KR100448834B1 - 공동 공명음을 저감시킨 타이어림 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 공동에서 발생되는 공동 공명음을 타이어림에 형성되는 다수의 1/4파장관으로 저감시켜서 운전자 및 승객의 불만을 해소할 수 있다.

Description

공동 공명음을 저감시킨 타이어림{CAVITY RESONANCE NOISE REFORMED TIRE RIM}

본 발명은 타이어에서 발생되는 공동 공명음을 저감할 수 있도록 한 타이어림에 관한 것이다.

차륜은 차체를 지지하면서 회전되어 차량의 주행을 실질적으로 가능케함은 물론, 정지시에 지면과의 마찰력으로 차량이 정차할 수 있도록 하는 등 차량의 필수 구성요소이다.

도 1에는 일반적인 차륜의 구조가 단면도로 도시되어 있는바, 타이어(100)는 비드부가 림(101)에 장착되면서, 그 내부에 필연적으로 공동(CAVITY; 102)을 형성하게 되고, 상기 공동(102) 내부에는 압축공기가 충진되어 타이어(100)가 지면으로부터의 충격을 흡수하면서 차체를 지지할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 공동(102)은 차량의 주행시에 음파가 공명할 수 있는 공간을 제공하여 공동 공명음을 발생시키는 역할을 하게되며, 상기한 바와 같이 발생된 공동 공명음은 차량의 외부 및 내부로 전달되어 운전자 및 승객에게 소음에 대한 불만을 유발시키고, 차량이 주행하는 도로 인근에 소음 공해를 발생시키는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 타이어의 공동에서 발생되는 공동 공명음을 저감시킬 수 있도록 하여 운전자 및 승객의 불만을 해소할 수 있는 소음특성이 개선된 타이어림을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 차륜의 단면을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 타이어림을 채용한 차륜의 단면을 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 타이어림의 정면도,

도 4는 본 발명의 이론적 배경을 설명하기 위한 설명도,

도 5는 본 발명에 따른 소음저감 효과를 도시한 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 타이어 3: 타이어림

10: 공동(CAVITY) 5: 1/4파장관

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공동 공명음을 저감시킨 타이어림은, 튜닝하고자 하는 공동 공명음의 주파수에 대한 1/4 파장관이 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 타이어림을 채용한 차륜의 단면을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 타이어림의 정면도로서, 타이어(1)가 끼워지는 타이어림(3)의 내측면에는 튜닝하고자 하는 주파수에 대한 1/4파장관(5)이 다수 형성되어 있다. 상기 1/4파장관(5)의 길이는 제거하고자 하는 소음의 주파수에 따라 결정되는데, 통상 1/4파장관(5)의 길이는 타이어림(3)의 폭 보다 길기 때문에 타이어림(3)의 원주방향으로 기울어지게 설치하게 된다.

여기서, 도 4를 통해 1/4파장관(5)의 원리를 살펴보면, 1/4파장관(5)은 그 끝단이 막힌 공간을 형성하여, 그 내부에 튜닝하고자 하는 제어주파수의 음파가 들어가면, 그 끝단에서 음파가 반사되어 나오면서 그 위상이 들어가는 음파의 위상과 180도의 위상차이를 가지고 형성되므로 서로 상쇄되어 소음을 소멸시키는 작용을 일으키는 것이다.

상기 튜닝하고자 하는 제어주파수와 1/4파장관(5) 제원의 관계는 다음의 수식으로부터 얻어지는 바,

변수: n 은 정수,

fn 은 튜닝할 주파수,

c 는 음속,

a 는 1/4파장관의 반지름.

과 같다.

여기서, 상기 a 또는 L 중의 어느 하나를 임의로 정하고 튜닝하고자 하는 주파수대가 정해지면 나머지 하나의 변수를 구할 수 있다.

또한, 상기 0.85a항은 상기 1/4관이 플랜지된 끝단일 때(타이어의 내벽면에서 끝단이 돌출되지 않은 상태일 때)에 사용하는 보정항으로 만약 플랜지되지 않은 경우(타이어의 내벽면에서 끝단이 돌출된 상태일 때)에는 0.6a로 대체된 보정항을 사용하도록 한다.

한편, 상기한 바와 같은 1/4파장관(5)은 가장 심한 공동 공명음의 주파수대에 대해서만 타이어림(3)에 형성하여 특정 주파수 대역의 소음을 저감시킬수도 있고, 주요한 소음의 원인이 되는 다수의 주파수대에 대해 각각 계산된 제원에 따른 1/4파장관을 소정의 수량씩 배분하여 타이어림(3)에 각각 형성하여 다양한 주파수 대역에서의 소음을 저감시킬수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

차량의 주행에 의해 타이어(1) 내부의 공동(10)에서 발생되는 공동 공명음은 발생됨과 동시에 타이어림(3)에 마련된 1/4파장관(5)으로 유입되고, 상기 1/4파장관(5)으로 전파된 음파는 1/4파장관(5)의 끝단에서 반사되어 역 방향으로 진행하면서, 180도의 위상차에 의해 상기 공동 공명음을 상쇄시키게 된다.

따라서, 타이어(1)의 외부로 전파되어 차량의 외부 또는 내부에 전파되는 소음의 양은 크게 저감되어, 운전자와 승객뿐만 아니라 차량의 주행로 주변의 사람들에게 타이어의 공동 공명음에 의한 소음 공해의 피해를 저감시키게 된다.

참고로, 도 5에는 60km/h의 정속주행시의 소음데이터를 도시한 것으로서, 1/4파장관이 형성되지 않은 경우와 형성된 경우에 튜닝대상 주파수의 범위에서 소음이 저감되는 양상을 비교하여 도시하고 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 타이어의 공동에서 발생되는 공동 공명음을 타이어림에 형성되는 다수의 1/4파장관을 사용하여 저감시킴으로써 운전자 및 승객의 불만을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 튜닝하고자 하는 주파수에 대한 1/4파장관이 다수개 형성된 것을 특징으로 하는 공동 공명음을 저감시킨 타이어림.
2. 제1항에 있어서,

   상기 1/4파장관은 원주방향으로 기울어져 형성된 것을 특징으로 하는 공동 공명음을 저감시킨 타이어림.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 1/4파장관의 제원은 하기의 수식으로 계산되는 것을 특징으로 하는 공동 공명음을 저감시킨 타이어림.

   수식:

   변수: n 은 정수,

   fn 은 튜닝할 주파수,

   c 는 음속,

   a 는 1/4파장관의 반지름.