KR20140064610A - 공기 타이어 - Google Patents

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마이코 다나베
준이치로 모로즈미
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스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 직진 안정 성능, 코너링 성능 및 배수 성능 등을 밸런스 좋게 향상시키는 것을 목적으로 한다.
차량으로의 장착 방향이 지정된 비대칭의 트레드 패턴을 구비한 트레드부(2)를 갖는 공기 타이어이다. 외측 주홈(3A)은, 가장 타이어 반경 방향 안쪽에 위치하고 깊이가 5.5 ㎜∼6.5 ㎜인 홈 바닥부(10)와, 홈 바닥부(10)의 타이어 적도(C)측으로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 내측의 홈 벽면(11)과, 홈 바닥부(10)의 트레드 접지단(Te)측으로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 외측의 홈 벽면(12)을 갖는다. 한쪽의 홈 벽면은, 홈 바닥부(10)로부터 타이어 반경 방향 외측으로 2.0 ㎜∼4.0 ㎜의 높이(γ)로 연장되는 내측부(13)와, 이 내측부(13)의 타이어 반경 방향의 외단으로부터 타이어 축방향으로 0.75 ㎜∼1.25 ㎜의 길이(β)로 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 단차면부(14)와, 이 단차면부(14)의 단부로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 외측부(15)를 포함하는 스텝형이다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}
본 발명은, 직진 안정 성능, 코너링 성능 및 배수 성능 등을 밸런스 좋게 향상시킨 공기 타이어에 관한 것이다.
하기 특허문헌 1에는, 타이어 적도를 포함하는 센터 랜드부의 폭의 중심선이, 타이어 적도보다 차량 장착시의 차량 내측에 배치된 공기 타이어가 제안되어 있다. 또한, 이 타이어는, 차량 장착시, 타이어 적도보다 차량 외측의 타이어 최대폭 위치로부터 타이어 회전축까지의 길이가, 차량 내측의 타이어 최대폭 위치로부터 타이어 회전축까지의 길이보다 크게 형성되어 있다. 이러한 타이어는, 센터 랜드부가 차량 내측에 가까이 붙음으로써, 차량의 구조상, 노면의 요철의 입력이 차량 내측으로 치우친다. 이 때문에, 진동 입력이 억제되어, 승차감 성능이 향상된다고 하는 효과가 기대되고 있다. 또한, 차량 내측보다 차량 외측에서, 타이어 최대폭 위치로부터 타이어 회전축까지의 길이를 크게 하는 것에 의해, 노면으로부터의 진동이 흡수되기 쉬워지고, 조향력의 노면으로의 전달이 용이해진다고 하는 효과가 기대되고 있다. 따라서, 특허문헌 1의 공기 타이어는, 승차감 성능 및 조종 안정 성능이 향상된다.
그러나, 특허문헌 1의 공기 타이어는, 직진 안정 성능이나 배수 성능에 대해서 고려된 것이 아니라, 이들의 성능에 대해서, 한층 더 개선의 여지가 있었다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-15596호 공보
본 발명은, 이상과 같은 실상을 감안하여 안출된 것으로, 외측 주홈의 홈 벽면 중 적어도 한쪽이 스텝형으로 형성되고, 그 단면 형상을 일정한 범위로 규정하는 것을 기본으로 하여, 외측 트레드부의 랜드부의 변형을 작게 하여, 직진 안정 성능, 코너링 성능 및 배수 성능을 밸런스 좋게 향상시킨 공기 타이어를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.
본 발명 중, 청구항 1 기재의 발명은, 차량에의 장착 방향이 지정된 비대칭의 트레드 패턴을 구비한 트레드부를 갖는 공기 타이어로서, 상기 트레드부는, 상기 차량에의 장착시에 타이어 적도보다 차량 외측에 위치하는 외측 트레드부를 포함하고, 상기 외측 트레드부에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 적어도 하나의 외측 주홈이 형성되며, 상기 외측 주홈은, 홈 중심선과 직각인 횡단면에서, 가장 타이어 반경 방향 안쪽에 위치하고 깊이가 5.5 ㎜∼6.5 ㎜인 홈 바닥부와, 상기 홈 바닥부의 타이어 적도측으로부터 트레드면(tread contact surface)까지 연장되는 내측의 홈 벽면과, 상기 홈 바닥부의 트레드 접지단측으로부터 트레드면까지 연장되는 외측의 홈 벽면을 가지며, 적어도 한쪽의 상기 홈 벽면은, 상기 홈 바닥부로부터 타이어 반경 방향 외측에 2.0 ㎜∼4.0 ㎜의 높이(γ)로 연장되는 내측부와, 이 내측부의 타이어 반경 방향의 외단으로부터 타이어 축방향으로 0.75 ㎜∼1.25 ㎜의 길이(β)로 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 단차면부와, 상기 단차면부의 단부로부터 상기 트레드면까지 연장되는 외측부를 포함하는 스텝형인 것을 특징으로 한다.
또한 청구항 2 기재의 발명은, 상기 외측의 홈 벽면은, 상기 스텝형으로 형성되어 있는 청구항 1 기재의 공기 타이어이다.
또한 청구항 3 기재의 발명은, 상기 횡단면에서, 상기 외측부는, 홈 중심측으로 볼록해지는 원호 또는 곡선인 청구항 1 또는 청구항 2 기재의 공기 타이어이다.
또한 청구항 4 기재의 발명은, 상기 내측의 홈 벽면은, 상기 홈 바닥부로부터 상기 트레드면까지, 홈 폭을 넓히는 방향의 경사로 순조롭게 연장되어 있는 비스텝형인 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.
또한 청구항 5 기재의 발명은, 상기 외측 주홈은, 상기 트레드 접지단측의 제1 외측 주홈과, 타이어 적도측의 제2 외측 주홈을 포함하고, 상기 제1 외측 주홈의 상기 외측의 홈 벽면, 및 상기 제2 외측 주홈의 상기 외측의 홈 벽면은, 상기 스텝형으로 형성되어 있는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.
또한 청구항 6 기재의 발명은, 상기 트레드부는, 상기 차량으로의 장착시에 타이어 적도보다 차량 내측에 위치하는 내측 트레드부를 포함하고, 상기 내측 트레드부에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 하나의 내측 주홈이 형성되는 것에 의해, 상기 내측 주홈과 차량 내측의 트레드 접지단 사이에, 내측 숄더 랜드부가 형성되며, 상기 내측 숄더 랜드부에는, 방열홈이 형성되고, 상기 방열홈은, 홈 깊이가 3.0 ㎜∼5.0 ㎜이며, 홈 중심선과 직각인 단면에서, 홈 바닥부로부터 홈 깊이의 60%∼80%의 타이어 반경 방향의 높이를 갖는 내측 홈부와, 상기 내측 홈부에 연속하여 트레드면에 연장되는 외측 홈부를 포함하고, 상기 내측 홈부는 홈 폭이 1.0 ㎜∼3.0 ㎜이며, 상기 외측 홈부는 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 완경사면을 포함하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.
또한 청구항 7 기재의 발명은, 상기 내측 숄더 랜드부는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 리브(rib)인 청구항 6 기재의 공기 타이어이다.
본 발명의 공기 타이어는, 차량으로의 장착 방향이 지정된 비대칭의 트레드 패턴을 구비한 트레드부를 갖는다. 트레드부는, 차량으로의 장착시에 타이어 적도보다 차량 외측에 위치하는 외측 트레드부를 포함하고, 이 외측 트레드부에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 적어도 하나의 외측 주홈이 형성된다. 외측 주홈은, 홈 중심선과 직각인 횡단면에서, 가장 타이어 반경 방향 안쪽에 위치하고 깊이가 5.5 ㎜∼6.5 ㎜인 홈 바닥부와, 이 홈 바닥부의 타이어 적도측으로부터 트레드면까지 연장되는 내측의 홈 벽면과, 이 홈 바닥부의 트레드 접지단측으로부터 트레드면까지 연장되는 외측의 홈 벽면을 갖는다.
적어도 한쪽의 홈 벽면은, 홈 바닥부로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 내측부와, 이 내측부의 타이어 반경 방향의 외단으로부터 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 단차면부와, 이 단차면부의 단부로부터 트레드면까지 연장되는 외측부를 포함하는 스텝형이다. 이러한 스텝형의 홈 벽면은, 그것에 연속하는 랜드부의 홈 가장자리측의 횡강성을 높인다. 이것에 의해, 선회 주행중의 외측 주홈의 홈 형상의 변화가 작아진다. 이것에 의해, 코너링 성능이나 배수 성능이 향상된다. 또한, 단차면부는 홈 용적을 크게 한다. 이 때문에, 또한 배수 성능이 향상된다. 단차면부는, 외측의 홈 벽면의 표면적을 크게 하여, 홈 안의 기주 공명을 교란시킨다. 또한 본 실시형태의 타이어는, 내측부의 높이(γ)가 2.0 ㎜∼4.0 ㎜, 및 단차면부의 타이어 축방향의 길이(β)가 0.75 ㎜∼1.25 ㎜의 범위로 규정되어 있기 때문에, 외측 주홈의 스텝형의 홈 벽면에 연속하는 트레드 랜드부의 종강성을 확보한다. 이것에 의해, 직진 안정 성능이 유지된다. 따라서, 본 발명의 공기 타이어는, 직진 안정 성능, 코너링 성능, 배수 성능, 내마모 성능 및 소음 성능이 밸런스 좋게 향상한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 트레드부의 전개도.
도 2의 (a)는 도 1의 X-X부의 단면도, (b)는 도 1의 Y-Y부의 단면도.
도 3의 (a)는 도 1의 Z-Z부의 단면도, (b)는 외측 주홈의 다른 실시형태를 도시하는 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시형태가 도면에 기초하여 설명된다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 본 실시형태의 공기 타이어(이하, 간단히 「타이어」라고 하는 경우가 있음)는, 예컨대 승용차용 공기 타이어로서 적합하게 이용되고, 차량으로의 장착 방향이 지정된 비대칭의 트레드 패턴을 구비한다. 차량으로의 장착 방향은, 예컨대 사이드월부(도시 생략)에 문자 등으로 표시된다.
본 실시형태의 타이어의 트레드부(2)는, 차량으로의 장착시에 타이어 적도(C)보다 차량 외측에 위치하는 외측 트레드부(2A)와, 차량으로의 장착시에 타이어 적도(C)보다 차량 내측에 위치하는 내측 트레드부(2B)를 포함하고 있다.
외측 트레드부(2A)에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 적어도 하나의 외측 주홈(3A)이 형성된다. 본 실시형태의 외측 주홈(3A)은, 차량 외측의 트레드 접지단(Teo)측에 배치되는 제1 외측 주홈(3a)과, 이 제1 외측 주홈(3a)보다 차량 내측인 타이어 적도(C)측에 배치되는 제2 외측 주홈(3b)을 포함하고 있다.
본 실시형태의 외측 트레드부(2A)에는, 제1 외측 주홈(3a)과 제2 외측 주홈(3b) 사이를 잇는 복수개의 미들 가로 홈(4)이 형성된다.
내측 트레드부(2B)에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 하나의 내측 주홈(3B)이 형성된다.
상기 각 홈에 의해, 본 실시형태의 트레드부(2)에는, 제1 외측 주홈(3a)과 차량 외측의 트레드 접지단(Teo)으로 구분된 외측 숄더 랜드부(5), 제1 외측 주홈(3a)과 제2 외측 주홈(3b)과 미들 가로 홈(4)으로 구분된 복수개의 외측 미들 블록(6)이 타이어 둘레 방향으로 이격된 한 쌍의 외측 미들 블록 열(6R), 제2 외측 주홈(3b)과 내측 주홈(3B)으로 구분된 센터 랜드부(7), 및 내측 주홈(3B)과 차량 내측의 트레드 접지단(Tei)으로 구분된 내측 숄더 랜드부(8)가 배치된다.
상기 「트레드 접지단」(Teo, Tei)는, 정규림(도시 생략)에 림 조립되고 정규 내압이 충전된 무부하의 정규 상태의 타이어에, 정규 하중을 부하하여 캠버각 0˚로 평면에 접지시켰을 때의 가장 타이어 축방향 외측의 접지 위치로서 정해진다. 그리고, 이 트레드 접지단(Teo, Tei)간의 타이어 축방향의 거리가 트레드 접지폭(TW)으로서 정해진다. 특별히 문제가 없는 경우, 타이어 각 부의 치수 등은, 상기 정규 상태에서 측정된 값이다.
상기 「정규림」이란, 타이어가 기초하고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 림이고, JATMA이면 "표준림", TRA이면 "Design Rim", ETRTO이면 "Measuring Rim"이 된다. 또한 상기 「정규 내압」이란, 타이어가 기초하고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 공기압이며, JATMA이면 "최고 공기압", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대값, ETRTO이면 "INFLATION PRESSURE"로 하지만, 타이어가 승용차용인 경우에는 180 kPa로 한다.
또한, 「정규 하중」이란, 타이어가 기초하고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 하중이며, JATMA이면 "최대 부하 능력", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대값, ETRTO이면 "LOAD CAPACITY"이지만, 타이어가 승용차용인 경우에는 상기 하중의 88%에 상당하는 하중으로 한다.
본 실시형태의 각 주홈(3a, 3b, 3B)은, 타이어 둘레 방향을 따른 직선형을 이룬다. 이러한 주홈(3a, 3b, 3B)은, 홈 안의 물을 타이어 회전 방향의 후방으로 원활하게 배출하고, 미들 블록(6) 및 각 랜드부(5, 7, 8)의 타이어 둘레 방향의 강성을 높게 확보하여, 제동시의 차량의 휘청거림이나 한쪽으로 쏠리는 등의 불안정한 거동을 억제한다. 이 때문에, 직진 안정 성능, 내마모 성능, 배수 성능이 향상된다.
각 주홈(3A 및 3B)의 홈 폭(홈 중심선과 직각 방향으로 측정되는 홈 폭으로, 이하, 다른 홈에 대해서도 마찬가지로 함)(W1 및 W2)에 대해서는, 관례에 따라 여러 가지 정할 수 있다. 그러나, 이들 홈 폭 또는 홈 깊이가 작아지면, 배수 성능이 악화될 우려가 있다. 반대로, 이들 홈 폭 또는 홈 깊이가 커지면, 미들 블록(6) 및 각 랜드부(5, 7, 8)의 강성이 작아져, 직진 안정 성능이나 내마모 성능이 악화될 우려가 있다. 또한 소음 성능이 악화될 우려가 있다. 이 때문에, 각 주홈(3A 및 3B)의 홈 폭(W1 및 W2)은, 예컨대 트레드 접지폭(TW)의 바람직하게는 4% 이상, 보다 바람직하게는 5% 이상이고, 또한 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 9% 이하이다. 또한, 홈 폭은 트레드면(2n, 2n)[도 2의 (a)에 도시]간의 거리로 한다.
제1 외측 주홈(3a)과 타이어 적도(C) 사이의 타이어 축방향 거리(L1)는, 트레드 접지폭(TW)의 27%∼33%가 바람직하다. 제2 외측 주홈(3b)과 타이어 적도(C) 사이의 타이어 축방향 거리(L2)는, 트레드 접지폭(TW)의 8%∼14%가 바람직하다. 내측 주홈(3B)과 타이어 적도(C) 사이의 타이어 축방향 거리(L3)는, 트레드 접지폭(TW)의 10%∼16%가 바람직하다. 이것에 의해, 외측 미들 블록 열(6R) 및 각 랜드부(5, 7, 8)의 타이어 축방향의 강성을 밸런스 좋게 확보할 수 있다. 또한 각 주홈(3A 및 3B)의 각 위치는, 이들의 홈 중심선(G1 내지 G3)으로 특정된다.
도 2의 (a)에는, 외측 주홈(3A), 즉 제1 외측 주홈(3a) 및 제2 외측 주홈(3b)의 단면(도 1의 X-X 단면)이 도시된다. 도 2의 (a)에 도시되는 바와 같이, 외측 주홈(3A)은, 각각 홈 중심선(G1, G2)과 직각인 횡단면에서, 가장 타이어 반경 방향 안쪽에 위치하는 홈 바닥부(10)와, 홈 바닥부(10)의 타이어 적도(C)측으로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 내측의 홈 벽면(11)과, 홈 바닥부(10)의 트레드 접지단(Te)측으로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 외측의 홈 벽면(12)을 갖는다. 또한 상기 「홈 중심선」이란, 본 명세서에서는, 홈 바닥부(10)의 폭의 중심선으로 한다.
외측 주홈(3A)의 홈 바닥부(10)의 깊이(D1)는 5.5 ㎜∼6.5 ㎜이다. 즉, 홈 바닥부(10)의 깊이(D1)가 5.5 ㎜보다 작은 경우, 홈 용적이 작아져, 배수 성능이 악화된다. 홈 바닥부(10)의 깊이(D1)가 6.5 ㎜보다 큰 경우, 외측 숄더 랜드부(5), 외측 미들 블록(6) 및 센터 랜드부(7)의 외측 주홈(3A)측의 강성이 작아져, 직진 안정 성능, 내마모 성능 및 코너링 성능이 악화된다. 또한, 홈 용적이 커지기 때문에, 소음 성능이 악화된다. 따라서 홈 바닥부(10)의 깊이(D1)는, 바람직하게는 5.7 ㎜ 이상이고, 바람직하게는 6.3 ㎜ 이하이다.
외측 주홈(3A)은, 적어도 한쪽의 홈 벽면(11 또는 12)이 스텝형으로 형성된다. 본 실시형태에서는, 외측의 홈 벽면(12)이 스텝형으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 외측의 홈 벽면(12)은, 홈 바닥부(10)로부터 타이어 반경 방향 외측으로 연장되는 내측부(13)와, 이 내측부(13)의 타이어 반경 방향의 외단(13x)으로부터 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 단차면부(14)와, 이 단차면부(14)의 타이어 축방향의 외단(14x)으로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 외측부(15)를 포함한다.
이러한 외측의 홈 벽면(12)은, 그것에 연속하는 외측 숄더 랜드부(5) 및 외측 미들 블록(6)의 홈 가장자리측의 횡강성을 높인다. 이것에 의해, 선회 주행중의 외측 주홈(3A)의 홈 형상의 변화가 작아진다. 이것에 의해, 코너링 성능이나 배수 성능이 향상한다. 또한, 단차면부(14)는 홈 용적을 크게 한다. 이 때문에, 또한 배수 성능이 향상된다. 또한, 단차면부(14)는, 외측의 홈 벽면(12)의 표면적을 크게 하여, 홈 안의 기주 공명을 교란시킨다.
또한 본 실시형태의 타이어는, 내측부(13)의 높이(γ)가 2.0 ㎜∼4.0 ㎜, 및 단차면부(14)의 타이어 축방향의 길이(β)가 0.75 ㎜∼1.25 ㎜의 범위로 규정되어 있기 때문에, 외측 주홈(3A)의 스텝형의 홈 벽면에 연속하는 외측 숄더 랜드부(5) 및 외측 미들 블록(6)의 종강성이 확보된다. 이것에 의해, 직진 안정 성능이 유지된다. 따라서, 본 발명의 공기 타이어는, 직진 안정 성능, 코너링 성능, 배수 성능 및 소음 성능이 밸런스 좋게 향상된다.
내측부(13)의 높이(γ)가 2.0 ㎜ 미만인 경우, 외측의 홈 벽면(12)에 연속하는 외측 숄더 랜드부(5) 및 외측 미들 블록(6)의 홈 가장자리측의 횡강성이 작아진다. 내측부(13)의 높이(γ)가 4.0 ㎜를 초과하는 경우, 각 외측 주홈(3a, 3b)의 홈 용적이 작아진다. 이 때문에, 내측부(13)의 높이(γ)는, 바람직하게는 2.5 ㎜ 이상이며, 바람직하게는 3.5 ㎜ 미만이다.
내측부(13)는, 본 실시형태에서는, 홈 바닥부(10)에 접속되어 홈의 외측을 향해 볼록해지는 원호의 원호형부(13a)를 갖는다. 이러한 내측부(13)는, 선회시의 횡력에 의해 큰 토크가 작용하는 내측부(13)와 홈 바닥부(10) 사이의 랜드부의 강성을 크게 확보하여, 직진 안정 성능, 코너링 성능, 및 내마모 성능을 향상시킨다.
단차면부(14)의 타이어 축방향의 길이(β)가 0.75 ㎜ 미만인 경우, 각 외측 주홈(3A)의 홈 용적이나 외측의 홈 벽면(12)의 표면적이 작아진다. 또한 외측의 홈 벽면(12)에 연속하는 외측 숄더 랜드부(5) 및 외측 미들 블록(6)의 홈 가장자리측의 횡강성이 작아진다. 단차면부(14)의 타이어 축방향의 길이(β)가 1.25 ㎜를 초과하는 경우, 외측 미들 블록(6) 또는 외측 숄더 랜드부(5)의 트레드면의 면적이 작아져, 마찰력이 작아진다. 또한 외측 미들 블록(6) 또는 외측 숄더 랜드부(5)의 종강성이 작아진다. 이 때문에, 리스폰스(response) 성능 및 브레이크 성능도 악화된다. 따라서, 단차면부(14)의 타이어 축방향의 길이(β)는, 바람직하게는 0.80 ㎜ 이상이고, 바람직하게는 1.20 ㎜ 미만이다.
단차면부(14)는, 본 실시형태에서는, 타이어 축방향을 따라 직선으로 연장되는 직선형부(14a)를 포함한다. 이러한 단차면부(14)는, 전술한 횡강성과 홈 용적을 밸런스 좋게 확보하여, 직진 안정 성능, 코너링 성능, 배수 성능 및 내마모 성능을 향상시킨다.
외측부(15)는, 본 실시형태에서는, 단차면부(14)의 타이어 축방향의 외단(14x)으로부터 타이어 축방향 외측이며 타이어 반경 방향 외측으로 경사져 직선형으로 연장되는 급경사부(15a), 및 이 급경사부(15a)와 트레드면(2n)을 이으며 급경사부(15a)보다 완만하게 경사져 직선형으로 연장되는 완경사부(15b)를 포함한다. 이것에 의해, 외측부(15)와 트레드면(2n)의 교점(k2)의 접지압이 작아져, 내마모 성능이 향상한다. 또한, 급경사부(15a)와 완경사부(15b)에서 고무 용적이 크게 확보되기 때문에, 또한 외측 숄더 랜드부(5) 및 외측 미들 블록(6)의 홈 가장자리측의 횡강성이 크게 확보된다.
전술한 작용을 효과적으로 발휘시키면서, 리스폰스 성능 및 브레이크 성능을 더 밸런스 좋게 향상시키는 관점으로부터, 급경사부(15a)를 타이어 반경 방향 외측으로 순조롭게 연장시킨 가상 급경사부(15x)와, 트레드면(2n)을 외측 주홈(3A)의 홈 중심측으로 순조롭게 연장시킨 가상 트레드면(2x)과의 교점(k1)에서의 가상 트레드면(2x)에 대한 법선(n1) 및 가상 급경사부(15x) 사이의 각도(θ1)는, 10˚∼30˚가 바람직하다. 마찬가지로, 외측부(15)와 트레드면(2n)의 교점(k2)에서의 트레드면(2n)에 대한 법선(n2) 및 완경사부(15b) 사이의 각도(θ2)는, 55˚∼75˚가 바람직하다.
내측의 홈 벽면(11)은, 본 실시형태에서는, 홈 바닥부(10)로부터 트레드면(2n)까지, 홈 폭을 넓히는 방향의 경사로 순조롭게 연장되어 있는 비스텝형이다. 직진 주행시에는, 트레드 접지단(Te)측보다 타이어 적도(C)측의 트레드면(2n)에 큰 접지압이 작용한다. 이 때문에, 내측의 홈 벽면(11)을 비스텝형으로 하는 것에 의해, 내측의 홈 벽면(11)에 연속하는 외측 미들 블록(6) 및 센터 랜드부(7)의 홈 가장자리측의 종강성이 높아진다. 따라서, 직진 안정 성능, 내마모 성능이 향상된다. 또한, 이러한 내측의 홈 벽면(11)은, 직진 주행시의 각 외측 주홈(3A)의 홈 형상을 확보한다. 따라서, 배수 성능이 향상된다. 이와 같이, 각 외측 주홈(3A)에서, 외측의 홈 벽면(12)을 스텝형, 및 내측의 홈 벽면(11)을 비스텝형으로 하는 것에 의해, 선회 주행시 및 직진 주행시 중 언제라도, 홈 형상의 변화를 밸런스 좋게 작게 하여, 트레드면의 면적을 크게 확보할 수 있다. 이것에 의해, 직진 안정 성능, 코너링 성능, 배수 성능 및 내마모 성능 등이 더 향상된다.
도 2의 (b)에는, 내측 주홈(3B)의 홈 중심선(G3)과 직각인 횡단면(도 1의 Y-Y 단면)이 도시된다. 도 2의 (b)에 도시되는 바와 같이, 내측 주홈(3B)은, 본 실시형태에서는, 홈 바닥부(10)로부터 트레드면(2n)까지 연장되는 양측의 홈 벽면(11, 12)은, 홈 바닥부(10)로부터 트레드면(2n)까지, 홈 폭을 넓히는 방향의 경사로 순조롭게 연장되어 있는 비스텝형이다. 또한, 내측 주홈(3B)의 외측의 홈 벽면(12)에도, 내측 주홈(3B)의 내측의 홈 벽면(11)에 비해 선회시에 큰 횡력이 작용한다. 이 때문에, 외측의 홈 벽면(12)은, 외측 주홈(3A)의 외측의 홈 벽면(12)과 같이 스텝형으로 형성되어도 좋다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 미들 가로 홈(4)은, 타이어 둘레 방향에 대하여 한쪽으로 볼록(도 1에서는 상측으로 볼록)해지는 원호형이며, 타이어 축방향에 대하여 한쪽으로 경사(도 1에서는, 우측 위로 경사)져 있다. 이러한 미들 가로 홈(4)은, 외측 미들 블록(6)과 노면 사이의 수막을 원활하게 제1 외측 주홈(3a) 또는 제2 외측 주홈(3b)에 배출할 수 있다.
미들 가로 홈(4)의 타이어 축방향에 대한 각도(α1)가 큰 경우, 외측 미들 블록(6)의 타이어 축방향의 강성이 작아질 우려가 있다. 상기 각도(α1)가 작은 경우, 직진 주행시의 배수 저항이 커질 우려가 있다. 이 때문에 미들 가로 홈(4)의 각도(α1)는, 바람직하게는 3˚ 이상, 보다 바람직하게는 5˚ 이상, 바람직하게는 14˚ 이하, 보다 바람직하게는 12˚ 이하이다.
미들 가로 홈(4)의 홈 폭(W4) 및 홈 깊이(도시 생략)가 큰 경우, 외측 미들 블록(6)의 강성이 저하될 우려가 있다. 미들 가로 홈(4)의 홈 폭(W4) 및 홈 깊이가 작은 경우, 배수 성능이 악화될 우려가 있다. 이 때문에 미들 가로 홈(4)의 홈 폭(W4)은, 바람직하게는 2.0 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 3.5 ㎜ 이상이고, 또한 바람직하게는 11.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 9.5 ㎜ 이하이다. 미들 가로 홈(4)의 홈 깊이는, 바람직하게는 0.8 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎜ 이상이며, 바람직하게는 5.0 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 4.5 ㎜ 이하가 바람직하다.
외측 미들 블록(6)에는, 제1 외측 주홈(3a)으로부터 타이어 적도(C)측으로 연장되어 외측 미들 블록(6)내에서 종단하는 외측 미들 러그 홈(17)이 형성된다. 이것에 의해, 직진 주행시, 큰 접지압이 작용하는 외측 미들 블록(6)의 타이어 적도(C)측의 강성이 크게 확보되어, 직진 안정 성능이나 브레이크 성능 및 내마모 성능이 향상된다. 외측 미들 러그 홈(17)의 타이어 축방향의 길이(L9)는, 외측 미들 블록(6)의 타이어 축방향의 길이(L5)의 25%∼35%이다.
전술한 작용을 효과적으로 발휘시키는 관점으로부터, 외측 미들 러그 홈(17)의 홈 폭(W6)은 1.0 ㎜∼6.5 ㎜이 바람직하다. 외측 미들 러그 홈(17)의 홈 깊이(도시 생략)는 1.0 ㎜∼4.5 ㎜가 바람직하다.
외측 숄더 랜드부(5)에는, 차량 외측의 트레드 접지단(Teo)으로부터 타이어 적도(C)측으로 연장되어, 외측 숄더 랜드부(5)내에서 종단하는 외측 숄더 러그 홈(16)이 형성된다. 이것에 의해, 외측 숄더 랜드부(5)의 강성이 확보되고, 배수 성능이 높아진다. 이러한 외측 숄더 랜드부(5)는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 리브이다.
전술한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해, 외측 숄더 러그 홈(16)의 타이어 축방향의 길이(L8)는, 외측 숄더 랜드부(5)의 타이어 축방향의 길이(L4)의 바람직하게는 65%∼95%이다. 또한 외측 숄더 러그 홈(16)의 홈 폭(W5)은, 외측 숄더 랜드부(5)의 길이(L4)의 바람직하게는 8%∼18%이다. 외측 숄더 러그 홈(16)의 홈 깊이(도시 생략)는 바람직하게는 1.0 ㎜∼5.0 ㎜이다.
센터 랜드부(7)에는, 타이어 둘레 방향으로 연속이며 타이어 둘레 방향을 따라 직선형으로 연장되는 센터 부홈(21)이 형성된다. 이러한 센터 부홈(21)은, 센터 랜드부(7)와 노면 사이의 수막을 원활하게 타이어 후착측(後着側)으로 배출한다. 이러한 관점으로부터, 센터 부홈(21)은 타이어 적도(C)상에 형성되는 것이 바람직하다. 센터 부홈(21)의 홈 폭(W7)이 큰 경우, 센터 랜드부(7)의 강성이 작아져, 직진 안정 성능 및 소음 성능이 악화될 우려가 있다. 이 때문에, 센터 부홈(21)의 홈 폭(W7)은 바람직하게는 2.0 ㎜∼12.0 ㎜이다. 센터 부홈(21)의 홈 깊이(도시 생략)는 2.5 ㎜∼4.5 ㎜이다.
센터 랜드부(7)에는, 제2 외측 주홈(3b) 및 내측 주홈(3B)으로부터, 각각 타이어 적도(C)측으로 연장되고, 센터 부홈(21)에 도달하지 않고 종단하는 센터 러그 홈(22)이 형성된다. 센터 러그 홈(22)의 타이어 축방향의 길이(L10)는, 바람직하게는 센터 랜드부(7)의 타이어 축방향의 길이(L6)의 8%∼22%이다. 이러한 센터 러그 홈(22)은, 센터 랜드부(7)의 강성을 크게 확보하여, 직진 안정 성능, 내마모 성능 및 배수 성능을 밸런스 좋게 향상시킨다. 이 작용을 효과적으로 발휘시키는 관점으로부터, 센터 러그 홈(22)의 홈 폭(W8)은 2.0 ㎜∼8.0 ㎜이 바람직하다. 센터 러그 홈(22)의 홈 깊이(도시 생략)는 2.5 ㎜∼4.5 ㎜이 바람직하다.
내측 숄더 랜드부(8)에는, 내측의 트레드 접지단(Tei)으로부터 타이어 적도(C)측으로 연장되고 내측 주홈(3B)에 도달하지 않고 종단하는 복수개의 제1 내측 러그 홈(26)이 형성된다. 내측 숄더 랜드부(8)에는, 타이어 둘레 방향으로 인접하는 제1 내측 러그 홈(26, 26) 사이에 형성되고, 내측의 트레드 접지단(Tei)으로부터 타이어 적도(C)측으로 연장되며, 제1 내측 러그 홈(26)보다 타이어 축방향의 길이가 작은 제2 내측 러그 홈(27)이 형성된다. 이와 같이, 내측 숄더 랜드부(8)는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 리브로서 형성된다. 따라서, 내측 숄더 랜드부(8)는, 타이어 적도(C)측의 강성이 높게 확보된다. 또한, 배수 성능이 향상된다.
전술한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해, 제1 내측 러그 홈(26)의 타이어 축방향의 길이(L12)는, 내측 숄더 랜드부(8)의 타이어 축방향의 길이(L7)의 88%∼96%가 바람직하다. 제2 내측 러그 홈(27)의 타이어 축방향의 길이(L13)는, 내측 숄더 랜드부(8)의 길이(L7)의 18%∼26%가 바람직하다. 특별히 한정되는 것이 아니지만, 제1 내측 러그 홈(26)의 홈 폭(W9)은, 2.5 ㎜∼8.5 ㎜가 바람직하다. 제2 내측 러그 홈(27)의 홈 폭(W10)은, 1.0 ㎜∼7.0 ㎜가 바람직하다. 제1 내측 러그 홈(26)의 홈 깊이(도시 생략)는, 1.0 ㎜∼5.0 ㎜가 바람직하다. 제2 내측 러그 홈(27)의 홈 깊이는 1.0 ㎜∼5.0 ㎜가 바람직하다.
제1 내측 러그 홈(26, 26) 사이에는, 제1 내측 러그 홈(26)에 연통하지 않고, 내측 숄더 랜드부(8)내에서 양단이 종단하고, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 방열홈(28)이 형성된다. 방열홈(28)은, 내측 숄더 랜드부(8)의 강성을 확보하기 위해, 제2 내측 러그 홈(27)의 타이어 축방향의 내단과 내측 주홈(3B)의 타이어 축방향의 대략 중간에 배치된다.
도 3의 (a)에는, 방열홈(28)의 홈 중심선(G4)과 직각인 단면(도 1의 Z-Z 단면)이 도시된다. 도 3의 (a)에 도시되는 바와 같이, 방열홈(28)은, 홈 깊이(D2)가 3.0 ㎜∼5.0 ㎜이다. 이러한 방열홈(28)은, 내측 숄더 랜드부(8)와 노면 사이의 수막을 회수하여, 배수 성능을 향상시킨다.
본 실시형태의 방열홈(28)은, 홈 바닥부(29a)로부터의 높이(H1)를 갖는 내측 홈부(29)와, 내측 홈부(29)에 연속하여 트레드면으로 연장되는 외측 홈부(30)를 포함하여 구성된다. 본 실시형태의 내측 홈부(29)는, 단면 U형을 이룬다. 이러한 내측 홈부(29)는, 내측 숄더 랜드부(8)의 강성(종강성)을 확보한다. 내측 홈부(29)의 높이(H1)는, 방열홈(28)의 홈 깊이(D2)의 60%∼80%가 바람직하다. 이것에 의해, 배수 성능과 내측 숄더 랜드부(8)의 강성이 밸런스 좋게 확보된다.
외측 홈부(30)는, 본 실시형태에서는, 내측 홈부(29)의 타이어 반경 방향의 외단(29x)으로부터 타이어 반경 방향 외측이며, 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 완경사면(30a), 및 이 완경사면(30a)과 내측 숄더 랜드부(8)의 트레드면(8n)을 순조롭게 잇고 타이어 반경 방향의 외측을 향해 볼록해지는 원호부(30b)를 포함한다. 완경사면(30a)은, 내측 숄더 랜드부(8)의 표면적을 크게 하여, 내측 숄더 랜드부(8)의 열을 효과적으로 방출한다. 원호부(30b)는, 내측 숄더 랜드부(8)의 강성을 높인다.
전술한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해, 완경사면(30a)을 순조롭게 홈 중심선(G4)까지 연장시킨 가상 완경사면(30n)과 홈 중심선(G4)의 각도(θ3)는 5˚∼40˚가 바람직하다. 또한 원호부(30b)의 곡률 반경(R1)은 5 ㎜∼15 ㎜가 바람직하다. 또한 방열홈(28)의 홈 폭(W11)[원호부(30b)의 타이어 반경 방향의 외단(30x, 30x)간]은 7.0 ㎜∼13.0 ㎜가 바람직하다. 또한, 내측 홈부(29)의 홈 폭(W12)은 1.0 ㎜∼3.0 ㎜가 바람직하다.
도 3의 (b)에는, 외측 주홈(3A)의 횡단면의 다른 실시형태가 도시된다. 도 3의 (b)에 도시되는 바와 같이, 이 실시형태에서는, 외측부(15)는, 곡선으로 형성된다. 이것에 의해, 외측부(15)에 연속하는 트레드면(2n)의 접지압이 작아져, 내마모 성능이 향상된다. 또한 이러한 작용을 효과적으로 발휘시키기 위해, 외측부(15)는, 홈 중심선(G1, G2)측으로 볼록해지는 원호(15r)를 포함하고, 이 원호(15r)가 트레드면(2n)과 순조롭게 접속되는 것이 바람직하다. 이 원호(15r)의 곡률 반경(R2)이 큰 경우, 트레드면(2n)의 표면적이 작아져, 직진 안정 성능이나 코너링 성능 등이 악화될 우려가 있다. 원호(15r)의 곡률 반경(R2)이 작은 경우, 내마모 성능이 악화될 우려가 있다. 이 때문에, 원호(15r)의 곡률 반경(R2)은, 바람직하게는 5 ㎜∼15 ㎜이다.
이상, 본 실시형태의 공기 타이어에 대해서 상세히 설명했지만, 본 발명은 상기한 구체적인 실시형태에 한정되지 않고 여러 가지의 양태로 변경하여 실시된다.
[실시예]
도 1의 기본 패턴을 갖는 사이즈 255/40 ZRF20의 공기 타이어가, 표 1의 사양에 기초하여 시험 제작되고, 각 테스트 타이어의 배수 성능, 주행 특성, 내마모 성능 및 소음 성능이 테스트되었다. 각 타이어의 공통 사양은, 이하와 같다. 표 1에 기재된 홈을 제외하고 각 홈의 홈 폭 및 각도는, 도 1과 같다.
트레드 접지폭(TW): 215 ㎜
<각 주홈>
제1 외측 주홈의 홈 바닥부의 깊이: 6.0 ㎜
제2 외측 주홈의 홈 바닥부의 깊이: 6.5 ㎜
내측 주홈의 홈 바닥부의 깊이: 6.5 ㎜
<그 외>
미들 가로 홈의 홈 깊이: 1.3 ㎜∼4.3 ㎜
각 러그 홈의 홈 깊이: 2.0 ㎜∼3.5 ㎜
센터 부홈의 홈 깊이: 3.5 ㎜
방열홈의 홈 깊이(D3): 4.0 ㎜
테스트 방법은 다음과 같다.
<배수 성능>
각 테스트 타이어를, 하기의 조건으로, 배기량 3800 cc의 4륜 구동차의 전륜에 장착하고, 수심 2 ㎜∼5 ㎜의 아스팔트 노면의 테스트 코스(1주 3000 m)를 드라이버 1명 승차로 10주 주행시켰다. 그리고, 이 때의 주행 시간이 계측되었다. 결과는, 비교예 3의 주행 시간의 역수를 100으로 하는 지수로 표시되어 있다. 수치가 클수록 양호하다.
림: 20×9.5 J
내압: 200 kPa(전륜)
하중: 4.6 kN(전륜)
외측 주홈의 횡단면을 도시하는 도면: 도 2의 (a)
외측부의 급경사부의 각도(θ1): 20˚
외측부의 완경사부의 각도(θ2): 65˚
<주행 특성>
상기 테스트 차량으로써, 건조 아스팔트 노면의 테스트 코스를 드라이버 1명 승차로 주행하여, 직진 안정 성능, 리스폰스 성능(조향 응답성), 코너링 성능, 브레이크 성능에 관한 주행 특성이 드라이버의 관능 평가에 의해, 각각 평가되었다. 결과는, 비교예 3을 100으로 하는 평점으로 표시하고 있다. 수치가 클수록 양호하다.
<내마모 성능>
상기 테스트 차량으로써, MIX로 마모 모드(고속 도로 50%, 일반로 35%, 산악로 15%)로 8,000 km 주행한 후, 제1 외측 주홈 및 제2 외측 주홈에서의 홈 잔량을 타이어 둘레상 8지점에서 등피치로 측정하였다. 결과는, 각각의 홈 잔량의 평균을 산출하고, 비교예 3의 홈 잔량을 100으로 한 지수로 표시하고 있다. 수치가 큰 편이 양호하다.
<소음 성능(로드 노이즈)>
노이즈 계측용의 거칠어진 아스팔트 노면을 속도 50 km/h로 주행시키고, 운전석 우측 귀 위치에서 전체적인(overall) 소음 레벨[dB(A)]이 측정되었다. 결과는, 비교예 3의 소음 레벨의 역수를 100으로 하는 지수로 표시하고 있다. 수치가 큰 편이 양호하다. 테스트의 결과가 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00001
테스트의 결과, 실시예의 타이어는, 비교예에 비해 유의하게 향상되어 있다.
2: 트레드부, 2n: 트레드면, 3A: 외측 주홈, 10: 홈 바닥부, 11: 내측의 홈 벽면, 12: 외측의 홈 벽면, 13: 내측부, 14: 단차면부, 15: 외측부, C: 타이어 적도, Te: 트레드 접지단

Claims (7)

  1. 차량으로의 장착 방향이 지정된 비대칭의 트레드 패턴을 구비한 트레드부를 갖는 공기 타이어로서,
    상기 트레드부는, 상기 차량으로의 장착시에 타이어 적도보다 차량 외측에 위치하는 외측 트레드부를 포함하고,
    상기 외측 트레드부에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 적어도 하나의 외측 주홈이 형성되고,
    상기 외측 주홈은, 홈 중심선과 직각인 횡단면에서, 가장 타이어 반경 방향 안쪽에 위치하고, 깊이가 5.5 ㎜∼6.5 ㎜인 홈 바닥부와,
    상기 홈 바닥부의 타이어 적도측으로부터 트레드면까지 연장되는 내측의 홈 벽면과, 상기 홈 바닥부의 트레드 접지단측으로부터 트레드면까지 연장되는 외측의 홈 벽면을 가지고,
    적어도 한쪽의 상기 홈 벽면은, 상기 홈 바닥부로부터 타이어 반경 방향 외측으로 2.0 ㎜∼4.0 ㎜의 높이(γ)로 연장되는 내측부와,
    상기 내측부의 타이어 반경 방향의 외단으로부터 타이어 축방향으로 0.75 ㎜∼1.25 ㎜의 길이(β)로 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 단차면부와,
    상기 단차면부의 단부(端部)로부터 상기 트레드면까지 연장되는 외측부를 포함하는 스텝형인 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외측의 홈 벽면은, 상기 스텝형으로 형성되어 있는 것인 공기 타이어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 횡단면에서, 상기 외측부는, 홈 중심측으로 볼록해지는 원호 또는 곡선인 것인 공기 타이어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측의 홈 벽면은, 상기 홈 바닥부로부터 상기 트레드면까지, 홈 폭을 넓히는 방향의 경사로 순조롭게 연장되어 있는 비스텝형인 것인 공기 타이어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 주홈은, 상기 트레드 접지단측의 제1 외측 주홈과, 타이어 적도측의 제2 외측 주홈을 포함하고,
    상기 제1 외측 주홈의 상기 외측의 홈 벽면, 및 상기 제2 외측 주홈의 상기 외측의 홈 벽면은, 상기 스텝형으로 형성되어 있는 것인 공기 타이어.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드부는, 상기 차량으로의 장착시에 타이어 적도보다 차량 내측에 위치하는 내측 트레드부를 포함하고,
    상기 내측 트레드부에는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 하나의 내측 주홈이 형성되는 것에 의해, 상기 내측 주홈과 차량 내측의 트레드 접지단 사이에, 내측 숄더 랜드부가 형성되고,
    상기 내측 숄더 랜드부에는, 방열홈이 형성되고,
    상기 방열홈은, 홈 깊이가 3.0 ㎜∼5.0 ㎜이며, 홈 중심선과 직각인 단면에서, 홈 바닥부로부터 홈 깊이의 60%∼80%인 타이어 반경 방향의 높이를 갖는 내측 홈부와, 상기 내측 홈부에 연속하여 트레드면에 연장되는 외측 홈부를 포함하고,
    상기 내측 홈부는, 홈 폭이 1.0 ㎜∼3.0 ㎜이고,
    상기 외측 홈부는, 홈 폭을 넓히는 방향으로 연장되는 완경사면을 포함하는 것인 공기 타이어.
  7. 제6항에 있어서, 상기 내측 숄더 랜드부는, 타이어 둘레 방향으로 연속하여 연장되는 리브(rib)인 것인 공기 타이어.
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