KR20230094789A - 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수 개의 종그루브와 상기 종그루브와 교차하는 다수 개의 횡그루브에 의해 구획된 다수의 트레드 블록으로 구성되고, 상기 트레드 블록의 표면에는 타이어 둘레방향 같은 높이의 서로 대향하는 양쪽 외측벽에서 시작하여 일정 지점에서 절곡되어 소정의 이격 간격을 두고 갈라져서 연장하고 블록 내에서 종단되는 한 쌍의 횡커프로 구성되는 투인원 커프가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 서로 트레이드오프 (trade-off) 관계에 있는 빙상 노면에서의 성능의 향상과 드라이 및 웨트 노면에서의 성능의 향상을 양립시킬 수 있는 공기입 타이어이다.

Description

공기입 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 트레드 블록에 타이어 폭방향으로 연장되는 복수의 횡커프를 형성한 공기입 타이어에 있어서, 빙상 성능의 향상과 드라이 및 웨트 노면에서의 성능 향상을 양립시키도록 한 공기입 타이어에 관한 것이다.

종래로부터 타이어의 에지 효과를 향상시켜 빙상 또는 설상 노면에서의 주행 성능을 향상시키는 타이어와 관련하여 여러 가지 기술들이 개발되고 있다. 예를 들어, 타이어 둘레방향 및 타이어 폭방향을 향해 연장되는 복수의 블록에 타이어 폭방향으로 연장하는 횡커프를 형성함으로써, 수막 제거 효과나 에지 효과에 의한 빙상 노면 또는 설상 노면에서의 제구동 성능을 향상시키도록 하고 있다.

그러나 이러한 종래의 타이어에서는 트레드 블록에 복수의 횡커프가 형성되어, 트레드 블록이 횡커프에 의해 분단되므로, 블록의 강성이 저하되어 블록이 변형되기 쉬워진다. 이로 인해 주행 시 횡커프에 의해서 구획된 트레드 블록의 작은 블록들의 변형에 수반하여 커프가 쓰러져, 노면과의 마찰에 의한 마찰력이 감소하고, 타이어가 진행하는 선단부(leading portion)가 말려 들어가는 현상이 발생하여 타이어의 주행 성능, 특히 조종 안정성이나 가속ㆍ제동 성능이 저하되는 문제가 있었다.

그 때문에, 타이어의 블록 강성 저하를 초래하지 않으면서 설상 성능 또는 빙상 성능을 향상시키는 방안으로, 예를 들어, 일본 특허공개 제2001-39126호는 타이어 폭방향의 커프와는 별도로, 타이어 폭방향의 커프에 대하여 깊이가 얕은 커프를 교차하도록 형성하는 방법을 제안하고 있으나, 교차하는 커프를 형성함으로써 블록이 소블록화되기 때문에, 블록 강성 향상 효과가 그다지 크지 않은 한계가 있다.

한편, 일본 특허공개 제2003-237320호는, 메인 그루브에 대하여 개구되도록 형성한 오픈 커프에 의해 구분된 작은 블록에 대해, 그들 작은 블록의 높이를 인접하는 작은 블록들 사이에서 상이하게 하고, 커프 깊이를 교대로 오프셋시킴으로써, 작은 블록의 변형을 억제하도록 한 타이어를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 기술에서는 높이가 상이한 블록을 형성하였기 때문에, 높은 쪽의 블록의 접지압이 커져 내마모성이 저하되는 문제가 있으므로, 이러한 기술에서도 블록 강성 향상 효과가 미흡한 한계가 있다.

일본 공개특허공보 제2001-39126호 일본 공개특허공보 제2003-237320호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 높은 빙상 성능을 유지함과 동시에 블록 강성을 향상시켜 드라이 및 웨트 노면에서의 성능도 함께 향상시킬 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

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

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,

다수 개의 종그루브와 상기 종그루브와 교차하는 다수 개의 횡그루브에 의해 구획된 다수의 트레드 블록으로 구성되고, 상기 트레드 블록의 표면에는 타이어 둘레방향 같은 높이의 서로 대향하는 양쪽 외측벽에서 시작하여 일정 지점에서 절곡되어 소정의 이격 간격을 두고 갈라져서 연장하고 블록 내에서 종단되는

한 쌍의 횡커프로 구성되는 투인원 커프가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

상기 투인원 커프를 구성하는 상기 횡커프들은 외측벽에서 소정의 길이로 연장하는 시작부들, 상기 시작부로부터 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는 경사부들 및 상기 경사부들에서 직선 방향으로 연장하는 분기부들을 포함하여 구성되고, 상기 시작부와 경사부 사이의 경사각(α)은 90~150º 의 범위 내일 수 있다.

상기 횡커프의 분기부들은 선형 또는 비선형 커프로 형성될 수 있는데, 비선형 커프로 형성되는 경우에는 지그재그형, 파형, 정현파형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 투인원 커프를 구성하는 횡커프들의 두께는 서로 같거나 상이하고, 상기 두께는 0.2 ㎜ 내지 1.2 ㎜의 범위 내일 수 있다.

상기 횡커프들의 깊이는 3 ㎜ 내지 10 ㎜의 범위 내일 수 있다.

상기 투인원 커프의 깊이 방향 단부 또는 블록 내에서 종단되는 단부에는 공극 단면적이 국소적으로 확대되는 보이드부가 형성될 수 있다.

상기 투인원 커프를 구성하는 횡커프들 사이의 간격은 10 내지 50 ㎜이고, 상기 분기부의 길이는 해당 블록의 폭방향 전체 길이의 10% 내지 70% 범위 내일 수 있다.

본 발명에서 투인원 커프는 하나의 블록당 1개 내지 10 개 형성될 수 있다.

본 발명의 공기입 타이어는 하나의 블록 내에 투인원 커프가 형성되는 영역 이외에 블록의 표면에 복수의 웨이브형 횡커프가 형성된 영역을 추가로 포함할 수 있다.

하나의 트레드 블록 내에 투인원 커프와 웨이브형 커프가 함께 형성되는 경우에는 블록 내에서 투인원 커프와 웨이브형 커프 사이의 사잇각이 3°내지 70°가 되도록 서로에 대해서 경사지게 형성될 수 있다. 이때 투인원 커프와 웨이브형 커프 사이의 거리는 블록의 타이어 둘레방향 길이의 10% 내지 90%의 길이를 가질 수 있다.

본 발명에 의하면 타이어의 트레드 블록 상에 타이어 폭방향의 횡커프를 복수 형성함으로써 수막 제거 효과나 에지 효과에 의한 빙상 노면에서의 제구동 성능을 향상시키면서도, 투인원 커프에 의해 블록 간의 연결성을 확보하여 블록 강성 약화를 최소화함으로써, 드라이 및 웨트 노면에서의 성능도 향상시킬 수 있다.

또한 빙판길에서의 그립과 눈길에서의 그립은 서로 트레이드오프 관계에 있어 양립시키기 어려운데, 본 발명에 의하면 설상 성능의 트레이드오프를 최소화 하여 빙상 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 트레드 패턴의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 트레드면을 나타내는 일부 확대 평면도이다.
도 3a-c는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기입 타이어의 트레드 블록의 표면에 형성되는 투인원 커프를 개략적으로 도시한 확대사시도이다.
도 4a-b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기입 타이어의 트레드 블록의 표면에 형성되는 투인원 커프를 개략적으로 도시한 확대사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 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.

본 명세서에서 "둘레방향"은 타이어가 구르거나 회전할 때 따르는 방향이며 타이어의 회전축에 대해 수직인 방향을 의미하며, 둘레방향은 종방향으로도 지칭된다.

본 명세서에서 "폭방향"이라는 용어는 타이어가 지표면을 따라 구를 때의 타이어의 회전축에 대해 평행한 방향을 지칭한다. "횡방향" 또는 "가로 방향"과 같은 의미이다.

본 명세서에서 "커프"라는 용어는 트레드 내에 배치되는 임의의 가늘고 긴 홈 또는 절개부를 의미하다. 이러한 커프는 트레드 내에 깊이 방향으로 연장되는 서로 반대되는 한 쌍의 외측벽을 포함한다.

본 명세서에서 트레드 “블록”은 그루브에 의해 한정되는 융기 요소를 의미하고, 타이어가 장착된 차량의 주행 중에 지면에 접촉하는 접지면과 접지면 양쪽의 측벽을 갖는 부분을 의미한다.

본 발명에서 “웨이브형 커프”라는 용어는 지그재그형, 파형, 정현파형 등의 형상을 갖는 타이어 폭방향 커프를 의미하는데, 커프의 형상이 상기 형상으로 한정되는 것은 아니고 다른 임의의 형상의 비선형 커프를 모두 포괄하는 의미이다.

본 명세서에서, "타이어 둘레방향 같은 높이"라는 용어는 각각의 횡커프들의 트레드 블록의 외측벽 상의 시작점에서 연장하기 시작하는 시작부들의 위치가 타이어 둘레방향으로 같은 높이(level)에 배치되는 것은 물론이고 분기부 사이의 간격의 5% 이내의 범위에서 타이어 둘레방향으로 약간 어긋나게 위치되는 것도 포함하는 의미이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 트레드 패턴의 개략적인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어의 트레드면을 나타내는 일부 확대 평면도이며, 도 3a-c는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기입 타이어의 트레드 블록을 확대도시한 모식도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 공기입 타이어는, 다수 개의 종그루브(3a, 3b, 3b')와 상기 종그루브와 교차하는 다수 개의 횡그루브(5, 5')에 의해 구획된 다수의 트레드 블록들(10)로 구성되고, 상기 트레드 블록의 표면에는 타이어 둘레방향 같은 높이(N)의 서로 대향하는 양쪽 외측벽(EW₁, EW₂)에서 시작하여 일정 지점에서 절곡되어 소정의 이격간격을 두고 갈라져서 연장하고 블록 내에서 종단되는 한 쌍의 횡커프(71, 72)로 구성되는 투인원 커프(7)가 하나 이상 형성된다.

상기 투인원 커프(7)를 구성하는 횡커프들(71, 72)은 블록 내에서 종단되는 단부(T1, T2)가 타이어 폭방향으로 서로 반대방향에 위치하도록 교대로 형성된다. 예를 들어, 횡커프(71)의 분기부(71c)의 단부(T1)는 횡커프(72)의 분기부(72c)가 시작되는 지점에 가까운 위치에 형성되고, 횡커프(72)의 분기부(72c)의 단부(T2)는 횡커프(71)의 분기부(71c)가 시작하는 지점에 가까운 위치에 형성될 수 있다. 블록의 둘레방향 외측벽은 중앙부와 비교하여 큰 변형을 받으므로, 일측이 블록 내에서 종단되는 커프를 형성할 경우에 힐·앤드·토 마모를 억제하여, 내구성을 향상시킬 수 있다.

각각의 횡커프들(71, 72)은 블록의 외측벽 상의 시작점(S1, S2)에서 연장하기 시작하는 시작부들(71a, 72a), 상기 시작부로부터 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는 경사부들(71b, 72b) 및 상기 경사부들에서 이어지고 타이어 둘레방향으로 소정의 이격간격으로 서로 대향하여 형성되는 분기부들(71c, 72c)을 포함하여 구성된다. 상기 투인원 커프(7)는 직진 주행 시, 접지압을 고르게 유도하여 제동력을 향상 시키고 특히 빙상 노면에서의 직진 안정성능을 향상시킨다. 또한 본 발명의 투인원 커프로 이루어진 트레드 패턴을 갖는 본 발명의 공기입 타이어는, 타이어의 횡방향 블록 강성이 보강되어 결빙 노면에서의 제동력 성능을 향상시키면서도 드라이 및 웨트 노면에서의 내구성도 향상시킬 수 있다.

상기 각각의 횡커프들(71, 72)의 블록의 외측벽 상의 시작점(S1, S2)에서 연장하기 시작하는 시작부들(71a, 72a)은 한 쌍의 횡커프(71, 72)의 서로 대향하는 양쪽 외측벽(EW1, EW2)에서의 같은 높이에서 시작한다. 여기서 “타이어 둘레방향 같은 높이(N)”라는 것은 시작부들(71a, 72a)의 시작 지점이 타이어 둘레방향 같은 높이(level)에 배치되는 것은 물론이고, 한 쌍의 횡커프(71, 72)의 서로 대향하는 양쪽 외측벽(EW1, EW2)에서의 시작 지점이 분기부(71c ,72c) 사이의 간격(w2)의 5% 이내의 범위에서 타이어 둘레방향으로 약간 어긋나게 위치되는 것도 포함하는 의미이다.

상기 경사부들(71b, 72b)은 경사각(α)에 의해 결정되어, 각각의 횡커프의 시작부(71a, 72a)와 경사부(71b, 72b) 사이의 경사각(α)은 90º~150º의 범위 내일 수 있다. 상기 경사각이 90º 미만인 경우에는, 타이어 축방향의 에지 성분이 저하할 우려가 있고, 반대로 상기 경사각이 150º를 초과하는 경우에는 메인그루브(3a, 3b, 3b')의 배수 저항이나 배설 저항이 커져, 배수 성능 및 빙상 성능이 악화될 우려가 있다. 이 때문에 횡커프의 시작부(71a, 72a)와 경사부(71b, 72b) 사이의 경사각(α)은 바람직하게는 90° 이상이며 150° 미만이다.

상기 횡커프의 분기부(71c, 72c)들은 선형 또는 비선형 커프로 형성될 수 있다. 횡커프의 분기부(71c, 72c)의 평면에서 본 형상은, 도 3a-c의 실시예와 같이 직선형일 필요는 없고, 도 4a-b의 실시예와 같이 파형, 지그재그형 또는 정현파 형상이어도 좋다. 횡커프의 분기부(71c, 72c)가 웨이브형으로 형성되면, 타이어 둘레방향의 에지 성분을 포함하기 때문에, 빙상 노면에서의 선회 성능을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 투인원 커프(7)의 커프 깊이방향의 형상은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 직선형으로 연장하는 형상이어도 좋고, 웨이브형이어도 좋고, 타이어 폭방향으로 웨이브형으로 형성되는 것에 추가하여 커프의 깊이방향으로도 웨이브형으로 연장하는 3 차원 커프 구조로도 형성될 수 있다.

투인원 커프 및 웨이브형 커프 모두, 커프의 깊이는 종그루브(3a, 3b, 3b') 깊이의 50％∼90％로 하는 것이 바람직하다. 50％ 미만에서는 커프 깊이가 지나치게 얕기 때문에, 마모 말기에 이를 때까지 빙상 성능이 소실되어, 빙상 성능을 장기간에 걸쳐 유지할 수 없게 되고, 90％를 초과하는 경우에는 종그루브(3a, 3b, 3b') 의 깊이와 커프 깊이가 거의 일치하기 때문에, 커프 저부에 응력이 집중되어, 크랙 발생이 발생할 수 있다. 투인원 커프(7)를 구성하는 횡커프들(71, 72)의 깊이는 바람직하게 3 ㎜ 내지 10 ㎜일 수 있다.

분기부(71c, 72c)의 종점(T1, T2)이 타이어 폭방향으로 서로 반대방향이 되도록 교대로 형성되는 횡커프들(71, 72)의 타이어 폭방향 두께(t1, t2)는 서로 같거나 상이하고, 이 두께(t1, t2)는 0.2 ㎜ 내지 1.2 ㎜의 범위 내일 수 있다. 트레드 블록 내에서 종단되는 분기부(71c, 72c)의 종점(T1, T2)은 경사부(71b, 72b)가 꺾이기 시작하는 지점에 최대한 가까이 형성되는 것이 바람직하다. 투인원 커프(7)를 구성하는 횡커프들(71, 72)의 분기부(71c, 72c)의 종점들(T1, T2)에는 단면에서의 공극 단면적이 국소적으로 확대되는 보이드부(71e, 72e)가 형성될 수 있다. 또한 횡커프들(71, 72)의 커프의 깊이방향 단부에도 보이드부(8)가 형성될 수 있다. 보이드부(71e, 72e) 및 보이드브(8)의 형상은 특별히 제한되지 않는데, 원형, 타원형, 물방울형 등의 다양한 형상일 수 있다. 트레드 표면에 형성된 보이드부(71e, 72e)는 접지면에 있는 횡커프(71, 72)를 따르는 트레드 블록의 불균일한 변형을 방지하는데 기여한다. 즉, 트레드 블록에 제동력 또는 마찰력이 인가되는 경우에, 횡커프는 실질적으로 평행하게 오픈되고, 주로 횡커프의 길이 전체에 걸쳐서 오픈되어, 접지성능이 기존의 커프에 비해서 현저하게 향상된다. 더욱이 상기 보이드부(71e, 72e)는 불균일한 마모를 일으키지 않으면서 블록의 비절단부에 기초하여 강성을 유지하면서도, 빙상 노면에서의 마찰력을 향상시키고 젖은 노면에서의 제동력을 향상시킬 수 있다.

투인원 커프(7)를 구성하는 횡커프들(71, 72)의 분기부(71c, 72c) 사이의 간격(W2)은 2 내지 8 ㎜ 범위 내일 수 있다. 분기부(71c, 72c) 사이의 간격(W2)이 8 ㎜를 초과하는 경우에는, 타이어의 회전에 의해 횡커프의 분기부의 열림이 커져, 에지 효과가 저하할 우려가 있고, 반대로 횡커프의 분기부(71c, 72c) 사이의 간격(W2)이 2 ㎜ 미만인 경우에는 커프(71, 72)의 열림이 과도하게 작아져, 빙상 노면에서의 에지 효과를 충분히 얻기 어려울 수도 있다.

상기 분기부(71c, 72c)의 길이(W5)는 트레드 블록의 타이어 폭방향 전체 길이(W4)에 대해 10% 내지 70%의 길이를 가질 수 있다. 본 발명에서 트레드 블록의 타이어 둘레방향 길이(W3) 및 타이어 폭방향 길이(W4)는, 도 1에 원내확대도로 도시한 바와 같이, 본 발명의 트레드 블록을 둘러싸는 사각형을 도시하는 경우에, 해당 사각형의 둘레방향 길이 및 폭방향 길이를 각각 해당 블록의 타이어 둘레방향 길이(W3) 및 타이어 폭방향 길이(W4)로 측정한다.

본 발명의 공기입 타이어에서 투인원 커프(7)는 하나의 트레드 블록당 1개 내지 10개 형성될 수 있다. 투인원 커프의 개수가 1개 미만인 경우에는 빙상 노면에서의 제동성능이 저하될 수 있고, 10개를 초과할 경우에는 블록의 강성이 저하할 우려가 있다.

다른 실시예에서, 본 발명의 공기입 타이어는, 도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 트레드 블록(10) 내에 투인원 커프가 형성된 영역(30)과 웨이브형 커프가 형성된 영역(20)을 모두 포함할 수 있다. 이러한 형상의 트레드 블록(10)은 타이어의 센터 리브(3)에 형성될 수 있고, 2열로 타이어의 둘레방향으로 반복 배열될 수 있다. 2열의 블록열들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 타이어의 둘레방향으로 약간 오프셋되어 2열의 블록열들이 서로 인터록킹되는 배열(interlocking arrangement)로 배치될 수 있다. 웨이브형 커프 형성 영역(20)은 가늘고 길게 형성될 수 있고, 투인원 커프 영역은 다각형 형상으로 형성될 수 있고, 웨이브형 커프 형성 영역(20)의 면적은 투인원 커프 형성 영역(30)의 면적의 10% 내지 90%의 크기로 상대적으로 작게 형성될 수 있다.

하나의 트레드 블록(10) 내에 투인원 커프 형성 영역(30)과 웨이브형 커프 형성 영역(20)이 함께 형성되는 경우에는 블록 내에서 투인원 커프(7)와 웨이브형 커프(21)는 서로 평행하게 형성되거나, 도 1에 도시한 바와 같이 투인원 커프(7)는 타이어 폭방향으로 평행하게 형성되고, 웨이브형 커프(21)는 타이어 폭방향에 대해서 경사지게 형성될 수 있다. 이때 투인원 커프(7)와 웨이브형 커프(21) 사이의 사잇각(β)이 3°내지 70°가 되도록 형성될 수 있다. 이때 투인원 커프(7)와 웨이브형 커프(21) 사이의 거리(d)는 블록의 타이어 폭방향 전체 길이(W3)의 3% 내지 30%의 길이를 가질 수 있다. 상기 웨이브형 커프(21)는 하나의 종그루브 (3a)에서 다른 하나의 종그루브(3b)까지 상기 블록을 가로질러 연장되도록 형성될 수 있다. 여기서 투인원 커프(7)와 웨이브형 커프(21) 사이의 거리(d)는, 도 2에 도시한 바와 같이,

투인원 커프(7)에서 가장 가까운 웨이브형 커프(21)의 단부에서 투인원 커프(7)의 분기부(71c)와 평행하게 보조선 22를 그었을 때, 보조선 22와 상기 투인원 커프(7)의 분기부(71c) 사이의 거리로 측정한다. 투인원 커프(7)와 웨이브형 커프(21) 사이의 거리(d)가 블록의 타이어 폭방향 전체 길이(W3)의 3% 미만일 경우 커프 사이 간격이 너무 작아 강성 저하가 발생할 수 있고, 30% 초과일 경우 커프 사이의 간격이 너무 커 이상 마모가 발생할 수 있다.

실시예

타이어 사이즈를 225/65R17 101Q, 숄더 블록 패턴을 공통으로 하고, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 센터 블록의 표면의 횡커프의 모양을 상이하게 한 비교예 1, 2 및 실시예 1의 타이어를 제작하였다.

비교예 1은 하나의 블록에 하나의 직선형 횡커프가 형성된 타이어이고, 비교예 2의 타이어는 하나의 블록에 비교예 보다 많은 2 개의 직선형 횡커프가 형성된 타이어이다. 실시예 1은 하나의 블록에 본 발명의 투인원 커프를 형성한 예이다.

전술한 본 발명의 공기입 타이어의 효과를 검증하기 위해, 이들 3 종의 타이어에 대해, 하기의 측정 방법에 의해, 타이어상 카빙을 통한 실차 성능 변화를 검증하기 위하여, 블록 강력 및 μ 값 시뮬레이션을 진행하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[측정 방법〕

1. 실차 평가 결과

아래 실시예 1 및 비교예 1의 패턴을 형성한 그루빙(grooving) 타이어 장착한 테스트 차량을 이용하여, 필란드에 소재하는 윈터타이어 야외 성능 평가 센터(Test World)에서, 테스트 코스인 빙상 노면 및 설상 노면을 각각 드라이버 1명이 승차해서 테스트 주행하여, 핸들 응답성, 제동성능, 구동성능에 관한 특성을 드라이버의 관능 평가에 의해 비교예 1을 100으로 하는 평점으로 평가하였다. 수치가 클수록 성능이 양호한 것을 나타낸다.

상기 표 1의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 타이어의 경우에 타이어 접지압을 균일하게 유도하면서 빙상 성능이 5~10% 향상됨을 확인하였다. 접지압의 경우 Footshape 상 색상 차이가 적을 경우 균일하다고 할 수 있다.

2. 특성치 해석 결과

실시예 2, 비교예 3,4의 트레드 블록의 강력 및 μ 값 시뮬레이션 진행

기존에 사용되는 직선형 커프 형상의 커프 개수에 따른 비교예 2,3의 형상, 본 발명에 의한 커프형상인 실시예 2와의 성능 비교를 위해 유한요소해석을 진행하였다. 일반적으로 트레드 패턴은 노면과의 접지를 통해 그 성능이 발현되며

트레드 패턴에는 차량의 하중으로 인한 접지압, 제동 시 트레드 패턴과 노면 사이에서 발생하는 마찰력이 작용한다. 따라서 유한요소해석 시 경계조건으로 실제 차량에서의 접지압을 적용하여 트레드 패턴의 초기 변형을 유도하고 노면과 미끌림을 모사하여 마착력을 측정하였다. 이때 트레드 패턴의 형상적 특성과 제동 성능을 예측할 수 있는 강력, μ 값 결과들을 하기 표 2에 도시하였다.

구분	트레드 패턴	강력 (%)	μ값 (%)
비교예 2		100%	100
실시예 1		97%	100
비교예 3		90%	91

상기 표 2의 결과를 통해서 확인되는 바와 같이, 실시예 2의 블록은 비교예 2의 블록에 비해 커프 에지 길이의 증가에도 불구하고 블록 강력은 크게 저하되지 않는 것을 확인하였다. 본 발명에 의한 실시예 2의 타이어는 블록의 강성 값도 크게 저하되지 않으며, 최대 마찰력 또한 크게 저하되지 않는 형상으로, 본 발명의 공기입 타이어에 의하면 양립시키기 어려운 젖은 노면 및 마른 노면에서의 접지력 향상과 더불어 빙상 성능의 향상을 동시에 제공할 수 있고, 더 나아가 설상 성능도 유지할 수 있다는 것을 확인하였다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 상세하게 설명하였으나, 이는 단지 예시를 위한 것으로 어떠한 의미로도 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 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. 본 발명의 진정한 보호범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 하고, 특허청구범위 및 그와 균등한 범위 로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 실시형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 타이어
2: 트레드
3, 3a, 3b, 3b ': 종그루브
4, 4a, 4b: 센터 블록
5, 5': 횡그루브
6a, 6b: 숄더 블록
20: 웨이브형 커프 영역
30: 투인원 커프 영역
7: 투인원 커프
71, 72: 횡커프
71a, 72a: 시작부
71b, 72b: 경사부
71c, 72d: 분기부
71e, 72e, 8: 보이드부
EW1, EW2: 외측벽
S1, S2: 시점
T1, T2: 종점

Claims (12)

1. 다수 개의 종그루브와 상기 종그루브와 교차하는 다수 개의 횡그루브에 의해 구획된 다수의 트레드 블록으로 구성되고, 상기 트레드 블록의 표면에는 타이어 둘레방향 같은 높이의 서로 대향하는 양쪽 외측벽에서 시작하여 일정 지점에서 절곡되어 소정의 이격 간격을 두고 갈라져서 연장하고 블록 내에서 종단되는 한 쌍의 횡커프로 구성되는 투인원 커프가 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 투인원 커프를 구성하는 횡커프들은 외측벽에서 소정의 길이로 연장하는 시작부들, 상기 시작부로부터 소정의 경사각으로 경사지게 형성되는 경사부들 및 상기 경사부들에서 직선 방향으로 연장하는 분기부들을 포함하여 구성되고, 상기 시작부와 경사부 사이의 경사각(α)은 90~150º 인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 횡커프의 분기부들은 선형 또는 비선형 커프로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 투인원 커프를 구성하는 횡커프들의 두께는 서로 같거나 상이하고, 상기 두께는 0.2 ㎜ 내지 1.2 ㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 횡커프들의 깊이는 3 ㎜ 내지 10 ㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 투인원 커프의 깊이 방향 단부 또는 블록 내에서 종단되는 단부에는 공극 단면적이 국소적으로 확대되는 보이드부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 투인원 커프를 구성하는 횡커프들 사이의 간격은 2 내지 8 ㎜인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
8. 제2항에 있어서, 상기 분기부의 길이는 블록의 폭방향 전체 길이의 10% 내지 70% 범위 내의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 투인원 커프는 하나의 블록당 1개 내지 10개 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 공기입 타이어는 하나의 블록 내에 투인원 커프가 형성되는 영역 이외에 블록의 표면에 복수의 웨이브형 횡커프가 형성된 영역을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 투인원 커프와 웨이브형 커프 사이의 거리는 블록의 타이어 둘레방향 길이의 10% 내지 90%의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
    
12. 제10항에 있어서, 블록 내에서 투인원 커프와 웨이브형 커프는 사잇각이 3°내지 70°가 되도록 서로에 대해서 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.

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