KR101154773B1

KR101154773B1 - 공기 타이어

Info

Publication number: KR101154773B1
Application number: KR1020097025871A
Authority: KR
Inventors: 겐스께 도바시; 다까아끼 고지마; 순고 후지따; 슈 나가이; 소따로 이와부찌
Original assignee: 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2012-06-18
Also published as: EP2154008A4; JP5231405B2; EP2154008B1; WO2008143034A1; CN102423993B; ES2398403T3; US20100206445A1; CN102423993A; EP2404770A1; CN101687442B; EP2404770B1; CN101687442A; EP2154008A1; KR20090132651A; KR20120001813A; JPWO2008143034A1; US9174497B2

Abstract

타이어의 트레드에, 적어도 2개의 둘레 방향 주 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 주 홈에서 적어도 트레드 중앙부에 리브를 구획한 공기 타이어에 있어서, 트레드 중앙부에 구획한 리브에, 타이어 적도 방향을 따라 연장되는 둘레 방향 홈 부분과, 이 둘레 방향 홈 부분의 일단부로부터 둘레 방향 홈 부분에 대하여 예각으로 굴곡하여 연장되는 축 방향 홈 부분을 포함하는 부 홈을 갖고, 상기 부 홈의 적어도 일단부가 상기 둘레 방향 주 홈으로 개구한다.

공기 타이어, 트레드, 주 홈, 리브, 모따기부, 타이어 적도

Description

공기 타이어 {PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 타이어의 트레드 패턴에 형성한 둘레 방향 주 홈에 기인한 기주 공명음을 저감시킨 공기 타이어에 관한 것이다.

최근의 차량의 정숙화에 수반하여, 자동차 소음에 있어서 타이어 소음이 점유하는 비율이 상대적으로 커지고 있기 때문에, 그 타이어 소음의 저감이 큰 과제로 되어 있다. 그 중에서도, 사람의 귀에 들리기 쉬운 1,000㎐ 전후의 타이어 소음은 차외 소음의 주된 요인으로 되고 있고, 이 소음은 환경 문제의 점에서도 시급한 대책이 기대되고 있다.

그런데, 대략 800 내지 1,400㎐의 주파수 대역에 속하는 타이어 소음은, 타이어의 접지면 내에서, 트레드에 형성한 둘레 방향 주 홈과 노면에 의해 구획되는 기주가 공명하는 것, 소위 기주 공명에 의해 발생하는 것이 일반적으로 알려져 있다.

즉, 둘레 방향 주 홈을 갖는 타이어가 접지한 상태에 있어서, 상기 둘레 방향 주 홈의 홈벽과 접지면 사이에 접지 길이와 동일한 길이의 관이 형성되고, 타이어의 주행에 수반하여, 이 관내에서의 공기의 압축과 개방이 반복되는 결과, 기주 공명음이라 불리는 노이즈가 발생한다. 이 기주 공명음의 주파수 f₀은, 음속을 v로 하고, 관의 길이, 즉 둘레 방향 주 홈의 길이를 L로 하면,

f₀=v/2L

로 나타내어지는 일정한 주파수이다.

이와 같은 기주 공명의 억제를 위해, 국제 공개 제2004/103737호 팜플렛에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 습윤 성능의 저하를 억제하면서 조종 안정성을 유지하면서, 타이어의 기주 공명음을 저감시키는 것으로서, 트레드(1)에 그 둘레 방향으로 직선 형상 혹은 지그재그 형상으로 연속되는 2개 이상의 둘레 방향 주 홈(2, 3)을 형성하고, 적어도 1개의 둘레 방향 주 홈[도 7에서는 둘레 방향 주 홈(2)]에 대해, 일단부가 그 둘레 방향 주 홈으로 개구하고, 타단부가 랜드부 내에서 종료하는 복수개의 축 방향 부 홈(5)을 형성하고, 각각의 축 방향 부 홈(5)을, 접지면 내에 항상 1개 이상이 완전히 포함되는 배치 형태로 한 트레드 패턴에 대하여 제안되어 있다.

이와 같이, 둘레 방향 주 홈으로부터 분기된 부 홈을 형성함으로써, 기주 공명음의 주파수를 분산시킬 수 있다. 주파수가 분산되면 귀에 들리는 소리가 완화되어 조용하게 된 것으로 느끼고, 이 효과를 화이트 노이즈화라 한다.

부 홈의 형상에 의해, 주파수의 분산 효과가 바뀐다. 구체적으로는, 부 홈의 길이를 l, 음속을 v로 하면, 분산되어 새롭게 발생하는 소리의 주파수 f는,

f=(2n-1)×v/4l

n : 진동 차수(n=1, 3, 5…

로 나타내어지는 것을 알 수 있다.

<발명의 개시>

<발명의 해결하고자 하는 과제>

국제 공개 제2004/103737호 팜플렛에 기재된 공기 타이어에서는, 둘레 방향 주 홈에 연속시킨 축 방향 부 홈에 의해, 둘레 방향 주 홈내에서 발생하는 기주 공명음의 주파수를 분산시켜 화이트 노이즈화하는 것은 가능해진다. 그러나, 또한 이 기술의 효과를 높이기 위해서는 아직 이하의 과제가 있다.

국제 공개 제2004/103737호 팜플렛에 기재된 공기 타이어에서는, 부 홈(5)의 길이를 어느 정도의 길이로 취하기 위해, 도 7에도 도시된 바와 같이, 둘레 방향 주 홈(2, 3) 사이에 끼워진 리브(12)가 부 홈(5)에 의해 분단된다. 이에 의해, 리브(12)의, 부 홈(5)과 둘레 방향 주 홈(3) 사이에 끼워진 부분은 극단적으로 강성이 저하하기 때문에 조종 안정성이 저하한다. 그로 인해, 흡음에 기여하는 부 홈의 개수를 얻을 수 없다는 문제가 있다.

따라서, 부 홈을, 둘레 방향 주 홈으로 개구하는 축 방향 홈 부분과 둘레 방향 홈 부분으로 구성하고, 이 축 방향 홈 부분과 둘레 방향 홈 부분을 예각으로 접는 구성으로 함으로써, 부 홈의 길이를 확보하는 동시에, 리브의 강성을 저하시키지 않고, 실제로 노이즈 레벨 저감을 달성할 수 있는 것을 알았다.

즉, 동일한 길이의 둘레 방향 홈 부분을 갖는 부 홈(5)을, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 둘레 방향 홈 부분에 대하여 예각으로 접은 경우는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 둔각으로 접은 경우와 비교하여, 타이어 둘레 방향에 걸치는 거리가 짧은 것을 알 수 있다. 그로 인해, 타이어 크기(외경)가 작은 타이어라도, 예각으로 접은 부 홈을 둘레 방향 홈에 접속시켜 형성함으로써, 기주 공명음을 저감할 수 있다.

또한, 둘레 방향의 홈이, 트레드 중앙부에 배치한 경우에 있어서, 돌 끼임이 발생하기 쉽다는 것을 알았다. 이것은 축 방향의 홈은 답입과 축출의 변형에 의해 홈이 개방하는 움직임을 하지만, 둘레 방향의 홈은 이 변형이 없기 때문이다. 트레드 중앙부에 부 홈을 형성하면, 특히 둘레 방향의 홈 부분을 사이에 끼우는 랜드부의 강성이 저하하여, 홈에 돌 끼임이 발생하기 쉽다는 문제가 발생한다. 즉, 국소적으로 강성이 낮은 부분, 예를 들어 트레드 접지면과 부 홈의 측벽이 접하는 정점 부분은 돌 끼임에 의해 변형하고, 답입과 축출에 의한 타이어 변형을 흡수하게 되기 때문에, 부 홈내에 돌이 남기 쉽다. 특히, 부 홈을 예각으로 굴곡시킨 부분에 돌이 남기 쉬운 것을 알았다.

또한, 기주 공명음은 상술한 바와 같이 기주에 보여지는 둘레 방향 주 홈내의 압축 공기에 기인하는 바, 이 기주 공명 현상은 트레드 중앙부의 둘레 방향 주 홈에 있어서 발생하기 쉽다. 본 발명자는 또한 트레드 중앙부의 둘레 방향 주 홈에 있어서의 기주 공명음을 저감하기 위해서는, 둘레 방향 주 홈으로부터 분기된 상기한 부 홈도 트레드 중앙부에, 특히 적도를 포함하는 리브에 형성하는 것이 바람직한 것을 발견하였다. 또한, 트레드 측부에 부 홈이 들어가면, 조종 안정성이 저하함과 함께, 편마모가 발생하는 경우도 있어, 이와 같은 관점에서도 부 홈은 트레드 중앙부에 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 트레드에 복수의 둘레 방향 주 홈을 형성하는 경우, 트레드는 트레드 측부와 트레드 중앙부로 구획된다. 여기서, 트레드 중앙부라 함은, 트레드의 한쪽의 트레드 단부에 인접하는 둘레 방향 주 홈과 다른 쪽의 트레드 단부에 인접하는 둘레 방향 주 홈 사이에 끼워진 영역을 가리키는 것으로 한다. 또한, 후술하는 중앙 리브라 함은, 타이어의 적도를 포함하는 리브를 가리키는 것으로 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하여, 우수한 조종 안정성을 희생하지 않고, 둘레 방향 주 홈에 의해 발생하는 기주 공명음을 저감시킴과 함께 배수성도 양호하게 하는 공기 타이어를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 그 밖의 목적은 돌 끼임성을 개선한 공기 타이어를 제공하는 것에 있다.

<과제를 해결하기 위하 수단>

본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 타이어의 트레드에, 적어도 2개의 둘레 방향 주 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 주 홈에서 적어도 트레드 중앙부에 리브를 구획한 공기 타이어에 있어서,

트레드 중앙부에 구획한 리브에, 타이어 적도 방향을 따라 연장되는 둘레 방향 홈 부분과, 상기 둘레 방향 홈 부분의 일단부로부터 둘레 방향 홈 부분에 대하여 예각으로 굴곡하여 연장되는 축 방향 홈 부분을 포함하는 부 홈을 갖고,

상기 부 홈의 적어도 일단부가 상기 둘레 방향 주 홈으로 개구하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.

(2) 상기 둘레 방향 주 홈이 타이어 적도를 사이에 두고 쌍을 이루는 상기 (1)에 기재된 공기 타이어.

(3) 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분은, 상기 홈 부분을 구획하는 양 측벽의 적어도 한쪽의 측벽에, 상기 트레드의 표면에 대하여 경사진 모따기부를 갖는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 공기 타이어.

(4) 상기 모따기부를 상기 둘레 방향 홈 부분의 상기 축 방향 홈 부분측의 측벽에 형성하는 상기 (3)에 기재된 공기 타이어.

(5) 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분의 측벽에 형성하는 모따기부의, 상기 트레드의 표면에 대한 경사각이 20도 내지 60도의 범위에 있는 상기 (3) 또는 (4)에 기재된 공기 타이어.

(6) 상기 모따기부는 상기 둘레 방향 홈 부분의 상기 축 방향 홈 부분측의 측벽에 형성하고, 상기 모따기부의 깊이가 상기 둘레 방향 홈 부분의 깊이의 10 내지 60％인 상기 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

(7) 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분의 길이 방향에 있어서의 길이가, 상기 부 홈의 축 방향 홈 부분의 길이 방향에 있어서의 길이보다 길고,

상기 둘레 방향 홈 부분과 상기 축 방향 홈 부분의 길이 방향에 있어서의 길이를 서로 더한 상기 부 홈의 전체 길이가 상기 트레드의 접지 길이의 40％ 내지 60％의 범위의 길이인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

(8) 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분의 깊이가, 상기 부 홈의 축 방향 홈 부분의 깊이보다 얕은 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

(9) 상기 부 홈의 축 방향 홈 부분은, 상기 둘레 방향 주 홈으로의 개구부의 인접 영역의 깊이가, 상기 인접 영역 이외의 축 방향 홈 부분의 깊이보다 얕은 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어.

<발명의 효과>

본 발명에 따르면, 적어도 일단부가 둘레 방향 주 홈으로 개구하는 부 홈을 예각으로 절곡하여 트레드 중앙부에 형성함으로써, 우수한 조종 안정성을 희생하지 않고, 둘레 방향 주 홈에 의해 발생하는 기주 공명음을 저감시킴과 함께 배수성도 양호하게 하는 공기 타이어를 제공할 수 있다. 또한, 부 홈을 트레드 중앙부에 형성함으로써 발생하는 돌 끼임성을, 부 홈에 모따기부를 형성함으로써 개선한 공기 타이어를 제공할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명의 공기 타이어의 실시 형태를 모식적으로 도시하는 트레드 패턴의 전개도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 A-A선을 따르는 단면도이고, 도 1의 (c)는 도 1의 (a)의 부분 확대도.

도 2의 (a)는 본 발명의 발명예 타이어의 트레드 패턴의 전개도를 도시하고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 B-B선을 따르는 단면도를 도시하는 도면.

도 3의 (a) 내지 (c)는 종래예 타이어 A 내지 C의 트레드 패턴을 각각 도시하는 도면.

도 4의 (a) 내지 (d)는 발명예 타이어 A 내지 D의 트레드 패턴을 각각 도시 하는 도면.

도 5의 (a)는 본 발명의 발명예 타이어 E의 트레드 패턴의 전개도를 도시하고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 있어서의 C-C선을 따르는 단면도를 도시하는 도면.

도 6의 (a)는 본 발명의 발명예 타이어 F의 트레드 패턴의 전개도를 도시하고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)에 있어서의 D-D선을 따르는 단면도를 도시하는 도면.

도 7은 종래 기술의 공기 타이어의 트레드 패턴의 전개도를 도시하는 도면.

도 8의 (a)는 부 홈을 예각으로 접은 예, 도 8의 (b)는 부 홈을 둔각으로 접은 예를 도시하는 도면.

[부호의 설명]

1 : 트레드

2, 3, 6 : 둘레 방향 주 홈

4 : 중앙 리브

5, 7, 8, 9, 10 : 부 홈

12 : 리브

15A, 15B : 사이프

5C : 둘레 방향 홈 부분

5W, 5W₁, 5W₂ : 축 방향 홈 부분

5M : 모따기부

C : 타이어 적도

P : 개구 모서리

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하에, 본 발명의 공기 타이어의 실시 형태를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

또한, 타이어의 내부 보강 구조 등은 일반적인 레이디얼 타이어의 내부 보강 구조와 마찬가지이므로 도시를 생략한다.

도 1의 (a)는 본 발명의 공기 타이어의 실시 형태를 모식적으로 도시하는 트레드 패턴의 전개도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 있어서의 A-A선을 따르는 단면도이며, 도 1의 (c)는 도 1의 (a)의 부분 확대도이다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 타이어의 트레드(1)에, 타이어 적도(C)를 사이에 두고 쌍을 이루는, 타이어 적도(C)를 따라 연장되는 2개의 둘레 방향 주 홈(2, 3)을 형성하고, 둘레 방향 주 홈(2와 3) 사이에 중앙 리브(4)를 구획한다. 또한, 이 중앙 리브(4)에 부 홈(5)을 형성한다. 이 부 홈(5)은, 타이어 적도(C)를 따라 연장되는 둘레 방향 홈 부분(5C)과, 둘레 방향 홈 부분(5C)의 일단부로부터, 2개의 둘레 방향 주 홈(2, 3) 중 타이어 적도(C)에 근접하여 위치하는 둘레 방향 주 홈(2)을 향해 연장되고, 또한 상기 둘레 방향 주 홈(2)으로 개구하는 축 방향 홈 부분(5W)으로 이루어진다.

이와 같이, 둘레 방향 주 홈(2)에 부 홈(5)을 연통시킴으로써, 둘레 방향 주 홈에 있어서 발생하는 기주 공명음의 주파수를 전술한 바와 같이 분산시킬 수 있다.

또한, 흡음 효과 외에도, 배수성을 고려하면, 트레드에 어느 정도의 길이를 가진 다수의 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 부 홈을 예각으로 절곡하면서 배치함으로써, 리브를 분단하지 않고 리브의 강성을 확보하면서 다수의 홈을 배치할 수 있다.

특히 접지압이 높은 중앙 리브(4)에 홈을 형성하는 것이 바람직하므로, 상기와 같은 부 홈(5)을 형성함으로써 배수성과 정숙성은 개선된다.

이상에 의해, 트레드 중앙부, 특히 중앙 리브(4)에 부 홈(5)을 형성함으로써, 양호한 조종 안정성을 유지하면서 둘레 방향 주 홈에 있어서 발생하는 기주 공명음의 주파수를 분산시키고, 배수성도 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 부 홈 단체에 대하여 고려한 경우, 음파가 반사하여 흡음할 수 있도록 하기 위해서는 부 홈 전체가 접지하고 있을 필요가 있지만, 그 점에서도 예각으로 접혀져 있는 편이 전체가 접지하기 쉽다. 그로 인해 특히, 접지 폭이 넓고, 저편평률의 타이어에 대하여, 접혀져 있는 부 홈이 적절하다.

또한, 도 1의 (a)에 있어서, 부 홈(5)은 둘레 방향 주 홈(2)으로 개구하는 예를 도시하였지만, 부 홈(5)은 둘레 방향 주 홈(3)측으로 개구해도 된다. 또한, 기주 공명음의 분산 효과를 고려하면 가능한 한 모든 둘레 방향 주 홈에 대하여 부 홈(5)을 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 부 홈(5)의 둘레 방향 홈 부분(5C)은, 측벽이 트레드(1)의 표면에 대하여, 경사진 테이퍼 형상의 모따기부(5M)를 갖는 것이 중요하다. 또한, 도 1의 (b)에 있어서, 타이어 적도(C)측의 측벽에 모따 기부(5M)를 갖는 예를 도시하였지만, 모따기부(5M)는 타이어 적도(C)와 반대측의 측벽에 형성해도 가까운 효과가 얻어지지만, 특히 타이어 적도(C)측의 측벽에 설치하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 타이어 적도(C)는 접지압이 높기 때문에 돌 끼임이 발생하기 쉽기 때문이다.

여기서, 경사각 θ는 부 홈(5)의 둘레 방향 홈 부분(5C)의 개구 모서리(P)를 통해, 타이어의 회전축에 평행한 선분과 둘레 방향 홈 부분(5C)의 모따기부(5M)가 이루는 각이다.

타이어의 트레드(1)의 중앙 리브(4)에 부 홈(5)을 형성하면, 특히 둘레 방향 홈 부분(5C)의 양측의 랜드 부분에 있어서, 강성이 저하하여 둘레 방향 홈 부분(5C)에 돌 끼임이 발생한다. 국소적으로 강성이 낮은 부분, 예를 들어, 트레드 접지면과 홈의 측벽이 접하는 정점 부분은 돌을 끼게 함으로써 변형되고, 답입과 축출에 의한 타이어 변형을 흡수하게 되므로, 홈내에 돌이 남기 쉽다. 여기서, 둘레 방향 홈 부분(5C)에 모따기부(5M)를 형성함으로써, 국소적으로 강성이 낮은 부분을 제거하여 돌 끼임성을 개선할 수 있다.

또한, 둘레 방향 홈 부분(5C)에 모따기부(5M)를 형성함으로써, 부 홈(5)의 단면적은 증가하므로, 부 홈의 체적이 증가하고, 주파수의 분산 효과가 높아지기 때문에, 기주 공명음의 저감으로 이어지는 동시에 배수성도 개선된다. 또한, 둘레 방향 홈 부분(5C)에 모따기부(5M)를 형성함으로써, 트레드의 접지 면적은 감소하므로 조종 안정성은 저하하는 방향이지만, 강성이 낮은 부분을 제거하고 있는 것과, 제거하는 면적이 작은 점을 고려할 때, 조종 안정성에의 영향은 작다고 생각된다.

또한, 예각으로 굴곡하고, 또한 랜드부 내에서 끝나는 부 홈에 이 모따기부를 형성함으로써, 본 발명의 효과를 달성할 수 있다. 즉, 도시하지 않지만, 3 회 이상 굴곡하는 패턴을 갖는 부 홈의 둘레 방향 홈 부분에 모따기부를 형성함으로써도, 마찬가지로 본 발명의 효과를 달성할 수 있다.

여기서, 축 방향이라 함은, 둘레 방향 주 홈에 대하여 대략 직각인 것을 가리키고, 둘레 방향 주 홈에 대하여 30°내지 90°의 범위이다. 또한, 둘레 방향이라 함은, 둘레 방향 주 홈에 대하여 0°내지 20°의 범위이다. 둘레 방향 홈 부분은, 후술하는 바와 같이 전체 구간이 둘레 방향 주 홈에 대하여 상기 범위의 각도에 있을 필요는 없고, 약간 만곡하고 있어도 된다. 특히, 상기 범위의 각도를 각각 갖는 둘레 방향 홈 부분과 축 방향 홈 부분에 의해 예각을 형성하고 있는 것이 중요하다.

또한, 상기 경사각 θ는 20도 내지 60도의 범위에 있는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 20도보다 작으면 돌 끼임 개선 효과가 작다. 또한, 60도보다 크면 랜드부가 크게 잘라내어져, 리브 강성이 저하함으로써 조종 안정성이 저하하기 때문이다.

또한, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이, 둘레 방향 홈 부분(5C)의 길이 방향에 있어서의 길이(LC)는, 축 방향 홈 부분(5W)의 길이 방향에 있어서의 길이(LW)보다 긴 구성으로 된다. 이것은 기주 공명음의 분산을 충분히 달성하기 위해, 부 홈의 전체 길이는 어느 정도의 길이가 필요하지만, 부 홈을 배치하는 리브는 가늘기 때문에 둘레 방향 홈 부분(5C)을 길게 할 수밖에 없기 때문이다.

또한, 도 1의 (c)에 있어서, 둘레 방향 홈 부분(5C)의 길이 방향에 있어서의 길이(LC)는, 둘레 방향 홈 부분(5C)에 있어서, 모따기부를 포함하지 않는 둘레 방향 홈 부분(5C)의 홈 폭(W)의 중심을 지나는 선분의 길이이고, 축 방향 홈 부분(5W)의 길이 방향에 있어서의 길이(LW)는, 축 방향 홈 부분(5W)의 중심을 지나는 선분의 길이이다.

또한, 둘레 방향 홈 부분(5C)의 길이 방향에 있어서의 길이(LC)와 축 방향 홈 부분(5W)의 길이 방향에 있어서의 길이(LW)를 서로 더한 부 홈(5)의 전체 길이(LC+LW)가, 트레드의 접지 길이의 40％ 내지 60％의 범위의 길이인 것이 바람직하다.

이것은 본 발명자의 검토에 의해, 부 홈(5)의 전체 길이가 트레드의 접지 길이의 절반 정도의 길이일 때에, 기주 공명음의 주파수가 양호하게 분산되는 것을 알고 있기 때문이다.

다음에, 트레드(1)의 강성을 더욱 향상시키는 구성에 대하여 설명한다.

트레드는, 타이어 둘레 방향보다 타이어 축 방향으로 변형하기 쉽다. 또한, 트레드에 홈을 형성하면, 그 홈이 깊을수록 트레드의 강성은 저하한다. 그로 인해, 둘레 방향 홈 부분(5C)의 깊이를, 축 방향 홈 부분(5W)의 깊이보다 얕게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 부 홈 주위의 랜드부의 강성을 높여 조종 안정성을 확보할 수 있다.

부 홈(5)의 축 방향 홈 부분(5W)은, 둘레 방향 주 홈(2)으로의 개구부의 인접 영역의 깊이가, 인접 영역 이외의 축 방향 홈 부분(5W)의 깊이보다 얕은 것이 바람직하다.

즉, 축 방향 홈 부분(5W)의, 둘레 방향 주 홈(2)으로의 개구부의 인접 영역의 단면적을, 인접 영역 이외의 축 방향 홈 부분(5W)의 단면적보다 작게 함으로써, 축 방향 홈 부분(5W)의 간섭 효과를 한층 향상시킬 수 있고, 둘레 방향 주 홈(2)의 기주 공명음의 화이트 노이즈화를 촉진할 수 있다.

또한, 축 방향 홈 부분(5W)의, 둘레 방향 주 홈(2)으로의 개구부의 인접 영역의 깊이를 얕게 함으로써, 이 인접 영역에 의해 분단되어 있는 랜드부는, 인접 영역 이외의 축 방향 홈 부분(5W)에 의해 분단되어 있는 랜드부와 비교하여 그의 강성이 높아지고, 또한 비틀림에도 강해져 조종 안정성이 양호하게 된다.

다음에, 본 발명에 관한 타이어를 시험 제작하여 성능 평가를 행하였으므로 이하에 설명한다.

도 2의 (a)에, 발명예 타이어의 비대칭 트레드 패턴의 전개도를 도시하고, 도 2의 (b)에, 도 2의 (a)에 있어서의 B-B선을 따르는 단면도를 도시한다.

도 2의 (a)의 발명예 타이어는, 도 1의 (a)에 있어서 설명한 트레드 패턴과 기본적인 구조는 동일하다. 즉, 트레드에, 타이어 적도(C)를 사이에 두고 쌍을 이루는, 타이어 적도(C)를 따라 연장되는 2개의 둘레 방향 주 홈(2, 3)을 형성하고, 둘레 방향 주 홈(2와 3) 사이에 중앙 리브(4)를 구획한다. 또한, 이 중앙 리브(4)에, 둘레 방향 홈 부분(5C)과 축 방향 홈 부분(5W)으로 이루어지고, 예각으로 구부러져 접혀지고, 중앙 리브(4) 내에서 끝나는 부 홈(5)을 형성한다.

도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 둘레 방향 홈 부분(5C)은, 타이어 적도(C)측의 측벽이, 트레드의 표면에 대하여 경사진 테이퍼 형상의 모따기부(5M)를 갖는다. 여기서, 경사각 θ는 45°이다.

발명예 타이어의 둘레 방향 홈 부분(5C)의 치수는, 홈 폭[모따기부(5M)를 포함하지 않는 경우]이 1.5㎜, 홈 깊이가 4.6㎜, 모따기부(5M)의 폭이 1.6㎜, 모따기부(5M)의 깊이가 1.6㎜이고, 홈 바닥은 0.7㎜의 곡률 반경을 갖고 있다.

종래예 A 내지 C 및 발명예 A 내지 H의 타이어는 타이어 크기가 모두 215/60R16이다.

도 3의 (a) 내지 (c)에, 종래예 타이어 A 내지 C의 트레드 패턴을 각각 도시한다.

종래예 타이어 A는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)의 발명예 타이어의 중앙 리브(4)의 부 홈(5)을 형성하지 않고, 둘레 방향 주 홈(6)에 개구하는 부 홈(7)을 트레드 측부에 형성하고 있다.

종래예 타이어 B는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)의 발명예 타이어의 중앙 리브(4)의 둘레 방향 주 홈(3) 및 부 홈(5)을 형성하지 않고, 둘레 방향 주 홈(6)에 개구하여 둔각으로 굴곡하는 부 홈(9)을 중앙 리브(4)에 형성하고 있다.

종래예 타이어 C는, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)의 발명예 타이어의 중앙 리브(4)의 부 홈(5)을 형성하지 않고, 그 외 추가의 부 홈도 형성하고 있지 않다.

도 4의 (a) 내지 (d)에, 발명예 타이어 A 내지 D, 도 5의 (a)에 발명예 타이어 E, 도 6의 (a)에 발명예 타이어 F의 트레드 패턴을 각각 도시한다.

발명예 타이어 A는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)의 발명예 타이어의 부 홈(5) 대신에, 둘레 방향 주 홈(3)으로 개구하는 부 홈(8)을 중앙 리브(4)에 형성하고 있다.

발명예 타이어 B는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)의 발명예 타이어와 마찬가지로, 트레드의 중앙 리브(4)의 부 홈(5)은 형성하고 있지만, 부 홈(5)의 둘레 방향 홈 부분에 모따기부는 형성하고 있지 않는 구조이다.

발명예 타이어 C는, 도 4의 (c)에 참고로 도시하지만, 도 2의 (a)의 발명예 타이어와 동일하다. 발명예 타이어 C는 발명예 타이어 B의 부 홈(5)의 둘레 방향 홈 부분의 측벽을 깎아 떨어뜨리는 형태로 부 홈의 모따기부를 형성하고 있다.

발명예 타이어 A 내지 C의 부 홈은 모두 직선 기조이다.

발명예 타이어 D는, 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)의 발명예 타이어의 중앙 리브(4)의 부 홈(5)을 형성하지 않고, 둘레 방향 주 홈(3)으로 개구하는 부 홈(10)을 형성하고 있다. 부 홈(10)은 그 둘레 방향 부분이 둘레 방향 주 홈(3)으로 개구하고, 둘레 방향 부분으로부터 예각으로 굴곡한 축 방향 부분을 갖는다. 이 굴곡은 그 밖의 발명예 타이어보다 완만하다. 또한, 둘레 방향 주 홈(3)은 그 밖의 발명예 타이어보다 가늘다.

도 5의 (a)에, 발명예 타이어 E의 비대칭 트레드 패턴의 전개도를 도시하고, 도 5의 (b)에, 도 5의 (a)에 있어서의 C-C선을 따르는 단면도를 도시한다.

도 5의 (a)의 발명예 타이어 E에서는, 타이어 적도(C)를 사이에 두고 쌍을 이루는, 타이어 적도(C)를 따라 연장되는 2개의 둘레 방향 주 홈(2, 3)을 형성하고, 둘레 방향 주 홈(2와 3) 사이에 중앙 리브(4)를 구획한다. 또한, 이 중앙 리브(4)에, 둘레 방향 홈 부분(5C)과 축 방향 홈 부분(5W)으로 이루어지고, 축 방향 홈 부분(5W)이 둘레 방향 주 홈(3)으로 개구하는 부 홈(5)을 형성한다. 부 홈(5)은 예각으로 구부러져 접혀지고, 중앙 리브(4) 내에서 끝난다. 둘레 방향 주 홈(2)은 둘레 방향 홈 부분(5C)과 사이프(15A)에 의해 접속되고, 둘레 방향 주 홈(3)은 축 방향 홈 부분(5W)과 사이프(15B)에 의해 접속된다.

도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 둘레 방향 홈 부분(5C)은, 타이어 적도(C)측과 반대측의 측벽이 트레드의 표면에 대하여 경사진 테이퍼 형상의 모따기부(5M)를 갖는다. 여기서, 경사각 θ는 31°이다. 발명예 타이어 E의 둘레 방향 홈 부분(5C)의 치수는, 홈 폭[모따기부(5M)를 포함하지 않는 경우]이 4.7㎜, 홈 깊이가 4.7㎜, 모따기부(5M)의 폭이 6.1㎜, 모따기부(5M)의 깊이가 3.6㎜이고, 홈 바닥은 0.7㎜의 곡률 반경을 갖고 있다.

둘레 방향 홈 부분(5C)의 홈 폭, 홈 깊이, 곡률의 조합에 의해 돌 끼임이 쉬운 장소는 변화하기 때문에, 이 돌 끼임이 쉬운 장소에 맞추어, 둘레 방향 홈 부분(5C)에 형성하는 모따기부(5M)의 위치를 결정해도 된다.

도 6의 (a)에, 발명예 타이어 F의 비대칭 트레드 패턴의 전개도를 도시하고, 도 6의 (b)에, 도 6의 (a)에 있어서의 D-D선을 따르는 단면도를 도시한다.

도 6의 (a)의 발명예 타이어 F에서는, 타이어 적도(C)를 사이에 두고 쌍을 이루는, 타이어 적도(C)를 따라 연장되는 2개의 둘레 방향 주 홈(2와 11) 사이의 리브(12)에 둘레 방향 홈 부분(5C)과 2개의 축 방향 홈 부분(5W₁, 5W₂)으로 이루어지는 부 홈(5)을 형성한다. 부 홈(5)은 예각으로 구부러져 접혀지고, 리브(12) 내에서 끝난다. 둘레 방향 주 홈(2)은 축 방향 홈 부분(5W₁)과 접속되고, 축 방향 홈 부분(5W₁)은 둘레 방향 홈 부분(5C)과 접속되고, 둘레 방향 홈 부분(5C)은 축 방향 홈 부분(5W₂)과 예각으로 구부러져 접혀져 접속된다.

도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 둘레 방향 홈 부분(5C)은, 타이어 적도(C)측의 측벽이 트레드의 표면에 대하여 경사진 테이퍼 형상의 모따기부(5M)를 갖는다. 여기서, 경사각 θ는 28°이다. 발명예 타이어 F의 둘레 방향 홈 부분(5C)의 치수는, 홈 폭[모따기부(5M)를 포함하지 않는 경우]이 2.4㎜, 홈 깊이가 6.1㎜, 모따기부(5M)의 폭이 3.8㎜, 모따기부(5M)의 깊이가 2.0㎜이고, 홈 바닥은 0.7㎜의 곡률 반경을 갖고 있다.

또한, 발명예 타이어 G로서, 모따기부를 형성하지 않는 점 이외는 발명예 타이어 E와 동일한 타이어를 제작하고, 발명예 타이어 H로서, 모따기부를 형성하지 않는 점 이외는 발명예 타이어 F와 동일한 타이어를 제작하였다.

종래예 A 내지 C 및 발명예 A 내지 H의 타이어를, 편평률 55, 16×7J의 림에 조립하여, 각각 보통 승용차의 전방 및 후방의 4륜에 장착하였다. 그 때, 타이어 내압으로서 전방/후방 모두 220㎪을 적용하였다. 하중을 2명 승차 상당으로 하였다.

종래예 A 내지 C 및 발명예 A 내지 H의 타이어를 사용하여, 조종 안정성의 측정, 배수성의 측정, 기주 공명음의 화이트 노이즈화의 측정 및 돌 끼임성의 측정을 행하였다.

<조종 안정성의 측정>

상술한 조건의 차량에 의해, 긴 직선 부분을 포함하는 주회로, 및 완만한 커브가 많은 핸들링 평가로 등으로 이루어지는 테스트 코스 내를, 저속으로부터 150㎞/h 정도까지의 속도 영역에서 주행하고, 조종 안정성(핸들 응답성)을 드라이버가 10점 만점으로 느낌 평가하였다. 발명예 타이어 A를 0으로 하여 지수화한 것으로 조종 안정성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

종래예 타이어 C만 +1이며, 이것은 중앙 리브(4)에 부 홈이 없기 때문이라 생각된다. 그 밖의 종래예 타이어 및 발명예 타이어 A 내지 D는 동일한 결과를 나타내고, 조종 안정성에 관해서는, 발명예 타이어는 모두 양호한 조종 안정성을 유지하는 결과를 나타내었다.

<배수성의 측정>

상술한 조건의 차량에 의해, 수심 10㎜의 직선로 내를 가속하면서 주행하고, 하이드로플레이닝이 발생하는 속도를 계측한다. 하이드로플레이닝 속도는 이하의 방법으로 정의한다. 즉, 5륜을 사용하여 실제 주행 거리를 계측하고, 그 계측 결과를 회전수와 함께 작도하였을 때, 급격히 기울기가 변화하는 회전수에 상당하는 속도를 하이드로플레이닝 발생 속도로 한다. 3회 측량한 평균치를 평균 발생 속도로 하고, 이 평균 발생 속도를, 발명예 타이어 A를 100으로 하여 지수화한 것으로 배수성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

예각으로 굴곡한 부 홈이 중앙 리브(4)에 존재하지 않는 종래예 타이어 B 및 C가 나쁜 결과로 되었다. 또한, 발명예 타이어 D는 표 2에 결과를 나타내고 있지 않지만, 종래예 타이어 C보다 개선된 결과를 나타내었다. 배수성에 관해서는, 발명예 타이어는 모두 지수 99 이상을 나타내고, 종래예 타이어와 동등 혹은 개선된 결과를 나타내었다.

<기주 공명음의 화이트 노이즈화의 측정>

상술한 조종 안정성과 동일 조건에서, 드라이버의 느낌에 의해 기주 공명음의 화이트 노이즈화를 평가하였다. 평가 결과의 수치의 차가 1 이상인 경우, 의미가 있는 차가 있는 것으로 한다.

기주 공명음의 화이트 노이즈화에 관해서는, 둘레 방향 주 홈으로 개구하는 부 홈이 트레드 중앙부에 존재하는 타이어에 있어서 양호한 결과를 나타내었다. 또한, 발명예 타이어 D는 표 2에 결과를 나타내고 있지 않지만, 종래예 타이어 C보다 개선된 결과를 나타내었다. 발명예 타이어는 모두 1.6 이상을 나타내고, 종래예 타이어 B를 제외하고 종래예 타이어와 의미가 있는 차가 있어, 개선된 결과를 나타내었다.

<돌 끼임성의 측정>

상술한 조건의 차량에 의해, 돌 끼임 모드 주행, 돌 이탈 모드 주행을 계속해서 행한 후, 종래예 타이어 A 내지 C 및 발명예 타이어 A 내지 H에 남은 돌의 수를 계측하였다. 돌 끼임 모드 주행, 돌 이탈 모드 주행의 조건을 표 1에 나타내 고, 결과를 표 2, 3에 나타낸다. 또한, 주행 시의 날씨는 맑음이고, 기온은 12℃이었다.

표 2, 3에 있어서, 돌의 크기의 "소"라 함은 입경이 5㎜ 미만, "중"이라 함은 입경이 5㎜ 이상 10㎜ 미만, "대"라 함은 입경이 10㎜ 이상인 돌을 나타낸다.

돌 끼임성에 관해서는, 모따기부를 형성한 발명예 타이어 C에 있어서, 종래예 타이어 A 내지 C 및 그 밖의 발명예 타이어와 비교하여, 돌 끼임성에 개선이 보였다.

발명예 타이어 E, F는 모따기부를 갖고 있기 때문에, 발명예 타이어 G, H와 비교하여, "중"과 "대"의 돌 끼임성에 개선이 보였다.

또한, 다른 편평률 크기의 타이어라도 돌 끼임성에 개선이 보였지만, 특히 비교예 타이어 G, H와 같은 모따기부를 갖고 있지 않는 편평률 55 이하의 크기의 타이어에 돌 끼임이 많이 보이고, 발명의 효과가 현저하였다.

이상에 의해, 조종 안정성을 양호하게 유지하면서, 둘레 방향 주 홈에 의해 발생하는 기주 공명음의 화이트 노이즈화를 달성하여 기주 공명음을 저감시킴과 함께 배수성을 개선하고, 또한 돌 끼임성을 개선한 공기 타이어를 제공하는 것이 가능하게 되었다.

Claims

타이어의 트레드에, 적어도 2개의 둘레 방향 주 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 주 홈에서 적어도 트레드 중앙부에 리브를 구획한 공기 타이어에 있어서,

트레드 중앙부에 구획한 리브에, 타이어 적도 방향을 따라 연장되는 둘레 방향 홈 부분과, 상기 둘레 방향 홈 부분의 일단부로부터 둘레 방향 홈 부분에 대하여 예각으로 굴곡하여 연장되는 축 방향 홈 부분을 포함하는 부 홈을 갖고,

상기 부 홈의 적어도 일단부가 상기 둘레 방향 주 홈으로 개구하고,

상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분이, 상기 홈 부분을 구획하는 양 측벽의 적어도 한쪽의 측벽에, 상기 트레드의 표면에 대하여 경사진 모따기부를 갖는 것인 공기 타이어.
제1항에 있어서, 상기 둘레 방향 주 홈이 타이어 적도를 사이에 두고 쌍을 이루는 공기 타이어.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모따기부가 상기 둘레 방향 홈 부분의 상기 축 방향 홈 부분측의 측벽에 형성된 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분의 측벽에 형성하는 모따기부의, 상기 트레드의 표면에 대한 경사각이 20도 내지 60도의 범위에 있는 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모따기부가 상기 둘레 방향 홈 부분의 상기 축 방향 홈 부분측의 측벽에 형성되고, 상기 모따기부의 깊이가 상기 둘레 방향 홈 부분의 깊이의 10 내지 60％인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분의 길이 방향에 있어서의 길이가, 상기 부 홈의 축 방향 홈 부분의 길이 방향에 있어서의 길이보다 길고,

상기 둘레 방향 홈 부분과 상기 축 방향 홈 부분의 길이 방향에 있어서의 길이를 서로 더한 상기 부 홈의 전체 길이가 상기 트레드의 접지 길이의 40％ 내지 60％의 범위의 길이인 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부 홈의 둘레 방향 홈 부분의 깊이가, 상기 부 홈의 축 방향 홈 부분의 깊이보다 얕은 공기 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 부 홈의 축 방향 홈 부분은, 상기 둘레 방향 주 홈으로의 개구부의 인접 영역의 깊이가, 상기 인접 영역 이외의 축 방향 홈 부분의 깊이보다 얕은 공기 타이어.