KR100598816B1 - 차량바퀴용타이어 - Google Patents

Abstract

타이어의 카커스 구조(2)는 탄성 재료(17)의 층에 포함된 종방향의 실모양 부재(14)를 구비하는 스트립모양 길이부(13, 33)로 형성된 하나 이상의 카커스 플라이(3, 31)를 구비한다. 스트립모양 부재(13, 33)는 원주방향으로 서로 나란히 배치된 각각의 왕관부(25) 및 타이어 측벽에서 방사상으로 연장되는 측부(24)를 가진다. 각각의 카커스 플라이(3, 31)의 측부는 각각 인접한 부착 길이부에 속하는 측부중 적어도 하나로 적어도 부분적으로 겹친다. 한 쌍의 연장불가능한 인서트(27, 28)을 포함하는 환상 구조(4)는 각각 제1 및 제2 카커스 플라이(3, 31)에 고정되고 탄성 충진체(29)에 의해 축방향으로 분리된 고리 모양으로 카커스 플라이와 결합된다. 벨트 구조(5), 트레드 밴드(8) 그리고 측벽(9)은 카커스 구조(2)와 결합되어 타이어(1)를 정의한다.

Description

차량 바퀴용 타이어

본 발명은 타이어의 횡단면에 대해 실질적으로 U자 형상으로 연장하는 실모양 부재를 포함하는 적어도 하나의 카커스 플라이 및 상기 카커스 플라이의 각 내부 에지에 가깝게 연결된 한쌍의 원주방향으로 연장불가능한 환상 구조를 갖는 카커스 구조와; 선택적으로, 상기 카커스 구조의 원주방향의 외부 위치에 붙여진 벨트 구조와; 상기 벨트 구조의 원주방향의 외부 위치에 붙여진 트래드 밴드와; 카커스 구조의 대향하는 측면 위치에 붙여진 적어도 한쌍의 측벽을 구비하는 차량 바퀴용 타이어에 관한 것이다.

차량 바퀴용 타이어의 제조는 실질적으로 토로이달 형상을 가진 하나 이상의 카커스 플라이로 필수적으로 이루어진 카커스 구조의 형성을 수반하고 그리고 축방향으로 대향하는 상기 카커스 구조의 측면 에지는 "비드 코어(bead cores)"로 불리는 각각의 원주방향으로 연장불가능한 환상 보강 부재를 맞물리게 한다.

카커스 구조에는, 그 원주방향의 외부 위치에서, 닫힌 링 형태의 하나 이상의 벨트 스트립(belt strip)을 포함하는 벨트 구조가 부착된다. 벨트 스트립은 텍스타일(textile) 또는 금속 코드(cord)로 이루어져 있으며, 이 코드는 서로 적절히 방향이 정해져 있고 인접한 카커스 플라이의 코드에도 적절히 방향이 정해져 있다.

일반적으로 적당한 두께의 탄성재료(elastomer material)로 된 스트립으로 이루어진 트레드 밴드가 벨트 구조의 원주방향의 외부 위치에 붙여진다. 주목해야 할 것은 본 발명의 목적에 따라 "탄성재료"라는 용어는 합성된 고무 전체, 즉, 미네랄 충진제(mineral fillers) 및/또는 다른 유형의 첨가제와 적절히 혼합된 베이스 중합체(base polymer)로 만들어진 혼합물을 의미한다.

마지막으로, 제조되고 있는 타이어의 대향측에 한쌍의 측벽이 붙여진다. 각각의 측벽은 소위 어깨 영역(shoulder region) 사이에 포함된 타이어의 측부를 덮고 있으며, 이 어깨 영역은 트레드 밴드의 해당 측면 에지에 가깝게 위치되어 있으며, 소위 비드(bead)는 해당 비드 코어(bead core)에 위치되어 있다.

종래의 생산 방법에 따라, 위에서 나열한 타이어 구성부재는 처음에 각기 개별적으로 만들어진 다음 타이어 제조 단계에서 조립되도록 제공하는 것이 필수이다.

예를 들어, 카커스 구조를 형성하기 위해 비드 코어와 연결되도록 카커스 플라이(ply)를 만드는데 있어서, 처음 필요한 일은 압출 및/또는 캘린더(calender) 공정을 통해, 종방향으로 분포된 연속적인 텍스타일 또는 금속 코드를 포함하는 고무처리섬유를 제작하는 것이다. 고무처리된 이 섬유는 횡방향 절단 작용을 거쳐 소정 크기의 길이로 만들어진 후, 함께 합쳐지게 되어 횡방향으로 분포된 평행 코드를 갖는 연속 리본 모양의 반제품이 된다.

그 다음, 이렇게 제조된 물품은, 만들어질 카커스의 원주방향으로의 연장선에 맞는 길이로 절단한다.

생산 방법이 최근에 제시되었는데, 이는 반제품의 생산에 의지하는 대신 카커스 구조를 타이어 제조 단계에서 바로 제작하도록 하고 있다.

예를 들어, 본 명세서에서 가장 관련이 깊은 종래 기술로서 인용된 미국 특허 5,453,140은 릴(reel)에 사전에 감긴 단일 코드에서부터 시작하는 카커스 플라이를 형성하는 방법과 장치를 개시하고 있다.

상기 특허에 설명된 방법 및 장치에 따르면, 장치의 각 작동 주기에서, 전원 구동 아이들러 롤러(power-driven idler rollers)에 의해 릴에서 나오고 공기 텐션 시스템(a pneumatic tensioning system)에 의해 팽팽하게 유지된 코드는 예정된 연장선의 길이를 얻을 수 있는 크기로 절단된다.

상기 코드 길이부는 전원 구동 활차(power-driven pulleys)위에 감긴 벨트상에 장착된 픽업 요소에 의해 집혀서 토로이달 서포트(toroidal support)의 외면상에 횡방향으로 연장된다.

이어서 상기 길이부의 양쪽 끝은 상기 토로이달 서포트의 대향 측면에서 작동하는 벨트형의 벤딩 부재(bending members)에 의해 연계되어 상기 코드 길이부가 상기 코드 길이부의 측부를 따라 핑거처럼 작용하는 미끄럼 요소에 의해 상기 토로이달 서포트에 방사방향으로 붙도록 한다.

상기 작동 주기를 반복함으로써 토로이달 서포트의 전체 원주방향의 연장선이 덮힐 때까지 나란히 원주방향으로 배치된 다수의 코드 길이부가 부착된다.

필연적으로, 토로이달 서포트는 이중 기능, 즉, 고정된 위치에 코드를 알맞게 지탱하기 위해 그 위에 부착된 코드에 달라붙는 기능 및 완성된 타이어에 공기 차단 내부 라이너를 구성하는 기능을 가지는 천연 고무의 층으로 사전에 코팅된다.

이러한 생산 방법으로 얻은 타이어는 카커스 구조를 가지며, 상기 카커스 구조에서 카커스 플라이 또는 플라이들은 서로로부터 축방향으로 이격되고 타이어의 회전축의 방사방향으로 향한 두 개의 측부와, 상기 측부들 사이에 방사방향으로 외부 위치에 연장되는 왕관부(crown portion)를 가지는 개별 코드로 구성된다.

카커스 구조 제조의 범위내에서, 또한 타이어 비드에 가까운, 카커스 플라이를 형성하는 개별 코드의 대향하는 양쪽 말단은 특허 EP 0 664 231호로부터 알 수 있듯이, 교차하는 순서로, 상기 비드 코어를 형성하는 환상 고정 부재(annular anchoring element)에 대해 축방향으로 대향하는 위치에 배열된다는 것은 공지되어 있다.

본 발명에 따라, 개별 코드 대신에, 종방향으로 배치된 두 개 이상의 평행한 실 모양의 부재를 포함하는 천연 탄성 재료의 층을 필수적으로 포함하는 각각의 스트립 모양의 길이부를 부착함으로써 카커스 플라이(들)가 만들어진다면, 타이어 제조 분야에서 눈에 뛸만한 이점이 달성된다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 차량 바퀴용 타이어에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 카커스 플라이는 종방향으로 서로 평행하게 배치되고 적어도 하나의 천연(raw) 탄성재료 층으로 적어도 일부가 코팅된 적어도 두 개의 상기 실모양 부재를 구비하는 다수의 스트립모양 길이부를 구비하고, 각각의 상기 스트립모양 길이부는 타이어의 횡단면의 윤곽 주위에 실질적으로 U자 형상으로 연장되어, 축방향으로 서로 이격된 위치에서 타이어의 기하학적 회전축에 직교하는 면으로 실질적으로 연장하는 두 개의 측부 및 상기 측부 사이에 방사방향의 외부 위치에서 연장하는 왕관부를 정의하고, 상기 왕관부는 타이어의 원주방향의 연장선을 따라 나란히 배치되는 반면에, 각 스트립모양 길이부의 측부는 적어도 하나의 인접한 스트립모양 길이부의 측부와 각각 부분적으로 겹치는 것을 특징으로 한다.

더욱 상세하게는, 상기 스트립모양 길이부의 측부는 타이어의 기하학적 회전축에서 서로 모인다.

바람직하게는, 부착 길이부의 측부의 상호 겹침은 상기 측부의 방사방향의 내부 말단에서 최대값으로 시작하여 상기 측부와 왕관부 사이의 전이영역(transition region)에서 제로(0)값이 될 때까지 점진적으로 감소한다.

바람직한 해결책으로, 개별적인 스트립모양 길이부는 스트립모양 길이부의 폭에 해당하는 원주방향의 분포 피치에 따라 배치된다.

가능한 또다른 실시예에서, 개별적인 스트립모양 길이부는 스트립모양 길이부의 폭의 배(倍)에 해당하는 원주방향의 분포 피치에 따라 배치된다.

바람직하게, 각 스트립모양 길이부는 타이어의 적도면에서 측정되었을 때, 원주방향의 타이어 연장선의 약수에 해당하는 폭을 갖는다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 스트립모양 길이부의 측부는 상기 카커스 구조의 원주방향의 내부 에지에 가까운 곳에 증가된 폭의 영역을 가진다.

상기 각각의 스트립모양 길이부에 포함된 실모양 부재는 상기 증가된 폭의 영역에서 서로 떨어져 이동된다.

바람직한 실시예에서, 각각의 스트립모양 길이부는 3mm와 20mm 사이인 폭을 가지고, 바람직하게는 세 개 내지 열 개의 실모양 부재를 포함한다.

상기 각각의 실모양 부재는 직경이 0.6 mm와 1.2 mm사이인 텍스타일 코드, 또는 직경이 0.3 mm와 2.1 mm 사이인 금속 코드로 이루어지는 것이 바람직하다.

실모양 부재는 실모양 부재 직경의 1.5배 보다 낮지 않은 중심간의 상호 거리, 그리고 타이어의 적도 중간면에 있는 카커스 구조상의 원주방향으로 측정되었을 때, 센티미터당 적어도 여섯 개의 실모양 부재의 밀도에 맞춰 스트립모양 길이 부내에 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 혁신적인 측면에 따르면, 상기 나열한 혁신적인 특징과 관계없이 바람직하게 사용될 수 있는 것으로, 상기 각각의 연장불가능한 환상 구조는 상기 타이어와 동축방향으로 배치되고 제1 카커스 플라이의 원주방향의 내부 에 지에 인접한 실질적으로 고리(annulus)의 형태로 존재하는 제1의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트와, 이 때 상기 제1 환상 인서트는 동심 코일 형태로 연장되는 적어도 하나의 연장된 부재로 형성되고; 상기 제1 환상 인서트로부터 축방향으로 이격된 위치에서 타이어와 동축방향으로 배치된 실질적으로 고리의 형태로 존재하는 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트와, 이 때 상기 제2 환상 인 서트는 동심 코일 형태로 연장하는 적어도 하나의 연장된 부재로 형성되고; 상기 제1 및 제2 환상 고정 부재 사이에 개재되고 후자와 밀접하게 결합된 탄성재료의 충전체(a filling body)를 구비한다.

카커스 구조는 제1 카커스 플라이에 외부적으로 붙은 적어도 하나의 제2 카커스 플라이를 더 포함하는 것이 바람직하고 유리하다. 이러한 제2 카커스 플라이는 제1 카커스 플라이의 실모양 부재에 대해 교차된 방향에 따라 배치된 실모양 부재를 가지는 것이 바람직하다. 제2 카커스 플라이는 제1 카커스 플라이와 같은 방법으로 만들어지는 것이 유리하고, 제1 카커스 플라이의 스트립모양 길이부에 대해 교차된 방향에 따라 배치된 각각의 스트립모양 길이부를 가질 수 있다.

스트립모양 길이부 또는 어떤 경우에 있어서 상기 각각의 카커스 플라이의 실모양 부재는 타이어의 기하학적 회전축에 방사방향인 면에 대해 0°와 25°사이에 포함된 각도로 기울어진 방향(orientation)을 적당하게 가진다.

바람직하게, 제1 환상 인서트는 제1 카커스 플라이의 외부 표면에 접촉하여 붙을 수 있다. 그 다음으로 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트가 상기 제2 카커스 플라이의 내부 표면에 접촉하여 붙을 수 있다.

다른 방법으로는, 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트가 제2 카커스 플라이의 외부 표면에 접촉하여 붙고, 상기 제2 카커스 플라이는 각각의 환상 보강 구조에 속하는 층전체 및 제2의 연장불가능한 환상 인서트사이에 각각 개재된 원주방향의 내부를 가진다.

또한 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트는 제1의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트의 방사방향의 연장선보다 더 큰 방사방향의 연장선을 가지도록 제공되는 것이 바람직하다.

탄성 재료의 충전체는 70°와 92° A 쇼오(Shore) 사이에 포함된 경도를 가지는 것이 좋다.

카커스 구조는 또한 타이어의 내부에서 상기 카커스 플라이를 코팅하는 공기 차단성 탄성재료로 만든 적어도 하나의 밀봉층 또는 라이너(liner)를 포함할 수 있다.

상기 밀봉층은 타이어의 횡단면의 윤곽을 따라 나란히 배치된 코일 형태로 연장하는 적어도 하나의 공기 차단성 탄성 재료의 리본모양의 밴드로 만들어지는 것이 바람직하다.

참조 도면을 참고하면, 본 발명에 따르는 차량 바퀴용 타이어는 일반적으로 참조 번호 1로 나타내어 진다.

타이어(1)는 적어도 하나의 제1 카커스 플라이(3)를 갖는 카커스 구조(2)를 포함한다. 상기 카커스 플라이(3)는 실질적으로 토로이달 형상을 취하며, 원주방향으로 대향하는 에지에 의해 한 쌍의 연장불가능한 환상구조(4)에 연결되고, 각각의 환상구조(4)는 타이어가 완성되었을 때 대체로 "타이어 비드(bead)"라고 확인되는 영역에 위치한다.

카커스 구조(2)의 원주방향의 외부 위치에 부착되는 것은 벨트구조(5)로서 하나 이상의 벨트스트립(6a,6b,7)을 포함한다. 트레드밴드(8)는 벨트구조(5)에 원주방향으로 중첩되고 상기 트레드밴드(8)에는 종방향 및 횡방향 절단부(cut,8a)가 형성되며, 그다음, 타이어 가황처리와 동시에 몰딩 작업이 수행되어 원하는 "트레드 패턴"을 정의하도록 배치된다.

타이어는 또한 소위 말하는 "측벽"(9)을 한 쌍 포함하는데, 측벽은 카커스 구조(2)의 대향측면에 측면으로 부착된다.

카커스 구조(2)는 또한, 그 내벽이 밀봉층(10) 즉 소위 "라이너"로 코팅될 수 있는데, 이것은 공기차단 탄성 재료층을 필수로 하여 구성되며, 팽창한 타이어를 확실히 밀폐하는데 적합하다.

토로이달 서포트(11)의 도움으로 상기 열거된 구성부재의 조립뿐만 아니라 하나 이상의 상기 구성부재의 제작이 이루어지는데, 이 토로이달 서포트가 도 2 내지 5에 도시되어 있으며 이는 제조될 타이어의 내벽과 동일한 형상을 갖는다.

바람직한 실시예에서, 타이어의 적도면(equatorial plane)에 일치하는 토로이달 서포트의 적도면 X-X에 있는 서포트의 원주방향 연장선을 따라서 표시된 것처럼 측정될 때, 바람직하게는 약 2%와 5% 사이의 선형 양(linear amount)에 따라서,토로이달 서포트(11)는 완성된 타이어에 비해 크기가 축소되어 있다.

토로이달 서포트(11)는 본 발명의 목적상 특히 중요한 것이 아니기 때문에,자세히 도시되거나 기술되지 않았다. 토로이달 서포트(11)는 팽창한 상태에서 원하는 토로이달 형상을 취하여 유지할 수 있도록, 예를 들어 접는식 드럼(collapsible drum)이나 적절히 보강된 팽창가능한 실(chamber) 또는 낭(blader)으로 이루어져 있다.

상기 언급한 것을 고려하고 난 후, 타이어(1)의 제조는 처음으로 카커스 구조(2)를 형성하는 단계를 포함하는데, 이는 밀봉층 또는 라이너(10)를 선택적으로 형성하는 것으로 시작된다.

이 라이너(10)는 토로이달 서포트에 공기차단 탄성재료로 된 적어도 하나의 리본모양 밴드(12)를 원주방향으로 감음으로써 만들어질 수 있는데, 이 탄성재료는 토로이달 서포트 자체에 가까이 위치한 압출기 및/또는 캘린더로부터 만들어진다.도 l에 보이는 바와 같이, 리본모양 밴드(12)는 나란히 연속적으로 배치된 원주방향으로의 코일형태로 감겨서 토로이달 서포트(11) 외면의 횡단면 윤곽 형태를 따르게 된다.

설명하자면, "횡단면 윤곽"이라는 것은 토로이달 서포트(11)가 그 기하학적회전축의 방사방향인 평면을 따라 절단되어 반단면도로 나타내어졌을 때의 형상을 의미하는 것이고, 상기 기하학적 회전축은 도면에 나타나지 않았다. 토로이달 서 포트(11)의 기하학적 회전축은 제조되고 있는 타이어의 기하학적 회전축과 일치한다.

리본모양 밴드(12)를 감는 것과 동시에, 카커스 구조의 제조단계에서 카커스구조의 내부 원주방향의 에지 가까이에 보조의 환상부재(l2a)가 부착될 수 있다. 이들 보조 환상부재(l2a) 각각은, 예를 들어, 토로이달 서포트(11) 상에 정의되었거나 정의될 라이너(10)의 내부의 가장자리 에지에 위치한 해당 코일과 나란히 축 방향으로 배치된 코일형태로 리본모양 밴드(12)를 감음으로써 얻어질 수 있다. 또는, 보조 환상부재(l2a)는 토로이달 서포트(11)에 위치한 각 압출기로부터 얻어진 적어도 하나의 보조 리본모양 밴드로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따라, 카커스 플라이(3)는, 하기에서 좀더 명확해지는 바와 같이, 토로이달 서포트(11) 위에 다수의 스트립모양 길이부(13)를 부착됨으로써 직접 형성되고, 상기 스트립모양 길이부(13)는 바람직하게 3mm 와 20mm 사이의 폭을 갖는 연속적인 적어도 하나의 스트립모양 부재(2a)에서 얻어진 것이다.

도 6에서 보이는 바와 같이, 연속적인 스트립모양 부재(2)의 제조는, 각각의 릴(reel,l4a)로부터 공급된 두개 또는 그 이상의 실모양 부재(14), 바람직하게는 3개 내지 10개의 실모양 부재(14)가, 압출기 자체를 통해 천연 탄성 재료를 공급해주는 제1 압출장치(16)에 연결된 압출기(15)를 통해서 가이드되어야 하는 과정을 포함한다.

"압출기"라 하는 것은 특정 분야에서 "압출 헤드(extrusion head)"라고도 하는 압출장치의 일부를 의미한다. 압출기는 제품이 통과하는 소위 "다이(die)"가 제공된 것인데, 상기 제품은 일정한 기하학적 및 치수 특징을 갖는 출구에서 그 출구의 크기와 모양에 따라 가공된다.

탄성재료와 실모양 부재(14)는 압출기(15)에서 밀접하게 결합됨으로써, 압출기 출구에서 연속적인 스트립모양 부재(2a)를 생성하게 되며, 상기 스트립모양 부재는 실모양 부재들을 합한 두께를 갖는 적어도 하나의 탄성재료(17) 층으로 형성되어 있다.

필요에 따라, 탄성재료(17)층에 실모양 부재(14)가 완전히 포함되지 않고 하나 또는 양 표면에서 보일 수 있도록 실모양 부재(14)를 압출기(15) 내로 가이드할수 있다.

실모양 부재(14)는 각각, 예를 들어, 0.6mm와 1,2mm 사이의 직경을 갖는 텍스타일 코드로, 또는 0.3mm와 2.1mm 사이의 직경을 갖는 금속 코드로 이루어질 수 있다.

필요하다면, 실모양 부재(14)는 예기치 못한 성질인 성형성(成形性)과 균질성을 카커스 플라이(3)에 줄 수 있도록 스트립모양 부재(2a)에 배치될 수 있다. 이 목적에서, 실모양 부재(14)는, 예를 들어, 실모양 부재 6개/cm 이상의 밀도로 배치될 수 있는데, 상기 밀도는 타이어(1)의 적도면 X-X 에 가까이 위치한 카커스플라이(3)에서 원주방향으로 측정된 것이다. 어느 경우이건, 인접한 실들 사이에서 적절한 고무처리 작용이 가능하게 하기 위해서는, 실모양 부재(14)를 그 중심들 사이 상호 간격이 실모양 부재 직경의 1.5배 미만이 되지 않도록 스트립모양 부재(2a) 내에 배치하는 것이 바람직하다.

압출기(15)를 빠져 나온 스트립모양 부재(2a)는 적절히 가이드되어, 제1 완충장치-보상장치(accumulator-compensator,18)를 선택적으로 통과하고, 도 2 내지 5에 보인 부착장치(19)위에 놓인다.

부착장치(19)는 필수적으로 제1 가이드부재(first guide member,20)를 포함하는데, 이 제1 가이드부재는 예를 들어, 압출기(15)에서 만들어진 연속적인 스트립모양 부재(2a)를 끌어들이기 위해 제1 완충장치-보상장치(18)의 하부에 있는 한쌍의 대향 롤러로 구성되며,

제1 가이드부재(20)의 하부에, 스트립모양 부재(2a)가 토로이달 서포트(11)의 적도면 X-X에 횡방향으로 이동가능한 제1 그립부재(21)에 연결된다.

좀더 자세히 말해서, 제1 그립부재(21)는 제1 작동 위치와 제2 작동 위치 사이에서 이동이 가능하며, 도 2에 보인 바와 같이 제1 작동 위치에서는, 상기 제1 그립부재(21)는 대향하는 롤러(20)로 구성된 제 1 가이드 부재 근방에 있는 연속적인 스트립모양 부재(2a)의 한쪽 말단과 연결되고, 도 3에 보인 바와 같이 제2 작동위치에서는, 연속적인 스트립모양 부재(2a)를 토로이달 서포트(11)의 적도면 X-X에횡방향으로 부착하기 위해 상기 제1 그립부재(21)는 제1 가이드 부재로부터 멀리 이동한다.

제1 그립부재(21)가 제2 작동 위치에 도달하면, 제2 그립부재는 제1 가이드부재 근방의 연속적인 스트립모양 부재(2a)에 연결된다.

그 다음, 절단부재(23)가 이용되어, 제2 그립부재(22)와 제1 가이드부재(20)사이에 포함된 연속적인 스트립모양 부재(2a)를 일정범위로 절단하고, 소정 연장선 "L"의 스트립모양 길이부(13)를 형성하게 된다.

절단 부재(23)로 절단 작용을 행한 후에는, 얻어진 스트립모양 부재(13)가 토로이달 서포트의 적도면에 대해 중심에 위치하여 횡방향으로 부착된다.

그 다음, 스트립모양 길이부(13)를 토로이달 서포트(11)에 가까이 방사방향으로 이동시킴으로써 그립부재(21, 22)는 토로이달 서포트(11)의 기하학적 축 방향으로 동시에 이동된다. 이 상태에서, 왕관부(24)가 스트립모양 길이부(13)의 종방향 연장선상의 중심 위치에서 형성되고, 상기 왕관부는 토로이달 서포트(11)에서 방사방향 외부 위치에 연장되어 있다.

도 4에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 그립 부재(21, 22)가 방사방향으로 계속 이동하기 때문에, 스트립모양 길이부(13)의 대향 말단이 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축에 가까이 방사방향으로 이동되고, 토로이달 서포트의 기하학적회전축에 직교하는 평면에 실질적으로 연장되어 있는 두 개의 측부(25)가 서로 축 방향으로 이격된 위치에서 형성된다.

그 다음 그립 부재(21, 22)가 토로이달 서포트(11)에 가까이 이동함에 의해 스트립모양 부재의 대향 말단이 토로이달 서포트(11)에 잘 부착됨으로써 길이부(13)의 부착이 완성된다. 여기서, 상기 길이부(13)는 토로이달 서포트의 횡단면 윤곽의 U자 모양 형상을 실질적으로 취하게 된다.

그립 부재(21, 22)의 지지하거나 이동을 안내하기 위한 구성부재는 첨부 도면에 나타나지 않았는데, 그 이유는 본 기술 분야의 업자라면 이들 구성성분을 편리한 방법으로 만들 수 있고, 또 어느 경우이건 본 발명의 목적에는 중요하지 않기 때문이다.

만약 필요하다면, 스트립모양 길이부의 측부(25)는 토로이달 서포트(11)의 측벽에 압착되는 단계를 거칠 수 있다. 이를 위해서, 도시되지는 않았지만 한 쌍의 압착 롤러 또는 이와 동등한 수단이 토로이달 서포트(11)의 대항 측에 작동하도록 제공될 수도 있으며, 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축을 향하여 방사방향으로의 슬라이딩(sliding) 및 이와 동시에 미는 작용(thrust action)에 의해 상기의 각 롤러가 각 측부(25)에 작용될 수 있도록 롤러가 배열된다.

실모양 부재(14)에 코팅된 층(17)을 형성하는 천연 탄성 재료의 점착성(sticky character) 때문에, 토로이달 서포트(11) 위에 라이너(10)가 없다하더라도스트립모양 길이부(13)는 토로이달 서포트(11)의 표면에 안정되게 부착될 수 있다. 좀더 자세히 말해서, 스트립모양 길이부(13)가 토로이달 서포트(11)의 횡단면 윤곽의 방사방향 외부 영역에 접촉하자마자 상기의 부착이 이루어진다.

탄성 재료의 자연적인 점착성에 더하여, 또는 그 대신, 토로이달 서포트에 배열된 하나 이상의 적정 구멍(26)을 통해 만들어진 흡입 작용을 행함으로써 하나이상의 스트립모양 길이부(13)가 토로이달 서포트(11)에 유지될 수 있다.

각 스트립모양 길이부(13)의 절단 작용시 이미 부착된 스트립모양 길이부(13)와 원주방향으로 나란하게 스트립모양 길이부를 토로이달 서포트에 부착하는 방식으로, 토로이달 서포트는 부착 장치(19)의 작동과 동시에 단계적인 이동에 따라 각도 회전할 수 있다.

각각의 스트립모양 길이부(13)의 원주방향 분포 피치가 스트립모양 길이부의 폭에 해당하는 첨부도면에 개략적으로 보인 실시예에서, 토로이달 서포트의 각도 회전 피치는 상기 길이부의 폭에 해당한다.

그러나, 스트립모양 길이부(13)의 원주방향 분포 피치는 스트립모양 길이부의 폭의 배수에 해당하게 할 수도 있다. 이 경우, 토로이달 서포트(11)의 각도 이동 피치는 상기 원주방향 분포 피치에 해당할 것이다. 본 발명의 목적에 따라 주목해야 할 것은, 달리 언급할 때를 제외하고는 "원주방향"이라는 용어는 적도면 X-X에 놓이고 토로이달 서포트(11)의 외면에 가까이 있는 원주를 말한다는 것이다.

부착 장치(19)의 상기 작동 순서 때문에, 얻어진 제1 카커스 플라이(3)에서 각각의 스트립모양 길이부(13)의 왕관부(24)는 토로이달 서포트(11)의 원주방향 연장선을 따라 나란히 연속적으로 배치되고, 반면, 각 길이부(13)의 측부(25)는 이미 부착된 적어도 하나의 길이부(13)의 측부(25)와 부분적으로 겹치고, 또, 그 다음에 부착되는 적어도 하나의 길이부(13)의 측부(25)와도 부분적으로 겹친다. 첨부 도면에서, 제1 카커스 플라이(3)를 형성하는 스트립모양 길이부(13)의 겹치는 영역은l3a 라는 부호로 표시된다.

도 8에서 분명히 알 수 있는 바와 같이, 상호 겹친 관계에 있는 측부(25)는 실질적으로 토로이달 서포트의 기하학적 회전축의 방향으로 서로를 향하여 δ의 각도로 이동한다. 상기 각도 값은 스트립모양 부재(13)의 폭 "W"에 관련 있으며, 어느 경우이건 원주방향 분포 피치는 물론 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축으로부터 최대 거리 지점에서 측정된 최대 반지름 R의 값에도 관련 있다.

인접하는 측부(25) 사이의 상호 수렴 때문에, 상기 측부가 서로 겹치는 부분, 즉, 겹치는 영역(l3a)의 원주방향 폭은 점진적으로 감소하여, 측부의 방사방향내부 말단에서 최대값으로 시작하여 측부(25)와 왕관부(24) 사이의 전이영역에서 제로("0")가 된다.

토로이달 서포트의 기하학적 회전축으로부터 최소 거리인 지점에서 측정된 최소 반지름 R' 와 최대 반지름 R 사이의 차이로 인해, 실모양 부재(14)의 평균 밀도, 즉, 소정 길이의 원주방향 섹션에 있는 실모양 부재(14)의 양은 상기 기하학적 회전축으로 가까이 이동함에 따라 점진적으로 증가함을 주목해야 한다.

사실상, 밀도가 증가하는 것은 최대 반지름 R 과 최소 반지름 R' 사이 비율 값에 비례한다.

상호 겹친 두 개의 측부(25)에 속한 실모양 부재(14)는 상기 각도 δ에 해당하는 각도로 각기 교차된 방향으로 배치되며, 상기 각도는 각 길이부(13)의 폭과 원주방향 분포 피치는 물론 최대 반지름 R의 값에도 관련 있다.

필요에 따라, 만약 실모양 부재(14)의 교차 각도를 변경하고자 한다면, 연속적인 스트립모양 부재(2a)의 종방향 연장 영역에 압착 단계를 더 행할 수도 있으며, 상기 종방향 연장 영역은 상기 절단 작용으로 얻어지게 될 스트립모양 부재(13)의 말단에 해당한다. 이러한 방식으로, 형성된 카커스 플라이(3)의 내부 원주방향 에지에 위치한 보다 큰 폭을 갖는 영역이 각각의 스트립모양 길이부(13)의 연장선에서 정의된다.

각 길이부(13)의 측부(25)를 형성하기 위한 종방향 연장 섹션에서 상기 스트립모양 부재를 압착할 수 있도록, 연속적인 스트립모양 부재(2a)를 압착하는데 적합한 보조의 압착 롤러(미도시) 또는 상기 가이드 롤러(20)에 의해 상기 압착 작용이 이루어질 수 있다. 압착 작용은 탄성층(17)의 두께를 감소시키고 스트립모양 부재(2a)의 폭을 증가시키며, 결과적으로 실모양 부재(14)는 서로 멀리 이동하게 된다.

제1 그립부재(21)의 이동 방향에 대해 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축의 방향을 적절히 기울임으로써, 길이부(23)의 왕관부(24)에 소정 경사가 주어지게 되는데, 상기 경사는 예를 들어 기하학적 축을 지나는 방사방향 평면에 대해 0°내지 25° 사이가 된다. 좀더 자세히 말해서, 만약 타이어(1)에 단 하나의 카커스 플라이(3)가 제공되었다면 상기 경사는 바람직하게 0° 내지 3° 사이가 된다.또는 본 발명 실시예에 나타난 바와 같이 만약 카커스 구조가 두 개의 카커스 플라이(3, 31)를 포함한다면 10° 내지 20° 사이에, 보다 바람직하게는 15° 에 해당하게된다.

일반적으로 카커스 구조(2)를 완성하는 것은, "비드"라고 알려진 카커스 영역을 만들기 위해, 이미 설명된 방법으로 얻어진 카커스 플라이(3)의 각 내부 원주방향 에지에 가까운 영역에 상기의 연장불가능한 환상 구조(4)를 붙이는 단계를 포함하며, 상기 비드는 특히 타이어를 해당 설치 림에 확실히 고정하기 위한 것이다.

상기 각각의 연장불가능한 환상 구조(4)(도 10)는, 토로이달 서포트(11)의 기하학적 회전축과 동심인 고리(annulus) 모양인, 그리고 제1 카커스 플라이(3)의 해당 내부 원주방향 에지에 가까이 위치한 원주방향으로 연장불가능한 제1 환상 인 서트(27)를 포함한다.

제1 환상 인서트(27)는 실질적으로 여러 개의 동심 코일(27a)을 형성하도록 감긴 적어도 하나의 신장된 금속 부재로 만들어진다. 코일(27a)은 연속 나선(continuous spiral)에 의해 정의되거나 각각의 신장된 부재로 형성된 동심 링에 의해 정의될 수 있다.

제1 환상 인서트(27)와 결합된 것은 원주방향으로 연장불가능한 제2 환상 인 서트(28)로서, 이것은 제1 환상 인서트(27)와 나란히 동축방향으로 배치된 각각의 고리(annulus) 모양으로 연장되어 있다.

제2 환상 인서트(28) 역시 실질적으로 여러 개의 동심 코일(28a)을 형성하도록 감긴 적어도 하나의 신장된 금속 부재로 만들어지며, 상기 코일(28a)은 연속 나선에 의해 정의되거나 각각의 신장된 부재로 형성된 동심 링에 의해 정의될 수 있다.

바람직하게, 제2 환상 인서트(28)는 환상 인서트의 최대 외부 반지름과 최소내부 반지름 사이의 차이로 주어진 방사방향의 연장을 가지며, 이것은 제1 환상 인 서트(27)의 방사방향 연장보다 더 큰 것이다.

제1, 2 환상 인서트(2, 28)에 개재된 것은 적어도 하나의 충전체(29)로서 70°내지 92°A 쇼오(shore)에 바람직하게 포함된 경도를 갖는 탄성 재료로 이루어진다.

하기에서 보다 명확해지는 바와 같이, 타이어 사용시 상기의 환상 구조(4)는 타이어(1)의 회전축에 평행한 방향의 미끄럼 추력(slip thrust)의 효과를 받는 상태에서 림의 레스팅 포인트(resting point) 주위를 회전하려는 비드의 경향을 효과적으로 방해한다. 회전하려는 상기 경향은 타이어가 부분적으로 또는 완전히 수축된 상태에서 이용될 때 특히 분명해진다.

바람직하게, 각각의 환상 구조(4)를 완성하는 것은, 타이어 회전축에 해당하는 기하학적 감는 축 주위에서 점차 증가하는 직경의 원주에 따라 적어도 하나의 신장된 부재를 상호 나란히 배치된 동심 코일(27a)에 부착함으로써, 몰드(30a) 안에 정의된 몰딩 캐비티(30) 내에 연장불가능한 제1 환상 인서트를 형성하는 것을 포함한다.

상기 작용은 몰드(30a, 30b)의 제1 치크(cheek)에 배열된 나선형 배치(helical seating)형태로 신장된 부재를 감음으로써 바람직하게 수행될 수 있으며,상기 몰드는 이 목적을 위해 그 자신의 기하학적 축 주위를 회전하게 된다.

그 다음, 몰딩 캐비티(30) 내에는 제2 환상 인서트(28)가 위치되며, 제2 환상 인서트는 제1 환상 인서트(27)의 형성에 대해 앞서 설명된 것과 같은 방법으로 형성된다. 환상 인서트(27, 28)를 하나 또는 둘 모두 형성하기 위한 부재 또는 신장된 부재를 부착하는 단계는 바람직하게 고무처리 단계 다음에 수행되며, 상기 고무처리 단계 동안에는 신장된 부재, 바람직하게는 금속 재료가 적어도 하나의 천연탄성 재료 층으로 코팅되고, 상기 천연 탄성 재료는 신장된 부재 자체에 고무-금속이 매우 잘 결합되게 할뿐만 앞서 언급한 나선형 배치에 잘 고정되기 위한 부착성을 높인다.

제1 치크(30a) 및/또는 제2 치크(30b)는 또한 자기(magnetic) 재료로 만들어질 수 있고, 또는 편리하게 각각의 신장된 부재를 끌어들이고 유지할 수 있도록 전자기적(electromagnetic) 방법으로 가동될 수 있고, 그렇게 함으로써 코일(27a 및/또는 28a)이 형성된 상태로 확실히 고정되도록 위치될 수 있다.

그 다음, 충전체(29)가 몰딩 캐비티(30) 내에 형성된다. 소정 부피를 갖는 천연 탄성 재료로 이루어진 적어도 하나의 환상 부재를 각각의 치크(30a, 30b)에 형성된 제1,2 환상 인서트 사이에 개재함으로써, 상기 충전체는 편리하게 형성된다. 몰드가 닫힌 상태에서 치크(30a, 30b)가 서로 가까이 이동될 때 환상 부재의 부피가 몰딩 챔버(chamber,30)의 내부 부피에 해당한다면, 상기의 환상 부재는 편리하게 횡단면 형상을 어느 것이라도 가질 수 있다.

일단 환상 부재가 치크(30a, 30b) 사이에 위치되고 나면, 치크를 상호 근접시킴으로써 몰딩 캐비티(30)가 닫힌다. 이 상태에서, 몰딩 캐비티(30)의 부피가 감소하여, 천연 탄성 재료로 이루어진 환상 부재가 제1,2 환상 인서트(27, 28) 사이에서 압착된다. 상기 환상 인서트는 몰딩 캐비티를 완전히 충전하게 될 때까지 변형이 이루어지고, 이렇게 함으로써 충전체(29)를 형성하게 된다. 상기 충전체는제1,2 환상 인서트(27, 28)에 밀접하게 결합된다.

상기한 바와는 다른 실시예로서, 치크(30a, 30b)를 서로 가까이 이동시킨 다음, 주입을 통한 탄성 재료로 몰딩 캐비티(29)를 충전시킴으로써 또는 본 기술 분야에 있는 사람이 편하다면 기타 다른 방법을 이용하여, 충전체(29)를 형성할 수 있다.

연장불가능한 환상 구조(4)는 토로이달 서포트(11) 가까이에서 상기한 바와 같이 완성되어, 상기 구조는 직접 몰드(30a, 30b)로부터 제거되고 적절한 처리장치를 이용하여 제1 카커스 플라이(3)에 측면으로 부착되며, 상기 장치는 본 발명의 목적에는 중요하지 않기 때문에 설명하지 않는다.

본 발명의 또다른 중요 특징에 따라, 카커스 구조(2)를 완성하는 것은 적어도 하나의 제2 카커스 플라이(31)를 형성하는 것을 추가로 포함한다. 바람직하게, 상기의 제2 카커스 플라이(31)는 제1 카커스 플라이(3)와 연장불가능한 환상 구조(4) 위에 직접 형성될 수 있어서, 도 10에 보이는 바와 같이, 각 환상 구조(4)의 제2 환상 인서트(28)는 제2 카커스 플라이의 내면과 접촉하도록 배치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 우선 제1 환상 인서트(27) 만을 충전체(29)와 결합되게 형성하여 제2 환상 인서트(28)가 그 다음 제2 카커스 플라이(31)의 형성부에 부착됨으로써 각각의 환상 구조(4)가 완성된다. 이 경우에, 제2 카커스 플라이(31)의 각 내부 원주방향 부분은 각각의 충전체(29)와 제2 환상 인서트(28) 사이에 개재되며, 제2 환상 인서트는 제2 카커스 플라이의 외면에 접촉하도록 부착된다.

제2 카커스 플라이(31)는 제1 카커스 플라이(3)에 속하는 실모양 부재(14)에 대해 교차된 방향에 따라 배치된 각각의 실모양 부재(32)를 가지도록 하는 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.

더욱 상세하게는, 제2 카커스 플라이(31)가 바람직하게 제1 카커스 플라이(3)의 제조에 관해 이미 설명한 것과 같은 방법으로, 즉 각각의 스트립모양 길이부(33)의 연속적인 부착에 의해 형성되어, 원주방향으로 나란히 배치된 각각의 왕관부(34) 및 인접한 스트립모양 길이부(33)의 측부(35)와 부분적으로 겹친 측부(35)를 정의한다. 첨부 도면에서, 제2 카커스 플라이(31)를 형성하는 스트립모양 길이부(33)의 겹침 또는 상호 중첩 영역은 (33a)로 표시된다.

편의상, 제 2 카커스 플라이(31)의 스트립모양 길이부(33)는 제 1 카커스 플라이를 형성하는 스트립모양 길이부(13)에 비례하는 횡단 방향에 따라 배치된다. 또한, 적도면 X-X을 참조하여 제 2 카커스 플라이(31)의 스트립모양 길이부(33)의 기울기는 제 1 카커스 플라이(3)에 속하는 스트립모양 길이부(13)의 기울기와 실질적으로 동일한 값을 가져야 한다는 것이 바람직하게 제공된다.

방사형 타입의 타이어에서 벨트 구조(5)는 카커스 구조(2)에 부착된다.

이러한 벨트 구조(5)는 당해 기술분야에서 숙련된 기술을 가진 사람에게 편리한 방식으로 만들어질 수 있고 실시예에서 벨트 구조(5)는 각 횡단 방향으로 코드를 갖는 제 1, 제 2 벨트 스트립(6a, 6b)을 본질적으로 구비한다. 벨트 스트립에 중첩된 것은 보조 벨트 스트립(7)으로, 예를 들어 제 1, 제 2 벨트 스트립(5, 6)에 축방향으로 나란히 배치된 코일의 적어도 하나의 연속 코드를 감음으로써 얻어진다.

그리고 나서, 당해 기술분야에서 숙련된 기술을 가진 사람에게 편리한 방식으로 얻어지는 트레드 밴드(8)와 측벽(9)은 벨트 구조(5)에 부착된다.

토로이달 서포트(11)에 타이어의 완성을 위해 실제로 바람직하게 배치될 수 있는 벨트 구조, 측벽 및 트레드 밴드의 실시예는 동출원인의 이름으로 출원한 유럽 특허 출원 번호 97830632.2호에 설명되어 있다.

제조된 타이어(1)는 토로이달 서포트(11)에서 제거된 후 종래의 공지된 방법으로 수행될 수 있는 가황처리 단계에 적용될 수 있게 된다.

실행가능한 다른 실시예에 따르면, 폐쇄된 관모양 부분의 공기관은 가황 단계전에, 라이너(10)에 더해서, 또는 라이너 대신에 타이어(1)에 결합되고, 상기 공기관은 상기 타이어가 토로이달 서포트(11)에서 제거된 다음 카커스(2)내로 삽입되는 것이 바람직하다. 이러한 공기관은 첨부 도면에 도시되지 않았고, 타이어가 가황 몰드(a vulcanization mould)내로 도입된 후에 팽창되어 상기 몰드 벽에 대해, 그리고 특히 트레드 패턴의 종방향 및 횡방향 절단부(8a)를 정의하도록 의도된 몰드 부분에 대해 타이어가 완전히 접착되도록 하기 위해 필요한 내부 압력을 공급한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 따르면, 가황 단계가 진행되는 동안, 카커스 플라이(3, 31) 및 벨트 스트립(6a, 6b, 7)은 그것들의 예비 인장(pre-tensioning)을 달성하도록 스트레칭 단계가 행해지고, 2%와 5% 사이에 포함되는 타이어 자체의 적도면 X-X에 있는 원주방향 연장선상에서 측정된 선형 양으로 타이어를 팽창시킨다. 이러한 스트레칭 단계는 상기 언급된 공기관, 또는 가황 장치에 사용되는 다른 형태의 팽창실 또는 팽창낭의 팽창압의 효과에 의해 달성될 수 있다.

본 발명은 중요한 이점을 달성한다.

사실상, 관련 타이어는 타이어가 차차 형성되는 토로이달 서포트상에서 직접 또는 여하한 토로이달 서포트에 매우 가까운 곳에서 상이한 부품들을 제조함으로써 얻을 수 있다. 이러한 방법으로 일반 유형의 제조 공정에 공통적으로 있던 반제품의 제조, 저장 및 취급에 관련된 모든 문제는 해소된다.

하나의 탄성층에 포함되고 몇 개의 코드로 형성된 스트립모양 길이부를 부착함으로써 카커스 플라이를 형성하는 것은 중요한 이점이 달성되도록 한다. 제일 먼저, 위에서 언급한 US 특허 5,362,343호에서 설명된 방법과 비교해서, 각 카커스 플라이의 제조 시간은 스트립모양 길이부(13) 또는 길이부(13)가 나오는 연속 스트립모양 부재(2a)에 함유된 만큼의 많은 실모양 부재를 동시에 부착함에 따라 크게 감소될 수 있다. 또한 스트립모양 길이부(13)를 사용하면 토로이달 서포트상에서 미리 라이너(10)를 부착할 필요가 없다. 사실상, 연속 스트립모양 부재(2a)를 형성하는데 사용된 탄성층(17)은 단독으로 토로이달 서포트(11)에 상기 부재(2a)가 효율적으로 부착되게 할 수 있으므로, 개개의 길이부(13, 33)의 위치가 안정하게 된다.

스트립모양 길이부(13, 33) 및 그안에 통합된 실모양 부재에 관한 위치의 정확도는 각 스트립모양 길이부가 부착 장치(19)에 의해 전달될 수 있는 진동 또는 유사한 요동 효과에 영향을 받지 않게 하는 중요한 구조적 일관성을 갖는다는 사실에 의해 더욱 향상된다. 이와 관련하여, US 특허 제5,362,343호에 설명된 것처럼, 개별적인 코드의 부착은 엄밀하게 부착단계 동안에 상기 코드에 의한 진동 및/또는 요동 때문에 다소 문제가 있을 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 다수개의 실모양 부재를 동시에 부착하는 경우는 상기 부착 장치(19)가 개개의 코드의 부착에 쓰일 때 요구되던 것보다 더 느린 속도로 조작되도록 할 수 있고, 이것은 다른 한편으로 작업의 정확성의 관점에서 생산성을 손상시키지 않는 다는 또 다른 이점이 있다.

그 외에도, 스트립모양 길이부가 완성 타이어와 실질적으로 동일한 윤곽을 가진 토로이달 서포트에 직접 왕관모양으로 부착되는 사실은 당해 기술 분야에서 카커스 플라이가 원통형 슬리브(a cylindrical sleeve)의 형태로 부착되고 토로이달 형태로 모양을 갖추도록 하는 공지 방법에 의해서는 달성될 수 없던 밀도가 달성되도록 하고, 결국 이것은 완성 타이어에 왕관모양으로 배치된 카커스 플라이 코드를 얇게 할 것이다.

상기에 덧붙여, 각각의 스트립모양 길이부는 가능한 흡입관(26)을 통해 발생된 진공 효과에 의해 토로이달 서포트에 변함없이 고정될 수 있고, 상기 진공에 의한 변함없는 고정은 개개의 실을 부착하는 공지의 공정에 의해서는 달성될 수 없다.

필요하다면, 스트립모양 길이부의 측부는 토로이달 서포트 축에 방사인 방향에 대해 적절히 증가된 경사로 배치될 수 있고, 이러한 경사는 가황시에 타이어에 행해진 스트레칭 단계동안의 타이어의 팽창을 효율적으로 돕도록 할 수 있다. 사실상, 이 단계동안, 측부(25, 35)는 상기 측부 사이에서 연장하는 왕관부(24, 34)와 함께 타이어에 대해 방사인 면으로 방향이 정해지는 경향이 있다.

해당 타이어의 구조 및 구성 개념은, 특히 카커스 구조(2)에 관해서, 특히 일반적으로 더 큰 구조적 강도가 요구되는 측벽과 비드에 가까이에서의 구조적 강도의 관점에서, 그리고 작동(behaviour)의 관점에서, 특히 타이어가 곡선도로 상에서 주행될 때 발생하는 미끄럼 추력의 작용에 있어서의 중요한 개선점이 달성되도록 한다.

사실상, 각 카커스 플라이(3, 31)가 다른 카커스 플라이로부터 분리되도록 고려되었다 해도, 스트립모양 길이부(13, 33)의 상호 중첩 또는 부분적인 겹침이 타이어 측벽 영역에서 제1 구조적 강화를 일으킨다. 이러한 강화는 또한 상기한 바와 같이, 스트립모양 길이부(13, 33)의 상호 중첩의 영역에서 두 개의 길이부에 속한 상기 실모양 부재(14, 32)가 서로 교차된 방향으로 배치된다는 사실로 의해 향상된다.

제1 및 제2 카커스 플라이(3, 31)를 형성하는 스트립모양 길이부(13, 33)의 서로 교차된 방향은 카커스 구조(2)에 대한 제2 강화 요소의 구성요소이다. 이러한 제2 강화 요소는 부분적으로는 각각 제1 및 제2 카커스 플라이(3, 31)에 속한 실모양 부재(14, 32)에 제공된 서로 교차된 배열에서 생기고, 부분적으로 제1 및 제2 카커스 플라이에 속한 길이부(13, 33)의 겹침 또는 중첩 영역(13a, 33a)에 서로 교차된 배열에서 생긴다.

이러한 중첩 영역(13a, 33a)의 교차된 배열은 도 11에 분명하게 도시되어 있다. 상기 도면으로부터 각각 제1 및 제2 카커스 플라이(3, 31)에 속한 상호 중첩 영역(13a, 33a)은 타이어에 예외적인 구조적 강도를 제공하는 네트워크 구조의 형태를 정의한다는 것을 쉽게 알 수 있다. 특히, 이러한 방법으로, 예를 들어 차도의 가장자리에 부딪히는 우연한 충격에 대한 내성, 그리고 회전축 주위에 꼬임 응력에 대한 타이어 내성과 같은 품질이 향상되고, 이는 가속 및 제동하는 동안 모두 높은 토크값(torque value)을 견디기에 알맞은 타이어를 만든다.

위에 덧붙여, 연장불가능한 환상 구조(4)의 구조 특성은 비드 및 측벽 영역에서 타이어의 구조적 강도를 더 증가시키도록 구성된다.

사실상, 카커스 플라이(3, 31)에 밀접하게 결합된 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(27, 28)의 존재는 제1 및 제2 카커스 플라이(3, 31)에 속하는 서로 교차된 실모양 부재(14, 32)사이에 추가 "결합(bond)"을 만든다. 따라서, 카커스 구조(2)는 일반적으로 "플리퍼(filippers)"로 불리고, 연장불가능한 환상 구조(4) 주위에 풀매듭(slipknot)처럼 감긴 부가의 스트립모양 인서트를 사용할 필요없이 타이어 비드에 해당하는 영역에서 더 강화된다. 상기 플리퍼는 공지 기술과 반대로 사용된다.

도 12와 13을 비교함으로써 예를 들어 타이어가 곡선도로 상에서 주행될 때 발생된 타이어의 축방향으로 향한 미끄럼 추력의 영향을 받아 타이어 작동과 관련한 상기 구조 방편에 의해 만들어진 향상을 쉽게 알 수 있다. 명확히 하기 위해, 단면 해칭(section hatching)은 도 12와 13에 도시된 타이어에서 의도적으로 생략되었다. 또한 미끄럼 추력에 의해 시작된 현상을 좀 더 강조하기 위해 도 12와 13이 부분적인 수축의 상태에 있는 타이어에 관한 것이다.

더욱 상세하게, 도 12는 각 림(100)상에 장착된 종래 형태의 타이어(101)를 도시한다. 상기 림은 각 타이어 비드에 알맞게, 상기 림의 외부 측면 에지를 한정하는 플랜지(100b) 및 안전 험프(security hump)(100c)에 의해 축방향으로 범위가 정해진 비드 시트(100a)를 가진다. 타이어(101)의 상이한 성분은 본 발명에 따른 타이어(1)의 해당 부품에 쓰인 번호에 100을 더하여 번호를 매겼다.

공지 기술에 따라 만든 타이어(101)에서, 카커스 플라이 또는 플라이들은 곡선도로 상에서, 트레드 밴드(108)와 지면의 마찰에 의해 타이어의 회전축에 평행하게 발생된 미끄럼 추력(T)의 영향을 받아, 타이어 측벽에 구부러지는 경향이 있다.

카커스 구조(102)의 플라이 또는 플라이들(103)을 따라 연장불가능한 환상 구조(104)까지 전달된, 이러한 미끄럼 추력(T)는 방사방향의 분력(Tr) 및 축방향의 분력(Ts)을 발생시킨다. 방사방향의 분력(Tr)은 상기 구조의 전체 원주방향의 부피에 걸쳐, 림(100)에 제공된 각 시트(100a)상에 위치하는 환상 구조(104)의 원주방향으로의 연장불가능성에 의해 중화된다. 타이어의 적도면으로 향한 축방향의 분력(Ts)은 상기 타이어 비드를 림(100)의 플랜지(100b)에서 멀리 이동시키고, 일반적으로 안전 험프(100c)에 의해 중화된다. 하지만 안전 험프의 방사방향의 크기는 오히려 제한되고, 축방향의 분력(Ts)이 정해진 값을 초과할 때, 타이어 비드가 각 시트(100a)로부터 이동되는 일이 쉽게 일어날 수 있고, 그 즉시 타이어(100)가 완전히 수축되고 그에 따라 타이어의 기능성이 손실된다. 이러한 현상은 또한 공지 기술에 따라 구성된 타이어 비드가, 미끄럼 추력(T)의 영향을 받아, 안전 험프(100c)상에서 "구르는" 경향이 있다.

비드를 제자리에서 벗어나게 하는 상기 현상이 발생할 수 있다는 문제는 부분적으로 수축된 상태에서 타이어를 주행시킬 때 특히 중요하고, 따라서 카커스 구조(102)는 미끄럼 추력의 영향을 받아 중요한 변형을 거치게 된다.

도 13을 참고로 타이어에 관해 살펴보면, 제1 및 제2 카커스 플라이(3, 31)사이에 개재된 본 발명의 환상 구조(4)는 미끄럼 추력(T)의 영향을 받아, 타이어 비드가 림(100)에 제공된 각각의 안전 험프(100c)에 대한 레스팅 포인트(resting point) 주위에 회전하지 못하게 한다.

더욱 상세하게는, 카커스 플라이(3, 31)의 내부에 위치되고 각각의 카커스 플라이와 직접 접촉하며 충전체(29)를 개재함으로써 서로 이격된 상기 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(27, 28)의 존재는 효율적으로 비드가 미끄럼 추력의 영향을 받아 휘고 회전하는 일이 없도록 한다. 사실상, 도 13을 살펴볼 때, 미끄럼 추력(T)가 연장불가능한 환상 구조(4)를 타이어(1)의 적도면쪽으로 쉽게 구부러진다는 사실을 알 수 있다. 이러한 환경에서, 제1 환상 인서트(27)는 방사방향으로 압축되고, 반면에 제2 환상 인서트(28)는 방사방향으로 인장 응력을 받는다. 하지만, 인서트(27, 28)를 형성하는 개별 코일(27a, 28a)의 원주방향으로의 연장불가능성, 그리고 중첩 영역(13a, 33a)에서 서로 교차된 각각의 실모양 부재(14, 32)를 가지는 각각의 카커스 플라이(3, 31)와 상기 인서트의 친밀한 결합은 연장불가능한 환상 구조(4)의 휨 변형 성질을 거의 완전히 억제시킨다.

미끄럼힘(T)은 제1 및 제2 카커스 플라이 사이에 똑같이 공유되고 상기 플라이들을 따라 상기 구조(4)에 제공된 각각의 제1 및 제2의 연장불가능한 환상 부재(27, 28)까지 전달된다.

이러한 상황에서, 제1 카커스 플라이(3)를 따라 제1 환상 인서트(27)에 가까이 까지 전달된 미끄럼힘(T) 부분은 상기 비드를 비드 시트(55)에서 멀리 이동시키고 환상 구조(4)의 원주방향으로의 연장불가능성에 거스르는 방사방향의 분력(Tr₁), 그리고 상기 비드를 원주방향의 플랜지(53)에 대해 밀어 내는 축방향의 분력(Ts₁)을 일으킴에 따라, 상기 비드의 안정된 위치를 유지한다.

상기 제2 카커스 플라이(31)를 따라 전달된 미끄럼힘(T)은 또한 제2 환상 인서트(28)의 원주방향으로의 연장불가능성에 의해 거스르는 방사방향의 분력(Tr₂), 그리고 상기 비드를 플랜지(100b)에 대해 밀어 내는 축방향의 분력을 발생시키는데, 상기 축방향의 분력은, 도시된 경우에서처럼, 제2 카커스 플라이의 원주방향의 내부 에지가 타이어 축에 수직인 방향을 취할 때 실제로 영의 값을 가진다.

상기 비드의 올바른 위치는 어떤 경우에서도 상기 축방향의 분력(Ts₁)에 의해 확실히 지켜진다.

이러한 방법으로 본 발명에 따라 만든 비드를 갖는 타이어는 0.5 bar의 팽창 압력이 될 때까지 비드를 그 자리에서 이동시키지 않고 소위 말하는 "J-곡선 테스트(J-curve Test)"를 견디는 반면, 공지 기술에서는 0.8-1.0 bar 보다 낮은 압력에서 비드의 자리 이동을 막지 못하는 타이어가 받아들여졌다.

또한 환상 인서트(27 및 28)는 비드에서 추가로 타이어에 대한 구조적 보호를 제공한다.

측벽에서 구조적 강도의 증가는 카커스 구조 왕관부에서 과도한 강성을 수반하지 않고 바람직하게 얻을 수 있으며, 상기 왕관부에서는 각 플라이의 길이가 서로 중첩되지 않는 상태에서 원주방향으로 나란히 배치된다. 이러한 측면은 타이어가 전달할 수 있는 높은 토크값으로 인해, 측벽의 구조적 강도가 대단히 중요한 고성능 감소된 윤곽 타이어에 대해서 특히 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어를 절단하여 분리한 부분 사시도

도 2 내지 5는 타이어 제조 단계시 타이어를 운반하는 토로이달 서포트의 직경 단면에 직교하는 방향으로 보았을 때 각각 다른 작동 단계에 따른 카커스 플라이 제조 장치를 보여주는 도면

도 6은 카커스 플라이를 형성하기 위한 연속적인 스트립모양 부재의 제조를 보여주는 도면

도 7은 상기 스트립모양 부재 횡단면의 일례를 보여주는 도면

도 8은 본 발명에 따른 타이어의 제1 카커스 플라이를 형성하기 위해 스트립모양 길이부를 부착하는 순서를 나타낸 부분 사시도

도 9는 타이어를 제조하는 몰딩 단계 동안 타이어 비드에 삽입되는 연장불가능한 환상 구조의 직경 단면을 일부 보여주는 도면

도 10은 제1 카커스 플라이와 제2 카커스 플라이 사이에 측면으로 붙이는 연장불가능한 환상 구조의 부분 사시도

도 11은 두 개의 다른 카커스 플라이에 속한 개별적인 스트립모양 길이부의 서로 겹친 관계에 있는 부분의 상호 배열을 강조하기 위해 측면으로 투명하게 보았을 때의 본 발명에 따른 타이어의 카커스 구조를 보여주는 도면

도 12는 종래 타이어가 각 설치 림(mounting rim)에 설치되고 미끄럼 주행(slip run) 및 부분적으로 수축된(partial deflation) 상태에 있을 때의 반단면도

도 13은 본 발명에 따른 타이어가 각 설치 림에 설치되고 미끄럼 주행 및 부분적으로 수축한 상태에 있을 때의 반단면도

Claims (27)

1. 타이어(1)의 횡단면의 윤곽에 대해 실질적으로 U자형으로 각각 연장하는 실모양 부재(14)를 포함하는 적어도 하나의 카커스 플라이(3, 31) 및 상기 카커스 플라이(3, 31)의 각 원주방향의 내부 에지에 가깝게 각각 연결된 한쌍의 원주방향으로 연장불가능한 환상 구조(4)를 갖는 카커스 구조(2)와;

   상기 카커스 구조(2)의 원주방향의 외부 위치에 붙여진 벨트 구조(5)와;

   상기 카커스 구조(2)의 원주방향의 외부 위치에 붙여진 트래드 밴드(8)와;

   상기 카커스 구조(2)의 대향하는 측면 위치에 붙여진 적어도 한쌍의 측벽(9)을 구비하는 차량 바퀴용 타이어에 있어서,

   상기 적어도 하나의 카커스 플라이(3, 31)는 종방향으로 서로 평행하게 배치되고 적어도 하나의 천연(raw) 탄성재료 층(17)으로 적어도 일부가 코팅된 적어도 두 개의 상기 실모양 부재(14, 32)를 구비하는 다수의 스트립모양 길이부(13, 33)를 구비하고,

   각각의 상기 스트립모양 길이부(13, 33)는 타이어(1)의 횡단면의 윤곽 주위에 실질적으로 U자 형상으로 연장되어, 축방향으로 서로 이격된 위치에서 타이어(1)의 기하학적 회전축에 직교하는 면으로 실질적으로 연장하는 두 개의 측부(25, 35) 및 상기 측부(25, 35) 사이에서 방사방향의 외부 위치로 연장하는 왕관부(24, 34)를 정의하고,

   상기 왕관부(24, 34)는 타이어(1)의 원주방향의 연장선을 따라 나란히 배치되는 반면에, 각 스트립모양 길이부(13, 33)의 측부(25, 35)는 적어도 하나의 인접한 스트립모양 길이부의 측부(25, 35)와 각각 부분적으로 겹치는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트립모양 길이부(13, 33)의 측부(25, 35)는 타이어(1)의 기하학적 회전축에 서로 모이는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트립모양 길이부(13, 33)의 측부(25, 35)의 겹침은 상기 측부의 방사방향의 내부 말단에서 최대값으로 시작해서 상기 측부(25, 35)와 왕관부(24, 34)사이의 전이 영역(transition regions)에서 제로(0)값에 이르기까지 점차 감소되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
4. 제 1 항에 있어서,

   개별적인 스트립모양 길이부(13, 33)는 스트립모양 길이부의 폭에 해당하는 원주방향의 분포 피치(pitch)에 따라 타이어(1)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 개별적인 스트립모양 길이부(13, 33)는 스트립모양 길이부의 폭의 배(倍)에 해당하는 원주방향의 분포 피치에 따라 타이어(1)에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트립모양 길이부(13, 33)는, 타이어의 적도면에서 측정되었을 때, 타이어(11)의 원주방향의 연장선의 약수(submultiple)에 해당하는 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 스트립모양 길이부(13, 33)의 측부(25, 35)는 상기 카커스 구조(2)의 원주방향의 내부 에지에 가까운 곳에 증가된 폭의 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 각 스트립모양 길이부(13, 33)내에 포함된 실모양 부재(14, 32)는 상기 증가된 폭의 영역에서 서로 떨어져 이동되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
9. 제 1 항에 있어서,

   각각의 스트립모양 길이부(13, 33)의 폭은 3mm와 20mm 사이에 포함되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 스트립모양 길이부(13, 33)는 세 개 내지 열 개의 실모양 부재(14, 32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 실모양 부재(14, 32)는 직경이 0.6mm와 1.2mm 사이인 텍스타일 코드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 각각의 실모양 부재(14, 32)는 직경이 0.3mm와 2.1mm 사이인 금속 코드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 실모양 부재(14, 32)는, 타이어(1)의 적도면(X-X) 가까이에 있는 카커스 플라이(3, 31)상에서 원주방향으로 측정되었을 때, 센티미터당 여섯 개의 실모양 부재보다 큰 밀도가 되도록 각각의 스트립모양 길이부(13, 33)내에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 실모양 부재(14, 32)는 실모양 부재 직경의 1.5배보다 짧지 않은 중심간의 상호 거리에 따라 스트립모양 길이부(13, 33)내에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
15. 적어도 하나의 제1 카커스 플라이(3) 및 상기 제1 카커스 플라이(3)의 각 원주방향의 내부 에지에 가깝게 연결된 한쌍의 원주방향으로 연장불가능한 환상 구조(4)를 갖는 카커스 구조(2)와;

    상기 카커스 구조(2)의 원주방향의 외부 위치에 붙여진 트레드 밴드(8)와;

    상기 카커스 구조(2)의 대향하는 측면 위치에 붙여진 적어도 한쌍의 측벽(9)을 구비하는 차량 바퀴용 타이어에 있어서,

    각각의 상기 연장불가능한 환상 구조(4)는 상기 타이어(1)와 동축방향으로 배치되고 제1 카커스 플라이(3)의 원주방향의 내부 에지에 인접한 실질적으로 고리의 형태로 존재하는 제1의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(27)와, 이 때 상기 제1 환상 인서트는 동심 코일(27a)의 형태로 연장하는 적어도 하나의 연장된 부재로 형성되고;

    상기 제1 환상 인서트(27)에서 축방향으로 이격된 위치에서 타이어와 동축방향으로 배치된 실질적으로 고리의 형태로 존재하는 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(28)와, 이 때 상기 제2 환상 인서트(28)는 동심 코일(28a)의 형태로 연장하는 적어도 하나의 연장된 부재로 형성되고;

    상기 제1 및 제2 환상 고정 부재(27, 28)사이에 개재되고 후자에 밀접하게 결합된 탄성재료의 충전체(29)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 카커스 구조(2)는 제1 카커스 플라이(3)에 외부적으로 붙여진 적어도 하나의 제2 카커스 플라이(31)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 제2 카커스 플라이(31)는 제1 카커스 플라이(3)의 실모양 부재(14)에 대해 교차된 방향에 따라 배치된 실모양 부재(32)를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
18. 제 1 항 내지 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제2 카커스 플라이(31)는 제1 카커스 플라이(3)와 같은 방법으로 만들어지고, 상기 제1 카커스 플라이의 스트립모양 길이부(13)에 대해 교차된 방향에 따라 배치된 각각의 스트립모양 길이부(33)를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 각각의 카커스 플라이(3, 31)의 실모양 부재(14, 32)는 타이어의 기하학적 회전축에 방사방향인 면에 대해 0˚와 25˚사이에 포함된 각도로 경사진 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
20. 제 15 항에 있어서,

    상기 제1 환상 인서트(27)는 상기 제1 카커스 플라이(3)의 외부 표면에 접촉하여 붙여지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
21. 제 16 항에 있어서,

    상기 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(28)는 상기 제2 카커스 플라이(31)의 내부 표면에 접촉하여 붙여지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
22. 제 16 항에 있어서,

    상기 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(28)는 상기 제2 카커스 플라이(31)의 외부 표면에 접촉하여 붙여지고, 상기 제2 카커스 플라이(31)는 각각의 환상 보강 구조(4)에 속하는 충전체(29) 및 제2 연장불가능한 환상 인서트(28)사이에 각각 개재된 원주방향의 내부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
23. 제 15 항에 있어서,

    상기 제2의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(28)는 상기 제1의 원주방향으로 연장불가능한 환상 인서트(27)의 방사방향의 연장선보다 더 큰 방사방향의 연장선을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
24. 제 15 항에 있어서,

    상기 탄성 재료의 충진체(29)는 70˚와 92˚ A 쇼오(Shore) 사이에 포함된 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
25. 제 1 항에 있어서,

    상기 카커스 구조(2)는 타이어(1)의 내부에서 상기 카커스 플라이를 코팅하는 공기 차단성 탄성재료로 만든 적어도 하나의 밀봉층 또는 라이너(liner)(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 밀봉층(10)은 상기 타이어(1)의 횡단면의 윤곽을 따라 나란히 배치된 코일의 형태로 연장하는 공기 차단성 탄성재료의 적어도 하나의 리본모양 밴드(12)로 실질적으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.
27. 제 18 항에 있어서,

    상기 각각의 카커스 플라이(3, 31)의 실모양 부재(14, 32)는 타이어의 기하학적 회전축에 방사방향인 면에 대해 0°와 25°사이에 포함된 각도로 경사진 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴용 타이어.