KR20100070796A - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열 발생이 많은 사이드 월부에 블레이드 형상의 구조물 및 냉각 핀을 설치하여 사이드월을 방열성을 향상시키는 공기입 타이어에 관한 것으로, 사각형의 돌출물을 타이어의 사이드 월 부에 일정 혹은 다양한 기준의 간격을 두고 배치하여 타이어가 주행중 회전함으로써 발생하는 공기의 흐름을 돌출물이 와류를 발생시킴으로써 타이어 사이드 월을 냉각시켜 타이어의 품질 및 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

타이어, 런플랫 타이어, 방열, 사이드월

Description

공기입 타이어{Pneumatic tire}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열 발생이 많은 사이드 월부에 블레이드 형상의 구조물 및 냉각 핀을 설치하여 사이드월을 방열성을 향상시키는 공기입 타이어에 관한 것이다.

타이어는 차량에 장착 후 주행중에 고속의 회전을 하게 된다. 이때 지면과의 마찰을 통하여 상대적으로 높은 열이 발생하게 된다. 하지만, 타이어의 주요구성 요소인 고무는 재질 특성상 방열이 쉽게 이루워지지 않는다.

이러한 이유로 타이어에서 발생한 열은 외부로 전달이 잘 되지않아 제품의 품질 및 내구를 저하시켜 타이어 세퍼레이션이나 주행 중 파열의 요인이 될 수 있다. 특히, 사용조건이 가혹한 트럭 버스 래디얼 타이어나, 응급 주행(0 psi) 상태의 런플랫 타이어는 타이어의 온도가 내구성에 큰 영향을 준다.

런플랫 타이어의 경우 응급주행(O psi)시에 타이어는 주기적인 하중을 받게 되고 이때 사이드 월은 굴신 운동을 하게 된다. 이 경우 타이어 내부에 공기가 충 진되어 있다면, 상대적으로 굴신운동의 크기가 작지만, o psi의 응급 주행상태에서는 크게 된다. 따라서 지속적으로 반복되는 큰 굴신 운동으로 사이드 부에 열이 발생하고 하중을 지지하는 사이드 월 강화 고무는 열적 피로도가 쌓여서 파열에 이르게 된다.

따라서, 공기입 타이어 있어서 열 발생이 많은 사이드 월부의 방열량을 증가시킬 수 있는 방안이 요구된다.

본 발명의 목적은, 열 발생이 많은 사이드 월부에 블레이드 형상의 구조물 및 냉각 핀을 설치하여 사이드월을 방열성을 향상시키는 공기입 타이어를 제공하는 데에 있다.

본 발명은, 공기입 타이어에 있어서, 사이드월에 적어도 일부에 한쌍의 세로부와, 한쌍의 가로부와, 상기 한쌍의 가로부 및 상기 한쌍의 세로부에 의해 포위되는 중심에 와류홈을 가지는 복수의 방열돌기부가 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 한쌍의 세로부에는 상기 세로부의 폭방향으로 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿의 저면은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 한쌍의 세로부의 슬릿의 저면은 상기 와류홈을 중심으로 서로 반대되게 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿은 파형인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿의 저면은 계단형상인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿의 저면은 상기 와류홈을 중심으로 서로 반대방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 방열돌기부의 가로길이를 w, 방열돌기부가 배치되는 간격을 c, 세 로부의 폭을 b, 높이를 h이라고 할 때, 0<w/c≤10의 관계를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 방열돌기부에서 1≤w/h≤35의 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 방열돌기부에서 1≤w/b≤50의 관계를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, h는 0.3㎜≤h≤8㎜, b는 0.2㎜≤b≤5㎜인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 방열돌기부의 폭의 최대각범위는 타이어의 회전중심과 상기 방열돌기부의 중심을 잇는 직선을 기준으로 -80°≤θ≤80°로 하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 방열돌기부는 복수개가 1조를 이루고, 복수의 조가 일정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 한쌍의 세로부의 폭은 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또, 상기 세로부는 곡선으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿의 폭(s)은 1㎜≤s≤5㎜인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿 간 간격(g)은 1㎜≤g≤15㎜인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬릿의 일측 깊이는 d1이고, 슬릿의 타측깊이는 d2일 때, 0.1≤d1/d2≤1인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 사각형의 돌출물을 타이어의 사이드 월 부에 일정 혹은 다양한 기준의 간격을 두고 배치하여 타이어가 주행중 회전함으로써 발생하는 공기의 흐름을 돌출물이 와류를 발생시킴으로써 타이어 사이드 월을 냉각시켜 타이어의 품 질 및 주행 안정성을 향상시킨다.

더불어 런플렛 타이어의 응급주행시 사이드월의 발열성을 향상시켜 응급주행 성능을 향상시킨다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 공기입 타이어(100)의 개략도이고, 도 2는 상기 공기입 타이어(100)에 설치되는 방열돌기부(110)의 사시도이다.

상기 방열돌기부(110)는 대략 직사각형의 형상으로 돌출된 구조물이며, 내부에 오목하게 와류홈(120)이 형성된다.

따라서, 상기 방열돌기부(110)는 상기 와류홈(120)으로 인해 좌우에 세로부(112,114)와 상하에 가로부(116,118)의 벽체가 형성된다.

이 때, 상기 양측의 세로부(112,114)의 폭(b)은 동일하게 하여, 타이어의 회전방향이 시계방향 또는 반시계방향시 동일하게 적용할 수 있도록 한다. 또는 상기 세로부(112,114)의 폭을 서로 다르게 하여 성능 향상을 꾀할 수 있다.

상기 상부가로부(116)와 상기 하부가로부(118)는 도 2에 도시된 바와 같이, 동일한 가로길이(w)로 형성될 수 있다. 또한, 사이드월의 원주면에 배치되므로 상기 상부가로부(116)보다 상기 하부가로부(118)의 길이를 길게 형성하는 것도 가능하다.

또, 상기 상부가로부(116)와 상기 하부가로부(118)는 도 2에 도시된 바와 같이, 동일한 폭(a)로 형성될 수 있다.

상기 방열돌기부(110) 전체의 높이는 h로 동일하며, 상기 와류홈(120)의 깊이는 t로 동일하다.

상기 방열돌기부(110)는 복수개가 상기 공기입 타이어(100)의 사이드월에 일정한 거리(c)로 배치될 수 있다. 또한, 상기 방열돌기부(110)를 복수개를 한 조로 하고, 상기의 조 복수개를 일정간격으로 배치하는 것도 가능하다.

특히, 상기 w, c, h은 1≤w/h≤35, 0<w/c≤10의 관계를 갖는다. 또한, 상기 세로부(112,114)의 폭 b은 설계상 1≤w/b≤50의 값의 가진다. 이 때, h는 0.3㎜≤h≤8㎜, b는 0.2㎜≤b≤5㎜에서 선택될 수 있다.

상기 w/c의 범위에 대하여, 도 8에 도시된 w/c에 대한 성능 지수 그래프에 의해 한정할 수 있다. 여기서, 성능지수란 쿨링 핀이 적용되지 않은 타이어의 사이드 월의 경우 주행중 발생 할 수 있는 온도 저감 수치에 대한 쿨링 핀 적용시 온도 저감수치의 상대적인 우위 정도를 나타낸다.

좀 더 상술하면, 도 9에 도시된 그래프와 같이, w/c의 크기가 10을 넘어가면서 성능의 향상이 저하되기 시작하므로, 성능지수가 대략 2.5 이상인 구간인 0<w/c≤10인 것이 바람직합니다.

다른 수치범위는 0<w/c≤10의 범위를 기준으로, 타이어의 규격 이내의 범위내에서 반복되는 실험을 통해 방열성능의 크기에 따라 결정한다.

따라서, 상기 방열돌기부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어가 회전하면서 생기는 공기의 흐름에 방향성을 주어서 사이드 월 표면에 와류를 발생시킨다.

특히, 상기 와류홈(120)으로 인해 와류발생이 더욱 향상되며, 이때 발생된 와류가 상기 공기입 타이어(100)의 사이드월의 표면에서 효율적인 대류 현상을 일으켜 온도를 저감시킨다.

또한, 상기 방열돌기부(110)가 설치되면서 상기 사이드월의 표면적을 넓혀 주기 때문에 공기와의 접촉면적을 늘려서 공기와의 열교환효율도 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 방열돌기부(110)의 재료를 사이드월을 구성하는 재료보다 열전도성이 우수한 재료를 사용하여 열방사가 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 방열돌기부(110)는 미적인 형상 및 냉각효과를 최대화하기 위해서, 상기 세로부(112,114)의 중심과 타이어의 회전중심을 잇는 가상직선을 기준으로 하여, 상기 세로부(112,114)의 최외측이 타이어 회전중심과 잇는 가상직선의 각도를 -80°≤θ≤80°로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예2에 따른 방열돌기부(130)의 사시도이고, 도 4는 상기 방열돌기부(130)의 좌측면도이며, 도 5는 상기 방열돌기부(130)의 슬릿(142,144)의 단면도이다.

실시예2에서 실시예1과 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

실시예2는 실시예1과 달리 세로벽부(132,134)에 슬릿(142,144)을 형성한다. 상기 슬릿(142,144)을 통하여 공기의 흐름을 일정하게 원활히 하고, 상기 슬릿(142,144)을 통과하는 공기의 속도가 빨라져 와류의 속도와 발생 면적을 확대시킬 수 있다.

또, 상기 슬릿(142,144)의 추가형성으로 인해 공기의 흐름을 사이드 월의 원주방향으로 계속적으로 유도하여 공기에 의한 대류열 전도가 더욱 향상되도록 한다.

상기 슬릿(142,144)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 세로벽부(132,134)에 일정간격으로 수평하게 형성된다.

상기 슬릿(142,144)의 폭(s)는 모두 동일하다.

또한, 상기 슬릿(142,144)의 저면은 수평방향으로 경사지게 형성된다. 본 발명의 실시예2의 경우에는 상기 슬릿(142,144) 모두가 좌측에서 우측으로 향할수록 점점 깊이가 깊어지도록 형성된다.

따라서, 실시예2에서의 상기 슬릿(142,144)은 일방향성(시계방향으로 점점 깊어짐)을 가지게 된다.

또, 실시예2와 달리 상기 와류홈(140)을 중심으로 점점 깊이가 깊어지거나 깊이가 점점 얕아지도록 배치하는 것도 가능하다.

상기 슬릿(142,144)의 폭(s)은 1㎜≤s≤5㎜의 범위를 갖는다. 또한 서로 인접하는 슬릿의 거리(g)는 1㎜≤g≤15mm 로 한다. 또, 상기 슬릿(142,144)의 바닥면의 경사도는 0.1≤d1/d2≤1로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예3에 따른 방열돌기부(150)의 평면도이다. 실시예3에서 실시예1 및 2와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

상기 방열돌기부(150)에서는 슬릿(162,164)이 파형을 이룬다. 다시 말해, 상기 슬릿(162,164)이 상기 방열돌기부(150)의 세로부(152,154)의 폭방향을 따라 형성되면서, 상기 세로부(152,154)의 길이방향으로 파형을 이루게 된다.

또, 도 7은 본 발명의 실시예4에 따른 방열돌기부(170)의 평면도이다. 실시예4에서 실시예1 및 2와 동일한 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

상기 방열돌기부(170)에서는 슬릿(182,184)의 저면이 계단형을 이룬다. 다시 말해, 상기 슬릿(182,184)이 상기 방열돌기부(170)의 세로부(172,174)의 폭방향을 따라 형성되면서, 상기 슬릿(182,184)의 저면이 단계적으로 점점 깊어지거나 낮아지도록 형성된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 공기입 타이어의 개략도이다.

도 2는 도 1의 공기입 타이어에 설치되는 방열돌기부의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예2에 따른 방열돌기부의 사시도이다.

도 4는 도 3의 방열돌기부의 좌측면도이다.

도 5는 도 3의 방열돌기부의 슬릿의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시예3에 따른 방열돌기부의 평면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예4에 따른 방열돌기부의 일부단면도이다.

도 8은 w/c에 대한 성능 지수 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 공기입 타이어 110: 방열돌기부

112,114: 세로부 116: 상부가로부

118: 하부가로부 120: 와류홈

130: 방열돌기부 132,134: 세로부

136: 상부가로부 138: 하부가로부

140: 와류홈 142,144: 슬릿

150: 방열돌기부 152,154: 세로부

156: 상부가로부 158: 하부가로부

160: 와류홈 162,164: 슬릿

170: 방열돌기부 172,174: 세로부

180: 와류홈 182,184: 슬릿

Claims (18)

1. 공기입 타이어에 있어서, 사이드월에 적어도 일부에 한쌍의 세로부와, 한쌍의 가로부와, 상기 한쌍의 가로부 및 상기 한쌍의 세로부에 의해 포위되는 중심에 와류홈을 가지는 복수의 방열돌기부가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
2. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 세로부에는 상기 세로부의 폭방향으로 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
3. 제2항에 있어서, 상기 슬릿의 저면은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
4. 제3항에 있어서, 상기 한쌍의 세로부의 슬릿의 저면은 상기 와류홈을 중심으로 서로 반대되게 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
5. 제2항에 있어서, 상기 슬릿은 파형인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
6. 제2항에 있어서, 상기 슬릿의 저면은 계단형상인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
7. 제6항에 있어서, 상기 슬릿의 저면은 상기 와류홈을 중심으로 서로 반대방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
8. 제1항에 있어서, 상기 방열돌기부의 가로길이를 w, 방열돌기부가 배치되는 간격을 c, 세로부의 폭을 b, 높이를 h이라고 할 때, 0<w/c≤10의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
9. 제8항에 있어서, 상기 방열돌기부에서 1≤w/h≤35의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
10. 제8항에 있어서, 상기 방열돌기부에서 1≤w/b≤50의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
11. 제8항에 있어서, h는 0.3㎜≤h≤8㎜, b는 0.2㎜≤b≤5㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
12. 제1항에 있어서, 상기 방열돌기부의 폭의 최대각범위는 타이어의 회전중심과 상기 방열돌기부의 중심을 잇는 직선을 기준으로 -80°≤θ≤80°로 하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
13. 제1항에 있어서, 상기 방열돌기부는 복수개가 1조를 이루고, 복수의 조가 일정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
14. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 세로부의 폭은 서로 다른 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
15. 제1항에 있어서, 상기 세로부는 곡선으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
16. 제2항에 있어서, 상기 슬릿의 폭(s)은 1㎜≤s≤5㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.르슬릿을 설치한 공기가 들어간 타이어.
17. 제2항에 있어서, 상기 슬릿 간 간격(g)은 1㎜≤g≤15㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
18. 제3항에 있어서, 상기 슬릿의 일측 깊이는 d1이고, 슬릿의 타측깊이는 d2일 때, 0.1≤d1/d2≤1인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.

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