KR100308771B1 - 저소음 공기 타이어 트레드(pneumatictiretread)및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

타이어가 도로표면위를 구르면서 타이어 트레드에 의해 발생되는 음향에너지의 전체량을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 저소음 공기타이어 트레드 및 그 제조방법에 대한 것으로, 이와같은 특징은 트레드 문형의 후단 및 선단부중 적어도 하나의 단부를 가로지르는 홈 공간의 양이 대체적으로 타이어 외주면을 따라 균일해지도록 트레드 디자인내의 홈들을 효과적으로 배치함에 의해 이루어진다.

Description

저소음 공기타이어트레드{Pneumatic tire tread}및 그 제조방법

제1도는 본 발명에 의해 구성된 공기타이어트레드의 부분적 평면도.

제1a도는 제1도의 트레드패턴에 근거한 가변 피치 타이어 트레드의 부분적 평면도.

제2-11도는 제1도의 바람직한 트레드를 이루기위한 트레드공간의 전략적인 배치를 이루기 위한 바람직한 기술을 도시한 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 타이어 12 : 트레드

14. 114 : 중앙리브 16. 17. 116 : 내부중간리브

20. 21. 120 : 외부중간리브 24. 25. 124 : 쇼울더리브

28. 29. 128 : 외주면 중앙홈 32. 33. 80. 81. 132 : 외주면 중간홈

36. 37. 136 : 외주면 외부홈 48. 49. 60. 61. 72. 73 : 사이프

44. 45 : 노치 54. 55. 66. 67. 78. 79. 137 : 각진홈

52. 53. 64. 65. 76. 77 : 트레드 블록소자

56. 57. 68. 69 : 각진 측면노치 103 : 디자인 단위

104 : 선단선 106 : 트레드 중앙선

137. 139. 141. 143 : 홈지정선 CP : 중앙면

140. 142. 144 : 선단부 돌출선

본 발명은 공기타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개량된 저소음 효과를 제공하는 트레드패턴(tread pattern)및 이의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 차량타이어트레드는 통상적으로 망상 홈(network of grooves)에 의해 구분되며, 많은 하중을 지탱하는 트래드블록요소(tread block element)들로 구성된다. 이 트레드 블록요소들은 타이어의 외주면 둘레에 무늬를 형성하도록 배열된다. 타이어가 도로 표면위로 구르면서, 트레드 블록요소들은 트레드문형(tread's footprint)의 선단부에서 도로표면과 맞닿도록 이동하며, 또한 트레드 문형의 후단부에서 도로표면과 분리되도록 이동하게 된다. 이것이 주변의 공기분자들을 동요시킴으로서 소음을 발생 시킨다. 어떠한 트레드패턴에 대하여도 소정량의 음향에너지가 발생하는데, 음성주파영역에서의 음향에너지의 동요는 적어도 부분적으로는 트레드 블록요소들의 구조(geometry)에 의해 제어될 수 있는 것으로 알려져 있다. 동일한 피치 간격을 갖는 트레드블록요소들이 타이어를 전체적으로 둘러싼 상태로 사용되는 경우, 발생되는 소리는 단일주파수 및 그 고조파(harmonics)에 의해 좌우되는 것으로서, 즉 발생된 대부분의 소리는 음성주파 스펙트럼의 작은 주파수 내역대로 집중된다. 이 음조집중 현상은 타이어가 장착된 차량 탑승자를 매우 혼란스럽게 할 수 있다.

타이어 트레드패턴에 의해 음성주파 영역에서 발생되는 에너지를 분산시켜 음조집중 현상을 감소시킴에 의해 불쾌한 타이어 소음을 감소시키기 위한 많은 노력이 있어왔다. "피칭(pitching)" 이라고 알려진 기술이 바로 피치간격, 즉 타이어의 외주면 둘레에 형성된 타이어 트레드의 디자인 사이클(design cycle)의 피치간격을 가변시켜 이와 같은 소음 감소효과를 얻도록 한 것으로서, 이것이 "가변피치(variable pitch)방식" 의 타이어 트레드 패턴이다. 이 디자인 사이클은 통상 트래드 외주면 방향으로 적어도 하나의 트레드 블록소자와 일반적으로 가로로 뻗은 홈으로 구성되는 트레드의 대표적인 부분이 된다. 타이어용 모울드를 실제 제조함에 있어서 타이어의 외주면은 디자인 사이클 전체 수효로 이루어진다. 디자인 사이클의 폭은 소음을 전체 주파수 스펙트럼을 통해 분산시키도록 불규칙하게 가변 설정되거나 기선택된 연산법에 따라 가변 설정 될 수 있다.

또다른 공지의 소음처리 기술은 타이어 문형의 선단부 및 후단부에서의 위상 최적화(phase optimization)방식이다. 이 기술은 트레드패턴의 다른 부분에 대한 한부분의 외주면상의 회전, 예를 들어 다른 외주면 리브(circumferential rib)에 대한 한 외주면 리브의 회전과 연관된다. 이 방식에 있어서, 트레드를 가로질러 뻗어있는 트레드 블록소자들이 서로 엇갈리게(in staggered relationship) 도로표면과 결합 및 분리되도록 되어있다. 최적의 피치배열(optimal pitch sequencing)과 함께 위상최적화를 이루기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션이 이용되어 왔다.

넓은 주파수 대역을 통해 소음에너지를 분산시키는 것이 유리한 한편, 더욱 근본적인 과제는 조정할 필요가 있는 전체 음향에너지량을 감소시키는 것이다. 만약, 전체 소음량이 감소된다면 각 주파수대의 소음도 이에 따라 감소되어 더욱 조용한 타이어가 된다. 유럽 특허 공보 제0 357 462 호에 의하면 외주면 리브들을 다수의 블록소자들로 분리시키는 가로홈들의 경사각을 최적화 함으로서 소음감소를 달성하고 있다. 상기 경사각이 특정값을 가질 때 음향에너지가 급격하게 떨어진다는 사실이 발견되었다. 본 출원인은 적어도 하나의 트레드 디자인내에서 이와 같은 마디점(node points)들이 타이어 문형의 선단부를 가로지르는 공간의 균형에 상응하는 것을 관찰하였다. 출원인은 또한 오직 외주면 홈(circumferential groove)과 옆으로 결이진 외주면 리브를 구비한 타이어(즉, 이론적으로 트레드소자 충돌소음(tread element impact noise)이 없는 타이어) 에 있어서, 후단부 및 선단부를 가로지르는 공간은 타이어의 외주면에 대하여 일정하다는 것을 관찰하였다.

본 발명은 타이어가 도로 표면위로 구를 때 타이어 트레드에 의해 발생되는 전체 음향에너지량을 최소화시키도록된 타이어트레드 및 이와 연관된 방법을 제공한다. 이것은 트레드문형의 적어도 하나의 후단 및 선단부를 가로지르는 홈 공간의 양이 타이어 외주면에 대하여 대체로 균일 또는 일정하여 균형이 잡히도록 트래드 디자인내의 홈들을 정략 배치함으로써 이루어질 수 있다. 본 발명은 기 제공된 것보다 더욱 큰 설계 유연성, 예를들어 트레드패턴내의 홈각도(angle of grooves)를 최적화 시키는 것, 그리고 트레드에 의해 발생된 음향에너지량을 최소화 시키는 것으로 특징지워진다.

본 발명의 실시예에 의하면, 비선형(non-linear)선단 및 후단부를 갖는 트레드 문형에서 도로표면과 결합되는 트레드가 있는 공기 타이어가 제공되는데, 본 트레드는 타이어 외주면둘레에 연속적으로 배치된 다수의 반복적인 디자인 사이클들로 구성된다. 각 디자인 사이클은 트레드 블록소자 및 이 트레드 블록소자의 형태를 설정하는 홈의 많은 열(circumferential rows)을 포함한다. 각 홈은 적어도 하나의 선단 및 후단부의 돌출부상에서 시작되면, 이 선단 및 후단부에서 상기홈에 대응하고 대체로 같거나 동등한 두께를 갖는 다른 홈이 끝나게 되는데, 이에 따라 선단 또는 후단부를 가로지르는 공간이 대체로 균형을 이루게 된다. 또한 각 디자인 사이클내의 적어도 하나의 홈과 이에 대응하는 홈이 트레드 블록소자의 열중에서 서로 다른 열에 위치하게 된다.

바람직한 트레드패턴은 예를들어 외주면 홈들에 의해 분리되는 7개의 외주면리브에 의해 특징 지워지며, 이 외주면리브는 하나의 연속적인 중앙리브(continuous center rib), 두 개의 불연속적인 내부중간리브, 두 개의 불 연속적인 외부중간리브, 그리고 두 개의 불연속적인 쇼울더 리브(discontinuous shoulder rib)를 포함한다. 내부중간리브는 중간 외주면상의 중앙면(mid-circumferential center plane)쪽으로 서로 마주보게 경사진 각진 돌출부(angled lug)로부터 형성되고, 외부 중간리브는 상대적으로 인접한 내부 중간리브의 각진 돌출부의 방향과 반대되는 방향으로 구부러진 각진 돌출부로부터 형성되며, 쇼율더 리브는, 내부 및 외부 중간리브의 각진 돌출부 보다 크며, 또한 대체로 인접한 외부 중간리브의 각진 돌출부와 같은 방향으로 각이져 있으나 중간 외주면상의 중앙면에 대하여 서로 다른 각을 갖는 각진 돌출부로 구성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 비선형 선단 및 후단부를 갖는 타이어의 트레드 패턴을 설계하는 단계와 이와 같은 트레드 패턴을 갖는 타이어를 생산하는 단계로 이루어진 저소음 공기타이어의 제조방법이 제공되는데, 상기 설계단계는 타이어 문형의 적어도 하나의 선단 및 후단부를 가로질로 측정된 홈 공간량(amount of groove void)이 타이어의 외주면에 대하여 대체로 균일하도록 트래드패턴내의 홈들을 효과적으로 배치하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 특징들은 청구범위, 명세서 및 본 발명의 실시예를 상세히 도시한 첨부도면 상에서 상세히 설명 및 도시되나, 상기 실시예는 본 발명의 원리가 적용되는 여러가지 방법중의 하나를 예시할 뿐이다.

먼저, 제 1도의 부분적평면도를 참조하면, 공기타이어(10)는 본 발명에 따른 개량된 트레드(12)를 구비하고 있다. 트레드는 하나의 연속적인 중앙리브(14), 두개의 불연속적이고 서로 반대방향의 내부 중간리브(16)(17), 두개의 불연속적이고 서로 반대 방향의 외부 중간리브(20)(21), 그리고 두개의 불연속적인 쇼울더리브(24)(25)로 이루어진 7개의 리브를 구비하고 있다. 중앙리브(14)는 타이어(18)의 중간 외주면상의 중앙면(cp)상에 있으며, 각 외주면 중앙홈(28)(29)에 의해 내부중간리브(16)(17)들로부터 분리된다. 또한, 내부중간리브(16)(17)은 외주면 중간홈(32)(33)에 의해 외부중간리브(20)(21)로 부터 각각 분리되고, 외부중간리브(20)(21)는 외주면 외부홈(36)(37)에 의해 쇼울더 리브(24)(25)로 부터 각각 분리된다. 중앙홈(28)(29)은 본래 같은 폭을 가지며, 서로 같은 폭은 갖는 각 중간홈(32)(33)보다 넓다. 외부홈(36)(37)은 본래 같은 폭을 가지며, 중앙홈보다 넓다.

중앙리브(14)는 반대방향의 사이프(sipes) (48)(49)와 같이 각진 오프세트 쌍들(pairs of offset angled)에 의해 구분되는 반대방향의 노치(notch) (44)(45)와 같이 각진 오프세트를 구비하고 있다. 연속적이기 때문에, 중앙리브는 중앙홈(28)(29)에 의해 경계가 이루어진 하나의 큰 트레드블록소자로 보일 수 있다.

내부중간리브(16)(17)는 중간 외주면상의 중앙면에 대하여 반대방향으로 각진(angled)트레드 블록소자(52)(53)들에 의해 서로 형성되며, 각진홈(angled groove) (54)(55)들에 의해 분리된다. 이 각진 블록소자(이것은 또한 돌출부(1ug)가 될수 있음)는 사이프(60)(61)에서 끝나는, 안쪽으로 뻗은 각진 측면노치(inwardly extending angled lateral notch) (56)(57)를 구비하고 있다. 각각의 각진 블록소자는 또한 도시된 바와 같이 블록부분의 안쪽으로 뻗은 여러개의 다른 각진 사이프(angled sipes)들을 갖는다.

외부 중간리브(20)(21)는 상대적으로 인접한 내부중간리브(16)(17)의 각진 블록소자(52)(53)와 반대방향으로 각이진 블록소자(64)(65)들에 의해 구성되며, 각진 홈(66)(67)에 의해 서로 분리된다. 내부중간리브의 각진 블록소자들과 같이 각진 블록소자들(즉, 돌출부)(64)(65)은 각각 사이프(72)(73)에서 끝나는, 안쪽으로 뻗은 각진 측면노치(68)(69)를 구비하고 있으며, 여러개의 다른 각진 사이프들도 도시된 바와 같이 블록부분의 안쪽으로 뻗어있다.

쇼울더 리브(24)(25)는 내부 및 외부 중간리브의 각진 블록소자들 보다 상당히 큰 각진 블록소자 또는 돌출부(76)(77)로 구성된다. 이 블록소자(76)(77)들은 일반적으로 상대적으로 인접한 외부 중간리브(20)(21)들의 블록소자(64)(65)들 같은 방향으로 각이져 있으나, 중간 외주면상의 중앙면(cp)에 대하여 서로 다른 각을 갖는다. 블록소자(76)(77)들은 각진 홈(78)(79)에 의해 서로 분리된다. 상대적으로 좁은 외주면 홈(80)(81)이 각 블록부분(76)(77)의 어깨 부분을 가로질러서 자리잡고 있으며, 상기 블록소자들은 또한 도시된 바와 같이 여러개의 각진 사이프를 구비하고 있다.

"홈"과 "싸이프"는 구분될 수 있도록 도시되어 있다. "홈"은 타이어의 문형에 있을때 완전히 폐쇄되지 않는 트레드내의 공간이며, '사이프'는 '블레이드(blades)'로서 타이어의 문형에 있을때 완전히 폐쇄되는 공간이다. 여기에서 "타이어의 문형"은 타이어가 특정림(rim)상에 장착될때 정지된 타이어의 문형을 뜻하는 것으로서, 이때, 타이어는 원하는 압력으로 팽창되고 이 팽창압력에 해당되는 하중을 받은 상태이다. 용어의 명확한 뜻을 좀더 정의하자면, "외주면의" 및 "외주면상으로"는 타이어의 회전 방향에 해당하며, '축상의(axial)' 및 "축상으로"는 타이어의 회전축과 평행인 방향에 해당된다. 타이어의 "중간외주면상의 중앙면"은 타이어 회전축에 수직인 평면으로써, 타이어 문형에서 트레드의 측면(외축상)단부사이의 중앙에 위치되어 있다. '트레드폭'은 '기준호(reference arc)'로서 제 1도에 "TW"로 표시되며, 타이어 문형안에서 트레드의 축상 외단부 사이의 축상거리이다. "축상의 안쪽으로"는 트레드의 축상의 단부에서 중간 외주면상의 중앙면쪽으로 가는 방향을 뜻하며, "축상의 바깥쪽으로"는 중간 외주면상의 중앙면에서 트레드의 축상의 단부로 가는 방향을 뜻한다.

제 1도의 트레드내의 홈들은, 타이어 문형의 선단부를 가로지르는 홈공간(즉, 홈에 부수된 공간)의 양이 타이어 외주면을 통해 대체적으로 균일하도록 효과적으로 배치되어 있다. 이것은 제 1a도에 도시되어 있는데 참조번호(86)(88)는 임의로 선택된 방향에서 묘사된 타이어 선단부의 두 돌출부를 표시한다. 돌출부(86)를 따른 홈공간의 합(A+B+C+D+E+F+G+H+I)은 돌출부(88)를 따른 홈 공간의 합(J+K+L+M+N+O+P+Q+R+S)과 거의 동일하다.

바람직하게는 표준편차가 평균값의 약7%, 더욱 바람직하게는 평균값의 약 6.5%나 6%보다 크지 않아야 하지만, 만약 타이어 외주면 둘레의 홈 공간의 표준편차가 타이어 외주면 둘레의 문형의 선단/후단부를 가로질러 측정한 홈 공간의 평균값의 약7.5%보다 크지 않을 경우, 홈 공간은 "대체적으로 일정한 것" 또는 " 대체적으로 균일한 것"이 된다. 약간의 변화는 보통 다른 잡음처리나, 주향마일수, 수중 및 건조상태에서의 접착마찰, 적설시의 접착마찰, 차량조작 및/또는 외형 특성과 같은 다른 설계조건 및 배려 사항을 감안하여 허용되어야 할 것이다. 예를 들어, 제 1a도에서 디자인 사이클(91-95)은 트레드 충돌소음에 의해 넓은 주파수 스펙트럼대에서 발생되는 음향에너지를 분산시키기 위하여 서로다른 피치간격을 갖는다. 도시된 실시예에 의하면, 선단부를 가로질러 측정한 홈 공간 및 돌출부분의 평균값은 각각 약 33% 및 67%로서, 타이어 외주면 둘레의 홈 공간의 표준편차는 평균값의 약 2% 또는 약 6%이며, 커토시스계수(coefficient of kurtosis)는 약 3이 된다.

본 발명에 따른 차량 공기 타이어용 타이어 트레드의 실시예를 설명하였으며, 이제 본 발명의 방법을 설명한다. 본 발명의 방법은 타이어 문형의 선단부를 가로 지른 공간량이 대체적으로 평형을 이루도록, 즉 타이어 외주면을 통해 대체적으로 균일하도록 한 공간의 효과적인 배치에 관련된다. 누구라도 시험과 착오를 통해 이것을 달성할 수 있으나, 이와 같은 접근은 규칙적인 아치형 또는 불규칙적인 아치형의 형태일 수 있는 비선형 선단 및 후단부가 있는 분형을 갖는 타이어용 트레드 디자인을 형성하는데에 극도로 많은 시간이 소요될 것이다. 여기서 "규칙적인 아치형"은 한지점으로부터 트레드의 중앙선을(트레드단부 사이의 평행선이며 트레드의 중간외주면상의 중앙면과 일치하는 선)을 따라 일정한 반경을 갖는 호를 의미한다. "불규칙적인 아치형"은 한 지점으로부터 트레드의 중앙선을 따라 간격이 변화되는 호 또는 윤곽선을 의미하며, 직선이거나 타이어 축에 평행하지 않은 선이다.

본 발명의 방법에 의하면, 트레드디자인에서의 공간의 균형은 제 2-11도에 도시된 제도기술을 적용함에 의해 상대적으로 쉽고 확실하게 달성될 수 있다. 이 바람직한 제도기술은 각 홈이 대체적으로 같거나 동일한 폭을 갖는 다른 홈이 끝나는 곳인 타이어 선단부의 돌출부에서 시작되도록, 디자인 사이클내의 홈의 배치(laying-out)에 근거한다. 이 기준은 다른 설계기준과 통합될 수 있다. 예를 들면, 트레드 설계자는 제 1도에 도시된것과 유사하며 원하는 반경, 예를 들어 6.3"의 트레드폭에 대하여 6"의 반경을 갖는 아치형 선단 및 후단을 갖는 트레드디자인을 계획할 수 있다.

제 2도에서 원하는 피치폭의 디자인단위(design unit)(103)는 타이어 기준호(reference arc), 즉 트레드폭을 가로질러 뻗은 선(104)(105)에 의해 제한된다. 원하는 수효의 리브의 원하는 폭 및 위치는 원주상으로 뻗은선(106-113)(제 2도의 수직선)에 의해 윤곽을 잡게된다. 이 실례에서, 타이어 기준호의 상하(또는 좌우)의 반쪽들이 상호 대칭체로 된다. 따라서, 홈들은 오직 타이어 기준호의 절반(TW/2)상에서 설계될 필요가 있다.

제 2도에서, 선(106)은 타이어의 중간외주면상의 중앙면(트레드의 중앙선)에 대응하며 중앙리브를 양분한다. 제 2도의 우측에서 좌측으로 이동하면서, 선(106)(107)들은 중앙리브(114)의 반의 윤곽을 표시 및 묘사하게 되며, 선(108)(109)들은 내부 중간리브(116)의 윤곽을, 선(110)(111)들은 외부 중간리브(120)의 윤곽을, 그리고 선(112)(113)들은 트레드의 축상의 단부(선113)위로 쇼울더리브(124)의 윤곽을 표시하게 된다.

선(107)(108)들은 외주면 중앙홈(128)의 윤곽을 선(109)(110)들은 외주면 중간홈(132)의 윤곽을, 그리고 선(111)(112)들은 외주면 외부홈(136)의 윤곽을 표시하게 된다.

각진홈(angled groove)을 나타내는 제 1선(137)은 이후 디자인단위내에 배치될 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여 홈지정선(groove designating line)(137)의 배치는 임의적으로 이루어지나, 주행마일수, 점착마찰, 외형 및 차량조작 조건과 같은 다른 설계고려 사항들은 이 홈지정선의 원하는 배치를 따라야 하며, 다른 홈지정선들도 다음의 금기사항을 다라야 한다.

제2도에서 이 제1선은 디자인단위(103)의 선단선(leading end line)(104)과 외부홈(136)의 교차점에서 시작되도록 선택된다. 홈 지정선(137)은 외부 중간리브(120)의 폭을 가로지르는 방향인 트레드의 중앙선(106)쪽의 원하는 경사도로서 축상의 안쪽으로 뻗어있으며, 이는 외부 중간리브내의 노치를 형성하게 된다. 여기서, 노치는 다른홈을 교차하는 일단과 트레드 블록소자 또는 리브의 안쪽에서 끝나는 타단을 갖는 홈이 된다.

타이어 문형의 선단부, 즉 이 경우 원형호(138)는 제 1홈 지정선(137)의 후단부상에서 돌출된다. 제2홈의 위치를 잡을 때, 이 홈을 표시하는 선은 선단부의 상기 원형호(138)상에서 시작되어야 한다. 제1홈 지정선(137)과 같이, 제2홈 지정선(139)도 연속적인 상태에서 어떤형태도 취할수 있으며 설계단위내의 어떤위치에서도 끝날 수 있다. 이 제2홈 지정선(139)이 그려진 후, 선단부의 형태는 제2홈 지정선(139)의 단부인 선단부 돌출선(140)에서 돌출된다.

이와같은 과정은 마지막 홈의 지정선이 다음 디자인 사이클의 제1홈 지정선의 돌출된 선단부에서 끝날때까지 계속된다. 이 실예에서, 제3홈지정선(141)은 선단부 돌출선(140)(142)사이에 그려지며 제 4홈지정선은 선단부 돌출선(142)(144)사이에 그려지게 된다. 마지막 선단부 돌출선(144)는 다음디자인 사이클의 제1홈의 돌출된 선단부에 대응한다.

이와같은 제도과정중 다른 사항들이 고려될 수 있는데, 예를들어 리브를 통해 노치를 형성하거나 또는 완전히 리브를 통해 크로스슬로트(cross slot)를 형성하는 방향으로 홈이 뻗어 있게 된다. 본 실예에 있어서, 제2홈 지정선(139)은 노치를 형성하도록 중간 외주면홈(132)으로부터 리브(116)쪽으로 뻗어있다. 제3홈지정선(141)은 크로스 슬로트를 형성하도록 외부 중간리브(120)를 통해 외주면 외부홈(136)으로부터 외주면 중간홈(132)으로 뻗어 있다. 그리고 제4홈 지정선(143)은 노치를 형성하도록 외주면 중앙홈(128)으로부터 중앙리브(114)의 폭을 가로지르는 쪽으로 뻗어있다.

제3도에서, 추가선들이 홈의 후단부를 정하도록 추가된다. 이 추가선(146-149)들은 각각 평형이며, 대체로 각 홈지정선(137)(139)(141)(143)으로부터 동일하게 떨어져 있다. 이 방법에 의해 대체로 동일한 폭의 홈(154-157)들이 지정된다. 그후, 제4에서와 같이, 홈들은 외주면 상으로 뻗은 단부선(circumferentially extending end line)에서 노치들이 끝나는 것에의해 축상으로 제한된다. 제4도에서와 같이, 노치들에 대응하는 홈(154)(155)(157)들은 각각 외주면상으로 뻗은 단부선(162-164)들에 의해 끝나게 된다.

이상적으로는, 홈의 폭은, 선단부에 대하여 더욱 경사진 각도에서 홈의 실제적인 넓힘을 위해 계산한 타이어의 선단부와 함께 이루는 각도와 연관하여, 이들의 폭을 따라 조정되는데, 이는 아치형 선단부를 가로질러 축상의 바깥쪽으로 이동할 때 발생할 것이다.

이는 선단부를 따라 측정된 공간량이, 더욱 경사진 각도에서 교차되는 같은 폭의 홈모다 작은 각도에서 선단부를 교차하는 홈에 대하여 더욱 커질 것이다. 이와같은 변화는 허용될 수 있거나, 또는 특별히 심각할 경우에는 홈의 폭은 선단부를 가로질러 측정했을 때 실제로 동일한 폭을 갖도록 조정될 수 있다. 아치형 선단부에 경사지게 뻗어 있는, 수평으로 각진 홈은 트레드의 중앙선으로부터 축상의 바깥쪽으로 움직이면서 점차적으로 감소할수 있다.

이와같은 진행과정에서, 홈 지정선들이 홈의 선단부를 설정하기 위하여 사용되어졌다. 홈지정선은 대신, 예를들어 선단부 또는 홈의 중앙선에 해당될 수 있다. 어떤 경우에는 홈이 선단부 또는 홈이 굴절점에서 선단부에 직각인 선에 대하여 그 방향을 바꾸게되는 굴절점을 가질때와 같이, 도시된 선들이 홈의 중앙선을 지정하는 것이 필요할 수 있다. 이것은 홈지정선이 홈의 일부분위로 홈의 선단부를 표시하고 홈의 다른 부분위로 선단부를 표시해야하는 문제점을 피할 수 있다. 이와같은 문제점은 적절한 조종이 이루어지지 않을 때 공간상에 심각한 불일치를 발생시킬 수 있다.

이상과 같은 단계들은 제4도에 도시된 제1배열을 따라 최종적인 디자인단위에 포함될 수 있는 홈의 제2배열을 만들도록 반복될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 동일한 절차가 제5도의 제5 및 제6 홈지정선(168)(169)을 설계하기 위하여 뒤따르게 된다. 도시된 바와같이 제6 홈지정선(169)는 제5지정선(168)이 끝나는 타이어 선단부의 돌출부(170)상에서 시작된다. 또한, 제6홈 지정선(169)은 다음의 디자인 싸이클의 제5홈 지정선(168)의 돌출된 선단부 상에서 끝난다. 제6도에서, 추가선(171)(172)들이 홈(174)(175)들의 후단부를 지정하기 위하여 추가된다. 그후, 제6도에서와 같이 홈들은 전술한 방식에 따라 축상으로 제한된다.

추가적인 홈의 배열은 전술한 방식대로 설계될 수 있다. 본 실예에 있어서, 오직 전술한 2개의 배열만이 사용되어진다. 제8도는 제4-7도의 제1 및 제2홈의 배열의 겹친 상태를 나타내며, 제9도는 트레드폭의 반에 대한 홈 디자인을 나타내는데, 설명을 위한 이 트레드폭의 반은 최상단의 반쪽호(top half arc)이다.

이후의 설명에서 처럼, 둘이상의 홈이 끝난 트레드디자인내에서 하나의 넓은 홈을 형성하도록 나란히(side-by-side) 배열될 수 있다. 역으로, 끝난 트레드디자인내의 하나의 넓은 홈의 배열과 같거나 다르게 설계될 수 있는 둘이상의 홈에 의해 제도과정에서 표시될 수 있다.

제10도는 전체적인 디자인단위를 도시한 것으로, 여기서 최하부의 반쪽호는 제9도에서 도시된 최상부 반쪽호의 대칭상이 된다. 제11도에서, 디자인단위는 더욱정련될 수 있는 합성체를 형성하도록 반복되어 있다. 예를들어, 디자인단위는 보통의 디자인단위와 같은 배열로 배분될수 있으나, 그홈 공간은 언제나 타이어 선단부를 가로질러 대체로 균형을 이루도록 남아있게 된다. 최상부 및 최하부 반쪽호들은 상대적으로 회전될 수 있는데, 예를 들어 디자인단위의 외주면 길이의 반은 균형상태의 홈공간이 아닌 다른것을 고려하여 설계될 수 있다. 그러나, 홈 공간은, 각 반쪽호에서 균형상태이기 때문에 역시 균형상태로 남아있게 될 것이다.

전술한 바의 방식에 의해 기본 디자인단위가 얻어진 후에, 더이상의 정밀한 사항들이 고려될 수 있다. 예를들어, 여러 가지 사이프가 트레드블록소자안에 배치될수 있다. 원한다면, 사이프 공간은 전술한 제도 기법을 적용하여 균형을 이루게 할 수 있다.

이렇게 사이프를 포함시키는 것에 더하여, 예를 들어 각진 블록소자들의 하나 또는 그 이상의 모퉁이를 자르는 것과 같은 수정작업이 이루어질 수 있다.

이와 같은 모퉁이의 자름에 의해 발생되는 추가적인 공간은 전체디자인에 대하여 얼마간의 불균형을 제공 할 수 있으나, 트레드의 전체적인 공간 영역에 대하여는 상대적으로 미소한 공간이다.

이미 언급한 바와 같이 전술한 처리절차는 제1도에 나타난 트레드구조에 해당된다. 홈(154)(155)(156)(157)(174)(175)들은 각각 홈(68)(56)(66)(44)(78)(54)들에 해당한다. 또한, 리브(114)(116)(120)(124)들은 각각 리브(14)(16)(20)(21)들에 해당하며, 홈(128)(132)(136)들은 각각 홈(28)(32)(36)에 해당한다. 제1도를 제11도에 비교하면, 최상부 및 최하부의 반쪽호들은 설계단위의 반 피치폭에 의해 회전되어지며, 이에 따라 중앙리브(14)내의 노치(44)(45)사이가 서로 엇갈리게 위치된다. 도시된 바와같이 여러 가지 사이프가 트레드블록소자내에 위치하게 되며, 가진 블록 소자의 각모퉁이들은 잘려져 있다.(둥글려져 있다.)

제안된 제도기법이 전술한 바와 같이 타이어 선단부를 가로질러 측정된 균형된 홈 상태의 공간에 적용된 것으로 기술되어 있으나, 이와 같은 제도기법은 타이어 문형의 후단부에 관련된 균형상태의 공간에도 적용될 수 있는 것으로서, 이것은 타이어가 반대 방향으로 회전한다는 것을 제외하고는 동일한 방식에 의해 이루어진다. 이와같은 제도기법은 또한, 비 방향성 타이어(non-directional tire) 즉 양쪽 방향으로 회전하는 림(rim)에 장착될 수 있는 타이어에 있어서, 선단 및 후단부의 양쪽에 연관된 균형공간에도 적용될 수 있다. 이 작업은 디자인단위를 트레드의 중앙선과 디자인단위를 양분하는 축선(axial line)의해 정해지는 사분면으로 분리함에 의해 이루어진다. 홈들은 이 홈들이 디자인단위를 양분하는 축선상에서 시작되고 끝날 수 있도록 하나의 사분면 안에서 설계될 수 있으며, 그 후에 이 사분면은 대각선 맞은편에 있는 사분면이 디자인 사이클의 중앙점에 대하여 대칭이 되도록 180 회전하여 대각선 맞은편의 사분면으로 된다. 이와같은 제도는 디자인단위를 완성하기 위하여 다른 두 개의 대각선 맞은편의 사분면에 대하여 반복적으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 디자인단위는 선단 및 후단부의 양쪽에 균형된 공간을 갖게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본발명이 진보된 개념과 특징은 유사한 종래기술로부터 쉽게 인식되고 평가될 것이다. 본발명이 하나의 실시예에 의해 기술 되었으나, 여러 가지 변형이나 변화, 대체 및 동등한 것들은 당기술분야의 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 범위나 원리를 벗어나지 않고서도 제조할 수 있을 것이다. 결과적으로 여기에 기술된 실시예는 첨부된 특허청구의 범위에서 설정된 본 발명의 범위 및 개념으로부터 벗어나지 않는 상태에서의 여러 가지 변형 및 변화물등을 전제한 것이다.

Claims (12)

1. 비선형 선단 및 후단부를 갖는 트레드 문형에서 도로 표면과 맞닿도록 된 트레드를 갖는 공기 타이어에 있어서, 상기 트레드는 상기 타이어의 외주에 대하여 연속 배치된 다수의 반복적인 디자인 사이클로 구성되고, 상기 디자인 사이클 각각은, 트레드 블록소자들의 형상을 설정하는 횡방향 홈과 다수의 트레드 블록 소자들의 외주방향 열의 개별 부위를 포함하고, 상기 홈 각각은, 실제로 동일 폭의 상기 홈들 중 대응하는 다른 하나의 홈이 끝나는 선단부와 후단부 중 하나의 단부의 돌출부 상에서 시작하고, 그 결과, 상기 선단부와 후단부 중 하나의 단부를 가로지르는 공간은 상기 타이어의 외주에 대하여 실제로 균형잡히게 구성되어, 각각의 디자인사이클에서의 홈 중 적어도 하나와 그의 대응 홈은, 트레드 블록 소자들의 다른 외주방향 열에 개별위치되고, 상기 트레드의 절반 호 각각에 대하여 선단부와 후단부 중 하나의 단부를 가로지르는 공간은, 상기 타이어의 외주에 대하여 실제로 균형잡히게 구성된 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 디자인 사이클의 적어도 두 개의 홈 배열(sequence of grooves)을 포함하며, 각 배열안에서 각각의 연속적인 홈이 같은 배열내에서 대체적으로 같은 폭을 갖는 앞의 홈이 끝나는 후단 및 선단부 중의 어느 하나의 돌출부상에서 시작되는 것을 특징으로 하는 트레드를 갖는 공기타이어.
3. 제1항에 있어서, 상기 각 홈이 대체적으로 동일한 폭을 갖는 대응하는 홈이 끝나는 선단부의 돌출부상에서 시작되는 것을 특징으로 하는 트레드를 갖는 공기타이어.
4. 제1항에 있어서, 상기 선단 및 후단부 중의 하나를 가로지르는 고간이 트레드의 각 반호(half arc)상에서 대체적으로 균형을 이루는 것을 특징으로 하는 트레드를 갖는 공기타이어.
5. 제4항에 있어서, 트레드의 각 반 호가 다른 반 호에 대하여 외주면 상으로 회전되는 것을 특징으로 하는 트레드를 갖는 공기타이어.
6. 제1항에 있어서, 상기 디자인 사이클의 피치폭이 음성주파수스펙트럼영역에서 트레드에 의해 발생되는 음향에너지를 분산시키도록 타이어의 외부면에 따른 조정되는 것을 특징으로 하는 트레드를 갖는 공기타이어.
7. 저소음 공기타이어의 제조 방법에 있어서, 타이어 문형의 선단 및 후단부중 적어도 한 단부를 가로질러 측정한 홈의 공간량이 대체적으로 타이어의 외주면 상에서 균일하도록 트레드 패턴내에 홈을 효과적으로 배치하는 단계; 상기 단계를 포함하여 비선형 선단 및 후단부를 갖는 타이어용 트레드 패턴을 구성하는 단계; 및 상기 트레드 패턴을 구비한 타이어를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 효과적인 배치단계가 동일한 폭을 갖는 대응하는 홈이 끝나는 선단 및 후단부 중 어느 하나의 돌출부 상에서 각 홈을 시작하는 것을 포함하는 저소음 공기타이어의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 구성단계가 디자인 사이클이 타이어의 외주면을 따라 연속적으로 반복 배치되도록 설계하는 것을 포함하며, 상기 효과적인 배치 단계가 각 디자인 사이클내의 하나 이상의 홈과 이에 대응하는 홈을 트레드안에서 홈들에 의해 형태가 정해지는 트레드 블록소자들의 외주면상의 열중 서로 다른 열에 배치하는 것을 특징으로 하는 저소음 공기타이어의 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 효과적인 배치단계가 타이어 문형의 선단부를 가로지르는 홈의 공간량이 타이어의 외주면을 따라 균형을 이루도록 트레드 패턴안에 홈들을 배치하는 것을 포함하는 저소음 공기타이어의 제조방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 효과적인 배치단계가 홈의 공간량이 트레드의 각 반호상에서 균형을 이루도록 트레드 패턴내에 홈들을 배치하는 것을 포함하는 저소음 공기타이어의 제조방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 구성단계가 음성주파수 스펙트럼 영역에서 타이어 트레드에 의해 발생되는 음향에너지를 분산시키기 위하여 타이어 외주면을 따라 디자인 사이클의 피치폭이 조정되는 것을 포함하는 저소음 공기 타이어의 제조방법.