KR100396107B1 - 런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어 - Google Patents

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Abstract

탄성중합체 측벽 충전재(42, 46, 48) 및 적어도 세개의 비드 코어(26, 26', 37)로 보강된 카커스(30)를 구비하는 런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어(10)가 개시된다. 적어도 하나의 비트 코어(37)는 트레드(12) 및 하나 이상의 보강 벨트(36)의 방사방향 내측으로 연장된다. 본 발명에 따라 제조된 상기 타이어(10)는 종래의 타이어보다 개선되거나 동일한 승차감을 나타낼 수 있으며 제한된 런-플랫 성능을 제공한다. 몇가지 양호한 실시예에서 수막시의 견인력이 향상된 트레드 형태가 이용된다.

Description

런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어
본 발명은 타이어, 특히 팽창되지 않은 상태(uninflated condition)에서 사용할 수 있는 공압식 타이어에 관한 것이다. 이와 같이 개선된 타이어는 젖은 노면에서 뛰어난 견인력(traction)을 제공하는 다수의 새로운 트레드(tread) 형태에 더욱 적합하다. 상기 타이어 카커스 구조체는 일반직으로 런-플랫(run-flat)형 타이어에 관련된 통상의 중량 패널티(penalty)를 가지지 않으면서 종래의 타이어의 승차 성능을 개선하거나 적어도 종래의 타이어의 승차 성능과 동일하다.
공압식 런-플랫 타이어, 즉, 팽창되지 않은 상태에서 사용 할 수 있는 타이어를 위한 다양한 타이어 성형 방법이 제안되어 왔다. "밴드된 타이어(Banded Tire)"라는 명칭으로 미국 특허 제 4,111,249 호에 기재된 한 방법은 트레드의 바로 아래에 트레드 폭과 대략적으로 동일한 후프(hoop) 또는 환형 밴드를 제공하는 것이다. 타이어 구조체의 잔여부와 결합하는 상기 후프는 팽창되지 않은 상태에서 자동차 중량을 지지할 수 있었다. 이러한 밴드 타이어는 팽창되지 않은 상태에서도 플라이 코드(ply cord)를 실제로 신장시켰다.
다른 접근 방법은 측벽(sidewall)의 두께를 증가시켜서 단순히 측벽의 강도를 증기시키는 것이었다. 이러한 타이어는 팽창되지 않은 상태에서 작동될 때 플라이 코드 및 측벽을 압축한다. 측벽 부재를 강화하기 위해 요구되는 많은 양의 고무에 기인한 열 증가가 타이어 고장의 주요인이다. 이와 같은 것은 타이어가 팽창되지 않은 상태에서 오랫동안 고속으로 작동될 때 특히 그러하다. 피렐리(Pirelli)는 그와 같은 타이어를 유럽 특허 출원 공개 제 0 475 258 A1 호에 개시한다. 본 발명의 동일 발명자중 몇 명이 갖고 있는 굿이어 타이어 앤드 러버 컴파니의 특허에는 최고로 상업적 인정을 얻은 런-플랫 공압식 레이디얼 플라이 타이어, 즉, Eagle GSC-EMT 타이어가 개시되었다. 상기 타이어는 1994년 코르벳(Corvette) 자동차용 장치 옵션으로 채용되었다. 미국 특허 제 5,368,882 호는 강성을 개선하기 위해 사용한 특수 측벽 삽입물을 개시한다. 팽창되지 않은 상태에서 800 파운드의 하중을 지지하기 위해 타이어 당 대략 6 파운드의 부가적인 중량이 요구되었다. 이러한 런-플랫 타이어는 매우 낮은 편평비(aspect ratio)를 가졌다. 이러한 초기 발명은 비록 종래의 시도보다 우수했지만 여전히 스페어 타이어 및 타이어 잭의 제거에 의해 상쇄될 수 있는 타이어당 중량 증가와 관련된 취약점을 나타냈다. 이런 중량 증가에 대한 취약점은 기술자들이 대형 고급 투어링 세단(touring sedans)용의 편평비가 큰 타이어를 성형할 때 더욱 큰 문제가 되었다. 팽창되지 않은 고급 자동차용 타이어가 필수적으로 지지해야 하는 중량은 약 1400 파운드이다. 60% 내지 65% 범위의 편평비를 갖는 큰 측벽을 가진 타이어는 초기의 40% 편평비를 가진 런-플랫 코르벳형 타이어의 작동 하중보다 몇배 더 큰 작동 하중을 받는 것을 의미한다. 그러한 하중은 측벽 및 전체 타이어를 승차감과 절충되는 점까지 강화해야 한다는 것을 의미한다. 고급차의 소유주는 런-플랫 성능을 위해 승차감을 쉽게 희생하려 하지 않는다. 승차감이나 성능이 떨어지지 않는 런-플랫 타이어를 제공하기 위해 기술적인 필요 조건이 있었다. 고강성 서스펜션(suspention) 성능형 자동차에 그러한 타이어를 제공하는 것은 편안한 승차감을 특성으로 구비하는 고급 세단과 비교했을 때 비교적 용이했다.
런-플랫 타이어의 개발에 있어서 동등하게 중요시되는 설계에 대한 고려는 팽창되지 않은 타이어를 림(rim)상에 확실하게 위치시키는 것이다. 이러한 필요 조건을 충족시키기 위해 브리지스톤 익스페디아(Bridgestone Expedia) S-01 런-플랫 A/M 타이어와 같이 특구 림외에 비드 억제 장치를 사용하는 해결법이 제시되었다. 선택적으로, Eagle GSC-EMT 타이어는 부가적으로 요구되는 비드 구속 장치없이 타이어를 일반 림상에서 작동 가능하게 하는 새로운 비드 형태를 사용하였다.
설계 형태에 대한 다른 고려는 트레드 패턴의 선택이다. 근래에, 젖은 노면에서 개선된 견인력을 갖는 타이어가 상품화되었다. 이러한 타이어는 아쿠아채널(aquachannel)이라는 대형 원주방향 홈을 나타낸다. 미국 특허 제 5,176,766 호에 개시된 아쿠아트레드(Aquatred), 미국 특허 제 4,687,037 호에 개시된 아쿠아 콘택트(contact) 타이어, 미국 특허 출원 제 07/955,954 호에 개시된 이글 아쿠아트레드(Eagle Aquatred) 및 유럽 특허 출원 공개 제 0 465 786 A1 호에 개시된 카타마란(Catamaran)은 모두 대형 아쿠아채널을 구비한다.
카타마란에 앞서 개발된 타이어는 1974년 8원 20일에 듀얼 타이어(Dual Tire)라는 명칭으로 미국 특허 제 3,830,273 호에 먼저 개시되었다. 이러한 초기의타이어는 좋지 않은 핸들링 및 승차감에 대한 문제로 상업적인 인정을 받지 못했다. 이러한 타이어의 주요 특징은 벨트로 보강된 두개의 트레드 사이에 동심으로 배치된 제 3 비드를 사용하는 것이다. 세개 이상의 비드를 사용하는 것은 그 자체만으로 신규가 아니었고 초기에 특허된 몇몇 타이어에서 사용되었다. 그러나, 큰 채널과 결합된 제 3 비드를 사용하는 것은 신규였다. 유럽 특허 출원 공개 제 0 613 793 A1 호는 카타마란형 타이어의 핸들링 특성을 향상시키기 위해 특별히 설계된, 개선된 제 3 비드 구조체를 기재한다.
이러한 젖은 노면에서의 견인력 개선형 타이어는 특별히 런 플랫 성능을 갖도록 성형된 것은 아니었다. 런-플랫 타이어의 개선을 추진한 본 출원의 발명자들은 그런 특징과 젖은 노면에서의 견인력 개선형 트레드의 결합을 연구했다. 그들의 개선 노력으로 런- 플랫 성능을 구비하는 세개의 비드를 구비한 타이어가 개선된 승차감 및 젖은 노면에서의 견인력을 갖게되는 놀라운 부수적 수익을 발견하게 되었다. 이러한 개선된 승차감은 런-플랫 설계 방법에 본래 있던 것이 아닌 새로운 특징이었다.
탄성 중합체의 측벽 충전재(42) 및 적어도 세개의 비드 코어(26, 26', 37)로 보강된 카커스 구조체를 구비하는 승용차용의 런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어(10)가 개시된다. 상기 타이어(10)는 공칭 림(rim) 직경, 회전축, 환형 트레드(12), 한 쌍의 측방향 트레드 에지(14, 16), 트레드(12)의 반경방향 내측에 위치된 적어도 한 쌍의 보강 벨트 구조체(36), 한 쌍의 측벽(18, 20), 각각의 측방향 트레드 에지(14, 16)로부터 반경방향 내측으로 연장된 하나의 측벽, 최대 단면폭(SW) 그리고 타이어 카커스 구조체를 구비한다. 상기 타이어 카커스 구조체는 회전축에 대해 동축으로 위치된 적어도 세개의 환형 비드 코어(26, 26', 37), 적어도 제 1 및 양호하게는 제 2 플라이(38, 40), 이너라이너(innerliner)(35), 한 쌍의 제 1 충전재(42) 그리고 비드 충전재(48)를 구비한다.
제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26')는 각 측벽(18, 20)으로부터 반경방향 내측에 위치된다. 각 쌍의 보강 벨트 구조체(36)의 반경방향 내측 및 제 1및 제 2 비드 코어(26, 26')의 반경방향 외측에는 적어도 하니의 부가적인 제 3 비드 코어(37)가 위치된다. 보강 벨트 구조체(36)의 반경방향 내측에 위치된 카커스 보강 구조체(30)는 타이어 주위에 원주방향으로 제 1 비드 코어(26)에서 제 2 비드 코어(26')까지 연장된다. 카커스 보강 구조체(30)는 제 1 플라이(38) 및 제 2 플라이(40)를 구비한다. 각각의 플라이(38, 40)는 한 쌍의 턴업(turnup) 에지(32, 34, 32', 34')를 구비한다. 각 플라이의 하나의 턴업 단부는 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26') 주위를 감싸고 반경방향 외측으로 연장된다. 타이어의 이너라이너(35)는 제 1 플라이(38)의 반경방향 내측에 위치된다.
상기 타이어는 한 쌍의 비드 충전재를 구비한다. 하나의 비드 충전재(48)는 각각의 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26') 위쪽에, 그리고 제 2 플라이(40)와 제 1 및 제 2 플라이(38, 40)의 턴업 단부(32, 34, 32', 34') 사이에 위치된다. 상기 충전재(48)는 공칭 림 직경상의 반경방향 외측 단부의 반경방향 거리(G)에서 종료한다. 한 쌍의 제 1 충전재(42)는 제 1 플라이(38)와 이너라이너(35) 사이에 위치된다. 하나의 제 1 충전재(42)는 제 1 또는 제 2 비드 충전재(48, 48')의 각각의 반경방향 외측 단부의 반경방향 내측의 위치에서 반경방향 외측 보강 벨트 구조체(36)의 아래까지 연장된다.
양호한 실시예에서, 공압식 타이어는 제 2 플라이(40) 및 한 쌍의 제 2 충전재(46)를 구비한다. 상기 제 2 충전재(46)는 제 1 및 제 2 플라이(38, 40) 사이에 위치된다. 하나의 제 2 충전재는 제 1 및 제 2 비드 충전재(48, 48')의 각각의 반경방향 외측 단부의 반경방향 내측의 위치에서 반경방향 외측 보강 벨트 구조체(36)의 아래까지 연장된다.
상술한 타이어 구조체는 다양한 트레드 형태를 이용하기에 특히 적합하다.
일 실시예에서, 트레드(12)는 매우 깊은 하나의 아쿠아채널(90)을 구비하며, 다른 실시예에서 타이어(10)는 두개의 아쿠아채널(90)을 이용한다. 선택적으로, 타이어(10)는 와이드 아쿠아채널형 홈을 갖지 않는 트레드를 구비할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어를 정의하면 아래와 같다.
"편평비(Aspect Ratio)"는 단면폭에 대한 단면 높이의 비를 의미한다.
"축방향(Axial)" 및 "축방향으로(Axially)"는 타이어의 회전축에 평행한 선이나 방향을 의미한다.
"비드(Bead)" 및 "비드 코어(Bead Core)"는 일반적으로 환형 인장 부재 및 반경방향 내부 비드를 포함하는 타이어의 부분이 플라이 코드에 의해 감겨지고 플립퍼(flipper), 칩퍼(chipper), 아펙스(apex) 또는 충전재, 토 가드(toe guard) 및 체이퍼(chafer)와 같은 다른 보강 요소와 함께 또는 보강 요소없이 형성된 림에 타이어를 지지하기 위해 접속되는 것을 의미하며, 트레드 고무로 캡슐화되는 트레드아래의 상기 비드 또는 비드들은 직물 요소로 보강된 다른 코드가 있거나 또는 없을 수도 있다.
"벨트 구조체(Belt Structure)" 또는 "보강 벨트(Reinforcing Belt)"는 비드에 고정되지 않고 트레드 아래에 위치된 직조되었거나(woven) 또는 직조되지 않은(unwoven) 평행한 코드로 이루어진 적어도 두개의 환형층 또는 플라이를 의미하는 것으로서, 상기 코드는 타이어 적도면에 대해 17° 내지 27° 범위의 좌우 코드각을 갖는다.
"원주방향(Circumferential)"은 축방향에 수직한 환형 트레드의 표면 주위를 따라 연장된 선 또는 방향을 의미한다.
"카커스(Carcass)"는 보강 벨트 구조체, 트레드, 언더트레드(undertread), 플라이 위의 측벽 고무를 제외한 비드를 포함하는 타이어 구조체를 의미한다.
"케이싱(Casing)"은 카커스, 보강 벨트 구조체, 비드, 측벽 그리고 트레드 및 언더트레드를 제외한 타이어의 다른 모든 콤포넌트를 의미한다.
"체이퍼(Chafers)"는 코드 플라이를 림위로 분산되게 구부려지지 않도록 보호하며 비드의 외측주위에 위치된 재료의 좁은 스트립(strip)을 의미한다.
"코드(Cord)"는 타이어의 플라이를 구성하는 보강 스트랜드(strand)중 하나를 의미한다.
"적도면(EP)"은 타이어의 회전축과 수직하고 트레드의 중심을 통과하는 면을 의미한다.
"타이어 자국(Footprint)"은 정상 하중 및 압력하에서 속도가 제로일 때 평평한 표면을 갖는 타이어 트레드의 접촉 영역 또는 접촉 부분을 의미한다.
"이너라이너(Innerliner)"는 튜브레스(tubeless) 타이어의 내측 표면을 형성하고 타이어내의 팽창 유체를 내포하는 탄성 중합체 또는 기타 재료의 층 또는 층들을 의미한다.
"정상 팽창 압력(Normal Inflation Pressure)"은 타이어를 위한 서비스 상태에서 적당한 표준 구조체에 의해 할당된 특정 설계 팽창 압력 및 부하를 의미한다.
"정상 부하(Normal Load)"는 타이어를 위한 서비스 상태에서 적당한 표준 구조체에 의해 할당된 특정 설계 팽창 압력 및 부하를 의미한다.
"플라이(Ply)"는 고무 코팅된 평행 코드의 연속층을 의미한다.
"반경방향의(Radial)" 및 "반경방향으로(Radially)"는 타이어의 회전축쪽으로 가까워지는 또는 회전축으로부터 멀어지는 방향을 의미한다.
"레이디얼 플라이 타이어(Radial Ply Tire)"는 비드 사이에서 연장하는 플라이 코드가 타이이의 적도면에 대해 65° 내지 90° 사이의 코드각으로 놓인 띠로 감겨진, 즉 원주 방향으로 제한된 공압식 타이어를 의미한다.
"단면높이(Section Height)"는 공칭의 림 직경으로부터 적도면에 있는 타이어의 외측 직경까지의 반경방향 거리를 의미한다.
"단면폭(Section Width)"은 레이블링(labeling), 장식 또는 보호 밴드로 인한 측벽의 상승을 배제하면서 부하를 가하지 않고 24시간 동안 정상 압력에서 팽창된 후의 상태에서 측벽의 외측 사이의 타이어의 축에 평행한 최대 직선 거리를 의미한다.
"숄더(Shoulder)"는 트레드 에지 바로 아래의 측벽 상부를 의미한다.
"측벽(Sidewall)"은 트레드와 비드 사이의 타이어 부분을 의미한다.
"트레드 폭(Tread Width)"은 축방향, 즉 타이어의 회전축에 평행한 평면에 있어서 트레드면의 호의 길이를 의미한다.
제 1 도를 참조하면 본원에 참조로 인용 합체되는 미국 특허 제 5,368,882 호에 따라 제조된 종래 기술 타이어(100)가 도시되어 있다. 상기 타이어(100)는 트레드(120), 벨트 구조체(360), 한 쌍의 측벽부(180, 200), 한 쌍의 비드부(220, 220') 그리고 카커스 보강 구조체(300)를 구비한 승용차용 타이어이다. 카커스(300)는 제 1 플라이(280) 및 제 2 플라이(400), 라이너(liner ; 350), 한 쌍의 비드(250, 260'), 한 쌍의 비드 충전재(480, 480'), 한 쌍의 제 1 삽입 충전재(420, 420') 그리고 한 쌍의 제 2 삽입 충전재(460, 460')를 구비한다. 상기 제 1 삽입 충전재(420, 420')는 라이너(350)와 제 1 플라이(380) 사이에 위치되며, 상기 제 2 삽입 충전재(460, 460')는 제 1 및 제 2 플라이(380, 400) 사이에 위치된다. 이와 같은 카커스 구조체(300)는 타이어(100)에 제한된 런-플랫 성능을 부여했다.
본 출원에서 사용된 런-플랫이란 용어는 팽창되지 않은 상태에서 타이어가 사용될 때 타이어의 찌부러짐을 방지하기 위한 어떠한 내부 장치가 없어도 타이어의 측벽 및 내부면이 구부러지거나 찌부러지지 않고 독자적으로 자동차 하중을 충분히 지지할 수 있을 정도로 강한 타이어 구조체를 의미한다. 바람직하게는, 이것은 정상적인 정하중(static load) 및 26 psi의 압력하에서 변형율은 X 값이 되고,비변형율은 1-X가 되는 것을 의미한다. 동일한 정하중하의 0 psi의 압력 즉 팽창되지 않은 상태에서, 비변형율은 1-X의 약 75% 이다. 예를 들면, 정상적으로 하중이 가해질 때 하중을 받지 않는 4.3 인치(inch)의 단면 높이를 갖는 P275/40ZR17 타이어는 약 1/2 인치 또는 12% 정도 변형된다. 0 psi에서 동일한 타이어는 약 35% 정도 변형한다. 그래서, 26 psi에서의 비변형값은 88%이고 비변형값에 대한 88%의 75%는 66%와 동일하다.
팽창되지 않은 상태에서 작동하는 종래의 공압식 타이어는 자동차 하중을 지지할 때 찌부러진다.
재 1 도에 도시된 것과 같이 타이어(100)의 측벽 영역을 구조적으로 보강하는 것은 전체 측벽의 두께, 특히 숄더에 최대 단면폭으로부터 반경방향 외측의 숄더까지의 두께를 실제로 증가시킨다. 이러한 종래 기술 특허는 숄더와 합해지는 곳의 전체 측벽 두께가 최대 단면폭에서 측정되는 전체 측벽 두께의 적어도 100%, 바람직하게는 125%가 되어야 한다는 것을 개시했다. 이러한 것은 팽창되지 않은 상태에서 하중을 충분히 지지하기 위해 필수적인 것이었다. 전형적인 P275/40ZR17 타이어용 삽입물의 중량은 약 6.0 lb이다. 제 1 삽입물(420, 420')은 0.03 인치(7.6 mm)의 최대 게이지(gauge) 두께를 가지며, 제 2 삽입물(460, 460')은 0.17 인치(4.3 mm)의 최대 게이지 두께를 갖는다.
도면에 도시된 참조 번호는 본 설명에 사용되는 것과 동일하다. 이를 위해서, 제 2 도 내지 제 6B 도에 각각 도시된 다양한 실시예는 유사한 콤포넌트에 대해 동일 참조 번호를 사용한다. 구조체는 기본적으로 위치 또는 수량이 변화하는동일한 콤포넌트를 사용하고 그것에 의해 본 발명의 개념이 실시될 수 있는 선택적인 활용을 할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어(10)는 실제로 중량을 줄이는 방법을 이용한다. 제 2 도에 도시된 타이어(10)는 승용차용 타이어이다. 상기 타이어(10)에는 숄더부에 있는 트레드(12)의 측방향 에지(14, 16)에서 각각 종료하는 지면 접촉 트레드(12)가 제공된다. 측벽부(18, 20)는 각각 측방향 트레드 에지(14, 16)로부터 연장되고 한 쌍의 비드부(22, 22')에서 종료된다. 상기 각 비드부는 환형의 비신장성 비드 코어(26, 26')를 각각 구비한다. 타이어(10)에는 비드부(22)에서 측벽부(18), 트레드(12), 측벽부(20)를 통해 비드부(22')까지 얀장되는 카커스 보강 구조체(30)가 더 제공된다. 카커스 보강 구조체(30)의 턴업 단부(32, 34, 32', 34')는 각각의 비드 코어(26,26') 주위로 감겨진다. 타이어(10)는 튜브레스형 타이어일 경우에 타이어(10)의 내측 외주연 표면을 형성하는 종래의 이너라이너(35)를 포함한다. 두쌍의 트레드 보강 벨트 구조체(36, 36') 및 환형의 제 3 비드 코어(37)는 트레드(12) 아래 카커스 보강 구조체(30)의 반경방향 외부 표면 주위에 원주방향으로 위치된다. 도시된 특정 실시예에서, 각각의 보강 벨트 구조체(36, 36')는 두개의 절단된 벨트 플라이(50, 51)를 포함하며 벨트 플라이(50, 51)의 코드는 타이어의 중간-원주방향 중심면에 대해 약 23°의 각도로 배향된다.
벨트 플라이(50)의 코드는 벨트 플라이(51)의 코드의 중간-원주방향 중심면으로부터 중간-원주방향 중심면으로 반대 방향에 배치된다. 그러나, 보강 벨트 구조체(36, 36')는 임의의 수의 요구되는 특정 형태의 벨트 플라이를 포함할 수 있으며 코드는 요구되는 특정 각도로 배치될 수 있다. 보강 벨트 구조체(36, 36')는 팽창되지 않은 상태에서 타이어가 작동하는 동안 노면으로부터 트레드가 이격되는 것을 최소화하기 위해 벨트폭을 가로지르는 측방향 강성을 제공한다. 도시된 실시예에서, 이것은 강(steel)으로 된, 바람직하게는 강 케이블 구조체로 된 벨트 플라이(50, 51)의 코드를 제조함으로써 달성된다. 유사하게, 환형의 제 3 비드 코어(37)는 트레드의 중심부에 측방향 및 반경방향의 강성을 제공한다.
카커스 보강 구조체(30)는 적어도 두개의 보강 플라이(38, 40)를 포함한다. 도시된 특정 실시예는, 반경방향 내측의 제 1 보강 플라이(38) 및 반경방향 외측의 제 2 보강 플라이(40)가 제공된다. 상기 각각의 플라이(38, 40)는 한 층의 평행한 코드(41)를 포함한다. 보강 플라이(38, 40)의 코드(41)는 타이어(10)의 중간-원주방향 중심면(CP)에 대해 적어도 75°의 각도로 배향된다. 도시된 특정 실시예에서, 코드(41)는 중간-원주방향 중심면(CP)에 대해 약 90°의 각도로 배향된다. 코드(41)는 일반적으로 고무 제품의 코드 보강재로 사용되는 임의의 재료, 예를 들면 레이온, 나일론 그리고 폴리에스터(이것에 제한되지 않음)로 제조된다. 바람직하게는, 코드는 고무에 잘 접착하는 성질과 고내화성을 구비하는 재료로 제조된다. 도시된 특정 실시예에서, 코드(41)는 레이온으로 제조된다. 제 1 및 제 2 보강 플라이(38, 40)가 각각 단일 플라이 층을 포함하는 것이 바람직하지만 특정한 수의 카커스 플라이가 사용될 수도 있다.
제 3 도에 도시된 것과 같이, 제 1 및 제 2 보강 플라이(38, 40)는 각각의 비드 코어(26, 26') 주위에 감겨진 각각의 턴업 단부(32, 34 및 32', 34')를 구비한다. 제 2 플라이(40)의 턴업 단부(34, 34')는 비드 코어(26, 26')에 인접하고 반경방향으로 비드 코어(26, 26') 위에서 종료한다. 제 1 플라이(38)의 턴업 단부(32, 32')는 제 2 플라이 턴업 단부(34, 34') 및 비드 코어(26, 26') 둘레에 감겨진다. 제 1 플라이(38)의 턴업 단부(32, 32')는 타이어(10)의 최대 단면폭의 반경방향 위치에 매우 인접한 타이어의 공칭 림 직경 위의 반경방향 거리(E)에서 종료된다. 양호한 실시예에서, 턴업 단부(32, 32')는 최대 단면폭의 반경방향 위치에서 타이어 단면 높이의 20%내에 위치하며, 더욱 바람직하게는 최대 단면폭의 반경방향 위치에서 종료된다. 그런 경우에 제 1 플라이(38)의 턴업 단부(32, 32')는 제 2 플라이 턴업 단부(34, 34')의 위 또는 아래에서 반경방향으로 위치될 수 있다.
제 3 도에 도시한 바와 같이, 타이어(10)의 비드부(22, 22')는 각각 실제 연장이 불가능한 환형의 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26')를 각각 구비한다. 비드 코어(26, 26')는 반경방향으로 비드 와이어의 가장 내측 표면에 접하는 가상 표면으로 한정되는 평평한 기부 표면(27, 27')을 구비한다. 상기 평평한 기부 표면(27, 27')은 한 쌍의 에지(28, 29) 및 에지 사이에 폭(BW)을 갖는다. 비드 코어(26, 26')는 에지(28)에서 반경방향으로 연장되는 축방향 내부 제 1 표면(23) 및 에지(29)에서 반경방향으로 연장되는 축방향 외부 제 2 표면(25)을 구비한다. 제 1 표면(23) 및 평평한 기부 표면(27, 27')은 예각인 각도 α를 형성한다. 제 2 표면(25) 및 평평한 기부 표면(27, 27')은 예각인 각도 β를 형성한다. 각도 α는 각도 β와 동일하거나 더욱 크다. 양호한 실시예에서, α는 대략 β와 동일하다.
비드 코어(26, 26')는 각각 제 1 및 제 2 표면(23, 25) 사이에 연장된 반경방향 외부 표면(31)을 더 포함한다. 상기 반경방향 외부 표면(31)은 최대 높이(BH)를 갖는다. 높이(BH)는 기부(BW)의 폭보다 작다. 표면(23, 25, 27, 31)들에 의해 한정된 단면은 이등변 삼각형 형태가 바람직하다. 일반적으로 삼각형 단면의 상부는 도시된 것과 같이 코어(26, 26')의 강도가 림상에서 팽창되지 않은 타이어의 비드를 충분하게 억제하기 때문에 필요가 없다.
비드 코어는 연속적으로 둘러진 단일 또는 모노필라멘트(monofilament) 강선으로 제조되는 것이 양호하다. 양호한 실시예에서, 직경이 0.050 인치인 와이어는 반경방향 내부에서 반경방향 외부로 8, 7, 6, 4, 2개의 와이어로서 층으로 권선된다.
제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26')의 평평한 기부 표면은 회전축에 대해 경사져 있는 것이 바람직하고, 비드의 주형부 하단은 유사하게 경사져 있으며, 바람직한 경사는 회전축에 대해 약 10°, 보다 바람직하게는 약 10.5°이다. 비드부의 경사는 타이어의 밀폐를 돕고, 종래 림의 비드 안착 플랜지 경사의 약 두배이며, 조립을 용이하게 하며, 림에 안착된 비드의 유지를 돕는다.
카커스 보강 구조체(30)와 각각의 턴업 단부(32, 34 및 32', 34') 사이에 배치된 고탄성 계수의 탄성중합체 충전재(48)는 비드부(22, 22') 및 측벽부(18, 20)의 반경방향 내측 부분내에 위치된다. 탄성중합체 충전재(48)는 각각의 비드 코어(26, 26')의 반경방향 외부 부분으로부터 단면폭이 점차적으로 감소하는 측벽부의 내측 위로 연장된다. 탄성중합체 삽입물(48)은 공칭 림 직경(NRD)으로부터 타이어의 단면 높이(SH)의 적어도 25%가 되는 거리(G)의 반경방향 외측 단부에서 종료된다. 도시된 특정 실시예에서, 탄성중합체 충전재(48)는 공칭 림 직경(NRD)으로부터 최대 단면 높이(SH)의 약 40%가 되는 거리까지 반경방향 외부로 각각 연장된다. 본 발명의 목적을 위해, 타이어의 최대 단면 높이(SH)는 타이어의 공칭 림 직경(NRD)에서 타이어 트레드의 반경방향 가장 외측 부분까지 측정된 반경방향 거리이다. 또한, 본 발명의 목적을 위해, 공칭 림 직경은 사이즈로 명시되는 타이어의 직경이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 비드부(22, 22')는 비드 충전재(48)와 제 2 플라이 턴업 단부(32) 사이에 위치된 적어도 하나의 코드 보강된 부재(52, 53)를 더 포함한다. 상기 코드 보강된 부재 또는 부재(52, 53)들은 제 1 단부(54) 및 제 2 단부(55)를 구비한다. 제 1 단부(54)는 제 2 단부(55)의 축방향 및 반경방향 내측에 있다. 코드 보강된 부재 또는 부재(52, 53)들은 제 1 단부(54)로부터의 거리의 함수로 타이어(10)의 회전축으로부터 반경방향 거리로 증가한다. 제 3 도에서, 코드 보강된 부재는 약 4 cm의 폭을 갖는 두개의 콤포넌트(52, 53)를 구비한다. 축방향 외부 콤포넌트(52)는 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26')의 외측 단부(29)의 반경방향 위쪽에 있는 반경방향 내측 단부(54)를 구비한다. 축방향 내부 콤포넌트(53)는 비드 코어(26, 26')의 외측 단부(29)의 반경방향 외측으로 약 1 cm 이격된 반경방향 내측 단부를 구비한다. 축방향 내부 및 축방향 외부 콤포넌트(52, 53)는 강 코드 보강재를 구비하는 것이 바람직하다. 코드 보강된 부재의 제 2 단부(55)는 제 2 플라이 턴업 단부(32)의 반경방향 내측 및 제 1 플라이(38)의 턴업 단부(32)의 말단의 반경방향 내측에 위치한다.
부재(52, 53)의 코드는 반경방향에 대해 25° 내지 75° 범위, 바람직하게는 30°의 사잇각을 형성하도록 경사져 있는 것이 바람직하다. 두 부재가 이용될 경우, 코드 각도는 동일하게 마주보게 배치되는 것이 바람직하다. 코드 보강 부재(52, 53)는 본 발명의 팽창되지 않은 타이어를 구비하는 자동차의 핸들링 특성을 개선한다. 부재(52, 53)는 펭창되지 않거나 공기가 없는 상태에서 운행되는 동안 종래의 타이어에서 접하게 되는 중대한 문제, 즉 자동차가 핸들링에 비해 과도하게 움직이는 경향을 크게 감소시킨다.
직물 보강된 부재(61)는 타이어(10)의 비드부(22, 22')에 부가될 수 있다. 직물 보강된 부재는 제 1 및 제 2 단부(62, 63)를 구비한다. 상기 부재는 제 1 및 제 2 플라이(38, 40) 그리고 비드 코어(26, 26') 주위에 감겨진다. 제 1 및 제 2 단부(62, 63)는 모두 비드 코어(26, 26')의 위쪽 외부 반경방향으로 연장된다.
측벽부(18, 20)에는 탄성중합체 충전재(42)가 제공된다. 제 1 충전재(42)는 이너라이너(35)와 제 1 보강 플라이(38) 사이에 이용된다. 제 1 충전재(42)는 각각 비드부(22, 22')에서 반경방향으로 보강 벨트 구조체(36, 36') 아래까지 연장된다. 선택적으로, 제 2 도, 제 4 도 및 제 5 도에 도시된 본 발명의 양호한 실시예에서 도시된 바와 같이, 측벽부(18, 20)는 제 1 충전재(42) 및 제 2 충전재(26)를 각각 포함한다. 제 1 충전재(42)는 상술된 것과 같이 위치된다. 제 2 충전재(46)는 각각의 제 1 및 제 2 플라이(38, 40) 사이에 위치된다. 제 2 충전재(46)는 각각 비드부(22, 22')로부터 반경방향 외측으로 보강 벨트 구조체(36) 아래까지 연장된다.
탄성중합체 제 1 충전재(42)는 타이어(10)의 최대 단면폭과 대략 반경방향으로 정렬된 위치에서 최대 두께(B)를 갖는다. 상기 두께 B는 최대 단면 높이(SH)의 약 3%이다. 예를 들면, P275/40R17 고성능 타이어에서 충전재(42)의 두께 B는 0.10 인치(2.5 mm)와 동일하다.
본 발명의 목적을 위해, 타이어의 최대 단면폭(SW)은 표시, 장식 등을 제외한 타이어의 축방향 외부 표면으로부터 타이어의 회전축에 평행하게 측정된다. 또한 본 발명의 목적을 위하여, 트레드 폭은 예상된 하중과 타이어를 위해 설계된 휠상에 장착되어 최대 표준 타이어압으로 팽창된 타이이의 타이어자국으로부터 측정되는 타이어의 적도면(EP)에 수직하게 타이어를 가로지르는 축방향 거리이다. 제 2 도 내지 제 5B 도에 도시된 특정 실시예에서, 탄성중합체 제 1 충전재(42)는 각각 타이어의 최대 단면폭에 대략 반경방향으로 배열된 위치(h)에서 최대 단면 높이(SH)의 약 3%의 최대 두께(B)를 갖는다.
탄성중합체 제 2 충전재(46)는 타이어의 최대 단면폭 위의 반경방향 위치에서 타이어(10)의 최대 단면 높이의 적어도 1% 내지 1.5%의 최대 두께를 갖는다. 양호한 실시예에서, 탄성중합체 제 2 충전재(46)는 각각 단면 높이(SH)의 약 75%가 되는 반경방향 위치에서 타이어의 최대 단면 높이(SH)의 약 1% 내지 1.5%가 되는 두께(C)를 갖는다. 예를 들면, P275/40ZR17 사이즈 고성능 타이어에서, 타이어의 두께 (C)는 0.08 인치(2 mm)와 동일하다. 위치(h)에서, 타이어의 최대 단면폭의 위치에 대략 반경방향으로 배열된 제 2 충전재의 두께는 0.05인치(1.3 mm)이다.
비드 코어(26, 26')보다 앞선 위치에서 최대 단면폭(SW)의 반경방향 위치까지 결합된 탄성중합체 충전재(42, 46, 48)의 전체 단면 두께는 일정한 것이 바람직하다. 전체 측벽 및 카커스 두께는 최대 단면폭 위치(E)에서 약 0.45 인치(11.5 mm)이며 트레드 측방향 에지(14, 16) 근처의 숄더로 혼입되는 영역에서 전체 두께(F)로 증가한다. 상기 두께 (F) 는 타이어의 최대 단면폭(SW)에서 측정되는 전체 측벽 두께의 약 200%이다. 바람직하게는, 타이어의 숄더부에시 측벽의 전체 두께(F)는 최대 단면폭(SW)에서 전체 측벽 두께의 적어도 125%, 보다 바람직하게는 적어도 150% 이다. 이러한 비율은 실제 측벽이 실제로 종래 형태의 런-플랫 타이어보다 더욱 가늘다는 것을 의미한다.
이러한 얇은 측벽 구조체는 제 3 비드 코어(37)의 이용에 의해 가능해진다. 제 3 비드 코어(37)는 트레드(12)의 반경방향 아래에 위치되며, 제 2 도 및 제 4 도에 도시된 바와 같이 두개의 보강 벨트 구조체(36, 36') 사이에 개재된다. 제 6A 도에 도시된 실시예에서, 제 3 비드 코어(37)는 8개의 분리된 고인장 강선을 각각 구비하는 세개의 층으로 제조된다. 상기 와이어는 직경이 0.050 인치(1.3 mm)이다. 도시된 제 3 비드 코어(37)는 축의 폭 방향으로 8개의 와이어를 갖는 세개층의 와이어로 나타나는 단면을 구비한다. 이러한 트레드 비드 코어(37)는, 선택적으로는 임의의 수의 재료 또는 단면 형태로 제조될 수 있으나, 결과적으로 형성되는 제 3 비드 코어(37)는 고무로 캡슐화되었을 때 찌부러짐없이 수백 파운드의 동하중을 지지하기에 충분한 원주 강도를 나타내야 한다. 제 6B 도에서, 24개 비드 코어의 약 80% 중량에서 유사 항복 원주 강도를 시험받은 선택적인 비드 구조체(37A)가 도시되며, 상기 비드 구조체(37A)는 6개의 와이어로 된 반경방향 내측 기부 및 0.050인치(1.3 mm) 직경 와이어의 단일 모노필라멘트로 형성된 각각 4개 및 5개의 인접한 층을 구비한다.
제 3 비드 코어(37)는 타이어가 하중을 받으며 팽창되지 않은 상태에서 작동할 때 트레드 벨트 다발이 구부러지지 않게 할 뿐만 아니라 실제로 상술된 바와 같이 제 3 비드 코어(37)가 성형될 때 하중 전달 능력에 기여한다. 제 2 도 및 제 4 도에 도시된 것과 같이 보강 벨트 구조체(36, 36')는 각각 약 3.5인치(8.9 cm)의 축방향 폭을 구비하며 축방향으로 2.5인치(6.4 cm) 이격된다. 종래의 타이어에서 강으로 보강된 벨트는 일반적으로 트레드의 전체 폭을 가로질러 연장된다. 제 3 비드 코어(37)와 결합된 두개의 이격된 좁은 벨트 다발을 사용하는 것은 종래 타이어의 벨트 다발과 같은 중량을 나타낸다. 이러한 벨트 다발의 재분산은 타이어 구조체의 구조적 능력을 크게 변화시킨다.
종래의 고성능형 타이어처럼 제 2 도, 제 4 도, 제 4A 도, 제 4B 도, 제 5A 도, 제 5B 도에 도시된 타이어는 트레드 보강 벨트 구조체(36) 주위에 배열된 직물 오버레이(overlay) 층(59)을 활용하여 타이어의 고속 성능을 향상시킨다. 예를 들면, 나이론 또는 아라미드(aramid) 코드를 구비하는 두개의 플라이 층은 각각의 보강 벨트 구조체(36) 위에 배치될 수 있다. 상기 직물 오버레이층(59)의 측방향 에지는 보강 벨트 구조체(36)의 측방향 에지를 지나 연장된다. 상기 아라미드 재료는 나일론보다 실제로 더 큰 탄성 개수를 구비하며, 따라서 두개의 나일론 층보다 더 강한 타이어 보강재가 된다. 본 출원인은 아라미드 오버레이의 단일 층을 타이어에사용하여 고속 성능을 10%보다 더 크게 증가시킬 수 있다는 것을 알았다. 일반적으로 승용차용 타이어의 활용에서 아라미드 재료를 사용하는 것은 상기 재료가 승용차용 타이어의 상대적으로 얇은 측벽을 통해 소리를 울려퍼지게 하는 나쁜 소음 성질을 나타내는 부분적인 원인에 기인하여 회피된다. 본 발명의 출원인의 타이어는 타이어가 발생하는 소음을 크게 감소시키는 보강된 측벽을 이용한다. 소음 감쇄 측벽을 허용할 수 없는 소음을 경험하지 않아도 아라미드 오버레이를 사용할 수 있게 한다.
출원인은 트레드(12) 아래에 위치된 제 3 비드 코어(37)와 결합하는 상술된 방법에서 인접한 보강 플라이 사이에 보강 탄성중합체 충전재(42, 46)를 위치시킴으로서 고수준의 런-플랫 성능을 얻을 수 있다는 것을 알았다. 타이어의 정상 작동중에, 팽창된 매개체는 하중을 지지하기 위해 필요한 지지체를 제공한다. 그러나, 타이어가 팽창되지 않은 상태에서 작동될 때, 측벽부 및 제 3 비드 코어(37)는 전체 하중을 지지해야만 한다. 본 발명의 타이어 구조체는 팽창되지 않은 상태에서 카커스 구조체의 효율적인 사용을 제공하며, 또한 팽팽한 상태에서 작동될 때 요구되는 타이어의 작동 성능 특성을 제공한다. 상기 타이어가 팽창되지 않은 상태에서 사용될 때, 타이어의 변형은 팽팽한 상태에서 사용될 때보다 단지 약간 증가될 뿐이다. 타이어의 내부 표면은 팽창되지 않은 상태에서 작동중에 표면이 서로 접촉하지 않는다. 본 발명에 따라 제조된 공압식 승용차용 타이어는 타이어 및 림 결합체 당 100%에서 26psi의 정상 정격 부하를 받으면서 시간당 55 마일(88km)의 속도까지 내며 약 100 마일(160km)의 거리를 팽창되지 않은 상태에서 작동할 수 있다는 것을알았다. 팽창되지 않은 상태에서 작동한 후, 타이어는 팽팽한 상태에서 정상 작동으로 복귀한다. 팽창되지 않은 상태에서 운전 가능한 범위는 하중과 주변 환경에 따라 1000마일(1600km)을 초과할 수 있다.
팽창되지 않은 상태에서 타이어의 구조적 하중 지지 강성은 주로 제 3 비드 코어(37)의 원주 강도와 보강된 측벽 두께의 결합의 함수이다. 측벽 두께는 문자, 숫자, 장식적인 리브(rib) 그리고 다른 장식적인 특징과 같은 장식품을 제외하고 측정된다. 종래 기술에서 팽창되지 않은 런-플랫 타이어의 하중 지지는 일반적으로 측벽 두께로 한정된다. 각 측벽은 타이어 하중을 지지하는 지주로 작용한다. 그래서, 자동차 하중은 두개의 측벽LVEH =2L측벽에 의해 지지되어야만 한다. 팽창되지 않은 상태일 때, 본 발명에 따른 타이어는 하중 지지 원주로 작용하는 제 3 비드를 구비한다. 상기 자동차 하중LVEH 는2L측벽 +L제 3 비드에 의해 지지된다. 따라서LVEH -L제 3 비드 =2L측벽이다.
하중을 지지하는 측벽의 능력은 지주 높이 및 지주 두께에 관련된다. 본 발명에 있어서 타이어의 단면 높이 및 측벽 충전재 두께는 ST/SH 비율을 형성한다. 하중이 증가하면 ST/SH 비율이 또한 증가해야 한다.
이상적으로, 팽창되지 않은 상태에서 타이어의 탄성율은 종래의 런-플랫이 아닌 공압식 타이어의 탄성율보다 크게 변하지 않았다. 팽창되지 않은 상태에서 런-플랫 타이어가 작동할 때, 탄성율은 타이어가 자체적으로 구부러지거나 찌부러지는 것을 방지하기에 충분하다. 복원력이 있는 밴드로 된 미국 특허 제 4,111,249호의 종래 기술 타이어는 적당한 기능을 발휘하기 위해 타이어 탄성율이 팽창된 타이어의 탄성율의 약 ½정도를 갖도록 설계되어야만 했다. 그렇지 않을 경우 심각한 타격 문제가 나타나는 것이 입증되었다. 본 발명에서, 팽창되지 않은 상태에서 작동할 때 매우 좁아지며 단지 부분적인 하중만을 지지할 수 있는 제 3 비드 코어(37)는 전체 탄성율이 팽팽한 타이어의 30% 내지 50% 범위에 있어야 하는 것을 의미한다. 이런 상태에서 주어진 하중에 대해 타이어는 팽팽한 타이어의 그것보다 단지 약 2 배 내지 3 배의 변형을 일으킬 것이 분명하다. 이런 변형의 증가는 일정한 고속도로 속도에서 심각한 핸들링 문제를 발생시키지 않는다. 그러나, 타이어압 지시기는 차의 타이어중 하나가 저압 상태로 될 때 운전자가 감지할 수 있도록 하기 위하여 자동차의 승차 공간에 설치되는 것이 양호하다.
제 1 도에 도시된 바와 같이 성형된 종래 기술 P275/40ZR18 고성능 런-플랫 타이어의 탄성율은 대략 인치당 2000 lb였다. 팽창되지 않은 상태에서 탄성율은 인치당 806 lb였다. 충전재는 0.035 인치(9 mm)의 최대 단면폭의 반경방향 위치에서 측정된 전체 두께를 구비했다. 상기 제 1 충전재는 0.23 인치(6 mm)이며 제 2 충전재는 0.12 인치(3 mm)이다. 종래 기술 타이어는 200 마일을 넘었을 때 우수한 런-플랫 성능을 나타냈다. 사이즈 P275/4OZR17의 시험 타이어는 동일 재료를 사용하지만 제 2 도에 도시된 것과 같은 제 3 비드 코어(37) 및 대형 아쿠아채널(aquachannel)을 구비하여 건조되었다. 두쌍의 충전재(42, 46)의 총 두께는 충전재 쌍 당 0.15인치(3.8 mm)였다. 충전재의 총 중량은 2.74 lbs였다. 또한 타이어는 최대 단면폭의 위치에서 측정될 때, 0.40 인치(1 cm)의 총 측벽 두께를구비했다. 측벽의 단면 두께는 타이어 단면 높이의 10% 보다 적어야 양호하다. 팽팽한 상태에서의 탄성율은 인치당 약 1900 파운드였으며 팽창되지 않은 상태에서의 탄성율은 인치당 654 파운드였다. 상기 타이어(10)는 충전재 중량의 ½을 단지 약간 초과하고 충전재 두께의 ½보다 적게하여 이용할 때 100 마일부터 150 마일을 약간 넘는 범위에서 런-플랫 성능을 나타냈다. 그렇지만 공칭 림 직경은 각각 18인치 및 17인치 였다. 단면 높이는 모두 110 mm였고, 하중을 지지하는 능력은 림 직경의 차이에 영향을 받지 않는다.
단면 높이에 대한 충전재 두께의 비율은 4.7 인치(12 cm) 또는 그보다 적은 단면 높이를 갖는 타이어에 대해 5% 또는 그보다 적어야 하고 4.7 인치(12 cm)보다 큰 단면 높이를 갖는 타이어에 대해 상기 비율은 10%보다 적어야 한다. 4.33 인치(11cm)의 단면 높이 및 3.5%의 단면 높이 대 충전재 두께비를 갖는 사이즈 P275/40ZR17 또는 P275/40ZR18의 타이어가 본 발명에 따라 제조되었다. 유사하게, 5.3 인치(13.5 cm)의 단면 높이를 구비하며 0.32 인치(8 mm) 또는 6% 비율의 충전재 두께를 구비하는 225/60R16 타이어가 본 발명에 따라 제조되었다. 이러한 시험 타이어는 단지 60마일에서 런-플랫 성능을 나타냈다. 시험에 따라, 유사 타이어는 제 3 비드 코어 없이, 그러나 제 1 도에 도시된 것과 같은 종래 기술 타이어에 따라 제조되었다. 5.3 인치의 이상적인 단면 높이를 구비하는 이런 종래 기술 타이어는 타이어를 지지하기 위한 0.9인치(2.3 cm)의 충전재 두께 또는 런-플랫 범위를 60마일에 이르도록 하기 위한 17%의 충전재 두께 비율을 필요로 했다. 타이어가 팽창되지 않은 상태에서 작동될 때 적어도 부분적으로 자동차의 하중을 지지하는 제3 비드 코어(37)를 구비하는 것은 타이어 기술자가 원주를 강화하거나 측벽을 강화하는 것중에 어느 하나를 선택할 수 있게 한다. 상기 결합으로 런-플랫 성능을 갖는 다소 큰 단면 높이를 구비하는 타이어를 제조한다.
공기가 없거나 팽창되지 않은 상태에서 작동되는 타이어의 성능은 트레드의 측방향 에지에 높은 측방향 안정도를 제공하는 트레드 설계를 선택하는 것에 의해 개선될 수 있다. 바람직하게는, 트레드 설계는 본원에 참조로 구체화되는 출원 계류중인 미국 특허 출원 제 07/736,182 호에 개시된다.
보다 바람직하게는 트레드 설계의 선택은 또한 적어도 하나의 아쿠아채널 홈(90)의 사용을 구체화했다. 본 발명의 목적을 위해, 아쿠아채널은 타이어의 편평비에 의해 분할된 트레드 폭의 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 15%, 보다 바람직하게는 적어도 20%와 동일한 폭을 구비하는 원주방향 홈이다. 측방향 홈 및 사이프(sipe)와 결합하는 이렇게 넓게 원주방향으로 연속된 홈(90)은 타이어의 젖은 노면에서의 견인 특성을 크게 증가시킨다.
제 2 도에 도시된 것과 같이 대형 채널(90)이 제 3 비드 코어(37) 바로 위에 반경방향으로 배치될 수 있다. 아쿠아채널(90)은 트레드 폭의 10% 보다 큰 축방향 폭을 갖는다. 제 2 도에 도시된 실시예에서, 트레드 표면에 있는 홈(90)의 축방향 폭은 10.4 인치(26 cm) 트레드 폭을 구비하는 트레드에 대해 1.1 인치(3.0 cm)였다. 홈 기부의 축방향 폭은 0.8 인치(2.0 cm) 였다. 쉽게 식별되는 것처럼, 채널(90)을 심지어 트레드가 벨트 패키지까지 완전하게 닳아도 남아 있을 것이다. 40% 편평비 타이어에서, 상기 홈(90)은 트레드 폭의 11.5%인 폭 및 편평비에 의해분할되는 트레드 폭의 28.75%를 갖는다.
선택적으로, 트레드는 제 4 도에 도시된 것과 같은 형태일 수 있다. 트레드는 두개의 원주방향으로 연속된 아쿠아채널형 홈(90, 90')을 구비한다. 각각의 홈(90, 90')은 측방향 에지와 적도면 사이에 형성된다. 제 1 홈(90)은 제 1 측방향 트레드 에지로부터 축방향 거리(A)에 위치한다. 제 2 홈(90')은 제 1 홈(90)으로부터 축방향 거리 B에 위치한다. 제 2 홈(90')은 제 2 측방향 에지로부터 거리(C)에 위치한다. 도시된 것과 같이, 거리(C)는 대략 거리(A)와 동일하다. 그래서 각각의 홈은 제 3 비드 코어로부터 동일하게 이격되어 있다.
선택적으로, 제 4A 도에 도시된 것과 같이 두개의 채널(90, 90')은 각각 제 3 및 제 4 비드 코어(37, 37') 위에 반경방향으로 형성된다. 이러한 실시예에서, 제 3 및 제 4 비드 코어(37, 37')의 사용은 부가적인 제 3 벨트 패키지(36")가 설치되는 것을 필요로 한다. 이러한 설계는 특히 광폭 타이어에 매우 적합하다. 그러나 제 4 도에 도시된 실시예는 제조가 어렵지 않아서 따라서 비용이 적게 들것이다. 제 4 도의 타이어는 거의 모든 종래 타이어에 대한 활용에 충분하다. 선택적으로, 제 4A 도의 타이어는 1500 파운드를 초과하는 하중을 갖는 전륜 구동 고급 자동차와 같이 팽창되지 않은 상태에서 하중이 매우 클 때 큰 장점이 있다. 제 4B 도에 도시된 것과 같이 광폭 타이어는 제 3, 제 4, 및 제 5 비드 코어를 이용할 가능성이 있다.
제 5A 도 및 제 5B 도에 다른 선택적인 구조체를 갖는 타이어(10)의 단면이 도시된다. 제 5A 도는 두쌍의 보강 벨트 구조체(36, 36')의 반경방항 내측에 위치되어 그 사이에 끼워지는 제 3 비드 코어(37)를 도시한다. 제 5B 도는 타이어(10)의 또 다른 실시예를 도시한다. 제 5B 도에서 제 3 비드 코어(37)는 측방향 트레드 에지(14, 16) 사이에 축방향으로 연장되는 단일 쌍의 보강 벨트 구조체(36)에 인접하여 반경방향으로 내측에 위치된다. 상기 측방항 트레드 에지(14, 16) 사이의 거리는 트레드 에지 사이에 축방향 거리의 적어도 75%, 바람직하게는 대략 전체 트레드 폭에 동일하다. 제 5A 도의 실시예는 두쌍의 보강 벨트 구조체(36, 36')의 사용에 의해 제공되는 중량 절감의 장점이 있다. 제 5B 도의 실시예는 단일 쌍의 보강 벨트 구조체(36)의 사용으로 어느 정도 까지 이러한 중량 절감을 할 수 없다. 그러나, 타이어는 제조 목적에 대해 매우 간단한 구조체를 구비하며 또한 카커스 구조체의 측방향 강성을 더욱 향상시킨다고 사료된다.
타이어의 런-플랫 성능은 탄성중합체 충전재(42, 46)의 물리적 성질과 실제 동일한 물리적 성질을 구비하는 탄성중합체 재료로 된 보강 플라이(38, 40)의 각 층의 플라이 피복물(coat)을 제공함으로서 더욱 향상될 수 있다. 타이어 기술에 숙련된 자들에게 잘 알려진 것처럼, 직물 층의 플라이 피복물은 바람직한 모양으로 먼저 절단된 직물 및 타이어 성형 드럼상에서 타이어에 적용되는 가황처리되지 않은 탄성중합체 재료의 층이다. 바람직하게는, 플라이 층용 플라이 피복물로 사용되는 탄성중합체 재료는 보강 충전재(42, 46)에서 사용되는 탄성중합체 재료와 유사하다.
실시에 있어서, 상술된 공압식 타이어 구조체를 위해 본 발명에 이용된 하나 이상의 플라이(38, 40)에 대한 제 1 충전재(42), 제 2 충전재(46) 그리고 플라이피복물의 고무 합성물은 바람직하게는 공압식 타이어 측벽에 일반적으로 사용되는 고무 합성물의 성질, 특히 다음에 설명하는 것과 같이, 유사한 고강성/저 이력현상(hysteresis) 성질을 구비하는 플라이(38 및/또는 40)와 제 1 충전재(42) 및 제 2 충전재(46)의 결합등에 의한 고무 합성물의 성질로부터 총체적으로 탈피하는 것이라고 사료되는 본 발명에서 고무 합성물의 이용을 항상시키는 물리적 성질에 의해 특징지어진다.
바람직하게는, 본원에서의 논의가 본 발명의 실시에서 하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물(들)에 관한 것인 반면에, 본원에 참조된 플라이 피복물은 그러한 플라이중 단지 하나가 사유되지 않을 경우 양 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 목적을 위해, 상술된 양 충전재(42, 46)는 매우 높은 수준의 강성을 구비하지만 그러한 수준의 강성에 대해 상대적으로 낮은 이력현상을 구비하는 것이 특징이다.
충전재(42, 46)용 고무 합성물의 강성은 타이어 측벽의 크기 안정도 및 강성을 위해 바람직하다.
하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물용 고무 합성물의 강성은 측벽을 포함하는 타이어 카커스의 전체적인 크기 안정도를 위해 바람직하다. 왜냐하면 상기 플라이 피복물은 양 측벽을 관통하며 타이어의 중심부를 가로질러 연장되기 때문이다.
결과적으로, 상술한 제 1 및 제 2 충전재(42, 46) 및 플라이(38 및/또는 40)의 고무 합성물의 강성 성질은 상술한 충전재 또는 플라이 피복물중의 하나가 고강성 고무 합성물로 제공되는 것 보다 상술한 타이어 측벽의 크기 안정도를 매우 높은 수준으로 향상시키고 각각 서로를 보강하기 위해 플라이(38 및/또는 40)와 협력한다.
그러나, 공압식 타이어에서 고강성을 구비한 고무, 특히, 카본 블랙(carbon black) 함유량을 단순히 증가시키는 다소 종래의 방법으로 고무 강성을 높일 때는 서비스 상태에서(하중이 작용하고 및/또는 내부 팽창압이 없이 달리는 자동차상의 타이어와 같이 작동하는) 과도한 내부열이 발생할 것이다. 고무 합성물내에서 그러한 내부열이 발생하면 전형적으로 접속된 타이어 구조체 및 경화된 타이어의 온도를 증가시켜 타이어의 일반적 수명에 잠재적으로 해를 주게 된다.
고무 합성물의 이력현상은 서비스 상태에서 발생하는 내부열의 정도를 나타내는 것이다. 상대적으로 말하자면, 낮은 이력현상을 갖는 고무는 그와 다르게 실제 높은 이력현상을 갖는 비교 가능한 고무 합성물보다 서비스 상태에서 더 적은 내부열을 발생한다. 이렇게, 한가지 측면에서, 상대적으로 낮은 이력현상은 충전재(42, 46)를 위한 고무 합성물 및 하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물들을 위해 바람직하다.
이력현상은 가해진 작업에 의해 재료(예를 들면: 가황처리된 고무 합성물)가 소모되면서 나오는 내부 에너지에 대한 용어이며, 고무 합성물의 낮은 이력현상은 상대적으로 높은 반발력, 상대적으로 낮은 내부 마찰 그리고 상대적으로 낮은 손실 계수 성질 값으로 도시된다.
따라서, 하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물 및 충전재(42, 46)용 고무 합성물은 상대적으로 높은 강성 및 낮은 이력현상 양자의 특성을 구비하는 것이 중요하다.
하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물 및 충전재(42, 46)용 고무 합성물의 바람직한 성질이 선택되어 다음의 표 1에서 요약된다.
1. 굿리치 플렉소미터(Goodrich Flexometer) 테스트-ASTM 테스트 제 D623 호
2. 쇼어(Shore) 경도 테스트-ASTM 테스트 제 D2240 호
3. 인장 계수 테스트-ASTM 테스트 제 D412 호
4. 즈윅(Zwick) 반발력 테스트-DIN 53512
도시된 경도 성질은 적당한 고무 경도이다.
도시된 100% 계수에서 계수 성질은 가황처리된 고무가 파열점에서 상대적으로 낮은 극한 신장을 구비하기 때문에 300% 계수 대신 이용된다. 그러한 가황처리된 고무는 매우 경화된 것이다.
플렉소미터(flexometer)상에서 측정된, 도시된 정적 압축 성질은 가황처리된고무의 상대적으로 높은 강성을 또 한번 나타낸다.
도시된 E' 성질은 재료(특히, 가황처리된 고무 합성물) 강성을 나타내는 점탄성 성질의 축적 또는 탄성 계수 콤포넌트의 계수이다.
상기된 E" 성질은 재료(특히, 가황처리된 고무 합성물)의 이력현상적인 성질을 나타내는 점탄성 성질의 손실 또는 점성 계수 콤포넌트의 계수이다.
고무 합성물의 강성 및 이력현상의 특성을 밝히기 위한 양 E' 및 E" 성질을 이용하는 것은 고무의 그런 특성에 숙련된 자들에게 잘 알려져 있다.
도시된 열강화치는 굿리치 플렉소미터(ASTM D623) 테스트로 측정되며 재료(특히, 가황처리된 고무 합성물)의 내부열 발생을 나타낸다.
도시된 약 23℃(실내 온도)에서의 냉반발 테스트 성질은 즈윅 반발 테스트(DIN 53512)로 측정되며 재료(특히, 가황처리된 고무 합성물)의 복원력을 나타낸다.
그래서, 표 1에 도시된 성질은 상대적으로 고강성을 갖는 가황처리된 고무 합성물, 적당한 경도 그리고 그러한 고강성을 갖는 고무에 대해 상대적으로 낮은 이력현상을 나타낸다.
낮은 이력현상은 상대적으로 낮은 열강화, 낮은 E" 그리고 높은 탄력성에 의해 증명되고 서비스시에 상대적으로 낮은 내부 열강화를 구비하는 것이 필요한 고무 합성물을 위해 필요하다고 생각된다.
다양한 타이어 콤포넌트의 복합체에서 상대적으로 높은 불포화 디엔-기제 고무인 다양한 고무가 사용되는 것이 바람직하다. 비록 제한된 것은 아니지만, 그런고무의 대표적인 예는 스티렌-부타디엔 고무, 자연 고무, 시스(Cis) 1, 4 및 3, 4-폴리이소프렌 고무, 시스 1, 4 및 비닐 1,2-폴리부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 스티렌-이소프렌-부타디엔 고무 그리고 스티렌-이소프렌 고무가 있다.
하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물 및 충전재(42, 46)용 고무 합성물로 양호한 여러가지 고무에는 천연 시스 1, 4- 폴리이소프렌 고무, 이소프렌/부타디엔 고무, 그리고 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무가 있다.
바람직한 고무의 결합 또는 혼합에는 천연 시스 1, 4-폴리이소프렌 고무, 충전재용 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무, 천연 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무 그리고 플라이 피복물용 이소프렌/부타디엔 공중합체 고무가 있다.
양호한 실시예에서, 고무의 중량을 100이라고 할 때, (A) 충전재는 약 60 내지 100, 바람직하게는 약 60 내지 90의 천연 고무로 구성되며, 대응하여 약 40까지, 바람직하게는 약 40 내지 약 10의 적어도 하나의 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무 및 이소프렌/부타디엔 고무, 바람직하게는 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무로 구성된다. 만약 상기 이소프렌/부타디엔 고무가 사용된다면 최대 20이 된다. (B) 상기 플라이 피복물들은 100까지, 바람직하게는 약 80 내지 약 100, 보다 바람직하게는 약 80 내지 약 95의 천연 고무로 구성되며, 대응하여 약 100까지, 바람직하게는 약 20까지 보다 바람직하게는 약 20 내지 약 5의 적어도 하나의 이소프렌/부타디엔 공중합체 고무 및 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무, 바람직하게는 이소프렌/부타디엔 고무로 구성된다. 여기서, 상기 이소프렌/부타디엔 공중합체 고무의 이소프렌 대 부타디엔의 비는 약 40/60 내지 약 60/40 의 범위에 있다.
본 발명의 목적 및 범위내에서 약 5 내지 15와 같은 소량을 갖는 하나 이상의 유기 용해 중합 조합된 고무는 상기 충전재 및/또는 플라이 피복물용으로 상술한 천연 고무, 시스 1, 4-폴리부타디엔 고무 및/또는 이소프렌/부타디엔 고무 합성물에 포함 될 수 있다는 것을 사려하고 더 고찰하여야 한다. 고무 합성 기술에 숙련된 자는 실험을 하지 않고도 그러한 부가적인 고무의 옵션 및 선택을 할 수 있다.
이때에, 충전재 및 플라이 피복물 고무에 대한 설명은 상술한 가황처리된 고무 합성물의 상술한 물리적 성질 변수가 일치할 때 까지 그런 소량의 용해 중합 조합된 탄성중합체가 부가될 수 있다는 목적을 가지고 "포함하는(comprising)" 방법으로 기술된다. 그러한 고무 합성은 실험을 하지 않고도 고무 합성 기술에 숙련된 자들의 기술로 할 수 있다.
필수적으로 제한된 것은 아니지만, 다르게 고려되어 용해 조합된 고무에는 스티렌/부타디엔, 3, 4-폴리이소프렌, 스티렌/이소프렌/부타디엔 삼합체 및 중간 비닐 폴리부타디엔과 같은 하나이상의 이소프렌 및 부타디엔 중합체가 있다.
하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물 및 제 1 및 제 2 충전제(42, 46)를 구비하는 공압식 타이어 콤포넌트용 고무 합성물은 여러가지의 가황처리 가능한 성분 고무와 일반적으로 다양하게 사용되는, 예를 들면, 유황, 활성제, 지연제 그리고 촉진제, 고무 공정 오일 및 접착강화 합성수지를 포함하는 합성수지 그리고 실리카스와 같은 공정 첨가제, 가소제, 충전재, 안료, 스테아린산과같은 가황처리 보조물과 같은 부가 재료 또는 큰 오일 합성수지, 왁스, 산화방지제 및 항오존화 재료, 풀림제와 같은 다른 재료 그리고, 예를 들면, 카본 블랙과 같은 보강 재료를 혼합하는 것과 같은 일반적으로 고무 합성 기술에서 잘 알려진 방법에 의해 합성될 수 있다는 것을 종래 기술에 숙련된 사람이라면 쉽게 알 수 있다. 종래 기술에 숙련된 자들에게 잘 알려진 것과 같이, 가황처리 가능 및 가황처리된 재료(고무)의 의도적인 사용에 의존하여 상술된 특정 부가물이 선택되며 주로 종래의 양으로 사용된다.
카본 블랙의 전형적인 부가는 약 30 내지 약 100 중량비의 디엔 고무(phr)를 포함하지만, 본 발명에서 사용되는 충전재 및 플라이 피복물을 위해 요구되는 고강성 고무용으로 약 40 내지 최대 70 phr의 카본 블랙이 바람직하다. 접착강화 합성수지를 포함하는 합성수지와, 비반응성 페놀 포름알데히드 접착강화 합성수지를 포함하는 경화 합성수지 또는 반응성 페놀 포름알데히드의 경화 합성수지 및 레조르시놀 또는 레조르시놀 및 헥사메틸렌테트라민을 포함하는 합성수지가 사용될 경우에 전형적인 양은 1 phr의 최소 접착강화 합성수지 및 3 phr의 최소 경화 합성수지가 사용될 경우 종합적으로 약 1 내지 10 phr을 포함할 수 있다. 그러한 합성수지는 종종 페놀 포름알데히드형 합성수지로 참조될 수 있다. 전형적인 공정 보조물은 약 4 내지 약 10.0 phr을 구성한다. 실리카가 사용될 경우에 전형적인 양은 비록 5 내지 약 15 phr 이 바람직하지만, 약 5 내지 약 50으로 구성되며, 실리카 결합제가 사용될 경우의 양은 실리카 중량비 당 약 0.05 내지 약 0.25 비율을 포함한다. 대표적인 실리카는, 예를 들면, 수화된 무정형의 실리카일 수 있다. 대표적인 결합제는, 예를 들면, DeGussa, AG로부터 구입이 가능한 비스-(3- 트리에톡시-실릴프롭필) 테트라황화물, 비스-(3-트리메톡시-실릴프롭필) 테트라황화물 그리고 실리카 결합된 비스-(3-트리메톡시-실릴프롭필) 테트라황화물과 같은 유기금속 실란을 포함하는, 예를 들면, 두가지 기능을 가진 유황이 될 수 있다. 전형적인 산화방지제의 양은 1 내지 약 5 phr을 포함한다. 대표적인 산화방지제는, 예를 들면, 디페닐-피-페닐렌디아민 및 Vanderbilt Rubber Handbook (1978)의 344-346 페이지에 개시된 것과 같은 다른 것이 될 수 있다. 적당한 항오존재료 및 왁스, 특히 미정질 왁스는 Vanderbilt Rubber Handbook(1978)의 346-347 페이지에 도시된 형태일 수 있다. 전형적인 항오존재료의 양은 1 내지 약 5 phr을 포함한다. 전형적인 스테아린산 및/또는 큰 오일 지방산은 약 1 내지 약 3 phr로 구성된다. 전형적인 산화 아연의 양은 약 2 내지 약 8 또는 10 phr까지로 구성된다. 전형적인 왁스의 양은 1 내지 약 5 phr로 구성된다. 전형적인 풀림제는 0.1 내지 약 1 phr로 구성된다. 상기 부가제의 존재 및 상대적인 양은 타이어 트레드에서 유황 가황처리 가능한 합성물로서의 합성수지의 특정된 혼합의 이용을 주목적으로 하는 본 발명의 양상이 아니다.
가황처리는 가황처리제로 이루어진다. 적당한 가황처리제의 예는 원소로 이루어진 유황(자유 유황) 또는 가황처리제로 작용하는 유황, 예를 들면, 아민 이황화물, 다황화물 중합체 또는 유황 올레핀 첨가물을 포함한다. 바람직하게는 가황처리제는 원소로 이루어진 유황이다. 본 기술에 숙련된 자들에게 잘 알려진 것처럼, 본 발명에서 사용할 때 요구되는 강성 고무는 3에서 약 5까지가 바람직하고 가황처리제는 약 0.5 내지 약 8 phr 의 범위에서 사용된다.
촉진제는 가황처리를 위해 요구되는 시간 및/또는 온도를 제어하며 가황물의 성질을 향상시키기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 단일 촉진제 시스템은, 즉 바꿔 말하면 1차 촉진제가 사용될 수 있다. 종래의, 1차 촉진제는 약 0.5 에서 약 3 phr까지의 양으로 사용된다. 또 다른 실시예에서, 일반적으로 많은 양(0.5 내지 약 2 phr)이 사용되는 1 차 촉진제와 일반적으로 가항처리제의 성질을 활성화 및 개선시키기 위해 적은 양(0.05-0.50 phr)이 사용되는 2차 촉진제의 두가지 또는 그 이상의 촉진제의 결합이 사용될 수 있다. 그러한 촉진제의 결합은 역사적으로 가황처리된 고무의 최종 성질에 공동 효과를 제공하는 것으로 알려져 있었으며 종종 다른 촉진제를 단독으로 사용하는 것에 의해 제공되는 영향보다 다소 나았다. 부가적으로, 정상 공정 온도의 영향을 적게 받으나 일반 가황처리 온도에서 만족스러운 가황처리를 제공하는 지연 반응 촉진제가 사용될 수 있다. 대표적인 촉진제의 예는 아민, 이황화물, 구아니딘, 티오우레아, 티아졸, 티오람, 술페나미드, 디티오카르바메이트 그리고 크산도겐산염이다. 바람직하게는, 1차 촉진제는 술페나미드이다. 2차 촉긴제가 사용될 경우, 비록 2차 술페나미드 촉진제가 사용될 수 있지만, 2차 촉진제는 바람직하게는, 구아니딘, 디티오카르바메이트 또는 티오람 합성물이다. 본 발명의 실시에서, 하나 그리고 종종 두개 또는 그 이상의 촉진제가 고강성 고무용으로 바람직하다.
타이어는 본 기술에 숙련된 자들에게 쉽고 명백한 여러가지 방법으로 성형, 형상, 주형, 가황처리될 수 있다.
예 1
다음의 고무 합성물은 표 1에서 예시된 것들 내에서 그 성질을 갖는 고무 합성물의 전형적인 예를 위해 제공된다.
고무 합성물은 종래의 고무 혼합 공정에 의해 준비, 혼합되며 하나 이상의 플라이(38, 40)를 위한 플라이 피복물 및 충전재(42, 46)로 사용하기 위해 고려된 고무 합성물을 나타내는 표 2에 표시된 재료로 구성된다. 표시된 재료의 양은 이 예를 설명하기 위해 끝수를 잘라버렸다.
각각 최소 1이고 종합적으로 5가 되는 종래 양의 고무 처리 오일 및 큰 오일 지방산, 즉 반퇴화제(antidegradants)와, 약 6 phr 의 양으로 주로 포름알데히드형인 접착강화 및 경화 합성수지와, 실리카 및 결합제는 충전재 고무합성물 샘플용 촉진제 및 플라이 피복물용 촉진제와 함께 사용된다.
1. 시스 1, 4-폴리이소프렌형
2. 이소프렌 대 부타디엔의 비가 약 1 : 1로 된 공중합체
3. 고(high) 시스 1, 4 폴리부타디엔 고무
고무 합성물은 약 150℃에서 약 20분 동안 성형되고 가황처리된다.
본 발명의 실시에서, 하나 이상의 플라이(38, 40)용의 플라이 피복물 및 충전재(42, 46)를 모두를 위한 고무 합성물은 상대적으로 매우 경화되고, 적당하게 딱딱하며 낮은 이력현상을 갖는 것이 중요하다.
또한, 플라이(38 및/또는 40)용 플라이 피복물의 고무 합성물에 대해 충전재(42, 46)의 고무 합성물은 상대적으로 약간 더 경화되고, 약간 더 딱딱하며, 그리고 두 고무 합성물은 상대적으로 낮은 이력현상을 갖는다.
표 1에서 도시된 고무의 물리적 성질은 샘플용이며 또한 결과적인 타이어 콤포넌트(충전재 및 플라이)의 두께를 포함하는 치수는 타이어 측벽 및 카커스의 전체적인 강성 및 지수 안정도에 기여하는 요소로서 계산에 포함될 필요가 있다는 것을 평가하는 것은 중요하다.
충전재(42, 46)용 고무 합성물의 강성은 그것들이 직물 보강된 플라이의 부분이 아니고, 더우기 그것들의 강성 성질을 최소화하는 것이 다소 요구되기 때문에 상술한 플라이 피복물 고무 합성물보다 다소 더 큰 강성을 갖는 것이 중요하다.
상술한 충전재용 고무 합성물의 이력현상, 또는 E" 그리고 열강화치는 충전재의 크기 대 직물 보강된 플라이의 얇은 치수 때문에 상술한 플라이 피복물용 고무 합성물을 위한 것보다, 바람직하게, 다소 낮다.
림 플랜지에 접한 카커스 구조체의 반경방향으로 외측에 낮은 비드부에서 타이어의 체이핑은 최소화될 수 있고, 특히 딱딱한 고무 체이퍼부(60, 60')에 의해제공되는 팽창되지 않은 상태에서의 타이어의 사용중에 최소화될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해 도시되는 특정의 대표적인 실시예 및 상세한 설명에 대해, 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 정신이나 범위로부터 벗어나지 않고 실시될 수 있다는 것은 본 기술에 숙련된 자들에게 명백할 것이다.
제 1 도는 미국 특허 제 5,368,882 호에 따라 제조된 종래 기술 타이어의 단면도.
제 2 도는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 타이어의 단면도.
제 3 도는 제 2 도의 트레드 숄더, 측벽 그리고 비드부의 확대된 부분도.
제 4 도는 본 발명에 따라 제조된 타이어의 제 2 실시예의 단면도.
제 4A 도 및 제 4B 도는 제 4 도의 제 2 실시예의 선택적 구조체의 단면도.
제 5A 도는 본 발명에 따라 제조된 타이어의 제 3 실시예의 단면도.
제 5B 도는 제 5A 도의 타이어의 선택적 구조체의 단면도.
제 6A 도는 제 3 비드 위치를 도시하는 제 4 도로부터 취한 확대도.
제 6B 도는 선택적인 제 3 비드부의 확대도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
12 : 트레드 14, 16 : 측방향 트레드 에지
18, 20 : 측벽 22, 22' : 비드부
26, 26', 37 : 비드 코어 30 : 카커스 보강 구조체
32, 32', 34, 34' : 턴업 단부 35 : 이너라이너
36 : 보강 벨트 구조체 38 ; 제 1 플라이
40 : 제 2 플라이 42 : 제 1 충전재
46 : 제 2 충전재 48, 48' : 비드 충전재
90 : 아쿠아채널

Claims (5)

  1. 공칭 림 직경, 회전축, 환형 트레드(12), 한 쌍의 측방향 트레드 에지(14, 16), 트레드의 반경방향 내측으로 위치된 적어도 한 쌍의 보강 벨트 구조체(36, 36'), 각각의 측방향 트레드 에지(14, 16)로부터 각각 반경방향 내측으로 연장되는 한 쌍의 측벽(18, 20), 최대 단면폭(SW), 최대 단면 높이, 편평비 및 타이어 카커스 구조체를 구비하며, 상기 측방향 트레드 에지 사이의 축방향 거리는 트레드 폭을 한정하는, 런-플렛 레이디얼 플라이 공압식 타이어에 있어서,
    상기 타이어 카커스 구조체는,
    a) 상기 회전축에 대해 동축으로 위치되며, 각각의 측벽으로부터 반경방향 내측으로 위치되는 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26')와,
    b) 타이어 주위를 원주방향으로 상기 제 1 비트 코어(26)로부터 상기 제 2 비드 코어(26')로 연장되는 보강 벨트 구조체(36)의 반경방향 내측의 카커스 보강 구조체(30)로서, 상기 카커스 보강 구조체는 적어도 하나의 플라이(38, 40)를 구비하며, 상기 각각의 플라이는 한 쌍의 턴업 단부(32, 34, 32', 34')를 구비하며, 각 플라이의 턴업 단부는 각각 상기 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26') 주위에 감겨지고 축방향 및 반경방향 외측으로 연장되는, 상기 카커스 보강 구조체(30)와,
    c) 상기 제 1 플라이(38)의 반경방향 내측의 이너라이너(35)와,
    d) 제 1 및 제 2 비드 충전재(48, 48')로서, 상기 비드 충전재는 각각 상기 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26') 각각의 위에, 그리고 상기 플라이(38, 40)와 상기 플라이의 하나 이상의 턴업 단부(32, 34, 32', 34') 사이에 위치되며, 상기 비드 충전재는 공칭 림 직경의 위로 소정의 반경방향 거리(G)만큼 떨어진 반경방향 외측 단부에서 종료되는, 상기 제 1 및 제 2 비드 충전재(48, 48')와,
    c) 한 쌍의 제 1 충전재(42)로서, 상기 제 1 충전재는 각각 상기 제 1 플라이(38)와 이너라이너(35) 사이에 있으며, 하나의 제 1 충전재(42)는 제 1 또는 제 2 비드 충전재(48, 48')의 반경방향 외측 단부의 반경방향 내측 위치로부터 보강 벨트 구조체(36, 36') 아래까지 반경방향 외측으로 연장되는. 상기 한 쌍의 제 1 충전재(42)를 포함하며,
    상기 타이어는 상기 회전축에 대해 동축으로 위치된 적어도 하나의 추가적인 환형의 제 3 비드 코어(37)를 가지며, 상기 제 3 비드 코어(37)는 상기 벨트 구조체(36, 36')의 반경방향 내측에, 그리고 상기 제 1 및 제 2 비드 코어(26, 26')의 반경방향 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는
    런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측벽(18, 20)은 충전재(42)를 구비하며, 상기 측벽내의 충전재는 정상적으로 팽창된 타이어의 최대 단면폭의 반경방항 위치에서 측정된 총 단면 두께(B)를 가지며, 상기 충전재의 두께(B)는 12cm(4.7 인치)보다 작은 단면 높이를 갖는 타이어에 대해 타이어의 단면 높이(SH)의 2%보다 크고 5%보다 작으며, 또한 상기 두께(B)는 12cm(4.7 인치) 이상의 단면 높이를 갖는 타이어에 대해 타이어의 단면높이의 10%보다 작은
    런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측벽(18, 20)은 정상적으로 팽창된 타이어의 최대 단면폭이 반경반향 위치에서 측정된 단면 두께를 가지며, 상기 측벽의 단면 두께는 타이어의 단면 높이의 10%보다 작은
    런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    f) 제 2 플라이(40)와,
    g) 한 쌍의 제 2 충전재(46)로서, 상기 제 2 충전재는 상기 제 1 및 제 2 플라이(38, 40) 사이에 있으며, 하나의 제 2 충전재는 각각 상기 제 1 및 제 2 비드 충전재(48, 48') 각각의 반경방향 외측 단부의 반경방향 내측 위치로부터 벨트 구조체(36)의 아래까지 반경방향 외측으로 연장되는, 상기 한 쌍의 제 2 충전재(46)를 더 포함하는
    런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트레드(12)는 적어도 하나의 원주방향으로 연속된 폭이 넓은 홈을 구비하며, 상기 홈은 타이어의 편평비에 의해 분할된 트레드 폭의 적어도 10%인 폭을 갖는
    런-플랫 레이디얼 플라이 공압식 타이어.
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