KR20010014125A - 레디얼 타이어용 상부 보강재 - Google Patents

Abstract

타이어는 크라운(crown), 두 개의 사이드월(sidewall), 두 개의 비드, 상기 두 개의 비드로 고정되는 카커스 보강재(carcass reinforcement)를 포함하며, 상기 크라운 보강재는 내측으로부터 방사상 외향으로, 원형(circular) 방향의 나란한 코드로 된 하나 이상의 플라이(ply)를 갖는 워킹(working) 블록과 상기 워킹 블록의 원주방향의 플라이의 코드의 연신율보다 더 큰 파단 연신율을 갖는 나란한 코드로 된 하나 이상의 플라이를 갖는 보호 블록을 포함하며, 원주방향의 나란한 코드로 된 상기 플라이는 상기 워킹 블록의 방사방향으로 최외곽의 플라이이고, 상기 보호 블록의 플라이의 나란한 코드는 원주방향을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

레디얼 타이어용 상부 보강재{Radial tyre top reinforcement}

상이한 조건, 예를 들어 돌이나 뾰족한 물체를 포함한 도로 표면 상에서 굴러가도록 고안된 타이어는 일반적으로 워킹 블록(working block)과 방사방향으로 외향인 보호 블록(protective block)을 포함하는 크라운 보강재를 갖는다. 상기 워킹 블록은 타이어의 팽창과 구름으로 인한 응력을 흡수하도록 고안되고, 각각의 플라이에서 나란한 코드로 된 두 개 이상의 중첩된 플라이를 구비하고, 원주방향(circumferential direction)에 대해 10°에서 45°사이의 각도(,)를 형성하여 플라이(ply) 간에 서로 교차된다.

상기 보호 블록은 사용 중에 충격과 천공(perforation)으로 인한 손상으로부터 상기 워킹 블록의 플라이를 보호하기 위해 고안되고 하나 이상의 나란한 와이어로 된 플라이를 포함한다. 상기 코드(cord)는 종종 이들이 보호하는 워킹 플라이의 연신율보다 큰 파단 연신율을 갖는다.

이러한 타이어의 크라운 보강재의 내구성을 향상시키기 위해, 출원서 WO 96/20095호에는 크라운, 두 개의 사이드월(sidewall), 두 개의 비드(bead), 상기 두 개의 비드에 의해 고정된 카커스 보강재와 크라운 보강재를 포함하며, 상기 크라운 보강재는 내측으로부터 방사상 외향으로 원주방향의 나란한 코드로 된 하나 이상의 플라이를 갖는 워킹 블록과, 상기 워킹 블록의 원주방향의 플라이의 코드의 연신율보다 큰 파단 연신율을 갖는 하나 이상의 나란한 코드로 된 플라이를 갖는 하나의 보호 블록을 포함하며, 상기 워킹 블록은 내측으로부터 방사상 외향으로 60°이상의 각도로 향해지는 와이어로 된 트라이앵귤레이션 플라이(triangulation ply)를 포함하며, 두 개의 워킹 플라이는 10°내지 45°사이 범위의 각도로 향해지는 비신장성(inextensible) 와이어로 형성되고 상기 워킹 블록의 원주 방향의 나란한 코드로 된 상기 플라이는 두 개의 워킹 플라이 사이에 놓이고, 상기 보호 블록의 플라이의 코드는 워킹 블록의 인접한 워킹 플라이의 코드의 방향과 유사한 방향을 갖는다.

본 발명은 레디얼 카커스 보강재(radial carcass reinforcement)를 갖는 타이어, 특히 그 크라운 보강재(crown reinforcement)의 보호에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 크라운 보강재의 축방향 개략 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 크라운 보강재의 변형 실시예를 나타내는 도면.

본 발명의 목적은 실질적으로 크라운 보강재의 내구성을 향상시킬 수 있게 하는 타이어 구조이고, 특히 뾰족한 돌이 있는 도로 표면 상에서 구름으로 인한 충격, 천공, 산화에 대한 저항성을 현저히 향상시키는 구조이다.

하기의 의미가 적용된다:

"코드"- 이 코드의 재료와, 표면 처리 또는 피복 또는 예비피복(precoating)과 같은 처리 방법이 무엇이든 간에, 단일 필라멘트(filament) 및 다중 필라멘트, 또는 케이블, 방사(yarn)의 집합물(assemblage) 또는 상당하는 모든 형태의 집합물;

"비신장성 와이어"- 그 파단 하중의 10% 하에서 측정시 0.2% 미만의 상대 연신율을 갖는 코드;

"탄성 와이어"- 그 파단 하중의 10% 하에서 측정시 0.5% 이상의 상대 연신율을 갖는 코드;

"원주 방향의 코드"- 타이어의 원주 방향에 거의 평행하게 향해지며, 0°주위에서 타이어의 원주 방향에서 +2.5°내지 -2.5°각도를 형성하는 코드;

"방사방향의 코드"- 거의 동일한 축방향 평면(axial plane) 또는 축방향 평면과 10°이하의 각도를 형성하는 평면에 포함된 코드.

본 발명에 따른 타이어는 크라운, 두 개의 사이드월, 두 개의 비드, 상기 두 개의 비드에 의해 고정된 카커스 보강재와 크라운 보강재를 포함하며, 상기 크라운 보강재는 방사방향에서 내측으로부터 외향으로 원주방향으로 워킹 블록과 보호 블록을 포함한다. 상기 워킹 블록은 각각의 플라이에서 평행한 코드와, 10°내지 45°사이 범위의 원주 방향 각도(,)로 플라이 간에 서로 교차하는 코드로 형성되는 두 개 이상의 중첩된 워킹 플라이를 갖는다. 상기 보호 블록은 워킹 블록의 원주방향인 플라이의 코드의 연신율보다 큰 파단 연신율을 갖는 나란한 코드로 된 하나 이상의 플라이를 갖는다. 상기 타이어는, 원주방향의 나란한 코드로 된 플라이가 워킹 블록의 방사방향으로 최외곽의 플라이이고, 보호 블록의 플라이의 나란한 코드는 원주 방향이고, 워킹 블록의 원주 방향의 나란한 코드의 플라이는 보호 블록의 원주 방향의 코드로 된 플라이의 축방향 폭은 물론이고 워킹 플라이 중 가장 좁은 축방향 폭보다 더 작은 축방향 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

보호 플라이와 워킹 블록의 근접한 플라이의 원주방향 및 축방향 폭이 가장 좁은 크라운 보강재의 플라이가 워킹 블록의 원주 방향의 코드로 된 플라이라는 것은 본 발명에 따른 타이어의 크라운 보강재로 인해 뚜렷히 충격, 천공, 산화에 대한 저항성을 향상시킬 수 있게 한다.

양호하게는, 보호 블록의 원주 방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드와 워킹 블록의 원주 방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드 사이의 파단 연신율(ratio of elongation at rupture)는 1.5 이상이다. 이는 보호 블록의 플라이의 코드가 일반적으로 구를 때 응력 하에 있지 않게 하며, 따라서 어떠한 천공에 대해서도 효과적으로 저항할 수 있게 한다.

보호 블록의 원주 방향의 코드로 된 플라이의 축방향 폭은 유익하게는 가장 좁은 워킹 플라이의 축방향 폭과 가장 넓은 워킹 플라이의 축방향 폭의 사이의 범위이다.

워킹 블록의 원주 방향 플라이는 작은 연신율에 대해 낮은 기울기를 갖고 거의 일정하다가 보다 큰 연신율에 대해 가파른 기울기를 갖는 상대 연신율으로 기능하는 인장 응력 곡선을 보이는 탄성 코드로 형성될 수 있다. 또한 상기 플라이는 원주 방향의 코드로 형성되고 플라이의 원주보다 훨씬 작은 길이의 섹션(section)을 형성하도록 절단(cut)될 수 있다. 그러나, 원주방향 응력의 우수한 흡수력을 얻기 위해, 그 플라이는 비신장성 와이어로 구성될 수 있다.

보호 블록의 플라이는 아라미드(aramid)와 같은 직물 얀(textile yarn) 또는 탄성 와이어로 형성될 수 있다.

원주방향의 나란한 코드로 된 두 개의 플라이 역시 직물 얀, 특히, 아라미드로 형성될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점은 하기의 설명과, 비제한적으로 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 설명된다.

타이어(P)는 각각의 비드에 의해 고정되고 아라미드로 형성되는 레디얼 카커스 보강재(1; radial carcass reinforcement)를 포함한다. 상기 카커스 보강재(1)는 워킹 블록(31)과 상기 워킹 블록으로부터 방사방향 외향으로 배치된 보호 블록(32)으로 구성된 크라운 보강재(3)로 감긴다.

상기 워킹 블록은 내측으로부터 외향으로 방사방향으로 형성되며, 다음을 포함한다;

원주방향에 대해 각도, 이 경우 22°와 동등한 각도의 비신장성(inextensible) 와이어로 이루어진 제 1 워킹 플라이(311);

그 다음에, 상기 제 1 워킹 플라이와 동일한 와이어로 이루어지고 원주방향에 대해 각도와 대향하는 각도, 이 경우 22°인 상기 각도와 동등한 (그러나 상기 각도와 상이할 수 있는) 각도로 형성되는 제 2 워킹 플라이(312);

원주방향인 비신장성 와이어로 형성된 제 3 워킹 플라이(313).

상기 보호 블록(32)은 원주방향인 탄성 와이어로 이루어진 플라이로 형성된다.

제 3 워킹 플라이의 축방향 폭(L₃₁₃)은 처음의 두 개의 작업 플라이의 축방향 폭(L₃₁₁, L₃₁₂)보다 작다. 반면에, 상기 보호 블록의 플라이의 축방향 폭(L₃₂₁)은 처음의 두 개의 워킹 플라이의 축방향 폭(L₃₁₁, L₃₁₂)사이의 범위이다.

본 발명에 따른 타이어는 트라이앵귤레이션 플라이와, 두 개의 교차된 워킹 플라이로 구성된 워킹 블록과, 근접한 워킹 플라이의 방향으로 향해진 탄성 와이어로 된 플라이로 형성되는 보호 블록을 갖는 크라운 보강재를 구비하는 표준 타이어와 비교된다.

이들 두 형태의 타이어를 뾰족하게 절단된 에지를 갖는 거친 돌로 덮힌 트랙 상에 굴렸을 때, 시험된 타이어를 소금물 탱크에 통과시켜 적신 후에는 도 1에 도시되었으며 본 발명에 따르는 타이어는 우수한 성능을 보인다. (비교 대상인)제어 타이어의 파열시에, 상기 두 개의 타이어를 정밀하게 분석했을 때, 본 발명에 따른 타이어는 상기 제어 타이어보다 트레드(tread)를 관통하여 상기 보호 블록까지 천공되는 것이 두 배는 적었다.

결과적으로, 우려되는 바와 대조적으로, 보호 플라이(321) 바로 아래에 원주방향의 얀(yarn)으로 형성된 상기 제 3 워킹 플라이(313)를 배치하는 것은 상기 제 3 플라이가 천공(perforation)과 절단과 관련하여 손상되는 두드러진 경향을 보이지 않았다. 오히려, 이들 시험의 결과는 본 발명에 따른 타이어의 크라운 보강재가 표준 타이어 보다 매우 현저한 저항성을 가짐을 보인다.

도 2는 본 발명에 따른 타이어의 변형 실시예의 축방향 단면을 보인다. 3 개의 원주방향 홈(5)이 트레드(4)에 구비된다. 이들 홈은 일반적으로 지그재그(zigzag)형태일 수 있다. 이 변형 실시예에서, 보호 블록(32′)의 플라이(321′)의 피치(pitch), 즉 상기 코드 사이의 간격은 상기 플라이의 나머지 부분보다 상기 홈 아래의 영역(6; zone)에서 훨씬 작다. 따라서, 상기 트레드가 천공될 위험이 가장 큰 곳인 상기 홈(5) 아래의 영역(6)에서 상기 플라이(321′)에 의한 보호가 강화된다.

이는 상기 크라운 보강재에서 금속량을 증가시킬 필요없이, 그러므로 타이어의 중량을 증가시키지 않고 보호될 수 있게 한다.

본 발명에 따른 타이어의 제조는 이롭게는 그 내부 공동(inner cavity)의 형태를 설정하는 강성 코어(rigid core)로 수행될 수 있다. 타이어의 모든 구성요소는 제조 중에 언제나 쉐이핑(shaping)함 없이 그들의 최종 위치에 직접 배치되어, 최종 구조물에 요구되는 순서로 상기 코어에 적용된다. 그 다음 타이어는 미국 특허 제 4,895,692 호에 기재된 바와 같이 몰딩(molding)되고 경화(vulcanized)될 수 있다.

상기 두 개의 플라이(313, 321)는 일정 또는 가변 피치로 단일 코드로 감겨질 수 있다. 쉐이핑을 하지 않음으로써 원주방향의 워킹 플라이(313)의 요소로 비신장성 와이어를 사용할 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (8)

1. 크라운(crown), 두 개의 사이드월(sidewall)과 두 개의 비드, 상기 두 개의 비드에 고정되는 카커스 보강재(carcass reinforcement)와, 내측으로부터 방사상 외향으로 워킹 블록과 보호 블록을 구비하는 크라운 보강재를 포함하며, 상기 워킹 블록은 각각의 플라이에서 나란한 코드(cord)로 형성되며 원주방향에서 10°내지 45°사이의 범위의 각도(,)를 형성하도록 하나의 플라이가 다음의 플라이와 교차되는 두 개 이상의 중첩된 워킹 플라이(working ply)와 원주방향의 나란한 코드로 된 하나의 플라이를 가지며, 상기 보호 블록은 상기 워킹 블록의 원주방향의 플라이의 코드의 연신율보다 더 큰 파단 연신율을 갖는 나란한 코드로 된 하나 이상의 플라이를 갖는 타이어에 있어서,

   원주방향의 나란한 코드로 된 상기 플라이는 상기 워킹 블록의 방사방향으로 최외곽의 플라이이며, 상기 보호 블록의 플라이의 나란한 코드는 원주방향을 가지며, 상기 워킹 블록의 원주방향의 나란한 코드로 된 상기 플라이는 상기 워킹 플라이의 가장 좁은 축방향 폭보다 작으며 상기 보호 블록의 원주방향의 코드로 된 상기 플라이의 축방향 폭보다 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호 블록의 원주방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드와 상기 워킹 블록의 원주방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드사이의 파단 연신율의 비(ratio of elongation at rupture)는 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 타이어.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호 블록의 원주방향의 코드로 된 상기 플라이는 가장 좁은 워킹 플라이의 축방향 폭과 가장 넓은 워킹 플라이의 축방향 폭 사이의 범위의 축방향 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 크라운의 방사상 외부 표면은 원주방향 홈으로 이격된 리브(rib)를 포함하는 무늬를 가지며, 상기 보호 블록의 원주방향의 코드로 된 상기 플라이는 상기 홈 아래에서 방사방향으로 배치된 코드의 최대 밀도를 갖는 피치(pitch)의 축방향 변화를 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 워킹 블록의 원주방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드는 비신장성(inextensible) 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호 블록의 원주방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드는 탄성 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호 블록의 원주방향의 나란한 코드로 된 플라이의 코드는 직물 얀(textile yarn)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
8. 제 1 항에 있어서,

   원주방향의 상기 두 개의 플라이의 코드는 아라미드(aramid)로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어.