KR20090057688A - 레이싱 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이싱 자동차용 타이어에 관한 것으로, 특히 트레드부를 구성하는 고무층의 구조에 관한 것이다. 종래의 레이싱 타이어는 그립 및 코너링 성능을 향상시키기 위하여 트레드 고무층을 연질의 고무로 된 단일 고무층으로 형성시켜 왔던 바. 이러한 연질의 고무층은 발열에 의한 고무 분자의 물성 변화가 커서 고무의 모듈러스가 낮아져 그립 및 코너링 성능이 저하되는 결점이 있었다. 이에 본 발명은 트레드의 표면고무층은 연질의 고무로 형성시키어 그립 및 코너링 성능을 향상시키되 트레드의 저부고무층은 표면고무층의 고무보다는 경질의 고무로 형성시킴으로서 주행시의 트레드 고무의 움직임을 억제하여 발열량을 감소시키어 표면고무층의 물성 변화가 적도록 하여 그립 및 코너링 성능 저하를 방지하며, 나아가 숄더부의 표면고무층을 중앙부 표면고무층보다 더 연질의 고무로 형성시킴으로서 그립 및 코너링 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 한 것임.

레이싱 타이어, 트레드(Tread), 고무층의 모듈러스, 표면고무층,

Description

레이싱 타이어{Pneumatic tire for racing car}

본 발명은 레이싱 자동차용 타이어에 관한 것으로, 특히 트레드부를 구성하는 고무층의 구조에 관한 것이다.

일반의 타이어는 타이어의 트레드부가 캡트레드와 언더트레드의 이중 구조를 가지며 캡트레드는 그립 및 코너링 성능 향상을 위하여 언더트레드부 보다 연질의 고무로 형선되는 게 보통이다. 그러나, 레이싱 타이어는 그립 및 코너링 성능을 향상시키기 위하여 트레드 고무층 전체를 연질의 고무로 형성시켜 왔다. 즉, 레이싱 타이어의 트레드는, 그립(Grip) 성능 및 코너링(조정 안정성)을 올리기 위하여, 고함량 스티렌-SBR과 높은 함량의 High Structure 구조의 카본 블랙 및 과량의 Oil을 사용하여서 된 연질고무를 주재로 하여 형성시키게 된다.

그러나 이와 같은 연질의 고무조성물로 된 트레드는 주행 초기에는 소기의 그립 및 코너링 성능을 충족시키나, 가혹한 조건에서의 장시간 레이싱 경기에는 트레드 고무부의 발열로 고무 분자의 물성 저하가 발생하게 되어 고무의 모듈러 스(Modulus; 응력과 변형의 비를 나타내는 탄성계수로서, 일정 신장율을 유지하는데 필요한 힘)가 낮아져 고무의 움직임(Moving)이 심하여져 마모가 빨라지고 고무의 그립력이 낮아지며 코너링 성능이 저하됨에 따라서 레이싱 성적에 지대한 영향을 미치게 된다.

지속적인 성능을 유지하기 위해서는 카본 블랙을 증가시키거나 오일(Oil) 함량을 감소시켜 경도를 높여서 된 타이어를 제공할 수도 있으나, 그리하면 그립 성능이 떨어지게 된다.

그리하여, 타이어 중심선을 기준으로 좌/우측의 조성물을 각각 다른 조성으로 형성시켜서 된 타이어가 제공된 바 있으나, 이러한 타이어는 발열에 의한 트레드 블록의 움직임(Moving)을 억제할 수 없어 장시간 레이싱의 경우 지속적으로 일정한 성능을 기대하기는 어렵다.

이에 본 발명은 그립 및 코너링 성능이 가능한 한 오래 지속되어 장시간의 레이싱의 경우에 적합한 레이싱용 타이어를 제공하여야 한다는 과제를 해결하고자 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위하여 본 발명은, 트레드의 표면고무층은 연질의 고무로 형성시키어 그립 및 코너링 성능을 향상시키되 트레드의 저부고무층은 표면고무층의 고무보다는 경질의 고무로 형성시킴으로서 주행시의 트레드 고무의 움직임을 억제하여 발열량을 감소시키어 표면고무층의 물성 변화가 적도록 하여 그립 및 코너링 성능 저하를 방지하며, 나아가 숄더부의 표면고무층을 중앙부 표면고무층보다 더 연질의 고무로 형성시킴으로서 그립 및 코너링 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 하여서 된 레이싱 타이어를 제공한다.

위와 같이 구성된 본 발명은, 주행시 비교적 경질인 저부고무층의 고무 이동이 적게되고 따라서 표면고무층의 고무 이동도 적게 되어 그 표면고무층의 온도 상승 효과가 억제될 수 있으며, 따라서 적어도 숄더부에 있어서만은 그 표면 고무층을 더욱 연질인 고무조성물로 형성시킬 수 있게 하여 그립 특히 코너링 성능이 좋 은 레이싱 타이어를 제공할 수 있는 효과가 있다.

위와 같은 본 발명의 효과를 측정하기 위하여, 출원인 회사 제품인 225/45ZR17 레이싱 타이어와 동 타이어에 본 발명을 실시하여서 된 본 발명의 타이어에 대하여 하기와 같이 비교 시험을 수행하였다.

첫번째로, 슬립 앵글(Slip Angle) 변화에 대한 코너링 포스(Cornering Force) 값을 측정하였다.

시험 방법은 당사가 보유한 Flat Trac III 시험기를 사용하였으며, 트레드 발열에 의한 고무의 움직임(Moving)에 따른 그립 변화 성능을 확인하기 위하여 트레드 고무 온도를 90℃로 발열시킨 상태에서 시험을 수행하였다.

시험 결과는 도 2의 그래프에서 보는 바와 같이(두 곡선 중 실선이 본 발명의 타이어), 본 발명의 타이어가 높은 코너링 포스 값을 보였다. 특히, 하이 슬립 앵글(High Slip Angle) 영역에서 코너링 포스 값의 변화가 거의 일정한 결과를 보임으로서, 한계 그립 성능이 종래의 단일 트레드 고무조성물로 된 타이어에 비하여 높은 것을 확인할 수 있었다.

둘째로, 실제 주행상태에서의 트레드 고무의 발열에 의한 그립 성능 변화를 확인하기 위하여 실차 시험을 수행하였다.

실차 시험 방법은 국내 레이싱 경기장에서 실제 레이싱 주행(30바퀴(Lap)) 시뮬레이션(Simulation)을 통한 시험을 실시하였다.

실차 시험 결과, 도 3의 그래프에서 보는 바와 같이, 단일 트레드 고무조성물로 된 종래의 타이어 대비, 본 발명의 타이어를 장착한 레이싱카의 주행 시 간(Lap time)이 빠르며, 또한, 주행 바퀴(Lap) 수가 증가하더라도 주행 시간(Lap Time)의 변화가 거의 일정하게 나타남을 알 수 있었다.

트레드(1)와 사이드월(2) 및 비드부(3)로 구성되며, 트레드(1)는 보강벨트(11)와 트레드고무층으로 구성되는 것에 있어서, 본 발명은 트레드고무층을 표면고무층(5)과 저부고무층(4)으로 분할 구성시키되, 표면고무층(5)을 레이싱 타이어용 트레드의 기준 고무조성물로 형성시키며, 저부고무층(4)은 표준고무층을 구성하는 고무조성물의 모듈러스보다 25~35% 높은 모듈러스를 가지는 고무조성물로 형성시켜서 된 레이싱 타이어를 제공한다.

본 발명은 이에서 나아가, 표면고무층(5) 중 숄더부표면고무층(51)을 중앙부 표면고무층(5)을 형성시키는 고무조성물보다 모듈러스가 5~15% 적은 고무조성물로 형성시켜서 된 레이싱 타이어를 제공한다. 이는 숄더부의 그립 및 코너링 성능 강화를 위한 것이며, 이러한 숄더부 연질화 가능성은 경질의 저부고무층(4)으로 인한 표면고무층(5)의 고무 유동 저하에 바탕을 둔다.

또한 본 발명은 저부고무층(4) 중 숄더부저면고무층(41)을 숄더부표면고무층(51)을 형성시키는 고무조성물보다 모듈러스가 25~35% 높은 고무조성물로 형성시켜서 된 레이싱 타이어를 제공한다. 이는 장시간 사용시 숄더부의 그립 및 코너링 성능을 오래 지속시킬 수 있게 된다.

그리고, 표면고무층(5) 또는 저부고무층(4)에 있어서의 숄더부표면고무 층(51)이나 숄더부저면고무층(41)의 래디알 방향으로의 범위는 1/2트레드폭(W)의 30~40%로 하는 것이 바람직하다.

도1은 본 발명의 일 실시예의 요부 발췌 종 단면도

도2는 본 발명의 레이싱 타이어의 코너링 포스에 대한 실험결과를 나타낸 그래프.

도3는 본 발명의 레이싱 타이어의 랩타임 측정 실험결과를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1. 트레드

11. 보강벨트

2. 사이드월

3. 비드부

4. 저부고무층

41. 숄더부저면고무층

5. 표면고무층

51. 숄더부표면고무층

Claims (4)

1. 트레드(1)와 사이드월(2) 및 비드부(3)로 구성되며, 트레드(1)는 보강벨트(11)와 트레드고무층으로 구성되는 것에 있어서, 트레드고무층을 표면고무층(5)과 저부고무층(4)으로 분할 구성시키되, 표면고무층(5)을 레이싱 타이어 트레드용 고무조성물로 형성시키며, 저부고무층(4)은 표준고무층을 구성하는 고무조성물의 모듈러스보다 25~35% 높은 모듈러스를 가지는 고무조성물로 형성시켜서 된 것임을 특징으로 하는 레이싱 타이어.
2. 제1항에 있어서, 표면고무층(5)은 표면고무층(5) 중 숄더부표면고무층(51)을 중앙부 표면고무층(5)을 형성시키는 고무조성물보다 모듈러스가 5~15% 적은 고무조성물로 형성시켜서 된 것임을 특징으로 하는 레이싱 타이어.
3. 제2항에 있어서, 저부고무층(4)은 저부고무층(4) 중 숄더부저면고무층(41)을 숄더부표면고무층(51)을 형성시키는 고무조성물보다 모듈러스가 25~35% 높은 고무조성물로 형성시켜서 된 것임을 특징으로 하는 레이싱 타이어
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 숄더부표면고무층(51)이나 숄더부저면고무층(41)의 래디알 방향으로의 범위는 1/2트레드폭(W)의 30~40%인 것을 특징으로 하는 레이싱 타이어.

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