KR100792010B1 - 공명음을 저감시킨 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 관한 것으로서, 노면과 접촉하는 두꺼운 고무층인 트레드; 상기 트레드의 측면을 형성하는 사이드 월; 상기 사이드 월의 양단에 구비되어 코드지의 끝부분을 감싸는 비드; 상기 트레드의 하부에 위치되어 타이어의 골격을 이루는 바디 플라이; 상기 트레드와 바디 플라이 사이에 구비되는 벨트층; 및 상기 바디 플라이의 내측에 구비되는 인너라이너로 구성된 타이어를 포함하고, 상기 타이어의 비드 외측면을 감싸는 림이 장착되어 내부에 공기압이 충진된 공동부가 형성되며, 상기 공동부에 소음 저감부재가 설치되어 공기의 진동에 의한 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 있어서, 상기 소음 저감부재는, 상기 트레드의 폭만큼 원주방향을 따라 상기 인너라이너 내측면에 고정되는 제 1고무 스트립; 상기 제1고무 스트립의 양단에서 상기 림의 중앙측으로 연장 형성되는 제2고무 스트립; 및 상기 제2고무 스트립에 설치되고, 상기 공동부가 일정온도 이상일 때 형상이 변형되는 다수의 형상기억합금을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 의하면, 타이어 내부의 공동부가 일정온도 이상일 때 형상기억합금이 변형되어 제2고무 스트립의 형상을 변형시킴에 따라, 공동부에 충진된 공기압에 대한 체적을 변화시키고, 차량 주행시 타이어 트레드의 진동에 의해 발생하는 공동부의 공기 흐름을 방해하여 사이드 월 및 림으로 전달되는 공명음을 효과적으로 억제함은 물론, 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 해소시켜 편안한 주행 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

소음 저감부재, 제1고무 스트립, 제2고무 스트립, 형상기억합금.

Description

공명음을 저감시킨 공기입 타이어{Pneumatic Tire for Cavity Resonance decrease}

도 1은 일반적인 공기입 타이어를 나타낸 단면도.

도 2는 종래기술의 일 예에 따른 타이어 내부에 흡음재를 설치한 공기입 타이어를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 공기입 타이어를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 소음 저감부재가 일정온도 이상일 때 변형된 각각의 실시 형태를 나타낸 단면도.

도 5는 도 4에 따른 'A'부 확대도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 타이어, 11: 트레드,

13: 사이드 월, 14: 비드,

15: 바디 플라이, 16: 벨트층,

17: 인너라이너, 20: 림,

30: 공동부, 40: 소음 저감부재,

41: 제1고무 스트립, 42: 제2고무 스트립,

43: 형상기억합금.

본 발명은 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 타이어 트레드의 폭만큼 원주방향을 따라 인너라이너 내측면에 제1고무 스트립을 부착 고정하고, 상기 제1고무 스트립의 양단에서 림의 중앙측으로 연장 형성된 제2고무 스트립에 다수의 형상기억합금을 설치함으로써, 타이어 내부의 공동부가 일정온도 이상일 때 형상기억합금이 변형되어 제2고무 스트립의 형상을 변형시킴에 따라, 공동부에 충진된 공기압에 대한 체적을 변화시키고, 차량 주행시 타이어 트레드의 진동에 의해 발생하는 공동부의 공기 흐름을 방해하여 사이드 월 및 림으로 전달되는 공명음을 효과적으로 억제함은 물론, 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 해소시켜 편안한 주행 환경을 제공할 수 있도록 한 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로 공기입 타이어는, 자동차의 전체하중을 지탱하는 지지기능, 차량의 구동력 및 제동력을 노면으로 전달하는 동력전달기능, 불규칙적인 노면으로 인해 발생하는 외부충격을 완화하는 충격완화기능, 차량의 진행방향에 따라 위치를 전환하는 위치전환기능 등을 다양하게 구비하고 있다.

타이어(100)의 일반적인 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 노면과 직접 접촉하는 두꺼운 고무층인 트레드(Tread, 111)와; 가장 두꺼운 두께로 타이어(100)의 어깨부를 구성하는 쇼울더(Shoulder, 112)와; 타이어의 측면부에 유연한 굴신운동 으로 승차감을 좋게 하며 타이어의 종류, 규격, 제조회사 등이 표시되는 사이드 월(Side Wall, 113)과; 타이어가 림에 장착되게 코드지의 끝부분을 감싸주는 비드(Bead, 114)와; 타이어의 골격을 이루며 타이어 내부의 공기압 및 하중이나 충격을 견디는 부분으로 타이어 코드지로 된 카카스(Carcass, 115) 즉, 바디 플라이(Body Ply, 115)와; 상기 트레드(111)와 바디 플라이(115)의 내부에 삽입된 층으로 주행시 외부의 충격을 완화하고, 상기 트레드(111)의 갈라짐이나 외상이 바디 플라이(115)에 직접 도달하는 것을 방지하는 벨트층(116)과; 상기 바디 플라이(115)의 내부에 구비된 고무층으로 공기의 누출을 방지하는 인너라이너(Inner Linner, 117)로 이루어져 있다. 그리고, 상기 타이어(100)에는 비드부(113)의 외측면을 감싸며 장착되는 림(Rim, 200)이 구비된다.

여기서, 상기 비드(114)에 림(200)을 장착시 타이어 내부에 공동부(空洞部, 500)가 형성되고, 상기 공동부(300)에 압축공기를 충진시키면 타이어(100)가 지면으로부터 충격을 흡수하면서 차체를 지지하게 된다.

그러나, 상기 타이어(100) 내부에 공동부(300)가 형성됨으로써, 차량 주행시 음파가 공명할 수 있는 공간을 제공하여 공기의 진동에 의한 공동 공명음(Cavity Resonance)을 발생시키게 되고, 상기 공동 공명음은 차량의 외부 및 내부로 전달되어 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 유발시킴은 물론, 외부 주변환경에 소음 공해를 발생시키게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 종래의 공기입 타이어는, 도 2에 도시된 바와 같이, 타이어(100)의 인너라이너(117) 내측 부위에 흡음재(吸音材)를 이용한 소음 저감부재(400)를 설치함으로써, 타이어가 거친 노면을 주행시 발생되는 로드 노이즈(Road Noise)의 일부 개선 효과는 있으나, 실제로 타이어 내부의 공명음을 저감시키기 힘들게 된다.

또한, 타이어의 림 외주면에 원통형 또는 원뿔형의 소음 저감부재를 설치함으로써, 타이어 내부의 체적 변화를 통한 공명음 개선을 도모하였으나, 상기 림의 외주면에 상기 소음 저감부재를 설치하기 어렵고, 전체적인 무게 증가로 인해 차량의 연비 및 진동에 대한 개선이 필요하게 된다.

또한, 타이어의 트레드 형상 및 구조를 변경함으로써, 타이어 내부의 공명음을 일부 개선하고 있으나, 트레드 형상을 타이어의 종류에 따라 제한적으로 변경할 수 밖에 없으며, 트레드의 형상을 변경하기 위한 금형상 제조 비용이 상승하게 된다.

따라서, 상기한 종래의 기술들은 차량 주행시 타이어 트레드의 진동에 의해 발생되는 공동부의 공기 유동이 사이드 월 또는 림으로 직접 전달됨에 따라, 타이어 내부의 공명음을 저감시키기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 타이어 트레드의 폭만큼 원주방향을 따라 인너라이너 내측면에 제1고무 스트립을 부착 고정하고, 상기 제1고무 스트립의 양단에서 림의 중앙측으로 연장 형성된 제2고무 스트립에 다수의 형상기억합금을 설치함으로써, 타이어 내부의 공동부가 일정온도 이상일 때 형상기억합금이 변형되어 제2고무 스트립의 형상을 변형시킴에 따라, 공동부에 충진된 공기압에 대한 체적을 변화시키고, 차량 주행시 타이어 트레드의 진동에 의해 발생하는 공동부의 공기 흐름을 방해하여 사이드 월 및 림으로 전달되는 공명음을 효과적으로 억제함은 물론, 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 해소시켜 편안한 주행 환경을 제공할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 의하면, 노면과 접촉하는 두꺼운 고무층인 트레드; 상기 트레드의 측면을 형성하는 사이드 월; 상기 사이드 월의 양단에 구비되어 코드지의 끝부분을 감싸는 비드; 상기 트레드의 하부에 위치되어 타이어의 골격을 이루는 바디 플라이; 상기 트레드와 바디 플라이 사이에 구비되는 벨트층; 및 상기 바디 플라이의 내측에 구비되는 인너라이너로 구성된 타이어를 포함하고, 상기 타이어의 비드 외측면을 감싸는 림이 장착되어 내부에 공기압이 충진된 공동부(空洞部)가 형성되며, 상기 공동부에 소음 저감부재가 설치되어 공기의 진동에 의한 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 있어서, 상기 소음 저감부재는, 상기 트레드의 폭만큼 원주방향을 따라 상기 인너라이너 내측면에 고정되는 제 1고무 스트립; 상기 제1고무 스트립의 양단에서 상기 림의 중앙측으로 연장 형성되는 제2고무 스트립; 및 상기 제2고무 스트립에 설치되고, 상기 공동부가 일정온도 이상일 때 형상이 변형되는 다수의 형상기억합금(Shape Memory Alloy);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2고무 스트립은 상기 공동부가 일정온도 이상시 상기 각 형상기억합금의 변형에 의해 상기 트레드에서 상기 림 방향으로의 공기 진동을 방해하도록 변형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2고무 스트립에는 다수의 형상기억합금이 소정간격으로 설치되고, 상기 공동부가 일정온도 이상시 상기 형상기억합금은 상기 제2고무 스트립의 축선방향과 경사지게 변형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2고무 스트립의 길이방향으로 상기 형상기억합금이 평행하게 부착 설치되고, 상기 공동부가 일정온도 이상시 상기 형상기억합금은 상기 제2고무 스트립의 축선방향과 경사지게 변형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 형상기억합금은 구리, 아연 및 알루미늄합금을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 공기입 타이어를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 소음 저감부재가 일정온도 이상일 때 변형된 각각의 실시 형태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 4에 따른 'A'부 확대도이다.

본 발명에 따른 공명음을 저감시킨 공기입 타이어는, 도 3에 도시된 바와 같이, 노면과 접촉하는 두꺼운 고무층인 트레드(11); 상기 트레드(11)의 측면을 형성하는 사이드 월(13); 상기 사이드 월(13)의 양단에 구비되어 코드지의 끝부분을 감싸는 비드(14); 상기 트레드(11)의 하부에 위치되어 타이어의 골격을 이루는 바디 플라이(15); 상기 트레드(11)와 바디 플라이(15) 사이에 구비되는 벨트층(16); 및 상기 바디 플라이(15)의 내측에 구비되는 인너라이너(17)로 구성된 타이어(10)를 포함하고, 상기 타이어(10)의 비드(14) 외측면을 감싸는 림(20)이 장착되어 내부에 공기압이 충진된 공동부(30) 등은 종래기술과 동일하므로, 이하에서는 상기한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 본 발명에서는 상기 공동부(30)에 설치되는 소음 저감부재(40)의 구성에 대하여 후술하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 있어서, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 소음 저감부재(40)는 크게 제1고무 스트립(41), 제2고무 스트립(42) 및 형상기억합금(43)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 제1고무 스트립(41)은, 상기 트레드(11)의 폭만큼 원주방향을 따라 상기 인너라이너(17)의 내측면에 부착 고정된다.

그리고, 상기 제2고무 스트립(42)은, 상기 제1고무 스트립(41)의 양단에서 상기 림(20)의 중앙측으로 연장 형성되는 것으로, 내부에 다수의 형상기억합금(43)이 설치된다. 즉, 상기 제2고무 스트립(42)은 수직하게 형성되고, 양측 사이드 월(13)과 소정간격으로 이격되도록 위치된다.

상기 형상기억합금(43)은 일정온도 이상이 되면 변형 이전의 형상으로 되돌아가는 성질을 갖는 합금으로서, 구리, 아연 및 알루미늄합금을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 형상기억합금(43)을 구리, 아연 및 알루미늄합금을 포함하여 구성할 경우, 가공, 성형 및 용접 등이 용이함은 물론 제조 가격이 저렴한 효 과가 있다.

아울러, 상기 형상기억합금(43)은 티탄, 니켈합금을 포함하여 구성할 수도 있으나, 가공, 성형 및 용접 등이 어렵고, 제조 가격이 상승되므로 상기 타이어에 적용시키는 것은 바람직하지 않다.

한편, 상기 제2고무 스트립(42)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공동부(30)가 일정온도 이상시 상기 각 형상기억합금(43)의 변형에 의해 상기 트레드(11)에서 상기 림(20) 방향으로의 공기 진동을 방해하도록 변형된다.

상기 공동부(30)가 일정온도 이상시에 상기 각 형상기억합금(43)의 변형에 의해 코일형 또는 자바라 등의 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 공동부(30)가 일정온도 이상시 상기 형상기억합금(43)의 형상이 변형되는 것은, 차량 주행시에 발생되는 타이어 내부 즉 상기 공동부(30)의 온도가 40℃ 이상일 때 적용된다.

더욱이, 상기 형상기억합금(43)은 상기 제2고무 스트립(42)에 설치되는 길이 또는 설치 간격에 따라 기타 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2고무 스트립(42)에는 다수의 형상기억합금(43)이 소정간격으로 설치될 경우, 차량 주행시에 상기 공동부(30)가 일정온도 이상이 되면 상기 형상기억합금(43)은 상기 제2고무 스트립(42)의 축선방향과 경사지게 변형된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제2고무 스트립(42)의 길이방향으로 상기 형상기억합금(43)이 평행하게 부착 설치될 경우, 차량 주행시에 상기 공동부(30)가 일정온도 이상이 되면 상기 형상기억합금(43)은 상기 제2고무 스트 립(42)의 축선방향과 경사지게 변형된다.

상기한 바와 같이, 차량 주행시에 상기 타이어(10) 내부의 공동부(30)가 일정온도 이상일 경우, 상기 형상기억합금(43)의 형상이 변형되어 상기 제2고무 스트립(42)의 형상을 변형시킴으로써, 상기 공동부(30)에 충진된 공기압에 대한 체적을 변화시키고, 차량 주행시 타이어 트레드의 진동에 의해 발생하는 공동부(30)의 공기 흐름을 방해하여 상기 사이드 월(13) 및 림(20)으로 전달되는 공명음을 저감시키게 된다. 이에 따라, 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 해소시켜 편안한 주행 환경을 제공할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 의하면, 타이어 내부의 공동부가 일정온도 이상일 때 형상기억합금이 변형되어 제2고무 스트립의 형상을 변형시킴에 따라, 공동부에 충진된 공기압에 대한 체적을 변화시키고, 차량 주행시 타이어 트레드의 진동에 의해 발생하는 공동부의 공기 흐름을 방해하여 사이드 월 및 림으로 전달되는 공명음을 효과적으로 억제함은 물론, 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 해소시켜 편안한 주행 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 노면과 접촉하는 두꺼운 고무층인 트레드(11); 상기 트레드(11)의 측면을 형성하는 사이드 월(13); 상기 사이드 월(13)의 양단에 구비되어 코드지의 끝부분을 감싸는 비드(14); 상기 트레드(11)의 하부에 위치되어 타이어의 골격을 이루는 바디 플라이(15); 상기 트레드(11)와 바디 플라이(15) 사이에 구비되는 벨트층(16); 및 상기 바디 플라이(15)의 내측에 구비되는 인너라이너(17)로 구성된 타이어(10)를 포함하고, 상기 타이어(10)의 비드(14) 외측면을 감싸는 림(20)이 장착되어 내부에 공기압이 충진된 공동부(空洞部, 30)가 형성되며, 상기 공동부(30)에 소음 저감부재(40)가 설치되어 공기의 진동에 의한 공명음을 저감시킨 공기입 타이어에 있어서,

   상기 소음 저감부재(40)는, 상기 트레드(11)의 폭만큼 원주방향을 따라 상기 인너라이너(17) 내측면에 부착 고정되는 제1고무 스트립(41);

   상기 제1고무 스트립(41)의 양단에서 상기 림(20)의 중앙측으로 연장 형성되는 제2고무 스트립(42); 및

   상기 제2고무 스트립(42)에 설치되고, 상기 공동부(30)가 일정온도 이상일 때 형상이 변형되는 다수의 형상기억합금(43);을 포함하는 것을 특징으로 하는 공명음을 저감시킨 공기입 타이어.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제2고무 스트립(42)은, 상기 공동부(30)가 일정온도 이상시 상기 각 형상기억합금(43)의 변형에 의해 상기 트레드(11)에서 상기 림(20) 방향으로의 공기 진동을 방해하도록 변형되는 것을 특징으로 하는 공명음을 저감시킨 공기입 타이어.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제2고무 스트립(42)에는 다수의 형상기억합금(43)이 소정간격으로 설치되고, 상기 공동부(30)가 일정온도 이상시 상기 형상기억합금(43)은 상기 제2고무 스트립(42)의 축선방향과 경사지게 변형되는 것을 특징으로 하는 공명음을 저감시킨 공기입 타이어.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 제2고무 스트립(42)의 길이방향으로 상기 형상기억합금(43)이 평행하게 부착 설치되고, 상기 공동부(30)가 일정온도 이상시 상기 형상기억합금(43)은 상기 제2고무 스트립(42)의 축선방향과 경사지게 변형되는 것을 특징으로 하는 공명음을 저감시킨 공기입 타이어.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 형상기억합금(43)은 구리, 아연 및 알루미늄합금을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공명음을 저감시킨 공기입 타이어.

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