KR102413252B1 - 배수강화형 타이어 - Google Patents

Abstract

배수강화형 타이어가 개시된다. 본 발명에 따른 배수강화형 타이어는, 내강부터 이너라이너, 카카스, 벨트, 트레드 순으로 적층되고, 상기 트레드의 양쪽 측면의 사이드월, 휠에 결합되는 비드로 구성되는 타이어로서, 배수를 위해 타이어의 원주방향을 따라 상기 트레드에서 상기 이너라이너까지 오목하게 형성되는 종그루브; 및 상기 종그루브의 하부 형상을 유지 및 지지하기 위해 대응하는 오목한 링형상으로 이루어져 상기 이너라이너 내측에 매설되는 보강수단를 포함하여, 주행에 따른 상기 트레드의 마모에도 배수기능이 유지되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 배수를 위해 타이어의 원주방향을 따라 종그루브가 트레드에서 이너라이너까지 오목하게 형성되고, 종그루브의 하부 형상에 대응하는 오목한 링형상의 보강수단이 주행에 따라 타이어 트레드가 마모되더라도 종그루브의 하부 형상을 견고히 지지하도록 이너라이너 내측에 매설됨에 따라, 타이어의 교체 전까지 종그루브에 의한 배수기능이 지속적으로 유지될 수 있어 타이어 수막현상에 의한 차량사고의 위험이 효과적으로 저감될 수 있게 된다.

Description

배수강화형 타이어{TIRES WITH ENHANCED DRAINAGE CAPACITY}

본 발명은, 배수강화형 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 타이어 트레드의 마모에도 불구하고 타이어의 교체 전까지 배수기능을 유지할 수 있는 종그루브가 구비된 타이어에 관한 것이다.

타이어의 제동력과 핸들링 성능은 일반적으로 젖은 노면에서 크게 저하되기 때문에 차량사고의 위험성도 우천시에 크게 증가하고 있다. 이에 따라 젖은 노면에서의 제동성능 및 주행성능을 향상시키기 위한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있는 실정이다.

일례로, US 4687037(등록일: 1987년 08월 18일)는 타이어의 원주방향을 따라 형성된 홈인 종그루브와 이에 교차하는 횡그루브를 갖는 트레드 패턴의 공기입 타이어에 대한 기술을 개시하고 있는데, 상술한 선행기술의 종그루브는 젖은 노면을 주행할 때 배수기능을 수행하는 홈으로, 배수 성능의 향상을 위해 통상의 폭보다 크게 형성한 것을 기술적 특징으로 하고 있다.

그러나 종그루브의 폭을 크게 하더라도 차량의 주행에 따라 타이어 트레드가 점차 마모되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 종그루브의 깊이 또한 낮아지면서 빗길 배수기능이 현저하게 저하된다는 점에서 차량의 주행안정성을 위해 이에 대한 근본적인 기술적 보완이 요구되고 있다.

한편, 종래 트레드는 주로 패턴 모양을 안쪽과 바깥쪽에 대칭되게 배치하며 다양하게 변경하는 방식으로 타이어의 성능 향상을 도모하여 왔으나, 최근에는 이러한 대칭구조의 한계를 극복하기 위해 비대칭구조의 트레드를 타이어에 적용하고 있다.

일례로, 차량의 내측에 위치하는 트래드의 강성보다 차량의 외측에 위치하는 트래드의 강성을 강화하여 제반 성능을 향상시키는 비대칭형 트레드는, 내측의 트레드에 형성된 그루브를 외측보다 많은 개수로 형성하고, 그루브의 깊이 또한 외측보다 내측 트레드를 깊게 형성하는 방식으로 제작되고 있다.

그러나 위와 같은 종래의 비대칭 타이어의 외측 트레드는 상대적으로 적은 개수와 낮은 깊이로 형성됨에 따라 내측의 트레드보다 빨리 마모되어 젖은 노면에서의 배수성능과, 마른 노면에서의 핸들링 성능을 급격하게 저하시키는 문제가 있다.

미국등록특허 US 4687037(등록일: 1987년 08월 18일)

본 발명의 목적은, 주행에 따라 타이어 트레드가 마모되더라도 트레드에서 이너라이너까지 오목하고 깊게 형성된 종그루브에 의해 타이어의 교체 전까지 배수 기능을 원활하게 유지할 수 있는 배수강화형 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 내강부터 이너라이너, 카카스, 벨트, 트레드 순으로 적층되고, 상기 트레드의 양쪽 측면의 사이드월, 휠에 결합되는 비드로 구성되는 타이어로서, 배수를 위해 타이어의 원주방향을 따라 상기 트레드에서 상기 이너라이너까지 오목하게 형성되는 종그루브; 및 상기 종그루브의 하부 형상을 유지 및 지지하기 위해 대응하는 오목한 링형상으로 이루어져 상기 이너라이너 내측에 매설되는 보강수단를 포함하여, 주행에 따른 상기 트레드의 마모에도 배수기능이 유지되는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어에 의해 달성된다.

상기 보강수단은, 상기 종그루브의 하부 형상의 변형을 억제하며 상기 사이드월의 굴신에 따라 변형되도록 직조된 오목한 링형상의 스틸코드로 이루어져, 상기 카카스와 상기 벨트 사이에 적층되거나 상기 벨트와 일체로 형성될 수 있다.

상기 보강수단은, 상기 종그루브의 하부 형상의 변형을 억제하며 상기 사이드월의 굴신에 따라 변형되도록 직조된 케블라코드를 합성수지로 코팅한 오목한 링형상의 복합소재로 제작되어, 상기 카카스와 상기 벨트 사이에 적층되거나 상기 벨트와 일체로 형성될 수 있다.

상기 보강수단은, 그 둘레방향을 따라 이격배치되며 상기 종그루브의 하부를 지지하는 호형의 리브보강재가 더 구비될 수 있다.

상기 보강수단은, 상기 종그루브를 따라 상기 이너라이너 내측에 링형상으로 매설되어 상기 사이드월의 굴신에 따라 탄성변형되는 탄성부; 및 상기 종그루브의 하부를 지지하도록 상기 탄성부를 따라 이격설치되어 상기 종그루브의 형상변형을 억제하는 호형의 지지부를 포함할 수 있다.

상기 탄성부는, 띠형상의 섬유강화플라스틱으로 제작되고, 상기 종그루브의 하부와 접하는 상기 지지부의 오목면에는, 상기 트레드와의 접합력을 증대하는 복수의 돌기 또는 타공이 형성될 수 있다.

상기 탄성부의 양측면에는, 보강수단이 종그루브의 하단에서 이탈되지 않도록 하기 위해 물결파 형상의 요철이 연이어 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 배수를 위해 타이어의 원주방향을 따라 종그루브가 트레드에서 이너라이너까지 오목하게 형성되고, 종그루브의 하부 형상에 대응하는 오목한 링형상의 보강수단이 주행에 따라 타이어 트레드가 마모되더라도 종그루브의 하부 형상을 견고히 지지하도록 이너라이너 내측에 매설됨에 따라, 타이어의 교체 전까지 종그루브에 의한 배수기능이 지속적으로 유지될 수 있어 타이어 수막현상에 의한 차량사고의 위험이 효과적으로 저감될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배수강화형 타이어의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보강수단의 사시도이다
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 보강수단의 사시도이다.
도 4는 도 1의 사용에 따라 마모된 트레드의 상태를 보여주는 사용상태도이다.
도 5는 종래 타이어의 사용에 따라 마모된 트레드의 상태를 보여주는 사용상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배수강화형 타이어의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보강수단의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 변형예에 따른 보강수단의 사시도이고, 도 4는 도 1의 사용에 따라 마모된 트레드의 상태를 보여주는 사용상태도이고, 도 5는 종래 타이어의 사용에 따라 마모된 트레드의 상태를 보여주는 사용상태도이다.

발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정,앞쪽), 후(배,뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 3개의 축은 서로 대응되게 회전하여 바뀔 수 있으며, 특별히 다르게 한정하는 경우 외에는 이에 따른다.

본 발명에 따른 배수강화형 타이어(100)는, 트레드(40) 마모에 따른 타이어의 교체 전까지 종그루브(110)에 의한 배수기능이 지속적으로 유지되게 하여 타이어 수막현상에 의한 차량사고의 위험을 저감하기 위해 특별히 안출된 발명이다.

이러한 본 발명에 따른 타이어(100)는, 노면과 접촉하는 트레드(40), 캡플라이(31), 그 하부의 벨트(30), 카카스(20), 이너라이너(10), 트레드(40)의 양쪽 측면의 사이드월(50), 휠(200)에 밀폐되며 결합되는 비드(60) 등을 기본적으로 포함하여 노면에 대한 접지력을 형성하는 한편, 노면으로부터의 충격을 완충하는 종래의 타이어(1)의 기능도 함께 수행하게 된다.

종래의 일반적인 타이어(1)의 기능 이외에 상술한 바와 같은 특유의 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 배수강화형 타이어(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 요지인 종그루브(110) 및 보강수단(120) 등을 포함하여 이루어지게 된다.

먼저, 종그루브(110)는, 그루브에 의해 구획된 돌출부인 트레드 블록(41)으로부터 빗물 등이 배수되도록 안내하기 위해 타이어의 원주방향을 따라 트레드(40)에서 이너라이너(10)까지 오목하게 형성되는 홈 형상의 구성요소이다.

이러한 종그루브(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 트레드(40)의 중앙부 또는 도시된 바와 달리 타이어의 규격에 따라 복수 개가 이격배치될 수도 있고, 주변에 얕은 홈 구조의 서브그루브(112)가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 종그루브(110)는, 종래 트레드(40)에 한정되어 얕은 깊이로 형성되는 것과 달리, 도 1에 도시된 바와 같이 트레드의 두께(T1)를 초과하여 타이어 내부의 보강부재인 벨트(30)와 카카스(20)에 도달하는 깊이(T2)의 홈으로 형성된다는 점에서 명확히 구별될 수 있다.

이렇게 깊은 홈 구조의 종그루브(110)는, 도 5의 종래 타이어(1)와 달리 도 4에 도시된 바와 같이 트레드 블록(41) 즉, 서브그루브(112)가 모두 마모된 경우라도, 노면으로부터 이격된 오목한 홈 구조를 후술할 보강수단(120)을 통해 일정 수준으로 견고히 유지할 수 있게 됨에 따라 노면의 빗물 등은 마모된 트레드(40)에 수막을 형성하지 않고 종그루브(110)를 통해 원활하게 배수될 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 종그루브(110)는, 트레드의 두께(T1)를 초과하는 깊이(T2)로 트레드용 고무시트를 가압하는 타이어 가류공정의 트레드 금형(미도시)과, 내부에서 팽창하여 이너라이너(10)를 고온, 고압으로 가압하는 블래더(bladder, 미도시)에 의해 최종 성형될 수 있다.

보강수단(120)은, 트레드의 두께(T1)를 초과하여 깊게 형성된 종그루브(110)의 하부 형상이 트레드 블록(41)의 마모에도 견고하게 유지되며 지지되도록 하기 위해 마련된 구성요소로서, 종그루브(110)에 대응하는 오목한 링형상으로 이루어져 이너라이너(10) 내측에 매설될 수 있다.

이러한 보강수단(120)으로 인해, 주행에 따른 트레드(40)의 마모에도 종그루브(110)를 통한 배수기능이 타이어(100)의 교체 전까지 지속적으로 유지될 수 있어 타이어 수막현상에 의한 차량사고의 위험이 효과적으로 방지될 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 보강수단(120)은, 도 2에 도시된 바와 같이 종그루브(110)의 하부 형상의 변형을 억제하며 사이드월(50)의 굴신에 따라 자유로운 변형이 이루어질 수 있도록 직조된 오목한 링형상의 스틸코드(121)로 이루어질 수 있다.

이때, 스틸코드(121)의 표면에는 얇은 고무토핑이 균일하게 압연될 수 있다.

그리고 상술한 스틸코드(121)와 유사한 물성의 구현과 경량화를 위해, 보강수단(120)은, 직조된 케블라코드를 합성수지로 코팅한 오목한 링형상의 복합소재(122)로 제작될 수 있다.

상술한 바와 같이 스틸코드(121) 또는 복합소재(122)로 제작된 보강수단(120)은, 보강수단(120)의 둘레방향을 따라 이격배치되는 호형의 리브보강재(123)를 더 포함할 수 있다.

이때, 호형의 리브보강재(123)는, 트레드(40)가 마모되더라도 종그루브(110)의 하부가 오목한 형태를 보다 견고하게 유지할 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 호형의 리브보강재(123)는, 주행중 타이어의 발열을 억제하기 위해 열전도율이 우수한 고강도의 경량 금속 또는 고강도의 경량 엔지니어링 플라스틱으로 제작될 수 있다.

위와 같이 오목한 링형상으로 직조된 본 발명의 실시예에 따른 보강수단(120)은, 도 1 등에 도시된 바와 같이 벨트(30)와 함께 미리 일체로 제작된 후 타이어 성형공정에서 카카스(20)나 또 다른 벨트(30)의 상부에 적층되는 방식으로 타이어 내측에 설치될 수 있다.

또한, 이러한 보강수단(120)은, 벨트(30)와 무관하게 독립적으로 제작된 후 타이어 성형공정에서 오목한 단면 형상을 유지하며 카카스(20)와 벨트(30) 사이 또는 서로 다른 벨트(30) 사이에 삽입된 상태로 일체화되는 방식으로 타이어 내측에 설치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 변형예에 따른 보강수단(120)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성부(124) 및 지지부(125) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

탄성부(124)는, 종그루브(110)를 따라 이너라이너(10) 내측에 링형상으로 매설되어 사이드월(50)의 굴신에 따라 탄성변형되는 띠형상의 구성요소로서, 탄성을 갖는 소재라면 특별히 제한되지 않지만, 섬유강화플라스틱으로 제작하는 것이 바람직할 수 있다.

이때, 탄성부(124)를 섬유강화플라스틱으로 제작하는 이유는, 타이어의 굴신작동에 영향을 주지 않는 자유로운 탄성변형과 복원, 경량화 및 필요한 강성의 구현이 타이어의 용도나 규격에 따라 두께와 폭의 조절을 통해 용이하게 이루어질 수 있기 때문이다.

구체적으로 도시하지 않았지만, 이러한 탄성부(124)의 양측면에는, 보강수단(120)이 적층형성된 타이어의 내부에서 종그루브(110)의 하단을 이탈되지 않도록 하기 위해 물결파 형상의 요철(미도시)이 연이어 형성될 수 있다. 또한, 후술할 지지부(125)의 양측면에도 상술한 요철(미도시)이 연이어 형성될 수 있다.

지지부(125)는, 종그루브(110)의 형상변형을 억제하기 위해 마련된 구성요소로서, 종그루브(110)의 하부를 지지하도록 탄성부(124)를 따라 이격설치되는 호형의 오목한 판재로 이루어질 수 있다.

이때, 종그루브(110)의 하부를 이루는 고무층과 접하는 지지부(125)의 오목면(125a)에는, 트레드(40)와의 접합력을 증대하는 복수의 돌기(126a) 또는 타공(126b)이 형성될 수 있다.

여기서 종그루브(110)의 하부를 이루는 고무층이 유입되는 타공(126b)과 돌출된 구조의 돌기(126a)가 함께 형성됨에 따라 트레드(40)와의 접합력은 더욱 효과적으로 향상될 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 지지부(125)도, 주행중 타이어의 발열을 억제하기 위해 열전도율이 우수한 고강도의 경량 금속 또는 고강도의 경량 엔지니어링 플라스틱으로 제작될 수 있다.

한편, 본 발명의 변형예에 따른 보강수단(120)도, 상술한 실시예와 마찬가지로 도 1 등에 도시된 바와 같이 벨트(30)와 함께 미리 일체로 제작된 후 타이어 성형공정에서 카카스(20)나 또 다른 벨트(30)의 상부에 적층되는 방식으로 타이어 내측에 설치될 수 있고, 벨트(30)와 무관하게 독립적으로 제작된 후 타이어 성형공정에서 카카스(20)와 벨트(30) 사이 또는 서로 다른 벨트(30) 사이에 삽입된 상태로 일체화되는 방식으로 타이어 내측에 설치될 수도 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1: 종래 타이어 10: 이너라이너
20: 카카스 30: 벨트
31: 캡플라이 40: 트레드
T1: 트레드 두께 41: 블록
50: 사이드월 60: 비드
100: 본 발명에 따른 배수강화형 타이어
110: 종그루브 T2: 종그루브의 홈깊이
112: 서브그루브 120: 보강수단
121: 스틸코드 122: 복합소재
123: 리브보강재 124: 탄성부
125: 지지부 125a: 오목면
126a: 돌기 126b: 타공
200: 휠

Claims (7)

1. 내강부터 이너라이너, 카카스, 벨트, 트레드 순으로 적층되고, 상기 트레드의 양쪽 측면의 사이드월, 휠에 결합되는 비드로 구성되는 타이어로서,
   배수를 위해 타이어의 원주방향을 따라 상기 트레드에서 상기 이너라이너까지 오목하게 형성되는 종그루브; 및
   상기 종그루브의 하부 형상을 유지 및 지지하기 위해 대응하는 오목한 링형상으로 이루어져 상기 이너라이너 내측에 매설되는 보강수단를 포함하여,
   주행에 따른 상기 트레드의 마모에도 배수기능이 유지되고,
   상기 보강수단은,
   그 둘레방향을 따라 이격배치되며 상기 종그루브의 하부를 지지하는 호형의 리브보강재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강수단은,
   상기 종그루브의 하부 형상의 변형을 억제하며 상기 사이드월의 굴신에 따라 변형되도록 직조된 오목한 링형상의 스틸코드로 이루어져,
   상기 카카스와 상기 벨트 사이에 적층되거나 상기 벨트와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 보강수단은,
   상기 종그루브의 하부 형상의 변형을 억제하며 상기 사이드월의 굴신에 따라 변형되도록 직조된 케블라코드를 합성수지로 코팅한 오목한 링형상의 복합소재로 제작되어,
   상기 카카스와 상기 벨트 사이에 적층되거나 상기 벨트와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어.
   
4. 삭제
5. 내강부터 이너라이너, 카카스, 벨트, 트레드 순으로 적층되고, 상기 트레드의 양쪽 측면의 사이드월, 휠에 결합되는 비드로 구성되는 타이어로서,
   배수를 위해 타이어의 원주방향을 따라 상기 트레드에서 상기 이너라이너까지 오목하게 형성되는 종그루브; 및
   상기 종그루브의 하부 형상을 유지 및 지지하기 위해 대응하는 오목한 링형상으로 이루어져 상기 이너라이너 내측에 매설되는 보강수단를 포함하여,
   주행에 따른 상기 트레드의 마모에도 배수기능이 유지되고,
   상기 보강수단은,
   상기 종그루브를 따라 상기 이너라이너 내측에 링형상으로 매설되어 상기 사이드월의 굴신에 따라 탄성변형되는 탄성부; 및
   상기 종그루브의 하부를 지지하도록 상기 탄성부를 따라 이격설치되어 상기 종그루브의 형상변형을 억제하는 호형의 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 탄성부는,
   띠형상의 섬유강화플라스틱으로 제작되고,
   상기 종그루브의 하부와 접하는 상기 지지부의 오목면에는,
   상기 트레드와의 접합력을 증대하는 복수의 돌기 또는 타공이 형성되는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 탄성부의 양측면에는, 보강수단이 종그루브의 하단에서 이탈되지 않도록 하기 위해 물결파 형상의 요철이 연이어 형성되는 것을 특징으로 하는 배수강화형 타이어.
   
   
   

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