KR20160017179A - 커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적설 또는 결빙 노면에서의 성능이 뛰어나면서도 건조 또는 젖은 노면에서도 뛰어난 주행조종성을 제공하는 개량된 커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

Description

커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어 {KERF STRUCTURE AND PNEUMATIC TIRE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 개량된 커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적설 또는 결빙 노면에서의 성능이 뛰어나면서도 건조 또는 젖은 노면에서도 뛰어난 주행조종성을 제공하는 개량된 커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

종래로부터 타이어의 에지 효과를 향상시켜 설상 노면에서의 주행 성능을 향상시키는 공기입 타이어와 관련하여 여러 가지 제안이 이루어지고 있다. 예를 들어, 타이어 둘레 방향 및 타이어 폭 방향으로 연장되는 복수의 트레드 블록들에 커프가 형성되어 있는 공기입 타이어가 제안되어 왔다.

스노우 타이어에 있어서 블록 강성의 저하는 스노우 견인력을 높일 수 있지만 적설 또는 결빙 노면이 아닌 일반 노면에서 블록의 흔들림이 많아 주행의 각종 성능들을 저하시키는 요인이 되고 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 스노우 타이어용 커프는 커프 중심선에 대해 수직 방향으로의 블록 간의 구속력이 없어져 블록 강성을 저하시켜 건조 노면 및 젖은 노면에서는 성능 저하로 나타난다. 즉, 대향하는 트레드 블록들이 커프에 의해 분단되므로, 블록의 강성이 저하되어 블록이 변형되기 쉬워진다. 이로 인해 주행 시 커프에 의해서 구획된 트레드 블록의 작은 블록들의 변형에 수반하여 커프가 쓰러져, 노면과의 마찰에 의한 마찰력이 감소하고, 타이어가 진행하는 선단부(leading edge)가 말려 들어가는 현상이 발생하여 타이어의 주행 성능, 특히 조종 안정성이나 가속ㆍ제동 성능이 저하되는 문제가 발생한다.

이러한 커프를 개량하기 위해서 수평 방향의 형상뿐만 아니라 수직 방향의 형상까지 곡선으로 변화시켜 형성된 소위 3D 커프를 가진 타이어가 제안되었다. 종래의 이러한 3D 커프 기술로는, 두 갈래의 블레이드를 갖는 통칭 Y형 블레이드(EP 92119277)에 의한 커프, 블레이드의 옆면에 다양한 형태의 돌출부를 형성시킨 구조의 블레이드(EP 98913097)를 갖는 커프, 수직 단면이 직선 및 파도 형태인 블레이드(JP 2005-170308)를 갖는 커프 등의 기술이 제안된 바 있다.

그러나 이러한 타이어들도 적정 수준의 강성을 확보하는데 어려움이 있고, 단차가 있는 커프의 경우 마모 시 단차부에서 블록이 얇아져서 너덜거리게 되어 외관 품위가 손상되는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 타이어의 설상에서의 회전 시 보다 효과적인 커프의 에지 효과를 발휘하여 설상 노면에서의 주행 성능, 특히 조종 안정성이나 가속 성능, 제동 성능을 확보하면서도 건조 노면 및 젖은 노면에서의 성능을 저하시키지 않고 마모성능 또한 우수한 타이어 트레드의 커프 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 커프의 대향하는 커프들이 서로 인터록킹되어 블록 강성을 향상시킴으로써 적설/결빙 노면에서의 주행성능과 건조 노면에서의 주행성능을 동시에 향상시키는 것은 물론, 규칙적인 마모 형상이 타이어의 마모 말기에도 유지되어 타이어가 마모되더라도 설상 노면에서 균일한 접지력을 확보할 수 있는 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은

트레드, 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드 상에 복수의 블록들과 복수의 그루브들이 형성되는 공기입 타이어의 트레드 블록들에 형성되는 커프로서, 상기 커프는

트레드 표면 상에 형성되고, 상기 커프에 의해서 분단되는 이웃하는 블록들이 커프가 서로 맞물렸을 때 록킹될 수 있도록 하는 형상이 반복해서 연속 형성되는 표면 개방 커프부; 및

상기 트레드 표면으로부터 깊이 방향으로 연장되고, 상기 커프에 의해서 수직 방향으로 분단되는 이웃하는 블록들이, 상기 커프가 서로 맞물릴 경우 록킹될 수 있는 형상이 반복해서 연속 형성되는 수직 연장 커프부를 포함하고,

상기 수직 연장 커프부의 돌출된 부분은 상기 표면 개방 커프부의 돌출된 부분의 반대 방향으로 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 커프 구조에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 표면 개방 커프부는 역사다리꼴 형성이 연속해서 형성되고, 상기 수직 연장 커프부는 지그재그 형상 또는 역사다리꼴 형상이 연속해서 형성될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기 개량된 커프 구조를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 발명의 커프 구조 및 공기입 타이어에 따르면, 타이어의 설면에서의 주행성능 향상을 위해 트레드의 표면에 다수의 커프를 형성시키는 경우에도 x, y, z의 3개 방향으로 균일한 블록 강성 확보가 가능하여, 커프의 좌우의 블록들이 커프의 입체적인 곡면에 따라 서로 맞물려 구속됨으로써 적설 또는 결빙 노면의 주행성능과 건조/젖은 노면에서의 주행성능을 동시에 만족시키는 효과를 제공할 뿐만 아니라 마모 중기 이후 자연스럽게 증가되는 블록의 강성이 초기 설계치에 가깝게 유지될 수 있게 하여 마모 후기에도 높은 설면 주행 성능을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 커프를 구비하는 스노우 타이어의 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 트레드의 일부분의 개략사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 커프의 개략사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 커프 구조의 사양을 설명하기 위한 커프의 평면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 커프 구조의 사양을 설명하기 위한 커프의 개략적인 측면, 평면 및 정면도이다.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명의 개량된 커프 구조 및 그를 포함하는 공기입 타이어에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 트레드부의 일부를 도시한 개략사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어의 커프의 개략사시도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 커프는 트레드부와 사이드월부 및 비드부로 구성되며, 트레드부에 다수 개의 트레드 블록들(10)과 다수 개의 그루브들이 형성되는 공기입 타이어의 트레드 블록 상에 형성된다.

트레드 블록에 형성되는 커프(40)는 트레드 블록의 표면 상에 형성되고, 상기 커프(40)에 의해서 분단되는 이웃하는 블록들(10, 10')이 커프들이 서로 맞물렸을 때 록킹될 수 있도록 하는 형상이 반복해서 연속 형성되는 표면 개방 커프부(41. 42); 및 상기 트레드 표면으로부터 깊이 방향으로 연장되고, 상기 커프에 의해서 수직 방향으로 분단되는 이웃하는 블록들이, 상기 커프가 서로 맞물릴 경우 록킹될 수 있는 형상이 반복해서 연속 형성되는 수직 연장 커프부(43)를 포함하고, 상기 수직 연장 커프부(43)의 돌출된 부분과 상기 표면 개방 커프부(41)의 돌출된 부분의 반대 방향으로 돌출되도록 구성된다.

이러한 구성에 의하면 기존의 커프에 비해서, 총 커프의 길이를 증가시킬 수 있고, 커프의 에지 효과를 향상시켜 적설 또는 결빙 노면에서의 성능을 동시에 향상시킬 수 있고, 깊이 방향인 z 축방향으로도 서로 인터록킹되는 입체적인 형상의 커프를 구성하여 깊이 방향의 블록들간 록킹을 발생시켜 블록 간의 유동을 최소화시킴으로써 마모성능 향상 및 이상 마모를 억제할 수 있다.

상기 표면 개방 커프부(41, 42)는 중심선을 사이에 두로 서로 대칭되는 제1 표면 개방 커프부(31) 및 제2 표면 개방 커프부(42)로 구성되고, 상기 수직 연장 커프부(43)는 상기 제2 표면 개방 커프부(42)의 끝단으로부터 상기 제1 표면 개방 커프부(41)와 반대 방향으로 돌출 형성된다. 제1 표면 개방 커프부(41) 및 제2 표면 개방 커프부(42)의 요철의 주기와 진폭은, 동일해도 좋고 상이해도 좋지만, 양자의 주기와 진폭이 동일한 것이 바람직하다.

본 발명의 커프 구조에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 트레드의 깊이 방향으로도 입체적인 웨이브가 형성된다. 상기 표면 개방 커프부(41, 42)는 역사다리꼴 형상이 연속해서 형성되고, 상기 수직 연장 커프부(43)는 지그재그 형상 또는 역사다리꼴 형상이 연속해서 형성될 수 있다. 본 발명에서 표면 개방 커프부(41, 42)의 형상은 반드시 역사다리꼴로 제한되지 않고, 평면 상으로 본 형상이 서로 록킹되어 잡아줄 수 있는 다각형 형상이라면 어떠한 형상이라도 적용될 수 있다.

도 4를 참고하면, 상기 커프는 커프의 중심선과 상기 제1 표면 개방 커프부(41)의 측변이 이루는 각도(a) 및 커프의 중심선과 상기 제2 표면 개방 커프부(42)의 측변이 이루는 각도(b)가 모두 90도를 초과하도록 구성된다.

또한 상기 제1 표면 개방 커프부(41)의 각 웨이브의 최소거리와 최대거리를 각각 L1과 L2라고 할 때, L1 < L2의 조건을 만족시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 제2 표면 개방 커프부(41)의 각 웨이브의 최소거리와 최대거리를 각각 L1'와 L2'라고 할 때, L1'< L2'의 조건을 만족시키도록 구성되는 것이 바람직하다

본 발명의 커프 구조는 각각의 웨이브 형상의 최대 및 최소 길이가 상대적으로 L1 < L2, L1'< L2'의 조건으로 형성되어 커프에 의해 서로 분리된 트레드 블록들(10, 10')이 서로 맞물려 록킹되어 기존 커프 대비 x 방향과 y방향 모두 블록 강성을 높일 수 있도록 설계되어, 건조 노면 및 젖은 노면에서의 성능을 향상 시킬 수 있고, 특히 주행 방향의 제동 및 구동 시 블록의 강성을 높여 제동 성능을 높일 수 있다.

커프(40) 전체의 깊이는, 메인 그루브 깊이의 40~80%, 즉 4~8 mm가 바람직하다. 따라서, 상기 수직 연장 커프부(43)의 웨이브 형상은 2~4단이 바람직하고, 3단이 보다 바람직하다.

상기 수직 연장 커프부(43)의 웨이브의 최소거리(d1)는 1.0~8.0 mm이고, 최대 커프 웨이브 거리(d2)는 1.2~16.0 mm이고, 1.2xd1 ≤ d2 ≤ 2xd 범위 내인 것이 좋다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 트레드 패턴 형상을 최적화하여 타이어의 다른 성능에는 영향을 미치지 않으면서 트랙션과 제동성능을 개선시키는 효과가 있다. 적설 또는 결빙 노면에서도 안전하게 주행할 수 있어 주행안정성을 확보할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 수직 연장 커프(43)의 깊이 방향의 웨이브 단위에 의해 발생되는 각도(c)는 0~45의 범위 내이다. 즉, 깊이 방향의 웨이브 단위에 의해 발생되는 각도(c)는 기본적으로 표면에 수직으로 구성되나, 필요 시 1~45의 범위 내로 구성할 수 있다.

본 발명에서 상기 커프(40)는 금속 또는 내열성 플라스틱으로 구성될 수 있다. 일례로 탄소강, 알루미늄 등의 여러 합금과 200도 이상을 견딜수 있는 내열성 플라스틱 등으로 제조 될 수 있다.

본 발명의 다른 양상은 이상에서 설명한 커프 구조를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다. 본 발명의 공기입 타이어는 적설/결빙 노면에서의 주행 성능이 우수하므로 스노우 타이어로 유리하게 이용될 수 있고, 또한 건조/젖은 노면에서의 주행 성능도 우수하므로 사계절용 타이어로도 용도 전개가 가능하다.

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 통상의 기술자에게 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.

10 : 트레드 블록
40 : 커프
41 : 제1 표면 개방 커프부
42 : 제2 표면 개방 커프부
43 : 수직 연장 커프부

Claims (10)

1. 트레드, 사이드월 및 비드부로 구성되고, 트레드 상에 복수의 블록들과 복수의 그루브들이 형성되는 공기입 타이어의 트레드 블록들에 형성되는 커프로서, 상기 커프는
   트레드 표면 상에 형성되고, 상기 커프에 의해서 분단되는 이웃하는 블록들이 커프가 서로 맞물렸을 때 록킹될 수 있도록 하는 형상이 반복해서 연속 형성되는 표면 개방 커프부; 및
   상기 트레드 표면으로부터 깊이 방향으로 연장되고, 상기 커프에 의해서 수직 방향으로 분단되는 이웃하는 블록들이, 상기 커프가 서로 맞물릴 경우 록킹될 수 있는 형상이 반복해서 연속 형성되는 수직 연장 커프부를 포함하고,
   상기 수직 연장 커프부의 돌출된 부분은 상기 표면 개방 커프부의 돌출된 부분의 반대 방향으로 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 표면 개방 커프부는 중심선을 사이에 두로 서로 대칭되는 제1 및 제2 표면 개방 커프부로 구성되고, 상기 수직 연장 커프부는 상기 제2 표면 개방 커프부로부터 상기 제1 표면 개방 커프부와 반대 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 표면 개방 커프부는 역사다리꼴 형상이 연속해서 형성되고, 상기 수직 연장 커프부는 지그재그 형상 또는 역사다리꼴 형상이 연속해서 형성되는 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   　
4. 제2항에 있어서, 상기 커프는 커프의 중심선과 상기 제1 표면 개방 커프부의 측변이 이루는 각도 및 커프의 중심선과 상기 제2 표면 개방 커프부의 측변이 이루는 각도가 90도를 초과하도록 구성된 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   　
5. 제2항에 있어서, 상기 표면 개방 커프부의 각 웨이브의 최소거리와 최대거리를 각각 L1과 L2라고 할 때, L1 < L2의 조건을 만족시키고, 상기 제2 표면 개방 커프부(41)의 각 웨이브의 최소거리와 최대거리를 각각 L1'와 L2'라고 할 때,
   L1'< L2'의 조건을 만족하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 수직 연장 커프부의 웨이브의 최소거리(d1)는 1.0~8.0 mm이고, 최대 커프 웨이브 거리(d2)는 1.2~16.0 mm이고, 1.2xd1≤d2≤2xd 범위 내인 것을 특징으로 하는 커프 구조.
7. 제1항에 있어서, 상기 수직 연장 커프의 깊이 방향의 웨이브 단위에 의해 발생되는 각도는 0~45의 범위 내인 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   
8. 　제1항에 있어서, 상기 커프는 금속 또는 내열성 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커프 구조.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항의 커프 구조를 포함하는 공기입 타이어.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 공기입 타이어는 스노우 타이어인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.

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