KR20120031449A

KR20120031449A - 공기 타이어

Info

Publication number: KR20120031449A
Application number: KR1020110095842A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 구로사와
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2012-04-03
Also published as: JP5066240B2; CN102416830B; US20120073719A1; CN102416830A; KR101779210B1; JP2012066731A; US8869853B2

Abstract

본 발명은 컷팅 내성을 유지하면서 타이어 질량의 증가를 억제하여 승차감을 향상시키는 것을 과제로 한다.
적어도 한쪽의 사이드월부(3)의 외면(3a)에, 타이어 축방향 외측으로 융기하며 타이어 방사 방향에 대하여 5?25도의 각도(α)로 연장되어 타이어 둘레 방향에 이격 설치된 복수개의 프로텍터 리브(9)를 갖는 공기 타이어(1)이다. 프로텍터 리브(9)는, 타이어 둘레 방향의 길이(L1)가 10?25 ㎜인 트레드부(2)측의 외측 가장자리(13)로부터 프로텍터 두께(t1)가 최대가 되는 최대 융기부(14)에 이어지며 타이어 반경 방향의 외측을 향하는 외측 벽면(10)을 포함한다. 또한, 정규 부하 상태의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에 있어서, 외측 벽면(10)은 외측 가장자리(13)로부터 최대 융기부(14)를 향하여 평면(M)과 평행 또는 평면(M)으로부터 사이가 멀어지는 방향으로 연장되며 평면(M)에 대한 각도가 15°이하이다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 컷팅 내성을 유지하면서 타이어 질량의 증가를 억제하여 승차감을 향상시킨 공기 타이어에 관한 것이다.

4륜 구동차나, 트랙 등 악로를 주행하는 차량에 사용되는 공기 타이어에 있어서는, 악로 주행 시, 사이드월부에 예리한 돌 등이 충돌하여, 그 사이드월부에 컷팅 상흔이 생기는 경우가 있다. 종래, 이러한 문제점에 대처하기 위해, 예컨대 도 7에 나타내는 바와 같이, 사이드월부(a)의 외면에 타이어 축방향 외측으로 융기하는 프로텍터(c)를 설치하여, 컷팅 내성을 높이는 것이 제안되어 있다.

그러나, 이러한 프로텍터(c)는 타이어 둘레 방향에 연속하여 설치되기 때문에, 고무 볼륨이 커져, 타이어 질량이 증가한다고 하는 문제가 있다. 또한, 프로텍터(c)에 의해, 타이어 종강성이 과도하게 높아져, 승차감이 악화한다고 하는 문제가 있다. 관련된 기술로서는 다음의 것이 있다.

일본 특허 공개 제2003-112505호 공보

본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 사이드월부의 외면에 타이어 방사 방향에 대하여 정해진 각도로 연장되는 프로텍터 리브를 타이어 둘레 방향에 이격 설치하며, 그 형상을 한정하는 것을 기본으로 하여, 컷팅 내성을 유지하면서 타이어 질량의 증가를 억제하고, 더구나 승차감을 향상시킨 공기 타이어를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 발명 중 청구항 1에 기재된 발명은, 트레드부와, 그 타이어 축방향 양단으로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 한쌍의 사이드월부와, 각 사이드월부의 타이어 반경 방향 내측단에 배치되는 비드부를 구비하는 공기 타이어로서, 적어도 한쪽의 사이드월부의 외면에, 타이어 축방향 외측으로 융기하며 타이어 방사 방향에 대하여 5?25도의 각도로 연장되어 타이어 둘레 방향에 이격 설치된 복수개의 프로텍터 리브를 갖고, 상기 프로텍터 리브는, 타이어 둘레 방향의 길이가 10?25 ㎜인 트레드부측의 외측 가장자리로부터 프로텍터 두께가 최대가 되는 최대 융기부에 이어지며 타이어 반경 방향의 외측을 향하는 외측 벽면을 포함하며, 정규림에 장착되며 정규 내압이 충전된 데다가 정규 하중을 부하하여 캠버각 0°로 평면에 접지시킨 정규 부하 상태의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에 있어서, 상기 외측 벽면은 상기 외측 가장자리로부터 상기 최대 융기부를 향하여 상기 평면과 평행 또는 상기 평면으로부터 사이가 멀어지는 방향으로 연장되며 상기 평면에 대한 각도가 15°이하인 것을 특징으로 하는 공기 타이어이다.

청구항 2에 기재된 발명은 상기 외측 벽면이, 상기 외측 가장자리로부터 상기 최대 융기부를 향하여 타이어 둘레 방향의 길이가 점감하는 대략 사다리꼴 형상인 것인 청구항 1에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 3에 기재된 발명은 상기 최대 융기부의 타이어 둘레 방향의 길이가 상기 외측 가장자리의 타이어 둘레 방향의 길이의 80?95％인 것인 청구항 1 또는 2에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 4에 기재된 발명은 상기 프로텍터 리브에 있어서, 상기 최대 융기부로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 프로텍터 두께가 점감하는 것인 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 5에 기재된 발명은 상기 프로텍터 리브가 상기 외측 벽면과, 상기 최대 융기부로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 내측 벽면과, 이들의 양측 가장자리로부터 타이어 축방향 내측으로 연장되는 한쌍의 횡측면을 포함하는 변형 각추형을 이루는 것인 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 6에 기재된 발명은 상기 내측 벽면의 면적이 상기 프로텍터 리브의 상기 외측 가장자리와, 프로텍터 리브의 타이어 반경 방향의 내단과의 사이를 매끄럽게 연결한 가상 교차면의 면적의 70?90％인 것인 청구항 5에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 7에 기재된 발명은 상기 프로텍터 리브의 타이어 둘레 방향의 길이가 타이어 반경 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 점감하는 것인 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 8에 기재된 발명은 상기 사이드월부에 있어서, 상기 프로텍터 리브의 외측 가장자리로부터 타이어 반경 방향의 외측으로 15 ㎜ 이내에, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 소형 홈이 형성되는 것인 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 9에 기재된 발명은 상기 소형 홈이 타이어 반경 방향으로 이격되어 2개 형성된 것인 청구항 8에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 10에 기재된 발명은 상기 소형 홈 중 타이어 반경 방향 내측에 형성된 내측의 소형 홈이 상기 프로텍터 리브의 외측 가장자리에 이어지는 것인 청구항 8 또는 9에 기재된 공기 타이어이다.

본 발명의 공기 타이어는 적어도 한쪽의 사이드월부의 외면에, 타이어 축방향 외측으로 융기하며 타이어 둘레 방향에 이격되어 복수 라인의 프로텍터 리브가 설치된다. 이 프로텍터 리브는 타이어 방사 방향에 대하여 5?25도의 각도로 연장되고, 또 트레드부측의 외측 가장자리의 타이어 둘레 방향의 길이가 10?25 ㎜로 제한된다. 이러한 프로텍터 리브는 컷팅 내성을 발휘하면서, 고무 볼륨의 증가를 억제하여 타이어 질량을 저감하며, 타이어 종강성의 증가를 억제하여 승차감을 향상시킨다.

또한, 정규 부하 상태의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에 있어서, 트레드부측의 외측 가장자리로부터 프로텍터 두께가 최대가 되는 최대 융기부에 이어지는 프로텍터 리브의 외측 벽면이 외측 가장자리로부터 최대 융기부를 향하여 상기 평면과 평행 또는 상기 평면으로부터 사이가 멀어지는 방향으로 연장되며 상기 평면에 대한 각도가 15°이하로 형성된다. 이러한 프로텍터 리브는 타이어 반경 방향이나 타이어 축방향으로부터의 외력에 대하여, 강성을 높게 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 공기 타이어는 프로텍터 리브를 작게 하여 타이어가 경량화되며, 타이어 종강성을 억제하여 승차감을 향상시킨다. 또한, 프로텍터 리브의 외측 벽면의 각도가 상기 범위로 한정되기 때문에, 이 외측 벽면에 충돌한 돌 등은, 타이어의 외측으로 튕겨진다. 따라서, 본 발명의 공기 타이어는 사이드월부의 손상이 억제되기 때문에, 컷팅 내성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 공기 타이어의 일 실시형태를 나타내는 우측 절반 단면도이다.
도 2는 도 1의 프로텍터 리브 부근의 부분 확대도이다.
도 3은 프로텍터 리브의 배치를 나타내는 타이어의 부분 측면도이다.
도 4는 프로텍터 리브 부근의 확대 사시도이다.
도 5는 정규 부하 상태에서의 프로텍터 리브의 형상을 설명하는 타이어의 단면도이다.
도 6은 프로텍터 리브의 가상 교차면의 면적과 내측 벽면의 면적을 설명하는 사시도이다.
도 7은 종래의 프로텍터를 설명하는 사이드월부의 부분 사시도이다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 일 실시형태를 설명한다.

도 1은 본 실시형태의 공기 타이어(이하, 단순히「타이어」라고도 함)(1)의 정규 상태의 단면도이며, 트레드부(2)와, 그 타이어 축방향 양단으로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 한쌍의 사이드월부(3)와, 각 사이드월부(3)의 타이어 반경 방향 내측단에 배치되는 비드부(4)를 구비한다. 본 명세서에 있어서, 「정규 상태」란, 타이어가 정규림(도시하지 않음)에 림 조립되며 정규 내압이 충전된 무부하 상태로 하며, 특별히 언급하지 않는 한, 타이어 각 부의 치수 등은 이 정규 상태에서 측정된 값으로 한다.

여기서, 상기 「정규림」이란, 타이어가 따르는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정한 림이며, JATMA이면 "표준 림", TRA이면 "Design Rim" , ETRTO이면 "Measuring Rim"이 된다. 또한, 상기 「정규 내압」이란, 타이어가 따르는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정한 공기압이며, JATMA이면 "최고 공기압", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" 에 기재된 최대값, ETRTO이면 "INFLATION PRESSURE"로 한다.

본 실시형태의 공기 타이어(1)는 트레드부(2)로부터 사이드월부(3)를 거쳐 비드부(4)의 비드 코어(5)에 이르는 카커스(6)와, 이 카커스(6)의 반경 방향 외측에 또 트레드부(2)의 내부에 배치되는 벨트층(7)을 구비한다. 또한, 트레드부(2)에는, 적절하게 배수용의 홈(8)이 형성된다.

상기 카커스(6)는 한쌍의 비드 코어(5, 5) 사이를 토로이드형으로 걸치는 본체부(6a)와, 이 본체부(6a)의 양측에 이어지며 또 상기 비드 코어(5)의 주위에서 타이어 축방향 내측으로부터 외측으로 절첩된 절첩부(6b)를 갖는 적어도 1장(본 실시형태에서는 1장)의 카커스 플라이(6A)를 포함한다. 상기 카커스 플라이(6A)는 카커스 코드가 타이어 적도(C) 방향에 대하여 예컨대 75?90°의 각도로 경사져 있다. 상기 카커스 코드로는, 예컨대 유기 섬유 코드 또는 스틸 코드가 채용된다.

상기 벨트층(7)은 적어도 2장, 본 실시형태에서는, 타이어 반경 방향 내, 외 2장의 벨트 플라이(7A, 7B)로 구성된다. 각 벨트 플라이(7A, 7B)는 타이어 적도(C)에 대하여 15?40°의 각도로 경사진 스틸 코드 등의 고탄성의 벨트 코드를 갖는다. 각 벨트 플라이(7A, 7B)는 벨트 코드가 서로 교차하는 방향으로 중첩된다.

또한, 본 실시형태의 공기 타이어(1)에는, 적어도 한쪽의 사이드월부(3)의 외면(3a)에, 타이어 축방향 외측으로 융기한 프로텍터 리브(9)가 설치된다. 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)는 고무로 형성되며, 양측의 사이드월부(3)에 각각 설치된다.

도 1과 도 2에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)는 그 타이어 반경 방향의 외단(9a)과 타이어 반경 방향의 내단(9b)을 갖는다. 프로텍터 리브(9)의 외단(9a)에는 사이드월부의 외방 영역(3c)이, 또 프로텍터 리브(9)의 내단(9b)에는 사이드월부(3)의 내방 영역(3d)이 각각 이어진다. 그리고, 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)는 외방 영역(3c) 및 내방 영역(3d)으로부터 타이어 축방향 외측으로 도드라지도록 돌출하여 형성된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)의 외단(9a)의 비드 베이스 라인(BL)으로부터의 높이(H1)는 타이어 단면 높이(H)의 바람직하게는 60％ 이상, 보다 바람직하게는 65％ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 80％ 이하, 보다 바람직하게는 75％ 이하인 것이 좋다. 상기 높이(H1)가 커지면, 프로텍터 리브(9)가 대형화되어, 타이어 질량이 커질 우려가 있다. 반대로, 상기 높이(H1)가 작아지면, 컷팅 내성을 발휘할 수 없을 우려가 있다. 또한, 프로텍터 리브(9)의 타이어 반경 방향의 길이(L3)는 타이어 단면 높이(H)의 바람직하게는 13％ 이상, 보다 바람직하게는 15％ 이상인 좋고, 또한 바람직하게는 21％ 이하, 보다 바람직하게는 17％ 이하인 것이 좋다.

또한, 도 3과 도 4에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)는 타이어 둘레 방향에 이격 설치됨으로써, 각 사이드월부(3)에 복수개 설치된다. 또한, 프로텍터 리브(9)는 타이어 방사 방향에 대하여 5?25도의 각도(α)로 연장되며, 트레드부(2)측의 외측 가장자리(13)의 타이어 둘레 방향의 길이(L1)가 10?25 ㎜로 형성된다. 또한, 상기 각도(α)는 상기 외측 가장자리(13)의 중점(13p)과 상기 내단(9b)을 연결한 중심선(13n)과, 상기 내단(9b)을 통과하는 타이어 반경 방향선(13g)과의 각도를 말한다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태의 공기 타이어(1)는 프로텍터 리브(9)로 인해 사이드월부(3)의 고무 볼륨이 증가하기 때문에, 컷팅 내성이 향상된다. 또한, 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)는 타이어 둘레 방향에 이격 설치되며 상기 외측 가장자리(13)의 타이어 둘레 방향의 길이(L1) 등이 한정됨으로써, 종래의 타이어 둘레 방향에 연속하는 프로텍터가 설치된 공기 타이어에 비하여 고무 볼륨이 작아진다. 따라서, 본 실시형태의 공기 타이어(1)는 타이어 질량이 저감되며, 타이어 종강성의 과도한 증가를 억제하여 승차감이 향상된다.

또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 공기 타이어(1)에서는, 상기 정규 상태의 공기 타이어(1)에 정규 하중을 부하하여 캠버각 0°로 평면(M)에 접지시킨 정규 부하 상태의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에 있어서, 상기 외측 가장자리(13)로부터 프로텍터 두께(t1)(도 2에 나타냄)가 최대(t1r)가 되는 최대 융기부(14)에 이어지는 외측 벽면(10)은 상기 외측 가장자리(13)로부터 상기 최대 융기부(14)를 향하여 상기 평면(M)과 평행 또는 상기 평면(M)으로부터 사이가 멀어지는 방향으로 연장되며 상기 평면(M)에 대한 각도(θ)가 15°이하로 형성된다. 이와 같이, 프로텍터 리브(9)의 외측 벽면(10)과 평면(M)의 각도(θ)가 15°이하로 한정된 프로텍터 리브(9)는 타이어 반경 방향(노면 방향)이나 타이어 축방향의 외력에 대하여, 강성이 높게 확보된다. 따라서, 본 발명의 공기 타이어(1)는 프로텍터 리브(9)를 작게 하면서 컷팅 내성을 높이기 때문에, 한층 더 경량화가 가능해지며, 타이어 종강성이 작아져, 승차감이 향상된다.

또한, 본 실시형태의 외측 벽면(10)은 도 5의 정규 부하 상태에서, 타이어 축방향 외측을 향하여 타이어 반경 방향 외측으로 경사진다. 이 때문에, 이 외측 벽면(10)에 충돌하는 돌 등은 타이어로부터 멀어지는 방향으로 튕겨진다. 따라서, 본 발명의 공기 타이어(1)는 사이드월부(3)의 외방 영역(3c)에 돌 등이 충돌하기 어려워, 그 손상이 억제되기 때문에, 컷팅 내성이 더욱 향상된다.

또한, 상기 프로텍터 두께(t1)란, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)의 타이어 반경 방향의 외단(9a)과 내단(9b) 사이를 매끄럽게 연결한 가상 교차면(3b)으로부터 그 법선 방향에 측정되는 프로텍터 리브(9)의 외면(9c)까지의 거리로서 정의된다.

또한, 상기 「정규 하중」이란, 타이어가 따르는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정한 하중이며, JATMA이면 "최대 부하 능력", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대값, ETRTO이면 "LOAD CAPACITY"로 한다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 프로텍터 리브(9)의 타이어 방사 방향에 대한 각도(α)가 25°를 넘으면, 타이어 반경 방향의 외력에 대한 프로텍터 리브(9)의 강성이 작아져, 그 외력에 의해 프로텍터 리브(9)에 크랙 등의 손상이 발생한다. 반대로, 상기 각도(α)가 5°미만이면, 사이드월부(3)를 보호할 수 있는 영역이 작아져, 컷팅 내성이 저하한다. 이러한 관점에서, 상기 각도(α)는 바람직하게는 7°이상, 보다 바람직하게는 10°이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 20°이하, 보다 바람직하게는 15°이하인 것이 좋다.

또한, 프로텍터 리브(9)의 외측 가장자리(13)의 타이어 둘레 방향의 길이(L1)가 25 ㎜를 넘으면, 프로텍터 리브(9)의 고무 볼륨이 커져 타이어의 경량화를 충분히 도모할 수 없다. 반대로, 상기 길이(L1)가 10 ㎜ 미만이면, 사이드월부(3)를 보호할 수 있는 영역이 작아져, 컷팅 내성의 향상을 충분히 기대할 수 없다. 이러한 관점에서, 상기 길이(L1)는 보다 바람직하게는 15 ㎜ 이상인 것이 좋고, 또한 보다 바람직하게는 20 ㎜ 이하인 것이 좋다.

또한, 상기한 작용 효과를 더욱 높이기 위해, 상기 외측 가장자리(13)의 타이어 둘레 방향의 길이(L1)와 프로텍터 리브(9)의 타이어 둘레 방향의 배치 피치(P)와의 비(L1/P)는 바람직하게는 10％ 이상, 보다 바람직하게는 12％ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 15％ 이하, 보다 바람직하게는 14％ 이하인 것이 좋다.

또한, 도 5의 정규 부하 상태에 있어서, 프로텍터 리브(9)의 상기 외측 벽면(10)이 타이어 축방향 외측을 향하여 평면(M)에 근접한 방향으로 경사지면, 외측 벽면(10)에 충돌한 돌 등이 타이어의 사이드월부(3)의 외방 영역(3c)을 향하여 튕겨져서, 상기 외방 영역(3c)을 손상시키기 쉬워지기 때문에, 컷팅 내성이 악화된다. 반대로, 상기 각도(θ)가 15°를 넘으면, 프로텍터 두께(t1)가 상대적으로 작아져, 타이어 축방향의 외력에 의해, 외측 벽면(10)이 손상되기 쉬워져, 컷팅 내성을 확보할 수 없다. 이러한 관점에서, 상기 각도(θ)는 보다 바람직하게는 7°이상인 것이 좋고, 또한 보다 바람직하게는 12°이하인 것이 좋다.

또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 외측 벽면(10)은 상기 외측 가장자리(13)로부터 상기 최대 융기부(14)를 향하여 타이어 둘레 방향의 길이가 점감하는 대략 사다리꼴 형상으로 형성된다. 이러한 외측 벽면(10)을 구비한 프로텍터 리브(9)는 큰 강성을 갖는 점에서 특히 바람직하다. 특히, 프로텍터 리브(9)의 강성을 밸런스 좋게 향상시키기 위해, 최대 융기부(14)의 타이어 둘레 방향의 길이(L2)와, 상기 외측 가장자리(13)의 타이어 둘레 방향의 길이(L1)와의 비(L2/L1)는 바람직하게는 80％ 이상, 보다 바람직하게는 85％ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 95％ 이하, 보다 바람직하게는 90％ 이하인 것이 좋다.

또한, 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)는 외측 벽면(10)과, 최대 융기부(14)로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 내측 벽면(11)과, 이들의 타이어 축방향 양측에 배치된 양측 가장자리(15)로부터 타이어 축방향 내측으로 연장되는 한쌍의 횡측면(12, 12)을 포함한 변형 각추형으로 형성된다. 이러한 프로텍터 리브(9)는 타이어 축방향의 외력에 대해서도, 큰 강성을 확보하여 컷팅 내성을 향상시키는 점에서 바람직하다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)는 상기 최대 융기부(14)로부터 타이어 반경 방향 내측 및 외측을 향하여 프로텍터 두께(t1)가 점감한다. 이러한 프로텍터 리브(9)는 상대적으로 컷팅이 생기기 어려운 내측 벽면(11)의 타이어 반경 방향 내측의 고무 볼륨을 작게 한다. 이는 컷팅 내성을 유지하면서, 한층 더 경량화 및 승차감의 향상에 도움이 된다.

또한, 본 실시형태의 내측 벽면(11)은 타이어 자오선 단면에 있어서, 타이어 축방향 외측으로 볼록하게 되는 원호로서 형성된다. 이러한 내측 벽면(11)은 사이드월부(3)의 상기 가상 교차면(3b)도 동일한 원호로 형성됨에 따라, 상기 프로텍터 두께(t1)를 효율적으로 서서히 점감시키는데 도움이 된다. 만약 내측 벽면(11)이 직선형을 이룬다면, 프로텍터 리브(9)의 강성이 상대적으로 작아져, 크랙 등의 손상이 생기기 쉽다고 하는 문제점이 있다.

또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)의 타이어 둘레 방향의 길이(Lt)는 타이어 반경 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 점감하는 것이 바람직하다. 이러한 프로텍터 리브(9)는 그 프로텍터 리브(9)의 강성 확보와 타이어 경량화를 밸런스 좋게 발휘하는데 도움이 된다. 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)의 내단(9b)은 끝이 가는 첨예 형상[즉, 타이어 둘레 방향의 길이(Lt)가 0이 됨]을 이룬다. 이에 따라, 타이어의 질량이 효과적으로 저감되어, 승차감이 향상된다.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 최대 융기부(14)에서의 프로텍터 두께(t1r)가 작아지면, 컷팅 내성이 저하될 우려가 있고, 반대로, 상기 두께(t1r)가 커지면, 고무 볼륨이 커져, 타이어 질량이 증가하며 승차감이 악화되는 경향이 있다. 이러한 관점에서, 최대 융기부(14)에서의 프로텍터 두께(t1r)는 바람직하게는 2.0 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 4.0 ㎜ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 6.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 5.0 ㎜ 이하인 것이 좋다.

또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)의 내측 벽면(11)의 면적(S1)과, 상기 프로텍터 리브(9)의 타이어 반경 방향의 내단(9b)과 외단(9a) 사이를 매끄럽게 연결한 가상 교차면(3b)의 면적(S2)과의 비(S1/S2)는 바람직하게는 70％ 이상, 보다 바람직하게는 75％ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 90％ 이하, 보다 바람직하게는 85％ 이하인 것이 좋다. 상기 비(S1/S2)가 지나치게 크면, 고무 볼륨이 커질 우려가 있고, 반대로, 상기 비(S1/S2)가 지나치게 작으면, 프로텍터 리브(9)의 강성이 작아져 내측 벽면(11)에 크랙 등의 손상이 발생할 우려가 있다.

또한, 동일한 관점에서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프로텍터 리브(9)의 타이어 반경 방향의 길이(L3)와, 외단(9a)으로부터 최대 융기부(14)까지의 타이어 반경 방향의 길이(L4)와의 비(L4/L3)는 바람직하게는 15％ 이상, 보다 바람직하게는 17％ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 25％ 이하, 보다 바람직하게는 22％ 이하인 것이 좋다.

또한, 본 실시형태의 공기 타이어(1)는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 소형 홈(16)이 프로텍터 리브(9)의 상기 외측 가장자리(13)로부터 타이어 반경 방향의 외측으로 15 ㎜ 이내의 영역(R)에 형성된다. 이러한 소형 홈(16)은 프로텍터 리브(9)에 의해 높아진 상기 외측 가장자리(13)측의 타이어 종강성을 국부적으로 완화하여, 승차감 악화를 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 타이어 종강성이 국부적으로 완화된 공기 타이어(1)는, 요철 노면 등에 의한 노면으로부터의 외력에 유연하게 변형될 수 있기 때문에, 상기 외측 벽면(10)과 평면(M)과의 각도(θ)를 전술한 범위로 유지하기 쉽다. 따라서, 본 실시형태의 공기 타이어(1)는 컷팅 내성이 높게 유지된다. 그러나, 상기 범위(R)가 커지면 타이어 종강성이 작아져 조종 안정성이 악화될 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 영역(R)은 보다 바람직하게는 10 ㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎜ 이하로 하는 것이 좋다.

또한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 소형 홈(16)이 형성된 공기 타이어(1)에서는, 정규 상태에서의 타이어 축방향에 대한 외측 벽면(10)의 각도(θo)가 40?50°의 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 소형 홈(16)에 의한 종강성의 국부 완화와 더불어, 정규 부하 상태에서의 외측 벽면(10)의 평면(M)에 대한 각도(θ)가 전술한 범위로 형성되기 쉽다.

또한, 본 실시형태의 소형 홈(16)은 타이어 반경 방향의 내측에 형성된 내측의 소형 홈(16a)과 그 타이어 반경 방향의 외측으로 이격되어 형성된 외측의 소형 홈(16b)의 2개로 형성된다. 이에 따라, 효과적으로 외단(9a)측의 타이어 종강성이 억제되어, 승차감이나 컷팅 내성이 향상된다. 또한, 상기 소형 홈(16)이 3개 이상 형성되면, 외단(9a)측의 타이어 종강성이 작아져, 조종 안정성이 악화될 우려가 있기 때문에, 바람직하지 못하다.

또한, 내측의 소형 홈(16a)의 타이어 반경 방향 내측의 홈 가장자리(16a1)는 본 실시형태에서는 상기 프로텍터 리브(9)의 외측 가장자리(13)와 일치하여 형성된다. 이것은 전술한 작용을 더욱 효과적으로 높인다.

상기 소형 홈(16)은 전술한 작용을 효율적으로 발휘하기 위해, 그 홈폭(W)(도 2에 나타냄)은 바람직하게는 1.0 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 1.5 ㎜ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 4.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 2.5 ㎜ 이하인 것이 좋다. 마찬가지로, 홈 깊이(D)(도 2에 나타냄)는 바람직하게는 0.5 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎜ 이상인 것이 좋고, 또한 바람직하게는 4.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 2.0 ㎜ 이하인 것이 좋다.

또한, 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)의 타이어 둘레 방향의 양외측에는, 그 프로텍터 리브(9)로부터 이격되며, 프로텍터 리브(9)보다 작은 높이로 융기하는 소융기부(17)가 설치된다. 이러한 소융기부(17)는 컷팅 내성을 더욱 향상시키면서, 타이어 질량 증가를 억제한다. 또한, 소융기부(17)는 설치하지 않아도 좋다.

또한, 본 실시형태의 프로텍터 리브(9)를 포함하는 사이드월부(3)의 외표면을 형성하는 사이드월 고무(3G)(도 1에 도시)로는, 복소 탄성률(E*)이 바람직하게는 3.5 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 3.8 ㎫ 이상인 고무 조성물이 바람직하다. 사이드월 고무(3G)의 복소 탄성률(E*)이 작아지면, 프로텍터 리브(9)의 강성이 저하되어, 컷팅 내성이 악화될 우려가 있다. 또한, 반대로, 복소 탄성률(E*)이 커지면, 사이드월부(3)의 종강성이 커져, 승차감이 악화될 우려가 있다. 이러한 관점에서, 사이드월 고무(3G)의 복소 탄성률(E*)은 바람직하게는 4.5 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 4.2 ㎫ 이하가 인 것이 좋다.

또한, 전술한 작용을 발휘하는 관점에서, 사이드월 고무(3G)의 파괴 에너지가 바람직하게는 3500 이상, 보다 바람직하게는 4000 이상인 것이 좋다.

또한, 본 명세서에 있어서, 상기 복소 탄성률(E*)은 점탄성 분광계를 이용하여, 온도 30℃, 주파수 10 ㎐, 초기 신장 변형 10％, 동적 변형의 진폭 ±2％의 조건에서 측정된 값이다. 또한, 파괴 에너지는 JIS-K-6251 「가황 고무 및 열가소성 고무-인장 특성을 구하는 방법」에 준하여, 열가소성 수지 시트 및 가황 고무 시트로 이루어지는 3호 덤벨형 시험편을 이용하여 분위기 온도 23℃ 속에서 인장 시험을 실시하고, 각 시험편의 인장 파단 강도와 인장 파단 신장을 측정하였을 때의 인장 파단 강도(N)×인장 파단 신장(％)×1/2로 나타내는 값이다.

또한, 프로텍터 리브(9)는 트레드부(2)에 형성되는 패턴 피치와 동수로 배치되는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명이 바람직한 실시형태에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 도시된 실시형태에 한정되는 일없이, 여러가지 양태로 변형하여 실시될 수 있다.

실시예

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 도 1 및 도 3에 나타내는 타이어 구조를 포함하는 공기 타이어(사이즈 LT325/65R18)를 표 1에 나타내는 사양에 기초하여 시험 제작하였다. 그리고, 각 타이어의 컷팅 내성, 승차감, 조종 안정성, 크랙 내성, 및 타이어 질량을 평가하였다. 각 타이어 모두 프로텍터 리브 이외의 구성은 실질적으로 동일하다. 주된 사양은 다음과 같다.

트레드 폭(TW): 262 ㎜

카커스 플라이 수: 3장

카커스 코드 각: 88°

카커스 코드 재료: 폴리에스테르

벨트 플라이 수: 2장

벨트 코드 각: 19°

벨트 코드 재료: 스틸

림: 18×9J

내압: 275 ㎪

테스트 방법은 다음과 같다.

<컷팅 내성>

샘플 타이어를 4륜 구동차(시보레 실버라도 2500 HD)의 전륜에 장착하고, 암석, 채석 등이 산란한 악로를 약 50 ㎞ 주행한 후, 사이드월부의 외표면에 생긴 컷팅 상흔을 육안으로 관찰하여, 이하의 기준으로 평가하였다.

○: 컷팅 상흔의 발생 없음, 또는 발생한 컷팅 상흔의 깊이가 0.5 ㎜ 이하

△: 발생한 컷팅 상흔의 깊이가 0.5 ㎜보다 크고 2.0 ㎜ 이하

×: 발생한 컷팅 상흔의 깊이가 2.0 ㎜보다 큼

<승차감>

상기 악로 주행 시에 드라이버에 의한 관능 평가에 의해 10점법으로 승차감을 평가하였다. 수치가 클수록 양호하다.

<크랙 내성>

샘플 타이어를 오존 농도 50 pphm의 분위기 속에 15일간 방치하였다. 그 후, 내압을 재조정하고, 하중(20.24 kN)으로 드럼 위를 속도 80 ㎞/h로 200 시간 주행시켰다. 그 후, 프로텍터 리브에서의 균열(크랙) 및 고무 이지러짐의 발생 상태를 육안으로 이하의 기준에 따라 평가하였다.

○: 균열의 발생 없음, 또는 발생한 균열의 깊이가 0.5 ㎜ 이하

△: 발생한 균열의 깊이가 0.5 ㎜보다 크고 2.0 ㎜ 이하

×: 발생한 균열의 깊이가 2.0 ㎜보다 큼

<타이어 질량>

타이어 1개당 질량을 측정하고, 비교예 1을 100으로 하는 지수로 평가하였다. 수치가 작을수록 경량이며 양호한 것을 나타낸다.

테스트 결과를 표 1에 나타낸다.

테스트 결과, 실시예의 것은 비교예에 비해서 크랙 내성과 승차감이 밸런스 좋게 향상된 것을 확인할 수 있다.

1: 공기 타이어 3: 사이드월부
9: 프로텍터 리브 10: 외측 벽면
13: 외측 가장자리 14: 최대 융기부
α: 프로텍터 리브의 타이어 방사 방향에 대한 각도
θ: 외측 벽면의 평면에 대한 각도
L1: 외측 가장자리의 타이어 둘레 방향 길이
M: 평면 t1: 프로텍터 두께

Claims

트레드부와, 그 타이어 축방향 양단으로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 한쌍의 사이드월부와, 각 사이드월부의 타이어 반경 방향 내측단에 배치되는 비드부를 구비하는 공기 타이어에 있어서,
적어도 한쪽의 사이드월부의 외면에, 타이어 축방향 외측으로 융기하며 타이어 방사 방향에 대하여 5?25도의 각도로 연장되어 타이어 둘레 방향에 이격 설치된 복수 라인의 프로텍터 리브를 갖고,
상기 프로텍터 리브는, 타이어 둘레 방향의 길이가 10?25 ㎜인 트레드부측의 외측 가장자리로부터 프로텍터 두께가 최대가 되는 최대 융기부에 이어지며 타이어 반경 방향의 외측을 향하는 외측 벽면을 포함하며,
정규림에 장착되며 정규 내압이 충전된 데다가 정규 하중을 부하하여 캠버각 0°로 평면에 접지시킨 정규 부하 상태의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에 있어서, 상기 외측 벽면은 상기 외측 가장자리로부터 상기 최대 융기부를 향하여 상기 평면과 평행 또는 상기 평면으로부터 사이가 멀어지는 방향으로 연장되며 상기 평면에 대한 각도가 15°이하인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항에 있어서, 상기 외측 벽면은 상기 외측 가장자리로부터 상기 최대 융기부를 향하여 타이어 둘레 방향의 길이가 점감하는 사다리꼴 형상인 것인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최대 융기부의 타이어 둘레 방향의 길이는 상기 외측 가장자리의 타이어 둘레 방향의 길이의 80?95％인 것인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로텍터 리브는 상기 최대 융기부로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 프로텍터 두께가 점감하는 것인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로텍터 리브는 상기 외측 벽면과, 상기 최대 융기부로부터 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 내측 벽면과, 이들의 양측 가장자리로부터 타이어 축방향 내측으로 연장되는 한쌍의 횡측면을 포함하는 변형 각추형을 이루는 것인 공기 타이어.
제5항에 있어서, 상기 내측 벽면의 면적은 상기 프로텍터 리브의 상기 외측 가장자리와, 프로텍터 리브의 타이어 반경 방향의 내단과의 사이를 매끄럽게 연결한 가상 교차면의 면적의 70?90％인 것인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로텍터 리브의 타이어 둘레 방향의 길이는 타이어 반경 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 점감하는 것인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 사이드월부에는, 상기 프로텍터 리브의 외측 가장자리로부터 타이어 반경 방향의 외측으로 15 ㎜ 이내에, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 소형 홈이 형성되는 것인 공기 타이어.
제8항에 있어서, 상기 소형 홈은 타이어 반경 방향으로 이격되어 2개 형성되는 것인 공기 타이어.
제9항에 있어서, 상기 소형 홈 중 타이어 반경 방향 내측에 설치된 내측의 소형 홈은 상기 프로텍터 리브의 외측 가장자리에 이어지는 것인 공기 타이어.