KR100746499B1 - 공기식 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기식 타이어는 타이어 회전 방향이 지정된 트레드면을 갖고 있다. 트레드면에는 중심에 타이어 둘레 방향으로 연장되어 설치한 1개의 직선형 주홈과, 그 양측에 타이어 폭 방향으로 경사져서 연장되는 가로 홈에 의해, 블록이 구분 형성되어 있다. 직선형 주홈의 양측으로 경사지는 좌우의 경사형 주홈이 가로 홈을 3개 이상 횡단하도록 배치되어 있다. 경사형 주홈의 양 단은 블록 내에 위치하고, 양 단부로부터 중앙부를 향하여 점차로 홈 폭이 넓어지고 있다. 경사형 주홈의 타이어 둘레 방향에 대한 경사 각도는 10 내지 45°이고, 최대 홈 폭은 직선형 주홈의 홈 폭의 80 내지 110%이다.

공기식 타이어, 트레드면, 직선형 주홈, 가로 홈, 블록, 경사형 주홈

Description

공기식 타이어{Pneumatic tire}

도 1은 본 발명의 공기식 타이어의 트레드면의 일례를 도시하는 주요부 전개도.

도 2는 종래 타이어의 트레드면의 주요부 전개도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 트레드면 2: 직선형 주홈

3: 가로 홈 4: 블록

4a: 내측 블록 4b: 외측 블록

5: 경사형 주홈 5a: 타이어 회전 방향측단

5b: 타이어 반대 회전 방향측단 6: 사이프

본 발명은 공기식 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배수성과 내편마모성을 양립시키도록 한 공기식 타이어에 관한 것이다.

공기식 타이어에 있어서, 트레드면에 타이어 둘레 방향으로 연장되는 직선형 홈은 직진 시의 배수 효과를 발휘하고, 타이어 둘레 방향에 대하여 경사지게 연장되는 경사형(slant) 홈은 선회 시에 있어서의 높은 배수성을 얻을 수 있는 것이 일반적으로 공지되어 있다. 그래서, 종래에 직진 시 및 선회 시에 있어서의 높은 배수성을 확보하기 위해서, 이러한 직선형 홈과 경사형 홈을 조합한 트레드 패턴이 제안되어 있다.

도 2에 그 일례를 도시한다. 트레드면(11)에 타이어 둘레 방향(T)으로 연장되는 3개의 직선형 주홈(12)이 설치되고, 이 3개의 직선형 주홈(12)에 의해 직진 시의 배수성을 확보하도록 하고 있다. 타이어 폭 방향으로 경사져 연장되는 가로 홈(13)의 타이어 내측 부분을 경사형 홈(13a)으로 형성하고, 이 경사형 홈(13a)에 의해 선회 시의 배수성을 높이고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 경사형 홈(13a)을 설치하면, 직선형 주홈(12)과 가로 홈(13)에 의해 구분되어 형성된 블록(14)의 접지압 분포가 불균일하게 되기 때문에, 내편마모성이 저하되고, 직선형 홈과 경사형 홈에 의해 구분되어 형성된 블록 패턴을 갖는 공기식 타이어에 있어서, 배수성과 내편마모성을 양립시키는 어려운 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 직선형 홈과 경사형 홈에 의해 구분되어 형성된 블록 패턴을 갖는 공기식 타이어에 있어서, 배수성과 내편마모성을 양립시킬 수 있는 공기식 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 공기식 타이어는 타이어 회전 방향이 지정된 트레드면의 중심에 타이어 둘레 방향에 직선형으로 연장되는 1개의 직선형 주홈을 설치하고, 상기 직선형 주홈으로부터 양측에 타이어 폭 방향으로 연장되며 또한 타이어 반대 회전 방향측으로 경사지는 가로 홈을 타이어 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치하고, 상기 직선형 주홈과 가로 홈에 의해 블록을 구분하여 형성하며, 상기 직선형 주홈의 양측에 타이어 둘레 방향에 대하여 타이어 반대 회전 방향측이 타이어 회전 방향측보다도 상기 직선형 주홈으로부터 멀어지도록 경사지는 좌우의 경사형 주홈을, 상기 가로 홈을 3개 이상 횡단하도록 하여 타이어 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치하고, 상기 경사형 주홈의 양단을 상기 블록 내에 위치시키는 한편, 양 단부로부터 중앙부를 향하여 점차로 홈 폭을 넓히며, 상기 경사형 주홈의 타이어 둘레 방향에 대한 경사 각도를 10 내지 45°로 하고, 최대 홈 폭을 상기 직선형 주홈의 홈 폭의 80 내지 110%로 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 경사형 주홈을 3개 이상의 가로 홈을 횡단하도록 설치하고, 또한 그 양단을 블록 내에 위치시키며, 또한 중앙부의 홈 폭을 상술한 바와 같이 폭이 넓어지도록 변화시켰기 때문에, 직선형 주홈, 가로 홈, 및 경사형 주홈에 의해 구분되어 형성된 블록에 있어서의 접지압 분포를 균일적으로 할 수 있기 때문에, 내편마모성을 높일 수 있다.

또한, 경사형 주홈의 경사 각도를 상기 범위로 규정함으로써, 선회 시에 있어서 높은 배수 효과를 발휘할 수 있는 한편, 트레드면의 중심에 배치한 직선형 주홈과 함께 작동하여 직진 시의 높은 배수성을 확보할 수 있다. 따라서, 배수성과 내편마모성의 양립이 가능하게 된다.

도 1에 있어서, 본 발명의 공기식 타이어는 타이어 회전 방향이 화살표(R)로 나타내는 바와 같이 지정된 트레드면(1)을 갖고 있다. 그 트레드면(1)에는 타이어 중심선(CL) 상에 타이어 둘레 방향(T)에 직선형으로 연장되는 1개의 직선형 주홈(2)이 설치되어 있다. 직선형 주홈(2)으로부터 양측에 타이어 폭 방향으로 연장되는 가로 홈(3)이, 타이어 둘레 방향(T)을 따라 소정의 피치로 배치되어 있다. 각 가로 홈(3)은 타이어 반대 회전 방향측으로 향하여 경사지는 곡선형으로 되어 있다. 이들 직선형 주홈(2)과 가로 홈(3)에 의해 블록(4)이 구분되어 형성되어 있다.

직선형 주홈(2)의 양측에는 타이어 둘레 방향(T)에 대하여 경사지는 좌우의 경사형 주홈(5)이 타이어 둘레 방향(T)을 따라서 소정의 피치로 배치되어 있다. 각 경사형 주홈(5)은 타이어 반대 회전 방향측이 타이어 회전 방향측보다도 직선형 주홈(2)으로부터 멀어져서, 타이어 반대 회전 방향측이 볼록형이 되고, 또한 점차로 타이어 둘레 방향(T)에 대한 경사 각도를 크게 한 곡선형으로 경사져 접지단(E)까지 연장되어 있다. 경사형 주홈(5)은 가로 홈(3)을 3개 횡단하여, 각 블록(4)을 내측 블록(4a)과 외측 블록(4b)으로 구분하여 형성하고 있다.

경사형 주홈(5)의 타이어 회전 방향측단(5a)이 내측 블록(4a)의 중앙부에 위치하는 한편, 타이어 반대 회전 방향측단(5b)은 외측 블록(4b)의 중앙부에 배치되고, 양단(5a, 5b)은 블록(4)내에 위치하고 있다. 좌우의 경사형 주홈(5)은 가로 홈(3)의 1피치분만큼 물려 놓은 비대칭 배치로 되어 있다. 각 경사형 주홈(5)의 홈 폭은 양 단부(5A, 5B)로부터 중앙부(5C)를 향하여 점차로 넓게 하고 있다.

경사형 주홈(5)의 타이어 둘레 방향(T)에 대한 경사 각도(θ)는 10 내지 45°의 범위로 되어 있다. 또한, 이와 같이 곡선형으로 경사진 경사형 주홈(5)의 경사 각도(θ)는 양단{5a, 5b; 경사형 주홈(5)의 중심선(m) 상에 위치하는 양단}을 연결한 직선(n)의 경사 각도이다. 중앙부(5C)가 가장 홈이 넓어지는 경사형 주홈(5)의 최대 홈 폭(W)은 직선형 주홈(2)의 홈 폭(X)의 80 내지 110%로 되어 있다.

각 경사형 주홈(5)의 타이어 회전 방향측단(5a)으로부터, 단부(5A)가 위치하는 내측 블록(4a)내에 연장되는 1개의 사이프(6)가 형성되어 있다. 각 사이프(6)는 타이어 회전 방향측단(5a)으로부터 직선형 주홈(2)측을 향하여 직선형이고 또한 타이어 회전 방향측을 향하여 경사져서 연장되며, 그 선단이 직선형 주홈(2)에 연결시키지 않고서 내측 블록(4a)내에 위치하고 있다.

상술한 본 발명의 공기식 타이어에 의하면, 경사형 주홈(5)을 3개의 가로 홈(3)을 횡단하도록 배치하는 한편, 양단(5a, 5b)을 블록(6)내에 위치시키고, 또한 중앙부(5C)의 홈 폭을 상술한 바와 같이 폭이 넓어지도록 변화시킴으로써, 트레드면(1)에 형성된 블록(4)의 접지압 분포를 균일적으로 하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 양호한 내편마모성을 얻을 수 있다.

다른 한편, 경사형 주홈(5)의 경사 각도(θ)를 상기 범위로 특정함으로써, 선회 시의 높은 배수성을 확보하는 한편, 트레드면(1)의 중심에 배치한 직선형 주홈(2)에 맞추어서, 직진 시에 있어서의 높은 배수성을 확보할 수 있게 된다. 따라서, 직선형 주홈(2)과 경사형 주홈(5)에 의해 구분된 블록 패턴을 갖는 공기식 타이어에 있어서, 배수성과 내편마모성을 양립시킬 수 있다.

경사형 주홈(5)의 양단(5a, 5b)이 블록(4)내에 위치하지 않고, 가로 홈(3)에 연통하면, 배수성 및 내편마모성에 악영향을 미친다. 경사형 주홈(5)이 양단부(5A, 5B)로부터 중앙부(5C)를 향하여 점차로 홈 폭을 넓게 하지 않는 구조이면, 내편마모성이 악화된다. 경사형 주홈(5)이 횡단하는 가로 홈(3)의 수가 2개 이하이면, 내편마모성의 저하를 초래한다.

경사형 주홈(5)의 경사 각도(θ)가 10°보다 낮으면, 선회 시의 배수성이 저하된다. 경사 각도(θ)가 45°를 넘으면, 직진 시의 배수성이 손상된다. 경사형 주홈(5)의 최대 홈 폭(W)이 직선형 주홈(2)의 홈 폭(X)의 80%보다 작으면, 직진 시의 배수성이 악화되고, 110%보다 크면, 블록(4a, 4b)의 접지압 분포에 악영향을 준다.

본 발명에 있어서, 상기 경사형 주홈(5)은 그 형상을 상술한 곡선형 대신에 직선형으로 하여도 좋다.

경사형 주홈(5)은 상기 실시예에서는 가로 홈(3)을 3개 횡단하도록 설치하였지만, 3개 이상 가로 홈(3)을 횡단하도록 배치할 수 있다. 횡단하는 가로 홈(3)의 수의 상한치로서는 타이어 사이즈에 따라 각각 다르지만, 블록 강성의 점에서 최대로 8개로 하는 것이 좋다.

직선형 주홈(2)의 홈 폭(X)으로서는 트레드면(1)의 접지 폭(Z)의 3 내지 10%로 하는 것이 좋다. 또, 여기서 말하는 접지 폭(Z) 및 상술한 접지단(E)은 JATMA(JATMA YEAR BOOK 2001)로 규정되는 표준 림(rim)에 장착하여, JATMA 규정 공기압의 충전 상태에서, 그 규정 하중(부하 능력)의 75% 부하의 조건하에서 측정한 최대 접지 폭 및 그 접지단이다.

가로 홈(3)의 경사 각도로서는 타이어 폭 방향에 대하여 5 내지 35°로 할 수 있다. 단, 상술한 바와 같은 곡선의 경우, 가로 홈(3)의 폭 방향 중심에 있어서, 가로 홈(3)의 내측단(3a)과 접지단(E) 상의 위치(3b)를 연결하는 직선의 경사 각도로 한다.

본 발명은 우천 주행 시에 높은 직진 배수성과 선회 배수성이 요구되는 레이싱 타이어에 특히 바람직하게 사용할 수 있지만, 다른 차량에 사용되는 공기식 타이어에도 적합하게 사용하는 것은 물론이다.

예

타이어 사이즈를 215/45R17로 공통으로 하여, 도 1에 도시하는 구성에 있어서, 경사형 주홈의 경사 각도 및 최대 홈 폭을 표 1과 같이 한 본 발명 타이어 1 내지 6과 비교 타이어 1 내지 4, 본 발명 타이어 2에 있어서, 경사형 주홈을 직선형으로 한 본 발명 타이어 7과 경사형 주홈을 2개의 가로 홈을 횡단하도록 배치한 비교 타이어 5 및 경사형 주홈의 양 단을 가로 홈에 연결시킨 비교 타이어 6과 경사형 주홈의 홈 폭을 일정하게 한 비교 타이어 7과 도 2에 도시하는 구성을 갖는 종래 타이어를 각각 제작하였다.

본 발명의 타이어 1 내지 7과 비교 타이어 1 내지 7의 직선형 주홈의 홈 폭은 접지 폭의 7%이고, 가로 홈의 경사 각도는 25°로 공통이다. 종래 타이어는 본 발명의 타이어 2와 거의 동일한 홈 면적이다.

이들 각 시험 타이어를 림 사이즈 17 ×7J의 림에 장착하고, 공기압을 2.0 kPa로 하여 2000cc의 차량에 장착하여, 이하에 제시하는 측정 방법으로, 직선 배수성, 선회 배수성, 및 내편마모성을 평가 시험한 바, 표 1에 나타내는 결과를 얻었다.

직선 배수성

수심 평균이 10mm인 평평한 젖은 노면에서, 직선 주행하여 속도를 올려가고,수막 현상(hydroplaning)이 발생하기까지의 한계 속도를 측정하고, 그 결과를 종래 타이어를 100으로 하는 지수치로 평가하였다. 이 값이 클수록, 직진 배수성이 우수하다.

선회 배수성

수심 평균 10mm인 평평한 젖은 노면에서, 반경 100m의 원호를 그리면서 속도를 올려가고, 수막 현상이 발생하기까지의 한계 속도를 측정하고, 그 결과를 종래 타이어를 100으로 하는 지수치로 평가하였다. 이 값이 클수록, 선회 배수성이 우수하다.

내편마모성

포장 노면으로 이루어지는 건조한 시험로를 평균 속도 80km/h로 8000km 주행한 후, 블록 표면에 발생한 최대 마모량과 최소 마모량을 측정하여, 그 마모량차로 내편마모성을 평가하였다. 그 결과를 종래 타이어를 100으로 하는 지수치로 나타낸다. 이 값이 클수록, 내편마모성이 우수하다.

	경사각도(°)	최대홈 폭(%)	직진 배수성	선회 배수성	내편마모성
비교 타이어1	5	100	112	98	102
본 발명 타이어1	10	100	110	105	104
본 발명 타이어2	30	100	108	108	104
본 발명 타이어3	45	100	105	110	104
비교 타이어 2	50	100	98	112	102
비교타이어 3	30	70	95	100	105
본 발명 타이어4	30	80	102	103	107
본 발명 타이어5	30	90	105	105	105
본 발명 타이어6	30	110	108	107	103
비교 타이어4	30	120	110	109	98
본 발명 타이어7	30	100	107	108	104
비교 타이어5	30	100	104	104	98
비교 타이어6	30	100	99	99	97
비교타이어7	30	100	108	108	96
종래 타이어	-	-	100	100	100

표 1로부터, 본 발명의 타이어는 배수성을 향상시킨 종래 타이어보다 높은 배수 성능과 내편마모성을 얻을 수 있고, 배수성과 내편마모성을 양립할 수 있음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 직선형 주홈과 경사형 주홈을 상술한 바와 같이 특정함으로써, 블록에 있어서의 접지압 분포를 균일적으로 하여 내편마모성을 높일 수 있는 한편, 선회 및 직진 시에 있어서의 높은 배수 효과를 확보할 수 있고, 따라서, 배수성과 내편마모성의 양립이 가능하게 된다.

Claims (7)

1. 타이어 회전 방향이 지정된 트레드면의 중심에 타이어 둘레 방향으로 직선형으로 연장되는 1개의 직선형 주홈을 설치하고, 상기 직선형 주홈으로부터 양측에 타이어 폭 방향으로 연장되며 또한 타이어 반대 회전 방향측으로 경사지는 가로 홈을 타이어 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치하고, 상기 직선형 주홈과 가로 홈에 의해 블록을 구분하여 형성하며, 상기 직선형 주홈의 양측에 타이어 둘레 방향에 대하여 타이어 반대 회전 방향측이 타이어 회전 방향측보다도 상기 직선형 주홈으로부터 멀어지도록 경사지는 좌우의 경사형 주홈을 상기 가로 홈을 3개 이상 횡단하도록 하여 타이어 둘레 방향으로 소정의 피치로 배치하고, 상기 경사형 주홈의 양단을 상기 블록 내에 위치시키는 한편, 양 단부로부터 중앙부를 향하여 점차로 홈 폭을 넓히며, 상기 경사형 주홈의 타이어 둘레 방향에 대한 경사 각도를 10 내지 45°로 하고, 최대 홈 폭을 상기 직선형 주홈의 홈 폭의 80 내지 110%로 한 공기식 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 경사형 주홈은 직선형 또는 타이어 반대 회전 방향측이 볼록하게 되는 곡선형인 공기식 타이어.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 직선형 주홈의 홈 폭은 상기 트레드면의 접지 폭의 3 내지 10%인 공기식 타이어.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 경사형 주홈의 타이어 회전 방향측단으로부터 상기 단부가 위치하는 블록 내에 연장되는 1개의 사이프를 형성한 공기식 타이어.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 좌우의 경사형 주홈은 상기 가로 홈을 3 내지 8개 횡단하는 공기식 타이어.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 블록은 상기 경사형 주홈에 의해 구분된 내측 블록과 외측 블록을 갖고, 상기 경사형 주홈의 타이어 회전 방향측단을 상기 내측 블록의 중앙부에, 타이어 반대 회전 방향측단을 상기 외측 블록의 중앙부에 위치시킨 공기식 타이어.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 가로 홈의 타이어 폭 방향에 대한 경사 각도가 5 내지 35°인 공기식 타이어.

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