KR950008874B1

KR950008874B1 - 공기 타이어

Info

Publication number: KR950008874B1
Application number: KR1019890004917A
Authority: KR
Inventors: 고지로 야마구찌; 다까시 다꾸사가와
Original assignee: 가부시끼가이샤 브리지스톤; 이에이리 아끼라
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1989-04-13
Publication date: 1995-08-09
Also published as: DE68923117D1; EP0337787A2; DE68923117T2; KR900015954A; EP0337787B1; CA1332145C; ES2076206T3; EP0337787A3

Abstract

내용 없음.

Description

공기 타이어

제1도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제1실시예의 트레드 패턴을 나타내는 평면도.

제2도는 제1도의 선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도.

제3도는 제2도에 도시된 공기 타이어의 요부를 나타내는 확대 단면도.

제4도는 제3도에 도시된 공기 타이어의 다른 개조예의 요부를 나타내는 확대 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제2실시예의 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제3실시예의 단면도.

제7도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제4실시예의 확대단면도.

제8도는 제7도에 도시된 제4실시예의 외측 고무층 범위의 한계를 설명하는 것을 돕기 위한 확대 단면도.

제9도는 기포의 수와 타이어 두께 사이의 관계르 나타내는 그래프.

제10도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제5실시예를 나타내는 확대단면도.

제11도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제6실시예를 나타내는 확대단면도.

제12도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제7실시예를 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 타이어 케이스 3 : 트레드부분

3A : 외측 고무층 3B : 내측 고무층

3D : 측부고무부분 5 : 비이드부분

7 : 벨트층 10 : 횡방향 홈

13A : 외측 고무층이 양측구역 13B : 이측 고무층의 중앙구역

17 : 발포고무 51A : 랜드부분

52 : 주(主)홈 53 : 외측 고무층

54 : 내측 고무층

본 발명은 공기 타이어(pneumatic tire)에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 하절기(봄과 가을을 포함하여)에 조종성능 및 발열 내구성능을 저하시키지 않고 내마모성능이 우수하며, 또한 동절기의 빙설 노면상에서의 구동 성능, 제동 성능 및 조종성능이 우수한 공기 타이어에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 승차 쾌적성 및 도로 소음을 개선함과 동시에, 타이어 홈 바닥에서의 내균열 성능을 개량한 공기 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 동절기의 빙설 노면을 주행함과 동시에 하절기의 포장 도로를 주행하는데 사용하기 적당한 사계절 타이어로서, 분진 공해 및 노면 손상을 방지하도록 스터들리스(studless) 타이어 및 트레드에 발포 고무를 가진 발포 고무 타이어가 사용된다.

트레드에 발포 고물르 사용하는 종래의 공기 타이어로서, 트레드에 원주방향 홈 및 횡방향 홈에 의해 구분된 블록(block)들을 구비한 소위 블록 패턴, 또는 트레드에 횡방향 홈들이 형성된 소위 러그(lug) 패턴을 가지는 것이 알려져 있다. 이들 종래의 공기 타이어는 동절기의 빙설 노면에서 어느정도 성능을 가지고 있으나, 주행중에 트레드의 양측 구역에 타이어 원주방향으로 작용하는 구동력, 제동력 및 횡방향의 횡력(lateral force)이 반복적으로 가해지고 따라서 발포 고무의 홈 바닥들에 동적 변형(스트레인)이 반복적으로 집중되기 때문에 홈 바닥에 균열이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 그러한 문제점들을 염두에 두고, 트레드의 양측 구역의 홈 바닥에서의 균열 발생을 방지하면서 빙설 노면에서의 각종 성능을 개선할 수 있는 발포 고무의 이점을 이용하여, 동절기 및 하절기 모두에서 요구되는 각종 타이어 성능이 개선된 트레드를 가진 공기 타이어를 제공하는데 본 발명의 주 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 타이어의 원주방향에 일정한 간격으로 정렬되고 트레드부분의 최소 양측에서 트레드 횡단방향으로 연장한 복수개의 측방홈으로 형성되며 방사상 안쪽으로 정렬된 내측 고무층과 방사상 바깥쪽으로 정렬된 외측 고무층이 최소 2개의 고무층으로 이루어진 트레드부분을 구비한 공기 타이어에 있어서, 상기 외측 고무층은 발포구무로 만들어지고, 상기 내측 고무층은 비발포 고무로 만들어지며, 상기 외측 고무층의 축소된 두께부분은 내측 고무층과 홈의 바닥사이에 형성되고, 외측 고무층의 상기 고무의 발포율은 랜드부분에서 외측 고무층의 발포율보다 낮게 된 공기 타이어를 제공한다.

또한, 외측 고무층(A)의 양측 구역(13A)에서의 발포고무(17A)의 발포율(VA)이 적도면(equatoricl plane)(E)에 평행한 경계면(22)에 의해 상기 양측 구역(13A)으로부터 구획된 중앙 구역(13B)에서의 발포고무(17B)의 발포율(VB)보다 더 작도록 하는 방식으로 트레드부분(3)의 외측 고무층(3A)의 발포 고무를 효과적으로 분포시키는 것이 바람직하다. 그 경계면은 타이어 견부(shoulder)(4)에 인접한 곳으로부터 트레드부분(3)의 중앙쪽으로 단면이 깊게 경사질 수 있다.

또한, 횡방향 홈(10)의 홈 바닥(10C)의 중앙(E)에서의 외측 고무층(3A)의 두께 (D34)는 홈 바닥면(10d)과 벨트층(7) 사이의 두께(D3)의 70%~10% 범위인 것이 바람직하다.

또한, 타이어 면(51a)과 경계선(L) 사이 랜드(land)부분(15A)에서의 외측 고무층(53A)의 두께(DL)는 주(主) 홈(52)의 깊이(D52)의 15%~85%범위인 것이 바람직하다. 더욱이, 외측 고무층(3A)은, 두께가 0.3~0.4mm이고 통상의 고무로 만들어진 커버층(9)에 의해 덮히는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 공기 타이어에서, 트레드 부분이 외측의 발포 고무층과 내측 통상의 고무층으로 이루어지기 때문에, 그 내측 고무층의 경도는 외측 고무층의 경보다 더 높고, 따라서 가황처리후의 홈 푹 변화를 감소시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 외측 고무층의 양측 구역들에서의 발포 고무의 발포율이 중앙 구역에서의 발포 고무의 발포율보다 더 작게 결정되기 때문에, 타이어 견부들 또는 횡방향 홈들이 강성(rigidity)을 증가시키는 것이 가능하고 따라서 가황 처리후의 홈 푹 변화가 감소될 수 있고 주행중의 동적 변형 집중이 감소될 수 있게 된다.

요약하면, 외측 발포 고무층은 동절기의 빙설노면에서의 타이어 성능을 향상시키는데 효과적이고, 내측의 통상의 고무층 가황처리후의 홈 폭 변화를 감소시키는데, 횡방향 홈 바닥의 곡률 반경이 가황후 감소되는 것을 방지하는데 효과적이다. 타이어의 양 견부들에 형성된 횡방향 홈들의 홈폭이 감소되지 않기 때문에, 횡방향 홈들에서의 동적 변형 집중을 감소시키고 따라서 횡방향 홈 바닥에서의 균일 발생을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 공기 타이어의 특정들 및 이점들은 첨부 도면들과 관련하여 기술된 하기 설명으로부터 더 명확하게 이해될 것이다.

본 발명자들은 제조시 및 주행시의 홈의 동적 상태, 특히 트레드의 양측 구역의 홈 바닥의 상태의 견지에서, 발포 고무 트레드를 가진 공기 타이어를 연구하였고, 다음과 같은 결과를 알게 되었다.

(1) 발포 고무 트레드를 가진 타이어에서, 홈의 폭은 통상의 고무 트레드(고무에 발포제가 함유되지 않은)를 가진 타이어의 비교하여, 가황된 후 매우 좁게 된다. 이것은 타이어가 가황되고 따라서 가황 압력이 가황 주형내에서 감소된 후에는 발포고무가 팽창하여 홈 폭을 좁히는 방식으로 트레드를 변형시키기 때문이다. 그 결과, 홈 바다의 곡률 반경이 감소되는 경향이 있다.

(2) 발포 고무 트레드의 강성이 비교적 작기 때문에 트레드에서 발생된 동적 변형이 특히 트레드의 양측 구역, 즉, 타이어 견부 근바에 형성된 횡방향 홈에서, 부하 주행중에 증가하는 경향이 있다.

(3) 발포 고무의 강도가 발포제를 함유하지 않는 통상의 고무의 강도보다 작기 때문에 발포고무에 균열이 쉽게 발생된다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점들을 유익하게 해결하는데 있다.

본 발명에 따른 공기 타이어의 기본 개념은, 반경방형 외측에 배치된 외측 고무층과 반경방향 내측에 배치된 내측 고무층의 적어도 2개의 고무층으로 이루어진 트레드부분과, 트레드 표면부분의 양측을 덮기 위한 측부 고무를 가지며, 트레드부분의 적어도 양측에서 트레드 횡단방향으로 연장하는 다수의 횡방향 홈들이 타이어의 원주 방향으로 일정한 간격으로 형성되어 있는 트레드 측부 부분들을 가지는 공기 타이어에 있어서, 내측 고무층의 쇼어 A경도가 54-80도 범위이고 외측 고무층의 경도보다 적어도 더 높으며, 외측 고무층은 발포율이 5~50%범위인 발포 고무로 만들어지고 트레드의 체적에 대한 체적비가 적어도 10%인 것을 특징으로 하는 공기 타이어를 제공한다.

여기서, 트레드부분이 적어도 2개의 외측 고무층과 내측 고무층으로 이루어지는 이유는 다음과 같다. 일반적으로, 발포 고무가 동절기의 빙설 노면에서의 각종 타이어 성능을 개선하기 위해 트레드에 사용될 지라도, 가황 압력이 제거된 후에 발포 고무가 팽창하고 따라서 횡방향 홈 폭이 작게 변형되어 횡방향 홈 바닥에서의 곡률 반경이 감소되게 된다. 그러나, 특정 물리적 성질들을 가진 고무를 내측 트레드층에 사용함에 의해 홈 폭변화를 감소시키는 것이 가능하다. 내측 트레드층에 사용되는 고무는 통상의 고무, 또는 외측 트레드층의 것보다 작은 발포율과 외측 트레드층의 것보다 높은 쇼어 A경도(54~80도)를 가진 발포 고무이다. 또한, 경도가 54도 보다 작을 경우, 홈 폭 변형을 감소시키는 효과가 적고, 경도가 80도보다 큰 경우에는 빙설 노면에서의 타이어 성능이 저하된다.

또한, 외측 발포 고무층은 전체 트레드 체적의 적어도 10% 이상의 체적, 보다 바람직하게는 10-70%, 가장 바람직하게는, 40-60%의 체적을 가진다. 외측 트레드층 체적이 전체 트레드 체적의 적어도 10%이상 이도록 결정되는 이유는 10% 보다 작을 경우 빙설 노면에서의 타이어 성능이 효과적으로 개선될 수 없기 때문이다.

또한, 외측 고무층의 쇼어 A경도는 35-53도 범위인 것이 바람직하다. 발포 고무의 발포율(V)은 하기식에 의해 계산된다.

V = (ρ0/ρ1-1)×100(%)…

여기서, ρ0은 발포 고무의 고체부의 밀도(g/㎤)이고, ρ1은 발포 고무의 밀도이다. 외측 고무층의 발포율(V)은 바람직하게는 5-50%이고 더 바람직하게는 5-30%이다. 발포율(V)이 5-50로 결정되는 이유는, 5% 보다 작을 때는 저온에서 발포 고무의 유연성을 얻는 것이 불가능하고, 50% 보다 클경우에는 건조한 노면(빙설 노면 및 젖은 노면외의)에서 실용적으로 충분한 내마모성을 얻는 것이 불가능하기 때문이다.

또한, 발포 고무의 독립기포의 평균 기포직경은 바람직하게는 5-150㎛, 더 바람직하게는 10-100㎛이다. 평균 기포 직경이 5~150㎛이도록 결정되는 이유는, 5㎛보다 작을 경우 빙성 노면에서의 타이어 성능이 개선되지 않고 150㎛보다 큰 경우에는 내마모성이 현저히 감소되고 발포고무의 변형 복원력(예를 들어, 내변형)이 현저히 감소되며, 그리하여 타이어의 영구적인 피로 고정에 기인한 주행중의 블록 변형 및 사이프(sipe) 막힘이 발생되고 따라서 빙설 노면에서의 타이어 성능이 낮게 된다. 또한, 150㎛보다 큰 경우, 내절단성이 저하하고 블록이 쉽게 파손되기 때문에 제조 공정에서 안정된 타이어 형태를 얻는 것이 불가능하다.

또한, 발포 고무는 30-120㎛의 기포 직경을 가지는 독립기포를 외측 고무층의 중앙 구역에서 1㎟의 단위면적당 20개 이상을 함유하는 것이 바람직하고, 그 기포수가 30개 이상인 것이 더 바람직하다.

더욱이, 본 발명에 따른 공기 타이어의 트레드에 사용되는 발포 고무는 통상의 고무 조성물에 발포제를 부가하고 그것을 통상의 타이어 제조 공정에 따라 압력하에 가열하는 것에 의해 형성된다. 발포제로서는, 디니트로펜타메틸렌 테트라아민, 벤젠설포닐하이드라지드, 고비점 탄화수소 화합물(수지 마이크로 캡슐)등이 사용된다.

본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 아래에 설명한다. 발포 고무 성질 시험 및 시험 타이어에 의한 타이어 성능시험은 하기 방법으로 수행되었다.

(1) 평균 기포 직경 및 발포율(V)

평균 기포 직경을 얻기 위해, 블록 형태의 시료들을 시험 타이어의 트레드의 발포 고무 층으로부터 절단하고, 시료 단면 사진들을 100-400배율의 광학 현미경으로 촬영하고, 200개 이상의 독립기포들의 직경을 측정하여 산술평균치로 나타내었다.

또한, 발포 고무의 발포율(V)을 얻기 위해, 블록 형태 시료를 2㎛ 두께의 박편들로 절단하고, 그 시편을 가황후 1주일간 방치하여 안정시킨후 밀도 ρ1(g/㎤)를 측정하였다. 한편, 무발포 고무 트레드(고체상 고무)의 밀도 ρ0를 측정하고 전술한 식(1)에 따라 발포율(V)을 계산하였다.

(2) 독립기포의 기포직경 및 기포수

독립기포의 기포 직경 및 기포수를 얻기 위해, 블록 형태의 시료들을 시험 타이어의 트레드의 발포고무층으로 부터 절단하고, 그 시료 단면의 사진을 100-400배율의 광학 현미경으로 촬영하였다. 따라서 직경 5 ㎛ 이상의 독립 기포의 수를 4㎟ 이상의 면적에서 측정하여 단위 면적(1㎟) 당 독림기포의 수(개)를 계산하였다.

(3) 발포 고무의 동적 탄성율

직사각형의 시료 (폭 4.6mm, 길이 300mm, 두께 20mm)를 시험 타이어의 트레드의 발포 고무층으로부터 절단하고, 온도 30℃, 진동수 60Hz 및 진폭 변형 1%에서 동적 탄성율계(일본 "이와모토 세이사꾸소"제품)로 동적 탄성율을 측정하였다.

(4) 조종성능

시험 타이어를 실내에 설치된 통상의 코너링(cornering)성능 시험기에 부착하고, 그 시험 타이어에 395kg의 하중을 가하여 코너링 파우어를 시험하였다. 통상 고무의 트레드를 가진 타이어의 성능을 100으로 하여 지수를 나타내었다. 그 지수가 클수록 조종 성능이 더 양호한 것을 나타낸다.

(5) 빙판에서의 제동 성능

4개의 시험 타이어를 배기량 1800cc의 승용차에 부착하고, 외기온도 -5℃의 빙판에서 제동거리를 측정하였다. 통상 고무의 트레드를 가진 타이어의 성능을 100으로 하여 지수를 나타내었다. 그 지수가 클수록 제동 성능이 더 양호한 것을 나타낸다.

(6) 실상에서의 등판 성능

4개의 시험 타이어를 배기량 1800cc의 승용차에 부착하고, 거리 50m를 주행하는데 필요한 등판 시간을 외기온도 -5℃, 기울기 7%의 경사에서 측정하였다. 통상 고무의 트레드를 가진 타이어의 성능을 100으로 하여 지수를 나타내었다. 그 지수가 클수록 등판 성능이 더 양호한 것을 나타낸다.

(7) 승차 쾌적성

시험 타이어를 실내에 설치된 통상의 돌기 토과 진동 시험기의 고정축에 부착하고, 타이어가 395kg의 하중하에 돌기들을 지날때의 축 하중 변동을 측정하였다. 통상 고무의 트레드를 가진 타이어의 성능을 100으로하여 지수를 나타내었다. 그 지수가 클수록 승차 쾌적성이 더 양호한 것을 나타낸다.

(8)도로 소음 성능

4개의 시험 타이어를 배기량 1800cc의 승용차에 부착하고, 그 승용차가 특정의 도로 소음 시험 도로에서 주행할 때의 음압(sound pressure)을 도로 소음 측정기에 의해 측정하였다.

(9) 내마모성

4개의 시험 타이어를 배기량 1800cc의 승용차에 부착하고, 그 차를 일반 공공 도로에서 10,000km주행 시킨 후의 홈 깊이 변화량을 측정하였다. 통상 고무의 트레드를 가진 타이어의 내마모성을 100으로하여 지수를 나타내었다. 그 지수가 클수록 내마모성이 더 양호한 것을 나타낸다.

(10) 사이프(sipe) 및 홈 바닥에서의 내균열 성능

4개의 시험 타이어를 배기량 180cc의 승용차에 부착하고, 그 차를 일반 공공 도로에서 20,000km 주행시킨 후 사이프바닥 균열 및 홈 바닥 균열의 발생상황을 관찰하였다.

이하, 본 발명의 실실예들을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

제1-3도는 본 발명에 따른 공기 타이어의 제1실시예를 나타내는 도면이다.

제1 및 2도에서, 공기 타이어(타이어 싸이즈 : 165SR 13)(1)는 타이어 케이스(2)와, 2개의 견부(shoulder)들(4) 사이 상기 케이스(2)의 크라운부분(2a)을 덮는 트레드부분(3)을 가지고 있다. 케이스(2)는 1쌍의 비이드부분(5)과, 2개의 비이드부분(5) 사이에 사실상 타이어반경 방향으로 배열된 고무 피목 코오드들로 만들어진 카커스(6)와, 그 카커스(6)의 크라운부분(2a) 외측에 사실상 타이어 원주방향으로 배치된 벨트층(7)을 가지고 있다.

또한, 케이스(2)의 카커스(6)의 측방향 양 외측에 측벽(8)이 형성되어 있다.

트레드부분(3)은 노면과 접촉하도록 타이어의 반경방향 외측에 배치된 외측 고무층(3A)과, 반경방향 내측에 배치된 내측 고무층(3B)과, 트레드부분(3)의 양측을 덮는 측부고무부분(3D)으로 이루어져 있다.

제1실시예에서, 측부 고무부분(3D)은 발포제를 함유하지 않은 통상의 고무이고, 제2및 3도에 도시된 바와같이 측벽(8)상의 일 위치(4a)까지 또는 횡방향 홈(10)의 바닥의 일위치(10b)까지 트레드부분(3)을 덮는다. 또한, 제 4도에 도시된 바와같이 트레드부분(3)의 측방향 외측부분(4b)까지 견부(4)를 덮도록 측부 고무부분(3D)을 설계할 수도 있다. 상기 트레드부분(3)은 외측 고무층(3A), 내측 고무층(3B) 및 2개의 비교적 얇은 측부 고무부분(3D)의 3가지 고무를 동시에 압출기로부터 다층 상태의 사다리꼴 형태(단면이)로 입출하거나, 또는 3가지 고무층을 별도로 3개의 시이트 조각으로 압출하여 이들 고무를 접합함에 의해 제조될 수 있다. 외측 고무층(3A)의 체적(V3A)은 트레드부분(3)의 전체 체적(V)의 60%이다. 그 트레이드 부분(3)에는, 그 트레드부분의 횡반향으로 연장하고 양측 구역(3a)과 중앙구역(3b)에서 타이어 원주방향으로 대략 일정한 간격으로 배치된 다수의 횡방향 홈(10)이 형성된다.

또한, 트레드부분(3)에는, 중앙구역(3b)에 2개의 직선의 원주방향 홈(11A)과 양측 구역(3a)에 2개의 지그재그의 원주방형 홈(11B)이 형성되어, 블록형태의 랜드(land)부분들(12)을 형성한다. 그 랜드부분(12)에는 타이어 횡방향으로 사이프(sipe)(15)가 형성된다.

이 실시예에서, 트레드부분(3)의 외측 고무층(3A)을 가지는 발포 고무(17)로 만들어진다.

그 발포 고무(17)는 동작 탄성율이 5.0×10⁷dyn/㎤이고 쇼어 A경도(Hd)가 46이다. 또한, 내측 고무층(3B)은 표1에 나타내어진 바와 같은 조성물 2를 가지는 통상의 고무로 만들어지며, 그 통상의 고무는 동적 탄성율이 10×10⁷dyn/㎤이고 쇼어 A경도(Hd)가 60이다. (그 동적 탄성율 및 경도는 모두 다 외측 고무층의 것들보다 더 높다). 측벽(8)은 내굴곡성이 우수한 통상의 측벽 고무이다. 또한, 측부 고무부분(3D)은 외측 고무층의 것보다 작은 발포율(V)을 가지는 통상의 고무이다. (즉, 내굴곡성 및 내절단성능이 우수하다.) 이 실시예에서, 실제, 측부 고무부분(3D)은 발포율이 0인 통상의 고무로 만들어진다.

표 1에 나타내어진 바와같은 고무 조성물 1의 발포 고무(17)는, 유리 전이 온도가 -60℃ 이하인 중합체(예를들어, 유리 전이온도가 -72℃인 천연 고무), 유리 전이 온도가 -73℃인 스틸렌 부타디엔 고무, 및 유리전이 온도가 -100/인 폴리부타디엔 고무로 이루어지고 통상의 배합체 및 발포제 디니트로펜타 메틸렌테토라민 및 요소)와 혼합된 고무 조성물을 포함한다.

타이어는 통상의 타이어 제조방법에 따라 성형, 가열, 가압 가황된 다음, 가황 주형내의 압력을 제거하여 제조된다. 발포 고무는 팽창된때 독립기포(도면에서 흑점으로 나타내어짐)(18)를 가진다.

[표 1]

* 1 : 디니트로펜타메틸렌테토라민

* 2 : 가황후의 고무 자체의 물리적 성질

이 실시예에 사용되는 발포 고무(17)(조성물 1)는 발포율(V)이 22%이고, 평균 기포직경이 32㎛인 독립기포를 가지며, 기포 직경이 30-200㎛ 범위인 독립기포를 단위 면적 1㎟당 84개를 가진다. 트레드부분(3)와의 것들의 구조 및 제조방법은 통상의 공기 타이어에서와 동일하므로, 그의 설명은 생략한다.

이미 설명된 바와 같이, 제조공정에서, 외측 고무층(3A), 내측 고무층(3B) 및 2개의 비교적 얇은 측부고무부분(3D)의 3가지 고무들은 그린 트레드(green tread)와 같이 다층 상태의 사다리꼴 형태로 압출된다. 가황공정중, 다층 트레드의 양측을 덮는 측부 고무부분들(3D)이 가황주형의 횡방형 홈을 형성하는 돌기들에 의해 압압되기 때문에, 그 측부 고무부분들은 제3도에 도시된 바와같은 위치(10b)까지 횡방향 홈(10)의 홈바닥(10a)을 덮도록 배치된다. 이러한 고무 배치에서, 발포율(V)이 외측 고무층(3A)(제2-4도에 도시된)의 양측 구역에서, 특히 측부 고무부분들(3b)로부터 연장하는 쐐기형 부분들에서 감소(이 실시예에서 5%까지 감소)하기 때문에, 동적 변형이 홈 바닥(10a)집중되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

제5도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸다. 이 실시예에서, 외측 고무층(3A)의 양측 구역(13A)(그들 각각은 트레드 폭의 5~25%에 해당함)에서의 발포 고무(17A)의 발포율(VA)(15%)이 적도면(E)에 평행한 경계(22)에 의해 측부구역(13A)으로부터 구획된 중앙구역(13B)에서의 발포고무(17B)의 발포율(VB)(22%)보다 작도록하는 방식으로 발포 고무가 트레드부분(3)의 외측 고무층(3A)에 효과적으로 분포된다. 측부 고무부분(3D)은 트레드부분(3)의 양측을 덮는 통상의 고무이다. 상기 외의 다른 부분들은 제1실시예에서와 동일하다.

발포 고무(17A)의 고무 조성물은, 발포제(DPT)가 2.0이고 조제(요소)가 2.0인 것을 제외하고 표1에 나타내어진 조성물 1과 동일하다. 이 발포고무의 물리적 성질은 발포율(V)이 15%이고, 평균기포 직경이 30㎛이고, 독립기포수가 고, 동적탄성율이 5.4×10 dyn/㎤이며 경도가 478도이다. 발포고무(17B)의 조성물은 조성물1과 동일하다.

제5도에 도시된 제2실시예에서, 트레드의 양측부가 측부 고무 부분(3D)에 의해 덮히고 또한 양측구역(13A)의 외측 고무층(3A)의 발포율(VA)이 중앙구역(13B)의 발포율(VB)보다 작기(강성이 높기)때문에, 랜드부분(12)의 강서을 증가시키고 견부(4)의 강성을 증가시킬 수 있다. 또한, 가황후의 팽창 변형에 기인한 횡방향 흠폭의 변화를 감소시킬 수 있다. 따라서, 부하하중하의 주행중 타이어에 큰 트렉숀(traction)이 부여될때라도 랜드부분(12)의 움직임이 작다. 또한, 횡방향 홈(10) 및 원주방향 홈(11A,11B)의 홈바닥(10a)에서 발생되는 변형을 대폭 감소시킬 수 있다. 즉, 그 변형이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 횡방향 홈(10) 및 주홈(11)의 홈바닥(10a)에서의 균열발생을 방지할 수 있다.

또한, 제2실시예에서 경계(22)가 적도면(E)에 평행한 경우에 관하여 설명되었으나, 이 실시예는 경계(22)가 적도면(E)에 대하여 우측 또는 좌측으로 단면이 경사진 경우에도 적용될 수 있다.

제6도는 본 발명의 제3실시예를 나타낸다. 이 제3실시예에서, 제5도에 도시된 제2실시예와 다른점은 제2실시예의 경계면(22)이 견부(4)에 가까운 곳으로부터 트레드부분(3)의 중앙으로 단면이 깊게 경사진 것이다.

본 발명의 상기한 제2 및 제3실시예에서, 외측 고무층의 두께는 양측구역과 중앙구역에서 단면이 대략 동일하다. 그러나, 본 발명에서, 중앙 구역으로부터 양측구역까지 또는 견부에 가까운 곳까지 외측 발포고무층의 두께를 점진적으로 감소시키고, 대신, 내측 통상고무층(발포고무를 함유하지 않는)의 두께를 동일방향으로 점진적으로 증가시키는 것도 가능하다.

제7도는 본 발명의 제4실시예를 나타내고, 이 실시예에서는 횡방형 홈(10)의 홈바닥(10c)의 중앙(E)에서의 외측 고무층(3A)의 두께(D3A)가 횡방향 홈바닥(10d)가 밸트층(7)사이 두께(D3)의 70~10%, 더 바람직하게는 50~30%로 결정된다. 외측 고무층의 두께가 홈 바닥에서 한정되는 이유를 제8및 제9도에 도시된 기본개념도를 참조하여 이하 설명한다.

트레드부분(51)의 랜드부분(51A)을 구획하는 홈(52)에서, 외측 발포고무층(53)의 홈 바닥(52a)의 단위 단면적당 기포의 수(N)는 제9도에 도시된 바와같이 외측 고무층(53)의 두께 방향으로 홈바닥(52b)으로 부터 홈 중앙선을 따라 변한다. 더 상세하게는, 외측 고무층(53)에서의 기포수(N)는 홈 중앙선을 따라서의 외측 고무층(53)의 두께(D53)가 곡선 A(D53 = 5mm)로부터 곡선 B(D53 = 4mm)를 거쳐 곡선(CD53 = 2mm)로 감소함에 따라 감소한다는 것이 나타내어져 있다. 이 경우, 랜드부분에서의 외측 고무층(53)의 기포수는 외측 고무층(53)의 두께 방향으로 사실상 일정하다.전술한 바와같이, 외측 고무층(53)의두께(D53)가 소정 범위내로 홈바닥에서 감소될 때, 외측 고무층의 기포수를 감소시킬 수있고 따라서 홈 바닥의 경도를 증가시킬 수 있다.

제7도에 도시된 제4실시에에서, 랜드부분에서의 외측 고무층의 발포율(V)이 22%이고, 홈 바닥 부분에서의 외측 고무층의 두께와 전체 두께의 두께 비(D3A/D3)가 36%(0.8mm)일 때, 홈 바닥 부분의 중앙선(E)을 따라서 외측 고무층의 중간부분에서의 외측 고무층의 발포율(V)이 15%이었다. 또한, 두께비(D3A/D3)가 70~10% 범위내일때, 랜드부분(51A)에서의 외측 고무층(53)의 두께(DL)(면(51a)과 경계선(L)사이의 거리)는 홈의 깊이(D52)의 15~85%, 더 바람직하게는 30~70%이다.

제10도는 본 발명의 제5실시예를 나타내며, 이 실시예에서는, 트레드에 형성된 사이프(또는 벤자국)(15)가 홈 깊이 방향으로 외측 고무층(3A)의 대부분을 지나 내측 고무층(3B)내로 연장한다. 제10도에서, 사이프(15)의 깊이(D15)는 전체길이(L15a)에 걸쳐 균일하고, 랜드부분(12)의 중간에서 그 랜드부분의 부분길이(L15b)에서 내측 고무층(3B)내로 연장한다.

제11도는 본 발명의 제6실시예를 나타내고, 이 실시예에서, 랜드부분의 중간부분(15a)에서의 사이프(15)의 깊이(D25A)는 랜드부분(12)의 양측부(15c)의 사이프(15)의 깊이(D15)보다 더 깊다. 그 사이프의 폭은 3mm이내, 바람직하게는 0.3~1.5mm이다.

또한, 양단에 제10 및 제11도에 도시된 바와같이 흠으로 개방된 사이프, 일단이 홈으로 개방되고 타단이 제1도에 도시된 바와 같이 막힌 사이프, 직선 사이프, 지그재그 사이프, 파형 사이프, 등과 같은 각종 형태의 사이프를 고려할 수 있다. 이와 관련하여, 일단과 각 사이프의 중간부분에 그려진 다수의 작은 원(제1도에 도시됨)은, 사이프들에 연결되고 사이프와 동일한 깊이 방향으로 연자하는 구멍이다.

제12도는 본 발명의 제7실시예를 나타내며, 이 실시예에서, 외측 고무층(3A)이 커버층(9)에 의해 완전히 덮혀 있다. 이 커버층(9)은 1mm이하, 더바람직하게는 0.3~5mm의 두께의 얇은 통상의 고무층(발포고무층이 아님)이다. 외측 발포 고무층(3A)이 커버층(9)으로 덮이는 경우에는 횡방향 홈바닥(10b, 10c)을 효과적으로 보강할 수 있고 따라서 그곳에서의 균열발생을 방지할 수 있다. 또한, 사정이 허락하는한 특정 홈의 바닥만을 커버층(9)으로 덮을 수도 있다.

본 발명의 효과가 다음과 같은 3가지 종류의 시험타이어를 사용함으로써 확인 되었다.

표2에 나타내어진 바와같이 비교시험들에 통상의 구조(165 SR 13싸이즈)의 시험 타이어들이 사용되었다. 본 발명의 타이어는 제1 및 2도에 도시된 바와같은 트레드를 가졌고, 비교 타이어 1 및 2는 제1도에 도시된 바와같은 트레드(홈 치수들은 본 발명의 타이어에서와 동일함)를 가졌다. 한편, 본 발명의 타이어의 트레드 고무물질은 표1에 나타내어진 조성물 1 및 2이었고, 비교타이어 1의 것은 표1에 나타내어진 조성물 3(이이스 컴파운드)이었으며, 비교타이어 2의 것은 트레드 표면부분에서만 표1에 나타내어진 조성물1(발포 고무)이었다.

비교타이어 1 및 2는 상기한 것을 제외하고는 본 발명의 타이어와 기본적으로는 동일하였다.

시험은 조종성능, 빙판에서의 제동성능, 설상에서의 등판성능, 승차 쾌적성, 도로 소음성능, 내마모성, 및 홈 바닥에서의 내균열 성능에 대하여 전술한 시험방법에 따라 수행되었다.

[표 2]

표 2에서 시험 결과들이 비교타이어 1을 100으로 하여 지수로 나타내어져 있다. 본 발명의 타이어는 비교 타이어 1및 2와 비교하여 홈 바닥에서의 균열발생이 적고, 따라서 타이어 성능을 대폭으로 향상시킨다. 즉, 하절기의 주형시의 각종 타이어 성능을 유지하면서도 동절기의 주행시의 각종 타이어 성능을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명에 따라 트레드의 양측 구역에서의 홈 바닥의 균열 발생을 방지할 수 있다. 즉, 동절기 및 하절기 모두에서의 각종 타이어 성능을 향상 및 유지하면서 특히 빙설 노면에서의 타이어 성능을 향상시킬 수 있는 발포고무의 이점을 이용하여 타이어 내구성을 대폭으로 향상시킬 수 있다.

Claims

타이어의 원주방향에 일정한 간격으로 정렬되고 트레드부분의 최소 양측에서 트레드 횡단방향으로 연장한 복수개의 측방홈으로 형성되며 방사상 안쪽으로 정렬된 내측 고무층과 방사상 바깥쪽으로 정렬된 외측 고무층이 최소 2개의 고무층으로 이루어진 트레드부분을 구비한 공기 타이어에 있어서, 상기 외측 고무층은 발포고무로 만들어지고, 상기 내측 고무층은 비발포 고무로 만들어지며, 상기 외측 고무층의 축소된 두께부분은 내측 고무층과 홈의 바닥사이에 형성되고, 외측 고무층의 상기 고무의 발포율은 랜드부분에서 외측 고무층의 발포율보다 낮게 된 공기 타이어.
제1항에 있어서, 외측 고무층(3A)의 양측 구역(13A)에서의 발포고무(17A)의 발포율(VA)이 적도면(E)에 평행한 경계면(22)에 의해 측부 구역(13A)으로부터 구획된 중앙 구역(13B)의 발포고무(17B)의 발포율(VB)보다 더 작게 된 공기 타이어.
제2항에 있어서, 경계면(22)이 타이어 견부(4) 근방으로부터 트레드부분(3)의 중앙쪽으로 단면이 깊게 경사진 공기 타이어.
제1항에 있어서, 횡방향 홈(10)의 홈 바닥(10C)의 중앙(E)에서의 외측 고무층(3A)의 두께 (D34)가 홈 바닥면(10d)과 벨트층(7) 사이 두께(D3)의 70%~10% 범위인 공기 타이어.
제4항에 있어서, 상기 두께(D3A)가 상기 두께(D3)의 50%~30% 범위인 공기 타이어.
제4항에 있어서, 타이어 표면(51a)과 경계선(L)사이 랜드부분(51A)의 외측 고무층(53)의 두께(D2)가 주 홈(52)의 깊이(D52)의 15%~85%범위인 공기 타이어.
제6항에 있어서, 외측 고무층(53)의 두께(DL)가 주 홈(52)의 깊이(D52)의 30%~70% 범위인 공기 타이어.
제1항에 있어서 홈 깊이방향으로 외측 고무층(3A)의 대부분을 지나 내측 고무층(3B)내로 연장하도록 사이프(15)들이 트레드에 형성된 공기 타이어.
제8항에 있어서, 사이프(15)의 깊이(D15)가 전체길이(L51a)에 걸쳐 균일하고 랜드부분의 중앙에서의 그 랜드부분의 부분길이(L15b)에서 내측 고무층(3B)내로 연장하는 공기 타이어.
제8항에 있어서, 랜드부분의 중간부분(15a)에서의 사이프(15)의 깊이(D25A)가 랜드부분의 양측부(15c)의 사이프(15)의 깊이(D15)보다 더깊은 공기 타이어.
제1항에 있어서, 외측 고무층(3A)의 홈바닥(10a, 10b, 10c)만이 커버층(9)에 의해 덮힌 공기 타이어.