JP6592752B2 - タイヤの立体型トレッドカーフ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの立体型トレッドカーフ{3 Dimensional Tread Kerf of Vehicle Tire}に関するもので、より詳しくは雪道でカーフの機能を維持するとともに、濡れた路面で制動性能及び排水性を一層向上させたタイヤの立体型トレッドカーフに関する。

通常、タイヤは車両を構成する部品の一つであり、路面に直接接触する。タイヤ内部の空気には、バネのような緩衝作用があり、路面の凹凸による衝撃を吸収することにより、乗り心地を一層高める。

このようなタイヤは、路面に接触するゴム層であるトレッド(Tread)、トレッドに連結されていてタイヤの側面をなすサイドウォール(Side wall)、サイドウォールに連結されていて車のリム(Rim)に固定されるビッド(Bead)部、タイヤの内部に設けられてサイドウォールの屈伸運動に対する耐疲労性が強くて骨格を形成するカーカス(Carcass)、そしてトレッドとカーカスとの間に配置され、カーカスを保護してトレッド表面の剛性を向上させるベルトを含む。トレッドは、ブロックとグルーブからなり、ブロック内にはカーフ(Kerf)が形成され、ブロックの剛性が適切に調整されてタイヤに求められる性能を満足させる。

タイヤ表面へのカーフの適用は、雪道の路面で制動及び発進性能の向上に役に立ったが、このようなカーフの適用はトレッドブロックの剛性を低下させ、乾燥路面(Dry Road)又は濡れた路面(Wet Road)でハンドリング性能の低下を伴うことから、カーフの挿入による剛性の低下を補うものとして立体型カーフが開発された。

図１は、従来の、立体型カーフが形成されたブロックを示した概略斜視図である。図に示したように、ブロック１０の上面１１の中間にはジグザグウェーブ(Zigzag Wave)状の立体カーフ１２がブロック１０の深さ方向(z方向)に形成され、ブロック１０をサブブロック(１０ａ,１０ｂ)に分離している。図１でタイヤの走行によって矢印Ａ方向に立体カーフ１２に力が加えられれば、図２に示したように、タイヤの挙動方向に沿って立体カーフ１２によるブロックの剛性が相異し、相互ロッキング(Interlocking)の効果が少なく、１、２ヶ所にロッキング力が集中される(矢印Ｂで相互ロッキング力を示す)という問題がある。

このような問題を改善するための立体型トレッドカーフであって、本出願人によって出願、公開された韓国公開特許第２０１６−００２２０５７号が開示されている。上記特許出願は、雪道や氷上でタイヤの性能(操向、制動、牽引性能など)を確保するとともに、乾燥路面や濡れた路面でタイヤの性能を低下させず、カーフの方向性を問わず、均一なブロック剛性を維持することができ、相互ロッキング効果を高めてタイヤの摩耗末期にも均一な牽引性能を維持することができるスノータイヤのトレッドカーフに関するものである。

一方、発熱の性能を向上させて耐久性機能が強化されるとともに、排水性の向上により濡れた路面での制動性機能を向上させるための目的で、重荷重用タイヤのトレッドカーフが本出願人によって出願され、韓国登録特許第１０−１０３７４１０号に開示されている。

しかしながら、最近の異常高温によって冬季にも降雪量が減っているため、雪道でカーフの機能を維持するとともに、濡れた路面で制動性能及び排水性を一層向上させる必要がある。

韓国公開特許第２０１６−００２２０５７号(公開日:２０１６年２月２９日) 韓国登録特許第１０−１０３７４１０号(登録日:２０１１年５月２０日)

本発明は、前記の必要性に応じてなされたものであって、本発明の目的は雪道でカーフの機能を維持するとともに、濡れた路面で制動性能及び排水性を一層向上させるタイヤの立体型トレッドカーフを提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明によるタイヤの立体型トレッドカーフは、タイヤトレッドのブロックに形成されたカーフの下部にはカーフ入口部の幅より広い管状の流路管部が形成され、カーフの入口部と流路管部は連結孔帯で連結され、カーフ入口部はトレッドブロックのタイヤの円周方向に沿ってジグザグウェーブを成して形成され、ジグザグウェーブはブロックの深さ方向に沿っていきながら振幅が小さくなるよう形成される。

ジグザグウェーブの一部には、連結孔帯の幅より大幅(又は直径)にタイヤ表面でカーフ周辺の水を吸い込む水柱部が形成される。

連結孔帯の幅は０.４〜２ｍｍとし、ジグザグウェーブの振幅は０〜２０ｍｍとする。水柱部の幅(又は直径)は、連結孔帯の幅の１.２倍以上に形成される。

水柱部は、円形断面柱や多角形断面柱、或いはスポイト状の柱からなることができる。

流路管部の幅(又は直径)は、連結孔帯の幅の１.２倍以上に形成される。流路管部は、円形断面の管や三角形断面の管、或いは菱形断面の管からなることができる。流路管部の端部には、流路管部の内側より直径の大きい直径拡張部が形成される。流路管部は、ベンチュリメータ状になっている。

本発明によるタイヤの立体型トレッドカーフによれば、雪道でカーフの機能を維持するとともに、濡れた路面で制動性能及び排水性を一層向上させる効果を奏する。

詳しくは、トレッドブロックにカーフの挿入によって低下し得るブロックの剛性を維持させるとともに、タイヤの摩耗によって増加し得るブロックの剛性を一定の水準に維持する機能があり、タイヤが濡れた路面を走る際にタイヤトレッドと地面との間にある水を吸い込んでトレッドが地面に直接接するよう助け、吸い込まれた水をトレッドブロックの側方向へ容易に排出させる効果を奏する。

図１は、従来の立体型カーフが形成されたブロックを示した概略斜視図である。 図２は、図１でタイヤの走行によって加えられる力によりブロックが変形され、相互ロッキングされる状態を示した説明図である。 図３は、本発明の第１実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフを示した構成図である。 図４は、図３でジグザグウェーブの振幅を説明するための説明図である。 図５は、図３でカーフの大きさを説明するための説明図である。 図６ａは、図３で水の吸込み及び排水を説明するための説明図である。 図６ｂは、図３で水の吸込み及び排水を説明するための説明図である。 図６ｃは、図３で水の吸込み及び排水を説明するための説明図である。 図７は、本発明の第２実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフを示した構成図である。 図８は、本発明の第３実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフを示した構成図である。 図９は、本発明の第４実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフを示した構成図である。 図１０は、本発明の第５実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフの流路管部を示した図である。

以下では、添付図を参考としながら、本発明の好ましい実施例を詳述する。このとき、添付図における同じ構成要素は、できるだけ同じ符号で示していることに留意する。さらに、本発明の要旨を曖昧にする公知の機能及び構成に関する詳しい説明は割愛する。同じ理由で、添付図において一部の構成要素は誇張又は省略されたか、概略が図に示されている。

図３は、本発明の第１実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフを示した構成図であり、図４は図３でジグザグウェーブの振幅を説明するための説明図であり、図５は図３でカーフの大きさを説明するための説明図である。図に示したとおり、本発明の第１実施例によるトレッドカーフ１００は、タイヤトレッドのブロック(Ｂ:図６に示す)に形成され、カーフ入口部１１０と、流路管部１２０と、連結孔帯１３０と、カーフ底辺部１４０を含む。

カーフ入口部１１０は、トレッドブロックのタイヤ円周方向に沿ってジグザグウェーブを成して形成され、ジグザグウェーブは連結孔帯１３０に沿ってトレッドブロックの深さ方向に沿っていきながら振幅が小さくなるよう形成される。図４は、カーフ入口部１１０のジグザグウェーブ(Ｗ１)の振幅より連結孔帯１３０の深さ中間に形成されたジグザグウェーブ(Ｗ２)の振幅が小さくなった状態を示す。ジグザグウェーブの振幅(Ｄ１)は、０〜２０ｍｍにするのが好ましい。

流路管部１２０は、カーフ入口部１１０の幅より広い管状になっており、カーフ入口部１１０によって吸い込まれた水が連結孔帯１３０及び後述の水柱部を通じて移動して水平方向に排水される配水管の役割を果たし、タイヤの円周方向に沿って形成された円筒状の管となっている。流路管部１２０は、空気の流れを圧力差により速く維持させることによって発熱性能の向上によって耐久性が向上し、排水性も圧力差により速く維持させることができるようになる。流路管部１２０の幅(又は直径、Ｄ３)は、連結孔帯１３０の幅(Ｔ１)の１.２倍以上に形成されるのが好ましい。

連結孔帯１３０は、カーフ入口部１１０と流路管部１２０とを連結する孔であって、トレッドブロックの深さ方向に沿ってジグザグウェーブの振幅が小さくなるにつれ、その垂直方向の側面１３１はねじれた状態に形成される。連結孔帯１３０の幅(Ｔ１)は、０.４〜２ｍｍにするのが好ましい。

連結孔帯１３０においてジグザグウェーブの一部の頂点には、連結孔帯１３０の幅(Ｔ１)より大幅な直径(Ｄ２)になっており、タイヤ表面でカーフ周辺の水を吸い込む水柱部１５０が形成される。水柱部１５０は、垂直方向(トレッドブロックの深さ方向)に形成されており、水柱部１５０が形成された頂点はジグザグウェーブの中心線(Ｃ)の位置に形成される。水柱部１５０の幅(又は直径、Ｄ２)は、連結孔帯１３０の幅(Ｔ１)の１.２倍以上に形成されるのが好ましい。水柱部１５０は、タイヤが濡れた路面を走る際、タイヤトレッドと地面との間にある水を吸い込んで地面に直接接することができるよう助ける役割を果たす。

カーフ底辺部１４０は、流路管部１２０の下側に形成されたカーフであって、形成されないこともある。カーフ底辺部１４０の幅(Ｔ２)は、連結孔帯１３０の幅(Ｔ１)と同じか、又は小さく形成されるのが好ましい。

このような形状に形成された立体型トレッドカーフ１００には、トレッドブロック(Ｂ)にカーフが形成されることによって低下し得るブロックの剛性を維持させるとともに、タイヤの摩耗によって増加し得るブロックの剛性を一定の水準に維持する機能がある。

図６ａは、水柱部１５０の入口に水が吸い込まれ、水柱部１５０に沿ってトレッドブロックの深さ方向に沿って流路管部１２０に流れ込み、水平方向の両側に排水される過程を示す。図６ｂは、水柱部１５０の周囲からカーフ入口部１１０を通じて水柱部１５０内に斜めに水が流入され、流路管部１２０に流れ込んで水平方向の両側に排水される過程を示す。図６ｃは、水柱部１５０の入口から水が吸い込まれ、水柱部１５０に沿ってトレッドブロックの深さ方向に沿って流路管部１２０に流れ込む一方、カーフ入口部１１０を通じて垂直方向の下側に水が移動して流路管部１２０に流れ込んで水平方向の両側に排水される過程を示す。これらの過程が複合的に行われ、トレッド表面の水を容易に吸い込んで排出させる。

トレッドブロックの表面に位置する水は、トレッドゴムと路面との接触を妨げ、濡れた路面でのタイヤの機能を低下させるが、本発明のトレッドカーフではこのようにトレッド表面の水を水柱部に吸い込んだ後、排水口を通じてトレッドブロック側面に容易に排出させる構成により、トレッドブロックと地面との接触を一層増加させる役割を果たす。

本発明によるタイヤの立体型トレッドカーフは、タイヤに求められる機能を考慮し、水柱部を様々な形態に変更して排水の性能を向上させることができる。図７は、本発明の第２実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフ２００を示す構成図であって、第２実施例では四角形の水柱部２５０又は多角形の水柱部を具備する形態である。第２実施例のカーフ入口部２１０、流路管部２２０、連結孔帯２３０及びカーフ底辺部２４０などの構成は、第１実施例と同一又は類似するため、詳述は割愛する。

図８は、本発明の第３実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフを示す構成図であり、第３実施例ではスポイト状の柱からなる水柱部３５０を備える構成である。第３実施例のスポイト状の水柱部３５０は、タイヤが転がることによって地面に接地し(圧力が加えられ)、圧力が解ければ、空き空間の体積が増加して水を吸い込むため、水の吸込みを一層容易にする効果を奏する。第３実施例におけるカーフ入口部３１０、流路管部３２０、連結孔帯３３０及びカーフ底辺部３４０などの構成は、第１実施例と同一又は類似するため、詳述は割愛する。

また、本発明によるタイヤの立体型トレッドカーフは、タイヤが求める機能を考慮し、流路管部を多様な形態に変更して排水性能を向上させることができる。

図９は、本発明の第４実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフ４００を示す構成図である。第４実施例では三角形断面の流路管部４２０を示し、菱形断面の流路管部からなり得る。第４実施例におけるカーフ入口部４１０、連結孔帯４３０、カーフ底辺部４４０及び水柱部４５０などの構成は、第１実施例と同一又は類似するので、詳述は割愛する。

図１０は、本発明の第５実施例によるタイヤの立体型トレッドカーフ５００の流路管部５２０を示す図である。第５実施例においては、流路管部５２０の端部には流路管部５２０の内側直径(ＤＩ)より大きい外側直径(ＤＯ)となっている直径拡張部５２１が形成される。流路管部５２０は、ベンチュリメータ状になっている。直径拡張部５２１は、喇叭管状に形成される。直径拡張部５２１の端部外側直径(ＤＯ)は、流路管の内側直径(ＤＩ)より少なくとも２０％以上大きくして位相差を有する曲面に形成される。曲面に形成された直径拡張部５２１は、角部で発生するクラック(crack)の発生を低減する効果を奏する。直径拡張部５２１の端部外側直径(ＤＯ)は、流路管部の内側直径(ＤＩ)に対して２０％以上大きく設定するのが好ましく、排水の効率性とトレッドブロックの剛性確保との相関関係を考慮し、１００％以内に限定するのが好ましい。

さらに、流路管部５２０の内側流路と直径拡張部の直径差による位相差は、クラックが生じた場合にそのクラックが内側に進むことを防ぐ。また、直径拡張部５２１は、吐出部の直径を大きくすることによって吐出量が増加し、排水性を向上させる。

流路管部５２０の内側直径(ＤＩ)は、２ｍｍ以上に形成するのが好ましく、直径拡張部５２１の端から内側直径までの距離で示される直径拡張部の幅(ＷＰ)は１ｍｍ以上にするのが好ましい。直径拡張部の外側曲面部の半径(Ｒ)は、１ｍｍ以上にするのが好ましい。

第５実施例(図１０)における他の構成は、第１実施例の構成と同一又は類似するため、詳述は割愛する。

一方、本明細書と図に開示された本発明の実施例は、本発明の記述内容を分かりやすく説明し、本発明の理解を助けるために特定の例を示したものに過ぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。ここで開示された実施例の他にも本発明の技術的思想に基づく他の変形例が実施可能であることは、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者にとって明らかである。

１００、２００、３００、４００、５００ トレッドカーフ
１１０ カーフ入口部
１２０ 流路管部
１３０ 連結孔帯
１４０ カーフ底辺部
１５０ 水柱部
Ｂ トレッドブロック
Ｄ１ ジグザグウェーブの振幅
Ｄ２ 水柱部の幅(又は直径)
Ｄ３ 流路管部の幅(又は直径)
Ｔ１ 連結孔帯の幅
Ｔ２ カーフ底辺部の幅
Ｗ１、Ｗ２ ジグザグウェーブ

Claims (7)

1. タイヤトレッドのブロックに形成されたカーフの下部には、カーフ入口部の幅より広い管状の流路管部が形成され、
   前記カーフ入口部と前記流路管部とは連結孔帯で連結され、
   前記カーフ入口部は、前記トレッドブロックのタイヤ円周方向に沿ってジグザグウェーブを成して形成され、
   前記ジグザグウェーブは、ブロックの深さ方向に沿っていきながら振幅が小さくなるよう形成され、
   前記ジグザグウェーブの一部には、前記連結孔帯の幅より大幅(又は直径)にタイヤ表面でカーフ周辺の水を吸い込む水柱部が形成され、
   前記水柱部が形成された頂点は前記ジグザグウェーブの中心線(Ｃ)の位置に形成されることを特徴とするタイヤの立体型トレッドカーフ。
2. 前記連結孔帯の幅は０.４〜２ｍｍで、前記ジグザグウェーブの振幅は２０ｍｍ以下のものを特徴とする請求項１記載のタイヤの立体型トレッドカーフ。
3. 前記水柱部の幅(又は直径)又は前記流路管部の幅(又は直径)は、前記連結孔帯の幅の１.２倍以上に形成されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの立体型トレッドカーフ。
4. 前記水柱部は、円形断面柱や多角形断面柱、或いはスポイト状の柱からなることを特徴とする請求項１記載のタイヤの立体型トレッドカーフ。
5. 前記流路管部は、円形断面の管や三角形断面の管、或いは菱形断面の管からなることを特徴とする請求項１記載のタイヤの立体型トレッドカーフ。
6. 前記流路管部の端部には、前記流路管部の内側より直径の大きい直径拡張部が形成されることを特徴とする請求項１記載のタイヤの立体型トレッドカーフ。
7. 前記流路管部は、ベンチュリメータ状になっていることを特徴とする請求項１記載のタイヤの立体型トレッドカーフ。