KR100286232B1 - 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차바퀴용 자체지지타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 카카스플라이(10)와 제2 카카스플라이(11) 사이에 끼워지고 최대직경(maximum-chord)지점에서 상호 결합되며 끝단이 테어퍼(taper)진 렌즈형상의 단면을 갖는 제 1, 2 보강용 삽입체(16, 17)가, 각 사이드월에 일체되어 이루어진다.

또한, 상기 제 1, 2 보강용 삽입체(16, 17) 사이의 접속점(18)에 배치된 최대두께영역(13a)을 형성하는 렌즈형 단면을 갖는 탄성지지용 삽입체는 타이어의 내부로 향한 제1 카카스플라이(10)에 기대여 각 사이드월에 제공된다.

상기 탄성지지용 삽입체(13)는 렌즈형 단면을 한 급경사진 카운터 코어(14)와, 저탄성계수를 갖는 탄성재질로 제작되며 카카스플라이를 향하는 일측에 위치한 카운터 코어(14)를 코팅하는 커버(15)로 구성된다.

Description

탄성지지용 삽입체를 사이드월 내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어{Self-bearing tyre for motor-vehicle wheels incorporation elastic support inserts in the sidewalls}

본 발명은 타이어에 관한 것으로서, 더 상세하게는 탄성지지용 삽입물을 타이어의 사이드월 내에 일체화시켜 타이어 자체만으로 자동차를 지지하는 자동차 바퀴용 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 타이어의 일측 내주변을 한정하는 비드에 각각 삽입되는 원주방향 비신축성을 갖는 한쌍의 보강링과, 상기 타이어의 축으로부터 이격되어 경사진 하나의 보강링의 외주변을 따라 연장되는 한쌍의 탄성필러와, 상기 보강링과 상기 탄성필러 주위에 후방으로 겹쳐진 끝단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이와, 상기 비드와 상기 벨트체의 대응 끝단부 사이에 반경방향으로 연장된 상기 타이어 사이드월의 내측에 기대여 카카스플라이로 정렬되고 탕성재질로 구성되는 렌즈형 단면을 갖는 환형 탄성지지용 삽입체로 이루어진 카카스와; 상기 카카스에 왕관형상으로 배치된 트레드밴드와; 그리고 상기 트레드밴드에 위치된 반경방향 내측부에 환형상을 하도록 상기 카카스 위에 놓이고 원주방향으로 비신축성을 갖는 환형의 밸트체가 포함되어 이루어진다.

특히, 타이어의 공기가 완전히 빠진 상태에 있을 경우 타이어에 전달되는 수직하중과 드리프트 스러스트(arift thrust)를 견디어 낼 수 있는 자체지지 카카스가 구비된 자동차 타이어는 이미 공지된 바 있다. 이와 같은 방법으로, 자동차는 적어도 하나의 타이어가 펑크날 경우에도 정차 및 승차 안정성에 손실없이 비교적 고속으로 장거리를 주행할 수 있을 것이다.

공지된 형태의 자체지지 카카스는 렌즈형상의 단면을 갖고 탄성재질로 이루어진 탄성지지용 삽입체를 각 타이어 사이드월에 하나의 카카스플라이 또는 복수의 카카스플라이와 결합되도록 하여 이루어진다. 이러한 비교적 두께가 두껍고 고탄성 계수를 갖는 탄성지지용 삽입체는 공기가 빠진 상태에서도 타이어에 전달되는 수직 하중과 수평 드리프트 스러스트에 대해 충분한 탄성작용을 부여할 수 있다.

공지된 다른 형태의 자체지지 카카스는 타이어 내의 발열을 감소시키고 승차 안정성을 개선하기 위해 두께가 더 작고 탄성계수가 더 낮은 탄성 삽입체를 사용할 수 있도록, 두 개의 환형 탄성지지용 삽입체가 사이드월과 함께 나란히 배치되되, 적어도 하나의 환형 탄성지지용 삽입체가 카카스플라이 사이에 끼워지도록 하여 이루어진다.

최근 출원인은 유럽특허출원 EP-495, 375호에 기술된 또 다른 형태의 자체지지 카카스에 대해 연구하여 제작하였는데, 각 타이어의 사이드월을 위해, 이 자체 지지 카카스는 제1 카카스플라이에 기대여 사이드월의 내측으로 정렬되는 환형 탄성지지용 삽입체와, 이러한 탄성지지용 삽입체와 결합되도록 제1 카카스플라이와 그 위에 놓여 층을 이루는 제2 카카스플라이 사이에 반경방향으로 정렬되게 배치된 한 쌍의 환형 보강용 삽입체가 구비되어 이루어진다. 상기 환형 보강용 삽입체는 상기 환형 탄성지지용 삽입체의 최대 두께 영역의 폭에 위치된 접속점에서 서로 연속적으로 연결됨과 함께 상기 타이어의 최대직경(maximum chord)지점과 거의 일치되게 연결된다.

타이어 구동시, 상기 환형 탄성지지용 삽입체는 각각의 접속점에서 서로 힌지 결합된 급경사진 암과 같은 작용하는 상기 환형 보강용 삽입체의 상호 접근을 탄성적으로 반작용시키기 위한 굽힘응력이 존재할 때 변형된다.

본 발명에 따르면 적어도 타이어의 최대직경(maximum-chord)지점을 차지하고, 더 상세하게는 압축변형이 크게 집중되는 영역을 차지하는 급경사진 카운터 코어가 구비된 탄성지지용 삽입체를 제공하여, 비록 초연질재가 어떤 사용조건 하에도 승차 안정성을 크게 향상시키기 위해 상기 탄성지지용 삽입체의 나머지 부분을 이루는데 사용될지라도, 타이어의 바람이 빠진 상태에서도 카카스 리프트(carcass lift)가 크게 증가되도록 함을 그 목적으로 한다.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로 타이어가 정상적으로 팽창된 상태에서 타이어의 직경을 따라 절단된 일측단면도.

제2도는 공기가 빠진 상태를 나타낸 제1도의 타이어 단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 것으로 타이어가 정상적으로 팽창된 상태에서 타이어의 직경을 따라 절단된 일측단면도.

제4도는 공기가 빠진 상태를 나타낸 제3도의 타이어 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 타이어 2 : 카카스(carcass)

3 : 트레드밴드(tread band) 5 : 사이드월(sidewall)

6 : 비드(bead) 7 : 장착림

8 : 보강링 9 : 탄성필러

10, 11 : 제 1, 2 카카스플라이(carcass ply) 12 : 벨트체

일실시예에 따른 본 발명은 사이드월에 탄성지지용 삽입체를 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어에 관한 것으로서, 적어도 탄성지지용 삽입체의 최대 두께영역을 부분적으로 차지함과 동시에 카카스플라이를 향한 볼록형상의 인접측을 형성하는 렌즈형 단면을 갖는 카운터 코어와; 상기 인접측에 있는 적어도 일부의 카운터 코어를 코팅하고, 적어도 일부의 탄성지지용 삽입체의 일측단부를 한정하며, 상기 카운터 코어보다 작은 탄성계수를 갖는 탄성변형 가능한 커버가 포함되어 이루어진다.

다른 실시예에 따른 본 발명은 타이에 관한 것으로서, 탄성재질로 이루어지고, 제1 카카스플라이와 상기 제1 카카스플라이 상에 위치하는 제2 카카스플라이 사이에 삽입되며, 각 끝단을 향하여 점점 두께가 얇아지는 형상인 렌즈형 단면을 가지고, 상기 탄성지지용 삽입체의 최대두께영역에 대략 위치하는 접속점에 상호 연결되는 제 1, 2 환형 보강용 삽입체가 더 포함되어 이루어진다.

일실시예에 따른 상기 카운터 코어는 탄성지지용 삽입체의 반경방향 외측단부를 한정한다. 더 상세히 설명하면, 상기 카운터 코어는 공기가 빠진 상태에서 상기 타이어에 의해 나타나는 최대직경지점으로부터 상기 벨트체의 일측 모서리 근처 까지 연장된다.

상기 일실시예에서, 상기 커버는 상기 카운터 코어의 인접측을 코팅하되, 반경방향 내측단부로부터 상기 카운터 코어의 최대 두께 영역 근처까지의 인접측을 코팅한다. 상기 인접측의 나머지 부분은 상기 제1 카카스플라이에 적합된다.

다른 실시예에 따른 상기 카운터 코어는 상기 타이어의 최대두께지점에 확실히 배치되고, 상기 인접측을 확실히 코팅하는 상기 커버는 상기 탄성지지용 삽입체의 내·외측단부를 한정한다. 이 때, 상기 카운터 코어에 위치한 커버는 최소두께인 2.5mm보다 작은 두께를 가짐이 바람직하다.

임의적으로 보강 섬유를 혼합한 탄성재질로 이루어진 상기 카운터 코어는 8MPa~12MPa의 탄성계수를 가짐과 동시에 저(低) 히스테리시스(hysteresis, tanδ가 0,1이하)를 가짐이 바람직하다.

이와 더불어, 또 다른 특징에 따른 본 발명은 상기 카운터 코어의 단면 연장부가 상기 탄성지지용 삽입체의 전체 단면 연장부의 30%~60%를 차지한다.

또한, 상기 카운터 코어의 최대 반경방향 연장부가 상기 탄성지지용 삽입체의 전체 반경방향 연장부의 1/4 ~3/4을 차지하도록 한다.

이와 더불어, 또 다른 특징에 따른 본 발명은 상기 커버의 탄성계수가 2MPa~6MPa의 범위 내에 있음이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여, 본 발명인 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로 타이어가 정상적으로 팽창된 상태에서 타이어의 직경을 따라 절단된 일측단면도이고, 도 2는 공기가 빠진 상태를 나타낸 도 1의 타이어 단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 것으로 타이어가 정상적으로 팽창된 상태에서 타이어의 직경을 따라 절단된 일측단면도이고, 도 4는 공기가 빠진 상태를 나타낸 도 3의 타이어 단면도이다.

본 발명에 따른 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어(1)는, 공지된 바와 같이 도로(4)와 접촉됨과 함께 원환형상을 한 트레드밴드(3)에 의해 한정되는 래디알 타입(Radial type)의 카카스(2)와, 상기 카카스에 왕관형상으로 설치된 밸트체(12)와, 상기 트레드밴드(3)의 대향변으로부터 상기 타이어의 내주변을 따라 한정된 2개의 비드(beads)(6)(하나만 도시됨)까지 연장되는 2개의 사이드월(5)(단 하나만 도시됨)이 포함되어 이루어진다. 상기 타이어(1)는 자동차 바퀴를 한정하기 위해 상기 비드(6)에 있는 장착림(7)과 함께 결합된다.

일반적으로, 카카스(2)는 통상 비드 코어라 일컫는 원주방향 비신축을 갖는 한쌍의 보강링(8)과, 상기 보강링의 외주변을 따라 구비되고 상기 타이어 축으로부터 이격되며 경사지게 설치된 탄성 필러(filler)(9)로 이루어진다. 상기 비드(6)에 각각 삽입되는 보강링(8)은 상기 비드에 필요한 강성을 부여하여 장착림(7)이 타이어(1)를 최적으로 지지하도록 하는 역할을 한다.

이와 더불어, 카카스(2)는 전체 타이어 단면을 따라 연장됨과 함께 상기 각각의 보강링(8) 주위 후방에 겹쳐지도록 대향변을 형성하는 적어도 하나의 카카스 플라이(10)을 갖는다.

또한, 바람직한 실시예에서, 제2 카카스플라이(11)는 상기 제1 카카스플라이(10)상에 배치됨과 함께 상기 각각의 보강링(8) 주위 후방에 겹쳐지도록 변을 형성한다.

또한, 상기 원주방향 비신축성 벨트체(12)는 제 1, 2 카카스플라이(10, 11) 상에 환형과 유사하게 겹쳐된 하나 이상의 벨트밴드(12b, 12b)로 이루어진다.

좀 더 상세히 설명하면, 제 1, 2 카카스플라이(10, 11)와 벨트밴드들(12a, 12b)은 검은 실선으로 도시된 바와 같이 서로 이격되어있다.

실제로, 상기 카카스플라이는 후술하는 바와 같이, 사이드월(5)을 제외하고 서로 접촉되게 겹쳐진다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 상기 타이어(1)는, 각 사이드월(5) 내에 위치되되 상기 타이어(1)의 축방향으로 내측에 있는 제1 카카스플라이(10)와 적합되는 적어도 하나의 탄성지지용 삽입체(13)가 더 포함되어 이루어진다. 상기 탄성지지용 삽입체(13)는 상기 각각의 비트(6)와 렌즈형의 단면을 갖는 상기 벨트체(12)의 대응변 사이에서 반경방향으로 연장된다. 즉, 상기 탄성지지용 삽입체(13)는 상기 타이어(1)의 최대직경(maximum-chord)지점, 즉 최대폭(maximum-with)지점과 거의 같은 높이에 배치되는 최대두께(maximum-thickness)영역(13a)을 갖는다. 더 구체적으로 설명하면, 상기 최대두께영역은 공기가 빠진 상태에서 상기 타이어(1) 의해 취해지는 최대직경지점에 위치된다. 상기 필러(9)를 향하여 경사진 내측단부(13b)와 상기 벨트체(12)의 사이드월을 향하여 경사진 외측단부(13c)는 대략 반경방향에 있는 상기 최대두께영역(13a)으로부터 이격되어 있다.

기본적으로, 상기 탄성지지용 삽입체(13)는 적어도 최대두께영역(13a)을 부분적으로 차지함과 동시에 제 1, 2 카카스플라이(10, 11)를 향하여 단면이 블록한 인접측(14a)에 구비되는 렌즈형의 단면을 갖는 카운터 코어(14)가 포함되어 이루어진다. 상기 인접측(14a)의 일부에 상기 카운터 코어를 코팅하는 탄성변경 가능한 커버(15)는 카운터 코어(14)와 결합되어 있다.

상기 카운터 코어(14)는 6MPa이상, 특히 바람직하게는 8MPa~16Mpa의 높은 탄성계수를 갖는 탄성재질로 이루어진다. 또한, 상기 카운터 코어는 저(低) 히스테리시스 손실(tanδ가 0.1이하)을 갖는다.

본 발명에 인용된 히스테리시스 손실(tanδ)과 탄성계수에 관한 모든 값은 원통형상을 한 탄성재질로 이루어진 시편을 가지고 다음과 같은 조건하에서 측정하였다. 즉, 상기 시편은 20%의 축방향 변형이 생기도록 미리 부하를 걸고, 폭이 ±7.5%의 주기적인 굴곡변형을 받으며, 주파수가 100HZ이고, 온도가 100℃인 조건하에서 측정되었다.

이때, 측정은 굴곡변형 100 사이클에 상응하는 시간을 조정한 후에, 시험중 일정온도를 확보하기 위하여 오븐내에 시편을 두고 실시한다.

일반적으로, 충분히 높은 탄성계수를 카운터 코어(14)에 부여하기 위하여, 상기 카운터 코어를 만드는데 사용되는 탄성재질에 아라미드(aramide), 나일론 등과 같은 보강섬유가 선택적으로 혼합될 수 있다.

또한, 상기 코어(15)는 2MPa~6MPa의 탄성계수를 가짐과 함께 상기 카운터 코어(14)의 탄성계수보다 낮은 탄성계수의 탄성재질로 이루어짐이 바람직하다.

상기 카운터 코어(14)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 외측단부(13c)를 한정하기 위하여, 상기 타이어(1)의 최대폭영역에서 상기 벨트체(12)의 일측변으로 연장된다. 바람직하게는, 상기 카운터 코어(14)의 최대두께영역은 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 최대두께영역과 일치되고, 공기가 빠진 상태에서 상기 타이어(1)에 의해 나타난 최대직경영역과 거의 일치되게 위치된다.

상기 커버(15)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 내측단부(13b)를 한정함과 함께 상기 카운터 코어의 반경방향 내측단부로부터 시작하여 최대두께지점까지 연장한 상기 카운터 코어(14)의 인접측(14a)을 코팅한다. 커버(15)로 코팅되지 않은 상기 인접측(14a)의 나머지 부분은 제 1카카스플라이(10)에 기대여 직접 적합된다.

도 3 과 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 상기한 카운터 코어 보다 더 작은 카운터 코어(14)가 탄성지지용 삽입체(13)의 최대두께영역에 위치된다. 이 때, 커버(15)는 인접측면(14a)의 전체 연장부위에 걸쳐서 상기 코어(14)를 코팅함과 함께 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 내·외측단부(13b, 13c)를 한정한다.

상기 커버(15)는, 도3 과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 카운터 코어 자체의 존재 때문에 전반적으로 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 최대두께영역(13a)에서 현저하게 얇게된다. 이때, 상기 탄성지지용 삽입체의 최대두께영역(13a)에 있는 커버(15)는 상기 카운터 코어가 제1 카카스플라이(10)로부터 적당하게 분리되도록 1mm~2.5mm의 최소 두께를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 카운터 코어(14)의 인접측면(14a)은 제1 카카스플라이(10)와 접촉될 때까지 상기 커버(15) 내측으로 연장될 수 있다.

각각의 탄성계수 값뿐만 아니라 상기 카운터 코어(14)와 커버(15)간의 치수 관계는 타이어에 주어지는 동작특성에 따라 크게 변경될 수 있다.

일반적으로, 탄성지지용 삽입체(13)의 전체단면이 같고, 카운터 코어(14)단면의 크기가 증가되면, 공기가 빠질지라도 리프트의 증가 및 방향 지속성을 가져온다. 특히, 카운터 코어(14)가 벨트체의 끝단부까지 연장된 도 1과 도 2에 도시된 실시예는 공기가 빠질지라도 방향 지속성이 우수하고, 쉬프트 스러스트(shift thrust) 및 리프트(lift)에 대한 저항력을 준다.

이와는 달리, 상기 카운터 코어의 단면이 감소되면, 승차 안정성이 개선되는 경향이 있다. 특히, 도 3과 도 4에 도시된 실시예는 타이어가 정상압으로 팽창되는 정상승차조건하에 우수한 승차 안정성을 제공하기에 적합하다.

또한, 타이어(1)가 통상의 도로용차에 사용될 경우, 상기 카운터 코어(14)의 단면은 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 전체단면의 30% 내지 60% 범위가 바람직하고, 상기 타이어(1)가 정상적인 상태하에 있을 경우, 상기 카운터 코어(14)의 반경방향 최대 연장부는 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 전체 반경방향 연장부의 1/4 내지 3/4 사이에 있는 것이 바람직하다.

상기와 같은 두가지 실시예에 있어서, 제 1, 2 환형 보강용 삽입체(16, 17)는 상기 각 타이어 사이드월(5)에 있는 상기 제1 카카스플라이(10)와 제2 카카스플라이(11) 사이에 삽입되어 제공되고, 렌즈 형상의 단면과 얇은 끝단을 갖는다. 상기 보강용 삽입체(16, 17)는 상기 타이어 축으로부터 반경방향으로 연속되게 정렬됨과 함께 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 최대두께영역(13a)에 거의 인접한 위치에 있는 접속점(18a)에서 서로 연결된다.

상세히 설명하면, 상기 제1 환형 보강용 삽입체(16)는 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 내측단부(13b)에 대하여 나란히 배치된 각각의 중간부(16a)를 가진다. 이때 상기 중간부는 대략 상기 대응필러(9)의 끝단부(9a)의 높이에 있게 된다. 상기 대응필러(9)의 측면을 따라 연장됨과 동시에 상기 보강링을 향해 경사진 반경방향 내측부(16b)와, 상기 대응필러에서 멀어질수록 얇아짐과 동시에 상기 접속점(18)근처에서 경사진 반경방향 외측부(16c)는 상기 중간부(16a)로부터 이격되어 있다.

또한, 상기 제2 환형 보강용 삽입체(17)는, 상기 트레드밴드(3)와 상기 대응 사이드월(5) 사이에 있는 일반적으로 버트레스(buttress)라 칭하는 연결부(5a)에서, 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 외측단부(13c)에 대해 나란히 배치되는 중간부(17a)를 가진다. 상기 벨트체(12)의 대응변의 하부측을 향하여 경사진 반경방향 외측부(17c)와, 상기 접속점(18)까지 필러(9)를 향하여 경사진 라이얼방향 내측부(17b)는 상기 제2 보강용 삽입체(17)의 중간부(17a)로부터 이격되어 있다.

상기 보강용 삽입체(16, 17)는 상기 탄성지지용 삽입체(13)에 속하는 상기 커버(15)보다 높은 탄성계수를 가지되, 바람직하게는 4MPa~6MPa 범위의 탄성계수를 갖는 탄성재질로 이루어진다.

상기 탄성지지용 삽입체(13) 뿐만 아니라 상기 보강용 삽입체(16, 17)의 치수특성은 상기 타이어(2)가 사용되는 자동차의 종류에 따라 변할 수 있고, 상기 타이어가 갖추어야할 동작특성에 따라 변할 수 있다.

그리고, 상기 보강용 삽입체(16, 17)와 상기 탄성지지용 삽입체(13)가 소형-중형차에 사용될 경우, 비록 카카스의 수명은 줄어들지라도, 공기가 빠진 상태에서도 속도에 강한 카카스를 고향시키기 위하여 상기 보강용 삽입체와 상기 탄성지지용 삽입체의 두께를 감소시킬 수 있다. 상기와 같이, 상기 타이어(1)가 상용차에 사용될 경우, 상기 제1 보강용 삽입체(16)의 두께는 중간부(16a)에서 일반적으로 2.5mm와 7mm 사이에 포함되어야 하는 반면, 상기 제2 보강용 삽입체(17)의 두께는 중간부(17a)에서 2.5mm와 5mm 사이에 있는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 탄성지지용 삽입체(13)는 최대두께 영역에서 전체적으로 5mm 내지 15mm 범위의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상호 접속점(18)에서 상기 제1, 2 보강용 삽입체(16, 17)의 두께는 3.5mm 이하가 바람직하다.

만약, 상기 타이어(1)가 튜브리스(tubless) 타입이라면, 상기 카카스(2)의 전체 내측면은, 예를들어, 뷰틸블랜드(butyl blend)를 토대로 한 탄성재질로 이루어진 기밀 층(19)으로 코팅될 수 있음을 주목해야 한다.

상기 타이어가 공기가 빠진 상태에 있을시, 상기 제 1, 2카카스플라이(10)(11) 사이에 끼워진 제 1, 2보강용 삽입체(16)(17)는 반경방향에 있는 상기 사이드월(5) 변형을 도와주기 위하여, 상기 접속점에 각각 연관되어 회전하도록 설계된 두 개의 힌지암으로 이동된다. 한편, 상기 제 1, 2보강용 삽입체는 상기 타이어 축에 나란한 방향으로 작용되는 드리프트 스러스트(drift thrust)에 의한 상기 축벽(5)의 변형을 억제하기 위하여, 카운터벤트 리프 스프링(counter-bent leaf spring)과 유사하게 작용한다.

그리고, 상기 탄성지지용 삽입체(13)는 상기 자동차 바퀴에 미치는 하중 및 드리프트 스러스트에 의해 상호 근처로 이동되려고 하는 상기 제 1, 2보강용 삽입체(16)(17)를 방해하는 작용을 하는 스프링과 유사한 작용을 한다. 이와 더불어, 상기 탄성지지용 삽입체는 구브러지는 경향이 있는데, 이는 상기 탄성지지용 삽입체의 최대두께영역(13a)이 상기 제 1, 2카카스플라이(10)(11)에 미치는 인장력을 효과적으로 지지하기 위해 상기 타이어(1)의 축을 기준으로 외측으로 이동되어 일어나는 현상이다. 상기 보강용 삽입체(16)(17)의 구브러짐을 방해하는 다른 인장력은 상기 제 1, 2카카스플라이(10)(11)에 미치는 압축응력을 유지시켜 준다. 만약 압축응력이 제거된다면 상기 타이어(1)의 구조는 매우 불안정해진다.

또한, 상기 최대두께영역의 이동과 상기 탄성지지용 삽입체(13) 상에서 발생된 굽힘의 결과로서 일어나는 상기 카카스플라이 인장현상은, 비록 정도는 감소되지만 상기 현상의 유리한 효과가 존재하는 단 하나의 카카스플라이를 갖는 타이어 에서 일어남을 주목해야 한다.

상기 타이어(1)가 평범하게 사용될 때, 상기 바퀴에 미치는 하중은 상기 타이어내의 공기압에 의해 완벽히 지지된다. 이 때, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 탄성지지용 삽입체(13)는 약간 굽어지고 승차시 도로(4)상의 굴곡으로 인한 탄성응력은 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 커버(15)에 부가된 탄성변형에 의해 효과적으로 흡수된다. 보다 유리하게는, 상기 커버(15)를 형성하는 탄성재질의 저탄성계수 때문에 상기 탄성응력은 거의 흡수되어, 상기 장착림(7)과 차체에 반응력이 전달되지 않게된다.

따라서, 편안한 승차를 위한 최적 조건이 얻어진다. 그리고 상기 카운터 코어(14)는 정상 팽창압 상태하에서 상기 탄성응력에 거의 무관하게 되므로써, 타이어에 상당한 양의 힘을 전달하지 못하게 된다는 것을 주목해야 한다.

도 2 와 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어 타이어(1)가 펑크날 경우 공기압이 부분적 또는 완전한 손실을 가져올지라도, 상기 자동차 바퀴에 전달되는 수직 하중은 상기 사이드월(5)의 변형으로부터 발생된 탄성반응에 의해 결과적으로 저항을 받는다.

이 때, 각 사이드월(5)에 제공된 상기 카운터 코어(14)는, 고탄성계수로 인하여, 과도한 탄성변형을 받지 않고 상기 커버(15)에 미치는 심한 탄성변형으로 발생된 모든 압축 스러스트를 견디어 낼 수 있다.

결론적으로, 상기 카운터 코어(14)가 가장 큰 압축효과가 집중되는 바로 그 영역에 있는 각각의 탄성지지용 삽입체(13)에 존재되므로, 상기 커버(15)를 형성하되 상기 응력 효과에 의해 저탄성계수를 갖는 탄성재질이 붕괴되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 카운터 코어(14)가 있기 때문에 상기 타이어의 최대직경지점에서 발생하는 루빙(rubbing)으로 인한 마모 및 과열현상으로부터 상기 코팅층(19)을 보호할 수 있게되므로, 코팅층, 윤활제 또는 그 기밀을 손상할 수 있는 기타 첨가제를 형성하는데 사용되는 재질이 필요 없게된다.

상기 도 2와 도 4에 명백히 도시된 바와 같이, 상기 커버(15)는 상기 카운터 코어(14)에 밀접하게 배치된 두께가 감소된 영역에서 거의 변형되지 않는 반면, 상기 반경방향 내측단부(도 2의 13b) 또는 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 끝단부(도 4의 13b, 13c), 즉 상기 커버 중 상기 타이어(1)의 내부를 향하는 부분에는 상당한 부풀음이 존재하게 된다.

이와 같은 상태는 압축효과가 타이어의 최대직경지점에 집중함과 동시에 국부적인 과열이 발생되기 쉬운 공지된 종류의 자체지지 카카스의 작용과는 다르게, 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 단면에 압축효과의 분포가 잘 이루어진다.

상기 탄성지지용 삽입체(13)의 선단부(13b, 13c)에 부풀음이 존재하는 것은 기본적으로 인장 표면효과, 즉 상호접촉에 국부적인 루빙으로 인한 과열위험을 제거할 수 있는 효과가 상기 커버(15)에 존재한다는 증거이다.

이상에서와 같이 본 발명은 공지기술과 비교할 때 카카스 내에 분포되는 압축효과가 상당히 개선되므로써 타이어 수명이 장시간으로 늘어나고, 이와 동시에 공지기술에 반드시 필요한 고탄성계수의 탄성재질 대신에 탄성지지용 삽입체(13)용 저탄성계수를 갖는 탄성재질을 사용하기 때문에 타이어의 자체지지 동작 특성을 감소시키지 않고 승차 안정성이 상당히 개선된다.

이에 따라, 공지기술에 따른 일체형 탄성지지용 삽입체를 갖는 기하하적으로 동일한 타이어와 도 3과 도 4에 도시된 본 발명을 구현한 실시예에 따른 타이어와 비교한 실제 시험결과에서와 같이 본 발명의 타이어는 공기가 빠진 상태에서 수직 강성이 10% 감소되고 덮어지는 거리가 50% 증가된다는 사실을 보여준다.

본 발명은 많은 수정 및 변형이 가능하고, 특히 본 발명은 여기에 기재된 바람직한 실시예에 제공된 바와는 다르게 보강용 삽입체(16, 17)가 없는 카카스에도 적합하다는 것을 지적한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명에 언급된 모든 효과를 다 포함한다.

Claims (14)

1. 타이어(1)의 일측 내주변을 한정하는 비드(6)에 각각 삽입되는 원주방향 비신축성을 갖는 한쌍의 보강링(8)과, 상기 타이어의 축으로부터 이격되어 경사진 하나의 보강링(8)의 외주변을 따라 연장되는 한쌍의 탄성필러(9)와, 상기 보강링(8)과 상기 탄성필러(9) 주위에 후방으로 겹쳐진 끝단부를 갖는 적어도 하나의 카카스 플라이(10)와, 상기 비드(6)와 상기 벨트체(12)의 대응 끝단부 사이에 반경방향으로 연장된 상기 타이어 사이드월(5)의 내측에 기대여 카카스플라이(10)로 정렬되고 탄성재질로 구성되는 렌즈형 단면을 갖는 환형 탄성지지용 삽입체(13)로 이루어진 카카스(2)와; 상기 카카스에 왕관형상으로 배치된 트레드밴드(3)와; 그리고 상기 트레드밴드에 위치된 반경방향 내측부에 환형상을 하도록 상기 카카스 위에 놓이고 원주방향으로 비신축성을 갖는 환형의 밸트체(12)가 구비된 탄성지지용 삽입체를 사이드월 내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어에 있어서, 상기 환형 탄성지지용 삽입체(13)의 최대두께영역(13a)을 차지하고, 상기 카카스플라이(10)를 향한 볼록형상의 인접측면(14a)을 형성하며, 렌즈형상의 단면을 갖는 카운터 코어(14)와; 상기 인접측(14a) 상에 위치한 상기 카운터 코어(14)를 코팅하고, 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 적어도 하나의 측단부(13b, 13c)를 한정하며, 상기 카운터 코어(14)보다 저탄성계수를 갖는 탄성변형 가능한 커버(15)가 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
2. 제1항에 있어서, 각 타이어 사이드월(5) 내측에 구비되되, 제1 카카스플라이(10)와 상기 제1 카카스플라이 위에 위치한 제 2 카카스플라이(11) 사이에 삽입되고, 끝단부를 향하여 더 얇게된 렌즈형상의 단면을 가지며, 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 최대 두께 영역(13a) 상에 근접하여 위치된 접속점에 서로 연결되는 탄성재질로 이루어진 제 1, 2환형보강용 삽입체(16, 17)가 더 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
3. 제1항에 있어서, 상기 카운터 코어(14)가 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 반경방향 외측단부(13c)를 한정하고, 상기 커버(15)가 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 반경방향 내측단부(13b)를 한정함을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
4. 제3항에 있어서, 상기 카운터 코어(14)는 상기 타이어(1)의 최대폭영역에서 상기 벨트체(12)의 일측 모서리까지 연장하여서 됨을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
5. 제4항에 있어서, 상기 카운터 코어(14)는 타이어의 공기가 완전히 빠진 상태하에서 상기 타이어(1)의 최대폭영역에 그 최대 두께를 가짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
6. 제3항에 있어서, 상기 커버(15)는 상기 카운터 코어의 반경방향 내측단에서 그의 최대 두께영역까지 카운터 코어(14)의 인접측면(14a)을 코팅하고, 인접측면(14a)의 나머지 부분은 상기 제1 카카스플라이(10)에 접촉됨을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
7. 제1항에 있어서, 상기 커버(15)는 상기 인접측면(14a)의 전체 연장부를 거쳐 상기 카운터 코어(14)를 코팅하고, 상호 반대방향에 위치한 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 반경방향 내측단부(13b)와 반경방향 외측단부(13c)를 한정함을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
8. 제7항에 있어서, 상기 카운터 코어는 타이어의 공기가 완전히 빠진 상태에서 상기 타이어(1)의 최대폭지점에 위치됨을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
9. 제1항에 있어서, 상기 커버(15)는 2MPa~6MPa의 탄성계수를 가짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
10. 제1항에 있어서, 상기 카운터 코어(14)는 6MPa~16MPa 범위의 탄성계수를 가짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
11. 제1항에 있어서, 상기 카운터 코어(14)는 보강섬유와 혼합된 탄성재질로 이루어짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
12. 제1항에 있어서, 상기 카운터 코어(14) 상에 있는 상기 커버(15)는 2.5mm 이하의 최소 두께를 가짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
13. 제1항에 있어서, 상기 카운터 코어의 단면 연장부가 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 전체 단면 연장부의 30% ~60%로 됨을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.
14. 제1항에 있어서, 상기 카운터 코어(14)는 상기 탄성지지용 삽입체(13)의 전체 반경방향 연장부의 1/4~3/4 사이의 최대 반경방향 연장부를 가짐을 특징으로 하는 탄성지지용 삽입체를 사이드월내에 일체화시킨 자동차 바퀴용 자체지지 타이어.