KR20200122567A - 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 트레드와 사이드월로 구성되며, 상기 트레드의 외측 및 상기 사이드윌의 상부에 데코레이션부가 형성되고, 상기 트레드는 제 1 마찰계수(μ1)를 가지는 캡 트레드를 포함하며, 상기 데코레이션부는 상기 제 1 마찰계수와 상이한 제 2 마찰계수(μ2)를 가지는 보강층을 포함함으로써, 스노우 노면뿐만 아니라 젖은 노면 및 건조한 노면에서의 접지력과 핸들링 성능을 향상시킨 공기입 타이어를 제공한다.
Description
본 발명은 차량용 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트레드와 데코레이션부에 서로 다른 마찰계수를 가지는 고무 조성물을 적용하여 스노우 노면뿐만 아니라 젖은 노면 및 건조한 노면에서의 접지력과 핸들링 성능을 개선시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.
최근 이상기후 등으로 겨울철 폭설이 자주 발생하고 있으며, 눈길이나 빙판길에서는 일반 노면보다 더 미끄럽기 때문에 사고의 위험이 훨씬 커진다. 이에 따라 동계 시즌 중 겨울용 타이어의 의무 장착 규제가 확대됨과 동시에 소비자의 안전 의식 향상 등으로 인하여 겨울용 타이어의 수요가 꾸준히 증가하고 있는 추세이다.
겨울용 타이어의 예와 같이 타이어는 적용되는 목적에 따라 여러 종류의 고무와 보강재를 혼합한 조성물을 형성하여 제조된다. 주된 성능을 나타내는 조성물은 캡 트레드에 적용하게 되며, 여러 성능과 다양한 인자들을 고려하여 조성물을 제조하고 있으나, 이들 성능은 한 성능을 개선시키면 다른 성능이 불리해지는 트레이드 오프(trade off) 관계에 놓여 있기 때문에 동시에 모든 성능을 만족시키는 것은 상당히 어려운 일이다.
이에 트레이드 오프 관계에 놓여 있는 성능을 동시에 향상시키기 위하여 많은 연구가 진행되고 있으며, 멀티 트레드를 타이어에 적용한 기술도 그 중 하나이다.
종래 멀티 트레드를 적용한 타이어로 대한민국 등록실용신안 20-0388376 Y1에서는 트레드부 중앙에는 스노우에 유리한 조성물을 적용하고, 숄더부에는 핸들링에 유리한 조성물을 적용하여 각각의 노면에서 성능이 유리하게 발현되도록 하였다.
미국 공개특허 US 2015/0107735 A1에서는 언더 트레드부에는 회전저항이 유리한 조성물을 사용하고, 내측 및 외측의 캡 드레드 조성물을 달리하여 각각의 기능을 유리하게 발현하도록 하였다.
그러나 상기 특허들은 노면과 접하는 넓은 면적에 물성이 다른 조성물을 적용하였을 경우 블록 간에 이상 마모가 쉽게 발생할 수 있다. 따라서, 일반적인 성능에서는 이익이 될 수 있지만, 특수 성능을 요구하는 경우에는 넓은 면적에 두 종류 이상의 조성물을 적용하는 경우 단일 조성물을 적용하는 경우보다 특수한 성능이 불리해질 우려가 있다.
본 발명의 목적은 스노우 노면뿐만 아니라 젖은 노면 및 건조한 노면에서의 접지력과 핸들링 성능을 향상시킨 공기입 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 트레드와 사이드월로 구성되며, 상기 트레드의 외측 및 상기 사이드윌의 상부에 데코레이션부가 형성되고, 상기 트레드는 제 1 마찰계수(μ1)를 가지는 캡 트레드를 포함하며, 상기 데코레이션부는 상기 제 1 마찰계수와 상이한 제 2 마찰계수(μ2)를 가지는 보강층을 포함하는 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어를 제공한다.
상기 공기입 타이어는 스노우 노면에서 상기 제 1 마찰계수가 상기 제 2 마찰계수 보다 크며, 젖은 노면 및 건조한 노면에서 상기 제 1 마찰계수가 상기 제 2 마찰계수 보다 작은 것일 수 있다.
상기 공기입 타이어는 상기 스노우 노면에서 상기 제 1 마찰계수는 0.2 ~ 0.4 이고, 상기 제 2 마찰계수는 0.1 ~ 0.2 이며, 상기 젖은 노면 및 건조한 노면에서 상기 제 1 마찰계수는 0.4 ~ 0.6 이고, 상기 제 2 마찰계수는 0.6 ~ 0.8 인 것일 수 있다.
상기 공기입 타이어는 상기 캡 트레드의 폭이 트레드 폭(Tread Width)의 90 내지 95 %인 것일 수 있다.
상기 공기입 타이어는 상기 보강층과 상기 사이드월 사이에 트레드 윙을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 스노우 노면뿐만 아니라 젖은 노면 및 건조한 노면에서의 접지력과 핸들링 성능을 향상시킨 공기입 타이어를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명함에 있어, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어, 정도의 용어 '약', '실질적으로', '정도' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 발명은 트레드와 사이드월로 구성되며, 상기 트레드의 외측 및 상기 사이드윌의 상부에 데코레이션부가 형성되고, 상기 트레드는 제 1 마찰계수(μ1)를 가지는 캡 트레드를 포함하며, 상기 데코레이션부는 상기 제 1 마찰계수와 상이한 제 2 마찰계수(μ2)를 가지는 보강층을 포함하는 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 부분 단면도이다. 이하, 도 1을 참고하여 상기 공기입 타이어를 구체적으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 공기입 타이어는 트레드(10)와 사이드월(20)로 구성되며, 상기 트레드(10)의 외측 및 상기 사이드윌(20)의 상부에 데코레이션부(30)가 형성될 수 있다.
상기 트레드(10)는 제 1 마찰계수(μ1)를 가지는 캡 트레드(12)를 포함할 수 있으며, 상기 데코레이션부(30)는 상기 제 1 마찰계수와 상이한 제 2 마찰계수(μ2)를 가지는 보강층(40)을 포함할 수 있다.
타이어의 캡 트레드는 지면과 직접적으로 접지하는 부분으로 운행목적이나 노면의 상태 등에 따라 최적의 성능을 만족시키는 조성물을 적용하여 제조된다. 특히, 겨울용 타이어의 경우 스노우 성능이 매우 중요한 인자이기 때문에 지면과 닿는 부분인 캡 트레드는 전체적으로 스노우 성능에 유리한 조성물을 적용하게 된다.
일반적으로 차량이 직진주행을 할 경우에는 차량의 캠버 앵글(camber angle)이 적용된다 하더라도 슬립 앵글(slip angle)의 발생량이 거의 없기 때문에 타이어의 변형이 거의 일어나지 않는다. 따라서 이러한 경우 캡 트레드를 이루고 있는 조성물의 접지력에 따라 핸들링 성능이 좌우된다.
한편, 타이어의 데코레이션부는 일반적인 주행에서 노면과 거의 접지하는 부분이나, 급격한 코너링을 할 경우에는 차량의 슬립 앵글 및 캠버 앵글이 작용하게 되는 극한 조건하에서 타이어의 변형이 크게 일어나며, 이 경우 캡 트레드 부분만이 아니라 데코레이션부도 노면과 접지가 이루어지게 된다.
노면의 상태에 따른 핸들링에서 캠버 앵글 및 슬립 앵글의 변화에 따라 타이어의 변형이 이루어지는데, 트레드 부분만이 아니라 트레드 폭을 벗어난 부분도 변형이 이루어진다.
노면 상태에 따른 핸들링 테스트에 의하면, 젖은(Wet) 노면 및 건조한(Dry) 노면에서 슬립 앵글은 최대 4 ~ 6° 수준까지 발생하며, 이때 데코레이션부에도 노면과 접지가 이루어져 트레드 폭 이후의 지점에서 많은 마모가 심하게 발생하였으나, 스노우(Snow) 노면에서는 슬립 앵글의 발생이 거의 없어 데코레이션부의 접지가 거의 발생하지 않았다.
따라서, 캡 트레드 부분은 스노우 노면에서 요구되는 성능을 만족시키는 조성물을 적용하고, 트레드 폭 근처에서부터 데코레이션부는 젖은 노면 및 건조한 노면에서 요구되는 성능을 만족시키는 조성물을 적용한다면, 스노우 성능은 유지하면서 이상 마모에도 유리한 타이어를 제조할 수 있다.
상기 캡 트레드(12)와 상기 데코레이션부(30)는 스노우 성능을 유지하면서 트레이드 오프 관계에 있는 성능을 개선하기 위해 상이한 마찰계수를 가지는 조성물로 형성될 수 있다.
스노우 노면에서 상기 제 1 마찰계수가 상기 제 2 마찰계수 보다 크며, 젖은 노면 및 건조한 노면에서는 상기 제 1 마찰계수가 상기 제 2 마찰계수 보다 작은 것이 바람직하다.
스노우 노면에서는 차량이 직진주행을 하거나 코너링을 하더라도 슬립 앵글의 발생량이 거의 없기 때문에 노면에 접지하는 부분은 캡 트레드(12) 부분이 된다. 따라서 스노우 노면에서 성능에 최적화된 캡 트레드(12)에 의해 안정적인 핸들링이 가능하다.
반면, 젖은 노면 및 건조한 노면에서는 코너링을 하는 경우 슬립 앵글이 발생하여 캡 트레드(12) 뿐만 아니라 데코레이션부(30)도 노면과 접지가 이루어져 트레드 폭 이후의 지점에서 많은 마모가 심하게 발생하므로 데코레이션부(30)에 형성되어 젖은 노면 및 건조한 노면에서 성능이 최적화된 보강층(40)에 의해 안정적인 핸들링이 가능하다.
상기 스노우 노면에서 상기 제 1 마찰계수는 0.2 ~ 0.4 이고, 상기 제 2 마찰계수는 0.1 ~ 0.2 일 수 있으며, 상기 젖은 노면 및 건조한 노면에서 상기 제 1 마찰계수는 0.4 ~ 0.6 이고, 상기 제 2 마찰계수는 0.6 ~ 0.8 일 수 있다.
상기 제 1 마찰계수 및 제 2 마찰계수가 상기 각각의 노면에서 상기 범위 값을 가진다면 스노우 성능 및 이의 트레이드 오프 성능이 최적화되는 공기입 타이어를 제조할 수 있다.
또한, 상기 제 1 마찰계수를 가지는 상기 캡 트레드(12)의 폭(a)은 트레드 폭(Tread Width, TW)의 90 내지 95 %일 수 있으며, 상기 제 2 마찰계수를 가지는 상기 보강층(40)이 트레드 폭에 겹치는 부분(b)은 트레드 폭의 5 내지 10%를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 캡 트레드의 폭(a)이 트레드 폭의 90% 미만인 경우 숄더부에 이상 마모가 발생할 수 있으며, 정상적인 컴파운드별 강성이 달라져서 주행거리가 길어질수록 마모에 차이가 발생하여 마모 후 타이어에서 소음 및 승차감 저하 등의 문제가 있을 수 있고, 95%를 초과하는 경우 급격한 핸들링이 아닐 경우 접지되지 않아 의도한 효과가 발생하지 않을 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 보강층(40)과 상기 사이드월(20) 사이에는 트레드 윙(50)을 더 포함할 수 있다. 트레드 윙은 상기 보강층과 상기 사이드월 간의 접착성을 향상시키고 내 크랙성을 향상시킬 수 있는 역할을 한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예 및 실험예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 트레드
12 : 캡 트레드
20 : 사이드월 30 : 데코레이션부
40 : 보강층 50 : 트레드 윙
20 : 사이드월 30 : 데코레이션부
40 : 보강층 50 : 트레드 윙
Claims (5)
- 트레드와 사이드월로 구성되며,
상기 트레드의 외측 및 상기 사이드윌의 상부에 데코레이션부가 형성되고,
상기 트레드는 제 1 마찰계수(μ1)를 가지는 캡 트레드를 포함하며,
상기 데코레이션부는 상기 제 1 마찰계수와 상이한 제 2 마찰계수(μ2)를 가지는 보강층을 포함하는 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어. - 제 1항에 있어서,
스노우 노면에서 상기 제 1 마찰계수가 상기 제 2 마찰계수 보다 크며,
젖은 노면 및 건조한 노면에서 상기 제 1 마찰계수가 상기 제 2 마찰계수 보다 작은 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어. - 제 1항에 있어서,
상기 스노우 노면에서 상기 제 1 마찰계수는 0.2 ~ 0.4 이고, 상기 제 2 마찰계수는 0.1 ~ 0.2 이며,
상기 젖은 노면 및 건조한 노면에서 상기 제 1 마찰계수는 0.4 ~ 0.6 이고, 상기 제 2 마찰계수는 0.6 ~ 0.8 인 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어. - 제 1항에 있어서
상기 캡 트레드의 폭이 트레드 폭(Tread Width)의 90 내지 95 %인 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어. - 제 1항에 있어서,
상기 보강층과 상기 사이드월 사이에 트레드 윙을 더 포함하는 것인 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어.
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| KR1020190045404A KR20200122567A (ko) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | 핸들링 성능이 개선된 공기입 타이어 |
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Citations (2)
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| KR200388376Y1 (ko) | 2005-03-30 | 2005-06-30 | 금호타이어 주식회사 | 멀티 트레드 공기입 타이어 |
| US20150107735A1 (en) | 2013-10-22 | 2015-04-23 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire with multi-tread cap |
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2019
- 2019-04-18 KR KR1020190045404A patent/KR20200122567A/ko unknown
Patent Citations (2)
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| KR200388376Y1 (ko) | 2005-03-30 | 2005-06-30 | 금호타이어 주식회사 | 멀티 트레드 공기입 타이어 |
| US20150107735A1 (en) | 2013-10-22 | 2015-04-23 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire with multi-tread cap |
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