KR101808870B1

KR101808870B1 - 공기 타이어

Info

Publication number: KR101808870B1
Application number: KR1020120114694A
Authority: KR
Inventors: 사토시 다나카
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: US9193218B2; EP2586627A1; CN103085604A; EP2586627B1; KR20130047583A; JP5374565B2; JP2013095196A; US20130105053A1; CN103085604B

Abstract

본 발명의 공기 타이어는, 사이프 바닥부에서의 크랙을 방지하면서 가황 금형으로부터의 빠짐 성능을 향상시킨다.
블록(5)에 타이어 축방향에 대해 20도 이하의 각도(θ)로 연장되는 한 쌍의 사이핑(6)이 마련된 공기 타이어이다. 사이핑(6)은 트레드면(5n)으로부터 연장되는 등폭부(13)와, 상기 등폭부(13)로부터 연장되고 사이프 폭(Ws)이 점진적으로 증가하는 확폭부(14)를 갖는다. 상기 확폭부(14)는, 외측 사이프면(11s)에 있어서, 가장 돌출하는 외측 돌출점(15)으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 등폭부(13)를 이등분하는 사이프 중심선(6n) 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 외측 바닥 원호면(17)을 갖고, 내측 사이프면(11u)에 있어서, 가장 돌출하는 내측 돌출점(16)으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 사이프 중심선(6n) 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 내측 바닥 원호면(18)을 갖는다. 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)이 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib)보다 크다.

Description

공기 타이어{PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 사이핑을 갖는 공기 타이어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사이프 바닥부에서의 크랙을 방지하면서 가황 금형으로부터의 빠짐 성능을 향상시킨 공기 타이어에 관한 것이다.

트레드부의 블록에, 일정한 사이프 폭으로 타이어 축방향으로 연장되는 사이핑이 마련된 공기 타이어가 알려져 있다. 이러한 타이어는, 사이핑의 에지에 의한 마찰력의 향상이나 와이핑 효과에 의해, 빙판길에서의 구동 성능 및 제동 성능이 향상된다. 그러나, 타이어의 회전 등에 의해 사이핑이 벌어지면, 사이프 바닥부에 응력이 집중되고, 이 부분에 크랙이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.

따라서, 상기 문제를 해소하기 위해, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 블록(b)의 트레드면(bn)으로부터 타이어 반경방향 내측으로 연장되는 사이핑(a)의 사이프 바닥부에, 사이프 폭(w)을 확대시킨 확폭부(c)를 마련하고, 상기 사이프 바닥부에서의 응력을 완화시키는 것이 제안된바 있다(예컨대, 하기 특허문헌 1 참조).

그러나, 이러한 사이핑에서는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 타이어를 가황 성형하는 가황 금형(e)의 이형시에, 사이핑(a)의 확폭부(c)를 형성하는 블레이드(g)의 단부가 블록(b)으로부터 잘 빠지지 않는다. 특히, 사이핑(a, a)의 간격이 작은 경우에는, 사이핑(a, a) 사이의 블록 중앙편(ba)이 블레이드(g, g) 사이에 끼여 결손된다는 문제가 있었다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 03-7604호 공보

본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 사이핑의 배치 위치 및 그 단면 형상을 규정하는 것을 기본으로 하여, 사이프 바닥부에서의 크랙을 방지하면서 가황 금형으로부터의 빠짐 성능을 향상시킨 공기 타이어를 제공하는 것을 주요한 목적으로 하고 있다.

본 발명 중 청구항 1에 기재된 발명은, 트레드부에, 블록이 타이어 둘레방향으로 나열된 적어도 1열의 블록열이 마련된 공기 타이어로서, 상기 각 블록에, 타이어 축방향에 대해 20도 이하의 각도로 연장되는 한 쌍의 사이핑이 마련됨으로써, 상기 블록은, 사이핑 사이의 중앙편과, 그 양측의 단부편으로 구분되고, 상기 중앙편의 타이어 둘레방향의 최단 길이(TS)는, 상기 단부편의 타이어 둘레방향의 길이의 0.2배보다 크고 1.0배보다 작으며, 상기 각 사이핑은, 그 길이방향과 직각인 단면에 있어서, 상기 단부편 측의 외측 사이프면과, 상기 중앙편 측의 내측 사이프면을 구비하는 한편, 트레드면으로부터 일정한 사이프 폭으로 타이어 반경방향 내측으로 연장되는 등폭부와, 상기 등폭부로부터 타이어 반경방향 내측으로 연장되고 사이프 폭이 점진적으로 증가한 후에 점진적으로 감소하다가 종단되는 확폭부를 가지며, 상기 확폭부는, 상기 외측 사이프면에 있어서, 단부편 측으로 가장 돌출되는 외측 돌출점으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 등폭부를 이등분하는 사이프 중심선 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 외측 바닥 원호면을 갖고, 상기 내측 사이프면에 있어서, 중앙편 측으로 가장 돌출되는 내측 돌출점으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 사이프 중심선 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 내측 바닥 원호면을 가지며, 상기 외측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rob)이 상기 내측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rib)보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 외측 돌출점과 상기 내측 돌출점이 타이어 반경방향으로 위치가 어긋나게 마련되어 있는 것인 청구항 1에 기재된 공기 타이어이다.

또한 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 외측 돌출점은 상기 내측 돌출점보다 타이어 반경방향 외측에 마련되어 있는 것인 청구항 2에 기재된 공기 타이어이다.

또한 청구항 4에 기재된 발명은, 상기 사이프 중심선으로부터 상기 등폭부의 사이프면까지의 최단 거리(Wsh), 상기 사이프 중심선으로부터 상기 외측 돌출점까지의 최단 거리(Wso) 및 상기 사이프 중심선으로부터 상기 내측 돌출점까지의 최단 거리(Wsi)는 하기의 관계를 만족하는 것인 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.

Wso-Wsh≤ 0.6 ㎜

Wsi-Wsh≤0.6 ㎜

또한 청구항 5에 기재된 발명은, 상기 확폭부는, 상기 외측 사이프면에 있어서, 상기 외측 바닥 원호면보다 타이어 반경방향 외측에 그리고 상기 단부편 측에 중심을 가짐으로써 사이프 폭을 타이어 반경방향 내측을 향해 점진적으로 증가시키는 외측 꼭대기부 원호면을 구비하는 것인 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 공기 타이어이다.

또한 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 확폭부는, 상기 내측 사이프면에 있어서, 상기 내측 바닥 원호면보다 타이어 반경방향 외측에 그리고 상기 중앙편 측에 중심을 가짐으로써 사이프 폭을 타이어 반경방향 내측을 향해 점진적으로 증가시키는 내측 꼭대기부 원호면을 구비하는 것인 청구항 5에 기재된 공기 타이어이다.

또한 청구항 7에 기재된 발명은, 상기 외측 꼭대기부 원호면의 곡률 반경(Roa)은 상기 외측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rob)보다 크고, 상기 내측 꼭대기부 원호면의 곡률 반경(Ria)은 상기 내측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rib)보다 큰 것인 청구항 6에 기재된 공기 타이어이다.

본 발명의 공기 타이어에서는, 트레드부에 블록이 타이어 둘레방향으로 나열된 적어도 1열의 블록열이 마련되고, 각 블록에 타이어 축방향에 대해 20도 이하의 각도로 연장되는 한 쌍의 사이핑이 마련된다. 이에 따라, 블록은, 사이핑 사이의 중앙편과, 그 양측의 단부편으로 구분된다. 그리고, 중앙편의 타이어 둘레방향의 최단 길이(TS)는, 상기 단부편의 타이어 둘레방향의 길이의 0.2배보다 크고 1.0배보다 작게 규정된다. 이러한 블록은, 단부편의 강성을 크게 확보할 수 있기 때문에 사이핑의 벌어짐을 작게 억제할 수 있다.

또한, 상기 각 사이핑은, 그 길이방향과 직각인 단면에 있어서, 상기 단부편 측의 외측 사이프면과, 상기 중앙편 측의 내측 사이프면을 구비하는 한편, 트레드면으로부터 일정한 사이프 폭으로 타이어 반경방향 내측으로 연장되는 등폭부와, 상기 등폭부로부터 타이어 반경방향 내측으로 연장되며 사이프 폭이 점진적으로 증가한 후에 점진적으로 감소하다가 종단되는 확폭부를 갖는다. 이러한 확폭부가 마련된 사이핑은, 사이프 바닥부에 생기기 쉬운 응력 집중을 완화하고, 나아가서는 사이프 바닥부에서의 크랙을 억제할 수 있다.

또한, 상기 확폭부는, 상기 외측 사이프면에 있어서, 단부편 측으로 가장 돌출하는 외측 돌출점으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 등폭부를 이등분하는 사이프 중심선 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 외측 바닥 원호면을 갖고, 상기 내측 사이프면에 있어서, 중앙편 측으로 가장 돌출하는 내측 돌출점으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 사이프 중심선 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 내측 바닥 원호면을 가지며, 상기 외측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rob)이 상기 내측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rib)보다 크다. 이러한 사이핑은 외측 바닥 원호면에서의 응력 집중을 더 완화하여 크랙을 억제하고, 가황 금형을 당겨 빼내는 것에 의한 중앙편 측의 전단력을 작게 하여, 가황 금형을 빠지기 쉽게 하며, 중앙편의 결손을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 공기 타이어의 트레드부의 전개도이다.
도 2는 도 1의 블록의 확대 평면도이다.
도 3은 도 1의 A-A 단면도이다.
도 4는 도 3의 사이핑의 확대도이다.
도 5의 (a)는 종래의 공기 타이어의 블록의 타이어 둘레방향 단면도이고, (b)는 그 가황 성형 후의 이형 상태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 공기 타이어(이하, 간단히 "타이어"라고 할 수 있음)는, 예컨대 승용차용의 스터드리스 타이어로서 적합하게 이용되며, 그 트레드부(2)에는 타이어 둘레방향으로 연속적으로 연장되는 복수 개의 주홈(3)과, 상기 주홈(3)과 교차하는 방향으로 연장되는 복수 개의 가로 홈(4)이 마련된다. 본 실시형태에 있어서, 상기 주홈(3)은, 타이어 적도(C)의 양측에서 연장되는 한 쌍의 센터 주홈(3A)과, 상기 센터 주홈(3A)의 타이어 축방향 외측에서 연장되는 한 쌍의 숄더 주홈(3B)으로 이루어진다. 또한, 본 실시형태의 가로 홈(4)은, 상기 센터 주홈(3A, 3A) 사이를 연결하는 복수 개의 센터 가로 홈(4A), 센터 주홈(3A)과 숄더 주홈(3B)을 연결하는 복수 개의 미들 가로 홈(4B) 및 상기 숄더 주홈(3B)과 접지단(Te) 사이를 연결하는 복수 개의 숄더 가로 홈(4C)으로 이루어진다.

이에 따라, 트레드부(2)에는, 2개의 센터 주홈(3A) 및 센터 가로 홈(4A)에 의해 구분되는 복수 개의 센터 블록(5A)이 타이어 둘레방향으로 나열된 센터 블록열(5A1)과, 센터 주홈(3A), 숄더 주홈(3B) 및 미들 가로 홈(4B)에 의해 구분되는 복수 개의 미들 블록(5B)이 타이어 둘레방향으로 나열된 미들 블록열(5B1)과, 숄더 주홈(3B) 및 숄더 가로 홈(4C)에 의해 구분되는 복수 개의 숄더 블록(5C)이 타이어 둘레방향으로 나열된 숄더 블록열(5C1)이 배치된다. 또한, 트레드부(2)는, 이러한 패턴 형상에 한정되지 않으며, 예컨대 센터 블록열과, 그 타이어 축방향 양측에 리브가 배치되는 양태나, 타이어 적도 상의 리브와, 그 타이어 축방향 양측에 숄더 블록열이 배치되는 양태 등을 포함한다.

여기서, 상기 "접지단"(Te)은, 정규 림에 림 장착하고, 정규 내압을 충전한 무부하인 정규 상태의 타이어(1)에, 정규 하중을 부하하여 캠버각 0도로 평면에 접지시켰을 때의 가장 타이어 축방향 외측의 접지 위치로서 정해진다. 그리고, 이 접지단(Te, Te) 사이의 타이어 축방향의 거리가 트레드 접지폭(TW)으로서 정해진다. 또한, 타이어의 각 부분의 치수 등은, 특별한 언급이 없는 경우, 상기 정규 상태에서의 값으로 한다.

또한 상기 "정규 림"이란, 타이어가 따르고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 상기 규격이 타이어마다 정하는 림으로서, 예컨대 JATMA라면 "표준 림", TRA라면 "Design Rim", ETRTO라면 "Measuring Rim"으로 한다.

또한 상기 "정규 내압"이란, 타이어가 따르고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 공기압으로서, JATMA라면 "최고 공기압", TRA라면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대치, ETRTO라면 "INFLATION PRESSURE"로 하는데, 타이어가 승용차용인 경우에는 180 kPa로 한다.

또한 "정규 하중"이란, 타이어가 따르고 있는 규격을 포함하는 규격 체계에 있어서, 각 규격이 타이어마다 정하고 있는 하중으로서, JATMA라면 "최대 부하 능력", TRA라면 표 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"에 기재된 최대치, ETRTO라면 "LOAD CAPACITY"인데, 타이어가 승용차용인 경우에는 상기 하중의 88%에 상당하는 하중으로 한다.

상기 주홈(3)은, 타이어 둘레방향을 따른 직선형을 이룬다. 이러한 주홈(3)은, 제동시의 차량의 휘청거림이나 쏠림 등의 불안정한 거동을 억제하기 때문에, 뛰어난 직진 안정성을 발휘할 수 있다. 또한, 주홈(3)은 이러한 양태에 한정되지 않으며, 예컨대 물결 모양이나 지그재그형 등 다양한 형상으로 바꿀 수 있다.

또한, 상기 가로 홈(4)은 타이어 축방향을 따른 직선형을 이룬다. 이러한 가로 홈(4)에 의해 구분되는 블록(5)은, 횡강성이 커지고, 타이어 축방향의 에지 효과를 크게 발휘한다. 따라서, 본 실시형태의 타이어는 구동 성능이나 제동 성능이 높아진다.

또한, 이러한 주홈(3)이나 가로 홈(4)의 홈 폭(홈의 길이방향과 직각인 홈 폭으로서, 이하 다른 홈에 대해서도 동일하게 함)(W1, W2) 및 홈 깊이(D1, D2)(도시하지 않음)에 대해서는, 관례에 따라 다양하게 정할 수 있다. 그러나, 상기 홈 폭(W1, W2) 및/또는 홈 깊이(D1, D2)가 너무 크면 각 블록열의 강성이 저하될 우려가 있고, 반대로 너무 작으면 배수성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 주홈(3)의 홈 폭(W1)은, 예컨대 접지폭(TW)의 2% 내지 8%가 바람직하고, 또한, 가로 홈(4)의 홈 폭(W2)은, 예컨대 접지폭(TW)의 1% 내지 5%가 바람직하다. 또한, 주홈(3)의 홈 깊이(D1)는 4 ㎜ 내지 12 ㎜가 바람직하고, 가로 홈(4)의 홈 깊이(D2)는 3 ㎜ 내지 9 ㎜가 바람직하다.

도 2에는 블록(5)의 예로서, 도 1의 센터 블록(5A)의 확대도가 도시되고, 도 3에는 도 1의 A-A 확대 단면도가 도시된다. 상기 블록(5)에는 타이어 축방향에 대해 20도 이하의 각도(θ)로 연장되는 한 쌍의 사이핑(6)이 마련된다. 즉, 본 실시형태의 블록(5)에는 각각 2개의 사이핑이 마련된다. 이러한 타이어(1)는, 사이핑(6)의 에지에 의한 마찰력이나 와이핑 효과가 크게 발휘되기 때문에 빙판 노면에서의 구동 성능이나 제동 성능이 향상된다.

여기서, 사이핑(6)의 상기 각도(θ)가 20도를 초과하면, 타이어 축방향의 에지 성분이 작아져, 빙판길에서의 구동 성능이나 제동 성능이 악화된다. 따라서, 상기 각도(θ)는 바람직하게는 15도 이하이고, 더 바람직하게는 10도 이하이다. 본 실시형태에서는 각도(θ)가 0도인 경우가 도시되어 있다.

또한, 본 실시형태의 한 쌍의 사이핑(6)은, 서로 평행하게 직선형으로 연장되어 있다. 이러한 사이핑(6)은, 블록(5)의 강성을 확보하면서 에지 효과를 발휘하는 데 유용하다. 또한, 사이핑(6)은 이러한 양태에 한정되지 않으며, 상기 각도(θ)의 범위 내이면, 지그재그형이나 사이핑(6)이 교차하는 방향으로 연장되는 것일 수도 있다.

또한, 본 실시형태의 사이핑(6)은, 양단이 세로 홈(3)에 개구되는 오픈 타입이다. 이러한 사이핑(6)은, 에지에 의한 마찰력이나 와이핑 효과가 보다 커져, 빙판 노면에서의 구동 성능이나 제동 성능을 향상시키는 데 유용하다. 또한, 사이핑(6)은 이러한 양태에 한정되지 않으며, 예컨대 양단이 블록(5) 내에서 종단되는 클로즈드 타입, 또는 일단측만이 세로 홈(3)에 개구하는 반 클로즈드 타입 중 어느 것이어도 좋다.

또한, 특별히 한정되지 않으나, 사이핑(6)의 타이어 축방향의 길이(La)는, 바람직하게는 블록(5)의 타이어 축방향의 폭(Wa)의 60% 내지 100%이다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 사이핑(6)의 타이어 반경방향의 사이프 깊이(Ds)는, 사이핑(6)이 마련되는 블록(5)에 접하는 가로 홈(4)의 홈 깊이(D2)의 40% 내지 60%이다. 이러한 사이핑(6)은, 블록(5)의 강성을 확보하면서, 사이핑에 의한 에지 효과를 장기간에 걸쳐 발휘시킨다.

또한, 블록(5)은, 한 쌍의 사이핑(6)이 마련됨으로써, 사이핑(6, 6) 사이에 배치되는 중앙편(7)과, 상기 중앙편(7)의 양측(본 실시형태에서는 타이어 둘레방향의 양측)에 배치되는 단부편(8)으로 구분된다.

여기서, 중앙편(7)의 타이어 둘레방향의 최단 길이(TS)는, 단부편(8)의 타이어 둘레방향의 길이(TL)의 0.2배보다 크고 1.0배보다 작게 형성된다. 이에 따라, 중앙편(7)의 강성의 현저한 저하를 초래하지 않고 단부편(8)의 강성이 크게 확보되어 주행시의 전단력에 의한 사이핑(6)의 벌어짐이 억제된다. 또한, 상기 최단 길이(TS)가 상기 길이(TL)의 0.2배 이하가 되면, 중앙편(7)의 강성이 작아져, 상기 중앙편(7)에 편마모나 결락이 생기기 쉬워진다. 반대로, 상기 최단 길이(TS)가 상기 길이(TL)의 1.0배 이상이 되면, 단부편(8)의 강성이 작아져, 주행시에 사이핑(6)이 크게 벌어지기 쉽고, 사이프 바닥부에 크랙이 생기기 쉬워진다. 따라서, 상기 최단 길이(TS)는 바람직하게는 상기 길이(TL)의 0.3배 이상, 더 바람직하게는 0.4배 이상이고, 또한 바람직하게는 0.8배 이하, 더 바람직하게는 0.7배 이하이다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 사이핑(6)은, 그 길이방향과 직각인 단면에 있어서, 상기 단부편(8) 측의 외측 사이프면(11s)과 상기 중앙편(7) 측의 내측 사이프면(11u)을 구비한다. 또한, 사이핑(6)은 트레드면(5n)으로부터 일정한 사이프 폭(Ws)으로 타이어 반경방향 내측으로 연장되는 등폭부(13)와, 상기 등폭부(13)로부터 타이어 반경방향 내측으로 연장되고 사이프 폭(Ws)이 점진적으로 증가한 후에 점진적으로 감소하다가 종단되는 확폭부(14)를 갖는다. 이러한 사이핑(6)은, 사이프 바닥부에 생기기 쉬운 응력 집중을 확폭부(14)의 형성을 통해 완화시키고, 나아가서는 사이프 바닥부에서의 크랙을 억제한다.

상기 등폭부(13)는, 본 실시형태에서는 타이어 반경방향 내측으로 곧게 연장되어 있다. 이러한 등폭부(13)는, 중앙편(7)이나 단부편(8)의 강성을 장기간에 걸쳐 균형있게 확보하는 데 유용하다. 또한, 등폭부(13)의 사이프 폭(Ws)은, 관례에 따라 0.4 ㎜ 내지 1.0 ㎜가 바람직하다. 이에 따라, 블록 강성의 저하나 생산성의 악화를 방지하면서, 와이핑 효과가 발휘되어 빙판길에서의 구동, 제동 성능을 높일 수 있다.

또한, 확폭부(14)는, 본 실시형태에서는 상기 길이방향과 직각인 단면에서 보아 물방울 모양을 이룬다. 구체적으로는, 확폭부(14)는, 상기 외측 사이프면(11s)에 있어서, 단부편(8) 측으로 가장 돌출하는 외측 돌출점(15)으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 등폭부(13)를 이등분하는 사이프 중심선(6n) 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 외측 바닥 원호면(17)을 갖고, 상기 내측 사이프면(11u)에 있어서, 중앙편(7) 측으로 가장 돌출하는 내측 돌출점(16)으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 사이프 중심선(6n) 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 내측 바닥 원호면(18)을 가지며, 게다가 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)이 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib)보다 크게 형성된다.

일반적으로, 사이핑(6)의 외측 바닥 원호면(17)은, 내측 바닥 원호면(18)에 비해 응력이 집중되기 쉽다. 따라서, 이와 같이 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)을 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib)보다 크게 하여 그 응력 집중을 보다 완화시킴으로써, 크랙의 발생을 억제한다.

또한, 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)과 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib) 간의 비(Rob/Rib)는 바람직하게는 1.2 이상, 더 바람직하게는 1.5 이상이고, 또한 바람직하게는 2.0 이하, 더 바람직하게는 1.8 이하이다. 상기 비(Rob/Rib)가 과도하게 커지면, 내측 바닥 원호면(18) 측의 사이프 바닥부에 크랙이 생기기 쉬워지는 데다가, 이형시에 가황 금형[사이핑(6) 형성용 나이프 블레이드]의 중앙편(7)에 작용하는 전단력이 커져, 가황 금형의 빠짐 성능이 악화될 우려가 있다. 반대로, 상기 비(Rob/Rib)가 작아지면, 외측 바닥 원호면(17)의 응력 집중이 완화되지 않아, 크랙을 억제할 수 없는 경향이 있다.

또한, 전술한 작용을 보다 발휘시키는 관점에서, 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)은 바람직하게는 0.6 ㎜ 이상, 더 바람직하게는 0.7 ㎜ 이상이고, 또한 바람직하게는 1.0 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.9 ㎜ 이하이다. 또한, 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib)은 바람직하게는 0.5 ㎜ 이상, 더 바람직하게는 0.6 ㎜ 이상이고, 또한 바람직하게는 0.8 ㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.7 ㎜ 이하이다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내측 돌출점(16, 16) 사이의 타이어 둘레방향 거리(TK)는, 상기 최단 길이(TS)의 바람직하게는 0.5배 이상, 더 바람직하게는 0.7배 이상이고, 또한 바람직하게는 1.0배 이하, 더 바람직하게는 0.8배 이하이다. 즉, 상기 타이어 둘레방향 거리(TK)가 작아지면, 이형시에 중앙편(7)에 작용하는 전단력이 커지기 때문에, 가황 금형의 빠짐 성능이 악화될 우려가 있다. 반대로, 상기 타이어 둘레방향 거리(TK)가 커지면, 단부편(8)의 강성이 작아져, 사이프 바닥부의 크랙을 방지할 수 없을 우려가 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외측 돌출점(15)과 내측 돌출점(16)이 타이어 반경방향으로 위치가 어긋나게 마련된다. 각 돌출점(15, 16)을 형성하는 나이프 블레이드는, 이형시에 등폭부(13)를 밀어 넓혀 큰 전단력을 발생시키지만, 외측 돌출점(15)과 내측 돌출점(16)을 타이어 반경방향으로 위치가 어긋나게 마련함으로써, 상기 전단력을 분산시켜 가황 금형의 빠짐 성능을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 외측 돌출점(15)이 내측 돌출점(16)보다 타이어 반경방향 외측에 마련되어 있다. 이에 따라, 크랙이 발생하기 쉬운 외측 바닥 원호면(17)의 영역을 크게 확보할 수 있기 때문에, 크랙을 한층 더 억제할 수 있다.

또한, 전술한 작용을 더 발휘시키는 관점에서, 외측 돌출점(15)과 내측 돌출점(16) 간의 타이어 반경방향 거리(h)는 바람직하게는 0.15 ㎜ 이상, 더 바람직하게는 0.2 ㎜ 이상이다. 또한, 상기 타이어 반경방향 거리(h)가 과도하게 커지면, 예컨대 사이프 용적이 커지고, 단부편(8)의 강성이 작아지기 때문에, 사이프의 벌어짐을 억제할 수 없을 우려가 있다. 따라서, 상기 타이어 반경방향 거리(h)는 바람직하게는 0.5 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.4 ㎜ 이하이다.

또한, 사이프 중심선(6n)으로부터 등폭부(13)의 사이프면(11)까지의 최단 거리(이하, "등폭 최단 거리"라고 하기도 함)(Wsh), 사이프 중심선(6n)으로부터 외측 돌출점(15)까지의 최단 거리(이하, "외측 최단 거리"라고 하기도 함)(Wso) 및 사이프 중심선(6n)으로부터 상기 내측 돌출점(16)까지의 최단 거리(이하, "내측 최단 거리"라고 하기도 함)(Wsi)는 하기의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

Wso-Wsh≤0.6 ㎜

Wsi-Wsh≤0.6 ㎜

즉, 등폭 최단 거리와 외측 최단 거리의 차(Wso-Wsh)가 0.6 ㎜보다 커지면, 외측 돌출점(15)이 단부편(8) 측으로 크게 돌출되기 때문에, 가황 금형의 빠짐 성능이 악화될 우려가 있다. 그러나, 상기 차(Wso-Wsh)가 과도하게 작아지면, 사이프 바닥부에서의 응력 완화 작용이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 차(Wso-Wsh)는 바람직하게는 0.4 ㎜ 이상이다.

또한, 내측 사이프면(11u)은 외측 사이프면(11s)에 비해 사이프 바닥부에 작용하는 응력 집중이 작아진다. 따라서, 등폭 최단 거리와 내측 최단 거리 간의 차(Wsi-Wsh)는, 등폭 최단 거리와 외측 최단 거리 간의 차(Wso-Wsh)보다 작을 수도 있고, 더 바람직하게는 0.3 ㎜ 이상이며, 또한 더 바람직하게는 0.5 ㎜ 이하이다.

또한, 상기 확폭부(14)는, 본 실시형태에서는 외측 사이프면(11s)에 있어서, 외측 바닥 원호면(17)보다 타이어 반경방향 외측에 그리고 상기 단부편(8) 측에 중심을 가짐으로써 사이프 폭(Ws)을 타이어 반경방향 내측을 향해 점진적으로 증가시키는 외측 꼭대기부 원호면(19)을 구비한다. 또한, 확폭부(14)는, 내측 사이프면(11u)에 있어서, 내측 바닥 원호면(18)보다 타이어 반경방향 외측에 그리고 상기 중앙편(7) 측에 중심을 가짐으로써 사이프 폭(Ws)을 타이어 반경방향 내측을 향해 점진적으로 증가시키는 내측 꼭대기부 원호면(20)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 상기 외측 꼭대기부 원호면(19)은, 상기 외측 바닥 원호면(17) 및 등폭부(13)의 외측 사이프면(11s)에 매끄럽게 접속되어 있다. 또한, 내측 꼭대기부 원호면(20)은, 상기 내측 바닥 원호면(18) 및 등폭부(13)의 내측 사이프면(11u)에 매끄럽게 접속되어 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 외측 꼭대기부 원호면(19)의 곡률 반경(Roa)은 상기 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)보다 크고, 상기 내측 꼭대기부 원호면(20)의 곡률 반경(Ria)은 상기 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib)보다 크다. 이러한 사이핑(6)은, 중앙편(7) 및 단부편(8)에 작용하는 가황 금형에 의한 전단력을 작게 하기 때문에 가황 금형으로부터의 빠짐 성능이 향상되는 데다가, 외측 돌출점(15) 및 내측 돌출점(16) 근방의 강성을 크게 하여 크랙을 억제한다.

전술한 작용을 확실하게 발휘시키기 위해, 외측 꼭대기부 원호면(19)의 곡률 반경(Roa)은 바람직하게는 외측 바닥 원호면(17)의 곡률 반경(Rob)의 10배 이상, 더 바람직하게는 15배 이상이다. 그러나, 상기 곡률 반경(Roa)이 과도하게 커지면, 등폭부(13)와 확폭부(14)가 매끄럽게 접속되지 않고, 이 접속 부분에서 응력 집중이 생겨, 크랙이 생기기 쉬워질 우려가 있다. 따라서, 상기 곡률 반경(Roa)은 바람직하게는 상기 곡률 반경(Rob)의 40배 이하, 더 바람직하게는 25배 이하이다.

동일한 관점에서, 내측 꼭대기부 원호면(20)의 곡률 반경(Ria)은 바람직하게는 내측 바닥 원호면(18)의 곡률 반경(Rib)의 25배 이상, 더 바람직하게는 30배 이상이고, 또한 바람직하게는 60배 이하, 더 바람직하게는 50배 이하이다.

또한, 내측 꼭대기부 원호면(20)의 곡률 반경(Ria)은 바람직하게는 5.0 ㎜ 이상이고, 또한 바람직하게는 25 ㎜ 이하이다. 또한, 외측 꼭대기부 원호면(19)의 곡률 반경(Roa)은 바람직하게는 5.0 ㎜ 이상이고, 또한 바람직하게는 20 ㎜ 이하이다.

이상, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명했으나, 본 발명은 도시한 실시형태에 한정되지 않으며 다양한 양태로 변형하여 실시할 수 있다. 예컨대, 트레드부(2)에 형성되는 모든 블록(5)의 트레드면(5n)에 본 실시형태의 사이핑(6)이 마련되는 양태이어도 물론 무방하다.

<실시예>

도 1의 패턴을 가지며, 표 1의 사양에 의거한 공기 타이어(사이즈: 11R22.514PR)를 제조하고, 이들의 각 성능에 대해 테스트하였다. 한편, 공통 사양은 이하와 같다.

접지폭(TW): 120 ㎜

<주홈>

홈 폭(W1)/접지폭(TW): 6.0% 내지 8.0%

홈 깊이(D1): 20 ㎜∼21 ㎜

<가로 홈>

홈 폭(W2)/접지폭(TW): 4.0% 내지 5.0%

홈 깊이(D2): 15 ㎜∼21 ㎜

<사이핑>

등폭부의 사이프 폭(Ws): 0.6 ㎜

사이프 깊이(Ds): 11 ㎜

사이핑의 길이(La)/블록폭(wa): 100%

<가황 금형의 빠짐 성능>

각 시공(試供) 타이어를 가황 성형후 이형했을 때에, 사이핑 형성용 나이프 블레이드에 고무가 잔존한 블록의 수를 측정했다. 결과는 상기 고무가 나이프 블레이드에 잔존한 블록과 사이핑을 마련한 블록 간의 비로서, 수치가 작을수록 양호한 것을 나타낸다.

<크랙 성능>

상기 시공 타이어 중, 나이프 블레이드에 고무가 부착되지 않은 타이어를, 림(7.5×22.5), 내압(800 kPa)으로 배기량(12880cc)의 후륜 구동차의 전륜(全輪)에 장착하여 아스팔트 노면의 테스트 코스를 드라이버 1명 승차로 10000km 주행시키고, 사이프 바닥부에 크랙이 발생한 사이핑의 수를 계측하였다. 결과는 크랙이 발생한 블록과 사이핑을 마련한 블록 간의 비이며, 수치가 작을수록 양호한 것을 나타낸다.

테스트 결과를 표 1에 개시한다.

테스트 결과, 실시예의 타이어는 비교예에 비해 각종 성능이 향상되어 있음을 확인할 수 있다. 또한, 반 클로즈드 타입이나 클로즈드 타입의 사이핑에 대해서도 테스트를 했는데, 동일한 테스트 결과를 나타냈다.

2 : 트레드부
5 : 블록
5n : 트레드면
6 : 사이핑
6n : 사이프 중심선
7 : 중앙편
8 : 단부편
11s : 외측 사이프면
11u : 내측 사이프면
13 : 등폭부
14 : 확폭부
15 : 외측 돌출점
16 : 내측 돌출점
17 : 외측 바닥 원호면
18 : 내측 바닥 원호면
Ws : 사이프 폭

Claims

트레드부에, 블록이 타이어 둘레방향으로 나열된 적어도 1열의 블록열이 마련된 공기 타이어로서,
상기 각 블록에, 타이어 축방향에 대해 20도 이하의 각도로 연장되는 한 쌍의 사이핑이 마련됨으로써, 상기 블록은 사이핑 사이의 중앙편과, 그 양측의 단부편으로 구분되고,
상기 중앙편의 타이어 둘레방향의 최단 길이(TS)는, 상기 단부편의 타이어 둘레방향의 길이의 0.2배보다 크고 1.0배보다 작으며,
상기 각 사이핑은, 그 길이방향과 직각인 단면에 있어서, 상기 단부편 측의 외측 사이프면과 상기 중앙편 측의 내측 사이프면을 구비하는 한편,
트레드면으로부터 일정한 사이프 폭으로 타이어 반경방향 내측으로 연장되는 등폭부와, 상기 등폭부로부터 타이어 반경방향 내측으로 연장되고 사이프 폭이 점진적으로 증가한 후에 점진적으로 감소하다가 종단되는 확폭부를 가지며,
상기 확폭부는, 상기 외측 사이프면에 있어서, 단부편 측으로 가장 돌출되는 외측 돌출점으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 등폭부를 이등분하는 사이프 중심선 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 외측 바닥 원호면을 가지며,
상기 내측 사이프면에 있어서, 중앙편 측으로 가장 돌출되는 내측 돌출점으로부터 타이어 반경방향 내측으로 그리고 상기 사이프 중심선 측으로 매끄러운 원호로 연장되는 내측 바닥 원호면을 갖고,
상기 외측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rob)이 상기 내측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rib)보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
제1항에 있어서, 상기 외측 돌출점과 상기 내측 돌출점이 타이어 반경방향으로 위치가 어긋나게 마련되어 있는 것인 공기 타이어.
제2항에 있어서, 상기 외측 돌출점은, 상기 내측 돌출점보다 타이어 반경방향 외측에 마련되어 있는 것인 공기 타이어.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이프 중심선으로부터 상기 등폭부의 사이프면까지의 최단 거리(Wsh), 상기 사이프 중심선으로부터 상기 외측 돌출점까지의 최단 거리(Wso) 및 상기 사이프 중심선으로부터 상기 내측 돌출점까지의 최단 거리(Wsi)는 하기의 관계를 만족하는 것인 공기 타이어.
Wso-Wsh≤ 0.6 ㎜
Wsi-Wsh≤0.6 ㎜
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 확폭부는, 상기 외측 사이프면에 있어서, 상기 외측 바닥 원호면보다 타이어 반경방향 외측에 그리고 상기 단부편 측에 중심을 가짐으로써 사이프 폭을 타이어 반경방향 내측을 향해 점진적으로 증가시키는 외측 꼭대기부 원호면을 구비하는 것인 공기 타이어.
제5항에 있어서, 상기 확폭부는, 상기 내측 사이프면에 있어서, 상기 내측 바닥 원호면보다 타이어 반경방향 외측에 그리고 상기 중앙편 측에 중심을 가짐으로써 사이프 폭을 타이어 반경방향 내측을 향해 점진적으로 증가시키는 내측 꼭대기부 원호면을 구비하는 것인 공기 타이어.
제6항에 있어서, 상기 외측 꼭대기부 원호면의 곡률 반경(Roa)은 상기 외측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rob)보다 크고,
상기 내측 꼭대기부 원호면의 곡률 반경(Ria)은 상기 내측 바닥 원호면의 곡률 반경(Rib)보다 큰 것인 공기 타이어.