KR102385862B1 - 3차원 구조를 사용하는 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 구조를 사용하는 타이어에 관한 것으로, 지면과 접하는 영역을 가지며, 원형 형상으로 연장되는 트레드부; 상기 트레드부에 형성되는 3차원 패턴부;를 포함하며, 상기 3차원 패턴부에는, 평평한 평면에서는 돌출되지 않되, 가압에 의해 돌출되는 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

3차원 구조를 사용하는 타이어 {Tire using 3-dimension structure}

본 발명은 3차원 구조를 사용하는 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평평한 평면에서는 돌출되지 않으면서 가압에 의해 돌출되는 돌출부가 구비된 3차원 패턴부를 통해 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있는 3차원 구조를 사용하는 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 그 목적으로 하는 승차감, 소음, 조종성, 배수성 등의 성능을 초기에 최대한 발휘하도록 이루어져 있다. 이러한 타이어에 있어서, 그 기본성능인 드라이 트랙션 성능, 웨트 트랙션 성능, 소음 성능 등을 유지할 수 있도록, 트레드에는 원주방향으로 형성된 다수의 종그루브와, 폭 방향으로 형성되는 다수의 횡그루브를 구비하며, 그루브들에 의해 다수의 트레드 블록이 형성된다.

한편, 타이어는 스노우 노면이나 아이스 노면에서 주행 시 정상상태의 노면보다 미끄러짐(slip)이 발생할 확률이 높다. 겨울철 눈이 내리거나 빙판이 형성된 노면을 주행하는 자동차는 미끄러짐 또는 제동력을 확보하기 위해 스노우 타이어를 장착하거나 타이어 외주에 스노우 체인을 설치하고 있다.

스노우 체인의 경우, 눈이 많이 오지 않는 지역에서 필요에 따라 장착하여 사용할 수 있는 장점이 있으나, 장착 및 탈착이 어려워 많은 시간과 노력이 요구되는 문제가 있다.

스노우 타이어는 설면에서의 주행성능을 향상시키기 위해 타이어의 트레드면에 커프와 작은 홈을 형성하고, 이를 통해 눈을 움켜쥐어 스노우 노면, 아이스 노면에서의 제동 효과를 상승시킬 수 있다.

그러나 종래의 커프나 작은 홈이 형성된 스노우 타이어를 통해서는 제동력을 확보하는데 한계가 있으며, 이에 주행 안정성을 고려하여 스노우 노면이나 아이스 노면에서 제동력을 향상시켜 줄 수 있는 추가적인 타이어가 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 평평한 평면에서는 돌출되지 않으면서 가압에 의해 돌출되는 돌출부가 구비된 3차원 패턴부를 통해 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있는 3차원 구조를 사용하는 타이어에 관한 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3차원 구조를 사용하는 타이어는, 상기 트레드부에 형성되는 3차원 패턴부;를 포함하며, 상기 3차원 패턴부에는, 평평한 평면에서는 돌출되지 않되, 가압에 의해 돌출되는 돌출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3차원 구조를 사용하는 타이어의 상기 돌출부는, 굴곡에 의한 휨압력에 의해 돌출될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3차원 구조를 사용하는 타이어의 상기 트레드부가 지면과 접하는 영역에서 상기 3차원 패턴부는, 상기 트레드부와 지면 사이에서 발생하는 압력에 의해 상기 돌출부가 돌출되지 않으면서 평면을 형성할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3차원 구조를 사용하는 타이어의 상기 3차원 패턴부는, 제1방향으로 연장되며 홈 형상으로 이루어진 제1라인과, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 홈 형상으로 이루어진 제2라인을 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3차원 구조를 사용하는 타이어의 상기 제1라인과 상기 제2라인은 서로 연결되지 않을 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 3차원 구조를 사용하는 타이어의 상기 제1방향은 상기 트레드부의 폭방향이며, 상기 제2방향은 상기 트레드부가 연장되는 둘레 방향일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는, 평평한 평면에서는 돌출되지 않으면서 굴곡에 의해 돌출되는 돌출부가 구비된 3차원 패턴부를 통해 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있는 장점이 있으며, 이를 통해 스노우 노면이나 아이스 노면에서의 제동력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 트레드부가 구비된 타이어를 나타내는 도면이다.
도 2는 트레드부에 구비된 그루브와 스노우 패턴을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 평평한 평면에서의 3차원 패턴부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 굴곡에 의해 3차원 패턴부의 돌출부가 돌출된 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 트레드부에 3차원 패턴부가 구비된 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3의 'A' 부분의 확대도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

본 발명은 3차원 구조를 사용하는 타이어에 관한 것으로, 평평한 평면에서는 돌출되지 않으면서 가압에 의해 돌출되는 돌출부가 구비된 3차원 패턴부를 통해 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있는 3차원 구조를 사용하는 타이어에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 스노우 노면이나 아이스 노면에서 사용될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 다양한 환경에서 사용될 수 있음은 물론이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어(10)는, 트레드부(110), 3차원 패턴부(120)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 상기 트레드부(110)는 타이어(10)의 가장 외측에 위치하고, 두꺼운 고무층으로 이루어져 차량의 구동력 및 제동력을 지면에 전달하는 것이다.

상기 트레드부(110)는 지면과 접하는 영역을 가지는 것으로, 상기 트레드부(110)는 바퀴를 따라 원형 형상으로 연장될 수 있다. 상기 트레드부(110)의 표면에는 조종안정성, 견인력, 제동성을 위한 트레드 패턴들이 형성될 수 있다.

상기 트레드 패턴은 노면에서의 주행 시 배수를 위한 그루브(111)를 포함할 수 있다. 상기 그루브(111)는 차량의 주행 방향과 일치하는 원주 방향 그루브와 원주방향 그루브 사이의 폭방향 그루브를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 트레드 패턴은 스노우 패턴(112)을 포함할 수 있다. 상기 스노우 패턴(112)은 커프(kerf)와 작은 홈으로 이루어질 수 있으며, 스노우 노면이나 아이스 노면에서 제동력을 향상시키기 위해 상기 스노우 패턴(112)이 사용될 수 있다.

상기 스노우 패턴(112)은 상기 커프나 작은 홈을 통해 눈을 움켜쥐어, 마찰 계수가 높지 않은 눈길 표면을 최대한 긁어 주는 모서리 효과와 타이어와 노면이 접촉하는 접지 면적을 넓혀 마찰력을 극대화 시킬 수 있다. 이를 통해 스노우 노면이나 아이스 노면에서의 제동 효과를 상승시키게 된다.

그러나 이와 같은 상기 스노우 패턴(112)을 통해서는 제동력을 확보하는데 한계가 있을 수 있으며, 상기 스노우 패턴(112) 만을 통해서는 스노우 노면이나 아이스 노면에서 주행 안정성을 고려하여 제동력을 향상시키기 어려운 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 상기 3차원 패턴부(120)를 사용할 수 있다. 상기 3차원 패턴부(120)는 상기 트레드부(110)에 형성되는 것으로, 상기 3차원 패턴부(120)는 돌출부(121)를 포함한다.

상기 3차원 패턴부(120)는 평면 형상으로 이루어지다가 가압에 의해 3차원 형상으로 변경될 수 있는 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 3차원 패턴부(120)에는 평평한 평면에서는 돌출되지 않되, 가압에 의해 돌출되는 돌출부(121)가 구비될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 곳에 배치될 경우에는 상기 돌출부(121)는 돌출되지 않으면서 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 형상이 된다. 그러나 상기 3차원 패턴부(120)가 가압되면 상기 돌출부(121)는 외부로 돌출될 수 있게 된다.

구체적으로, 상기 돌출부(121)는 굴곡에 의한 휨 압력에 의해 돌출될 수 있다. 도 3과 같이 평평한 평면으로 되어 있는 상기 3차원 패턴부(120)를 구부리면, 굴곡이 형성되면서 굴곡에 의해 휨 압력이 발생하고, 휨 압력에 의해 도 4와 같이 상기 돌출부(121)가 외부로 돌출된다.

여기서, 상기 돌출부(121)는 상기 3차원 패턴부(120)의 상, 하부에서 균등한힘이 작용하면 돌출되지 않으면서 상기 3차원 패턴부(120)가 평면이 될 수도 있다. 상기 3차원 패턴부(120)의 상부와 하부에서 균등한 힘이 가해지면, 상기 3차원 패턴부(120)는 도 3과 같이 평평한 형상이 되면서 상기 돌출부(121)가 돌출되지 않게 된다.

도 5를 참조하면, 상기 3차원 패턴부(120)는 상기 트레드부(110)의 표면에 형성될 수 있는 것으로, 상기 3차원 패턴부(120)는 상기 트레드부(110)의 원주를 따라서 연장될 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 트레드부(110)는 원형 형상으로 이루어져 있기 때문에, 상기 3차원 패턴부(120)가 상기 트레드부(110)에 형성될 때 평평한 평면이 아닌 굴곡이 가해진 형태로 상기 트레드부(110)에 형성된다.

상기 3차원 패턴부(120)가 굴곡이 가해진 형태로 상기 트레드부(110)에 형성되기 때문에, 상기 3차원 패턴부(120)의 상기 돌출부(121)는 상기 트레드부(110)의 표면에서 돌출된 형태로 형성된다. 이와 같이 상기 트레드부(110)에 상기 돌출부(121)가 돌출된 형태로 형성됨에 따라 상기 돌출부(121)를 통해 상기 트레드부(110)와 지면 사이에서의 마찰력을 향상시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서 상기 3차원 패턴부(120)는, 상기 돌출부(121)가 돌출되지 않으면서 평면이 될 수 있다. 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서는 상기 트레드부(110)와 지면 사이에서 발생하는 압력에 의해 상기 3차원 패턴부(120)의 상부와 하부에서 균등한 힘이 작용하게 된다.

구체적으로, 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서는 상기 3차원 패턴부(120) 상부에서는 하중에 의한 힘이 작용하게 되고, 상기 3차원 패턴부(120)의 하부인 지면에서는 상기 하중에 대한 반력이 작용함에 따라 상기 3차원 패턴부(120)는 평평한 형상이 된다.

지면에서 발생하는 하중에 대한 반력은 하중에 의한 힘과 동일하며, 이에 따라 상기 3차원 패턴부(120)의 상부와 하부에 균등한 힘이 가해지면서 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 형상이 될 수 있다.

상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서도 상기 3차원 패턴부(120)의 상기 돌출부(121)가 돌출되면, 상기 돌출부(121)에 의해 주행성이 좋지 않게 되거나 소음, 진동이 발생할 우려가 있다. 따라서, 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서는 상기 돌출부(121)는 돌출되지 않으면서 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 형상이 되면서 주행성에 영향을 미치지 않을 수 있으며, 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역의 측면(상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 이외의 영역)에서는 상기 돌출부(121)가 돌출됨에 따라 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있게 된다.

즉, 하중이 전이되는 상기 트레드부(110)가 지면과 접하는 영역에서는 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 형상으로 이루어지다가, 하중 전이 이후에서는 상기 돌출부(121)가 돌출되면서 상기 돌출부(121)를 통해 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 설명에서는 상기 돌출부(121)는 굴곡에 의해 발생하는 휨 압력에 의해 돌출되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 돌출부(121)는 다른 힘에 의해 돌출될 수도 있다. 즉, 평평한 상태에 있는 상기 3차원 패턴부(120)에 특정 힘이 가해지면, 상기 돌출부(121)는 돌출되면서 상기 3차원 패턴부(120)가 평면에서 3차원 형상으로 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 돌출부(121)는 도 4와 같이 직육면체 형상으로 돌출될 수 있다. 상기 돌출부(121)가 도 4와 같이 직육면체의 형상으로 돌출되면, 직육면체의 일 꼭지점이 스파이크 역할을 하면서 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있게 된다.

도 6을 참조하면, 상기 돌출부(121)를 직육면체 형상으로 형성하기 위해, 상기 3차원 패턴부(120)는 제1방향으로 연장되며 홈 형상으로 이루어진 제1라인(122)과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 홈 형상으로 이루어진 제2라인(123)을 포함할 수 있다.

상기 제1라인(122)과 상기 제2라인(123)은 선 형상으로 연장되면서 상기 3차원 패턴부(120)를 관통하는 홈일 수 있다. 여기서, 상기 제1라인(122)과 상기 제2라인(123)은 서로 연결되지 않도록 형성되는 것이 바람직하며, 복수 개의 상기 제1라인(122) 및 복수 개의 상기 제2라인(123)도 서로 연결되지 않은 상태에서 형성되는 것이 바람직하다.

상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 평면에 배치되는 경우에는 상기 돌출부(121)가 돌출되지 않도록 잡아주어야 하는데, 상기 제1라인(122)과 상기 제2라인(123)이 연결되면, 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 평면에 배치되어 있는 상태에서도 상기 돌출부(121)가 돌출될 수 있다.

따라서 교차하는 방향으로 연장되는 상기 제1라인(122)과 상기 제2라인(123)은 서로 연결되지 않으면서 상기 3차원 패턴부(120)에 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 상기 3차원 패턴부(120)가 평평한 평면에 배치되어 있는 상태에서는 상기 돌출부(121)가 돌출되지 않으면서, 가압에 의해 상기 돌출부(121)가 직육면체 형태로 돌출될 수 있다.

상기 제1방향은 지정된 일 방향일 수 있으며, 상기 제2방향은 상기 제1방향에 교차하는 방향일 수 있다. 상기 제1방향과 상기 제2방향은 수직한 방향일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 돌출부(121)의 형상에 따라 상기 제1방향과 상기 제2방향이 교차하는 각도는 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1방향은 상기 트레드부(110)의 폭방향일 수 있으며, 상기 제2방향은 상기 트레드부가 연장되는 둘레 방향일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 돌출부(121)의 형상에 따라 상기 제1방향과 상기 제2방향은 변경될 수 있음은 물론이다.

상술한 설명에서는 상기 돌출부(121)가 직육면체 형상으로 이루어진 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 돌출부(121)는 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있다면 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 도 6과 같이 상기 3차원 패턴부(120)는 상기 트레드부(110)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 3차원 패턴부(120)는 상기 트레드부(110)와 지면 사이의 마찰력을 향상시킬 수 있다면, 상기 트레드부(110)의 다양한 지점에 형성될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 평평한 평면에서는 돌출되지 않으면서 굴곡에 의해 돌출되는 돌출부(121)가 구비된 3차원 패턴부(120)를 통해 지면과의 마찰력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 하중 전이 이후 돌출되는 복수 개의 돌출부(121)를 통해 트레드부(110)와 지면간의 마찰력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이를 통배 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 구조를 사용하는 타이어는 스노우 노면이나 아이스 노면에서의 제동력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10...타이어
110...트레드부
111...그루브
112...스노우 패턴
120...3차원 패턴부
121...돌출부
122...제1라인
123...제2라인

Claims (6)

1. 지면과 접하는 영역을 가지며, 원형 형상으로 연장되는 트레드부;
   상기 트레드부에 형성되는 3차원 패턴부;를 포함하며,
   상기 3차원 패턴부에는,
   평평한 평면에서는 돌출되지 않되, 가압에 의해 돌출되는 돌출부가 구비되며,
   상기 트레드부가 지면과 접하는 영역에서 상기 3차원 패턴부는,
   상기 트레드부와 지면 사이에서 발생하는 압력에 의해 상기 돌출부가 돌출되지 않으면서 평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 구조를 사용하는 타이어.
2. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부는, 굴곡에 의한 휨압력에 의해 돌출되는 것을 특징으로 하는 3차원 구조를 사용하는 타이어.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 3차원 패턴부는,
   제1방향으로 연장되며 홈 형상으로 이루어진 제1라인과,
   상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되며 홈 형상으로 이루어진 제2라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 구조를 사용하는 타이어.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1라인과 상기 제2라인은 서로 연결되지 않는 것을 특징으로 하는 3차원 구조를 사용하는 타이어.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1방향은 상기 트레드부의 폭방향이며, 상기 제2방향은 상기 트레드부가 연장되는 둘레 방향인 것을 특징으로 하는 3차원 구조를 사용하는 타이어.

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