KR20190102604A

KR20190102604A - 공기입타이어

Info

Publication number: KR20190102604A
Application number: KR1020180023172A
Authority: KR
Inventors: 이성철; 천윤창; 최정희; 홍창효
Original assignee: 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2019-09-04
Also published as: JP2019147541A; EP3530491A1; KR102051856B1; US20190263185A1; JP6782753B2; CN110194031A

Abstract

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숄더부의 디커플링그루브를 개량한 공기입타이어에 관한 것이다. 본 발명은 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서, 상기 사이드월부의 (200) 상부에 타이어의 원주를 따라 1개 이상의 측면 링 디커플링그루브(400)가 형성되며, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)는 주행시 접해지는 지면과 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입타이어를 제공한다.

Description

공기입타이어 {A PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 숄더부의 디커플링그루브를 개량한 공기입타이어에 관한 것이다.

중하중용 타이어에서 요구되는 성능은 내구 성능과 마일리지로 대표되는 마모 성능이다. 마일리지 성능은 다시 크게 두 부분으로 구분되는데, 첫 번째는 절대 마모 성능이고, 두 번째는 내이상마모 성능이다. 내이상마모 성능을 향상시키기 위한 기술은 많지만 그중 대표적인 기술은 도1에 도시된 바와 같이, 숄더 끝단에 이상 마모 방지 기구인 디커플링그루브(Decoupling Groove)를 설치하는 것이다.

특히, 디커플링 그루브는 고속/장거리 주행하는 타이어의 경우에 많이 채용하고 있다. 디커플링 그루브의 원리는 디커플링 그루브에 의하여 숄더 끝단에 분리되는 희생 리브가 형성되고, 최외곽 리브에 발생되는 마찰에너지를 의도적으로 분리된 희생 리브에 집중시킴으로써 희생 리브의 마모는 가속시키고 최외측 리브의 마모는 억제하는 것이며, 희생 리브에 불규칙마모 발생 시 불규칙마모가 본 리브로 확산되지 못하게 하는 것이다.

이하, 관련된 선행기술들을 살펴보기로 한다. 하기 선행기술에 기재된 식별부호는 본원발명과는 무관하다.

대한민국 등록특허 제10-1053904호 '디커플링 그루브를 가지는 중하중 차량용 타이어'는 중하중 차량용 타이어에 관한 것으로, 특히, 숄더부에 디커플링그루브를 설치하여서 되는 타이어에 관한 것이다. 제10-1053904호는, 트레드 모서리에 디커플링그루브를 설치하되 디커플링그루브(5)의 깊이 방향과 트레드 접지면이 이루는 각도(가)가 97도 내지 100도가 되는 타이어를 제공하여, 디커플링 그루브 외측에 희생리브가 형성되게 하여 희생 리브가 내측의 트레드 에지 리브를 보호하면서도, 희생리브와 트레드 에지 리브 사이에 충분히 깊은 디커플링 그루브를 설치할 수 있게 하여 희생 리브의 이상 마모가 트레드 에지 리브에 전이되는 일을 넉넉히 차단하게 하며, 충분히 깊은 디커플링 그루브는 사이드월의 진동 전달을 차단하고, 디커플링 그루브가 벨트에지에 가까이 설치되게 하여 벨트 에지의 발열을 방열시키는 효과를 증진 시키는 기술을 개시한 바 있다.

공개번호US 2009/0065115 A1는 컨티넨탈(Continental)사의 디커플링그루브(Decoupling groove)에 관련된 특허이다. 컨티넨탈사 의 경우, 원주방향의 디커플링리브(decoupling rib)를 가지고 있다. US 2009/0065115 A1는 숄더 쪽의 리브(rib)가 더 많은 하중을 감당함으로써 불규칙적인 마모를 억제하는 효과가 있었다.

US 8074690 B2 (US 2010/0116390 A1)는 굳이어사에서 출원한 기술로써 사이드월(Sidewall) 에서 트레드(Tread)로 크랙(crack)의 성장을 막는 것을 목적으로 한다. US 8074690 B2는 불규칙 마모를 줄이기 위해 리브(Rib)의 엣지 부 형상을 라운드하게 형성시키며 이와 함께 디커플링 그루브(Decoupling groove)를 채용했다. US 8074690 B2에서도 역시, 숄더쪽의 리브(Rib)가 보호기능을 제공한다.

EP 0 996 551 B1는 미쉐린(Michelin)사의 디커플링그루브(Decoupling groove)에 관한 특허이다. EP 0 996 551 B1의 디커플링그루브(Decoupling groove)는 형상과 길이에서 종래의 기술들과 차이를 보이며, 이러한 형상의 숄더리브(Shoulder rib)로 인해, 마모의 감소와 측방향 안정성을 증진시킨다.

대한민국 등록특허 제10-1053904호 (공고일자 2011년08월04일) (공개일자 2009.03.12) US 8074690 B2 (US 2010/0116390 A1) (공개일자2011. 12. 13) (공개일자1999. 01. 21)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 트레드 끝단의 방열성능을 향상시키고, 타이어의 내구성을 증진시키며, 동시에 숄더부에 가해지는 접지압을 완화시켜 트레드 수명을 향상시키는 공기입타이어를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서, 상기 사이드월부의 (200) 상부에 타이어의 원주를 따라 1개 이상의 측면 링 디커플링그루브(400)가 형성되며, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)는 지면과 평행한 방향으로 형성되는 공기입타이어를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 타이어의 사이드월부 상단에 측면 링 디커플링그루브를 적용함으로써 타이어의 내구 성능, 내마모 성능을 동시에 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

상기 측면 링 디커플링그루브는 사이드월부 상부의 표면적을 ?혀 트레드(Tread) 끝단 즉, 트레드숄더(Tread Shoulder) 부의 방열 성능을 향상 시킴으로써 타이어의 내구성능을 향상시킬 수 있으며, 숄더(Shoulder)부에 가해지는 접지압을 완화시켜 트레드(Tread)의 내마모 성능을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 종래의 디커플링그루브를 설명하는 요부발췌 단면도이다.
도2는 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌 사시도이다.
도3은 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌 단면도이다.
도4는 숄더디커플링그루브를 부가적으로 적용한 실시예의 요부발췌 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌 사시도이고, 도3은 본 발명의 공기입타이어의 요부발췌 단면도이다.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서, 상기 사이드월부의 (200) 상부에 타이어의 원주를 따라 1개 이상의 측면 링 디커플링그루브(400)가 형성되며, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)는 타이어와 접하게 되는 지면과 평행한 방향으로 형성되는 공기입타이어를 제공한다.

상기 측면 링 디커플링그루브(400)는 사이드월부(200) 상부의 표면적을 확장하여 트레드부(100)의 끝단 즉, 트레드숄더(Tread Shoulder) 부의 방열 성능을 향상 시킴으로써 타이어의 내구성능을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 숄더부에 가해지는 접지압을 완화시켜 트레드부(100)의 내마모 성능을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다. 즉, 본원발명의 측면 링 디커플링그루브(400)는 종래 디커플링그루브의 희생리브의 기능을 수행하게 되며, 표면적을 증가시켜 방열성능을 향상시키는 것이다.

주행시 타이어와 접하게 되는 지면은 수평방향(x)으로 접하게 되며, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이방향은 상기 수평방향(x)와 평행하도록 형성된다. 타이어의 형상 및 구조에 따라 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이방향이 수평방향(x)에 대해서 ±15도의 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 측면 링 디커플링그루브(400)는 한 개의 그루브만이 설치될 수도 있으나 바람직하게는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 3개로 설치된다. 3개 미만인 경우, 표면적이 충분하지 아니하여 방열효과에 불리하며, 3개 초과로 설치되는 경우 해당부위의 강성이 지나치게 약화되는 문제가 발생될 수 있다. 디커플링그루브의 주요 목적 중 하나가 숄더부 측의 열을 방출하여 열피로에 의한 내구성 저하를 예방하는 것임에 비추어보아 상기의 측면 링 디커플링그루브의 개수제한은 유의미하다.

상기 측면 링 디커플링그루브(400) 가 한 개 이상 형성되는 경우, 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 간격(w3)은 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 폭(w2)과 같거나 큰 것이 바람직하다. 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 간격(w3)이 측면 링 디커플링그루브(400)의 폭(w2)보다 작은 경우, 해당부위의 강성이 지나치게 약해져 크랙 발생의 원인이 될 수 있다. 또한, 동일한 개수의 측면 링 디커플링그루브(400)가 설치되는 경우 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 간격(w3)이 작을수록 해당부위의 열전도성이 낮아져 열방출효율이 저하되는 단점이 있다. 이러한 이유로 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 간격(w3)은 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 폭(w2)과 같거나 크게 형성시킨다.

또한, 상기의 방열효과를 위하여, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이(w1)는 1~10mm이고, 폭(w2)은 1~5mm인 것이 바람직하다.

상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이(w1)를 지나치게 깊게 형성하면 사이드월 상단부의 강성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 또한 크랙 발생의 원인이 될 수 있다. 반면에, 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이(w1)를 지나치게 작게 형성하는 경우, 충분한 표면적을 얻을 수 없어 충분한 방열효과를 기대할 수 없게 되고, 사이드월 상부의 충분한 완충효과 또한 기대할 수 없게 된다. 이러한 이유로 상기의 수치제한은 유의미하다.

또한, 본 발명은 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 하측에 몰드배분돌기(500)가 형성되는 구성을 제공한다. 상기 몰드배분돌기(500)는 타이어의 성형시 트레드부(100)를 성형하는 트레드성형금형과 사이드월부(200)를 성형하는 사이드월성형금형이 맞닿는 부위에 형성된다.

본원발명의 측면 링 디커플링그루브(400)는 사이드월부(200)의 상부 즉 숄더부의 내구성을 향상시키기 위한 것으로써 설치위치 또한 사이드월(200)의 상부가 된다. 그러나, 상기의 위치는 타이어의 제조시 가류금형의 트레드성형금형과 사이드월성형금형이 맞닿는 위치에 인접하게 된다. 이에 따라, 타이어의 성형 후 금형을 분리하는 과정에서 상기 측면 링 디커플링그루브(400)에 장력이 걸릴 수 있으며 이에 따라 측면 링 디커플링그루브(400)가 찢어지는 등의 파손이 발생할 수 있다.

이에 본 발명은 가류금형의 트레드성형금형과 사이드월성형금형이 맞닿는 위치에 상기 몰드배분돌기(500)를 형성시킴에 따라 금형을 분리하는 과정에서 측면 링 디커플링그루브(400)에 가해지는 장력을 최소화하는 구성을 제공한다.

상기 몰드배분돌기(500)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 그 단면을 꼭지점을 갖는 삼각형으로 구성시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 꼭지점에서부터 이어지는 양 면이 곡면을 이루도록 형성시킨다.

금형의 분리시 측면 링 디커플링그루브(400)에 가해지는 장력을 최소화하기 위하여 상기 몰드배분돌기(500)의 중심과 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 거리(w4)는 4~10mm인 것이 바람직하다.

상기 몰드배분돌기(500)의 중심과 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 거리(w4)가 지나치게 작은 경우에는 단차가 형성되어 오히려 측면 링 디커플링그루브(400)에 장력이 더 크게 가해져 크랙발생의 원인이 되며, 몰드배분돌기(500)의 중심과 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 거리(w4)가 지나치게 큰 경우에는 장력상쇄효과가 기대에 미치지 못하는 문제가 있다. 이러한 이유로 상기의 몰드배분돌기(500)의 중심과 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 거리(w4)의 수치한정은 유의미하다.

도4는 숄더디커플링그루브를 부가적으로 적용한 실시예의 요부발췌 단면도이다. 도4의 실시예에서는 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 상부에 숄더디커플링그루브(600)이 형성되며, 상기 숄더디커플링그루브(600)는 외측에 형성되는 입구부(610)와, 내측에 형성되는 내측그루브(620)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성은 추가적인 숄더부의 방열성능을 제공하며, 숄더디커플링그루브(600)에 의해 형성되는 희생리브(630)가 주행시 응력의 집중을 더욱 분산시킬 수 있게 된다.

도4의 실시예의 경우, 상기의 측면 링 디커플링그루브(400)는 상기 희생리브(630)에 가해지는 힘을 분산시키게 된다. 이에 따라, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)와 숄더디커플링그루브(600) 간의 거리(w5)는 0~20mm인 것이 바람직하다.

상기 측면 링 디커플링그루브(400)와 숄더디커플링그루브(600) 간의 거리(w5)가 지나치게 먼 경우에는 상기 측면 링 디커플링그루브(400)가 희생리브(630)의 완충작용을 충분히 수행하지 못하게 된다. 또한, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)와 숄더디커플링그루브(600) 간의 거리(w5)가 0보다 작게 되어 측면 링 디커플링그루브(400)가 희생리브(630)에 근접하게 되면 희생리브(630)의 강성이 지나치게 낮아지는 문제가 발생하게 된다. 이러한 이유로 상기의 측면 링 디커플링그루브(400)와 숄더디커플링그루브(600) 간의 거리(w5)의 수치한정은 유의미하다.

또한, 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 최외단과 상기 내측그루브(620)까지의 거리(w6)는 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이(w1)보다 크도록 구성한다. 이는 희생리브(630)의 강성이 지나치게 낮아지는 문제를 방지하기 위함이다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 트레드부
200: 사이드월부
300: 비드부
400: 측면 링 디커플링그루브
500: 몰드배분돌기
600: 숄더 디커플링그루브
610: 입구부
620: 내측그루브
630: 희생리브

Claims

트레드부(100)와 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함하는 공기입타이어에 있어서,
상기 사이드월부의 (200) 상부에 타이어의 원주를 따라 1개 이상의 측면 링 디커플링그루브(400)가 형성되며,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)는 주행시 접해지는 지면과 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제1항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 개수는 3개인 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제1항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 하측에 몰드배분돌기(500)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제1항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이(w1)는 1~10mm이고, 폭(w2)은 1~5mm인 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제1항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 간격(w3)은 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 폭(w2)과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제3항에 있어서,
상기 몰드배분돌기(500)의 중심과 상기 측면 링 디커플링그루브(400) 간의 거리(w4)는 4~10mm인 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 상부에 숄더디커플링그루브(600)이 형성되며, 상기 숄더디커플링그루브(600)는 외측에 형성되는 입구부(610)와, 내측에 형성되는 내측그루브(620)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제7항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)와 숄더디커플링그루브(600) 간의 거리(w5)는 0 초과 20mm 이하인 것을 특징으로 하는 공기입타이어.
제7항에 있어서,
상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 최외단과 상기 내측그루브(620)까지의 거리(w6)는 상기 측면 링 디커플링그루브(400)의 깊이(w1)보다 큰 것을 특징으로 하는 공기입타이어.