KR102034814B1 - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그루브의 구조를 개량하여 과제는 마른 노면에서의 주행성능(Dry 성능)의 손실 없이 젖은 노면에서의 주행성능(Wet 성능)을 향상시킬 수 있는 공기입타이어에 관한 것이다. 이에, 본 발명은 트레드부(100)와 사이드월부 및 비드부를 포함하여 구성되고, 상기 트레드부(100)에 블록(110)과 그루브(120)가 형성되는 공기입타이어에 있어서, 상기 그루브(120)의 측벽에 그루브(120) 저면방향으로 경사진 제1경사부(121)가 그루브(120)의 길이방향을 따라 교호로 설치되는 것을 특징으로 하는 공기입타이어를 제공한다.

Description

공기입 타이어{A PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그루브의 구조를 개량하여 과제는 마른 노면에서의 주행성능(Dry 성능)의 손실 없이 젖은 노면에서의 주행성능(Wet 성능)을 향상시킬 수 있는 공기입타이어에 관한 것이다.

그루브(Groove)는 타이어의 트레드위에 음각의 홈으로 도1에 도시된 바와 같이, 보통 1.6mm 이상의 폭을 가지고 있다. 특히, 타이어의 주행 방향으로 배치되고 폭이 크고 깊이가 깊은 그루브를 메인그루브(Main groove) 또는 길이방향그루브(Longitudinal groove)라고 칭한다. 메인그루브 배수, 소음, 조안성 등을 고려하여 설계해야 하는데, 스트레이트그루브(Straight groove), 지그재그그루브(Zig-zag groove), V형태그루브(V-Shape groove)의 3가지 형태가 일반적이다. 특히, 젖은 노면에서의 핸들링, 브레이킹 및 고속주행 성능이 중요시되는 유럽용 고성능 타이어의 경우 스트레이트그루브(Straight groove)를 주로 사용한다.

메인그루브의 횡방향으로 배치되는 횡방향그루브(Lateral groove)는 메인그루브에서 배출된 물을 추가로 배수시키며 타이어의 젖은노면에서의 주행성능(wet 성능) 향상에 도모할 수 있다.

젖은노면에서의 주행성능 향상을 위해 메인그루브(Main groove) 및 횡방향그루브(Lateral groove) 의 폭을 넓힐 수 있지만, 노면과의 접지면적이 줄어들어 소음(Noise)을 야기시킬 수 있고, 타이어의 트레드 블록 강성이 저하되어 마른 노면에서의 주행성능(Dry 성능) 손실을 야기시킬 수 있는 문제가 있다.

이하, 관련된 선행기술들을 살펴본다. 하기 선행기술에 기재된 식별부호는 본원발명과는 무관하다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0004812호 '차량용 공기입 타이어' 는 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되며, 트레드에는 블록과 그루브가 형성되고, 각 블록들 사이에 타이바가 설치된 것에 있어서, 상기 타이바는 타이바 상단에 형성된 접합부에 의해 인접한 블록과 결합되는 것을 특징으로 하여, 마모 초기 블록 패턴의 성능을 향상시키기 위해 사용하는 타이바를 마모 중기 이후에 자동으로 제거되도록 함으로써 마모 말기까지 우수한 트랙션 성능을 유지하도록하는 기술을 개시한 바 있다. 그러나 상기의 타이바는 가류금형의 설계가 복잡해지고 타이바가 제거되는 순간 트레드부 블록의 손상 및 크랙이 우려되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1583426호 '차량용 공기입 타이어' 는트레드와 트레드 양측의 사이드월 및 각 사이드월 단부의 비드부로 구성되고, 트레드에 종그루브들 및 횡그루브들에 의하여 분할되는 다수의 블록들이 형성되며, 그루브에 이웃하는 블록을 연결하는 타이바가 설치된 차량용 공기입 타이어에 있어서, 상기 타이바에 인접한 횡그루브 표면에 라운드 챔퍼(round chamfer)가 형성된 것을 특징으로 하는 타이바를 개량한 차량용 타이어에 관한 것으로, 상기 라운드 챔퍼에 의해서 배수 성 및 트레드 블록 강성을 동시에 향상시키는 기술을 개시한 바 있다. 그러나 상기의 타이바는 블록강성에만 치중하였으며, 챔퍼의 형성에 의해 접지면적이 저하되어 접지력 저하의 우려가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0004812호 '차량용 공기입 타이어' (공개일자 2012년01월13일) 대한민국 등록특허 제10-1583426호 '차량용 공기입 타이어' (공고일자 2016년01월20일)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 마른 노면에서의 주행성능(Dry 성능)의 손실 없이 젖은 노면에서의 주행성능(Wet 성능)을 향상시킬 수 있는 새로운 메인그루브(main groove) 형상을 갖는 공기입타이어를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 트레드부(100)와 사이드월부 및 비드부를 포함하여 구성되고, 상기 트레드부(100)에 블록(110)과 그루브(120)가 형성되는 공기입타이어에 있어서, 상기 그루브(120)의 측벽에 그루브(120) 저면방향으로 경사진 제1경사부(121)가 그루브(120)의 길이방향을 따라 교호로 설치되는 것을 특징으로 하는 공기입타이어를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 과제는 마른 노면에서의 주행성능(Dry 성능)의 손실 없이 젖은 노면에서의 주행성능(Wet 성능)을 향상시킬 수 있는 새로운 메인그루브(main groove) 형상을 갖는 공기입타이어를 제공한다.

본 발명자가 종래의 타이어와 본 발명의 그루브를 적용한 공기입 타이어의 비교평가한 결과 하기의 표와 같은 결과를 얻었다.

평가항목 (point)	종래의 타이어	본 발명의 타이어
마른노면핸들링 (Dry handling)	6.75	6.75
젖은노면핸들링 (Wet handling)	6.75	7

상기의 표는 실차 평가로서 본 발명의 타이어는 마른 노면에서의 핸들링 성능은 종래의 타이어와 동일하면서도, 젖은 노면에서의 핸들링이 더욱 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 종래의 메인그루브를 갖는 공기입 타이어의 사진이다.
도2는 본 발명의 공기입 타이어의 사진이다.
도3은 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌 사시도이다.
도4는 본 발명의 공기입타이어의 요부 평면도이다.
도5는 본 발명의 공기입타이어의 그루브의 a-a' 선의 단면도이다.
도6은 본 발명의 공기입타이어의 그루브의 b-b' 선의 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도2는 본 발명의 공기입 타이어의 사진이고, 도3은 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌 사시도이며, 도4는 본 발명의 공기입타이어의 요부 평면도이다.

본 발명은 트레드부(100)와 사이드월부 및 비드부를 포함하여 구성되고, 상기 트레드부(100)에 블록(110)과 그루브(120)가 형성되는 공기입타이어에 있어서, 상기 그루브(120)의 측벽에 그루브(120) 저면방향으로 경사진 제1경사부(121)가 그루브(120)의 길이방향을 따라 교호로 설치되는 공기입타이어를 제공한다. 상기 그루브(120)는 주행방향으로 형성된 메인그루브이다.

상기 제1경사부(121)가 그루브(120)의 길이방향을 따라 교호로 설치됨에 따라 상기 제1경사부(121)가 각각 맞물리는 형상을 갖게 된다. 이러한 형상은 타이어 블록(110)에 힘이 가해질 때 각 제1경사부가 서로를 구속하게 되어 타이어 블록(110)의 강성을 유지시켜줄 수 있다.

도3에서는 메인그루브(120)의 측면에 수평방향으로 형성된 횡방향그루브들도 도시되어있다. 이러한 횡방향의 그루브들은 메인그루브에서 배수되는 물을 측면으로 배출시켜주는 역할을 하게 된다.

도5는 본 발명의 공기입타이어의 그루브의 a-a' 선의 단면도이다. 도5에 도시된 바와 같이, 상기 그루브(120)의 단면형상은 상기 제1경사부(121)와, 상기 제1경사부(121)가 형성된 측벽의 반대편에 제2경사부(122)이 형성되고, 상기 제2경사부의 저부에 2차그루브(123)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1경사부(121)의 폭(w1)은 상기 제2경사부(122)의 폭과 상기 2차그루브(123)의 폭의 합(w2)의 40~60%인 것이 바람직하다. 도6은 본 발명의 공기입타이어의 그루브의 b-b' 선의 단면도이다. 도6은 도5와 대칭인 단면형상을 도시힌다. 이러한 구성에 따르면, 메인그루브(Main groove) 폭이 종래와 같이 "w"로 동일함으로써 배수를 가능케 하는 단면적을 확보하면서 상기 제1경사부(121)가 타이어의 내측과 외측 방향으로 번갈아서 블록의 형태를 유지하고 서로를 구속하게 되어 종래의 메인그루브(Main groove) 보다 높은 블록 강성을 확보할 수 있다.

이러한 구성을 위하여, 상기 제2경사부(122)와 블록(110) 상면의 수직선이 이루는 각(a)은 0°보다 크고 30°보다 작은 것이 바람직하다. 상기 제2경사부(122)는 그루브(120)내에서 제1경사부(121)의 급격한 변화를 완화시켜주어 그루브(120) 내에서의 크랙발생 등을 방지할 수 있다.

상기 2차그루브(123)의 깊이(d)는 그루브 전체의 깊이(fd)의 50% 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 2차그루브(123)의 깊이(d)는 2~4mm로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 2차그루브(123)는 상기 제1경사부(122)가 맞물리는 형상을 가짐에 따라 지그재그형상을 갖게 된다.

하기의 표는 상기 2차그루브(123)의 깊이(d)의 설정치에 따른 강성해석결과이다.

항목	주방향 강성		횡방향 강성
	N/mm	Index	N/mm	Index
d=2	36.457	100.0%	45.088	100.0%
d=3	36.571	100.3%	45.226	100.3%
d=4	36.614	100.4%	45.245	100.3%

상기의 표에 따르면, 상기 2차그루브(123)의 깊이(d)가 2mm인 경우에는 주방향 강성과 횡방향 강성에서 종래의 타이어와 동일한 결과를 얻을 수 있었으며, 상기 2차그루브(123)의 깊이(d)가 증가함에 따라 주방향 강성 및 횡방향 강성에서 0.3~0.4%의 강화효과를 확인할 수 있었다.

그러나 상기 2차그루브(123)의 깊이(d)가 지나치게 깊게 형성되면 크랙발생이 원인이 될 수 있으며, 돌이 끼일 수 있어 별도의 스톤이젝터를 설치하여야 하기 때문에 배수성능이 오히려 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 본 발명은 상술한 바와 같이 상기 2차그루브(123)의 깊이(d)는 2~4mm로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 제1경사부(121)양 말단은 빗면(124)으로 형시킨는 구성을 제공한다. 이에 따라, 상기 각 제1경사부(121)의 인접한 각 빗면(124)은 사선그루브(125)가 형성된다.

이러한 구성은 그루브내의 급격한 변화요소를 제거하여 크랙발생을 억제하며, 각 제1경사부(121)의 구속력을 단계적으로 적용시켜주는 효과를 기대할 수 있게 한다.

이러한 본 발명의 구성에 따르면, 본 발명은 마른 노면에서의 핸들링 성능은 종래의 타이어와 동일하면서도, 젖은 노면에서의 핸들링이 더욱 향상된 공기입 타이어를 제공한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 트레드부
110: 블록
120: 그루브
121: 제1경사부
122: 제2경사부
123: 2차그루브
124: 빗면
125: 사선그루브

Claims (8)

1. 트레드부(100)와 사이드월부 및 비드부를 포함하여 구성되고, 상기 트레드부(100)에 블록(110)과 그루브(120)가 형성되는 공기입타이어에 있어서,
   상기 그루브(120)의 측벽에 그루브(120) 저면방향으로 경사진 제1경사부(121)가 그루브(120)의 길이방향을 따라 교호로 설치되고,
   상기 제1경사부(121)양 말단은 트레드의 상면과 평행한 방향을 기준으로 상기 제 1 경사부(121)의 중심을 향해 빗면(124)으로 형성되며,
   상기 각 제1경사부(121)의 인접한 각 빗면(124)은 트레드의 상면과 평행한 방향을 기준으로 사선형상을 갖고, 트레드 상면과 수직한 방향을 기준으로 직선형상을 갖는 사선그루브(125)를 형성하며,
   상기 그루브(120)의 단면형상은 상기 제1경사부(121)와, 상기 제1경사부(121)가 형성된 측벽의 반대편에 제2경사부(122)이 형성되고, 상기 제2경사부의 저부에 2차그루브(123)가 형성되고,
   상기 제1경사부(121)의 폭(w1)은 상기 제2경사부(122)의 폭과 상기 2차그루브(123)의 폭의 합(w2)의 40~60%이되, 상기 그루브(120)의 길이 방향을 따라 교호로 설치된 상기 제1 경사부(121)의 상기 2차그루브(123)측 끝단은 일직선을 이루도록 마련되고,
   상기 2차그루브(123)의 깊이는 2~4mm로 설정되며 지그재그 형태로 연장 형성된 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
   
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3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2경사부(122)와 블록(110) 상면의 수직선이 이루는 각(a)은 0°보다 크고 30°보다 작은 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 2차그루브(123)의 깊이(d)는 그루브 전체의 깊이(fd)의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
   
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