KR20130119364A

KR20130119364A - 공기 타이어

Info

Publication number: KR20130119364A
Application number: KR1020130044231A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 다츠미
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-10-31
Also published as: EP2657049A1; CN103373182B; EP2657049B1; JP2013224111A; JP5537597B2; CN103373182A; KR101895633B1

Abstract

본 발명은 조종 안정성과 구름 저항을 높은 차원에서 양립시킬 수 있는 공기 타이어를 제공하는 과제로 한다.
카커스(6)와, 사이드월 고무(3G)를 갖는 공기 타이어에 있어서, 사이드월 고무(3G)는 내층(10)과, 외층(11)을 포함한다. 외층(11)은 내층(10)보다 복소 탄성률(E*)이 크고, 내층(10)은 외층(11)보다 손실 탄젠트(tanδ)가 작다. 내층(10)의 두께는 사이드월부(3)의 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점감하고, 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 외측을 향하여 점증한다. 외층(11)의 두께는 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점증한다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 조종 안정성을 유지하면서, 구름 저항을 저감한 공기 타이어에 관한 것이다.

최근, 에너지 절약화의 요청으로부터, 타이어의 구름 저항을 저감하여, 차량의 연비 성능을 향상시키는 것이 요구되고 있다. 일반적으로, 타이어의 구름 저항의 약 절반은 타이어의 고무 부분의 발열에 의한 에너지 손실이다. 이 때문에, 종래부터, 발열에 의한 에너지 손실이 작은 고무 재료를 변형이 큰 사이드월부에 이용함으로써, 타이어의 구름 저항을 저감한 공기 타이어가 제안되고 있다.

그러나, 이러한 공기 타이어는 사이드월부의 강성이 저하하여, 조종 안정성이 저하하는 것 외에, 사이드월부의 내구성이 저하할 우려가 있었다.

이러한 문제에 대하여, 하기 특허문헌 1에서는, 사이드월 고무를 2층으로 하고, 내층 및 외층의 고무 조성물의 복소 탄성률(E*) 및 손실 탄젠트(tanδ)를 규정함으로써, 사이드월부의 내구성을 확보하면서, 구름 저항을 저감할 수 있는 공기 타이어가 제안되어 있다.

그러나, 상기와 같은 공기 타이어에서는, 조종 안정성의 유지 및 구름 저항의 저감에 대해서는, 한층 더 개선의 여지가 있었다.

일본 특허 공개 제2007-196988호 공보

본 발명은 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 사이드월 고무를 구성하는 내층 및 외층의 고무 조성물의 복소 탄성률(E*) 및 손실 탄젠트(tanδ)를 규정하며, 내층 및 외층의 두께를 규정하는 것을 기본으로 하여, 조종 안정성과 구름 저항을 높은 차원에서 양립시킬 수 있는 공기 타이어를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

본 발명 중, 청구항 1에 기재된 발명은, 트레드부로부터 사이드월부를 거쳐 비드부의 비드 코어에 이르는 카커스와, 상기 사이드월부에 있어서 상기 카커스의 타이어 축방향 외측에 배치된 사이드월 고무를 갖는 공기 타이어로서, 정규 림에 장착되며 정규 내압이 충전된 무부하의 정규 상태에서의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에서, 상기 사이드월 고무는, 타이어 반경 방향 내외로 연장되는 내층과, 그 내층의 타이어 축방향 외측에 배치된 외층을 포함하고, 상기 외층은 상기 내층보다 복소 탄성률(E*)이 큰 고무 조성물로 이루어지며, 상기 내층은 상기 외층보다 손실 탄젠트(tanδ)가 작은 고무 조성물로 이루어지고, 상기 내층의 두께는 상기 사이드월부의 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점감하는 한편, 상기 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 외측을 향하여 적어도 상기 외층의 타이어 반경 방향의 외단까지 점증하며, 상기 외층의 두께는 상기 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 적어도 상기 내층의 타이어 반경 방향의 내단까지 점증하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명은, 상기 트레드부에는, 상기 카커스의 타이어 반경 방향 외측에 벨트층이 배치되고, 상기 내층의 타이어 반경 방향의 외단부는 상기 카커스와 상기 벨트층 사이의 벨트 단부 영역에 배치되는 것인 청구항 1에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 3에 기재된 발명은, 상기 내층의 상기 외단부는 상기 외층의 타이어 반경 방향의 외단으로부터 두께가 점감하는 것인 청구항 2에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 상기 트레드부에는, 상기 카커스의 타이어 반경 방향 외측에 배치된 벨트층과, 그 벨트층의 타이어 반경 방향 외측에 배치되며, 벨트층보다 폭이 넓은 트레드 고무가 마련되고, 상기 외층의 외단은, 상기 벨트층의 외단보다 타이어 축방향 외측이면서 트레드 고무의 내측에 위치하는 것인 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 상기 트레드 고무는, 상기 벨트층의 외측에 배치된 트레드 고무 본체와, 그 트레드 고무 본체의 양측 가장자리에 배치되며, 상기 트레드 고무 본체보다 연질이고, 단면이 대략 삼각 형상인 윙 고무를 포함하고, 상기 외층의 외단은 상기 윙 고무의 타이어 반경 방향의 내측면에 위치하는 것인 청구항 4에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 6에 기재된 발명은, 상기 카커스는, 상기 트레드부로부터 사이드월부를 거쳐 비드 코어에 이르는 본체부와, 그 본체부에 연속하며, 상기 비드 코어의 둘레에서 타이어 축방향 내측으로부터 외측으로 감겨 올려져 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 권양부를 갖는 카커스 플라이로 이루어지고, 상기 비드부는, 상기 본체부와 상기 권양부 사이에서 상기 비드 코어로부터 타이어 반경 방향 외측으로 테이퍼형으로 연장되는 비드 에이펙스 고무를 포함하며, 상기 내층 및 상기 외층은, 상기 권양부의 타이어 축방향 외측에 배치됨으로써 상기 비드 에이펙스 고무와 이격되어 있는 것인 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 7에 기재된 발명은, 상기 내층의 타이어 반경 방향의 내단은, 상기 비드 에이펙스 고무의 타이어 반경 방향의 외단에 근접하게 위치하는 것인 청구항 6에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 8에 기재된 발명은, 상기 비드부에는, 그 비드부에 있어서 상기 카커스의 타이어 축방향 외측에, 경질 고무로 이루어지는 클린치 고무가 상기 권양부에 접하여 배치되고, 상기 클린치 고무는 타이어 반경 방향 외측을 향하여 두께가 점감하며, 그 클린치 고무의 타이어 반경 방향의 외단은 상기 내층의 타이어 반경 방향의 내단에 근접하게 위치하는 것인 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 9에 기재된 발명은, 상기 외층은, 상기 클린치 고무의 타이어 축방향 외측을 덮어 타이어 반경 방향 내측으로 연장되고, 그 외층의 타이어 반경 방향의 내단부는 상기 내층의 내단으로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 두께가 점감하는 것인 청구항 8에 기재된 공기 타이어이다.

청구항 10에 기재된 발명은, 상기 비드부의 외면에는, 타이어 축방향 외측으로 돌출하는 림 프로텍터가 마련되고, 상기 외층의 타이어 반경 방향의 내단은, 상기 림 프로텍터의 최대 돌출부에 위치하는 것인 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 공기 타이어이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 고무의 복소 탄성률(E*) 및 손실 탄젠트(tanδ)는 JIS-K6394의 규정에 준하여, 하기의 조건으로, Iwamoto Seisakusho에서 제조된 점탄성 스펙트로미터를 이용하여 측정된 값이다.

초기 왜곡: 10％

진폭: ±2％

주파수: 10 ㎐

변형 모드: 인장

측정 온도: 70℃

본 발명의 공기 타이어는, 사이드월 고무가 타이어 반경 방향 내외로 연장되는 내층 및 외층을 포함한다. 상기 외층은 내층보다 복소 탄성률(E*)이 큰 고무 조성물로 이루어지고, 상기 내층은 외층보다 손실 탄젠트(tanδ)가 작은 고무 조성물로 이루어진다. 이러한 사이드월 고무는 사이드월부의 강성을 확보하면서, 발열에 의한 에너지 손실을 저감할 수 있다.

또한, 상기 내층의 두께는 사이드월부의 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점감하는 한편, 상기 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 외측을 향하여 적어도 외층의 타이어 반경 방향의 외단까지 점증한다. 또한, 상기 외층의 두께는 상기 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 적어도 내층의 타이어 반경 방향의 내단까지 점증한다. 이러한 사이드월 고무는 사이드월부의 타이어 반경 방향 내측의 영역, 즉 조종 안정성에의 기여가 크며 또한 구름 저항에의 기여가 작은 영역의 강성을 크게 한다. 또한, 상기 사이드월 고무는 사이드월부의 타이어 반경 방향 외측의 영역, 즉 조종 안정성에의 기여가 작으며 또한 구름 저항에의 기여가 큰 영역의 발열성을 저감한다. 이에 의해, 보다 효과적으로 조종 안정성이 유지되면서 구름 저항이 저감될 수 있다.

도 1은 본 발명의 공기 타이어의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 사이드월부 및 비드의 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를, 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 실시형태의 공기 타이어(1)의 정규 상태에 있어서의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면도이다. 여기서, 정규 상태란, 타이어를 정규 림(도시 생략)에 림 조립하며, 정규 내압을 충전한 무부하의 상태로 한다. 이하, 특별히 언급하지 않는 경우, 타이어의 각 부의 치수 등은 이 정규 상태에서 측정된 값으로 한다.

또, 상기 「정규 림」이란, 타이어가 따르고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 그 규격이 타이어마다 정하는 림이며, 예컨대 JATMA이면 "표준 림", TRA이면 "Design Rim", ETRTO이면 "Measuring Rim"으로 한다.

또한, 「정규 내압」이란, 타이어가 따르고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 공기압이며, JATMA이면 "최고 공기압", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대값, ETRTO이면 "INFLATION PRESSURE"로 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 공기 타이어(이하, 단순히 「타이어」라고 하는 경우가 있음)(1)는, 트레드부(2)로부터 사이드월부(3)를 거쳐 비드부(4)의 비드 코어(5)에 이르는 카커스(6)와, 사이드월부(3)에 있어서 카커스(6)의 타이어 축방향 외측에 배치된 사이드월 고무(3G)와, 비드 코어(5)로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 비드 에이펙스 고무(8)와, 상기 카커스(6)의 타이어 반경 방향 외측이면서 트레드부(2)의 내측에 배치되는 벨트층(7)과, 이 벨트층(7)의 타이어 반경 방향 외측에 배치되는 밴드층(9)을 구비하며, 본 실시형태에서는 승용차용의 공기 타이어를 나타내고 있다.

상기 카커스(6)는, 예컨대 1장의 카커스 플라이(6A)에 의해 구성된다. 이 카커스 플라이(6A)는, 트레드부(2)로부터 사이드월부(3)를 거쳐 비드부(4)의 비드 코어(5)에 이르는 본체부(6a)와, 그 본체부(6a)에 연속하며, 비드 코어(5)의 둘레에서 타이어 축방향 내측으로부터 외측으로 감겨 올려져 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 권양부(6b)를 갖는다. 또한, 이 카커스 플라이(6A)에는, 예컨대 방향족 폴리아미드, 레이온 등의 유기 섬유 코드가 카커스 코드로서 채용된다. 또한, 상기 카커스 코드는 타이어 적도(C)에 대하여 예컨대 70 ~ 90°의 각도로 배열된다.

상기 벨트층(7)은 본 실시형태에서는, 벨트 코드가 타이어 적도(C)에 대하여, 예컨대 15 ~ 45°의 각도로 경사져서 배열된 2장의 벨트 플라이(7A 및 7B)를, 벨트 코드가 서로 교차하는 방향으로 타이어 반경 방향으로 적층하여 이루어진다. 이 벨트 코드에는, 예컨대 아라미드 또는 레이온 등 외에, 스틸 코드가 적합하게 채용된다.

상기 밴드층(9)은, 예컨대 밴드 코드를 타이어 둘레 방향에 대하여 5도 이하의 각도로 배열한 밴드 플라이에 의해 구성된다. 또한, 본 실시형태에서는, 밴드층(9)은 벨트층(7)의 타이어 축방향의 외단부만을 피복하는 좌우 한 쌍의 에지 밴드 플라이(9A)와, 벨트층(7)의 대략 전체폭을 덮는 풀 밴드 플라이(9B)로 구성된다. 밴드 코드로서는, 예컨대 나일론, 아라미드 또는 PEN 등의 유기 섬유 코드가 적합하게 이용된다.

상기 트레드부(2)에는, 벨트층(7)의 타이어 반경 방향 외측에 배치되며, 벨트층(7)보다 폭이 넓은 트레드 고무(2G)가 마련된다. 그 트레드 고무(2G)는, 예컨대 벨트층(7)의 타이어 반경 방향의 외측에 배치되며, 접지면을 형성하는 트레드 고무 본체(2g)와, 그 트레드 고무 본체(2g)의 양측 가장자리에 배치되며, 단면이 대략 삼각 형상인 윙 고무(2W)를 포함한다.

상기 윙 고무(2W)는 주로 접지면의 외측에 배치되기 때문에, 트레드 고무 본체(2g)보다 연질의 고무로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 윙 고무(2W)의 복소 탄성률(E*w)은 바람직하게는 2.8 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 3.1 ㎫ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 3.8 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 3.5 ㎫ 이하가 좋다. 이에 의해, 트레드부(2)와 사이드월부(3) 간의 강성 단차가 완화된다.

또한, 상기 윙 고무(2W)의 손실 탄젠트(tanδw)는 작아지면 발열성이 저하하여 한랭지에서의 주행 성능이 저하할 우려가 있고, 커지면 구름 저항이 커질 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 손실 탄젠트(tanδw)는 바람직하게는 0.168 이상, 보다 바람직하게는 0.172 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 0.185 이하, 보다 바람직하게는 0.181 이하가 좋다.

상기 비드 에이펙스 고무(8)는 경질의 고무로 이루어지며, 상기 본체부(6a)와 권양부(6b) 사이에 배치되고, 또한 비드 코어(5)로부터 타이어 반경 방향 외측을 향하여 테이퍼형으로 연장된다. 이에 의해, 비드부(4) 및 사이드월부(3)가 보강된다.

또한, 비드부(4) 및 사이드월부(3)를 효과적으로 보강하는 관점에서, 비드 베이스라인(BL)으로부터 비드 에이펙스 고무(8)의 외단(8o)까지의 타이어 반경 방향의 높이(h1)는, 예컨대 비드 베이스라인(BL)으로부터 타이어 적도(C) 상의 카커스(6)의 외면까지 카커스 높이(Hc)의 38 ~ 46％로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 비드 에이펙스 고무(8)의 복소 탄성률(E*b)은, 예컨대 12 ~ 20 ㎫로 설정된다. 이에 의해, 비드부(4)에 필요한 강성이 확보된다.

상기 비드부(4)에는, 카커스(6)의 타이어 축방향 외측에 클린치 고무(12)가 권양부(6b)에 접하여 배치된다.

상기 클린치 고무(12)는 경질의 고무로 이루어지며, 비드부(4)의 강성을 확보한다. 클린치 고무(12)의 복소 탄성률(E*c)은 작아지면 비드부(4)의 내구성이 저하할 우려가 있고, 커지면 승차감성이 악화할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 복소 탄성률(E*c)은 바람직하게는 9 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 12 ㎫ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 21 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 18 ㎫ 이하가 좋다.

또한, 비드부(4)의 외면에는, 타이어 축방향 외측으로 돌출하는 림 프로텍터(14)가 마련된다.

도 2에는, 사이드월부(3) 및 비드부(4)의 확대 단면도를 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 사이드월 고무(3G)는, 사이드월부(3)에 있어서, 타이어 반경 방향 내외로 연장되는 내층(10)과, 그 내층(10)의 타이어 축방향 외측에 배치된 외층(11)을 포함한다. 본 실시형태에서는, 사이드월 고무(3G)가 이 2개의 층에 의해 형성되어 있다.

상기 외층(11)은 상기 내층(10)보다 복소 탄성률(E*)이 큰 고무 조성물로 이루어진다. 이에 의해, 사이드월부(3)의 강성이 확보되어, 조종 안정성을 향상시킬 수 있다. 한편, 외층(11)의 복소 탄성률(E*o)의 값은 작아지면 조종 안정성의 향상 효과를 얻을 수 없을 우려가 있고, 커지면 승차감성이 악화할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 복소 탄성률(E*o)은 바람직하게는 4.2 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 4.4 ㎫ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 5.0 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 4.8 ㎫ 이하가 좋다.

상기 외층(11)의 두께(to)는 사이드월부(3)의 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 적어도 상기 내층(10)의 타이어 반경 방향의 내단(10i)까지 점증한다. 최대폭 위치(Pm)보다 타이어 반경 방향 내측의 비드부측 영역은 조종 안정성에의 기여가 큰 반면, 구름 저항에의 기여가 작다. 이 때문에, 복소 탄성률(E*)이 높은 외층(11)의 두께(to)를 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점증시킴으로써, 구름 저항을 크게 하는 일없이, 조종 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 내층(10)은 외층(11)보다 손실 탄젠트(tanδ)가 작은 고무 조성물로 이루어진다. 이에 의해, 사이드월부(3)의 발열에 의한 에너지 손실이 저감하여, 구름 저항이 저감한다. 한편, 내층(10)의 손실 탄젠트(tanδi)의 값은 작아지면 특히 한랭지에서의 주행 시, 사이드월부(3)의 온도가 적정 온도까지 오르지 않아, 승차감성이 저하할 우려가 있고, 커지면 구름 저항이 커질 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 손실 탄젠트(tanδi)는 바람직하게는 0.081 이상, 보다 바람직하게는 0.091 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 0.121 이하, 보다 바람직하게는 0.111 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 내층(10)의 두께(ti)는 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점감한다. 이러한 내층(10)은 최대폭 위치(Pm)보다 타이어 반경 방향 내측의 영역에서의 외층(11)의 고무 볼륨을 크게 할 수 있어, 조종 안정성의 향상에 도움이 된다.

또한, 상기 내층(10)의 두께(ti)는 상기 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 외측을 향하여 적어도 외층(11)의 타이어 반경 방향의 외단(10o)까지 점증한다. 상기 최대폭 위치(Pm)보다 타이어 반경 방향 외측의 트레드부측 영역은 구름 저항에의 기여가 큰 반면, 조종 안정성에의 기여가 작다. 이 때문에, 손실 탄젠트(tanδ)가 작은 내층(10)의 두께를, 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점증시킴으로써, 조종 안정성을 저하시키는 일없이, 구름 저항을 작게 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 공기 타이어(1)는 고무 조성물의 특성이 상이한 내층(10) 및 외층(11)을 각 영역에서의 두께가 서로 다르게 배치함으로써 조종 안정성과 구름 저항이 높은 차원에서 양립한다.

이러한 효과를 한층 더 발휘시키기 위해, 상기 외층(11)의 손실 탄젠트(tanδo)는 바람직하게는 0.141 이상, 보다 바람직하게는 0.144 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 0.153 이하, 보다 바람직하게는 0.150 이하가 좋다. 상기 손실 탄젠트(tanδo)는 작아지면 특히 한랭지에서의 주행 시, 사이드월부(3)의 온도가 적정 온도까지 오르지 않아, 승차감성이 저하할 우려가 있고, 커지면 구름 저항이 커질 우려가 있다.

또한, 상기 외층(11)은 클린치 고무(12)의 타이어 축방향 외측을 덮어 타이어 반경 방향 내측으로 연장되는 것이 바람직하다. 또한, 외층(11)의 타이어 반경 방향의 내단부(11I)는 내층(10)의 타이어 반경 방향의 내단(10i)으로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 두께가 점감하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 클린치 고무(12)와의 접합 면적이 증가하고, 사이드월부(3) 및 비드부(4)의 강성 분포가 균일해져, 조종 안정성 및 승차감성을 향상시킬 수 있다.

상기 외층(11)의 내단(11i)은 림 프로텍터(14)의 최대 돌출부(14o)에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 외층(11)과 클린치 고무 간의 접합 면적이 더욱 증가하여, 강성 분포가 균일해지는 것 외에, 외층(11)의 고무 박리를 억제할 수 있다.

상기 외층(11)의 두께(to)는 상기 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 외측으로 윙 고무(2W)의 타이어 반경 방향의 내단(2Wi)까지의 영역에 있어서, 대략 일정한 것이 바람직하다. 상기 범위에서는 사이드월부(3)의 변형량이 크기 때문에, 상기 두께(to)가 대략 일정하게 설정됨으로써, 응력 집중이 방지되는 것 외에, 고무 박리 등의 손상을 억제할 수 있다.

상기 두께(to)는 윙 고무(2W)의 상기 내단(2Wi)으로부터 타이어 반경 방향 외측의 영역에서는, 타이어 반경 방향 외측을 향하여 점감한다. 이에 의해, 외층(11)과 윙 고무(2W) 간의 강성 단차가 완화되어, 고무 박리 등의 손상이 억제되는 것 외에, 원더링 성능(wandering performance)을 향상시킬 수 있다.

상기 외층(11)의 타이어 반경 방향의 외단(11o)은 벨트층(7)의 외단(7e)보다 타이어 축방향 외측이면서 트레드 고무(2G)의 내측에 위치한다. 이에 의해, 트레드부(2)의 타이어 축방향의 단부의 강성이 적정화되어, 원더링 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 외단(11o)은 윙 고무(2W)의 타이어 반경 방향의 내측면에 위치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 외층(11)의 고무 박리가 억제되어, 타이어의 내구성이 향상된다.

또한, 비드 베이스라인(BL)으로부터의 외층(11)의 상기 외단(11o)의 높이(h2)는 작아지면 조종 안정성이 저하하는 것 외에, 트레드부(2)의 내구성이 저하할 우려가 있다. 반대로, 상기 높이(h2)가 커지면 구름 저항이 커질 우려가 있는 것 외에, 승차감성이 악화할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 높이(h2)는 카커스(6)의 최대 높이인 카커스 높이(Hc)의 바람직하게는 87％ 이상, 보다 바람직하게는 88.5％ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 93％ 이하, 보다 바람직하게는 91.5％ 이하가 좋다.

상기 내층(10)의 복소 탄성률(E*i)은 작아지면 조종 안정성이 악화할 우려가 있고, 커지면 승차감성이 악화할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 복소 탄성률(E*i)은 바람직하게는 2.7 ㎫ 이상, 보다 바람직하게는 3.0 ㎫ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 4.1 ㎫ 이하, 보다 바람직하게는 3.8 ㎫ 이하가 좋다.

상기 내층(10)의 타이어 반경 방향의 외단부(10O)는 카커스(6)와 벨트층(7) 사이의 벨트 단부 영역(13)에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 트레드부(2)와 사이드월부(3) 간의 강성 단차가 완화되는 것 외에, 벨트층(7)의 세퍼레이션이 억제되어, 트레드 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 내층(10)의 상기 외단부(10O)는 외층(11)의 외단(11o)으로부터 두께가 점감하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 벨트층(7)이 타이어 적도로부터 트레드 단부를 향하여 직선형으로 연장될 수 있어, 조종 안정성 및 승차감성을 향상시킬 수 있다.

상기 내층(10)의 타이어 반경 방향의 내단(10i)은 비드 에이펙스 고무(8)의 타이어 반경 방향의 외단(8o)과 근접하게 위치하는 것이 바람직하다. 여기서 「근접」이란, 내층(10)의 상기 내단(10i)과, 비드 에이펙스 고무(8)의 상기 외단(8o) 사이의 타이어 반경 방향의 거리 및 타이어 축방향의 거리가 10 ㎜ 이내, 보다 바람직하게는 5 ㎜ 이내, 더욱 바람직하게는 일치하는 것을 의미한다. 이에 의해, 비드부(4)로부터 사이드월부(3)에 걸친 강성 분포가 균일해져, 조종 안정성 및 승차감성을 향상시킬 수 있다.

또한, 강성 분포를 균일하게 하는 관점에서, 클린치 고무(12)는 타이어 반경 방향 외측을 향하여 두께가 점감하며, 그 클린치 고무(12)의 타이어 반경 방향의 외단(12o)은 내층(10)의 상기 내단(10i)에 근접하는 것이 바람직하다. 여기서 「근접」이란, 상기한 바와 마찬가지로, 클린치 고무(12)의 상기 외단(12o)과 내층(10)의 상기 내단(10i) 사이의 타이어 반경 방향의 거리 및 타이어 축방향의 거리가 10 ㎜ 이내, 보다 바람직하게는 5 ㎜ 이내, 더욱 바람직하게는 일치하는 것을 의미한다.

또한, 비드 베이스라인(BL)으로부터의 내층(10)의 타이어 반경 방향의 내단(10i)의 높이(h3)는 작아지면 외층(11)의 고무 볼륨이 저하하여 조종 안정성이 저하할 우려가 있다. 반대로, 상기 높이(h3)가 커지면 내층(10)의 고무 볼륨이 작아져 구름 저항이 증가할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 높이(h3)는 카커스 높이(Hc)의 바람직하게는 35％ 이상, 보다 바람직하게는 37％ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 45％ 이하, 보다 바람직하게는 43％ 이하가 좋다.

내층(10) 및 외층(11)은 카커스 플라이(6A)의 권양부(6b)의 타이어 축방향 외측에 배치됨으로써, 비드 에이펙스 고무(8)와 이격되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 비드부(4)의 강성이 커져 조종 안정성이 향상하는 것 외에, 비드 에이펙스 고무(8)의 내구성이 향상하여, 림 어긋남의 발생이 억제된다.

상기 최대폭 위치(Pm)에서는, 사이드월 고무(3G)가 조종 안정성 및 구름 저항에 같은 정도로 기여한다. 따라서, 최대폭 위치(Pm)에서의, 상기 내층(10)의 두께(ti)와 상기 외층(11)의 두께(to)의 비(to/ti)는 바람직하게는 80％ 이상, 보다 바람직하게는 90％ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 120％ 이하, 보다 바람직하게는 110％ 이하가 좋다. 또한, 더욱 바람직하게는 상기 비(to/ti)가 100％, 즉 상기 두께(ti)와 상기 두께(to)가 같은 것이 좋다. 이에 의해, 상기 두께(ti 및 to)가 근사하여, 조종 안정성 및 구름 저항을 높은 차원에서 양립시킬 수 있다.

또한, 상기 비(to/ti)는 최대폭 위치(Pm)로부터 타이어 반경 방향 외측의 영역에 있어서는 점감하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 영역에서의 강성 분포가 적정화가 되어, 조종 안정성 및 승차감성을 향상시킬 수 있다. 또한, 윙 고무(2W)의 타이어 반경 방향의 내단(2Wi)에서의 상기 비(to/ti)는 바람직하게는 33％ 이상, 보다 바람직하게는 38％ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 53％ 이하, 보다 바람직하게는 48％ 이하가 좋다. 이에 의해, 벨트층(7)의 세퍼레이션이 억제되는 것 외에, 원더링 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 윙 고무(2W)의 상기 내단(2Wi)은 비드 베이스라인(BL)으로부터의 타이어 반경 방향의 높이(h4)가 커지면 트레드부(2)의 타이어 축방향의 단부의 강성이 커져, 원더링 성능이 저하할 우려가 있다. 반대로, 상기 높이(h4)가 작아지면, 조종 안정성이 저하할 우려가 있는 것 외에, 윙 고무(2W)의 고무 박리가 발생할 우려가 있다. 이러한 관점에서, 상기 높이(h4)는 카커스 높이(Hc)의 바람직하게는 80％ 이상, 보다 바람직하게는 83％ 이상이 좋고, 또한 바람직하게는 90％ 이하, 보다 바람직하게는 87％ 이하가 좋다.

이상, 본 발명의 승용차용 타이어에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상기 구체적인 실시형태에 한정되는 일없이 여러가지 양태로 변경하여 실시할 수 있을 수 있는 것은 물론이다.

[실시예]

도 1의 기본 구조를 이루는 205/55R16의 승용차용 타이어를 표 1의 사양에 기초하여 시험 제작하여, 각 샘플 타이어의 횡탄력성 및 구름 저항을 테스트하였다. 또한, 비교예로서, 외층 및 내층이 동일한 고무 조성물로 이루어지는 타이어에 대해서도, 동일한 테스트가 이루어졌다. 테스트 방법은 이하와 같다.

<구름 저항>

샘플 타이어의 구름 저항을, 하기의 조건에서 구름 저항 시험기로 측정하였다. 결과는 비교예 8의 구름 저항의 역수를 100으로 하는 지수이며, 수치가 클수록, 구름 저항이 작은 것을 나타낸다.

장착 림: 16×6.5 JJ

내압: 210 ㎪

종하중: 4.83 kN

<횡탄력성>

샘플 타이어의 횡탄력성을, 하기의 조건에서 정적 시험기로 측정하였다. 결과는 비교예 8을 100으로 하는 지수이며, 수치가 클수록, 횡탄력성이 크고 조종 안정성이 우수한 것을 나타낸다.

장착 림: 16×6.5 JJ

내압: 230 ㎪

종하중: 4.24 kN

결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 고무 조성물의 배합의 상세를 표 2에 나타낸다.

표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예의 공기 타이어는 비교예에 비해서, 횡탄력성을 유지하면서 구름 저항 성능을 유의하게 향상시키는 것을 확인할 수 있다.

2: 트레드부 3: 사이드월부
4: 비드부 5: 비드 코어
6: 카커스 7: 벨트층
8: 비드 에이펙스 고무 9: 밴드층
10: 내층 11: 외층
12: 클린치 고무 14: 림 프로텍터

Claims

트레드부로부터 사이드월부를 거쳐 비드부의 비드 코어에 이르는 카커스와, 상기 사이드월부에 있어서 상기 카커스의 타이어 축방향 외측에 배치된 사이드월 고무를 갖는 공기 타이어로서,
정규 림에 장착되며 정규 내압이 충전된 무부하의 정규 상태에서의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면에서,
상기 사이드월 고무는, 타이어 반경 방향 내외로 연장되는 내층과, 그 내층의 타이어 축방향 외측에 배치된 외층을 포함하고,
상기 외층은 상기 내층보다 복소 탄성률(E*)이 큰 고무 조성물로 이루어지며,
상기 내층은 상기 외층보다 손실 탄젠트(tanδ)가 작은 고무 조성물로 이루어지고,
상기 내층의 두께는, 상기 사이드월부의 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 점감하는 한편, 상기 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 외측을 향하여 적어도 상기 외층의 타이어 반경 방향의 외단까지 점증하며,
상기 외층의 두께는, 상기 최대폭 위치로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 적어도 상기 내층의 타이어 반경 방향의 내단까지 점증하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항에 있어서, 상기 트레드부에는, 상기 카커스의 타이어 반경 방향 외측에 벨트층이 배치되고,
상기 내층의 타이어 반경 방향의 외단부는 상기 카커스와 상기 벨트층 사이의 벨트 단부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 내층의 상기 외단부는 상기 외층의 타이어 반경 방향의 외단으로부터 두께가 점감하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드부에는, 상기 카커스의 타이어 반경 방향 외측에 배치된 벨트층과, 그 벨트층의 타이어 반경 방향 외측에 배치되며, 벨트층보다 폭이 넓은 트레드 고무가 마련되고,
상기 외층의 외단은, 상기 벨트층의 외단보다 타이어 축방향 외측이면서 트레드 고무의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제4항에 있어서, 상기 트레드 고무는, 상기 벨트층의 외측에 배치된 트레드 고무 본체와, 그 트레드 고무 본체의 양측 가장자리에 배치되며, 상기 트레드 고무 본체보다 연질이고, 단면이 삼각 형상인 윙 고무를 포함하고,
상기 외층의 외단은, 상기 윙 고무의 타이어 반경 방향의 내측면에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카커스는, 상기 트레드부로부터 사이드월부를 거쳐 비드 코어에 이르는 본체부와, 그 본체부에 연속하며, 상기 비드 코어의 둘레에서 타이어 축방향 내측으로부터 외측으로 감겨 올려져 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 권양부를 갖는 카커스 플라이로 이루어지고,
상기 비드부는, 상기 본체부와 상기 권양부 사이에서 상기 비드 코어로부터 타이어 반경 방향 외측으로 테이퍼형으로 연장되는 비드 에이펙스 고무를 포함하며,
상기 내층 및 상기 외층은, 상기 권양부의 타이어 축방향 외측에 배치됨으로써 상기 비드 에이펙스 고무와 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제6항에 있어서, 상기 내층의 타이어 반경 방향의 내단은, 상기 비드 에이펙스 고무의 타이어 반경 방향의 외단에 근접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제6항에 있어서, 상기 비드부에는, 그 비드부에 있어서 상기 카커스의 타이어 축방향 외측에, 경질 고무로 이루어지는 클린치 고무가 상기 권양부에 접하여 배치되고,
상기 클린치 고무는 타이어 반경 방향 외측을 향하여 두께가 점감하며, 그 클린치 고무의 타이어 반경 방향의 외단은 상기 내층의 타이어 반경 방향의 내단에 근접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제8항에 있어서, 상기 외층은 상기 클린치 고무의 타이어 축방향 외측을 덮어 타이어 반경 방향 내측으로 연장되고,
그 외층의 타이어 반경 방향의 내단부는 상기 내층의 내단으로부터 타이어 반경 방향 내측을 향하여 두께가 점감하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비드부의 외면에는, 타이어 축방향 외측으로 돌출하는 림 프로텍터가 마련되고,
상기 외층의 타이어 반경 방향의 내단은 상기 림 프로텍터의 최대 돌출부에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.