KR101406725B1

KR101406725B1 - 공기입 타이어 패턴 블록

Info

Publication number: KR101406725B1
Application number: KR1020110142819A
Authority: KR
Inventors: 윤영삼
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2014-06-12
Also published as: KR20130074657A

Abstract

본 발명은 공기입 타이어 패턴 블록에 관한 것으로, 그루브와 블록으로 이루어져 타이어의 트레드에 형성된 패턴 블록에서, 상기 트레드와 노면 사이의 물이 유입되는 흡수 홀이 상기 블록의 가장자리를 따라 간격을 두고 형성되어 있고, 상기 흡수 홀은, 상기 블록의 외부면에서 내부 방향으로 다단 형태로 형성된 제1 부분과, 상기 제1 부분의 끝에서 구 형상으로 형성된 제2 부분을 포함한다.

Description

공기입 타이어 패턴 블록{Pattern Block of Pneumetic Tire}

본 발명은 공기입 타이어 패턴 블록에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어의 트레드에는 종방향과 횡방향으로 그루브(GROOVE)들이 형성되어 있다. 그리고 이웃한 그루브 사이에는 블록(BLOCK)이 형성된다. 그루브와 블록을 타이어의 패턴(PATTERN)이라고 한다.

한편, 하이드로-플래닝(hydro-planing, 수막현상)은, 타이어가 빗길이나 젖은 노면을 고속 주행할 때, 타이어와 노면 사이의 수막 위에 타이어가 떠 있는 상태로 있게 됨으로써, 타이어의 제동력이 급격히 저하되는 현상을 일컫는다.

이러한, 수막현상 성능을 결정짓는 인자는 많이 있으며, 그 중에서 패턴의 중심부 접지면과 그루브의 면적 L/S(LAND/SEA)비율이 크게 작용한다. 패턴의 L/S 비율을 조절함으로 수막현상 성능을 높일 수가 있다.

그리고 패턴이 노면에 접지할 때 서브 그루브(Sub Groove)의 단면을 나타낸 도 1에서 도시한 바와 같이 접지면(Footprint)내 하중 및 변위 조건에 따라서 블록이 볼록(BULGING)하게 퍼지면서 그루브의 폭이 좁아지게 되었다. 그루브의 폭이 좁아지면서 그루브의 배수 성능이 저하되었다.

일본공개특허공보 제2009-132229호 (공기입 타이어) 2009.06.18.

본 발명은 공기입 타이어 패턴 블록이 접지면내의 하중 및 변위 조건에 따라서 볼록해지는 것을 방지하는 기술을 제공한다.

본 발명은 그루브의 물을 흡수하고 배출하는 기술을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 공기입 타이어 패턴 블록은, 그루브와 블록으로 이루어져 타이어의 트레드에 형성된 패턴 블록에서, 상기 트레드와 노면 사이의 물이 유입되는 흡수 홀이 상기 블록의 가장자리를 따라 간격을 두고 형성되어 있고, 상기 흡수 홀은, 상기 블록의 외부면에서 내부 방향으로 다단 형태로 형성된 제1 부분과, 상기 제1 부분의 끝에서 구 형상으로 형성된 제2 부분을 포함한다.

상기 제2 부분의 직경은 상기 제1 부분의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

상기 제1 부분의 입구의 중심과 상기 제2 부분의 중심은 기설정된 간격으로 떨어져 평행하게 형성될 수 있다.

상기 흡수 홀은 지그재그 형태로 형성될 수 있다.

상기 흡수 홀은 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다.

상기 흡수 홀의 깊이는 상기 블록의 돌출된 길이 대비 35% 내지 45%일 수 있다.

상기 공기입 타이어 패턴 블록은 상기 흡수 홀 내부에 채워진 흡수 부재를 더 포함할 수 있다.

상기 흡수 부재는 곤약 스펀지일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 패턴 블록이 젖은 노면에 접촉되면 흡수 부재는 물을 흡수하게 된다. 흡수된 물은 흡수 홀의 제2 부분에 저장된다. 흡수 부재가 물을 흡수함으로써 타이어 배수 성능(Tire Wet Performance)이 향상된다. 타이어 배수 성능 향상으로 수막 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 흡수 부재는 흡수 홀과 대응되는 형태로 형성되어 있다. 그리고 흡수 홀의 제1 부분이 다단 형태로 형성되어 흡수 부재는 흡수 홀에서 쉽게 빠지지 않는다. 또한, 흡수 부재가 다단 형태의 흡수 홀에 위치하므로 흡수 부재는 자체의 뒤틀림에 대한 저항력으로 흡수 홀에 고정된다. 이에 따라 흡수 부재는 접착제 사용 없이 흡수 홀에 고정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 블록의 형상(Geometry) 변화에 의해 블록의 볼록(Bulging)하게 퍼질 때 그루브의 폭이 줄어드는 것을 방지하게 된다. 그루브의 폭이 줄어들지 않아 물의 흐름이 원활히 이루어지며, 수막 성능이 향상된다.

도 1은 패턴 블록이 노면에 접지할 때 서브 그루브(Sub Groove)를 나타낸 평단면.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 패턴 블록이 적용된 공기입 타이어 단면도.
도 3은 도 2에 도시한 패턴 블록의 일부분을 나타낸 평면도.
도 4는 도 3에 도시한 흡수 홀이 지그재그 형태로 형성된 상태를 나타낸 평면도.
도 5는 도 2에 도시한 A 부분 확대도.
도 6은 본 발명이 흡수 홀이 다단 형태로 형성되었을 때 블록의 강성을 나타낸 그래프.
도 7은 본 발명의 흡수 홀이 형성된 패턴 블록이 노면에 접지할 때 서브 그루브(Sub Groove)를 나타낸 평단면.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 공기입 타이어 패턴 블록에 대하여 도 2 내지 도 5를 참고하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 패턴 블록이 적용된 공기입 타이어 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시한 패턴 블록의 일부분을 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시한 흡수 홀이 지그재그 형태로 형성된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 5은 도 2에 도시한 A 부분 확대도이다.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 공기입 타이어 패턴 블록(10)은 노면에 접촉되는 트레드(1)에 형성되어 있다. 패턴 블록(10)은 트레드(1)의 표면에서 타이어의 원주 방향(TC)과 트레드(1) 중앙에서 숄더(미도시) 방향(WC)으로 간격을 두고 형성된 그루브(11)들과 이웃한 그루브(11) 사이에 위치한 블록(12)들로 이루어져 있다. 블록(12)들은 그루브(11)에 의하여 간격을 두고 떨어져 있다. 그루브(11)와 블록(12)은 다양한 모양으로 형성될 수 있다.

노면에 접하는 블록(12)의 일면 가장자리를 따라 간격을 두고 흡수 홀(121)들이 형성되어 있다. 흡수 홀(121)들의 간격은 블록(12)의 모양에 따라 달라질 수 있다. 그리고 흡수 홀(121)들의 직경은 타이어의 크기에 따라 달라질 수 있다.

그리고 흡수 홀(121)은 도 4에서 도시한 바와 같이 2열로 형성될 수 있다. 이때 2열의 흡수 홀(121)은 지그재그 형태로 형성된다. 흡수 홀(121)이 지그재그 형태로 형성되어 타이어의 외관미를 향상시킬 수 있다.

도 5를 참고하면, 흡수 홀(121)은 물이 유입되는 제1 부분(121a)과 유입된 물이 저장되는 제2 부분(121b)을 포함한다.

제1 부분(121a)은 노면에 접하는 블록(12)의 일면에서 내부 방향을 향해 형성되어 있다. 제1 부분(121a)은 동일 직경을 가지고 다단(계단) 형태로 구부러져 있다. 제1 부분(121a)은 원형 또는 다각형으로 형성될 수 있다. 블록(12)에 흡수 홀(121)이 형성되면서 강성이 저하될 수 있으나, 제1 부분(121a)이 단단 형태로 형성되면서 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 6을 참고하면, 흡수 홀(121)이 형성되는 않은 블록(12)의 강성을 100%으로 하였을 때 흡수 홀(121)이 수직하게 형성될 경우 블록(12)의 평균 강성이 93% 였다. 이에 따라 흡수 홀(121)이 형성되지 않은 블록(12)의 강성과 6%의 편차가 발생하였다. 그러나 흡수 홀(121)이 도 5에 도시한 바와 같이 다단 형태로 형성될 경우 블록(12)의 평균 강성이 98% 였다. 이에 따라 흡수 홀(121)이 형성되지 않은 블록(12)의 강성과 2%의 편차가 발생하였다. 이에 따라, 흡수 홀(121)을 수직하게 형성한 것보다 다단 형태로 형성하는 것이 블록(12)의 강성이 더 우수하였다.

제2 부분(121b)은 제1 부분(121a)과 연결되어 있다. 제2 부분(121b)은 제1 부분(121a)을 통해 유입된 물이 저장될 수 있다. 제2 부분(121b)의 직경은 제1 부분(121a)의 직경보다 크게 형성되어 있다. 제2 부분(121b)은 구 형태로 형성되어 있다.

제1 부분(121a)의 다단 형태로 형성되어 제1 부분(121a)의 입구 중심(C1)과 제2 부분(121b)의 중심(C2)은 간격을 두고 떨어져 있다. 이에 따라 제1 부분(121a)의 입구 중심(C1)과 제2 부분(121b)의 중심(C2)은 평행하게 형성된다.

이와 같은 제1 부분(121a)과 제2 부분(121b)을 포함하는 흡수 홀(121)의 전체적인 깊이(H)는 블록(12)의 돌출 길이(L) 대비 35% 내지 45%이다. 흡수 홀(121)의 깊이가 35% 이하일 경우, 깊이가 낮아 물의 흡수 효율이 저하되며, 흡수 홀(121)의 깊이가 45% 이상일 경우 흡수된 물의 배출 효율이 저하된다.

물이 유입되는 흡수 홀(121)에는 물을 빨아서 거두는 흡수 부재(122)가 충진 되어있다. 흡수 부재(122)는 곤약을 주성분으로 하는 곤약 스펀지로 만들어질 수 있다.

곤약은 모양과 조직이 일정하여 귀퉁이 몸체부분이 떨어져 나갈 일이 없고 보관 후 다시 사용하기도 편리하다. 일반적인 해변 스폰지보다 사용기간은 길고 가격은 저렴하여 경제적인 장점이 있다. 이와 같은 곤약으로 이루어진 곤약 스펀지는 글루코사민(glucosamine) 성분에 의해 물의 흡수력이 우수하다. 그리고 곤약 스펀지는 물기가 마르면 딱딱하게 굳기 때문에 블록(12)의 강성을 보완할 수 있다.

흡수 부재(122)는 흡수 홀(121)과 대응되는 형태로 형성되어 있다. 그리고 흡수 홀(121)의 제1 부분(121a)이 다단 형태로 형성되어 흡수 부재(122)는 흡수 홀(121)에서 쉽게 빠지지 않는다. 또한, 흡수 부재(122)가 다단 형태의 흡수 홀(121)에 위치하므로 흡수 부재(122)는 자체의 뒤틀림에 대한 저항력으로 흡수 홀(121)에 고정된다. 이에 따라 흡수 부재(122)는 접착제 사용 없이 흡수 홀(121)에 고정된다. 그리고 제2 부분(121b)이 구 형으로 형성되므로 흡수 부재(122)에 흡수된 물을 저장할 수 있다.

이와 같은 흡수 부재(122)가 다단 형태로 형성된 제1 부분(121a)과 구 형의 제2 부분(121b)으로 이루어진 흡수 홀(121)에 고정되므로 흡수 부재(122)는 흡수 홀(121)에서 쉽게 빠지지 않는다.

위에서 설명한 공기입 타이어 패턴 블록의 작용에 대하여 설명한다.

패턴 블록(10)의 블록(12)의 가장자리를 따라 다단 형태로 형성된 제1 부분(121a)과 제1 부분(121a) 끝에서 구 형으로 형성된 제2 부분(121b)을 포함하는 흡수 홀(121)에 물을 흡수할 수 있는 흡수 부재(122)가 충진 된다.

이러한 패턴 블록(10)이 젖은 노면에 접촉되면 흡수 부재(122)는 물을 흡수하게 된다. 흡수된 물은 흡수 홀(121)의 제2 부분(121b)에 저장된다. 흡수 부재(122)가 물을 흡수함으로써 타이어 배수 성능(Tire Wet Performance)이 향상된다. 타이어 배수 성능 향상으로 수막 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 패턴 블록(10)이 노면에서 떨어지면 타이어의 회전력에 의하여 흡수 부재(122)로 흡수된 물은 밖을 배출될 수 있다.

그리고 도 7을 참고하면, 블록(12)에 흡수 홀(121)이 형성된 상태에서 그루브(11) 폭 변화에 대하여 일반 구조물의 해석에 널리 사용되는 유한요소법(FINITE ELEMENTS METHOD: 이하, FEM)을 적용하여 분석을 한 결과이다. 개선 전 그루브의 넓이가 5mm이었으나 개선 후 5.8mm로써 0.8mm 증가함을 알 수 있다. 즉, 그루브의 넓이가 개선 전보다 개선 후 넓어진 것을 알 수 있다. 그루브가 넓어진 것은 물의 흐름이 원활히 이루어지며, 수막 성능이 향상된다는 것을 알 수 있다.

또한, 블록(12)에 흡수 홀(121)가 흡수 홀(121)에 흡수 부재(122)가 충진 됨으로써 블록(12)의 형상(Geometry) 변화에 의해 블록(12)의 볼록(Bulging)하게 퍼질 때 그루브(11)의 폭이 줄어드는 것을 방지하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: 트레드
10: 패턴 블록
11: 그루브
12: 블록
121: 흡수 홀 121a: 제1 부분 121b: 제2 부분
122: 흡수 부재
TC: 타이어 원주 방향
SC: 숄더 방향
C1: 제1 부분 입구 중심
C2: 제2 부분 중심
H: 깊이
L: 돌출 길이

Claims

그루브와 블록으로 이루어져 타이어의 트레드에 형성된 패턴 블록에서,
상기 트레드와 노면 사이의 물이 유입되는 흡수 홀이 상기 블록의 가장자리를 따라 간격을 두고 형성되어 있고,
상기 흡수 홀은,
상기 블록의 외부면에서 내부 방향으로 다단 형태로 형성된 제1 부분과, 상기 제1 부분의 끝에서 구 형상으로 형성된 제2 부분으로 형성되며,
상기 흡수 홀은 그 내부에 채워진 흡수 부재를 더 포함하며,
상기 흡수 부재는 상기 흡수 홀의 상기 제1 부분에 대응되는 부분이 다단 형태이고, 상기 흡수 홀의 상기 제2 부분에 대응되는 부분이 구 형상으로 형성된 공기입 타이어 패턴 블록.
제1항에서,
상기 제2 부분의 직경은 상기 제1 부분의 직경보다 크게 형성된 공기입 타이어패턴 블록.
제1항에서,
상기 제1 부분의 입구의 중심과 상기 제2 부분의 중심은 기설정된 간격으로 떨어져 평행하게 형성된 공기입 타이어 패턴 블록.
제1항에서,
상기 흡수 홀은 지그재그 형태로 형성된 공기입 타이어 패턴 블록.
제1항에서,
상기 흡수 홀은 원형 또는 다각형으로 형성된 공기입 타이어 패턴 블록.
제1항에서,
상기 흡수 홀의 깊이는 상기 블록의 돌출된 길이 대비 35% 내지 45%인 공기입 타이어 패턴 블록.
삭제
제1항에서,
상기 흡수 부재는 곤약 스펀지인 공기입 타이어 패턴 블록.