KR101995388B1 - 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 트레드부를 형성하는 트레드 블록에 원주 방향의 오리피스 홈을 형성하여 차량 주행시 오리피스 홈을 통과하는 공기에 의해 타이어가 냉각되어 내구성이 향상되도록 한, 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 관한 것으로서,
타이어의 원주 방향과 폭 방향을 따라 종횡으로 형성된 그루브(13b)와 이 그루브(13b)에 의해 구획된 트레드 블록(13a)으로 이루어진 트레드부(13)를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 트레드 블록(13a)에 타이어의 원주 방향을 따라 반원형 단면의 오리피스 홈(30)이 형성되고, 상기 오리피스 홈(30)은 뒤쪽으로 갈수록 폭과 직경이 감소하는 형태의 입구부(31)와 일정한 폭과 직경으로 형성되어 상기 입구부(31)의 후단에 연결되는 출구부(32)로 이루어지며, 입구부(31)의 폭이 출구부(32)의 폭에 비해 큰 것을 특징으로 한다.

Description

오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어{Self Cooling Tire with Orifice}

본 발명은 타이어의 트레드부를 형성하는 트레드 블록에 원주 방향의 오리피스 홈을 형성하여 차량 주행시 오리피스 홈을 통과하는 공기에 의해 타이어가 냉각되어 내구성이 향상되도록 한, 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 타이어는 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어의 골격을 형성하는 카카스(11)와, 공기의 누설을 방지하도록 내투과성 고무로 형성되어 상기 카카스(11)의 내측에 배치되는 인너라이너(12)와, 노면에 직접 접촉되는 트레드부(13)와, 상기 카카스(11)와 트레드부(13) 사이에 배치되는 벨트층(14)과, 타이어의 측면을 형성하여 승차감을 좋게 하는 사이드월(15)과, 타이어와 림을 결합시키며 상기 카카스(11)의 끝단이 감겨지는 비드부(16)와, 상기 사이드월(15)의 하단부와 비드부(16) 사이에 위치되는 삼각 형태의 고무 충전재로 이루어진 에이펙스(17)을 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 트레드부(13)는 타이어의 원주 방향과 폭 방향을 따라 종횡으로 형성된 그루브(13b)와 이 그루브(13b)에 의해 구획된 트레드 블록(13a)으로 이루어져 있다.

그러나, 통상의 타이어는 주행시 노면과이 마찰로 인해 열이 발생하고 이 열이 축적되어 세퍼레이션 현상이 발생하거나 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 관련 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 트레드 블럭의 내부를 관통하여 형성된 오리피스를 구비함으로써, 에어 펌핑에 의한 충격흡수로 의해 실제 승차감을 크게 향상시킬 수 있도록 한, 오리피스가 형성된 충격완화용 타이어를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 트레드부에, 타이어 적도면 양측의 크라운 둘레 방향 메인 홈에 의해 구획되는 크라운 리브를 포함하는 비대칭 패턴을 구비하고, 크라운 리브에 중앙 둘레 방향 가는 홈을 형성하여 차량 외측의 크라운 리브부와 차량 내측의 크라운 리브부로 구분하며, 각 크라운 리브부에, 각각, 크라운 둘레 방향 메인 홈으로부터 타이어 적도면을 향해 내측 방향으로 연장되는 노치 형상의 방열용 슬롯, 및 각 크라운 리브부의 트레드면 상에서 움푹 패이는 방열용 오목부를 형성함으로써, 조종 안정성이나 내마모 성능의 저하를 억제하면서 고속 내구성을 향상시킬 수 있도록 한, 공기타이어를 개시하고 있다.

KR 10-0406052 B1 KR 10-1760524 B1 US 2015-0202927 A1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 타이어의 트레드 블록에 원주 방향의 오리피스 홈을 형성하여 차량 주행시 오리피스 홈으로 유입된 공기가 빠르게 배출되면서 타이어의 열을 냉각시키도록 함으로써 타이어의 내구성이 향상되도록 한, 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 타이어의 원주 방향과 폭 방향을 따라 종횡으로 형성된 그루브와 이 그루브에 의해 구획된 트레드 블록으로 이루어진 트레드부를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 트레드 블록에 타이어의 원주 방향을 따라 반원형 단면의 오리피스 홈이 형성되고, 상기 오리피스 홈은 뒤쪽으로 갈수록 폭과 직경이 감소하는 형태의 입구부와 일정한 폭과 직경으로 형성되어 상기 입구부의 후단에 연결되는 출구부로 이루어지며, 입구부의 폭이 출구부의 폭에 비해 큰 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 따르면, 상기 입구부의 직경은 트레드 블록의 높이에 비해 작은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 따르면, 상기 입구부의 직경은 트레드 블록의 폭에 비해 작은 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 따르면, 상기 트레드 블록의 높이에 비해 길이가 긴 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 따르면, 상기 오리피스 홈은 출구부의 블록 길이가 입구부의 블록 길이에 비해 긴 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 따르면, 상기 오리피스 홈의 입구부와 출구부가 접하는 형태로 연결되도록 입구부의 오리피스 라운드가 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어는 타이어의 트레드 블록에 오리피스 홈이 형성되어 차량 주행시 공기가 오리피스 홈을 통과하면서 타이어를 냉각시키도록 하고 있어 타이어의 열 방출이 쉬워지고 타이어의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 타이어를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어가 도시된 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 트레드 블록의 사시도와 평면도 및 측면도.
도 4는 본 발명의 요부인 오리피스 홈의 구조를 설명하기 위한 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어는 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 타이어의 골격을 형성하는 카카스(11)와, 공기의 누설을 방지하도록 내투과성 고무로 형성되어 상기 카카스(11)의 내측에 배치되는 인너라이너(12)와, 노면에 직접 접촉되는 트레드부(13)와, 상기 카카스(11)와 트레드부(13) 사이에 배치되는 벨트층(14)과, 타이어의 측면을 형성하여 승차감을 좋게 하는 사이드월(15)과, 타이어와 림을 결합시키며 상기 카카스(11)의 끝단이 감겨지는 비드부(16)와, 상기 사이드월(15)의 하단부와 비드부(16) 사이에 위치되는 삼각 형태의 고무 충전재로 이루어진 에이펙스(17)을 포함하고, 상기 트레드부(13)가 타이어의 원주 방향과 폭 방향을 따라 종횡으로 형성된 그루브(13b)와 이 그루브(13b)에 의해 구획된 트레드 블록(13a)으로 이루어지며, 상기 트레드 블록(13a)에 타이어의 원주 방향을 따라 반원형 단면의 오리피스 홈(30)이 형성되어 이루어진다.

이때, 상기 오리피스 홈(30)은 뒤쪽으로 갈수록 폭과 직경이 감소하는 형태의 입구부(31)와 일정한 폭과 직경으로 형성되어 상기 입구부(31)의 후단에 연결되는 출구부(32)로 이루어지며, 입구부(31)의 폭이 출구부(32)의 폭에 비해 크게 형성된다. 이때, 상기 오리피스 홈(30)이 반원형 단면의 형태로 형성되므로, 상기 입구부(31)의 폭과 지름(D1)은 동일하고, 상기 출구부(32)의 폭과 직경(D2)도 동일하다.

여기서, 상기 입구부(31)의 직경(D1)을 출구부(32)의 직경(D2)보다 크게 하는 것은, 공기가 입구부(31)로 유입된 후 출구부(32)로 빠져나갈 때 좁은 직경(D2)으로 인해 유속이 빨라지는 원리를 이용하여 트레드 블록(13a)을 냉각시키기 위한 것이다. 만약, 출구부(32)의 직경(D2)이 입구부(31)의 직경(D1)에 비해 클 경우에는 출구부(32)에서의 유속이 느려져 오리피스 기능을 발휘하지 못하게 되고 그로 인해 목적하는 냉각 성능을 얻을 수 없게 된다.

또, 상기 입구부(31)의 직경(D1)은 트레드 블록(13a)의 높이(H)에 비해 작아야 하며, 바람직하게는 트레드 블록(13a)의 높이(H)에 비해 절반 이하가 되어야 한다. 만약, 상기 입구부의 직경(D1)이 트레드 블록(13a)의 높이(H)보다 클 경우에는 트레드 블록(13a)의 강성이 저하되고, 그로 인해 트레드 블록(13a)의 유동이 심해지게 되어 핸들링 성능이 저하된다.

그리고, 상기 입구부(31)의 직경(D1)은 트레드 블록(13a)의 폭(W)에 비해 작아야 하며, 바람직하게는 트레드 블록(13a)의 폭(W)에 비해 절반 이하가 되어야 한다. 만약, 상기 입구부(31)의 직경(D1)은 트레드 블록(13a)의 폭(W) 보다 크게 되면, 오리피스 홈(30)의 입구부(31)이 형성된 트레드 블록(13a)의 앞쪽이 지면에 접촉되지 않게 되어 타이어의 마찰력이 대폭 감소할 뿐만 아니라 오리피스 기능이 저하되어 냉각 기능이 작용하지 않을 수 있다.

또, 상기 트레드 블록(13a)은 높이(H)에 비해 길이(L)가 긴 것이 바람직하다. 상기 오리피스 홈(30)에 의한 쿨링 기능은 상기 트레드 블록(13a)의 길이(L)에서 발생하므로, 쿨링 기능을 향상시키기 위해서는 트레드 블록(13a)의 길이(L)가 높이(H)보다 커야 한다. 다만, 상기 트레드 블록(13a)의 길이(L)가 너무 길어지면 타이어의 그립력이 저하하게 되므로 상기 트레드 블록(13a)의 길이(L)는 높이(H)의 2배 이하로 하는 것이 바람직하다. 만약, 트레드 블록(13a)의 높이(H)가 길이(L)보다 커지게 되면 트레드 블록(13a)의 크기에 비해 오리피스 홈(30)의 크기가 상대적으로 작아지고 공기의 유동 거리가 감소하여 쿨링 성능이 저하될 수 있다.

그리고, 상기 오리피스 홈(30)은 출구부(32)의 블록 길이(L2)가 입구부(31)의 블록 길이(L1)에 비해 길어야 한다. 이는 상기 출구부(32)에서 공기가 고속으로 유동하면서 타이어를 냉각시키기 때문이며, 입구부(31)의 블록 길이(L1)가 더 길 경우에는 출구부(32)를 따라 유동하는 공기가 타이어를 냉각시키는 시간이 너무 짧아져 쿨링 성능이 저하된다.

또, 상기 오리피스 홈(30)의 입구부(31)와 출구부(32)가 접하는 형태로 연결되도록 입구부(31)의 오리피스 라운드(R)가 결정된다. 상기 오리피스 홈(30)에서는 차량 주행시 상기 입구부(31)와 출구부(32)의 직경 차이로 인해 상기 입구부(31)와 출구부(32)에서 공기 유속의 차이가 발생하고, 상기 출구부(32)에서의 빠른 유속을 이용하여 타이어를 냉각시키게 된다. 이때, 상기 오리피스 홈(30)의 내부에서 유속이 연속적으로 변화되도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 상기 입구부(31)와 출구부(32)가 접하는 형태로 연결되어야 한다. 만약, 상기 입구부(31)와 출구부(32)가 접하는 형태로 연결되지 않고 각진 형태로 연결되는 경우 상기 오리피스 홈(30)의 내부에서 와류 현상이 발생하여 주행 안정성을 해칠 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어는 차량 주행시 오리피스 홈의 입구부로 유입된 공기가 출구부로 빠르게 빠져나가면서 타이어의 트레드부를 냉각시키도록 한다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

11...카카스
12...인너라이너
13...트레드부
13a...트레드 블록
13b...그루브
14...벨트층
15...사이드월
16...비드부
17...에이펙스
30...오리피스
31...입구부
32...출구부
D1...입구부의 직경(폭)
D2...출구부의 직경(폭)
H...트레드 블록의 높이
W...트레드 블록의 폭
L...트레드 블록의 길이
L1...입구부의 블록 길이
L2...출구부의 블록 길이
R...입구부의 오리피스 라운드

Claims (6)

1. 타이어의 원주 방향과 폭 방향을 따라 종횡으로 형성된 그루브(13b)와 이 그루브(13b)에 의해 구획된 트레드 블록(13a)으로 이루어진 트레드부(13)를 포함하는 타이어에 있어서,
   상기 트레드 블록(13a)에 타이어의 원주 방향을 따라 반원형 단면의 오리피스 홈(30)이 형성되고,
   상기 오리피스 홈(30)은 뒤쪽으로 갈수록 폭과 직경이 감소하는 형태의 입구부(31)와, 일정한 폭과 직경으로 형성되어 상기 입구부(31)의 후단에 연결되는 출구부(32)로 이루어지며,
   입구부(31)의 폭이 출구부(32)의 폭에 비해 크고,
   출구부(32)의 블록 길이(L2)가 입구부(31)의 블록 길이(L1)에 비해 긴 것을 특징으로 하는 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 입구부(31)의 직경(D1)은 트레드 블록(13a)의 높이(H)에 비해 작은 것을 특징으로 하는 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어.
3. 제1항에 있어서,
   상기 입구부(31)의 직경(D1)은 트레드 블록(13a)의 폭(W)에 비해 작은 것을 특징으로 하는 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어.
4. 제1항에 있어서,
   상기 트레드 블록(13a)은 높이(H)에 비해 길이(L)가 긴 것을 특징으로 하는 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오리피스 홈(30)의 입구부(31)와 출구부(32)가 접하는 형태로 연결되도록 입구부(31)의 오리피스 라운드(R)가 결정되는 것을 특징으로 하는 오리피스가 구비된 자체 냉각형 타이어.
6. 삭제

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