KR102603736B1 - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어는, 타이어의 원주 방향을 따라 연장되며 그루브를 갖는 트레드를 포함하고, 상기 트레드는 교대로 배치되어 표면을 형성하는 복수개의 트레드 파트를 포함하고, 상기 트레드를 제1 방향으로 바라보았을 시 상기 트레드 파트는, 상기 트레드 파트를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선 및 상기 트레드 파트를 기준으로 내측으로 볼록한 제2,3 곡선이 외곽 라인이 되도록 형성된다.

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명의 실시예들은 기하학적 형상을 가진 트레드를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

사용자들이 운행하는 차량은 많은 부품들로 이루어져 있고, 그 중 타이어는 실질적으로 차량의 구동에 큰 영향을 주고, 특히 사용자의 안전 확보를 위한 핵심 부품 중 하나라 할 수 있다.

특히, 산업 발전으로 인하여 물류의 이동 증가, 개인의 업무량 등의 증가로 인한 이동량 증가 및 가족 생활 증가로 인한 자동차 운행량은 갈수록 늘고 있는 추세이다.

한편, 기존 타이어들은 노면과 접촉하는 트레드부의 표면이 노면과 평행하게 접촉되도록 형성된다. 트레드부의 표면 형상이 노면과 평행한 형상으로 일원화 될 경우, 트레드부의 설계 자유도가 축소될 우려가 있다. 이에 기존 타이어의 원주 방향과 평행하게 형성된 일률적인 트레드부의 표면 설계 방향에서 벗어나, 트레드부의 획기적인 형상적 변형을 시도함으로써 접지력, 핸들링, 저항, 배수등의 종합적 측면에서 타이어의 주행 성능을 향상시키기 위한 다양한 시도를 수행할 필요가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트레드의 패턴 형태가 기하학적인 구조로 형성되도록 함으로써 타이어의 수상, 설상 성능을 향상시킬 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 타이어의 원주 방향을 따라 연장되며 그루브를 갖는 트레드를 포함하고, 상기 트레드는 교대로 배치되어 표면을 형성하는 복수개의 트레드 파트를 포함하고, 상기 트레드를 제1 방향으로 바라보았을 시 상기 트레드 파트는, 상기 트레드 파트를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선 및 상기 트레드 파트를 기준으로 내측으로 볼록한 제2,3 곡선이 외곽 라인이 되도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에서, 상기 트레드 파트를 상기 제1 방향으로 바라보았을 시, 상기 제1 곡선은, x=r(t-sint), y=r(1-cost), (일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에서, 상기 r은 0.1mm 내지 10mm일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에서, 상기 트레드를 제2 방향으로 바라보았을 시 상기 트레드 파트는, 상기 트레드 파트를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선, 상기 트레드 파트를 기준으로 내측으로 볼록한 제2 곡선, 제1 직선 및 바닥선이 외곽 라인이 되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에서, 상기 제1,2 곡선은, t 값이 0≤t≤π 일 때 y=r(t-sint), z=r(1-cost)이고 t 값이 π<t≤2π 일 때 y=r(t-sint), z=-r(1-cost)+2r일 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 수학적으로 계산된 기하학적 형상을 가진 트레드를 활용하여 타이어의 수상, 설상 성능을 포함한 타이어의 주행 성능을 종합적으로 개선시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 타이어를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드의 형상을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 B 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드를 제1 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 2의 C 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드를 제2 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 도 2의 D 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드를 제3 방향에서 바라본 도면이다.
도 6은 트레드 파트를 제1 방향에서 바라본 제1 곡선 및 그 수식을 나타낸 도면이다.
도 7은 트레드 파트들을 제2 방향에서 바라본 제1,2 곡선 및 그 수식을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

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 나타냈으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 다른 타이어를 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 2는 도 1의 A 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드의 형상을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 B 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드를 제1 방향에서 바라본 도면이다. 도 4는 도 2의 C 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드를 제2 방향에서 바라본 도면이다. 도 5는 도 2의 D 부분으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드를 제3 방향에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어는, 타이어(100)의 원주 방향(RT)을 따라 연장되며 그루브를 갖는 트레드(110)를 포함한다. 트레드(110)는 타이어(100)를 자동차에 장착 후 주행시 노면을 향하는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면 트레드(110)는 자동차의 주행시 노면과 접하는 영역을 포함할 수 있다. 트레드(110)는 두꺼운 고무층으로 이루어져 자동차의 구동록 및 제동력을 지면에 전달한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 트레드(110)는 교대로 배치되어 표면을 형성하는 복수개의 트레드 파트(111)를 포함한다. 복수개의 트레드 파트(111)가 배열된 모습을 도 2를 통해 확인할 수 있다.

도 3을 참조하면, 트레드(110)를 제1 방향으로 바라보았을 시 트레드 파트(111)는, 트레드 파트(111)를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선(111a1) 및 트레드 파트(111)를 기준으로 내측으로 볼록한 제2,3 곡선(111a2, 111a3)이 외곽 라인이 되도록 형성된다. 또한 도 4를 참조하면, 트레드(110)를 제2 방향으로 바라보았을 시 트레드 파트(111)는, 트레드 파트(111)를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선(111b1), 트레드 파트(111)를 기준으로 내측으로 볼록한 제2 곡선(111b2), 제1 직선(111b3) 및 바닥선(111b4)이 외곽 라인이 되도록 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예와 같이 기하학적 형상으로 형성된 복수개의 트레드 파트(111)가 교대로 배치된 구조를 통해 타이어의 성능이 종합적으로 향상될 수 있다. 보다 상세하게는, 타이어의 그루브를 형성하는 기하학적으로 반복 배치된 형상의 트레드 패턴이 접지면과 만나면서 타이어의 주요 요구 성능인 소음 성능, 배수성, 설주 전단력이 현저히 개선될 수 있다.

도 6은 트레드 파트를 제1 방향에서 바라본 제1 곡선 및 그 수식을 나타낸 도면이다. 도 7은 트레드 파트들을 제2 방향에서 바라본 제1,2 곡선 및 그 수식을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 트레드 파트를 제1 방향에서 바라본 제1 곡선(111a1)의 수식은, x=r(t-sint), y=r(1-cost)로 정의될 수 있다. 이때, r은 0.1mm 내지 10mm로 구성될 수 있다. 상기 r은 곡선들의 크기를 결정짓는 상수일 수 있다. t는 0부터 2파이까지의 변수일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 이렇게 생성된 이미지를 x축 방향으로는 2파이 간격으로, y축 방향으로는 2r 간격으로 교대로 연속적으로 배치될 수 있다.

이러한 제1 곡선(111a1)의 형상은 사이클로이드 곡선이 될 수 있다. 사이클로이드 곡선은 최단 강하 곡선으로 중력장 하에서 임의의 두 점 사이를 물체가 이동할 때, 이동 시간이 최소가 되는 두 점을 잇는 곡선을 의미할 수 있다. 이와 같이 사이클로이드 곡선으로 형성된 제1 곡선(111a1)이 외곽 라인을 형성하고 있는 트레드 파트(111)가 복수개가 배열 됨으로써 타이어의 소음성능, 배수성 및 설주전단력이 개선될 수 있다.

도 7을 참조하면, 트레드 파트를 제2 방향에서 바라본 제1,2 곡선(111b1, 111b2)의 수식은, t 값이 0≤t≤π 일 때 y=r(t-sint), z=r(1-cost)이고 t 값이 π<t≤2π 일 때 y=r(t-sint), z=-r(1-cost)+2r로 정의될 수 있다. 이 때, r은 0.1mm 내지 10mm로 구성될 수 있다.

이러한 제1,2 곡선(111b1, 111b2)의 형상은 사이클로이드 곡선이 될 수 있다. 사이클로이드 곡선은 최단 강하 곡선으로 중력장 하에서 임의의 두 점 사이를 물체가 이동할 때, 이동 시간이 최소가 되는 두 점을 잇는 곡선을 의미할 수 있다. 이와 같이 사이클로이드 곡선으로 형성된 제1,2 곡선(111b1, 111b2)이 외곽 라인을 형성하고 있는 트레드 파트(111)가 복수개가 배열 됨으로써 타이어의 소음성능, 배수성 및 설주전단력이 개선될 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 “상기” 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다.

실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

100: 타이어
110: 트레드
111: 트레드 파트
111a1: 제1 곡선
111a2: 제2 곡선
111a3: 제3 곡선
111b1: 제1 곡선
111b2: 제2 곡선
111b3: 제1 직선
111b4: 바닥선

Claims (5)

1. 타이어의 원주 방향을 따라 연장되며 그루브를 갖는 트레드를 포함하고,
   상기 트레드는 교대로 배치되어 표면을 형성하는 복수개의 트레드 파트를 포함하고,
   상기 트레드를 제1 방향으로 바라보았을 시 상기 트레드 파트는,
   상기 트레드 파트를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선 및 상기 트레드 파트를 기준으로 내측으로 볼록한 제2,3 곡선이 외곽 라인이 되도록 형성되고,
   상기 트레드를 제2 방향으로 바라보았을 시 상기 트레드 파트는,
   상기 트레드 파트를 기준으로 외측으로 볼록한 제1 곡선, 상기 트레드 파트를 기준으로 내측으로 볼록한 제2 곡선, 제1 직선 및 바닥선이 외곽 라인이 되도록 형성되는 타이어.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 트레드 파트를 상기 제1 방향으로 바라보았을 시,
   상기 제1 곡선은,
   x=r(t-sint)
   y=r(1-cost)
   (
   인 타이어.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 r은 0.1mm 내지 10mm인 타이어.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제1,2 곡선은, t 값이 0≤t≤π 일 때 y=r(t-sint), z=r(1-cost)이고 t 값이 π<t≤2π 일 때 y=r(t-sint), z=-r(1-cost)+2r인 타이어.