KR20060111654A - 비대칭 자가 지지 측벽을 갖는 타이어 - Google Patents

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KR20060111654A
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월터 리 주니어 윌라드
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소시에떼 드 테크놀로지 미쉐린
미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 확장된 이동성 주행에 적합하고, 내부 측벽의 각각의 내측 삽입부(31) 및 외부 측벽의 외측 삽입부(32)의 측벽 삽입부(31, 32)들에 의해 보강된 측벽(62)을 포함하고, 상기 삽입부는 팽창 압력이 상당히 감소되거나 또는 없는 조건에서 차량 중량의 부분에 상응하는 부하가 측벽에 의해 지지되도록 고무 합성물로 제조되고, 내부 측벽(특히, 상기 측벽의 삽입부)은 외부 측벽(특히, 상기 측벽의 삽입부)보다 사실상 높은 계수를 갖고, 내측 삽입부 및 외측 삽입부는 동일하지 않은 개수의 영역으로 세분된다.
타이어, 카커스형 보강재, 크라운 보강재, 측벽, 확장된 이동성

Description

비대칭 자가 지지 측벽을 갖는 타이어{TIRE WITH ASYMMETRICAL SELF-SUPPORTING SIDEWALLS}
본 발명은 최적의 안락함과 행동 특성을 갖는 비대칭 자가 지지 측벽 형식의 확장된 이동성 타이어에 관한 것이다.
몇 년 동안, 타이어 제조자들은 최초 사용이 팽창된 형태의 타이어들이 끼워지는 휠들에 소급하는 문제점, 즉 하나 이상의 타이어 압력의 상당한 또는 전체적인 손실에도 불구하고 차량이 그 주행을 계속하도록 하는 것으로 거슬러 올라가는 것에 대한 근본적인 해결책을 개발하는데 특히 큰 노력을 기울였었다. 수십 년 동안, 스페어 휠이 단 하나의 보편적인 해결책으로 고려되었다. 그 다음에, 보다 최근에, 이 문제점의 가능한 제거에 관한 고려할만한 장점들이 명백하게 되었다. "확장된 이동성"의 개념이 개발되었다. 관련된 기술은 펑크 또는 압력 강하 후에, 특정의 제한들 내에서, 동일한 타이어로 계속 주행하도록 한다. 이는 운전자가 예를 들어 스페어 휠을 끼우기 위해 종종 위험한 상황에서 정지하지 않고 수리 지점으로 주행을 하도록 한다.
2개의 주요한 형태의 확장된 이동성 기술들이 자동차 시장에서 현재 활용되었다. 하나는 자가 지지 형식(종종 "제로 압력(zero pressure)")을 의미하는 약어 ZP로 공지됨) 타이어이다. 자가 지지 타이어는 측벽에 제공된 고무 재료의 삽입에 의해 가장 주기적으로 보강된 측벽에 의해 감소된 압력 하에서 또는 실질적으로 압력 없이 지지가 가능하다. 이러한 형식의 해결책은 비교적 강성의 측벽을 가져서 안락함과 내구성에 악영향을 미치는 단점을 갖는다. 자가 지지 기능을 위해 요구되는 강성을 측벽에 부가하도록 많은 양의 재료들이 필요하다.
한편, 압력 강하 이후에 측벽의 꺼짐(sagging)의 경우에 타이어의 트레드 내측을 지지할 수 있는 지지부를 구비하는 휠들을 이용할 수 있다. 이러한 해결책은 유리하게는 타이어가 림을 활주하는 위험을 최소화할 수 있는 저부 영역을 포함하는 타이어에 합체된다. 이러한 해결책은 정상 상태 하에서의 주행 특성을 사실상 손상시키지 않고 유지하는 것을 가능하게 하기 때문에 유리하다. 다른 한편, 차량의 각각의 휠 용으로 부가의 부품인 지지부를 필요로 하는 것이 단점이다.
이들 다양한 단점을 극복하기 위해, 본 발명은 베이스가 림 좌면에 장착되도록 의도된 비드에서 타이어의 각 측부에 정착된 적어도 하나의 카커스형 보강 구조를 포함하고, 상기 비드들의 각각은 차량의 내측에 위치되도록 의도된 내부 측벽 및 차량의 외측에 위치되도록 의도된 외부 측벽의 측벽들의 형태로 실질적으로 반경 방향 외측으로 연장하며, 내부 및 외부 측벽들은 반경 방향으로 외측을 향해 트레드를 결합하고, 카커스형 보강 구조는 상기 비드로부터 상기 측벽 및 크라운 보강재를 향하여 원주 방향으로 연장하며, 상기 비드들의 각각은 보강 구조를 유지하는 것을 허용하는 정착 영역을 부가적으로 포함하고, 각각의 상기 측벽은 측벽 삽입부, 즉 내부 측벽에 있는 내측 삽입부, 및 외부 측벽에 있는 외측 삽입부에 의해 보강되고, 삽입부들은 팽창 압력이 상당히 감소되거나 0인 상황에서 차량의 중량의 부분에 상응하는 하중을 측벽들이 견딜 수 있게 하는 고무 합성물로 형성되고, 내부 측벽(특히, 이 측벽의 삽입부)은 외부 측벽(특히, 이 측벽의 삽입부)보다 상당히 높은 계수(modulus)를 가지며, 외측 삽입부와 내측 삽입부들은 동등하지 않은 수의 영역들로 세분되는 확장된 이동성 주행에 적합한 타이어를 제안한다.
이러한 타이어는 공지된 형식의 보강된 측벽을 갖는 타이어보다 우수한 행동 및 내구성 품질을 갖는다. 이러한 해결책의 성능 수준은 보강 측벽이 없는 우수한 타이어의 수준과 비교할 만하다.
또한, 코너링에서, 타이어의 행동에 유리한 외측에서 접촉 면적의 증가는 주목할 만하다. 낮은 계수를 갖는 측벽에서, 외부 측벽의 우수한 디라디얼리제이션(deradialisation)이 얻어질 수 있다.
또한, 이러한 구성은 전체 제품의 순 중량 절약을 갖는 내부 측벽에 대한 외부 측벽의 중량 감소의 가능성을 제공한다. 최종적으로, 외부 측벽은 내부 측벽보다 얇을 수 있고, 측벽의 두께의 이러한 비대칭성은 타이어의 중량을 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
실시예의 일예에 따라, 외측 삽입부는 적어도 두 개의 영역, 예를 들어, 주어진 계수의 축선 방향 외부 영역과, 낮은 계수를 갖는 축선 방향 내부 영역을 포함한다. 이들 특성은 롤링 저항을 감소시키고 주행 표면의 접촉 영역을 증가시키기 위해 내구성과 안락함의 개성을 가능하게 한다.
실시예의 다른 예에 따라, 외측 삽입부는 3개의 영역, 예를 들어, 가장 높은 계수를 갖는 사실상 중앙 영역과, 중앙 영역보다 낮은 계수를 갖는 축선 방향 내부 영역과, 또한 중앙 영역보다 낮은 계수를 갖는 축선 방향 외부 영역을 포함한다. 내부 영역이 가장 큰 응력을 받음에 따라, 이러한 지점에서 이러한 특징적인 혼합의 위치 설정은 지지 효과를 최적화하는 것이 가능하다.
실시예의 일예에 따라, 축선 방향 내부 영역의 계수는 축선 방향 외부 영역보다 크다. 실시예의 다른 예에 따라서, 축선 방향 외부 영역의 계수와 축선 방향 내부 영역의 계수는 사실상 동일하다.
내측 삽입부는 바람직하게는 적어도 두 개의 영역, 예를 들어, 주어진 계수의 축선 방향 외부 영역과, 그보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역을 포함한다.
유리한 변형에 따라, 내측 삽입부는 세 개의 영역, 예를 들어, 가장 높은 계수를 갖는 사실상 중앙 영역, 중앙 영역보다 낮은 계수를 갖는 축선 방향 내부 영역 및 중앙 영역보다 낮은 계수를 또한 갖는 축선 방향 외부 영역을 포함한다.
본 발명에 따른 타이어의 유리한 실시예에 따라, 측벽 삽입부들 중 하나는 바람직하게는 5 내지 13 MPa의 표준 ASTM D412에 따라 23℃에서 측정되고, 10% 변형에서 ME10의 확장 시컨트 계수를 갖는 고무 합성물로 형성된다.
삽입부의 일부의 고무 합성물은 바람직하게는,
- 20 내지 100 phr의 천연 고무 또는 높은 cis-1,4 연동기 함량을 갖는 합성 폴리이소프렌과,
- 80 내지 0 phr의 폴리부타디엔 및/또는 스티렌/부타디엔 공중합체와 같은 비닐 방향족 단량체와 부타디엔의 공중합체를 포함한다(phr: 탄성중합체의 100 중량부당 중량부).
유리하게는, 삽입부의 고무 합성물은,
- 20 내지 50 phr의 천연 고무 또는 높은 cis-1,4 연동기 함량을 갖는 합성 폴리이소프렌과,
- 80 내지 50 phr의 폴리부타디엔 및/또는 스티렌/부타디엔 공중합체와 같은 비닐 방향족 단량체와 부타디엔의 공중합체를 포함한다.
바람직하게는, 상기 각각의 측벽 삽입부는 3 mm 내지 20 mm, 바람직하게는 5 mm 내지 14 mm의 두께를 갖는다.
모든 상세한 실시예는 도 1 내지 도 6에 의해 보충되는 이하의 상세한 설명에서 설명된다.
도 1은 본질적으로 본 발명에 따른 타이어의 제1 형태의 실시예의 예시의 크라운, 측벽 및 비드를 도시하는 반경 방향 단면을 도시한다.
도 2는 본질적으로 본 발명에 따른 타이어의 제2 형태의 실시예의 예시의 크라운, 측벽 및 비드를 도시하는 반경 방향 단면을 도시한다.
도 3은 본질적으로 본 발명에 따른 타이어의 다른 형태의 실시예의 예시의 크라운, 측벽 및 비드를 도시하는 반경 방향 단면을 도시한다.
도 4는 본질적으로 본 발명에 따른 타이어의 다른 형태의 실시예의 예시의 크라운, 측벽 및 비드를 도시하는 반경 방향 단면을 도시한다.
도 5는 본질적으로 본 발명에 따른 타이어의 실시예의 다른 예시의 크라운, 측벽 및 비드를 도시하는 반경 방향 단면을 도시한다.
도 6은 본질적으로 본 발명에 따른 타이어의 실시예의 다른 예시의 크라운, 측벽 및 비드를 도시하는 반경 방향 단면을 도시한다.
타이어의 보강재 또는 보강 아마추어는 현재 그리고 가장 빈번하게 종래에 "카커스 플라이", "크라운 플라이" 등으로 언급된 하나 이상의 플라이(ply)를 적층하여 구성된다. 이러한 보강 아마추어를 구성하는 방식은 종종 종방향인 코드 보강 트레드들을 구비하고 타이어 블랭크를 만들기 위해 플라이들이 조립되거나 적층되는 플라이의 형태로 일련의 반제품을 제조하는 단계를 포함하는 제조 공정으로부터 유도된다. 플라이는 큰 치수로 평평하게 제조되어, 그 후에 주어진 제품의 치수에 따라 절단된다. 또한, 플라이들은 첫 번째 단계에서 사실상 평평하게 조립된다. 이에 따라 생산된 블랭크는 그 후에 전형적인 타이어의 원환 프로파일에 적합하게 형상화된다. "완"제품으로 언급되는 반제품은 그 후에 가황 처리될 준비가 된 제품을 얻기 위해 블랭크에 공급된다.
이러한 "종래의" 공정들 형태는 특히 타이어의 블랭크 제조 단계를 위해, 타이어의 비드의 영역에 카커스 보강재를 정착시키거나 또는 유지하도록 사용된 정착 요소(일반적으로 비드 와이어)의 사용을 포함한다. 따라서, 이러한 형태의 공정에서, 카커스 보강재(또는 그 일부분)를 구성하는 모든 플라이의 부분은 타이어의 비드에 배열된 비드 와이어 주위에서 상승(upturn)한다. 이러한 방식으로, 카커스 보 강재는 비드에 정착된다.
플라이 및 조립체를 제조하는 다양한 다른 방법에도 불구하고 제조업에서 종래의 공정의 이러한 형태의 일반적인 채용은 당해 분야의 숙련자들이 공정을 반영하는 용어를 사용하도록 하고, 따라서 특히 "플라이", "카커스", "비드 와이어", 평평한 프로파일로부터 원환 프로파일 등으로 변화를 구성하는 "형상화" 등의 용어를 포함하는 전문어를 일반적으로 채용한다.
그러나, 정확히 말하면 최근에는 전술한 정의에 따라 "플라이" 또는 "비드 와이어"를 포함하지 않는 타이어가 있다. 예를 들어, 유럽특허 EP 0 582 196호는 플라이 형태의 반제품의 도움 없이 제조된 타이어를 개시한다. 예를 들어, 상이한 보강 구조의 코드들이 고무 혼합물의 인접층들에 직접 적용되고, 그 전체가 제조될 타이어의 최종 프로파일과 유사한 프로파일을 직접 얻을 수 있게 만드는 형상을 갖는 원환 코어 상에 연속적인 층들에 적용된다. 따라서, 이러한 경우에는 더 이상 어떠한 "반제품", "플라이" 또는 "비드 와이어"도 없다. 코드 또는 필라멘트의 형태로 하는 보강 트레드 및 고무 혼합물과 같은 기본 제품은 코어에 직접 적용된다. 이러한 코어는 원환 형태의 것임에 따라서, 블랭크는 더 이상 평평한 프로파일로부터 원환체의 형태로 하는 프로파일로 변화시키기 위해 형상화될 필요가 없다.
또한, 이러한 문헌에 설명된 타이어의 실시예의 대부분의 예들은 비드 와이어의 주위에서 카커스 플라이의 "종래의" 상승을 가지지 않는다. 이러한 예들에서, 이러한 형태의 정착은 원주 방향의 필라멘트들이 상기 측벽 보강 구조에 인접하여 배열되고 그 전체가 정착 또는 부착 고무 합성물에 매립되는 배열체로 대체된 다.
중심 코어에 신속하고 효과적이며 간단하게 놓이는데 특히 적합한 반제품들을 사용하여 원환 코어에 조립하기 위한 공정이 또한 있다. 결국, (플라이, 비드 와이어 등과 같은) 특정한 구성적 양태를 생성하기 위한 특정 반제품들과, 필라멘트 또는 스트립의 형태로 하는 보강 트레드 및/또는 혼합물들의 직접적인 적용으로부터 제조되는 다른 것들을 모두 포함하는 혼합물을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에서, 제품의 제조 및 설계의 분야에서 최근의 기술적 개발들을 고려하기 위해, "플라이", "비드 와이어" 등과 같은 종래의 용어는 사용되는 공정의 형태와 독립된 용어 또는 자연스러운 용어들에 의해 유리하게 대체된다. 따라서, "카커스형 보강 트레드" 또는 "측벽 보강 트레드"라는 용어는 종래의 공정에서 카커스 플라이의 보강 코드를 대한 지정으로서, 그리고 통상 반제품이 없는 공정에 따라 제조된 타이어의 측벽의 레벨에서 통상 적용되는 대응 코드로서 유효하다. 이러한 부분을 위한 용어 "정착 영역"은 종래 공정의 비드 와이어 주위의 카커스 플라이의 "통상의" 상승 또는 원주 방향 필라멘트들, 고무 합성물 및 원환 코어에 적용하는 공정으로 생성된 바닥 영역의 인접 측벽 보강재에 의해 형성된 조립체와 동일하게 지정될 수 있다.
본 명세서에서, "코드"라는 용어는 매우 일반적으로 이러한 코드의 재료 및 처리가 어떠한 것이든지, 모노필라멘트 및 멀티필라멘트 또는 케이블, 플라이 얀과 같은 조립체 또는 동등한 형태의 임의의 다른 조립체 모두를 지정한다. 이는, 예를 들어 고무로의 접착을 촉진하기 위하여 표면처리, 코팅 또는 프리사이징(pre- sizing)을 포함할 수 있다. "단일 코드"라는 표현은 조립 없이 단일 요소로 형성된 코드를 나타낸다. 대조적으로, "멀티필라멘트"라는 용어는 케이블, 플라이 얀 등을 형성하기 위해 적어도 2개의 단일 요소들의 조립체를 의미한다.
"코드의 특성들"은 예를 들어 그 치수, 그 조성, 그 특성 및 기계적 성능(특히, 계수), 그 화학적 특성 및 성능 등을 의미하는 것으로 이해된다.
본 명세서에서, 결합 고무의 코드와 층 사이의 "접촉"은 코드의 외부 원주의 적어도 일부가 결합 고무를 구성하는 고무의 조성과 긴밀하게 접촉하는 사실을 의미하는 것으로 이해된다.
종래에는, 카커스 플라이 또는 플라이들이 비드 와이어 주위에서 상승하는 것이 공지되었다. 그 후에, 비드 와이어는 카커스 정착 기능을 수행한다. 따라서, 이는 특히 예를 들어 팽창 압력의 작용 하에서, 카커스 코드에서 전개하는 장력에 저항한다. 본 명세서에 설명된 다른 형태의 배열체는 유사한 정착 기능을 제공하는 것을 가능하게 한다. 또한, 림 상에 비드를 클램핑하는 기능을 수행하도록 종래 형태의 비드 와이어를 사용하는 것이 공지되었다. 본 명세서에서 설명된 배열체의 다른 형태는 또한 유사한 클램핑 기능을 제공할 수 있다.
"측벽들"은 가장 빈번하게 크라운과 비드 사이에 위치된 낮은 굽힘 강도의 타이어의 부분들을 나타낸다. "측벽 혼합체"는 카커스의 보강 구조의 코드들에 대해, 그리고 이들의 결합 고무에 대해 축선 방향으로 외부에 위치된 고무 혼합체를 나타낸다. 이러한 혼합체는 통상 낮은 탄성 계수를 갖는다.
"비드"는 측벽에 대하여 반경 방향으로 내향하여 인접한 타이어의 부분을 나 타낸다.
고무 합성물의 "ME10의 확장 계수"는 표준 ASTM D412에 따라 23℃에서 측정되고, 약 10% 의 확장의 단축(uniaxial) 변형에서 얻어진 시컨트(secant) 확장 계수를 나타내는 것으로 이해된다.
"기초한"이라는 표현은 이하의 구성이 주요 구성부분으로 존재하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
부언하면, "반경 방향 상향" 또는 "반경 방향 상부" 또는 "반경 방향 외부"는 가장 큰 반경을 향하는 것을 의미한다.
카커스형 보강재 또는 보강 구조물은 그 코드가 90°로 배열될 때 반경 방향이지만, 사용된 용어에 따르면 90°에 인접한 각도도 반경 방향이다.
도 1은 바닥 영역, 특히 본 발명에 따른 타이어의 실시예의 제 1 형태의 비드(1)의 바닥 영역을 도시한다. 비드(1)는 림의 플랜지에 기대어 위치되도록 제공되고 형상화된 축선 방향 외부 부분(2)을 포함한다. 부분(2)의 상부 부분 또는 반경 방향 외부 부분은 림 후크에 적합한 부분(5)을 형성한다. 이러한 부분은 도 1에 도시된 바와 같이 종종 외측을 향해 축선 방향으로 만곡된다. 상기 부분(2)은 림 좌면에 기대어 배치되는데 적합한 비드 좌면(4)에서 내측을 향하여 반경 방향 및 축선 방향으로 종결한다. 비드는 또한 사실상 비드 좌면(4)으로부터 반경 방향으로 측벽(6)을 향해 연장하는 축선 방향 내부 부분(3)을 포함한다.
또한, 타이어는 실질적으로 반경 방향 배열체로 양호하게 형상화된 보강 트레드를 구비한 카커스형의 보강재 또는 보강 구조(10)를 포함한다. 이러한 구조는 타이어의 측벽과 크라운을 관통하여 하나의 비드로부터 다른 비드로 연속적으로 배열될 수 있거나, 또는 대안적으로 예를 들어 전체 크라운을 덮지 않고 측벽을 따라 배열된 2개 이상의 부분을 포함할 수 있다.
가능한 한 정확하게 보강 코드들을 위치 설정하기 위해, 예를 들어 내부 공동의 형상을 부과하는 중심 코어와 같은 강성 지지체 상에 타이어를 형성하는 것이 매우 유리하다. 타이어의 프로파일이 형성 중에 변경됨이 없이 최종 위치에 직접 배열된 모든 타이어의 구성물이 완성 구조물에 요구되는 순서로 이러한 코어에 적용된다.
카커스형 보강 구조의 2개의 주요 형태의 정착이 가능하다. 통상, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 정착 영역은 다중 와이어 배열로 형성된 비드 와이어(7)를 포함하고, 보강 구조(10)가 바람직하게는 축 방향으로 내부 측으로부터 시작하여 비드 와이어에 대해 반경 방향 내부를 지난 후에 축 방향 외부 측을 향해 이동하여 비드 와이어 주위에 권취된다. 그 후에, 보강 구조(10)의 자유 단부(110)는 반경 방향 외부로 다시 올라간다. 종래 기술로 공지되고 널리 사용되는 이러한 정착 형태는 공정이 간단하고, 경제적이며 내구성이 우수하다. 비드(1)의 레벨에서 비드 와이어(7) 주위에서의 상기 구조(10)의 상승은 비드에 카커스형 보강 구조를 정착시킨다.
다르게는, 정착 기능은 예를 들어 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 원주 방향 코드의 배열에 기인하여 제공될 수 있다. 바람직하게는 적층체(22)의 형태로 배열된 원주 방향 코드(21)는 각각의 비드에 제공된 정착 코드의 배열체를 형성한 다. 이러한 코드는 바람직하게는 금속제이고, 가능하게는 황동 코팅된다. 다양한 변형은 유리하게는 예를 들어 아라미드, 나일론, PET, PEN 또는 하이브리드와 같은 특성에 있어서 직물이거나 또는 예를 들어 유리 섬유와 같은 다른 특성의 코드를 위하여 제공된다. 각각의 적층체에서, 코드들은 유리하게는 사실상 동심이고 겹쳐진다.
보강 구조의 완전한 정착을 보장하기 위해, 층상으로 된(stratified) 복합 비드가 제조된다. 비드(1) 내에서, 보강 구조의 코드 정렬부들 사이에는 원주 방향으로 지향된 코드(21)가 배열된다. 이는 도면에서와 같이 타이어의 형태 및/또는 필요한 특성에 따라 적층체(22)에, 또는 인접한 복수의 적층체에, 또는 어떠한 적절한 배열체에 배열된다.
보강 구조(10)의 반경 방향 내부 단부 부분은 코드 권선과 협동한다. 따라서, 상기 비드에서의 이러한 부분들의 정착이 실행된다. 이러한 정착을 촉진하기 위해, 원주 방향 코드들과 보강 구조 사이의 공간은 결합 또는 정착 고무 합성물(60)에 의해 점유된다. 또한, 다른 특성을 가지고 복수의 영역을 한정하는 복수의 혼합물, 혼합물의 조합 및 사실상 무한정의 합성 배열의 사용을 위해 제공하는 것이 가능하다. 한정하지 않는 예시로서, 이러한 혼합물의 확장 계수는 10 내지 15 MPa 이상일 수 있고, 몇몇 경우에는 40 MPa 이상이다.
코드들의 배열은 몇 가지 방법으로 배열 및 제조될 수 있다. 예를 들어, 적층체는 유리하게는 몇 개의 타래(turns) 이상의 나선으로, 바람직하게는 가장 작은 직경으로부터 가장 큰 직경을 향해 권취된 단일 코드(사실상 0도에서)로 형성될 수 있다. 적층체는 또한 다른 것 위에 하나가 놓여있는 복수의 동심 코드들로 형성되어, 점진적으로 증가하는 직경의 링이 겹쳐질 수 있다. 보강 코드 또는 코드의 원주 방향 권선들에 스며들도록 고무 혼합물을 첨가하는 것이 필요하지 않다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 다양한 양호한 실시예를 도시한다. 실질적으로 강성의 고무 합성물로 형성된 측벽 삽입부(30)는 측벽의 베이스의 영역과 타이어의 견부 영역 사이에서 실질적으로 반경 방향으로 연장한다. 이러한 삽입부의 주 기능은 저압 또는 심지의 0의 압력에서 사용될 때 타이어가 특정 하중을 지지할 수 있도록 하는 것이다.
도면이 큰 치수의 삽입부를 도시하지만, 유사한 기능이 사실상 상이한, 특히 보다 작은 크기의 하나 이상의 삽입부에 의해 제공될 수 있다.
측벽의 큰 부분에서, 삽입부(30)는 측벽의 벽의 전체 두께의 50% 이상의 폭을 차지한다. 다른 도면들에서, 측벽의 상이한 비대칭 배열이 도시되었으며, 측벽들은 일반적으로 차량의 내측에 위치되도록 의도된 내부 측벽(61), 및 차량의 외측에 위치되도록 의도된 외부 측벽(62)을 포함하고, 내부 및 외부 측벽은 반경 방향으로 외측을 향해 트레드(70)를 결합하고, 각각의 상기 측벽은 측벽 삽입부(30), 즉 내부 측벽(61)에 있는 내측 삽입부(31), 및 외부 측벽(62)에 있는 외측 삽입부(32)에 의해 보강되고, 상기 삽입부(31, 32)들은 팽창 압력이 상당히 감소되거나 0인 상황에서 차량의 중량의 부분에 상응하는 하중을 측벽들이 견딜 수 있게 하는 고무 합성물로 형성되고, 내부 측벽(61)(특히, 이러한 측벽의 삽입부(31))은 외부 측벽(62)(특히, 이러한 측벽의 삽입부(32))보다 실질적으로 보다 높은 계수를 갖는 다.
도시된 다른 예들에서, 크라운 보강재(80) 및 비드는 보강 구조(10)를 유지하여 주요 구조 요소를 완성할 수 있는 정착 영역(90)을 추가로 포함한다.
외측 삽입부(32)와 내측 삽입부(31)들은 동등하지 않은 수의 영역들로 세분된다. 도 1 내지 도 5의 실시예의 예들에서, 외측 삽입부(32)는 내측 삽입부(31) 보다 많은 수의 영역들을 포함하고, 외측 삽입부(32)는 적어도 2개의 영역을 포함한다.
도 1의 예에서, 외부 측벽의 2개의 영역들은 주어진 계수의 축선 방향 외부 영역(34), 및 그 계수가 보다 낮은 축선 방향 내부 영역(35)으로 이루어진다.
도 2 내지 도 5의 실시예의 예들에서, 외측 삽입부(32)는 3개의 영역(33, 34, 35)들을 포함하고, 이러한 3개의 영역은 사실상 가장 높은 계수를 갖는 중앙 영역(33), 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역(35), 또한 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 외부 영역(34)으로 구성된다. 축선 방향 내부 영역(35)의 계수는 바람직하게는 축선 방향 외부 영역(34)의 계수보다 크다.
하나의 변형예에 따라서, 축선 방향 외부 영역(34)의 계수 및 축선 방향 내부 영역(35)의 계수는 실질적으로 동일하다.
유사하게, 도 5 및 도 6의 실시예의 예들에서, 내측 삽입부(31)는 예를 들어 주어진 계수의 축선 방향 외부 영역 및 보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역과 같은 적어도 2개의 영역을 포함한다.
도시되지 않은 변형예에 따라, 내측 삽입부는 예를 들어, 실질적으로 가장 높은 계수를 갖는 중앙 영역, 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역, 및 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 외부 영역과 같은 3개의 영역을 포함한다.
삽입부(30)에 대해 축선 방향으로 내부에 있는 실질적으로 불침투성인 고무 합성물(40)은 유리하게 실질적으로 타이어의 모든 내부 부분들 이상 연장한다. 불침투성 층이 가장 내측이기 때문에, 모든 다른 층은 이에 따라 생성되는 장벽 효과의 이점이 있다. 이러한 층의 혼합물은 유리하게는 부틸 고무에 기초한다. 표 1은 이러한 혼합물의 주요 구성 요소의 명세를 제공한다. 우리는 더욱이 이러한 혼합물의 비교적 낮은 확장 계수를 나타내야 한다.
실시예의 다양한 예들에 예시된 바와 같이, 층(40)은 바람직하게는 비드의 축선 방향 내측 부분에 정착된다. 이러한 결과적인 정착 부분(41)은 어떠한 초기 크랙 또는 분리 등에 대해 효과적인 보호를 제공한다.
결합 혼합물의 층(50)은 불침투성 층(40)과 삽입부(30) 사이에 배열될 수 있다. 이러한 층은 둘러싸는 2개의 형태들의 재료, 즉 한편으로 낮은 팽창 계수의 불침투성 층(40) 및 상당히 높은 팽창 계수의 삽입부(30)와 비교되는 실질적으로 중간인 팽창 계수의 고무 합성물로 형성된다.
층(50)은 유리하게는 하나의 비드로부터, 크라운 영역을 포함하는 다른 비드로 연장한다. 그 밖에, 이러한 층은 각 측벽 상의 삽입부의 전체 높이 위로 연장하고, 크라운 영역에서 차단된다.
카커스형 보강 구조(10)는 바람직하게는 상기 삽입부(30)에 인접한 바람직한 코스를 따르는 측벽을 따라 진행한다. 따라서, 도 1 및 도 2에서, 상기 구조(10) 는 삽입부(30)에 대해 축선 방향으로 외부에 놓이게 되고, 유리하게는 측벽의 코스의 보다 큰 부분 위에서 삽입부와 직접 접촉하여 진행한다.
보강 구조 및 삽입부 사이의 직접 접촉은 측벽의 기계적 강도 특성 및 강성을 최적화하는 것을 가능하게 만든다.
표 1은 타이어의 상이한 요소에 사용되는 고무 조성, 바람직한 범위의 두께 및 이러한 재료의 여러 가지 특성을 나타내는 예들 나타낸다.
표 1( phr : 탄성중합체의 100 중량부당 중량부 )
내부층 결합층 측벽 삽입부 중간층
성분 A 부틸 고무 (IIR) 40~100 phr (NR 또는 IR)* 40~100 phr (바람직하게 >55%) (NR 또는 IR)* 20~100 phr (NR 또는 IR)* 40~100 phr
성분 B (NR 또는 IR)* 0~60 phr SBR 0~60 phr SBR 0~50 phr SBR 0~60 phr
성분 C SBR 0~60 phr BR 0~60 phr BR 0~80 phr BR 0~60 phr
계수(MPa) 1.5~3.5 2~4 5~13 2~4
바람직한 두께 (mm) 0.5 내지 1.2 사이 0.4 내지 2 사이, 바람직하게 0.6~1.2 3 내지 20 사이, 바람직하게 5~14 0.2 내지 1.5 사이**
* 천연 고무 또는 높은 cis- 1,4 연동기 함량을 갖는 합성 폴리이소프렌
** 두께는 구조(10)의 코드(그리고 코드들의 사이가 아닌)의 외부 부분(또는 배면)으로부터 측정된다.
마지막으로, 한정하지 않는 예시로써, 다양한 혼합물 제제의 몇몇 실례가 기재된다.
각각의 측벽 삽입부를 형성하는 고무 조성
이하의 혼합 제제는 탄성중합체의 100 중량부당 중량부이다.
천연 고무: 35 phr
폴리부타디엔: 65 phr
카본 블랙 N660: 65 phr
"6PPD": 3 phr
황: 2.5 phr
"CBS": 3.5 phr
산화 아연: 3 phr
스테아르산: 3 phr
여기서, "6PPD"는 모두 산화방지제 및 오존화방지제인 촉매 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민이다.
"CBS"는 가황 처리 가속제인 N-사이클로헥실-벤코티아질-설퍼나미드이다.
결합층을 형성하는 고무 조성
이하의 혼합 제제는 탄성중합체의 100 중량부당 중량부(phr)이다.
천연 고무 75 phr
스티렌/부타디엔 공중합체 25 phr
카본 블랙 N660: 45 phr
아로마 오일: 5 phr
"6PPD" 1 phr
황: 2 phr
"CBS": 1 phr
산화 아연: 3 phr
스테아르산: 1 phr
개선된 산소 정착을 갖는 결합층
이하의 혼합 제제는 탄성중합체의 100 중량부당 중량부(phr)이다.
천연 고무 75 phr
스티렌/부타디엔 공중합체 25 phr
카본 블랙 N660: 45 phr
아로마 오일: 5 phr
"6PPD" 1 phr
황: 3.5 phr
"CBS": 1 phr
산화 아연: 7 phr
스테아르산: 1 phr
코발트염 0.2 phr
또는,
천연 고무 75 phr
스티렌/부타디엔 공중합체 25 phr
카본 블랙 N660: 45 phr
아로마 오일: 5 phr
"6PPD" 1 phr
황: 3.5 phr
"CBS": 1 phr
산화 아연: 7 phr
스테아르산: 1 phr
철염 0.02 phr
여기서, "phr"은 탄성중합체의 중량 퍼센트를 나타낸다.
본 발명에 따른 불침투성 층이 예를 들어 할로부틸 고무(XIIR) 또는 파라메틸스티렌/이소부틸렌 공중합체와 같은 부틸 고무(IIR) 이외의 탄성중합체를 기초로 한 고무 합성물로 형성될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
본 발명에 따른 타이어의 산업적 제조는 여러 가지 형태의 공정을 사용하여 수행될 수 있다. 유리하게는, 중심 코어를 두는 원리는 고무 혼합물 및 보강 트레드(코드)와 같은 구성 요소들의 개별적으로 준비하거나, 다르게는 보강 고무판과 같은 반제품을 준비하는 것을 허용하도록 사용된다.

Claims (10)

  1. 베이스가 림 좌면에 장착되도록 의도된 비드에서 타이어의 각 측부에 정착된 적어도 하나의 카커스형 보강 구조를 포함하고, 상기 비드들의 각각은 차량의 내측에 위치되도록 의도된 내부 측벽 및 차량의 외측에 위치되도록 의도된 외부 측벽의 측벽들의 형태로 실질적으로 반경 방향 외측으로 연장하며, 내부 및 외부 측벽들은 반경 방향 외측을 향해 트레드와 결합하고, 상기 카커스형 보강 구조는 상기 비드로부터 상기 측벽 및 크라운 보강재를 향하여 원주 방향으로 연장하며, 상기 비드들의 각각은 보강 구조를 유지하는 것을 허용하는 정착 영역을 부가적으로 포함하고, 각각의 상기 측벽은 측벽 삽입부, 즉 내부 측벽에 있는 내측 삽입부, 및 외부 측벽에 있는 외측 삽입부에 의해 보강되고, 삽입부들은 팽창 압력이 상당히 감소되거나 0인 상황에서 차량의 중량의 부분에 상응하는 하중을 측벽들이 견딜 수 있게 하는 고무 합성물로 형성되고, 내부 측벽은 외부 측벽보다 상당히 높은 계수를 가지며, 외측 삽입부와 내측 삽입부들은 동등하지 않은 수의 영역들로 세분되는 확장된 이동성 주행에 적합한 타이어.
  2. 제1항에 있어서, 외측 삽입부는 내측 삽입부보다 많은 수의 영역들을 포함하는 이동성 주행에 적합한 타이어.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 외측 삽입부는 적어도 2개의 영역을 포함하 는 이동성 주행에 적합한 타이어.
  4. 제 3 항에 있어서, 2개의 영역들은 소정 계수의 축선 방향 외부 영역 및 보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역으로 이루어진 이동성 주행에 적합한 타이어.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 삽입부는 3개의 영역들을 포함하는 이동성 주행에 적합한 타이어.
  6. 제5항에 있어서, 3개의 영역들은 상당히 가장 높은 계수를 갖는 중앙 영역, 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 외부 영역, 및 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역으로 이루어진 이동성 주행에 적합한 타이어.
  7. 제 6 항에 있어서, 축선 방향 내부 영역의 계수는 축선 방향 외부 영역의 계수보다 큰 이동성 주행에 적합한 타이어.
  8. 제 6 항에 있어서, 축선 방향 외부 영역의 계수 및 축선 방향 내부 영역의 계수는 실질적으로 동일한 이동성 주행에 적합한 타이어.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 내측 삽입부는 소정 계수의 하나의 축선 방향 외부 영역 및 보다 낮은 계수의 하나의 축선 방향 내부 영역의 적어도 2개의 영역들을 포함하는 이동성 주행에 적합한 타이어.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 내측 삽입부는 실질적으로 가장 높은 계수를 갖는 중앙 영역, 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 내부 영역 및 중앙 영역보다 낮은 계수의 축선 방향 외부 영역의 3개의 영역들을 포함하는 이동성 주행에 적합한 타이어.
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