KR20180080213A - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

공기입 타이어 (1) 는, 트레드부 (2) 로부터 사이드 월부를 거쳐 비드부의 비드 코어에 이르는 카커스 (6) 와, 카커스 (6) 의 반경 방향 외측 또한 트레드부 (2) 의 내부에 배치되는 벨트층 (7) 을 구비한다. 공기입 타이어 (1) 는, 카커스 (6) 와 벨트층 (7) 사이에 배치된 제진 고무체 (30) 와, 트레드부 (2) 의 내강면에 배치된 제음체 (20) 를 갖는다. 제진 고무체 (30) 의 타이어 축 방향의 폭 W1 은, 벨트층 (7) 의 타이어 축 방향의 폭 W2 의 60 ∼ 130 ％ 이고, 제음체 (20) 의 흡수율은 10 ∼ 25 ％ 이다.

Description

공기입 타이어

본 발명은, 트레드부의 내강면 (內腔面) 에 제음체가 배치된 공기입 타이어에 관한 것이다.

종래, 공기입 타이어의 주행 노이즈를 억제하는 기술로서, 특허문헌 1 에 나타내어지는 바와 같이, 트레드부의 내강면에 스펀지재로 이루어지는 제음체가 배치된 공기입 타이어가 알려져 있다.

일본 공개특허공보 2009-292461호

한편, 공기입 타이어가 펑크났을 때의 수리 방법으로서, 펑크 시일제를 함유하는 펑크 수리액을 내강면에 넓게 퍼지게 하여 펑크 구멍을 시일하는 방법이 알려져 있다. 펑크 수리액을 사용한 펑크 수리에서는, 관통공이 형성되어 있는 수리 지점의 내강면에 펑크 수리액을 넓게 퍼지게 할 필요가 있기 때문에, 먼저, 수리 지점이 하방에 위치하도록 공기입 타이어가 회전되고, 그 상태에서 펑크 수리액이 충전된다.

그러나, 특허문헌 1 에 나타내어진 제음체가 배치된 공기입 타이어의 펑크 수리에 상기 펑크 수리액을 사용한 경우, 펑크 수리액이 제음체의 기포에 흡수된다. 그 결과, 펑크 수리액이 수리 지점의 제음체에 집중적으로 흡수되고, 펑크 수리액이 타이어 둘레 방향에서 균일하게 잘 분산되지 않게 되어 포스 베리에이션, 즉 펑크 수리 후의 공기입 타이어의 유니포미티에 영향을 미칠 우려가 있다. 여기서 말하는 유니포미티는, 타이어, 제음체, 및, 펑크 수리액을 포함한 중량의 균일성이다. 이와 같은 균일성이 저해되면, 주행 노이즈가 커지기 쉽다는 문제가 있다.

본 발명은, 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 주행 노이즈를 억제하면서, 펑크 수리 후의 유니포미티에 미치는 영향을 억제할 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 트레드부로부터 사이드 월부를 거쳐 비드부의 비드 코어에 이르는 카커스와, 상기 카커스의 반경 방향 외측 또한 상기 트레드부의 내부에 배치되는 벨트층을 구비한 공기입 타이어로서, 상기 트레드부의 내강면에 배치된 다공질상의 제음체를 갖고, 상기 제음체의 하기 식 (1) 에 의해 계산되는 흡수율이 10 ∼ 25 ％ 인 것을 특징으로 한다.

흡수율 (％) ＝ 침지 전후의 중량 변화 (g)/50 ％ 압축시의 체적 (㎤) × 100 (1)

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제음체의 밀도는, 10 ∼ 40 kg/㎥ 인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제음체의 체적 V1 은, 타이어 내강의 전체 체적 V2 의 0.4 ∼ 30 ％ 인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제음체의 인장 강도는, 70 ∼ 115 kPa 인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무의 0 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는 0.4 이상이며, 또한, 70 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는 0.2 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무는, (1.4 × 카본 블랙 함유량 (phr) ＋ 실리카 함유량 (phr))/황 함유량 (phr) 의 값이 20 이상인 고무 조성체인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 트레드부의 내부에 배치된 제진 고무체를 추가로 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제진 고무체의 타이어 축 방향의 폭 W1 은, 상기 벨트층의 타이어 축 방향의 폭 W2 의 60 ∼ 130 ％ 인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제진 고무체는, 상기 카커스와 상기 벨트층 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층의 반경 방향 외측 또한 상기 트레드부의 내부에 배치되는 밴드층을 갖고, 상기 제진 고무체는, 상기 벨트층과 상기 밴드층 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 벨트층의 반경 방향 외측 또한 상기 트레드부의 내부에 배치되는 밴드층을 갖고, 상기 제진 고무체는, 상기 밴드층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제진 고무체의 타이어 반경 방향의 두께는, 0.3 mm 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 관련된 상기 공기입 타이어에 있어서, 상기 제진 고무체의 경도 H1 과 상기 벨트층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무의 경도 H2 의 관계는, 0.5 ≤ H1/H2 ≤ 1.0 인 것이 바람직하다.

본 발명의 공기입 타이어에 의하면, 트레드부의 내강면에 제음체가 배치되어 있으므로, 타이어 내강에서의 공동 공명이 억제되어, 공기입 타이어의 주행 노이즈가 저감된다. 본 발명에서는, 제음체의 상기 식 (1) 에 의해 계산되는 흡수율이 10 ∼ 25 ％ 이므로, 제음체에 의한 펑크 수리액의 흡수가 억제된다. 따라서, 펑크 수리액이, 수리 지점의 제음체에 집중되지 않고, 타이어 둘레 방향에서 균일하게 분산되기 쉬워져, 펑크 수리 후의 유니포미티 (즉, 공기입 타이어, 제음체, 및, 펑크 수리액을 포함한 중량의 균일성) 의 악화를 방지할 수 있기 때문에, 주행 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 공기입 타이어의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 공기입 타이어의 펑크 수리 후의 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 공기입 타이어의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 공기입 타이어의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시의 일 형태가 도면에 기초하여 설명된다.

도 1 은, 본 실시형태의 공기입 타이어 (1) 의 정규 상태에 있어서의 타이어 회전축을 포함하는 타이어 자오선 단면도이다. 여기서, 정규 상태란, 타이어를 정규 림에 림 조립하며, 또한, 정규 내압을 충전한 무부하의 상태이다. 이하, 특별히 언급되지 않는 경우, 타이어의 각 부의 치수 등은 이 정규 상태에서 측정된 값이다.

「정규 림」이란, 타이어가 기초로 하고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 당해 규격이 타이어마다 정하는 림이며, 예를 들어 JATMA 이면 "표준 림", TRA 이면 "Design Rim", ETRTO 이면 "Measuring Rim" 이다.

「정규 내압」이란, 타이어가 기초로 하고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 공기압이며, JATMA 이면 "최고 공기압", TRA 이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" 에 기재된 최대치, ETRTO 이면 "INFLATION PRESSURE" 이다. 타이어가 승용차용인 경우, 현실의 사용 빈도 등을 고려하여 일률적으로 200 kPa 로 한다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 공기입 타이어 (이하, 간단히 「타이어」라고 하는 경우가 있다) (1) 는, 트레드부 (2) 로부터 사이드 월부 (3) 를 거쳐 비드부 (4) 의 비드 코어 (5) 에 이르는 카커스 (6) 와, 카커스 (6) 의 타이어 반경 방향 외측 또한 트레드부 (2) 의 내방에 배치되는 벨트층 (7) 을 구비한다. 본 실시형태에서는 승용차용인 것이 나타내어져 있다.

카커스 (6) 는, 예를 들어, 1 장의 카커스 플라이 (6A) 에 의해 구성되어 있다. 이 카커스 플라이 (6A) 는, 비드 코어 (5, 5) 간을 걸치는 본체부 (6a) 의 양단에, 비드 코어 (5) 의 둘레가 타이어 축 방향 내측으로부터 외측으로 되접혀짐으로써 비드 코어 (5) 에 걸리는 되접힘부 (6b) 를 일련으로 구비하고 있다. 카커스 플라이 (6A) 에는, 예를 들어, 방향족 폴리아미드, 레이온 등의 유기 섬유 코드가 카커스 코드로서 채용되어 있다. 카커스 코드는, 타이어 적도 (C) 에 대해, 예를 들어, 70 ∼ 90°의 각도로 배열되어 있다. 복수의 카커스 코드가 토핑 고무로 피복됨으로써, 카커스 플라이 (6A) 가 구성된다. 본체부 (6a) 와 되접힘부 (6b) 사이에는, 비드 코어 (5) 로부터 타이어 반경 방향 외방을 향해 끝이 좁은 형상으로 연장되는 비드 에이펙스 고무 (8) 가 배치되어 있다.

카커스 (6) 의 외측에는, 접지면을 형성하는 트레드 고무 (Tg), 사이드 월부 (3) 의 외면을 형성하는 사이드 월 고무 (Sg), 비드부 (4) 의 외면을 형성하는 비드 고무 (Bg) 등이 배치되어 있다. 한편, 카커스 (6) 의 내측에는, 타이어 내압을 유지하기 위한 이너 라이너 고무 (Lg) 등이 배치되어 있다.

벨트층 (7) 은, 본 실시형태에서는, 벨트 코드가 타이어 적도 (C) 에 대해, 예를 들어, 15 ∼ 45°의 각도로 경사져서 배열된 2 장의 벨트 플라이 (7A, 7B) 를, 벨트 코드가 서로 교차하는 방향으로 타이어 반경 방향에서 중첩되어 이루어진다. 이 벨트 코드에는, 예를 들어, 스틸, 아라미드 또는 레이온 등이 바람직하게 채용되어 있다. 복수의 벨트 코드가 토핑 고무로 피복됨으로써, 벨트 플라이 (7A, 7B) 가 구성된다.

본 실시형태의 공기입 타이어 (1) 에서는, 벨트층 (7) 의 타이어 반경 방향의 외측에, 밴드층 (9) 이 배치되어 있다. 밴드층 (9) 은, 유기 섬유의 밴드 코드, 본 예에서는 나일론 코드를 타이어 둘레 방향에 대해 10 도 이하, 바람직하게는 5 도 이하의 각도로 나선상으로 권회시킨 밴드 플라이 (9A) 를 포함한다.

공기입 타이어 (1) 는, 트레드부 (2) 의 내강면에 배치된 제음체 (20) 를 갖는다. 제음체 (20) 는, 예를 들어, 다공질상의 스펀지재에 의해 구성된다. 스펀지재는, 해면상의 다공 구조체이고, 예를 들어 고무나 합성 수지를 발포시킨 연속 기포를 갖는 이른바 스펀지 그 자체 외에, 동물 섬유, 식물 섬유 또는 합성 섬유 등을 낙합시켜 일체로 연결한 웨브상의 것을 포함하는 것으로 한다. 또 「다공 구조체」에는, 연속 기포뿐만 아니라 독립 기포를 갖는 것을 포함한다. 본 예의 제음체 (20) 에는, 폴리우레탄으로 이루어지는 연속 기포의 스펀지재가 사용된다.

상기 서술한 바와 같은 스펀지재는, 표면 내지 내부의 다공부가 진동하는 공기의 진동 에너지를 열 에너지로 변환하여 소비시킴으로써, 소리 (공동 공명 에너지) 를 작게 하여, 공기입 타이어 (1) 의 주행 노이즈를 저감시킨다. 또 스펀지재는, 수축, 굴곡 등의 변형이 용이하기 때문에, 주행시의 타이어의 변형에 실질적인 영향을 주지 않는다. 이 때문에, 조종 안정성이 악화되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 스펀지재는, 비중이 매우 작기 때문에, 타이어의 중량 밸런스의 악화를 방지할 수 있다.

스펀지재로서, 바람직하게는 에테르계 폴리우레탄 스펀지, 에스테르계 폴리우레탄 스펀지, 폴리에틸렌 스펀지 등의 합성 수지 스펀지, 클로로프렌 고무 스펀지 (CR 스펀지), 에틸렌프로필렌 고무 스펀지 (EDPM 스펀지), 니트릴 고무 스펀지 (NBR 스펀지) 등의 고무 스펀지를 바람직하게 사용할 수 있고, 특히 에테르계 폴리우레탄 스펀지를 포함하는 폴리우레탄계 또는 폴리에틸렌계 등의 스펀지가, 제음성, 경량성, 발포의 조절 가능성, 내구성 등의 관점에서 바람직하다.

제음체 (20) 는, 트레드부 (2) 의 내강면에 고착되는 바닥면을 갖는 장척 띠상을 이루고, 타이어 둘레 방향으로 연장된다. 이 때 둘레 방향의 외단부 (外端部) 를 서로 맞대어 대략 원환상으로 형성할 수 있는 것 외에, 외단부 사이를 둘레 방향으로 이간시켜도 된다.

제음체 (20) 는, 외단부를 제외하는 둘레 방향의 각 위치에서, 실질적으로 동일한 단면 형상을 갖는다. 이 단면 형상으로서, 주행시의 넘어짐이나 변형을 방지하기 위해서, 타이어 축 방향의 폭에 대해 높이를 작게 한 편평하고 가로로 긴 것이 바람직하다. 특히 본 예와 같이, 반경 방향 내면측에 둘레 방향으로 연속해서 연장되는 오목홈 (21) 을 구비하는 것이 바람직하다. 이 오목홈 (21) 은, 제음체 (20) 의 표면적을 증가시켜, 보다 많은 공명 에너지를 흡수할 수 있음과 함께, 방열성을 높여 스펀지재의 온도 상승을 억제할 수 있다.

도 2 는, 펑크 수리액을 사용하여 펑크 수리를 실시한 후의 공기입 타이어 (1) 를 나타내고 있다. 못 등의 밟기에 의해, 트레드부 (2) 에 천공 형성된 관통공 (40) 에는, 펑크 수리액 (41) 이 충전되어, 관통공 (40) 이 밀폐된다.

제음체 (20) 의 흡수율은, 10 ∼ 25 ％ 이다. 여기서, 제음체 (20) 의 흡수율은, 하기 식 (1) 에 의해 계산된다.

흡수율 (％) ＝ 침지 전후의 중량 변화 (g)/50 ％ 압축시의 체적 (㎤) × 100 (1)

본 실시형태에서는, 제음체 (20) 의 침지 전후의 중량 변화의 측정에는, 세로 50 mm, 가로 50 mm, 두께 20 mm 의 시험편이 사용된다. 상기 시험편은, 침지 전의 중량이 측정된 후, 두께 방향으로 50 ％ 압축되고, 수온 20 ℃, 수면하 10 cm 의 수중에 24 시간 침지된 후의 중량이 측정되었다. 50 ％ 압축시의 체적은, 시험편의 상기 치수로부터 계산할 수 있으므로, 측정된 중량으로부터 상기 식 (1) 에 의해 흡수율 (％) 이 계산된다. 또한, 시험편의 상기 체적은, 후술하는 체적 V1 과 마찬가지로, 겉보기의 체적이다.

흡수율의 계산에 있어서, 중량 등이 측정되는 시험편은 상기 치수의 시험편에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제음체 (20) 의 크기, 형상 등에 따라, 시험편의 치수를 적절히 변경할 수 있다.

본 발명의 공기입 타이어에 의하면, 트레드부 (2) 의 내강면에 제음체 (20) 가 배치되어 있으므로, 타이어 내강에서의 공동 공명이 억제되어, 공기입 타이어 (1) 의 주행 노이즈가 저감된다. 본 발명에서는, 제음체 (20) 의 상기 식 (1) 에 의해 계산되는 흡수율이 10 ％ 이상이다. 이와 같은 제음체 (20) 는, 제음체 (20) 의 표면에 연통되어 있는 기포에 의해, 보다 많은 공명 에너지를 흡수하여, 공동 공명을 억제하는 작용이 크다.

그리고, 본 발명에서는, 제음체 (20) 의 상기 식 (1) 에 의해 계산되는 흡수율이 25 ％ 이하이다. 이와 같은 제음체 (20) 에 의해, 펑크 수리액 (41) 의 국소적인 흡수가 억제된다. 따라서, 주행시의 타이어의 회전에 의해, 펑크 수리액 (41) 이, 수리 지점의 제음체 (20) 에 집중되지 않고, 타이어 둘레 방향에서 전체 둘레에 걸쳐 균일하게 분산되기 쉬워진다. 이로써, 펑크 수리 후의 포스 베리에이션에 대한 영향이 억제되어, 공기입 타이어 (1) 의 유니포미티의 악화가 억제될 수 있다. 여기서 말하는 유니포미티는, 공기입 타이어 (1), 제음체 (20), 및, 펑크 수리액 (41) 을 포함한 중량의 균일성이다. 이와 같은 균일성이 저해되면, 주행 노이즈가 커지기 쉽다는 문제가 있다.

한편, 본 발명은, 제음체 (20) 의 흡수율의 상한이 상기 서술한 바와 같이 제한되어 있으므로, 보다 우수한 흡수율을 갖는 제음체가 배치된 공기입 타이어와 비교하여, 공동 공명의 억제 효과가 저하되는 경우가 있다.

그래서, 본 실시형태에서는, 트레드부 (2) 의 내부에 제진 고무체 (30) 가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 제진 고무체 (30) 는, 카커스 (6) 와 벨트층 (7) 사이에 배치되어 있다. 제진 고무체 (30) 의 타이어 축 방향의 폭 W1 은, 벨트층의 타이어 축 방향의 폭 W2 의 60 ∼ 130 ％ 이다. 이와 같은 제진 고무체 (30) 는, 공기입 타이어 (1) 의 중량 증가를 초래하지 않고, 트레드부 (2) 의 진동을 억제하고, 특히 160 Hz 부근의 주행 노이즈의 저감에 기여한다. 이로써, 주행 노이즈를 효과적으로 억제하면서, 펑크 수리 후의 공기입 타이어 (1) 의 유니포미티의 악화를 억제하는 것이 가능해진다.

또, 상기 식 (1) 에 의해 계산되는 흡수율이 25 ％ 이하인 제음체 (20) 에 의해, 펑크 수리액 (41) 의 흡수가 억제되므로, 소량의 펑크 수리액 (41) 으로 공기입 타이어 (1) 의 펑크 수리가 가능하다.

제진 고무체 (30) 는, 카커스 플라이 (6A) 및 벨트 플라이 (7A) 에 포함되는 토핑 고무와는 다른 고무에 의해 구성된다. 보다 바람직한 제진 고무체 (30) 의 폭 W1 은, 벨트층 (7) 의 폭 W2 의 70 ∼ 120 ％ 이다.

본 실시형태에서는, 제음체 (20) 의 흡수율이 상기 서술한 바와 같이 제한되어 있으므로, 보다 우수한 흡수율을 갖는 제음체가 배치된 공기입 타이어와 비교하여, 공동 공명의 억제 효과가 저하되는 경우가 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 카커스 (6) 와 벨트층 (7) 사이에, 상기 서술한 제진 고무체 (30) 가 배치되어 있으므로, 주행 노이즈가 효과적으로 억제된다. 따라서, 공기입 타이어 (1) 에 의하면, 주행 노이즈를 억제하면서, 펑크 수리 후의 공기입 타이어의 유니포미티의 악화를 억제하는 것이 가능해진다.

제진 고무체 (30) 의 타이어 반경 방향의 두께 T1 은, 0.3 mm 이상이 바람직하다. 상기 두께 T1 이 0.3 mm 이상으로 설정됨으로써, 트레드부 (2) 의 진동이 보다 더욱 효과적으로 억제된다. 또, 제진 고무체 (30) 의 타이어 반경 방향의 최대 두께를 트레드부 (2) 의 최대 두께의 4 ∼ 20 ％ 로 함으로써, 공기입 타이어 (1) 의 주행 노이즈의 억제와 조종 안정 성능의 양립을 용이하게 도모할 수 있다.

제진 고무체 (30) 의 경도 H1 과 벨트층 (7) 의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무 (Tg) 의 경도 H2 의 관계는, 0.5 ≤ H1/H2 ≤ 1.0 이 바람직하다. 여기서, 「고무 경도」란, JIS-K6253 에 준거하여, 23 ℃ 의 환경하에 있어서의 듀로미터 타입 A 에 의한 고무 경도로 된다. 상기 경도 H1 의 제진 고무체 (30) 에 의해, 트레드부 (2) 의 내구 성능을 확보하면서, 트레드부 (2) 의 진동이 보다 더욱 효과적으로 억제된다.

제진 고무체 (30) 의 경도 H1 과 카커스 플라이 (6A) 및 벨트 플라이 (7A) 에 포함되는 토핑 고무의 경도 H3 의 관계는, 0.4 ≤ H1/H3 ≤ 1.2 가 바람직하다. 상기 경도 H1 의 제진 고무체 (30) 에 의해, 트레드부 (2) 의 내구 성능을 확보하면서, 트레드부 (2) 의 진동이 보다 더욱 효과적으로 억제된다.

보다 구체적인 제진 고무체 (30) 의 바람직한 경도 H1 은, 30°∼ 73°이다. 이와 같은 경도 H1 의 제진 고무체 (30) 에 의해, 공기입 타이어 (1) 의 제조 비용을 억제하면서, 용이하게 주행 노이즈를 억제하고, 조종 안정 성능을 높일 수 있다. 또, 보다 구체적인 트레드 고무 (Tg) 의 바람직한 경도 H2 는, 55°∼ 75°이다. 이와 같은 경도 H2 의 트레드 고무 (Tg) 에 의해, 트레드부 (2) 의 강성이 최적화되고, 조종 안정 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

제음체 (20) 의 밀도는, 10 ∼ 40 kg/㎥ 가 바람직하다. 밀도가 10 kg/㎥ 이상인 제음체 (20) 에 의해, 펑크 수리 후의 공기입 타이어 (1) 의 유니포미티의 악화를 억제하는 것이 가능해진다. 밀도가 40 kg/㎥ 이하인 제음체 (20) 에 의해, 공기입 타이어 (1) 의 중량 증가를 초래하지 않고, 특히 250 Hz 부근의 주행 노이즈를 저감시키는 것이 가능해진다.

제음체 (20) 의 체적 V1 은, 타이어 내강의 전체 체적 V2 의 0.4 ∼ 30 ％ 가 바람직하다. 제음체 (20) 의 체적 V1 이란, 제음체 (20) 의 겉보기의 전체 체적으로서, 내부의 기포를 포함한 외형으로부터 정해지는 체적을 의미한다. 타이어 내강의 전체 체적 V2 는, 공기입 타이어를 정규 림에 림 조립하며 또한 정규 내압을 충전한 무부하의 정규 상태에 있어서 하기 식으로 근사적으로 구하는 것으로 한다.

V2 ＝ A × {(Di － Dr)/2 ＋ Dr} × π

여기서, 상기 식 중, "A" 는 상기 정규 상태의 타이어·림 조립체를 CT 스캐닝하여 얻어지는 타이어 내강의 횡단면적, "Di" 는 정규 상태에서의 타이어의 내강면의 최대 외경, "Dr" 은 림 직경, "π" 는 원주율이다.

상기 체적 V1 이 전체 체적 V2 의 0.4 ％ 미만인 경우, 공기의 진동 에너지의 변환을 충분히 실시하지 못할 우려가 있다. 상기 체적 V1 이 전체 체적 V2 의 30 ％ 를 초과하는 경우, 공기입 타이어 (1) 의 중량 및 제조 비용이 커짐과 함께, 펑크 수리 후의 공기입 타이어 (1) 의 유니포미티가 악화될 우려가 있다.

제음체 (20) 의 인장 강도는, 70 ∼ 115 kPa 가 바람직하다. 제음체 (20) 의 인장 강도가 70 kPa 미만인 경우, 제음체 (20) 의 내구 성능이 저하될 우려가 있다. 제음체 (20) 의 인장 강도가 115 kPa 를 초과하는 경우, 트레드부 (2) 의 제음체 (20) 를 포함하는 영역에 못 등의 이물질이 박힌 경우, 제음체 (20) 가 이물질에 잡아당겨져 트레드부 (2) 의 내강면으로부터 박리될 우려가 있다.

트레드 고무 (Tg) 의 0 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는, 0.4 이상이 바람직하다. 이로써, 공기입 타이어 (1) 의 웨트 그립 성능이 향상된다. 따라서, 예를 들어, 트레드부 (2) 의 접지면에 형성되는 홈의 용적을 작게 설정하거나 함으로써, 주행 노이즈의 추가적인 저감을 도모할 수 있다. 트레드 고무 (Tg) 의 70 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는, 0.2 이하가 바람직하다. 이로써, 공기입 타이어 (1) 의 구름 저항을 억제하여, 제음체 (20) 및 제진 고무체 (30) 를 구비하는 것에 의한 연비 성능의 악화를 억제한다. 또한, 0 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 및 70 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는, JIS-K6394 의 규정에 준하여, (주) 이와모토 제작소 제조의 점탄성 스펙트로미터를 사용하여, 각 측정 온도 (0 ℃ 또는 70 ℃ ), 주파수 10 Hz, 초기 신장 변형률 10 ％, 및, 동 (動) 변형률의 진폭 ± 2 ％ 의 조건에서 측정한 값이다.

트레드 고무 (Tg) 는, (1.4 × 카본 블랙 함유량 (phr) ＋ 실리카 함유량 (phr))/황 함유량 (phr) 의 값이 20 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 내마모 성능이 향상된다. 따라서, 예를 들어, 트레드부 (2) 의 접지면에 형성되는 홈을 얕게 설정하거나 함으로써, 주행 노이즈의 추가적인 저감을 도모할 수 있다. 또, 펑크 수리액의 분포에 편향이 생긴 경우라 하더라도, 편마모의 발생이 억제된다.

이상, 본 발명의 공기입 타이어가 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 상기의 구체적인 실시형태에 한정되지 않고 다양한 양태로 변경하여 실시된다.

예를 들어, 도 3 은, 본 발명의 다른 실시형태인 공기입 타이어 (1A) 를 나타내고 있다. 공기입 타이어 (1A) 는, 제진 고무체 (30) 가, 벨트층 (7) 과 밴드층 (9) 사이에 배치되어 있는 점에서, 상기 공기입 타이어 (1) 와는 상이하다. 공기입 타이어 (1A) 중, 이하에서 설명되어 있지 않은 부분에 대해서는, 공기입 타이어 (1) 의 구성이 채용될 수 있다. 공기입 타이어 (1A) 에서는, 제진 고무체 (30) 에 의해 벨트층 (7) 및 밴드층 (9) 의 진동이 억제되고, 나아가서는 트레드부 (2) 의 진동이 억제된다.

도 4 는, 본 발명의 또 다른 실시형태인 공기입 타이어 (1B) 를 나타내고 있다. 공기입 타이어 (1B) 는, 제진 고무체 (30) 가, 밴드층 (9) 의 타이어 반경 방향의 외측에 배치되어 있는 점에서, 상기 공기입 타이어 (1) 와는 상이하다. 공기입 타이어 (1B) 중, 이하에서 설명되어 있지 않은 부분에 대해서는, 공기입 타이어 (1) 의 구성이 채용될 수 있다. 공기입 타이어 (1B) 에서는, 제진 고무체 (30) 에 의해 밴드층 (9) 및 트레드 고무 (Tg) 의 진동이 억제되고, 나아가서는 트레드부 (2) 의 진동이 억제된다.

실시예

도 1 의 기본 구조를 이루는 사이즈 165/65R18 의 공기입 타이어가, 표 1 의 사양에 기초하여 시험 제작되고, 펑크 수리 후의 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 각 실시예 및 비교예에 공통되는 사양은, 이하와 같다.

(1) 트레드 고무

·배합은 이하와 같다.

천연 고무 (TSR20)：15 (phr)

SBR1 (결합 스티렌량：28 ％, 비닐기 함유량 60 ％, 유리 전이점 -25 ℃, 말단 변성)：45 (phr)

SBR2 (결합 스티렌량：35 ％, 비닐기 함유량 45 ％, 유리 전이점 -25 ℃, 말단 변성)：25 (phr)

BR (BR150B, 우베)：15 (phr)

카본 블랙 N220：5 (phr)

실리카 (VN3)：35 (phr)

실리카 (1115MP)：20 (phr)

실란 커플링제 Si266：4 (phr)

레진 (애리조나 케미컬사 SYLVARES SA85)：8 (phr)

오일：4 (phr)

Wax：1.5 (phr)

노화 방지제 (6C)：3 (phr)

스테아르산：3 (phr)

산화아연：2 (phr)

황：2 (phr)

가황 촉진제 (NS)：2 (phr)

가황 촉진제 (DPG)：2 (phr)

·가황 후의 타이어에 있어서의 트레드 고무의 경도는, 64°이다.

·트레드 고무의 최대 두께는, 10 mm 이다.

(2) 제진 고무체

·배합은 이하와 같다.

천연 고무 (TSR20)：65 (phr)

SBR (Nipol 1502)：35 (phr)

카본 블랙 N220：52 (phr)

오일：15 (phr)

스테아르산：1.5 (phr)

산화아연：2 (phr)

황：3 (phr)

가황 촉진제 (CZ)：1 (phr)

·가황 후의 타이어에 있어서의 제진 고무체의 경도는, 58°이다.

·제진 고무체의 최대 두께는, 1 mm 이다.

(3) 제음체

·체적은, 타이어 내강의 전체 체적의 15 ％ 이다.

·밀도는 27 kg/㎥ 이다.

(4) 벨트 코드

·타이어 적도에 대한 벨트 코드의 각도는, 41°이다.

테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

각 시험 제공 타이어가, 림 18 × 7 JJ 에 장착되고, 펑크 수리를 상정하여 펑크 수리재가 충전된 후, 내압 320 kPa 의 조건에서, JASO C607：2000 의 유니포미티 시험 조건에 준거하여, 래디얼 포스 베리에이션 (RFV) 이 측정되었다. 평가 속도는, 10 km/h 이다. 결과는, 실시예 1 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

각 시험 제공 타이어가, 림 18 × 7 JJ 에 장착되고, 내압 320 kPa 의 조건에서 차량 (일본산 2500 cc 의 FR 차) 의 전륜 (全輪) 에 장착되었다. 상기 차량이 로드 노이즈 계측로 (아스팔트 조면로 (粗面路)) 를 속도 60 km/h 로 주행하였을 때의 주파수 100 ∼ 200 Hz 및 200 ∼ 300 Hz 의 전체 음압 (데시벨) 이, 운전석의 의자 등받이의 중앙부에 장착된 집음 마이크에 의해 측정되었다. 결과는, 실시예 1 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

표 1 로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 내지 2 의 공기입 타이어는, 비교예 1 내지 3 에 비해 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이, 양호한 밸런스로 유의하게 향상되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 표 2 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 3 내지 6 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 래디얼 포스 베리에이션 (RFV) 이 측정되었다. 결과는, 실시예 3 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 3 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

또한, 표 3 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 7 내지 10 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 노이즈 성능 및 조종 안정 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 9 를 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

＜조종 안정 성능＞

노이즈 성능의 테스트에서 사용한 차량을 사용하여, 드라이 아스팔트의 테스트 코스를 주행하고, 핸들 응답성, 강성감, 그립 등에 관한 특성이 드라이버의 관능 평가에 의해 평가되었다. 평가는, 실시예 9 를 100 으로 하는 평점으로 되고, 수치가 클수록 양호하다.

또한, 표 4 에 나타내어지는 바와 같이, 제진 고무체의 경도가 상이한 실시예 11 내지 15 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 노이즈 성능이 테스트되고, 제조 비용이 계산되었다. 테스트 방법 및 계산 방법은, 이하와 같다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 13 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

＜제조 비용＞

타이어 1 개를 제조하는 데에 필요로 한 제조 비용이 계산되었다. 결과는, 실시예 13 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 제조 비용이 작아 양호하다.

또한, 표 5 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 16 내지 20 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 펑크 수리 후의 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, RFV 가 측정되었다. 결과는, 실시예 18 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 18 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

또한, 표 6 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 21 내지 25 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 펑크 수리 후의 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, RFV 가 측정되었다. 결과는, 실시예 23 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 23 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

또한, 표 7 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 26 내지 31 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 제음체의 내구 성능 및 못 밟기시의 제음체의 내박리 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜제음체의 내구 성능＞

각 시험 제공 타이어가, 림 18 × 7 JJ 에 장착되고, 드럼 시험기를 사용하여, 내압 320 kPa, 하중 4.8 kN, 속도 80 km/h 의 조건하에서, 제음체 및 그 근방이 손상될 때까지의 거리가 측정되었다. 결과는, 실시예 28 의 값을 100 으로 하는 지수로 표시되어 있다. 평가는, 수치가 클수록 내구 성능이 높아 양호하다.

＜못 밟기시의 제음체의 내박리 성능＞

림 18 × 6.5 J 에 장착된 각 시험 제공 타이어가 못 밟기에 의해 펑크나고, 그 손상 지점을 해체함으로써, 못에 의해 잡아당겨진 제음체가, 트레드부의 내강면으로부터 박리되어 있는 면적이 측정되었다. 결과는, 실시예 28 의 값을 100 으로 하는 지수로 표시되고, 평가는, 수치가 클수록 내박리 성능이 높아 양호하다.

또한, 표 8 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 32 내지 33 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 펑크 수리 후의 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 래디얼 포스 베리에이션 (RFV) 이 측정되었다. 결과는, 실시예 1 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 1 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

또한, 표 9 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 34 내지 38 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 펑크 수리 후의 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 래디얼 포스 베리에이션 (RFV) 이 측정되었다. 결과는, 실시예 18 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 18 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

또한, 표 10 에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 39 내지 43 의 공기입 타이어가 시험 제작되고, 펑크 수리 후의 유니포미티 성능 및 노이즈 성능이 테스트되었다. 테스트 방법은, 이하와 같다.

＜유니포미티 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 래디얼 포스 베리에이션 (RFV) 이 측정되었다. 결과는, 실시예 23 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 RFV 가 작아 양호하다.

＜노이즈 성능＞

상기와 동일한 방법에 의해, 차내 소음이 측정되었다. 결과는, 실시예 23 을 100 으로 하는 지수로 나타내어지고, 수치가 클수록 주행 노이즈가 작아 양호하다.

1 : 공기입 타이어
2 : 트레드부
3 : 사이드 월부
4 : 비드부
5 : 비드 코어
6 : 카커스
20 : 제음체
30 : 제진 고무체

Claims (13)

1. 트레드부로부터 사이드 월부를 거쳐 비드부의 비드 코어에 이르는 카커스와,
   상기 카커스의 반경 방향 외측 또한 상기 트레드부의 내부에 배치되는 벨트층을 구비한 공기입 타이어로서,
   상기 트레드부의 내강면에 배치된 다공질상의 제음체를 갖고,
   상기 제음체의 하기 식 (1) 에 의해 계산되는 흡수율이 10 ∼ 25 ％ 인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   흡수율 (％) ＝ 침지 전후의 중량 변화 (g)/50 ％ 압축시의 체적 (㎤) × 100 (1)
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제음체의 밀도는, 10 ∼ 40 kg/㎥ 인 공기입 타이어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제음체의 체적 V1 은, 타이어 내강의 전체 체적 V2 의 0.4 ∼ 30 ％ 인 공기입 타이어.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제음체의 인장 강도는, 70 ∼ 115 kPa 인 공기입 타이어.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 벨트층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무의 0 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는 0.4 이상이며, 또한, 70 ℃ 에서의 손실 정접 tanδ 는 0.2 이하인 공기입 타이어.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 벨트층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무는, (1.4 × 카본 블랙 함유량 (phr) ＋ 실리카 함유량 (phr))/황 함유량 (phr) 의 값이 20 이상인 고무 조성체인 공기입 타이어.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 트레드부의 내부에 배치된 제진 고무체를 추가로 갖는 공기입 타이어.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제진 고무체의 타이어 축 방향의 폭 W1 은, 상기 벨트층의 타이어 축 방향의 폭 W2 의 60 ∼ 130 ％ 인 공기입 타이어.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
   상기 제진 고무체는, 상기 카커스와 상기 벨트층 사이에 배치되어 있는 공기입 타이어.
10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 벨트층의 반경 방향 외측 또한 상기 트레드부의 내부에 배치되는 밴드층을 갖고,
    상기 제진 고무체는, 상기 벨트층과 상기 밴드층 사이에 배치되어 있는 공기입 타이어.
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 벨트층의 반경 방향 외측 또한 상기 트레드부의 내부에 배치되는 밴드층을 갖고,
    상기 제진 고무체는, 상기 밴드층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치되어 있는 공기입 타이어.
12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제진 고무체의 타이어 반경 방향의 두께는, 0.3 mm 이상인 공기입 타이어.
13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제진 고무체의 경도 H1 과 상기 벨트층의 타이어 반경 방향의 외측에 배치된 트레드 고무의 경도 H2 의 관계는, 0.5 ≤ H1/H2 ≤ 1.0 인 공기입 타이어.

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