KR101053904B1 - 디커플링 그루브를 가지는 중하중 차량용 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로, 특히, 숄더부에 디커플링그루브를 설치하여서 되는 타이어에 관한 것이다. 본 발명은, 트레드 모서리에 디커플링그루브를 설치하되 디커플링그루브(5)의 깊이 방향과 트레드 접지면이 이루는 각도(가)가 97도 내지 100도가 되는 타이어를 제공하여, 디커플링 그루브 외측에 희생리브가 형성되게 하여 희생 리브가 내측의 트레드 에지 리브를 보호하면서도, 희생리브와 트레드 에지 리브 사이에 충분히 깊은 디커플링 그루브를 설치할 수 있게 하여 희생 리브의 이상 마모가 트레드 에지 리브에 전이되는 일을 넉넉히 차단하게 하며, 충분히 깊은 디커플링 그루브는 사이드월의 진동 전달을 차단하고, 디커플링 그루브가 벨트 에지에 가까이 설치되게 하여 벨트 에지의 발열을 방열시키는 효과를 증진 시키는 것임.

타이어, 디커플링 그루브, 희생 리브

Description

디커플링 그루브를 가지는 중하중 차량용 타이어{Heavy duty vehicle tire with decoupling groove}

본 발명은 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로, 특히, 숄더부에 디커플링그루브를 설치하여서 되는 타이어에 관한 것이다.

중하중용 타이어에서 요구되는 성능은 내구 성능과 마일리지로 대표되는 마모 성능이다. 마일리지 성능은 다시 크게 두 부분으로 구분되는데, 첫 번째는 절대 마모 성능이고, 두 번째는 내이상마모 성능이다.

본 발명은 내이상마모 성능에 관련된 기술이다. 내이상마모 성능을 향상시키기 위한 대표적인 기술은 숄더 끝단에 이상 마모 방지 기구인 디커플링그루브(Decoupling Groove)를 설치하는 것이다. 디커플링 그루브는 고속/장거리 주행하는 경우에 채용하고 있다. 디커플링 그루브를 설치하게 되면 숄더 끝단에 디커플링 그루브에 의하여 분리되는 희생 리브가 형성된다.

이러한 디커플링 그루브의 설치로 이상 마모를 억제하는 원리는, 최외곽 리브에 발생되는 마찰에너지를 의도적으로 희생 리브에 집중시키므로써 희생 리브의 마모는 가속시키고 최외측 리브의 마모는 억제하는 원리이다. 희생리브와 최외곽 리브는 좁은 디커플링 그루브(Decoupling Groove)로 분리되어 있어 희생 리브의 이상마모가 본 리브로 확산되지 못하게 하는 것이다.

또한 주행 중 발생되는 진동이나 변형이 사이드월을 통해 트래드 숄더로 전달되는데, 디커플링 그루브는 이러한 변형이 전달되지 않도록 연결을 차단(Decouple)시키므로써 트래드 최외곽 리브의 움직임을 최소화 한다.

상기 측면에서 이상 마모 억제 기능을 가지고 있는 디커플링 그루브는 설치 위치에 따라 형상이 많이 다르게 나타나며 위치에 따라 다음 3가지 형태로 적용 되고 있다.

첫 번째는 첨부된 도면 도1의 A에 도시된 바와 같이, 최외곽 디커플링그루브가 최외곽 리브의 접지면상의 에지에 위치하며 수직으로 형성된 것이다. 이 형태의 디커플링 그루브는 전형적으로 희생리브가 최외곽 리브의 마찰에너지를 흡수하도록 설계되어 있다. 희생리브는 최외곽 리브 보다 강성(Stiffness)이 작아 동일 운동 조건하에서 움직임이 많으며, 이로 인해 마찰 에너지가 증가되고, 마모가 집중되게 된다. 그러나, 이러한 희생리브는 디커플링그루브로 인하여 이웃한 최외곽 리브와 디커플링(분리)되어 있으므로 희생리브의 이상마모가 최외곽 리브에 전이되는 현상을 막는다.

두 번째는 첨부된 도면 도1의 B에 도시된 바와 같이, 디커플링그루브가 트래드 표면이 아닌 사이드(측면)면에 위치하는 것으로 기능면에서 첫 번째 디커플링 그루 브와 상이하다. 디커플링 그루브가 사이드면에 위치하여 희생리브가 생성되지 않아 희생리브로 인한 이상마모 전이 현상 차단 효과는 없지만, 최외곽 리브의 바깥쪽 에지는 디커플링 그루브에 의해 지면과의 접촉 시 발생하는 접촉압(수직압력)이 대폭 낮아 지게 되어 해당 부위의 마찰에너지를 낮추게 한다(마찰에너지=수직압력과 변위량의 곱). 이러한 원리는 최외각 리브의 바깥 에지 마모를 지연시키는 역할을 한다.

세 번째는 첨부된 도면 도1의 C에 도시된 바와 같이, 디커플링그루브가 트래드 양 단부 모서리에 위치하며 트래드선과 이루는 각이 예각을 이루게 형성된 것으로, 디커플링그루브의 깊이는 깊지 않다.

상기 세가지 타입의 디커플링그루브를 비교해 볼 때, 가장 큰 차이는 디커플링그루브의 위치이며, 제품에 따라 그루브의 깊이, 그루브폭 등을 다르게 적용하고 있으며 또한 희생 리브(Sacrificial Rib)의 구조 또한 트레드와 단차를 두는 등 그 실시 형태가 다양하다.

그런데, 위 첫 번째 형태의 디커플링 그루브를 가지는 타이어는 희생리브의 이상마모가 디커플링그루브로 전이되지 아니하는 효과가 있으나 사이드월을 타고 전해지는 접촉압을 감소시키는 작용을 하지 못하는 결점이 있으며 또한 벨트 에지에서 발생하는 열의 방출 효과가 적은 결점이 있다. 그리고 위 둘째 형태의 디커플링 그루브는 사이드월을 타고 전해오는 접촉압을 감소시키어 트레드 양단 에지의 마찰 에너지를 낮추어 최외곽 리브의 바깥 에지 마모를 지연시키는 장점이 있으나 희생리브로 인한 이상 마모 전이 차단 효과를 가지지 못하는 결점이 있다. 그리고, 디커플링 그루브를 모서리에 형성시키는 세 번째 형태는 그 깊이를 깊게 형성시킬 수 없어 희생리브의 이상마모 전이 차단 효과가 만족스럽지 못하며 사이드월을 타고 전해 오는 접촉압 차단 효과도 충분치 못하고 벨트에지 발생 열의 방열효과도 충분하지 못한 결점이 있다.

본 발명은 희생리브를 형성시켜 이상마모의 전이를 차단하면서도 사이드월을 타고 전해오는 접촉압 차단효과가 양호하며 벨트 에지에서 발생하는 열의 방출 효과가 양호하여 벨트 에지 분리 현상을 감소시키어 타이어의 내구성을 향상시켜야 한다는 과제를 해결하고자 한다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 트레드 에지에 설치하는 디커플링 그루브를, 트레드 양단 리브의 에지 표면에 수직으로 형성시키는 위 첫 번째 형태와, 디커플링그루브를 트레드 양단 모서리에 형성시키는 위 세 번째의 형태를 결합하여 위 첫째와 위 셋째 형태의 디커플링그루브가 가지는 장점을 결합함으로써 이상 마모 억제 효과를 상승시키고 방열 효과를 상승시켜 벨트의 내구성을 향상시키고자 한다.

즉, 본 발명은, 트레드 모서리에 디커플링그루브를 설치하되 디커플링그루브(5)의 깊이 방향이 트레드 접지면과 이루는 각도(가)가 97도 내지 100도가 되는 타이어를 제공한다. 나아가, 본 발명은 디커플링 그루브의 깊이를 메인그루브 깊이보다 1mm 더 깊게 형성시켜서 된 타이어를 제공하며, 또한, 본 발명은 디커플링 그루브의 내벽면을 파형으로 형성시켜 주행시 트레드 끝단에 작용하는 수직 압력을 완화시키며 공기와의 접촉면을 증가시키게 하여서 된 타이어를 제공하며, 디커플링그 루브의 바닥을 둥글게 형성시켜서 된 타이어를 제공한다.

위와 같은 본 발명은, 디커플링 그루브의 깊이를 메인그루브 깊이보다 1mm 더 깊게 형성시켜서 된 타이어를 제공함으로써, 디커플링 그루브 외측에 희생리브가 형성되게 하여 희생 리브가 내측의 트레드 에지 리브를 보호함과 동시에 희생리브와 트레드 에지 리브 사이에 충분히 깊은 디커플링 그루브를 설치하여 희생 리브의 이상 마모가 트레드 에지 리브에 전이되는 일을 넉넉히 차단하게 하는 효과가 있으며, 충분히 깊은 디커플링 그루브는 사이드월의 진동 전달을 차단하는 효과를 증진시키고, 디커플링 그루브의 내벽면을 파형으로 형성시켜 주행시 트레드 끝단에 작용하는 수직 압력을 완화시키며 공기와의 접촉면을 증가시키게 하여 벨트 에지의 방열 효과를 증진시키어 벨트 에지 분리 현상을 감소시키어 타이어의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

트레드(1)와 트레드(1)의 양단에 설치되는 사이드월(2) 및 사이드월(2)의 단부에 설치되는 비드부로 구성되고, 트레드(1)에 다수층의 벨트층(3)이 설치되고 트레드(1)의 접지부에 그루브(4)가 설치되며, 트레드(1)의 양단 리브(11)의 에지(edge)에 디커플링 그루브(Decoupling groove)가 설치되는 것에 있어서, 본 발명은, 트레드(1)의 양단 리브(11)의 에지 중 모서리에 디커플링그루브(5)를 설치하 되, 디커플링그루브(5)의 깊이 방향과 트레드 접지면이 이루는 각도(가)가 97도 내지 100도가 되는 타이어를 제공한다.

이러한 본 발명은 디커플링그루브(5)를 차축방향 외측으로 설치하니 트레드(1)의 모서리에 설치하면서도 그 깊이를 깊게 형성시킬 수 있게 한다. 디커플링그루브(5)가 벨트층(3)의 에지로부터 충분히 이격되게 설치할 수 있게 하기 때문이다. 그리하여, 본 발명은, 디커플링 그루브(5)의 깊이를 메인 그루브(4)의 깊이보다 1mm 더 깊게 형성시켜서 된 타이어를 제공한다.

디커플링 그루브(5)는 깊이 방향으로 갈수록 그 폭을 크게 형성시키는 것이 바람직하다. 디커플링그루브(5)는 내부에 세폭부를 형성시키어 디커플링 그루브(5)의 바닥부 단면 형상이 주머니 형태를 가지게 하는 것이 바람직 하며, 위의 세폭부폭은 최소 2mm를 이루는 것이 바람직하다. 디커플링 그루브(5)의 입구부 폭은 2.5~3mm인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 디커플링 그루브(5)의 내벽면(51)을 파형으로 형성시켜서 된 타이어를 제공한다. 파형의 내벽면(51)은 주행시 트레드 끝단에 작용하는 수직 압력을 완화시키며 공기와의 접촉면을 증가시키는 작용을 한다. 특히, 공기와의 접면을 확대한 본 발명은 벨트층(3)의 에지에서 발생하는 열을 비교적 쉽게 방출시키게 하여 벨트에지에서의 분리 현상을 감소시켜 타이어의 내구성을 향상시킨다.

나아가, 본 발명은, 디커플링 그루브(5)의 바닥(52)을 둥글게 형성시켜서 된 타이어를 제공한다. 바닥(52)을 둥글게 하여서 된 본 발명은 바닥(52)에서의 균열 현상 발생을 감소시키어 타이어의 내구성이 감소되는 일을 방지한다.

본 발명은 디커플링 그루브(5)에 의하여 생성되는 희생 리브(6)의 높이를 트레드(1)의 접지면 높이보다 낮게 형성시켜서 된 타이어를 제공한다. 그 높이 차이는 3~3.5mm인 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 희생리브(6)의 상부 양단 모서리를 둥글게 형성시켜서 된 타이어를 제공하여 희생리브(6) 상단의 균열 현상을 감소시킨다. 희생립(6)의 폭은 8~12mm인 것이 바람직하다.

본 발명은, 디커플링 그루브(5)에 면하는 트레드(1)의 양단 리브(11)의 모서리(110)는 이를 테이퍼지게 또는 둥글게 형성시키어 트레드 에지에서 발생할 수 있는 뜯김을 방지할 수 있게 하는 타이어를 제공한다.

도1의 A,B,C는 타이어에 설치하는 디커플링 그루브의 종류를 설명하기 위한 타이어의 일부 발췌 단면도

도2는 본 발명의 요부 발췌 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 트레드

11. 리브

110. 모서리

2. 사이드월

3. 벨트층

4. 그루브

5. 디커플링 그루브

51. 내벽면

52. 바닥

6. 희생리브

Claims (9)

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3. 트레드(1)와 트레드(1)의 양단에 설치되는 사이드월(2) 및 사이드월(2)의 단부에 설치되는 비드부로 구성되고, 트레드(1)에 다수층의 벨트층(3)이 설치되고 트레드(1)의 접지부에 그루브(4)가 설치되며, 트레드(1)의 양단 리브(11)의 에지(edge)에 디커플링 그루브(Decoupling groove)가 설치되는 것에 있어서, 상기 디커플링그루브(5)는, 디커플링그루브(5)의 내벽면과 트레드 접지면이 이루는 각도(가)가 97도 내지 100도이고, 디커플링 그루브(5)의 깊이가 메인 그루브(4)의 깊이보다 1mm 더 깊게 형성 된 것이며, 디커플링 그루브(5)의 내벽면(51)을 파형으로 형성시켜서 된 것을 특징으로 하는 디커플링 그루브를 가지는 중하중 차량용 타이어.
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