KR20030047004A

KR20030047004A - 비대칭 트레드 패턴 공기입 타이어

Info

Publication number: KR20030047004A
Application number: KR1020010077370A
Authority: KR
Inventors: 추원식; 김기전
Original assignee: 금호산업주식회사
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-18

Abstract

본 발명은 타이어 트레드 패턴의 형상에 관한 것으로 보다 상세하게 설명하면 타이어의 원주방향 중심선을 기준으로 좌우가 비대칭인 트레드 패턴을 갖는 공기입 타이어 타이어에 관한 것이다. 본 발명은 타이어의 기본적 구조 및 타이어의 재질에 변화를 주지않고 타이어의 성능을 최적화하는 기술을 개발하기 위한 것으로 타이어의 원주상 트레드 패턴 중심선을 기준으로 좌우 비대칭 패턴 형상을 설계하여 타이어 성능이 최적하된 기능성 비대칭 트레드 패턴 공기입 타이어를 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

비대칭 트레드 패턴 공기입 타이어{Asymmetric Pneumatic Tire}

본 발명은 타이어 트레드 패턴의 형상에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하면 타이어의 원주방향 중심선을 기준으로 좌우가 비대칭인 트레드 패턴을 갖는 공기입 타이어 타이어에 관한 것이다.

종래의 타이어 트래드 패턴 형상에 관한 설계는 대부분 트레드 패턴의 중심선을 기준으로 좌우 대칭인 형상으로 디자인 설계된다.

이러한 좌우 대칭 패턴의 단점은 도 1 의 타이어 접지 위치별 성능 설명도에 도시된 바와 같이 주행중인 차량의 타이어 접지면에서 트레드 패턴 중심선을 기준으로 차량 외측부분의 트레드 패턴에 접지압이 내측보다는 많이 걸리게 되며, 특히 차량이 코너링을 하거나 회전을 할 때 이러한 접지압의 편중은 심화된다.

결과적으로 접지압의 편중은 트레드 패턴의 중심선을 기준으로 불균일한 마모를 초래하고, 이에 따른 타이어 성능의 하락을 가져오게 되므로 대칭된 트레드 패턴 타이어는 사전 취약점을 내포하고 있는 것이다.

대칭된 트레드 패턴을 갖는 타이어에서 성능의 취약점을 보완하기 위한 기술로는 타이어 측면 사아드 월의 구조를 보강하는 방법을 제시한 일본 특개평 11-321245 특허자료가 있고, 타이어 트레드의 외측 및 내측의 프로파일(profile)을 다르게 적용하여 성능을 보강한 US-98-09536, EP-080884A2, 일본특개평9-300906 등의 선공지 발명이 있다.

또한 트레드 하단의 벨트(Belt)부에서 트레드의 외측부(Shoulder 부)의 벨트 끝단의 각을 변화시켜 성능을 보강한 선공지 발명인 일본특개평6-336102가 있다. 또한 급격한 코너링시 트레드 패턴의 외측에 걸리는 마모성능을 보강하기 위해 특정 물성의 고무를 사용한 미국특허 US-5622575가 있다.

그러나 위와 같은 종래의 기술들은 특정 구조를 변경하므로써 타이어가 가져야 되는 내구성을 비롯한 기본 성능에 영향이 클 수 있으므로 효과적으로 기존의 구조를 채택하고 타이어 성능을 최적화 할 수 있는 기술을 필요로 한다.

본 발명은 타이어의 기본적 구조 및 타이어의 재질에 변화를 주지않고 타이어의 성능을 최적화하는 기술을 개발하기 위한 것으로 타이어의 원주상 트레드 패턴 중심선을 기준으로 좌우 비대칭 패턴 형상을 설계하여 타이어 성능이 최적하된 기능성 비대칭 트레드 패턴 공기입 타이어를 제공하는데 그 특징이 있다.

도 1 은 타이어 트레드 패턴의 접지 위치별 성능 역할을 표시한 설명도

도 2 는 본 발명에 따른 비대칭 트레드 패턴의 제1실시예

도 3 은 본 발명에 따른 비대칭 트레드 패턴의 제2실시예

도 4 는 본 발명에 따른 비대칭 트레드 패턴의 제3실시예

도 5 는 본 발명에 따른 비대칭 트레드 패턴의 구체적 실시예

본 발명에 따른 비대칭 트레드 패턴을 설명하기 위하여 먼저 차량에 장착된 타이어의 전륜 왼쪽 바퀴의 접지형상을 도 1 에 도시하여 설명한다.

도 1 에 있어서 트레드의 내측상부영역(a)은 차량이 감속시 역할을 하는 주접지면이며, 내측하부영역(b)은 차량이 앞으로 전진할 때 가속역할을 하는 접지면이며, 최외측영역(c)은 차량이 코너링할 때 주된 역할을 하는 접지면이며, 중앙영역(d)은 차량이 직진 고속주행을 할 때의 주된 역할을 하는 접지면이다.

따라서 차량의 주행시에 각영역의 상술한 바와 같이 역할이 상이하므로 인하여 타이어의 내측상부영역(a), 내측하부영역(b), 최외측영역(c)과 중앙영역(d) 순서로 타이어의 마찰이 저항이 필요하므로 그 순서로 접지면적 비율을 이루어야 한다.

이러한 타이어 트레드 접지면에서의 역할이 상이함으로 보다 최적화된 기능성 위주의 타이어 트레드 패턴을 설계하기 위한 방법을 구체적으로 설명하기로 한다. 도 2 , 도 3 는 비대칭 타이어 트레드 패턴이 가져야 되는 접지면의 분포를 트레드 패턴 폭방향으로 구분한 것으로서 타이어 원주상 배열되는 단위 피치 블록을 기준으로 하였다.

도 2 는 단위 피치 블록을 폭방향으로 3등분하여 노면에 닿는 면적의 비율을 타이어의 최 외측면(B)를 110%로 했을 때 중앙면(C)은 100%, 내측면(A)는 90%-99%로 하는 비대칭 트레이드 패턴 타이어 설계를 설명한 것이다.

즉 중앙면(C)의 타이어의 접지 면적비율을 100%으로 할 때 최 외측면(B)의 접지 면적비율을 110%로 하고, 내측면(A) 접지 면적 비율을 90-99%로 하여 상기와 같은 타이어의 트레드 영역에 따른 역할을 수행하도록 한다.

도 3 은 단위 피치 블록을 폭방향으로 2등분하여 노면에 닿는 면적의 비율을 타이어의 외측면(B')를 62%-68%로 하였을 때, 나머지 내측면(A')을 60%로 하여 상기와 같은 타이어의 트레드 영역에 따른 역할을 수행하도록 한다.

이와 같이 도 2와 도 3에 도시된 바와 같은 비대칭 트레드 패턴 타이어는 타이어에서의 마모성능을 최적화 하기위한 기술이다.

도 4는 단위 피치 블록에 설치하는 횡그루브 홈(G1)을 도시한 것으로 타이어 트레드 패턴의 외측보다 내측의 각이 더 커야 함을 의미하는 것으로, 비대칭 패턴이 갖는 성능의 최적화를 위해서는 외측면 횡그루브 홈 각도 θ와 내측면 횡그르브 홈 각도 θ₁의 비율을 1.15∼1.45사이로 하는 것이 타이어의 젖은 노면에서의 핸들링 성능이 최적화된다.( θ와 θ₁는 타이어 트레드 폭방향의 수평선과 횡그르브 홈이 외측면과 내측면에서 이루는 각도이다.)

도 5는 단위 타이어 트레드 피치블록에 설치하는 소정의 폭으로 된 종그루브 홈(G2)위치를 정의한 것으로 타이어 트레드 패턴에서 동일한 폭을 갖는 종그르부 홈(G2)의 갯수를 외측면(B')과 내측면(A')에 분배함에 있어서 분배비율을 1 : 2 로 함이 비대칭 성능 최적화 기술이다.

이것의 의미는 외측면(B')이 코너링시 핸드링 성능을 보강하기 위해 노면 그립(Grip)력을 높인 것이고, 내측면(A')은 수막 노면에서의 배수성을 담당 시키기 위한 배수 채널의 설치를 의미한다.

이상과 같은 제안된 기술에서와 같이 비대칭 트레드 패턴은 종전의 대칭 패턴을 갖는 타이어들의 단점을 보강하고 타이어가 가져야 되는 성능을 각각 최적화 시킴으로서 보다 나은 차량의 성능에 기여 할 수 있는 것이다.

특히 최근에 요구되고 있는 마른 노면, 젖은 노면에서의 코너링 혹은 적진 주행 성능에 효과적으로 비대칭 트래드 패턴은 사용가능한 것이다. 도 6 은 본 발명에 따른 기술을 적용하여 설계한 타이어 트레드 패턴으로 마른 노면, 젓은 노면에서의 차량의 운행 안정성을 향상시켰으며, 마모 또한 최적화 하였다.

본 발명은 비대칭 트레드 패턴을 지니는 타이어에 관한 것으로 특히 종래의 대칭 타이어의 구조변경 없이 트레드 패턴만 비대칭을 바꾸는 것으로서 쉽게 제조 공정 및 설계에 적용할 수 있어 경제적이며, 특히 본 발명에 따른 기술은 테이블 1에 제시한 바와 같이 종래의 대칭 타이어에 대한 타이어 성능 비교 평가한 결과 모든 성능이 향상되어 있음을 알 수 있다. 특히 본 발명에 따른 타이어의 비대칭 트레드 기술은 타이어의 마모와 수막 노면에서의 조종 안정성 개선에 효과적임을 알 수 있다.

table-1 본 발명 기술을 적용한 타이어의 시험평가 결과

항 목	대칭패턴 타이어	비대칭패턴 타이어
눈길(snow)	100	100
소음	100	110
핸들링(handling)	100	121
젖은 노면(wet)	100	117

Claims

타이어 트레드 패턴을 좌우 폭방향으로 2부분 또는 3부분으로 구분하여 분할하고 각 부분 접지면의 면적비율을 각각 달리하는 비대칭 패턴을 갖는 공기입 타이어
제 1 항에 있어서 타이어 트레드 패턴을 좌우로 3부분으로 구분하여 분할하고 타이어의 중앙면(C)의 노면에 닿는 면적비율을 100% 최외측면(B)의 노면에 닿는 면적비율을 110%, 내측면(A)의 노면에 닿는 면적비율을 90%∼99%로 하는 타이어 트레드 비대칭 패턴을 갖는 공기입 타이어
제 1 항에 있어서 타이어 트레드 패턴을 좌우로 2부분으로 구분하여 분할하고 타이어의 외측면(B')의 노면에 닿는 면적비율을 62%∼68%로 하고, 내측면(A')의 노면에 닿는 면적비율을 60%로 하는 타이어 트레드 비대칭 패턴을 갖는 공기입 타이어
타이어 트레드 패턴의 단위 피치 블록을 폭방향으로 내측면(A')과 외측면(B')으로 2등분하여 횡그르부 홈(G1)을 형성함에 있어서 폭방향의 수평선과 각 면에 형성된 횡그르부 홈(G1)과의 사이각 θ와 θ₁의 비율이 1.15∼1.45인 트레드 비대칭 패턴을 갖는 공기입 타이어
타이어 트레드 패턴의 단위 피치 블록을 폭방향으로 내측면과 외측면으로 2등분하여 종그르부 홈(G2)을 형성함에 있어서 동일한 폭을 갖는 종그르부 홈(G2)의 갯수를 외측면(B')과 내측면(A')에 분배함에 있어서 분배비율을 1 : 2 로 하는 트레드 비대칭 패턴을 갖는 공기입 타이어