KR101494484B1

KR101494484B1 - 공기 타이어

Info

Publication number: KR101494484B1
Application number: KR1020107009262A
Authority: KR
Inventors: 다케히코 무라타
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2015-02-17
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: EP2196332B1; EP2196332A4; US20100212795A1; JP4280297B2; RU2471640C2; JP2009090680A; RU2010112769A; CN101815624B; WO2009044727A1; KR20100075969A; EP2196332A1; CN101815624A; US8555940B2

Abstract

드라이 그립 성능을 높은 수준으로 유지하면서 눈길에서의 트랙션 성능을 향상시켜서 설상 성능을 향상시킨 본 발명의 공기 타이어는, 그 트레드면(2)이 차량의 외측을 향하는 외측 영역(2o)에 하나 이상의 원주방향 주홈(3)을 갖고, 상기 원주방향 주홈(3)은, 그 홈 벽면(20)과 트레드면(2)이 교차하는 능선(21)이 곧게 연장된 직선 홈이며, 각 홈 벽면(20)은, 트레드면(2)의 법선에 대하여 40∼60°의 각도 θ1을 이루어 능선(21)으로부터 연장되는 완경사의 상벽면부(20U)와, 각도 θ1보다 작은 각도 θ2를 이루어 홈 바닥(22)까지 연장되는 급경사의 하벽면부(20L)를 포함하고, 하벽면부(20L)에는, 각도 θ1보다는 크지 않지만 각도 θ2보다는 큰 각도 θ3을 이루어 상벽면부(20U)의 하단부(Ue)로부터 홈 바닥(22)까지 연장되는 경사면(23S)을 갖는 삼각형 단면의 돌출부가 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은, 사계절용 타이어로서 사용하기에 적합하고, 건조 노면에서의 주행 성능을 높은 수준으로 유지하면서, 설상(雪上) 성능을 향상시킨 공기 타이어에 관한 것이다.

고속 주행 성능을 유지하면서 눈길에서의 주행 성능(즉, 설상 성능)을 향상시킨 사계절용 타이어의 경우, 눈길에서의 트랙션 성능을 높이는 것이 중요하다. 이를 위해, 타이어의 원주방향으로 연장되는 원주방향 주(主)홈으로서 지그재그 홈이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 도 11a에 도시된 바와 같이, 지그재그 홈 "g1"의 홈폭 중앙측을 향해 돌출하는 외부 모서리부 "gla"의 강성이 낮아서, 이 외부 모서리부의 노면에서의 미끄러짐량이 크다. 따라서, 외부 모서리부 "gla"가 조기에 마모되는 등, 편마모가 발생하여, 드라이 그립 성능을 저하시키는 문제가 있다. 특히, 트레드면 중에서 차량의 외측에 위치하는 외측 영역에는 코너링시에 큰 하중이 가해지므로, 이 외측 영역에 배치된 원주방향 주홈에서는 편마모가 보다 현저하게 일어난다. 또한, 편마모가 코너링 포스에 미치는 영향도 크기 때문에, 드라이 그립 성능의 저하가 더 가속화된다.

한편, 원주방향으로 곧게 연장되는 직선 홈을 원주방향 주홈으로서 사용하는 것도 알려져 있다. 그러나, 직선 홈으로는 눈길에서 트랙션 포스를 얻지 못하기 때문에, 설상 성능을 높일 수 없고, 이에 따라 직선 홈은 사계절용 타이어에 불리하다. 또한, 직선 홈은 편마모를 덜 일으키지만, 도 11b에 도시된 바와 같이 홈 벽면 "gs"와 트레드면 "ts"가 교차하는 모서리부 "q"의 강성이 낮다. 따라서, 직선 홈이 전술한 바와 같은 외측 영역에 배치되는 경우에는, 고속으로 코너링할 때 발생하는 큰 하중에 의해 모서리부 "q"가 조기에 마모되는 등, 내편마모성이 여전히 만족스럽지 못한 수준이다.

일본 특허 공개 제2002-219909호 공보 일본 특허 공개 제2002-293109호 공보

특히 최근에는, 최근의 차량의 고속화 및 고출력화 요구의 관점에서, 사계절용 타이어에 대해서도 건조 노면에서의 주행 성능 및 눈길에서의 주행 성능을 한층 더 향상시키는 것이 요망되고 있다. 따라서, 내편마모성이 우수하고, 드라이 그립 성능을 높은 수준으로 유지하면서 눈길에서의 트랙션 성능을 향상시켜서 설상 성능을 향상시킨 타이어의 출현이 강하게 요망되고 있다.

따라서, 본 발명은, 내편마모성이 우수하고, 드라이 그립 성능을 높은 수준으로 유지하면서 눈길에서의 트랙션 성능을 향상시켜서 설상 성능을 향상시킬 수 있는 공기 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 전술한 외측 영역에 배치되는 원주방향 주홈으로서, 홈 벽면이 완경사의 상벽면부와 급경사의 하벽면부로 이루어지는 직선 홈을 이용하고, 상기 하벽면부에, 홈폭 중앙측을 향해 돌출하는 삼각형 단면의 볼록부를 원주방향으로 간격을 두고 배치하는 것을 기초로 한다.

홈 벽면에 볼록부가 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 타이어로서는, 하기의 타이어가 알려져 있다.

본 발명은, 타이어 적도보다 차량의 외측을 향하는 트레드면의 외측 영역에, 타이어의 원주방향으로 연속적으로 연장되는 적어도 하나의 외측 영역 원주방향 주홈이 배치되고,

상기 외측 영역 원주방향 주홈은, 이 홈의 양측의 홈 벽면과 트레드면이 교차하는 각 능선(稜線)이 원주방향으로 곧게 연장된 직선 홈으로 형성되며,

각 홈 벽면은, 트레드면의 법선에 대하여 40∼60°의 각도 θ1을 이루어 각 능선으로부터 하향 연장되는 완경사의 상벽면부와, 이 상벽면부의 하단부에 이어져 있으며 상기 각도 θ1보다 작은 각도 θ2를 이루어 홈 바닥까지 연장되는 급경사의 하벽면부를 포함하고,

상기 하벽면부에는, 각도 θ1보다는 크지 않지만 각도 θ2보다는 큰 각도 θ3을 이루어 상기 상벽면부의 하단부로부터 홈 바닥까지 연장되는 경사면을 갖고서 상기 하벽면부로부터 홈폭 중앙측을 향해 돌출하는 삼각형 단면의 돌출부가 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본원에 사용되는 용어 "접지 가장자리"란, 타이어를 정규 림에 장착하고 정규 내압을 충전한 후 이러한 상태의 타이어에 정규 하중을 부하하였을 때에 지면과 접촉하게 되는 타이어의 트레드 접지면의 축방향 외측 가장자리이다. 또한, 접지 가장자리 사이의 축방향 거리를 "트레드 접지폭"이라 한다. 용어 "정규 림"이란, 타이어가 기초하고 있는 규격 체계에 있어서, 해당 규격이 타이어마다 정하는 림이며, 예컨대 JATMA이면 "표준림", TRA이면 "Design Rim", ETRTO이면 "Measuring Rim"으로 한다. 또한, 용어 "정규 내압"이란, 타이어가 기초하고 있는 규격 체계에 있어서, 해당 규격이 타이어마다 정하고 있는 공기압이고, JATMA이면 "최고 공기압", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" 에 기재된 최대값, ETRTO이면 "INFLATION PRESSURE"로 하지만, 승용차용 타이어의 경우에는 180 ㎪로 한다. 또한, 용어 "정규 하중"이란, 타이어가 기초하고 있는 규격 체계에 있어서, 해당 규격이 타이어마다 정하고 있는 하중이고, JATMA이면 "최대 부하 능력", TRA이면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대값, ETRTO이면 "LOAD CAPACITY"로 한다.

"홈폭"이란 홈 중심에 대한 직각 방향으로 측정한 트레드면 상에서의 폭이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 외측 영역에 배치되는 원주방향 주홈으로서, 홈 벽면과 트레드면이 교차하는 능선이 원주방향으로 곧게 연장되는 직선 홈을 사용한다. 따라서, 지그재그 홈의 외부 모서리부에서 기인하는 편마모의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 홈 벽면은 완경사의 상벽면부와 급경사의 하벽면부로 형성되어 있다. 상벽면부는 완경사이므로, 홈 벽면과 트레드면이 만나는 모서리부가 절취된 모따기부로서 기능하고, 그 결과 모서리부에서 기인하는 편마모의 발생을 원주방향 주홈의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 방지할 수 있다.

또한, 하벽면부로부터 홈폭 중앙측을 향해 돌출하는 돌출부는, 돌출부의 원주방향 단부면에 기초하여 눈길에서 트랙션 포스를 발휘하고, 이로써 설상 성능이 향상될 수 있다. 특히, 돌출부는 삼각형 단면을 가지므로, 본 발명의 타이어는 눈 속에 파고드는 성능과 홈으로부터 눈을 배출하는 성능이 우수하며, 배수성의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 타이어의 트레드 패턴을 보여주는 전개도이다.
도 2는 외측 숄더 영역을 확대하여 보여주는 트레드 패턴의 전개도이다.
도 3은 중간 영역과 내측 숄더 영역을 확대하여 보여주는 트레드 패턴의 전개도이다.
도 4는 외측 영역의 원주방향 주홈을 보여주는 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 내측 영역의 원주방향 주홈을 보여주는 평면도이다.
도 6은 외측 영역의 원주방향 주홈을 보여주는 도 4의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 7은 내측 영역의 원주방향 주홈을 보여주는 도 5a 및 도 5b의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
도 8a는 중앙 영역의 원주방향 부(副)홈을 보여주는 단면도이고, 도 8b는 외측 숄더 영역의 원주방향 부홈을 보여주는 단면도이다.
도 9는 외측 가로홈의 절취부를 예시하는 단면도이다.
도 10은 가로홈의 타이바를 예시하는 홈폭 중심에 따른 단면도이다.
도 11a는 지그재그 홈의 문제점을 보여주는 평면도이고, 도 11b는 직선 홈의 문제점을 보여주는 단면도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 공기 타이어의 트레드 패턴을 보여주는 전개도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 공기 타이어(1)는, 트레드면(2)이 타이어 적도(C)에 의해 차량의 외측을 향하는 외측 영역(2o)과 차량의 내측을 향하는 내측 영역(2i)으로 가상적으로 구분되어 있다. 외측 영역(2o)에는, 타이어의 원주방향으로 연장되는 적어도 하나의 외측 영역 원주방향 주홈(3)[본 실시예에서는 하나의 외측 영역 원주방향 주홈(3)]이 배치되어 있다. 내측 영역(2i)에는, 타이어의 원주방향으로 연장되는 적어도 하나의 내측 영역 원주방향 주홈(4)[본 실시예에서는 타이어 적도측에 위치한 제1 내측 영역 원주방향 주홈(4A)과 접지 가장자리측에 위치한 제2 내측 영역 원주방향 주홈(4B)을 포함한 총 2개의 홈]이 배치되어 있다. 따라서, 이들 원주방향 주홈은 트레드면(2)에 비대칭 트레드 패턴을 형성하며, 예를 들어 본 실시예의 경우에는, 3개의 원주방향 주홈(3, 4A, 4B)이 타이어 적도(C)에 대해 비대칭으로 배치되어 있는 비대칭 트레드 패턴을 형성한다.

원주방향 주홈이 2개 배치된 경우에는, 타이어는 배수성 등이 부족하여서, 충분한 웨트 성능을 확보하기 어렵다. 원주방향 주홈이 4개 배치된 경우에는, 패턴 강성, 특히 타이어 축방향에서의 강성이 불충분하여서, 타이어, 특히 스포츠카(경주용 차량 포함) 등과 같은 고속 차량용의 타이어는 드라이 그립 성능이 부족하게 된다. 따라서, 웨트 성능과 드라이 그립 성능 모두를 획득하는 관점에서는 3개의 원주방향 주홈을 형성하는 것이 바람직하다. 코너링시 외측 영역(2o)에 큰 하중이 작용하더라도, 본 예에서와 같이 비대칭 배치를 적용함으로써, 외측 영역(2o)의 축방향 강성을 상대적으로 향상시켜서 코너링 포스를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 드라이 그립 성능, 특히 코너링 성능을 향상시킬 수 있다.

외측 영역 원주방향 주홈(3)을 형성하는 영역의 범위(Y3)는, 외측 영역(2o) 중에서, 외측 영역의 접지 가장자리(TEo)를 기준으로 트레드 접지폭(TW)의 20%의 위치로부터 트레드 접지폭(TW)의 46%의 위치까지의 범위인 것이 바람직하다. 원주방향 주홈(3) 전체가 상기 영역 범위(Y3)에 형성된다. 상기 영역 범위(Y3)는, 트레드 접지폭(TW)의 25%의 위치로부터 트레드 접지폭(TW)의 35%의 위치까지의 범위인 것이 더 바람직하다. 또한, 제1 내측 영역 원주방향 주홈(4A)을 형성하는 영역의 범위(Y4)는, 내측 영역(2i) 중에서, 외측 영역의 접지 가장자리(TEo)를 기준으로 트레드 접지폭(TW)의 50%의 위치로부터 트레드 접지폭(TW)의 70%의 위치까지의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 제2 내측 영역 원주방향 주홈(4B)을 형성하는 영역의 범위(Y4)는, 내측 영역(2i) 중에서, 외측 영역의 접지 가장자리(TEo)를 기준으로 트레드 접지폭(TW)의 700%의 위치로부터 트레드 접지폭(TW)의 86%의 위치까지의 범위인 것이 바람직하다.

상기 영역 범위(Y3, Y4, Y5)에 원주방향 주홈(3, 4A, 4B)을 형성함으로써, 타이어의 축방향에서의 강성 밸런스를 적정화할 수 있어, 드라이 그립 성능(특히, 코너링 성능)을 더 향상시킬 수 있다.

원주방향 주홈(3, 4A, 4B)은 그 단면을 보여주는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 8 ㎜ 이상의 홈폭(Wg3, Wg4)(총칭하여 Wg라고 함)을 갖는다. 본 실시예에서는, 원주방향 주홈(3)의 홈폭(Wg3)을 원주방향 주홈(4A 및 4B)의 홈폭(Wg4)보다 크게 설정함으로써, 비대칭 배치로 인한 배수성의 밸런스 저하를 억제한다. 드라이 그립 성능과 웨트 성능 사이의 밸런스의 관점에서, 홈폭(Wg3)은 트레드 접지폭(TW)의 5∼9%이고, 홈폭(Wg4)은 트레드 접지폭(TW)의 4∼8%인 것이 바람직하다.

원주방향 주홈(3, 4A, 4B)의 홈 깊이(Hg3, Hg4)(총칭하여 Hg라 함)는 6.5∼9.0 ㎜의 범위, 특히 7.0∼8.0 ㎜의 범위 내에서 서로 동일한 것이 바람직하다. 그 이유는, 홈 깊이(Hg)가 큰 경우, 홈 바닥에서의 손상을 방지하기 위해 트레드 고무의 두께를 증대시킬 필요가 있고, 그 결과 주행 중의 열 발생이 증가하여, 특히 고속 차량용 타이어에서는, 고무의 열적 열화에 기인한 편마모(조기 마모)를 초래하는 경향이 있기 때문이다. 따라서, 배수성 및 열적 열화의 방지의 관점에서, 홈 깊이(Hg)를 전술한 범위로부터 선택하는 것이 바람직하다.

도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 원주방향 주홈(3)은, 홈의 양측의 홈 벽면(20)과 트레드면(2)이 교차하는 각 능선(21)이 원주방향으로 곧게 연장된 직선 홈으로 형성되며, 각 홈 벽면(20)은, 트레드면(2)의 법선에 대하여 40∼60°의 각도 θ1을 이루어 각 능선(21)으로부터 하향 연장되는 완경사의 상벽면부(20U)와, 이 상벽면부(20U)의 하단부(Ue)에 이어져 있으며 상기 각도 θ1보다 작은 각도 θ2를 이루어 홈 바닥(22)까지 연장되는 급경사의 하벽면부(20L)로 형성되어 있다. 또한, 하벽면부(20L)로부터 홈폭 중앙측을 향해 돌출하는 돌출부(23)가 원주방향으로 간격을 두고 하벽면부(20L)에 배치되어 있다. 돌출부(23)는 각도 θ1보다는 크지 않지만 각도 θ2보다는 큰 각도 θ3을 이루어 상기 상벽면부(20U)의 하단부(Ue)로부터 홈 바닥(22)까지 연장되는 경사면(23S)을 가지며, 삼각형 단면을 갖는다.

이와 같이, 외측 영역(2o)에 배치되는 원주방향 주홈(3)은, 능선(21)이 원주방향으로 곧게 연장되는 직선 홈으로 형성되어 있다. 따라서, 지그재그 홈에서와 같이 강성이 변화하는 외부 모서리부와 내부 모서리부가 형성되지 않으므로, 이에 기인한 편마모의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 홈 벽면(20)의 트레드면측이 완경사의 상벽면부(20U)로 형성되어 있다. 상벽면부(20U)는 40∼60°의 각도 θ1로 이루어진 완경사면이므로, 홈 벽면(20)과 트레드면(2)이 만나는 모서리부(J)가 절취된 모따기부(24)로서 기능하고, 그 결과 모서리부(J)에서 기인하는 편마모의 발생을 원주방향 주홈(3)의 전체 길이에 걸쳐 방지할 수 있다. 즉, 원주방향 주홈(3)을 직선 홈으로 형성함으로써, 능선(21)을 따라서의 강성의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 완경사의 상벽면부(20U)가 모따기부(24)로서 기능하여, 능선(21)에서의 강성이 높게 유지될 수 있다. 그 결과, 고속 코너링(예를 들어, 레이스 서킷에서의 한계 주행)을 비롯한 주행에서도, 원주방향 주홈(3)에 기인하는 편마모를 억제할 수 있다. 따라서, 주행 중의 드라이 그립 성능의 변화가 억제되어, 주행의 안정성을 확보할 수 있다.

또한, 하벽면부(20L)로부터 돌출하는 돌출부(23)는, 원주방향 주홈(3) 내의 눈기둥을 전단하는 힘을 발생시켜, 눈길에서 트랙션 포스를 발휘한다. 또한, 돌출부(23)는 경사면(23S)을 갖는 삼각형 단면을 가지므로, 본 예의 타이어는 눈 속에 파고드는 성능과 홈으로부터 눈을 배출하는 성능이 우수하며, 또한 배수성의 저하를 억제할 수 있다.

상벽면부(20U)의 트레드면(2)으로부터의 깊이(hU)는, 원주방향 주홈(3)의 홈 깊이(Hg3)의 5∼50%의 범위, 특히 20∼40%의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 깊이(hU)가 5% 미만이면, 한계 주행 등에서 발생하는 편마모를 충분히 억제하지 못하는 경향이 있다. 깊이(hU)가 50%를 초과하면, 홈폭이 지나치게 커지고, 그 결과 접지 면적이 줄어들어서 드라이 그립 성능에 불이익을 초래한다. 마찬가지로, 각도 θ1이 40°미만이면, 편마모 억제 효과가 불충분하고, 각도 θ1이 60°를 초과하면, 접지 면적이 지나치게 줄어들어, 드라이 그립 성능이 저하하게 된다.

하벽면부(20L)의 각도 θ2는 5∼45°의 범위, 특히 15∼30°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 각도 θ2가 45°를 초과하면, 홈 용적이 줄어들고, 그 결과 배수성(웨트 성능) 및 설상 성능이 불충분하다. 한편, 각도 θ2가 5°미만이면, 홈이 움켜쥔 눈을 배출하는 성능(즉, 배설성)이 나빠지므로, 설상 성능에 불이익을 초래한다. 또한, 각도차(θ1-θ2)가 작으면, 돌출부(23)의 돌출양이 작아서, 트랙션 포스의 발생이 불충분하다. 따라서, 각도차(θ1-θ2)는 5°이상인 것이 바람직하다.

돌출부(23)에서는, 경사면(23S)의 각도 θ3이 θ1≥θ3＞θ2의 범위 내에 있고, 눈길에서의 트랙션 포스의 관점에서, 각도차(θ3-θ2)가 각도차(θ1-θ2)와 마찬가지로 5°이상인 것이 바람직하다. 돌출부(23)의 각도 θ3은 각도 θ1과 동일할 수 있다. 이러한 경우, 상벽면부(20U)와 경사면(23S)은 하나의 평면을 형성한다. 돌출부(23)는 홈폭 중심(Cg)을 지나서 반대편 벽면을 향해 연장될 수 있지만, 배수성 유지의 관점에서, 돌출부(23)는 홈폭 중심(Cg) 너머까지 연장되지 않고 홈폭 중심(Cg)에 못 미쳐서 종단되도록 연장되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 트랙션 포스의 관점에서, 돌출부(23)의 원주방향 단부면(23a)은 타이어의 축방향에 대하여 30°이하의 각도 λ로 경사져 있는 것이 바람직하다.

원주방향으로 인접한 돌출부(23, 23) 사이의 원주방향 평균 피치(Pm)는 트레드 접지면의 원주방향 길이(트레드 접지 길이)의 30∼90%이다. 원주방향 평균 피치(Pm)가 90%를 초과하면, 돌출부(23)의 형성수가 너무 작아서, 충분한 트랙션 포스를 확보하기가 어렵다. 용어 "원주방향 평균 피치(Pm)"는, 원주방향 주홈(3)의 원주방향 길이를 돌출부(23)의 형성수로 나누어서 구한 값을 나타낸다. 돌출부(23)는 예를 들어 가변 피치법에 의해 배열된다. 원주방향 평균 피치(Pm)가 30% 미만이면, 배설성 및 배수성이 저하될 수 있다. 돌출부(23)의 원주방향 길이(La)는 원주방향 평균 피치(Pm)의 30∼80%인 것이 바람직하다. 원주방향 길이(La)가 30% 미만이면, 배설성이 저하되어, 홈이 눈으로 막히게 되는 경향이 있다. 원주방향 길이(La)가 80%를 초과하면, 눈 기둥 자체의 강도가 저하되어 트랙션 포스가 저하하게 된다. 한쪽의 홈 벽면(20)에 배치되는 돌출부(23)와 다른쪽의 홈 벽면(20)에 배치되는 돌출부(23)는 서로 다른 원주방향의 위치에 지그재그 관계로 배치되어 있다.

직선 주행의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 외측 영역 원주방향 주홈(3)과 제1 내측 영역 원주방향 주홈(4A) 사이에 위치한 중앙 영역(Rc)에서 접지압이 가장 크다. 따라서, 블록 열(列)이 중앙 영역(Rc)에 형성되어 있으면, 강성이 불충분해져서, 직선 주행 성능의 저하를 초래하고, 블록 열에서 힐(heel) 및 토우(toe)의 뚜렷한 마모가 발생한다는 단점이 있다. 따라서, 본 실시예에서, 중앙 영역(Rc)은 가로홈에 의해 구분되지 않고서 원주방향으로 연속 연장되는 리브(5)로서 형성되어 있다. 이러한 리브(5)에는, 원주방향으로 연속 연장되며 5 ㎜ 미만의 홈폭(Ws6)을 갖는 좁은 직선형 원주방향 부홈(6)(그 단면이 도 8a에 도시되어 있음)이 마련되어 있다. 원주방향 부홈(6)은 중앙 영역(Rc)의 강성을 높게 유지하면서 중앙 영역(Rc)의 웨트 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 고무의 열적 열화로 인한 고속 주행시의 이상(異常) 마모가, 원주방향 부홈(6)의 방열 효과에 의해 억제될 수 있다. 본 실시예에서는, 원주방향 부홈(6)이 타이어 적도(C) 상에 배치되어 있는 경우를 보여준다.

외측 영역 원주방향 주홈(3)과 접지 가장자리(TEo) 사이에 위치한 외측 숄더 영역(Ro)에는, 도 2에 확대하여 도시하는 바와 같이, 외측 숄더 영역(Ro)을 축방향으로 가로지르는 외측 가로홈(7)이 배치되어, 외측 숄더 영역(Ro)은, 외측 블록(8)이 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 외측 블록 열(8R)로서 형성된다. 또한, 외측 숄더 영역(Ro)에는, 원주방향으로 연속 연장되며 8 ㎜ 미만의 홈폭(Ws9)을 갖는 좁은 원주방향 부홈(그 단면이 도 8b에 도시되어 있음)이 배치되어 있으며, 이에 의해 각 외측 블록(8)은 타이어 적도측에 위치하는 제1 블록부(8A)와, 접지 가장자리측에 위치하는 제2 블록부(8B)로 구분된다.

본 실시예에 도시된 외측 가로홈(7)은, 원주방향에 대하여 40∼90°의 각도 δ를 이루어 연장되는 경사홈이다. 외측 가로홈(7)은 원주방향 주홈(3)과의 교차부에서 40∼80°의 각도 δ1을 형성하며, 각도 δ는 접지 가장자리(TEo)를 향해 갈수록 점점 증대된다. 외측 가로홈(7)은 일정 각도 α를 이루어 연장되는 직선 부분을 포함할 수 있다. 외측 가로홈(7)은 그 경사에 기초하여 빗물을 접지면의 밖으로 원활하게 배출할 수 있고, 이에 따라 원주방향 강성의 저하를 억제하면서 웨트 성능을 향상시킬 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 가로홈(7)의 홈 벽면(7S)이 트레드면(2)과 교차하는 양측의 모서리부(J)에 있어서, 각 가로홈(7)의 접지 가장자리측의 부분에는, 트레드면(2)과 홈 벽면(7S)의 교점(j)이 절취되어 있는, 모따기된 가장자리와 같은 절취부(K)가 마련된다. 접지 가장자리(TEo)로부터 축방향 내측 단부(Ke)까지의 거리(T)(도 2에 도시됨)는 트레드 접지폭(TW)의 25% 이하이고, 절취부(K)의 절취폭(Kw)(도 9에 도시됨)이 가로홈(7)의 홈폭(W7)의 10∼30%의 범위로 설정된다. 본 실시예에 도시된 가로홈(7)의 홈폭(W7)은 접지 가장자리(TEo)를 향해 갈수록 점점 감소한다. 절취부(K)가 형성된 경우, 가로홈의 홈폭(W7)은 교점(j, j) 사이의 거리로서 정의된다. 트레드면(2)의 법선에 대한 절취부(K)의 경사 각도 θk는 55∼75°인 것이 바람직하다. 또한, 접지 가장자리(TEo)에서의 절취 깊이(Kh)는 가로홈(7)의 홈 깊이(H7)의 5∼95%인 것이 바람직하다. 이러한 절취부(K)는, 외측 블록(8)의 모서리부(J)의 마모를 억제하여, 접지 면적의 감소를 최소화하면서 트랙션의 저하를 방지할 수 있다.

좁은 홈으로 형성된 원주방향 부홈(9)이, 블록(8)의 강성의 저하를 억제하면서 웨트 성능을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서 원주방향 부홈(9)은 지그재그 홈, 특히 직사각형파 형태의 지그재그 홈으로 형성되어, 얼음길 및 눈길에서의 트랙션을 향상시킨다.

가로홈(7)의 수가 돌출부(23)의 수와 동일하고, 각 돌출부(23)가 가로홈(7, 7)의 원주방향의 중간에 형성되는 것이 바람직하다.

도 5a, 도 5b 및 도 7에 도시된 바와 같이, 내측 영역(2i)에 배치되는 2개의 내측 영역 원주방향 주홈(4A, 4B)은, 홈의 양측의 벽면(25)과 트레드면(2)이 교차하는 각 능선(26)이 직사각형파의 형태인 지그재그 홈으로 형성되어 있다. 구체적으로, 각 능선(26)은, 원주방향으로 곧게 연장되는 홈폭 중앙측(홈폭 중앙에 가까운쪽)의 제1 능선부(26a)와, 제1 능선부(26a)의 외측(홈폭 중앙으로부터 먼쪽)에 위치하는 제2 능선부(26b)가 짧은 길이의 접속부(26c)를 통해 서로 번갈아 연결되어 있는 직사각형파 형태이다. 접속부(26c)는 축방향에 대해 45°미만, 바람직하게는 40°이하의 각도를 이루어 경사져 있다. 각 홈 벽면(25)은, 제1 능선부(26a)로부터 홈 바닥(27a)까지 연장되는 제1 홈 벽부(25a)와, 제2 능선부(26b)로부터 홈 바닥(27b)까지 연장되는 제2 홈 벽부(25b)로 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 홈폭 중앙측의 홈 바닥(27a)이 그 외측에 위치하는 홈 바닥(27b)보다 깊은 바람직한 경우를 보여주고 있지만, 홈 바닥(27a)의 깊이가 홈 바닥(27b)의 깊이와 동일할 수도 있다.

한계 주행시에 내측 영역(2i)에 가해지는 하중이 외측 영역(2o)에 비해 작으므로, 내측 영역(2i)은 편마모가 일어나기 어렵고 코너링 포스에 미치는 영향도 적다. 따라서, 내측 영역 원주방향 주홈(4)을 직사각형파 형태의 지그재그 홈으로 형성함으로써, 편마모를 억제하면서, 타이어의 전체적인 웨트 성능 및 설상 성능을 더 향상시킬 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 트레드면(2)의 법선에 대한 제2 홈 벽부(25b)의 각도 α2를 트레드면(2)의 법선에 대한 제1 홈 벽부(25a)의 각도 α1보다 크게 한 경우를 보여주며, 이로써 원활하게 배수를 행하기 위한 홈 용적을 확보하면서, 능선(26)에서의 편마모를 더 억제한다. 각도 α2는 30∼45°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 각도차(α2-α1)는 10∼25°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

내측 영역 원주방향 주홈(4)에 있어서 차량에 대하여 외측에 위치하는 외측 능선(26o)에서는, 드라이 그립 성능 및 배수성의 관점에서, 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 능선부(26a)의 원주방향 길이(L1)가 제2 능선부(26b)의 원주방향 길이(L2)보다 짧은 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서 보여주는 바와 같이 복수의 내측 영역 원주방향 주홈(4)이 배치되는 경우에는, 차량에 대하여 외측에 위치하는 외측 능선(26o)에 있어서 제1 능선부(26a)의 원주방향 길이(L1)와 제2 능선부(26b)의 원주방향 길이(L2)의 비(L1/L2)에 관해, 차량에 가까운쪽에 위치하는 원주방향 주홈(4)에서의 비(L1/L2)가, 차량으로부터 먼쪽에 위치하는 원주방향 주홈(4)에서의 비(L1/L2)보다 큰 것이 바람직하다. 구체적으로, 본 실시예의 경우에, 제2 내측 영역 원주방향 주홈(4B)에서의 비(L1/L2)가 제1 내측 영역 원주방향 주홈(4A)에서의 비(L1/L2)보다 큰 값으로 설정되어 있다. 이와 같이 함으로써, 접지 가장자리(TEi)에 가까운 원주방향 주홈(4)이 1에 가까운 비(L1/L2)를 가지므로, 홈폭 중앙의 양측에서의 돌출량의 밸런스가 맞춰질 수 있다. 그 결과, 편마모를 최소화하면서, 눈길에서의 트랙션 포스를 증대시킬 수 있다.

원주방향 주홈(4)의 축방향의 진폭(WP)이 원주방향 주홈(4)의 홈폭(Wg4)의 25∼40%인 것이 바람직하다. 각 원주방향 주홈(4A, 4B)에서의 지그재그의 피치수는, 돌출부(23)의 형성수와 일치한다.

도 3에 확대하여 도시하는 바와 같이, 제1 내측 영역 원주방향 주홈(4A)과 제2 내측 영역 원주방향 주홈(4B) 사이에 위치하는 중간 영역(Rm)에는, 중간 영역(Rm)을 타이어의 축방향으로 가로지르는 중간 가로홈(10)이 배치되어, 중간 영역(Rm)은 타이어의 원주방향으로 간격을 두고 배치된 중간 블록(11)의 열(11R)로서 형성된다. 또한, 제2 내측 영역 원주방향 주홈(4B)과 내측 영역 접지 가장자리(TEi) 사이에 있는 내측 숄더 영역(Ri)에도, 내측 숄더 영역(Ri)을 타이어의 축방향으로 가로지르는 내측 가로홈(12)이 마련되어, 내측 숄더 영역(Ri)은 원주방향으로 간격을 두고 배치된 내측 블록(13)의 열(13R)로서 형성된다.

본 실시예에서, 중간 가로홈(10)은 타이어의 원주방향에 대해 40∼70°의 각도 β를 이루어 경사져 있다. 내측 가로홈(12)은 각도 β보다 큰 각도 γ를 이루며 연장된다. 그런데, 배수성의 관점에서는, 가로홈(7, 10, 12)이 원주방향에 대해 동일한 방향으로 경사져 있는 것이 바람직하다. 가로홈(10, 12)은 수막 제거 성능 및 배수성을 향상시켜, 내측 영역(2i)에서의 배수성을 보충하고, 트레드면(2)의 전체에서 높은 수준의 웨트 성능을 확보하는 역할을 한다. 이를 위해서는, 내측 영역(2i)에서의 랜드비를 40∼49%, 특히 45%로 낮게 하고, 외측 영역(2o)에서의 랜드비를 60∼70%, 특히 65%로 높게 하는 것이 바람직하다. 또한, 접지면 전체적으로는, 랜드비를 51∼60%, 특히 55%로 하는 것이 바람직하다. 내측 영역(2i)의 랜드비가 40% 미만이면, 캠버를 갖는 차량에서 접지 면적이 작아지고, 트랙션 성능이 충분하게 발휘될 수 없다.

본 실시예에서는, 도 10에 가로홈(10)을 대표로 하여 도시하고 있는 바와 같이, 각 가로홈(7, 10, 12)에는, 원주방향 주홈(3 또는 4)과의 교차부에, 홈 바닥으로부터 융기하는 타이바(14)가 형성되어 있고, 이에 의해 블록 열(8R, 11R, 13R)에서의 패턴 강성이 향상되어 힐 및 토우 마모 등과 같은 편마모가 억제된다. 바람직하게는, 타이바(14)의 트레드면(2)으로부터의 깊이(D)는 인접하는 원주방향 주홈(3 또는 4)의 홈 깊이(Hg)의 5∼70%, 특히 15∼40%이다.

본 실시예에서는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사이프(15)를 블록(8, 13)에 마련하여, 빙상 성능을 확보하고 있다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예를 기술하였지만, 본 발명은 도면에 도시된 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 다양한 실시형태로 변형하여 실시할 수 있다.

예

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 표 1에 나타낸 사양에 기초하여 255/40R20 사이즈와 기본 패턴을 갖는 승용차용 레이디얼 타이어(내부 구조는 모든 타이어에 공통임)를 제작하였고, 코너링 성능(건조 노면), 내편마모성 및 설상 성능에 대해 테스트하였다. 비교예 1과 예 1은 외측 영역 원주방향 주홈(3) 이외에는 동일하다. 예 1과 예 2는 내측 영역 원주방향 주홈(4A, 4B) 이외에는 동일하다.

<설상 성능>

상기 타이어를 림(20×9.0 JJ)에 끼우고, 승용차(3500 cc의 일본산 4WD차)의 4륜에 내압 230 kPa로 장착하였다. 시험 차량을 눈길의 테스트 코스에서 주행시키고, 운전자의 관능 평가에 의해 제동 성능을 비롯한 조종 안정성을 평가하였다. 예 1의 결과를 100으로 한 지수로서 결과를 나타내고 있다. 값이 클수록, 설상 성능이 더 우수하다.

<코너링 성능>

전술한 차량을 건조 노면 테스트 코스(핸들링로 포함)에서 주행시켰다. 운전자의 관능 평가에 의해 코너링시의 그립 레벨과 한계 레벨을 평가하였다. 예 1의 결과를 100으로 한 지수로서 결과를 나타내고 있다. 값이 클수록, 건조 노면에서의 코너링 성능 및 조종 안정성이 더 우수하다.

<내편마모성>

전술한 차량을 테스트 코스에서 한계 주행 모드로 30 ㎞ 주행시키고, 리브 및 블록의 이지러짐과 편마모의 유무를 눈으로 관찰하였다. 예 1의 결과를 100으로 한 지수로서 결과를 나타내고 있다. 값이 클수록, 내편마모성이 더 우수하다.

2 : 트레드면
2o : 외측 영역
3 : 외측 영역의 원주방향 주홈
4 : 내측 영역의 원주방향 주홈
8, 11, 13 : 블록
8R, 11R, 13R : 블록 열
9 : 원주방향 부홈
10, 12 : 가로홈
20 : 홈 벽면
20U : 상벽면부
20L : 하벽면부
21 : 능선
22 : 홈 바닥
23 : 돌출부
23S : 경사면
25 : 홈 벽면
25a : 제1 홈 벽부
25b : 제2 홈 벽부
26 : 능선
26a : 제1 능선부
26b : 제2 능선부
C : 타이어 적도
Ri : 내측 숄더 영역
Ro : 외측 숄더 영역
TEo : 외측 영역의 접지 가장자리
TEi : 내측 영역의 접지 가장자리
Ue : 상벽면부의 하단부

Claims

타이어 적도보다 차량의 외측을 향하는 트레드면의 외측 영역에, 타이어의 원주방향으로 연속 연장되는 하나 이상의 외측 영역 원주방향 주(主)홈이 배치되고,
상기 외측 영역 원주방향 주홈은, 이 홈의 양측의 홈 벽면과 상기 트레드면이 교차하는 각 능선(稜線)이 원주방향으로 곧게 연장된 직선 홈이며,
상기 홈 벽면 각각은, 트레드면의 법선에 대하여 40∼60°의 각도 θ1을 이루어 상기 능선 각각으로부터 하향 연장되는 완경사의 상벽면부와, 이 상벽면부의 하단부에 이어져 있으며 상기 각도 θ1보다 작은 각도 θ2를 이루어 홈 바닥까지 연장되는 급경사의 하벽면부를 포함하고,
상기 하벽면부에는, 상기 각도 θ1보다는 크지 않지만 상기 각도 θ2보다는 큰 각도 θ3을 이루어 상기 상벽면부의 상기 하단부로부터 상기 홈 바닥까지 연장되는 경사면을 가지며 상기 하벽면부로부터 홈폭 중앙측을 향해 돌출하는 삼각형 단면의 돌출부가 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 것인 공기 타이어.
제1항에 있어서, 타이어 적도보다 차량의 내측을 향하는 트레드면의 내측 영역에, 원주방향으로 연속 연장되는 하나 이상의 내측 영역 원주방향 주홈이 배치되고,
상기 내측 영역 원주방향 주홈은, 이 홈의 양측의 벽면과 트레드면이 교차하는 각 능선이, 원주방향으로 곧게 연장되며 홈폭 중앙측에 위치하는 제1 능선부와, 원주방향으로 곧게 연장되며 상기 제1 능선부의 외측에 위치하는 제2 능선부를 포함하는, 직사각형파 형태의 지그재그 홈으로 형성되어 있는 것인 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 내측 영역 원주방향 주홈의 각 홈 벽면은, 상기 제1 능선부로부터 홈 바닥까지 연장되는 제1 홈 벽부와, 상기 제2 능선부로부터 홈 바닥까지 연장되는 제2 홈 벽부를 포함하고, 트레드면의 법선에 대한 상기 제2 홈 벽부의 각도 α2가 트레드면의 법선에 대한 상기 제1 홈 벽부의 각도 α1보다 큰 것인 공기 타이어.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 내측 영역 원주방향 주홈의, 차량에 대하여 외측 방향에 위치하는 외측 능선에서, 상기 제1 능선부의 원주방향 길이(L1)가 상기 제2 능선부의 원주방향 길이(L2)보다 짧은 것인 공기 타이어.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 내측 영역 원주방향 주홈이 복수 배치되며, L1과 L2로 상기 내측 영역 원주방향 주홈의, 차량에 대하여 외측 방향에 위치하는 외측 능선에 대한 원주방향 길이를 나타내고, L1을 상기 제1 능선부의 원주방향 길이로 하며, L2를 상기 제2 능선부의 원주방향 길이로 하면, 차량에 가까운쪽에 위치하는 내측 영역 원주방향 주홈에서의 비(L1/L2)가, 차량으로부터 먼쪽에 위치하는 내측 영역 원주방향 주홈에서의 비(L1/L2)보다 큰 것인 공기 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 영역 원주방향 주홈과 상기 외측 영역의 접지 가장자리 사이에 위치한 외측 숄더 영역에는, 원주방향으로 지그재그 형태로 연장되며 8 ㎜ 미만의 홈폭을 갖는 좁은 원주방향 부(副)홈이 마련되어 있는 것인 공기 타이어.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 외측 영역 원주방향 주홈과 상기 외측 영역의 접지 가장자리 사이에 위치한 외측 숄더 영역 및 상기 내측 영역 원주방향 주홈과 상기 내측 영역의 접지 가장자리 사이에 위치한 내측 숄더 영역에는, 각 숄더 영역을 축방향으로 가로지르는 가로홈이 마련되어, 각 숄더 영역은 원주방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 블록 열(列)로서 형성되는 것인 공기 타이어.