KR101320742B1

KR101320742B1 - 중하중용 타이어

Info

Publication number: KR101320742B1
Application number: KR1020060102285A
Authority: KR
Inventors: 가즈키 누마타
Original assignee: 스미도모 고무 고교 가부시기가이샤
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2013-10-21
Also published as: US7543619B2; CN1990277A; KR20070072347A; US20070151649A1; CN1990277B

Abstract

내구성을 손상시키지 않고 구름 저항을 감소시킨 중하중용 타이어는, 카카스(6)와, 트래드 부분(2)에서 카카스의 반경 방향 외측에 배치되는 벨트층(7)과, 사이드월 부분(3)에서 카카스의 축방향 외측에 배치되어, 타이어의 반경 방향으로 연장하는 사이드월 고무(3g)를 포함하며, 사이드월 고무는 카카스의 축방향 외측에 배치되는 축방향 내측 고무부(10) 및 이 내측 고무부의 축방향 외측에 배치되어 타이어 외면을 형성하는 축방향 외측 고무부(11)를 포함하며, 내측 고무부(10)는 0.010 내지 0.035 차이만큼의 외측 고무부(11)보다 낮은 손실 탄젠트(loss tangent)(tanδ)를 가지며, 내측 고무부(10)는 0.5 내지 1.4 ㎫의 차이만큼의 외측 고무부(11)보다 낮은 복합 탄성 계수를 갖는다.

Description

중하중용 타이어{HEAVY DUTY TIRE}

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 중하중용 타이어의 단면도이며,

도 2는 도 1에 도시한 타이어의 주요부의 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 타이어

2 : 트래드 부분

3 : 사이드월 부분

3g : 사이드월 고무

4 : 비드 부분

5 : 비드 코어

6 : 카카스

7 : 벨트층

8 : 비드 정점 고무

9 : 보강 코드층

10 : 내측 고무부

11 : 외측 고무부

Cg : 쿠션 고무

본 발명은 중하중용 타이어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 내구성을 손상시키지 않으면서 타이어의 구름 저항(rolling resistance)을 감소시키도록 개선된 사이드월(sidewall)을 구비하는 중하중용 타이어에 관한 것이다.

최근, 세계적인 환경 문제와 관련하여 차량에서 연료비 감소가 강력하게 요구되고 있어, 타이어의 구름 저항을 감소시키려는 여러 시도가 이루어졌다. 구름 저항의 감소는 특히 트럭 및 버스와 같은 차량에서 연료 소비가 많기 때문에 그러한 차량에 사용되는 중하중용 타이어에 대해 특히 효과적이다.

중하중용 타이어에서 구름 저항을 감소시키기 위해, 예를 들면 타이어의 트래드(tread)에 에너지 손실이 낮은 고무 재료를 사용한다거나 타이어가 하중이 가해져 변형될 때에 생성되는 스트레인(strain)을 감소시킨다거나 하는 시도가 종래에 있었다. 그러나, 전자의 방법은 조향 안정성 및 내마모성을 저하시킬 우려가 있다. 후자의 방법의 경우 승차감을 떨어뜨릴 우려가 있다. 이들과 같은 종래의 방법은 여전히 개선의 여지가 있다.

한편, JP-A-2002-127718에는 사이드월 부분에서 균열 발생을 방지할 수 있는 공기 타이어가 개시되어 있는 데, 사이드월 부분에는 축방향 내측 고무층 및 축방향 외측 고무층으로 이루어진 사이드월 고무가 배치된다. 그러나, 구름 저항의 감소에 대해서는 전혀 교시하고 있지 않다.

본 발명의 목적은 사이드월 부분의 내구성을 손상시키지 않으면서 구름 저항을 감소시킬 수 있는 중하중용 타이어를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 그러한 목적 및 기타 목적은 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

이제, 타이어의 사이드월 부분에 배치되는 사이드월 고무를 적절한 탄력성이 있는 축방향 내측 고무부를 포함하는 2층 구조로 형성하는 경우, 사이드월 부분에서의 에너지 손실을 감소시켜 내절단성(cut resistance)과 같은 내구성을 떨어뜨리지 않으면서 구름 저항을 감소시킬 수 있다는 것이 확인되었다.

본 발명에 따르면, 트래드 부분에서부터 한쌍의 사이드월 부분을 지나 한쌍의 비드 부분의 비드 코어 각각으로 연장하는 카카스 코드를 갖는 카카스와, 트래드 부분의 내측 그리고 카카스의 반경 방향 외측에 배치되는 벨트층과, 사이드월 부분에서 카카스의 축방향 외측에 배치되어 타이어의 반경 방향으로 연장하는 사이드월 고무를 포함하는 중하중용 타이어로서, 사이드월 고무는 카카스의 축방향 외측에 배치되는 축방향 내측 고무부 및 이 내측 고무부의 축방향 외측에 배치되어 타이어 외면을 형성하는 축방향 외측 고무부를 포함하며, 내측 고무부는 외측 고무부보다 낮은 손실 탄젠트(loss tangent)(tan δ)를 가지고, 이들 내측 고무부와 외측 고무부 간의 손실 탄젠트의 차이는 0.010 내지 0.035이며, 내측 고무부는 외측 고무부보다 낮은 복합 탄성 계수(complex elastic modulus)를 가지고, 이들 내측 고무부와 외측 고무부 간의 복합 탄성 계수의 차이는 0.5 내지 1.4 ㎫인 중하중용 타이어가 제공된다.

바람직한 실시 형태에서, 타이어는 비드 코어의 반경 방향 외면과, 복수 개의 벨트 플라이(belt ply)를 포함하는 벨트층 중 최대폭의 벨트 플라이의 반경 방향 내면 사이의 반경 방향 거리(X)의 중간인 위치(M)에서 최대폭을 갖는다. 바람직하게는, 사이드월 고무의 내측 고무부는 중간 위치(M)에서 카카스 코드와 타이어 외면 사이의 두께의 0.3 내지 0.5배의 두께를 갖는다. 사이드월 고무의 내측 고무부의 반경 방향 외단부는 벨트층 또는 최대폭의 벨트 플라이의 축방향 외단부와, 중간 위치(M)에서부터 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리만큼 반경 방향 외측으로 떨어진 위치 사이의 영역에 위치한다. 사이드월 고무의 내측 고무부의 반경 방향 내단부는 중간 위치(M)에서부터 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리만큼 반경 방향 내측으로 떨어진 위치보다 반경 방향으로 아래에 위치하고, 비드 코어 둘레에 배치되는 것이 바람직한 보강 코드층의 반경 반향 최외측 단부보다는 반경 방향으로 위에 위치한다. 바람직하게는 비드 정점 고무(bead apex rubber)가 비드 코어의 반경 방향 외측에서 사이드월 고무의 내측 고무부의 반경 방향 내측에 배치된다.

본 발명에 따른 중하중용 타이어에 있어서, 타이어의 사이드월 부분에 배치되는 사이드월 고무는 카카스의 축방향 외측에 배치되는 축방향 내측 고무부와, 이 내측 고무부의 축방향 외측에 배치되어 타이어의 외면을 형성하는 축방향 외측 고무부를 포함하며, 축방향 내측 고무부는 사이드월 고무의 축방향 외측 고무부보다 낮은 손실 탄젠트(tan δ) 및 낮은 복합 탄성 계수를 가지며, 이들의 차이는 특정 범위 내에 유지된다. 낮은 손실 탄젠트 및 낮은 복합 탄성 계수를 갖는 고무가 주행 시에 현저하게 굴곡되는 사이드월 부분의 축방향 내측 부분에 사용되기 때문에, 사이드월 부분에서 발생하는 에너지 손실이 감소하고, 이에 따라 구름 저항이 감소한다. 또한, 보다 높은 손실 탄젠트 및 보다 높은 복합 탄성 계수를 갖는 고무를 사이드월 부분의 축방향 외측 부분에 사용하기 때문에, 사이드월 부분의 내구성이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명하며, 도 1은 본 발명에 따른 표준 상태의 중하중용 타이어(1)의 우측 절반부의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 타이어의 주요부의 확대 단면도이다.

"표준 상태"라 함은 타이어가 표준 림(J)에 장착되어 표준 내압으로 팽창되어 있지만 하중은 가해지지 않은 표준 팽창 미부하 상태를 지칭한다. 본 명세서에서, 타이어의 각 파트 또는 부분의 "치수"는 달리 언급하지 않는 한 전술한 표준 상태에서 측정된 것을 지칭한다.

"표준 림"이라는 용어는 타이어가 기초로 하는 표준화 시스템에서 각각의 타이어에 대해 정해진 림을 나타내는 것으로서, JATMA(일본 자동차 타이어 협회)에서 "표준 림(standard rim)", TRA(미국 타이어/림 협회)에서 "설계 림(design rim)", ETRTO(유럽 타이어/림 기술 단체)에서 "측정 림(measuring rim)"으로 불리고 있다. "표준 내압"이란 용어는 표준화 시스템에서 각각의 타이어에 대해 정해진 공기 압력을 지칭하며, JATMA에서는 "최대 공기압", TRA에서는 "여러 콜드 공기압에서의 하중 한계(Load Limits at Various Cold Inflation Pressure)"의 표에 기재된 최대 값, ETRTO에서는 "팽창 압력(inflation pressure)"에 해당한다.

또한, 본 명세서에서 사용된 "손실 탄젠트(loss tangent)" 및 "복합 탄성 계수(complex elastic modulus)"라는 용어는 70℃의 측정 온도, 10㎐의 주파수, 10%의 초기 스트레인 및 ±2%의 동적 스트레인의 조건에서 가부시키 가이샤 이와모토 세이사쿠쇼에서 제조한 점탄성 분석계(viscoelastic spectrometer)를 사용하여, 폭 4㎜, 길이 30㎜ 및 두께 1.5㎜의 크기를 갖는 직사각형 시편에 대해 측정된 값을 지칭한다.

중하중용 타이어(1)는 트래드 부분(2)에서부터 사이드월 부분(3)을 지나 대향하는 비드 부분(4)에서의 비드 코어(5) 각각으로 연장하는 토로이드(toroidal)형 카카스(6)와, 트래드 부분(2)의 카카스(6)의 반경 방향 외측에 배치된 벨트층(7)을 포함한다.

카카스(6)는 스틸로 이루어진 카카스 코드가 타이어의 적도(C)에 대해 80° 내지 90°의 각도로 배치되어 있는 적어도 하나의 카카스 플라이(6A)(본 실시 형태에서는 하나의 카카스 플라이)를 포함한다. 카카스 플라이(6A)는 도 2에 도시한 바와 같이 카카스 코드 또는 코드들(6C)의 양측을 마무리 고무(topping rubber)(6T)로 덮음으로써 형성된다. 카카스 플라이(6A)는 하나의 비드 코어(5)에서부터 타이어의 크라운 영역을 지나 대향하는 비드 코어(5)까지 연장하는 토로이드형 본체부(6a)와, 이 본체부(6a)의 양단부에 연속하여, 카카스 플라이를 고정시키도록 타이어의 축방향 내측에서부터 축방향 외측으로 비드 코어(5)의 둘레에 접어 올려진 턴업부(turnup portion)(6b)를 포함한다.

본체부(6a)와 각 턴업부(6b) 사이에는 비드 코어(5)에서부터 반경 방향 외측으로 테이퍼 형태로 연장하는 비드 정점 고무(8)가 배치되어 있다.

벨트층(7)은 스틸로 이루어진 벨트 코드로 된 적어도 3개의 플라이를 포함한다. 도 1에 도시한 실시 형태에 따른 타이어(1)는 4개의 벨트 플라이를 포함하는 벨트층(7)을 포함하며, 반경 방향 최내측에는 타이어 적도에 대해 예를 들면 60±15°의 각도로 배열된 벨트 코드의 제1 벨트 플라이(7A)가 배치되며, 이어서 제1 플라이의 반경 방향 외측에 타이어 적도(C)에 대해 예를 들면 10°내지 35°의 작은 각도로 배열된 벨트 코드의 제2 내지 제4 벨트 플라이(7B, 7C, 7D)가 배치되어 있다. 제2 내지 제4 벨트 플라이(7B, 7C, 7D)는 하나의 플라이에서의 벨트 코드가 다른 플라이에서의 코드와 교차하도록 적층된다. 벨트 플라이(7A 내지 7D) 중, 제2 벨트 플라이(7B)가 최대폭을 갖고 있다. 예를 들면, 제2 벨트 플라이(7B)의 폭은 트래드 폭(TW)의 0.80 내지 0.95배이며, 제1 및 제3 벨트 플라이(7A, 7C)의 폭은 벨트 플라이의 최대폭, 즉 제2 벨트 플라이(7B)의 폭의 85% 내지 95%이다.

대략 삼각형 단면을 갖는 쿠션 고무(Cg)가 벨트층(7)의 양단부와 카카스(6) 사이에 배치되어, 벨트층(7)과 카카스 플라이(6A)의 본체부(6a) 간의 곡률의 차를 보상한다. 벨트층의 각 단부의 반경 방향 내측에 배치된 각 쿠션 고무(Cg)는 카카스 플라이(6A)를 따라 벨트층의 각 단부에서부터 테이퍼 형상으로 연장하여, 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리만큼 중간 위치(M)로부터 반경 방향 외측으로 간격을 두고 있는 위치(PU)보다 반경 방향 위쪽의 위치에서 종결된다.

스틸 코드를 갖는 보강 코드층(9)은 비드 부분(4)에 배치되어, 카카스 플라 이(6A)를 통해 비드 코어(5)를 둘러싼다. 보강 코드층(9)은 대략 U자형 단면을 갖는다. 보강 코드층(9)은 카카스 플라이(6A)의 턴업부(6b)의 반경 방향 내측을 지나가는 만곡된 중간부(9c)와, 이 만곡된 중간부(9c)의 축방향 내측에 위치하여 카카스 플라이(6A)의 본체부(6a)의 축방향 내면을 따라 반경 방향 외측으로 연장하는 축방향 내측부(9i)와, 만곡된 중간부(9c)의 축방향 외측에 위치하여 카카스의 턴업부(6b)의 축방향 외면을 따라 반경 방향 외측으로 연장하는 축방향 외측부(9o)를 포함한다. 이러한 보강 코드층(9)은 예를 들면 축방향 내측부(9i)의 말단부(9it)가 카카스의 턴업부(6b)의 말단부보다 반경 방향으로 위에 위치하고 축방향 외측부(9o)의 말단부(9ot)가 카카스의 턴업부(6b)의 말단부보다 반경 방향으로 아래에 위치하는 경우, 하중을 받은 상태에서 주행 시에 카카스의 턴업부(6b)의 말단부에 작용하는 왜곡을 감소시키고, 이에 따라 비드 부분(4)의 내구성을 향상시킨다. 말단부(9ot)는 비드 코어(5)의 반경 방향 외면의 높이보다 반경 방향으로 위에 위치한다.

타이어(1)의 사이드월 부분(3)에는 타이어의 반경 방향으로 카카스(6)의 축방향 외측으로 지나가는 사이드월 고무(3g)가 배치되어 있다. 사이드월 고무(3g)는 카카스(6)의 축방향 외측에 배치된 축방향 내측 고무부(10)와, 이 내측 고무부(10)의 축방향 외측에 배치되어 타이어의 외면을 형성하는 축방향 외측 고무부(11)를 포함하는 2층 구조를 갖는다. 본 발명의 중하중용 타이어(1)에서, 내측 고무부(10)는 외측 고무부(11)보다 손실 탄젠트(tan δ)가 낮으며, 이들 내측 고무부와 외측 고무부 간의 손실 탄젠트의 차이는 0.010 내지 0.035이다. 또한, 내측 고무부(10)는 외측 고무부(11)보다 복합 탄성 계수가 낮으며, 이들 내측 고무부와 외측 고무부 간의 복합 탄성 계수의 차이는 0.5 내지 1.4㎫이다.

타이어가 하중을 받은 상태로 주행하는 동안에 사이드월 부분(3)에는 큰 굴곡 스트레인이 반복적으로 발생한다. 구름 저항은 사이드월 고무(3g)에 낮은 손실 탄젠트를 가지며 열 발생이 어려운 고무 화합물을 사용함으로써 감소시킬 수 있다. 카카스 코드로부터 사이드월 고무의 분리는 사이드월 고무(3g)에 가요성을 가지며 용이하게 변형될 수 있는 고무를 사용하여 큰 굴곡 스트레인을 따르도록 함으로써 방지할 수 있다. 한편, 사이드월 고무(3g)는 적절한 강성 및 카카스(6)가 이물질과 접촉하는 것을 방지하기에 충분한 내절단성을 요구한다.

본 발명에 있어서, 전술한 목적을 위해 사이드월 고무(3g)는 2개의 부분(10, 11)으로 분할되며, 작은 손실 탄젠트(낮은 tanδ) 및 작은 복합 탄성 계수를 갖는 고무 화합물이 카카스(6)측에 위치하는 내측 고무부(10)로 사용되어, 이 부분에서 발생하는 열 발생 및 에너지 손실을 감소시킨다. 따라서, 사이드월 부분(3)의 굴곡 스트레인에 의해 야기되는 구름 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 내측 고무부(10)는 카카스 코드(6C)의 변형에 따라 변형될 수 있는 복합 탄성 계수를 갖기 때문에, 카카스 코드로부터 사이드월 고무가 분리되는 것이 억제되어, 사이드월 부분의 내구성을 향상시킨다. 또한, 큰 손실 탄젠트(tanδ)와 큰 복합 탄성 계수를 갖는 고무 화합물이 사이드월 고무(3g)의 외측 고무부(11)에 사용되기 때문에, 내구성, 특히 내절단성을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 중하중용 타이어의 구름 저항을 사이드월 부분(3)의 내구성을 손상시키지 않고 감소시킬 수 있 다.

내측 고무부(10)의 손실 탄젠트(tanδ)의 값은 외측 고무부(11)보다 충분히 낮다면 특별히 한정되지는 않는다. 열 발생 및 에너지 손실을 충분히 감소시킨다는 관점에서, 사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)의 손실 탄젠트(tanδ)는 최대 0.075, 구체적으로 최대 0.060, 보다 구체적으로 최대 0.050이 바람직하다. 한편, 내측 고무부(10)의 손실 탄젠트가 너무 작은 경우, 사이드월 부분은 외부로부터의 충격에 대한 저항성이 떨어지는 경향이 있다. 따라서, 내측 고무부(10)의 손실 탄젠트(tanδ)는 적어도 0.030, 구체적으로는 적어도 0.040이 바람직하다.

내측 고무부(10)의 손실 탄젠트(tanδ)는 외측 고무부(11)의 손실 탄젠트보다 0.010 내지 0.035 만큼 낮다. 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 간의 손실 탄젠트의 차이가 0.010보다 작은 경우, 두 부분의 손실 탄젠트가 근사하게 되며, 따라서 외측 고무부(11)의 내절단성이 저하하거나, 내측 고무부(10)의 구름 저항 감소 효과가 떨어질 우려가 있다. 그 차이가 0.035보다 큰 경우, 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 사이의 계면에 스트레인이 집중될 수 있어, 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 사이가 분리되는 것과 같은 사이드월 고무(3g)의 내구성 저하의 우려가 있다. 이러한 관점에서, 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 간의 손실 탄젠트(tanδ)의 차이는 적어도 0.015가 바람직하고 적어도 0.020이 보다 바람직하며, 최대 0.030이 바람직하고 최대 0.025가 보다 바람직하다.

사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)의 복합 탄성 계수는 외측 고무부(11)보다 충분히 낮다면 특별히 한정되지는 않는다. 그러나, 내측 고무부(10)의 복합 탄성 계수가 너무 큰 경우, 내측 고무부는 하중을 받는 상태로 주행시에 타이어의 사이드월 부분(3)의 굴곡 변형을 따라 용이하게 변형할 수 없어, 카카스 코드로부터의 분리와 같은 손상이 발생하기 쉽다. 또한, 충격 흡수 성능이 떨어져 승차감이 저하할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 내측 고무부(10)의 복합 탄성 계수는 최대 3.5㎫이 바람직하고, 최대 3.0㎫이 보다 바람직하다. 한편, 내측 고무부(10)의 복합 탄성 계수가 너무 작은 경우, 사이드월 부분(3)의 강성이 현저히 떨어져 조향 안정성이 저하할 우려가 있다. 따라서, 내측 고무부의 복합 탄성 계수는 적어도 2.0㎫이 바람직하고, 적어도 2.5㎫이 보다 바람직하다.

내측 고무부(10)의 복합 탄성 계수는 외측 고무부(11)의 복합 탄성 계수보다 0.5 내지 1.4㎫만큼 낮다. 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 간의 복합 탄성 계수의 차이가 0.5㎫보다 작은 경우, 두 부분의 복합 탄성 계수가 근사하게 되고, 따라서 외측 고무부(11)의 내절단성이 저하하거나, 내측 고무부(10)가 사이드월 부분의 변형을 따를 수 없어 카카스 코드로부터의 분리가 발생할 우려가 있다. 그 차이가 1.4㎫보다 큰 경우, 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 사이의 계면에 스트레인이 집중될 수 있어, 사이드월 고무(3g)의 내구성이 저하할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 간의 복합 탄성 계수의 차이는 적어도 0.7㎫이 바람직하고 적어도 1.0㎫이 보다 바람직하며, 최대 1.3㎫이 바람직하고 최대 1.2㎫이 보다 바람직하다.

내측 고무부(10)의 두께는 특별히 한정되지는 않는다. 그러나, 두께가 너무 작은 경우, 구름 저항 감소 효과를 충분히 얻을 수 없고, 두께가 너무 큰 경우, 외 측 고무부(11)의 두께가 상대적으로 감소하여 사이드월 부분(3)의 내절단성이 저하할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 벨트층(7)의 말단부(7e)에서부터 비드 코어(5)의 반경 방향 외면에 이르는 반경 방향 거리(X)의 중간인 위치(M)에서 사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)의 두께(ti)(도 2에 도시함)는 카카스 코드(6C)에서부터 타이어(1)의 축방향 외면까지의 고무 두께(T)[두께(T)는 카카스 코드(6C)의 축방향 외측에 위치하는 마무리 고무층(6T)의 두께를 포함함]의 0.3 내지 0.5배이다. 벨트층(7)의 "말단부(7e)"라 함은 벨트층(7)의 축방향 최외측 단부, 즉 벨트층(7) 중 최대폭의 벨트 플라이의 말단부에서 반경 방향 내측 위치를 지칭한다.

도 1에 도시한 실시 형태에서, 사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)는 중간 위치(M)에서 두께(ti)를 실질적으로 유지하면서 카카스(6)를 따라 반경 방향으로 연장한다. 내측 고무부(10)의 양단부는 테이퍼진다.

바람직하게는, 내측 고무부(10)의 반경 방향 외단부(10o)는 벨트층(7)의 말단부(7e)와, 중간 위치(M)에서부터 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리(즉, 0.25X)만큼 반경 방향 외측으로 떨어진 위치(PU) 사이에 위치한다. 여기서, "사이"라 함은 소정 영역의 양단부를 포함하는 그러한 소정 영역을 의미하는 것으로, 이에 따라 내측 고무부(10)의 외단부(10o)는 위치(PU)에 또는 벨트층(7)의 말단부(7e)에 위치할 수도 있다.

내측 고무부(10)의 반경 방향 외단부(10o)가 위치(PU)보다 반경 방향으로 아래에 위치하는 경우, 위치(PU)에서부터 벨트층(7)의 말단부(7e)에 이르는 버트레스 영역(buttress region)에서 구름 저항을 충분히 감소시킬 수 없다. 또, 반경 방향 외단부(10o)가 벨트층(7)의 말단부(7e)보다 반경 방향으로 위에 위치하는 경우, 오히려 조향 안정성이 저하한다. 도 1에 도시한 실시 형태에서, 테이퍼진 단부는 넓은 영역에 걸쳐 구름 저항을 감소시키도록 대략 삼각형 단면을 갖는 쿠션 고무(Cg)를 따라 연장하여 벨트층(7)의 말단부(7e)에 도달한다.

또, 내측 고무부(10)의 반경 방향 내단부(10i)는 중간 지점(M)에서부터 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리(즉, 0.25X)만큼 반경 방향 내측으로 떨어진 위치(PD)와 보강 코드층(9)의 반경 방향 최외측 단부, 즉 보강 코드층(9)의 축방향 내측 부분 및 외측 부분 중 반경 방향으로 보다 높은 위치에 위치하는 말단부[도 1에 도시한 실시 형태에서, 축방향 내측부(9i)의 말단부(9it)] 사이에 위치한다. 여기서, "사이"라 함은 소정 영역의 양단부를 포함하는 그러한 소정 영역을 의미하는 것으로, 이에 따라 내측 고무부(10)의 내단부(10i)는 위치(PD)에 또는 보강 코드층(9)의 반경 방향 최외측 단부[말단부(9it)]에 상응하는 위치에 위치할 수 있다.

내측 고무부(10)의 반경 방향 내단부(10i)가 위치(PD)보다 반경 방향으로 위에 위치하는 경우, 위치(PD)에서부터 보강 코드층(9)의 말단부(9it)에 이르는 영역에서 구름 저항을 충분히 감소시킬 수 없다. 또한, 반경 방향 내단부(10i)가 보강 코드층(9)의 말단부(9it)보다 반경 방향으로 아래에 위치하는 경우에도, 구름 저항의 어떠한 추가적인 감소도 얻어지지 않는다. 도 1에 도시한 실시 형태에서, 내측 고무부(10)의 테이퍼진 단부는 비드 부분측에서 넓은 영역에 걸쳐 구름 저항을 감소시키도록 카카스(6)를 따라 반경 방향 내측으로 연장하여, 보강 코드(9)의 내측 부(9i)의 말단부(9it)와 실질적으로 동일한 높이의 위치에 도달한다.

사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)의 양단부는 이들의 선단(10o, 10i)을 향해 두께가 점진적으로 감소하는 테이퍼 형상으로 연장하여, 선단(10o, 10i)에서의 응력 집중을 피하도록 둘러싸는 고무 부분과의 강성의 차이를 완화시켜, 선단에서부터 발생하는 손상의 발생을 방지할 수 있다.

바람직한 실시 형태에서, 비드 정점 고무(8)의 반경 방향 외단부(8t)는 사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)와 외측 고무부(11) 사이에서 테이퍼 형상으로 연장한다. 바람직하게는, 사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)는 비드 정점 고무(8)보다 작은 복합 탄성 계수를 갖는다. 따라서, 카카스 플라이(6A)의 본체부(6a)와 비드 정점 고무(8) 사이에 내측 고무부(10)를 개재시킨 결과, 내측 고무부(10)는 비드 부분(4)에서 카카스 코드(6C)의 큰 굴곡 변형을 따르게 되며, 이에 따라 거기에 발생할 수 있는 스트레인을 효과적으로 완화시킨다. 따라서, 비드 부분(4)의 내구성을 그러한 구조에 의해 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1에 도시한 실시 형태에서, 사이드월 고무(3g)의 외측 고무부(11)는 내측 고무부(10)보다 큰 반경 방향 길이를 가지며, 이에 의해 외측 고무부(11)는 내측 고무부(10)를 노출시키지 않고 그 내측 고무부(10)를 완전히 덮을 수 있다. 따라서, 사이드월 부분(3)의 외면은 그 전체 영역에 걸쳐 큰 내절단성을 갖는 외측 고무부(11)에 의해 형성된다.

외측 고무부(11)의 반경 방향 외단부는 트래드 고무(2g)의 축방향 외측 가장자리면(2ge)을 덮도록 선단(11o)을 향해 테이퍼 형상으로 반경 방향 외측으로 연장 하여, 접지 가장자리(E) 바로 전에서 그 가장자리(E)에 도달하지 않고 종결된다. 그러한 외측 고무부(11)는 트래드 부분(2)에 이르는 넓은 영역에 걸쳐 양호한 내절단성을 나타낼 수 있다. 또한, 외측 고무부(11)는 도로와 접촉하지 않기 때문에, 끌림 마모(dragging wear)를 방지할 수 있다.

최대폭의 벨트 플라이의 양단부의 축방향 외측에 위치하는 트래드 고무(2g)의 축방향 외측 부분은 각각 사이드월 고무(3g)의 내측 및 외측 고무부(10, 11)의 반경 방향 외단부들 사이에서 선단(2gi)을 향해 테이퍼 형상으로 반경 방향 내측으로 연장하여, 최대폭의 벨트 플라이의 축방향 외단부(7e)와 위치(PU) 사이의 영역에서 종결된다. 이러한 구성에 의해, 트래드 고무(2g)는 사이드월 고무(3g)의 내측 고무부(10)를 통해 쿠션 고무(Cg)로 연속한다. 이러한 구성은 양호한 내구성의 관점에서 바람직하다.

사이드월 고무(3g)의 외측 고무부(11)는 내측 고무부(10)를 따라 그리고 이어서 비드 정점 고무(8)의 축방향 외면을 따라 반경 방향으로 내측으로 연장한다. 외측 고무부(11)의 반경 방향 내단부는 선단(11i)을 향해 테이퍼 형상으로 반경 방향 내측으로 연장하여, 비드 코어(5)의 반경 방향 외면의 반경 방향 높이와 대략 동일한 높이에서 종결된다. 따라서, 외측 고무부(11)는 사이드월 부분(3)의 넓은 영역에 걸쳐, 특히 그 비드 부분측에서도 내절단성이 향상될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 그러한 실시 형태에만 한정되는 것이 아니고, 다양한 변화 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 말할 필요 없을 것이다. 다음의 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 나타내고 설명할 것이다. 본 발명은 그러한 실시예에 한정되지 않는다는 것은 이해할 것이다.

실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 5

도 1에 도시한 기본 구조를 갖는 중하중용 타이어(사이즈: 11R22.5 14PR)를 표 1에 나타낸 사양에 따라 제조하였고, 그 구름 저항 및 내구성을 아래에 설명하는 방법에 의해 테스트하였다. 표에 기재하지 않은 타이어의 사양은 모든 타이어에 대해 공통적이다. 벨트층(7)의 축방향 외단부(7e)에서부터 비드 코어(5)의 반경 방향 외면까지의 타이어의 반경 방향 거리(X)는 180㎜이다.

<구름 저항>

림 7.50×22.5, 내압 700kPa, 속도 80 km/h 및 타이어 하중 24.52kN의 조건에서 구름 저항 테스터를 사용하여 타이어를 주행시켜, 구름 저항을 측정하였다. 그 결과를 100으로 간주한 비교예 1의 결과에 기초한 지수(index)로 나타내었다. 값이 낮을수록 구름 특성이 보다 양호하다.

<내구성>

길이 5㎜, 깊이 3㎜의 절개부를 중간 위치(M)에서 사이드월 부분에 형성하고, 림 7.50×22.5, 내압 850kPa, 속도 50km/h, 타이어 하중 39.8kN 및 주행 시간 450 시간의 조건에서 드럼 테스터의 드럼 상에서 타이어를 주행시켰다. 절개부의 성장 정도를 시각적으로 관찰하였다. 그 결과를 비교예 1의 절개부의 성장 정도를 100으로 간주하여 그 비교예 1의 결과에 기초한 지수로 나타내었다. 값이 낮을수록 내구성이 보다 양호하다.

테스트 결과들을 표 1a 및 1b에 나타낸다.

본 발명에 따른 중하중용 타이어는 사이드월 부분의 내구성을 손상시키지 않으면서 구름 저항을 감소시킬 수 있다.

Claims

트래드 부분에서부터 한쌍의 사이드월 부분을 지나 한쌍의 비드 부분의 비드 코어 각각으로 연장하는 카카스 코드를 갖는 카카스,

상기 트래드 부분에서 상기 카카스의 반경 방향 외측에 배치되는 벨트층,

상기 사이드월 부분에서 상기 카카스의 축방향 외측에 배치되어, 타이어의 반경 방향으로 연장하는 사이드월 고무, 및

상기 비드 부분에 배치되어 상기 비드 코어에서부터 타이어의 반경 방향 외측을 향해 테이퍼 형태로 연장하는 비드 정점 고무

를 포함하며,

상기 사이드월 고무는 상기 카카스의 축방향 외측에 배치되는 축방향 내측 고무부 및 이 내측 고무부의 축방향 외측에 배치되어 타이어 외면을 형성하는 축방향 외측 고무부를 포함하며, 상기 내측 고무부는 0.010 내지 0.035 차이만큼의 상기 외측 고무부보다 낮은 손실 탄젠트(loss tangent)(tanδ)를 가지며, 상기 내측 고무부는 0.5 내지 1.4 ㎫ 차이만큼의 상기 외측 고무부보다 낮은 복합 탄성 계수(complex elastic modulus)를 갖고,

상기 비드 정점 고무의 반경 방향 외단부는 상기 사이드월 고무의 내측 고무부와 외측 고무부 사이에 위치되는 것인 중하중용 타이어.
제1항에 있어서, 상기 벨트층의 축방향 외단부에서부터 상기 비드 코어의 반경 방향 외면에 이르는 반경 방향 거리(X)의 중간인 위치(M)에서, 상기 사이드월 고무의 내측 고무부는 카카스 코드와 타이어 외면 사이의 두께의 0.3 내지 0.5배의 두께를 갖는 것인 중하중용 타이어.
제1항에 있어서, 상기 사이드월 고무의 내측 고무부의 반경 방향 외단부(10o)는 상기 벨트층의 축방향 외단부(7e)와, 위치(M)에서부터 반경 방향 외측으로 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리만큼 떨어진 위치(PU) 사이의 영역에 위치하며, 상기 반경 방향 거리(X)는 상기 벨트층의 축방향 외단부(7e)에서부터 상기 비드 코어의 반경 방향 외면에 이르는 반경 방향의 거리이고, 상기 위치(M)는 상기 반경 방향 거리(X)의 중간인 것인 중하중용 타이어.
제1항에 있어서, 상기 비드 부분에는 U자형 단면을 갖는 보강 코드층이 상기 비드 코어를 둘러싸도록 배치되며,

상기 사이드월 고무의 내측 고무부의 반경 방향 내단부(10i)는 상기 보강 코드층의 반경 방향 최외측 단부와, 위치(M)에서부터 반경 방향 내측으로 반경 방향 거리(X)의 0.25배의 거리만큼 떨어진 위치(PD) 사이의 영역에 위치하며, 상기 반경 방향 거리(X)는 상기 벨트층의 축방향 외단부(7e)에서부터 상기 비드 코어의 반경 방향 외면에 이르는 반경 방향의 거리이고, 상기 위치(M)는 상기 반경 방향 거리(X)의 중간인 것인 중하중용 타이어.
삭제
제1항에 있어서, 상기 사이드월 고무의 내측 고무부는 0.030 내지 0.075의 손실 탄젠트를 갖는 것인 중하중용 타이어.
제1항에 있어서, 상기 사이드월 고무의 내측 고무부는 2.0 내지 3.5㎫의 복합 탄성 계수를 갖는 것인 중하중용 타이어.