KR100212337B1 - 타이어 트레드 - Google Patents

Abstract

타이어 트레드(11)는 제1 및 제2의 직선형 홈(30,31)을 포함하고, 상기 홈(30,31)은 상기 타이어를 중심으로 원주방향으로 확장되고, 상기 직선형 홈중의 하나는 상기 타이어의 적도면(EP)의 어느 측면에도 배치되어, 중앙부와 두개의 쇼울더부를 정한다. 상기 적도면의 어느 측면에도 위치한 복수개의 측면방향으로 확장된 지그재그 홈(32,37; 33,34)은 각각 두 세트의 레그를 포함하고, 세개의 레그(32A,32B,32C)인 제1레그 세트는 상기 쇼울더부를 가로질러 확장되고, 두개의 레그(32D,32E)인 제2세트는 상기 중앙부속으로 확장되고, 상기 제1 및 제2레그는 상기 원주방향의 직선형 홈에 의해 원주방향으로 상쇄된다. 상기 적도면(EP)에 가장 가까운 각각의 반경방향으로 확장된 지그제그홈의 제5레그(34E)의 측면 방향의 측면은 좁은 홈을 경유하여 상기 적도면을 향해 계속되어, 상기 적도면의 반대측 측면상에 위치한 반경방향으로 확장된 지그제그 홈의 제5레그로 부터 확장되는 상기 두개의 좁은 홈중 하나에 각각 합쳐지고, 상기 원주방향 및 측면방향의 홈은 협동 작동하여 침투성 블록의 열(50,51)을 형성하게 된다.

Description

타이어 트레드

제1도는 본 발명의 바람직한 실시태양에 따른 트레드를 갖는 타이어의 사시도.

제2도는 제1도에 도시한 타이어의 회전축선을 향하여 본, 타이어의 트레드부의 부분확대도.

제3도 및 제4도는 본 발명의 다른 실시태양에 따른 트레드부의 사시도 및 부분확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,20 : 공기타이어 11,21 : 트레드

12,22 : 쇼울더 14,24 : 측벽

15,25 : 비드 26,26A,26B : 사이프

3837 : 홈세트 5053,50A,53A : 랜드

본 발명은 일반적으로 타이어 트레드에 관한 것으로, 특히 포장노면 및 포장노면외의 양 용도로 사용하도록 의도된 공기타이어의 트레드에 관한 것이다.

일반적으로 인기를 얻고 있는 자동차의 종류는 포장된 고속도로상에서 통근에 사용하기도 하고 또 고속도로 이외의 장소에서 여가에 사용할 수도 있는 자동차이다. 이러한 자동차는 보통 픽업 트럭 또는 소형 다목적 자동차의 형태를 갖고 있다. 이러한 포장도로 내외용 자동차는 4륜구동의 성능을 갖는 것이 보통이다. 이러한 차량은 타이어 기술자에 있어서 특별한 도전사항으로 남아 있는데, 그 이유는 고속도로의 사용에 요구되는 성능 특성과 도로외 사용에 요구되는 성능 특성이 양립할 수 없는 요건을 포함하고 있기 때문이다. 이러한 양립할 수 없는 요건의 예를들면; 진흙탕속의 견인 대 트레드 마모; 도로외의 핸들링(handling) 대 도로내의 핸들링; 및 습지에서의 견인 대 건지에서의 견인이 있다. 더욱이, 도로 내외 양 용도의 자동차가 도시 근방의 통근용으로 사용될 때 이러한 차량은 그것의 총 적재 능력까지 적재되는 경우가 거의 없는 반면, 동일한 차량이 도로외에 사용하기 위하여 장비를 적재하게 될 때 타이어는 대단한 과대 하중을 받게 된다.

소형의 다목적 자동차 및 트럭에 사용될 때, 적당한 내마모성, 진흙탕속의 견인, 모래속에서의 견인, 도로상에서의 핸들링, 도로외에서의 핸들링, 습지 견인 및 건지 견인의 능력을 발휘하는 성능을 갖춘 타이어 트레드는 본 출원인 소유의 미합중국 특허 제 4,823,855호에 의해 널리 공지된 바 있다. 상기 트레드는 방향성이 있는 패턴을 갖고, 쇼울더부 부근보다 트레드 중앙측이 더 높은 접지율(net to gross ratio)을 가지며, 상이한 블록 요소간에는 상이한 강성을 갖는다.

본 발명의 주목적은 앞서 설명한 명세서의 타이어 트레드보다 더 향상된 성능을 갖는 타이어 트레드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 방향성을 갖지 않는 타이어 트레드를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 첨부된 특허청구범위내에서 설명하는 트레드에 의해 달성된다.

미합중국 특허 제 4,823,855호에 개시된 타이어 트레드 이상으로 달성되는 본 발명에 따른 타이어 트레드의 장점은 소음의 발생이 전체적으로 낮은 것, 모래속에서 뿐 아니라 진흙탕속에서도 견인성이 좋은 것, 핸들링이 향상된 것 및 총 주행거리가 길어진 것이다. 방향성을 갖지 않는 한, 두가지의 상이한 형태의 타이어를 갖고 있을 필요가 없고 한가지 형태의 타이어로 충분하기 때문에 타이어 회사의 제조 및 저장비용이 인하된다. 그러나, 방향성을 갖는 두가지 상이한 형태의 타이어를 가져야 할 필요성은 방향성을 갖는 디자인 자신에서 기인하는 것이 아니라, 보통 타이어의 한측면에만 제공되는 4륜 구동 다목적 자동차의 측벽상의 흰색 문제에서 기인한다. 더욱이, 방향성을 갖는 트레드 디자인을 구비한 타이어는 일단 그것의 림상에 끼워 맞춰지면, 자동차의 일측면상에서 요구되는 방향으로만 회전한다; 따라서 타이어를 차량에 장착할 때 최대한으로 주의가 필요하다.

이제, 본 발명에 밀접하게 관련된 본 기술분야의 당업자를 이해시키기 위해, 몇몇 바람직한 실시태양을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이러한 실시태양은 단지 설명을 위한 것이고, 본 특허청구범위에 규정된 본 발명의 정신 및 영역내에서 여러 가지 방법으로 변형될 수 있다.

본 명세서 및 특허청구범위내에 사용하는 반경방향의 및 반경방향으로란 용어는 타이어의 회전축선에 수직인 방향을 말하고, 축방향의 및 축방향으로란 용어는 타이어의 회전축선에 평행인 방향을 말하며, 횡방향의 및 횡방향으로란 용어는 타이어의 한 측벽으로 부터 동일한 타이어의 반대측 측벽을 향하는 방향을 말한다. 트레드 폭(TW)은 타이어가 설계하중을 받을 때, 그리고 상기 하중에 대한 설계 압력으로까지 팽창된 경우에 타이어 자국으로 측정된 트레드를 가로지르는 최대 축방향 거리를 말한다. 적도평면(EP)은 타이어의 회전 축선에 수직하고, 트레드의 중앙부를 관통하는 평면을 말한다.

본 발명에 따른 타이어는 0.601, 바람직하게는 0.701의 편평비(SH/SD)를 갖는다. 예를들어, 7.50 R 16 규격의 타이어는 대략 210의 단면폭(SD)과 대략 0.94의 편평비를 갖는다. 단면높이(SH)는 공칭 림직경으로부터 타이어의 최대 외경까지의 반경방향의 거리를 말한다. 단면폭(SD)은 타이어의 회전 축선에 평행하고 타이어의 양측벽의 외측면사이의 최대 직선 거리를 말하는 것으로서, 측벽의 제품표시나 장식은 제외된다.

본 발명은 타이어와 일체로 형성된 트레드를 참조하여 설명하고, 본 명세서 및 특허청구범위내에 사용하는 모든 타이어 및 트레드의 칫수는 그것의 특정 림상에 장착하여 어떠한 하중도 받지 않는 상태에서 특정 팽창 압력까지 팽창된 타이어의 트레드를 말한다. 그러나 본 발명은 새로운 타이어 및 재생 타이어 뿐만 아니라, 적어도 부분적으로 가황처리되고 홈 및 그것과 일체로 형성된 돌출의 패턴을 갖는 트레드의 스트립에도 적용된다.

제1도 및 제3도에는 바람직하게는 반경방향의 카커스 유형을 갖고 접지 트레드(11,21)를 각기 구비하는 자동차의 공기타이어(10,20)를 도시하고 있다. 트레드의 가장자리에는 한쌍의 쇼울더(12,22)가 형성되어 있고, 상기 트레드(11,21)는 한쌍의 쇼울더(12,22)를 통해 한쌍의 측벽(14,24)과 이어지며, 상기 한쌍의 측벽(14,24)은 트레드로부터 반경방향 내향으로 연장되어 비드(15,25)에서 종료된다.

이제, 제1도에 도시한 타이어의 트레드의 부분확대도를 나타낸 제2도를 좀 더 상세하게 참조하면, 한 세트의 홈(3037)이 상호 협동작용하여 트레드를 랜드(5053, 50A, 50B)로 분할하게 된다. 본 명세서 및 특허청구범위내에 사용하는 홈이란 용어는 직선, 곡선 또는 지그재그 방식으로 트레드 둘레를 돌아 원주방향으로 또는 트레드를 가로질러 횡방향으로 연장될 수도 있는, 트레드내의 길다란 공간 영역을 말한다. 횡방향 홈은 서로 교차되는 공통 부분을 갖는다. 홈은 넓은것, 좁은것 또는 사이프(sipe) 홈으로 세분된다. 본 명세서 및 특허청구범위내에 사용하는 넓은 홈[예를들어, 홈(3033)]은 트레드 폭(TW)의 5보다 더 큰 폭을 가지며, 반면 좁은 홈[예를들어, 홈(35,36)]은 트레드 폭(TW)의 대략 0.8 5범위의 폭을 갖는다. 본 명세서 및 특허청구범위내에 사용하는 사이프[제4도의 번호(26) 참조]는 트레드 폭(TW)의 대략 0.2 0.8범위의 폭을 갖는 홈이다. 사이프는 일반적으로 캐스트나 기계가공된 모울드 속으로 삽입된 스틸(steel)제 블레이드로 형성되는 것이 전형적이다. 이 사이프는 아주 좁기 때문에 단일 선으로 도시하고 있다.

본 발명에 따른 타이어의 트레드(11)는 타이어의 둘레로 원주 방향으로 연장된 제1 및 제2의 직선형 넓은 홈(30,31)을 구비한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용하는 원주방향으로 연장된 직선형 홈이란 용어는 적도평면(EP)에 평행한 평면이 상기 타이어 원주 둘레의 모든 지점에서 어떤 가장자리와 전혀 교차됨이 없이 홈의 가장자리들 사이에 위치될 수 있도록 트레드 외측의 홈 가장자리가 배치된 홈을 말한다. 다시 말해서, 홈의 가장자리가 서로 평행한 것이 직선형 홈의 필요조건은 아니다. 바람직한 실시태양에 있어서, 제1 및 제2의 직선형 홈(30,31)의 양자는 적도평면(EP)에 평행한 경로를 따르는 중심선(40,41)을 갖는다.

원주방향으로 연장된 직선형 홈(30,31)은 타이어의 적도평면(EP)의 양쪽에 하나씩 배치되고, 적도 평면으로부터 (D)로 표시한 거리[트레드 폭(TW)의 16 24범위임]만큼 이격된다. 원주방향 직선형 홈(30,31)의 폭은 바람직하게는 트레드 폭(TW)의 16 10이고, 더욱 바람직하게는 7 9이다. 모든 홈 폭은 측정 위치에서 홈 방향에 수직하게 측정된다.

복수개의 넓은 지그재그 홈(32,37,33,34)은 협동작용하여 각각의 트레드 가장자리(TE1,TE2)로부터 적도평면(EP)을 향하여 트레드(11)를 가로질러 횡방향으로 연장된다. 이러한 넓은 지그재그형 홈의 폭은 트레드 폭(TW)의 8 16이고, 바람직하게는 대략 12이다. 횡방향 홈(32,33)은 각기 세개의 레그를 구비하고, 횡방향 홈(34,37)은 각기 두개의 레그를 구비한다. 한 세트의 횡방향 홈은 타이어의 둘레에 원주방향으로 반복적으로 연장되고, 횡방향 홈의 폭은 타이어의 소음을 감소시키도록 당해 업계에서 실시되고 있는 피치 길이 변화에 따라 달라진다. 피치 길이란 용어는 반복적인 트레드 패턴 요소의 설계 사이클 길이를 말한다. 바람직한 실시태양에 있어서, 적도평면의 일측에 형성된 횡방향으로 연장된 지그재그형 홈(32,33)은, 제1의 레그(32A)가 트레드 가장자리(TE1)를 가로지르고 제3의 레그(32C)와 제4의 레그(37D)는 적도평면(EP)에 대하여 80°90°의 각도를 이루면서 원주방향 연장 홈(30)을 가로지르는 경로를 갖는 중앙선(38)을 구비한다. 이 원주방향 연장 홈(30)의 양쪽에 형성된 횡방향 홈의 제3 및 제4의 레그(32C,37D)는 인접한 횡방향의 홈의 중앙선 사이의 거리의 절반 미만으로, 바람직하게는 그 거리의 약 18미만으로 원주방향으로 편위된다. 인접한 제2의 레그(32B)의 중앙선과 인접한 제5의 레그(37E)의 중앙선은 각기 타이어의 적도평면(EP)에 대하여 각기 50°60°와 45°55°의 각도를 형성한다.

횡방향의 지그재그형 홈의 제5의 레그(37E)의 횡방향 사이드는 적도평면(EP)에 가장 인접한 레그로서 좁은 홈(35,36)을 통해서 적도평면(EP)을 향해 연장되고, 이 좁은 홈(35,36)은 적도평면의 반대쪽에 위치되어 있는 지그재그형 홈(33,34)의 제5의 레그(34E)로부터 연장된 두개의 좁은 홈중 하나와 각기 만난다. 적도평면의 한쪽에 위치한 횡방향으로 연장된 넓은 지그재그형 홈(32,37)은 적도평면과 교차되는 두개의 좁은 홈(35,36)을 통해서 적도평면의 반대쪽에 위치된 두개의 이웃하는 횡방향으로 연장된 넓은 지그재그형 홈(33,34)에 연결된다. 이 횡방향으로 연장된 좁은 홈은 트레드 폭(TW)의 2 5의 폭을 갖는 것이 바람직하고, 트레드 폭의 약 3의 폭을 갖는 것이 더욱 바람직하다.

횡방향으로 연장된 중앙쪽의 넓은 홈부(34,37)와 좁은 홈(35,36)은 원주방향으로 연장된 홈(30,31)과 협동하여, 두개의 원주방향으로 연장된 블록 열내에 각기 배열된 랜드부(51,52)를 형성하게 된다. 각 블록은 상기 적도평면의 반대쪽 트레드 가장자리부를 향하여 트레드 폭(TW)의 적어도 3의 거리(X)만큼 축방향으로 연장되며, 따라서 블록 열간에는 상호 칩입 즉 축방향 중첩이 있다. 다른 방식으로 설명하면, 두개의 블록열의 각 랜드부(51,52)에 있어서, 적도평면의 한쪽에는 각 블록의 축방향 폭의 약 10내지 30가 있고, 각 블록의 축방향 폭의 약 70내지 90는 적도평면의 다른 쪽에 있다.

적도평면 반대쪽의 횡방향 홈(33,34)은 전술한 것들과 유사하지만, 반대쪽 원주방향으로 연장된다. 상기 횡방향 홈(33,34)은 인접한 횡방향 홈의 중앙선 사이의 거리의 절반 미만으로 원주방향으로 편위된다. 원주방향으로 연장된 횡방향 홈 세트내의 횡방향으로 연장된 홈의 수는 바람직하게는 3670개이고, 정확한 갯수는 타이어의 크기에 따라 결정된다. 예를들어 7.50 R 16 규격의 타이어는 그것을 가로질러 횡방향으로 연장된 약 54개의 지그재그형 홈을 갖는다.

홈은, 트레드 상에 결합되고, 타이어의 자국(footprint)에 있어서, 적도평면의 양쪽에서 트레드의 총자국 면적에 대한 홈 면적의 비율이 거의 동일하고 40 60가 되도록 트레드상에 배열된다. 상기 트레드의 중앙부분에서, 즉 적도평면으로부터 양쪽으로 거리(D)만큼 이격되고 적도평면에 평행한 두 개의 평면 면적 사이에 위치된 트레드의 부분에서 총자국 면적에 대한 랜드 면적의 비율은 50 70, 더욱 바람직하게는 55 65이고, 반면에 트레드의 나머지 영역에 있어서 총자국 면적에 대한 랜드 면적의 비율은 40 65, 더욱 바람직하게는 45 55이다. 특히 총 주행거리에 중점을 둔 타이어의 양호한 성능 특성은 적어도 부분적으로는 트레드의 중앙내의 랜드 밀도가 높은 것에 기인한다고 생각된다. 예를들어, 7.50 R 16 규격의 타이어는 대략 50의 총자국 면적에 대한 랜드 면적의 비율을 갖고, 거리(D)로 이격된 평면사이에 위치된 중앙부내의 총자국 면적에 대한 랜드 면적의 비율은 약 54이다.

주로 외관상의 이유 때문에, 넓은 지그재그형 홈(32,33)의 횡방향 최외측 부분은 트레드 가장자리(TE1,TE2)를 지나서 측벽(14)을 향해 연장된다. 다른 모든, 즉, 원주방향으로 교호로 되어 있는 축방향으로 최외측의 랜드부는 넓은 랜드부(50,53)의 축방향 거리(64,65)의 70 0의 축방향 거리(62,63)를 갖는 각각의 좁은 랜드(50A,53A)를 형성하는 축방향의 오프셋(offset)(60,61)을 구비한다. 이러한 바람직한 실시태양의 결과로, 트레드 가장자리(TE1,TE2) 부근에 위치된 넓은 랜드부(50,53)의 전단 가장자리는, 타이어가 진흙탕이나 모래속에서 동작할 때, 극상의 추진력을 발휘할 수 있다.

제3도 및 제4도내에 도시한 본 발명의 특정 실시태양에 있어서는, 타이어의 겨울철 파지력(winter grip)을 향상시키기 위하여 랜드부(5053)내에 복수개의 사이프(26)가 제공된다. 각각의 랜드부는 랜드부의 전단 가장자리와 후단 가장자리의 거의 중간에서 연장된 홈(30,31)으로부터 시작되는 단일 시이프를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 사이프는 랜드부의 중앙선의 경로를 거의 따르지만, 탁월한 핸들링 및 마모 특성을 유지하기 위해서 랜드부의 반대측 외주 가장자리까지 연장되지는 않는다. 이러한 사이프는 종래의 구조이며, 당업자에게 널리 공지되어 있다. 일반적으로, 사이프는 그 깊이가 원주방향 및 횡방향 홈의 깊이의 20 60이다. 바람직한 실시태양에 있어서, 사이프는 원주방향으로 연장된 홈(30,31)을 향한 트레드 깊이의 약 50, 및 랜드부의 내부를 향한 트레드 깊이의 약 20의 깊이를 갖는다; 다시 말해서, 홈(30,31)에 가장 근접한 사이프의 부분(26A)은 약 7의 깊이를 갖고, 랜드부의 중앙에 가장 근접한 사이프의 부분(26B)은 약 3의 깊이를 가지며, (새로운) 타이어의 트레드 깊이는 약 14이다. 사이프의 깊은 부분(26A)과 얕은 부분(26B) 사이에서의 변화부는 계단식이고, 사이프의 횡방향 거리의 대략 중간에 위치된다.

이상에서는 본 발명을 설명할 목적으로 대표적인 실시태양을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 각종 변경 및 변형을 이룰 수도 있다는 것을 알 것이다.

Claims (6)

1. 타이어의 회전축선을 중심으로 원주방향으로 연장되고, 한쌍의 횡방향 가장자리를 구비하는, 탄성중합체성 물질로 이루어진 타이어 트레드에 있어서, 상기 타이어 트레드는 상기 타이어 둘레로 원주방향으로 연장된 제1 및 제2의 직선형 홈을 포함하고, 상기 직선형 홈은 상기 타이어의 적도평면의 양측에 각기 배치되어 하나의 중앙부와 두 개의 쇼울더부를 규정하고, 상기 타이어 트레드는 상기 적도평면의 양쪽에 횡방향으로 연장된 복수개의 지그재그형 홈을 포함하고, 상기 지그재그형 홈은 각기 두 세트의 레그를 포함하고, 상기 제1레그 세트는 상기 쇼울더부를 가로질러 연장된 세개의 레그를 포함하며, 상기 제2레그 세트는 상기 중앙부내에 연장된 두 개의 레그를 포함하고, 상기 제1 및 제2의 레그 세트는 상기 직선형 원주 방향 홈에 인접한 횡방향 연장 지그재그 홈의 중앙선 사이의 거리의 기껏해야 절반으로 원주방향으로 편위되어 있고, 상기 트레드 가장자리와 교차하는 제1레그의 중앙선과 상기 원주방향 연장 홈에 교차하는 제3 및 제4레그의 중앙선은 상기 적도평면에 평행한 평면에 대하여 80°90°의 각도를 형성하고, 인접한 제2 및 제5레그의 중앙선은 상기 타이어의 적도평면에 평행한 평면에 대하여 각기 50°60° 및 45°55°의 각도를 형성하며, 상기 횡방향 연장 지그재그형 홈의 제5레그의 횡방향 사이드는 두개의 좁은 홈을 경유하여 상기 적도평면을 향해 연장되고, 상기 두개의 좁은 홈은 상기 적도평면의 반대쪽에 위치한 횡방향 연장 지그재그 형 홈의 제5레그로부터 연장된 두개의 좁은 홈과 합쳐져서 상호 침입적인 블록 열을 형성하는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드.
2. 제1항에 있어서, 상기 적도평면의 양쪽에 위치된 상기 횡방향 연장 지그재그형 홈이 반대쪽 원주방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드.
3. 제1항에 있어서, 상기 원주방향 연장 직선형 홈이 상기 적도평면으로부터 상기 트레드 폭의 16 24의 거리로 이격되는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드.
4. 제1항에 있어서, 상기 횡방향 연장 지그재그형 홈이 상기 트레드 폭의 8 16의 폭을 각기 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드.
5. 제1항에 있어서, 상기 좁은 홈이 상기 트레드 폭의 2 5의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드.
6. 제1항에 있어서, 상기 블록의 가장 중앙측 열의 동축방향 중첩이 상기 트레드 폭의 3 12의 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드.