KR102352892B1 - 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 쏠림과 관련된 특성값인 플라이스티어 잔류복원토크(Plysteer Residual Aligning Torque : PRAT)를 개선한 타이어에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어는, 트레드부를 구성하는 트레드 중심부(11)와 숄더부(12)에 블록과 홈으로 트레드 패턴이 형성되는 타이어에 있어서, 상기 숄더부(12)에 상기 타이어의 의 외측으로 상기 타이어의 축방향을 따라 형성되는 외측그루브(14)가 형성되고, 상기 숄더부(12)는, 상기 트레드 중심부(11)와 메인그루브(13)를 통하여 이격되고, 노면과 접촉하는 접지면(12a)과, 상기 외측그루브(14)의 내부에 상기 접지면(12a) 보다 낮게 형성되는 수평면(12c)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어{TIRE IMPROVED PLYSTEER RESIDUAL ALIGNING TORQUE}

본 발명은 타이어의 쏠림과 관련된 특성값인 플라이스티어 잔류복원토크(Plysteer Residual Aligning Torque : PRAT)를 개선한 타이어에 관한 것이다.

타이어 노면과 접촉하는 고무층인 트레드부가 형성되고, 상기 트레드부는 여러가지 블록과 그루브가 형성된다. 이러한 트레드부의 블럭과 그루브를 총칭하여 트레드 패턴(Tread Pattern)이라 한다.

한편, 상기 타이어에 작용하는 횡력(Lateral Force)이 0이 되는 슬립각 상태로부터상기 타이어에 작용하고 있는 복원토크(Aligning Torque)를 잔류복원토크(Residual Aligning Torque : RAT)라 하고 양 방향의 RAT의 평균을 플라이스티어 잔류복원토크(Plysteer Residual Aligning Torque : PRAT)라 한다.

상기 타이어의 PRAT 특성은 차량의 쏠림에 영향을 미치는 주요 인자 중의 하나로서, 타이어의 설계특성에 따라 변화하고, 이는 상기 트레드 패턴에 주로 기인한다.

차량의 개발 단계에서 차량 특성 및 도로 구배를 고려하여 타이어 PRAT값이 선정되며, 상기 차량의 쏠림 방향에 따라 상기 PRAT의 방향이 조절된다. 예컨대, 상기 차량이 좌측으로 쏠리면 상기 PRAT는 '+'방향으로 조절한다.

한편, 상기 PRAT 특성의 방향은 상기 타이어의 위치 교환이나 방향 변경시에도 변화되지 않는다.

이러한 PRAT의 특성을 조절하기 위해서는 상기 타이어의 트레드 패턴 형상이 필요하면, 이를 위하여 신규 몰드의 제작이 수반되어야 하고, 이는 많은 비용과 시간이 소요될 수 밖에 없었다.

JP 2009-067244 A(2009.04.02, 명칭 : 공기입 타이어)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 타이어 숄더 패턴의 단부에서 그루브의 내부 형상을 변경함으로써, 타이어의 PRAT 특성이 조절되도록 한 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어는, 트레드부를 구성하는 트레드 중심부와 숄더부에 블록과 홈으로 트레드 패턴이 형성되는 타이어에 있어서, 상기 숄더부에 상기 타이어의 외측으로 상기 타이어의 축방향을 따라 형성되는 외측그루브가 형성되고, 상기 숄더부는, 상기 트레드 중심부와 메인그루브를 통하여 이격되고, 노면과 접촉하는 접지면과, 상기 외측그루브의 내부에 상기 접지면 보다 낮게 형성되는 수평면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 수평면의 폭을 조절하여, 상기 타이어의 플라이스티어 잔류복원토크를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 타이어가 장착되는 차량의 쏠림 방향에 따라, 상기 수평면의 폭을 조절하여, 상기 차량의 쏠림을 해소하는 것을 특징으로 한다.

상기 차량의 좌측 쏠림시 상기 수평면의 폭을 증가시키고, 상기 차량의 우측 쏠림시 상기 수평면의 폭을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 접지면과 상기 수평면을 연결하고 상기 타이어의 사이드월을 향하여 하향경사지게 제1경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1경사면의 양단은 각각 상기 접지면 및 상기 수평면과 라운드 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 수평면과 상기 외측그루브의 저면부를 연결하고 상기 사이드월을 향하여 하향경사지게 제2경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2경사면의 양단은 각각 상기 수평면 및 상기 저면부와 라운드 형상으로 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1경사면의 경사각 보다 상기 제2경사면의 경사각이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1경사면과 수평면이 연결되는 부위의 곡률반경은, 상기 수평면과 상기 제2경사면이 연결되는 부위의 곡률반경 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1경사면과 수평면이 연결되는 부위의 곡률반경은, 상기 제2경사면과 상기 저면부가 연결되는 부위의 곡률반경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 수평면과 상기 제2경사면이 연결되는 부위의 곡률반경과 상기 제2경사면과 상기 저면부가 연결되는 부위의 곡률반경은 동일한 것을 특징으로 한다.

상기 숄더부에는 상기 타이어의 둘레방향을 따라 서브그루브가 형성되고, 상기 수평면의 깊이는 상기 서브그루브의 깊이와 동일한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어에 따르면, 잔류복원토크(PRAT)를 조절하기 위해 몰드를 새로이 제작하지 않고도 몰드를 수정하여 숄더 외측에 위치한 그루브의 내부 형상을 변경함으로써, PRAT의 특성을 조절할 수 있다.

이와 같이, 신규 몰드를 제작하지 않고, 몰드를 수정하여 숄더 외측의 그루브의 내부 형상을 변경함으로써, 신규 몰드의 제작에 소요되는 시간과 비용을 절감시킬 수 있다.

또한, 상기 수평면의 폭만 변경되도록 하고, 다른 형상은 변경되지 않음으로써, 상기 타이어의 다른 특성에 미치는 영향은 최소화할 수 있다.

도 1은 통상적인 타이어의 형태를 도시한 단면도.
도 2는 통상적인 타이어의 트레드 패턴을 도시한 개략도.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 따른 종래기술에 따른 타이어의 단면도.
도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 따른 본 발명에 따른 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어에서 PRAT를 수정하기 위해 숄더 외측의 그루브의 형상을 변경하는 상태를 도시한 개략도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어는, 트레드부를 구성하는 트레드 중심부(11)와 숄더부(12)에 블록과 홈으로 트레드 패턴이 형성되는 타이어에서, 상기 숄더부(12)에 상기 타이어의 외측으로 상기 타이어의 축방향을 따라 형성되는 외측그루브(14)가 형성되고, 상기 숄더부(12)는, 상기 트레드 중심부(11)와 메인그루브(13)를 통하여 이격되고, 노면과 접촉하는 접지면(12a)과, 상기 외측그루브(14)의 내부에 상기 접지면(12a) 보다 낮게 형성되는 수평면(12c)이 형성되도록 하고, 상기 수평면(12c)의 폭을 조절하여, 상기 타이어의 플라이스티어 잔류복원토크를 조절되도록 한다.

도 1에는 통상적인 타이어의 단면이 도시되어 있다.

상기 타이어는 고무로 형성되어 지면과 접촉하는 트레드부가 트레드 중심부(11)와 숄더부(12)로 이루어진다. 상기 트레드부의 내부에 상기 타이어의 뼈대 역할을 하도록 스틸벨트(22)(23) 및 카카스코드(24)와, 상기 카카스코드(24)의 하부에 밀폐를 위한 인너라이너(25)가 형성되고, 상기 인너라이너(25)는 상기 타이어의 측면 외형을 형성하는 사이드월(21)쪽으로도 연장되어 비드를 형성한다. 상기 비드에는 비드와이어(26)가 구비된다.

도 2에는 타이어의 트레드패턴의 일례가 도시되어 있다. 상기 트레드 중심부(11)와 상기 숄더부(12)에 블록과 그루브로 트레드패턴이 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 트레드 중심부(11)와 상기 숄더부(12)의 사이에 상기 타이어의 둘레를 따라 메인그루브(13)가 형성되고, 상기 숄더부(12)에 상기 타이어의 축방향으로 외측그루브(14)가 형성된다. 상기 외측그루브(14)는 상기 메인그루브(13)로부터 이격되게 형성되고, 정해진 깊이로 형성된다.

한편, 본 발명에서는 상기 외측그루브(14)를 다단 형상으로 형성함으로써, 상기 타이어의 잔류복원토크(RAT)가 조절되도록 한다.

즉, 본 발명에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 숄더부(12)가 상기 트레드 중심부(11)와 메인그루브(13)를 통하여 이격되고 노면에 접촉하는 접지면(12a)과, 상기 외측그루브(14)에 상기 접지면(12a)보다 낮게 형성되는 수평면(12c)이 형성되도록 한다.

접지면(12a)은 상기 트레드 중심부(11)와 같은 높이로 형성되어, 상기 트레드 중심부(11)와 함께 노면에 접촉된다.

수평면(12c)은 상기 접지면(12a)과 이격되어, 상기 접지면(12a) 보다 낮게 형성된다.

예컨대, 상기 수평면(12c)은 상기 숄더부(12)의 상기 타이어의 둘레방향을 따라 형성되는 서브그루브(15)와 같은 깊이만큼 상기 접지면(12a) 보다 낮게 형성될 수 있다. 도 4를 보면, 상기 서브그루브(15)의 최저면과 상기 수평면(12c)의 같은 높이로 형성된 예가 도시되어 있다.

상기 접지면(12a)과 상기 수평면(12c)을 연결하는 제1경사면(12b)이 형성되고, 상기 수평면(12c)과 상기 외측그루브(14)의 저면부(12e)를 연결하는 제2경사면(12d)이 형성된다. 상기 제1경사면(12b)과 상기 제2경사면(12d)은 상기 사이드월(21)을 향하여 하향경사지게 형성된다. 다만, 상기 제1경사면(12b)의 경사각(α) 보다 상기 제2경사면(12d)의 경사각(β)이 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 경사각은 상기 경사면(12b)(12d)의 상단으로부터 상기 타이어의 중심을 연결하는 가상의 선과 상기 경사면(12b)(12d)이 이루는 각이다.

한편, 상기 제1경사면(12b)의 양단은 각각 상기 접지면(12a) 및 상기 수평면(12c)과 라운드 형상으로 연결되고, 상기 제2경사면(12d)의 양단은 각각 상기 수평면(12c) 및 상기 저면부(12e)와 라운드 형상으로 연결된다.

상기 제1경사면(12b)과 수평면(12c)이 연결되는 부위의 곡률반경(R1)은, 상기 수평면(12c)과 상기 제2경사면(12d)이 연결되는 부위의 곡률반경(R2)과, 상기 제2경사면(12d)과 상기 저면부(12e)가 연결되는 부위의 곡률반경(R3)보다 작게 형성(R1 < R2, R1 < R3)되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수평면(12c)과 상기 제2경사면(12d)이 연결되는 부위의 곡률반경(R2)과, 상기 제2경사면(12d)과 상기 저면부(12e)가 연결되는 부위의 곡률반경(R3)은 동일하게 형성될 수 있다(R2=R3).

상기 메인그루브(13)와 상기 저면부(12e) 사이에서 돌출되어 형성된 부위가 숄더부(12)가 된다.

본 발명에서는 상기 수평면(12c)의 폭을 조절하여, 상기 타이어의 플라이스티어 잔류복원토크(Plysteer Residual Aligning Torque : PRAT)를 조절한다.

상기 차량의 쏠림방향에 따라 상기 플라이스티어 잔류복원토크의 방향이 조절된다. 예컨대, 상기 차량의 좌측 쏠림시 상기 수평면(12c)의 폭을 증가시켜 상기 플라이스티어 잔류복원토크를 '+'방향으로 조절하고, 상기 차량의 우측 쏠림시 상기 수평면(12c)의 폭을 감소시켜 상기 플라이스티어 잔류복원토크를 '-'방향으로 조절한다.

도 5에 상기 플라이스티어 잔류복원토크를 조절하는 예가 도시되어 있다. 상기 차량에 좌측 쏠림이 발생하여, 상기 플라이스티어 잔류복원토크를 '+'방향으로 조절하고자 하는 경우, 상기 제2경사면(12d)이 상기 사이드월(21) 쪽으로 이동하도록(12d→12d') 상기 수평면(12c)의 폭을 증가시킨다.

상기 차량의 좌측 쏠림이 심할수록, 상기 플라이스티어 잔류복원토크가 '+'방향으로 더 조절되도록 상기 제2경사면(12d)을 상기 사이드월(21) 쪽으로 더욱 이동시킨다(12d'→12d").

한편, 상기 차량에 우측 쏠림이 발생하면, 상기 플라이스티어 잔류복원토크가 '-'방향으로 조절되도록 상기 제2경사면(12d)을 상기 메인그루브(13) 쪽으로 이동시킨다.

상기와 같이, 상기 수평면(12c)의 폭이 조절되도록 상기 제2경사면(12d)의 위치를 조절하기 위하여, 신규 몰드를 제작하는 것이 아니라, 기존 몰드를 수정한다. 신규 몰드를 제작하지 않고, 기존 몰드를 수정하여 상기 상기 플라이스티어 잔류복원토크가 조절되도록 한다.

11 : 트레드 중심부
12 : 숄더부
12a : 접지면
12b : 제1경사면
12c : 수평편
12d : 제2경사면
12e :저면부
13 : 메인그루브
14 : 외측그루브
15 : 서브그루브
21 : 사이드월
22, 23 : 스틸벨트
24 : 카카스코드
25 : 인너라이너
26 : 비드와이어

Claims (13)

1. 트레드부를 구성하는 트레드 중심부와 숄더부에 블록과 홈으로 트레드 패턴이 형성되는 타이어에 있어서,
   상기 숄더부에 상기 타이어의 외측으로 상기 타이어의 축방향을 따라 형성되는 외측그루브가 형성되고,
   상기 숄더부는,
   상기 트레드 중심부와 메인그루브를 통하여 이격되고, 노면과 접촉하는 접지면과,
   상기 외측그루브의 내부에 상기 접지면 보다 낮게 형성되는 수평면이 형성되며,
   상기 수평면의 폭을 조절하여,
   상기 타이어의 플라이스티어 잔류복원토크를 조절하는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 타이어가 장착되는 차량의 쏠림 방향에 따라, 상기 수평면의 폭을 조절하여, 상기 차량의 쏠림을 해소하는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
4. 제3항에 있어서,
   상기 차량의 좌측 쏠림시 상기 수평면의 폭을 증가시키고,
   상기 차량의 우측 쏠림시 상기 수평면의 폭을 감소시키는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
5. 제1항에 있어서,
   상기 접지면과 상기 수평면을 연결하고 상기 타이어의 사이드월을 향하여 하향경사지게 제1경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1경사면의 양단은 각각 상기 접지면 및 상기 수평면과 라운드 형상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
7. 제5항에 있어서,
   상기 수평면과 상기 외측그루브의 저면부를 연결하고 상기 사이드월을 향하여 하향경사지게 제2경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2경사면의 양단은 각각 상기 수평면 및 상기 저면부와 라운드 형상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
9. 제7항에 있어서,
   상기 제1경사면의 경사각 보다 상기 제2경사면의 경사각이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
10. 제7항에 있어서,
    상기 제1경사면과 수평면이 연결되는 부위의 곡률반경은, 상기 수평면과 상기 제2경사면이 연결되는 부위의 곡률반경 보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
11. 제7항에 있어서,
    상기 제1경사면과 수평면이 연결되는 부위의 곡률반경은, 상기 제2경사면과 상기 저면부가 연결되는 부위의 곡률반경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
12. 제7항에 있어서,
    상기 수평면과 상기 제2경사면이 연결되는 부위의 곡률반경과
    상기 제2경사면과 상기 저면부가 연결되는 부위의 곡률반경은 동일한 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
13. 제1항에 있어서,
    상기 숄더부에는 상기 타이어의 둘레방향을 따라 서브그루브가 형성되고,
    상기 수평면의 깊이는 상기 서브그루브의 깊이와 동일한 것을 특징으로 하는 플라이스티어 잔류복원토크가 개선된 타이어.
    
    

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