 탄성중합체 물질이 리본의 종방향으로 연장된 평행 나일론 코드를 수용하고 이는 리본(22)이 제공된다.
이러한 특수한 실시예에서는, 크기 195/65 VR 15의 타이어용 중첩구조체에 대해서 벨트구조체는 178㎜의 축방향 폭을 가지며, 리본은 25㎜의 폭을 가지고, 중첩층은 벨트구조체의 각각의 측방모서리를 넘어 3㎜외부로 측방으로 연장한다.
제5a도 및 제5b도를 먼저 참조하면, 리본(22)의 제1단부(24)는 벨트구조체의 축방향 중심선에서 반경방향 최외부 벨트플라이(19)상에 위치되며 벨트플라이와 리본의 코드들을 코팅한 본래부터 끈적끈적한 성질의 가황되지 않은 탄성중합체 화하붐에 의해서 벨트 구조체에 부착된다. 그 후에 드럼과 축이 제5a도, 제5b도, 제5c도, 제5d도 및 제5e도의 화살표(33) 방향으로 회전하며, 동시에 드럼에 리본을 공급하는 송출장치(도시않됨)가 벨트구조체의 제1측방모서리(29)를 향하여 화살표(34)로 표시된 방향으로 횡으로 횡단이동하면서 리본이 벨트구조체 주위로 원주방향으로 일련의 중첩헬리컬 권선부를 형성하게 한다. 리본이 벨트 구조체의 제1측방모서리를 넘어서 필요한 거리로, 본 실시예에서는 3㎜로 연장하도록 위치되면, 리본을 공급하는 송출 장치는 더 이상 횡으로 횡단이동하지 않으며 드럼의 1회전보다 약간 적은 기간동안 머무른다. 드럼의 완전한 1회전보다 적은 기간동안 머무른 이유는 벨트 구조체의 제1측방모서리(29)로의 송출 장치의 이동주에 벨트구조체의 제1측방모서리(29)로의 송출장치의 이동중에 벨트구조체의 모서리 일부분(본 실시예에서는, 축방향에서 보았을 때 원주의 약 43°)이 덮혀지며, 머무르는 기간이 지난 후 송출 장치가 측방으로 이동하기 시작하면 벨트구조체의 모서리의 다른 부분이 덮혀지기 때문이다.( 본 실시예에서는, 원주의 약 43°). 따라서, 본 실시예에서 중첩구조체가 각각의 측방모서리에 머무르는 각도는 축방향에서 보았을 때 약 276°이다. 제5a도 및 제5c도에는, 중첩구조체의 가타 권선부에 대한 리본의 권선부의 머무름 위치를 나타내도록 그 위치가 점선으로 도시된다.
다음에는 제5c도 및 제5d도를 참조하면, 드럼(31)이 계속 회전하는 동안에 드럼에 리본(22)을 공급하는 송출 장치는 리본이 벨트 구조체의 제2측방 모서리(30)를 넘어서 필요한 거리로 연장된 위치까지 화살표(35)로 표시된 방향으로 벨트구조체의 측방으로 다시 횡단이동하며, 송출 장치는 전술한 바와 같은 방법으로 드럼의 1회전보다 약간 적은 기간동안 다시 머무른다.
다음에는 제5e도를 참조하면, 드럼이 계속 회전하는 동안에 리본을 공급하는 송출장치는 벨트구조체의 제1측방모서리를 향하여 화살표(36)로 표시된 방향으로 되돌아서 벨트구조체의 횡으로 횡단이동하며, 리본이 벨트패키지의 축방향 중심선에 도달하면 드럼(31)은 회전을 멈추고 리본을 공급하는 송출장치는 정지하게 된다. 동시에, 리본은 절단되며 리본의 제2단부(25)는 벨트패키지의 축방향 중심선에서 리본의 하부 권선부에 부착된다. 바람직하게는, 리본의 제1 및 제2단부(24)(25)는 서로 원주방향으로 정렬된다.
대표적인 실시예들과 세부들이 본 고안을 설명할 목적으로 언급되었으나, 이 분야의 기술자가 본 고안의 정신 또는 범위를 이탈하지 않고 여러 가지 변경 및 수정을 이룰 수 있음은 명백하다.

Claims (10)

  1. 래디얼플라이 카아커스와, 상기 래디얼 플라이 카아커스의 반경방향 외부에 위치된 벨트 구조체 및, 상기 벨트구조체의 반경방향 외부에 위치되고 상기 벨트구조체의 축방향 폭과 최소한 동일한 축방향 폭을 가지는 섬유보강 중첩구조체를 포함하며; 상기 중첩구조체는 하나의 연속적인 리본의 일련의 헬리컬 권선부를 지니고, 상기리본은 평행하게 배치되고 리본의 종방향으로 연장하는 섬유코드로 보강된 탄성중합체 물질을 가지는 공기타이어에 있어서 : 상기 하나의 리본은 한 쌍의 단부를 가지며, 상기의 양 단부는 타이어의 적도평면에 근접하게 위치되고; 상기 중첩구조체의 코드의 반경방향층들의 수는 상기 벨트구조체의 축방향 모서리에서의 층수가 상기 중첩구조체의 나머지 부분에서의 코드의 반경방향층들의 평균수보다 큰 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드는 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드는 2개의 나일론 필라멘트사로 이루어지며, 상기 사는 서로 꼬이고, 상기 사의 각각은 420 데니어를 가지며, 상기 각각의 코드는 7보다 크지 않는 케이블 꼬임수를 가지는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드는 6×6의 꼬임 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  5. 제3항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드는 ASTMD885에 의거하여 15%내지 20%의 파단점 연신율을 가지는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  6. 제3항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드는 ASTMD885에 의거하여 6파운드의 부하를 걸었을 때 약 7%의 연신율을 가지는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  7. 제1항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드가 840/2 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  8. 제1항에 있어서, 상기 리본속의 섬유 코드가 모노필라멘트 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나의 리본의 상기 양단부가 상기 타이어의 상기 적도평면으로부터 사기 중첩구조체의 축방향 폭의 5%이상으로 떨어지지 않게 위치된 것을 특징으로 하는 공기타이어.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 레이욘 및 폴리에스테르로 구성된 군중에서 선택된 코드로 보강된 래디얼 카아커스와, 금속케이블로 보강된 벨트구조체를 특징으로 하는 공기타이어.
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