KR100572048B1

KR100572048B1 - 높은 횡곡률 계수를 갖는, 특히 2륜 차량용 타이어

Info

Publication number: KR100572048B1
Application number: KR1019990013594A
Authority: KR
Inventors: 아르멜린장카를로
Original assignee: 피렐리 뉴아티씨 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2006-04-18
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: BR9901266A; TW461860B; DE69921006T2; EP0950546B1; KR19990083264A; JPH11321218A; EP0950546A1; ES2230760T3; ATE279327T1; DE69921006D1

Abstract

2륜 차량 바퀴용 타이어에 관한 것으로, 상기 타이어는 횡곡률 계수의 값이 0.15 이상이며, 다른 성능 특징, 특히 승차감에는 변화가 없이 차량 운전의 향상을 가능케 하는 구조적 수단을 갖는 원환(圓環) 형태의 카커스를 포함한다. 상기의 구조적 수단은 번수(count)가 420/2 내지 840/2 dtex 범위인 텍스타일 코드가 제공된 고무처리 직물로 이루어진 플라이 최소 하나로 구성되며, 상기 플라이는 탄성 계수(modulus)가 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위에 있다. 바람직하게, 카커스는 PEN 코드로 보강된 상기의 고무처리 직물 플라이(ply)를 한 쌍 포함한다.

횡곡률 계수, 카커스, 코드, 플라이

Description

높은 횡곡률 계수를 갖는, 특히 2륜 차량용 타이어{TYRE WITH HIGH TRANSVERSE CURVATURE COEFFICIENT, IN PARTICULAR FOR A TWO-WHEELED VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 차량 휠용 타이어의 윤곽을 따라 자른 단면도이다.

도 2는 도 1에 보인 타이어의 적도면을 따라 자른 카커스 플라이 구조의 단면을 외측 크라운 영역에서 도시한 단면도이다.

도 3은 실선은 도 2에 보인 카커스 플라이를 동일한 크기로 보여주며, 실선 위의 점선은 레이온으로 만든 공지 카커스 플라이를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 카커스에 결합된 벨트 구조의 바람직한 실시예를 간단히 개략적으로 나타낸 평면도로서, 상기 카커스가 없는 상태를 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명 타이어와 공지된 종래 타이어에 대한 미끄럼 추력(slip thrust)의 패턴을 보여주는 정성적(qualitative) 다이어그램이다.

도 6은 본 발명에 따른 휠이 제공된 모터사이클 전방부분의 부분측면도이다.

도 7은, 동일한 축척의 단면으로, 본 발명에 따른 2중-카커스 플라이의 구조를 좌측에, 그리고 이와 비교하여 공지된 종래의 카커스 플라이를 우측에 도시한 것이다.

본 발명은 횡곡률 계수가 높은 타이어에 관한 것으로서, 특히 모터사이클(motorcycle)에 장착되기에 적합한 타이어에 관한 것이다.

본 발명은 특히 2륜 차량용 타이어에 관한 것으로, 타이어의 횡곡률 계수(transverse curvature coefficient)가 항상 0.15 이상의 값을 가지며, 전방 타이어가 이에 대응하는 후방 타이어보다 더 높은 횡곡률 계수 값을 갖는다.

또한, 본 발명은, 방사방향 구조를 가지며 바람직하게는 단면적비(cross-sectional ratio)(H/wt)가 ≤80％ 이며, 그리고/또는 타이어의 공칭 현(nominal chord)보다도 ≥60％ 폭을 가진 설치림(mounting rim)에 설치되는 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 모터사이클용 타이어는 원환(圓環 : torus) 형태의 카커스와, 트레드와, 벨트 구조를 포함한다. 상기 카커스는 중심의 외측 최상부와, 상기 타이어를 해당 설치림에 안정적으로 고정하기 위한 한 쌍의 비드에서 종결되는 두 개의 사이드월을 가진다. 상기 트레드는 외측 최상부에 타이어의 회전축과 같은 방향으로 뻗쳐있다. 상기 벨트구조는 상기 카커스와 상기 트레드 사이에 배치되어 있다.

카커스는 고무처리된 직물 플라이(rubberized fabric ply)를 적어도 하나 포함하며, 상기 플라이는 보강 코드(reinforcing chord)가 제공되며, 상기 코드는 텍스타일(textile) 형태이다.

텍스타일 코드는 이용되는 직물의 번수(count) 및 서로 합해져서 코드를 형성하는 스트랜드(strand)의 개수를 표시하는 생략형의 수자로 나타낸다. "스트랜드"라는 것은 함께 꼬이게 되는(twisted) 섬유(filament) 다발 또는 한 개의 홑 섬유로 이해하며; "번수"라는 것은 직물 10,000 미터 길이에 대한 그램(gramme) 무게로 이해하며, 번수의 단위는 dtex로 표현한다.

공지된 바와 같이, 2륜 차량은 곡선 궤적(curved trajectory)을 따라 주행할 때 캠버 각(camber angle)이라 불리는 각도로 커브길(bend) 안쪽의 사이드월(sidewall) 쪽으로 기울어지게 되는데, 상기 각도는 지면에 수직인 면에 대해 65°까지 커질 수 있다; 상기 경사로 인하여, 차량에 작용하는 원심력과 대항하는 (캠버) 추력(thrust)이 타이어 부분에 발생한다.

또한, 공지된 바와 같이, 궤적 곡률의 반경이 감소하고 차량 속도가 증가함에 따라, 차량의 기울어짐만으로는 차량 자체의 주행 안정성을 보장하면서도 원심력의 효과를 보상하기에 더 이상 충분치 못하게 된다; 타이어에 의해 발생하는 추력을 증가시키는 것이 필요하며, 방향조정(maneuver)으로 차량의 자세(position)를 변화시킴으로써 추력을 증가시킬 수 있는 바, 핸들(handlebar)을 통해 탑승자에 의해 상기 방향조정이 수행되는데, 일반적으로 전문가에게는 "추진 조향(pushing steering)", 즉 궤적 곡률의 대향 방향으로 향하는 "미끄럼 각(slip angle)"이라고 하는 각도로 곡선 궤적에 접한 방향에 대해 전방 타이어의 주행면을 기울어지도록 하는 것을 말한다.

따라서, 수직면에 대한 타이어 적도면의 기울어짐으로 발생한 캠버 추력을 합한 전체 추력과, 전방 타이어의 주행면의 각도를 변화시켜 미끄럼 추력이 만들어진다.

미끄럼 각의 값은 전방 타이어의 구조적 특성 및 성능 특성에 달려있다. 즉, 전방 타이어의 캠버 추력과 후방 타이어에 의해 발생한 캠버 추력을 함께 하여, 미끄럼 각의 값과 미끄럼 추력의 값 사이에서 타이어가 표현할 수 있는 관계에 달려있다.

특히, 위에서 언급한 조건에서 모터사이클의 조향을 제어하기 위해서는, 타이어의 구조 및 그와 관련한 벨트 보강 요소(element)로 나타내어지는 타이어의 구조적 특성을 개량하는 것이 좋다.

모터사이클용으로 공지된 타이어는 코드로 보강된 고무처리 직물 플라이 한 쌍으로 형성된 카커스 구조를 포함하는데, 상기 코드는 타이어 적도면에 대해 대칭적으로 경사를 이루고 있으며, 상기 카커스 구조는 일반적으로 교차-플라이(cross-ply) 카커스로 알려져 있다. 만약 필요하다면 상기 타이어는, 타이어 적도면과 그 원주방향 모두에 대해 각도를 이루도록 배열된 코드가 있는 고무처리된 직물 스트립(strip)의 쌍들로 형성된 벨트 구조를 포함한다.

앞서 언급한 타이어 구조에서는 상당한 정도의 캠버 추력이 발생할 수 있으나, 이들 타이어의 지나친 강성(rigidity)으로 말미암아 탑승자 일부에서의 피로(fatigue)는 물론 승차감, 안정성 및 차량의 접지성능(road-holding power)과 관련하여 문제점이 발생한다.

아주 최근에 시장에 선보인 타이어에 의해 이 문제점들이 부분적으로 극복되어 왔다. 이 타이어는 텍스타일이나 금속 코드로 이루어진 벨트 구조에 결합된 방사방향의 카커스를 포함한다: 특히, 후방 휠에 사용하기 위한 타이어에는 벨트 구조가 제공되는데, 상기 벨트 구조는 코드의 감김(turn) 배열을(때로는 코드의 감김 배열만을) 포함하며, 상기 코드는 바람직하게 금속성이고 원주방향으로 배향되며, 반면, 전방 휠에 사용하기 위한 타이어는 위에서 나타낸 경사 코드가 방사방향으로 겹친 스트립을 갖는 벨트 구조를 갖는다.

상기 쌍의 타이어는, 특히 직선 노면을 주행시 승차감과 안정성의 관점에서 그 상태가 확실히 개선된 것이다.

그러나, 직선 노면 주행시의 거동(behavior) 개선은 새로운 문제를 낳았다. 이것은 원주방향으로(0°으로) 배열된 코드의 벨트와 결합한 타이어의 방사방향 카커스가, 더욱 성능이 우수해지는 차량을 또한 고려해보면, 커브길을 주행하는 동안 요건에 적합한 캠버 추력을 항상 만들어 낼 수 있는 것은 아니라는 사실이다.

좀더 구체적으로 말해서, 후방 타이어는 양적으로도 덜하고 질적으로도 상이한 추력을 제공한다. 즉, 후방 타이어가 제공하는 추력은 곡선적인 속성보다는 직선적인 속성의 것이다. 이 사실은 커브길을 주행하는 차량의 조향을 더욱 위험하게 한다.

모터사이클용의 다른 타이어들과 그 구조적 특성들이 유럽 특허 출원 EP 756,949 및 EP 808,730에 기술되어 있으며, 상기 출원을 이후의 상세 설명에서 다시 참조하게 될 것이다.

특허 출원 EP 756,949 에는 특히 전방 휠에 이용하기 위한 타이어가 기술되어 있다. 상기 타이어는 방사방향의 2중-플라이(twin-ply) 카커스와 방사방향으로 겹친 벨트 스트립 2개를 포함한다. 상기의 2중-플라이 카커스는 번수가 940/2 dtex 인 나일론 코드를 함유한다. 그리고, 상기 벨트 스트립에는 번수가 940/2 dtex인 나일론 코드가 제공되는데, 상기 코드는 상기 2개의 벨트 스트립 내에서 그리고 타이어 적도면에 대해서 서로 대칭적으로 교차하도록 배열된다. 벨트 구조는 구조적 특성 3×4×0.20 HE HT 을 갖는 강(steel) 코드로 된 방사방향 외부층을 더 포함하는데, 여기서 상기 코드는 중심에서부터 벨트의 말단을 향하여 그 밀도가 계속 증가한다.

기본적으로, 상기 특허출원에 기재된 기술적 개시에 따르면, 주로 코드가 0°로써 제공된 중심부분을 밀도가 낮게 횡방향으로 배향된 보강 요소와 함께 또는 상기 보강 요소 없이 제공함으로써 그리고 적도면에 대해 교차방향으로 배향된 보강물 및 0°의 코드가 모두 제공된 2개의 측부분을 제공함으로써, 험한 지면 때문에 발생한 진동을 흡수 및 저감시키기 위해 그 중심부가 유연하면서도 동시에 두드러진 미끄럼 추력을 발생시키기 위해 측방향으로는 강성을 갖는 벨트를 얻을 수 있다.

나일론 940/2 dtex 로 만들어진 방사방향의 2중-플라이 카커스, 및 내부에서 서로 교차하는 코드가 있는 벨트 스트립 단일 쌍을 갖는 타이어와 비교했을 때, 상기 타이어는 노면의 울퉁불퉁함을 흡수하는 능력(접촉감), 차량의 거동(운전의 용이성) 및 정지 거리(제동능력)와 관련하여 보다 우수한 결과를 낳는다.

특허 출원 EP 808,730 은 모터사이클용 타이어, 즉 전방 타이어 및 후방 타이어를 기술하고 있다.

좀더 구체적으로 말해서, 전방 타이어는 앞서 말한 출원에 다른 타이어보다 번수가 더 높은 재료, 즉 나일론 940/2 dtex 가 아니라 레이온(rayon) 1220/2 dtex 로 만들어진 텍스타일 코드가 있는 방사방향의 2중-카커스 플라이를 포함한다.

벨트는 방사방향 외부층과 방사방향 내부층으로 이루어진다. 방사방향 외부층은 금속 코드로 이루어지며, 상기 코드는 원주방향으로 배향되고 축방향으로 밀도가 변화한다. 그리고 방사방향 내부층은 아라미드 페이스트(aramide paste)로 보강된 혼합물로 이루어지며, 원주방향으로 배향된다.

그리고, 후방 타이어는 방사방향의 2중-플라이 카커스와 벨트 층을 포함한다. 상기 2중-플라이 카커스는 번수가 1400/2 dtex 인 나일론으로 만들어진 코드를 포함한다. 그리고 상기 벨트 층에는 원주방향으로 배향되고 일정한 밀도로 분포된 금속 코드가 있다.

상기 타이어 쌍을 종래 타이어 쌍에 비교한 바, 종래 타이어에서 전방 타이어는 나일론으로 된 방사방향의 2중-플라이 카커스와 그리고 아라미드 코드가 있는 고무처리 직물 스트립 한 쌍으로 이루어진 벨트 구조를 포함하는데, 상기 코드는 2개의 스트립 내에서 서로 대칭적으로 경사를 이루고 있다. 그리고, 종래 타이어의 후방 타이어는 나일론으로 된 2중-플라이 카커스와 그리고 아라미드로 만들어진 원주방향 코드가 있는 벨트를 갖는다.

상기의 2번째 특허 출원에 따른 타이어와 종래 기술에 따른 타이어를 비교한 결과, 특히 노면의 울퉁불퉁함을 흡수하는 능력, 접지성능 및 정지 거리와 관련하여 눈에 띄는 향상이 이루어졌음을 알 수 있다.

특히, 본 발명의 개시에 따라, 전방 타이어는 커브길을 주행하는 동안 후방 타이어와 질적으로 동일한 성능, 즉 선형 형태의 성능을 갖는다: 결과적으로, 차량은 조향 면에서 중립의 거동을 획득하게 되고, 이것은 공지 기술에 다른 타이어 쌍에서 발생하는 문제, 다시 말해서, 원심력을 상쇄하기에 충분한 캠버 추력을 만들어낼 수 있는 전방 타이어가 있을 때 후방 타이어는 원심력에 대향되는 것이 불가능하여 차량을 과도하게 조향한 결과 차량이 커브의 바깥쪽으로 미끄러지는 경향이 발생하는 문제를 해결한다.

그러므로, 현재 상태의 기술은, 적도면에 대해 거의 0의 각도로 배열되고 축방향으로 밀도가 변화하도록 분포된 금속 코드를 적어도 한 층 포함하는 벨트를 이용시, 번수가 940/2 dtex인 코드를 갖는 나일론 직물보다 더 높은 번수를 갖는 텍스타일 보강 코드를 포함하는 고무처리 직물로 만들어진, 따라서 무게의 증가에도 불구하고 더욱 강해진 직물로 만들어진 카커스와 함께 이용하는데 있어서 더욱 향상시키고자 하는 연구 방향을 지시한다.

위에서 언급된 바와 같이, 모터사이클 제조업자들의 요구에 따라 주행중 다른 모든 성능 특성에 역효과를 주지 않으면서도 차량의 주행 안정성을 더욱 높이고, 타이어가 지면에 더욱 잘 밀착되게 하며, 특히 더욱 양호한 차량 운전이 가능하도록 타이어를 개선하는 방향으로 연구에 힘쓰고 있다.

특히, 직선 부분과 번갈아 나타나는 양 방향 커브로 이루어진 혼합 주행면에 서의 차량 성능을 향상시키기 위해 보다 용이한 운전에 대한 요구가 증가되고 있으며, 특히 경주용 타이어에 있어서 더욱 그러하고, 테스트나 경주에서의 트랙 래핑 타임(track lapping time)을 줄이고자 하는 시도에서 상기 요구가 증가한다.

카커스를 거쳐 휠의 허브(hub)와 지면 사이에 힘(force)을 보다 신속히 전달할 수 있도록 타이어 카커스의 변형도(deformability)를 감소시키고 그 강성을 증가시킴으로써 상기 요구를 만족시킬 수 있을 것이나, 이렇게 하면 직선 부분을 따라 주행할 때에는 편안함이 감소될 것이다. 이것은 앞서 언급한 바와 같이 피해야 하는 문제인 것이다.

종래 기술을 잘 이해한 다음 출원인은 결과가 가장 우수했던 번수 높은 코드를 갖는 직물로 형성된 카커스를 이용하려는 생각을 갖고, 구조적 부분들의 개량이 가능하게끔 타이어 성능의 질적 측면을 보호하고 더 나아가 증가시키기 위한 시도를 하게 되었다.

운전을 향상시키기 위해 처음에는 사이드월의 백폴드(backfold)용으로는 보다 큰 높이, 그리고 종래에 이용된 것보다 경도(hardness)가 큰 고무 혼합물의 충전물(filling)을 이용하여 번수가 높은 레이온 코드를 갖는 카커스를 계속 이용할 생각이었다; 그러나, 카커스에 더 큰 강성이 더해지면, 운전에서는 어느 정도 개선이 이루어지기는 하지만 주행 중에 진동(또는 "이상진동(shimmy)")를 발생시켜 그 결과 차량의 안정성이 손실되고, 승차감이 손실되며, 그리고 트레드의 불규칙적인 마모에 의해 타이어 수명이 짧아진다.

레이온 카커스를 변화시키지 않은 채, 타이어의 강성을 높임과 동시에 지면 과의 밀착을 좋게 하기 위해 탄성 계수가 높은 트레드용 혼합물을 찾는데 연구가 집중되었다. 이들 연구는 만족스러운 결과를 낳지 못하였다.

여러 가지 비교 테스트를 수행하는 동안, 번수가 550/2 dtex 인 텍스타이 코드를 함유하는 상점에서 입수가능한 카커스 직물을 이용하여 무작위로 만든 타이어를 지금까지 가장 우수한 성능을 보이는 것으로 간주되었던 타이어, 즉 번수가 높은 레이온 코드가 제공된 카커스 직물을 갖는 타이어와 비교했을 때, 승차감이나 반응(response)에서는 동일한 레벨을 유지하면서도 트랙을 한번 일주하는데 걸리는 시간 측면에서는 상당한 향상을 보였다.

종래 기술에 의한 방법으로 향상을 기할 수 있다는 기대 그리고 논리적으로 예측할 수 있는 것과는 반대된다는 점에서 상기에서 얻어진 결과는 완전히 예상 밖이었다.

상기 결과의 긍정적인 속성의 측면에서, 이후의 분석에서는 직물의 구조적 부분과 그 특성을 자세히 확인하는 절차를 수행하였다.

상기와 같은 향상을 보이는 직물은 번수가 낮은 코드, 특히 PEN으로 만들어진 코드를 갖는 카커스가 제공된 모터 차량용 타이어에 관련된 본 출원인의 특허 출원 97EP-830499.6 에 이미 기술된 유형의 것이라는 것이 확인되었다.

직물은 모터 차량의 타이어 무게를 감소시키는데 그 목표를 두었다.

번수가 낮은 코드를 갖는 상기 직물이 처음에는 모터사이클 타이어에서 기능을 향상시키는 요인으로 밝혀지지 않았다는 사실은 두 유형의 타이어 (각각 차량용 타이어와 모터사이클용 타이어)가 커브길을 주행시 상이한 거동을 갖는다는 것으로 설명될 수 있는데, 그 무게가 가볍다는 것은 별문제로 하더라도 앞서 말한 직물은 차량용 타이어에서 특별히 흥미로운 특성을 나타내지 못했던 것이다.

사실, 커브길을 주행하는 모터 차량 타이어는 그 전체의 축 연장선을 따라 거의 지면과 접촉한 상태를 유지하고 그 성능 특성은 주로 벨트 구조의 특성에 달려있는데, 이것은 타이어의 압흔 영역(impression area)이 "콩-형태(bean-shaped)"로 변형되는 사실로 증명되며, 모터사이클의 경우는 상기의 변형이 전혀 발생하지 않는다.

다른 방식으로, 타이어 적도면이 지면과의 수직선에 대해 꽤 큰 각도로 경사를 이루는 상태에서 모터사이클은 곡선 궤적을 따라 주행한다: 타이어의 압흔 영역은 "콩-형태"로 변형되지 않지만, 커브에 진입할 때와 벗어날 때 적도면에서부터 트레드의 단부를 향하여 그리고 그 반대로도 축방향으로 위치 이동된다.

커브길을 주행시 타이어 사이드월이 노면과 접촉되는 것을 막기 위해서는, 타이어 주행면의 경사와 함께 압흔 영역의 위치이동으로 인해 트레드의 곡률이 한층 강화될 필요가 있다.

이러한 이유 때문에, 모터사이클 타이어는 모터 차량 타이어보다 훨씬 큰 횡곡률을 갖는 것이다; 모터사이클의 경우 횡곡률 계수는 0.15 이상인 것이 보통이고, 반면 모터 차량 타이어의 경우 0.05 미만이다.

그리고, 차량의 안정성 및 방향조종을 양호하게 하기 위해, 전방 타이어는 단면 폭이 작아야 하며, 따라서 트레드의 횡곡률이 커야 하는데, 바람직하게는 대응하는 후방 타이어의 횡곡률보다 커야 하고, 더욱 바람직하게는 0.30 이상이어야 한다.

두 유형의 차량이 서로 다른 분포를 갖기 때문에, 특히 곡선 궤적을 따라 주행시 각 타이어의 거동과 그 구조에 상당히 상이한 효과를 낳음으로써 서로 비교할 수 없는 카커스 변형이 발생한다.

모터 차량 타이어와 모터사이클 타이어의 거동이 두드러지게 차이가 난다는 사실은, 간단히 말해서, 모터 차량 타이어는 운전시 미끄럼 각이 약 30°, 그리고 캠버 각이 약 2°또는 3°이고, 모터사이클 타이어는 운전시 미끄럼 각이 약 2°또는 3°그리고 캠버 각이 평균 45°이며 65°내지 그 이상까지 증가한다는 사실을 고려하면 더 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 번수가 낮은 코드를 갖는 카커스 직물이 모터사이클 타이어의 향상을 가져올 수 있다는 것을 예측할 수 없었다.

결론적으로 말해서, 비교 테스트에서 알게 된 타이어의 향상은 문제를 해결하기 위해 가장 우수한 직물을 확인할 의도를 갖고서 직물을 체계적으로 선택한 것이 아니라 모터 차량 타이어 테스트용으로 상점에서 입수한 번수가 낮은 코드를 갖는 직물을 완전히 임의로 사용한 데서 나온 것이다.

따라서, 제1 측면에 따라, 본 발명은 2륜-휠 차량용 타이어에 관한 것으로, 횡곡률 계수가 0.15 이상의 값을 갖는 본 발명 타이어는 중앙의 외측 크라운부와, 상기 타이어를 해당 설치림에 안정적으로 고정하기 위한 한 쌍의 비드에서 종결되는 두 개의 사이드월을 가지는 원환 형태의 카커스와; 상기 외측 크라운부에서 타이어의 회전축과 같은 방향으로 뻗쳐있는 트레드와; 상기 카커스와 상기 트레드 사이에 배치된 벨트 구조를 포함하여 이루어지며: 상기 카커스는 보강 코드가 제공된 고무처리 직물 플라이를 적어도 하나 포함하고, 상기 보강 코드는 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위에 있는 텍스타일 코드이며 상기 코드를 포함하는 직물은 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위의 탄성 계수를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 카커스에서 고무처리된 직물 플라이는 PEN으로 만든 텍스타일 코드를 포함한다.

바람직하게, 카커스 직물 내의 텍스타일 코드 밀도는 125 cords/dm 내지 280 cords/dm 범위에 있다.

바람직하게, 카커스 직물에 포함된 텍스타일 코드의 번수는 550/2 dtex이다.

더욱 바람직하게, 타이어 카커스는 고무처리된 직물 플라이를 한 쌍 포함하는데, 상기 각각의 플라이에는 서로 평행하게 배열되도록 그리고 인접 플라이와 교차하도록 코드가 제공된다; 코드는 타이어 적도면에 대해 경사진 방향을 갖게 되며 상기 코드의 경사 각도는 상기 적도면의 외측 크라운부에서 측정했을 때 70°내지 90°범위에 있다.

제 2측면에 따라, 본 발명은 횡곡률 계수가 0.15 이상인 타이어와 그리고 모터사이클의 허브에 결합될 수 있는 림을 포함하는 모터사이클용 타이어 휠에 관한 것이다.

본 발명 타이어는 중앙의 외측 크라운부와, 상기 타이어를 해당 설치림에 안정적으로 고정하기 위한 한 쌍의 비드에서 종결되는 두 개의 사이드월을 가지는 원환 형태의 카커스와; 상기 외측 크라운부에서 타이어의 회전축과 같은 방향으로 뻗쳐있는 트레드와; 상기 카커스와 상기 트레드 사이에 배치된 벨트 구조를 포함하여 이루어진다.

상기 카커스는 보강 코드가 제공된 고무처리 직물 플라이로 형성된 보강 구조를 포함한다. 상기 보강 코드는 본 발명에 따라 강성과 유연성 성능 특성을 동시에 갖출 수 있는 구조적 수단을 정의한다.

상기 구조적 수단은 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위인 텍스타일 코드와 상기 코드를 포함하고 있는 고무처리 직물로 이루어지는 바, 상기 고무처리 직물은 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위의 탄성 계수를 갖는다.

제3 측면에 따라, 본 발명은 전방 타이어와 후방 타이어 한 쌍이 설치되는 모터사이클에 관한 것으로, 상기 타이어는 0.15 이상의 횡곡률 계수 값을 가지며, 전방 타이어에서 적어도 카커스는 탄성 계수가 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위인 고무처리 직물을 포함하며, 상기 고무처리 직물은 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위인 텍스타일 코드를 포함한다.

제4 측면에 따라, 본 발명은 타이어의 카커스 구조로써 모터사이클의 운전을 제어하는 방법에 관한 것으로, 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위인 텍스타일 보강 코드가 다수 제공되고 탄성 계수가 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위인 고무처리 직물을 적어도 하나 포함하는 카커스 구조를 제공하는 것으로 그 특징을 이룬다.

본 발명에 따른 방법은 연속적으로 수차례 교차하는 커브로 이루어진 소위 슬라롬(slalom) 형태의 도로를 따라 주행하는 모터사이클의 운전을 제어할 수 있는 카커스 구조를 제조하는 것으로 구성된다.

사실, 강성과 유연성 특성을 동시에 갖춘 카커스 구조를 제공하는 것이 가능함은 이미 밝혀진 것으로, 상기 특성은 여러 상황에서 필요한 경우에만 주로 그 기능을 행하게 된다: 특히, 커브길 주행에서는 강성이, 그리고 직선 코스에서는 유연성이 그 기능을 발휘하는데, 이렇게 함으로써 강성에 의해 캠버 추력과 함께 원심력을 상쇄하기에 충분한 미끄럼 추력이 만들어지고 유연성에 의해서는 직선 코스의 노면의 울퉁불퉁함이 흡수되게 된다.

상기 방법은 번수가 420/2 dtex 와 840/2 dtex 사이인 텍스타일 코드로 보강된 지금까지 이용된 직물보다 가는(thinner) 직물로써 카커스 구조를 형성하는 것으로 구성되며, 보강 요소의 밀도로써 직물의 강성을 제어할 수 있게된다.

바람직하게, 본 발명의 방법에 따라, 모터사이클의 운전을 더 잘 제어하기 위해서, 각각 상술한 특성를 갖는 2개의 보강 직물을 결합함으로써 카커스 구조가 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도 1을 참조로 하여 설명하면, 1은 높은 값의 횡곡률 계수를 갖는 전체의 타이어, 특히 본 발명에 따른 모터사이클의 전방 휠에 장착되기 위한 타이어를 나타낸다.

상기 횡곡률 계수는 특정 비율 값에 의해 정의되는 바, 상기 비율은 적도면 X-X에서 측정시 트레드의 단부 C를 통과하는 라인 b-b 로부터 트레드의 정상부(top)까지의 거리 ht와, 상기 트레드의 상기 단부 사이의 거리 wt 의 비율을 말한다; 2륜-휠 차량용 타이어에서 횡곡률 계수의 값은 매우 높으며, 대체로 0.15 이상이 된다.

바람직하게, 전방 타이어의 횡곡률 계수는 대응 후방 타이어의 횡곡률 게수보다 크며, 바람직하게는 0.30 이상이다.

더욱 바람직하게, 본 발명 타이어는 단면적비(H/wt)가 ≤80％ 이며, 그리고/또는 도면에 보인 타이어에 대한 폭 wt 와 같은 타이어의 공칭 현의 폭 J 가 ≥60％ 인 설치림에 설치될 수 있다.

타이어(1)는 원환 형상의 카커스(2)를 포함하며, 카커스의 구조는 적어도 하나의 카커스 플라이(3)를 포함하고, 상기 카커스 플라이(3)는 본 발명에서 필수적인 부분이 되는 고무처리 직물로 이루어지며, 이는 하기에서 더 설명될 것이다.

카커스 플라이의 양측 단부(edge)(3a)는 해당 비드 코어(bead core)(4)를 감싸면서 뒤로 접혀있다. 엘라스토머 충전 물질 (elastomeric filling substance)(5)을 비드 와이어(4)의 외부 가장자리에 부가함으로써 카커스 플라이(3)와 카커스 플라이가 뒤로 접힌 대응 측면 단부(3a) 사이에 정의된 공간을 차지하도록 한다.

비드 코어(4)와 충전물질(5)을 포함하는 타이어 영역이, 도면에 도시되지 않은 해당 설치림에 타이어를 안정적으로 고정하기 위한 비드를 형성하게 된다.

카커스의 외측 크라운부 일단에서 타단까지 연속적으로 평행하게 이웃하여 정렬된 하나 이상의 코드(7)로 기본적으로 이루어지는 방사방향의 외부층을 포함하는 벨트 구조(6)가 상기 카커스 플라이에 결합됨으로써 실질적으로 타이어의 원주상 회전방향으로 배열된 다수의 원주방향 권선(trun)(7a)을 형성하게 되며, 상기 방향은 일반적으로 타이어 적도면 X-X에 대하여 그 위치를 기준으로 하여 " 0°"라고 칭하여 진다. 상기 외부층은 바람직하게 5개 까지의 인접 코드를 포함하는 고무처리 직물로 이루어지는데, 상기 코드는 카커스의 상기 외측 중심부 일단에서 타단까지 나선형으로 감겨 있다.

바람직하게, 상기 코드는 고-신장(high-elongation,HE) 유형의 널리 알려진 금속 코드이다. 상기 코드의 이용 및 상기 코드의 특성이 유럽 특허 EP 0,461,646 에 상세히 기술되었으며, 참조를 위해 상기 특허가 더 인용될 것이다. 일반적으로, 상기 코드는 직경이 0.10mm 이거나 그 이상인 강철 와이어, 바람직하게는 0.12 내지 0.35mm 범위인 강철 와이어로 이루어진다.

바람직하게 이러한 코드들은 탄소 함유량이 높은(HT), 즉, 탄소의 양이 0.9％ 또는 그 이상인 강철 와이어로 만들어진다. 특히, 출원인이 제조한 특정한 시작타이어(prototype)에서 층(7)의 나선형 권선(helical winding)은, 상기 벨트의 일단에서부터 타단까지 나선형으로 감긴 3×4×0.20 HE HT로 공지된 단일 코드(7)로 이루어진다. 이러한 코드는 일반적으로 4％ 내지 8％ 범위의 최대 신장도(ultimate elongation)를 갖는다.

더욱 바람직하게, 전방 휠용 타이어에서 상기 코드(7)의 감김 분포 밀도는 특허 출원 0,756,949에서 기술한 기설정 관계에 따라 적도면(equatorial plane)에서부터 단부쪽으로 점차 변화한다. 분산상태가 가장 큰 적도면에 걸쳐 위치한 영역내에서의 0°인 코드 밀도는 바람직하게 8 cords/cm 보다 크지 않고, 더욱 바람직하게 3에서 6 cords/cm 범위라고 상기 특허에 기재되어 있다.

상기 영역의 폭은 바람직하게 벨트의 타이어 회전축 방향으로 펼쳐진 길이의 10 내지 30％ 범위이다.

상기 중앙 영역에 있어서의 코드의 양은 타이어 어깨부(shoulder) 가까이 위치한 영역에 있어서 코드 양의 60 내지 80％ 범위이며, 상기 타이어 어깨부의 상기 코드 밀도는 바람직하게 10 cords/cm 보다 크지 않으며 보다 바람직하게는 6 내지 8 cords/cm 범위이다.

바람직하게 상기 벨트 구조는 서로 달리 선택가능한 형태로 만들어 질 수 있는 방사방향 내부 보강층(radially internal reinforcing layer)(9)(도4)을 포함한다.

상기 층(9)은 고무처리 직물이 방사형으로 겹친 두 개의 스트립(9a,9b)을 포함할 수 있으며, 상기 고무처리 직물은 엘라스토머 매트릭스에 결합된 보강 요소(9c)로 이루어진다; 각각의 스트립에서는 서로 평행한 상기 요소들이 두 개의 스트립에서는 서로 교차하도록 두 방향으로 배향되고 또한 상기 보강 요소들은 바람직하게는 적도면 X-X에 대해 대칭적으로 경사를 이루고 있다. 상기 보강 요소들은 코드인 것이 바람직하며, 상기 코드는 텍스타일 또는 금속으로 이루어지며, 상기 코드들이 적도면에 대해 형성한 각 v 및 w는 필요시 서로 다른 값을 가지며 18°내지 50°범위, 바람직하게는 22°내지 45°범위이다. 상기 두 스트립은 적도면 영역에서 중단될 수 있음으로 해서 폭이 "a" 인 영역이 만들어지는데, 상기 폭은 바람직하게 상기 벨트의 타이어의 회전축 방향으로 펼쳐진 길이의 10％ 내지 30％ 범위이고, 상기 영역에는 원주방향으로 배향된 강화 코드(7)만이 존재한다.

지금 설명될 실시예에서는 상기 벨트 구조의 중앙 외측 크라운부(central peripheral crown)에서 밀도를 증가시키지 않으면서 상술된 스트립에서 상기 벨트 구조의 측부에 적합한 밀도값을 선택할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 번수가 940/2 dtex 인 나일론 코드를 이용하면, 원주방향에 대해 30°내지 50°범위의 각을 이루게 했을 때 4 내지 8 cords/cm 범위의 밀도값이 유리함을 알 수 있다.

한편, 다른 실시예에 따르면(도1), 반드시 방사방향 내부층(9)은 엘라스토머 재료로 만들어진 시트(sheet)로 이루어지며, 상기 시트는 코드(7)와 카커스 플라이(3) 사이에 배치되고, 또한 상기 시트는 기계적 강도 및 엘라스토머 재료의 신장 특성, 특히 처리되지 않은 상태에서의 신장 특성을 증가시키기 위해 균일하게 분산된 보강 충전제를 포함한다.

이미 설명된 스트립 쌍에 대해 말하자면, 상기 시트(9)는 또한 표면 X-X의 영역에서 축방향으로 연속되거나 중단될 수 있고, 상기 시트(9)는 상기 쌍의 스트립과 함께 이용되거나 또는 그것을 대신하여 이용될 수 있다.

특히, 엘라스토머 재료(9)로 만들어진 상기 시트는 혼합물(바람직하게 30에서 70phr 사이의 카본블랙(carbon black)을 함유하는 천연 고무계 혼합물)로 이루어지며 상기 혼합물에 적당한 섬유 충전제(fibrous filler)가 첨가된다. 이와 관련하여 "케블라 펄프(Kevlar pulp)"와 "트와론 펄프(Twaron pulp)"로써 상업적으로 공지된(케블라와 트와론은 듀퐁(Du Pont)과 아크조(Akzo)의 상표로 각각 등록되어 있음) 유형 중 소위 아라미드 페이스트 (폴리-파라-페닐렌 테레프탈아미드 (poly-para-phenylene)를 짧게 가는 섬유화한 것)가 바람직하다.

상기 아라미드 페이스트로 보강된 엘라스토머 재료는 처리되지 않은 상태에서 0.6 내지 3 MPa 범위의 인장 하중(tensile load)에서 50％의 신장을 하여 3 내지 7MPa 범위의 인장 파단 하중(tensile breaking load)을 갖는다. 아라미드 페이스트는 1 내지 10phr (고무 100당 무게 비율) 범위의 양으로 처리되지 않은 혼합물에 도입되고 0.1 내지 2.5mm 범위의 길이를 갖는 직물을 사용한다.

이 경우 층(9)은 1mm를 초과하지 않고 바람직하게는 0.075mm 내지 0.8mm 범위, 또는 더욱 바람직하게는 0.15mm 내지 0.5mm 범위, 그리고 유용하게는 0.25mm인 두께를 갖는다.

카커스(2)는 고무처리 직물로 만들어진 카커스 플라이(3)를 적어도 하나 포함하며, 상기 고무처리 직물은 보강 코드(3')와 결합한 엘라스토머 재료로 만들어진 시트로 구성된다(도 2): 본 발명에 따라, 이러한 코드들은 바람직하게 아라미드(aramide), 통상적으로 PET로 알려져 있는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 통상적으로 PVA로 알려져 있는 폴리비닐 알콜(polyvinyl alcohol) 그리고, 더욱 바람직하게는, 통상적으로 PEN으로 알려져 있는 폴리에틸렌 나프탈렌-2(polyethylene naphthalene-2), 6-디카르복실레이트(6-dicarxylate)로 만들어진 텍스타일 코드이다.

이러한 코드들은 바람직하게 420/2 dtex 내지 840/2 dtex 범위의 번수를 갖고 125 cords/dm 내지 280 cords/dm 범위의 밀도로 직물에 분포된다.

직물의 파단 하중이 바람직하게 900 N/cm 내지 2000 N/cm 범위에서 변화하는 한편, 더욱 바람직하게, 각 코드의 계수값(20 N 내지 45 N 범위로 측정)과 코드의 밀도를 곱해서 얻어지는 직물의 탄성 계수는 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위에 있다.

도 2는 부분 단면, 즉, 매개변수 "d"(코드의 직경), "t"(직물의 전체 두께), "x"(양쪽 표면에서 상기 코드층에 배열되는 고무 시트의 두께) 그리고 "y", 즉, 인접코드들 사이의 거리로 표시된 직물의 기하학적 상당 치수를 예시하고 있다.

본 발명에 따라, 인접한 코드간의 거리(y)가 바람직하게 0.05 mm 내지 0.50 mm 범위인 데 대하여, 코드와 결합된 직물의 전체 두께(t)는 바람직하게 0.6 mm 내지 0.8 mm 범위가 된다.

표 1는 각각 1 과 2로 지정된, 서로 다른 밀도를 갖는, 두 가지의 실시예에 따라 카커스 플라이 직물을 정의하는 자료를 요약하고 있다.

직물		예 1	예 2
코드 번수	[dtex]	550/2	550/2
총 번수(꼬인 실로된 2개의 스트랜드)	[dtex]	1100	1100
스트랜드당 꼬임수	[turns/dm]	48	48
코드밀도	[cords/dm]	200	180
직물 두께 "t"	[mm]	0.67	0.67
코드 직경 "d"	[mm]	0.35	0.35
라이닝 두께 "x"	[mm]	0.16	0.16
인접한 코드간의 거리물 두께 " y"	[mm]	0.15	0.20
직물의 탄성 계수	[MPa/cm]	170,000	153,000
직물의 파단 강도	[N/cm]	1600	1440

이와는 달리, 아래의 표 2는 위의 예 1과 예 2에 설명된 본 발명에 따른 두 개의 직물에 대하여, 기술의 상태, 즉, 번수 1220/2 dtex를 갖는 레이온 코드로 만들어진 카커스 직물에 대한 치수와 특성을 비교하고 있다.

상기 테이블은 또한 공지된 직물의 매개변수와 비교된 본 발명에 따른 직물 의 매개변수값에 있어 백분율 편차(△%)를 보여준다. 이 모든 직물에 있어 두께 "x"는 0.16mm로 동일하다.

고무처리 직물	공지	예 1	예 2
코드 재료	레이온	PEN	PEN
번수 [dtex]	1220/2	550/2	550/2
밀도 [cords/dm]	80	200	180
두께 "t" [mm] △%	0.9	0.67 -25%	0.67 -25%
코드 직경 "d" [mm] △%	0.55	0.35 -36.3%	0.35% -36.3%
거리 "y" [mm] △%	0.7	0.16 -73%	0.16 -73%
직물의 탄성 계수 [Mpa/cm] △%	112,000	170,000 +52%	153,000 +36%
직물의 파단하중 [N/cm] △%	792	1600 +102%	1440 +82%

도 3은 동일 비율의 직물 단면에서, 본 발명의 예 1에 따른 직물의 두께(t)와 공지된 직물의 두께(T)를 비교하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 레디얼 카커스(radial carcass)가 제공된 모터사이클용 시작 타이어에 관한 것이다. 즉, 상기 타이어는 카커스 플라이를 보강하는 요소를 포함하는 유형의 타이어로서, 상기 카커스 플라이는 적도면에 대해 70°미만의 각도로 경사를 이루고 있으나 대개 타이어의 자오면(meridian plane)을 따라 배열되어 있다(또는 어떠한 경우에도 상기 표면을 90°에 근접하게 형성한다).

이 타이어는 2중-플라이 카커스, 즉 고무 처리된 직물로 만들어진 한 쌍의 플라이로 형성된 카커스를 포함한다; 그리고 여기서 설명되는 시작타이어에서, 상기 한 쌍의 플라이는 도 5에 도시한 바와 같이 동일한 고무처리 직물, 특히 예 1에 따른 직물로부터 얻을 수 있다.

코드는 각 플라이에서는 서로 평행하게 배열되고, 타이어 적도면(X-X)에 있어서는 주변 크라운부에서 측정했을 때 76°의 경사각으로 인접 플라이의 코드와 교차하도록 배열된다.

본 발명에 따른 시작타이어에 달성되는 질적 성과를 평가하기 위해서, 이들 한 쌍의 타이어가 트랙에서 시험되어, 이와 대등한 타이어와 비교를 하였다. 상기 비교 대상이 되는 타이어는 본 출원인이 동일 종류의 차량 및 동일 운전조건으로 판매하는 현재 시장에서 가장 인기있는 타이어이다.

비교에 사용된 타이어는 번수 1220/2 dtex, 밀도 80 cords/dm인 나일론으로 만들어지고, 표 2에서 설명된 직물로 만들어졌으며, 본 발명에 따른 타이어처럼 같은 76°의 각으로 기울어져 있는 코드로 만들어진 것이었다.

위에서 설명된 것들과 유사하고, 시험된 타이어 둘 모두에 동일한 벨트는 원주방향으로 배향된 강철 코드로 된 외부층 3x4x0.20 HE HT와, 소위 아라미드 페이스트로 보강된 두께 0.3 mm의 엘라스토머 재료 시트로 이루어지는 방사방향 내부층을 포함한다: 전방 타이어에서 앞서 언급된 코드는 적도면에서부터 벨트의 단부까지 밀도가 4 cords/cm 에서 8 cords/cm 로 점차 변화하면서 분포한다.

모터사이클의 후방 타이어는 원주방향 코드가 65 cords/dm의 일정한 밀도로 분포한다는 사실을 제외하고는 전방 타이어와 동일하다.

사용된 차량의 특성은 다음과 같다:

모터사이클 듀카디 748(DUCATI 748 SS 98)

전방타이어

크기 120/70 ZR 17

팽창압력 2.5bar

림 3.5 -17

후방타이어

크기 180/55 ZR 17

팽창압력 1.9 bar

림 5.5 -17

동일한 운전자가 연속적으로 탑승하여 모터사이클의 랩 타임를 측정하는 트랙 시험을 하였는데, 모터사이클에 처음에는 한 쌍의 표준 생산 타이어를 장착하였고 그다음 본 발명 타이어를 장착하였다.

소위 슬라롬 형태(slalom type)의 트랙은 소정의 궤도를 따라서 곡선 구간과 직선 구간이 번갈아 가며 연속적으로 구성된다.

시험의 결과는 본 발명에 의한 타이어의 트랙 랩 타임에 있어 상당한 감소가 있음을 보여주었다.

사실상 한 쌍의 비교용 타이어를 장착한 동일한 모터사이클과 비교했을 때 본 발명에 따른 한 쌍의 타이어를 장착한 모터사이클이 한 바퀴당 1.3초만큼 주행 시간을 단축시킨다는 사실이 밝혀졌다; 더 자세히 말하자면, 비교용 타이어에 의해 얻어진 1'41''50과 비교했을 때 본 발명에 따른 한 쌍의 타이어를 장착한 모터사이클이 트랙 한 바퀴를 1'40''20(1분, 40초, 20/100초)에 주파한다는 사실이 밝혀졌다.

다음의 표 3은 A로 표시된 본 발명에 따른 타이어와 B로 표시된 공지 타이어 사이의 기타 성능 자료에 대한 비교 결과를 보여준다.

표 3에 표시된 평점은 탑승자의 평가에 기초한 주관적인 것이다. 평점은 1에서 10까지의 단계에 의한 숫자로 표시하고, 최고 점수는 고려된 각각의 특성에 대해 가장 우수한 성능을 보인 타이어에 부여되었다.

또한 주목해야 할 것은, 어떻게 해서 본 발명 타이어가 비교용 타이어에 동등하거나 또는 그보다 우수한 성능을 갖느냐 하는 것이지만, 이것은 주행 성능, 즉, 차량의 운전에서의 실질적인 향상이 있어야 가능하다는 점이다.

마지막 항목 "접촉감(contact feeling)"은 탑승자에 의해 실행되는 자동차의 조향기동(steering manoeuvres)에 대한 신뢰도을 나타내고 결과적으로 타이어의 접지력을 나타낸다.

상기 결과를 확인하기 위하여, 도로 테스트를 보충하는 추가 테스트 즉, 연구실에서 행해지는 소위 실내 테스트가 수행되었는데, 상기 테스트 수행시 전방 타이어에 적합한 휠이 회전드럼(rotating drum), 즉 타이어 직경 보다 상당히 큰 직경을 갖는 소위 로드 드럼(road drum)과 접촉하도록 배치되었으며 또한 상기 테스트에 수행시 상기 휠은 전체 노면을 대표할 수 있는 소정 마모특징을 가지는 층과 나란히 놓여졌다.

비교에 사용된 두 개의 타이어는 트랙 시험에 사용되는 것과 동일했다.

드럼은 자신의 축을 중심으로 회전하게 되며, 타이어의 주행면(rolling plane)은 캠버각 0을 가지면서 설정 미끄럼각 θ로 점차 기울어진다. 즉, 상기 주행면은 항상 드럼 표면에 수직으로 유지된다.

노면 휠에 의해 타이어 카커스를 경유하여 허브로 전달된 힘을 측정하도록, 상기 휠은 허브에 의해 특별한 감지 기구(sensing instruments)에 결합되어 있다.

당업자에게 미끄럼 추력 센서(slip thrust sensor)로 공지된 장치는 타이어에 코너 효과(cornering effect)를 부여하기 위해 사용된다.

미끄럼 각이 고정된 후 타이어에 의해 발생하는 최대 미끄럼 추력이 상기 휠의 허브로 동시에 전달되지는 않지만 휠이 일정한 거리를 움직이는 시간 내에 점차0에서 최대값 F_max까지 증가한다는 것을 주목해야 한다.

종축에는 상기 추력 값을 나타내고 횡축에는 휠에 의해 이동된 거리를 나타내는 카테시안도(Cartesian diagram)로서 미끄럼 추력 곡선이 그려지면, 상기 타이어의 "이완길이"(relaxation length)라는 용어는 상기 미끄럼 추력이 최대값 F_max의 66%까지 증가하는 동안에 휠에 의해 이동된 거리 "lo"를 정의하는 데 사용된다.

이완길이 "lo"는 변형도(deformability), 특히, 카커스의 강성에 의존하는 매개변수이고; 실제로, 카커스의 강성이 증가할수록, 이완길이는 더욱 작아진다.

그러나, "lo"는 실제적으로 휠의 속도와는 무관한 것으로 알려졌다.

도 5는 테스트 장치를 이용하여 본 발명에 따른 타이어 및 비교 타이어를 테스트하여 그려진 두 곡선 I 및 P를 나타낸다.

각각의 범위에 대해 제시되는 횡축과 종축 값은 도(degree)당 미터 및 뉴턴(N/°)으로 각각 표현된다.

타이어에 미끄럼 각 3°를 부여하기 위해 테스트를 수행하였다.

도 5의 그래프로부터 보여지는 것처럼 타이어의 양쪽 곡선들은 처음에 거의 정비례로 증가하는 값을 가지다가 최대 미끄럼 추력 "F_max" 값에 도달한 뒤 인접아크(joining arc)를 따르다가 점진적으로 횡축과 평행선에 도달하여 상술한 최대값을 나타내게 된다.

본 발명에 따른 타이어를 표시하는 상기 곡선Ⅰ는, 놀랍게도, 보강 코드의 직경이 작아 고무처리 두께도 작기 때문에 비교타이어보다 훨씬 더 얇은 카커스 직물을 갖는 본 발명 타이어가 보다 큰 유연성을 제공한다는 것을 보여준다; 기본적으로 상기 곡선은 미끄럼 추력값이 참조 타이어의 값보다 더욱 크다는 것 뿐만 아니라, F_max2>F_max1, 상기 값이 0에서 최대값의 66% 까지 상당한 정도로 증가하는 것이 거의 동시에 일어난다는 것을 나타내며, 이 경우 이완길이 lo값이 100Km/시간에서 0.218 이 된다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 상기 타이어는 비교타이어와 동시에 실질적으로 더 큰 절대 미끄럼 추력 값에 도달한다.

상기 미끄럼 추력 값 F_max2은 슬라롬(slalom) 타이어 주행 경로에서 비교타이어에 비해 분명한 이점을 지니면서 F_max1값 보다 약 8% 더 크다.

결과적으로 본 발명에 따른 카커스는 비교타이어의 카커스 보다 강성이 더욱 커서 커브길에서 특히 고속도인 모터사이클의 조향을 용이하게 할 수 있으고, 또한 상기 결과로 인해 직선 영역을 따라 주행하는 동안 승차감과 제동능력에 역효과를 끼치지는 않으며, 이것은 탑승자의 의견으로 증명된 것이고, 아래에서 설명된 대로 본 발명은 주행성능을 변화시키지 않으면서 반면에 자동차의 운전 능력을 증가시키는 목적을 달성한다.

본 발명은 지금부터 기술되는 바와 같은 예상 밖의 많은 이점을 가진다.

결과적으로 본 발명에 따른 타이어를 공지 타이어보다 이미 더 좋은 비교타이어와 견주어 볼 경우 상당히 향상된 운전 성능을 나타낸다고 말할 수 있다.

결과적으로 래디얼 카커스(radial carcass)에, 번수가 높은 (≥940/2 dtex) 텍스타일 코드를 함유하는 직물 대신 번수가 낮은 (≤840/2 dtex) 새로운 직물, 특히, 번수가 550/2 dtex 인 PEN코드를 함유하는 직물로 대체함으로써 상기의 향상을 얻을 수 있다. 놀랍게도 본 발명에 따른 상기 타이어는 기동성뿐만 아니라, 다른 것들 중에서도 접촉감을 향상시킨다는 것이 주목된다.

종래 타이어에 비해 랩타임(lamp times)이 감소한다는 측면에 따른 본 발명 타이어의 성능 향상이 주로 도로 커브의 연속적인 변화에 대해 더욱 밀접하게 반응할 수 있는 카커스 구조에 달려 있으며, 따라서 더욱 강성인 측부가 제공됨이 분명하다.

더욱이, 보다 얇은 직물을 사용하여 카커스의 유연성을 보다 크게 함으로써 제동시 압흔 영역(impression area)을 증가시켜 제어능력의 향상에 이롭게 된다.

본 발명에 따른 타이어에 따른 개선사항은 또한, 이러한 타이어가 설치된 모터사이클을 탈 때 빠르게 궤도변화를 하기 위하여 필요한 적은 정도의 피로(fatigue)에 대한 탑승자의 평가로 인해 한번 더 확인이 이루어진다.

모터사이클의 일정한 성능과 결합한 개선된 기동성으로 인해 모터사이클의 운전이 용이해진다는 이점이 있다. 이것은 수행되는 방향조정에 대한, 그리고 이후에 커브길에서 노면으로부터 차량으로 전달되는 힘에 대한 타이어의 신속한 반응이 핸들의 조향 동작을 연속적으로 수정시켜야 할 필요를 줄여주기 때문이다.

또한, 놀랍게도 본 발명에 따른 전방 휠은 비교타이어에 비해 보다 큰 미끄럼 추력으로 나타나는 보다 큰 강성을 가짐(F_max2>F_max1)에도 불구하고 심한 진동 효과(shimmy effect)를 나타내거나 증가시키지 않는다. 즉, 다루기 힘든 진동의 연속은 저속에서는 고주파(8-10Hz)를 고속에서는 저주파를 가지며 상기 진동은 직선 노면을 따라 움직이는 동안 핸들에서 탑승자 팔로 전달된다.

더욱이, 공지된 타이어에 비해 보다 큰 미끄럼 추력이 가해져 보다 큰 무게 및/또는 자동차의 보다 큰 속도에 의해 발생하는 더욱 큰 원심력 효과를 적절히 상쇄할 수 있기 때문에 본 발명에 따른 타이어를 평균 동력 이상의 모터사이클에 설치할 수 있다는 이점이 있다.

다른 한편, 본 발명에 따른 타이어는 모터사이클 제작자에게 고속에서 기동 성 및 안정성을 동시에 보장할 수 있는 해결책을 알아내는 것에 상당한 도움을 제공한다는 것이 강조된다.

핵심을 더욱 잘 이해하기 위해 모터사이클와 결합하는 "포크(fork)" 및 "포어트래블(foretravel)" 용어의 의미가 여기에서 간단히 설명되겠다.

모터사이클(10)을 개략적으로 보여주는 도6에서 설명된 것처럼 포크(11)는 전방 휠이 설치된 자동차 차량 부분에 해당한다.

상기 포크는 프레임 및 핸들(13)과 연결된 정상부에 대하여 자유롭게 회전할 수 있는 튜브(11)를 포함하는 반면에 하부는 전방 휠의 허브(12)에 연결된 U-모양 부품과 연결된다.

상기 포크 축은 지면에 수직인 축에 대해 z각으로 기울어지며, 상기 휠의 허브를 통과한다.

상기 포어트래블은 상기 포크축과 지면에 대한 수직축이 교차하는 두 포인트 사이를 지면에서 측정한 거리 "m" 이다.

상기 서술된 것처럼 일반적으로 모터사이클 제조자들은 포어트래블, 즉 포크의 경사 각도를 증가시킴으로써 차량의 안정성을 향상시킬 수 있지만, 이렇게 함으로써 차량의 기동성은 악화되기 때문에 그들은 완벽하지 못한 해결책에 만족해야 할 것이다.

본 발명 타이어는 모터사이클의 구조적인 디자인에 유리하며, 이것은 증가된 기동성이 포어트래블을 증가시키고 따라서 차량의 안정성이 증가되기 때문이며, 한편 보다 작은 포어트래블을 갖는 차량에서도 동일한 기동성을 유지하게 된다.

출원인은 상기 해결책으로 얻어진 유리한 결과에 대해 이론적인 설명을 하려는 시도로 하기의 의견을 명확히 할 수 있지만, 이것은 상기 이론이 몇가지 이유로 증명하지 못하는 본 발명을 제약 또는 제한하지 않는다.

상기 이론을 지지하기 위해 도 7을 참조하여 설명이 이루어질 것이다. 도 7에서 본 발명에 따른 카커스의 이중-플라이 구조가 좌측에 도시되었고 공지 타이어의 카커스의 이중-플라이 구조가 우측에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 상기 카커스의 고무처리 직물의 기하학적 치수와 공지 타이어의 카커스 치수는 표 1 및 표 2 의 예 1에 나타내었다.

도 7에 도시한 바와 같이, 두 플라이의 전체 두께 및 서로 결합된 두 직물 내에서 코드 축 사이의 거리(t와 T)는 본 발명에 따른 카커스에서 상당히 보다 작은 값을 갖는다.

결과적으로 본 발명에 따른 이중-플라이 카커스를 형성하면서, 두 개의 매우 얇은 직물의 결합으로 이루어져 강화 코드의 두 층이 서로 매우 밀접하게 되어 있는 조성물은 보다 큰 조밀함과 더욱 좋은 균질성을 제공하여 보다 큰 균등성(isotropic performance)을 제공한다; 이러한 사실 때문에, 도 7에서 제시되고 표 1에서 나타난 것처럼, 직물의 코드 밀도를 증가시킬 수 있는 높은 탄성 계수는 물론, 카커스의 유연성 및 강성이 증가되도록 한다.

근본적으로 본 발명에 따른 상기 카커스는 두가지 특징-일반적으로 반대되는-강성 및 유연성을 함께 지님으로써, 결과적으로 접지성능과 승차감에 악영향을 주지 않으면서도 운전이 더욱 양호해진다.

본 발명의 다른 이로운 결과는 더욱 큰 강성을 갖는 카커스로부터 얻어지는 데, 과도하게 높지 않은 탄성 계수를 갖는 혼합물 즉, 더 큰 접지성능을 제공하는 "부드러운(soft)" 혼합물을 트레드 고무에 사용할 수 있는 가능성이 있다.

종래 기술에 따른 타이어는 사실, 전체 강성에 기여하기 위하여 아주 높은 탄성 계수를 갖는 트레드용 혼합물을 필요로 하였고, 상기 구조적인 강성 즉, 캠버 각의 유일한 기능은 알다시피, 커브 주변에서 접지성능에 충분치 않다.

본 발명은 모든 조건이 동일하고 바람직할 때, 약 65°쇼어 A(Shore A) 또는 그 이상의 경도를 갖는 일반적인 혼합물 대신에 50°및 60°쇼어 A 사이의 경도값을 가지는 트레드용 혼합물을 유용하게 사용할 수 있다.

결론적으로 말해서, 본 발명에 따라, 그 번수가 낮은 코드의 밀도를 증가시킴으로써, 보다 제어가 용이하며 본 발명 타이어가 장착된 차량의 운전을 보다 양호하게 하는 성능을 갖는 모터사이클용 타이어를 얻을 수 있다.

상기 설명된 본 발명을 이해하는 당업자는 자신이 당면한 문제, 예를 들어 상기 타이어에 적합한 모터사이클의 유형과 같은 특정한 기계적 문제를 해결하는데 필요하다면 본 발명을 변형 및 개조를 하여 수행할 수 있음이 분명하다.
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Claims

횡곡률 계수가 0.15 이상인 2륜-휠 차량용 타이어에 있어서,

중앙의 외측 크라운부(central peripheral crown)와, 상기 타이어를 해당 설치림에 안정적으로 고정하기 위한 한 쌍의 비드에서 종결되는 두 개의 사이드월을 가지는 원환(圓環) 형태의 카커스와; 상기 외측 크라운부에 타이어의 회전축과 같은 방향으로 뻗쳐있는 트레드와; 상기 카커스와 상기 트레드 사이에 배치된 벨트 구조를 포함하여 이루어지고,

상기 카커스는 보강 코드가 제공된 고무처리 직물 플라이를 적어도 하나 포함하며,

상기 보강 코드는 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위에 있는 텍스타일 코드이며 상기 코드를 포함하는 고무처리 직물은 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위의 탄성 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 텍스타일 코드는 아라미드(aramide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthatlate, PET), 폴리비닐 알콜 (PVA), 및 폴리에틸렌 나프탈렌-2,6-디카르복실레이트(polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate, PEN)를 포함하는 그룹에서 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 텍스타일 코드는 폴리에틸렌 나프탈렌 2,6 디카르복실레이트로 만들어지는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 직물 내의 상기 텍스타일 코드 밀도는 125 cords/dm 내지 280 cords/dm 범위인 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 코드의 번수는 550/2 dtex 인 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 카커스는 고무처리된 직물 플라이를 한 쌍 포함하며, 상기 코드는 각 플라이 내에서 서로 평행하게 배열되고 인접 플라이의 코드와는 교차하며 타이어 적도면(X-X)에 대해 대칭적으로 경사진 방향으로 배향된 것을 특징으로 하는 타이어.
제 6항에 있어서,

타이어 적도면에 대한 상기 코드의 경사 각도는 상기 적도면의 외측 크라운부에서 측정했을 때 70°내지 90°범위인 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 타이어는 방사방향 외부층과 방사방향 내부층으로 형성된 벨트를 포함하며, 상기 방사방향 외부층에는 타이어 적도면에 대해 0의 각도로 배열된 코드의 감김이 다수 제공되며, 상기 방사방향 내부층은 방사방향으로 겹친 고무처리 직물 스트립 한 쌍을 포함하며, 상기 고무처리 직물에는 엘라스토머 매트릭스에 결합된 보강 요소가 제공되며, 상기 보강 요소는 각 스트립 내에서 서로 평행하고 인접 스트립의 보강 요소와는 서로 교차하며 그리고 18°와 50°사이의 각도로 타이어 적도면에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 타이어.
제 8항에 있어서,

상기 스트립은 상기 벨트의 타이어의 회전축 방향으로 펼쳐진 길이의 10％ 내지 30％ 범위의 폭을 갖는 영역에 있는 적도면에서 중단되는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 타이어는 방사방향 외부층과 방사방향 내부층으로 형성된 벨트를 포함하며, 상기 방사방향 외부층에는 타이어 적도면에 대해 0의 각도로 배열된 코드의 감김이 다수 제공되며, 상기 방사방향 내부층은 엘라스토머 재료의 시트(sheet)로 형성되며, 상기 엘라스토머 재료는 상기 시트의 엘라스토머 재료 내에 분산되어 있는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 10항에 있어서,

상기 엘라스토머 재료의 상기 시트는 두께가 0.075 내지 0.05mm 범위에 있으며 상기 결합 수단은 아라미드 페이스트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어.
제 1항에 있어서,

상기 트레드는 50°내지 60°범위의 쇼어 A(Shore A) 경도값을 갖는 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어.
횡곡률 계수가 0.15 이상인 타이어와 모터사이클의 허브에 결합될 수 있는 림을 포함하는 모터사이클용 타이어 휠에 있어서,

상기 타이어는 중앙의 외측 크라운부와, 상기 타이어를 해당 설치림에 안정적으로 고정하기 위한 한 쌍의 비드에서 종결되는 두 개의 사이드월을 가지는 원환 형태의 카커스와; 상기 외측 크라운부에 타이어의 회전축과 같은 방향으로 뻗쳐있는 트레드와; 상기 카커스와 상기 트레드 사이에 배치된 벨트 구조를 포함하여 이루어지며,

상기 카커스는 보강 코드가 제공된 고무처리 직물 플라이 한 쌍으로 형성된 보강 구조를 포함하며,

상기 고무처리 직물은 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위에 있는 텍스타일 보강 코드를 포함하며 또한 상기 고무처리 직물은 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위의 탄성 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 휠.
횡곡률 계수가 0.15 이상인 전방 및 후방 타이어 한 쌍이 장착되는 모터사이클에 있어서,

상기 각 타이어는 중앙의 외측 크라운부와, 상기 타이어를 해당 설치림에 안정적으로 고정하기 위한 한 쌍의 비드에서 종결되는 두 개의 사이드월을 가지는 원환 형태의 카커스와; 상기 외측 크라운부에 타이어의 회전축과 같은 방향으로 뻗쳐있는 트레드와; 상기 카커스와 상기 트레드 사이에 배치된 벨트 구조를 포함하여 이루어지며,

상기 카커스는 보강 코드가 제공된 고무처리 직물 플라이를 적어도 하나 포함하며,

상기 전방 타이어에서 적어도 카커스는 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위의 탄성 계수를 갖는 고무처리 직물을 포함하며, 상기 고무처리 직물은 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위에 있는 텍스타일 코드를 함유하는 것을 특징으로 하는 모터사이클.
제 14항에 있어서,

상기 전방 타이어에서 적어도 카커스는 상기 고무처리된 직물 플라이를 적어도 한 쌍 포함하는 것을 특징으로 하는 모터사이클.
제 14항에 있어서,

상기 모터사이클은 벨트 구조가 제공된 전방 타이어와 벨트 구조가 제공된 후방 타이어를 포함하며, 상기 전방 타이어에 제공된 벨트 구조는 적도면에서부터 벨트 단부를 향하여 점차 밀도가 증가하도록 분포된 원주방향 금속 코드 한 층을 포함하며, 상기 후방 타이어에 제공된 벨트 구조는 일정한 밀도로 분포된 원주방향 금속 코드 한 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터사이클.
모터사이클에 장착되는 타이어의 카커스 구조에 의해 전방 및 후방 타이어 한 쌍이 장착되는 모터사이클의 운전 성능을 제어하기 위한 방법에 있어서,

적어도 상기 전방 타이어에는 고무처리된 직물의 플라이를 적어도 하나 포함하는 카커스 구조가 제공되며, 상기 고무처리 직물에는 번수가 420/2 내지 840/2 dtex 범위에 있는 텍스타일 보강 코드가 다수 제공되며 또한 상기 고무처리 직물은 100,000 MPa/cm 내지 200,000 MPa/cm 범위의 탄성 계수를 갖는 것을 특징으로 하는, 모터사이클의 운전 성능을 제어하기 위한 방법.