KR20030008222A - 바이어스 플라이 카커스를 가진 구조적 지지식 탄성 타이어 - Google Patents

Abstract

내부 공압없이 부하를 지지하는 본 발명의 탄성 타이어는 접지 트레드부와, 상기 트레드부로부터 반경방향 내향 연장하며 타이어의 구름 동안 차륜에 고정되어 남아있도록 적용되는 비드부에 고정된 측벽부를 포함한다. 바이어스 플라이 카커스는 측벽을 지지하도록 비드 사이에서 연장한다. 보강된 환형 밴드가 트레드부의 반경방향 내측에 배치된다. 이 밴드는 바이어스 플라이 카커스의 반경방향 외부 측면에 탄성중합성 전단층을 포함하고, 상기 탄성중합성 전단층의 반경방향 외부 측면에 접착된 막을 포함한다. 바이어스 플라이 및 막 각각은 전단층의 전단 모듈러스 보다 충분히 큰 종방향 인장 모듈러스를 가지며, 그래서, 부하하에서, 타이어의 접지부가 막의 길이를 일정하게 유지하면서 전단층내의 전단 변형을 통해 평탄한 접촉 영역으로 변형한다.

Description

바이어스 플라이 카커스를 가진 구조적 지지식 탄성 타이어{Structurally supported resilient tire with bias ply carcass}

공압 타이어는 일세기 동안 탈 것을 이용한 이동의 선택의 해법이 되어 왔다. 공압 타이어는 벨트와 카커스 콤포넌트에 정확한 강성도를 제공하는 타이어 공동내의 내부 공기압의 작용에 크게 의존하여 그 기계적 속성을 얻는다.

공압 타이어의 문제점은 적절한 성능을 보증하기 위해 양호한 압력 유지가 필요하다는 것이다. 팽창압이 전체적으로 소실되었을 때, 종래의 공압 타이어는 필요시, 매우 제한적으로 사용될 수 있다. 타이어로부터의 공기압의 완전한 손실 이후에, 차량의 지속적인 이동성을 허용하기 위해 다수의 타이어 구조들이 제안되어왔다. 상업적으로 가용한 무공압 주행 타이어(runflat tire)의 한가지 해법은 제한된 공압 소실 상태의 동작 동안 측벽이 압축상태에서 부하 지지 부재로서 작용할 수 있게 하는 추가된 측벽 보강재 또는 충전재를 가지는 공압 타이어이다. 이 추가된 보강재는 종종 보다 높은 타이어질량과 승차감이 나빠지는 단점을 초래한다. 안전 기능을 제공하기 위한 다른 시도는 타이어 크라운부에 실질적인 환형 보강 밴드를 사용하는 것이다. 이 해법에서, 환형 보강 밴드의 고유한 특성으로부터 부분적으로, 그리고, 팽창압에 대한 반작용으로부터 부분적으로, 트레드부의 강성이 초래된다. 또 다른 해법은 차륜에 부착된 이차 내부 지지구조에 의존한다. 이들 지지부는 장착된 조립체에 질량을 추가시키고, 장착 곤란성을 증가시키거나, 다부재 림의 사용을 필요로할 수 있다. 이들 접근법 모두는 다른 공압 타이어의 혼합형이며, 팽창 또는 공압 소실 상태 중 어느 쪽에서도 최적이지 못한 설계 타협의 단점을 가지고 있다.

부가적으로, 이 무공압 주행에 대한 해법은 타이어 팽창압을 감시하고, 팽창압이 권장 한계 외측인 경우에, 차량 운전자에게 알리기 위한 소정의 수단의 사용을 필요로한다.

팽창압의 도움 없이 동작하도록 설계된 타이어는 공압 타이어와 연계된 문제 및 타협 중 다수를 소거한다. 비팽창 상태인, 단 하나의 동작 상태만이 존재한다. 압력 유지나 압력 감시 양자 모두가 필요하지 않다. 현재까지의 중실체 타이어나 다른 탄성중합체 구조물 같은 구조적 지지식 탄성 타이어는 종래의 공압 타이어에서 가용한 성능 수준을 제공하지 못한다. 공압 타이어와 유사한 성능을 제공하는 구조적 지지식 탄성 타이어 해법은 유익한 진보이다.

본 발명은 내부 공기압의 도움 없이 차량 부하를 지지할 수 있는 탄성 타이어에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예의 단면도.

도 2a는 기준 균질 밴드를 위한 지면 반력을 예시하는 개략도.

도 2b는 본 발명의 환형 밴드를 위한 지면 반력을 예시하는 개략도.

도 3a는 본 발명의 타이어의 적도면내의 부하 지지 메카니즘을 개략적으로 예시하는 도면.

도 3b는 본 발명의 타이어의 자오면내의 부하 지지 메카니즘을 개략적으로 예시하는 도면.

도 4a는 타이어 적도면내의 처짐저항 스티프니스를 예시하는 도면.

도 4b는 타이어 자오면내의 처짐저항 스티프니스를 예시하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 타이어를 위한 접촉 영역, 접촉 압력 및 수직 부하 사이의 관계를 도식적으로 예시하는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 타이어를 위한 접촉 압력, 수직방향 스티프니스 및 처짐저항 스티프니스 사이의 관계를 도식적으로 예시하는 도면.

도 7은 본 발명의 타이어의 크로스 바이어스 카커스 실시예의 단면도.

도 8은 아치형 막을 가지는 본 발명의 타이어의 단면도.

도 9는 파형 제 2 막을 가지는 본 발명에 따른 타이어의 단면도.

도 10은 도 9에 도시된 실시예의 변형에 따른 본 발명의 타이어의 단면도.

도 11은 도 9에 도시된 실시예의 다른 변형에 따른 본 발명의 타이어의 단면도.

본 발명에 따른 구조적 지지식 탄성 타이어는 그 부하를 내부 공기압으로부터의 지지없이, 전적으로 구조적 소자들을 통해 지지하며, 이 구조적 소자는 트레드, 측벽 및 비드부로 이루어진다.

측벽 및 비드부가 없는 상태에서 볼 때, 구조적 지지식 탄성 타이어의 트레드부는 보강 환형 밴드와 같은 외관이다. 보강 환형 밴드는 타이어 자오면 및 적도면 양자 모두에서의 굽힘에 저항하기 위한 강성을 가진다. 자오면은 회전축이 자오면내에 전적으로 위치되는 상태로 타이어를 통과한다. 적도면은 타이어 회전축에 수직으로 통과하며, 타이어 구조물을 양분한다.

평면과의 환형 밴드의 접촉은 지면에 접촉하는 타이어와 유사하다. 결과적인 반작용은 부하를 받고있는 타이어의 지면 접촉 응력과 유사하다. 평면과 접촉하는 균질 재료로 구성된 강성적인 환형 밴드를 위하여, 평형 및 굽힘 모멘트 요구조건을 만족시키는 압력 분포는 도 2a에 그 일 단부가 도시된, 접촉 영역의 각 단부에 위치된 한쌍의 집중된 힘으로 이루어진다. 이 이상적인 경우에, 접촉 영역에서 환형 밴드의 어떠한 전단 변형도 발생하지 않는다. 그러나, 환형 밴드가 전단 변형을 규정하는 구조를 포함하는 경우에, 도 2b에 도시된 바와 같이, 결과적인 압력 분포는 실질적으로 균일하다.

본 발명에 따른 구조적 지지식 탄성 타이어는 트레드부, 트레드부로부터 타이어 축을 향해 방사상으로 연장하는 측벽부와, 차륜에 타이어를 고정하기 위해 측벽부의 반경방향 내단부에 있는 비드부를 포함한다. 이 트레드, 측벽, 및 비드는 환상 외피를 형성하고, 이 환상 외피는 공압 타이어의 것과 유사한 중공 환형 내부공간을 형성한다. 본 발명에 따라서, 환형 밴드가 트레드부의 반경방향 내측에 배치된다. 환형 밴드는 탄성중합성 전단층과, 이 탄성 전단층의 반경방향 내부 지역에 부착된 적어도 하나의 제 1 또는 내부막(inner membrane)과, 탄성중합성 전단층의 반경방향 외부 지역에 부착된 적어도 하나의 제 2 또는 외부막을 포함한다. 이 막은 탄성중합성 코팅층에 이식된 실질적인 비신장성 코드의 중첩층을 포함하는 것이 적합하다. 막은 외부적으로 적용되는 부하 하에서, 접지 트레드부가 실질적으로 균일한 길이의 막을 유지하면서 실질적인 원형 형상으로부터 평탄한 형상으로 변형하도록 탄성중합성 전단층의 전단 탄성 모듈러스 보다 충분히 큰 종방향 인장 모듈러스를 가진다. 막의 상대변위는 전단층의 전단에 의해 발생한다.

이 효과는 도 2b에 개략적으로 도시되어 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 양호한 결과는 설명한 변형 특성을 가지는 환형 밴드를 사용하지 않는 다른 타이어에 비해 접촉 영역 길이 전체에 걸쳐 보다 균일한 접지 압력이다. 환형 밴드는 부하지지 부재로서 작용하도록 충분히 높은 타이어 적도면내의 종방향 굽힘 스티프니스(stiffness)와 타이어 자오면의 횡단방향 스티프니스를 갖기 위해 내부 팽창압에 의존하지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서, 카커스는 고무 또는 다른 탄성중합성 재료내에 이식된 반경방향 지향 보강 코드를 포함하며, 환형 밴드는 불연속 내부 또는 외부막을 가지는 전단층을 포함한다.

대안적인 실시예에 따라서, 카커스는 고무 또는 다른 탄성중합성 재료내에 이식된 비반경방향 지향 보강 코드, 소위, 크로스 바이어스 플라이를 포함한다.

다른 실시예에 따라서, 타이어는 크로스 바이어스 플라이 카커스를 포함하고, 전단층에 반경방향으로 인접한 카커스의 일부는 내부막이다. 타이어 크라운내의 카커스의 반경방향 외부측은 전단층에 부착되고, 적어도 이 영역내에있는 카커스는 상술한 종방향 스티프니스 특성을 가진다. 탄성중합성 재료내에 이식된 실질적인 비신장성 보강 코드의 외부막은 전단층의 반경방향 외면에 부착된다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 환형 밴드의 횡단방향 반경, 즉, 타이어 자오면의 곡률 반경은 외부 트레드면의 횡단방향 반경 보다 작다. 접촉영역내의 환형 밴드의 비틀림(buckling)은 이 구조에 의해 저지된다.

본 발명에 따른 구조는 타이어 설계자가 접촉 압력에 다소 무관하게 타이어의 수직방향 스티프니스를 조절할 수 있게 하여 양호하다. 대조적으로, 종래의 공압 타이어에서는, 수직방향 스티프니스와 접지 압력이 강하게 결부된다.

타이어 측벽은 차륜에서 환형 밴드에 의해 지지되는 부하에 반작용하기 위해 필요한 구조를 제공하며, 따라서, 차량의 질량을 지지한다. 종래의 공압 타이어에서, 부하 지지는 접촉 영역에 대향한 자오면에서 최대이고, 접촉 영역의 중심에서 최소인 측벽 인장을 가지는 상태의, 타이어 측벽의 인장의 차이에 의해 제공된다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구조적 지지식 탄성 타이어는 접촉 영역 외측 측벽의 부분을 인장시킴으로써 실질적으로 그 부하를 지지한다. 최적의 부하 지지는 측벽이 인장시 높은 유효 반경방향 스티프니스를 가지고, 압축시 낮은 유효 반경방향 스티프니스를 가질 때 얻어진다. 이들 조건들이 충족될 때, 차륜은 타이어의 상부에 걸려져있는 것이라 말해질 수 있다. 부가적으로, 최적의 부하 지지를위하여, 측벽은 자오면의 직선형 프로파일을 가질 수 있다. 즉, 공압 타이어와 같이 어떠한 곡률도 없을 수 있다.

부하 하에서 수직방향의 변형에 저항하는 본 발명의 타이어의 수직방향 스티프니스는 타이어의 처짐저항(counterdeflection) 스티프니스에 의해 현저한 수준으로 영향을 받을 수 있다. 처짐저항 스티프니스는 접지하지 않는 부분의 반경방향 처짐(deflection)에 대한 타이어의 저항의 척도이다. 타이어의 처짐저항은 차륜 축의 약간의 수직방향 범위를 허용하며, 이는 타이어의 수직방향 스티프니스를 효과적으로 감소시킨다. 타이어의 처짐저항 스티프니스의 조절은 타이어의 수직방향 스티프니스를 조절한다.

또한, 수직방향 스티프니스는 타이어의 회전에 의해서도 영향을 받는다. 본 발명의 타이어가 높은 각속도로 회전할 때, 환형 밴드에 구심력이 발생한다. 이 힘은 원주방향 응력을 초래하고, 이는 환형 밴드를 반경방향 외향으로 확장시키는 경향을 갖는다. 환형 밴드의 팽창은 측벽의 높은 유효 반경방향 스티프니스에 의해 저지된다. 접지 영역에서 어떠한 이런 구심력도 발생하지 않기 때문에, 순수한 결과는 수직방향 상향력이고, 이는 부과된 부하의 일부를 지지하는 작용을하며, 타이어의 유효 수직방향 스티프니스를 증가시킨다. 구심력과, 이에 따른, 타이어의 유효 수직방향 스티프니스는 속도의 증가에 따라 증가하며, 따라서, 타이어 처짐은 속도가 증가함에 따라 감소된다. 감소된 처짐은 타이어내의 열 발생을 감소시키고, 고속 성능을 향상시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따라서, 구조적 지지식 탄성 타이어는 트레드부에 접촉하는 지면을 지지하는 반경방향 플라이 카커스와, 트레드부로부터 반경방향 내향으로 연장하면서 타이어의 구름 동안 차륜에 고정된 상태로 남아있도록 적용된 비드부에 고착된 측벽부와, 트래드부의 반경방향 내향으로 배치된 보강된 환형 밴드를 포함하고, 이 밴드는 탄성중합성 전단층과, 탄성중합성 전단층의 반경방향 내부 지역에 부착된 적어도 하나의 제 1 막과, 탄성중합성 전단층의 반경방향 외부 지역에 부착된 적어도 하나의 제 2 막을 포함한다.

다른 실시예에 따라서, 구조적 지지식 탄성 타이어는 접지 트레드부를 지지하는 크로스 바이어스 카커스와, 타이어의 구름 동안 차륜에 고정된 상태로 남아있도록 적용된 비드부에 고정되어, 트레드부로부터 반경방향 내향으로 연장하는 측벽부와, 트레드부의 반경방향 내부에 배치된 보강된 환형 밴드를 포함하고, 이 벤드는 탄성중합성 전단층의 반경방향 외부 지역에 부착된 하나 이상의 외부막에 탄성중합성 전단층을 포함하고, 크로스 바이어스 카커스의 크라운 또는 정상부는 탄성중합성 전단층의 반경방향 내부 지역에 부착되어 내부막으로서 기능한다.

첨부 도면과 하기의 상세한 설명을 참조로 본 발명을 보다 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

본 설명을 위해, 하기와 같이 다음의 용어들이 정의된다.

"적도면"은 타이어의 회전축에 수직이면서 타이어 구조를 양분하는 평면을의미한다.

"자오면"은 타이어의 회전축이 배치되는 타이어를 통과하는 평면을 의미한다.

탄성 재료의 "모듈러스(modulus)"는 ASTM 표준 시험법 D412에 따라 측정된 10% 신장에서의 인장 탄성 모듈러스를 의미한다.

막의 "모듈러스"는 원주방향 1% 신장의 인장 모듈러스를 막의 유효 두께로 승산한 것을 의미한다. 이 모듈러스는 종래의 타이어 강철 벨트 재료에 대하여 하기의 수학식 1에 의해 계산될 수 있다. 이 모듈러스는 프라임(') 부호로 표시된다.

탄성 재료의 "전단 모듈러스"는 전단 탄성 모듈러스를 의미하며, 10% 신장에서 측정된 인장 탄성 계수의 1/3과 등가인 것으로 규정된다.

"히스테리시스"는 25℃ 및 30 Hz, 10% 동적 전단 변형에서 측정된 동적 로스 탄젠트를 의미한다.

본 발명에 따른 구조적 지지식 탄성 타이어가 도 1에 도시되어 있다. "구조적 지지식"은 타이어가 가스 팽창압의 지지 없이, 부하를 전적으로 그 구조적 콤포넌트들을 통해 지지한다는 것을 의미한다. 본 명세서에 설명된 구조적 지지식 탄성 타이어의 몇가지 실시예는 도 1과 연계하여 도입되는 유사한 기본 콤포넌트를 사용한다. 도면에 도시된 참조 부호는 각 변형예 및 실시예에 대해 일관적인 패턴을 따른다.

도 1에 도시된 타이어(100)는 접지 트레드부(110), 트레드부(110)로부터 반경방향 내향으로 연장하는 측벽부(150) 및 측벽부의 단부에 있는 비드부(160)를 가진다. 비드부(160)는 타이어(100)를 차륜(10)에 고정한다. 카커스(115)는 비드부(160)에 고정되어 그 사이에서 연장한다. 카커스(115)는 후술될 바와 같이, 반경방향 플라이 카커스 또는 크로스 바이어스 플라이 카커스일 수 있다. 카커스(115), 트레드부(110), 측벽부(150) 및 비드부(160)는 중공, 환형 내부 공간(5)을 형성한다.

보강된 환형 밴드는 트레드부(110)의 반경방향 내부에 배치된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 환형 밴드는 탄성중합성 전단층(120), 탄성중합성 전단층(120)의 반경방향 최내부 지역에 부착된 보강된 층(131 및 132)을 가지는 제 1 또는 내부막(130) 및 탄성중합성 전단층(120)의 반경방향 최외부 지역에 부착된 보강된 층(141 및 142)을 가지는 제 2 또는 외부막(140)을 가진다.

트레드부(110)는 어떠한 홈도 가지지 않을 수 있거나, 그들 사이에 실질적인 종방향 트레드 리브(175)를 형성하는 복수의 종방향 배향 트레드홈(170)을 가질 수 있다. 리브(175)는 특정 차량 분야의 사용 조건에 적응된 트레드 패턴을 형성하도록 횡단 방향 또는 종방향으로 추가로 분할될 수 있다. 트레드 홈(170)은 타이어의 의도된 용도에 부합되는 소정의 깊이를 가질 수 있다. 트레드부(110)는 트레드 홈의 저면과 외부막의 사이에 외부막의 구조의 절단 및 트레드부에 작은 관통부가 형성되는 것을 방지하기에 충분한 두께를 가진다. 서브 홈 두께는 타이어의 의도된 용도에 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 예로서, 대형 트럭 타이어는 통상적으로 약 5 내지 7mm의 두께를 사용한다.

내부(130) 및 외부(140)막의 보강된 층 각각은 실질적인 비신장성 보강 소자, 예로서, 탄성중합성 코팅층내에 이식된 코드를 포함한다. 탄성중합성 재료로 구성된 타이어에 대하여, 막(130 및 140)은 탄성중합성 재료의 가황에 의해 전단층(120)에 부착된다. 소정의 적절한 화학적 또는 접착제 접합 또는 기계적 고정 방법에 의해 전단층(120)에 막(130, 140)이 부착되는 것은 본 발명의 범주내에 포함된다.

막 층(131, 132 및 141, 142)의 보강 소자는 모노필라멘트 또는 강철 코드, 아라미드 또는 다른 높은 모듈러스의 직물 또는 보강 필라멘트 같은 종래의 타이어의 타이어 벨트 보강재로서 사용하기에 적합한 다수의 재료들 중 소정의 것일 수 있다. 여기에 설명된 예시적 타이어에 대하여, 보강재는 0.28mm 직경의 4개의 와이어(4 x 0.28)의 강철 코드이다. 비록, 여기에 개시된 본 발명의 변형예가 각 막을 위한 코드 보강된 층을 가지지만, 환형 밴드에 필요한 인장 스티프니스, 벤딩 스티프니스 및 압축 비틀림 저항을 충족하는 소정의 적절한 재료가 막을 위해 사용될 수 있다. 막 구조는 균질 재료, 섬유 보강 매트릭스 또는 불연속 보강 소자들을 포함하는 층 같은 다수의 대안들 중 소정의 것이 사용될 수 있다.

내부막(130)에서, 층 131은 타이어 적도면에 대하여 각도 α로 배향된 실질적으로 평행한 코드를 가질 수 있으며, 층 132는 층 131내의 코드에 대향한 배향을 가지는 실질적으로 평행한 코드를 가질 수 있다. 예로서, 코드는 층 131내에서 +α의 각도를 가질 수 있고, 층 132내에서 -α의 각도를 가질 수 있다. 유사하게, 외부막(140)내에서, 층 141 및 142는 적도면에 대하여 각각 각도 +β 및 -β로 배향된 실질적으로 평행한 코드를 가질 수 있다. 이 경우에, 인접 층 사이의 코드의내포각은 지정된 각도(α또는 β)의 두배가 된다. 각도(α및 β)는 일반적으로 약 10° 내지 45°의 범위이다. 보강 소자는 12°내지 20°의 범위의 각도 α및 β로 존재하는 것이 적합하다. 그러나, 막의 하나의 층의 코드가 실질적으로 동일하게 배향되고 막의 다른 층의 코드에 대해 대향한 각도로 배향되는 것은 필수적인 것이 아니다. 예로서, 타이어 적도면에 대하여 층 쌍들의 코드가 비대칭적인 것이 적합할 수 있다.

각 층(131, 132 및 141, 142)의 코드는 일반적으로 약 20MPa의 전단 모듈러스를 가지는 탄성중합성 코팅층내에 이식된다. 환형 밴드의 변형이 주로 전단층(120)내의 전단 변형에 의해 이루어지는 것을 보증하기 위해, 코팅층의 전단 모듈러스는 전단층(120)의 전단 모듈러스 보다 큰 것이 적합하다.

막(130, 140)의 유효 종방향 인장 모듈러스(E'_membrane)와 탄성중합성 전단층(120)의 전단 모듈러스(G) 사이의 관계는 적용된 부하 하에서의 환형 밴드의 변형을 제어한다. 종래의 타이어 벨트 재료를 사용하는 막의 유효 인장 모듈러스(E'_membrane)는 하기의 수학식 1에 의해 추정될 수 있다.

여기서,

E_rubber= 탄성중합성 코팅 재료의 인장 모듈러스

P = 코드 방향에 수직으로 측정된 코드 페이스(코드 중심선 간격)

D = 코드 직경

ν = 탄성중합성 코팅 재료를 위한 포아송의 비

α = 적도면에 대한 코드 각도

t = 인접층내의 케이블들 사이의 고무 두께

E'_membrane은 막의 유효 두께 x 막의 탄성 모듈러스이다. 비율 E'_membrane/G가 비교적 낮을 때, 부하 하의 환형 밴드의 변형은 균질 밴드의 것과 거의 같고, 도 2a에 도시된 바와 같은 비균일 접지 압력을 생성한다. 한편, 비율 E'_membrane/G가 충분히 높을 때, 부하 하에서의 환형 밴드의 변형은 실질적으로 전단층의 전단 변형에 의해 이루어지며, 막의 근소한 종방향 팽창 또는 압축을 가진다. 따라서, 접지 압력은 도 2b에 도시된 예에서와 같이 실질적으로 균일하다.

본 발명에 따라서, 전단층의 전단 모듈러스(G)에 대한 막의 종방향 인장 모듈러스(E'_membrane)의 비율은 적어도 약 100 :1, 그리고, 바람직하게는 최소 약 1000:1이다. 4 x 0.28 코드와 상술한 각도를 사용하는 코드 보강된 층을 포함하는 막에 대하여 전단층(120)의 양호한 전단 모듈러스는 약 3MPa 내지 약 20MPa이다.

부하 하에서의 구름 동안 전단층(120)의 반복된 변형은 사용된 재료의 히스테릭 특성으로 인한 에너지 소산을 유발한다. 타이어내의 전체 열 누적은 이 에너지 소산과 전단층의 두께 양자 모두의 함수이다. 따라서, 종래의 재료를 사용하는 주어진 타이어 디자인에서, 전단층의 히스테리시스는 연속 사용 중인 타이어에 대하여 약 130℃ 미만의 타이어 동작 온도를 유지하도록 선택되어야만 한다.

막의 종방향 인장 모듈러스(E'_membrane)와 전단층의 전단 모듈러스(G)에 대한 상술된 조건이 충족되고, 환형 밴드가 실질적으로 전단층의 전단에 의해 변형할 때, 주어진 응용 분야를 위한 전단층 두께(h)와 전단 계수(G)의 값을 추정할 수 있게 하는 양호한 관계가 생성된다.

여기서,

P_eff= 사전설정된 접지 압력

G = 층(120)의 전단 모듈러스

h = 층(120)의 두께

R = 외부막의 반경방향 위치

P_eff및 R은 타이어의 목적 용도에 따라 선택되는 설계 파라미터이다. 수학식 2는 전단층의 반경방향 두께와 전단층의 전단 탄성계수의 곱의 결과가 외부막의 최외부 지역의 반경방향 위치와 사전설정된 접지 압력의 곱의 결과와 거의 같다는 것을 제시한다. 도 5는 광범위한 접촉 압력에 걸쳐 이 관계를 도식적으로 예시하며, 다수의 상이한 응용 분야들을 위해 필요한 전단층 특성을 추정하기 위해 사용될 수 있다.

상기 관계는 본 발명에 따른 타이어의 설계에 유용하다. 예로서, 승용차 용을 위한 타이어를 설계하기 위해서, 설계자는 1.5 내지 2.5 DaN/cm²의 설계 접촉 압력(P_eff)과, 반경(R)이 약 335mm인 타이어 크기를 선택할 수 있다. 이들 값을 승산함으로써, 50.25 내지 83.75 DaN/cm의 "전단층 팩터"가 결정될 수 있고, 이는 전단 모듈러스(G)와 전단층 재료 두께(h)를 지정하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우에, 약 3MPa 내지 약 10MPa 범위의 전단 모듈러스를 사용하면, 전단층의 두께(h)는 최소 5mm이고, 바람직하게는 약 10mm 내지 약 20mm 사이이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 타이어는 실질적으로, 지면과 접촉하지 않는 측벽부(150)의 영역(A)의 인장을 통해 차륜으로부터 환형 밴드로 부하를 전달함으로써, 적용된 부하(L)를 지지한다. 대조적으로, 공압 타이어에서는 부하가 타이어의 지면 접촉 변형에 의해 유발된 가압된 측벽의 인장의 편차에 의해 지지된다.

본 발명에 따른 타이어에서, 측벽 인장력은 카커스(115)에 의해 지지되며, 이 카커스는 실질적인 비신장성 코드에 의해 보강되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라서, 카커스는 반경방향 배향 보강 코드의 하나 이상의 층을 포함한다. 대안적으로, 카커스는 크로스 바이어스 패턴으로 배향된 보강 코드들을 가지는 둘 이상의 층을 포함할 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자들이 d해할 수 있는 바와 같이, 반경방향 카커스와 크로스 바이어스 카커스는 접지하지 않는 측벽부내의 인장을 겪게 된다. 도 3a의 화살표는 코드 인장력의 실제 방향이아닌 측벽내에 인장이 존재한다는 것을 나타내는 의미이다.

반경방향 카커스 실시예에 따라서, 측벽부는 압축성 비틀림에 대해 낮은 저항을 가지며, 인장시 실질적으로 비신장성이다. 이 조건에서, 타이어의 측벽부(150)는 지면과 접촉하는 타이어의 측벽부로 인한 수직방향 부하 지지가 실질적으로 없고, 지면과 접촉하지 않는 타이어의 측벽부내의 인장력에 의해 외부적으로 적용된 부하를 실질적으로 지지하도록 압축시 유효 반경방향 스티프니스 보다 현저히 큰 인장시 유효 반경방향 스티프니스를 가진다. 이 차륜은 타이어의 상부 부분으로부터 매달려있는 것이라 불려질 수 있다.

측벽부의 유효 반경방향 스티프니스는 측벽의 전체 반경방향 지역과 연계된 인장 또는 압축 특성을 의미한다. 이는 예로서, 측벽의 비압축 형상을 유지하는 측벽으로부터 샘플을 제거하고, 그후, 이를 표준 인장 시험 장치에서 시험함으로써 측정될 수 있다. 공압 타이어에서 발경될 때, 굴곡 측면은 측벽의 곡률에 관련한 인장 스티프니스를 가지며, 따라서, 실질적으로 직선인 본 발명의 타이어의 측벽의 인장 스티프니스보다 작을 수 있다.

상술한 측벽 압축성 스티프니스 조건은 측벽부가 타이어의 반경방향 섹션 높이의 20% 미만의 축방향 두께를 가지는 것을 충족시킬 수 있다.

본 발명의 크로스바이어스 카커스 실시예에서, 측벽은 반경방향 카커스 타이어 보다 강성적이다. 부하의 대부분이 비접촉 영역의 인장에 의해 지지되는 반면에, 크로스 바이어스 카커스는 도 3a의 영역 B 및 C인, 접지에 의해 변형된 타이어의 부분내의 타이어의 처짐에 부가적인 저항을 제공한다. 크로스 바이어스 카커스는 측방향으로 굴곡시, 그리고, 원주방향으로 전단시 부가적인 스티프니스를 가진다.

도 1로 돌아가면, 측벽부(150)는 자오면에서 볼 때, 비드부(160)와 트레드부(110) 사이에서 직선형으로 연장한다. 즉, 측벽부(150)는 종래의 공압 타이어와 같이 굴곡되지 않는다. 측벽부는 도 1에 도시된 바와 같이 트레드로부터 림으로 확장하는 경사를 갖거나, 좁아지는 경사를 갖는다.

직선형 측벽부(150)의 형상과, 보강 코드의 힘/신장 특성은 측벽부의 인장력이 측벽부의 형상의 최소 신장 또는 변화를 유발하도록 이루어지며, 이는 긴장된 스트링의 인장을 증가시키는 것과 유사하다. 비교시, 종래의 공압 타이어의 굴곡된 측벽이 비팽창 상태로 인장하에 배치될 때, 인장력은 초기에 굴곡을 직선화하며, 따라서, 측벽을 효과적으로 신장시킨다. 굴곡된 측벽이 직선화된 직후에만 측벽내에서 인장이 증가한다.

부하를 받을 때, 본 발명의 타이어의 측벽에 발생된 인장은 팽창 및 부하 부여된 공압 타이어의 측벽 인장 보다 현저히 낮다. 도 1을 참조하면, 비드부(160)는 타이어의 사용 동안 비드부의 적절한 배치를 유지하며, 팽창압에 의존하지 않고 림(10)상의 적절한 배치를 허용하는 다수의 비드 구조중 소정의 것을 사용할 수 있다. 이 조건을 충족하는 비드 구조의 예는 본 명세서에서 참조하고 있는 드리욱스등에게 허여된 미국 특허 5,785,781호에 도시되어 있다.

수직방향 스티프니스는 부하 하에서, 처짐에 저항하는 타이어의 기능에 관련한다. 수직방향 스티프니스는 주어진 타이어의 부하 지지기능을 최적화하도록 조절될 수 있다. 대안적으로 수직방향 스티프니스는 소정 수준의 수직방향 스티프니스를 유지하면서, 감소된 접촉 압력 또는 타이어 질량에 대하여 감소된 두께의 환형 밴드를 제공하도록 조절될 수 있다.

타이어의 수직방향 스티프니스는 타이어의 "반평향"인 지면과 접촉하는 부분의 처짐에 대한 지면과 접촉하지 않는 타이어의 부분의 반작용에 의해 크게 영향을 받는다. 도 4a 및 도 4b는 이 현상을 확대 예시한다. 타이어가 부하(L)하에 있을 때, 이는 양 f 만큼 처져 타이어가 접지 영역(C)을 형성하게 한다. 이 설명의 목적에 대하여, 도 4a 및 도 4b는 고정된 위치에서 타이어 축(X)을 유지하고, 지면을 축을 향해 상향 이동시킨다. 수직방향 처짐(f)은 부하(L)에 비례하고, 그로부터 타이어의 수직방향 스티프니스(K_ν)가 유도될 수 있다. 환형 밴드가 균일한 길이를 유지하는 것을 추구하기 때문에, 접지하지 않는 타이어의 부분은 도면에 파선으로 도시된 바와 같이 접촉 영역(C)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하거나 처짐에 저항한다. 또한, 처짐저항량(λ)은 부하(L)에 비례하고, 따라서, 처짐저항 스티프니스(L_λ)가 얻어질 수 있다. 처짐저항 스티프니스(K_λ)는 접지하지 않는 타이어 보강 코드가 부하되는 방식에 관련하며, 횡단 및 원주방향 구조적 상호작용 양자 모두를 수반하는 것으로 이해되어야만 한다.

처짐저항은 고정된 축을 가진 부하(F)하에 타이어를 배치시키고, 접촉 영역의 처짐(f) 및 접촉 영역에 대향한 트레드면의 처짐 양자 모두를 측정함으로써, 직접적으로 측정될 수 있다. 그후, 처짐저항 스티프니스는 처짐저항량(λ)으로 부하(F)를 나눔으로써 결정된다.

실시시, 처짐저항 스티프니스(K_λ)가 실질적으로 타이어의 수직방향 스티프니스를 제어하고, 따라서, 타이어의 차륜축의 부하 하의 처짐을 제어한다. 도 4a에서 볼 수 있는 바와 같이, 처짐저항 스티프니스(K_λ)는 접촉 영역의 길이를 결정한다. 낮은 처짐저항 스티프니스는 환형 밴드가 부하 하에서 수직방향으로 이동될 수 있게 하며, 따라서, 처짐시 부하 용량을 감소시킨다. 따라서, 높은 처짐저항 스티프니스를 가지는 타이어는 비교적 적은 처짐저항을 가지며, 보다 긴 접촉 영역을 가지고, 결과적으로 보다 큰 부하를 지지할 수 있다.

도 6은 반경방향 카커스를 가지는 타이어의 수직방향 스티프니스에 대한 처짐저항 스티프니스(K_λ)의 근사 관계를 도식적으로 도시한다. 도 6은 수직방향 스티프니스와 본 발명에서 가용한 접촉 압력의 독립성을 예시하며, 이는 공압 타이어에서는 가용하지 않은 설계의 유연성을 허용한다. 공압 소실된 공압 타이어는 통상적으로 0.1 DaN/mm²미만의, 단위 접촉 영역 폭 당 처짐저항을 가진다. 대조적으로, 본 발명에 따른 타이어는 약 0.1DaN/mm²을 초과하는 범위의, 단위 접촉 영역 폭 당 처짐저항 스티프니스를 가지도록 설계될 수 있다.

처짐저항 스티프니스(K_λ)는 다수의 방식으로 변경될 수 있다. 이 스티프니스를 조절하기 위해 사용되는 설계 파라미터들 중 일부는 카커스 코드 모듈러스와 밀도, 측벽 높이, 카커스 코드의 탄성중합성 코팅의 모듈러스, 카커스와 환형 밴드 사이의 결합부의 형상, 결합 고무의 모듈러스, 환형 밴드 막의 압축 모듈러스, 전단층의 두께, 타이어 직경 및 환형 밴드 폭을 포함한다.

언급된 바와 같이, 본 발명자는 크로스 바이어스 카커스가 측벽의 스티프니스를 변화시키고, 측벽과 환형 밴드 사이의 커플링을 변화시킴으로써, 타이어의 수직방향 스티프니스를 증가시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 도 3a를 다시 참조하면, 크로스 바이어스 보강 코드는 크로스 바이어스 구조가 측방향 변형(통상적인 반경방향 카커스 팽창융기(bulge))에 저항하기 때문에, 접촉 영역(C)내의 변형에 저항하는 힘을 생성한다. 부가적으로, 크로스 바이어스 코드는 접촉 영역(C)내로 들어가는 또는 외측으로 나오는 영역(B)에서 반경방향 및 원주방향 인장력 성분을 생성한다. 이 측벽은 접촉 영역(C)의 단부에서의 비틀림에 저항하고, 타이어를 보다 강성적으로 만들며, 처짐의 양을 감소시킨다. 크로스 바이어스 카커스의 스티프니스의 적절한 양은 공지된 분석 도구 및 소정의 실험을 사용하여 코드 재료 및 직경의 선택, 코드 레이아웃에 의해 변화될 수 있다.

도 7을 참조하면, 크로스 바이어스 카커스는 경량 부하를 위한 타이어 설계에 장점을 제공한다. 크로스 바이어스 카커스(215)를 가지는 타이어(200)에서, 카커스는 두 개의 층들을 제공하도록 전단층(120) 아래에 중첩되도록 비드부(160) 사이에 배열된다. 카커스(215)의 정상부(216), 즉, 전단층(120) 아래의 부분은 내부막으로서 기능한다. 정상부(216)의 코드는 전단층에 대한 충분한 원주방향 스티프니스를 획득하도록 적도면에 대하여 12°내지 15°의 각도로 배열된다. 도 1에 관련한 막(130, 140)의 설명으로부터 막 보강 소자가 동일 범위내의 각도로 지향되어 있다는 것을 인지하여야 한다. 따라서, 크로스 바이어스 카커스를 사용하여, 내부막 및 그에 따른 막의 중량과 제조 단계가 소거될 수 있다. 부가적으로, 이 구조는 또한 전단층과 측벽 사이의 힘의 전달을 향상시키는 것으로 믿어지며, 그 이유는 이것이 내부막과 카커스를 결합시킬 필요성을 소거하기 때문이다. 측벽에 대한 전단층의 이 개선된 결합은 또한 수직방향 스티프니스에 대한 효과도 가진다.

측벽 영역(250)내의 코드는 비드 영역(160)과 정상부(216) 사이의 중앙점에서 원주방향에 대해 30°내지 60°로, 보다 바람직하게는 45°의 각도로 배열된다. 본 기술 분야의 숙련자들은 카커스가 공지된 관계 cosφ/r=c를 사용하여 그 환상 형상을 취한 이후에, 측벽과 정상부내에서 이 코드 각도를 획득하도록 성형 드럼상에 카커스를 배열하는 방식을 이해할 수 있을 것이며, 여기서 φ는 원주방향에 대한 코드의 각도이고, r은 타이어의 회전축으로부터의 반경이며, c는 상수이다.

크로스 바이어스 카커스(215)가 상술한 외부막 층(141, 142)과 유사한 재료를 사용하여 이루어지는 경우에, 정상부(216)의 종방향 스티프니스는 외부막의 것과 근사할 수 있다. 경량 부하, 예로서, 골프 카트, 발동 자전거 등 같은 보다 작은 차량에 대하여, 종래의 타이어 재료인 나일론 코드 등을 사용한 크로스 바이어스 카커스가 적합하다. 그러나, 이런 구조를 위해, 전단층 영역내의 카커스의 종방향 스티프니스는 외부막의 것 보다 작으며, 전단층의 전단 모듈러스의 최소 100배의 종방향 스티프니스가 보다 낮은 부하 범위에 대하여 일반적으로 충분하다.

또한, 본 발명의 타이어의 수직방향 스티프니스는 환형 밴드 및 측벽부상의 구심력의 효과에 의해 영향을 받는다. 구르는 타이어의 속도가 증가할 때, 구심력이 발생한다. 종래의 레디얼 타이어에서, 구심력은 타이어 동작 온도를 증가시킬수 있다. 대조적으로, 본 발명의 타이어는 이들 동일한 힘들로부터 초래되는 기대밖의 이득을 얻는다. 본 발명의 타이어가 적용된 부하하에서 회전할 때, 구심력은 환형 밴드가 원주방향으로 팽창하는 경향을 갖게 하고, 측벽부에 부가적인 인장을 유발한다. 접촉하지 않는 타이어의 부분(도 3a의 영역 A)을 위한 반경방향으로 강성적인 측벽은 이 구심력에 저항한다. 이는 순수한 상향 결과력을 생성하고, 이는 타이어의 수직방향 유효 스티프니스를 증가시키도록 작용하며, 정적인 비회전 상태에 대한 타이어의 반경방향 처짐을 감소시키도록 작용한다. 이 결과는 인장시의 측벽부의 유효 스티프니스에 대한 타이어 적도면내의 밴드의 종방향 스티프니스의 비율(2E'_membrane)이 100:1 미만일 때 현저한 수준으로 획득된다.

도 1에 도시된 타이어는 트레드부(110), 내부막(130) 및 외부막(140)을 위한 평탄한 횡단방향 프로파일을 가진다. 접촉 영역(C)내의 환형 밴드의 부분내의 변형은 외부막(140)을 압축시키게 하고, 이는 도 3a를 참조로 이해할 수 있다. 타이어의 수직방향 처짐이 증가할 때, 접촉 길이(C)는 증가하고, 그래서, 외부막(140)내의 압축 응력이 임계 비틀림 응력을 초과하게 되며, 막의 종방향 비틀림이 발생한다. 이 비틀림 현상은 접촉 영역의 종방향 연장부가 감소된 접촉 압력을 갖게 한다. 막의 비틀림이 회피될 때, 접지 영역의 길이 전체에 걸친 보다 균일한 접지 압력이 얻어진다. 굴곡된 횡방향 단면을 가지는 막이 접촉 영역내의 비틀림에 보다 양호하게 저항한다.

도 8에 도시된 본 발명의 변형에서, 타이어(300)는 트레드부(310)의 반경방향 최외면의 횡단방향 반경 보다 작은 횡단방향 반경을 가지는, 전단층(320), 내부막(330) 및 외부막(340)을 포함하는 환형 밴드를 가진다. 도 8에 도시된 곡율은 예시의 목적을 위해 과장된 것이다. 승용차 타이어를 위한 지면과 트레드면 사이의 접촉 압력의 최적화는 외부막(340)의 횡단방향 반경이 최소 500mm 이 되고, 트레드부(310)의 반경방향 최외면의 횡단방향 반경이 최소 1000mm이 되는 것을 제안한다. 굴곡된 외부막은 또한 도 7의 바이어스 카커스 타이어(200)에도 사용될 수 있다.

도 8에 예시된 타이어(300)의 제원에 부합되는 승용차용으로 설계된 타이어는 종래의 타이어 구축 공정 및 재료를 사용하여 실시되도록 감소된다. 결과의 요약이 표 1에 도시되어 있다.

주관적인 평가에서, 테스트 공압 타이어 1은 권장 냉간 타이어 압력으로 팽창되고, 테스트 공압 타이어 2는 본 발명에 따라 이루어진 타이어와 대등한 수직방향 스티프니스를 달성하기 위한 압력으로 팽창된다.

타이어(300)의 제원에 부합하는 타이어는 접촉 영역의 종방향 중심선을 따라 양의(또는, 구동하는), 그리고, 접촉 영역의 측방향 가장자리를 따라 음의(또는, 제동하는) 종방향 접지 압력의 평균값을 가지는 경향을 갖는다. l 편차는 환형 밴드의 측방향 가장자리와 중심선 사이의 구름 반경의 편차로 인한 것이다. 조앙향 응력이 중심선과 측방향 가장자리 사이에서 양호하게 균등화딜 때, 타이어 성능(특히 마모)의 양호한 결과가 얻어진다.

본 발명의 대안적인 실시예가 도 9에 도시되어 있으며, 여기서, 타이어(400)는 축방향으로 파형부의 파장과, 반경방향으로 파형부의 진폭을 가지는 파형 외부막을 가진다. 파형부의 진폭은 막의 최대 및 최소 반경방향 범위 사이의 편차로서 규정된다. 파형부의 파장은 막의 연속적인 반경방향 최대점 사이의 축방향 거리로서 규정된다. 파형 외부막은 도 8의 타이어(300)의 아치형 막과 유사하게 접촉 영역의 압축으로 인한 비틀림에 저항한다. 외부적으로 적용된 부하에 의한 실질적인 원형 형상으로부터 평탄한 형상으로의 외부막의 변형은 상기 외부막의 종방향 비틀림 없이 발생하고, 접지 영역의 길이 전체에 걸쳐 트레드부와 접촉하는 지면의 접지 압력을 실질적으로 균일하게 유지한다. 비틀림에 저항하기 위한 파형막의 유효성은 그 전체 횡단방향 곡율에 무관하다. 따라서, 타이어(400)가 그 횡단방향 곡율 반경이 비틀림에 대한 그 저항에 무관하게 접지 응력을 최적화하도록 지정될 수 있는 외부막(440)을 갖도록 하는 것이 가능하다. 외부막(440)은 파형부의 2 내지 5 사이클을 가지는 것이 적합하며, 트레드부(410)의 구름 트레드 폭의 약 20% 내지 약 50%의 파형부의 파장을 가지는 것이 적합하다. 파형부의 진폭은 최대 전단층 두께의 약 20% 내지 50% 사이인 것이 적합하며, 일정 또는 가변 진폭일 수 있다. 전단층(420)은 타이어(300)의 전단층(320)과 타이어(100)의 전단층(120)을 위해 수학식 2에 의해 지정된 일정한 두께의 전단층과 동등한 평균 두께를 가진다.

파형 외부막의 다른 편형이 도 10 및 도 11에 도시되어 있으며, 여기서, 파형 외부막은 각각 4 또는 5 정점을 가진다. 이들 변형에서, 정점은 각 트레드 홈 아래의 오목부를 가진 각 트레드 리브내에 측방향으로 배치된다. 정점의 수는 트레트 리브의 수의 함수일 필요는 없으며, 트레드가 반드시 종방향 리브를 가질 필요도 없다. 본 발명은 슬릭 타이어나 어떠한 홈도 갖지 않는 다른 고무 제품에도 동등하게 적용된다. 타이어(400)가 파형부의 최소 또는 오목부의 반경방향 외부에 배치된 하나 이상의 트레드 홈(470)을 가질 때, 홈은 종래의 타이어의 공칭 트레드 깊이에 대해 증가된 깊이를 가질 수 있다. 이 경우, 공칭은 오하이오의 코플레이의 타이어 앤드 림 어소세이션에 의해 규정된 바와 같은 특정 클래스의 타이어를 위한 표준 타이어 깊이를 의미한다. 타이어(400, 500 및 600)에 의해 예시된 변형에서, 하나 이상의 트레드 홈은 공칭 트레드 깊이의 최소 120%의 깊이를 갖는다.

출원인은 본 기술 분야의 숙련자들은 상기 상세한 설명을 읽음으로써 다수의 다른 변형들을 명백히 알 수 있을 것이라 생각한다. 이들 변형들 및 다른 변형들은 하기의 첨부된 청구항에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 범주와 정신 내에 존재한다.

Claims (19)

1. 접지 트레드부와, 상기 트레드부로부터 반경방향 내향으로 연장하며 차륜에 타이어를 고정하기 위한 비드부에 고정되어 있는 측벽부를 포함하는 구조적 지지식 탄성 타이어에 있어서,

   상기 비드부 사이에서 연장하며, 약 10°보다 크고 약 45°보다 작은 각도로 타이어 적도면에 대하여 배향된 평행한 보강 코드들을 포함하는 둘 이상의 층들을 가지는 카커스 플라이와,

   상기 보강된 플라이의 반경방향 외측에 배치된 탄성중합성 전단층과,

   상기 탄성중합성 전단층의 반경방향 외측 범위에 부착된 막을 추가로 포함하고,

   상기 둘 이상의 층들의 코드들은 서로 경사져있고,

   상기 막과, 상기 전단층의 반경방향 내측에 배치된 상기 카커스 플라이의 일부는 각각 상기 전단층의 전단 모듈러스 보다 큰 종방향 인장 모듈러스를 가지는 구조적 지지식 탄성 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카커스 플라이의 보강 코드는 타이어 정상부내에서 타이어 적도면에 대하여 약 15°내지 약 20°의 범위의 각도로 배치되는 구조적 지지식 탄성 타이어.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 카커스 플라이의 보강 코드는 상기 측벽부내에서 상기 적도면에 대하여 약 30° 내지 약 60°의 범위의 각도로 배치되어 있는 구조적 지지식 탄성 타이어.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 카커스 플라이는 보강 코드로 이루어진 두 개의 박판을 포함하는 구조적 지지식 탄성 타이어.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 카커스 플라이는 상기 비드 둘레를 둘러싸면서 그 자유 단부들이 상기 적도면에서 중첩되는 보강 코드의 단일 박판인 구조적 지지식 탄성 타이어.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전단층은 상기 카커스 플라이에 직접적으로 접착되는 구조적 지지식 탄성 타이어.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 전단층의 전단 모듈러스에 대한 상기 전단층의 반경방향 내측의 보강 카커스의 상기 부분의 종방향 인장 모듈러스의 비율은 최소 약 100:1인 구조적 지지식 탄성 타이어.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전단층의 상기 전단 모듈러스에 대한 상기 막의 상기 종방향 인장 모듈러스의 비율은 최소 약 100:1인 구조적 지지식 탄성 타이어.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 전단층의 상기 전단 모듈러스에 대한 상기 막의 상기 종방향 인장 모듈러스의 비율은 최소 약 1000:1인 구조적 지지식 탄성 타이어.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 막은 상기 전단층의 전단 탄성 모듈러스 이상의 전단 탄성 모듈러스를 가지는 탄성중합성 코팅층내에 이식된 실질적인 비신장성 코드 보강재로 이루어진 층을 포함하는 구조적 지지식 탄성 타이어.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 막의 상기 코드 보강재는 타이어 원주방향과 약 10°와 약 45°사이의 각도를 형성하는 구조적 지지식 탄성 타이어.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 전단층과 상기 카커스 플라이 사이에 배치되어 상기 전단층에 접착된 제 2 막을 추가로 포함하고,

    상기 제 2 막은 상기 전단층의 전단 모듈러스 보다 큰 종방향 인장 모듈러스를 가지는 구조적 지지식 탄성 타이어.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 2 막은 상기 전단층의 전단 탄성 모듈러스 이상의 전단 탄성 모듈러스를 가지는 탄성중합성 코팅층내에 이식된 실질적인 비신장성 코드 보강재로 이루어진 층을 포함하는 구조적 지지식 탄성 타이어.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 막의 상기 코드 보강재는 상기 타이어 원주 방향과 약 10°와 45°사이의 각도를 형성하는 구조적 지지식 탄성 타이어.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어는 단위 접촉 영역 폭 당 0.1DaN/mm²보다 큰 처짐저항 스티프니스를 가지는 구조적 지지식 탄성 타이어.
16. 제 1 항에 있어서, G·hP·R이고,

    여기서, G는 상기 전단층의 전단 탄성 모듈러스이고, h는 상기 전단층의 반경방향 두께이고, P는 타이어를 위한 사전결정된 접지 압력이며, R은 상기 막의 최외부 영역의 반경방향 위치인 구조적 지지식 탄성 타이어.
17. 제 1 항에 있어서, 상기 측벽부는 상기 타이어 적도면내에서 직선형인 구조적 지지식 탄성 타이어.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 측벽부는 상기 타이어의 반경방향 단면 높이의 20%의 최대 두께를 가지는 구조적 지지식 탄성 타이어.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 측벽부는 상기 타이어의 반경방향 단면 높이의 10%의 최대 두께를 가지는 구조적 지지식 탄성 타이어.