KR960015013B1 - 공기 유입 레이디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

공기 유입 레이디얼 타이어

제1도는 본 발명의 실시예로부터 레이디얼 타이어의 반단면도.

제2도는 다른 실시예에 의한 레이디얼 타이어의 반단면도.

제3도는 본 발명의 레이디얼 타이어에 대한 카커스 라인 주요부를 도시한 도면.

제4도 및 제5도는 각각 종래 타이어의 반단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 트레드부 2 : 측벽부

3 : 비이드부 4 : 카커스

6 : 벨트층, 6a,6b,6c,6d 7 : 벨트층

8 : 골무 필러 9a,9b : 비이드 필러.

본 발명은 공기 유입 레이디얼 타이어에 관한 것이고, 더욱이 상세하게는 특히 버스, 트럭 등의 중하중용에 적용되는 경우의 내구성을 개량한 공기 유입 레이디얼 타이어에 관한 것이다.

종래, 중하중용 공기 유입 레이디얼 타이어의 카커스 라인 형태는 타이어를 림 조립하고 정규 내압 10%의 내압을 충진한때에 대하여 형상이 주로 타이어 평형 형상 이론으로부터 얻은 현상에 근사하게 되며 예를 들어 제4도나 제5도와 같이 복수의 곡률 반경 원호의 결합시킴에 의해 근사시킨 형태로 되어 있다.

즉, 제4도 및 제5도의 레이디얼 타이어 카커스층(4)의 카커스 라인 형태는 아무래도 크라운부의 곡률 반경 Ra, 쇼울더부의 곡률 반경 Rc, 측벽부(2)의 곡률 반경 R_L의 결합시킴으로부터 형성된 것이고 그 쇼울더부의 곡률 반경 Rc와 측벽부의 곡률 반경 R_L과 다르게 크게 되는 것이 특징이다. 그리고, 제4도의 레이디얼 타이어의 경우는 Rc<R_L로 되는 관계로 되고 또 제5도의 레이디얼 타이어의 경우는 반대로 Rc>R_L으로 된다.

그러나 본 발명자로부터 검사한 것에 의하면 상술한 바와 같은 벨트층(6)의 단부까지는 카커스 라인 형태의 레이디얼 타이어는 벨트층(6)의 단부까지는 비이드부(3)에 대하여 카커스층(4)의 접되 단부의 어딘가 한쪽 방향이 다른쪽 방향에 대하여 약하게 되어 일찍 분리를 일으키므로 타이어 전체로 하여 수명을 단축하는 결과로 되는 것임을 알 수 있었다.

즉, 쇼울더부 곡률 반경 Rc와 측벽부 곡률 반경 R_L이 서로 크게 다르게 될 때 곡률 반경의 큰쪽으로 대응하는 부분은 곡률 반경의 작은 방향에 대하여 부분으로 비하여 응력을 집중하기 쉽고 일찍 분리를 일으키도록 되어 있다. 예를 들면, 제4도의 타이어와 같이 곡률 반경이 Rc<Rc의 관계에 있는 경우는 비이드부(3)에 대하여 카커스층(4)의 접음 단부를 가지는 부분에서 일찍 분리가 발생하고 또 제5도의 타이어와 같이 Rc/R_L의 경우에는 벨트층(6)의 단부를 가지는 부분에서 일찍 분리가 발생한다.

본 발명의 목적은 벨트층 단부와 카커스층 접음 단부에 대하여 응력을 균동화시키는 것에 의해 일찍 분리 발생을 방지하고 내구성을 향상한 공기 유입 레이디얼 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 카커스층과 트레드부의 사이에 적어도 2층으로된 벨트층을 배치한 레이디얼 타이어에 대하여 상기 벨트층의 황단면의 적어도 중앙부 형태를 벨트층 최대폭의 30% 이상에서 50%이하로 상당하는 폭을 타이어 회전축에 실질적으로 평행으로 형성하고 또 상기 카커스층의 카커스 라인 형상을 상기 벨트층의 평면 부분에서는 평행하게 접합하고 상기 평행 부분의 단부부터 접선 방향에 연장함과 동시에 타이어 최대폭 부분을 지나서 적어도 비이드 필러 상단에 이를 때까지를 실질적으로 동일한 곡률 반경의 원호에서 성형한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 대해서 카커스층은 스티일 코오드 또는 유기 섬유 코오드로 되며 타이어 주방향에 대하여 실질적으로 90˚의 레이디얼 방향 또는 90˚±10˚ 범위의 세미 레이디얼 방향의 어디에 있어도 좋다. 또 이들의 1층까지는 복수층으로 구성되어 있는 것이다.

또, 벨트층은 적어도 2층의 내장력으로 된다. 이 내장력층은 타이어 주방향에 대하여 코오드 각도가 15˚내지 30˚이며 인접하는 층간에서 서로 교차하는 관계로 된다. 또, 일반적으로 중화중용 공기 유입 레이디얼 타이어에서는 트래드부의 직경 방향 단면 굽힘 강성은 상승하여 편마모의 방지, 안정성을 확보하기 위해 카커스층과 내장력층의 사이에 1층의 강화층을 배치하고 벨트층으로 하여는 적어도 3층으로 하는 것이 바람직하다.

이 강화층은 타이어 주방향에 대하여 코오드각이 40˚내지 75˚의 범의에 있고 또 내장력증의 코오드와 교차하는 배치로 되어 있다. 이들의 벨트층을 구성하는 코오드로 하여는 스티일 코오드, 유기 섬유 코오드의 어느 것도 사용 가능이지만 바람직하게는 보강 효과가 큰 스티일 코오드가 좋다. 또, 스티일 코오드로된 벨트층과 유기 섬유 코오드로 된 벨트층을 병용하는 것도 좋다.

본 발명에 대해서는 상기 벨트층은 횡단면의 적어도 중앙부가 타이어 회전축에 실질적으로 평행한 형태로 형성되어 있을 필요가 있고 또 그 평행 부분은 적어도 벨트층 최대폭의 30% 이상으로 50% 이하까지 상당하는 폭을 가지는 필요가 있다. 한쪽으로, 타이어를 조합하고 정규 내압의 10%의 내압을 충진한때에 대하여 카커스층의 카커스 라인 형태는 벨트층의 상기 평행 부분에 평행으로 접합하고 또, 이 평행 부분의 단부로부터 점선 방향에 연장함과 동시에 타이어 최대폭 부분을 경과해서 적어도 비이드 필러 상단에 이를 때까지가 실질적으로 동일의 곡률 반경 원호에 의해 형성되어 있는 것이 필요하다.

여기서, 타이어를 림 결합하고 정규 내압의 1%의 내압을 충진한때에 대하여 카커스 라인 형태는 타이어 형태를 안정시킨 때의 형태가 좋고 구체적으로는 정규내압을 충진한 타이어가 림에 결합한 것을 확인한 후 내압을 정규 내압의 10%까지 내려준후 24시산 방치한 상태의 카커스 형태를 말한다(이하, 본 명세서에 대하여 동일함).

이와 같이 벨트층 중앙부에 상기 평행 부분을 형성하는 것에 의해 이 부분에 대하여 카커스 라인을 타이어 회전축에 대하여 평하여 형태로 유지하는 것이 되고, 또, 이 상태로 하는 것에 의해 쇼율더부 및 측벽부에서는 실질적 동일 곡률 반경의 원호 형태에 지지하는 것이 된다. 이와 같은 원호 형태의 지지에 의해 카커스 코오드 장력은 쇼율더부로부터 코어드부까지의 전장에 이르는 균일한 장력으로 되어 평형으로 되고 본 발명의 목적인 벨트층 단부 영역과 비이드부의 카커스층 굽음 단부 영역의 분리 발생을 억제하고 타이어 전체로 하여 내구성을 향상한다.

이와 같은 작용 효과는 특히 중하중용 레이디얼 타이어의 경우 상기 중앙부 평행 부분의 단부로부터 접선형으로 떨어진 카커스층의 사이에 고무 필러를 삽입시키는 것에 의해 한층 현저히 하게 된다.

이와 같은 고무 필러가 가지는 고무 특성으로 하여서는 200% 모듈러스가 40 내지 80㎏/㎠, 바람직하게는 50 내지 70㎏/㎠인 것이 좋다.

본 발명자들의 검토에 의하면, 이 고무 필러의 삽입은 압력을 분담하는 카커스 라인을 결정하는 때의 벨트층 측정의 분담률을 실질상 경감하고 극단한 경우에는 고무 필러 삽입 부분에서의 벨트 분담률을 실질적으로 0으로 반정하여도 카커스 라인의 결정에 대하여 문제로 되는 것은 아니게 된다. 이것은 벨트층 중앙부에 타이어 주방향에 장력이 높게 되는 벨트층, 즉 상술한 바와 같은 타이어 회전축에 평행한 벨트층을 설치하는 것에 의해 한층 현저히 하게 된다. 따라서 상술한 바와 같이 평행 부분의 단부로부터 적어도 비이드 필러의 상단부까지의 카커스 라인 형태를 실질적으로 동일 곡률 반경의 원호 형태로 하는 것에 의해 내압에 대하여 카커스 코오드 전체의 장력을 균일하게 유지시키는 것이 된다.

본 발명에 대하여 카커스 라인 형태가 실질적으로 동일 곡률 반경으로된 원호와는 그 동일 원호의 전체 부분이 동일 곡률 반경인 것을 의미하지 않지만 부분적으로 ±2.0㎜의 범위, 바람직하게는 ±1.0㎜의 범위의 변화는 허용된다.

또, 중하중용 공기 유입 레이디얼 타이어로 하여 사용되는 경우에는 강화층의 구조로 하여 그 중앙부를 상기 평판 부분과 동일한 폭 즉, 벨트층 최대폭의 30 내지 50%의 범위내에 서로 좌우로 분리된 분할 구조로 되고 그 분할 부분에 타이어 주방향에 대하여 코오드 각도가 0˚내지 10˚의 벨트층(내장력 보조층)을 배치하도록 한 것으로 하면 좋다. 이 경우 특히 중하중용의 타이어에서는 없고 비교적 경차량용의 타이어의 경우에 있으면 좌우로 분리한 벨트층은 생략하고 중앙의 코오드각의 작은 벨트층(내장력 보조층)만을 배치하도록 하여도 좋다.

또, 코오드 각도의 작은 벨트층의 코오드 각도로 하여서는 상술한 바와 같이 0˚내지 10˚의 범위로 하는 것이고 이것은 작은 정도 더욱이 바람직하게는 0˚내지5˚ 특히 0˚에 끝나는 것이 가장 좋다. 또, 이 벨트층의 코오드로 하여서는 유기 섬유 코오드, 스티일 코오드의 어느 것도 좋지만 보다 바람직하게는 가황전에 열 수축 특성을 갖는 나일론, 폴리에스테르, 폴리아미드, 레온 등의 유기 섬유 코오드가 특히 바람직하다.

상술한 바와 같이 제1번째의 벨트층을 분할 구조로 됨과 동시에 분할부에 코오드 각도의 작은 벨트층을 배치하면

의 격심한 악로에서의 트레드부 내구성을 향상함과 동시에 고속도로에서의 벨트 내구성을 향상시키는 효과를 얻는다. 즉, 제1번째의 벨트층을 슬리이브 구조로 하면 트레드부 중앙부에 대하여 레이디 열 방향 단면의 굽힘 강성이 떨어지므로 악로에서 돌 들이

부를 밝고 갈때의 응력 집중을 완화하고 트레드부에 손상을 받게 묶게 하는 것이다. 한쪽으로는 이와 같이 분할 구조에 있는 것은 트레드부 중앙부의 벨트층의 보강효과가 저감하므로 고속도로 주행시에는 원심력에 의해 트레드부 중앙부가 외측으로 성장하고 최후에는 벨트층 단부에 분할을 끌어 일으키도록 된다. 그러나, 상기 코오드 각도의 작은 벨트층이 배치되어 있으면 그 후프 효과에 의해 이와 같은 고속도로 주행시의 문제는 없게 된다. 즉, 상술한 악로에서의 트레드부 내구성을 유지하게 하고 게다가 고속도로 주행시의 벨트 내구성을 향상하도록 되어 있다.

이하, 도시한 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 제1도는 본 발명의 실시예로된 중하중용 레이디얼 타이어의 반단면도로서 CL은 타이어의 적도면을 통과하는 중심선이다. 이 제1도에 있어서, 1은 트레드부, 2도는 측벽부, 3은 비이드부, [4는 카커스층에 의해 스티일 코오드 또는 유기 섬유 코오드로 되고] 그 단부는 비이드(5)를 내측으로부터 외측에 감아 올려진 굽음부(4a)를 형성하고 있다. 그 굽음부(4a)와 카커스층(4)의 사이에는 비이드 필러(9a,9b)가 기재되어 있다.

트레드부(1)에는 카커스층(4)의 상측에 벨트층(6)이 배치되어 있다. 이 벨트층(6)은 이 실시예에서는 4층의 스티인 코오드의 벨트층(6a,6b,6c,6d)에 의해 형성되어 있다. 이들중 벨트층(6b,6c,6d)는 내장력층으로 하여 타이어 주방향에 대하여 코오드 각도가 15˚내지 30˚의 범위로 되어 있고 또 [벨트층 6b와 6c는 교차함이 6c와 6d와는 동일한 방향으로 된다.] 또 카커스층(4)의 위에 직접 인접하는 제1번째의 벨트층(6a)은 강화층으로 하여 타이어 주방향에 대하여 코오드 각도가 40˚내지 75˚의 범위이고 게다가 중앙부가 간극 Wp의 폭만 분리된 분할 구조로 되어 있다. 그 분할 부분은 이 실시예에서는 타이어 주방향에 대하여 코오드 각도를 0˚로한 나일론 섬유 코오드의 벨트층이 배치되어 있다.

이 벨트층(7)은 타이어 회전축에 실질적으로 평행한 형태로 되어 있고 또 그 폭 Wp가 벨트층 최대폭 W의 30 내지 50%이도록 설정되어 있다. 카커스층(4)은 이와 같은 평행 부분의 벨트층(7)에 평행으로 접속하여 있고 또 그 단부 A로부터 접선 방향으로 연장함과 동시에 타이어 최대폭 부분 B를 지나서 비이드(5)에 이르고 있다. 그러나 이 카커스층(4)의 카커스 라인은 벨트층(7)의 단부 A로부터 하부 비이드 필러(9a)의 상단부 C까지가 실질적으로 동일 곡률 반경 R로 되는 원호에 의해 형성되어 있다. 또, 카커스층(4)과 벨트층(6) 사이에는 200% 모듈러스가 40내지 80㎏/㎠인 고무 필러(8)가 개재되어 있다.

제2도는 본 발명의 다른 실시예로 되는 중하중용 레이디얼 타이어를 도시한 것이다. (이 실시예는 벨트층의 구조가 상기 실시예와 다르게 되므로 다른 부분은 실질적으로 동일하게 되어 있다.) 즉, 이 실시예의 벨트층(6)은 제1번째의 벨트층(6a)을 분할 구조로 되지 않으므로 중앙부를 벨트층 최대폭 W의 30 내지 50%로 상당하는 Wp에 이르고 타이어 회전축에 평행하게 되도록 형성된 것이다.

상술한 각 실시예의 레이디얼 타이어에는 이와 같은 벨트층의 중앙부에 폭 Wp의 평행 부분을 형성한 것에 의해 이 평행 부분에 대하여 카커스 라인을 타이어 회전축에 대하여 평행한 형태로 유지하고 또 이 평행 상태를 유지하는 것에 의해 쇼율더부 영역 및 측벽부에서 실질적으로 동일 곡률 반경 R의 원호 형태에 지지하게 된다. 따라서, 실질적으로 동일 곡률 반경 R의 원호로 되는 카커스 라인은 그 원호부의 카커스 코오드 장력 T가 제 3도에 도시한 바와 같이 내압 P에 대하여 T=PR로 되고 전장에 대해 균일한 장력으로 평행하게 된다. 따라서 벨트층 단부 및 카커스층 굽음 단부에 대하여 응력은 양자에 대하여 균일화되고 어느 한 방향이 조기에 분리를 일으키는 것은 되지 않게 된다.

타이어 크기를 1000R 20의 공통으로 하고 각각 다음의 조건으로 되는 제1도 구조의 본 발명 타이어 A, 제2도 구조의 본 발명 타이어 B, 제4도 구조의 종래의 타이어 C, 제5도의 구조의 종래 타이어 D를 각각 제작한다.

(1) 본 발명 타이어 A

벨트 구조 :

벨트층 6a 스티일 코오드(코오드 각도=60˚좌우 벨트 공통)

벨트층 7 나일론 코오드(코오드 각도=0˚)

벨트층 6b 스티일 코오드(코오드 각도=20˚)

벨트층 6c 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

벨트층 6d 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

벨트층의 최대폭 W=170㎜

벨트층 7의 폭 Wp=64㎜

카커스 라인 :

벨트층 7에 대응하는 부분이 타이어 회전축에 실질적으로 평행 곡률 반경 R=101㎜

(2) 본 발명 타이어

벨트 구조 :

벨트층 6a 스티일 코오드(코오드 각도=60˚)

벨트층 6b 스티일 코오드(코오드 각도=20˚)

벨트층 6c 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

벨트층 6d 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

벨트층의 최대폭 W=170㎜

평행 부분의 폭 Wp=64㎜

카커스 라인 :

본 발명 타이어 A에 동일함

(3) 종래 타이어 C

벨트 구조 :

벨트층 6a 스티일 코오드(코오드 각도=60˚)

벨트층 6b 스티일 코오드(코오드 각도=20˚)

벨트층 6c 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

벨트층 6d 스티일 코오드(코오드 각도= -20˚)

카커스 라인 :

크라운부의 곡률 반경 Ra=360㎜

쇼울더부의 곡률 반경 Rc=80㎜

측벽부의 곡률 반경 R_L=114㎜

(4) 종래 타이어 D

벨트 구조 :

벨트층 6a 스티일 코오드(코오드 각도=60˚)

벨트층 6b 스티일 코오드(코오드 각도=20˚)

벨트층 6c 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

벨트층 6d 스티일 코오드(코오드 각도=-20˚)

카커스 라인 :

크라운부의 곡률 반경 Ra=320㎜

쇼울더부의 곡률 반경 Rc=95㎜

측벽부의 곡률 반경 R_L=89㎜

상기 4종류의 레이디얼 타이어에 대하여 각각 다음의 내구성 평가시험-1 및 내구성 평가시험-2를 행하면 표에 도시한 결과를 얻는다.

내구성 평가시험-1

벨트층 단부 영역의 내구성 평가시험인 실내 회전 드럼 시험기에 의해 다음의 슬라롬 테스트에 의해 행한다.

림 7.5V×20

공기압 7.25kgf/㎠

속도 45㎞/h

사인파에 의한 슬립 각 변동을 받으므로 하중 2700kg으로 20시간에 5%씩 스텝 업하고 벨트층 단부의 분리 발생까지의 스텝 업무를 측정한다.

스텝 업무가 많아지면 내구성이 양호한 것을 특징으로 한다.

내구성 평가시험-2

비이드부 영역의 내구성 평가시험이며, 실내 회전 드럼 시험기에 의해 행한다.

림 7.5V×20

공기압 9.00kgf/㎠

속도 20㎞/h

하중 4500㎏±1500㎏의 사인파에 의해 하중 변동을 받은 것으로부터 비이드부 영역에 분리 발생하는 것까지의 시간을 측정한다.

주행 시간이 긴 정도의 내구성이 양호하게 되는 것을 도시한다.

상술한 표의 결과로부터 본 발명의 타이어 A, B는 종래 타이어 C, D에 비하여 어느 것도 벨트층부 영역 및 비이드부 영역에도 양호한 내구성을 도시한 것임을 알았다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 레이디얼 타이어는 벨트층의 횡단면의 적어도 중앙부 형태를 벨트층 최대폭의 30 내지 50%에 상당하는 폭을 타이어 회전축에 실질적으로 평행으로 하고 또 카커스층의 카커스 라인 형태를 벨트층의 평행 부분에서는 평행으로 접합하고, 상기 평행 부분의 단부로부터 접선 방향에 연장함과 동시에 타이어 최대폭 부분을 지나 적어도 비이드 필러 상단에 이를 때까지를 실질적으로 동일의 곡률 반경의 원호로 형성한 것에 의해 벨트층 단부와 카커스층 굽음 단부에 대하여 응력을 균등화시켜 그들에 의해 조기의 분리 발생을 방지하기 때문에 타이어의 내구성을 향상하는 것이 된다.

Claims (6)

1. 카커스층과 트레드부의 사이에 적어도 2층으로된 벨트층을 배치한 레이디얼 타이어에 있어서, 벨트층의 횡단면의 적어도 중앙부 형태를 벨트층 최대폭의 30% 이상으로 50% 이하로 상당하는 폭을 타이어 회전축에 실질적으로 평행하게 형성하고 또 타이어를 림 결합하고 정규 내압의 10%를 중진한 대에 대하여 상기 카커스층의 카커스 라인 형태를 상기 벨트층의 평행 부분에서는 평행으로 접합하고 평행 부분의 단부로부터 접선 방향에 연장함과 동시에 타이어 최대 폭 부분을 지나서 적어도 비이드 필러 상단에 이를때까지 실질적으로 동일 곡률 반경의 원호로 형성된 것을 특징으로 하는 공기 유입 레이디얼 타이어.
2. 제1항에 있어서, 벨트층이 적어도 3층이며 이 벨트층중 카커스층에 인접하는 벨트층의 코오드각이 타이어 주방향에 대하여 0˚내지 10˚인 것을 특징으로 하는 공기 유입 레이디얼 타이어.
3. 제1항에 있어서, 벨트층이 적어도 3층에 의해 카커스층에 인접하는 벨트층이 중앙부에 대하여 벨트층 최대폭의 30 내지 50%에 상당하는 폭에 이루는 코오드 각도 0˚내지 10˚의 벨트층과 상기 벨트층의 양단부에 연장하는 코오드 각도 40˚ 내지 75˚의 벨트층의 결합시킴에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 유입 레이디얼 타이어.
4. 제1항에 있어서, 벨트층이 적어도 3층에 의해 형성되고 벨트층중 카커스층에 인접하는 벨트층의 코오드 각도가 타이어 주방향에 대하여 40˚내지 75˚인 것을 특징으로 하는 공기 유입 레이디얼 타이어.
5. 제1항에 있어서, 벨트층의 쇼울더부와 카커스층의 사이에 고무필터가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 유입 레이디얼 타이어.
6. 제1항에 있어서, 버스, 트럭 등의 중하중 차량 적용되는 것을 특징으로 하는 공기 유입 레이디얼 타이어.

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