KR102578276B1 - 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어는 타이어의 트레드부에 원주방향을 따라 형성된 그루브의 바닥부에 구비된 돌출이젝터를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 돌출이젝터에 인접하여 타이어 진행방향에 대하여 엇갈리게 구비된 크랙의 확산을 방지하는 차단홈이 구비된 것을 특징으로 하는데, 이에 의하면 돌출부, 그에 인접한 그루브 바닥에서 발생되는 갈라짐의 발생이나 확산을 억제하여 벨트 불량을 저감시키며, 또한 주행시 그루브로 진입하는 유입공기와의 접촉 시간, 면적을 증가시켜 방열성을 향상시킬 수 있다.

Description

돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어{Pneumatic tire to prevent stone entrapment and damage to tread}

본 발명은 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 돌출부, 그에 인접한 그루브 바닥에서 발생되는 갈라짐의 발생이나 확산을 억제하여 벨트 불량을 저감시키며, 또한 주행시 그루브로 진입하는 유입공기와의 접촉 시간, 면적을 증가시켜 방열성을 향상시킨 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

통상 차량용 공기입 타이어는 크게 정련, 반제품, 성형, 가류 등 4가지 제조공정을 거쳐 제조되어 완제품으로 출하된다.

우선 믹서로 각종 고무와 약품등을 혼합하여 믹싱하고 배합고무을 생산하는 정련 공정이 이루어지고, 이를 가지고 타이어 규격에 따라 일정한 폭, 두께로 트레드와 사이드월 등을 사출하는 압출공정이 이루어지며, 다음으로, 스틸와이어에 고무를 입히고 기 설정된 횟수로 감은 후에 규격에 맞게 사출된 비드 필러를 부착하는 비드 공정이 이루어지고, 트레드와 시이드월, 비드, 벨트, 카카스등 모든 반제품을 순서대로 조립하여 그린타이어를 만드는 성형공정을 통해 그린 타이어가 제조된다.

이러한 그린타이어는 이후 몰드에 투입하고 정해진 온도와 압력을 일정시간 동안 가류하여 완성된 타이어가 제조되는 가류공정을 통해 마무리된다.

이러한 타이어 제조 공정 중 가류 공정에 이용되는 몰드는 타이어의 최종 형상을 결정하는 것으로 타이어의 성능을 좌우하는 중요한 역할을 하며, 기존의 몰드 설계시에는 그루브 바닥(Groove Bottom)에 돌출부를 생성하여 끼인돌을 빼는 방법을 이용하고 있다.

그런데 차량을 운행하다 보면, 돌이 그루브(Groove)에 끼어 그루브 바닥(Groove Bottom)의 고무를 찢어 크랙이 발생되고, 경우에 따라서는 뾰족한 돌이나 이물질이 트레드 하부의 최상층의 벨트까지 손상을 입혀 벨트세퍼(Belt separation) 사고를 유발시킬 수 있는데, 기존에는 그루브 바닥에 돌출부를 성형하여 돌이 그루브에 진입한 후 타이어의 회전에 의한 변형에 의하여 돌을 배출하는 기술들이 있으나, 돌출부로 인하여 그루브 바닥에 여전히 갈라짐(Crack)이 빈번하게 발생하여 벨트세퍼 사고가 이어지는 실정이다.

여기서 돌출부는 그루브에 끼어드는 돌에 맞닿도록 그루브 바닥에서 돌출된 형상으로 구비되어 타이어 회전시 굴신운동으로 그루브 형상의 변형으로 돌이 튕겨져 나가도록(ejecting) 하는 기능을 수행한다는 점에서 돌출이젝터로 부른다.

예를 들어 대한민국 등록특허공보 제0771683호에서는 도 4의 종래 타이어(T)의 트레드 일부를 나타낸 도면에서 볼 수 있듯이, 타이어 주행시 타이어 회전방향(R)에 있어서, 그루브 바닥에 복수개의 돌출부(타원으로 표시한 부분)를 구비하여 돌을 배출하는 구조를 개시하고 있으나, 돌출부의 위치를 만들기 위하여 그루브 바닥의 폭을 크게 하여야 하며 그루브를 이루는 수직한 내면들이 가파르게 형성될 수 밖에 없으므로 돌출부 하단의 그루브 바닥 영역에서 갈라짐(Crack)이 발생하여 세퍼레이션(Sepalation) 불량을 발생시키는 문제가 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 돌출부, 그에 인접한 그루브 바닥에서 발생되는 갈라짐의 발생이나 확산을 억제하여 벨트 불량을 저감시키며, 또한 주행시 그루브로 진입하는 유입공기와의 접촉 시간, 면적을 증가시켜 방열성을 향상시킨 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 타이어의 트레드부에 원주방향을 따라 형성된 그루브의 바닥부에 구비된 돌출이젝터를 포함하는 돌끼임 방지성을 구비한 타이어에 있어서, 상기 돌출이젝터에 인접하여 타이어 진행방향에 대하여 엇갈리게 구비된 크랙의 확산을 방지하는 차단홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 그루브는 돌출이젝터가 배열되는 가상선에서 왼쪽한계선에 이르도록 바닥부가 구비되고, 왼쪽한계선에 다다른 바닥부는 가상선을 지나 오른쪽한계선에 이르도록 바닥부가 연장되어 구비되는 단위 꺽임그루브가 반복된 형상인 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 단위 꺽임그루브에는 하나의 돌출이젝터를 구비하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 차단홈은 이웃한 그루브의 인접차단홈에 이르도록 연장된 연장차단홈을 구비하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어에 의하면, 돌출부, 그에 인접한 그루브 바닥에서 발생되는 갈라짐의 발생이나 확산을 억제하여 벨트 불량을 저감시키며, 또한 주행시 그루브로 진입하는 유입공기와의 접촉 시간, 면적을 증가시켜 방열성을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어를 평면적으로 보여주는 도면이고,
도 2는 도 1의 타이어 트레드부 일부를 확대하여 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명에 따르는 그루브의 일부를 입체적으로 보여주는 도면이고,
도 4는 종래 타이어의 트레드부 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 첨부된 도면은 본 발명을 이해하기 위하여 과장되거나 축소하여 또는 개념적으로 제공되는 것일 뿐이므로, 이에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아님에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어를 평면적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 타이어 트레드부 일부를 확대하여 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따르는 그루브의 일부를 입체적으로 보여주는 도면인데, 이를 참고하여 설명한다.

본 발명에 따르는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어(100)는 타이어의 트레드부(110)에 원주방향을 따라 형성된 그루브(120)의 바닥부(130)에 구비된 돌출이젝터(140)를 포함하는 타이어에 있어서, 상기 돌출이젝터에 인접하여 타이어 진행방향에 대하여 엇갈리게 구비된 크랙의 확산을 방지하는 차단홈(150)이 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 타이어(100)는 타이어가 도로에 맞닿는 트레드부(110)와, 주행시 굴신운동을 수행하며 타이어의 측면을 이루는 사이드월부(112), 그리고 상기 트레드부와 사이드월부와 만나는 트레드 측단부와 사이드월부 상단부에 형성된 숄더부(114)를 포함하여 내부에 공기를 주입함으로써 주행시 주행안정성을 제공할 수 있다.

상기 트레드부(110)는 젖은 노면에서 배수성능이나 고속주행으로 발생되는 고온의 열을 방열시키기 위하여 그 표면에 다수의 그루브(120)를 형성하기도 한다.

상기 그루브는 타이어의 주행방향, 타이어의 원주를 따라 길게 형성되기도 하며 별도로 부여된 기능성을 구현하기 위하여 다양한 각도나 깊이를 준비되기도 한다.

본 발명에 따르는 그루브(120)는 트레드부(110)에 원주방향을 따라 일정 깊이와 폭으로 형성된 단면이 장홈인 형상으로 일정 깊이에 형성된 바닥부(130)에서 연장되어 타이어 표면에 이르는 측면을 이루는 내면부(135)를 포함하고 있다.

이러한 그루브(120)는 그 바닥부(130)에 복수개의 돌출이젝터(140)가 일정 간격으로 이격되어 배열되며, 돌출이젝터가 배열되는 가상선(CL)에서 왼쪽한계선(LL)에 이르도록 바닥부가 구비되고, 왼쪽한계선에 다다른 바닥부는 가상선을 지나 오른쪽한계선(RL)에 이르도록 바닥부가 연장되어 구비되는 지그재그 형상을 갖을 수 있다.

즉, 바닥부(130)는 돌출이젝터가 배열되는 가상선(CL)에서 왼쪽한계선(LL)에 이르도록 바닥부가 구비되고, 왼쪽한계선에 다다른 바닥부는 가상선을 지나 오른쪽한계선(RL)에 이르도록 바닥부가 연장되어 구비된 단위 꺽임그루브(UG)가 반복된 형상으로 타이어의 원주를 따라 구비될 수 있다.
여기서 상기 단위 꺽임그루브(UG)의 내면부(135)는 왼쪽한계선(LL)에 이르도록 경사가 급해지고 대향하는 내면부는 완만해지며, 오른쪽한계선(RL)에 이르도록 경사가 완만해지고 대향하는 내면부는 경사가 급해지는 것을 볼 수 있다.

상기한 왼쪽한계선이나 오른쪽한계선은 가상선으로 둘 사이의 간격이 좁을 수록 꺽임 정도는 완만해지고 멀수록 급격해지는 특성이 있으므로 타이어의 용도, 사양을 반영하여 둘 사이의 간격을 설계할 필요가 있다.

이러한 지그재그 형상의 그루브(120)에 의하여 돌이나 이물질이 그루브에 끼인 경우라도 타이어 주행시 외력에 의하여 타이어 변형이 초래되며 그루브의 바닥부(130), 내면부(135)의 형상이 변하므로 돌이나 이물질이 외부로 이탈될 수 있고, 더 나아가, 그루브로 진입하는 유동공기가 긴 경로와 닿는 넓은 면적을 가질 수 있으므로 타이어의 방열성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상술한 지그재그 형상의 그루브(120)와 돌출이젝터(140)와의 관계를 보면, 단위 꺽임그루브(UG)에는 하나의 돌출이젝터를 구비하는 것이 돌출이젝터에 의한 바닥부의 크랙 발생을 근본적으로 차단할 수 있다.

또한, 상기 돌출이젝터(140)에 인접하여 타이어 진행방향에 대하여 엇갈리게 구비된 크랙의 확산을 방지하는 차단홈(150)이 구비되는데, 상기 차단홈(150)은 그루브(120)가 지그재그로 꺽이는 부분, 즉 왼쪽한계선에 다다른 바닥부에, 오른쪽한계선(RL)에 바닥부에 구비되는 것이 바람직한데, 그루브가 지그재그 형상이어서 타이어 진행에 따른 외력이나 마찰력이 일자형(-)보다 더 클 것이므로 트레드나 바닥부에 손상이나 크랙이 발생될 우려가 있다.

따라서, 발생된 크랙이 확산되어 타이어 내구성에 악영향을 미치는 것을 방지하기 위하여 크랙의 확산, 연장을 차단하는 차단홈(150)을 타이어 진행방향에 대하여 엇갈리게 구비한다.

이렇듯이 엇갈리게 형성된 차단홈에 의하여 크랙의 확산은 쉽게 차단될 수 있어 타이어의 내구성을 강화하게 된다.

또한, 동일 그루브내에서 차단홈에 의해 그루브의 바닥부(130), 내변부(135)의 위치별 변형이 다르게 초래되며 이로 인해 돌이나 이물질이 외부로 용이하게 이탈될수 있고, 더 나아가 차단홈에서 와류를 일으켜 방열성을 향상시킬 수 있다.

이러한 차단홈(150)은 이웃한 그루브의 인접차단홈(150')에 이르도록 연장된 연장차단홈(152)을 구비할 수 있다.

이러한 연장차단홈(152)는 마모 초기 배수성 및 트랙션 성능을 향상시키고, 이상마모 방지를 위한 사이프의 기능도 수행하기 위해 구비하는 것이다.

한편, 본 발명에 따르는 측부그루브(160)는 숄더부(114)에 인접한 것으로 지그재그가 아니한 일자 형태의 그루브를 채용할 수 있는데, 상기 숄더부는 크랙 발생시 치명적으로 승객의 안전성에 직접적인 악영향이 있으므로, 크랙의 발생 확률을 낮출 필요가 있기 때문이다.

더 나아가 크랙 발생의 추가적인 방지를 위하여 돌출이젝터(돌출부)를 제외할 필요가 있으며, 앞서 언급한 차단홈, 연장차단홈은 추가적으로 구비하도록 하여 크랙 방지나 확산 방지를 구현할 수 있다.

공기입 타이어 100, 트레드부 110, 그루브 120, 바닥부 130, 돌출이젝터 140, 차단홈 150.

Claims (4)

1. 타이어의 트레드부에 원주방향을 따라 형성된 그루브의 바닥부에 구비된 돌출이젝터를 포함하는 돌끼임 방지성을 구비한 타이어에 있어서,
   상기 돌출이젝터에 인접하여 타이어 진행방향에 대하여 엇갈리게 구비된 크랙의 확산을 방지하는 차단홈을 포함하고,
   상기 그루브는 돌출이젝터가 배열되는 가상선에서 왼쪽한계선에 이르도록 바닥부가 구비되고, 왼쪽한계선에 다다른 바닥부는 가상선을 지나 오른쪽한계선에 이르도록 바닥부가 연장되어 구비되는 단위 꺽임그루브가 반복된 형상이며,
   상기 그루브는 바닥부에 복수개의 돌출이젝터가 일정 간격으로 이격되어 배열되고,
   상기 차단홈은 돌출이젝터의 사이에 구비되며, 그루브가 왼쪽한계선에 다다른 바닥부와 내면부, 오른쪽한계선에 다다른 바닥부와 내면부에 구비되는 것을 특징으로 하는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 단위 꺽임그루브에는 하나의 돌출이젝터를 구비하는 것을 특징으로 하는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 차단홈은 이웃한 그루브의 인접차단홈에 이르도록 연장된 연장차단홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 돌끼임 방지 및 트레드 손상을 방지하는 공기입 타이어.