KR20070057068A - 아치형상의 견부를 가지는 탄성 타이어 - Google Patents

Abstract

림에 장착하기 위한 아치형 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어가 측벽 및 트레드아래 영역의 동일한 두께를 가지는 타이어 트레드 아래에 센터링되는 원형 공동을 포함하는 스핀 캐스팅 또는 몰딩 방법으로 제조된다.

트레드는 더 큰 두께를 가지는 측벽 상부 단부가 교차하는 숄더로 외부에서 경사지고 측벽 하부 단부는 내부로부터 외부 표면으로 외부로 경사지는 측벽 단부의 표면으로부터 선택된 거리로 각각 이격된 비드를 포함한다.

상기 플라이 위의 타이어 주위에 끼워진 벨트와 비드 주위를 감싸는 단부를 가지는 타이어를 가로질러 연장되는 플라이와 타이어가 형성되는 동안 탄성 중합체 물질의 흐름이 지나가도록 플라이층과 벨트사이에 끼워진 다공성 스페이서를 포함한다.

타이어, 스핀 캐스팅

Description

아치형상의 견부를 가지는 탄성 타이어{ELASTOMERIC TIRE WITH ARCH SHAPED SHOULDERS}

본 발명은 휠의 구성요소로써 림에 장착되는 비공기식 타이어에 관한 것으로 특히, 대기압 하에서 안전하게 설계 하중을 지지하는 능력을 타이어에 부여하기 위해 형성된 중심 원형 공동을 가지는 탄성 중합체 물질로부터 바람직하게는 스핀 캐스팅 방법으로 형성되는 타이어에 관한 것이다.

본 발명은 단순한 설계로 이루어지는 새로운 운송용 타이어에 관한 것이며 화물차 타이어 산업에 주요한 개선을 구성한다. 낮은 여압을 가지는 본 발명의 타이어는 본 발명의 타이어와 같은 분야에서 사용되는 종래의 기압식 타이어에 비해 개선된 탑승 및 마모 특성을 가진다. 본 발명의 타이어는 공기가 없거나 낮은 공기압을 가질지라도 완전히 공기로 채워진 같은 크기의 기압식 타이어의 하중 지지능력과 균등한 능력을 제공하는 내재적인 하중 지지능력을 가진다.

본 발명의 타이어는 운전자가 공기가 있거나 없는 차량을 서비스 영역으로 이동할 수 있도록 시간당 50마일 및 그 이상의 다수 마일을 운행하기 위해 차량에 장착되는 하중 베어링 지지수단을 제공한다.

고체 고무 타이어 및 림을 공개하고 있는 영국특허 제 2, 357호를 시초로 중 합체이고 고체이며 공동이 없는 비공기식 타이어는 1978 초반부터 수십년동안 사용되어 왔다.

비록 상기와 같은 고무 타이어가 미국특허 제 450,816호 및 464,767호에 나타난 바와 같은 내부 공동을 포함하도록 형성되었으나 상기 타이어에는 측벽과는 다른 균일한 두께, 숄더 및 특정 두께 관계를 가지는 쓰레드하의 섹션이 도시된 미국특허 제 464,767호의 일부휠에 공동을 가지는 외부표면 및 본 발명에서 요구되는 바와 같이 림 상부 변부를 연결하기 위해 형성되는 비드위의 타이어 섹션과 더불어 본 발명에서와 같이 다른 하중을 운반하기 위해 타이어 숄더에 대한 타이어 내부와 외부 벽두께 사이의 관계, 타이어 숄더 두께로부터 타이어 트레드(tread) 아래의 두께에 대한 관계가 고려되지 않았다.

공동을 가지는 고체 고무 타이어가 또한 미국 특허 제 612,583호; 제 684,157호 및 제 1,670,446호에 공지되어 있는 한편, 상기 특허들의 공동은 원형 또는 변형된 원형이며 이들은 본 발명에서 요구되는 바와 같이 측벽이 림 변부로 지지되는 실시예의 관계를 포함하지 않는다.

또한, 미국 특허 제 1,014,318호는 도 1에서 림 형상에 대한 특허와 더불어 림의 훅 단부들사이에서 유지되는 타이어 측벽 단부와 함께 아치형상의 공동을 가지는 타이어를 도시하는 한편, 내부 및 외부 벽사이의 벽두께, 숄더 및 트레드 아래의 섹션에 관련되는 하중지지 능력사이의 관계에 대한 서술이 없다.

마지막으로, 공동은 미국 특허 제 3,948,30호, 제 5,524,913호, 제 5,988,764호, 제 6,145,937호, 제 6,186,598호 및 제 6,318,428호의 휠에서 나타나 고 있으나, 상기 특허들은 림에 타이어를 장착하는데 관한 것이거나 미국특허 제 2,779,380호와 같이 튜브가 없는 타이어, 미국특허 제3,329,192호와 같이 장착되는 크로스바 타이어에 관한 것 또는 미국특허 제 6,279,631호와 같이 저압 타이어에 관한 것이며 이들 특허에는 독특한 형상의 내부공동과 관련하여 도시된 바와 같은 타이어와 휠배치의 하중지지 능력에 대한 서술은 발견할 수 없다.

오직 본 발명만이 유일하게 완전히 공기로 채워진 종래의 기압식 타이어와 같이 저압상태에서 하중지지 능력을 제공하기 위해 림 변부에 지지되는 보호된 비드위에 위치한 측벽 단부와 독특한 형상의 원형 공동을 가지는 탄성타이어의 하중 지지능력을 서술하고 있다. 본 발명의 타이어는 시간당 50마일 및 그 이상의 속력에서 상당한 거리로 주위 또는 대기압에서 차량을 안전하게 지지하는 하중 지지능력을 유지한다.

상기 특허들의 다수는 또한 예를 들어 영국특허 제 3,432호, 제 20,186호 및 제 27,224호, 프랑스 특허 제 338,920호와 제 367,981호 및 미국특허 제 1,056,976호, 제 1,178,887호, 제 3,533,662호 및 제 5,229,047호와 같이 역시 비공기식 타이어 및 타이어와 림의 조합을 포함하나 본원 발명과 같은 원형 공동을 가지는 타이어를 보여주지는 못하고 있다. 또한, 중심 공동을 포함하지 않는 비 기압식 타이어는 이미 본원발명자에 의해 공동 발명된 미국특허 제 4,855,096호, 제 4,943,323호, 제 5,906,836호 및 제 6,165,397호에 나타나고 있다. 현재 출원중인 미국특허 제 10/412,471호(2003년 4월 9일)는 본 발명의 타이어의 독특한 공동 형상을 보여주지 못하고 있다.

부가적으로, 아치 형상이 아닌 내부 공동을 포함하는 비공기식 타이어를 커버하는 다른 이전의 특허는 미국특허 제 1,194,177호 및 제 1,670,721호와 더불어 영국특허 제 11,800호 및 제 14,997이다. 상기와 같은 공동은 타이어에 림에 끼워지도록 하기 위해 타이어의 측벽과 비드 섹션을 압축하도록 설계되고, 여기서 상기 공동은 미국 특허 제 1,004,480호 및 제 1,004,481호에서 나타난 바와 같이 본 발명과 같은 캐스트 타이어를 가지지 않는다. 이러한 고체 비공기식 타이어는 본 발명과 같이 타이어가 벽 두께에 좌우되는 하중지지 능력을 가지도록 독특한 형상의 원형 공동을 가지지 못한다. 마찬가지로, 미국 특허 제 1,707,014호, 제 1,940,077호 및 제 3,888,291호에 나타난 타이어는 본 발명과 같이 타이어가 대기압으로 감압될 때 하중 지지를 제공하지 못한다.

물론 상술한 종래기술 특허의 일부에서 나타난 바와 같은 비 기압식 타이어가 잘 펑크가 나지 않는 장점이 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, 지금까지, 상기와 같은 장점은 고무 우레탄 또는 이와 유사한 것으로 형성되는 것을 차치하고 고체 타이어가 무거운 하중을 지지할 때 이력현상에 따른 휨을 통해 열이 발생한다는 사실과 마찬가지로 기압식 타이어에서 나타나는 쿠션 및 충격 흡수 특성을 넘어서지는 못한다. 기압식 타이어는 일반적으로 비 공기의 타이어보다 더 적은 질량을 가지고 그 내부 공동은 열을 발산하는 성질을 가진다. 본 발명의 타이어는 림형상에 따라 공기를 보유할 수 있고 따라서 열린 내부를 가지는 기압식 타이어와 같이 무거운 하중을 받을 때 생성되는 열로 손상받지 않는 독특한 형상의 원형 공동을 포함하는 스핀 캐스팅 방법으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 독특한 형태의 공동은 타이어 숄더와 측벽을 통해 트레드로부터 타이어가 장착되는 림으로 균일하게 하중을 전달하는 타이어를 제공한다. 저압으로 공기가 들어가있을 때 타이어가 유지하는 하중은 벽과 림의 타이어으로서의 로드는 유지할 것이다 압력이 숄더에서 벽과 림의 접합점으로부터 각 숄더까지 및 트레드 아래의 타이어의 폭 또는 두께와 에 의해 결정되며, 더 큰 하중을 유지하기 위해서 필요하면, 상기 두께가 균일하게 증가하고 타이어에 구멍이 나지 않았다면, 타이어는 더 큰 압력으로 공기가 채워질 수 있다. 타이어의 공기가 빠지는 경우에는 상당한 거리를 최소한 시간당 50마일 이상의 속력으로 설계 하중을 지지한다. 또한 일부 적용을 위해 필요하지 않을 수는 있으나 본 발명의 타이어는 림위에 이를 유지하는 비드를 포함하는 것이 바람직하며, 이송 타이어로 사용하기 위해 측벽 플라이(plies) 및 제조공정동안 타이어 내에 포함될 수 있는 벨트 또는 벨트로 보강된 트레드를 포함할 수 있다.

본 발명의 주요 목적은 낮은 공기압에서 차량을 지지할수 있고, 시간당 50마일 이상의 속력으로 상당한 거리동안 공기 없이 하중을 안전하게 지속적으로 지지하는 주조방법, 바람직하게는 스핀 캐스팅으로 형성된 탄성 중합체 타이어를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공동이 타이어 트레드아래에 센터링되는 독특한 형상의 원형 공동을 포함하고, 측벽과 같은 트레드아래의 영역을 포함하며, 타이어 숄더에서 증가된 두께를 가지는 구조를 제공하는 몰딩 방법, 특히 스핀 캐스팅으로 형성된 타이어를 제공하기 위한 것으로, 타이어 트레드로부터 측벽을 통해 림으로 하중을 안전하게 전달하고 저압에서 하중을 받는 타이어를 지지하며, 주위 또는 대기압에서 원형 공동내에 공기와 더불어 시간당 50마일 이상의 속력으로 상당한 거리를 설계하중을 지속적으로 지지하는 타이어를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 중심 원형 공동을 가지는 탄성 중합체 타이어를 제공하기 위한 것으로, 여기서 타이어 측벽이 균일한 두께 및 타이어 숄더에서 제 1 두께부터 제 2 두께까지 외부로 테이퍼형상을 가지고, 상기 원형 공동은 그 다음 타이어 트레드 아래의 타이어 영역을 가로질러 계속되는 제 1 두께의 후방에 타이어 트레드 아래의 영역과 숄더 접합부의 곡선에서 내부로 테이퍼형상을 가진다.

본 발명의 또 다른 목적은 원형 공동이 형성되고 타이어 측벽과 트레드 아래의 타이어 영역이 같은 균일한 두께를 가지고 그 두께가 각 숄더주위의 균일한 제 2 두께에 타이어 숄더가 연결되는 곡선에서 증가하며 제 1 및 제 2 두께가 타이어가 운반하도록 설계되는 기대 하중을 위해 선택되는 탄성 중합체 타이어를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 몰딩 방법 특히 스핀 캐스팅으로 형성된 탄성 중합체 타이어를 제공하기 위한 것으로, 크기 범위에서 상기 타이어는 단부를 연결하는 측벽 림내에 둘러싸인 비탄성 비드를 가지고, 압력이 가해지지 않을 때 측벽과 트레드 두께 아래의 영역에 의해 좌우되는 내재적인 강도를 가지며, 타이어 숄더의 두께는 타이어에 의해 운반되는 하중을 지지하고, 저압으로 공기가 채워질 때 같은 하중을 운반하도록 구성된 기압식 이송 타이어의 성능에 필적하거나 개선된 성능을 가진다.

본 발명의 또 다른 목적은 비드가 측벽 림 단부에서 둘러싸이고 내재적인 하중 지지특성이 타이어 몰드 내에 위치되고 타이어가 캐스팅되는 동안 타이어 내에 둘러싸여지는 플라이(plies) 및 벨트를 포함함으로써 강화되는 타이어를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 캐스팅 공정에서 주위의 마감된 타이어내의 플라이, 벨트 및 비드를 둘러싸는 흐름을 수용하기 위해 공동 몰드의 맨드렐 표면에서 공간적으로 이격된 관계로 유지되는 레이욘 똔느 코튼 코드로 형성되는 플라이이 및 벨트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 스핀 캐스팅 공정 또는 본 발명자가 공동 발명자이며 본 발명의 타이어를 형성하기 위해 적절한 개선점을 가지는 미국특허 제 4,855,096호, 제 4,943,323호, 제 5,906,836호 및 제 6,165,397호에서와 같은 공정으로 천연 또는 합성 고무, 우레탄 또는 이와 유사한 것으로부터 몰딩공정, 바람직하게는 스핀 캐스팅 공정으로 형성되는 독특한 탄성 중합체 타이어에서 달성된다. 스핀 캐스팅이 처리되는 몰드는 비드, 플라이 및 벨트를 포함하는 타이어를 형성하도록 몰드가 스핀됨에 따라 내부로 향하는 우레탈 물질의 흐름을 수용하기 위해 비드 플라이 및 벨트 또는 몰드내에 지지되는 벨트의 패키지를 수용할 수 있다. 형성된 타이어는 그내부에 원형 공동을 가지며 여기서 측벽과 트레드 아래의 타이어 영역이 같은 두께이고 상기 두께는 트레드 아래 영역 또는 타이어 숄더와 측벽의 곡선 교차점에서 증가한다. 실제로, 마감된 타이어에서 트레드 영역의 중심으로 향하는 약 1200 파운드의 하중을 지지하기 위해 대략 0.700인치의 측벽 및 트레드 두께 아래의 영역과 약 0.0800 인지의 숄더 두께가 소요된다. 상기 측벽과 트레드 아래 영역과 숄더 두께는 트레드의 중심으로 향하는 약 2000파운드의 하중을 지지하기 위해, 0.125 인치에서 각각 0.825 인치 및 0.925 인치 두께로 증가되고, 트레드의 중심으로 향하는 약 3000파운드의 하중을 지지하기 위해 측벽에 대해 0.100, 그리고 숄더에 대해 0.077-0.100, 전체적으로 0.925 및 1000-1025 인치로 증가한다.

본 발명의 타이어는 타이어 측벽을 지지하는 림의 상부를 연결하는 셀프(shelf)를 제공하는 림 후크 단부 연결 섹션으로부터 내부로 테이퍼지는 림 연결 벽 단부내에 각각 둘러싸이는 원형 비드 쌍을 포함하는 것이 바람직하다. 측벽과 함께 하부 단부는 림에 꼭 맞게 끼워지도록 형성되어 내부 밀봉을 제공하여 공기가 외부로 나가는 것을 차단한다. 실제로, 15-20 psi의 낮은 압력으로 공기가 채워져 림 위로 끼워질 때 비드와 함께 제조되는 타이어는 종래의 기압식 타이어정도의 탑승감 및 마모 품질을 제공하며 하중에 따라 더 고압으로 공기가 채워질 수 있다. 압력손실이 발생할 때 상기 타이어는 시간당 50마일 이상의 속력으로 진행하기 위해 설계 하중을 유지한다.

물론, 타이어는 또한 더 큰 하중지지 강도를 부여하기 위해 플라이와 하나이상의 벨트를 포함할 수 있다. 상기 플라이와 벨트 또는 벨트는 실제로 아직도 타이어 하중 운반 능력을 유지하는 동안 측벽, 트레드 아래 영역 및 숄더 두께를 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명의 다른 이익과 장점은 당업자에게 명백하며, 하기에 상세히 설명된다. 본 발명은 본 명세서에 서술되는 바람직한 실시예와 첨부된 도면에 도시되는 특정 부분과 부분의 배치에서 물리적 형태를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 타이어가 장착된 고성능의 스포츠카의 우측면과 후방단부를 도시하는 사시도.

도 2는 도 1의 스포츠카의 후방 타이어의 측면과 상부를 도시하는 사시도.

도 3A는 타이어 측벽의 두께를 T1으로 및 타이어 숄더의 두께를 화살표 T2로 도시하는 도 2의 3A-3A 선을 따른 본 발명의 타이어의 단면도.

도 3B는 타이어의 트레드 부분의 중심에 적용되는 1200파운드의 힘을 큰 화살표 A로 도시하는 도 3A와 유사한 도면.

도 3C는 타이어의 트레드 부분의 중심에 적용되는 2000파운드의 힘을 큰 화살표 B로 도시하는 도 3A와 유사한 도면.

도 3D는 타이어의 트레드 부분의 중심에 적용되는 3000파운드의 힘을 큰 화살표 C로 도시하는 도 3A와 유사한 도면.

도 4는 T1 및 T2에 추가된 두께의 증가(+0.025) 및 타이어 트레드 부분의 중심으로 가해지는 힘(화살표 B)에 의해 형성된 곡선의 펴짐을 도시한다.

도 5는 T1 및 T2에 추가된 두께의 증가(+0.325) 및 타이어 트레드 부분의 중심으로 가해지는 힘(화살표 C)에 의해 형성된 곡선의 펴짐을 도시하는 도 3D와 유사한 도면.

도 6은 탄성 중합체 물질로 형성되고 도면에서 줄무늬로 표시된 도 1의 타이 어의 확대도이며, 트레드를 포함하여 도시되는 타이어의 상부와 함께 플라이층과 벨트사이에 결합된 스페이서를 가진 플라이, 벨트 및 비드를 포함하여 타이어를 도시한다.

도 7은 도 6의 타이어의 트레드의 평면도이다.

도 8은 타이어 하중과 타이어 측벽 두께를 비교하는 그래프.

도 9는 림에 결합되는 도 6의 타이어의 비드의 확대단면도.

도 10은 도6의 타이어 섹션의 측단면의 분해사시도.

본 발명의 자동차 타이어(10)는 도 1에 도시된 바와 같은 스포츠 카(11)의 후방 휠 림(rear wheel rim)(12)에 장착된 상태로 도 2에 도시된다. 상기 타이어(10)는 본 발명의 공동 발명자의 미국 특허 제 4,855,096호, 제 4,943,323호, 제 5,906,836호 및 제 6,165,397호에 기술된 장치와 방법 특허와 같은 스핀 캐스팅 방법(spin casting method)을 이용하는 우레탄 물질과 같은 탄성 중합체 물질로 제조된 캐스팅(casting) 또는 바디(body)를 포함한다.

비록 본 발명이 천연 또는 합성 고무를 포함하는 그 외의 탄성 중합체 물질로 제조되고, 액체 형태의 우레탄 또는 고무 물질이 몰드로 부어지는 몰딩(molding) 또는 몰드에서와 같이 물질이 타이어 형태로 압착되는 고무 물질의 가압 몰딩(pressure molding)을 포함하는 상기 미국 특허들과는 다른 장치와 방법에 의하여 제조될 수 있거나 유사한 공정 또는 절차가 본원발명의 타이어를 형성하는데 채용될 수 있을지라도 이는 상술한 공개 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한 다.

따라서 본 발명은 설계 하중을 지지하기 위한 하중 지지 구조 강도(load bearing structural strength)가 제공되는 트레드(tread, 14) 아래 영역, 숄더(shoulder)(15) 및 대향한 타이어 측벽(13)의 선택을 포함하는, 도 3A에 도시된 바와 같이, 림(12)위에 타이어(10)를 장착하기 위한 배치와 원형 내부 공동을 포함하는 특유의 타이어 형상에 관한 것이며, 제조 시 사용되는 특정 물질과 제조 방법에 관한 것은 아니다. 도시된 바와 같이, 원형 공동(annular cavity)은 동일한 두께의 측벽(13)과 타이어 숄더(15)에서의 두께보다 약간 큰 트레드(14) 아래 영역을 포함한다.

비탄성이고 꼬인 강철 와이어로 형성된 연속적인 루프인 비드(bead)(16)는 림(12)내의 타이어 측벽 비드 단부를 장착하기 위해 각 타이어 측벽 단부(17)내에 둘러싸지는 것이 바람직하다. 배열된 타이어(10)에는 하중이 트레드(14) 아래 영역 위에서 타이어 트레드로 향하고, 압축 하중이 숄더(15)를 통하여 측벽(13)과 타이어 측벽의 단부(17)로 향하여 전달되며, 타이어(10)는 림(12)에 장착된다.

도 3A 내지 도 5에 도시된 타이어의 정면도에 도시된 바와 같이, 타이어(10)의 원형 공동 구조는 타이어(10)의 하중 지지 능력을 가지며, 여기서 타이어 측벽(13)과 트레드(14)아래 영역은 도 3A 에서 T1으로 도시된 바와 동일한 두께를 가지며, 상기 타이어는 타이어 숄더(15)를 가로지르는 더 큰 두께 T2를 가진다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 화살표 B와 C로 도시된 하중은 도 3B에 도시된 가해진 하중 A보다 크며, 트레드(14) 아래 영역과 측벽(13)에서의 타이어 두께, T1과 숄더(15)에서의 두께 T2는 증가된 하중을 수용하도록 증가되어진다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하중 B와 하중 C가 증가됨에 따라, 상기 두께 증가는 타이어(10)의 안정성을 유지시키며, 하중 A에 대하여 트레드(14) 아래 영역의 휨(flexure)은 하중 A에 대해 도 3B에 도시된 바와 같고, 타이어 숄더(15)의 호(arc) 둘레의 두께와 트레드(14) 아래 영역 및 타이어 측벽(13)의 두께의 관계는 도 8의 그래프에 도시된다.

실질적으로, 그래프에 도시된 바와 같은 하중 지지특성을 가지는 타이어를 생산하기 위해, 도 3A의 1200 파운드의 하중을 지지하는 타이어를 위해, 측벽(13)과 트레드(14) 아래 영역의 두께 T1은 대략 0.7인치이고, 숄더(15)의 두께 T2는 대략 0.8인치로 형성되며, 0.05 인치 내지 0.015인치가 가감된다.

도시된 바와 같이, 안정성을 구현하기 위해 도 4 및 도 5의 타이어는 2000파운드와 3000파운드의 하중 B와 C를 각각 지지하며, 타이어 측벽(13)과 트레드(14) 아래 영역과 숄더(15)의 두께 T1과 T2는 대략 2000파운드의 하중을 지지하기 위해 0.125인치가 증가되고, 대략 3000파운드의 하중을 지지하기 위해 0.225인치가 각각 증가된다. 플라이(ply)와 벨트(belt)가 없으며, 오직 비드(bead)만을 가지는 배치된 타이어(10)는 심지어 압력 하에서 타이어(10)의 공기가 빠지는 경우에도 타이어 안정성을 유지하기에 충분한 하중 지지 능력을 나타낸다.

타이어의 고리 모양의 공동에서 공기압이 대기압으로 감소될지라도 여전히 타이어(10)는 하중 지지 능력을 보유할 것이며, 타이어(10)는 알맞은 속도로 타이어가 교체되거나 수리될 수 있는 상당한 거리까지 이동할 수 있도록 차량을 지지한 다. 테스트에서 1200 파운드의 설계 하중을 지지하는 본 발명의 타이어(10)는 원형 챔버에 공기가 제거된 상태로 시간당 80 마일을 갈 수 있다.

실질적으로, 타이어는 하중 운반 능력(load carrying capability)을 제공하기 위해 15 내지 20 Psi 사이의 공기압이 제공되는 것이 바람직하며, 종래의 기압식 타이어에는 대략 45 내지 50 PSI의 공기가 제공된다. 그러나 원형 공동으로부터 공기가 제거되고, 심지어 타이어의 내부가 대기압의 상태로 형성된다고 할지라도, 타이어(10)는 대략 시간당 50 마일의 속도로 상당한 거리까지 하중을 운반한다.

지금까지 공동이 형성된 타이어는 상기 타이어(10)의 공동과 유사한 특정 형태의 공동이 이용되지 않았으며, 본 발명에서, 타이어의 하중 지지 능력은 타이어 숄더(15)에서의 두께 T2와 타이어의 측벽(13)과 트레드(14)에서 타이어 두께 T1에 직접적으로 관련된다. 도 3C 및 도 3D의 타이어에서 도시된 바와 같이, 적절한 두께를 가진 타이어로 향하는 하중은 타이어를 불안정화(destabilize)시키기 않으며, 이러한 타이어의 불안정화는 타이어 트레드 영역(15)의 휨(flexure)으로 도시된다. 그러나 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 도시된 T1과 T2를 포함하는 적절한 벽 두께로 타이어의 측벽, 트레드 및 숄더 아래 영역을 증가시킴에 따라 타이어(10)는 더욱 큰 하중에서도 안정성을 나타낸다.

측벽(13), 타이어(14) 아래 영역 및 숄더(15)의 적절한 두께에 대한 상기 하중 하에서, 상기 하중은 숄더(15)의 주위로 전달되고, 압축 하중이 림(12)을 향하도록 측벽(13)으로 전달된다. 도 9 및 도 3A 내지 6에 도시된 바와 같이, 타이어(10)를 림(12)에 대해 유지시키기 위해, 림에서 측벽(13)의 외부 표면은 굽은 셀 프(curve shelf, 18)를 형성하도록 내부로 만곡된 단부(17)의 외부 표면과 결합되고, 도 9에 보다 잘 도시된 바와 같이, 타이어가 림(12)에 끼워질 때, 림 플랜지를 가로질러 슬라이드되고 림 플랜지에 대해 압축끼움되어 밀봉된다.

실제로, 비드 단부(17)와 함께 측벽(13)을 가지는 타이어(10)를 림(12)에 장착함에 있어서, 보호된 비드(16)는 타이어 림 연결 단부가 최소한 탄성을 가지도록 하며, 타이어 비드 단부(21)가 림(12) 플랜지(20) 외부 단부를 지나가도록 하기 위해 측벽물질이 충분히 구부러지도록 비드 단부(21)로부터 거리 E에서 측벽 비드 단부(17)내의 비드(16)를 둘러쌀 필요가 있다.

실제로, 상기 거리 E는 대략 0.09인치이며, 0.0145인치를 가감한다. 또한, 타이어 비드 단부(17)가 도 9에 도시된 바와 같이 안착된 림(12)으로 진행하도록 하기 위해, 타이어 비드 단부 외부부분이 타이어(10)가 장착되는 림 플랜지(20) 단부(20a)위로 슬라이드되도록 타이어 비드 단부(21)가 약 8도 각도로 상부로 경사지는 것이 바람직하다.

타이어(10)가 테스트 차량에서 상술한 바와 같이, 운송 타이어로 작동하기 위해 기능하는 동안, 상기 타이어가 비드(16)에 더하여 보호된 플라이와 밸트를 포함하는 것이 바람직하다. 도 6 및 10에 도시된 바와 같이, 타이어(30)는 비드(16)를 따라 플라이(31)와 벨트(32)의 상기 조합을 포함하고, 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이 트레드(35)가 위에 형성된다.

플라이, 벨트 및 비드는 상술한 스핀 캐스트 방법을 이요하여 형성되는 동안 타이어(30)내에 보호된다. 상기 형성과정에서, 형성된 타이어 내의 플라이, 벨트 및 비드 주위에 이를 보호하도록 균일하게 우레탄을 스핀 분무함에 따라 몰드로 액체 우레탄 혼합물을 분사하고 타이어 몰드의 부분인 맨드렐에 플라이, 벨트 및 비드를 적층할 필요가 있다. 플라이와 벨트사이 및 주위 및 비드 주위에 액체 우레탄이 균일하게 진행하도록하기 위해, 각 층을 분리된 상태로 유지하나 흐름 또는 우레탄이 타이어 캐스팅 공정내에서 분리자를 통해 및 그 주위로 흐르도록 유지하는 플라이와 벨트층 사이에 분리자를 제공하는 것이 바람직하다.

실제로, 도 6의 타이어(30)에 대한 도 10의 분리 사시도에서 잘 도시된 바와 같이, 플라이(31)의 층은 타이어 측면(13) 위 및 비드(16)주위에 사인 플라이 단부와 함께 비드로부터 비드에 타이어를 가로질러 타이어에 적층된다. 둘이상의 플라이 층이 사용됨에 따라, 스페이서(33)가 다공성 코튼 물질 층에서 보여진다.

본 발명의 실시함에 있어, 코튼 밴드 물질 층이 스페이서로 사용되며, 이는 다른 배치 또는 코튼 또는 다른 직물이 본 발명의 범위내에서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 유사하게, 벨트는 약 24도 가로지르는 각도를 가지도록 적층되고 각 벨트는 코튼 밴드 물질의 층인 스페이서 층(33)으로 상하로 분리된다.

실제로, 플라이와 벨트는 사이에 강한 접착력을 제공하도록 스핀 캐스팅 공정에서 액체 우레탄을 약간 흡수하는 꼬인 코튼 위브 또는 레이온의 얇은 코드로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서(33)는 상술한 범위내의 천 또는 직물 물질 섹션과는 다를 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면, 프리큐어 우레탄으로 형성된 스페이서는 스핀 캐스트 공정내의 뜨거운 우레탄 흐름에 노출될 때, 이를과는 분리되는 분사된 우레탄과 함께 큐어링될 수 있도, 플라이와 벨트 층사이의 섹션 또는 층에 끼워질 수 있다. 스핀 캐스팅 공정에서 배치된 상기 프리큐어 우레탄은 안전한 접착을 제공하도록 벨트 또는 플라이와 벨트로 및 이들 사이에서 큐어링되고 흐른다.

본 발명의 아치형상의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어의 바람직한 실시예가 상술된 바 있다. 그러나 상기 발명의 일반적인 범위에서 벗어나지 않고 당업자가 상술한 실시예를 변형 및 수정할 수 있다는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명은 부속된 청구범위의 범위 내 또는 합리적인 균등범위내의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

Claims (8)

1. 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어에 있어서,

   내부 원형 공동을 가지도록 탄성 중합체 물질로부터 캐스팅 방법으로 형성되고 측벽과 트레드 아래 영역이 타이어 하중을 지지하도록 같은 두께로 선택되는 타이어 케이싱과;

   상기 각 측벽의 하부단부에서 보호되는 각 비드로 이루어지는 연속적인 비탄성 비드 쌍을 포함하여 구성되고,

   상기 두께는 상기 측벽 상부 단부와 트레드 아래 영역을 분리하는 숄더의 두께보다 0.1인치 작고,

   상기 비드는 각 측벽의 단부로부터 선택된 거리에서 하부단부내에 위치하고 상기 하부 단부는 내부 측벽 단부로부터 외부 측벽 단부로 상부로 경사지는 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
2. 제 1항에 있어서, 상기 타이어 케이싱의 외부 측벽은 상기 림의 외부벽에 대해 근접하도록 림 상부 부분과 함께 접촉지점으로부터 내부로 만곡 및 테이퍼지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
3. 제 1항에 있어서, 타이어 캐스팅 공정동안 타이어내에서 보호되고, 상기 타이어 케이싱 주위로 연장되며, 비드를 따라 지나가고 이들사이에서 후방으로 접히 는 플라이 단부들을 가지는 플라이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
4. 제 3항에 있어서, 타이어 캐스팅 공정동안 타이어 내에 보호되고 플라이위로 타이어 원주를 따라 끼워지는 하나이상의 벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
5. 제 4항에 있어서, 플라이와 벨트 층을 분리하고 이를 결합하며 캐스팅 공정에서 우레탄을 통과시키도록 다공성인 플라이와 벨트의 층들 사이에 위치한 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
6. 제 5항에 있어서, 벨트와 플라이가 레이온 코드(cords)로부터 형성되고, 상기 스페이서가 다공성 코튼 물질 층인 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
7. 제 6항에 있어서, 상기 다공성 코튼 물질이 밴드 물질인 것을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.
8. 제 1항에 있어서, 비탄성 비드가 연속적으로 꼬인 강철와이어 루프 쌍인 것 을 특징으로 하는 아치 형태의 숄더를 가진 탄성 중합체 타이어.

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