KR20090004559A - 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어에 관한 것으로서, 타이어의 원주방향으로 형성된 종그루브의 바닥면을 따라, 종그루브로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인을 형성하는 돌기물들을 균일하게 형성함으로써, 빗길주행중에 발생되는 수막현상을 개선할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 공기입 타이어에 따르면, 종그루브의 바닥면을 따라, 상기 종그루브로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인을 형성하도록, 다수의 돌기물들이 소정의 각도로 경사진 횡그루브를 향하도록 경사지게 배열되어 있다. 상기 돌기물은 단면으로 삼각형 형상을 가지는 것이 바람직하다. 상기 돌기물은 소정의 각도로 비틀릴 수 있다.

타이어, 대칭형, 트레드패턴, 수막현상, 하이드로플래닝, 배수성, 토출성, 흐름성, 워터터뷸런스, 난류, 돌기물

Description

대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어 {PNEUMATIC TIRE WITH SYMMETRICAL TREAD PATTERN}

본 발명은 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어에 관한 것으로서, 특히 타이어의 원주방향으로 형성된 종그루브의 바닥면을 따라, 종그루브로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인(Water Turbulence Line)을 형성하는 돌기물들을 균일하게 형성함으로써, 빗길주행중에 발생되는 수막현상을 개선할 수 있는 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 공기입 타이어는 그 목적으로 하는 승차감, 소음, 조종성, 배수성 등의 성능을 초기에 최대한 발휘하도록 이루어져 있다.

이러한 공기입 타이어는, 타이어의 내부를 구성하는 인너라이너와, 상기 인너라이너의 외주에 적층되는 바디 플라이와, 상기 바디 플라이의 외주에 적층되는 벨트와, 상기 벨트의 외주에 적층되어 실질적으로 지면과 접촉하는 트레드와, 타이어의 양쪽 측부를 구성하는 양쪽 사이드월과, 그리고 휠에 결합되어 공기입을 유지하는 양쪽 비드를 구비하고 있다.

이러한 타이어에 있어서, 그 기본성능인 드라이 트랙션 성능, 웨트 트랙션 성능, 소음 성능 등을 유지할 수 있도록, 상기 트레드는 그 원주방향으로 형성되는 다수의 종그루브와, 그 폭방향으로 형성되는 다수의 횡그루브를 구비하며, 또한 상기 그루브들들에 의하여 트레드 블록이 형성된다. 이 그루브들과 트레드 블록들에 의한 트레드의 외관 형상을 통상 트레드 패턴이라 칭하고 있다.

상기 트레드 패턴 중에는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 종그루브(2)들중 트레드(1)의 중앙에 원주방향으로 형성된 종그루브(2c)를 기준으로 그 양쪽의 종그루브(2s)와 리브 블록(3)들이 대칭적으로 형성된 것도 있는데, 이러한 트레드 패턴을 대칭형 트레드 패턴이라 칭하며, 이러한 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어에 대한 수막현상을 해석한 것이 도 1의 (b)에 도시되어 있다.

그런데, 도 1에 도시된 공기입 타이어에 있어서는, 차량의 주행에 따라 타이어의 트레드(1)와 노면 사이로 유체가 유입되면 트레드(1)가 노면에서 이탈하게 되며, 이러한 상황하에서 차량의 조향력이 노면에 전달될 수 없어, 큰 사고로 이어질 수 있다. 이와 같이 타이어가 일정 속도 이상에서 유체의 유입으로 노면으로부터 이탈되는 현상을 수막현상(Hydroplaning)이라 하며, 빗길 주행사고의 대부분을 차지한다.

이러한 수막현상을 개선할 목적으로 종래 다양한 트레드 패턴이 제안되었는데, 도 2a 및 도 2b에는 그 예들이 도시되어 있다.

도 2a에는 종그루브(2)의 바닥면과 벽면에 그 길이방향으로 다수의 돌기물(4)이 형성된 공기입 타이어가 도시되어 있다. 또한, 도 2b에는 종그루브(2)의 벽면에 소정의 배열로 다수의 돌기물(5)이 형성된 공기입 타이어가 도시되어 있다.

그런데, 상기 돌기(4, 5)들이 형성된 타이어들은, 상기 돌기물(4, 5)들에 의하여 유체 점성 등에 의한 마찰을 감소시켜 유체의 흐름을 개선하는 것을 그 목적으로 한 것이지만, 이러한 것들은 일반 유체역학에서 관내 유체흐름 해석을 적용한 것으로 그 효과가 낮은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 고려하여 이루어진 것으로서, 타이어의 원주방향으로 형성된 종그루브의 바닥면을 따라, 종그루브로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인을 형성하는 돌기물들을 균일하게 형성함으로써, 빗길주행중에 발생되는 수막현상을 개선할 수 있는 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 트레드 중앙의 메인 리브 블록을 기준으로 그 양측에 종그루브들과 서브리브 블록들이 대칭적으로 형성되며, 상기 서브리브 블록들에는 횡그루브들이 형성된 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입타이어에 있어서, 상기 종그루브의 바닥면을 따라, 종그루브로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인을 형성하도록, 단면으로 삼각형 형상을 갖는 다수의 돌기물들이 소정의 각도로 경사진 상기 횡그루브를 향하도록 경사지게 배열되어 있고, 상기 돌기물의 길이방향을 따라 시계방향으로 비틀려 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 돌기물은, 상기 돌기물의 높이를 h, 상기 돌기물의 폭을 w, 상기 돌기물들 사이의 거리를 p라 할 때, h = 0.5 ~ 1.0mm, w = 0.7h ~ h, p = 1.2w ~ 5.0w인 범위내에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌기물들은 종그루브의 바닥면에 원주방향을 따라 8~30개 형성되 는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 구성된 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어에 의하면, 종그루브의 바닥면을 따라 횡그루브를 향하여 형성되는 돌기물들이, 종그루브로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인(Water Turbulence Line)을 형성하도록 비틀려 있는 구조로 형성됨으로써, 빗길주행중에 발생되는 수막현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 수막현상에 의한 사고를 방지할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3은 본 발명에 따른 대칭형 트레드 패턴(방향성을 갖는 패턴)을 가진 공기입 타이어를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 타이어는, 트레드(10) 중앙의 메인 리브 블록(11)을 기준으로 그 양측에 종그루브(12)(13)들과 서브리브 블록(14)(15)들이 대칭적으로 형성되며, 상기 서브리브 블록(14)(15)들에는 횡그루브(17)(18)들이 형성된 대칭형 트레드 패턴을 구비한다. 참조부호 16은 마이너 그루브를 표시한 것이다. 상기 횡그루브(17)(18)는 소정 각도로 경사지게 형성되어 있다.

본 발명에 따르면, 종그루브(12)로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인을 형성하기 위하여, 상기 종그루브(12)의 바닥면을 따라, 다수의 돌기물(19)들이 상기 횡그루브(17)를 향하여 경사지게 배열되어 있다.

이러한 돌기물(19)에 의해 종그루브(12)로 유입되는 유체는 돌기물(19)에 부딪혀 난류가 형성되면서, 횡그루브(17) 쪽으로 쉽게 배수될 수 있다.

도 4는 상기 돌기물(19)들이 형성된 종그루브(12)를 원주방향으로 절단하여 나타낸 도면이고, 도 5는 상기 돌기물(19)들을 다양한 방향에서 바라본 사시도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 돌기물(19)은 단면으로 삼각형 형상을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 삼각형 단면 형상을 가짐으로써 원주방향의 경사면에 의해 유체의 토출성이 향상될 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 돌기물(19)은 돌기물의 길이방향을 따라 시계방향으로 비틀려있는 것이 바람직하다. 상기 돌기물(19)의 비틀림에 의하여, 돌기물(19)에 부딪혀 난류를 형성하는 유체는 주행방향 뒷쪽으로 쉽게 배수될 수 있고, 돌기물(19)의 비틀림면에 의하여 유체가 횡그루브(17) 쪽으로 용이하게 배수될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 돌기물(19)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 돌기물의 높이를 h, 상기 돌기물의 폭을 w, 상기 돌기물들 사이의 거리를 p라 할 때, h = 0.5 ~ 1.0mm, w = 0.7h ~ h, p = 1.2w ~ 5.0w인 범위내에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌기물(19)들은 종그루브(12)의 바닥면에 원주방향을 따라 8~30개 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어에 따르면, 삼각형 단면 형상의 돌기물(19)이 종그루브(12)의 바닥면을 따라 횡그루브(17)를 향하여 경사지게 형성됨으로써, 빗길 주행중에 종그루브(12)로 유입되는 유체가 상기 돌기물(19)의 경사면에 부딪혀 난류가 형성되고, 이 유체는 돌기물(19)의 경사면을 따라 원주방향으로 배수됨과 동시에 횡그루브(17) 쪽으로 배수된다.

따라서, 트레드(10)가 종그루브(12)로 유입되는 유체에 의하여 노면에서 이탈되는 현상이 방지되므로, 차량의 조향력이 빗길주행중에 노면에 잘 전달될 수 있다.

도 1에 나타난 종래 타이어에 대한 수막현상 해석결과와, 도 6에 나타난 본 발명 타이어에 대한 수막현상 해석결과를 서로 비교한 결과, 본 발명의 타이어는 종래 타이어에 비하여 대략 5~10% 정도의 수막현상 개선효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

도 1은 종래 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어와 이에 대한 수막현상을 해석한 것을 나타내는 사진이다.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어의 다른 예를 나타내는 일부 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어의 정면을 나타내는 사진이다.

도 4는 도 3의 A영역을 원주방향으로 절단하여 나타낸 단면도이다.

도 5의 (a) 내지 (c)는 각각 종그루브의 바닥면을 따라 형성되는 돌기물을 여러 각도에서 본 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어의 수막현상을 해석한 것을 나타내는 사진이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 트레드, 11 : 메인 리브 블록

12, 13 : 종그루브, 14, 15 : 서브리브 블록,

16 : 마이너 그루브 17, 18 : 횡그루브,

19 : 돌기물, h : 돌기물의 높이,

p : 돌기물들 사이의 거리, w : 돌기물의 폭.

Claims (3)

1. 트레드(10) 중앙의 메인 리브블록(11)을 기준으로 그 양측에 종그루브(12)(13)들과 서브리브 블록(14)(15)들이 대칭적으로 형성되며, 상기 서브리브 블록(14)(15)들에는 횡그루브(17)(18)들이 형성된 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입타이어에 있어서,

   상기 종그루브(12)의 바닥면을 따라, 상기 종그루브(12)로 유입되는 유체의 토출성과 횡방향 유체 흐름성을 향상시킬 수 있는 워터 터뷸런스 라인을 형성하도록, 단면으로 삼각형 형상을 갖는 다수의 돌기물(19)들이 소정의 각도로 경사진 상기 횡그루브를 향하여 경사지게 배열되어 있고, 상기 돌기물(19)의 길이 방향을 따라 시계 방향으로 비틀려 있는 것을 특징으로 하는 대칭형 트래드 패턴을 가진 공기입타이어.
2. 제1항에 있어서,

   상기 돌기물(19)은 상기 돌기물의 높이를 h, 상기 돌기물의 폭을 w, 상기 돌기물들 사이의 거리를 p라 할 때, h = 0.5 ~ 1.0mm, w = 0.7h ~ h, p = 1.2w ~ 5.0w인 범위내에 형성되는 것을 특징으로 하는 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어.
3. 제1항에 있어서,

   상기 돌기물(19)들은 종그루브(12)의 바닥면에 원주방향을 따라 8~30개 형성되는 것을 특징으로 하는 대칭형 트레드 패턴을 가진 공기입 타이어.

Images