KR20020073204A - 타이어 비드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외측을 향해 경사진 적어도 하나의 비드 시트와, 상기 비드(B)의 힐(heel)에서 토우(toe)까지 비드 와이어(2)의 둘레로 상기 비드 내부에서 감겨서 업턴(10)을 형성하는 래디얼 카카스 보강재(1)를 구비하고, 상기 업턴의 에지가, 자오 단면에서 볼 때, 비드 와이어(2)에 대해 축방향 및 외부로 인접하며 비드 와이어(2)의 단면 아래에 정점(A)이 위치되는 물방울 형상의 자오 단면을 가지고 비드 와이어/성형 부재 조립체의 축방향 및 반경방향 위로 위치된 고무 혼합물(6, 7)의 쇼어 에이 경도(Shore A hardness)보다 큰 쇼어 에이 경도를 가지는 고무 혼합물로 이루어진 성형 부재(3)의 반경방향 외부면(31) 상에 위치되는 타이어에 관한 것이다. 본 발명은 상기 카카스 보강재의 업턴(10)이 상기 성형 부재(3)를 둘러싸는 보강 아마추어(11)에 의해 연장되고, 상기 카카스 보강재의 업턴(10)과 상기 보강 아마추어(11)는 적어도 비드 시트(420)의 축방향 폭의 절반과 동일한 축방향 거리(L)에 걸쳐 중첩되고, 상기 두 보강재의 각각의 보강 부재(10, 11) 사이의 반경방향 거리가 적어도 0.6 mm인 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 비드{Tyre bead}

용이한 장착 및 분리를 유지하면서 림 상에서의 회전에 관한 문제점을 극복하는 특정 형태를 가지는 타이어는 프랑스 특허 2 716 645호에 개시되어 있다. 림 상에 장착되며 그 작동 압력까지 팽창되는 상기 타이어는 상기 비드의 힐(heel)에소 토우(toe)까지 고무 혼합물로 코팅된 적어도 하나의 비드 와이어 둘레로 적어도 하나의 비드에 감겨진 자오 단면으로 도시된 래디얼 카카스 보강재를 포함하여, 상기 코팅된 비드 와이어의 구역 아래에 위치된 정점으로부터 양 측부에 의해 한정되는 웨지(wedge) 형태의 고무 혼합물로 이루어진 성형 부재(profiled element)에서 연장되는 업턴(upturn)을 형성하고, 상기 정점을 통과하는 회전축선에 평행한 선에 대해서 예각(φ1)을 형성하는 반경방향 외측부는 반경방향 외측을 향해 개방되고, 상기 평행한 선에 대해서 예각(φ2)을 형성하는 반경방향 내측부는 반경방향 내측을 향해 개방되며, 상기 성형 부재를 비드 와이어에 대해 축방향으로 인접되게 형성하는 고무 혼합물은 축방향 및 반경방향으로 상기 비드 와이어 및 성형 부재의 위에 위치되는 고무 혼합물의 쇼어 에이 경도(Shore A hardnesses)보다 큰 쇼어 에이 경도를 갖는다.

상기에 인용된 특허에 개시 및 청구된 발명이 비드 시트의 경사에 관한 것이지만, 시트가 타이어의 외측을 향해 경사져서 비드의 토우가 외측을 향하게 되는 경우에 특히 유리하다.

또한, 상기 카카스 보강재 업턴은 양호하게는 성형 부재 또는 웨지의 전체 주변과 접촉하는 길이를 가지고, 그에 따라 고무 성형 부재의 두 에지 즉, 반경방향 외부 및 내부 에지와 상기 성형 부재의 정점 또는 중심에 대향되는 측부를 형성하고, 상기 부재의 단부는 상기 외부 및 내부 측부의 교차 지점의 축방향 아래에 위치된다. 상기 비드 와이어의 둘레에 감기는 상기 업턴의 부분에 근접하는 업턴 부분은 먼저, 성형 부재 또는 웨지의 반경방향 외부 측부를 형성한 후 상기 성형 부재의 정점에 대향되는 측부를 형성하고, 마지막으로 상기 외부 및 내부 측부의 교차 지점 아래에서 종료하는 상기 성형 부재의 반경방향 내부 측부를 형성할 수 있다. 또한, 성형 부재 또는 웨지의 반경방향 내부 측부를 형성한 후, 상기 성형 부재의 정점에 대향되는 측부를 형성하고, 마지막으로 이전과 동일한 방식으로 종료하는 상기 성형 부재의 반경방향 외부 측부를 형성할 수 있다.

상기 외측을 향해 경사진 비드 시트를 가지는 타이어를 장착 및 분리하는 작업은 특히, 비드 시트의 영역에서 비드의 보호 고무 혼합물의 절단을 수반하는 장착 및/또는 분리 레버의 사용을 필요로 한다. 상기 절단은 카카스 보강재의 보강 부재를 향해 이행하는 중에 전파되어, 상기 부재가 드러나도록 하고, 상기 부재의 파단을 초래한다. 또한, 상기 절단은 다수의 경우에 보강 부재들 자체에 영향을 준다. 임의의 경우에, 절단에 의한 보강 부재의 열화에 의해 팽창 가스, 공기 및 습기가 상기 부재 내로 침투하고, 그 결과로서 보강 부재들과 그 부재들을 덮는 고무 캘린더링 층 사이가 분리되며, 상기 분리는 타이어의 사이드월에서 다양한 크기의 포켓으로서 나타난다.

본 발명은 래디얼 카카스(carcass) 보강재를 갖는 타이어 특히, 그 타이어의 비드 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 타이어의 적어도 하나의 비드가 카카스 보강재의 장력에 따라 그 림(rim) 상에서 비드의 클램핑의 변형을 허용하며 팽창 압력이 그 평가치까지 증가할 때 비드의 클램핑을 증가시키는 구조를 갖는 타이어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 변형에 따라 자오 단면으로 도시된 타이어 비드의 다이어그램.

도 2는 본 발명의 제 2 변형에 따른 타이어 비드의 다이어그램.

도 3은 본 발명의 제 3 변형에 따른 타이어 비드의 다이어그램.

본 발명의 목적은 상술한 결점들을 극복하기 위한 해법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 타이어는 외측을 향해 경사진 적어도 하나의 비드 시트와, 상기 비드의 힐(heel)에서 토우(toe)까지 비드 와이어의 둘레로 상기 비드 내부에서 감겨서 업턴을 형성하는 래디얼 카카스 보강재를 구비하고, 상기 업턴의 에지가, 자오 단면에서 볼 때, 비드 와이어에 대해 축방향 및 외부로 인접하며 비드 와이어의 단면 아래에 정점이 위치되는 물방울 형상의 자오 단면을 가지고 비드 와이어/성형 부재 조립체의 축방향 및 반경방향 위로 위치된 고무 혼합물의 쇼어 에이 경도보다 큰 쇼어 에이 경도를 가지는 고무 혼합물로 이루어진 성형 부재의 반경방향 외부면 상에 위치되는 타이어로서, 상기 카카스 보강재의 업턴은 상기 성형 부재를 둘러싸며 비드 와이어 주위로 감기는 보강 아마추어에 의해 연장되고, 상기 카카스 보강재의 업턴과 상기 보강 아마추어는 적어도 비드 시트의 축방향 폭의 절반과 동일한 축방향 거리에 걸쳐 중첩되고, 상기 두 보강재의 각각의 보강 부재 사이의 반경방향 거리는 적어도 0.6 mm인 것을 특징으로 한다.

상기 "물방울 형상"은 원호 형상에 가까운 기하학적 형상 즉, 부채꼴의 정점 또는 중심으로부터 두 측면 또는 반경에 의해 한정되는 호를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, 상기 두 측면의 두 단부는 정점에 대향되는 제 3의 원형 측면을 한정한다. 정점으로부터 나오는 두 측면이 만곡될 수 있다는 사실과 상기 정점에 대향되는 원형 측면이 상기 두 측면에 대한 접선 위치에 있거나 상기 두 측면이 접선인 원호에 연결된다는 사실에 의해 상기 물방울 형상은 이론적인 원호 형상과는 다르다. 상기 물방울 형상의 성형 부재는 고무 혼합물로 코팅된 고정 비드 와이어 및 카카스 보강재에 대한 접선인 두개의 반직선(half-straight line) 사이에 위치되며, 제 1 반직선은 외측을 향해 반경방향으로 개방되는 40° 내지 80°의 각도를 회전 축선에 평행한 직선에 대해 형성하고, 제 2 반직선은 내측을 향해 개방되는 0° 내지 30°의 각도를 상기 회전 축선에 평행한 직선에 대해 형성하며, 상기 두 반직선은 물방울 형상의 정점인 지점에서 분할된다.

성형 부재의 보강 아마추어의 구성은 카카스 보강재의 구성과 상이할 수 있으며, 다양한 방식으로 얻어질 수 있다. 상기 상이점은 하기의 각각의 경우에 유리하다:

* 두개의 보강재를 개별적으로 형성하는 플라이(ply)의 개수에 있어서, 플라이의 개수가 성형 부재의 보강 아마추어에서 더 많은 경우,

* 계수 및/또는 성질이 상이한 보강 부재의 성형 부재의 보강 플라이의 사용에 있어서, 카카스 보강재의 직물 부재 및 비드 보강 아마추어의 탄성 금속 부재를사용하는 경우,

* 두개의 보강재에 대해 상이한 인접 보강 부재들 사이의 공간의 사용에 있어서, 성형 부재의 보강 플라이의 보강 부재들이 카카스 보강재의 부재들보다 서로에 대해 밀착되는 경우,

* 조성 및/또는 탄성 계수, 예를 들어 전단 계수가 상이한 고무 혼합물로 이루어진 두 보강재의 보강 부재들을 개별적으로 캘린더링(calendering)하기 위해 사용하는 경우,

* 두개의 보강재의 보강 부재들을 원주 방향에 대해 배향하는 경우.

유리하게는, 물방울 형상의 성형 부재를 비드 와이어에 대해 축방향으로 인접되게 형성하는 고무 혼합물은 적어도 65(ASTM 표준 D에 따라 측정됨. 67549T)인 쇼어 에이 경도를 가지게 된다.

양호하게는, 상기 비드 와이어는 편조(braided) 형태의 비드 와이어 즉, 하나 이상의 층으로 코드(들) 또는 케이블(들)이 코어 둘레에 감겨서 형성된 비드 와이어이다. 그 자체로 공지된 바와 같이, 코드(들) 또는 케이블(들)로 이루어진 층(들)은 코어 둘레로 회전될 수 있다.

비드를 보강하는 비드 와이어에는 양호하게는 50 미만의 쇼어 에이 경도를 가지는 고무 혼합물로 이루어진 실질적으로 삼각형인 성형 부재가 외측에 대해 반경방향으로 얹히게 된다. 비드 와이어에 반경방향으로 얹히는 성형 부재에 축방향으로 인접하는 한편, 축방향으로 상기 비드 와이어의 다음에 위치되는 웨지 또는 성형 부재에 반경방향으로 인접하는 공간은 실질적으로 삼각형인 고무 혼합물로 이루어진 제 3 성형 부재로 채워진다.

성형 부재의 보강 아마추어는 상기 성형 부재를 둘러싸며 비드 와이어 둘레로 감겨지고, 비드 와이어는 카카스 보강재에 의해 덮히고, 두개의 보강재 각각의 두개의 인접 플라이의 보강 부재들 사이의 반경방향 거리가 비드 와이어 아래로 적어도 0.9mm로 되는 것이 유리하고, 이는 카카스 보강재의 부가적인 보호를 허용하는 두께를 초과한다.

본 발명은 본 발명에 따른 실시형태의 비제한적인 예를 도시하는 상세한 설명에 첨부되는 도면을 참조로 보다 잘 이해될 것이다.

본 발명에 따라 도 1에 도시된 승용차용 타이어의 비드(B)는 카카스 보강재(1)가 둘레에 감겨서 업턴(10)을 형성하고 있는 고무 혼합물(20)로 코팅된 "편조" 형태의 비드 와이어(2)를 포함하고, 도시된 예에서의 상기 카카스 보강재는 120 cables/dm 개수로 위치된 반경방향 직물 케이블 즉, 레이온 케이블로 이루어진 단일 플라이로 구성된다. 카카스 보강재(1; 파단선으로 도시됨)의 중심선의 자오선 외형은 지점(T)에서 코팅된 비드 와이어(2)에 대한 접선이고, 상기 접선(TT')은 타이어의 회전 축선에 평행한 선에 대해 외측을 향해 반경방향 및 축방향으로 개방되는 85°의 각도(φ)를 형성한다. 비드(B)의 외곽부는 회전 축선에 대해 실질적으로 수직하며 장착 림(J)의 축방향 내부 플랜지상에서 횡방향으로 지지되는 벽(440)을 내측에 대해 축방향으로 포함한다. 상기 림은 외측을 향해 경사진 적어도 하나의 림 시트를 갖는 특정한 형태를 가지는 림 즉, 프랑스 특허 2 699 121호에 개시된 바와 같은 림이고, 상기 시트는 트레드용 지지부가 상부에 위치되는 림 플랜지 또는 림 베이스에 의해 내측에 대해 축방향으로 연장되고, 상기 지지부의 측면은 림 플랜지로서 사용되고, 낮은 높이의 돌기 또는 혹에 의해 외측에 대해 축방향으로 연장된다. 비드(B)의 벽(440)은 회전 축선에 평행한 선에 대해서 내측을 향해 축방향으로 및 외측을 향해 반경방향으로 개방되는 45°의 각도(γ)를 형성하는 절두원추형 모면(430; generatrix)에 의해 외측에 대해 축방향으로 연장된다. 상기 모면(430) 자체는 회전 축선의 방향에 대해서 내측을 향해 축방향으로 및 외측을 향해 반경방향으로 개방되는 15°의 각도(α)를 형성하는 비드 시트의 제 2 절두원추형 모면(420)에 의해 외측에 대해 축방향으로 연장된다. 상기 모면은 외측을 향해 경사지고, 그 축방향 외부 단부는 그 축방향 내부 단부가 위치되는 원의 직경보다 작은 직경의 원에 위치된다. 모면(420)을 외측에 대해 축방향으로 연장하여 회전 축선의 방향에 대해서 외측을 향해 축방향 및 반경방향으로 개방되는 45°의 각도(β)를 형성하는 절두원추형 모면(410)은 비드(B)의 베이스의 외곽부를 완성한다. 림의 회전 축선의 방향에 대해 실질적으로 수직하게 배향되고 상술된 예에서는 만곡되어 있는 벽(450)은 비드(B)의 외곽부를 완성한다. 모면(420)이 외측을 향해경사진 림 시트상에서 지지되는 반면에, 모면(410)은 모면(410)과 동일한 각도(β)로 경사진 림의 돌기 또는 혹의 축방향 내벽상에 지지된다. 벽(440) 및 모면(420)에 인접하는 비드의 부분은 자오 단면으로 도시된 바와 같이 비드(B)의 힐을 형성한다. 모면(420), 모면(410) 및 부분적으로 벽(450)에 인접하는 비드의 부분은 비드(B)의 토우를 형성한다.

카카스 보강재(1)는 비드(B)의 힐에서 토우까지 코팅(20)된 비드 와이어(2) 둘레로 감겨서, 카카스 보강재(1)의 고정 비드 와이어(2)의 외측에 대해 축방향으로 배열된 성형 부재(3)의 반경방향 외부 벽을 부분적으로 형성하는 만곡된 업턴(10)을 형성한다. 상기 성형 부재(3)는 물방울 형상이고, 그 형상은 비드 와이어(2) 아래로 반경방향으로 위치된 정점 또는 중심(A), 상기 정점(A)에서 시작되며 만곡되어 있는 두 측면 또는 반경(31, 32), 및 상기 정점(A)에 대향되는 제 3 측면(30)을 구비하는 실질적으로 원호의 기하학적 형상에 가까운 형상이다. 정점(A)은 두개의 반직선(D, D')의 교점으로서 한정되고, 상기 반직선(D)은 카카스 보강재(1)가 둘레로 감기는 코팅(20)된 비드 와이어(2)에 대한 접선이며 정점(A)을 통과하는 회전 축선에 평행한 선에 대해서 65°의 각도(φ1)를 형성하고, 상기 반직선(D')은 상기와 마찬가지로 비드 와이어(2)에 대한 접선이며 회전 축선에 평행한 직선에 대해서 15°의 각도(φ2)를 형성한다. 반경방향 외부 측면 또는 반경부(31)는 상기 반직선(D)에 대한 원형 접선의 일부분이며, 반경방향 내부 측면 또는 반경부(32)는 상기 반직선(D')에 대한 원형 접선의 호이고, 측면(30)은 측면(31, 32)에 대한 원형 접선의 제 3의 호이다. 외곽부가 한정되는 성형 부재(3)는 쇼어 에이 경도가 94인 가황 상태의 고무 혼합물로 형성된다.

업턴(10)이 실질적으로 성형 부재(3)의 외곽부의 측면(31)을 덮으면, 외곽부의 나머지 부분은 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)에 의해 덮이고, 상기 아마추어(11)는 dm 당 동일 개수의 케이블 및 레이온으로 제조된 래디얼 케이블로 이루어진 단일 플라이로 구성되고, 상기 케이블은 카카스 보강재(1)의 캘린더링에 사용되는 것과 동일한 고무 혼합물로 캘린더링된다. 두 보강재 사이에 존재하는 중첩부의 높이에서 카카스 보강재(1)의 업턴 및 상기 업턴에 인접되는 보강 플라이(11) 각각의 두 케이블 사이의 반경방향 공간은 0.9mm이다.

카카스 보강재(1)의 업턴(10)과 성형 부재의 보강 플라이(11) 사이의 중첩부의 길이(L)는 10mm와 14mm 사이에서 당해 타이어의 크기에 따라 변할 수 있는 비드 시트(420)의 축방향 폭의 절반보다 크다.

코팅된 비드 와이어(2)에는 쇼어 에이 경도가 37인 고무 혼합물로 이루어진 성형 부재(7)가 외측에 대해 반경방향으로 얹힌다. 상기 성형 부재(3)의 외측에 대해 반경방향으로 및 상기 성형 부재(7)의 외측에 대해 축방향으로는, 성형 부재(7)와는 동일하지만 성형 부재(3)의 혼합물의 경도보다는 낮은 쇼어 에이 경도를 가지는 고무 혼합물로 이루어진 제 3 성형 부재(6)가 배열되고, 이는 카카스 보강재의 장력이 증가할 때, 편조된 비드 와이어(2)를 비드(B)의 외측을 향해 용이하게 축방향으로 변위시키며 성형 부재(3)의 압축력 및 장착 림(J)상의 비드의 토우의 자체-체결력을 생성하는 반면에, 상술된 경우에는, 상기 림(J)상의 비드의 초기 체결력은 제로(0)이다. 상기 비드(B)는 보호체(5)에 의해 마감된다.

도 2에 도시된 비드의 변형은 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)가 각각의 플라이(111, 112) 내부에서 서로에 대해 평행하며 90 cables/dm의 개수를 가지고 하나의 플라이(111)에서 다음 플라이(112)까지 교차되어 원주 방향에 대해서 45°의 각도를 형성하는 지방족 폴리아미드의 케이블로 이루어진 두개의 플라이(111, 112)로 형성된다는 점에서 도 1에 도시 및 상술된 비드와는 기본적으로 상이하지만, 카카스 보강 플라이가 이전의 것과 동일하고 사용된 케이블의 캘린더링 또한 동일하다.

도 3의 변형은 성형 부재(3)의 형상 및 보강 아마추어(11)의 구성이 이전의 두 실시예와는 상이하다. 성형 부재(3)는 이전 실시예들의 두 외곽부보다 실제 원호에 더 가까운 외곽부, 즉 만곡되어 있지만 큰 곡률 반경(r1)을 가지는 두 측면(31, 32) 및 정점(A)에 대향되는 원형 측면(30)을 가지며, 상기 측면(31, 32)은 작은 반경의 원호(33)에 의해 측면(30)에 연결된다. 본 실시예의 단일 보강 플라이(11)에 대해서는, 탄성 금속 케이블 즉, 그 파단 하중의 10%인 인장력 하에서 적어도 2%의 상대 신장률을 가지는 케이블로 형성된다. 상기 금속 케이블은 케이블들 사이의 피치가 1mm이고, 공지된 바와 같이 금속에 접착될 수 있는 고무 혼합물로 캘린더링된다. 금속 케이블에 의하면, 비드 와이어보다 반경방향으로 높게 위치되는 카카스 보강 케이블의 양호한 보호가 보장된다.

Claims (8)

1. 외측을 향해 경사진 적어도 하나의 비드 시트와, 상기 비드(B)의 힐(heel)에서 토우(toe)까지 비드 와이어(2)의 둘레로 상기 비드 내부에서 감겨서 업턴(10)을 형성하는 래디얼 카카스 보강재(1)를 구비하고, 상기 업턴의 에지가, 자오 단면에서 볼 때, 비드 와이어(2)에 대해 축방향 및 외부로 인접하며 비드 와이어(2)의 단면 아래에 정점(A)이 위치되는 물방울 형상의 자오 단면을 가지고 비드 와이어/성형 부재 조립체의 축방향 및 반경방향 위로 위치된 고무 혼합물(6, 7)의 쇼어 에이 경도(Shore A hardness)보다 큰 쇼어 에이 경도를 가지는 고무 혼합물로 이루어진 성형 부재(3)의 반경방향 외부면(31) 상에 위치되는 타이어에 있어서,

   상기 카카스 보강재의 업턴(10)은 상기 성형 부재(3)를 둘러싸며 비드 와이어(2) 주위로 감기는 보강 아마추어(11)에 의해 연장되고, 상기 카카스 보강재의 업턴(10)과 상기 보강 아마추어(11)는 적어도 비드 시트(420)의 축방향 폭의 절반과 동일한 축방향 거리(L)에 걸쳐 중첩되고, 상기 두 보강재의 각각의 보강 부재(10, 11) 사이의 반경방향 거리는 적어도 0.6 mm인 것을 특징으로 하는 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)는 업턴(10)의 구성과는 상이한 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 타이어.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)의 구성은 두개의 보강재 즉, 보강 아마추어(11) 및 카카스 보강재(1)에서 각각 사용된 보강 부재의 성질에 따라 상이해지는 것을 특징으로 하는 타이어.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)의 구성은 두개의 보강재 즉, 보강 아마추어(11) 및 카카스 보강재(1)에서 각각 사용된 플라이의 개수에 따라 상이해지고, 상기 플라이의 개수는 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)에서 더 많은 것을 특징으로 하는 타이어.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 성형 부재(3)의 보강 아마추어(11)의 구성은 두개의 보강재 즉, 보강 아마추어(11) 및 카카스 보강재(1)의 각각의 보강 부재의 원주 방향에 대한 배향에 따라 상이해지는 것을 특징으로 하는 타이어.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 비드 와이어에 축방향으로 인접하는 물방울 형상의 성형 부재(3)를 형성하는 고무 혼합물은 적어도 65인 쇼어 에이 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 타이어.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 카카스 보강재(1)의 고정 비드 와이어(2)는 코드(들) 또는 케이블(들)이 코어 둘레에 하나 이상의 층으로 감겨서 형성되는 편조(braided) 형태의 비드 와이어인 것을 특징으로 하는 타이어.
8. 제 1 항에 있어서, 고정 비드 와이어(2)의 외측에 대해 반경방향으로 얹히는 성형 부재(7)와, 상기 비드 와이어에 반경방향으로 얹히는 성형 부재(7)에 축방향으로 인접하는 한편, 축방향으로 상기 비드 와이어(2)의 다음에 위치되는 성형 부재 또는 웨지(3)에 반경방향으로 인접하는 공간을 채우는 성형 부재(6)에 의해 실질적으로 삼각형 형상을 이루는 고무 혼합물로 이루어진 성형 부재들은 50 미만의 쇼어 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 타이어.