KR20150119088A

KR20150119088A - 표면하 강성 조정을 포함하는 트레드 패턴을 갖는 타이어 및 방법

Info

Publication number: KR20150119088A
Application number: KR1020157024624A
Authority: KR
Inventors: 프란시스 바이른
Original assignee: 브리지스톤 어메리카스 타이어 오퍼레이션스, 엘엘씨
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-10-23
Also published as: WO2014150640A1; EP2969597A1; EP2969597A4; CN105050835A; US20160016436A1; CN105050835B

Abstract

타이어는 회전축, 및 상이한 원주방향 전단 강성 값들을 갖는 복수의 트레드 블록들을 포함하는 트레드 패턴을 구비한다. 트레드 패턴은 또한 트레드 블록들 중 적어도 일부와 작용가능하게 관련되는 복수의 표면하 특징부들을 포함한다. 트레드 블록과 표면하 특징부의 조합은 트레드 블록의 원주방향 전단 강성 값을 변경시킴으로써, 트레드 패턴을 조정할 수 있다. 제조 방법이 또한 포함된다.

Description

표면하 강성 조정을 포함하는 트레드 패턴을 갖는 타이어 및 방법{TIRE WITH TREAD PATTERN INCLUDING SUB-SURFACE STIFFNESS TUNING AND METHOD}

본 발명의 요지는 대략적으로 타이어 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수의 상이한 크기의 트레드 블록(tread block)들 및 트레드 블록들을 상호연결하는 복수의 표면하 강성 조정 요소(sub-surface stiffness tuning element)들을 포함하는 트레드 패턴을 포함하는 타이어에 관한 것이다. 제조 방법이 또한 포함된다.

본 발명의 요지는 소음 및/또는 진동 감소 패턴과 구성을 포함하는 타이어 트레드들을 갖는 유형 및/또는 종류와 같은 공기압 타이어들과 관련하여 특별한 응용 및 사용을 발견할 수 있으며, 그러한 구조들을 구체적으로 참조하여 본 명세서에 예시 및 기술된다. 그러나, 본 발명의 요지가 비-공기압 타이어(예컨대, 중실 고무 타이어(solid rubber tire))에 광범위하게 적용가능하고, 또한 매우 다양한 응용들(예컨대, 승객, 소형 트럭, 대형 고속도로, 농업, ATV, 건설 및 임업 응용들) 중 하나 이상과 관련하여 사용되는 타이어에 포함되기에 적합하다. 이와 같이, 특정 응용에 사용하기 위한 공기압 타이어에 대한 본 명세서에서의 구체적인 언급은 단지 예시적이고, 제한적인 것으로 의도되지 않는다.

다양한 크기들, 형상들, 피치(pitch) 길이들 및/또는 피치 비(pitch ratio)들을 갖는 트레드 러그(lug)들 또는 블록들을 갖는 트레드 패턴들을 구비하는 타이어들이 일반적으로 잘 알려져 있고 흔히 사용된다. 그러한 트레드 패턴들을 갖는 타이어들은, 예를 들어 적어도 소정 주파수들 및/또는 주파수 범위들에서의 바람직하지 않은 진동들 및 소음들의 발생을 감소시킴으로써, 휠 차량(wheeled vehicle)과 관련하여 사용 동안에 개선된 편안함 및/또는 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 그러한 트레드 패턴들을 갖는 타이어들의 광범위한 채택과 전반적인 성공에도 불구하고, 소음들 및/또는 진동들의 발생을 더욱 감소시킬 수 있고/있거나, 타이어들 및 타이어 트레드 패턴들의 개선된 마모 특성을 제공할 수 있고/있거나, 타이어 성능 및/또는 제조의 기술을 달리 진전시킬 수 있는 타이어와 타이어 패턴을 개발하는 것이 바람직한 것으로 여겨진다.

본 발명의 요지에 따른 타이어의 일례는 회전축을 가질 수 있고, 축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 트레드를 포함할 수 있다. 트레드는 트레드 패턴으로 배열되는 복수의 트레드 블록들을 포함할 수 있다. 복수의 트레드 블록들은 제1의 이론적 원주방향 전단(theoretical circumferential shear, TCS) 강성 값을 갖는 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제1 TCS 강성 값보다 큰 제2 TCS 강성 값을 갖는 제2 트레드 블록의 복수의 존재를 포함할 수 있다. 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제2 트레드 블록의 복수의 존재는 축을 중심으로 연장되는 원주방향 열 내에서 제1 및 제2 트레드 블록들의 미리 결정된 시퀀스로 서로에 대해 이격된 관계로 배치될 수 있다. 복수의 표면하 특징부들이 적어도 제1 표면하 특징부의 복수의 존재를 포함할 수 있다. 제1 표면하 특징부의 복수의 존재는 제1 트레드 블록 중 하나와 제1 표면하 특징부 중 하나의 조합이 제1 TCS 강성 값보다 큰 제1 조절된 원주방향 전단(ACS) 강성 값을 갖도록 적어도 제1 트레드 블록의 복수의 존재와 작용가능하게 관련될 수 있다.

본 발명의 요지에 따른 타이어의 다른 예가 회전축을 가질 수 있고, 탄성중합체 타이어 케이싱 및 트레드를 포함할 수 있다. 탄성중합체 타이어 케이싱은 축을 중심으로 원주방향으로 연장될 수 있고, 외측 표면을 포함할 수 있다. 트레드는 외측 표면을 따라 탄성중합체 타이어 케이싱 주위에서 원주방향으로 그리고 탄성중합체 타이어 케이싱 내로 연장될 수 있다. 트레드는 서로에 대해 이격된 관계로 배치되는 복수의 트레드 블록들을 포함하고 축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 적어도 하나의 리브(rib)를 포함할 수 있으며, 이때 측방향으로-연장되는 홈이 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록들 사이에 배치된다. 복수의 트레드 블록들은 제1의 이론적 원주방향 전단(TCS) 강성 값을 갖는 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제1 TCS 강성 값보다 큰 제2 TCS 강성 값을 갖는 제2 트레드 블록의 복수의 존재를 포함할 수 있다. 복수의 표면하 특징부들이 제1 표면하 특징부의 복수의 존재를 포함할 수 있으며, 이때 적어도 하나의 제1 표면하 특징부와 제1 트레드 블록의 조합이 제1 TCS 강성 값보다 제2 TCS 강성 값에 더 근접한 제1의 조절된 원주방향 전단(adjusted circumferential shear, ACS) 강성 값을 갖도록, 제1 표면하 특징부 중 적어도 하나가 제1 트레드 블록의 복수의 존재 각각에 작용가능하게 연결된다.

본 발명의 요지에 따른 타이어의 제조 방법의 일례는 타이어 케이싱을 적어도 부분적으로 형성하도록 치수 설정되는 일정량의 탄성중합체 재료를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 회전축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 케이싱 벽을 포함하는 타이어 케이싱을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 케이싱 벽의 적어도 일부분을 따라 트레드 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 트레드 패턴은 복수의 트레드 블록들 및 복수의 표면하 특징부들을 포함할 수 있다. 복수의 트레드 블록들은 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제2 트레드 블록의 복수의 존재를 포함할 수 있다. 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제2 트레드 블록의 복수의 존재는 축을 중심으로 연장되는 원주방향 열 내에서 제1 및 제2 트레드 블록들의 미리 결정된 시퀀스로 서로에 대해 이격된 관계로 배치될 수 있다. 복수의 표면하 특징부들은 적어도 제1 표면하 특징부의 복수의 존재를 포함할 수 있으며, 이때 제1 표면하 특징부의 복수의 존재는 적어도 제1 트레드 블록의 복수의 존재와 작용가능하게 관련된다. 이 방법은 또한 타이어 케이싱을 경화시켜 트레드 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있는데, 이 트레드 패턴에서는 제1 트레드 블록의 복수의 존재가 제1의 이론적인 원주방향 전단(TCS) 강성 값을 갖고 제2 트레드 블록의 복수의 존재가 제1 TCS 강성 값보다 큰 제2 TCS 강성 값을 가지며 제1 트레드 블록들 중 하나와 제1 표면하 특징부들 중 하나의 조합이 제1 TCS 강성 값보다 제2 TCS 강성 값에 더 근접한 제1의 조절된 원주방향 전단(ACS) 강성 값을 갖는다.

도 1은 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴을 갖는 타이어를 포함하는 타이어 및 휠 조립체의 일례의 개략 측면도.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취해진 도 1의 타이어 및 휠 조립체의 개략 단면도.
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 보여지는 도 1과 도 2의 타이어의 트레드 패턴과 같은, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 일부분의 일례의 개략 평면도.
도 4는 노면 상의 타이어의 일부분의, 도 3의 선 4-4를 따라 취해진 측단면도.
도 5는 도 4에서 상세부 5로 식별되는 타이어의 부분과 같은, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 일부분의 일례의 개략 확대 측면도.
도 6은 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 일부분의 다른 예의 개략 확대 측면도.
도 7은 트레드 블록의 편향들을 예시하는, 도 6에서 상세부 7로 식별되는 트레드 패턴의 부분의 추가의 개략 확대 측면도.
도 8은 본 발명의 요지에 따른 타이어의 제조 방법의 일례의 도해적 표현.

이제 도면으로 가면, 도시 내용이 본 발명의 요지의 예들을 예시하기 위한 것이고, 제한적인 것으로 의도되지 않음이 이해될 것이다. 부가적으로, 도면이 축척대로 도시되지 않았으며, 소정 특징부들 및/또는 요소들의 일부분들이 이해의 용이성과 명확성을 위해 과장될 수 있음이 인식될 것이다.

도 1은 통상적인 휠(104) 상에 설치되는 타이어(102)를 포함하는 타이어 및 휠 조립체(100)를 도시한다. 타이어가 임의의 적합한 유형, 종류, 구조 및/또는 구성을 가질 수 있음이 인식될 것이다. 하나의 비-제한적인 예로서, 타이어(102)는 팽창된 조건에서 타이어의 작동과 사용을 허용하는 방식으로 휠(104) 상에 장착될 수 있는 공기압 타이어일 수 있다. 도 1과 도 2의 예시적인 배열에서, 임의의 적합한 유형, 종류, 구조 및/또는 구성을 가질 수 있는 휠(104)이 복수의 장착 구멍(108)들을 적합한 구멍 패턴으로 갖는 장착 허브(106)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 휠(104)은 또한 대응하는 플랜지(114, 116)들에서 종료되는 대향 림 벽(rim wall)(110, 112)(도 2)들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 비드 시트(bead seat)(118, 120)들이 플랜지(114, 116)들에 인접한 림 벽(110, 112)들을 따라 각각 형성된다.

타이어(102)는 축(AX)(도 1)을 중심으로 원주방향으로 연장되며, 타이어는 크라운(crown) 부분(124) 및 크라운 부분(124)으로부터 반경방향 내측으로 연장되는 축방향으로-이격된 측벽(126, 128)들을 구비하는 탄성중합체 케이싱(122)(도 2)을 포함한다. 크라운 부분은 외측 표면(130), 및 타이어 공동(cavity)(134)을 적어도 부분적으로 한정하는 내측 표면(132)을 포함한다. 본 발명의 요지에 따라서 크라운 부분(124)의 외측 표면(130)을 따라 트레드 패턴(136)이 제공될 수 있다.

도 1과 도 2에 도시된 예시적인 배열에서, 공기압 타이어(102)는 측벽(126, 128)들의 반경방향-내측 범위를 형성하는 비드(bead) 영역(138)들을 포함한다. 비드 영역들은 휠(104) 상에서의 공기압 타이어(102)의 설치된 조건에서 비드 시트(118, 120)들을 따라 기밀(air-tight) 관계를 형성하도록 치수 설정되거나 달리 구성된다. 이와 같이, 휠 상에 장착된 때, 공기압 타이어(102)는 예를 들어 휠(104)의 림 벽(110, 112)들 중 하나를 통해 타이어 공동(134)과 작용가능하게 연결되는 통상적인 밸브(도시되지 않음)를 통해 팽창될 수 있다. 부가적으로, 공기압 타이어(102)의 비드 영역(138)들 각각은 비드 코어(140)와 비드 충전물(142)의 형태인 비드 보강 요소들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 형상들, 크기들, 특징부들 및 요소들의 매우 다양한 조합들을 갖는 비드 영역들이 개발되었으며 공기압 타이어(102)에 포함될 수 있음이 인식될 것이다. 그러한 특징부들과 요소들의 비-제한적인 예들은 비드 토우(bead toe) 특징부, 비드 힐(bead heel) 특징부, 비드 플리퍼(bead flipper), 비드 치퍼(bead chipper), 및 차핑 스트립(chaffing strip)을 포함한다.

당업계에 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어 공기압 타이어(102)와 같은 공기압 타이어들은 또한, 타이어 케이싱의 크라운 부분을 가로질러 그리고 타이어 케이싱의 측벽들을 따라 반경방향 내측으로 연장되는 다수의 밀접하게-이격된 반경방향 보강 코드(cord)들 또는 와이어(wire)들을 포함하는 하나 이상의 플라이(ply)들을 포함한다. 도 1과 도 2의 예시적인 배열에서, 타이어 케이싱(122)(도 2)은 크라운 부분(124)을 가로질러 그리고 측벽(126, 128)들을 따라 비드 영역(138)들을 향해 연장되는 웨프트리스 레이디얼 플라이(weftless radial ply)(144)에 의해 보강되는 것으로 도시되어 있다. 타이어의 추가의 보강이 예를 들어 크라운 부분(124)을 따라 원주방향으로 연장되는 벨트(146)들과 같은 하나 이상의 환형 벨트들에 의해 제공될 수 있다. 레이디얼 플라이(144) 및 벨트(146)들은 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어 강(steel) 와이어 또는 적합한 텍스타일 섬유(textile fiber)와 같은 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 제조될 수 있다.

비드 코어(140)들은 비드 영역(138)들 내에 매립되는 실질적으로 비신장성인 무한 링(substantially-inextensible, endless ring)의 형태를 취한다. 비드 보강 요소(예컨대, 비드 코어(140))들의 하나의 기능은, 공기압 타이어가 예를 들어 산업 표준과 규약에 의해 확립될 수 있는 관련 휠의 대응하는 비드 시트들(예컨대, 휠(104)의 비드 시트(118, 120)들)을 따라 장착될 수 있도록, 비드 영역(138)들 및 이에 의해 형성되는 개구들의 단면 치수를 확립하고 유지하는 것이다.

비드 보강 요소(예컨대, 비드 코어(140))들의 다른 기능은, 예를 들어 레이디얼 플라이(144)와 같은 레이디얼 플라이들이 대향 비드 영역들 사이에서 타이어 카카스(carcass)를 가로질러 연장됨에 따라 레이디얼 플라이들을 고정시키는 것이다. 그러한 레이디얼 플라이들이 비드 코어(140)들에 의해 임의의 적합한 방식으로 고정될 수 있음이 인식될 것이다. 예를 들어, 레이디얼 플라이(144)는 도 2와 도 3에서 측벽(126, 128)들을 따라 비드 영역(138)들을 향해 연장되는 것으로 도시되어 있다. 레이디얼 플라이(144)는 비드 코어(140)의 축방향-내측 면을 따라 그리고 비드 코어에 의해 형성되는 개구를 통해 반경방향-내측 방향으로 연장된다. 레이디얼 플라이(144)의 외측 단부(148)들은 비드 코어(140)의 축방향-외측 면을 따라 위로 전환하여, 측벽(126, 128)들을 따라 반경방향-외측 방향으로 귀환한다. 비드 충전물(142)들은 레이디얼 플라이(144)와 외측 단부(148)들 사이의 영역에서 비드 코어(140)들에 인접하게 배치되는 것으로 도시되어 있으며, 레이디얼 플라이(144)와 외측 단부(148) 사이의 임의의 간극을 적어도 부분적으로 충전하도록 작용할 수 있고/있거나 비드 영역에 추가의 경직성(rigidity) 및/또는 강성을 제공하도록 작용할 수 있다. 그러나, 다른 배열들 및/또는 구성들이 대안적으로 사용될 수 있고, 도시된 배열이 단지 예시적이라는 것이 인식될 것이다.

타이어의 트레드가 전형적으로 타이어의 외측 표면을 따라 원주방향으로 배치되는 복수의 트레드 블록들 또는 러그들을 포함한다는 것이 인식될 것이다. 그리고, 상이한 성능 특성들을 제공하고 광범위한 응용들과 관련되어 사용되는 매우 다양한 유형들, 종류들 및 구성들의 트레드 패턴들이 개발되었음이 인식될 것이다. 따라서, 본 발명의 요지가 임의의 적합한 구성 및/또는 배열의 트레드 러그들 및/또는 트레드 패턴들과 관련되어 구현되고 사용될 수 있으며, 본 명세서에 도시되고 기술된 트레드 러그들의 배열이 단지 예시적이며, 제한적인 것으로 해석되도록 의도되지 않음이 명백하게 이해될 것이다.

일부 경우들에서, 타이어의 통상적인 트레드 패턴은, 타이어의 외측 표면 주위에 서로 이격된 관계로 배치되고, 당업계에서 또한 "리브" 또는 "원주방향 리브"로 지칭될 수 있는 원주방향으로-연장되는 열(row)로 배향되는 복수의 트레드 블록들을 포함할 수 있다. 전형적으로, 2개 내지 7개 중 대응하는 개수의 TCS 강성 값들을 갖는 2개 내지 7개의 상이한 트레드 블록 변형들과 같은 한정된 개수의 트레드 블록 변형들이, 주어진 타이어 트레드 패턴의 주어진 원주방향 리브에 포함된다. 보통, 각각의 트레드 블록의 2개 이상의 존재가 통상적인 트레드 패턴에 포함된다. 부가적으로, 복수의 트레드 블록들 각각은, 예를 들어 트레드 블록들의 크기, 형상, 구성, 배열 및/또는 다른 물리적 특성들에 기인할 수 있는 것과 같은, 2개 이상의 상이한 이론적 원주방향 전단(TCS) 강성 값들 중 하나를 가질 수 있다. 이와 같이, 복수의 트레드 블록들은 트레드 블록별로 상당히 다른 이론적 원주방향 전단 강성 값을 가질 수 있다.

일부 경우들에서, 통상적인 트레드 패턴 설계들은 또한, 인접한 트레드 블록들 사이에서 연장되고 이들을 작용가능하게 상호연결하는, 예를 들어 타이 바(tie bar)들과 같은 표면하 특징부(sub-surface feature)들을 포함할 수 있다. 그러나, 통상적인 트레드 패턴들의 타이 바들 및/또는 다른 표면하 특징부들은 전형적으로 균일한 크기, 형상, 구성 및 배열을 갖는다. 이와 같이, 통상적인 트레드 패턴들의 타이 바들 및/또는 다른 표면하 특징부들의 포함은 주어진 원주방향 리브의 트레드 블록들의 TCS 강성 값들을 증가시킬 수 있지만, TCS 강성 값의 증가는 전형적으로 그러한 원주방향 리브 내의 모든 트레드 블록들에 대해 대략 균일하다. 즉, 트레드 블록별의 TCS 강성 값들의 넓은 변화가 전형적으로, 통상적인 타이 바들 및/또는 다른 종래의 표면하 특징부들의 포함에 의해 변경되거나 개선되지 않는다.

본 발명의 요지에 따른 타이어의 트레드 패턴은 타이어의 외측 표면 주위에 서로 이격된 관계로 배치되는 복수의 트레드 블록들로부터 형성되는 작아도 하나의 원주방향 리브를 포함할 수 있다. 복수의 트레드 블록들 각각은, 예를 들어 트레드 블록들의 크기, 형상, 구성, 배열 및/또는 다른 물리적 특성들에 기인할 수 있는 것과 같은, 2개 이상의 이론적 원주방향 전단(TCS) 강성 값들 중 하나를 가질 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 요지에 따른 타이어의 트레드 패턴은 하나 이상의 표면하 특징부들을 포함하는데, 이때 하나 이상의 표면하 특징부들은 적어도 하나의 트레드 블록에 그러나 적어도 하나의 원주방향 리브 내의 복수의 트레드 블록들 중 전부보다는 적은 트레드 블록들에 인접하게 배치된다.

바람직한 배열에서, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴은 제1 TCS 강성 값을 갖는 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제1 트레드 블록의 제1 TCS 강성 값보다 큰 제2 TCS 강성 값을 갖는 제2 트레드 블록의 복수의 존재를 포함하는 복수의 트레드 블록들로부터 형성되는 적어도 하나의 원주방향 리브를 포함할 수 있다. 바람직한 배열에서, 트레드 패턴은 또한, 적어도 복수의 제1 트레드 블록들의 제1 TCS 강성 값이 제1 TCS 강성 값보다 큰 제1의 조절된 원주방향 전단(ACS) 강성 값으로 증가되도록, 제1 트레드 블록의 대응하는 복수의 존재와 작용 맞닿음 상태로 배치되거나 달리 관련되는 적어도 제1 표면하 특징부의 복수의 존재를 포함할 수 있다. 그러한 경우들에서, 제1 ACS 강성 값은 값에 있어, 제1 TCS 강성 값이 제2 TCS 강성 값에 근접한 것보다, 제2 TCS 강성 값에 더 근접할 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 및 제2 트레드 블록들의 강성 값들 사이의 차이가 감소될 수 있다.

더 바람직한 배열에서, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴은, 적어도 제1 TCS 강성 값을 갖는 제1 트레드 블록, 제2 TCS 강성 값을 갖는 제2 트레드 블록 및 제3 TCS 강성 값을 갖는 제3 트레드 블록 각각의 복수의 존재를 포함하는 복수의 트레드 블록들로부터 형성되는 적어도 하나의 원주방향 리브를 포함할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 제2 TCS 강성 값은 제1 TCS 강성 값보다 클 수 있고, 제3 TCS 강성 값은 제2 TCS 강성 값보다 클 수 있다. 트레드 패턴은 또한, 적어도 제1 표면하 특징부 및 제2 표면하 특징부 각각의 복수의 존재를 포함하는 복수의 표면하 특징부들을 포함할 수 있다. 제1 표면하 특징부의 복수의 존재는, 제1 TCS 강성 값이 값에 있어, 제1 TCS 강성 값이 제3 TCS 강성 값에 근접한 것보다 제3 TCS 강성 값에 더 근접한 제1의 조절된 원주방향 전단(ACS) 강성 값으로 증가되도록, 제1 트레드 블록의 대응하는 복수의 존재와 작용가능하게 관련된다. 제2 표면하 특징부의 복수의 존재는, 제2 TCS 강성 값이 값에 있어, 제2 TCS 강성 값이 제3 TCS 강성 값에 근접한 것보다 제3 TCS 강성 값에 더 근접한 제2 ACS 강성 값으로 증가되도록, 제2 트레드 블록의 대응하는 복수의 존재와 작용가능하게 관련된다. 몇몇 경우들에서, 트레드 패턴은 선택적으로, 제3 TCS 강성 값이 제3 ACS 강성 값으로 증가되도록, 대응하는 복수의 제3 트레드 블록들과 작용가능하게 관련되는 제3 표면하 특징부의 복수의 존재를 포함할 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 원주방향 리브를 형성하는 복수의 트레드 블록들은 2개 내지 20개의 상이한 TCS 강성 값들을 갖는 트레드 블록들과 같은 임의의 적합한 개수의 트레드 블록 변형들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 표면하 특징부들이 작용가능하게 관련될 수 있는 상이한 트레드 블록 변형들의 TCS 강성 값들에 대한 대응하는 개수의 조절들을 생성할 수 있는 2개 내지 20개의 표면하 특징부 변형들과 같은 임의의 적합한 개수의 표면하 특징부들이 사용될 수 있음이 인식될 것이다. 부가적으로, 트레드 블록 변형들과 표면하 특징부 변형들의 임의의 조합이 사용될 수 있음이 인식될 것이다. 그러나, 바람직한 배열에서, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴은, 복수의 트레드 블록들에 대한 평균 강성 값의 대략 70 퍼센트 내지 대략 130 퍼센트의 복수의 트레드 블록들에 대한 상대 강성 값들의 결과적인 범위(예컨대, 최저 ACS 강성 값 내지 최고 TCS 또는 ACS 강성 값)를 가질 수 있다. 더 바람직한 실시예에서, 트레드 패턴은 복수의 트레드 블록들에 대한 평균 강성 값의 대략 80 퍼센트 내지 대략 120 퍼센트의 결과적인 범위를 가질 수 있다.

본 발명의 요지에 따른 타이어의 트레드 패턴은 최소 강성/최대 가요성 트레드 블록들로부터 최대 강성/최소 가요성 트레드 블록들까지 원주방향 전단 강성 값들의 감소된 범위를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 주어진 원주방향 열 또는 리브 내의 트레드 블록들 사이의 원주방향 전단 강성 값들의 개선된 일관성이 달성될 수 있다. 보다 큰 원주방향 전단 강성 값들을 갖는 트레드 블록들에는, 트레드 블록들의 크기, 형상, 배열, 구성 및/또는 다른 물리적 특성들에 의해 생성되는 TCS 강성 값을 넘어서는 추가의 볼스터링(bolstering), 버트레싱(buttressing) 및/또는 지지가 거의 또는 전혀 제공되지 않을 수 있다. 대안적으로, 보다 작은 원주방향 전단 강성 값들을 갖는 트레드 블록들에는, TCS 강성 값을 TCS 강성 값보다 큰 ACS 강성 값으로 증가시키기 위해 증가된 볼스터링, 버트레싱 및/또는 지지가 제공될 수 있다.

복수의 트레드 블록들과 복수의 표면하 특징부들이 임의의 적합한 크기, 형상, 형태, 구조, 구성 및/또는 배열을 가질 수 있고, 본 발명의 요지에 따른 트레드 블록들과 표면하 특징부들의 임의의 조합이 사용될 수 있음이 인식되고 이해될 것이다.

본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 하나의 비-제한적인 예가 도 3 내지 도 5에 보다 상세히 도시되어 있으며, 도면 내에서 트레드 패턴(136)으로서 식별된다. 바람직한 배열에서, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴은 적어도 하나의 원주방향 리브를 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는, 서로로부터 측방향으로 이격되고, 사이에 배치되는 적어도 하나의 원주방향 홈에 의해 분리되는 적어도 2개의 원주방향 리브들을 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 트레드 패턴(136)이 적도면(equatorial plane)(EQP)에 대해 실질적으로 대칭인 것으로 도시되어 있으며, 적도면(EQP)으로부터 측방향 외측에서 각각 측벽(126, 128)들에 인접하게 배치되는 리브(150, 152)들을 포함한다. 트레드 패턴(136)은 또한, 사이에 원주방향 홈(158, 160)들이 각각 배치되는 상태로 리브(150, 152)들로부터 측방향 내측으로 이격된 리브(154, 156)들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 리브(162)가 리브(154, 156)들로부터 측방향 내측에 배치되어, 원주방향 홈(164, 166)들이 리브(162)와 리브(154, 156)들 각각 사이에 배치된다.

리브(150, 152)들은, 인접한 트레드 블록들이 타이어를 가로질러 대체로 측방향으로 연장되는 홈(170)들에 의해 분리되도록, 서로에 대해 원주방향으로-이격된 관계로 배치되는 복수의 트레드 블록(168)들로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다. 부가적으로, 트레드 블록(168)들은 보다 넓은 제1 단부(172) 및 보다 좁은 제2 단부(174)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 임의의 적합한 크기 및/또는 형상의 트레드 블록들이 사용될 수 있음이 인식될 것이다. 리브(154, 156)들은, 인접한 트레드 블록들이 대체로 측방향으로 연장되는 홈(176)들에 의해 분리되도록, 서로에 대해 원주방향으로-이격된 관계로 배치되는 복수의 트레드 블록들로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다. 리브(154, 156)들을 적어도 부분적으로 형성하는 복수의 트레드 블록들이, 상이한 크기들, 형상들을 갖고 예를 들어 소음-감소 트레드 설계의 결과일 수 있는 것과 같은 상이한 물리적 특성들을 갖는 것으로 도시된 트레드 블록(178, 180, 182)들을 포함한다는 것이 인식될 것이다. 크기들, 형상들 및/또는 다른 물리적 특성들에서의 차이의 결과로서, 트레드 블록(178, 180, 182)들은 예를 들어 전술되었던 바와 같은 상이한 원주방향 전단 응력 값들을 가질 것으로 예상될 것이다. 또한, 리브(162)는, 인접한 트레드 블록들이 대체로 측방향으로 연장되는 홈(186)들에 의해 분리되도록, 서로에 대해 원주방향으로-이격된 관계로 배치되는 복수의 트레드 블록(184)들로부터 형성되는 것으로 도시되어 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 본 발명의 요지에 따른 타이어의 트레드 패턴의 하나 이상의 표면하 특징부들 및/또는 요소들의 복수의 존재는 임의의 적합한 크기, 형상, 형태, 구조, 구성 및/또는 배열을 가질 수 있다. 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 표면하 특징부들 및/또는 요소들의 비-제한적인 예들은 원주방향 리브 내의 인접한 트레드 블록들 사이에서 연장되고 이들을 작용가능하게 상호연결하는 타이 바들, 인접한 트레드 블록들 사이의 스키드 깊이(skid depth)의 변형들, 및/또는 타이 바들과 스키드 깊이 변형들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

트레드 패턴(136)은 도 3과 도 5에서 각각 트레드 블록(178, 180, 182)들의 적어도 하나의 표면을 따라 배치되는 타이 바(188, 190, 192)들의 형태의 표면하 특징부들을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 측방향 홈(176)들은 외측 표면(130)으로부터 도 5에 파선(SKD)에 의해 표시된 스키드 깊이에 배치되는 저부 표면(194)까지 타이어 케이싱(122)의 크라운 부분(124) 내로 연장된다. 타이어(102)는 도 4에서, 타이어 풋프린트(tire footprint) 또는 접지 패치(contact patch)(196)가 노면 또는 다른 표면(RDS)을 따라 형성되도록 하는 사용 동안에서 도시되어 있다. 사용 시, 타이어(102)는 축(AX)을 중심으로 회전하고, 이러한 회전은 도 1과 도 5에서 화살표(RT)에 의해 표시되어 있으며, 트레드 패턴(136)의 인접한 트레드 블록들은 타이어 풋프린트(196)를 따라 노면(RDS)과 접촉하도록 그리고 노면(RDS)과 접촉하지 않도록 변위된다. 그 결과, 트레드 블록(178, 180, 182)들은 타이어의 회전 방향에 따라 교번할 수 있는 전방 또는 선단 표면(LDS) 및 후방 또는 후단 표면(TRS)을 포함할 수 있다. 도 3과 도 5에 도시된 배열에서, 공통의 원주방향 리브의 하나의 트레드 블록의 선단 표면 및 인접한 블록의 후단 표면이 서로에 대해 대체로 대면하는 관계로 배치된다.

위에 지시된 바와 같이, 표면하 특징부들 및/또는 요소들의 2개 이상의 변형들이 포함되면, 그러한 변형들이 임의의 적합한 방식으로, 예를 들어 상이한 형상들, 크기들, 수량들, 배향들, 배열들, 구성들 및/또는 구조들을 임의의 조합으로 포함함으로써, 서로 상이할 수 있음이 인식될 것이다.

예를 들어, 일부 경우들에서, 1개 및 0개의 수량의 타이 바가 사용될 수 있는데, 여기서 하나의 트레드 블록의 복수의 존재(예컨대, 보다 작은 원주방향 전단 강성을 갖는 트레드 블록들)가 적어도 하나의 원주방향으로 타이 바에 의해 버트레싱되고, 다른 트레드 블록의 복수의 존재(예컨대, 보다 큰 원주방향 전단 강성을 갖는 트레드 블록들)가 적어도 하나의 원주방향으로 인접한 타이 바 높이에 의해 지지되지 않는다.

다른 예로서, 일부 경우들에서, 1개, 2개 및 3개의 수량의 타이 바들이 사용될 수 있다. 그러한 예에서, 하나의 트레드 블록의 복수의 존재(예컨대, 보다 작은 원주방향 전단 강성을 갖는 트레드 블록들)가 서로 인접하게 배치되고 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 3개의 수량의 타이 바들에 의해 버트레싱된다. 다른 트레드 블록의 복수의 존재(예컨대, 보다 큰 원주방향 전단 강성을 갖는 트레드 블록들)가 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 단지 하나의 수량의 타이 바에 의해 버트레싱된다. 그리고, 추가의 트레드 블록의 복수의 존재(예컨대, 중간 원주방향 전단 강성을 갖는 트레드 블록들)가 서로 인접하게 배치되고 적어도 하나의 원주방향으로 연장되는 2개의 수량의 타이 바들에 의해 버트레싱된다. 그러한 예들에서, 1개, 2개 및 3개의 타이 바들이 서로 실질적으로 동일할 수 있어, 이에 의해 제공되는 볼스터링에서의 변화가 타이 바들의 수량의 차이에 기인할 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 배열에서, 타이 바(188, 190, 192)들은 대략 공통적인 폭을 갖고, 높이가 다르다. 이와 같이, 트레드 블록(178, 180, 182)들은 타이 바로부터 타이어의 외측 표면(130)까지 상이한 비-지지 높이들을 갖는다. 도 5에서 식별되는 바와 같이, 타이 바(188)들은 적어도 트레드 블록(178)들의 후단 표면(TRS)을 따라 배치되고 높이 HT1을 가져, 트레드 블록(178)들은 대응하는 비-지지 자유 높이 FH1을 갖는다. 타이 바(190)들은 적어도 트레드 블록(180)들의 후단 표면(TRS)을 따라 배치되고, 타이 바(188)들의 높이 HT1보다 작은 높이 HT2를 갖는다. 따라서, 트레드 블록(180)들은 트레드 블록(178)들의 자유 높이 HT1보다 큰 대응하는 비-지지 자유 높이 FH2를 갖는다. 부가적으로, 타이 바(192)들은 적어도 트레드 블록(182)들의 후단 표면(TRS)을 따라 배치되고, 타이 바(190)들의 높이 HT2보다 작은 높이 HT3을 갖는다. 이와 같이, 트레드 블록(182)들은 트레드 블록(180)들의 자유 높이 HT2보다 큰 대응하는 비-지지 자유 높이 FH3을 갖는다.

일부 경우들에서, 타이 바들은 대체로 직사각형인 단면 형상을 가질 수 있으며, 만곡된 벽 부분들 또는 반경들에 의해 선단 및 후단 표면(LDS, TRS)들로 전이되는 매끄럽고 곧은 연속적인 주연부들을 갖는 상부 표면들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 타이 바들은 다른 단면 형상들 및/또는 다양한 상부 표면들을 구비할 수 있다. 부가적으로, 타이 바들은 인접한 트레드 블록들뿐만 아니라, 타이어 트레드의 제조 동안에 형성될 수 있는 것과 같은 측방향 홈(176)들의 저부 표면(194)들과 일체로 형성(예컨대, 성형 또는 가황)되는 것으로 도시되어 있다.

일부 경우들에서, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴은 실질적으로 균일한 크기, 형상, 구성 및/또는 배열을 가질 수 있는 것과 같은, 그리고/또는 원주방향으로 배치되고 공통의(즉, 대략 동일한) 원주방향 전단 강성 값을 갖는 트레드 블록들 사이에 배치되고 이들을 작용가능하게 상호연결할 수 있는 것과 같은 추가의 타이 바들 또는 다른 표면하 특징부들을 포함할 수 있다. 그러한 추가의 표면하 요소들의 일례가 도 3에 도시되어 있으며, 인접한 트레드 블록(168)들 사이에서 연장되고 이들을 작용가능하게 상호연결하는 타이 바(198, 200)들로서 식별된다. 타이 바(198, 200)들이 리브(150, 152)들 중 적어도 하나의 원주 주위에서 실질적으로 균일하다는 것이 인식될 것이다. 부가적으로, 트레드 블록(168)들이 실질적으로 균일한 크기 및 형상뿐만 아니라 공통의 원주방향 전단 강성을 갖는 것으로 도시되어 있음이 인식될 것이다. 일부 경우들에서, 타이 바(198, 200)들은 잔류 정렬 토크 및/또는 다른 타이어 성능 특성들을 다루는 데 도움을 줄 수 있다.

위에 지시된 바와 같이, 크기들, 형상들, 구성들 및/또는 배열들의 매우 다양한 조합들의 트레드 블록들이 타이어들을 위한 트레드 패턴의 형성과 관련하여 흔히 사용될 수 있고 사용된다. 이와 같이, 도 3 내지 도 5와 관련하여 도시되고 기술된 트레드 블록들과 홈들의 크기, 형상, 구성 및 배열이 단지 예시적이고, 크기들, 형상들, 구성들 및/또는 배열들의 임의의 적합한 조합을 갖는 복수의 트레드 블록들이 대안적으로 본 발명의 요지와 함께 사용될 수 있음이 인식될 것이다.

도 6 및 도 7은, 도면 내에서 트레드 패턴(136')으로서 식별되는, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 다른 비-제한적인 예를 도시한다. 트레드 패턴(136')이 대체로 전술되었던 바와 같은 원주방향 리브(150 내지 156, 162)들, 원주방향 홈(158, 160, 164, 166)들, 및 측방향 홈(170, 176, 184)들을 포함할 수 있다는 점에서 트레드 패턴(136')이 도 3 내지 도 5의 트레드 패턴(136)과 실질적으로 유사하다는 것이 인식될 것이다. 부가적으로, 원주방향 홈 및 측방향 홈의 조합은 전술되었던 바와 같은 트레드 블록(178, 180, 182)들과 실질적으로 유사한 트레드 블록(178', 180', 182')들을 적어도 부분적으로 한정할 수 있다. 트레드 패턴(136')은 트레드 패턴(136')이 도 3 내지 도 5의 타이 바(188, 190, 192)들과는 상이한 유형, 종류 및 구조의 복수의 표면하 특징부들을 포함한다는 점에서 트레드 패턴(136)과는 상이하다.

전술된 바와 같이, 원주방향 홈(158, 160, 164, 166)들뿐만 아니라 적어도 측방향 홈(176)들은 외측 표면(130)으로부터 도 6과 도 7에 파선(SKD)에 의해 표시되는 스키드 깊이에 배치되는 저부 표면(194)까지 타이어 케이싱(122)의 크라운 부분(124) 내로 연장될 수 있다. 그러나, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 원주방향 홈(158, 160, 164 및/또는 166)들의 일부분들은 트레드 블록 변형들 중 하나 이상의 트레드 블록 변형들의 적어도 하나의 표면을 따라 그리고/또는 이에 인접하여 감소된 스키드 깊이를 가질 수 있다. 도 7에 더 상세히 도시된 바와 같이, 원주방향 홈(158, 160, 164 및/또는 166)들의 저부 표면의 일부분들은 불규칙적인 원주방향 형상을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 적어도 측방향 홈(176)들의 저부 표면의 일부분들은 불규칙적인 형상을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 홈(158, 160, 164, 166 및/또는 176)들의 저부 표면의 소정 부분들은, 예를 들어 도 6과 도 7에 파선(SSF)에 의해 표시되는 것과 같은 트레드 블록(178', 180' 및/또는 182')들의 하나 이상의 표면들을 볼스터링하거나 버트레싱하거나 달리 지지하는 표면하 특징부들로서 기능할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 측방향 홈들의 불규칙하게-형상화된 저부 표면들은 트레드 블록(178', 180' 및/또는 182')들의 하나 이상의 표면들을 볼스터링하거나 버트레싱하거나 달리 지지하는 표면하 특징부들로서 기능할 수 있다.

바람직한 배열에서, 하나 이상의 원주방향 홈들 및 복수의 측방향 홈들의 불규칙하게 형상화된 저부 표면들이 서로 블렌딩되거나 달리 상호작용적으로 맞물려, 상이한 비-지지 자유 높이들을 갖는 복수의 상이한 트레드 블록 변형들의 생성을 초래하는 실질적으로-연속적이지만 불규칙하게-형상화된 표면을 갖는 홈들의 측방향 및 원주방향으로-연장되는 네트워크를 형성한다. 그러한 구조의 일례가 도 6과 도 7에 도시되어 있으며, 여기서 원주방향 및 측방향 홈들은 트레드 블록(178')들에 인접하여 오프셋 치수 OF1만큼 그리고 트레드 블록(180')에 인접하여 오프셋 치수 OF2만큼 스키드 깊이(SKD)로부터 오프셋되는 저부 표면 부분을 구비한다. 그 결과, 측방향 홈(176A)들이 저부 표면(194A)에서 종료되고 측방향 홈(176)들에 비해 감소된 깊이를 갖는 것으로 도시되어 있다. 더욱이, 트레드 블록(178')들이 그의 하나 이상의 표면들(예컨대, 전술된 선단 표면(LDS) 및/또는 후단 표면(TRS))을 따라 비-지지 자유 높이 FH1을 갖는 것으로 도시되어 있다. 부가적으로, 측방향 홈(176B)들이 저부 표면(194B)에서 종료되고 측방향 홈(176A)들보다 큰 깊이 그러나 측방향 홈(176)들에 비해 감소된 깊이를 갖는 것으로 도시되어 있다. 이와 같이, 트레드 블록(180')들은 비-지지 자유 높이 FH1보다 크지만 트레드 블록(182')의 비-지지 자유 높이 FH3'보다 작은 비-지지 자유 높이 FH2를 갖는 것으로 도시되어 있다.

스키드 깊이 기준선(SKD)으로부터 오프셋되는 원주방향 및 측방향 홈들의 저부 표면 부분들이 타이어 트레드 패턴의 형성 동안에 형성될 수 있음이 인식될 것이다. 이와 같이, 일정량의 탄성중합체(예컨대, 고무 재료)가 탄성중합체 케이싱(122)의 일부분들로서 일체로 형성되는 다양한 크기들과 형상들의 오프셋 벽 섹션들을 형성할 수 있다. 예시적인 오프셋 벽 섹션들이 도 7에서 오프셋 벽 섹션(202, 204)들로 식별된다. 일부 조건들 하에서, 오프셋 벽 섹션(204)이 스키드 깊이 기준선(SKD)으로부터 저부 표면(194B)까지 그리고 원주방향으로 트레드 블록(180')들과 다른 트레드 블록 사이에서 연장되는 타이 바로서 기능할 수 있음이 인지되고 인식될 것이다. 유사한 오프셋 벽 섹션(도시되지 않음)이 스키드 깊이 기준선(SKD)과 저부 표면(194A) 사이에서 그리고 원주방향으로 트레드 블록(178')들과 다른 트레드 블록 사이에서 연장될 수 있다. 부가적으로, 총 스키드 깊이(예컨대, 스키드 깊이(SKD))의 50% 미만의 오프셋 치수(예컨대, OF1 및 OF2)가 바람직하다. 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴의 전체 홈 프로파일은, 일부 경우들에서, 2개 내지 20개의 식별가능한 트레드 깊이들을 가질 수 있다. 바람직하게는, 그러한 트레드 패턴은 4개 내지 10개의 식별가능한 트레드 깊이들을 가질 수 있다.

도 1 및 도 4 내지 도 7을 참조하면, 토크(TRQ)(도 1)가 타이어 및 휠 조립체(100)에 인가되고, 이 토크는 화살표(RT)들에 의해 표시되는 방향으로의 조립체의 회전을 유도한다. 축(AX)으로부터 반경 R(도 1)에 배치되는 주어진 트레드 블록에 대해, 당업계에 잘 알려져 있는 바와 같이, 주어진 트레드 블록에 생성되는 힘(FTB)은 토크(TRQ)를 타이어 반경(R)으로 나눈 것과 동일하여, FTB = TRQ / R이다. 타이어(102)가 노면(RDS)과 맞닿을 때, 트레드 블록 힘(FTB)의 방향과는 반대인 방향으로 작용하는 노면 토크에 의해 대응하는 반력(FRC)이 생성된다. 당업계에 잘 알려져 있는 바와 같이, 반력(FRC)의 크기가 타이어(102)와 노면(RDS) 사이에 작용하는 마찰 계수의 함수일 것이 인식될 것이다.

타이어(102)의 외측 표면(130)이 노면(RDS)과 맞닿을 때, 반력(FRC)은 타이어의 풋프린트(196) 내에 있고 이에 인접한 트레드 블록들의 편향(deflection)을 발생시킨다. 도 7에 도시된 바와 같이, 파선(CDT)이 통상적인 구성을 갖는 주어진 트레드 블록(예컨대, 트레드 블록(180'))의 이론적인 원주방향 편향을 나타낸다. 파선(CDA)이 본 발명의 요지에 따른 주어진 트레드 블록과 작용가능하게 관련되는 하나 이상의 표면하 특징부들을 갖는 주어진 트레드 블록의 실제의 원주방향 편향을 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 기준 치수(DPT)는 통상적인 구성을 갖는 주어진 트레드 블록에 대한 외측 표면(130)의 변위를 나타낸다. 기준 치수(DPA)는 본 발명의 요지에 따른 하나 이상의 표면하 특징부들이 작용가능하게 관련되는 주어진 트레드 블록에 대한 외측 표면(134)의 변위를 나타낸다. 도 7로부터, 주어진 트레드 러그의 원주방향 편향과 외측 표면 변위가 본 발명의 요지에 따른 하나 이상의 표면하 특징부들을 갖는 트레드 블록에 대해서보다 통상적인 트레드 블록에 대해 더 클 것임이 인식될 것이다. 일부 경우들에서, 이론적인 원주방향 전단(TCS) 강성 값들 및 조절된 원주방향 전단(ACS) 강성 값들은 반력(FRC)을 각각 이론적인 또는 실제의 외측 표면 변위(DST 또는 DSA)로 나눈 것과 대략 동일할 수 있다.

위에서 논의된 바와 같이, 현재의 알려진 트레드 패턴 설계들은 타이어 트레드 패턴들의 성능을 수정하기 위해 타이 바들 및 다른 표면하 특징부들을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 알려진 구조들은 전형적으로, 타이어 둘레에서 원주방향으로 단일 깊이에 배치되는 타이 바들 및 다른 표면하 특징부들을 이용한다. 본 발명의 요지는 타이어 360° 둘레의 임의의 위치에서 트레드 성능을 조정하기 위해 상이한 깊이들 또는 높이들을 포함하는 타이 바들 및/또는 다른 표면하 특징부들의 사용을 포함한다.

위에서 논의된 바와 같이, 표면하 특징부들은 트레드 블록들의 기부에서 타이 바들, 반경부들 또는 버트레스들을 그리고/또는 비-원주방향인 트레드 패턴의 영역들에서 전체 스키드 깊이에 대한 수정들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소음-처리된 트레드 패턴 또는 설계를 갖는 타이어가 일부의 보다 큰 트레드 요소들 및 일부의 보다 작은 트레드 요소들을 갖는 일정 범위의 다양한 상이한 크기의 트레드 특징부들을 구비할 수 있다. 그러한 경우들에서, 보다 큰 트레드 요소들은 당연히 보다 작은 트레드 요소들보다 더 강성일 것이다. 보다 작은 트레드 요소들 둘레에서 유효 스키드 깊이를 감소시킬 때, 보다 작은 트레드 요소들의 원주방향 전단 강성의 결과적인 변경 또는 조정이 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전체 트레드 패턴의 성능이 더 일관된 원주방향 전단 강성 프로파일을 가질 수 있도록 트레드 블록들이 조정될 수 있다. 일부 경우들에서, 전체 트레드 패턴의 원주방향 전단 강성을 조정하는 것은 상이한 블록 형상들의 강성을 3-D 공극(void) 또는 블록 에지 두께들에 부합시키는 것을 포함할 수 있다.

타이어 트레드 패턴의 상이한 영역들에서 상이한 트레드 깊이들을 사용하는 것은, 일부 상황들 하에서, 원주방향 전단 강성 이외의 특징들에 유익할 수 있다. 그러한 특징들은 균일성, 공극, 잔류 정렬 토크 및 블록 에지 두께를 포함할 수 있다. 부가적으로, 일부 경우들에서, 본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴을 포함하는 타이어가 결과적인 눈길 및 젖은 노면에서의 핸들링 성능(handling snow and wet performance) 개선을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 주 원주방향 홈들이 마모 바(wear bar)들에 의해 일정한 깊이를 가질 것으로 예상될 수 있다.

본 발명의 요지에 따른 트레드 패턴을 갖는 타이어의 제조 방법(300)의 일례가 도 8에 도해적으로 나타나 있다. 방법(300)은 아이템 번호 302에 의해 나타내어진 바와 같이, 타이어 케이싱을 적어도 부분적으로 형성하도록 치수 설정되는 일정량의 탄성중합체 재료를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(300)은 또한 아이템 번호 304에 의해 나타내어지는 바와 같이, 회전축을 중심으로 원주방향으로 연장되는, 예를 들어 탄성중합체 케이싱(122)과 같은 타이어 케이싱을 일정량의 탄성중합체 재료로부터 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(300)은 아이템 번호 306에 의해 나타내어지는 바와 같이, 축을 중심으로 원주방향으로 그리고 타이어 케이싱의 외측 표면(예컨대, 외측 표면(130))을 따라 연장되는, 예를 들어 트레드 패턴(136 또는 136')과 같은 트레드 패턴을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 방법(300)은 또한 아이템 번호 308에 의해 나타내어지는 바와 같이, 타이어 케이싱과 트레드 패턴을 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 트레드 패턴을 형성하는 동작(306)은 아이템 번호 310에 의해 나타내어지는 바와 같이, 타이어 케이싱을 따라 하나 이상의 원주방향 리브들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(306)은 또한 아이템 번호 312에 의해 나타내어지는 바와 같이, 예를 들어 트레드 블록(178, 180, 182, 178', 180' 및/또는 182')과 같은 복수의 트레드 블록들을 원주방향 리브를 따라 서로 이격된 관계로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 동작(306)은 아이템 번호 314에 의해 나타내어지는 바와 같이, 예를 들어 표면하 특징부(188, 190, 192 및/또는 SSF)들과 같은 복수의 표면하 특징부들을 트레드 블록들 중 적어도 하나에 인접하게 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

소정의 특징부들, 요소들, 구성요소들 및/또는 구조물들과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 서수(예컨대, 제1, 제2, 제3, 제4 등)들은 복수개 중 상이한 단일의 것들을 나타내거나, 그렇지 않으면 소정의 특징부들, 요소들, 구성요소들 및/또는 구조물들을 식별하기 위해 사용될 수 있으며, 청구범위 언어에 의해 구체적으로 한정되지 않는 한 임의의 순서 또는 시퀀스를 의미하지 않는다. 부가적으로, 용어들 "원주방향", "원주방향으로" 등은 넓게 해석될 것이며, 원형 형상들 및/또는 형태들을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 이와 관련하여, 용어들 "원주방향", "원주방향으로" 등은 용어들 "주연", "주연으로" 등과 동의어일 수 있다.

많은 다양한 특징부들 및/또는 구성요소들이 본 명세서에 나타내어지고 기술된 실시예들에서 제공되며, 어떠한 하나의 실시예도 그러한 특징부들 및 구성요소들 모두를 포함하는 것으로 구체적으로 나타내어지고 기술될 수 없음이 인지될 것이다. 이와 같이, 본 발명의 요지가 본 명세서에 나타내어지고 기술된 다양한 특징부들 및 구성요소들의 임의의 조합 및 모든 조합들을 포함하도록 의도되며, 제한없이 임의의 조합으로의 특징부들 및 구성요소들의 임의의 적합한 배열이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 명세서에 구체적으로 실시되든 아니든 간에 특징부들 및/또는 구성요소들의 임의의 그러한 조합에 관한 청구범위가 본 발명에서의 지지를 구하도록 의도된다는 것이 명백하게 이해될 것이다.

따라서, 본 발명의 요지가 상기의 실시예들과 관련하여 기술되었고, 개시된 실시예들의 구조물들 및 구성요소 부품들 사이의 구조적 상호관계에 대해 본 명세서에서 상당한 중점이 두어졌지만, 다른 실시예들이 이루어질 수 있으며, 본 발명의 원리로부터 벗어남이 없이 예시되고 기술된 실시예들에서 많은 변경들이 이루어질 수 있음이 인식될 것이다. 명백하게, 앞서의 상세한 설명을 읽고 이해할 때 다른 것들에 대해 수정들 및 변경들이 일어날 것이다. 따라서, 상기의 기술된 사항이 단지 본 발명의 요지를 예시하는 것으로 해석되고 제한으로서 해석되지 않을 것임이 명백하게 이해될 것이다. 이와 같이, 그러한 모든 수정들 및 변경들이 첨부된 청구범위 및 이의 임의의 등가물의 범주 내에 속하는 한, 본 발명의 요지가 이들을 포함하는 것으로 해석되는 것이 의도된다.

Claims

회전축을 갖는 타이어로서,
상기 축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 트레드(tread)를 포함하고,
상기 트레드는,
트레드 패턴으로 배치되는 복수의 트레드 블록들로서, 상기 복수의 트레드 블록은 제1의 이론적인 원주방향 전단(theoretical circumferential shear, TCS) 강성(stiffness) 값을 갖는 제1 트레드 블록의 복수의 존재, 및 상기 제1 TCS 강성 값보다 큰 제2 TCS 강성 값을 갖는 제2 트레드 블록의 복수의 존재를 포함하며, 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재 및 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재는 상기 축을 중심으로 연장되는 제1 원주방향 열(row) 내에서 상기 제1 및 제2 트레드 블록들의 미리 결정된 시퀀스로 서로에 대해 이격된 관계로 배치되는, 상기 복수의 트레드 블록들, 및
적어도 제1 표면하 특징부(sub-surface feature)의 복수의 존재를 포함하는 복수의 표면하 특징부들로서, 상기 제1 트레드 블록들 중 하나와 상기 제1 표면하 특징부들 중 하나의 조합이 상기 제1 TCS 강성 값보다 상기 제2 TCS 강성 값에 더 근접한 제1의 조절된 원주방향 전단(adjusted circumferential shear, ACS) 강성 값을 갖도록, 상기 제1 표면하 특징부의 상기 복수의 존재 중 적어도 일부가 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재 중 적어도 일부와 작용가능하게 관련되는, 상기 복수의 표면하 특징부들을 포함하는, 타이어.
제1항에 있어서, 상기 타이어는 상기 축을 중심으로 원주방향으로 연장되고 외측 표면을 포함하는 탄성중합체 타이어 케이싱을 추가로 포함하고, 상기 트레드는 상기 외측 표면으로부터 상기 탄성중합체 타이어 케이싱 내로 연장되는, 타이어.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 타이어는 관련 휠(wheel) 상에 장착하도록 치수 설정된 공기압 타이어인, 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드는 상기 축을 중심으로 연장되는 제2 원주방향 열을 포함하고, 상기 제1 및 제2 원주방향 열들은 적어도 하나의 홈이 상기 제1 원주방향 열과 상기 제2 원주방향 열 사이에서 상기 축을 중심으로 원주방향으로 연장되도록 서로로부터 축방향으로 이격되는, 타이어.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 트레드 블록들의 상기 제1 TCS 강성 값과 상기 제2 트레드 블록들의 상기 제2 TCS 강성 값 사이에서의 값 차이는 상기 제1 트레드 블록과 상기 제2 트레드 블록 사이의 형상 및 크기 중 적어도 하나에서의 차이에 적어도 부분적으로 기인하고, 상기 형상 및 크기 중 적어도 하나에서의 차이는 상기 트레드의 소음-감소 트레드 패턴에 해당하는, 타이어.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 트레드 블록들은 제3 트레드 블록의 복수의 존재를 포함하고, 상기 제3 트레드 블록의 상기 복수의 존재는 상기 제1, 제2 및 제3 트레드 블록들의 미리 결정된 시퀀스로 상기 원주방향 열을 따라 배치되며, 상기 제3 트레드 블록의 상기 복수의 존재는 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재의 상기 제1 TCS 강성 값보다 크고 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재의 상기 제2 TCS 강성 값보다 큰 제3 TCS 강성 값을 갖는, 타이어.
제6항에 있어서, 상기 복수의 표면하 특징부들은 제2 표면하 특징부들의 복수의 존재를 포함하고, 상기 제2 표면하 특징부들의 상기 복수의 존재는 상기 제2 트레드 블록들 중 하나와 상기 제2 표면하 특징부들 중 하나의 조합이 상기 제2 TCS 강성 값보다 상기 제3 TCS 강성 값에 더 근접한 제2 ACS 강성 값을 갖도록 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재와 작용가능하게 관련되는, 타이어.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제1 원주방향 열은 상기 축을 중심으로 원주방향으로 변하는 전체 원주방향 전단 강성 프로파일을 갖고, 상기 전체 원주방향 전단 강성 프로파일은 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재의 상기 제1 ACS 강성 값과 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재의 상기 제2 TCS 강성 값에 의해 적어도 부분적으로 확립되는, 타이어.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 제1 원주방향 열의 상기 제1 ACS 강성 값과 상기 제2 TCS 강성 값은 상기 제1 원주방향 열의 상기 복수의 트레드 블록들의 평균 강성 값의 대략 70 퍼센트 내지 대략 130 퍼센트의 범위 내에 있는, 타이어.
제9항에 있어서, 적어도 상기 제1 원주방향 열의 상기 제1 ACS 강성 값과 상기 제2 TCS 강성 값은 상기 제1 원주방향 열의 상기 복수의 트레드 블록들의 평균 강성 값의 대략 80 퍼센트 내지 대략 120 퍼센트의 범위 내에 있는, 타이어.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 트레드 블록들 각각은 선단 표면(leading surface) 및 후단 표면(trailing surface)을 포함하고, 상기 복수의 트레드 블록들 중 하나의 트레드 블록의 상기 후단 표면은 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록의 선단 표면에 대면하는 관계로 배치되어 이들 사이에서 측방향 홈이 연장되는, 타이어.
제11항에 있어서, 상기 제1 표면하 특징부들은 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재 중 적어도 일부의 존재의 상기 후단 표면으로부터 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록의 상기 선단 표면을 향해 연장되는, 타이어.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 표면하 특징부들은 복수의 제1 타이 바(tie bar)들을 포함하며, 적어도 하나의 제1 타이 바는 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재 중 하나로부터 연장되고 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록에 작용가능하게 연결되는, 타이어.
제13항에 있어서, 상기 복수의 표면하 특징부들은 복수의 제2 타이 바들을 포함하며, 적어도 하나의 제2 타이 바는 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재 중 하나로부터 연장되고 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록에 작용가능하게 연결되는, 타이어.
제14항에 있어서, 상기 복수의 제1 타이 바들은 제1 높이와 제1 폭을 갖고, 상기 복수의 제2 타이 바들은 제2 높이와 제2 폭을 가지며, 상기 제2 높이와 상기 제2 폭 중 적어도 하나는 상기 제1 높이와 상기 제1 폭 중 각각의 것보다 작은, 타이어.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 복수의 트레드 블록들 각각은 외측 표면을 포함하고, 상기 복수의 제1 타이 바들은 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록의 상기 외측 표면으로부터 제1 깊이만큼 반경방향 내측으로 이격되는 제1 상부 표면을 포함하며, 상기 복수의 제2 타이 바들은 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록의 상기 외측 표면으로부터 제2 깊이만큼 반경방향 내측으로 이격되는 제2 상부 표면을 포함하고, 상기 제2 깊이는 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재가 상기 제1 상부 표면으로부터 상기 외측 표면까지 연장되는 제1 비-지지(unsupported) 높이를 갖고 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재가 상기 제2 상부 표면으로부터 상기 외측 표면까지 연장되는, 상기 제1 비-지지 높이보다 작은 제2 비-지지 높이를 갖도록 상기 제1 깊이보다 큰, 타이어.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 표면하 특징부들은 상기 축을 중심으로 원주방향으로 배치되는 복수의 스키드 깊이(skid depth)를 포함하고, 적어도 제1 스키드 깊이가 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재를 따라 배치되고 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록에 작용가능하게 연결되는, 타이어.
제17항에 있어서, 상기 복수의 표면하 특징부들은 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재를 따라 배치되고 상기 복수의 트레드 블록들 중 인접한 트레드 블록에 작용가능하게 연결되는 제2 스키드 깊이를 포함하는, 타이어.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 복수의 트레드 블록들 각각은 선단 표면 및 후단 표면을 포함하고, 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재 중 적어도 일부는 상기 선단 표면 및 상기 후단 표면 중 적어도 하나를 따라 제1 자유 높이를 가지며, 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재 중 적어도 일부는 상기 선단 표면 및 상기 후단 표면 중 적어도 하나를 따라 제2 자유 높이를 갖고, 상기 제1 자유 높이는 상기 제2 자유 높이보다 큰, 타이어.
타이어의 제조 방법으로서,
타이어 케이싱을 적어도 부분적으로 형성하도록 치수 설정되는 일정량의 탄성중합체 재료를 제공하는 단계;
회전축을 중심으로 원주방향으로 연장되는 케이싱 벽을 포함하는 타이어 케이싱을 형성하는 단계;
상기 케이싱 벽의 적어도 일부분을 따라 트레드 패턴을 형성하는 단계로서, 상기 트레드 패턴은 복수의 트레드 블록들 및 복수의 표면하 특징부들을 포함하고, 상기 복수의 트레드 블록들은 제1 트레드 블록의 복수의 존재 및 제2 트레드 블록의 복수의 존재를 포함하며, 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재 및 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재는 상기 축을 중심으로 연장되는 원주방향 열 내에서 제1 및 제2 트레드 블록들의 미리 결정된 시퀀스로 서로에 대해 이격된 관계로 배치되고, 상기 복수의 표면하 특징부들은 적어도 제1 표면하 특징부의 복수의 존재를 포함하며, 상기 제1 표면하 특징부의 상기 복수의 존재는 적어도 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재와 작용가능하게 관련되는, 상기 트레드 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 타이어 케이싱을 경화시켜 트레드 패턴을 형성하는 단계로서, 상기 트레드 패턴에서는 상기 제1 트레드 블록의 상기 복수의 존재가 제1의 이론적인 원주방향 전단(TCS) 강성 값을 갖고 상기 제2 트레드 블록의 상기 복수의 존재가 상기 제1 TCS 강성 값보다 큰 제2 TCS 강성 값을 가지며 상기 제1 트레드 블록들 중 하나와 상기 제1 표면하 특징부들 중 하나의 조합이 상기 제1 TCS 강성 값보다 상기 제2 TCS 강성 값에 더 근접한 제1의 조절된 원주방향 전단(ACS) 강성 값을 갖는, 상기 트레드 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는, 타이어의 제조 방법.