KR20220131408A - 배수관을 부설한 커프를 가지는 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배수관을 부설한 커프를 가지는 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타이어의 블록에 형성된 커프; 상기 커프와 연통되도록 블록의 내부에 형성되며, 블록의 일측면으로부터 타측면을 관통하도록 형성되어 커프로 유입된 물을 블록의 외부로 배출시키는 배수관을 포함하는 구성을 특징으로 하는 타이어에 관한 것이다.

Description

배수관을 부설한 커프를 가지는 타이어{Tire having the kerf with drain pipe}

본 발명은 배수관을 부설한 커프를 가지는 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타이어의 블록에 형성된 커프; 상기 커프와 연통되도록 블록의 내부에 형성되며, 블록의 일측면으로부터 타측면을 관통하도록 형성되어 커프로 유입된 물을 블록의 외부로 배출시키는 배수관을 포함하는 구성을 특징으로 하는 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 내구성 및 마모성이 양호하여야 하며, 젖은 노면에서의 차량의 안정적인 운행을 위하여 배수성능이 우수하여야 한다.

특히, 타이어의 배수성능은 도 1 에 도시된 바와 같이 타이어의 트레드(tread) 면에 원주방향으로 형성된 그루브(groove)(1)와 그루브를 중심으로 트레드면에 횡방향으로 형성된 커프(kerf)(2)에 의하여 달성된다.

상기 커프(2)는 사이프(sipe)라고도 불리우며, 기능적으로 젖은 노면에서의 타이어의 제동력(wet 성능)을 확보하기 위하여 물을 커프(2)의 홈을 통해 원주상에 형성된 그루브(1)로 이동시켜 배출시키는 역할을 수행한다.

그러나, 노면 위에 물의 양이 많을 경우 커프의 흡수 용량을 초과하게 되므로 배수가 원활하게 이루어지지 않게 되는 경우가 있으며, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 커프의 폭을 크게 설계하는 경우 타이어 제조시 커프의 인출성이 저조해질 뿐만 아니라 불균일한 트레드의 블록 강성을 유발하여 타이어의 이상 마모를 유발할 수 있어 커프의 폭을 크게 형성하는데에 한계가 있는 실정이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 젖은 노면에서의 타이어의 제동력 향상을 위하여 커프의 배수성능을 최대화시킬 수 있는 타이어의 구성을 제공한다.

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.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 타이어의 블록에 형성된 커프와, 상기 커프와 연통되도록 블록의 내부에 형성되며, 블록의 일측면으로부터 타측면을 관통하도록 형성되어 커프로 유입된 물을 블록의 외부로 배출시키는 배수관를 포함하는 구성을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관은 소용돌이(swirl) 형상 또는 나선형(spiral) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관의 내경은 최소한 커프의 표면측 폭의 1.2 배보다 큰 구성을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관의 외경은 최소한 배수관의 내경의 1.1 배보다 큰 구성을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관의 소용돌이 형상은, 배수관의 몸체를 기준으로 날개의 경사각이 10 도 내지 60 도로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관은 관의 길이방향으로 벤추리관 형상으로 형성되어, 관로의 내경의 크기에 따라서 유속이 다르게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관의 내측 표면에 불소수지코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 배수관은 용융 상태로 가열된 용사층 재료를 커프의 배수관의 표면에 분사시켜 피막을 형성하여 용사층을 형성한 후, 용사층의 상측으로 불소수지코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 커프에 형성된 배수관에 의하여 커프로 유입된 물이 배수관을 따라서 그루브 또는 타이어 외측으로 원활하게 배출되어 타이어의 배수성능을 향상시키게 된다.

또한, 배수관이 소용돌이 형상 또는 나선형 형상으로 이루어져 물의 유속의 증가되어 보다 빠른 배수성을 가지게 된 효과를 발현한다.

또한, 배수관의 내부 표면에 불소수지코팅층을 형성하여 마찰력을 감소시킴으로써 커프를 통한 물의 배수성능을 극대화시킨 효과를 수득하게 되었다.

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.

도 1 은 타이어의 트레드면에 형성된 그루브 및 커프를 보여주는 도면,
도 2 는 본 발명의 커프의 일부 확대 사시도,
도 3 은 본 발명의 커프의 배수관의 일례들을 나타내는 도면,
도 4 는 본 발명의 커프의 도 3 의 배수관의 A-A' 선 단면도,
도 5 는 본 발명의 커프의 배수관의 소용돌이 형상에 의하여 배수되는 상태를 나타내는 도면,
도 6 는 본 발명의 커프의 도 3 의 배수관의 B-B' 선 단면도로서 벤추리관 형상을 보여주는 도면,
도 7 은 본 발명의 커프의 배수관의 불소수지(tefron) 코팅 상태를 보여주는 일부절개사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 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 실시 예를 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 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 커프의 일부 확대 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 커프(10)는 타이어의 블록(block)(3)의 표면(4)으로부터 하방으로 연장된 협폭을 가지는 홈으로서, 커프(10)의 하부에 블록(3)의 일측면(5)으로부터 타측면(5')을 관통하여 그루브(groove)(1, 도 1 참조)로 연통된 관(pipe) 형상의 배수관(20)을 형성한 커프(10)이다.

따라서, 상기 블록(3)의 표면(4)으로부터 커프(10)로 유입된 물은 커프(10)의 하부에 형성된 배수관(20)을 따라서 그루프(1)로 배출된다.

상기의 배수관(20)은 젖지 않은 일반 노면에서 주행시에는 타이어 주위의 공기의 배출 속도를 향상시켜 방열을 통한 내구 성능을 상승시키며, 젖은 노면(wet 노면)에서 주행시에는 종래의 커프와 대비하여 커프로 유입되는 물을 배수관(20)을 통하여 신속하게 그루브로 배출시킬 수 있게 된다. 이와 같은 본 발명의 커프의 배수관을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3 은 본 발명의 커프의 배수관의 일례들을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 커프(10)의 배수관(20)은 블록(3)내에서 일측면(5)에 형성되는 일측공(21)과 타측면(5')에 형성되는 타측공(22)이 상호 연통되도록 형성된다. 이때, 블록(3)의 표면(4)에 형성된 커프(10)의 홈으로 유입된 물은 홈을 따라서 배수관(20) 내부로 유입되어 배수관(20)을 통하여 유동되어 일측공(21)과 타측공(22)으로 배수된다.

본 발명의 배수관(20)의 형상은 다양하게 형성될 수 있는데 도 3 의 상부 (a) 부분에 도시된 바와 같이, 블록(3)의 중앙 부분에 형성된 일측공(21)으로부터 하방을 향하여 절곡되어 블록(3)의 하부에서 직선 형상으로 연장되다가 상방을 향하여 절곡되어 블록(3)의 중앙 부분에 형성된 타측공(22)과 연통되는 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 도 3 의 중앙 (b) 부분에 도시된 바와 같이, 배수관(20)의 형상이 블록(3)의 중앙 부분에 형성된 일측공(21)으로부터 하방을 향하여 절곡되어 블록(3)의 하부 부분에서 직선 형상으로 연장되다가 상기 일측공(21)보다 더 낮은 선상의 위치인 블록(3)의 하부 부분에 형성된 타측공(22)과 연통되는 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 도 3 의 하부 (c) 부분에 도시된 바와 같이, 배수관(20)의 형상이 블록(3)의 하부 부분에 형성된 일측공(21)으로부터 직선 형상으로 연장되다가 블록(3)의 하부 부분에 형성된 타측공(22)과 연통되는 형상으로 이루어질 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 배수관(20)의 형상을 블록(3)에 형성되는 일측공(21)과 타측공(22)의 높이나 블록(3) 자체의 부피에 따라서 다양하게 형성할 수 있게 된다.

도 4 는 도 3 에 도시된 본 발명의 커프의 배수관의 A-A' 선 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 커프(10)의 배수관(20)은 소용돌이(swirl) 형상 또는 나선형(spiral) 형상으로 이루어져 있다.

즉, 도 4 의 (a) 부분에 도시된 바와 같이 단면의 형상이 배수관(20)의 몸체(23)에 날개(24)가 3 개가 형성되도록 이루어진 소용돌이 형상을 가진 실시예(3 swirl)의 배수관과, (b) 부분에 도시된 바와 같이 몸체(23)에 날개(24)가 4 개가 형성되도록 이루어진 소용돌이 형상을 가진 실시예(4 swirl)의 배수관이 있을 수 있으며, 이때, 도 3 에 도시된 커프(10)의 배수관(20)의 블록(3)의 표면(4)측의 폭(t)과의 상관관계는 하기의 수학식 1 및 수학식 2 와 같이 산출되는 것이 바람직하다.

(수학식 1)

d = min (t x 1.2)

* d: 배수관의 내경

t; 커프의 표면측 폭

(수학식 2)

D = min (d x 1.1)

* D: 배수관의 외경

d: 배수관의 내경

즉, 상기 수학식 1 에 의하면 본 발명의 배수관(20)의 내경(d)은 최소한 커프의 표면측 폭(t)의 1.2 배보다 커야하며, 수학식 2 에 의하면 배수관(20)의 외경(D)은 최소한 배수관의 내경(d)의 1.1 배보다 커야함을 나타낸다.

또한, 상기 커프의 표면측 폭(t)은 0.3 ~ 1.2 mm 인것이 바람직하다.

또한, 도 4 의 (c) 부분을 참조하면, 본 발명의 배수관(20)의 소용돌이 형상에 있어서 몸체(23)를 기준으로 날개(24)의 경사각은 10 도 내지 60 도로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 배수관(20)은 소용돌이 형상으로 이루어져 있으므로, 도 5 에 도시된 바와 같이 배수관(20)을 유동하는 물이 회오리를 치며 이동되므로 유속이 증가되어 그루부 또는 타이어 사이드부로 빠르게 배수가 이루어질 수 있게 된다.

한편, 도 6 는 도 3 에 도시된 본 발명의 커프의 배수관의 B-B' 선 단면도로서, 본 발명의 배수관(20)은 길이방향으로 벤추리관 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 배수관(20)의 A 지점에서의 내경(r1), B 지점의 내경(r2) 및 C 지점의 내경(r3)라 할때, 내경이 r1>r3>r2 라 할때, 관 내부를 통과하는 유체의 속도는 관의 단면적에 반비례하므로 유체의 속도는 B지점>C지점>A지점의 순으로 이루어지므로 배수관(20)의 내경을 각각 다르게 형성함으로써 벤추리관 형상에 의한 빠른 배수를 가능하게 한다.

도 7 은 본 발명의 커프의 배수관의 불소수지(tefron) 코팅 상태를 보여주는 일부절개사시도이다.

바람직하게는, 본 발명의 배수관(20)의 내측 표면에 불소수지(tefron) 코팅층(30)을 형성한다.

상기 불소수지코팅층(30)은 불수 수지를 도료화하여 스프레이한후 일정온도에서 가열 소성을 실시하여 형성하여 비활성의 견고한 불소수지코팅층(30)을 형성하며, 이렇게 형성된 불소수지코팅층(30)은 비점착성, 내열성, 저마찰, 내화확성이 우수하게 나타나게 된다.

또한, 상기 불소수지코팅층(30)이 코팅된 배수관(20)은 타이어 가류시 조건이 고온, 고압인데 가류후 몰드가 오픈시 커프내 이형성 및 내구성이 우수하여 커프(10)의 손상 방지가 가능하게 된다.

또한, 최근 타이어는 블록 강성 및 배수성 향상을 위하여 3D 형상의 커프를 적용하게 되어 구조가 복잡해지고 있는데 이러한 3D 형상의 커프의 형성을 위하여 3D 프린팅 장비를 사용하게 된다.

그런데, 이러한 3D 프린팅은 금속분말 재료를 용융하여 사용하므로 형성되는 커프의 표면거칠기가 Ra 5~9㎛ 수준으로 매우 거칠은 특성을 가지게 되어 마찰이 증가되면서 커프의 배수성이 불리하게 된다.

그러나, 본 발명의 불소수지 코팅층(30)을 형성한 배수관(20)의 표면거칠기는 Ra 1.5 ㎛ 이하 수준으로 형성됨으로써, 마찰이 감소되어 배수성이 향상될 수 있게 된다.

본 발명의 실시예는 용융 상태로 가열된 용사층 재료를 커프(10)의 배수관(20)의 표면에 분사시켜 피막을 형성하여 용사층(40)을 형성한 후, 상기 용사층(40)의 상측으로 프라이머(Primer)층(33), 중간층(Mid)(32) 및 탑코트층(31)으로 이루어지는 불소수지코팅층(30)을 형성하는 구성이다.

따라서, 이렇게 불소수지(tefron) 코팅층(30)을 형성한 본 발명의 배수관(20)은 마찰계수가 극히 작게 형성되어 배수 성능을 극대화할 수 있게 되며, 타이어 성능 향상을 위해 복잡하게 구성된 커프에 있어서 가류후 손상없이 인출이 가능토록 내마모성 및 내화학성과 내식성 향상이 가능하게 된다.

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 실시 예들은 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.

1; 그루브 3; 블록
4; 블록 표면 5; 블록 일측면
5'; 블록 타측면 10; 본 발명의 커프
20; 배수관 21; 일측공
22; 타측공 23; 몸체
24; 날개 30; 불수소지코팅층
31; 프라이머층 32; 중간층
33; 탑코트층 40; 용사층

Claims (8)

1. 타이어의 블록(3)에 형성된 커프(10);
   상기 커프(10)와 연통되도록 블록(3)의 내부에 형성되며, 블록(3)의 일측면(5)으로부터 타측면(5')을 관통하도록 형성되어 커프(10)로 유입된 물을 블록(3)의 외부로 배출시키는 배수관(20);
   를 포함하는 구성을 특징으로 하는 타이어.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배수관(20)은 소용돌이(swirl) 형상 또는 나선형(spiral) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 배수관(20)의 내경(d)은 최소한 커프의 표면측 폭(t)의 1.2 배보다 큰 구성을 특징으로 하는 타이어.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 배수관(20)의 외경(D)은 최소한 배수관의 내경(d)의 1.1 배보다 큰 구성을 특징으로 하는 타이어.
   
5. 제 2 항에 있어서, 상기 배수관(20)의 소용돌이 형상은,
   배수관의 몸체(23)를 기준으로 날개(24)의 경사각이 10 도 내지 60 도로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 배수관(20)은 관의 길이방향으로 벤추리관 형상으로 형성되어,
   관로의 내경의 크기에 따라서 유속이 다르게 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 배수관(20)의 표면에 불소수지(tefron) 코팅층(30)을 형성하는 것을 특징으로 하는 타이어.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 배수관(20)은,
   용융 상태로 가열된 용사층 재료를 커프(10)의 배수관(20)의 표면에 분사시켜 피막을 형성하여 용사층(40)을 형성한 후,
   상기 용사층(40)의 상측으로 불소수지코팅층(30)을 형성하는 구성을 특징으로 하는 타이어.

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