KR102149241B1 - 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어는 노면과 접촉하는 트레부를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 트레드부는 캡트레드부, 서브트레드부를 포함하며, 상기 캡트레드부와 서브트레드부와의 사이에 진동방지층을 개재한 것을 특징으로 하는데, 이에 의할 때 트레드부의 그루브를 중심으로 하는 블럭 패턴의 유동, 흔들림, 진동으로 인하여 발생되는 회전저항 증가, 고주파 패턴노이즈(Pattern noise)를 개선하는 동시에, 고속주행시에서 트레드부의 낮은 강성으로 인한 웨이빙 현상을 방지할 수 있다.

Description

트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어{Tyre with improved tread-waving and high frequency noise}

본 발명은 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트레드부의 그루브를 중심으로 함 블럭 패턴의 유동, 흔들림, 진동으로 인하여 발생되는 회전저항 증가, 고주파 패턴노이즈(Pattern noise)를 개선하는 동시에, 고속주행시에서 트레드부의 낮은 강성으로 인한 웨이빙 현상을 방지할 수 있는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어에 관한 것이다.

최근 자동차의 고성능화에 따라 타이어에 대한 소비자들의 요구 성능 또한 다각화, 극대화 되고 있다.

이러한 타이어의 주요한 요구 성능으로는 회전저항 성능, 제동성능, 내마모성, 승차감 및 조종안정성, 젖은 노면에서의 제동성 및 저연비성 등이 있고 이를 구비한 타이어를 개발하는 것이 중요하다.

그러나 종래 회전성능과 제동성능은 상반되는 성능으로 한 가지 성능을 택하다 보면 다른 한 가지 성능은 불리해지는 즉, 트레이드오프 성능들을 나타낼 수 밖에 없는 문제가 고질적으로 존재히고 있으며, 예컨대 주행에 의한 고무의 변형으로 발생하는 히스테리시스 열손실이 클수록 제동 성능은 우수해지나 회전 저항이 감소하는 특성이 있다.

따라서, 회전저항 성능과 제동 성능이 동시에 우수한 제품을 요구하는 실정으로 제동 성능 및 회전저항 성능이 동시에 개선된 우수한 타이어의 개발이 필요하다.

이런 관점에서 대한민국등록특허공보 제 10-1869194 호에서는 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, '상기 타이어는 노면과 접촉하는 캡 트레드부(100), 상기 캡 트레드부의 내측에 위치하는 서브트레드부(200), 상기 서브 트레드부의 내측에 위치하는 벨트부(300)를 포함하고, 상기 캡 트레드부(100)는 캡트레드 상부(101) 및 캡트레드 하부(102)로 구성되고, 상기 캡트레드 하부(102)는 타이어 중심선(CL)을 포함하는 중앙 영역(CA)과 상기 중앙 영역(CA)보다 트레드 폭 방향의 양 말단에 배치되는 외측 영역(OA)을 가지며, 상기 캡 트레드 하부(102)의 외측 영역(OA)은 아치형으로 두께가 확장된 타이어'를 개시하고 있으나, 트레드부의 그루브를 중심으로 한 블럭 패턴의 유동을 방지하지 못하는 문제가 여전히 존재하였다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 트레드부의 그루브를 중심으로 하는 블럭 패턴의 유동, 흔들림, 진동으로 인하여 발생되는 회전저항 증가, 고주파 패턴노이즈(Pattern noise)를 개선하는 동시에, 고속주행시에서 트레드부의 낮은 강성으로 인한 웨이빙 현상을 방지할 수 있는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 노면과 접촉하는 트레부를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 트레드부는 캡트레드부, 서브트레드부를 포함하며, 상기 캡트레드부와 서브트레드부와의 사이에 진동방지층을 개재한 것을 특징으로 하는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 진동방지층은 캡트레드부의 그루브 바닥 하부에 배치되는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 진동방지층은 그루브 중심으로 갈 수록 두꺼워지는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 그루브 바닥 중심이 위치하는 영역에 진동집중홀이 음각 형태로 구비된 것일 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어에 의하면, 트레드부의 그루브를 중심으로 하는 블럭 패턴의 유동, 흔들림, 진동으로 인하여 발생되는 회전저항 증가, 고주파 패턴노이즈(Pattern noise)를 개선하는 동시에, 고속주행시에서 트레드부의 낮은 강성으로 인한 웨이빙 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 타이어의 우상부반단면도이고,
도 2는 도 1의 2 부분의 확대도로 그루브, 진동방지층을 보여주며,
도 3은 본 발명에 따르는 진동방지층의 다른 실시예를 나타내는 그림이고,
도 4는 본 발명의 진동방지층의 다른 실시예로 진동집중홀과 그 하부에 진동방지층이 스트립 형태로 개재된 형상의 단면을 보여주는 도면이며,
도 5는 본 발명의 진동방지층의 다른 실시예로 진동집중홀의 단면이 직사각형, 사다리꼴, 역사다리꼴 형태로 나타낸 도면이고,
도 6은 종래 타이어의 트레드부 단면을 보여주는 도면이다.

본 발명은 다양하게 응용할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려고 하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 타이어의 우상부반단면도이고, 도 2는 도 1의 2 부분의 확대도로 그루브, 진동방지층을 보여주며, 도 3은 본 발명에 따르는 진동방지층의 다른 실시예를 나타내는 그림이고, 도 4는 본 발명의 진동방지층의 다른 실시예로 진동집중홀과 그 하부에 진동방지층이 스트립 형태로 개재된 형상의 단면을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 진동방지층의 다른 실시예로 진동집중홀의 단면이 직사각형, 사다리꼴, 역사다리꼴 형태로 나타낸 도면인데 이를 참고하여 설명한다.

본 발명에 따르는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어(1000)는 노면과 접촉하는 트레드부(100)를 포함하는 타이어에 있어서,

상기 트레드부(100)는 캡트레드부(110), 서브트레드부(120)를 포함하며, 상기 캡트레드부(110)와 서브트레드부(120)와의 사이에 진동방지층(200)을 개재한 것을 특징으로 한다.

이러한 타이어(1000)는 통상적으로 트레드부(100)의 하부로 필요에 따라 벨트층의 갯수를 조절하여 구비한 벨트부(300), 카카스플라이(310), 이너라이너(320)를 적층하여 성형하며, 타이어의 형상에 따라 트레드부(100)와 연결된 숄더부(400)에 연장되어 차량 휠과 도로면사이의 충격을 굴신운동으로 해소시키는 사이드월부(500), 휠의 림에 직접 맞닿아 타이어를 휠에 체결하며 공기압을 밀폐상태로 유지하도록 하는 비드부(600)를 포함한다.

상기 서브트레드부(120)는 타이어의 용도나 성능에 따라 미들트레드부(122) 또는 언더트레드부(124)를 포함할 수 있다.

상기 캡트레드(110)는 차량 주행시 마찰력, 미끄럼 방지 등의 특성을 확보하기 위하여 다양한 패턴을 구비하게 되며, 다양한 패턴중 큰 프레임 패턴에 해당하는 트레드블럭(112)을 긴 형태의 음각인 그루브(114)를 중심으로 다수개 포함한다.

본 발명의 진동방지층(200)은 캡트레드부(110)와 서브트레드부(120)와의 사이에 개재되어, 캡트레드부의 유동을 저감시켜 회전저항을 줄이고 이는 트레드부가 도로 지면을 접지하는 경우에, 타음을 감소시키는 부분이 트레드부 고무의 강성이 아니라 진동방지층이 작동하게 되며, 특히 진동방지층은 고주파 500 내지 1000㎐ 영역의 음파를 감쇄시킬 수 있는데, 이는 본원 타이어에서 발생되는 음파 중 250~500 Hz의 영역을 럼블영역대라 하며, 이 영역대는 트레드의 전체적인 밴드(BAND) 강성이 강해지면 트레드의 떨림이 줄어들기 때문에 럼블영역대의 성능이 향상되는 경향이 있고, 이와 마찬가지로 500~1000Hz는 패턴의 흔들림 때문에 발생하는 것인데 그루브의 강성을 증대시키면 패턴의 유동을 상쇄시킬수 있기 때문이다.

이러한 진동방지층(200)은 트레드블럭, 그루브 바닥의 하부에 시트(sheet)나 스트립(strip) 형태로 배치될 수 있으나, 특히 그루브(114) 바닥 하부에 배치될 수 있다.

또한, 상기 진동방지층(200)은 마모한계선(TW)보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 타이어의 사용기간 혹시 타이어의 수명까지 충분히 사용할 수 있으며, 반대의 경우에 마모한계보다 먼저 마모되어 성능이 하락할 우려가 있기때문이다.

아울러, 상기 그루브(114) 바닥 하부에 배치된 진동방지층(200)은 그루브(114)의 중심(C)으로 갈 수록 두꺼워질 수 있는데, 다른 부분의 일반두께(h)가 중심(C)으로 갈수록 일반두께보다 두꺼운 중심두께(H)를 구성하여 트레드블럭으로 부터 전달되는 진동에너지(E)가 그루브의 중심(C)방향으로 흐르게 될 것이고 한 방향쪽으로만 진동 되는게 아니라 (C)에서 다시 (E)방향쪽을 계속적으로 이동하여 그루브의 흔들림이 가진될 것이지만, 인서트 같은 보강구조에 의하여 (C)위치에서 보강구조로 강성이 보완되었기 때문에 그루브의 가진되는 비율을 감소시킬 수 있고, 진동방지를 위한 보강구조의 재질은 타이어의 카카스플라이(Bodyply)재질과 같은 것이나 캡플라이와 같은 나일론을 사용할 수 있고, 그 배열 각도는 90°로 주행방향으로 보강하며, 배열 각도는 타이어 주행방향과 평행한 방향이다.

한편, 상기 트레드블럭(112)으로부터 전달되는 진동에너지(E)가 그루브의 중심(C)방향으로 더 집중적이고 효과적으로 흐르게 하기 위하여 그루브 중심(C)이 위치하는 영역에 진동집중홀(1142)을 음각형태로 구비할 수 있다.

여기서, 상기 진동집중홀(1142)은 그루브 바닥 전체로 전해지는 진동에너지를 트레드블럭과 분리해서 해소해야 하므로 그루브 바닥면(1141) 면적에 대하여 1/4 내지 2/3인 면적비로 구비되는 것이 바람직한데, 만일 1/4 면적비 미만이면 진동에너지 집중 해소의 효과가 미미할 수 있고, 반대로 2/3 면적비를 초과하면, 결국 그루브의 깊이만 깊어지게 되어 타이어 성능에 악영향을 미칠 수 있다.

이러한 진동집중홀(1142)의 단면 형태는 다양하게 구비될 수 있고 이에 따른 진동방지층(200)의 두께 특성이 변경될 수 있다.

예를 들어, 상기 진동집중홀(1142)의 단면 형태가 타이어 중심방향을 향하여 직사각형(5a)으로 마련되는 경우에는 진동방지층(200)의 두께는 일정할 수 있고, 진동집중홀(1142)의 단면 형태가 타이어 중심방향을 향하여 사다리꼴 형태(5b)인 경우는 진동방지층(200)의 두께는 중심(C)으로 갈수록 얇아질 수 있으며, 진동집중홀(1142)의 단면 형태가 타이어 중심방향을 향하여 역사다리꼴 형태(5c)인 경우는 진동방지층(200)의 두께는 중심(C)으로 갈수록 두꺼워지는 것이 진동에너지 해소에 도움이 될 수 있다.

또한, 상기 진동집중홀(1142)의 단면 형태가 타이어 중심방향을 향하여 직사각형(5a)으로 마련되는 경우에는 진동방지층(200)의 두께 일정하게 하여, 진동에너지 해소에 도움이 될 수 있으며, 도 5-(C)처럼 진동이 모이는 곳에서 매질(고무 -> 고무 + 보강구조) 약에서 강으로 이동시 그루브 떨림의 일정양의 유동을 감소할 수 있으며, 몰드(Mold) 제작이나 반제품 구성에도 유용할 것이다.

타이어 1000, 트레부 100,
캡트레드부 110, 트레드블럭 112,
그루브 114, 그루브 바닥면 1141,
진동집중홀 1142, 서브트레드부 120,
미들트레드부 122, 언더트레드부 124,
진동방지층 200, 벨트부 300,
카카스플라이 310, 이너라이너 320,
숄더부 400, 사이드월부 500,
비드부 600, 마모한계선 TW,
그루브 중심 C, 일반두께 h,
중심두께 H, 진동에너지 E

Claims (4)

1. 노면과 접촉하는 트레드부를 포함하는 타이어에 있어서,
   상기 트레드부는 캡트레드부, 서브트레드부를 포함하며, 상기 캡트레드부와 서브트레드부와의 사이에 진동방지층을 개재한 것이고,
   상기 진동방지층은 캡트레드부의 그루브 바닥 하부에 배치되는 것이며,
   상기 진동방지층은 그루브 중심으로 갈 수록 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 그루브 바닥 중심이 위치하는 영역에 진동집중홀이 음각 형태로 구비된 것을 특징으로 하는 트레드 웨이빙 및 고주파 노이즈가 개선된 공기입 타이어.

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