KR20150073535A - 공기입 래디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트레드와 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드 상에 복수의 트레드 블록들과 복수의 그루브들이 공기입 래디얼 타이어에 있어서, 횡그루브와 종그루브가 서로 만나는 지점 부근에서, 종그루브 내에 횡그루브를 사이에 두고 하나 이상의 와류 유도 돌출부를 서로 대칭적으로 배치시켜 배수 성능을 향상시킨 공기입 래디얼 타이어에 관한 것이다.

Description

공기입 래디어 타이어{Pneumatic Radial Tire}

본 발명은 공기입 래디얼 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 횡그루브와 종그루브가 서로 만나는 지점 부근에서, 종그루브 내에 횡그루브를 사이에 두고 와류 유도 돌출부를 서로 대칭적으로 배치시켜 배수 성능을 향상시킨 공기입 래디얼 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 이러한 공기입 타이어의 트레드부(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어의 원주방향으로 형성되는 다수의 종그루브(50a)와, 타이어의 폭방향으로 형성되는 다수의 횡그루브(50b)를 구비하며, 또한 상기 그루브들(50a, 50b)에 의하여 다수의 트레드 블록들이 형성된다. 물은 주로 타이어 주행 방향과 일치하는 종그루브(50a)를 통해서 배출되며, 횡그루브(50b)는 물의 표면을 깨뜨리고, 종그루브로 물을 내보내는 보조적인 역할을 한다. 즉 그루브의 형상 즉 트레드 패턴은 타이어의 배수 성능과 매우 밀접한 관계를 가지고 있다.

예를 들어, 우천 시에 노면에 존재하는 빗물이 상기 그루브들(50a, 50b)에 채워진 후, 각 그루브를 통해서 타이어 외부로 배출되는데, 이 그루브들(50a, 50b)의 공간은 한정되어 있으므로, 이 그루브들(50a, 50b)의 공간이 갖는 체적보다 더 큰 체적의 빗물이 순간적으로 이 그루브들(50a, 50b)에 채워지면 타이어의 접지면인 트레드(50) 부분은 수면 위로 떠오르고 노면과의 접지력을 상실하게 되는 수막현상(hydroplaning)이 발생한다. 이러한 수막 현상으로 인하여 제동 거리가 늘어나거나 핸들링 성능이 급격하게 나빠진다.

종래 기술에 의하면 타이어의 배수 성능을 개선하기 위하여 타이어 그루브의 내측벽면을 특정한 형태로 구성하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 방법은 종그루브 내를 통과하는 물의 흐름만을 원활히 하는 데에 초점이 맞추어져 있다. 실제 타이어에서는 횡그루브가 존재하고 종그루브와 서로 연결되어 있는 바, 단지 종그루브 내에서의 물의 흐름뿐만 아니라 횡그루브와 만나는 지점에서의 물의 흐름2도 개선할 필요가 있다. 또한 종래 기술의 경우 그루브 내에 삽입되는 형태가 매우 복잡하여 타이어 제조 비용이 증가한다는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 배수성능을 한층 향상시킬 수 있는 와류 유도 돌출부를 갖는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은

노면에 접지되는 트레드; 상기 트레드에 타이어 원주방향으로 형성된 종그루브 및 타이어 폭방향으로 형성된 횡그루브로 이루어진 그루브; 상기 복수 개의 그루브에 의해 분할 형성되는 트레드 블록들을 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 횡그루브와 상기 종그루브가 교차되는 지점 부근에서, 종그루브 내에 횡그루브를 사이에 두고 서로 대칭적으로 형성된 2하나 이상의 와류 유도 돌출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 횡그루브와 종그루브가 교차하는 지점에서 물의 흐름을 원활하게 하여, 배수 성능이 한층 향상된 타이어를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 타이어의 배수성을 향상시켜 트랙션과 제동성능을 개선하고 주행안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 일반적인 공기입 래디얼 타이어의 트레드 패턴 형상을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 종그루브 내에 와류 유도 돌출부가 형성된 공기입 래디얼 타이어의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 래디얼 타이어의 와류 유도 돌출부의 사양을 설명하기 위한 평면모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 와류 유도 돌출부의 단면 형상을 도시한 단면도이다.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명의 공기입 래디얼 타이어에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 요지와 관계없는 부분은 생략하였다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 래디얼 타이어의 트레드부에 형성되는 트레드 패턴 형상을 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 공기입 래디얼 타이어의 와류 유도 돌출부의 사양을 설명하기 위한 평면모식도이다.

본 발명의 공기입 래디얼 타이어는 트레드부와 사이드월부 및 비드부로 구성되며, 트레드부에 다수 개의 트레드 블록들과 다수 개의 그루브들이 형성된다. 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 공기입 래디얼 타이어의 트레드 패턴은 단위 피치(P) 내에 형성된 단위 패턴 형상이 타이어의 원주 방향을 따라 반복되어 전체 트레드 패턴을 이룬다. 트레드 패턴은 타이어 원주방향으로 형성된 종그루브(11) 및 타이어 폭방향으로 형성된 횡그루브(12)로 이루어진 그루브; 상기 복수 개의 그루브들에 의해 분할 형성되는 트레드 블록들(20)이 이루는 형상에 의해 결정된다. 본 발명의 타이어는 상기 횡그루브(12)와 상기 종그루브(11)가 교차되는 지점 부근에서, 종그루브(11) 내에 횡그루브(12)를 사이에 두고 서로 대칭적으로 형성시킨 하나 이상의 와류 유도 돌출부들(30, 30')을 포함한다.

종래 기술에서는 단지 종그루브 내에서의 물의 흐름만을 향상시키는 것에 주안점을 두어 왔던 반면에, 본 발명의 타이어에서는 횡그루브와 종그루브가 서로 교차하는 지점에서 물의 흐름을 원활하게 하고, 이를 통해 타이어의 배수 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 종래의 타이어의 경우에는 양쪽 그루브로부터 흘러나오는 물의 흐름이 일정하므로, 서로 잘 섞이지 않으며 따라서 배수 성능도 좋지 않다. 그러나 본 발명과 같이 와류 유도 돌출부(30, 30') 가 존재하는 경우, 물의 흐름이 난류 형태로 바뀌게 되며, 횡그루브(12)와 종그루브(11)에서 배출되는 물이 서로 혼합이 잘 이루어져 배수 성능을 향상할 수 있다.

상기 와류 유도 돌출부(30, 30')는 평단면 형상이 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 이등변 삼각형 형상이거나, 또는 도 4에 도시된 바와 같이 하나 이상의 내각이 180도 보다 큰 오목다각형(concave polygon)인 형상(도 4 참조)일 수 있다. 도 2 및 3을 참고하면, 상기 와류 유도 돌출부(30, 30')는 이등변 삼각형 형상을 가지며, 가장 긴 선분을 가진 면이 종그루브(11)와 평행이 되도록 위치한다. 이 경우 종그루브(11)와 평행한 삼각형 면 부위를 지나는 물의 흐름은 와류 유도 돌출부가 존재하지 않을 경우와 동일하나, 삼각면 쪽을 지나는 물의 흐름은 그 속도가 빨라지고 압력이 낮아지게 된다. 이와 같은 압력차를 베르누이 원리에 적용하면, 종그루브와 횡그루브가 교차하는 지점에서 물이 배출되는 유속이 빨라지게 되어 배수성능이 향상되는 것이다. 상기 삼각 형태의 와류 유도 돌출부(30, 30')는 타이어의 주행 방향으로 횡그루브(12)를 지난 이후에도 위치하며, 이 경우 압력 차이에 의한 효과가 더욱 극대화될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 와류 유도 돌출부(30, 30')는 평단면이 이등변 삼각형 형상이고, 밑변(w)의 길이가 1.5~2 mm, 높이(h)가 1~1.5 mm이고, 밑변 대 높이의 비가 1.5:1 내지 2:1이다. 또한 상기 와류 유도 돌출부의 깊이는 상기 종그루브 전체 깊이의 25%∼40% 이내의 범위이다.

본 발명에서 와류 유도 돌출부(30, 30')는 종그루브(11)와 횡그루브(12)의 교차 지점에서 상기 횡그루브(12)의 양쪽에 형성되는데, 타이어 진행방향으로 상기 횡그루브(12) 앞쪽의 와류 유도 돌출부(30)는 횡그루브(12)가 종그루브(11)로 향하는 방향과 같은 방향으로 위치되고, 타이어 진행방향으로 횡그루브 뒤쪽의 와류 유도 돌출부(30')는 종그루브(11)로 향하는 방향과 반대 방향으로 배치된다.

도 3에서 상기 와류 유도 돌출부(30, 30')의 위치(L)는 횡그루브와 종그루브가 이루는 각도(도 3에서 f)에 따라 변화한다. 상기 와류 유도 돌출부(30, 30')는 횡그루브와 종그루브가 만나는 지점에서 타이어 진행방향으로 두 그루브가 이루는 각도의 1/4배 및 -1/4배가 되는 곳에 위치된다. 즉, 도 3에서 L은 하기 식에 의해서 산출된다:

L = ±¹/₄φ (mm)

상기 식에서, L은 종그루브와 횡그루브의 중심축의 교차점부터 와류 유도 돌출부까지의 거리이고,

φ는 타이어의 폭방향에 대한 횡그루브의 경사각임.

와류 유도 돌출부(30, 30')가 L=±¹/₄φ mm 부근에 위치할수록 횡방향에서 들어오는 물과 원주방향에서 들어오는 물이 서로 잘 섞이게 되고, 이에 따라 배수 성능도 좋아지게 된다.

상기 와류 유도 돌출부(30, 30')는 타이어 제조 이후 외부로부터 삽입되는 것이 아니라, 타이어 트레드 패턴이 형성되는 가류 과정에서 만들어진다. 즉, 트레드 패턴이 새겨져 있는 몰드 내에 와류 유도 돌출부의 형태 역시 패턴처럼 각인되어 있어, 기존 타이어 제조 방식과 동일하게 만들어진다. 와류 유도 돌출부(30, 30')의 재질 역시 트레드를 구성하는 재질과 동일하다. 따라서 제조 비용의 증가 없이 배수 성능을 개선할 수 있다는 장점이 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 트레드 패턴 형상을 최적화하여 타이어의 배수성을 향상시켜 트랙션과 제동성능을 개선하고 주행안정성을 확보할 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

50 : 트레드 50a : 종그루브
50b : 횡그루브 11 : 종그루브
12 : 횡그루브 20 : 트레드 블록
30, 30': 와류 유도 돌출부

Claims (6)

1. 노면에 접지되는 트레드; 상기 트레드에 타이어 원주방향으로 형성된 종그루브 및 타이어 폭방향으로 형성된 횡그루브로 이루어진 그루브; 상기 복수 개의 그루브에 의해 분할 형성되는 트레드 블록들을 포함하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 횡그루브와 상기 종그루브가 교차되는 지점 부근에서, 종그루브 내에 횡그루브를 사이에 두고 서로 대칭적으로 형성시킨 하나 이상의 와류 유도 돌출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 와류 유도 돌출부는 평단면 형상이 하나 이상의 내각이 180도 보다 큰 오목다각형(concave polygon) 형상 또는 이등변 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 와류 유도 돌출부는 평단면이 이등변 삼각형 형상이고, 밑변(w)의 길이가 1.5~2 mm, 높이(h)가 1~1.5 mm이고, 밑변(w) 대 높이(h)의 비가 1.5:1 내지 2:1인 것을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 와류 유도 돌출부의 깊이는 상기 종그루브 전체 깊이의 25%∼40% 임을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 와류 유도 돌출부는 상기 횡그루브와 상기 종그루브가 교차되는 지점에서부터 하기 식의 조건을 만족시키는 거리(L)에 위치되는 것을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어.
   L = ±¹/₄φ(mm)
   상기 식에서, L은 종그루브와 횡그루브의 중심축의 교차점에서부터 와류 유도 돌출부까지의 거리이고,
   φ는 타이어의 폭방향에 대한 횡그루브의 경사각임.
   
6. 제1항에 있어서, 타이어 진행방향으로 상기 횡그루브 앞쪽의 와류 유도 돌출부는 횡그루브가 종그루브로 향하는 방향과 같은 방향으로 위치되고, 타이어 진행방향으로 횡그루브 뒤쪽의 와류 유도 돌출부는 종그루브로 향하는 방향과 반대 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기입 래디얼 타이어.
   
   

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