KR101838877B1

KR101838877B1 - 높은-그립 프로파일 트레드 스킴

Info

Publication number: KR101838877B1
Application number: KR1020157036727A
Authority: KR
Inventors: 쥬니어 윌러드 왈터 리; 존 크리스토퍼 쳐치
Original assignee: 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.; 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2018-03-16
Also published as: KR20160013190A; RU2015156502A; JP6130057B2; US20160089936A1; JP2016520020A; EP3003742B1; EP3003742A1; CN105283324B; EP3003742A4; WO2014193384A1; BR112015029066A8; BR112015029066B1; MX2015016009A; BR112015029066A2; CN105283324A; US10603957B2

Abstract

마모되지 않은 상태에서 비교적 더 연질의, 더 높은 그립 고무 재료의 층을 갖는 하나 이상의 트레드 피처를 포함하는 타이어 트레드가 제공된다. 이 층은 트레드 피처의 접지면에서 스킴 또는 비교적 박층으로서 제공되는 제1 고무 조성물로 형성된다. 이 스킴은 타이어가 워밍업을 시작할 때 필요로 되는 그립을 제공하지만 그 후 처음 사용 기간 후에는 접지면이 궁극적으로 제2 고무 조성물로 형성되도록 마모되어 갈 수 있다. 이 제2 고무 조성물은, 순차로, 타이어가 사용으로 뜨거워질 때 일어나는 더 높은 온도에서의 소망 레벨의 그립 및 용인될 수 있는 마모를 제공한다. 스킴의 층은 필요로 되는 응용 및 성능 특성에 의존하여 프로파일링될 수 있다.

Description

높은-그립 프로파일 트레드 스킴{HIGH-GRIP PROFILED TREAD SKIMS}

본 발명의 주제 사항은 일반적으로는 하나 이상의 트레드 피처(tread feature) 상에 더 높은 그립 고무 재료의 층을 갖는 타이어에 관한 것이다.

타이어의 트레드는, 예를 들어, 다양한 다른 조건 동안 트랙션 및/또는 구름 저항 성능을 개선할 목적으로 하나 이상의 구조적 피처를 구비하고 있을 수 있다. 예를 들어, 그루브, 절개부 및 다른 요소가 트레드 내에 형성될 수 있다. 그러한 피처의 배향은 특히 소정 성능 특성을 제공하도록 결정될 수 있다.

그렇지만, 트랙션 성능은 그러한 구조적 피처에 의해 단독으로 결정되지는 않는다. 트레드를 제조하는데 사용된 재료의 조성물은 또한 트랙션 성능, 구름 저항 또는 양자에 영향을 미칠 수 있다. 그러한 것은 비교적 높은 속도 및 높은 토크 조건 동안 사용될 수 있는 레이싱 타이어와 같은 초고성능(UHP) 타이어에 대해 특히 그렇다.

예를 들어, UHP 조건 하의 더 높은 그립을 제공할 수 있는 비교적 더 연질의 고무 조성물(즉, 더 낮은 탄성 계수 및/또는 더 낮은 쇼어 경도를 가짐)이 개발되어 왔다. 불행하게도, 그러한 더 연질의 고무 조성물은 또한 빨리 마모된다. 고무 조성물의 연질을 감소시키는 것은 마모를 개선하지만 그러한 감소는 또한 일반적으로는 더 적은 그립의 결과를 초래할 것이기 때문에 상충이 발생한다. 따라서, 일부 관용적 구성은 트레드의 내용 연수 동안 이러한 상충을 절충하려고 시도하지만 그립에든, 마모에든, 양자에든 반드시 희생이 이루어지는 고무 조성물을 제안하였다.

또한 그 내용 연수 동안 트레드 내 여러 다른 고무 조성물을 이용하는 구성이 비-UHP 타이어에 대해 제안되어 왔다. 그러한 것은, 예를 들어, 트레드가 그 내용 연수 동안 마모되어 접지 패치로부터의 물 배출에 이용가능하였을 그루브 및 채널의 깊이를 감축하므로 젖은면 트랙션을 개선하도록 제안되어 왔다. 트레드는 그것이 마모되어 트레드 깊이가 감소함에 따라 타이어의 접지면은 증가된 젖은면 트랙션을 제공하는 비교적 더 연질의 고무 조성물에 의해 점점 형성되도록 설계된다. 불행하게도, UHP 응용에 대해, 더 깊은 트레드 깊이에서의 더 연질의 더 높은 그립 조성물의 그러한 사용은 트레드의 온도가 사용 동안 증가함에 따라 성능에 부정적 영향을 미치는 블리스터링 및 다른 문제를 초래할 수 있다.

따라서, 특히 UHP 응용에서 개선된 그립 및 마모 성능을 제공할 수 있는 타이어가 유용할 것이다.

본 발명은 마모되지 않은 상태에서 비교적 더 연질의, 더 높은 그립 고무 재료의 층을 갖는 하나 이상의 트레드 피처를 포함하는 타이어 트레드를 제공한다. 이 층은 트레드 피처의 접지면에서 스킴 또는 비교적 박층으로서 제공되는 제1 고무 조성물로 형성된다. 이 스킴은 타이어가 워밍업을 시작할 때 필요로 되는 그립을 제공하지만 그 후 처음 사용 기간 후에는 접지면이 궁극적으로 제2 고무 조성물로 형성되도록 마모되어 갈 수 있다. 이 제2 고무 조성물은, 순차로, 타이어가 사용으로 뜨거워질 때 일어나는 더 높은 온도에서의 소망 레벨의 그립 및 용인될 수 있는 마모를 제공한다. 스킴의 층은 필요로 되는 응용 및 성능 특성에 의존하여 프로파일링될 수 있다. 본 발명의 부가적 목적 및 이점은 부분적으로 이하의 설명에서 제시될 것이거나, 그 설명으로부터 분명해질 수 있거나, 본 발명의 실시예를 통해 학습될 수 있다.

일례의 실시예에 있어서, 본 발명은 차량의 림(rim) 상에 장착하도록 적응된 타이어를 제공한다. 타이어는 인보드 숄더가 차량에 관하여 아웃보드 숄더의 축방향 안쪽에 위치되어 타이어의 축 방향을 따라 이격된 아웃보드 숄더와 인보드 숄더를 타이어가 획정하도록 차량 상에 장착하기 위한 미리 결정된 배향을 갖는다. 타이어는 타이어의 방사상 방향을 따르는 두께를 갖는 트레드를 포함하며 트레드는 그루브들에 의해 축 방향을 따라 서로 분리되어 있는 복수의 개별 트레드 피처를 획정한다. 마모되지 않은 상태에서 축 방향을 따라 아웃보드 측으로부터 인보드 측으로, 트레드 피처는 타이어의 아웃보드 숄더를 따라 위치결정되어 아웃보드 접지면을 갖는 아웃보드 트레드 피처를 포함한다. 아웃보드 트레드 피처는 아웃보드 접지면의 적어도 일부분을 형성하는 제1 고무 조성물로 구성된 제1 층, 및 아웃보드 트레드 피처의 제1 층을 전적으로 지지하고 제2 고무 조성물로 구성된 제2 층을 포함한다. 제1 내측 트레드 피처는 아웃보드 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제1 내측 접지면을 갖는다. 제1 내측 트레드 피처는 제1 고무 조성물로 구성되어 제1 내측 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층, 및 제1 내측 트레드 피처의 제1 층을 전적으로 지지하고 제2 고무 조성물로 구성된 제2 층을 포함한다. 제1 내측 트레드 피처의 제2 층은 제1 내측 접지면의 일부분을 또한 형성한다. 인보드 트레드 피처는 타이어의 인보드 숄더를 따라 위치결정되고 인보드 접지면을 갖는다. 제1 고무 조성물은 제2 고무 조성물의 약 80 퍼센트 이하인 탄성 계수를 갖는다.

다른 일례의 실시예에 있어서, 본 발명은 차량의 림 상에 장착하도록 적응된 타이어를 제공한다. 타이어는 인보드 숄더가 차량에 관하여 아웃보드 숄더의 축방향 안쪽에 위치되어 타이어의 축 방향을 따라 이격된 아웃보드 숄더와 인보드 숄더를 타이어가 획정하도록 차량 상에 장착하기 위한 미리 결정된 배향을 갖는다. 타이어는 타이어의 방사상 방향을 따르는 두께를 갖는 트레드를 포함하며 트레드는 그루브들에 의해 축 방향을 따라 서로 분리되어 있는 복수의 개별 트레드 피처를 획정한다. 마모되지 않은 상태에서 축 방향을 따라 아웃보드 측으로부터 인보드 측으로, 트레드 피처는 타이어의 아웃보드 숄더를 따라 위치결정되어 아웃보드 접지면을 갖는 아웃보드 트레드 피처를 포함한다. 아웃보드 트레드 피처는 아웃보드 접지면의 적어도 일부분을 형성하는 제1 고무 조성물을 갖는 제1 층, 및 아웃보드 트레드 피처의 제1 층을 전적으로 지지하고 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층을 포함한다. 제1 내측 트레드 피처는 아웃보드 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제1 내측 접지면을 갖는다. 제1 내측 트레드 피처는 제3 고무 조성물을 가져 제1 내측 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층, 및 제1 내측 트레드 피처의 제1 층을 전적으로 지지하고 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층을 포함한다. 제1 내측 트레드 피처의 제2 층은 제1 내측 접지면의 일부분을 또한 형성한다. 인보드 트레드 피처는 타이어의 인보드 숄더를 따라 위치결정되고 인보드 접지면을 갖는다. 제1 고무 조성물 및 제3 고무 조성물은 각각 제2 고무 조성물의 약 80 퍼센트 이하인 탄성 계수를 갖는다.

본 발명의 이들 및 다른 특징, 태양 및 이점은 이하의 설명 및 첨부 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에 편입되어 그 일부분을 이루고 있는 수반 도면은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 그 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

당업자에게는, 그 최상 모드를 포함하는, 본 발명의 충분하고 가능하게 하는 개시가 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에서 제시된다:
도 1은 본 발명의 타이어 및 타이어 트레드의 일례의 실시예의 단면도로서, 이 단면도는 물론 이하의 도면 전부는 또한 축 방향(A) 및 방사상 방향(R) 양자에 평행한 평면으로 취한 단면인 방사상 단면도라고 지칭될 수 있다;
도 2는 본 발명의 타이어 트레드의 일례의 실시예의 방사상 단면도;
도 3은 본 발명의 타이어 트레드의 일례의 실시예의 다른 방사상 단면도; 및
도 4, 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 트레드 피처의 예시적 실시예의 방사상 단면도.
모든 도면은 마모되지 않은 조건에서 일례의 트레드를 묘사한다.

본 발명을 설명하려는 목적으로, 이제 본 발명의 실시예를 상세히 언급할 것이며, 그 중 하나 이상의 예가 도면에 예시되어 있다. 각각의 예는 본 발명의 설명으로써 제공되는 것이며, 본 발명의 제한은 아니다. 실제로, 본 발명의 취지 또는 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들면, 일 실시예의 일부분으로서 설명 또는 예시되는 특징은 더 추가적인 실시예를 내놓도록 또 다른 실시예와 사용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 첨부 청구범위 및 그들 균등물의 범위 내에 들어오는 바와 같은 그러한 수정 및 변형을 망라하려는 의도이다.

여기에서 사용될 때:

고무 조성물의 "탄성의 계수" 또는 "탄성 계수"는 1998년의 ASTM 표준 D 412(시험편 "C")에 따라 트랙션에서 획득되는 확장(extension)의 시컨트 계수(secant modulus)를 의미한다: "MA10"으로 표시되고 ㎫(1999년의 ASTM 표준 D 1349에 따른 표준 온도 및 습도 조건)로 표현되는 10% 연신율(elongation)에서 보이는 시컨트 계수는 제2 연신에서(즉, 순응 사이클 후) 측정된다. 이러한 탄성 계수는 압축에서 획득되는 탄성 계수와는 차별화될 수 있고, 그리고 그 값은 일반적으로는 확장에서 획득되는 계수와는 연관되지 않는다.

"접지면"은 타이어가 적절히 장착(및 타이어가 공기압식이면 적절히 팽창)될 때 평지 또는 노면과 접촉하는 타이어 트레드 또는 특정 타이어 피처의 영역을 지칭한다.

"마모되지 않은"은 마모가 일어나기 전 - 즉, 접지면으로부터 재료를 없앴을 어떠한 사용도 일어나기 전 타이어의 조건을 지칭한다. 본 출원에서의 모든 도면은 마모되지 않은 조건에서 트레드 또는 트레드 피처를 묘사한다.

개선된 그립 및 마모 성능은 특히 UHP 응용에서, 비교적 더 연질(즉, 더 낮은 탄성 계수 및/또는 더 낮은 쇼어 경도) 및 비교적 더 경질(즉, 더 높은 탄성 계수 및/또는 더 높은 쇼어 경도)의 고무 조성물을 특정 구성으로 타이어 트레드 상에 위치결정 및 프로파일링함으로써 달성될 수 있다고 발명자는 결정하였다. 일반적으로, 더 경질의 그리고 더 높은 내마모성 고무 조성물은 트레드 피처-특히 타이어의 중심선의 아웃보드 측에서 또는 그것을 따르는 내측 트레드 피처-의 아웃보드 에지를 향하여 제공되는 한편 트랙션에 대해 더 양호한 그립을 갖는 더 연질의 고무 조성물은 높은 마모 레이트를 야기할 수 있는 극도의 스트레스 및 변형에의 노출을 회피하도록 인보드 측으로 향하여 제공된다. 부가적으로, 트레드 피처-특히 내측 트레드 피처-의 위치에 의존하여, 방사상 단면을 따르는 더 연질의 고무 조성물의 프로파일은 유효성을 더 강화하도록 구성될 수 있다.

예시적 실시예가 이제 본 발명을 더 설명하려는 목적으로 더 구체적으로 설명될 것이다.

도 1은 마모되지 않은 조건의 본 발명의 타이어(100)의 일례의 실시예의 방사상 단면도를 예시하고 있는 한편 도 2는 타이어(100)의 트레드 부분(106)을 예시하고 있다. 타이어(100)는 설명의 목적으로 사용될 것이다. 그렇지만, 여기에서 개시된 교시를 사용하여, 본 발명은 다른 구성이 또한 사용될 수 있으므로 도 1에 도시된 - 예를 들어 프로파일 또는 유형을 포함하는 - 특정 타이어 구성으로 한정되지 않음을 이해할 것이다.

타이어(100)는 장착을 위해 미리 결정된 방향에 따라 차량의 휠의 림 상에 장착하도록 적응된다. 더 구체적으로, 타이어(100)는 차량의 본체로부터 멀리에 장착되는 아웃보드 숄더(102) 및 차량의 본체와 동일한 타이어(100)의 측면을 따라 또는 동일한 측면을 향하여 장착되는 인보드 숄더(104)를 포함한다. 타이어(100)는 주행 동안 타이어의 회전의 축과 평행한 축 방향(A) 및 축 방향(A)과 직교하는 방사상 방향(R)을 획정한다. 여기에서 사용될 때, 축방향 안쪽은 화살표(AI)로 도시된 방향을 지칭하고, 도시된 바와 같이 축 방향(A)을 따라 아웃보드 숄더(102)로부터 인보드 숄더(104)로 가는 방향이다.

이러한 예시적 실시예에 대해, 타이어(100)는 축 방향(A)을 따라 분리되어 있는 한 쌍의 비드 코어(120, 122)를 포함한다. 카커스 플라이(126)의 단부는 각각의 비드 코어(120, 122) 둘레에 감싸져 있다. 카커스 플라이(126)는 비드 코어들 사이에 그리고 대향하는 사이드월(116, 118)과 트레드 부분(106)을 통해 연장한다. 크라운 플라이(128, 130)는 트레드 부분(106)의 방사상 안쪽에 그리고 카커스 플라이(126)의 방사상 바깥쪽에 제공될 수 있다. 재차, 다른 타이어 구성이 또한 본 발명과 사용될 수 있다.

트레드(106)는 방사상 방향(R)을 따라 두께를 갖고 개별 트레드 피처(132, 134, 136, 138, 140)를 획정한다. 이들 개별 트레드 피처는, 각각, 복수의 그루브(108, 110, 112, 114)에 의해 축 방향을 따라 형성되어 서로로부터 분리되어 있다. 타이어(100)가 리브의 형태로 예시된 트레드 피처(132, 134, 136, 138, 140)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 또한 다른 수의 리브를 갖는 트레드는 물론 리브 대신에 트레드 블록으로부터 형성된 트레드와 사용될 수 있다. 트레드 피처는 아웃보드 숄더(102)를 따라 위치결정된 아웃보드 트레드 피처(132) 및 인보드 숄더(104)를 따라 위치결정된 인보드 트레드 피처(140)를 포함한다.

복수(142)의 내측 트레드 피처는 각각 아웃보드 트레드 피처와 인보드 트레드 피처(132, 140) 사이에 또는 그 내측에 제공된다. 복수(142)를 구성하는 내측 트레드 피처는 축방향 안쪽 방향(AI)을 따라 아웃보드 트레드 피처(132)에 관한 그들 위치에 상대적으로 지칭될 수 있다. 따라서, 복수(142)는 아웃보드 트레드 피처(132)의 축방향 안쪽에 있는 제1 내측 트레드 피처(134), 제1 내측 트레드 피처(134)의 축방향 안쪽에 있는 제2 내측 트레드 피처(136), 및 제2 내측 트레드 피처(136)의 축방향 안쪽에 있는 제3 내측 트레드 피처(138)를 포함한다. 제1 내측 트레드 피처(134)는 아웃보드 트레드 피처(132)에 인접하고 있다 - 다른 내측 트레드 피처가 그들 사이에 위치결정되지 않음을 의미한다. 유사하게, 제2 내측 트레드 피처(136)는 제1 내측 트레드 피처(134)에 인접하고, 제3 내측 트레드 피처(138)는 제2 내측 트레드 피처(136) 및 인보드 트레드 피처(140)에 인접하고 있다. 내측 트레드 피처(134, 136, 138)는 이러한 예시적 실시예에서는 각각 제1 내측 접지면(146), 제2 내측 접지면(148), 및 제3 내측 접지면(150)을 제공한다.

타이어(100)의 이러한 예시적 실시예에 대해서는 3개의 내측 트레드 피처가 도시되어 있지만, 본 발명은 1개, 2개, 4개 또는 그 이상의 내측 트레드 피처를 갖는 타이어도 포함함을 이해하여야 한다. 더욱, 도 1 내지 도 3에서는 같은 것으로 도시되어 있기는 하지만, 내측 트레드 피처(134, 136, 138)의 축 방향(A)을 따르는 폭은 그러한 피처 간에 달라질 수 있다.

도 2는 도 1의 예시적 트레드(106)의 더 근접한, 방사상 단면도를 제공하는 한편 도 4는 아웃보드 트레드 피처(132)의 더 근접한, 방사상 단면도를 제공한다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 아웃보드 트레드 피처(132)는 아웃보드 접지면(144)을 갖는다. 아웃보드 트레드 피처(132)는 제1 고무 조성물을 포함하는 제1 층(132a) 및 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층(132b)으로 구성된다. 제1 층(132a)은 제2 층(132b)에 의해 전적으로 지지된다. 여기서 사용될 때, 중심선(C/L)에서 약 6.5㎜ 이상의 깊이를 갖는 트레드에 대해, "전적으로 지지되는"은 제1 층이 타이어(100)가 마모되지 않은 조건에 있을 때 아웃보드 접지면의 적어도 일부분을 형성함을 그리고 제1 층의 방사상 방향(R)을 따르는 최대 두께(T)가 제2 층의 방사상 방향(R)을 따르는 두께의 약 20 퍼센트에 불과함을 의미한다. 중심선(C/L)에서 약 6.5㎜ 미만의 깊이를 갖는 트레드에 대해, "전적으로 지지되는"은 제1 층이 타이어(100)가 마모되지 않은 조건에 있을 때 아웃보드 접지면의 적어도 일부분을 형성함을 그리고 제1 층의 방사상 방향(R)을 따르는 최대 두께(T)가 제2 층의 방사상 방향(R)을 따르는 두께의 약 50 퍼센트에 불과함을 의미한다. 따라서, 제1 층(132a)은 스킴-아웃보드 트레드 피처(132)에 대한 아웃보드 접지면(144)의 적어도 일부(144a)를 형성하는 제1 고무 조성물의 박층(132a)-으로서 형성된다.

이러한 예시적 실시예에 대해, 제1 층(132a)은 아웃보드 트레드 피처(132)의 아웃보드 접지면(144)의 대부분 또는 전부를 형성한다. 다른 예시적 실시예에 있어서, 접지면(144)을 형성하는 제1 층(132a)의 양은 더 적을 수 있다. 부가적으로, 이러한 예시적 실시예에 대해, 방사상 방향(R)을 따르는 제1 층(132a)의 두께(T)는 비교적 균일하다. 그렇지만, 다른 실시예에 있어서, 두께(T)는 제1 층(132a)이 축 방향(A)을 따라 테이퍼링되는 방사상 단면을 따르는 프로파일을 갖는다.

도 5, 도 6 및 도 7은 제1 내측 트레드 피처(134)에든, 제2 내측 트레드 피처(136)에든, 또는 양자에든 사용될 수 있는 트레드 피처의 예시적 실시예를 도시하는 방사상 단면도를 제공한다. 각각은 이제 예로서 제1 내측 트레드 피처(134)의 참조 숫자를 사용하여 차례로 설명될 것이다 - 도 5, 도 6 및 도 7의 실시예는 내측 트레드 피처(134, 136) 중 어느 하나 또는 양자에 대해 사용될 수 있다고 이해된다. 더 구체적으로, 도 5, 도 6 및 도 7의 예시적 실시예는 타이어(100)의 중심선(C/L)의 아웃보드 측에 있든 그쪽으로 있든 내측 트레드 피처에 대해 사용될 수 있다.

도 5로 시작하면, 내측 트레드 피처(134)는 부분(146a, 146b)을 포함하는 내측 접지면(146)을 제공한다. 내측 트레드 피처(134)는 제1 고무 조성물을 포함하는 제1 층(134a) 및 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층(134b)으로 구성된다. 제1 층(134a)은 제2 층(134b)에 의해 전적으로 지지되고 제2 층(134b) 상에 스킴으로서 형성된다.

도 5의 방사상 단면도에 도시된 바와 같이, 제1 층(134a)은 축방향 안쪽 방향(AI)을 따라 두께(T)가 증가하는 프로파일을 갖는다. 제1 층(134a)은 (도시된 바와 같은) 다소 오목형 또는 선형일 수 있는 저부(156)를 갖는다. 어느 경우에서든, 저부(156)는 화살표(P)로 묘사된 바와 같이 내측 접지면(146)과 전체 각도(overall angle)(α)를 형성한다. 각도(α)는, 예를 들어, 약 10도 내지 약 30도의 범위에 있을 수 있다.

이러한 예시적 실시예에 대해, 제1 층(134a)은 내측 접지면(146)의 거의 전부인, 접지면(146a)을 형성한다. 다른 실시예에 있어서, 내측 접지면(146)을 형성하는 제1 층(134a)의 양은 달라질 수 있다. 서술된 바와 같이, 도 5의 예시적 트레드 피처는 제1 내측 트레드 피처(134)에든, 제2 내측 트레드 피처(136)에든, 또는 양자에든 사용될 수 있다. 전부 연질의 높은-그립 재료(134a)이든 전부 경질의 더 내마모성이지만 더 낮은 그립 재료(134b)이든 하나의 접지면(146)만을 갖는 타이어에 비해, 결합 장점이 있다. 첫째로, 트레드 피처(146, 148, 150)가 연질의 더 높은-그립 복합재만으로 이루어지면, 더 강성의 기저 지지의 부족은 트레드 피처에서의 심한 변형을 초래할 수 있으며, 더 높은 내구성 및 지지성 기저 트레드 고무와 조합된 높은-그립 트레드 스킴을 갖는 실시예보다 2 내지 3 배 더 빠른 대단히 높은 마모 레이트 및 높아진 트레드-노면 전단의 결과를 초래한다. 접지면의 전부를 포함하는 더 경질의 더 내마모성인 고무만(접지면(146)의 100% 위에 (134b)만)을 갖는 역의 상황에서는, 낮은 그립 레벨에 기인하는 증가된 미끄러짐의 잠재성이 있어서, 온도의 상당한 증가 및 트레드 피처의 추가적 기계적 열화(연화)의 결과를 초래할 수 있어 궁극적으로 열등한 핸들링 및 더 느린 랩 타임의 결과를 초래할 수 있다. 발명자는 타이어(100)가 비교적 높은 코너링 힘을 체험하는 턴에서 타이어(100)가 포지티브 캠버로 구를 수 있게 하는 비-이상적 캠버 곡선에 특히 덜 민감한 더 개선된 트레드 피처 구성을 이러한 예시적 실시예가 제공할 수 있다고 결정하였다. 이러한 예시적 실시예의 트레드 피처는 심한 코너링으로 일어나는 마모를 최소화하면서 최상 레벨의 그립을 제공 및 유지하도록 더 최적화된다.

도 6을 이제 참조하면, 이러한 내측 트레드 피처(134)는 제1 내측 트레드 피처(134)에든, 제2 내측 트레드 피처(136)에든, 또는 양자에든 사용될 수 있는 트레드 피처(134)의 다른 일례의 실시예를 제공한다. 이러한 예시적 실시예는, 도시된 바와 같이, 제1 층(134a)에 의해 형성된 내측 접지면(146)의 양(146a)이 도 5에 도시된 실시예에 대해서보다 이 실시예에 대해서 더 적다는 것을 제외하고는 도 5와 유사하다. 도 5의 (146a)와 같은 더 넓은 내측 접지면을 갖는 타이어에 비교될 때, 이러한 타이어는 훨씬 더 열등한 캠버 제어를 갖는 차량에 더 유익할 것이다. 환언하면, 이러한 실시예는 하드 코너링에서 외측 타이어 상에 보호를 위해 트레드 피처의 외측 에지를 따라 더 내마모성인 고무를 제공할 수 있다. 하드 코너링은 트레드 피처(특히 타이어 중심선 바깥쪽)의 외측 에지를 코너링 스트레스 및 마모에 대해 훨씬 더 심각한 상황 하에 놓는다. 발명자는 타이어(100)가 비교적 높은 코너링 힘을 체험하는 턴에서 비-이상적 캠버 제어에 특히 덜 민감한 개선된 트레드 피처를 이러한 예시적 실시예가 제공할 수 있다고 결정하였다. 트레드 피처는 내측 접지면(146) 상의 (134a) 부분(더 짧은 연질의 높은-그립 복합재)에 비해 (134b) 부분(더 경질의 내마모성 복합재)을 증가시킴으로써 이 상황에서 심한 코너링으로 일어나는 마모를 최소화하면서 최상 레벨의 그립을 제공 및 유지하도록 더 최적화된다.

트레드 피처(134, 136)들 중 어느 하나 또는 양자에 사용될 수 있는 내측 트레드 피처의 제3 예시적 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 여기서, 내측 트레드 피처(134)는 제1 고무 조성물을 포함하는 제1 층(134a) 및 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층(134b)으로 구성된다. 제1 층(134a)은 제2 층(134b)에 의해 전적으로 지지되고 제2 층(134b) 상에 스킴으로서 형성된다. 이러한 예시적 실시예는, 도 7의 실시예에 대해 - 제1 층(134)이 도시된 마모되지 않은 조건에 대해 내측 접지면(146) 전부를 형성한다는 것을 제외하고는, 도 5 및 도 6의 이전 실시예와 유사하다. 내측 접지면(146)을 형성하는 양자(134a, 134b)를 갖는 타이어에 비교될 때, 도 7의 실시예를 갖는 타이어는 적절한 상황에서 높은-그립 트레드 재료의 더 큰 영역을 제공할 수 있다. 예시적 응용은: 1) 대다수의 조종에 대해 노면과 평행하거나 거의 평행하게(트레드 밴드에 걸쳐 균일하거나 거의 균일한 스트레스 분포) 트레드 피처를 유지하는 우수한 레벨의 캠버 제어를 갖는 차량; 또는, 2) 트레드 피처가 가장 심한 코너링 스트레스 및 마모(외측)로부터 멀리 있는 타이어의 중심선의 내측에 있는 경우; 또는, 3) 피처가 낮은 트레드 깊이이고 낮은 트레드 깊이 피처의 개선된 강성에 기인하여 높은-전단 및 상당한 트레드 마모에 노출되는 것이 아닌 경우(할로우 트레드 깊이를 갖는 UHP/DOT 적법 레이스 타이어가 흔히 이 그룹에 속함)를 포함한다. 도 7의 실시예는 마모가 덜 문제되고 연질의 더 높은-그립 트레드 고무가 더 긴 지속시간 동안 상당한 그립을 제공하도록 더 낮은 마모 레이트가 온전하게 있을 수 있는 모든 이들 상황에서 유용하다. 마찬가지로, 도 7의 실시예는 또한, (134b)의 더 큰 볼륨 및 더 큰 계수의 지지 없이는, 더 연질의 (134a)는 트레드 피처의 전반적 변형 및 도로-및-트레드 피처 계면에서의 결과적 전단에 기인하여 상당히 증가된 레이트(도 7의 실시예의 2 내지 3배)로 여전히 마모되려는 경향이 있기 때문에 더 연질의 높은-그립 고무만으로 이루어진 트레드 피처의 실시예에 비해 선호된다.

도 2를 다시 참조하면, 앞서 나타낸 바와 같이, 트레드(102)는 제3 내측 접지면(150)을 갖는 제3 내측 트레드 피처(106)를 포함한다. 도 2에 도시된 예시적 실시예에 대해, 제3 내측 트레드 피처(106)는 제1 고무 조성물로 형성되어 축 방향(A)을 따라 비교적 균일한 두께(T)를 갖는 제1 층(138a)을 포함한다. 부가적으로, 제1 층(138a)은 타이어(100)가 마모되지 않은 조건에 있을 때 제3 내측 접지면(150) 전부를 형성한다. 이전 실시예에 대해서와 같이, 제1 층(138a)은 제2 고무 조성물로 구성되는 제2 층(138b)에 의해 전적으로 지지된다.

도 8은 제3 내측 트레드 피처(138)의 다른 일례의 실시예를 제공한다. 이러한 예시적 실시예는, 도 8에서는 제1 층(138a)이 제3 내측 접지면(150)의 일부(150a)만을 형성한다는 것을 제외하고는, 도 2에 묘사된 예시적 실시예와 유사하다. 이러한 예시적 실시예에 대해, 제2 층(138b)은 또한 제3 내측 접지면(150)의 일부(150b)를 형성한다. 부가적으로, 도 8의 방사상 단면도서 도시된 바와 같이, 제1 층(138a)의 프로파일은 제3 내측 접지면(150)에 관하여 각도(α)를 형성하는 저부(160)를 갖는다. 앞선 트레드 피처 실시예와 유사하게, 각도(α)는, 예를 들어, 약 10도 내지 약 30도의 범위에 있을 수 있다. 그렇지만, 앞선 실시예와 달리, 제1 층(138a)은 축방향 안쪽 방향(AI)을 따라 - 즉, 아웃보드 측(102)으로부터 타이어(100)의 인보드 측(104)으로 향하여 이동하는 방향으로 감소하는 두께(T)를 갖는다. 저부(160)가 선형으로 도시되어 있기는 하지만, 그 프로파일은 또한 역시 정밀할 수 있다. 도 1에 도시된 트레드 피처(138)에 대한 실시예에 비교될 때, 발명자는 도 8에 도시된 트레드 피처(138)는 타이어의 내측이 가장 심한 스트레스 및 하중을 받게 되는 상황에 대해 개선된 코너링 그립 및 내마모성을 제공할 수 있다고 결정하였다. 전형적으로, 이러한 상황은 이상적인 것보다 더 적은 캠버 제어를 갖는 차량 상에서 내측 코너링 위치 상의 내측 타이어 상에서만 일어난다. 도 1, 도 2, 도 3 및 도 8에 도시된 제3 내측 트레드 피처에 대한 실시예는 타이어(100)의 중심선(C/L)의 인보드에 위치결정되는 내측 트레드 피처에 적합함을 유념하여야 한다.

위에서 서술된 바와 같이, 각각의 예시적 트레드 피처에 대해, 제1 층은 제1 고무 조성물로 구성되는 한편 제2 층은 제2 고무 조성물로 구성된다. 본 발명의 일례의 태양에 있어서, 제1 고무 조성물은 23℃에서 약 3.5 내지 약 5의 MA10을 갖는 한편 제2 고무 조성물은 23℃에서 약 6㎫ 이상의 MA10를 갖는다. 본 발명의 또 다른 일례의 태양에 있어서, 제1 고무 조성물은 약 50 내지 약 65의 쇼어 A 경도를 갖는 한편 제2 고무 조성물은 약 70 이상의 쇼어 A 경도를 갖는다. 여기에서 사용될 때, 쇼어 A 경도는 ASTM D2240(1997)에 따라 측정된다.

동일한 제1 고무 조성물은 위에서 설명된 바와 같이 트레드 피처(132, 134, 136, 138 및/또는 140)의 제1 층의 각각에서 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 대안으로, 각각의 그러한 트레드 피처의 제1 층의 조성물은 위에서 설명된 바와 같이 제2 층에 상대적인 탄성 계수 및/또는 쇼어 경도를 갖는 고무 조성물이 채용되면 트레드 피처마다 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 고무 조성물은 하나의 트레드 피처의 제1 층에 사용될 수 있는 한편 제3 고무 조성물은 다른 하나의 트레드 피처의 제1 층에 사용된다 - 그리고 각각의 그러한 트레드 피처의 제1 층은 제2 고무 조성물로 구성된 제2 층에 의해 지지될 수 있다.

앞서 서술된 바와 같이, 제1 층의 두께는 달라질 수 있다. 하나의 예시적 실시예에 있어서, 제1 층의 방사상 방향(R)을 따르는 두께(T)는 약 2.5㎜ 이하이다. 두께가 위에서 제시된 바와 같이 각도(α)에 따라 달라지는 경우, 약 2.5㎜ 이하의 방사상 방향(R)을 따르는 최대 두께(T)가 소정 예시적 실시예에서는 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 제1 층의 최대 두께(T)는 약 0.5㎜ 내지 약 2.5㎜의 범위에 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 트레드가 약 6.5㎜ 미만에 있는 중심선(C/L)에서의 두께를 갖는 경우, 최대 두께(T)는 약 2.5㎜ 내지 약 4㎜의 범위에 있을 수 있다.

도 2로 되돌아가면, 이러한 예시적 실시예에서는 인보드 트레드 피처(140)가 트레드 고무의 제1 층 없이 도시되어 있다. 그렇지만, 본 발명의 다른 예시적 실시예에서는, 예를 들어, 제3 내측 트레드 피처(138)에 사용된 것과 유사한 방식으로 트레드 고무의 프로파일링된 제1 층을 갖는 인보드 트레드 피처가 구성될 수 있다. 그와 같이, 인보드 트레드 피처(140)는 접지면의 전부 또는 일부를 형성하는 그리고 방사상 방향을 따라 불변 두께를 갖거나 축방향 안쪽 방향(AI)을 따라 테이퍼링되는 두께를 갖는 제1 층으로 구성될 수 있다. 다양한 구성이 또한 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 트레드 부분(106)의 다른 일례의 실시예를 제공하고 있다. 이러한 실시예는 소정의 것을 제외하고는 도 1의 예시적 실시예와 유사하다. 예를 들면, 제2 내측 트레드 피처(136)는 도 6에 도시된 구성과 유사한 방식으로 제3 내측 접지면(148)을 형성하는 제1 층의 더 작은 부분을 갖는다. 부가적으로, 제3 내측 트레드 피처(138)는 접지면의 일부만이 도 8에 도시된 구성과 유사한 방식으로 제1 층에 의해 형성되도록 축방향 안쪽 방향을 따르는 테이퍼보다 프로파일링된 제1 층을 갖는다. 도 2의 예시적 실시예에 비교될 때, 도 3의 예시적 트레드 부분(106)은 인보드 숄더(104)가 더 높은 코너링 스트레스 및 마모에 노출되게 되는 경우 코너링 차량의 내측 상의 타이어에 대해 개선된 그립 및 내마모성을 보여주었다. (코너에서 휠 내측의) 이러한 상황에 있어서, 인보드 숄더(104) 및 트레드의 내측 절반(152, 150, 148)은 가장 높거나 모든 정상 및 코너링 힘 하중을 짊어지고 있다. 타이어의 외부 측(102)은 내측 코너링 타이어의 내측 부분의 전체 트레드 밴드 또는 일부분이라도 노면과 접촉하게 유지하기에 불충분한 캠버 제어 및 하중 이동에 기인하여 노면과 접촉하고 있지 않을 수도 있다. 이러한 상황에 있어서, 도 8(또는, 모든 트레드 부분에 대해 도 3)의 배향으로 트레드 부분(106)의 트레드 스킴은 코너링 차량의 내측 위치 상에서 타이어에 대해 최상의 그립 및 트랙 내마모성을 제공한다.

본 주제 사항이 특정 대표적 실시예 및 그 방법에 관하여 상세히 설명되었기는 하지만, 당업자는, 전술한 것을 이해하게 될 때, 그러한 실시예에 대한 개조, 그 변형 및 그 균등물을 쉽게 산출할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 본 개시의 범위는 제한으로써라기보다는 예로써이고, 당해 개시는 여기서 개시된 교시를 사용하여 당업자에게는 쉽게 명백할 본 주제 사항에 대한 그러한 수정, 변형 및/또는 부가의 포함을 막는 것은 아니다.

Claims

차량의 림(rim) 상에 장착하도록 적응된 타이어로서,
상기 타이어가 상기 타이어의 축 방향을 따라 이격되어 있는 아웃보드 숄더와 인보드 숄더를 획정하고 상기 인보드 숄더가 상기 차량에 관하여 상기 아웃보드 숄더의 축방향 안쪽에 위치되도록 상기 타이어는 상기 차량 상에 장착하기 위한 미리 결정된 배향을 갖고, 상기 타이어는 상기 타이어의 방사상 방향을 따르는 두께를 갖는 트레드를 포함하며, 상기 트레드는 그루브들에 의해 상기 축 방향을 따라 서로 분리되어 있는 복수의 개별 트레드 피처(tread feature)를 획정하고, 아웃보드 측으로부터 인보드 측으로 상기 축 방향을 따라 마모되지 않은 상태에서, 상기 트레드 피처는,
상기 타이어의 상기 아웃보드 숄더를 따라 위치결정되고 아웃보드 접지면을 갖는 아웃보드 트레드 피처;
상기 아웃보드 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제1 내측 접지면을 갖는 제1 내측 트레드 피처; 및
상기 타이어의 상기 인보드 숄더를 따라 위치결정되고 인보드 접지면을 갖는 인보드 트레드 피처;를 포함하되,
상기 아웃보드 트레드 피처는,
상기 아웃보드 접지면의 적어도 일부분을 형성하는 제1 고무 조성물을 포함하는 제1 층;
상기 아웃보드 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층을 포함하고;
상기 제1 내측 트레드 피처는,
상기 제1 고무 조성물을 포함하고 상기 제1 내측 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층;
상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 상기 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층으로서, 상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제2 층은 상기 제1 내측 접지면의 일부분을 또한 형성하는, 상기 제2 층을 포함하며;
상기 제1 고무 조성물은 상기 제2 고무 조성물의 80 퍼센트 이하인 탄성 계수를 갖고, 상기 탄성 계수는 1998년의 ASTM 표준 D 412에 따라 트랙션에서 획득되는 확장(extension)의 시컨트 계수(secant modulus)인 타이어.
제1항에 있어서, 방사상 단면을 따라, 상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제1 층은 상기 축 방향을 따라 상기 아웃보드 숄더로부터 상기 인보드 숄더를 향하여 두께가 증가하는 프로파일을 갖는 타이어.
제2항에 있어서, 상기 방사상 단면을 따라, 상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제1 층의 상기 프로파일은 상기 제1 내측 접지면과 10도 내지 30도 범위의 전체 각도를 형성하는 저부를 갖는 타이어.
제3항에 있어서, 상기 방사상 단면을 따라, 상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제1 층의 상기 프로파일은 2.5㎜ 이하 범위의 최대 두께를 갖는 타이어.
제4항에 있어서,
상기 제1 내측 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제2 내측 접지면을 갖는 제2 내측 트레드 피처를 더 포함하고, 상기 제2 내측 트레드 피처는,
상기 제1 고무 조성물을 포함하고 상기 제2 내측 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층; 및
상기 제2 내측 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 상기 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층으로서, 상기 제2 내측 트레드 피처의 상기 제2 층은 상기 제2 내측 접지면의 일부분을 또한 형성하는, 상기 제2 층을 포함하는 타이어.
제5항에 있어서, 방사상 단면을 따라, 상기 제2 내측 트레드 피처의 상기 제1 층은 상기 방사상 단면을 따라 상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제1 층의 상기 프로파일과 실질적으로 동일한 프로파일을 갖는 타이어.
제2항에 있어서,
상기 제1 내측 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제2 내측 접지면을 갖는 제2 내측 트레드 피처를 더 포함하고, 상기 제2 내측 트레드 피처는,
상기 제1 고무 조성물을 포함하고 상기 제2 내측 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층; 및
상기 제2 내측 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 상기 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층으로서, 상기 제2 내측 트레드 피처의 상기 제2 층은 상기 제2 내측 접지면의 일부분을 또한 형성하는, 상기 제2 층을 포함하는 타이어.
제7항에 있어서, 방사상 단면을 따라, 상기 제2 내측 트레드 피처의 상기 제1 층은 상기 아웃보드 숄더로부터 상기 인보드 숄더를 향하여 상기 축 방향을 따라 두께가 증가하는 프로파일을 갖는 타이어.
제7항에 있어서,
상기 제2 내측 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제3 내측 접지면을 갖는 제3 내측 트레드 피처를 더 포함하고, 상기 제3 내측 트레드 피처는,
상기 제1 고무 조성물을 포함하고 상기 제3 내측 접지면의 적어도 일부분을 형성하는 제1 층; 및
상기 제3 내측 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 상기 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층을 포함하는 타이어.
제9항에 있어서, 방사상 단면을 따라, 상기 제3 내측 트레드 피처의 상기 제1 층은 상기 축 방향을 따라 두께가 실질적으로 균일한 프로파일을 갖는 타이어.
제9항에 있어서, 상기 제3 내측 트레드 피처의 상기 제2 층은 상기 제3 내측 접지면의 일부분을 또한 형성하는 타이어.
제9항에 있어서, 방사상 단면을 따라, 상기 제3 내측 트레드 피처의 상기 제1 층은 상기 축방향 안쪽 방향을 따라 감소하는 두께를 갖는 프로파일을 갖는 타이어.
제1항에 있어서, 제1 고무 조성물은 23℃에서 4.5㎫ 이하의 MA10을 갖고, 상기 MA10은 1998년의 ASTM 표준 D 412에 따라 트랙션에서 획득되는 10% 연신율(elongation)에서의 시컨트 계수인 타이어.
제13항에 있어서, 제2 고무 조성물은 23℃에서 6㎫ 이상의 MA10을 갖고, 상기 MA10은 1998년의 ASTM 표준 D 412에 따라 트랙션에서 획득되는 10% 연신율에서의 시컨트 계수인 타이어.
제1항에 있어서, 상기 제1 내측 접지면은 상기 제1 고무 조성물의 60 퍼센트 이상을 포함하는 타이어.
제1항에 있어서, 상기 인보드 트레드 피처는,
상기 제1 고무 조성물을 포함하고 상기 인보드 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층;
상기 인보드 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 상기 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층을 포함하는 타이어.
제1항에 있어서, 상기 인보드 트레드 피처의 상기 제2 층은 상기 제1 내측 접지면의 일부분을 또한 형성하는 타이어.
차량의 림 상에 장착하도록 적응된 타이어로서,
상기 타이어가 상기 타이어의 축 방향을 따라 이격된 아웃보드 숄더와 인보드 숄더를 획정하고 상기 인보드 숄더가 상기 차량에 관하여 상기 아웃보드 숄더의 축방향 안쪽에 위치되도록 상기 타이어는 상기 차량 상에 장착하기 위한 미리 결정된 배향을 갖고, 상기 타이어는 상기 타이어의 방사상 방향을 따르는 두께를 갖는 트레드를 포함하며, 상기 트레드는 그루브들에 의해 상기 축 방향을 따라 서로 분리되어 있는 복수의 개별 트레드 피처를 획정하고, 아웃보드 측으로부터 인보드 측으로 상기 축 방향을 따라 마모되지 않은 상태에서, 상기 트레드 피처는,
상기 타이어의 상기 아웃보드 숄더를 따라 위치결정되고 아웃보드 접지면을 갖는 아웃보드 트레드 피처;
상기 아웃보드 트레드 피처의 축방향 안쪽에 위치결정되고 제1 내측 접지면을 갖는 제1 내측 트레드 피처; 및
상기 타이어의 상기 인보드 숄더를 따라 위치결정되고 인보드 접지면을 갖는 인보드 트레드 피처;를 포함하되,
상기 아웃보드 트레드 피처는,
상기 아웃보드 접지면의 적어도 일부분을 형성하는 제1 고무 조성물을 포함하는 제1 층;
상기 아웃보드 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층을 포함하고;
상기 제1 내측 트레드 피처는,
제3 고무 조성물을 포함하고 상기 제1 내측 접지면의 일부분을 형성하는 제1 층;
상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제1 층을 전적으로 지지하고 상기 제2 고무 조성물을 포함하는 제2 층으로서, 상기 제1 내측 트레드 피처의 상기 제2 층은 상기 제1 내측 접지면의 일부분을 또한 형성하는, 상기 제2 층을 포함하며,
상기 제1 고무 조성물 및 상기 제3 고무 조성물은 각각 상기 제2 고무 조성물의 80 퍼센트 이하인 탄성 계수를 갖고, 상기 탄성 계수는 1998년의 ASTM 표준 D 412에 따라 트랙션에서 획득되는 확장(extension)의 시컨트 계수(secant modulus)인 타이어.