KR100355693B1

KR100355693B1 - 타이어의 크라운을 보강하기 위한 스테인레스강 와이어

Info

Publication number: KR100355693B1
Application number: KR1019970702348A
Authority: KR
Inventors: 아르노 쟝-끌로드; 크로시 파트릭; 데프라에테르 에릭; 라무레 크리스티앙
Original assignee: 꽁빠니 제네랄 드 에따블리세망 미쉘린-미쉘린 에 씨
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2003-01-06
Anticipated expiration: 2015-10-02
Also published as: MX9702586A; PL319658A1; BR9509320A; WO1996011812A1; FR2725730A1; JPH10507424A; EP0785876B1; RU2153421C2; CA2198034A1; EP0785876A1; ES2145925T3; AU3653495A; CN1160378A; DE69516889D1; DE69516889T2; US5833771A; CN1056343C

Abstract

타이어(100)의 크라운(1)을 보강하기 위한 스테인레스강 와이어는 최소 0.02 중량% 내지 최대 0.2 중량%의 탄소와, 최소 6 중량% 내지 최대 10 중량%의 니켈 및, 최소 16 중량% 내지 최대 20 중량%의 크롬을 포함하며, 상기 강의 몰리브덴 함량은 제로 또는 5 중량% 이하이고, 상기 니켈, 크롬 및 몰리브덴 전체는 최소 23 중량% 내지 최대 28.5 중량% 인 것과; 상기 강의 구조체는 50 용적% 이상의 마르텐사이트 및, 제로 또는 50 용적% 이하의 오오스테나이트를 포함한다.

본 발명은 상기와 같은 와이어를 포함하는 조립체(620), 보강 플라이(62) 및 타이어(100)와 상기 와이어 제조 방법을 포함한다.

Description

타이어의 크라운을 보강하기 위한 스테인레스강 와이어

프랑스 특허출원 FR-A-2 096 405 호는 카카스층과 고무 트레드층 사이에 배열된 보강층을 포함하는 타이어에 대해 매우 폭넓게 설명하고 있으며, 상기 보강층의 방사상 외부면은 스테인레스강 케이블에 의해 보강된다. 그러한 케이블의 생산용으로 설명되어 있는 와이어는 부적합한 기계적 특성을 갖는다.

본 발명은 금속 와이어로 보강된 타이어에 관한 것이다. 본 발명은 특히 스테인레스강 와이어로 보강된 타이어에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 타이어 다이어그램을 도시한 방사상 단면도.

본 발명의 목적은 타이어의 크라운을 보강하기 위한 스테인레스강 와이어를 제공하는 것이며, 이러한 와이어는 다음과 같은 특징을 갖는다:

가) 직경이 최소 0.05 mm 내지 최대 0.6 mm 일 것.

나) 견인에 있어서 파단에 대한 저항이 2400 MPa 이상일 것.

다) 비틀림에 있어서 연성은 30 이상의 비틀림 회전일 것.

라) 와이어강은 최소 0.02 중량% 내지 최대 0.2 중량%의 탄소와, 최소 6 중량% 내지 최대 10 중량%의 니켈 및, 최소 16 중량% 내지 최대 20 중량%의 크롬을 포함하며, 상기 강의 몰리브덴 함량은 제로 또는 5 중량% 이하이고, 상기 니켈, 크롬 및 몰리브덴 전체는 최소 23 중량% 내지 최대 28.5 중량%일 것.

마) 상기 강의 구조체는 50 용적% 이상의 마르텐사이트 및, 제로 내지 50 용적%의 오오스테나이트를 포함할 것.

본 발명은 또한 타이어의 크라운에 사용될 조립체에 관한 것이며, 이러한 조립체는 본 발명에 따른 하나 이상의 와이어를 포함한다.

본 발명은 또한 타이어 크라운용 보강 플라이에 관한 것이며, 이러한 플라이는 본 발명에 따른 하나 이상의 와이어 및/또는 조립체를 포함한다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 하나 이상의 와이어 및/또는 조립체 및/또는 보강 플라이를 포함하는 크라운을 갖는 타이어에 관한 것이다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 와이어를 제작하는 방법에 관한 것이며, 이러한 방법은 다음과 같은 특징을 갖는다:

가) 시동 포인트는 최소 0.3 mm 내지 최대 3 mm의 직경을 갖는 스테인레스강 와이어이며; 상기 와이어강은 최소 0.02 중량% 내지 최대 0.2 중량%의 탄소와, 최소 6 중량% 내지 최대 10 중량%의 니켈 및, 최소 16 중량% 내지 최대 20 중량%의 크롬을 포함하며, 상기 강의 몰리브덴 함량은 제로 또는 5 중량% 이하이고, 상기 니켈, 크롬 및 몰리브덴 전체는 최소 23 중량% 내지 최대 28.5 중량%이며, 상기 강의 구조체는 완전히 오오스테나이트이거나 또는 거의 오오스테나이트일 것.

나) 열처리 없이 일회 이상의 변형 처리가 실행되며, 전체 변형율(ε)은 1.5이상일 것.

"보강"이란 용어는 매우 폭넓은 의미로 사용되며, 예를들면 보강 플라이는특히 삼각 플라이 형상으로 타이어 크라운의 보강에 있어서 반드시 기계적으로 관여하는 플라이거나 또는 삼각 플라이와 트레드 사이에 배열된 보호 플라이 형상으로 관여한다.

I. 정의 및 테스트

1. 동력 측정

파단력, 파단에 대한 저항, 모듈 및 브레이크에서의 신장은 1978년 6월의 NFA 03-151, AFNOR 방식에 따른 견인하에 수행된다.

2. 변형율

정의에 의하면, 상기 변형율(ε)은 다음과 같은 공식에 의해 얻어진다:

ε = Ln (S_O/S_f)

여기서 Ln은 자연 로그이고, S_O는 변형전 와이어의 초기 단면이며, S_f는 변형 후 와이어의 단면이다.

3. 비틀림 연성

정의에 의하면, 와이어의 비틀림 연성은 와이어가 저항할 수 있는 비틀림 회전수이다. 이러한 측정은 직경의 500 배가 되는 와이어 길이상에서 실행된다. 이러한 와이어의 한 단부는 고정 조오에 보유되며 다른 단부는 회전 조오에 보유되며,회전축은 와이어의 축과 동일하게 되도록 회전하며, 이러한 비틀림하의 장력은 비틀림 전에 측정된 와이어 견인에 있어서 파단력의 5%에 달하며, 와이어의 제동에 필요한 비틀림 회전수가 계산된다.

4. 강의 구조

강 구조의 동일화 및 정량화는 다음과 같은 방식으로 실행된다.

X-레이 회절법이 사용된다. 사용된 방법은 강에 대한 각각의 상, 특히 α'마르텐사이트, ε마르텐사이트 및 r 오오스테나이트에 대한 전체 회절 강도가 상기 상들의 모든 회절 피크의 종합 강도를 합산하므로써 결정되도록 구성되며, 강의상 전체에 대한 상들 각각의 비율을 산출할 수 있게된다.

X-레이 회절 스펙트럼은 크롬 양극을 사용하는 고니오미터로 고찰되는 와이어의 단부상에 결정된다.

스캐닝은 상술된 각각의 상에 대한 특정 라인을 얻을 수 있게 한다. 상술된 3 개의 상의 경우(2 개의 마르텐사이트 및 1 개의 오오스테나이트), 상기 스캐닝은 50 내지 160 도 범위에 있게된다.

피크의 종합 강도를 결정하기 위해, 간섭되는 라인을 회선시킬 필요가 있게된다.

특정 상에 대한 각각의 피크는 다음과 같은 관계를 갖는다:

I_int= (L_mhX I_max)/P

여기서, I_int는 피크의 종합 강도,

L_mh는 피크의 중간 높이에서의 폭(도)

I_max는 피크의 강도(초당 계수)

P 는 피크의 측정 피치(0.05도)

예를들어, 다음과 같은 특성 라인이 있다.

감마 오오스테나이트 라인(111) 2θ = 66.8

라인(200) 2θ = 79.0

라인(220) 2θ =128.7

α'마르텐사이트 라인(110) 2θ = 68.8

라인(200) 2θ =106

라인(211) 2θ =156.1

ε 마르텐사이트 라인(110) 2θ = 65.4

라인(002) 2θ =71.1

라인(101) 2θ = 76.9

라인(102) 2θ =105.3

라인(110) 2θ =136.2

상기 각 2θ는 투사빔과 회절빔 사이의 선도에 있어서의 전체 각도이다.

상기 상들의 결정학적 구조는 다음과 같다:

감마 오오스테나이트 : 페이스-센터 입방체

α' 마르텐사이트 : 센터 입방체 또는 센터 정방체

ε 마르텐사이트 : 6각 밀폐-페키지

다음에 다음과 같은 관계에 의한 특정 상 "i" 의 용적 퍼센트를 산출할 수 있다:

상 "i" 의 % = I_i/I_t

여기서, I_i는 상 "i" 의 모든 피크에 대한 전체 종합 강도

I_t는 강의 모든 회절상에 대한 피크의 전체 종합 강도

따라서, 특히:

α' 마르텐사이트의 % = I_α'/I_t

ε 마르텐사이트의 % = I_ε/I_t

마르텐사이트의 전체 % = (I_α'+I_ε)/I_t

감마 오오스테나이트 = I_gamma/I_t

여기서, I_α'는 α' 마르텐사이트의 모든 피크에 대한 종합 강도

I_ε는 ε 마르텐사이트의 모든 피크에 대한 종합 강도

I_gamma는 감마 오오스테나이트의 모든 피크에 대한 종합 강도.

다음에, 강 구조의 상에 대한 여러 용적 퍼센트가 설명되며, "마르텐사이트" 또는 "마르텐사이트 상"이란 용어는 모든 α' 마르텐사이트 및 ε 마르텐사이트 상을 포함하며, 따라서 "%마르텐사이트"란 용어는 상기 2 개의 마르텐사이트 상 전체의 용적 퍼센트를 나타내며, "오오스테나이트"란 용어는 감마 오오스테나이트를 나타낸다.

상술된 방법에 의해 결정된 여러 상들의 용적 퍼센트는 약 5%의 정확성을 갖는다.

Ⅱ. 예

본 발명은 다음의 비 한정적 예의 도움으로 용이하게 이해될 것이며, 필요할 경우 본 발명에 따른 타이어 다이아그램을 방사상 단면으로 도시한 도면을 참고로 설명된다.

모든 예에 있어서, 강 성분들의 구성에 관한 퍼센트(예를들면, 탄소, 니켈, 크롬 및 몰리브덴의 퍼센트)는 중량 퍼센트이며, 강의 구조에 관한 퍼센트(예를들면, 마르텐사이트 및 오오스테나이트 상의 퍼센트)는 용적 퍼센트이며, 파단력의 값, 파단에 대한 저항, 파단에 있어서 계수의 신장은 상기 I장 1절에 따른 마찰하에 결정된다.

본원에 따른 와이어

본 예에 있어서, 본 발명에 따른 와이어는 다음과 같은 구성이 사용된다:

C = 0.092; Si = 1.74; Mn = 1.31: Ni =7.87; Cr = 17.75; Mo = 0.68; N = 0.034; Cu = 0.20; S = 0.001; P = 0.002.

나머지 잔유물은 일반적인 필수 불순물을 갖는 철로 형성된다. 상기 강의 구성에 대한 모든 수는 중량% 로 표시된다.

상기 와이어는 다음과 같은 방식으로 예비된다.

개시 포인트는 강 와이어이며, 상기 와이어는 0.9 mm 의 직경을 갖는다. 상기 와이어는 약 0.3 μm 두께를 갖는 니켈층으로 코팅되며, 다음과 같은 기계적 성질을 갖는다:

파단력: 550N

파단에 대한 저항: 870MPa

파단에 있어서 신장: 58%

다음에 구리의 적층 및 아연의 적층이 주위 온도하에 니켈코팅된 와이어상에 전해에 의해 시행되며, 다음에 구리 및 아연의 확산에 의한 황동을 얻기위해 주울 효과에 의해 540℃로 가열되며, 이때 중량비{(상α)/(상α+상β)}는 약 0.85가 되며, 상기 상α 및 β는 황동 상이 된다.

다음에, 냉간인발이 공지된 방식으로 물에서 유제형상을 갖는 그리이스로 습환경하에서의 와이어상에 영향을 미친다. 상기 인발에 대한 전체 변형율(ε)은 2.78 이다.

어떠한 열처리도 일단 황동 코팅이 얻어지면 와이어상에 영향을 미치지 않는다.

형성된 와이어는 약 0.224 mm, 즉 0.23 mm의 직경을 가지며, 그를 둘러싸는 니켈 및 황동 코팅부는 1 미크로미터 이하의 매우 작은 두께로서 강의 직경에 대해 부시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 와이어의 특징은 다음과 같다:

파단력: 110N

파단에 대한 저항: 2805MPa

계수: 190GPa

파단에 있어서 신장: 1%

비틀림에 있어서 연성: 60 비틀림 회수

본 발명에 따른 와이어의 강 구조는: 85 용적%에 달하는 마르텐사이트 상을 가지며, 상기 상은 실질적으로는 오직 α' 마르텐사이트이며, 상기 오오스테나이트 상은 실질적으로 15 용적%이다.

물론, 소자들(예를들면, 탄소, 크롬, 니켈, 몰리브덴)의 관점에서 와이어의 강 구조는 초기 와이어의 것과 동일하다.

상기 니켈 코팅은 황동이 강상에 양호하게 접착되도록 하며, 상기 와이어가 고무에서 사용될 때, 황동 코팅은 제품 와이어의 변형 및 고무에 대한 와이어의 점착을 용이하게 한다.

예 1

본 예의 목적은 본 발명에 따른 와이어의 기계적 특성을 공지된 와이어의 것과 비교하는 것이다.

상술된 프랑스 특허 출원 FR-A-2 096 405 호에 따른 공지된 타입 316의 스테인레스강이 사용된다. 상기 강은 다음과 같은 구성을 갖는다:

C = 0.029; Si = 0.45; Mn = 0.66; Ni = 12.62; Cr = 17.51; Mo = 2.40; 따라서, 니켈, 크롬 및 몰리브덴 전체는 32.53 에 달한다; Cu = 0.24; S = 0.003; P = 0.023.

상기 공지된 강은 0.3 μm의 니켈층으로 코팅된 0.8 mm의 와이어 형상을 갖는다. 상기 와이어는 본 발명에 따른 와이어에 대해 상술된 바와 같은 방식으로 인발되나, 0 내지 4로 변화되는 변형율(ε)을 갖는다. 따라서, 형성된 와이어의 파단에 대한 저항은 ε값과 함께 증가하나, 여전히 최대값이 ε = 3.8(형성된 와이어의 직경은 약 0.12 mm)인 2000 MPa 이하의 낮은 값을 가지며, 이는 타이어에서 사용하기에는 너무 낮으며, 상기 계수는 175 GPa가 된다. 또한, 상기 공지된 와이어의 비틀림에 있어서의 연성은 여전히 30 비틀림 회수 이하이며, 이는 조립체의 제조를 보장하기에는 너무 낮은 값이 된다.

상기 2 개의 와이어 사이의 특성상 차이점은, 높은 값의 ε가 사용될 때 조차도 공지된 와이어가 마르텐사이트를 전혀 포함하지 않는다거나 또는 강 구조의 50 용적%보다 현저히 작은, 예를들어 약 5 용적%인 극히 일부의 마르텐사이트만을 포함한다는 사실로 설명될 수 있다.

예 2

본 예의 목적은 본 발명에 따른 조립체의 성능을 공지된 조립체의 것과 비교하는 것이며, 상기 모든 조립체들은 층 조립체이다.

본 발명에 의한 비 후프 (1+6)23 형 조립체가 생성된다. 이와 동일한 조립체로서는 각각 12.5 mm 의 피치를 갖는 동일 방향의 6 개의 와이어로 권선된 주변의 코어로서 작용하는 미 비틀림 와이어로 제조된 층 조립체가 있다. 상기 조립체의 모든 와이어는 예 1 에 설명된 본 발명에 따른 와이어와 동일하다. 상기 조립체의 파단력은 735 N 이다.

또한, 공지된 조립체는 본 발명에 따른 조립체인 비 후프 (1+6)23 의 것과 동일한 형상으로 제조되나, 모두 동일한 와이어는 0.7%의 탄소를 포함하는 펄라이트강의 작업-경화 와이어인 공지된 비-스테인레스이며, 상기 와이어는 약 0.23 mm의 직경, 115 N의 파단력, 2865 MPa의 파단에 대한 저항, 205 GPa의 계수, 1%의 파단에 대한 신장 및 180 비틀림 회수의 비틀림에서의 연성을 갖는다는 차이점을 갖는다. 상기 공지된 조립체 각각은 766 N의 파단력을 갖는다.

치수 175/70 R 13인 4 개의 동일한 타이어가 생산된다. 도 1 은 방사상 단면, 즉 타이어의 회전축을 관통하는 평면을 따르는 단면상의 타이어(100)중 하나의 다이아램을 도시하며, 상기 회전축은 단순화를 위해 도면에는 도시하지 않았다. 상기 타이어(100)는 크라운(1), 2 개의 측벽(2) 및 각각 비드 와이어(4)에 의해 공지된 방식으로 보강된 2 개의 비드(3)를 포함한다. 공지된 직물 (인조 견사) 방사상 카카스(5)는 한 비드(3)로부터 다른 것에 걸쳐 배열되며 비드 와이어(4) 주위로 권선된다.

상기 라인(YY')은 적도면, 즉 타이어의 회전축에 수직이고 크라운(1)의 중심을 관통하는 면을 나타낸다. 상기 크라운(1)은 카카스 플라이(5)와 접지면(10) 사이에서 카카스 플라이(5) 위에 위치된 보강재(6)에 의해 보강된다. 상기 보강재(6)는 도 1 에 도시된 2 개의 작업 플라이 마크(61,62)를 포함하며, 상기 플라이(61)는 카카스 플라이(5)에 근접 위치하며, 상기 플라이(62)는 플라이(61) 위와 접지면(10) 아래에 위치된다.

상기 플라이(61)는 (3×2)23 형의 공지된 조립체(610)로 제조된다. 후프를갖지 않는 상기 조립체 각각은 3 개의 스트랜드로 형성되며, 각각의 스트랜드는 본예의 도입부에 설명한 공지된 와이어와 동일한 12.5 mm의 피치로 함께 비틀린 2개의 공지된 와이어로 형성되며, 스트랜드 와이어의 비틀림은 다른 2 개의 스트랜드의 와이어와 반대 방향으로 실행되며, 모든 스트랜드는 12.5mm 의 조립 피치와 함께 비틀리며, 상기 조립체의 권선 방향은 2 개의 스트랜드에 있어서 동일 방향으로 권선되는 와이어의 권선 방향과 동일하게 된다.

상기 조립체(610)는 서로 평행하고 적도면(YY')과 20도의 각도를 형성하며, 상기 플라이의 피치는 1.4 mm가 되며, 상기 피치는 2 개의 특정 인접 조립체(610)의 축 사이의 거리이며, 상기 간격 및 상술된 각도는 적도면(YY')의 부근에서 측정된다.

상기 플라이(62)는 서로 평행한 조립체(620)를 포함하며, 조립체(610)에서와 같이 적도면(YY')과 동일한 각도(20도)를 이루고, 적도면 근방에서 동일한 피치(1.4mm)를 가지나, 이러한 각도는 플라이(61)의 것과 반대 방향을 향하게 되며, 따라서 상기 플라이(61,62)는 공지된 방식으로 교차된다.

상기 플라이(62)의 조립체(620)는 상술된 형 (1+6)23중 하나이며, 본원에 따를 경우 이들 조립체는 620A로 표시되며, 본원에 따르지 않을 경우 620B로 표시된다. 조립체(620A,620B)로의 분류는 4 개의 영역에 따라 영향을 받으며, 2 개의 영역(62A)은 조립체(620A)를 포함하며, 2 개의 영역(62B)은 조립체(620B)를 포함한다. 적도면을 따라 측정된 이들 각각의 영역의 길이는 플라이(62) 원주의 1/4을 나타내며, 4 개의 동일 치수의 영역은 선택적으로 배열된다. 즉, 세로 방향으로 하나의 영역(62A), 영역(62B), 영역(62A) 및 영역(62B) 순서로, 즉 적도면(YY')에 의한 플라이(62)의 교차점을 따라 배열된다. 이들 모든 영역에서, 조립체(620)를 코팅하는 공지된 고무는 동일하다.

정의에 의해, 언더트레드(undertread)는 접지면(10) 패턴의 베이스와 플라이(62) 조립체(620)의 상부와 접하는 가상면 사이의 거리이며, 상기 접지면(10)과 플라이(62) 사이에 위치된 면은 도 1 에 라인(62L)으로 개략적으로 표시하고 있다. 이와같은 언더트레드는 2.5mm로 된다.

도면의 간략화를 위하여, 접지면(10) 패턴(110)의 단일 홈(11)만을 도시하였으며, 상기 언더트레드는 홈(11)의 베이스(12)와 라인(62L) 사이의 거리에 의해 개략적으로 표시되며, 참고번호(62A,62B,620A,620B)는 도면에 표시하지 않았다.

상기와 같이 동일한 4 개의 타이어는 여행용 차량(Renault형 R21)상에 장착되고 4 사람에 빈 차량을 더한 부하에 대응하는 부하를 가지며, 상기 타이어(100)는 2 바아로 팽창되며, 다음의 테스트는 타이어를 교체하지 않고도 수행될 수 있다.

먼저, 상기 차량은 접지면의 관통 및 조립체상의 기계적 하중을 야기시키기 위해 플린트로 덮인 트랙상에서 40km/h로 1500km 동안 구동되며(예비 운동), 다음에 소금물로 채워진 풀을 포함하는 3.5km의 회로상에서 구동되고, 따라서 상기 차량은 건조한 표면위를 지나고 부식작용에 의해 조립체상에 화학적 응력을 야기시키도록 각각의 회로 랩상의 소금물을 관통하며, 상기 회로상의 회전 속도는 60km/h이다.

상기 테스트는 타이어중 하나가 접지면의 변형을 보여주므로 (플린트 위로의 운동을 포함하여) 3800km의 단부에서 종결된다.

상기 타이어는 플라이(62)를 노출시키도록 껍질을 벗겼고, 다음과 같이 되었다:

- 접지면(10)의 변형은 오직 중심 영역(62B)에 나타나며, 본원에 따른 영역(62A)은 어떠한 변형도 갖지 않았다;

- 상기 중심 영역(62B)에서, 조립체(620B)는 전체 63회의 완전 파단을 갖는다; 이와같은 파단은 먼저 플린트에 의한 접지면의 관통에 기인하며, 이러한 관통은 조립체상의 기계적 하중을 야기시키고 조립체를 향한 소금물의 이동을 허용하며, 두 번째로 접촉 영역에서 소금물에 의한 조립체의 부식에 기인한다; 또한 파단부 양 측부상의 조립체에 대한 실질적인 부식은 큰 길이를 나타낸다(5cm 이상);

- 상기 중심 영역(62B)에서, 조립체를 코팅하기 위해 작용하는 플라이(62)의 고무와 조립체(620B) 사이의 점착은 부식으로 인해 실질적으로 존재하지 않는다;

- 본원에 따른 영역(62A)에 있어서, 부식에 따른 어떠한 파단도 나타나지 않으며, 오직 관통에 의한 파단만이 존재하며, 상기 파단의 수는 작게되며{상기 모든 영역(62A)에 대해 34회}, 또한 코팅 고무에 대한 부착이 양호해진다;

껍질을 벗긴후 다른 타이어는 동일한 특성을 나타내나, 각도는 작아진다.

따라서 본 발명은 부식에 대한 저항에 있어서 매우 양호한 효과를 발휘하며, 조립체의 파단 회수가 매우 적어지는 것과 조립체와 코팅 구무 사이의 점착의 보존이 가능해진다.

예 3

본 예의 목적은 본 발명에 따른 와이어가 이전의 공지된 와이어로는 사용할 수 없었던 조립체를 사용할 수 있다는 점을 특징으로 한다.

이미 한정된 본 발명에 따른 와이어는 본 발명에 따른 조립체용으로 사용되며, 예 2 에서 설명된 제어 와이어는 제어 조립체용으로 사용된다.

2 가지 형상의 조립체가 테스트를 위해 사용된다:

- 스트랜드 조립체; 후프를 갖지 않는 본 조립체는 예 2 에서 한정된 형 (3×2)23이다;

- 층 조립체; 후프를 갖지 않는 본 조립체는 12.5 mm의 피치로 권선되는 5 개의 와이어 주위의 코어로서 작용하는 미 비틀림 와이어로 형성되며, 따라서 상기 코어 주위에 층이 형성되며, 본 조립체의 방식은 (1+5)23을 나타낸다.

본 발명에 따르는 와이어와 함께, 형 (3×2)23인 A1 및 형 (1+5)23인 A2로 표시되는 본 발명에 따른 2 가지 형태의 조립체가 생성된다.

상기 제어 와이어와 함께, 형 (3×2)23인 단일 형상의 조립체가 생산되며, 본 발명에 의하지 않는 이와같은 조립체는 B1 으로 표시된다.

이들 조립체의 특성은 표 1 에 표시하였다:

상기 약어는 다음과 같이 사용된 것이다:

Rf:파단력; Di:상기 조립체의 세로 방향과 수직을 이루는 조립체의 횡단면상에 외접된 원의 직경.

4 개의 연속 타이어가 생산되고, 연속 타이어 각각은 서로 동일하다. 모든 연속 타이어는 공지된 고속 접지면 패턴을 동일하게 갖는다.

상기 연속물은 S1, S2, S3 및 S4 로 나타내며, 이들 연속 타이어는 예 2 에서 설명된 175/70 R 13 타이어와 다음과 같은 차이점 이외에는 동일하며, 상기 타이어(100)의 참고 신호는 간략화를 위해 지속된다:

- 특정 타이어의 플라이(62)에 있어서, 모든 조립체(620)는 동일하며, 영역, 각도, 조립체(620)의 정위 및 예 2 에 설명된 타이어(100)와 같은 피치로의 어떠한 분리도 존재하지 않는다; 본 플라이(62)의 조립체는 다음과 같다:

-- 연속 S1: 조립체 B1;

-- 연속 S2: 조립체 A1;

-- 연속 S3 및 S4: 조립체 A2.

- 연속 S1, S2, S3는 오직 상호간 그리고 플라이(62)에 의한 예 2 의타이어(100)와 다르다. 반면, 연속 S4는 언더트레드가 연속 S1, S2, S3에 있어서 보다 작다는 차이점을 가지며, 상기 연속 S4의 언더트레드는 2.5 mm 대신 1.9 mm가 되며, 약 24%의 감소를 나타낸다.

상기 연속 S1은 공지된 제어 타이어로 형성되며, 연속 S2, S3 및 S4는 본 발명에 따른 타이어로 형성된다.

3.1 부식 테스트

상기 연속물 각각의 4 개의 타이어는 예 2 에서와 같은 동일한 차량(Renault형 R21 차량)상에 장착되고 동일한 상승 및 하중 상태를 가지며, 예 2 에서와 같은 테스트 상태를 거쳐, 다음과 같은 차이를 나타낸다:

- 예비 운동은 1600km 이상을 행한다;

- 회로상의 운동은 전체 약 4600km의 운동 후에 정지한다(예를들어, 회로상의 약 3000km).

상기 운동 시간은 제어 타이어의 변형이 감지되는 말기에서의 운동 시간으로 한정된다. 이와같은 운동 시간은 모든 연속물에 대해 동일하며, 따라서 각각의 운동 테스트는 동일한 연속물의 4개의 타이어와 함께 수행된다.

상기 타이어는 테스트 말기에 관찰되며, 이때 플라이(62)를 시험하기 위해 껍질이 벗겨진다. 따라서, 다양한 매개변수는, 먼저 차량 전방에 장착된 2 개의 타이어에 대해서와 다음에 차량 후방에 장착된 2 개의 타이어에 대해, 각각의 테스트에 따른 타이어에 대한 평균을 형성하므로서 고찰된다. 상기 차량의 설계로 인해(전륜 구동), 상기 후방 타이어는 다음과 같은 이유 때문에 전방 타이어에 의해서보다는 플린트에 의해 더욱 침해 받을 수 있다: 전방축에 대한 구동 토크의 변환 및 후방축의 것과 비교하여 전방축의 타이어의 큰 드리프팅은 접지면으로부터 플린트의 격리를 촉진하므로써 전방 타이어의 절삭부를 감소시킨다.

다음에 다음과 같은 사항들이 결정된다:

- 접지면의 관통은 계수된다(이 수자는 N_p로 단축된다);

- 플라이(62) 조립체의 파단은 계수된다(이 수자는 N₆₂로 단축된다);

- 상기 플라이(62)에서 (파단 영역에서)산화된 조립체의 평균 길이(mm)가 측정된다(이 길이는 L₆₂로 단축된다).

계수(N_p,N₆₂) 및 측정(L₆₂) 모두는 해당 타이어의 절반상에서 실행된다.

후방에 장착된 타이어에 대해 얻어진 결과는 표 2 에 기재되어 있다.

전방에 장착된 타이어에 대해 얻어진 결과는 표 3 에 기재되어 있다.

표 2 및 표 3 에 있어서, 괄호안에 있는 수자들은 상대값에 관한 것이며, 제어 타이어의 값을 100으로 취한다(연속물 S1).

상기 타이어와 표 2 및 표 3 의 값을 관찰하므로써 다음과 같은 사실이 관측된다:

- 제어 타이어는 그들을 사용할 수 없게 하는 접지면의 변형을 보여준다; 이는 상기 타이어에 있어서 플라이(62)의 조립체(620)가 크게 산화되며 다수의 파단을 갖는다는 사실에 기인한다;

- 본 발명에 따른 타이어는 접지면의 어떠한 변형도 보이지 않는다; 플라이(62)의 조립체(620)는 어떠한 부식도 보이지 않는다;

- 본 발명의 연속물(S2,S3)에 따른 타이어는 실질적으로 제어 연속물(S1)과 같은 값(N_p) 및 연속물(S1)보다 대체로 작은 값(N₆₂)을 갖는다.;

- 저감된 언더트레드를 갖는 본 발명에 따른 연속물(S4)은 접지면의 관통수(N_p)의 증가 및 다른 연속물에 대해 플라이(62) 조립체(620)의 파단수(N₆₂)의 증가를 초래하나, 상부 플라이(62)의 산화를 일으키지는 않는다;

- 모든 경우에 있어서, 본 발명에 따른 타이어는 제어 타이어의 것보다 긴수명을 갖는다.

3.2 타이어의 중량

표 4 는 각각의 타이어에 대한 중량을 기재하고 있으며, 단위는 kg으로 나타낸다.

따라서, 저감된 언더트레드를 갖는 타이어(S4)는 가장 작은 중량을 가지며, 제어 타이어(S1)에 대해 약 4%의 중량 감소가 허용되는 것을 알 수 있다. 중량에 있어서의 이와같은 갑소는 눈길용 접지면 패턴과 같은 크고 얇은 접지면 패턴을 갖는 타이어에 대해 5% 이상 절약된다.

3.3 로울링 저항

각각의 연속물(S1, S2, S3 및 S4)의 타이어는 약 5.36m의 원주를 갖는 테스트 드럼상에서 운동하게 된다.

각각의 타이어에 대한 압력: 2.1바아.

각각의 타이어에 대한 부하: 373 daN.

표 5 는 다른 속도에 대해 각각의 타이어용으로 측정된 로울링 저항을 기재하고 있으며, 이러한 저항은 종래 방식인 kg/ton 하중으로 표시된다. 괄호안의 수자는 로울링 저항의 상대값을 나타내며, 제어 타이어(S1)의 값을 100으로 취한다.

저감된 언더트레드를 갖는 타이어(S4)는 가장 낮은 로울링 저하을 갖는다는 사실을 알 수 있다.

3.4 제한 속도

각각의 연속물(S1 S4)의 타이어는 약 8.5m의 원주를 갖는 테스트 드럼상에서 운동하게 된다.

각각의 타이어에 대한 압력: 2.5 바아.

각각의 타이어에 대한 부하: 466 daN.

운동은 벗겨지는 접지면 패턴의 평판 덕분에 상부 크라운 플라이(62)의 외관에 의해 해당 타이어가 사용할 수 없게 될 때 까지 연속된다.

상기 타이어의 파괴하에 측정된 속도는 표 6 에서 km/h로 표시되어 있다. 괄호안의 수자는 상대값을 나타내며, 제어 타이어의 속도(S1)는 기본 100을 취하였다.

상기 수자는 모든 연속물(S1 내지 S4)에 대해 근접해 있음을 알 수 있다.

3.5 크라운 플라이의 분리

각각의 연속물(S1 내지 S4)에 대한 타이어는 약 60℃에서 한달 동안 태우며, 이들 타이어는 약 5m의 원주를 갖는 테스트 드럼상에서 운동하게 되고, 반구형 돌출부들은 플라이(62)의 측면 엣지상에 응력을 가하는 테스트 드럼상에 배열된다.

타이어의 압력: 2.5 바아;

타이어의 하중: 466 daN.

따라서 포켓 구성이 플라이들(61,62) 사이에서 분리되도록 시도된다.

모든 타이어는 약 25,000km로 운동하게 되며, 이들은 포켓이 위치된 장방형의 치수를 측정하므로써 분리 포켓의 치수를 결정하도록 벗겨지며, 상기 장방형 엣지는 (타이어의 적도면과 평행한) 세로방향이나 (타이어의 회전축을 포함하는 평면에 있어서)방사상 방향을 향한다. 그 결과가 표 7에 기재되어 있다. 이 표에서, 첫 번째 수자는 세로 방향에 있어서의 장방형 치수이고, 두 번째 수자는 방사상의 장방형 치수이며, 장방형 영역은 괄호안에 표시되어 있다.

표 7 에서는 본 발명에 따른 타이어(S2, S3 및 S4)가 포켓의 크기를 감소시키거나 또는 포켓 형성 자체를 억제시킬 수 있게 한다는 사실을 알수 있다.

예 2 에서 더욱 상세히 알수 있는 바와 같은 예를들어 형 (1+5) 또는 (1+6)의 층 조립체가 부식으로 인한 취약성을 나타내기 때문에, 예 3 에 있어서의 타이어(3×2) 조립에(B1)가 제어 타이어의 조립체(620)용으로 사용된다.

예를들면 상술된 형(3×2)의 스트랜드 조립체는 고무가 조립체 안으로 침투되도록 하며, 따라서 부식이 제한된다.

상술된 예는 본 발명이 스트랜드 조립체에 대한 다음과 같은 장점을 갖는 층 조립체(연속물 S3, S4)를 사용 가능하게 한다는 사실을 보여준다:

- 그들은 제조가 용이하여 비용이 적게든다;

- 그들은 큰 밀집도로 인해 크라운 플라이에 대한 분리 위험을 감소시킨다;

- 상기 층 조립체의 밀집도는 캘린더 고무의 두께를 감소시키고, 따라서 타이어의 중량을 감소시킨다.

조립체의 밀집도(C)는 다음과 같은 관계식으로 정의될 수 있다:

C = Sm/St

여기서, Sm은 조립체의 금속면 영역이고, St는 조립체 면의 전체 영역이다.

Sm과 St는 조립체의 세로 방향에 수직인 평면에 의해 조립체의 횡단면 위에 결정되며, Sm은 금속 와이어의 모든 횡단면의 전체 표면 영역이고, St는 금속 와이어의 모든 횡단면상에 외접된 원의 전체 표면 영역이다. C의 값은 해당 조립체상에서 등거리로 형성된 10회 측정의 평균치이며, 각각의 간격은 약 30cm가 된다.

적합하게도 본 발명에 따른 조립체는 적어도 65%에 이르는 밀집도(C)를 갖는다.

일예로서, C의 값은 상술된 조립체의 형식에 대해 다음과 같다.

본 발명에 따른 방법의 예에 있어서, 니켈 코팅 및 황동 코팅을 사용한 초기 와이어가 변형에 영향을 미치기 전에 제공되나, 다른 실시예들도, 예를들면 다른 금속 물질, 특히 구리를 구비한 니켈로 대체하거나 또는 금속 코팅 없이 초기 와이어상에서 변형을 수행하므로써 가능해지며, 따라서 최종 와이어는 오직 스테인레스 강으로만 제조될 수 있다.

적합하게도, 다음과 같은 하나 이상의 특징이 본 발명에 따른 와이어에 제공된다:

- 와이어의 직경은 최소 0.12mm 내지 최고 0.5mm이다;

- 견인에 있어서 파단에 대한 저항은 2500MPa 이상이다;

- 계수는 150GPa 이상이다;

- 강의 탄소 함량은 최소 0.05 중량% 내지 최고 0.15 중량%이다;

- 강의 니켈 함량은 7.5 내지 9.5 중량%이고, 강의 크롬 함량은 17 내지 15 중량%이고, 강의 몰리브덴 함량은 1 중량% 이하이다;

- 유황 함량 및 인 함량은 각각 0.05 중량% 이하이다;

- 비틀림에 있어서 연성은 50 비틀림 회수 이상이다;

- 강의 구성은 실질적으로 마르텐사이트만으로나 또는 마르텐사이트 및 오오스테나이트만으로 구성된다.

적합하게도, 다음과 같은 하나 이상의 특징이 본 발명에 따른 방법에 제공된다:

- 초기 와이어는 0.5mm 이상의 직경을 갖는다;

- 강의 탄소 함량은 최소 0.05 중량% 내지 최고 0.15 중량%이다;

- 강의 니켈 함량은 7.5 내지 9.5 중량%이고, 강의 크롬 함량은 17 내지 19 중량%이고, 강의 몰리브덴 함량은 1 중량% 이하이다;

- 유황 함량 및 인 함량은 각각 0.05 중량% 이하이다;

- 비틀림에 있어서 연성은 50 비틀림 회수 이상이다;

- 상기 초기 와이어는 니켈 또는 구리로 코팅된다;

- 황동 코팅은 변형 전에 시행된다;

- 상기 변형은 물의 유제에 있는 그리이스로 습식 인발가공에 의해 시행된다;

- 전체 변형율(ε)은 2 이상이다.

상기 예에서 설명된 본 발명에 따른 조립체는 완전히 본 발명에 따른 스테인레스강 와이어로 제조되나, 본 발명은 조립체가 본 발명에 따른 와이어의 일부에서 조립되는 경우에만 적용된다. 따라서, 예를들어 본 발명에 따른 조립체는 층조립체 또는 스트랜드 조립체가 되며, 와이어의 일부만이 본 발명에 따르며, 예를들어 상술된 형 3×2의 조립체에 있어서 스트랜드중의 하나가 본 발명에 따른 와이어를 가지며, 다른 2 개의 스트랜드는 비-스테인레스 와이어로 제조된다. 이와같은 실시예는 비용을 감소시킨다는 장점을 갖는다.

상술된 예에 있어서, 본 발명에 따른 와이어는 교차 플라이에 있어서 조립체 형상으로 사용되나, 본 발명은 본 발명에 따른 와이어가 조립체의 형성없이 그 자체로 사용되는 경우와, 플라이를 형성하지 않는 경우 및, 그 자체로 또는 조립체의 형태로 예를들면 권선에 의해 타이어의 수직 방향으로 배열되어 타이어의 크라운에 있어서 플라이를 형성하지 않는 경우에 적용된다.

물론, 본 발명은 상술된 실시예의 예에 한정되지 않는다.

Claims

크라운이 하나 이상의 스테인레스강 와이어나 또는 하나 이상의 스테인레스강 와이어를 포함하는 와이어 조립체에 의해 보강되는 타이어에 있어서,

상기 스테인레스강 와이어는,

가) 직경이 0.05 mm 내지 0.6 mm의 범위를 갖는 것과;

나) 견인시 인장력이 2400 MPa 이상인 것과;

다) 비틀림에 있어서 연성은 30 회전(turn) 이상을 가지며, 파단되기 전에 견딜 수 있는 와이어 자체의 비틀림 회전수를 나타내며, 그와 같은 측정은 직경의 500 배가 되는 와이어 길이상에서 실행되며, 그와 같은 비틀림하에 상기 와이어에 제공되는 장력은 비틀림 전에 측정된 와이어 견인에 있어서 파단력의 5%에 달하는 것과,

라) 상기 스테인레스강은 0.02 중량% 내지 0.2 중량%의 탄소와, 6 중량% 내지 10 중량%의 니켈, 및 16 중량% 내지 20 중량%의 크롬을 포함하며, 상기 강의 몰리브덴 함량은 제로 또는 5 중량% 이하이고, 상기 니켈, 크롬 및 몰리브덴 전체는 23 중량% 내지 28.5 중량%인 것과;

마) 상기 스테인레스강의 구조체는 50 용적% 이상의 마르텐사이트, 및 제로 또는 50 용적% 이하의 오오스테나이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1 항에 있어서, 상기 스티인레스강의 탄소 함량은 0.05 중량% 내지 0.15중량%인 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스테인레스강의 니켈 함량은 7.5 내지 9.5 중량%이고, 크롬 함량은 17 내지 19 중량%이고, 몰리브덴 함량은 1 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스테인레스강의 유황 함량 및 인 함량은 각각 0.05 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 크라운이 하나 이상의 스테인레스강 와이어를 포함하는 와이어 조립체에 의해 보강되며, 상기 와이어 조립체는 65%이상의 밀집도(C)를 가지며, 상기 밀집도(C)는 다음과 같은 관계식:

C = Sm/St

으로 정의되며, 여기서, Sm은 상기 조립체의 금속면 영역이고, St는 상기 조립체면의 전체 영역이고,

상기 Sm과 St는 상기 조립체의 세로 방향에 수직인 평면에 의해 상기 조립체의 횡단면 위에 결정되며, 상기 Sm은 금속 와이어의 모든 횡단면의 전체 표면 영역이고, 상기 St는 금속 와이어의 모든 횡단면상에 외접된 원의 전체 표면 영역인 것을 특징으로 하는 타이어.