KR102377325B1

KR102377325B1 - 보강부가 적용된 공기입 타이어

Info

Publication number: KR102377325B1
Application number: KR1020200092982A
Authority: KR
Inventors: 박주배; 김일식; 이승환
Original assignee: 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-03-23
Also published as: KR20220013717A; JP2022023845A; CN113978186A; US20220024256A1; US11752804B2; EP3944968A1

Abstract

본 발명은 타이어휠에 장착되는 보강부가 적용된 공기입 타이어에 있어서, 타이어휠의 중심축방향으로 함입되면서 타이어휠의 둘레방향으로 형성되는 그루브, 타이어휠의 중심축방향으로 함입되면서 그루브와 교차하도록 형성되는 커프 및 그루브와 커프 사이에 형성되어 노면과 접지되는 적어도 하나의 블록을 포함하는 트레드, 트레드의 측부에 형성되는 숄더 및 적어도 하나의 블록 사이에 형성되는 그루브에 삽입되는 보강부를 포함하고, 보강부는 적어도 1회 절곡됨에 따라 노면과의 접지로 인해 발생하는 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어를 제공한다.

Description

보강부가 적용된 공기입 타이어{A pneumatic tire with reinforcing part}

본 발명은 보강부가 적용된 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그루브에 보강부를 삽입하여 소음을 저감시키는 보강부가 적용된 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 주행 시, 도 1의 메인 그루브로 인해 형성된 채널은 균일한 단면 형상을 가진 직관 형태의 공기 기주를 형성하게 되며, 이 때문에 기주 공명(Pipe Resonance)으로 인한 타이어 소음 증폭 현상이 발생하게 된다.

도 1은 상기한 차량의 주행에 따른 수막의 흐름을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이 우천 시 타이어가 회전함에 따라 트레드가 노면과 접지하면서 수분이 그루브를 따라 흐르게 되고 이를 통해 도로에서의 미끄러짐 현상을 예방하는 기능을 하게 된다.

이때, 상기한 기주 공명(Pipe Resonance)은, 일반 시내 주행 속도인 60~80kph 주행은 물론 고속도로의 100~130kph 이상 속도 영역에서도 꾸준히 타이어 소음을 증폭시키게 된다.

상기한 기주 공명 현상을 해결하기 위한 기존의 기술로는 헬름홀츠 공명기(Helmholtz Resonator)를 활용하거나, 메인 그루브 벽표면에 추가적으로 널링(Knurling) 형상을 식입하는 방법들이 사용되고 있다.

그러나, 헬름홀츠 공명기(Helmeholtz Resonator)의 경우에는 패턴(Pattern) 내에 특정 부피를 갖는 캐비티(Cavity) 형상을 정밀하게 계산하여 추가해야 한다는 설계상의 어려움이 존재한다.

그러나, 널링(Knurling) 형상을 식입의 경우에는 미세한 라인(Line) 형상을 그루브 벽면에 정밀 가공해야 하기 때문에 몰드 제작 과정상의 난이도를 증가시킨다.

따라서, 종래기술에 따른 헬름홀츠 공명기를 이용하거나 널링(Knurling) 형상을 식입하는 방법이 아닌 타이어의 소음을 저감시키는 기술이 요구되고 있다.

(특허문헌 1) 공개특허공보 제10-2010-0077308호(2010.07.08.)

(특허문헌 2) 등록특허공보 특0168612호(1998.10.02.)

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 적어도 하나의 블록 사이에 형성되는 그루브로 적어도 1회 절곡되는 보강부를 삽입하여 그루브 내에 확장관 효과를 발생시키는 관로 구조를 구현함에 따라 노면과의 접지로 인한 소음을 저감시키는 보강부가 적용된 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 타이어휠에 장착되는 보강부가 적용된 공기입 타이어에 있어서, 상기 타이어휠의 중심축방향으로 함입되면서 상기 타이어휠의 둘레방향으로 형성되는 그루브, 상기 타이어휠의 중심축방향으로 함입되면서 상기 그루브와 교차하도록 형성되는 커프 및 상기 그루브와 상기 커프 사이에 형성되어 노면과 접지되는 적어도 하나의 블록을 포함하는 트레드; 상기 트레드의 측부에 형성되는 숄더; 및 상기 적어도 하나의 블록 사이에 형성되는 상기 그루브에 삽입되는 보강부;를 포함하고, 상기 보강부는 적어도 1회 절곡됨에 따라 상기 노면과의 접지로 인해 발생하는 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강부의 두께는 2mm 내지 3mm인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보강부는 'ㄷ'자 형상의 양단으로부터 대향하는 방향으로 소정거리 연장되는 SS리브, M리브, LL리브, S리브 및 L리브를 포함하고, 상기 SS리브, 상기 M리브, 상기 LL리브, 상기 S리브 및 상기 L리브는 서로 다른 크기를 가지면서 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 SS리브, 상기 M리브, 상기 LL리브, 상기 S리브 및 상기 L리브는 교번적으로 중심축을 기준으로 서로 대향하도록 돌출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 SS리브는, 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 SS리브; 상기 제1 SS리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 SS리브; 및 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 SS리브의 일단과 연결되는 제3 SS리브;를 포함하고, 상기 제1 SS리브 및 상기 제3 SS리브는 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 SS리브의 적어도 일부와 상기 제3 SS리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 M리브는, 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 M리브; 상기 제1 M리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 M리브; 및 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 M리브의 일단과 연결되는 제3 M리브;를 포함하고, 상기 제1 M리브 및 상기 제3 M리브는 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 M리브의 적어도 일부와 상기 제3 M리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 LL리브는, 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 LL리브; 상기 제1 LL리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 LL리브; 및 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 LL리브의 일단과 연결되는 제3 LL리브;를 포함하고, 상기 제1 LL리브 및 상기 제3 LL리브는 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 LL리브의 적어도 일부와 상기 제3 LL리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 S리브는, 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 S리브; 상기 제1 S리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 S리브; 및 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 S리브의 일단과 연결되는 제3 S리브;를 포함하고, 상기 제1 S리브 및 상기 제3 S리브는 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 S리브의 적어도 일부와 상기 제3 S리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 L리브는, 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 L리브; 상기 제1 L리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 L리브; 및 적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 L리브의 일단과 연결되는 제3 L리브;를 포함하고, 상기 제1 L리브 및 상기 제3 L리브는 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 L리브의 적어도 일부와 상기 제3 L리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 SS리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 25mm이고, 상기 SS리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 2mm이며, 상기 제2 SS리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 58%인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 M리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 31.825mm이고, 상기 M리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 3mm이며, 상기 제2 M리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 54%인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 LL리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 40.5mm이고, 상기 LL리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 4mm이며, 상기 제2 LL리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 50%인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 S리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 28.25mm이고, 상기 S리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 2mm이며, 상기 제2 S리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 56%인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 L리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 35.925mm이고, 상기 L리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 3mm이며, 상기 제2 L리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 52%인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 적어도 하나의 블록 사이에 형성되는 그루브로 적어도 1회 절곡되는 보강부를 삽입하여 그루브 내에 확장관 효과를 발생시키는 관로 구조를 구현함에 따라 노면과의 접지로 인한 소음을 저감시킴은 물론, 공기 기주 현상을 방지한다.

또한, 상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 보강부가 추가됨에 따라 접지율 및 수막 파괴 특성이 증가함으로써 그루브 채널의 유효 단먼적이 감소함에 따른 수막 특성이 저하되는 현상을 보상할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래기술에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어에서 수분의 흐름을 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 3은 도 2의 S영역을 확대한 부분상세도이다.
도 4는 도 3의 보강부를 나타낸 일 방향에서의 평면도이다.
도 5의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어를 실제로 제조한 것을 나타낸 부분사시도이다.
도 6은 무향실 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어와 종래기술의 속도에 따른 소음을 나타낸 실험그래프이다.
도 7은 무향실(60kps) 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어와 종래기술의 옥타브에 따른 소음을 나타낸 실험그래프이다.
도 8은 무향실(80kps) 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어와 종래기술의 옥타브에 따른 소음을 나타낸 실험그래프이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어(100)를 설명하기에 앞서 보강부가 적용된 공기입 타이어(100)가 장착되는 타이어휠(10)을 우선적으로 설명한다.

도 2를 참조하면, 타이어휠(10)은 보강부가 적용된 공기입 타이어(100)가 장착되는 기기로서, 림(11), 디스크(12) 및 스포크(13)를 포함한다.

림(11)은 양측이 개방된 원통형상을 가지고 차량의 하중을 견딜 수 있도록 소정의 강성을 가진 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 림(11)의 내측면에는 적어도 하나의 스포크(13)가 소정거리 이격되도록 결합된다.

디스크(12)는 림(11)의 내부 중앙부에 위치하고, 차량의 하중을 견딜 수 있도록 소정의 강성을 가진 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 디스크(12)의 외측면에는 적어도 하나의 스포크(13)가 소정거리 이격되도록 결합된다.

스포크(13)는 림(11)과 디스크(12)를 연결시키는 구성요소로서, 소정의 강성을 가진 소재로 구성되어 적어도 하나가 형성됨에 따라 차량의 하중을 디스크(12)로 전달한다.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어(100)를 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어(100)는 타이어휠에 장착되는 보강부가 적용된 공기입 타이어에 있어서, 트레드(110), 숄더(120) 및 보강부(130)를 포함한다.

트레드(110)는 그루브(111), 커프(112) 및 블록(113)을 포함한다.

그루브(111)는 타이어휠(110)의 중심축방향으로 함입되면서 타이어휠(110)의 둘레방향으로 형성되는 홈이다. 도 2에서의 그루브(111)는 2개의 줄로 표시되었으나, 이에 한정되지 않는다.

상기한 그루브(111)는 우천 시, 차량이 도로 위로 주행하면서 유입되는 수분을 효과적으로 배수하는 역할을 수행한다.

커프(112)는 타이어휠(110)의 중심축방향으로 함입되면서 그루브(111)와 교차하도록 형성되는 홈이다. 도 2에서의 커프(112)는 36개가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기한 커프(112)로는 보강부(130)가 삽입된다.

블록(113)은 그루브(111)와 커프(112) 사이에 형성되어 노면과 접지되는 적어도 하나의 블록을 포함한다.

여기서, 적어도 하나의 블록(113)은 제1 블록(113a), 제2 블록(113b) 및 제3 블록(113c)이다. 본 발명에서 제1 블록(113a)은 도 2에서 가장 왼쪽의 줄에 위치한 블록들이고, 제2 블록(113b)은 도 2에서 가운데의 줄에 위치한 블록들이고, 제3 블록(113c)은 도 2에서 가장 오른쪽의 줄에 위치한 블록들이이다.

도 2에서의 적어도 하나의 블록(113)은 39개로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

숄더(120)는 트레드(110)의 측부에 형성되어 림(11)에 밀착됨에 따라 트레드(110)를 림(11)에 고정시킨다.

보강부(130)는 적어도 하나의 블록(113) 사이에 형성되는 그루브(111)에 삽입된다. 이에 따른 보강부(130)는 적어도 1회 절곡됨에 따라 노면과의 접지로 인해 발생하는 소음을 저감시킨다.

도 3은 도 2의 S영역을 확대한 부분상세도이다. 도 4는 도 3의 보강부를 나타낸 일 방향에서의 평면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 보강부(130)는 8회 절곡될 수 있으나, 필요에 따라 더 많이 절곡되거나 더 적게 절곡될 수도 있다.

또한, 보강부(130)의 두께는 2mm 내지 3mm인 것이 바람직하다.

상기한 보강부(130)는 'ㄷ'자 형상의 양단으로부터 대향하는 방향으로 소정거리 연장되는 SS리브(131), M리브(132), LL리브(133), S리브(134) 및 L리브(135)를 포함한다.

또한, 상기한 SS리브(131), M리브(132), LL리브(133), S리브(134) 및 L리브(134)는 서로 다른 크기를 가지면서 연속적으로 연결된다.

또한, 상기한 SS리브(131), M리브(132), LL리브(133), S리브(134) 및 L리브(135)는 교번적으로 중심축을 기준으로 서로 대향하도록 돌출된다.

SS리브(131)는 제1 SS리브(131a), 제2 SS리브(131b) 및 제3 SS리브(131c)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 제1 SS리브(131a)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 판형상을 가진다. 여기서, 중심축은 세로방향으로 형성된 가상의 일점쇄선이다.

구체적으로 제1 SS리브(131a)는 'ㄴ'자 형상의 판부재로서, 제1 SS리브(131a)의 적어도 일부와 수직한 일부의 일단은 제2 SS리브(131b)와 수직하게 연결된다.

제2 SS리브(131b)는 제1 SS리브(131a)의 일단으로부터 연장되고 중심축과 평행한 판부재이다. 또한, 제2 SS리브(131b)는 중심축을 기준으로 우측으로 돌출되도록 위치한다.

또한, 제2 SS리브(131b)의 일단은 제3 SS리브(131c)와 연결된다.

제3 SS리브(131c)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 제2 SS리브(131a)의 일단과 연결되는 판형상을 가진다.

이때, 제1 SS리브(131a) 및 제3 SS리브(131c)는 동일한 형상을 가지되, 서로 대향하도록 위치한다.

보다 상세하게 제1 SS리브(131a)의 적어도 일부와 제3 SS리브(131c)의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장된다.

즉, 도 4를 참조하면, 제1 SS리브(131a)의 적어도 일부는 상방으로 연장되도록 위치하고, 제3 SS리브(131c)의 적어도 일부는 하방으로 연장되도록 위치한다.

M리브(132)는 제1 M리브(132a), 제2 M리브(132b) 및 제3 M리브(132c)를 포함한다.

제1 M리브(132a)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 판형상을 가진다.

구체적으로 제1 M리브(132a)는 'ㄴ'자 형상의 판부재로서, 제1 M리브(132a)의 적어도 일부와 수직한 일부의 일단은 제2 M리브(132b)와 수직하게 연결된다.

제2 M리브(132b)는 제1 M리브(132a)의 일단으로부터 연장되고 중심축과 평행한 판부재이다. 또한, 제2 M리브(132b)는 중심축을 기준으로 좌측으로 돌출되도록 위치한다.

또한, 제2 M리브(132b)의 일단은 제3 M리브(132c)와 연결된다.

제3 M리브(132c)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 제2 M리브(132b)의 일단과 연결되는 판부재이다.

이때, 제1 M리브(132a) 및 제3 M리브(132c)는 동일한 형상을 가지되, 서로 대향하도록 위치한다.

보다 상세하게 제1 M리브(132a)의 적어도 일부와 제3 M리브(132c)의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장된다.

즉, 도 4를 참조하면, 제1 M리브(132a)의 적어도 일부는 상방으로 연장되도록 위치하고, 제3 M리브(132c)의 적어도 일부는 하방으로 연장되도록 위치한다.

LL리브(133)는 제1 LL리브(133a), 제2 LL리브(133b) 및 제3 LL리브(133c)를 포함한다.

제1 LL리브(133a)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 판형상을 가진다.

구체적으로 제1 LL리브(133a)는 'ㄴ'자 형상의 판부재로서, 제1 LL리브(133a)의 적어도 일부와 수직한 일부의 일단은 제2 LL리브(133b)와 수직하게 연결된다.

제2 LL리브(133b)는 제1 LL리브(133a)의 일단으로부터 연장되고 중심축과 평행한 판부재이다. 또한, 제2 LL리브(133b)는 중심축을 기준으로 우측으로 돌출되도록 위치한다.

또한, 제2 LL리브(133b)의 일단은 제3 LL리브(133c)와 연결된다.

제3 LL리브(133c)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 제2 LL리브(133b)의 일단과 연결되는 판부재이다.

또한, 제1 LL리브(133a) 및 제3 LL리브(133c)는 동일한 형상을 가지되, 서로 대향하도록 위치한다.

보다 상세하게 제1 LL리브(133a)의 적어도 일부와 제3 LL리브(133c)의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장된다.

즉, 도 4를 참조하면, 제1 LL리브(133a)의 적어도 일부는 상방으로 연장되도록 위치하고, 제3 LL리브(133c)의 적어도 일부는 하방으로 연장되도록 위치한다.

S리브(134)는 제1 S리브(134a), 제2 S리브(134b) 및 제3 S리브(134c)를 포함한다.

제1 S리브(134a)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 판형상을 가진다.

제2 S리브(134b)는 제1 S리브(134a)의 일단으로부터 연장되고 중심축과 평행한 판부재이다. 또한, 제2 S리브(134b)는 중심축을 기준으로 좌측으로 돌출되도록 위치한다.

또한, 제2 S리브(134b)의 일단은 제3 S리브(134c)와 연결된다.

제3 S리브(134c)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 제2 S리브(134b)의 일단과 연결되는 판부재이다.

또한, 제1 S리브(134a) 및 제3 S리브(134c)는 동일한 형상을 가지되, 서로 대향하도록 위치한다.

보다 상세하게 제1 S리브(134a)의 적어도 일부와 제3 S리브(134c)의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장된다.

즉, 도 4를 참조하면, 제1 S리브(134a)의 적어도 일부는 상방으로 연장되도록 위치하고, 제3 S리브(134c)의 적어도 일부는 하방으로 연장되도록 위치한다.

L리브(135)는 제1 L리브(135a), 제2 L리브(135b) 및 제3 L리브(135c)를 포함한다.

제1 L리브(135a)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 판형상을 가진다.

제2 L리브(135b)는 제1 L리브(135a)의 일단으로부터 연장되고 중심축과 평행한 판부재이다. 또한, 제2 L리브(135b)는 중심축을 기준으로 좌측으로 돌출되도록 위치한다.

또한, 제2 L리브(135b)의 일단은 제3 L리브(135c)와 연결되되, 서로 대향하도록 위치한다.

즉, 도 4를 참조하면, 제1 S리브(135a)의 적어도 일부는 상방으로 연장되도록 위치하고, 제3 S리브(135c)의 적어도 일부는 하방으로 연장되도록 위치한다.

제3 L리브(135c)는 적어도 일부가 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 제2 L리브(135b)의 일단과 연결되는 판부재이다.

이때, 제1 L리브(135a) 및 제3 L리브(135c)는 동일한 형상을 가지며, 제1 L리브(135a)의 적어도 일부와 제3 L리브(135c)의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장된다.

전술한 보강부(130)는 그루브(111) 내에 삽입됨에 따라 확장관 효과를 발생시킨다.

이때, 도 4에 도시된 보강부(130)의 높이(H)는 그루브(111)의 깊이(Depth)와 동일하게 설계한다. 또한, 보강부(130)의 형상은, 도 4에 나타낸 바와 같이 H, W의 치수를 각 단계별로 정의하여 설계한다.

이에 따른 보강부(130)는 그루브(111) 내부의 단면이 불연속으로 변화하는 확장관 (Expansion Chamber) 효과를 발생시킨다. 이를 통해, 보강부(130)는 접지부(Footprint) 내부의 소음이 외부로 방사되지 않도록 하는 소음 저감 장치 역할을 수행하게 된다.

단면적이 불연속적으로 변화함에 따라, 타이어 주행 중에 트레드에서 균일한 단면을 갖는 공기 기주 형상이 생성되지 않도록 하고 이로 인한 공명 (Pipe Resonance) 발생을 방지한다.

또한, 보강부(130)의 추가로 인하여 노면에 대한 접지율과 수막 파괴 특성이 증가하게 된다. 이를 통해, 그루브(111) 채널의 유효 단면적이 감소로 인한 수막(Hydroplaning) 특성 저하를 보상하게 된다.

따라서, 보강부(130)를 스노우 타이어(Snow Tire)에 적용하면, 지면에 접지한는 유효 에지 라인(Edge Line)이 증강하여 결과적으로 스노우 견인력 또는 마찰력(Snow Traction)의 성능을 증가시키게 된다.

이를 위해 보강부(130)는 타이어의 패턴, 즉 제1, 2 3 블록(113a, 113b, 113c)에 따라 너비(W) 및 높이(H)를 다르게 설계할 수 있으며, 이에 대한 내용은 아래의 [표 1] 및 [표 2]에 정리되어 있다.

샘플(3 피치)

피치 타입 (Pitch Type)	피치 길이(Lp) (Pitch Length)(mm)	너비(W)(mm)	H/Lp(%)
L	40	-3	50
M	33	+3	54
S	27	-2	58

[표 1]은 도 1에 도시된 3개의 블록이 형성될 경우(3 피치), 보강부(130)의 너비(W) 및 높이(H)의 각 피치 길이(Lp)의 비((H/Lp)로 나타내며, 너비(W)는 도 4에 도시된 제1 SS리브(131a)의 적어도 일부, 제3 SS리브(131c)의 적어도 일부, 제2 SS리브(132a)의 적어도 일부, 제2 SS리브(132c)의 적어도 일부, 제3 SS리브(133a)의 적어도 일부, 제3 SS리브(131c)의 적어도 일부, 제4 SS리브(134a)의 적어도 일부, 제4 SS리브(134c)의 적어도 일부, 제5 SS리브(135a)의 적어도 일부, 제5 SS리브(135c)의 적어도 일부를 기준으로 좌측을 마이너스(-), 우측을 플러스(+)로 표현하였다.

샘플(5 피치)

피치 타입 (Pitch Type)	피치 길이(Lp) (Pitch Length)(mm)	너비(W)(mm)	H/Lp(%)
LL	40.5	4	50
L	35.925	3	52
M	31.825	-3	54
S	28.2	-2	56
SS	25	2	58

[표 2]는 5개의 블록이 형성될 경우(5 피치), 보강부(130)의 너비(W) 및 높이(H)의 각 피치 길이(Lp)의 비(H/Lp)로 나타내며, 너비(W)는 도 4에 도시된 제1 SS리브(131a)의 적어도 일부, 제3 SS리브(131c)의 적어도 일부, 제2 SS리브(132a)의 적어도 일부, 제2 SS리브(132c)의 적어도 일부, 제3 SS리브(133a)의 적어도 일부, 제3 SS리브(131c)의 적어도 일부, 제4 SS리브(134a)의 적어도 일부, 제4 SS리브(134c)의 적어도 일부, 제5 SS리브(135a)의 적어도 일부, 제5 SS리브(135c)의 적어도 일부를 기준으로 좌측을 마이너스(-), 우측을 플러스(+)로 표현하였다.우선, SS리브(131)의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 25mm이고, SS리브(131)의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 2mm이며, 제2 SS리브(131)의 길이(H)를 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 58%이다.

다음, M리브(132)의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 31.825mm이고, M리브(132)의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 3mm이며, 제2 M리브(132)의 길이(H)를 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 54%이다.

다음, LL리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 40.5mm이고, LL리브(133)의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 4mm이며, 제2 LL리브(133)의 길이(H)를 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 50%이다.

다음, S리브(134)의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 28.25mm이고, S리브(134)의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 2mm이며, 제2 S리브(134)의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 56%이다.

마지막으로 L리브(135)의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 35.925mm이고, L리브(135)의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 3mm이며, 제2 L리브(135)의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 52%이다.

이때, 보강부(130)의 높이는 그루브(111)의 깊이의 90% 수준이 되게 설계한다.

또한, 도 4, [표 1] 및 [표 2]와 같이 보강부(130)의 형상은, 각 피치별로 폭(W)과 길이(H)를 각 단계별로 정의하여 설계한다.

타이어휠(10)의 둘레방향인 원주방향으로 배열되는 보강부(130)는 타이어 패턴의 피치 시퀀스(Pitch Sequence)의 각 피치별로 설계하여 보강부(130)로 인한 소음 발생을 최소화 한다. 결과적으로 보강부(130)의 원주 방향 길이 변화 단계(Step) 개수는, 패턴 피치(Pattern Pitch) 개수와 동일하게 된다.

또한, 타이어 측면 방향의 길이 변화를 나타내는 W의 치수는 수막(Hydroplaning) 성능과 노이즈(Noise) 성능의 상대적인 우선 순위를 고려하여 그루브(111)의 25% 값이 최대치(Maximum)(W)가 되도록 결정한다.

도 5의 (a), (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어를 실제로 제조한 것을 나타낸 부분사시도로서, 제작한 카빙 타이어(Carving Tire)를 도시한다.

도 5의 (a)는 카빙 타이어를 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 도 5의 카빙 타이어에 보강부를 적용한 것을 나타낸다. 이때, 카빙 타이어는 본 발명에 따라 제조된 타이어이다.

이때, 그루브(111)의 너비(W)는 15mm, 그루브(111)의 깊이(D)는 7mm, 보강부(130)의 두께는 2mm 내지 3mm으로 설계하였다.

도 6은 무향실(Anechoic chamber) 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어와 종래기술의 속도에 따른 소음을 나타낸 실험그래프로서, 도 5의 (b)에 도시된 보강부가 적용된 카빙 타이어를 통한 결과를 나타낸다.

이때, 본 발명의 그루브(111)는 silent rib groove, 종래기술에 따른 그루브는 smooth groove이다.

도 6에 도시된 바와 같이 타이어가 회전하는 전구간의 속도에서 본 발명의 그루브(111)에서 발생하는 소음이 종래기술에 따른 그루브에서 발생하는 소음보다 적게 나타나며, 이에 따라 본 발명이 소음저감에 효과적임을 확인할 수 있다.

도 7은 무향실(60kps) 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어와 종래기술의 옥타브에 따른 소음을 나타낸 실험그래프로서, 도 5의 (a)의 보강부가 적용된 카빙 타이어를 통한 결과를 도시한다. 실험은 무향실 내에서 60kps의 속도로 정속주행하는 것을 전제로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이 1/3 옥타브의 전구간 중 다부분의 구간에서 본 발명의 그루브(111)는 종래기술에 따른 그루브보다 적은 소음이 발생함을 확인할 수 있었다.

도 8은 무향실(80kps) 내에서 본 발명의 일실시예에 따른 보강부가 적용된 공기입 타이어와 종래기술의 옥타브에 따른 소음을 나타낸 실험그래프이다. 실험은 무향실 내에서 80kps의 속도로 정속주행하는 것을 전제로 한다.

도 8에서도 도 7과 유사하게 1/3 옥타브의 전구간 중 다부분의 구간에서 본 발명의 그루브(111)는 종래기술에 따른 그루브보다 적은 소음이 발생함을 확인할 수 있었다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 타이어휠
11: 림
12: 디스크
13: 스포크
100: 보강부가 적용된 공기입 타이어
110: 트레드
111: 그루브
112: 커프
113: 블록
113a: 제1 블록
113b: 제2 블록
113c: 제3 블록
120: 숄더
130: 보강부
131: SS리브
131a: 제1 SS리브
131b: 제2 SS리브
131c: 제3 SS리브
132: M리브
132a: 제1 M리브
132b: 제2 M리브
132c: 제3 M리브
133: LL리브
133a: 제1 LL리브
133b: 제2 LL리브
133c: 제3 LL리브
134: S리브
134a: 제1 S리브
134b: 제2 S리브
134c: 제3 S리브
135: L리브
135a: 제1 L리브
135b: 제2 L리브
135c: 제3 L리브

Claims

타이어휠에 장착되는 보강부가 적용된 공기입 타이어에 있어서,
상기 타이어휠의 중심축방향으로 함입되면서 상기 타이어휠의 둘레방향으로 형성되는 그루브, 상기 타이어휠의 중심축방향으로 함입되면서 상기 그루브와 교차하도록 형성되는 커프 및 상기 그루브와 상기 커프 사이에 형성되어 노면과 접지되는 적어도 하나의 블록을 포함하는 트레드;
상기 트레드의 측부에 형성되는 숄더; 및
상기 적어도 하나의 블록 사이에 형성되는 상기 그루브에 삽입되며, 상기 그루브의 양측면으로부터 이격되어 상기 그루브의 형상과 상이한 형태로 형성되는 보강부;를 포함하고,
상기 보강부는 서로 다른 크기를 가지는 복수 개의 돌출된 리브를 선택적으로 포함하여 상기 그루브의 길이 방향을 따라 연속적으로 절곡되는 판 형상으로 형성됨으로써 상기 노면과의 접지로 인해 발생하는 소음을 저감시키는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제1 항에 있어서,
상기 보강부의 두께는 2mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제1 항에 있어서,
상기 보강부는 'ㄷ'자 형상의 양단으로부터 대향하는 방향으로 소정거리 연장되는 SS리브, M리브, LL리브, S리브 및 L리브를 포함하고,
상기 SS리브, 상기 M리브, 상기 LL리브, 상기 S리브 및 상기 L리브는 서로 다른 크기를 가지면서 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제3 항에 있어서,
상기 SS리브, 상기 M리브, 상기 LL리브, 상기 S리브 및 상기 L리브는 교번적으로 중심축을 기준으로 서로 대향하도록 돌출되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제4 항에 있어서,
상기 SS리브는,
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 SS리브;
상기 제1 SS리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 SS리브; 및
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 SS리브의 일단과 연결되는 제3 SS리브;를 포함하고,
상기 제1 SS리브 및 상기 제3 SS리브는 동일한 형상을 가지며,
상기 제1 SS리브의 적어도 일부와 상기 제3 SS리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제5 항에 있어서,
상기 M리브는,
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 M리브;
상기 제1 M리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 M리브; 및
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 M리브의 일단과 연결되는 제3 M리브;를 포함하고,
상기 제1 M리브 및 상기 제3 M리브는 동일한 형상을 가지며,
상기 제1 M리브의 적어도 일부와 상기 제3 M리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제6 항에 있어서,
상기 LL리브는,
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 LL리브;
상기 제1 LL리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 LL리브; 및
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 LL리브의 일단과 연결되는 제3 LL리브;를 포함하고,
상기 제1 LL리브 및 상기 제3 LL리브는 동일한 형상을 가지며,
상기 제1 LL리브의 적어도 일부와 상기 제3 LL리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제7 항에 있어서,
상기 S리브는,
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 S리브;
상기 제1 S리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 S리브; 및
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 S리브의 일단과 연결되는 제3 S리브;를 포함하고,
상기 제1 S리브 및 상기 제3 S리브는 동일한 형상을 가지며,
상기 제1 S리브의 적어도 일부와 상기 제3 S리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제8 항에 있어서,
상기 L리브는,
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되는 제1 L리브;
상기 제1 L리브의 일단으로부터 연장되고 상기 중심축과 평행한 제2 L리브; 및
적어도 일부가 상기 중심축과 동일직선상에 위치하고 90°로 1회 절곡되며 상기 제2 L리브의 일단과 연결되는 제3 L리브;를 포함하고,
상기 제1 L리브 및 상기 제3 L리브는 동일한 형상을 가지며,
상기 제1 L리브의 적어도 일부와 상기 제3 L리브의 적어도 일부는 서로 대향하도록 외측방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제5 항에 있어서,
상기 SS리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 25mm이고,
상기 SS리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 2mm이며,
상기 제2 SS리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 58%인 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제6 항에 있어서,
상기 M리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 31.825mm이고,
상기 M리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 3mm이며,
상기 제2 M리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 54%인 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제7 항에 있어서,
상기 LL리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 40.5mm이고,
상기 LL리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 4mm이며,
상기 제2 LL리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 50%인 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제8 항에 있어서,
상기 S리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 28.25mm이고,
상기 S리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 2mm이며,
상기 제2 S리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 56%인 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.
제9 항에 있어서,
상기 L리브의 양단의 최단거리인 피치 길이(Lp)는 35.925mm이고,
상기 L리브의 적어도 일부와 수직한 길이인 너비(W)는 3mm이며,
상기 제2 L리브의 길이(H)를 상기 피치 길이(Lp)로 나눈 비(H/Lp)는 52%인 것을 특징으로 하는 보강부가 적용된 공기입 타이어.