KR20210066575A - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 몰드 블락에 의해 가류 공정을 거치기 전의 공기입 타이어에 있어서, 상기 몰드 블락에 의해 가압될 수 있는 그루브가 형성된 트레드를 포함하고, 상기 그루브는 상기 그루브의 상부 폭이 상기 몰드 블락의 상부 폭의 130% 이상 140% 이하의 범위에 포함되도록 형성되고, 상기 그루브의 하부 폭이 상기 몰드 블락의 하부 폭의 70% 이상 80% 이하의 범위에 포함되도록 형성된, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어에 대한 발명이다.

일반적으로 공기입 타이어를 제조함에 있어서, 트레드, 카카스, 벨트 및 이너라이너 등 다수의 반제품을 생산하고, 이를 하나로 조합하여 그린 타이어를 형성시킨다. 이처럼, 다수의 반제품이 조합된 그린 타이어는 가류 공정을 거친 후에 완성된 제품으로 판매될 수 있다.

한편, 가류 공정에서는 그린 타이어를 일정한 틀에 인입시키고, 고온의 열과 높은 압력을 가함으로써, 타이어에 여러 가지 형상, 구조, 특성을 부여할 수 있다. 보다 자세하게, 가류 공정에서는 몰드 블락(Mold Block)과 같은 금형을 그린 타이어의 트레드 압출물에 가압하여, 트레드의 외주면에 그루브를 형성할 수 있다.

가류 공정에서 사용되는 몰드 블락의 폭과 높이는 고정이지만, 그린 타이어의 그루브의 폭과 높이는 설계자에 의하여 결정될 수 있다. 특히, 몰드 블락의 폭과 높이에 대비하여 트레드에 형성된 그루브의 폭과 높이가 상대적으로 낮으면, 그루브의 하단의 코드가 벌어지는 현상이 발생한다. 이와 같이, 몰드 블락의 폭 및 높이가 그루브의 폭 및 높이와 매칭되지 않을 경우, 완성된 공기입 타이어의 유니포머티(uniformity)는 저하되며, 타이어의 품질을 저하시킬 수 있다.

따라서, 공기입 타이어의 유니포머티 및 안정성이 향상될 수 있는 그루브의 폭과 높이에 대한 설계의 필요성이 발생하고 있다.

본 발명의 실시예들은 상기와 같은 배경에 착안하여 발명된 것으로서, 유니포머티 및 안정성이 향상된 공기입 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몰드 블락에 의해 가류 공정을 거치기 전의 공기입 타이어에 있어서, 상기 몰드 블락에 의해 가압될 수 있는 그루브가 형성된 트레드를 포함하고, 상기 그루브는 상기 그루브의 상부 폭이 상기 몰드 블락의 상부 폭의 130% 이상 140% 이하의 범위에 포함되도록 형성되고, 상기 그루브의 하부 폭이 상기 몰드 블락의 하부 폭의 70% 이상 80% 이하의 범위에 포함되도록 형성된, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

또한, 상기 그루브는 상기 그루브의 깊이가 상기 몰드 블락의 깊이의 30% 이상 40% 이하의 범위에 포함되도록 형성된, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

또한, 외부로부터 상기 트레드에 가해지는 충격을 분산시킬 수 있는 벨트층을 더 포함하고, 상기 그루브가 상기 몰드 블락에 의해 가압되어 상기 벨트층이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 상기 그루브는 상기 벨트층으로부터 2.5mm 이상 이격된 위치에 형성된, 공기입 타이어가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 타이어의 유니포머티 및 안정성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 단면도이다.
도 2는 도 1의 C의 개략적인 확대도이다.
도 3은 도 2의 그루브에 몰드 블락이 삽입되는 모습을 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어에 대한 실험 결과를 나타낸 표이다.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '가압'된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 가압될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에서 상부, 하부 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 한편 본 명세서에서 상하 방향은 도 1 및 도 2의 상하방향일 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

이하, 도 1 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)는 차량에 장착될 수 있으며, 지면과 접촉할 수 있다. 본 명세서에서 기재된 공기입 타이어(1)는 몰드 블락(2)에 의해 가류 공정을 거치기 전의 공기입 타이어(1)일 수 있다. 다시 말해, 공기입 타이어(1)는 가류 공정에 의해 타이어의 형상, 구조, 특성 등이 변화되기 전의 그린 타이어일 수 있다. 이러한 공기입 타이어(1)는 트레드(10) 및 외부로부터 트레드(10)에 가해지는 충격을 분산시킬 수 있는 벨트층(20)을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 트레드(10)는 공기입 타이어(1)의 최외측에 배치되며 지면과 직접적으로 접촉될 수 있다. 이러한 트레드(10)의 외주면에는 공기입 타이어(1)의 구동력, 제동력 또는 선회력 등을 조절하기 위해 복수의 그루브(100)가 구비될 수 있다.

이러한 그루브(100)는 트레드(10)의 외주면으로부터 소정 깊이 인입되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 그루브(100)는 트레드(10)의 외주면에서 반경 방향(예를 들어, 도 1에서 상하 방향)으로 형성되거나, 트레드(10)의 외주면에서 축 방향(예를 들어, 도 1에서 좌우 방향)으로 형성되거나, 트레드(10)의 외주면에서 대각선 방향으로 형성될 수 있다. 그루브(100) 형상은 공기입 타이어(1)의 용도에 적합하게 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.

이러한 그루브(100)는 트레드(10)의 외주면으로부터 소정 깊이 인입되어 형성된 후, 몰드 블락(2)에 의하여 유니포미티가 향상되도록 성형될 수 있다. 다시 말해, 그루브(100)는 몰드 블락(2)에 의하여 가압됨으로써, 폭 및 깊이가 변형될 수 있다. 예를 들어, 몰드 블락(2)에 의하여 성형되지 않은 그루브(100)를 가진 트레드(10)는 트레드 압출물 또는 반제품으로 명명될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 트레드(10) 및 그루브(100)는 몰드 블락(2)에 의하여 가압 또는 성형되지 않은 트레드 압출물 및 이에 형성된 그루브(100)로 설명한다.

한편, 몰드 블락(2)에 대하여 설명하면, 가류 공정에서 사용되는 몰드 블락(2)은 공기입 타이어(1)에 형성된 후술할 그루브(100)에 삽입될 수 있으며, 그루브(100)를 가압할 수 있다. 이러한 몰드 블락(2)은 그루브(100)가 일정한 폭 및 깊이를 가지도록 그루브(100)를 가압할 수 있다. 이처럼, 몰드 블락(2)은 그루브(100)가 일정한 폭 및 깊이를 가지게 함으로써 트레드(10)의 유니포미티(uniformity)값을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 몰드 블락(2)은 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 작아지게 형성될 수 있다. 이러한 몰드 블락(2)은 몰드 블락(2)의 일측(도 3에서 상측) 폭을 나타내는 상부 폭(A1), 몰드 블락(2)의 타측(도 3에서 하부)폭을 나타내는 하부 폭(A2) 및 몰드 블락(2)의 깊이(B)를 가질 수 있다. 몰드 블락(2)의 상부 폭(A1)은 몰드 블락(2)의 하부 폭(A2) 보다 크게 형성될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 그루브(100)는 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 작아지게 형성될 수 있다. 그루브(100)는 그루브(100)의 일측(도 2에서 상측) 폭을 나타내는 상부 폭(W1), 그루브(100)의 타측(도 2에서 하측)폭을 나타내는 하부 폭(W2)을 가질 수 있다. 이러한 그루브(100)의 상부 폭(W1)은 그루브(100)의 하부 폭(W2) 보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 그루브(100)의 상부 폭(W1) 및 하부 폭(W2)는 사용자에 의해 설계될 수 있으며, 공기입 타이어(1)의 유니포미티를 조절하기 위하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 그루브(100)의 상부 폭(W1)은 몰드 블락(2)의 상부 폭(A1)의 130% ~ 140% 내에 포함되도록 형성되고, 그루브(100)의 하부 폭(W2)은 몰드 블락(2)의 하부 폭(A2)의 70% 80% 내에 포함되도록 형성될 수 있다.

또한, 그루브(100)는 트레드(10)의 외주면으로부터 인입되어 소정의 깊이를 가질 수 있으며, 이러한 그루브(100)의 깊이(D)는 몰드 블락(2)의 깊이(B)의 30% ~ 40% 내에 포함되도록 형성될 수 있다.

한편, 그루브(100)는 트레드(10)의 외주면으로부터 소정 깊이 인입 형성될 수 있으며, 상기의 소정 깊이는 트레드(10)의 외주면으로부터 후술할 벨트층(20)까지의 거리보다 작을 수 있다. 따라서, 그루브(100)의 깊이(D)는 그루브(100)가 벨트층(20)과 닿지 않도록 제한될 수 있다. 이는 몰드 블락(2)에 의하여 그루브(100)가 가압될 때, 그루브(100)의 눌림에 의해 벨트층(20)이 변형되는 것을 방지하기 위함이다. 따라서, 그루브(100)는 벨트층(20)으로부터 소정의 이격 거리(T)를 가지도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 그루브(100)는 그루브(100)가 몰드 블락(2)에 의해 가압되어 벨트층(20)이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 벨트층(20)으로부터 2.5mm 이상 이격된 위치에 형성될 수 있다.

이하에서는 도 5에 나타난 표를 참조하여, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 공기입 타이어(1)의 효과에 대하여 설명한다.

도 4에 나타난 표는 실험을 통해 세 가지 조건 하에서 네 가지 변수를 변경하면서 측정한 벨트층(20)의 캡플라이 코드(Capply Cord)의 유니포미티(Uniformity)를 비교하여 표시한 것이다.

여기서 네 가지 변수는 그루브(1)의 상부 폭(W1), 그루브(100)의 하부 폭(W2), 그루브(100)의 깊이(D) 및 벨트층(20)으로부터 그루브(100)의 하단부까지의 이격 거리(T)이다.

이하에서는 네 가지 변수의 세 가지 조건에 대하여 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명 조건은 그루브(1)의 상부 폭(W1)은 몰드 블락(2)의 상부 폭(A1)의 130% ~ 140%에 포함되고, 그루브(100)의 하부 폭(W2)은 몰드 블락(2)의 하부 폭(A2)의 70% ~ 80%에 포함되며, 그루브(100)의 깊이(D)는 몰드 블락(2)의 깊이(B)의 30% ~ 40%에 포함되고, 벨트층(20)으로부터 그루브(100)의 하단부까지 이격 거리(T)는 2.5mm이다.

조건 1은 그루브(1)의 상부 폭(W1)은 몰드 블락(2)의 상부 폭(A1)의 100% ~ 120%에 포함되고, 그루브(100)의 하부 폭(W2)은 몰드 블락(2)의 하부 폭(A2)의 40% ~ 60%에 포함되며, 그루브(100)의 깊이(D)는 몰드 블락(2)의 깊이(B)의 10% ~ 20%에 포함되고, 벨트층(20)으로부터 그루브(100)의 하단부까지 이격 거리(T)는 4mm ~ 5mm 이다. 이러한 조건 1은 몰드 블락(2) 대비 그루브(100)의 폭은 좁게 형성됨을 의미한다.

조건 2는 그루브(1)의 상부 폭(W1)은 몰드 블락(2)의 상부 폭(A1)의 150% ~ 170%에 포함되고, 그루브(100)의 하부 폭(W2)은 몰드 블락(2)의 하부 폭(A2)의 90% ~ 110%에 포함되며, 그루브(100)의 깊이(D)는 몰드 블락(2)의 깊이(B)의 50% ~ 70%에 포함되고, 벨트층(20)으로부터 그루브(100)의 하단부까지 이격 거리(T)는 1mm ~ 2mm 이다. 이러한 조건 2는 몰드 블락(2) 대비 그루브(100)는 넓게 형성됨을 의미한다.

또한, 실험에서 측정한 유니포미티(Uniformity)는 도 4의 표에 나타난 바와 같이, RFV, LFV, CON, R1H 값을 의미하며, 각각의 의미는 아래와 같다.

RFV(Radial Force Variation)는 타이어의 반경 방향 힘 편차를 나타내는 척도이며, RFV가 크면 차량에 상하 진동을 발생시키므로, RFV는 낮을수록 안정적이다.

LFV(Lateral Force Variation)은 타이어의 축 방향 힘 편차를 나타내는 척도이며, LFV가 크면 차량에 좌우 방향의 진동을 발생시키며, 한 방향으로 쏠리는 현상을 발생시킬 수 있다. 이러한 LFV는 낮을수록 안정적이다.

CON(Conicity)는 타이어의 일측과 타측의 직경 차이로 인해 차량의 주행 중 타이어가 한쪽으로 쏠리는 정도를 나타낸 것이다. CON값은 낮을수록 안정적이다.

R1H(Radial 1^st Harmony)는 RFV에서 나타나는 변화량 중에서 타이어가 1회전에 한번씩 나타나는 주기를 나타내는 성분의 크기 또는 RFV 성분 중 1차 함수 성분의 힘의 크기를 말한다. 즉, 타이어가 1회전시에 한번의 주기로 나타나는 상, 하 방향의 힘의 변화를 의미한다.

조건 1의 경우 캡플라이 코드의 RFV, LFV, R1H 각각의 평균값 및 합격률은 본 발명 조건과 유사하나, CON의 평균값은 본 발명 조건에 비해 증가하였으며, CON의 합격률은 본 발명 조건에 비해 현저히 감소하였다. 이는 조건 1의 경우 본 발명 조건에 비해 안정성이 떨어지는 것을 의미한다.

또한, 조건 2의 경우 캡플라이 코드의 CON의 평균값 및 합격률은 본 발명 조건의 본 발명과 유사하나 RFV, LFV, R1H 각각의 평균값은 본 발명 조건에 비해 증가하였고, 합격률은 본 발명 조건에 비해 감소하였다. 이는 조건 2의 경우 본 발명 조건에 비해 안정성이 떨어지는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어(1)는 최적의 그루브(1)의 상부 폭(W1), 그루브(100)의 하부 폭(W2), 그루브(100)의 깊이(D) 및 벨트층(20)으로부터 그루브(100)의 하단부까지 이격 거리(T)를 가짐으로써, 유니포머티가 향상되고, 안정성이 향상되는 효과를 가진다.

이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1: 공기입 타이어 2: 몰드 블락
10: 트레드 20: 벨트층
100: 그루브

Claims (3)

1. 몰드 블락에 의해 가류 공정을 거치기 전의 공기입 타이어에 있어서,
   상기 몰드 블락에 의해 가압될 수 있는 그루브가 형성된 트레드를 포함하고,
   상기 그루브는 상기 그루브의 상부 폭이 상기 몰드 블락의 상부 폭의 130% 이상 140% 이하의 범위에 포함되도록 형성되고, 상기 그루브의 하부 폭이 상기 몰드 블락의 하부 폭의 70% 이상 80% 이하의 범위에 포함되도록 형성된,
   공기입 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 그루브는 상기 그루브의 깊이가 상기 몰드 블락의 깊이의 30% 이상 40% 이하의 범위에 포함되도록 형성된,
   공기입 타이어.
3. 제 1 항에 있어서,
   외부로부터 상기 트레드에 가해지는 충격을 분산시킬 수 있는 벨트층을 더 포함하고,
   상기 그루브가 상기 몰드 블락에 의해 가압되어 상기 벨트층이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 상기 그루브는 상기 벨트층으로부터 2.5mm 이상 이격된 위치에 형성된,
   공기입 타이어.

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