KR100258296B1 - 공기입 타이어의 트레드 패턴구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어의 트레드 패턴구조에 관한 것으로, 접지면과 평행한 트레드 패턴블록에 대한 단면 2차 모멘트 계산 및 조합을 이용하여 이 트레드 패턴블록들이 최적화된 강성값을 갖는 그루브 및 사이프가 적절히 배치되도록 설계되어, 핸들링 성능과 마모특성을 동시에 향상시키도록 된 것이다.

Description

공기입 타이어의 트레드 패턴구조

본 발명은 공기입 타이어의 표면에 형성되는 트레드 패턴의 구조에 관한 것으로, 특히 트레드 패턴블록들이 최적화된 강성값을 갖도록 설계되어 타이어에 의한 차량의 핸들링 성능을 향상시키고 편마모를 방지하도록 된 공기입 타이어의 트레드 패턴구조에 관한 것이다.

일반적으로, 승용차용 공기입 타이어는 핸들링 성능과 타이어의 균일한 마모를 위해 독특한 트레드 패턴구조를 갖도록 설계 되는데, 먼저 차량의 핸들링 성능을 보증하기 위해서 트레드 패턴블록들이 큰 강성을 갖도록 설계되어 노면과 접촉하고 있는 타이어 패턴블록의 표면에 마찰력이 작용하고 있을 때 패턴블록들이 모든 방향의 마찰력에 의해 생기는 변형을 줄이도록 되고, 트레드 패턴블록들의 균일한 마모를 위해서는 블록의 접지면에 작용하는 모든 방향의 마찰력에 의해서 생기는 블록의 변형이 균일하도록 블록들이 일정한 강성을 갖도록 설계될 필요성이 있다.

이에 따라, 종래에는 트레드 패턴블록내에 그루브 및 사이프의 배치 등을 통하여 이러한 패턴블록의 특정방향 강성 및 불균일성을 처리하였다.

따라서, 이러한 트레드 패턴블록내의 그루브 및 사이프의 설계 즉 위치, 길이, 깊이, 수 등은 타이어 트레드 패턴설계시 중요한 인자가 된다.

그러나, 종래에는 트레드 패턴블록의 경계를 짓고 있는 횡그루브가 전체적으로 타이어의 원주방향과 일정한 각도를 가지고 있어 블록강성이 특정방향으로 크거나 작은 경우에는 블록의 방향강성의 차이를 유발하여 불균일한 블록변형을 야기시키게 되며 결국 패턴블록의 마모특성 및 핸들링 성능이 저해되는 한편, 그루브 및 사이프의 부적절한 배치는 오히려 전체 패턴블록의 강성을 떨어뜨려 핸들링 성능을 저해하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 접지면과 평행한 트레드 패턴블록에 대한 단면 2차 모멘트 계산 및 조합을 이용하여 이 트레드 패턴블록들이 최적화된 강성값을 갖도록 설계되어, 핸들링 성능과 마모특성을 동시에 향상시키도록 된 공기입 타이어의 트레드 패턴구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 타이어의 사시도,

도 2 는 도 1 의 A-A선 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 타이어 트레드 패턴의 부분 평면도,

도 3a 는 도 3 의 요부 확대도,

도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 트레드 패턴의 부분 평면도,

도 4a 는 도 4 의 요부 확대도이다.

1 : 제1블록 2 : 제2블록

3 : 제3블록 4 : 제4블록

5,6,8 : 종그루브 7,9,10 : 횡그루브

11,12,13,14,16,17 : 사이프 15 : 타이바

18 : 접점 19 : 제1높이

20 : 제2높이

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원주방향으로 각기 다른 피치거리를 갖는 피치가 반복적으로 배열된 트레드 패턴구조를 갖는 타이어에 있어서, 각 피치마다 트레드 패턴블록들의 단면 2차 모멘트를 구하여 이들의 조합이 모든 방향으로 균일하게 되도록 블록내의 그루브 및 사이프를 적절히 배치하여, 핸들링 성능의 향상과 균일한 마모특성을 갖도록 된 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 타이어의 사시도이고 도 2 는 도 1 의 A-A선 단면도이며 도 3 은 본 발명에 따른 타이어 트레드 패턴의 부분 평면도이고 도 3a 는 도 3 의 요부 확대도이며 도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이어 트레드 패턴의 부분 평면도이고 도 4a 는 도 4 의 요부 확대도로서, 본 발명은 0.80 보다 작은 종횡비를 가지며(적합하게는 0.60 ~ 0.75 범위) 종그루브는 타이어의 원주방향에 평행하게 위치하고 횡그루브는 원주방향과 일정한 각도를 갖도록 배치되며, 트레드 패턴블록은 트레드의 중앙부인 크라운부를 중심으로 모양에 따라 크게 4개의 기본블록군으로 구분되고, 2개의 블록은 타이어의 원주방향으로 일체형 블록군으로 성형되며, 다른 2개의 블록은 사각형 블록군으로 성형되어 있는 공기압 래디얼 타이어에 있어서,

상기 트레트 패턴 기본블록의 최대 및 최소 단면 2차 모멘트를 계산하여 제1블록(1)이 설계되되, 이때 고려되는 제1블록(1)내의 그루브의 존재로 인한 단면적의 손실이 기본블록 단면적의 7% 가 넘지 않도록 조정되고, 계산된 단면 2차 모멘트의 최대와 최소값에 대한 차이와 최대 단면 2차 모멘트의 비가 0.1 이하로 되도록 횡그루브(9)를 설계하도록 되는데, 이때 횡그루브(9)의 길이는 핸들링 성능을 고려하여 기본블록의 횡방향 길이의 50% 를 넘지 않도록 설계되며, 배수성을 고려하여 종그루브(6)와 만나는 제1블록(1) 원주방향 길이(L)의 45 ~ 55% 되는 곳인 제1높이(19)에 위치되는 한편, 타이어의 원주방향과 60°~ 90°의 각 β를 이루며 길이는 5 ~ 10mm 이고 폭은 1 ~ 3mm 이며 깊이는 10mm 이상이다.

한편, 제2블록(2)도 상기 제1블록(1)과 같이 단면 2차 모멘트를 계산하고 이들의 비가 0.1 이하가 되며 블록 접지면적의 7% 이내를 만족하는 횡그루브(10)가 설계되는 한편, 횡그루브(7)는 타이어의 원주방향과 50°~ 90°를 이루며 종그루브(6)폭의 40 ~ 60% 로 설계된다.

이를 좀더 자세히 설명하면, 먼저 횡그루브(10)는 배수성을 고려하여 제2블록(2)의 원주방향길이의 중심에서 횡그루브(7)와 같은 방향으로 존재하며 상기 계산에 의거 폭이 1mm 이상이며 깊이가 4mm로 설계되며, 이 횡그루브(10)와 종그루브(6)가 만나는 곳에는 타이바(15)가 형성되어, 상기 횡그루브(10)에 의하여 발생할 수 있는 과도한 블록들의 변형을 조절하도록 된다.

한편, 제3블록(3)은 핸들링성능의 하나인 직진성을 만족시키기 위해 일체형으로 되어 있으나 라이드(ride)성능을 고려하여 횡방향으로 사이프(16)가 설계되는데, 이 사이프(16)의 위치는 제1블록(1)과 횡그루브(7)가 만나는 곳인 접점(18)에서 제3블록(3)까지 일직선을 그었을 때 제3블록(3)과 만나는 곳으로 각도는 제1,2블록(1,2)의 단면 2차 모멘트 조합으로 부터 최대 및 최소의 차가 줄어드는 방향으로 40°~ 70°의 각도를 유지하도록 설계되고 폭은 0.5 ~ 2.0mm 이고 깊이는 2 ~ 5mm 이다.

한편, 제4블록(4)은 상기 제3블록(3)과 같이 사이프(17)가 배치되는데, 그 위치는 제1블록(1)의 원주방향길이의 중심으로 부터 사이프(16)와 같은 각도를 갖도록 배치된다.

본 발명의 또다른 실시예로서, 도 4 에서 보는 바와 같이, 국부적인 강성 조절을 위하여 사이프(11,12,13,14)가 각각 제1,2블록(1,2)에 추가되는데, 먼저 제1블록(1)의 원주방향길이의 7 ~ 10% 되는 곳인 제2높이(20)에 횡그루브(9)와 같은 방향을 갖고 폭이 0.5 ~ 2.0mm 이고 깊이가 1 ~ 5mm 인 사이프(11) 및 길이가 5mm 이상이며 같은 각도, 폭, 깊이를 갖는 사이프(12)와 제2블록(2)의 횡그루브(10) 방향과 역방향으로 즉, 타이어의 원주방향에 대하여 40°~ 60°정도의 각 γ를 이루고 폭이 0.5 ~ 2.0mm 이고 깊이가 2 ~ 5mm 인 사이프(13,14)가 존재하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 특정방향으로 블록의 강성들이 크거나 작은 경우 이들을 균일한 강성을 가지도록 그 블록들의 단면 2차 모멘트를 계산 및 조합하여 가장 적절한 위치에 사이프 및 블록내의 그루브를 배치함으로써, 균일한 강성 배열을 위한 블록의 단면적 손실의 최소화를 유도하여 핸들링 성능 및 마모특성의 불균일을 동시에 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 0.80 보다 작은 종횡비를 가지며 종그루브는 타이어의 원주방향에 평행하게 위치하고, 횡그루브는 원주방향과 일정한 각도를 갖도록 배치되며, 트레드 패턴블록은 크라운부를 중심으로 4개의 기본블록군으로 구분되되, 2개의 블록은 타이어의 원주방향으로 일체형 블록군으로 성형되며, 다른 2개의 블록은 사각형 블록군으로 성형되어 있는 공기압 래디얼 타이어에 있어서,

   상기 트레트 패턴 기본블록의 최대 및 최소 단면 2차 모멘트를 계산하여 제1블록(1)이 설계되되, 제1블록(1)내의 그루브의 존재로 인한 단면적의 손실이 기본블록 단면적의 7% 가 넘지 않도록 조정되고, 계산된 단면 2차 모멘트의 최대와 최소값에 대한 차이와 최대 단면 2차 모멘트의 비가 0.1 이하로 되며 기본블록의 횡방향 길이의 50% 를 넘지 않도록 횡그루브(9)가 설계되고, 제2블록(2)의 횡그루브(10)는 제2블록(2)의 원주방향길이의 중심에서 횡그루브(7)와 같은 방향으로 존재하며 폭이 1mm 이상이며 깊이가 4mm로 설계되며, 제3블록(3)은 횡방향으로 사이프(16)가 설계되되, 이 사이프(16)의 위치는 블록(1)과 횡그루브(7)가 만나는 곳인 접점(18)에서 제3블록(3)까지 일직선을 그었을 때 제3블록(3)과 만나는 곳으로 각도는 제1,2블록(1,2)의 단면 2차 모멘트 조합으로 부터 최대 및 최소의 차가 줄어드는 방향으로 40°~ 70°의 각도를 유지하도록 설계되고 폭은 0.5 ~ 2.0mm 이고 깊이는 2 ~ 5mm 이며, 제4블록(4)은 상기 제3블록(3)과 같이 사이프(17)가 배치되되, 상기 제1블록(1)의 원주방향길이의 중심으로 부터 사이프(16)와 같은 각도를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 트레드 패턴구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 횡그루브(9)는 종그루브(6)와 만나는 제1블록(1) 원주방향 길이(L)의 45 ~ 55% 되는 곳인 제1높이(19)에 위치되는 한편, 타이어의 원주방향과 60°~ 90°의 각 β를 이루며 길이는 5 ~ 10mm 이고 폭은 1 ~ 3mm 이며 깊이는 10mm 이상인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 트레드 패턴구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 횡그루브(7)는 타이어의 원주방향과 50°~ 90°를 이루며 종그루브(6)폭의 40 ~ 60% 되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 트레드 패턴구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 횡그루브(10)와 종그루브(6)가 만나는 곳에는 타이바(15)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 트레드 패턴구조.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1블록(1)의 원주방향길이의 7 ~ 10% 되는 곳인 제2높이(20)에 횡그루브(9)와 같은 방향을 갖고 폭이 0.5 ~ 2.0mm 이고 깊이가 1 ~ 5mm 인 사이프(11) 및 길이가 5mm 이상이며 같은 각도, 폭, 깊이를 갖는 사이프(12)와 제2블록(2)의 횡그루브(10) 방향과 역방향으로 즉, 타이어의 원주방향에 대하여 40°~ 60°의 각 γ를 이루고 폭이 0.5 ~ 2.0mm 이고 깊이가 2 ~ 5mm 인 사이프(13,14)가 존재하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 트레드 패턴구조.

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