KR100546438B1 - Pneumatic radial tire - Google Patents

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    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/0083—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts characterised by the curvature of the tyre tread

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Abstract

본 발명은 공기입 레디알 타이어에 있어서 트레드부의 외각 프로파일을 조절함으로써 타이어의 폭 방향 및 원주방향 강성을 증가시키고, 벨트의 장력을 증가시켜 코너링시 타이어의 접지 형상이 안정되도록 하여 조종안정성 향상을 도모한 것이다. The present invention increases the width and circumferential stiffness of the tire by adjusting the outer profile of the tread portion in the pneumatic radial tire, and improves the steering stability by increasing the tension of the belt so that the ground shape of the tire is stabilized when cornering. will be.

Description

공기입 레디알 타이어{Pneumatic radial tire}Pneumatic radial tire

도 1은 종래의 타이어의 우측 반쪽의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of the right half of a conventional tire.

도 2는 본 발명에 따른 하나의 원호와 2차 함수를 설명한 선도이다.2 is a diagram illustrating one arc and quadratic function according to the present invention.

도 3은 본 발명과 종래 기술의 트레드 윤곽선을 비교하기 위해서 나타낸 선도이다.3 is a diagram for comparing the tread contour of the present invention and the prior art.

도 4는 종래 기술과 본 발명의 트레드부의 프로파일을 나타낸 선도이다.Figure 4 is a diagram showing the profile of the tread portion of the prior art and the present invention.

도 5는 종래 기술과 본 발명의 횡 방향 접지 압력의 분포를 나타낸 그래프이다. 5 is a graph showing the distribution of the transverse ground pressure of the prior art and the present invention.

본 발명은 공기입 레디알 타이어에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 타이어의 폭 방향 및 원주방향 강성을 증가시키고, 벨트의 장력을 증가시켜 코너링시 타이어의 접지 형상이 안정되도록 하여 조종안정성 향상시킬 수 있는 공기입 레디알 타이어에 관한 것이다. The present invention relates to a pneumatic radial tire. More specifically, the present invention relates to a pneumatic radial tire that can increase the width and circumferential stiffness of the tire, increase the tension of the belt, and stabilize the ground shape of the tire when cornering, thereby improving steering stability.

승용차용 레디알 타이어는 고출력화, 고속화를 통하여 편평비가 55％ 이하인 타이어로의 저편평화가 진행되고 있으며, 고속 주행시의 성능향상을 위하여 저편 평 타이어(lower aspect tire)의 접지 형상에 대한 연구가 행해지고 있다.In the case of a radial tire for a passenger car, the flattening of the tire with a flat ratio of 55% or less is being progressed through high output and high speed, and a study on the ground shape of the lower aspect tire is performed to improve the performance at high speeds. .

접지 형상을 조절하기 위해서 종래 기술에서는 주로 타이어 단면에 있어서 트레드부 외각을 곡률 반경이 다른 2종 또는 3종의 원호를 접속하여 형성하고 있다.In order to adjust the ground shape, the prior art mainly forms the outer shell of the tread portion in the tire cross section by connecting two or three circular arcs having different radii of curvature.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같은, 일본 공개 특허 평10-287106호에서는 트레드 중앙부에서 숄더부까지 곡률 반경이 연속적으로 감소하는 에피사이쿠로이도 함수를 사용하여 여러 개의 원호(7개 이상)의 연결체로 근사적으로 트레드 윤곽선을 형성하고 있다. 도 1의 공기입 타이어는 비드코아(2)를 갖는 한 쌍의 비드부(3)와 각 비드부(3)로부터 반경 방향 바깥쪽으로 늘어나는 사이드월부(4), 그 반경 바깥쪽 선단 사이를 연결하는 트레브부(5)를 갖추고, 타이어 단면 폭 W에 대한 타이어 단면 높이 H의 비(H/W)로 된 편평율을 55％ 이하로 한 승용차용 레디알 타이어인 것이다. 도 3에서 C는 타이어 적도이고, L은 트레드 표면의 윤곽선이고, PC는 타이어 적도점이며, E는 트레드 가장자리이고, FL은 트레드 곡선을 나타낸 것이다. For example, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-287106, as shown in Fig. 1, employs an episaikuroiido function in which the radius of curvature decreases continuously from the center of the tread to the shoulder, and thus, multiple arcs (7 or more). The tread outline is approximated by the connector of. The pneumatic tire of FIG. 1 connects between a pair of bead portions 3 having bead cores 2 and sidewall portions 4 extending radially outward from each bead portion 3, the radially outer ends thereof. It is a radial tire for passenger cars provided with the treb part 5 and having the flatness ratio which became ratio (H / W) of the tire cross-sectional height H with respect to the tire cross-sectional width W being 55% or less. In FIG. 3, C is the tire equator, L is the contour of the tread surface, PC is the tire equator point, E is the tread edge, and FL represents the tread curve.

그러나, 상기 일본 특허는 타이어의 가황 금형 제작시 가공 정밀도에 문제가 있다. However, the Japanese patent has a problem in processing accuracy when manufacturing a vulcanized mold of a tire.

일반적으로 고속 주행시에 조종 안정성을 향상시키기 위해서는 트레드 중앙부의 원호의 곡률 반경을 크게 하여 플랫화 한 것이 바람직하다. 즉, 트레드 중앙부의 원호의 곡률 반경을 크게 하면 벨트 장력이 커져 타이어의 진행 방향에 대한 강성이 증가하여 고속 직진시의 조종 안정성을 향상시킨다. In general, in order to improve steering stability at high speeds, it is preferable to flatten the radius of curvature of the circular arc of the tread. In other words, when the radius of curvature of the arc of the tread is increased, the belt tension is increased to increase the rigidity of the tire in the direction of travel, thereby improving the steering stability at high speed.

그런데, 트레드부를 플랫화하면 트레드의 숄더부에 있어서, 타이어의 적도점 을 통과한 타이어의 축 방향선과 트레드 표면과의 타이어 반경 방향 거리인 캠버양이 작아지기 때문에 선회시의 횡력이나 휠얼라인먼트에 의한 캠버각 등의 영향에 의해 트레드의 숄더부가 강하게 노면과 접촉하게 되고, 이러한 현상에 의하여 편마모가 발생하기 쉽고, 또한 캠버각이 증가할 경우 고속 내구성이 손실되는 문제가 있다. However, when the tread portion is flattened, the camber amount, which is the tire radial distance between the axial line of the tire and the tread surface passing through the equator point of the tread, becomes smaller at the shoulder portion of the tread. Due to the influence of the camber angle, the shoulder portion of the tread is strongly in contact with the road surface, and this phenomenon tends to cause uneven wear, and high speed durability is lost when the camber angle is increased.

이에 본 발명은 트레드부의 플랫화 및 숄더부의 캠버양을 확보하여 전반적으로 라운드(round)한 접지현상을 유도함으로써 고속 주행시 접지 형상의 최적화를 통해 고속 직진시의 조종안정성, 편마모 성능, 선회 성능을 향상시키고자 하는데 그 목적이 있는 것이다. Accordingly, the present invention improves the steering stability, uneven wear performance, and turning performance at high speed straight through the optimization of the ground shape at high speed by securing the flatness of the tread part and securing the camber amount of the shoulder part. The purpose is to make it.

본 발명은 타이어 자오 단면에 있어서 트레드 표면의 윤곽선인 L(P0 ~ P1)을 곡률 반경 원호 R, 해당 원호 R과 접속하는 트레드 곡선 FL(P1 ~ P2)을 2차 다항 함수로 하여서 되는 공기입 레디알 타이어이다. According to the present invention, a pneumatic radial is obtained by using a quadratic polynomial function of tread curve FL (P1 to P2) connecting L (P0 to P1), which is the contour of the tread surface, with the radius R of curvature R, and the corresponding arc R in the tire Zao cross section. It is a tire.

또한, 본 발명의 공기입 레디알 타이어는 트레드 중앙부의 원호길이 L이 총 트레드부 길이의 0.4 내지 0.7의 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the pneumatic radial tire of the present invention is characterized in that the arc length L of the center of the tread has a length of 0.4 to 0.7 of the total tread length.

또한, 본 발명의 공기입 레디알 타이어는 트레드의 중앙부의 원호 R은 타이어 단면 폭(W)의 300％ 내지 600％, 바람직하게는 400％ 내지 500％의 곡률을 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the pneumatic radial tire of the present invention is characterized in that the arc R of the central portion of the tread has a curvature of 300% to 600%, preferably 400% to 500% of the tire cross-sectional width W.

또한, 본 발명의 공기입 레디알 타이어는 곡률반경 원호 R의 X-Y 좌표계와 2차 다항 함수의 x-y 좌표계 회전 변화(θ)는 2.5＜θ≤5의 범위인 것을 특징으로 한다.Further, the pneumatic radial tire of the present invention is characterized in that the rotational change θ of the X-Y coordinate system of the radius of curvature arc R and the x-y coordinate system of the quadratic polynomial function are in the range of 2.5 <

또한, 본 발명의 공기입 레디알 타이어에서 P1 ~ P2곡선은 2차 다항함수로 계산된 FL곡선으로의 오차 1/100(mm) 이내가 되는 3개 미만의 원호의 연결로 근사적으로 형성하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the pneumatic radial tire of the present invention, the P1 to P2 curves are approximately formed by connection of less than three arcs within 1/100 (mm) of the FL curve calculated by the second polynomial function. It features.

이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부 도면 중 도 1은 종래의 타이어의 우측 반쪽의 단면도로서, 도 1에 의하면, 타이어 자오 단면에 있어서 트레드 표면의 윤곽선(L)이 트레드 외각의 중앙점인 P0로부터 끝점 P2를 향하되, P0 ~ P1 사이는 단일 곡률을 갖으며, P1 ~ P2까지는 P0 ~ P1 곡선에 접하는 2차 다항 함수를 사용하여 고속 주행시 및 고속선회시 트레드의 숄더브에 발생하는 노면 눌림 현상을 완화하고, 접지 형상 및 접지압을 최적화하는 기술로써 타이어 단면 폭 W와 타이어 단면 높이 H와의 비(H/W)로 되는 편평율을 55％ 이하로 한다.1 is a cross-sectional view of the right half of a conventional tire, and according to FIG. 1, the contour L of the tread surface in the tire Zao cross section is directed toward the end point P2 from P0 which is the center point of the tread outer shell. It has a single curvature between P1 and P1 to P2, and uses the second order polynomial function that is in contact with the P0 to P1 curve to alleviate road surface crushing occurring on the tread shoulders during high-speed driving and high-speed turning. The flatness ratio which becomes ratio (H / W) of tire cross section width W and tire cross section height H is made into 55% or less as a technique of optimizing.

즉, 트레드 중앙의 원호(P0 ~ P1)의 곡률반경을 크게 하여 고속 주행 성능을 확고하게 하고 트레드 숄더부의 캠버양(Y)을 확보하여 조정 안정성, 편 마모 성능, 선회성능을 향상시키는데 목적이 있다.In other words, the radius of curvature of the circular arcs (P0 to P1) in the center of the tread is increased to secure high-speed driving performance and to secure the camber amount (Y) of the tread shoulder part, thereby improving adjustment stability, piece wear performance, and turning performance. .

도 2는 하나의 원호와 2차 함수를 설명한 선도로서, 트레드 중앙부 P0 점에서 P1점까지는 곡률 반경 R 원호로 나타내며, P1점에서 P2점까지는 원호 R과 접하는 2차 함수를 이용하여 타이어 트레드 표면의 외곽선 L(FL)을 구하는 과정을 나타내면 다음과 같다. FIG. 2 is a diagram illustrating a circular arc and a quadratic function, in which the radius of curvature R is arced from the point P0 to the point P1 at the center of the tread, and the point of the tire tread surface using the quadratic function in contact with the arc R from the point P1 to the point P2. The process of obtaining the outline L (FL) is as follows.

1. 트레드 중앙부의 곡률 반경인 원호 R과 P0에서 P1점까지의 L 길이에 의해 θ는 아래와 같이 계산할 수 있다. 1. θ can be calculated as follows by the arc R, the radius of curvature at the center of the tread, and the length L from P0 to P1.

Figure 112002038332904-pat00001
Figure 112002038332904-pat00001

2. P1, P2점은 X-Y 좌표계에서 θ만큼 회전 변화한 x-y 좌표계로 다음 식(2)를 사용하여 계산할 수 있다. 2. P1 and P2 points are x-y coordinate systems which are rotated and changed by θ in the X-Y coordinate system and can be calculated using the following equation (2).

Figure 112002038332904-pat00002
Figure 112002038332904-pat00002

Figure 112002038332904-pat00003
Figure 112002038332904-pat00003

3. 2차 함수를 사용하여 FL 곡선을 나타내기 위해서 x-y 좌표계로 변화된 P1, P2점을 다음 식(3)에 대입하여 미지수 K 값을 계산할 수 있다.3. In order to represent the FL curve using the quadratic function, the unknown K value can be calculated by substituting P1 and P2 points changed in the x-y coordinate system into the following equation (3).

y = -K { x}^{2 } + R ----------- (3) y = -K {x} ^ {2} + R ----------- (3)

상기 식(3)에서 [P1, P2]의 범위에서 x의 변화에 따른 y를 계산한 후 X-Y좌표계로 변화하여 곡선 FL을 나타낼 수 있다. In Formula (3), after calculating y according to the change of x in the range of [P1, P2], the curve FL may be represented by changing to the X-Y coordinate system.

FL곡선으로부터의 오차 1/100 mm 이내가 되는 3개 미만의 원호의 연결체를 근사적으로 P1 ~ P2를 형성한다. P1 to P2 are approximately formed by connecting three or less circular arcs within 1/100 mm of the error from the FL curve.

본 발명에서 트레드 중앙부의 원호길이 L은 총 트레드 길이의 0.4 내지 0.7을 갖는 것이 바람직하고, 트레드의 중앙부의 원호 R은 타이어 단면 폭(W)의 300 내지 600％, 바람직하게는 400 내지 500％의 곡률을 갖는 것이 좋다. 그리고, X-Y좌표계와 x-y좌표계 회전 변화는 2.5＜θ≤5의 범위인로 하는 것이 바람직하다. In the present invention, the arc length L at the center of the tread preferably has 0.4 to 0.7 of the total tread length, and the arc R at the center of the tread is 300 to 600% of the tire cross section width W, preferably 400 to 500%. It is good to have curvature. The rotational change of the X-Y coordinate system and the x-y coordinate system is preferably in the range of 2.5 <

그리고, P1 ~ P2곡선은 2차 다항함수로 계산된 FL곡선으로의 오차 1/100(mm) 이내가 되는 3개 미만의 원호의 연결로 근사적으로 형성하는 것이 바람직하다. The P1 to P2 curves are preferably approximated by a connection of less than three circular arcs within an error 1/100 (mm) of the FL curve calculated by the second order polynomial function.

이하, 트레드 외곽선에 2차 함수를 이용한 경우를 235/45R17이고, 타이어 중앙부 P0로부터 타이어 숄더부 P2점까지의 거리 101.3 mm를 사이에 두는 트레드 캠버양 9.2mm로 설정된 공기입 타이어에 적용한 경우를 가지고 설명하기로 한다. Hereinafter, the case of using the quadratic function in the tread outline is applied to pneumatic tires set to 9.2 mm of tread camber with a distance of 101.3 mm from the tire center portion P0 to the tire shoulder portion P2 point. Let's explain.

트레드 중앙부의 곡률 반경인 원호 R1=1,000 mm를 θ=3°까지 P0점에서 P1점까지의 윤곽선을 나타낼 수 있다. A circular radius R1 = 1,000 mm, which is the radius of curvature of the center of the tread, can be outlined from point P0 to point P1 up to θ = 3 °.

P1(52.336, 320.63), P2(101.3, 312.807)점은 X-Y 좌표계에서 θ만큼 회전 변화한 x-y좌표계로 상기 식(2)에 대입하여 x-y좌표계 P1(0,1000)이고 P2(49.30671, 994.7438)로 변환할 수 있다. Points P1 (52.336, 320.63) and P2 (101.3, 312.807) are xy coordinates which are rotated and changed by θ in the XY coordinate system, and are substituted into Equation (2) in the xy coordinate system P1 (0,1000) and P2 (49.30671, 994.7438). I can convert it.

2차 함수를 사용하여 FL곡선을 나타내기 위해서 x-y좌표계로 변화된 P, P2점을 상기 식(3)에 대입하여 k=-0.00216을 계산한다. In order to represent the FL curve using the quadratic function, k = -0.00216 is calculated by substituting the P and P2 points changed in the x-y coordinate system into Equation (3).

상기 식(3)에서 [P1, P2]의 범위에서 x의 변화에 따른 y를 계산한 후, X-Y좌표계로 변화하여 곡선 FL을 다음 표 1과 같이 나타낼 수 있다.After calculating y according to the change of x in the range of [P1, P2] in Equation (3), the curve FL may be expressed as shown in Table 1 by changing to the X-Y coordinate system.

xx yy XX YY 0.00 2.47 4.93 7.40 9.86 12.33 14.79 17.26 19.72 22.19 24.65 27.12 29.58 32.05 34.51 36.98 39.44 41.91 44.37 46.84 49.300.00 2.47 4.93 7.40 9.86 12.33 14.79 17.26 19.72 22.19 24.65 27.12 29.58 32.05 34.51 36.98 39.44 41.91 44.37 46.84 49.30 1000.00000 999.98688 999.94750 999.88188 999.79001 999.67188 999.52751 999.35689 999.16002 998.93690 998.68754 998.41192 998.11005 997.78193 997.42757 997.04695 996.64009 996.20698 995.74761 995.26200 994.750141000.00000 999.98688 999.94750 999.88188 999.79001 999.67188 999.52751 999.35689 999.16002 998.93690 998.68754 998.41192 998.11005 997.78193 997.42757 997.04695 996.64009 996.20698 995.74761 995.26200994 52.336 54.797 57.256 59.715 62.171 64.627 67.081 69.534 71.985 74.435 76.883 79.331 81.777 84.221 86.664 89.106 91.546 93.985 96.423 98.859 101.29452.336 54.797 57.256 59.715 62.171 64.627 67.081 69.534 71.985 74.435 76.883 79.331 81.777 84.221 86.664 89.106 91.546 93.985 96.423 98.859 101.294 320.630 320.487 320.319 320.125 319.904 319.657 319.384 319.084 318.759 318.407 318.029 317.625 317.194 316.737 316.255 315.745 315.210 314.649 314.061 313.447 312.807320.630 320.487 320.319 320.125 319.904 319.657 319.384 319.084 318.759 318.407 318.029 317.625 317.194 316.737 316.255 315.745 315.210 314.649 314.061 313.447 312.807

도 3에서와 같이 FL 곡선으로부터의 오차 1/100(mm) 이내가 되는 2개의 원호로 트레드 윤곡선을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 3, the tread curve may be formed by two circular arcs within 1/100 (mm) of an error from the FL curve.

상기로부터 사이즈가 235/45R17 타이어에 대해 트레드 윤곽선을 반경 1000mm 원호와 2차 함수로 도 3에서와 같이 구성하고, 유한요소법(Finite element method)를 통해서 속도 0 km/h와 150 km/h에 대해 각각 측정하고, 숄더부의 접지면적과 접지압력분포에 대한 결과를 도 4와 5에 각각 나타내었다.From the above, the tread contour for tires of size 235 / 45R17 was constructed as in FIG. 3 with a circular arc of 1000 mm and quadratic function, and for the speed 0 km / h and 150 km / h through the finite element method. Measurements were made, respectively, and the results of the ground area and the ground pressure distribution of the shoulders are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.

도 4는 속도 0 km/h와 150 km/h에서의 종래 기술의 접지면의 프로필과, 속도 0 km/h와 150 km/h에서의 본 발명의 접지면의 형상을 나타낸 것이다.4 shows the profile of a prior art ground plane at speeds 0 km / h and 150 km / h and the shape of the ground plane of the invention at speeds 0 km / h and 150 km / h.

그리고, 도 5는 횡 방향에서의 접지압력 분포를 종래 기술과 본 발명을 비교 하여 나타낸 그래프이다.And, Figure 5 is a graph showing the ground pressure distribution in the transverse direction comparing the prior art and the present invention.

도 4와 도 5에 의하면, 본 발명의 경우가 숄더부의 접지 면적이 넓고, 접지 압력분포가 균일함을 알 수 있다. 4 and 5, it can be seen that in the case of the present invention, the ground area of the shoulder portion is wide and the ground pressure distribution is uniform.

따라서, 본 발명은 공기입 레디알 타이어에 있어서 트레드부의 외각 프로파일을 조절함으로써 타이어의 폭 방향 및 원주방향 강성을 증가시키고, 벨트의 장력을 증가시켜 코너링시 타이어의 접지 형상이 안정되도록 하여 조종안정성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the present invention increases the width and circumferential stiffness of the tire by adjusting the outer profile of the tread portion in the pneumatic radial tire, and increases the belt tension to stabilize the grounding shape of the tire when cornering to improve steering stability. There is an effect that can be planned.

Claims (5)

타이어 자오 단면에 있어서 트레드 표면의 윤곽선인 L(P0 ~ P1)을 곡률반경 원호 R과 해당 원호 R과 접속하는 트레드 곡선 FL(P1 ~ P2)을 2차 다항 함수로 하여서 되는 것을 특징으로 하는 공기입 레디알 타이어.The pneumatic inlet is characterized in that the tread curve FL (P1-P2) connecting L (P0-P1), which is the contour of the tread surface, with the radius of curvature arc R and the corresponding arc R in the tire meridian cross section, is used as a second order polynomial function. Radial tires. 제 1항에 있어서, 상기 트레드 중앙부의 원호길이 L은 총 트레드부 길이의 0.4 내지 0.7의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 레디알 타이어.The pneumatic radial tire according to claim 1, wherein the arc length L of the center portion of the tread has a length of 0.4 to 0.7 of the total length of the tread portion. 제 1항에 있어서, 상기 트레드의 중앙부의 원호 R은 타이어 단면 폭(W)의 300％ 내지 600％의 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는 공기입 레디알 타이어.The pneumatic radial tire according to claim 1, wherein the arc R of the central portion of the tread has a curvature of 300% to 600% of the tire cross-sectional width (W). 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 곡률반경 원호 R의 X-Y 좌표계와 상기 2차 다항 함수의 x-y 좌표계 회전 변화(θ)는 2.5＜θ≤5의 범위인 것을 특징으로 하는 공기입 레디알 타이어.The pneumatic radial tire according to claim 1 or 2, wherein the rotational change ([theta]) of the X-Y coordinate system of the radius of curvature arc R and the x-y coordinate system of the quadratic polynomial function is in a range of 2.5 < 제 1항에 있어서, P1 ~ P2곡선은 2차 다항함수로 계산된 FL곡선으로의 오차 1/100(mm) 이내가 되는 3개 미만의 원호의 연결로 근사적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 공기입 레디알 타이어. 2. The air of claim 1, wherein the P1 to P2 curves are approximately formed by connection of less than three arcs within 1/100 (mm) of the error to the FL curve calculated by the second polynomial function. Mouth Radial Tires.
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