KR102262854B1 - 비대칭 홈 프로파일을 갖는 트레드를 포함하는 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기 타이어는, 최내측 홈, 최외측 홈, 및 상기 최내측 홈과 최외측 홈의 사이에 배치된 적어도 하나의 중간 홈을 구비하는 복수의 원주방향 연장형 주 홈을 포함하는 환상의 트레드부를 포함한다. 상기 최외측 홈은 내측 측벽, 외측 측벽, 홈 바닥부 및 상기 홈 바닥부에 대향하는 홈 개구를 구비한다. 상기 최외측 홈은 상기 홈 개구에 수직인 임의의 직선에 대하여 비대칭 단면을 가지며, 상기 최외측 홈의 외측 측벽은 상기 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 20°를 초과하여 경사진다.

Description

비대칭 홈 프로파일을 갖는 트레드를 포함하는 타이어{A TIRE COMPRISING A TREAD WITH ASYMMETRIC GROOVE PROFILES}

본 발명은 공기 타이어에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 발명은 비대칭 트레드 패턴 및/또는 적어도 하나의 비대칭 홈을 포함하는 공기 타이어에 관한 것이다.

습윤 처리를 개선하기 위해, 공기 타이어는 그것의 트레드에 홈을 제공하는데, 증가된 홈 단면은 타이어의 배수 능력을 증가시킬 수도 있다. 불행히도, 홈은 타이어의 조향 안정성 및 파지력에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 코너링 중, 공지된 타이어의 홈은 좌굴을 받을 수도 있으며, 이들 홈에 측방향으로 인접한 트레드 부분은 노면으로부터 상승되어 더 이상 도로와 접촉하지 않게 될 수도 있다.

건조 상태에서, 이러한 현상은 도로와 타이어 사이의 밀착 접촉을 저해하여, 고속으로 급격한 기동을 할 때 제어의 손실이 발생할 수도 있다. 특히, 전형적인 타이어 홈은 타이어의 급격한 핸들링 중 높은 응력집중을 받아서 좌굴을 경험하여, 건조 성능이 제한될 수도 있다. 더구나, 습윤 상태에서는 홈의 단면적이 감소되어 배수 성능을 방해할 수도 있다.

미국 특허 출원 공개 US 2013/0112325 A1호는 비대칭 트레드 부분을 갖는 공기 타이어를 개시한다. 트레드 부분은 경사진 측벽을 갖는 원주방향 연장 홈을 구비한다. 최외측 홈은 트레드에 수직한 라인에 관하여 서로 상이한 경사를 갖는 측벽 단면들 또는 윤곽들을 갖는다. 다른 홈들은 최외측 홈의 대응물보다 더 경사진 측벽 단면을 도시한다. 이러한 구조는 안전한 코너링 안정성 및 낮은 소음 레벨을 유지하고자 하는 것이다. 그러나, 특히 코너링 안정성은 특히 비-제로의 정(positive)의 캠버 각을 갖는 차량에 있어서 고속일 때에는 여전히 개선이 필요할 수도 있다.

미국 특허 출원 공개 US 2013/0112325 A1호

본 발명의 일 목적은 전술한 결점 중 적어도 하나를 극복하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 공기 타이어의 코너링 안정성이나 강성을 증가시키는 것에 있을 수도 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 건조 및 습윤 성능이 향상된 고성능 및 초 고성능 타이어를 제공하는 것에 있을 수도 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 바람직하게는 습윤 핸들링에 있어서의 중요한 절충(trade-offs) 없이도, 코너링 기동 중 타이어의 주 홈 근처에서 타이어 트레드의 국부적인 강성을 향상시키는 것에 있을 수도 있다.

본 발명의 공기 타이어는, 최내측 홈, 최외측 홈, 및 상기 최내측 홈과 최외측 홈의 사이에 배치된 적어도 하나의 중간 홈을 구비하는 복수의 원주방향 연장형 주 홈을 포함하는 환상의 트레드부, 예를 들면 비대칭 트레드를 포함한다. 상기 최외측 홈은 내측 측벽, 외측 측벽, 홈 바닥부 및 상기 홈 바닥부에 대향하는 홈 개구를 구비한다. 상기 최외측 홈은 상기 홈 개구에 수직인 임의의 직선에 대하여 비대칭 단면 또는 프로파일을 갖는다. 추가로, 상기 최외측 홈의 외측 측벽은 상기 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 20°를 초과하여 경사진다. 상기 원주방향 연장형 주 홈은 타이어 원주의 적어도 일부에 걸쳐서 원주방향으로 연장할 수도 있다. 다시 말해서, 상기 원주방향 연장형 주 홈은 불연속성 홈일 수도 있고, 연속성 홈일 수도 있다.

특히, 상기 최외측 홈은, 상기 홈 개구에 수직이면서 축방향에 대해 상기 홈 개구의 중간 또는 중앙을 통과하는 임의의 직선에 대해서 비대칭 단면 또는 프로파일을 가질 수도 있다.

제 1 양상에 따르면, 상기 외측 측벽 및 내측 측벽은 서로에 대해서 적어도 40°로, 바람직하게는 적어도 40°로 경사진다.

다른 양상에 따르면, 상기 외측 측벽은 상기 홈 개구에 수직인 직선에 대해서 25° 내지 40°로, 바람직하게는 30° 내지 35°로 경사진다.

또다른 양상에 따르면, 공기 타이어는 방향성 타이어일 수도 있고 비방향성 타이어일 수도 있다. 그러나, 이 타이어가 대칭일 수도 있고 비대칭일 수도 있다.

추가의 양상에 있어서, 외측 측벽은 홈 중 적어도 하나의 홈의 외측 측벽 및 내측 측벽은 홈 개구에 수직인 임의의 직선에 대하여 비대칭이다.

다른 양상에 따르면, 트레드부는 타이어가 회전하고 있을 때 지면과 접촉하도록 의도된 반경방향 외측의 트레드 표면을 갖고, 상기 최외측 홈은 한쪽에서는 에지 또는 불연속 에지를 거쳐서 그리고 다른 쪽에서는 모따기부를 거쳐서 트레드 표면과 접촉한다.

또다른 양상에 따르면, 상기 최외측 홈은 축방향 외측에서는 상기 에지를 거쳐서 그리고 축방향 내측에서는 상기 내측 측벽과 상기 홈 개구 사이에서 연장하는 모따기부를 거쳐서 상기 트레드 표면과 접촉한다.

다른 양상에 따르면, 상기 모따기부는 최외측 홈의 홈 개구에 대해서 10° 내지 45°의 각도로, 바람직하게는 20° 내지 35°의 각도로 경사지며, 상기 모따기부의 높이는 예를 들면 최외측 홈의 최대 깊이의 10% 내지 25%이고, 상기 모따기부의 폭은 홈 개구의 폭의 약 10% 내지 20%이다.

추가의 양상에 따르면, 각 홈의 단면 또는 단면적은 반경방향 내측 방향으로 테이퍼진다. 다시 말해서, 각 홈의 양 측벽은 서로에 대해서 반경방향 내측 방향으로 테이퍼진다.

다른 양상에 있어서, 홈 개구의 폭은 홈 바닥부의 폭의 1.15배 내지 4배이다.

또 다른 양상에 있어서, 최외측 홈은 최내측 홈보다 타이어의 적도 평면에 더 가깝다. 따라서 트레드 홈들의 배치는 비대칭이다.

다른 양상에 따르면, 원주방향 주 홈은 타이어의 적도 평면에 대해서 비대칭으로 배열된다.

또 다른 양상에 따르면, 각각의 주 홈은 단면적을 규정하거나 갖는데, 최외측 홈의 단면적은 최내측 홈과 중간 홈 중 적어도 하나의 홈의 단면적보다 작다.

다른 양상에 따르면, 최외측 홈의 수력 직경은 최내측 홈 및 중간 홈 중 적어도 하나의 홈의 수력 직경보다 작다. 본 기술 분야에 있어서 공통된 바와 같이, 수력 직경(hydraulic diameter: Hd)은 Hd=4*A/P로 규정될 수도 있다. 여기서 A는 홈의 단면적이고, P는 홈의 습윤 주연부, 즉 홈의 주연부의 길이(예를 들면 홈 바닥부, 홈 측벽, 홈 개구부 및 모따기부(모따기부가 존재한다고 가정한 경우임)의 합)이다.

또다른 양상에 따르면, 다른 홈 들중 하나의 홈의 수력 직경에 대한 최외측 홈의 수력 직경의 비는 0.1 내지 1.0; 및/또는 중간 홈의 수력 직경에 대한 최내측 홈의 수력 직경의 비는 0.5 내지 2.0이다.

다른 양상에 따르면, 외측 측벽은 내측 측벽보다 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 적어도 2배 또는 적어도 4배로 더 경사진다.

또 다른 양상에 따르면, 측벽은 깊이의 대부분에 걸쳐서, 예를 들면 최외측 홈의 깊이의 적어도 75%에 걸쳐서 연장한다. 예를 들면 측벽은 홈 바닥부로부터 트레드부의 인접 리브 또는 쇼울더부까지 연장될 수도 있다.

일반적으로, 주 홈은 트레드부의 원주방향 홈에 의해서 서로에 대해 측방향으로 분리될 수도 있다.

다른 양상에 따르면, 최외측 홈은 홈 바닥부를 내측 측벽과 연결하는 내측 연결부, 및 홈 바닥부를 외측 측벽과 연결하는 외측 연결부를 비롯한 연결부들을 포함한다. 상기 연결부들은 직선 및 곡선 중의 하나이다.

다른 양상에 따르면, 상기 연결부들은 곡선이며 상기 내측 연결부는 외측 연결부보다 큰 반경을 포함한다.

또 다른 양상에 따르면, 최외측 홈의 홈 바닥부 및 홈 개구는 서로에 대해서 경사지고 반경방향 외측 방향으로 서로에 대해서 테이퍼진다.

다른 양상에 따르면, 최외측 홈의 홈 바닥부는 대응하는 홈 개구에 대해서 5° 초과로, 바람직하게는 10° 내지 25°로 경사진 본질적으로 직선의 부분을 포함하거나 또는 그 부분으로 구성된다.

다른 양상에 따르면, 최내측 홈은 추가의 홈 개구, 추가의 외측 측벽, 및 최내측 홈의 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 최내측 홈의 외측 측벽보다 더 경사진 추가의 내측 측벽을 포함한다.

다른 양상에 따르면, 최내측 홈의 내측 측벽은 최내측 홈의 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 1° 내지 10°로, 바람직하게는 2° 내지 7°로 경사진다.

다른 양상에 따르면, 중간 홈의 외측 측벽은 중간 홈의 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 25° 내지 40°로, 바람직하게는 30° 내지 40°로 경사진다.

또 다른 양상에 따르면, 중간 홈의 내측 측벽은 중간 홈의 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 1° 내지 10°로, 바람직하게는 2° 내지 7°로 경사진다.

다른 양상에 따르면, 중간 홈 중 적어도 하나는 본질적으로 반원형의 단면을 갖는다.

다른 양상에 따르면, 중간 홈들중 적어도 하나는 홈 개구, 내측 측벽, 및 상기 중간 홈의 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 중간 홈의 내측 측벽보다 더 경사진 외측 측벽을 포함한다. 추가로, 중간 홈은 전술한 최내측 홈의 거울상 단면 또는 프로파일에 본질적으로 대응하는 비대칭 단면 또는 프로파일을 가질 수도 있다.

또 다른 양상에 따르면, 타이어는 최외측 홈의 측벽, 중간 홈의 측벽 및 최내측 홈의 측벽의 전술한 경사도의 조합을 포함한다.

다른 양상에 따르면, 중간 홈은 중간 홈의 홈 개구와 축방향 외측 측벽 사이에 배열된 모따기부를 포함한다. 중간 홈의 모따기부는 중간 홈의 홈 개구에 대해서 10° 내지 45°의 각도로, 바람직하게는 20° 내지 35°의 각도로 경사질 수도 있으며, 모따기부의 높이는 중간 홈의 최대 깊이의 5% 내지 15%이고, 모따기부의 폭은 홈 개구의 폭의 약 5% 내지 15%이다.

또 다른 양상에 따르면, 최내측 홈은 최내측 홈의 홈 개구와 축방향 내측 측벽 사이에 배열된 모따기부를 포함한다. 최내측 홈의 모따기부는 중간 홈의 홈 개구에 대해서 10° 내지 45°의 각도로, 바람직하게는 20° 내지 35°의 각도로 경사질 수도 있으며, 모따기부의 높이는 최내측 홈의 최대 깊이의 5% 내지 15%이고, 모따기부의 폭은 홈 개구의 폭의 약 5% 내지 15%이다.

본 발명의 개시설명의 전술한 양상 및 특징은 서로 조합될 수도 있고 서로 대체될 수도 있다.

본 발명에 따른 타이어의 이점은 코너링 기동 중 증가된 트레드 또는 홈 강성에 있으며, 특히 최외측 홈의 홈 좌굴을 감소시키는데 도움이 될 수도 있다. 본 발명의 양상에 따른 최내측 홈 및 중간 홈을 성형하면 코너링 기동 중 그들 홈의 강성을 더욱 증가시켜서 좌굴을 감소시킬 수도 있다. 특히, 최외측 홈, 그리고 선택적으로는 중간 홈 및/또는 최내측 홈은 비대칭의 단면 또는 프로파일을 구비하여서, 코너링 조건에서 그들이 덜 비대칭이 되거나 더욱 대칭이 되게 할 수도 있다. 따라서 홈의 특정 형상은 코너링 기동 하에서 홈에 인접한 트레드의 강성을 증가시킬 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 비대칭 홈을 갖는 트레드를 포함하는 공기 타이어의 개략적인 단면도,
도 2는 도 1에 따른 타이어의 최외측 홈의 개략적인 단면도,
도 3은 도 1에 따른 타이어의 중간 홈의 개략적인 단면도,
도 4는 코너링 기동 중 도 1에 따른 타이어 트레드의 단면을 개략적으로 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 비대칭 홈을 갖는 트레드를 포함하는 공기 타이어의 개략적인 단면도,
도 6은 코너링 기동 중 도 5에 따른 타이어 트레드의 단면을 개략적으로 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 비대칭 홈을 갖는 트레드를 포함하는 공기 타이어의 개략적인 단면도,
도 8은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 비대칭 홈을 갖는 트레드를 포함하는 공기 타이어의 개략적인 단면도,

정의

"에이펙스(apex)" 또는 "비드 필러 에이펙스(bead filler apex)는 플라이(ply)와 끌어올림 플라이(turn-up ply) 사이에서 비드 코어(bead core) 위에 반경방향으로 위치된 탄성중합체 충전재를 의미한다.

"축방향" 및 "축방향으로"는 타이어의 회전축선에 평행한 선 또는 방향을 의미한다.

"비드"는, 플라이 코드에 의해 감싸여지고, 플리퍼(flipper), 치퍼(chipper), 에이펙스, 토우 가드(toe guard) 및 체이퍼(chafer)와 같은 다른 보강 요소를 갖거나 갖지 않고서 설계 림과 끼워맞춤되도록 형상화된, 흔히 "비드 코어(bead core)"라 불리는 환형 인장 부재를 포함하는 타이어의 부분을 의미한다.

"벨트 구조물" 또는 "보강 벨트"는 평행한 코드들로 이루어지고, 직포 또는 부직포이며, 트레드(tread) 밑에 있고, 비드에 고정되지 않으며, 타이어의 적도 평면에 대해 17도 내지 27도 범위의 좌측 코드 각도와 우측 코드 각도 둘 모두를 갖는 적어도 2개의 환형 층 또는 플라이를 의미한다.

"캠퍼 각(camber angle)" 또는 "캠버"는 도로에 수직인 선과 타이어와 적도 평면 사이의 각도를 의미한다. 이 각도는 차량에 장착된 때 타이어의 상부가 외향으로 경사진다면 양의 값이고, 타이어의 상부가 내향으로 경사진다면 음의 값이다.

"카커스(carcass)"는 플라이 위에서 벨트 구조물, 트레드, 언더트레드 및 측벽 고무로부터 이격되지만 비드는 포함하는 타이어 구조물을 의미한다.

"원주방향"은 축방향에 수직인 환형 트레드의 표면의 주연부를 따라 주연부에 평행하게 연장되는 선 또는 방향을 의미한다.

본 출원에 있어서, "단면"은 타이어의 축방향 및 반경방향을 따라 연장되는 평면에 따른 단면 또는 그 평면 내에 놓인 단면을 의미한다. 트레드 또는 그의 구성요소(예를 들면 그 홈)와 관련된 "단면"은 트레드 또는 그 구성요소의 프로파일이라 여겨질 수도 있다.

"적도 평면(Equatorial Plane, EP)"은 타이어의 회전축에 수직이고 타이어의 트레드의 중심을 통과하는 평면; 또는 트레드의 원주방향 중심선을 포함하는 평면을 의미한다.

"홈"은 원주방향으로 연장할 수도 있는 트레드 내의 길다란 기공 영역을 의미한다. 홈 폭 또는 깊이는 그 길이를 따른 그의 평균 폭 또는 깊이와 동일할 수도 있다.

"내향측(inboard)"은 차량의 중심을 향하는 축방향을 의미한다.

"내측(inner)"은 내측의 축방향을 의미한다(그렇지 않다면 다르게 규정되었을 것이다).

"측방(lateral)"은 축방향에 평행인 방향을 의미한다.

"정상 하중(normal load)"은 타이어의 서비스 상태에 대해 적절한 표준 기관에 의해 지정된 특정 설계 팽창 압력 및 하중을 의미한다.

"외향측(outboard)"은 차량의 중심으로부터 멀어지는 축방향을 의미한다.

"외측(outer)"은 외측의 축방향을 의미한다(그렇지 않다면 다르게 규정되었을 것이다).

"오버레이(overlay)"는 벨트 또는 벨트 플라이의 상부에 반경방향으로 배치된 플라이를 의미한다. 그러한 오버레이는 종종 고속 타이어의 보강용으로 사용된다.

"반경방향" 및 "반경방향으로"는 타이어의 회전축을 반경방향으로 향하거나 이로부터 멀어지는 방향을 의미한다. "내측" 또는 "외측"과 관련하여 그것은 타이어 축선을 말한다.

"측벽"은 트레드와 비드 사이의 타이어 부분을 의미하거나, 또는 본 개시설명에 있어서는 트레드 홈의 측방 경계부를 의미하기도 한다.

"이너라이너(Innerliner)"는 튜브리스 타이어의 내측 표면을 형성하고 타이어 내에 팽창 유체를 포함하는 탄성중합체 또는 다른 재료의 층 또는 층들을 의미한다.

"인서트(insert)"는 타이어의 측벽 영역에 보통 위치되는 강화 부재로서 사용되는 탄성중합체 부재를 의미한다.

"플라이"는 고무-코팅된 평행한 코드들의 연속 층을 의미한다.

"슬립 각(slip angle)" 또는 "슬립"은 회전하는 타이어의 이동 방향과 타이어의 적도 평면의 방향 사이의 각도를 의미한다.

"반경방향 플라이 타이어"는 플라이의 적어도 하나의 층이 타이어의 적도 평면에 대해 65도 내지 90도의 코드 각도로 비드로부터 비드로 연장되는 플라이 코드를 갖는 벨트식 또는 원주방향으로 제한된 공기 타이어를 의미한다.

"트레드" 또는 "트레드부"는 타이어 카커스에 접합된 경우 타이어가 정상 하중에서 정상적으로 팽창될 때 도로와 접촉하게 되는 타이어의 부분을 포함하는 하나 또는 그 이상의 고무 구성요소를 의미한다.

"트레드 폭"은 타이어의 회전축선에 평행한 평면에 있어서 트레드 표면의 원호 길이를 의미한다.

"언더트레드"는 타이어 조립 중 트레드를 안정화 플라이(stabilizer plies)에 접착시키는 것을 돕기 위해서, 바람직하게는 절단된 벨트의 단부를 덮기 위해서, 사출된 트레드의 아래에 배치된 고무 층을 의미한다.

실시형태

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공기 타이어(1)의 개략적인 단면을 도시한다. 이 공기 타이어(1)는 트레드(10), 내측 라이너(13), 벨트 또는 벨트 플라이를 포함하는 벨트 구조체(12), 카커스 플라이(9), 두개의 타이어 측벽(2), 및 비드 필러 에이펙스(5) 및 비드(4)를 포함하는 두개의 비드 영역(3)을 갖는다. 예시적인 타이어(1)는 예를 들면 승용차 또는 트럭과 같은 차량의 림 상에 장착하기에 적합할 수도 있다. 도시된 예시적인 타이어는 방향성일 수도 있고 아닐 수도 있다. 추가로, 타이어(1)는 적도 평면(EP)과 관련하여 대체로 비대칭 또는 대칭의 트레드(10)를 포함할 수도 있다. 이 트레드(10)는, 내향측 장착 위치에 배치되도록 의도된 내측 타이어 측벽(2)과, 외향측 장착 위치에 배치되도록 의도된 외측 타이어 측벽(2)의 사이에서 연장된다. 카커스 플라이(9)는 각 비드(4)에 각기 고정된 한쌍의 축방향 대향 단부(6)를 구비한다. 카커스 플라이(9)의 각각의 축방향 단부(6)는 각각의 비드(4) 둘레로 감겨서, 각각의 축방향 단부를 고정하기에 충분한 위치까지 끌어올려진다. 카커스 플라이(9)는 폴리에스테르, 레이온, 또는 유사한 적절한 유기 중합성 화합물과 같은 물질로 만들어진 복수개의 실질적으로 평행한 카커스 보강 부재를 갖는 고무처리된 플라이일 수도 있다. 카커스 플라이(9)의 끌어올림부(6)는 두개의 플리퍼(flipper)(8)의 축방향 외측 표면 및 두개의 치퍼(chipper)(7)의 축방향 내측 표면에 결합할 수도 있다. 트레드(10)의 주요 부분은 임의의 적절한 트레드 화합물 또는 화합물들일 수도 있는 트레드 화합물로 형성될 수도 있다. 그러나 본 발명이 전술한 타이어 설계에 제한되는 않는다는 점을 강조한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 예시적인 트레드(10)는 세개의 원주방향 연장형 주 홈(20, 21, 22)을 가질 수도 있다. 이들 홈의 각각은 일반적으로 트레드(10) 내에 U자형 개구를 형성한다. 주 홈(20, 21, 22)은 축방향 최외측 또는 외향측 홈(20), 축방향 최내측 또는 내향측 홈(22), 그리고, 상기 최외측 홈(20)과 최내측 홈(22) 사이에 배치된 적어도 하나의 중간 홈(21)을 포함한다. 도 1에 있어서, 축방향 내측 방향은 방향 I로 표시되는 반면, 축방향 외측 방향은 방향 O로 표시된다. 반경방향 외측 방향은 방향 R로 표시된다. 트레드(10)는 주 홈들(20, 21, 22) 사이에 또는 그 옆에 배치된 원주방향 연장형 부 홈(도시하지 않음)을 포함할 수도 있다. 부 홈은 대체로 주 홈보다 덜 넓고/넓거나 덜 깊다. 각각의 주 홈은 부 홈의 각각보다 적어도 2배 이상 넓고/넓거나 적어도 두배 이상 깊을 수도 있다.

각각의 주 홈(20, 21, 22)은 한쌍의 본질적으로 반경방향으로 연장하는 측벽(23, 24, 26, 27, 29, 30)을 측방향으로 분리시키는 홈 바닥부 또는 기저부(25, 28, 31)와, 상기 홈 바닥부(25, 28, 31)에 본질적으로 대향하는 홈 개구로 이루어진 단면을 포함할 수도 있다. 다시 말해서, 홈 개구는 운전중 지면에 접촉하는 트레드 표면의 평면 내에 놓이는 것으로 고려될 수도 있다. 그 변형예로서, 홈 개구의 단면 또는 프로파일이 각각의 홈(20, 21, 22)의 측벽을 형성하거나 또는 그 경계를 한정하는 두개의 원주방향 리브의 반경방향 외측 표면 사이에서 연장하는 직선으로서 고려될 수도 있다. 각각의 측벽(23, 24, 26, 27, 29, 30)은 홈 깊이의 대부분에 걸쳐서 연장될 수도 있으며, 주 홈(20, 21, 22)은 반경방향 외측 방향(R)으로 그 폭이 대체로 증가된다.

홈 바닥부(25, 28, 31)는 대응하는 홈(20, 21, 22)의 최대 폭의 대부분에 걸쳐서 축방향으로 연장될 수도 있다. 그러나, 다른 예에 있어서 홈 바닥부는 선택적일 수도 있다. 예를 들면 홈의 측벽들이 단 하나의 지점에서 측방향으로 만날 수 있을 것이다.

도 2는 도 1에 따른 트레드(10)의 최외측 홈(20)의 개략적인 단면을 도시한다.

최외측 홈(20)의 각 측벽(23, 24)은 홈 개구(32)에 수직한 직선에 대하여 경사진다. 이 측벽들은 반대방향으로 동일한 또는 상이한 각도(α, β)로 경사질 수도 있다. 도시된 예에 있어서, 양 측벽(23, 24)은 약 20°의 각도로 경사진다. 그러나, 양 측벽(23, 24)은 25°내지 40°의 각도로 경사지는 것이 바람직하고, 30°내지 35°의 각도로 경사지는 것이 더욱 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 최외측 홈(20)은 내측 측벽(24)의 반경방향 외측 단부에, 홈 개구(32)에 대해서 10° 내지 45°, 바람직하게는 20° 내지 35°의 각도(γ)로 경사진 모따기부(33)를 포함할 수도 있다. 상기 모따기부(33)의 높이는 예를 들면 홈(20)의 최대 깊이의 10% 내지 25%일 수도 있다. 추가로, 모따기부(33)의 폭은 예를 들면 홈 개구(32)의 단면 폭의 10% 내지 20%일 수도 있다. (모따기부(33)와 대향하고 있는) 홈(20)의 축방향 반대쪽에서, 홈은 운전시 도로와 접촉하도록 의도된 불연속 에지(34)를 갖는다.

홈 바닥부(25)는 외향측 홈(20)의 깊이가 축방향 외측 방향으로 감소되도록 홈 개구(32)에 대하여 경사질 수도 있다.

도시된 실시형태에 있어서, 최외측 홈의 단면은 홈 바닥부(25)를 내측 측벽(24) 및 외측 측벽(23)과 연결하는 연결부(35, 36)를 더 포함한다. 연결부(35, 36)는 직선일 수도 있고 곡선일 수도 있다. 이 연결부(35, 36)는 곡률반경(R1)을 갖는 축방향 외측 연결부(35)와, R1보다 작은 곡률반경(R2)을 갖는 축방향 내측 연결부(36)을 포함한다. 곡률반경(R1)은 곡률반경(R2)의 적어도 2배인 것이 바람직하다.

도 3은 도 1에 따른 트레드(10)의 중간 홈(21)의 개략적인 단면도를 도시한다.

중간 홈(21)의 각 측벽(26, 27)은 홈 개구(37)에 수직인 직선에 대해 경사진다. 내측 측벽(27)은 1° 내지 20°, 바람직하게는 1° 내지 10°의 각도(φ)로 경사진다. 외측 측벽(26)은 25°내지 40°, 바람직하게는 30° 내지 40°의 각도(δ)의 각도로 경사진다. 다시 말해서, 외측 측벽(26)은 내측 측벽(27)보다 더 경사진다.

추가로, 중간 홈(21)은 외측 측벽(26)의 반경방향 외측 단부에, 홈 개구(37)에 대해서 10° 내지 45°의 각도(θ)로, 바람직하게는 20° 내지 35°의 각도(θ)로 경사진 모따기부(38)를 포함한다. 상기 모따기부의 높이는 중간 홈의 최대 깊이의 5% 내지 15%이다. 모따기부의 단면 폭은 홈 개구의 폭의 약 5% 내지 15%일 수도 있다. 홈(21)의 축방향 반대쪽에서, 홈은 모따기부 대신에, 도로와 접촉하도록 의도된 에지(39)를 갖는다.

중간 홈의 홈 바닥부(28)는 중간 홈(21)의 깊이가 외향측 방향으로 감소되도록 홈 개구(37)에 대해서 경사질 수도 있다. 그러나, 외측 홈(20)에 관하여 그러한 특징이 중요한 특징이라고 여겨지지는 않는다. 그럼에도 불구하고 그것은 코너링 기동중 홈 강성을 더욱 향상시킬 수도 있다.

외측 홈과 유사하게, 중간 홈(21)은 홈 바닥부(28)를 내측 측벽(27) 및 외측 측벽(26)과 연결하는 연결부(40, 41)를 포함할 수도 있다. 연결부(40, 41)는 직선일 수도 있고 곡선일 수도 있다. 곡선의 외측 연결부(40)는 제 1 곡률반경(R3)을 갖고, 내측 연결부(41)는 R3보다 큰 제 2 곡률반경(R4)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 곡률반경(R4)은 곡률반경(R3)의 적어도 2배일 수도 있다.

도 1에 도시된 최내측 홈(22)은 타이어(1)의 축선에 수직인 평면에 대해서 (도 3에 도시된 바와 같은) 중간 홈(21)에 대체로 대칭일 수도 있다. 다시 말해서, 최내측 홈(22)의 단면은 중간 홈(21)의 거울상 단면에 실질적으로 대응할 수도 있다. 특히, 최내측 홈(22)은, 외향측으로부터 내향측으로 가면서, 외측 측벽(29), 외측 연결부, 홈 바닥부(31), 내측 연결부, 내측 측벽(30), 및 중간 홈(21)과 관련해서 언급한 것과 유사 또는 동일한 길이 또는 곡률반경과, 유사 또는 동일 각도를 갖는 모따기부를 포함할 수도 있다. 일반적으로 "유사" 및 "약"이라는 용어는 20% 미만의 값, 바람직하게는 5% 미만의 값의 편차로서 이해될 수도 있다.

본 실시형태에 있어서, 중간 홈(21)의 폭은 최외측 홈(20)의 폭보다 넓다. 다시 말해서, 중간 홈(21)의 단면적은 최외측 홈(20)의 단면적보다 크다. 그러한 특징은 코너링 기동 하에서 타이어의 안정성을 더욱 향상시킬 수도 있다. 그러나, 홈(20, 21, 22)의 폭 및/또는 단면적이 동일할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공기 타이어(1)와 관련하여 내향측 코너링 기동 중 공기 타이어(1)의 일부의 예시적인 변형예의 개략적인 단면을 도시한다.

비제한적 예로써, 공기 타이어(1)는 약 8000N의 하중 하의 205/55R16 타이어로서, 약 2.7bar로 팽창될 수도 있다. 타이어는 약 +4°의 캠버 각으로 차량에 장착될 수도 있다. 코너링 기동의 속도는 약 50km/h일 수도 있고, 결과적인 슬립 각은 약 -8°일 수도 있다.

그러한 예시적인 상태에 있어서, 트레드(10)의 단면은 휘어지는데, 그 내측 부분이 만곡되어 도로(42)로부터 분리됨으로써 최내측 홈(22)이 노면으로부터 상승하게 되지만, 외측 타이어 측벽의 일부는 도로(42)와 접촉하고 있다. 최내측 홈(20) 및 중간 홈(21)은 도 1에 도시된 형상과 관련하여 변형된다. 특히, 최내측 홈(20)의 모따기부는 일그러져서 도로(42)와 적어도 부분적으로 접촉한다. 따라서 기술된 실시형태의 특징은 가능한 파지면을 증가시켜서 내측 측벽이 코너링 방향의 반대 방향으로 경사에 반격하도록 한다. 동시에, 외측 홈의 측벽은 회전하여 각각의 홈 개구에 수직인 선에 대하여 덜 경사지게 된다. 최외측 홈(20)의 바닥부도 또한 회전하여 홈 개구에 대한 각도를 감소시킨다. 중간 홈(21)은 외향측 방향으로 일그러져서 그의 홈 개구에 수직인 중앙선에 대해서 대체로 더욱 대칭이 된다. 이것은 최외측 홈(20)에도 적용된다. 코너링 기동 중 이루어진 대칭의 증가는, 한편으로는 타이어의 배수 성능 또는 습윤 핸들링 성능을 유지시키고, 다른 한편으로는 홈 근처의 트레드의 국부적인 강성 및 타이어의 코너링 강성을 증가시킬 수도 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 공기 타이어(100)의 개략적인 단면을 도시한다. 제 2 실시형태에 따른 공기 타이어(100)는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공기 타이어(1)에 본질적으로 대응한다. 그러나, 주 홈의 기하학적 구조가 구체적으로는 다르다. 보다 명료하게 하기 위하여, 도 1 내지 도 4에서 타이어(1)에 사용된 것과 동일한 참조 부호를 도 5의 타이어(100)의 구성요소에도 사용한다.

중간 홈(21) 및 최내측 홈(22)은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 각각의 홈(21, 22)과 유사 또는 동일하다. 그러나, 도 1에 도시된 실시형태와는 다르게, 타이어(100)의 최외측 홈(200) 및 중간 홈(21)은 유사 경사 각도를 갖는 외측 측벽(23, 26)을 구비한다. 이것은 이들 홈(200, 21)의 내측 측벽(24, 27)에도 적용된다. 따라서, 도 5에 따른 최외측 홈(200)의 외측 측벽의 경사와 내측 측벽의 경사 및 모따기부는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태에 따른 중간 홈(21)의 외측 측벽의 경사와 내측 측벽의 경사 및 모따기부에 대응하고, 도 1 내지 도 4와 관련하여 언급된 값 및 범위를 갖는다.

도 6은 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 타이어(100)와 관련하여 내향측 코너링 기동의 시뮬레이션 중 공기 타이어(100)의 일부의 변형의 개략적인 단면을 도시한다.

그 기동의 상태는 도 4와 관련하여 언급된 것과 동일하여서, 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 트레드의 휘어진 형상을 야기할 수도 있다. 트레드의 내측 부분은 최내측 홈(22)이 노면을 떠나도록 만곡되어 도로(42)로부터 분리되는 반면, 외측 타이어 측벽의 일부는 도로(42)와 접촉한다. 최외측 홈(200) 및 중간 홈(21)은 일그러지거나 변형된다. 최외측 홈(200)의 모따기부도 또한 일그러지거나 변형되고 도로(42)와 접촉한다. 제 1 실시형태에서와 마찬가지로, 도 5 및 도 6의 실시형태에 따른 특징은 도로(42)를 파지하는 유용한 표면을 증가시킬 수도 있으며, 국부적인 강성 증가를 야기할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 비제한적인 제 3 실시형태에 따른 공기 타이어(101)의 개략적인 단면을 도시한다. 제 3 실시형태에 따른 공기 타이어(101)는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공기 타이어(1)와 유사하다. 그러나, 그들의 중간 홈의 기하학적 구조는 다르다. 보다 명료하게 하기 위하여, 이전의 도면에서와 동일한 참조 부호가 타이어(101)의 실시형태에도 사용된다. 이것은 도 8에 도시된 타이어(11)도 마찬가지이다.

도 7에 따르면, 최외측 홈(20) 및 최내측 홈(22)은 도 1에 도시된 바와 같은 본 발명의 제 1 실시형태의 최외측 홈(20) 및 최내측 홈(22)과 실질적으로 유사 또는 동일할 수도 있다. 그러나, 도 7에 도시된 중간 홈(210)은 반원형 단면을 갖는다. 홈 개구는 최외측 홈(20) 및 최내측 홈(22)의 홈 개구보다 넓을 수도 있다.

도시된 반원형 중간 홈(210)은 위에 기술한 기동에서와 같은 코너링 기동 하에서 특히 고 슬립 각의 경우에 타이어의 코너링 힘 또는 측방향 힘을 더욱 향상시킬 수도 있다.

도 8은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 공기 타이어(111)의 개략적인 단면을 도시한다. 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 공기 타이어(111)는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 공기 타이어(1)와 유사하지만, 그들 중간 홈의 기하학적 구조와 중간 홈의 수는 다르다. 특히, 타이어(111)는 트레드(10) 내에 U자형 개구를 대체로 규정하는 4개의 원주방향 연장형 주 홈(20, 211, 212, 22)을 갖는다. 주 홈(20, 211, 212, 22)은 최외측 홈(20), 최내측 홈(22), 및 최외측 홈(20)과 최내측 홈(22) 사이에 배치된 두개의 중간 홈(211, 212)을 포함한다. 각각의 중간 홈(211, 212)은 외향측으로부터 내향측으로 가면서 외측 측벽(26), 홈 바닥부(28) 및 내측 측벽(27)을 포함할 수도 있다.

내측 중간 홈(212)은 최외측 홈(22)과 거울 대칭일 수도 있다. 외측 중간 홈(211)은 중간 홈(212)과 대체로 유사 또는 동일할 수도 있다.

일반적으로 그리고 전술한 특징에 부가하여, 코너링 상태에서 홈 강성을 더욱 개선하기 위하여 및/또는 홈 좌굴을 감소시키기 위하여, 하나 이상의 홈의 적어도 바닥부를 추가로 보강하는 것이 가능하다. 그러한 보강재는 예를 들면 본 원에 참조로 인용되는 미국 특허 출원 제 13/611,326 호(2012.9.12. 출원)에 개시되어 있다. 본원에 언급된 홈 바닥부 보강재와 홈 설계의 조합은 타이어의 홈 강성 및 핸들링 성능을 더욱 개선하여, 특히 습윤 핸들링 성능에 있어서의 절충(trade-offs)을 감소시킬 수도 있다.

임의의 대표적인 실시형태, 실시예 및 세부가 본 발명을 도시하기 위한 목적으로 기재되었지만, 당업자라면 하기의 첨부된 특허청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 각종 변형 및 변경이 이루어질 수도 있다는 것이 명백할 것이다.

어떠한 경우에도 전술한 실시형태 및 실시예가 제한적인 의미로 이해되지는 않아야 한다. 특히 전술한 실시형태들의 특징은 서로 교환될 수도 있고 서로 조합될 수도 있다.

Claims (3)

1. 최내측 홈, 최외측 홈, 및 상기 최내측 홈과 최외측 홈의 사이에 배치된 적어도 하나의 중간 홈을 구비하는 복수의 원주방향 연장형 주 홈을 포함하는 환상의 트레드부를 포함하는 공기 타이어로서, 상기 최외측 홈은 내측 측벽, 외측 측벽, 홈 바닥부 및 상기 홈 바닥부에 대향하는 홈 개구를 구비하는, 공기 타이어에 있어서,
   상기 최외측 홈은 상기 홈 개구에 수직인 임의의 직선에 대하여 비대칭 단면을 가지며, 상기 최외측 홈의 외측 측벽은 상기 홈 개구에 수직인 직선에 대하여 20°를 초과하여 경사지고,
   상기 트레드부는 반경방향 외측의 트레드 표면을 갖고, 상기 최외측 홈은 축방향 외측에서는 에지를 거쳐서 그리고 축방향 내측에서는 상기 내측 측벽과 상기 홈 개구 사이에서 연장하는 모따기부를 거쳐서 상기 트레드 표면과 접촉하며,
   상기 주 홈의 각각은 단면적을 규정하고, 상기 최외측 홈의 단면적은 상기 중간 홈의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는
   공기 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외측 측벽 및 내측 측벽은 상기 홈 개구에 수직인 임의의 직선에 대해서 비대칭이고, 상기 외측 측벽 및 내측 측벽은 서로에 대해서 적어도 40°로 경사지며, 상기 외측 측벽 및 내측 측벽중 적어도 하나는 상기 홈 개구에 수직인 직선에 대해서 25° 내지 40°로 경사지는
   공기 타이어.
3. 삭제

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