KR101053906B1 - 차량용 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 특히 도로에서의 주행성능 향상을 위한 타이어 프로파일 설계의 개선 관한 것이다. 본 발명은 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되는 것에 있어서, 트레드의 중심선으로부터 숄더에 이르기까지를 3분하여 각 분할 곡률부를 형성시키고, 사이드월을 상부와 하부의 2단계로 구분하고 상하부의 곡률을 달리 형성시켜서 된 타이어 프로파일을 제공함으로써, 숄더부에서의 꺽임현상을 최소화하여, 숄더부 꺾임현상에 의해 발생하는 접지면적 손실을 줄여서, 타이어의 접지력(Grip)을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

타이어, 프로파일(Profile), 접지력, 덱라인

Description

차량용 공기입 타이어{Pneumatic vehicle tire}

본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 특히 도로에서의 주행성능 향상을 위한 타이어 프로파일 설계의 개선에 관한 것이다.

타이어의 복잡한 구조로 인해 접지력(Grip)이 좋은 콤파운드를 사용하여 캡트레드(Cap Tread)를 구성하여도 완제품에서의 특성 차이는 천차 만별이다. 특히 고속으로 코너를 주행 할 때에는 차량의 하중이동으로 인해 회전 바깥쪽으로 큰 수평력(Lateral G)을 받게 되며, 이 때 타이어의 숄더부 접지력에 따라 차량의 거동이 결정 된다.

코너링 시와 같은 극한 상황에서의 안정적인 거동은 타이어의 구조 및 캡트레드 콤파운드, 패턴형상 등 많은 부분들의 유기적인 작용결과이다. 그러나 이러한 타이어의 구조 중에서도 가장 중요하고 기본이 되는 부분이 타이어의 외부 윤곽을 결정하는 프로파일(Profile) 형상이다.

프로파일을 결정하는 인자에는 여러가지가 있으며, 앞서 언급한 문제인 접지 력 향상을 위해 종래에는 트레드의 폭(TW)을 키우는 방법이 많이 사용되었다. 이는 타이어의 접지폭을 넓게 하여 전체적인 접지면적을 높이기 위함이며, 어느 정도 효과를 발휘한다. 하지만 타이어 자체의 중량 상승으로 인해 원가가 상승하여 수익성이 떨어지며, 또한 구름저항(Rolling Resistance) 특성이 저하되어 연비가 나빠지기도 한다.

이러한 프로파일 설계시 숄더부에서 트레드와 사이드월이 만나는 경계점이 형성되는데 이 경계점이 완만한 곡선으로 처리되지 아니하면 코너링시 접지력을 저하시키는 원인이 된다.

이에 본 발명은, 이러한 프로파일 설계시 숄더부에서 트레드와 사이드월이 만나는 경계점이 완만한 곡선을 이루게 하는 설계치를 가지는 프로파일을 가지는 타이어를 제공하여야 한다는 과제를 해결하고자 한다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 트레드의 중심선으로부터 숄더에 이르기까지를 3분하여 각 분할 곡률부를 형성시키고, 사이드월을 상부와 하부의 2단계로 구분하고 상하부의 곡률을 달리 형성시킴으로써, 프로파일 설계차원에서 숄더부의 경계점을 보다 원만하게 처리하여 접지력을 극대화시켜서 된 타이어를 제공한다.

본 발명의 프로파일을 적용한 타이어는 코너링 시에도 숄더부에서의 꺽임현상이 줄어들어 이로 인해 발생하는 접지면적 손실을 막을 수 있기 때문에 타이어의 접지력(grip)이 상승하게 된다.

도 2는 175%하중 상태에서 슬립앵글(Slip angle) 10도인 조건에서의 접지형상(Foot shape)을 나타내고 있다. 종래 방식에 비해 본 발명기술 적용 타이어들의 접지형상은 숄더부 접지면적이 넓게 나타나며 이는 타이어의 접지력 향상에 큰 영향을 미친다. 종래의 방식은 코너링중에 발생하는 횡변형 시, 타이어의 외측 접지면의 증가량은 작고 내측의 접지면 감소는 크게 발생하는 반면, 본 발명안 방식은 외측 접지면의 증가량은 크게, 내측 접지면 감소는 작게하여 코너링시의 접지 면적을 최대한 넓게 확보할 수 있음을 알 수 있다.

또한 부가적으로, 구름저항(Rolling Resistance) 특성이 저하되고, 중량이 늘어나며, 직선주행시에도 불필요하게 넓은 접지면적을 가져야 하는 트레드폭(TW)을 확장한 종래의 타이어에 비해 연비향상(실험결과 4.5-10.7%의 향상효과)의 효과도 얻을 수 있다.

본 발명은 트레드(1)와 사이드월(2) 및 비드부(3)로 구성되는 것에 있어서,

트레드(1)의 중심선(CL)으로부터 숄더에 이르기까지를 3분하여 각 분할 곡률부를 형성시키고, 사이드월(2)을 상부와 하부의 2단계로 구분하며, 상하부의 곡률을 달리 형성시키고, 트레드와 사이드월이 만나는 경계점(P)과 트레드 연장선과 사이드월 연장선이 만나는 교점(C) 사이의 거리(d)가 0-1mm인 것을 특징으로 한다.

트레드 저부에 형성되는 덱라인(4)도 트레드 프로파일이 3분됨에 상응하여 3단계로 나뉘어지게 된다.

이는 종래에 있어서 일반적으로 트레드부와 덱라인의 곡률을 2단계로 구분하고 사이드월 부의 곡률을 3단계로 구분한 것과 구별된다.

가장 바람직한 실시예로, 타이어의 직경이 747.0mm인 경우, 트레드의 제1 곡률부(11)의 곡률반경은 850mm이고 중심선(CL)으로부터 35.3mm인 변곡점(a)에서 종지되며, 트레드의 제2 곡률부(12)의 곡률반경은 380mm이고 중심선(CL)으로부터 70.6mm인 변곡점(b)에서 종지되며, 트레드의 제3 곡률부(13)의 곡률반경은 160mm이고 사이드월(2)과의 경계점(P)에서 종지된다.

이때, 덱라인(4)의 제1 곡률부(41)의 곡률반경은 1000mm이고 중심선(CL)으로부터 35mm인 변곡점(e)에서 종지되며, 덱라인의 제2 곡률부(42)의 곡률반경은 480mm이고 중심선(CL)으로부터 69.6mm인 변곡점(f)에서 종지되며, 덱라인의 제3 곡률부(43)의 곡률반경은 600mm이고 사이드월과의 경계점(P)에서 종지되는 것이 바람직하다.

경계점(P)이 라운드한 형상을 얻기 위하여는 숄더부에서 트레드의 제3 곡률부(13)와 접하는 상부 사이드월의(21) 곡률반경이 작아야할 필요가 있다. 이에 따라 상부 사이드월의 곡률반경은 하부사이드월 곡률반경의 63-67%로 결정한다. 특히 상술한 실시예의 경우, 상부 사이드월(21)의 곡률반경은 54.4mm이고 하부사이드월 곡률반경(22)은 83.5mm인 것이 바람직하다.

즉, 이러한 구성으로 트레드와 상부 사이드월이 만나는 지점(P)이 서로 각을 이루지 아니하고 부드럽게 곡면을 이루며 만나게 된다.

도 1은 본 발명의 차량용 공기입 타이어의 단면도.

도 2는 본 발명의 차량용 공기입 타이어의 실험결과인 접지형상을 나타낸 도표.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 트레드

11. 트레드의 제1 곡률부

12. 트레드의 제2 곡률부

13. 트레드의 제3 곡률부

2. 사이드월

21. 상부 사이드월

22. 하부 사이드월

3. 비드부

4. 덱(deck)라인

41. 덱라인의 제1 곡률부

42. 덱라인의 제2 곡률부

43. 덱라인의 제3 곡률부

Claims (4)

1. 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되는 것에 있어서, 트레드의 중심선으로부터 숄더에 이르기까지를 3분하여 각 분할 곡률부를 형성시키고, 사이드월을 상부와 하부의 2단계로 구분하고 상하부의 곡률을 달리 형성시키며, 트레드와 사이드월이 만나는 경계점(P)과 트레드 연장선과 사이드월 연장선이 만나는 점(C)의 거리(d)가 0-1mm인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
2. 제 1항에 있어서, 트레드의 제1 곡률부의 곡률반경은 850mm이고 중심선(CL)으로부터 35.3mm에서 종지되며, 트레드의 제2 곡률부의 곡률반경은 380mm이고 중심선(CK)으로부터 70.6mm에서 종지되며, 트레드의 제3 곡률부의 곡률반경은 160mm이고 사이드월과의 경계점에서 종지되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
3. 제 1항에 있어서 상부 사이드월의 곡률반경이 하부사이드월 곡률반경의 63-67%인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.
4. 제 3항에 있어서 상부 사이드월의 곡률반경은 54.4mm이고 하부사이드월 곡률 반경은 83.5mm인 것을 특징으로 하는 차량용 공기입 타이어.

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