KR102497951B1 - 최적화된 아키텍처 및 트레드를 갖는 타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 0.20㎜ 이상 및 0.5㎜ 이하의 단면을 갖는 단일 금속 와이어 또는 모노필라멘트로 구성된 보강 요소를 포함하는 2개의 교차 작업 층(41, 42)을 포함하는 타이어의 내구성을 증가시키는 것이다. 트레드의 2개의 축방향 외부 부분 중 적어도 하나는 48 이상 및 60 이하의 쇼어 경도 및 23℃에서 측정된 0.12 이상 및 0.30 이하의 동적 특성 tan(d)max를 갖는 고무 재료(M1)를 포함한다. 상기 적어도 하나의 축방향 외부 부분(22, 23)의 축방향 외부 노치(24)는 5㎜ 이상의 깊이(D) 및 2㎜ 이하의 폭(W)을 갖는 고무 재료(M1)를 포함한다.

Description

최적화된 아키텍처 및 트레드를 갖는 타이어
본 발명은 승용차 타이어에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이러한 타이어의 크라운에 관한 것이다.
타이어는 회전축에 대한 회전 기하형상을 가지므로, 타이어의 기하형상은 일반적으로 타이어의 회전축을 포함하는 자오면에서 설명된다. 주어진 자오면에 대해, 반경방향, 축방향 및 원주방향은 타이어의 회전축에 수직, 타이어의 회전축에 평행 및 자오면에 수직인 방향을 각각 나타낸다.
다음 설명에서, "반경방향 내부" 및 "반경방향 외부"라는 표현은 "타이어의 회전축에 반경방향으로 더 가까움"과 "타이어의 회전축에 반경방향으로 더 멈"을 각각 의미한다. "축방향 내부" 및 "축방향 외부"라는 표현은 "적도면에 축방향으로 더 가까움" 및 "적도면으로부터 축방향으로 더 멈"을 각각 의미한다. "반경방향 거리"는 타이어의 회전축에 대한 거리이고 "축방향 거리"는 타이어의 적도면에 대한 거리이다. "반경방향 두께"는 반경방향으로 측정되고 "축방향 폭"은 축방향으로 측정된다.
타이어는 크라운을 포함하고, 크라운은 트레드 표면을 통해 지면과 접촉하도록 의도된 트레드, 림과 접촉하도록 의도된 2개의 비드 및 크라운을 비드에 연결하는 2개의 측벽을 포함한다. 또한, 타이어는 카카스 보강재를 포함하고, 이는 크라운의 반경방향 내부에 적어도 하나의 카카스 층을 포함하고 2개의 비드를 연결한다.
타이어의 트레드는 반경방향으로 2개의 원주방향 표면에 의해 한정되며, 이 2개의 원주방향 표면 중 반경방향 최외측의 표면을 트레드 표면이라고 하고, 반경방향 최내측의 표면을 트레드 패턴 저부 표면이라고 한다. 또한, 타이어의 트레드는 축방향으로 2개의 측방향 표면에 의해 한정된다. 트레드는 또한 하나 이상의 고무 화합물로 구성된다. "고무 화합물"이라는 표현은 적어도 엘라스토머 및 충전제를 포함하는 고무의 조성물을 지칭한다.
크라운은 트레드 반경방향 내부에 적어도 하나의 크라운 보강재를 포함한다. 크라운 보강재는 원주방향과 15° 내지 50°의 각도를 형성하는 서로 평행한 보강 요소로 구성된 적어도 하나의 작업 층을 포함하는 적어도 하나의 작업 보강재를 포함한다. 크라운 보강재는 또한 원주방향과 0° 내지 10°의 각도를 형성하는 보강 요소로 구성된 적어도 하나의 후핑 층(hooping layer)을 포함할 수 있으며, 후프 보강재는 반드시는 아니지만 일반적으로 작업 층의 반경방향 외부에 있다.
젖은 지면에서 우수한 접지력(grip)을 얻기 위해 트레드에 절단부가 형성된다. 절단부는 웰(well), 또는 홈, 또는 사이프(sipe), 또는 원주방향 홈을 나타내며, 트레드 표면 상으로 개방된 공간을 형성한다. 트레드 표면에서, 웰은 특징적인 주 치수를 갖지 않는다. 사이프 또는 홈은 트레드 표면 상에서 2개의 특징적인 주 치수, 즉 폭(W) 및 길이(Lo)를 가지며, 길이(Lo)는 폭(W)의 2배 이상이다. 따라서, 사이프 또는 홈은 그 길이(Lo)를 결정하고 저부면에 의해 연결된 적어도 2개의 주 측면에 의해 한정되고, 2개의 주 측면은 사이프 또는 홈의 폭(W)이라 지칭되는 0이 아닌 거리만큼 서로 떨어져 있다.
정의상, 사이프 또는 홈은 다음에 의해 한정된다:
ㆍ 단지 2개의 주 측면에 의해 한정되는 경우, 개방단형이라 칭해지고,
ㆍ 3개의 측면에 의해 한정되는 경우, 그중 2개는 절단부의 길이를 결정하는 주면이며, 차단형이라 칭해지고,
ㆍ 4개의 측면에 의해 한정되는 경우, 그중 2개는 절단부의 길이를 결정하는 주면이고, 이중-차단형이라 칭해진다.
사이프와 홈의 차이는 절단부의 2개의 주 측면을 분리하는 평균 거리, 즉 그 폭(W)의 값이다. 사이프의 경우, 이 거리는 사이프가 타이어가 노면과 접촉하는 접촉 패치에 진입할 때 2개의 서로 대면하는 주 측면이 접촉하게 하는 데 적합하다. 홈의 경우, 이 홈의 주 측면은 일반적인 주행 조건에서 서로 접촉할 수 없다. 사이프의 이 거리는 일반적으로 승용차 타이어의 경우 1 밀리미터(㎜) 이하이다. 원주방향 홈은 타이어의 전체 원주에 걸쳐 실질적으로 연속적인 실질적으로 원주방향의 절단부이다.
보다 구체적으로, 폭(W)은 2개의 주 측면이 트레드 표면 및 저부 표면과 만나는 접합부와 연관된 임의의 측정 문제를 피하도록, 1㎜의 반경방향 거리에서 트레드 표면의 반경방향 내부에 있는 제1 원주방향 표면과 1㎜의 반경방향 거리에서 저부 표면의 반경방향 외부에 있는 제2 원주방향 표면 사이에 포함된, 절단부의 길이를 따라, 그리고, 절단부의 반경방향 부분을 따라, 결정된 평균 거리이다.
절단부 깊이는 트레드 표면과 절단부의 저부 사이의 최대 반경방향 거리이다. 절단부 깊이의 최대값은 트레드 깊이(D)라고 지칭된다. 트레드 패턴 저부 표면 또는 저부 표면은 트레드 깊이와 동일한 반경방향 거리만큼 반경방향 내향 병진된 트레드 표면의 표면으로 정의된다. 절단부는 트레드에서 리브라고 지칭되는 양각된 요소를 한정한다.
현재 지속 가능한 개발의 맥락에서, 자원과, 이에 따른, 원료 절약은 업계의 핵심 목표 중 하나이다. 승용차 타이어의 경우, 이 목표를 달성하기 위한 연구 방법 중 하나는 크라운 보강재의 다양한 층에서 보강 요소로 일반적으로 사용되는 금속 코드를 문헌 EP 0043563에 설명된 바와 같은 개별 스레드 또는 모노필라멘트로 대체하는 것이며, 이 문헌에서 이러한 유형의 보강 요소는 중량을 절감하고 구름 저항을 낮추는 이중적 목적으로 사용된다.
그러나, 이러한 유형의 보강 요소를 사용하면, 문헌 EP2537686에 설명된 바와 같이, 이러한 모노필라멘트가 압축 하에 좌굴되어 타이어가 불충분한 내구성을 나타내는 단점이 있다. 이 문헌이 설명하고 있는 바와 같이, 본 기술 분야의 숙련자는 이러한 문제점을 해결하기 위해 크라운 보강재의 다양한 층의 특정 레이아웃 및 크라운 보강재의 보강 요소를 구성하는 재료의 특정 품질을 제안한다.
물리적 현상에 대한 상세한 분석은 문헌 JP　2012071791, EP2016　075729, EP　2016　075721, EP　2016　075725, EP　2016　075741에 언급된 바와 같이, 모노필라멘트의 좌굴이 절단부 아래의 트레드의 축방향 최외측 부분에서 발생함을 보여준다. 타이어의 이 영역은 차량이 곡선으로 주행할 때 높은 압축 하중을 받는 특정 특징을 갖는다. 좌굴에 대한 모노필라멘트의 저항은 절단부의 기하형상에 의존하므로 트레드 패턴이 모노필라멘트의 내구성에 미치는 놀라운 영향을 입증한다.
본 발명의 주 목적은, 절단부의 기하형상 및 레이아웃과 트레드의 고무 화합물의 기계적 특성을 적응시킴으로서, 타이어의 구름 저항을 개선하고 그 작업 층의 보강 요소를 형성하는 모노필라멘트의 내구성을 개선하는 이중적 목적으로 이러한 타이어의 트레드를 최상으로 최적화하는 것이다.
이 목적은 다음 구성을 포함하는 승용차 타이어에 의해 달성된다 :
ㆍ 트레드 표면을 통해 지면과 접촉하도록 의도되고 축방향 폭(LT)을 갖는 트레드를 포함함,
ㆍ 트레드는 2개의 축방향 외부 부분을 갖고, 이들 각각은 축방향 폭(LT)의 0.3배 이하인 축방향 폭을 갖고 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도된 적어도 하나의 고무질 재료를 포함함,
ㆍ 적어도 하나의 축방향 외부 부분은 축방향 외부 절단부를 포함하고, 축방향 외부 절단부는 트레드 표면 상으로 개방되면서 저부면에 의해 연결된 주 측면이라 지칭되는 적어도 2개의 측면에 의해 한정되는 공간을 형성함,
ㆍ 축방향 외부 절단부는 트레드 표면과 저부면 사이의 최대 반경방향 거리에 의해 정의된 깊이(D)로 이루어짐,
ㆍ 타이어는 트레드의 반경방향 내부 상에 크라운 보강재를 더 포함함,
ㆍ 크라운 보강재는 작업 보강재 및 후프 보강재를 포함함;
ㆍ 작업 보강재는 2개의 작업 층으로 구성되고, 작업 층 각각은 보강 요소를 포함하고, 보강 요소는 엘라스토머 재료로 코팅되고, 서로 평행하며, 각각 타이어의 원주방향(XX')과 절대값에 관하여 20° 이상 및 50° 이하이면서 하나의 층과 다음 층 간에 부호가 반대인 배향 각도(A1, A2)를 형성함,
ㆍ 각각의 플라이에서 상기 보강 요소는 최소 치수가 0.20㎜ 이상 및 0.5㎜ 이하인 단면 및 파괴 강도(Rm)를 갖는 개별 금속 스레드 또는 모노필라멘트로 구성됨,
ㆍ 각각의 작업 층에서 보강 요소의 밀도는 dm 당 100 스레드 이상 및 dm 당 200 스레드 이하임,
ㆍ 후프 보강재는 적어도 하나의 후핑 층을 포함하고, 후핑 층은 서로 평행하면서 타이어의 원주방향(XX')과 절대값에 관하여 10° 이하인 각도(B)를 형성하는 보강 요소를 포함함,
ㆍ 2개의 축방향 외부 부분 중 하나는 주행 표면과 접촉하도록 의도된 적어도 하나의 고무질 재료(M1)를 포함하고, 고무질 재료(M1)는 48 이상 및 60 이하의 쇼어 경도, 0.12 이상 및 0.30 이하의 23℃에서 측정된 동적 특성 tan(d)max를 가짐,
ㆍ 적어도 하나의 축방향 외부 부분의 축방향 외부 절단부는 고무질 재료(M1)를 포함하고, 고무질 재료는 5㎜ 이상의 깊이(D)를 갖고, 2㎜ 이하의 폭(W)을 가지며, 4㎜ 이상의 원주방향 간격(P)만큼 타이어의 원주방향으로 이격되어 있음,
ㆍ 각각의 작업 층의 파괴 강도(RC)는 30,000 N/dm 이상이고, Rc는 Rc= Rm*S*d에 의해 정의되며, 여기서 Rm은 MPa 단위의 모노필라멘트의 인장 파괴 강도, S는㎟ 단위의 모노필라멘트의 단면적이고, d는 dm 당 모노필라멘트의 수로 고려되는 작업 층에서의 모노필라멘트의 밀도임.
기계적 작동 관점에서, 보강 요소의 좌굴은 압축시 발생한다. 이는 트레드의 축방향 최외측 부분의 반경방향 내부에 있는 작업 층의 부분에서만 발생하며, 그 이유는 이 구역에서 횡방향 하중의 경우 압축 하중이 가장 높기 때문이다. 이들 축방향 최외측 부분 각각은 그 최대치로서 타이어의 트레드의 총 폭의 0.3배의 축방향 폭을 갖는다.
좌굴에 대한 모노필라멘트의 저항은 또한 축방향으로 인접한 필라멘트의 저항에 의존하며, 하나에서의 좌굴의 시작은 좌굴인 모노필라멘트 주위에 하중 분포의 영향을 통해 다른 것에서의 좌굴을 초래할 수 있다. 개선된 내구성 성능을 얻기 위해, 모노필라멘트 밀도 및 직경 조건을 관찰할 뿐만 아니라 30,000　N/dm 이상이 될 필요가 있는, 작업 층의 강도, 즉 각각의 작업 층의 파괴 강도(RC)에 관한 조건을 만족시키는 것이 적합하며, 여기서, Rc는 Rc= Rm*S*d로 정의되고, Rm은 MPa 단위의 모노필라멘트의 인장 파괴 강도이며, S는 ㎟ 단위의 모노필라멘트의 단면적이고, d는 dm 당 모노필라멘트의 수로 고려되는 작업 층에서의 모노필라멘트의 밀도이다.
좌굴은 복잡하고 불안정한 현상이며, 이는 빔 또는 쉘과 같이, 적어도 하나의 치수가 주 치수보다 10배 작은 대상물의 피로 파열을 초래한다. 모노필라멘트는 그 길이보다 매우 작은 단면을 갖는 이러한 유형의 대상물이다. 주 치수가 압축될 때 현상이 시작된다. 이는 모노필라멘트의 기하형상의 비대칭성이나 모노필라멘트의 굴곡으로 인한 횡방향 힘의 존재로 인해 계속되며, 이는 금속 재료에 매우 파괴적인 응력 하중이다. 이 복잡한 현상은 특히 경계 조건, 요소의 이동성, 인가된 하중의 방향 및 이 하중으로 인한 변형에 크게 의존한다. 이러한 변형이 실질적으로 모노필라멘트의 주 치수의 방향으로 발생하지 않으면, 이때 좌굴이 발생하지 않으며, 타이어의 작업 층의 것들과 같은 고무 화합물의 매트릭스로 둘러싸인 모노필라멘트의 경우, 모노필라멘트 사이의 고무 화합물의 전단에 의해 하중이 흡수된다.
그러나, 연구 작업은 타이어가 새것이거나 새것이 아닐 때, 그러나, 차량 상에서의 일반적 사용법으로, 지면과 접촉하도록 의도된 재료- 이하에서 트레드 재료라 지칭됨 -에 의해 2개의 축방향 외부 부분(LS1, LS2) 중 하나, 바람직하게는 트레드에서 가장 많은 하중을 받는 것에, 합법적이고 안전한 마모 조건 하에서, 낮은 강성을 갖는, 즉, 다음의 특징을 갖는 고무질 재료를 사용하는 것이 유리하다는 것을 입증하였다:
ㆍ 표준 ASTM 2240 또는 DIN 53505에 따라 측정된 48 이상 60 이하의 쇼어 경도,
ㆍ 23℃에서 측정된 0.12 이상 및 0.30 이하의 동적 특성 tan(d)max. 동적 특성 tan(d)max는 표준 ASTM D 5992-96에 따라 점도 분석기(Metravib VA4000)에서 측정된다. 23℃에서 10 Hz의 주파수에서 단순한 교번 사인곡선형 전단 응력을 받는 가황 조성물의 샘플(두께 4㎜, 단면 400㎟의 원통형 시험 표본)의 반응이 기록되었다. 변형 진폭 스윕은 0% 내지 50%(외향 사이클), 그리고, 그후 50% 내지 0%(복귀 사이클)로 수행된다. 복귀 사이클에 대해 tan(d)의 최대 관측값 tan(d)max가 측정된다. 23℃에서 tan(d)의 값이 낮을수록 타이어의 구름 저항이 더 좋다.
트레드에 이러한 유형의 재료를 사용하면 모노필라멘트의 응력 하중의 진폭을 5% 넘게 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 특성 외에도, 이러한 재료는 일반적으로 높은 접지 특성을 갖는 이점을 제공한다.
저-히스테리시스 및 저-강성 특성은 이들이 주행 중 지면과 접촉하는 트레드의 재료에 통합되지 않고, 대신, 구름 저항 이점을 얻기 위해 타이어 내부의 재료로 통합되도록 의도된 것임을 의미한다. 내부에 사용되면, 인가된(applied) 변형은 주로 부과된(imposed) 변형이다. 따라서, 동일한 변형에 대해 이러한 유형의 재료의 더 낮은 히스테리시스는 구름 저항을 개선시킨다. 그러나, 트레드 재료는 부과된 응력으로 작동하기 때문에, 재료가 연성일수록 더 많이 변형된다. 접촉 패치를 떠날 때, 접촉 압력이 감소하기 때문에, 리브는 기하형상을 회복하고 타이어가 주행하는 지면에서 활주 거리(sliding distance)라고 지칭되는 거리에 걸쳐 미끄러진다. 강성 재료를 포함하는 리브보다 연성 재료를 포함하는 리브에 대해 활주 거리가 더 길다. 리브 마모는 미끄럼 거리에 비례한다. 따라서, 이러한 재료는 마모에 관하여 불리하다.
본 발명은 모노필라멘트의 내구성을 보존하기 위해 연성 트레드 재료를 사용하고 트레드의 축방향 외부 부분에서 트레드 패턴을 적응시켜 트레드가 마모의 관점에서 충분히 잘 기능할 수 있게 하는 것으로 구성된다. 이 효과는 5㎜보다 큰 깊이의 절단부에 대해 트레드의 축방향 외부 부분에서의 절단부 폭을 2㎜로 제한함으로써 달성된다. 이 경우, 절단부의 폭이 작기 때문에, 접촉 패치에서 연성 재료로 형성된 리브는 서로에 대해 맞닿아 강성이 더 큰, 거대한 리브처럼 작용하고 변형이 적으며 더 짧은 미끄럼 거리에 걸쳐 활주된다. 이러한 유형의 트레드 재료와 관련된 이러한 유형의 트레드 패턴으로 얻어진 마모 성능은 더 강성적인 트레드 재료를 갖는 종래 기술의 트레드 패턴으로 얻은 것과 동일한 정도이다.
얕은 깊이, 즉 5㎜ 미만의 깊이의 절단부에 대해, 트레드 패턴의 리브의 강성 또한 바로 이 특징 때문에 더 높다.
또한, 트레드의 축방향 외부 부분의 트레드 패턴의 리브의 이동을 제한함으로써, 본 발명에 따른 트레드 패턴은 트레드 재료의 저-히스테리시스 잠재력을 보다 잘 사용할 수 있다. 이는, 따라서, 모노필라멘트 사용의 핵심 목표 중 하나인 타이어의 구름 저항을 감소시킬 수 있게 한다.
또한, 이러한 유형의 트레드 패턴은 트레드의 축방향 외부 부분에서의 압축 이동을 제한하여, 작업 층의 모노필라멘트의 응력을 감소시켜 좌굴에 대한 내구성 성능을 개선시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 구조, 재료 및 트레드 패턴은 작업 층의 모노필라멘트에서 좌굴을 감소시키는 핵심 목표를 달성할뿐만 아니라 보다 우수한 구름 저항을 제공하는 궁극적인 설계 목표를 달성하도록 "협력"한다.
적절한 마모 성능과 거동을 허용하는 트레드 패턴 강성을 유지하기 위해, 폭이 2㎜ 미만, 깊이(D)가 5㎜ 이상인 좁은 절단부는 4㎜ 이상의 원주방향 간격(P)만큼 타이어의 원주방향(XX')으로 이격되어 있다. 원주방향 간격은 2개의 원주방향으로 연속적인 축방향 외부 절단부의 평균 선형 프로파일 사이의 트레드로 고려되는 축방향 최외측 부분에 걸친 평균 원주방향 거리이다. 일반적으로, 타이어의 트레드는 특히 도로 소음을 제한하기 위해 가변적인 원주방향 간격을 가질 수 있다.
축방향 외부가 아닌 절단부의 경우, 따라서 축방향 외부가 아닌 트레드 부분의 경우, 타이어의 횡방향 하중의 경우 압축 하중이 너무 낮아 좌굴을 일으키지 않는다. 이 부분의 경우, 축방향 외부 부분에 사용된 설계를 일반화하거나 종래 기술로부터 공지된 설계를 사용하는 것이 가능하다.
축방향 외부 절단부는 임의의 형상, 곡선, 사인곡선형, 지그재그일 수 있으며, 따라서 적절한 설계를 통해 주행 동안 그 주 측면의 상대 이동을 허용할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 절단부의 주 측면의 상대 이동을 방지하기 위해, 관련 이동이 발생하려 할 때 하나의 면이 다른 면에 대해 맞닿도록 하는 트레드 패턴 요소를 생성하는 것으로 충분할 수 있다. 절단부 길이에 따른 지그재그 또는 사인곡선형 형상인 사이프는, 2개의 주 측면이 서로 맞닿도록 설계되는 경우, 이러한 유형의 절단부의 예이다. 사이프의 파형 형상이 깊이 방향이면 주 측면의 상대적인 반경방향 이동이 차단될 것이다. 사이프가 그 길이의 방향 및 깊이 방향으로 이중 파형 형상을 갖는 경우, 이때 양자 모두의 이동이 차단될 것이다. 작업 층의 모노필라멘트가 좌굴되게 하는 것이 크라운 요소의 큰 상대 이동, 특히, 트레드 패턴에 의해 허용되는 이동이라는 점을 고려하면, 트레드 패턴 내의 임의의 이동의 차단은 모노필라멘트의 내구성 성능을 개선시킬 수 있다.
따라서, 고무질 재료(M1)를 포함하는 적어도 하나의 축방향 외부 부분의 축방향 외부 절단부는 절단부의 폭(W)을 0.2㎜ 이상, 그리고, 0.5㎜ 이하의 폭으로 국소적으로 감소시키는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 것이 특히 유리하다. 이러한 유형의 돌출부는, 그와 함께 제공되는 트레드 리브가 낮은 응력 하중 수준에서 서로 접촉할 수 있게 하여, 이러한 접촉에 의해 생성되는 강성의 증가가 또한 이러한 수준의 응력 하중에 대해 얻어질 수 있게 한다. 따라서, 이들은 경하중 하에서 마모의 양을 제한할 수 있게 하여, 일반적으로 마모 성능을 개선시키고, 특히 국소화된 형태의 마모를 피할 수 있게 한다. 돌출부는 절단부의 측면 중 적어도 하나의 양각된 국소 변형을 지칭한다.
트레드의 2개의 축방향 외부 부분은 젖은 지면에서의 수막 미끄럼(aquaplaning)의 위험을 감소시키기 위해 잠재적으로 하나 이상의 원주방향 홈을 포함할 수 있다. 승용차 타이어의 경우, 이들 원주방향 홈은 일반적으로 작은 폭의 접촉 패치를 나타내며 모노필라멘트의 좌굴에 대한 어떠한 알려진 영향도 갖지 않는다.
모노필라멘트는 굴곡시 그 관성, 그리고, 따라서, 좌굴에 대한 그 저항이 더 크기 때문에, 장방형 단면은 더 작은 크기일지라도 원형 단면에 비해 이점을 나타낸다는 점을 감안하여 임의의 단면 형상을 가질 수 있다. 원형 단면의 경우 최소 치수는 단면의 직경에 해당한다. 모노필라멘트의 피로 파괴 강도와 필라멘트 사이에 위치한 고무 화합물의 전단에 대한 저항성을 보장하기 위해, 각각의 작업 층의 보강 요소의 밀도는 dm 당 100 스레드 이상 및 dm 당 200 스레드 이하이다. 이 밀도가 의미하는 바는 작업 층의 10 cm 폭에 걸친 모노필라멘트의 평균 수이며, 이 폭은 고려된 작업 층에서의 모노필라멘트의 방향에 수직으로 측정된다. 연속적인 보강 요소 사이의 거리는 고정되거나 가변적일 수 있다. 보강 요소는 제조 동안 층, 스트립 또는 개별적으로 놓여질 수 있다.
좌굴에 대한 모노필라멘트의 저항은 또한 축방향으로 인접한 필라멘트의 저항에 의존하며, 하나에서의 좌굴의 시작은 좌굴인 모노필라멘트 주위에 하중 분포의 영향을 통해 다른 것에서의 좌굴을 초래할 수 있다. 개선된 내구성 성능을 얻기 위해, 모노필라멘트 밀도 및 직경 조건을 관찰할 뿐만 아니라 30000N/dm 이상이 될 필요가 있는, 작업 층의 강도, 즉 각각의 작업 층의 파괴 강도(Rc)에 관한 조건을 만족시키는 것이 적합하며, 여기서, Rc는 Rc= Rm*S*d로 정의되고, Rm은 MPa 단위의 모노필라멘트의 인장 파괴 강도이며, S는㎟ 단위의 모노필라멘트의 단면적이고, d는 dm 당 모노필라멘트의 수로 고려되는 작업 층에서의 모노필라멘트의 밀도이다.
특정한 장착 방향이 부과되지 않는 타이어의 경우, 하나의 해결책은 본 발명을 트레드의 2개의 축방향 최외측 부분에 적용하는 것을 포함한다.
특정 장착 방향이 부과되는 타이어의 경우, 하나의 옵션은 차량의 차체 외측에 위치한 트레드의 축방향 최외측 부분에만 본 발명을 적용하는 것이다.
승용차 타이어의 트레드 패턴은 일반적으로 실질적으로 대칭성이거나 실질적으로 반대칭성이거나, 실질적으로 비대칭성이다.
젖은 노면에서 주행하는 경우, 절단부에 저장된 물을 접촉 패치의 외부로 제거할 수 있도록 축방향 외부 절단부가 트레드의 축방향 외부 부분의 외부로 축방향으로 개방되는 것이 유리하다.
바람직하게는, 트레드가 적어도 하나의 원주방향 홈을 포함할 때, 젖은 노면에서 주행하는 경우, 절단부에 저장된 물을 주 물 저장 수단으로 제거할 수 있도록 축방향 외부 절단부는 트레드의 원주방향 홈 내부로 축방향으로 개방된다.
접지 성능을 위해, 축방향 외부 절단부가 25㎜ 이하의 원주방향 간격(P)만큼 타이어의 원주방향(XX')으로 이격되어, 부적절한 접지 성능을 초래하는 너무 낮은 절단부 밀도를 피하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 축방향 외부 절단부의 깊이(D)는 마모 및 구름 저항의 관점에서 과도한 트레드 패턴 유연성 및 성능 손실을 방지하기 위해 8㎜ 이하이다.
축방향 외부 절단부의 저부면과 크라운 보강재 사이의 반경방향 거리(D1)가 1㎜ 이상의 것이 특히 유리하다. 이는 이 미소한 양의 고무질 재료가 지면에 놓인 장애물, 돌 또는 임의의 잔해에 의한 공격 및 그에 의한 천공으로부터 크라운을 보호하기 때문이다.
구름 저항의 관점에서 잘 기능하는 타이어를 얻기 위해 축방향 외부 절단부의 저부면과 크라운 보강재 사이의 반경방향 거리(D1)는 3.5㎜ 이하인 것이 바람직하다.
유리하게는, 트레드의 2개의 축방향 외부 부분 각각은 트레드의 축방향 폭(LT)의 0.2배 이하인 축방향 폭(LS1, LS2)을 갖는다.
바람직하게는, 각각의 작업 층은 0.3㎜ 이상 및 0.37㎜ 이하의 최소 치수의 단면을 갖는 개별 금속 스레드 또는 모노필라멘트로 구성된 보강 요소를 포함하며, 이는 목표 성능 양태, 즉, 작업 층의 보강 요소의 중량 절감 및 좌굴 내구성을 균형화하는 데 최적을 나타낸다.
하나의 바람직한 해결책은 각각의 작업 층이 타이어의 원주방향(XX')과 22° 이상 및 35° 이하의 각도를 형성하는 보강 요소를 포함하는 것이며, 이는 타이어 거동과 타이어 내구성 성능 사이의 최적의 절충을 나타낸다.
보강 요소 사이의 전단에 작용하는 고무 화합물의 내구성과, 그 인장 및 압축 내구성을 보장하기 위해, 각각의 작업 층에서의 보강 요소의 밀도는 dm 당 120 스레드 이상 및 dm 당 180 스레드 이하인 것이 유리하다.
작업 층의 보강 요소는 직선형이거나 직선형이 아닐 수 있다. 이들은 사인곡선형, 지그재그 또는 파형 형상으로 예비 성형되거나 나선을 따를 수 있다. 작업 층의 보강 요소는 강철, 바람직하게는 "강철 코드" 유형의 코드에 사용되는 것과 같은 탄소강으로 만들어지지만, 물론 다른 강철, 예를 들어 스테인리스 강 또는 다른 합금을 사용하는 것이 가능하다.
탄소강을 사용하는 경우, 그 탄소 함량(강철의 중량 기준의%)은 바람직하게는 0.8% 내지 1.2%의 범위이다. 본 발명은 특히 "SHT"("Super High Tensile")로 지칭되는 고강도, "UHT"("Ultra High Tensile") 또는 "MT"("Mega Tensile")으로 지칭되는 초고강도의 강철 코드 유형의 강철에 특히 적용 가능하다. 이때, 탄소강 보강재는 바람직하게는 3000 MPa보다 높고, 보다 바람직하게는 3500 MPa보다 높은 인장 파괴 강도(Rm)를 갖는다. 탄성 연신율 및 소성 연신율의 합인 파괴시의 그 총 연신율(At)은 바람직하게는 2.0%보다 크다.
강철 보강재에 관한 한, Rm(MPa 단위)으로 표시되는 파괴 강도 및 At(% 단위의 총 연신율)로 표시되는 파괴시 연신율의 측정은 1984년 ISO 표준 6892에 따른 인장 하에 취해진다.
특히 탄소강이든 스테인리스 강이든, 사용된 강철 그 자체는 금속 층으로 코팅될 수 있으며, 이 금속 층은 예를 들어 강철 모노필라멘트의 가공성 또는 보강재 및/또는 타이어 자체의 마모 특성, 예컨대, 접착성, 내식성 또는 노화 저항성을 개선시킨다. 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 사용된 강철은 황동(Zn-Cu 합금) 또는 아연 층으로 덮여지며; 스레드를 제조하는 과정 동안, 황동 또는 아연 코팅은 스레드를 더 쉽게 인발되게 하고, 스레드가 고무에 더 양호하게 접착될 수 있게 한다는 점을 상기한다. 그러나, 보강재는 황동 또는 아연 이외의 얇은 금속 층, 예를 들어 Co, Ni, Al의 얇은 층, Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn 화합물 중 2개 이상의 합금의 얇은 층으로 덮여질 수 있으며, 이들은 예를 들어 이들 스레드의 내식성 및/또는 고무에 대한 그 접착을 개선시키는 기능을 가질 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 후핑 층의 보강 요소는 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 지방족 폴리아미드와 방향족 폴리아미드의 조합, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 레이온 유형의 텍스타일로 제조되고, 그 이유는 그 낮은 질량 및 높은 강성으로 인해 텍스타일 재료가 이러한 유형의 사용에 특히 매우 적합하기 때문이다. 후핑 층에서 연속적인 보강 요소 사이의 거리는 고정되거나 가변적일 수 있다. 보강 요소는 제조 동안 층, 스트립 또는 개별적으로 놓여질 수 있다.
후프 보강재가 작업 보강재의 양호한 내구성을 보장하기 위해 작업 보강재의 반경방향 외부 상에 있는 것이 유리하다.
본 발명의 특징 및 다른 이점은 도 1 내지 4의 도움으로 더 잘 이해될 것이며, 상기 도면은 축척에 따라 그려진 것이 아니며, 본 발명을 이해하기 쉽게 하기 위해 단순화된 방식으로 도시된 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 타이어의 일부, 특히 그 아키텍처 및 그 트레드를 도시한 사시도이다.
도 2는 크라운을 통한 자오 단면을 도시하고 트레드의 축방향 외부 부분(22 및 23)과 그 폭을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 승용차 타이어의 트레드의 2가지 유형의 반경방향 외부 자오선 프로파일을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 그 폭(W)을 국소적으로 감소시키는 돌출부가 있는 축방향 외부 절단부의 2개의 단면을 도시한다.
도 1은 타이어 크라운의 일부를 도시한다. 타이어는 트레드 표면(21)을 통해 지면과 접촉하도록 의도된 트레드(2)를 포함한다. 트레드의 축방향 외부 부분(22 및 23)에는 주 홈(26), 사이프를 포함하는 축방향 외부 절단부(24) 및 홈(25)이 있다. 타이어는 작업 보강재(4) 및 후프 보강재(5)를 포함하는 크라운 보강재(3)를 더 포함하며, 작업 보강재는 2개의 작업 층(41 및 42)을 포함한다. 도 1은 단순한 및 복잡한 유형의, 즉, 2개의 측면의 특정 상대 이동을 차단하기 위해 절단부의 주 방향으로 또는 그 깊이로 지그재그 또는 사인곡선형 부분을 갖는 측면 또는 평행한 측면을 갖는, 축방향 외부 또는 내부로 개방되는, 이중-차단 절단부, 차단 절단부 및 절단부를 추가로 도시한다.
도 1은 트레드의 축방향 외부 부분(22 및 23)에서 축방향 축(YY')을 따라, 축방향인 축방향 외부 절단부만을 도시한다. 실제로, 이러한 도시는 순수히 편의상 도 1의 가독성을 위한 것이며, 목표 성능에 따라, 특히 젖은 상태의 접지의 관점에서, 승용차 트레드의 축방향 외부 절단부가 축방향(YY')과 + 또는 - 60° 사이의 각도를 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 타이어의 크라운을 통한 자오 단면을 개략적으로 도시한다. 이는 특히, 트레드의 축방향 외부 부분(22 및 23)의 폭(LS1 및 LS2) 및 타이어(LT)의 트레드의 총 폭을 도시한다. 타이어의 자오 단면을 따라 측정된, 축방향 외부 절단부(24, 25)의 깊이(D) 및 축방향 외부 절단부(24, 25)의 저부면(243)과 크라운 보강재(3) 사이의 거리(D1)가 또한 도시되어 있다. 타이어를 통한 자오 단면은 2개의 자오면에서 타이어를 절단하여 얻어진다. 예를 들어, 타이어의 자오 단면은 트레드에서 약 60㎜의 원주방향의 두께를 갖는다. 이 측정치는 그 림에 장착되어 약간 팽창된 타이어의 것과 동일하게 유지되는 2개의 비드 사이의 거리로 취해진다.
도 3a 및 도 3b에서, 트레드 폭을 측정할 수 있게 하는 트레드의 축방향 에지(7)가 결정된다. 트레드 표면(21)이 타이어(8)의 외부 축방향 표면과 교차하는 도 3a에서, 축방향 에지(7)는 본 기술 분야의 숙련자에 의해 평범하게 결정된다. 트레드 표면(21)이 타이어(8)의 외부 축방향 표면과 연속하는 도 3b에서, 측벽을 향한 전이 영역에서 상기 트레드 표면 상의 임의의 지점에서의 트레드 표면에 대한 접선이 타이어의 자오 단면 상에 그려져 있다. 제1 축방향 에지(7)는 상기 접선과 축방향(YY') 사이의 각도(β)가 30°와 같은 지점이다. 상기 접선과 축방향 사이의 각도(J)가 30°와 같은 지점이 여러 개 있는 경우는, 반경방향 최외측 지점이 채택된다. 트레드의 제2 축방향 에지를 결정하기 위해 동일한 접근법이 사용된다.
도 4는 축방향 외부 절단부(24, 25)의 2개의 단면을 도시하는 데, 여기서 2㎜ 이하의 절단부 폭(W)을 0.2㎜ 이상 및 0.5㎜ 이하인 폭(W')으로 국소적으로 감소시키는 적어도 하나의 돌출부(244)가 존재한다. 도 4a는 절단부의 측면(241, 242)에 2개의 돌출부(244)가 존재하는 단면을 도시한다. 도 4a는 대칭성이 아닌 2개의 돌출부를 도시하지만, 대칭성 돌출부가 본 발명에 따른 절단부에 사용될 수 있다. 도 4b는 절단부 폭(W)을 0.2㎜ 이상 및 0.5㎜ 이하의 폭(W')으로 국소적으로 감소시키는 단일 돌출부(244)가 측면(241)(또는 가능하게는 242) 상에 배치된 절단부(24, 25)의 단면을 도시한다.
본 발명자는 본 발명에 기초하여, 2 bar의 압력으로 팽창되고, 각각 27° 및 -27°와 같은 각도를 원주방향(XX')과 형성하면서 dm에 대해 158 스레드의 밀도로 분포된, 직경 0.3㎜의 강철 모노필라멘트를 포함하는 2개의 작업 층을 포함하는, 크기 205/55 R16의 타이어에 대해 계산을 수행하였다. 모노필라멘트는 3500 MPa와 같은 파괴 강도(Rm)를 가지며, 작업 층은 각각 39,000 N/dm과 같은 파괴 강도(Rc)를 갖는다. 타이어는 트레드의 축방향 폭의 0.21배와 같은 축방향 폭을 갖는, 타이어의 트레드의 2개의 축방향 외부 부분 상의 축방향 외부 절단부를 포함한다. 축방향 외부 절단부의 저부면과 크라운 보강재 사이의 반경방향 거리(D1)는 2㎜ 이상이다.
다양한 타이어에서 계산이 수행되었다. 본 발명에 따르지 않는 타이어 A는 그 폭이 2.5㎜ 내지 3.5㎜의 폭으로 일정하게 유지되고, 깊이가 6.5㎜와 같은 직사각형 단면의 절단부를 포함한다. 절단부의 평균 원주방향 간격은 27㎜이다. 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도된 본 발명에 따르지 않는 이 타이어 A의 트레드의 2개의 축방향 외부 부분의 고무질 재료는 마모와 거동 성능 사이의 우수한 절충을 달성할 수 있는 그 높은 강성을 특징으로 하는 재료이다. 이 고무질 재료의 특성은 67과 같은 쇼어 경도 및 0.35와 같은 tan(δ)max이다.
본 발명에 따르지 않는 타이어 B는 이 타이어 B의 트레드의 2개의 외부 부분의 고무질 재료를 제외하면 모든 관점에서 타이어 A와 동일하고, 이 재료는 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도되고, 그 낮은 강성을 특징으로 하는 재료이며: 이 고무질 재료의 특성은 52와 같은 쇼어 경도 및 0.17과 같은 tan(δ)max이다.
본 발명에 따른 타이어 C는 폭이 0.5㎜ 내지 1.5㎜의 폭으로 일정하게 유지되고, 깊이가 6.5㎜와 같은 직사각형 단면의 절단부를 포함한다. 절단부의 평균 원주방향 간격은 22㎜이다. 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도된 본 발명에 따른 이 타이어 C의 트레드의 2개의 외부 부분의 고무질 재료는 타이어 B의 것과 동일하고 그 낮은 강성을 특징으로 하는 재료이며: 이 고무질 재료의 특성은 52와 같은 쇼어 경도 및 0.17과 같은 tan(δ)max이다.
계산에 사용된 조건은 굴곡부의 외부에 있는 전방 타이어, 즉 승용차에 가장 많은 하중을 받는 타이어의 주행 조건을 재현한다. 차량이 0.3g 및 0.7g의 측방향 가속 하에서 코너링할 때 타이어가 경험하는 조건을 나타내는 2개의 상황이 모델링되었다. 0.3g의 횡방향 가속도에서, 타이어는 0.68°의 캠버 각도에 대해 150 daN의 측방향 하중(Fy) 및 568 daN의 수직 하중(Fz)을 경험한다. 0.7g의 횡방향 가속도에서, 타이어는 3°의 캠버 각도에 대해 424 daN의 측방향 하중(Fy) 및 701 daN의 수직 하중(Fz)을 경험한다. 타이어 B 및 C에서, 고무질 재료를 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도된 트레드의 2개의 축방향 외부 부분에 사용하는 것은 타이어 A에 대해 응력 하중의 동일한 조건 하에서 계산된 이들 동일한 응력 하중에 비해 응력 하중 수준 양자 모두에 대해 6.5%만큼, 가장 강한 하중을 받는 모노필라멘트에서 계산된 응력의 진폭을 감소시키는 것을 가능하게 하며, 타이어 C에 대해서만 재료와 트레드 패턴 사이의 조합의 효과로부터 10%에 이 6.5%가 추가될 수 있다.
타이어 A, B 및 C는 10,000km을 초과하는 거리에 걸쳐 고 연마성 노면 상의 차량 상에서 마모 테스트를 받았다. 타이어 B는 타이어 A와 비교하여 마모 성능이 10%를 초과하여 저하되는 반면, 타이어 C는 타이어 A와 관련하여 이 성능 측면에서 거의 40% 개선되었다.
또한, 본 발명에 따른 타이어 C는 타이어 B와 비교하여 구름 저항이 2% 개선되고, 타이어 B는 타이어 A와 관련하여 구름 저항이 15% 개선된다.
따라서, 본 발명은 작업 층의 모노필라멘트의 내구성, 마모 성능 및 타이어의 구름 저항 성능을 협력적으로 개선하는 것을 가능하게 한다.
Figure 112019113659144-pct00001
기본 100에서, 100보다 높은 결과는 성능 개선을 나타낸다.

Claims (13)

  1. 승용차용 타이어(1)이며,
    ㆍ 트레드 표면(21)을 통해 지면과 접촉하도록 의도되고 축방향 폭(LT)을 갖는 트레드(2)를 포함하고,
    ㆍ 트레드(2)는 2개의 축방향 외부 부분(22, 23)을 갖고, 이들 각각은 축방향 폭(LT)의 0.3배 이하인 축방향 폭(LS1, LS2)을 갖고 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도된 적어도 하나의 고무질 재료를 포함하고,
    ㆍ 적어도 하나의 축방향 외부 부분(22, 23)은 축방향 외부 절단부(24, 25)를 포함하고, 축방향 외부 절단부(24, 25)는 트레드 표면(21) 상으로 개방되면서 저부면(243)에 의해 연결된 주 측면(241, 242)이라 지칭되는 적어도 2개의 측면에 의해 한정되는 공간을 형성하고,
    ㆍ 축방향 외부 절단부(24, 25)는 트레드 표면(21)과 저부면(243) 사이의 최대 반경방향 거리에 의해 정의된 깊이(D)를 가지며,
    ㆍ 타이어는 트레드(2)의 반경방향 내부 상에 크라운 보강재(3)를 더 포함하고,
    ㆍ 크라운 보강재(3)는 작업 보강재(4) 및 후프 보강재(5)를 포함하고,
    ㆍ 작업 보강재(4)는 2개의 작업 층(41, 42)으로 구성되고, 작업 층 각각은 보강 요소를 포함하고, 보강 요소는 엘라스토머 재료로 코팅되고, 서로 평행하며, 각각 타이어의 원주방향(XX')과 절대값에 관하여 20° 이상 및 50° 이하이면서 하나의 층과 다음 층 간에 부호가 반대인 배향 각도(A1, A2)를 형성하고,
    ㆍ 각각의 플라이에서 상기 보강 요소는 최소 치수가 0.20㎜ 이상 및 0.5㎜ 이하인 단면 및 파괴 강도(Rm)를 갖는 개별 금속 스레드 또는 모노필라멘트로 구성되며,
    ㆍ 각각의 작업 층에서 보강 요소의 밀도는 dm 당 100 스레드 이상 및 dm 당 200 스레드 이하이고,
    ㆍ 후프 보강재(5)는 적어도 하나의 후핑 층을 포함하고, 후핑 층은 서로 평행하면서 타이어의 원주방향(XX')과 절대값에 관하여 10° 이하인 각도(B)를 형성하는 보강 요소를 포함하는, 타이어에 있어서,
    2개의 축방향 외부 부분(22, 23) 중 적어도 하나는 주행 동안 지면과 접촉하도록 의도된 적어도 하나의 고무질 재료(M1)를 포함하고, 고무질 재료(M1)는 48 이상 및 60 이하의 쇼어 경도, 0.12 이상 및 0.30 이하의 23℃에서 측정된 동적 특성 tan(d)max를 갖고,
    적어도 하나의 축방향 외부 부분(22, 23)의 축방향 외부 절단부(24, 25)는 고무질 재료(M1)를 포함하고, 고무질 재료는 5㎜ 이상의 깊이(D)를 갖고, 2㎜ 이하의 폭(W)을 가지며, 4㎜ 이상의 원주방향 간격(P)만큼 타이어의 원주방향(XX')으로 이격되어 있으며,
    각각의 작업 층(41, 42)의 파괴 강도(RC)는 30,000 N/dm 이상이고, Rc는 Rc= Rm*S*d에 의해 정의되며, 여기서 Rm은 MPa 단위의 모노필라멘트의 인장 파괴 강도, S는 ㎟ 단위의 모노필라멘트의 단면적이고, d는 dm 당 모노필라멘트의 수로 고려되는 작업 층에서의 모노필라멘트의 밀도인 것을 특징으로 하는, 타이어.
  2. 제1항에 있어서, 고무질 재료(M1)를 포함하는 적어도 하나의 축방향 외부 부분(22, 23)의 축방향 외부 절단부(24, 25)는 절단부의 폭(W)을 0.2㎜ 이상, 및 0.5㎜ 이하의 폭(W')으로 국소적으로 감소시키는 적어도 하나의 돌출부(244)를 포함하는, 타이어.
  3. 제1항에 있어서, 축방향 외부 절단부(24, 25)는 25㎜ 이하의 원주방향 간격(P)만큼 타이어의 원주방향(XX')으로 이격되어 있는, 타이어.
  4. 제1항에 있어서, 축방향 외부 절단부(24, 25)의 깊이(D)는 8㎜ 이하인, 타이어.
  5. 제1항에 있어서, 축방향 외부 절단부(24, 25)의 저부면(243)과 크라운 보강재(3) 사이의 반경방향 거리(D1)는 1㎜ 이상인, 타이어.
  6. 제1항에 있어서, 축방향 외부 절단부(24, 25)의 저부면(243)과 크라운 보강재(3) 사이의 반경방향 거리(D1)는 3.5㎜ 이하인, 타이어.
  7. 제1항에 있어서, 트레드(2)의 2개의 축방향 외부 부분(22, 23)은 각각 축방향 폭(LT)의 0.2배 이하인 축방향 폭(LS1, LS2)을 갖는, 타이어.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 작업 층(41, 42)은 0.3㎜ 이상 및 0.37㎜ 이하의 직경을 갖는 개별 금속 스레드 또는 모노필라멘트로 구성된 보강 요소를 포함하는, 타이어.
  9. 제1항에 있어서, 각각의 작업 층(41, 42)은 타이어의 원주방향(XX')과 22° 이상 및 35° 이하의 각도(A1, A2)를 형성하는 보강 요소를 포함하는, 타이어.
  10. 제1항에 있어서, 각각의 작업 층(41, 42)의 보강 요소의 밀도는 dm 당 120 스레드 이상 및 dm 당 180 스레드 이하인, 타이어.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017072139A1 (fr) * 2015-10-27 2017-05-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique à couches de travail comprenant des monofilaments et à bande de roulement rainurée

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1132524B (it) 1980-07-08 1986-07-02 Pneumatici Pirelli Sa Soc Perfezionamenti alla struttura anulare di rinforzo dei pneumatici raidali
JP4327969B2 (ja) * 1999-12-21 2009-09-09 株式会社ブリヂストン ラジアルタイヤ
WO2004052663A1 (ja) * 2002-12-10 2004-06-24 Bridgestone Corporation 空気入りタイヤ
JP5027482B2 (ja) * 2006-11-07 2012-09-19 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP2011162166A (ja) 2010-02-15 2011-08-25 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
JP2012071791A (ja) 2010-09-29 2012-04-12 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
FR2965512B1 (fr) * 2010-09-30 2012-09-21 Michelin Soc Tech Bande de roulement perfectionnee pour pneumatique.
JP5108924B2 (ja) * 2010-10-07 2012-12-26 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
US20130048169A1 (en) * 2011-08-30 2013-02-28 Boris Erceg Pneumatic tire with dual tread cap
JP5608709B2 (ja) * 2012-07-04 2014-10-15 株式会社ブリヂストン タイヤ
FR2993501B1 (fr) * 2012-07-20 2014-08-08 Michelin & Cie Pneumatique optimise.
CN106660408B (zh) * 2014-07-23 2018-09-18 横滨橡胶株式会社 重载荷用充气轮胎

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017072139A1 (fr) * 2015-10-27 2017-05-04 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique à couches de travail comprenant des monofilaments et à bande de roulement rainurée

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