KR102001313B1 - 구조적으로 지지된 타이어용 시어 밴드 - Google Patents

구조적으로 지지된 타이어용 시어 밴드 Download PDF

Info

Publication number
KR102001313B1
KR102001313B1 KR1020170154773A KR20170154773A KR102001313B1 KR 102001313 B1 KR102001313 B1 KR 102001313B1 KR 1020170154773 A KR1020170154773 A KR 1020170154773A KR 20170154773 A KR20170154773 A KR 20170154773A KR 102001313 B1 KR102001313 B1 KR 102001313B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
tire
ply
steel cord
ply structure
Prior art date
Application number
KR1020170154773A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180057547A (ko
Inventor
세이한 셀릭
Original Assignee
더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니 filed Critical 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Publication of KR20180057547A publication Critical patent/KR20180057547A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102001313B1 publication Critical patent/KR102001313B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00—Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs
    • B60C7/146—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs extending substantially radially, e.g. like spokes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/22—Non-inflatable or solid tyres having inlays other than for increasing resiliency, e.g. for armouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/24—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for securing tyres on rim or wheel body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/24—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for securing tyres on rim or wheel body
    • B60C7/26—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for securing tyres on rim or wheel body using bolts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C7/00—Non-inflatable or solid tyres
    • B60C7/24—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for securing tyres on rim or wheel body
    • B60C7/28—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for securing tyres on rim or wheel body using straps or the like, e.g. vulcanised into the tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/1807—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers comprising fabric reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/18—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers
    • B60C9/20—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel
    • B60C9/2003—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords
    • B60C9/2009—Structure or arrangement of belts or breakers, crown-reinforcing or cushioning layers built-up from rubberised plies each having all cords arranged substantially parallel characterised by the materials of the belt cords comprising plies of different materials
    • B60C2007/146—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

구조적으로 지지된 타이어는 지면 접촉 환형 트레드 부분과, 이 타이어 상의 하중을 지지하기 위한 환형 후프 구조체와, 차량 림 및 트레드 부분에 고정된 플라이 구조체를 포함한다. 후프 구조체는 플라이 구조체의 반경 방향 내부면에 고정된다. 후프 구조체는 제 1 층의 부직포 보강재, 제 2 층의 부직포 보강재 및 단일층의 강철 코드를 개재하는 제 1 이중 층의 강철 코드 및 제 2 이중 층의 강철 코드를 포함한다.

Description

구조적으로 지지된 타이어용 시어 밴드{SHEAR BAND FOR A STRUCTURALLY SUPPORTED TIRE}
본 발명은 일반적으로, 차량 타이어 및 휠(wheel)에 관한 것이고, 특히, 비공기압 타이어/휠 조립체에 관한 것이다.
공기압 타이어는 1세기가 넘도록 차량 이동성을 위해 선택된 해법이었다. 현대의 벨트형 반경 방향 카커스(carcass)의 공기압 타이어는 인가된 하중을 지지하면서, 적당한 수직의 및 측방향의 컴플라이언스(compliance)를 허용하기 위한 효율적인 수단을 제공하는 현저한 제품이다. 공기압 타이어는 타이어 공동(cavity) 내의 주로 내부 공기압의 작용으로 인해 기계적 속성을 얻는다. 팽창 압력에 대한 반응은 벨트 및 카카스 구성요소에 대한 강성을 수정한다. 그래서, 팽창 압력은 공기압 타이어를 위한 가장 중요한 설계 파라미터 중 하나이다.
양호한 압력 유지(pressure maintenance)는 공기압 타이어로부터 최상의 성능을 얻는데 요구된다. 명시된 이하의 팽창 압력은 연비 향상(fuel economy)의 손실을 초래할 수 있다. 가장 중요한 것은 종래의 공기압 타이어가 팽창 압력의 완전한 손실 후에, 매우 제한되어 사용될 수 있다는 것이다. 많은 타이어 구조체는 타이어로부터 공기압의 완전한 손실 후의 차량의 지속적인 기동성(mobility)을 위해 제안되어 왔다. 상업적으로 이용가능한 런플랫(runflat) 타이어 해결책은 디플레이티드 작동(deflated operation) 동안에 측벽이 압축 시에 하중 지지 부재로서 작용하게 하는 추가의 측벽 보강재 또는 필러를 구비하는 공기압 타이어이다. 보통, 이러한 추가의 보강재는 보다 큰 타이어 질량 및 감소된 체감 승차감의 단점을 초래한다. 런플랫 능력을 제공하려는 다양한 시도는 타이어 크라운 부분에서 본질적으로 환형의 보강 밴드를 이용한다. 이러한 해결책에 있어서, 트레드 부분의 강성은 부분적으로는 환형 보강 밴드의 고유 특성으로부터, 부분적으로는 팽창 압력에 대한 반응으로부터 발생한다. 또다른 해결책은 휠에 부착된 2차적인 내부 지지 구조체를 필요로 한다. 이러한 지지체는 장착된 조립체에 질량을 부가하고 장착 어려움을 향상시키거나, 또는 다수 피스 림(multiple piece rim)의 사용을 필요로 할 수도 있다. 모든 이러한 접근은 다른 공기압 타이어 구조체의 혼합물(hybrid)이고, 인플레이티드(inflated) 및 디플레이티드 상태 모두에 대해 최적이 아닌 디자인 타협을 겪는다. 게다가 이러한 런플랫 해결책은 타이어 팽창 압력을 모니터링하고, 차량 운전자에게 팽창 압력이 권장 한계를 벗어나는지를 알려주는 일부 수단의 사용을 필요로 한다.
팽창 압력 없이도 작동하도록 설계된 타이어는 공기압 타이어와 연관된 문제 및 타협 중 많은 것을 제거할 수 있다. 압력 유지도 압력 모니터링도 필요하지 않다. 솔리드 타이어(solid tire) 또는 다른 탄성중합체 구조체와 같은 구조적으로 지지된 타이어는 지금까지 종래의 공기압 타이어로부터 요구되는 성능의 수준을 제공하지 않았다. 공기압 타이어-유사 성능을 제공하는 구조적으로 지지된 타이어 해법이 원하는 개선책일 것이다.
본 발명에 따른 구조적으로 지지된 타이어는 지면 접촉 환형 트레드 부분과, 타이어 상의 하중을 지지하기 위한 환형 후프 구조체와, 차량 림과 트레드 부분에 고정된 플라이 구조체를 포함한다. 후프 구조체는 플라이 구조체의 반경 방향 내부면에 고정된다. 후프 구조체는 제 1 층의 부직포(non-woven) 보강재, 제 2 층의 부직포 보강재 및 단일층의 강철 코드를 개재하는 제 1 이중 층의 강철 코드 및 제 2 이중 층의 강철 코드를 포함한다.
본 타이어의 다른 관점에 따르면, 플라이 구조체의 내부 반경부는 플라이 구조체의 일부를 각각 포착하는 2개의 기계적인 클램프를 통해 차량 림에 부착된다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 플라이 구조체의 내부 반경부는 기계적인 클램프를 통해 차량 림에 부착되고, 클램핑력은 플라이 구조체가 주위에 절첩되는 링을 추가함으로써 강화된다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 제 1 축방향 한계부와 제 2 축방향 한계부 사이의 축방향 거리는 조정 기구에 의해 감소되고, 그에 따라 축방향 거리는 트레드 부분의 축방향 폭보다 작다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 후프 구조체는 다층으로 구성되어, 다층 사이에서의 전단 변형을 허용한다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 제 1 이중 층의 강철 코드는 타이어의 원주 방향에 대해 -5° 내지 +5°의 각도로 연장된다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 제 2 이중 층의 강철 코드는 타이어의 원주 방향에 대해 -5° 내지 +5°의 각도로 연장된다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 단일층의 강철 코드는 제 1 이중 층과 제 2 이중 층 사이에서의 전단 변형을 흡수한다.
본 타이어의 또 다른 관점에 따르면, 제 1 층의 부직포 보강재는 폴리에스터 또는 나일론 6,6 재료로 구성된다.
본 발명에 따른 구조적으로 지지된 타이어 및 림 조립체는 지면 접촉 환형 트레드 부분과, 타이어 상의 하중을 지지하기 위한 환형 후프 구조체로서, 이 후프 구조체는 제 1 층의 부직포 보강재, 제 2 층의 부직포 보강재 및 단일층의 강철 코드를 개재하는 제 1 이중 층의 강철 코드 및 제 2 이중 층의 강철 코드를 포함하는, 상기 환형 후프 구조체와, 차량 림에 고정된 플라이 구조체를 포함한다.
본 조립체의 다른 관점에 따르면, 플라이 구조체는 차량 림과 후프 구조체 근방 사이에서 연장되는 복수의 스트립 재료를 포함한다.
본 조립체의 또 다른 관점에 따르면, 플라이 구조체는 차량 림과 후프 구조체 근방 사이에서 반복적으로 연장되는 단일 스트립의 재료로 구성된다.
본 조립체의 또 다른 관점에 따르면, 단일층의 강철 코드는 제 1 이중 충과 제 2 이중 층 사이에서의 전단 변형을 흡수한다.
다른 구조적으로 지지된 타이어는 지면 접촉 환형 트레드 부분과, 타이어 상의 하중을 지지하기 위한 환형 후프 구조체로서, 이 후프 구조체는 제 1 층의 부직포 보강재, 제 2 층의 부직포 보강재 및 단일층의 강철 코드를 개재하는 제 1 이중 층의 강철 코드 및 제 2 이중 층의 강철 코드를 포함하는, 상기 환형 후프 구조체와, 제 1 축방향 한계부에 고정되는 플라이 구조체로서, 이 플라이 구조체는 후프 구조체 근방의 반경 방향 외측으로 연장되고, 또한 후프 구조체 근방으로부터 제 2 축방향 한계부로 반경 방향 내측으로 연장되는. 상기 플라이 구조체를 포함하며, 이 플라이 구조체는 제 1 축방향 한계부 및 제 2 축방향 한계부에 고정된다.
이하의 설명 및 첨부 도면에 대한 참조를 통해 본 발명이 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어/휠 조립체의 일부의 개략적인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 다른 타이어/휠 조립체의 일부의 개략적인 단면도,
도 3은 본 발명에 사용하기 위한 타이어/휠 조립체의 개략적인 단면도,
도 4는 도 3의 "4-4"선을 따라 취해진 개략적인 정면도.
정의
하기의 용어는 본 설명을 위해 하기와 같이 정의된다.
"적도 평면(Equatorial Plane)"은 타이어의 중심선을 통과하는 타이어의 회전축에 수직인 평면을 의미한다.
"자오선 평면(Meridian Plane)"은 타이어의 회전축에 평행하고 상기 축으로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 평면을 의미한다.
시어 밴드의 "전단 강성(shear stiffness)"(GA). 전단 강성(GA)은 이하에 도시된 바와 같이, 그리고 이하의 방정식에 나타낸 바와 같이 힘(F)으로부터 길이(L)의 시어 밴드 상의 편향(ΔX)을 측정함으로써 결정될 수도 있다:
GA=F*L/ΔX
Figure 112017115232130-pat00001
시어 밴드의 "굽힘 강성(bending stiffness)"(EI). 굽힘 강성(EI)은 3점 굽힘 시험을 사용하여 비임 역학으로부터 결정될 수도 있다. EI는 2개의 롤러 지지체 상에 놓여 있고 비임의 중앙에서 인가되는 집중된 하중에 처해 있는 비임의 경우를 나타낸다. 굽힘 강성(EI)은 하기의 방정식으로부터 결정된다: EI = PL3/48* ΔX, 여기서 P는 하중이고, L은 비임 길이이고, ΔX는 편향이다.
시어 밴드의 "신장성 강성(extensible stiffness)"(EA). 신장성 강성(EA)은 시어 밴드의 원주 방향으로 인장력을 인가하고 길이의 변화를 측정함으로써 결정된다.
"히스테리시스(Hysteresis)"는 10% 동적 전단 변형률 및 25℃에서 측정된 동적 손실 탄젠트를 의미한다.
본 발명의 예의 상세한 설명
종래의 구조적으로 지지된 타이어는 가스 팽창 압력의 지지 없이 하중을 지지할 수도 있다. 이러한 타이어는 지면 접촉 트레드 부분, 이 트레드 부분으로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 측벽 부분, 및 이 측벽 부분의 단부에서의 비드 부분을 구비할 수도 있다. 비드 부분은 타이어를 차량 휠에 고정할 수도 있다. 트레드 부분, 측벽 부분 및 비드 부분은 중공의 환형 공간을 규정할 수도 있다. 대안적으로, 비드 부분 및 트레드 부분은 많은 상이한 기하학적 형상으로 구성될 수도 있는 종래의 연결 웨브에 의해 반경 방향으로 연결될 수도 있다. 이러한 기하학적 형상은 복수의 반경 방향 스포크 또는 육각형과 같은 다각형의 네트워크를 포함할 수도 있다.
하나의 종래의 구조적으로 지지된 타이어는 연결 웨브 또는 이에 부착된 측벽 부분을 구비할 수도 있다. 이러한 연결 웨브 또는 측벽 구조체는 제 1 멤브레인의 반경 방향 내측부를 넘어서 반경 방향으로 연장되지 않는다. 이러한 부착은 접착 본드를 통해 달성될 수도 있다. 이러한 타이어의 제 1 및 제 2 멤브레인 및 중간 시어 층이 함께 상당한 후프 압축 강성(hoop compression stiffness)을 가지기 때문에, 연결 웨브 또는 측벽 부분과 제 1 멤브레인의 반경 방향 내측부 사이의 인터페이스는 타이어가 하중(예를 들면, 다수의 하중 사이클 등) 하에서 회전될 때, 이 인터페이스에서 접착 본드를 저하 또는 손상시키는 경향이 있는 상당한 전단 응력에 반드시 노출될 수도 있다.
연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체는 후프 구조체의 반경 방향 외측으로 연장될 수도 있다. 대안적으로, 연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체는 후프 구조체의 제 1 및 제 2 멤브레인 사이, 또는 제 2 및 제 3 멤브레인 사이에서 반경 방향으로 연장될 수도 있다. 이러한 구조는 경화 단계, 점착(cohesion), 및/또는 접착에 의해 함께 고정될 수도 있다. 후프 구조체 내에서 반경 방향으로 연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체를 위치설정하는 것에 의해, 층(layer)의 인터페이스는 종래의 타이어에 의해 발생하는 전단 응력을 손상시키는 것을 유리하게 제거 및/또는 매우 경감시키지 않을 수도 있다.
연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체는 반경 방향에 또는 반경 방향 근처에 배향된 기본적으로 신장 불가능한 코드에 의해 보강될 수도 있다. 측벽 부분의 힘/연장 특성은, 스트링(string)에서의 인장의 증가가 스트링의 최소 신율(minimal elongation)을 생성하는 것과 같이, 인장력이 연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체의 최소 신율을 생성하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조는 인장 시에 높은 강성을 갖지만, 압축 시에 매우 낮은 강성을 가질 수도 있다.
연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체는 기본적으로 인장 시에 신장 불가능하고, 기본적으로 압축 및/또는 버클링(buckling)에 대한 저항이 없을 수도 있다. 이런 조건 하에서, 외부적으로 인가된 하중은 축 아래의 구역에서의 수직 인장력 없이, 축 위의 구역에서의 연결 웨브 또는 측벽 부분 또는 플라이 구조체의 수직 인장력에 의해 실질적으로 지지될 수도 있다. 수직 강성은 하중 하에 있을 때의 수직 변향에 저항하는 타이어의 능력에 관련될 수도 있다. 본 발명에 따른 타이어 또는 조립체는 공기압 지지체(pneumatic support)를 필요로 하지 않으므로, 압력의 갑작스러운 손실로 인한 공기압 유지 또는 성능 손실을 필요로 하지 않는다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용하기 위한 예시적인 구조적으로 지지된 타이어(10)는 지면 접촉 환형 트레드 부분(20), 타이어 상의 하중을 지지하기 위한 후프 구조체(30), 및 림(1)의 외부 반경의 제 1 축방향 한계부에 고정된 플라이 구조체(60)를 포함할 수도 있고, 이 플라이 구조체(60)는 반경 방향 외측으로 그리고 후프 구조체와 트레드 부분 사이에서 연장되고, 후프 구조체와 트레드 부분 사이로부터, 림의 외부 반경의 제 2 축방향 한계부까지 반경 방향 내측으로 추가로 연장된다. 트레드 부분(20)은 플라이 구조체(60)의 반경 방향 외부면(62)에 고정될 수도 있다. 후프 구조체(30)는 플라이 구조체(60)의 반경 방향 내부면(64)에 고정될 수도 있다. 림(1)에 대한 플라이 구조체(60)의 부착은 많은 방법으로 달성될 수도 있다. 예를 들어, 차량 림(1)은 제 1 클램프(3) 및 제 2 클램프(5)를 구비할 수도 있다. 제 1 클램프(3)는 플라이 구조체(60)의 제 1 부분(65)을 압착 및 고정할 수도 있다. 제 2 클램프(5)는 플라이 구조체(60)의 제 2 부분(66)을 압착 및 고정할 수도 있다.
대안적으로, 제 1 클램프(3)는 플라이 구조체(60)의 제 1 부분(65) 및 제 1 링(도시되지 않음) 양자를 압착 및 고정할 수도 있고, 따라서, (예를 들면, 종래의 비드 구조체와 같이) 제 1 링이 신장 불가능하게 될 필요를 제거한다. 제 2 클램프(5)는 플라이 구조체(60)의 제 2 부분(66) 및 제 2 링(도시되지 않음) 양자를 압착 및 고정할 수도 있고, 따라서, (예를 들면, 종래의 비드 구조체와 같이) 제 2 링이 신장 불가능하게 될 필요를 제거한다. 그러므로, 사용되는 경우, 비-하중 베어링 제 1 및 제 2 링은 매우 저가의 폴리머 O-링과 같은 저가의 재료일 수도 있다. 또한, 접착제 및 기계적 파스너(4, 6)(예를 들면, 볼트 등)는 또한, 플라이 구조체의 제 1 및 제 2 부분(65, 66)을 압착/고정, 및/또는 제 1 및 제 2 부분(65, 66)에 대한 부착을 보충하는데 사용될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플라이 구조체(60)는 제 1 클램프(3)로부터 반경 방향 외측으로, 후프 구조체(30)의 주위로 그리고 제 2 클램프(5)로 연장되는 스트립재(70)에 의해 규정될 수도 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 스트립(70)은 큰 인장 하중 및 매우 작은 압축 하중을 지탱할 수 있는 층상(layered)의 보강된 플라이 재료일 수도 있다.
상술된 바와 같이, 타이어(10)는 후프 구조체, 또는 시어 밴드(30) 및 플라이 구조체(60)를 포함할 수도 있다. 플라이 구조체(60)는 종래의 비드 직경으로 만들어질 수도 있고, 그 다음에, 시어 밴드(30)에 걸쳐서 스트레칭(stretch up)될 수도 있다. 플라이 구조체(60)의 경로는 시어 밴드(30)의 반경 방향 최외부 부분으로부터 반경 방향 내측으로 연장될 수도 있다. 이는 시어 밴드(30)로의 측방향 힘을 제공하도록 플라이 코드를 보강하는 것을 허용하고, 또한, 플라이 구조체(60)의 반경 방향 외부 부분과 시어 밴드의 반경 방향 내부 부분 사이의 임의의 갭의 부분을 채우는 것을 허용할 수도 있다. θ각은 플라이 구조체(60)에서의 인장력을 조정하도록 변경될 수도 있고, 또한, 타이어(10) 전체의 측방향 강성을 향상 및/또는 조정할 수도 있다. 또한, θ각은 0도, 또는 소망되는 경우에는 심지어 마이너스(도시되지 않음)일 수도 있다. 따라서, θ각은 임의의 종래의 구조적으로 지지된, 비공기압 또는 공기압 타이어에 부족한 중요한 조정 파라미터를 제공한다.
보강된 환형 밴드 또는 후프 구조체(30)는 트레드 부분(20)의 반경 방향 내측으로 배치될 수도 있다. 환형 밴드(30)는 탄성중합체 시어 층과, 이 탄성중합체 시어 층의 반경 방향 최내부 범위에 부착된 보강 층을 구비하는 제 1 멤브레인과, 탄성중합체 시어 층의 반경 방향 최외부 범위에 부착된 보강 층을 구비하는 제 2 멤브레인을 포함할 수도 있다. 트레드 부분(20)은 홈을 갖지 않을 수 있거나, 사이에 본질적으로 종방향의 트레드 리브(rib)를 형성하는 복수의 종방향으로 배향된 트레드 홈을 가질 수 있다. 리브는 특정 차량 응용의 사용 요건에 적합한 트레드 패턴을 형성하도록 횡방향으로 또는 종방향으로 추가로 분할될 수 있다. 트레드 홈은 타이어의 의도된 사용과 일치하는 임의의 깊이를 가질 수 있다.
제 2 멤브레인은 트레드 홈의 하부로부터 반경 방향 내측으로 트레드 부분(20)의 커팅부(cut) 및 소형 관통부(penetration)로부터 제 2 멤브레인의 구조체를 보호하기에 충분한 거리만큼 오프셋될 수도 있다. 오프셋 거리는 타이어(10)의 의도된 사용에 따라 증가 또는 감소될 수도 있다. 예를 들어, 대형 트럭 타이어는 약 5㎜ 내지 7㎜의 오프셋 거리를 사용할 수도 있다.
제 1 및 제 2 멤브레인의 각각의 층은 기본적으로 탄성중합체 코팅 내에 매설된 신장 불가능한 보강 코드를 포함할 수도 있다. 탄성중합체 재료로 구성된 타이어에 대해서, 멤브레인은 탄성중합체 재료의 가황(vulcanization)에 의해 시어 층에 부착될 수도 있다. 멤브레인은 화학적 또는 접착 본딩 또는 기계적 고정의 임의의 다른 적합한 방법에 의해 시어 층에 부착될 수도 있다.
제 1 및 제 2 멤브레인의 보강 코드는 강철, 아라미드, 및/또는 다른 고 모듈러스 텍스타일(high modulus textile)의 모노필라멘트 또는 코드와 같은 적합한 타이어 벨트 보강재일 수도 있다. 예를 들어, 보강 코드는 0.28㎜ 직경의 4개의 와이어(4×0.28)의 강철 코드일 수도 있다. 보강 코드가 각각의 멤브레인에 대해 달라질 수도 있지만, 환형 밴드에 의해 요구되는 인장 강성, 굽힘 강성 및 압축 버클링 저항에 대한 필요조건을 충족하는 임의의 적합한 재료가 멤브레인을 위해 채용될 수도 있다. 또한, 멤브레인 구조체는 균일 재료, 섬유 강화 매트릭스(fiber reinforced matrix), 또는 별개의 보강 요소(예를 들면, 단섬유, 나노튜브 등)를 구비하는 층(layer)일 수도 있다.
제 1 멤브레인에 있어서, 층은 타이어 적도 평면에 대한 각도로 배향된 기본적으로 병렬 코드를 구비할 수도 있고, 각각의 인접한 층의 코드는 대향 배향을 가질 수도 있다. 이는, 하나의 층에서는 +α각, 그리고 다른 인접한 층에서는, -α각이다. 유사하게, 제 2 멤브레인에 대해서, 층은 적도 평면에 대해 +β각 그리고 -β각으로 각각 배향된 기본적으로 병렬 코드를 구비할 수도 있다. α각 및 β각은 약 -5° 내지 약 +5°의 범위 내에 있을 수도 있다. 대안적으로, 멤브레인 내에서 인접한 층의 코드는 동일 각 및 대향 각으로 배향되지 않을 수도 있다. 예를 들어, 인접한 층의 코드가 타이어 적도 평면에 대해 비대칭인 것이 바람직할 수도 있다. 각각의 층의 코드는 약 20㎫의 전단 모듈러스를 갖는 탄성중합체 코팅층 내에 매설될 수도 있다. 환형 밴드의 변형은 주로 시어 층 내에서의 전단 변형에 의한 것이도록, 코팅층의 전단 모듈러스는 시어 층의 전단 모듈러스보다 클 수도 있다.
타이어 향상의 수직 편향이 증가함에 따라, 제 2 멤브레인의 압축 응력이 임계 버클링(buckling)을 초과하고, 제 2 멤브레인의 종방향 버클링이 발생할 수도 있도록, 접촉 길이 또는 풋프린트는 증가할 수도 있다. 이러한 버클링 현상은 풋프린트 구역의 종방향으로 연장되는 섹션이 감소된 접지 압력(contact pressure)을 갖게 할 수도 있다. 풋프린트의 길이 전체에 걸친 보다 균일한 접지 압력(ground contact pressure)은 멤브레인의 버클링이 경감 및/또는 회피될 때에 얻어질 수도 있다.
후프 구조체(30)는 이 후프 구조체의 후프 압축력에 의해 적절한 하중을 지지할 수 있는 한, 상술된 환형 밴드, 환상체(annular), 금속, 폴리머, 고무, 강화 고무, 또는 섬유의 균질의 후프, 및/또는 대체 강철 코드 플라이 또는 필라멘트 플라이, 및 고무 시어 층의 다층 구조체와 유사할 수도 있다. 타이어(10)가 완전히 구성되면, 후프 구조체(30)는 타이어의 전체 구조(예를 들면, 마찰, 기계적 구속 등)에 의해, 또는 접착제에 의해 플라이 구조체(60)의 반경 방향 내부면(64)에 고정될 수도 있다. 이것은, 연결 구조체가 플라이, 가압 공기 및 플라이의 조합, 스포크, 또는 다른 웨브 형상부이더라도, 후프 구조체가 오로지 연결 구조체의 반경 방향 외부면에 연결되는 종래의 공기압 및 비공기압 타이어와 상이하다. 본 발명에 따른 타이어(10)에 의해, 플라이 구조체(60)와 후프 구조체(30) 사이의 인터페이스가 압축 시에, 인장 플라이 하중이 가장 큰 풋프린트(예를 들면, 타이어의 상부)로부터 180도로 있다.
시어 밴드(30)의 재료는 15㎫ 내지 80㎫, 또는 40㎫ 내지 60㎫의 범위 내에 있는 전단 모듈러스를 가질 수도 있다. 전단 모듈러스는 순수 전단 변형 시험을 이용하고, 응력 및 변형(strain)을 기록하며 생성된 응력-변형 곡선의 경사를 결정하여 규정된다. 이는 최대 EI 및 최소 GA에 바람직할 수도 있다. 종래의 타이어에 대한 GA/EI의 허용가능한 비는 0.01 내지 20.0일 수도 있다. 그러나, 시어 밴드(30)에 대한 GA/EI의 허용가능한 비는 0.02 내지 100.0, 또는 21.0 내지 100.0, 또는 1.0 내지 50.0이다.
트레드 부분(20)은 접착제에 의해 플라이 구조체(60)의 반경 방향 외부면(62)에 고정될 수도 있다. 후프 구조체(30)는 소망되는 바와 같이, 만곡된 트레드 부분(20)을 생성하는 오목, 또는 도넛 형상(toroidal shape)을 가질 수도 있다. 이에 의해, 후프 구조체(30) 및 플라이 구조체(60)는 대기로 개방 및/또는 비가압(unpressurized)될 수도 있고, 안될 수도 있는 공동(68)을 규정할 수도 있다. 트레드 부분(20)이 사용으로 적합하게 마모되었을 때, 전체 차량 림/타이어 조립체(10)는 조립된 채로 있으면서, 트레드 부분의 나머지가 연마(ground down)되고, 종래의 리트레딩(retreading) 프로세스와 유사한 새로운 트레드 부분으로 대체된다.
유리하게, 상술된 시어 밴드(30)는 본 발명에 따른 시어 밴드(130)로 대체될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시어 밴드(130)는 제 1 층의 점보 코드(141), 제 2 층의 점보 코드(142) 및 단일층의 강철 코드(151)를 개재하는 제 1 층의 제 1 이중 층의 강철 코드(131) 및 제 2 이중 층의 강철 코드(132)를 포함할 수도 있다. 강철 코드(131, 132, 151)는 상술된 바와 같이, 공기압 타이어를 위한 종래의 중첩 패키지 내에 사용된 코드 구성체와 유사한 코드 구성체를 포함할 수도 있다. 점보 코드(141, 142)는 나일론 코드와 같은 꼬여진 유기 섬유를 포함할 수도 있다. 강철 코드(131, 132, 151) 및 점보 코드(141, 142)는 약 -5° 내지 약 +5°의 범위 내의 각도로 연장될 수도 있다.
시어 밴드(130)의 이러한 구성은 커팅부 확대(cut propagation)를 완화하고, 높은 신율을 갖고, 높은 충격 저항을 갖고, 양호한 피로 특성을 갖고, 높은 굽힘 저항을 갖고, 낮은 수분 민감도를 갖고, 낮은 굴림 저항을 생성하며, 모노필라멘트 디자인보다 적은 열을 생성할 수도 있다.
다시 유리하게, 상술된 시어 밴드(30)는 본 발명에 따른 다른 시어 밴드(230)로 대체될 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 시어 밴드(230)는 제 1 층의 부직포 보강재(241), 제 2 층의 부직포 보강재(242) 및 단일층의 강철 코드(251)를 개재하는 제 1 이중 층의 강철 코드(231) 및 제 2 이중 층의 강철 코드(232)를 포함할 수도 있다. 강철 코드(231, 232, 251)는 상술된 바와 같이, 공기압 타이어를 위한 종래의 중첩 패키지 내에 사용된 코드 구성물과 유사한 코드 구성물을 포함할 수도 있다. 강철 코드(231, 232, 251)는 약 -5° 내지 약 +5°의 범위 내의 각도로 연장될 수도 있다.
부직포 보강재(241, 242)는 시어 밴드(230)의 고무 매트릭스에 접합된 수직으로 또는 반경 방향으로 휘감긴 부직포 개별 폴리에스터 필라멘트를 포함할 수도 있다. 이러한 시어 밴드(230)의 구성은 커팅부 확대를 경감하고, 높은 신율을 갖고, 높은 충격 저항을 갖고, 양호한 피로 특성을 갖고, 높은 굽힘 저항을 갖고, 낮은 수분 민감도를 갖고, 낮은 굴림 저항을 생성하며, 모노필라멘트 디자인보다 적은 열을 생성할 수도 있다.
상기 명세서를 읽고서 많은 다른 변형이 당업자에게 명백하다는 것을 본 출원인은 이해한다. 이러한 변형 및 다른 변형은 하기의 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에 있다.

Claims (5)

  1. 구조적으로 지지된 타이어에 있어서,
    지면 접촉 환형 트레드 부분과,
    상기 타이어 상의 하중을 지지하기 위한 환형 후프 구조체로서, 상기 후프 구조체는 제 1 층의 부직포 보강재, 제 2 층의 부직포 보강재 및 단일층의 강철 코드를 개재하는 제 1 이중 층의 강철 코드 및 제 2 이중 층의 강철 코드를 포함하는, 상기 환형 후프 구조체와,
    차량 림 및 상기 트레드 부분에 고정된 플라이 구조체로서, 상기 후프 구조체는 상기 플라이 구조체의 반경 방향 내부면에 고정되는, 상기 플라이 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라이 구조체의 내부 반경부는 상기 플라이 구조체의 일부를 각각 포착하는 2개의 기계적인 클램프를 통해 상기 차량 림에 부착되는 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라이 구조체의 내부 반경부는 기계적인 클램프를 통해 상기 차량 림에 부착되고, 클램핑력은 상기 플라이 구조체가 주위에 절첩되는 링을 추가함으로써 강화되는 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 타이어.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후프 구조체는 다층으로 구성되어, 다층 사이에서의 전단 변형을 허용하는 것을 특징으로 하는
    구조적으로 지지된 타이어.
KR1020170154773A 2016-11-22 2017-11-20 구조적으로 지지된 타이어용 시어 밴드 KR102001313B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/358,684 2016-11-22
US15/358,684 US10639934B2 (en) 2016-11-22 2016-11-22 Shear band for a structurally supported tire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180057547A KR20180057547A (ko) 2018-05-30
KR102001313B1 true KR102001313B1 (ko) 2019-07-17

Family

ID=60331510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170154773A KR102001313B1 (ko) 2016-11-22 2017-11-20 구조적으로 지지된 타이어용 시어 밴드

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10639934B2 (ko)
EP (1) EP3323635A1 (ko)
JP (1) JP2018083620A (ko)
KR (1) KR102001313B1 (ko)
CN (1) CN108081873B (ko)
BR (1) BR102017025049A2 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7180386B2 (ja) * 2019-01-09 2022-11-30 横浜ゴム株式会社 空気式防舷材
KR102187804B1 (ko) 2019-04-15 2020-12-09 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 블록형 보강 구성을 구비하는 비공기입 타이어
JP7324088B2 (ja) * 2019-08-26 2023-08-09 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 非空気圧タイヤ
US20210170795A1 (en) * 2019-12-10 2021-06-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Shear band
US11511566B2 (en) 2019-12-10 2022-11-29 The Goodyear Tire & Rubber Company Shear band
US20230061674A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire with improved shear band
US20230065909A1 (en) * 2021-09-01 2023-03-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire with improved shear band
WO2023200435A1 (en) * 2022-04-13 2023-10-19 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Non-pneumatic tire with reinforcing elements spaced inboard from an axial extent of the tread

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3327670A1 (de) 1983-07-30 1985-02-07 Continental Gummi-Werke Ag, 3000 Hannover Fahrzeugluftreifen
FR2844479A1 (fr) 2002-09-12 2004-03-19 Jean Gergele Roue de vehicule
FR2856635A1 (fr) 2002-09-12 2004-12-31 Jean Gergele Roue de vehicule

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191020865A (en) * 1909-09-09 1911-05-11 Mechanische Leinen Jute & Woll Improvements in and relating to Elastic Tyres and the Manufacture thereof.
CH53868A (de) * 1910-08-29 1912-04-01 Carl Herold Verfahren zur Herstellung von Mänteln für elastische Radkränze
US1016991A (en) * 1910-09-03 1912-02-13 Carl Herold Elastic tire.
GB191120865A (en) * 1911-09-21 1912-05-23 Thomas Leonard Griffiths Improvements in Ventilating Devices for Hay Ricks and like purposes.
GB339403A (en) * 1929-10-01 1930-12-11 Watson James Improvements in spring wheels for vehicles
US3881974A (en) * 1971-04-28 1975-05-06 Establissments Michelin Raison Tire having two-ply carcass merging into one ply
US3863515A (en) * 1973-04-19 1975-02-04 Dayco Corp Endless power transmission belt
US3989083A (en) * 1974-06-24 1976-11-02 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with specially designed multiple carcass plies
GB2051699B (en) * 1979-06-29 1983-11-23 Dunlop Ltd Solid tyre
CA2253097A1 (en) 1997-12-03 1999-06-03 Roland Terver Tire with split belt edge reinforcement
US6539994B1 (en) 1998-05-22 2003-04-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High-speed, puncture proof tire
WO2001042033A1 (en) * 1999-12-10 2001-06-14 Michelin Recherche Et Technique S.A. Structurally supported resilient tire
US7650919B2 (en) * 1999-12-10 2010-01-26 Michelin Recherche of Technique S.A. Non-pneumatic tire having web spokes
WO2001043994A1 (en) * 1999-12-14 2001-06-21 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with compression-bearing hoop structure
JP2003146008A (ja) * 2001-11-09 2003-05-21 Bridgestone Corp カラーソリッドタイヤ
WO2004024470A1 (fr) * 2002-09-12 2004-03-25 Jean Gergele Roue de vehicule a enveloppe non-pneumatique
ITTO20040120A1 (it) * 2004-02-27 2004-05-27 Fiat Auto Spa Pneumatico per veicoli, in particolare, autoveicoli
EP2021192B1 (en) * 2006-10-13 2012-06-13 Société de Technologie Michelin Improved shear band
US8651156B2 (en) 2009-06-24 2014-02-18 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Honeycomb structures for high shear flexure
CN102574347B (zh) 2009-10-15 2016-01-20 米其林研究和技术股份有限公司 用于多层剪切带加强的方法和装置
BR112012022942B1 (pt) * 2010-03-12 2020-05-12 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Roda não pneumática, estruturalmente suportada, com conjunto de reforço de loop contínuo
US8688421B2 (en) 2010-03-31 2014-04-01 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method to design honeycombs for a shear flexible structure
US8999480B2 (en) 2010-04-01 2015-04-07 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Chiral honeycomb meso-structures for shear flexure
US8609220B2 (en) 2010-04-08 2013-12-17 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Shear compliant hexagonal meso-structures having high shear strength and high shear strain
US8813797B2 (en) 2011-01-30 2014-08-26 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Controlled buckling of a shear band for a tire
JP2013244546A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Tokyo Seimitsu Co Ltd 切断用ブレード及びその製造方法
JP2013244846A (ja) * 2012-05-25 2013-12-09 Bridgestone Corp ゴムクローラ
JP6613716B2 (ja) * 2015-08-24 2019-12-04 住友ゴム工業株式会社 エアレスタイヤ
US10040314B2 (en) * 2015-12-07 2018-08-07 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire
US9834040B2 (en) * 2015-12-10 2017-12-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Structurally supported tire
US9849721B2 (en) * 2015-12-10 2017-12-26 The Goodyear Tire & Rubber Company Structurally supported tire
US20170174002A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-22 The Goodyear Tire & Rubber Company Non-pneumatic tire with geodesic connecting web
JP2017190130A (ja) * 2016-04-13 2017-10-19 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー 剪断バンド及び非空気式タイヤ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3327670A1 (de) 1983-07-30 1985-02-07 Continental Gummi-Werke Ag, 3000 Hannover Fahrzeugluftreifen
FR2844479A1 (fr) 2002-09-12 2004-03-19 Jean Gergele Roue de vehicule
FR2856635A1 (fr) 2002-09-12 2004-12-31 Jean Gergele Roue de vehicule

Also Published As

Publication number Publication date
CN108081873B (zh) 2019-12-20
US20180141380A1 (en) 2018-05-24
EP3323635A1 (en) 2018-05-23
US10639934B2 (en) 2020-05-05
CN108081873A (zh) 2018-05-29
BR102017025049A2 (pt) 2018-06-12
KR20180057547A (ko) 2018-05-30
JP2018083620A (ja) 2018-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102001313B1 (ko) 구조적으로 지지된 타이어용 시어 밴드
KR20170069160A (ko) 구조적으로 지지된 타이어
KR20170069162A (ko) 구조적으로 지지된 타이어
US20210070105A1 (en) Beadless non-pneumatic tire with geodesic ply
US10414209B2 (en) Non-pneumatic tire with geodesic ply and bead
EP1242254A1 (en) Structurally supported resilient tire
KR20170074202A (ko) 지오데식 연결 웨브를 구비한 비-공기 타이어
JP4614622B2 (ja) バイアスプライカーカスを有する構造的に支持された弾性タイヤ
EP3199373A2 (en) Structurally supported tire
US20230061674A1 (en) Non-pneumatic tire with improved shear band
US20230065909A1 (en) Non-pneumatic tire with improved shear band
BR102016028738A2 (pt) Structurally supported tire and tire assembly and structurally supported aro

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant