KR100808300B1 - Method for designing tread pattern of noise reduction tire - Google Patents

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Abstract

A method for designing a tread pattern of a tire having low noise is provided to reduce the noise generated from the tire by controlling the frequency band through moving a shoulder longitudinal groove widthwise along a tread. In a method for designing a tread pattern of a tire, a shoulder longitudinal groove(G2) is aligned by moving the shoulder longitudinal groove widthwise of a tread so that a width of a shoulder block(B3) is different from that of a center block(B2). A location of the shoulder longitudinal groove is shifted toward the center block such that the width of the shoulder block is greater than that of the center block. A ratio of the width of the shoulder block to the width of the center block is about 1.09:1 to 1.15:1.

Description

저소음 타이어 트레드 패턴 설계방법{METHOD FOR DESIGNING TREAD PATTERN OF NOISE REDUCTION TIRE}Low noise tire tread pattern design method {METHOD FOR DESIGNING TREAD PATTERN OF NOISE REDUCTION TIRE}

도 1은 트레드 패턴이 없는 타이어(Smooth Tire)의 접지압 분포를 나타낸 도면. 1 is a diagram showing the ground pressure distribution of a smooth tire without a tread pattern.

도 2는 트레드 패턴이 없는 타이어의 응력(Stress) 분포를 나타낸 도면.2 is a diagram showing a stress distribution of a tire without a tread pattern.

도 3은 본 발명에 의한 타이어 트레드 패턴의 설계방법을 설명하기 위해 트레드 PTN 단위 피치로 나타낸 트레드 패턴의 개략도.Figure 3 is a schematic diagram of the tread pattern in tread PTN unit pitch to explain the design method of the tire tread pattern according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 타이어 트레드 패턴 형상별 접지압 분포를 나타낸 도면. Figure 4 is a view showing the ground pressure distribution for each tire tread pattern shape according to the present invention.

도 5는 도 4에서의 모델별 500Hz 이하 주파수 대역의 음압 특성을 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating sound pressure characteristics of a frequency band of 500 Hz or less according to models in FIG. 4. FIG.

도 6은 도 4에서의 모델별 1000Hz 이상 주파수 대역의 음압 특성을 나타낸 도면.FIG. 6 is a diagram illustrating sound pressure characteristics of a frequency band of 1000 Hz or higher for each model in FIG. 4. FIG.

본 발명은 저소음 타이어 트레드 패턴의 설계방법에 관한 것으로서, 숄더부 위의 접지압 분포를 그 숄더부위를 기준으로 안쪽 또는 바깥쪽으로 분산시킬 수 있도록 트레드 패턴 형상에 변화가 적은 타이어 원주방향의 종그루브를 트레드 폭방향으로 이동시켜 원하는 주파수 대역을 조절함으로써, 효율적인 소음 튜닝을 행할 수 있도록 한 저소음 타이어 트레드 패턴의 설계방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of designing a low noise tire tread pattern, wherein a tread of a longitudinal groove in a tire circumferential direction with little change in tread pattern shape is distributed so as to distribute the ground pressure distribution on the shoulder portion inward or outward based on the shoulder portion. The present invention relates to a method for designing a low noise tire tread pattern which enables efficient noise tuning by moving in the width direction to adjust a desired frequency band.

일반적으로, 공기입 타이어는 노면과 접촉하는 부분인 트레드와, 타이어의 골격을 이루는 바디플라이와, 트레드와 바디플라이 사이에 다수개의 층으로 이루어진 벨트층과, 공기의 누출을 방지하는 인너라이너와, 바디플라이를 보호하고 유연한 굴신운동을 하도록 하는 사이드월과, 트레드와 사이드월 사이에 위치되는 숄더부와, 타이어를 림에 장착시키는 비드부를 포함하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기 트레드의 패턴은, 다수개의 트레드 블록과 상기 다수개의 트레드 블록사이에 타이어의 원주방향으로 형성된 종그루브와 그 폭방향으로 형성된 횡그루브로 이루어져 있다.Generally, a pneumatic tire includes a tread, which is a part in contact with a road surface, a body ply forming a skeleton of the tire, a belt layer composed of a plurality of layers between the tread and the body ply, an inner liner for preventing air leakage, It comprises a side wall for protecting the body fly and flexible flexing movement, a shoulder portion located between the tread and the side wall, and a bead portion for mounting the tire on the rim. The tread pattern includes a plurality of tread blocks and longitudinal grooves formed in a circumferential direction of the tire between the plurality of tread blocks and the plurality of tread blocks and a horizontal groove formed in the width direction thereof.

이와 같은 구조를 갖는 타이어는 자동차 주행중 진동과 소음이 발생되는 경우가 있는데, 그 원인은 여러가지가 있지만, 주로 노면으로부터 타이어에 가진(加振)되는 가진력(加振力, Input Force)에 의해 주파수가 변하면서 발생된다. Tires having such a structure may generate vibration and noise while driving a vehicle. There are many causes, but the frequency is mainly caused by an input force generated by the tire from the road surface. Occurs while changing

다시 말해, 타이어의 소음은 주행시에 발생하는 타이어의 월(wall) 진동 현상과 접지면에서의 공기역학적 현상(헬름홀츠 공진(Helm-Holtz Resonance), 공기 펌핑(Air Pumping), 색 웨이브(Shack Wave) 등의 현상)에 의해 발생한다. 예컨대, 상기 공기역학적인 현상 중, 공기 펌핑은 타이어가 굴러갈 때 트레드가 노면에 접하였다가 떨어지는 운동을 반복하는 과정에서 접지면에서 다수의 그루브에 갇혀 압 축된 공기가 접지면을 빠져 나올 때 팽창하게 되는 현상을 말하며, 이때 팽창음으로 인한 소음이 발생한다. In other words, tire noise is caused by the wall vibration of tires and aerodynamic phenomena on the ground (Helm-Holtz Resonance, Air Pumping, Shack Wave). Phenomenon). For example, during the aerodynamic phenomenon, the pumping of the air expands when the compressed air exits the ground plane because it is trapped in a plurality of grooves on the ground plane in the course of repeating the tread contact with the road surface when the tire rolls. It refers to the phenomenon, and the noise caused by the expansion sound occurs.

지금까지의 많은 연구결과로부터 1kHz 이하의 소음원(騷音源)은 대부분 타이어의 구조 진동에 의해서 발생하며, 상기 공기역학적 현상은 1kHz 이상의 주파수대역에서의 중요한 소음원이 된다고 알려져 있다. 이는 일반적인 승용차용 래디알 타이어 구조의 공진 주파수 대역이 대부분 1kHz 이하 영역에 있는 반면에, 타이어 트레드 패턴 형상과 관련된 공기역학적 현상에 기인하는 공진 주파수는 1kHz 이상이기 때문이다.It is known from many studies so far that noise sources below 1 kHz are mostly generated by structural vibrations of tires, and the aerodynamic phenomenon is known to be an important noise source in a frequency band of 1 kHz or more. This is because most of the resonant frequency bands of the radial tire structure for a passenger car are in the region of 1 kHz or less, while the resonant frequency due to the aerodynamic phenomenon associated with the tire tread pattern shape is 1 kHz or more.

차량의 소음 투과 및 전달 특성(Low pass filter)을 고려할 때, 타이어 구조진동에 의한 소음이 일차적인 소음 제어 대상이 된다. 타이어 월 진동에 의한 소음의 발생과정은 주행시 발생하는 노면/타이어 간의 가진력에 의한 타이어 월 진동(응답) 및 이러한 진동 에너지의 공기 전달에 의한 소음의 방사현상(Radiation)으로 볼 수 있다. 이러한 타이어 소음 진동은 가진력이나 타이어 구조변경을 통한 응답을 제어함으로써 저감시킬 수 있다.Considering the noise transmission and low pass filter of the vehicle, the noise caused by the tire structural vibration is the primary noise control target. The generation process of noise due to tire wall vibration may be regarded as tire wall vibration (response) due to excitation force between road surfaces / tires generated during driving and radiation phenomenon (radiation) of noise due to air transfer of such vibration energy. Such tire noise vibration can be reduced by controlling the response through excitation force or tire structure change.

타이어 패턴 소음을 줄이기 위한 방법으로서는, 크게 두 가지로 나눌 수 있다. As a method for reducing tire pattern noise, it can be divided into two types.

첫째로는, 타이어 소음이 특정 주파수에 집중되어 톤(tone)으로 되는 것을 방지함으로써, 소음에너지는 같다고 하더라도 운전자에게 실제로 들리는 소음을 작게 하는 방법이다. 이러한 방법은 타이어 원주상 반복 배열되는 트레드 패턴 블록의 크기를 약간씩 다르게 하여 소음의 주파수를 분산시키는 방법을 사용한다. First, by preventing the tire noise from being concentrated at a specific frequency and becoming a tone, the noise that is actually heard by the driver is reduced even if the noise energy is the same. This method uses a method of distributing the frequency of noise by slightly varying the size of the tread pattern block that is repeatedly arranged on the tire circumference.

둘째로는, 트레드 패턴 블록에 기인하는 가진력을 작게 하여 노면과 트레드 블록의 접촉시 소음 발생 에너지를 줄이는 방법이다. 타이어는 노면과 유한한 길이로 접지하고 있으므로, 접지되는 모서리부(Edge)에서 급격한 가속도의 변화가 발생하게 된다. 이러한 가속도의 변화는 트레드 패턴이 없는 스무스 타이어(Smooth Tire)의 경우에도 발생한다. 그러나, 스무스 타이어의 경우는 타이어 원주길이를 따라 가진력의 변화가 없다는 점에서 트레드 패턴이 있는 패턴 타이어(Pattern Tire)의 경우와 다르다. 트레드 패턴이 있는 경우, 타이어의 원주방향을 따라 가진력의 변화가 발생하게 되며, 스무스 타이어에 비하여 상대적으로 소음이 큰 원인이 된다. 이와 같은 타이어 패턴 소음을 저감시키는 것은 원주방향을 따라 일어나는 가진력의 진폭을 줄여줌으로써 가능하다.Secondly, the excitation force due to the tread pattern block is reduced to reduce the noise generating energy when the road surface is in contact with the tread block. Since the tire is grounded at a finite length with the road surface, a sudden acceleration change occurs at the edge to be grounded. This change in acceleration also occurs in the case of a smooth tire without a tread pattern. However, the smooth tire is different from the pattern tire having a tread pattern in that the excitation force does not change along the tire circumference. If there is a tread pattern, a change in the excitation force occurs along the circumferential direction of the tire, causing a relatively loud noise compared to the smooth tire. Reducing such tire pattern noise is possible by reducing the amplitude of the excitation force along the circumferential direction.

이러한 방법을 통하여 가진력을 저감시키기 위하여, 제품생산 이전 설계단계에서 시뮬레이션을 통하여 타이어 트레드 패턴으로부터 발생하는 소음을 예측하는 경우, 수학적 모델로서 가진력을 정의할 필요가 있다. 타이어 패턴 형상으로부터 소음을 유발시키는 가진력을 정의함에 있어서, 종래에는 예컨대 국내특허공개 제1991-0017176호에 개시된 바와 같이, 타이어의 폭방향 접지면적의 합, 즉 접지면의 분포를 패턴 소음을 유발시키는 소리파형으로 정의하여 타이어 소음을 예측하는 기법을 사용하여 왔고, 이러한 기술에서 노면과 타이어 접지면에서의 접지압은 균일하다고 가정하였다.In order to reduce the excitation force through this method, it is necessary to define the excitation force as a mathematical model when predicting the noise generated from the tire tread pattern through simulation in the design stage before production. In defining the excitation force that causes noise from the tire pattern shape, conventionally, for example, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 199-0017176, the sum of the widthwise ground areas of the tire, that is, the distribution of the ground planes causes the pattern noise. The sound wave waveform has been used to predict tire noise, and it is assumed that the ground pressure at the road surface and tire ground plane is uniform.

그러나, 차량에 취부되어 실제 주행중인 타이어의 접지면에 걸리는 동적 접지압은 균일하지 않다. 특히, 타이어 접지면의 폭방향으로는 숄더부에 접지압이 크게 걸리고, 주행방향으로는 각 블록의 모서리부에 접지압이 많이 걸리는 경향이 있다. 따라서, 실제 주행시 발생하는 타이어 소음과 시뮬레이션을 통한 실험결과치와는 상당한 오차가 있으며, 이는 결과적으로 새로운 타이어의 개발에 필요한 시간과 비용을 더 들게 하는 문제점이 있어 왔다.However, the dynamic ground pressure that is mounted on the vehicle and applied to the ground plane of the tire that is actually running is not uniform. In particular, there is a tendency that the ground pressure is greatly applied to the shoulder portion in the width direction of the tire ground surface, and the ground pressure is applied to the corner portion of each block in the running direction. Therefore, there is a significant error between the tire noise generated during the actual driving and the experimental results through simulation, which has resulted in a problem that the time and cost required for the development of new tires are increased.

한편, 국내특허공개 제2000-0014285호에는, 트레드 패턴 블록의 폭방향 접지압의 크기가 단위 트레드 요소에 의한 가진력의 크기에 비례한다고 가정하고, 타이어 트레드 접지면에서의 폭방향과 주행방향으로 각 패턴 블록에 걸리는 가변 접지압 분포를 가중팩터(Weighting Factor)로 고려하여 타이어 트레드 패턴 소음을 예측하는 과정을 보여주고 있으나, 소음의 튜닝과정에서 매우 복잡하고 긴 시간을 요하는 과정을 거쳐야 하는 문제점 있어 효과적으로 소음을 튜닝할 수 없었다.Meanwhile, in Korean Patent Laid-Open No. 2000-0014285, it is assumed that the width of the ground pressure in the tread pattern block is proportional to the magnitude of the excitation force by the unit tread element. Although it shows the process of predicting tire tread pattern noise by considering the variable ground pressure distribution applied to the block as the weighting factor, the noise is effectively complicated and requires a long time in the tuning process. Could not be tuned.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 숄더부의 접지압 분포를 그 숄더부위를 기준으로 안쪽 또는 바깥쪽으로 분산시킬 수 있도록 트레드 패턴 형상에 변화가 적은 타이어 원주방향의 종그루브를 트레드 폭방향으로 이동시켜 원하는 주파수 대역을 조절함으로써, 효율적인 소음 튜닝을 행할 수 있도록 한 저소음 타이어 트레드 패턴의 설계방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and treads longitudinal grooves in the tire circumferential direction with little change in the tread pattern shape so as to distribute the ground pressure distribution of the shoulder portion inward or outward with respect to the shoulder portion. An object of the present invention is to provide a method for designing a low noise tire tread pattern which enables efficient noise tuning by moving in the width direction to adjust a desired frequency band.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 타이어의 원주방향으로 형성되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터 종그루브와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 종 그루브와, 타이어의 트레드 폭방향으로 형성되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터 횡그루브와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 횡그루브와, 상기 그루브에 의해 구획되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터블록과, 숄더부위에 형성된 숄더블록을 포함하여 이루어지는 타이어 트레드 패턴의 설계 방법에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention is a center longitudinal groove formed in the circumferential direction of the tire and formed in the center portion of the tread, a shoulder longitudinal groove formed in the shoulder portion of the tread, and formed in the tread width direction of the tire and in the center of the tread. Design of a tire tread pattern comprising a center transverse groove formed at the site, a shoulder transverse groove formed at the shoulder portion of the tread, a center block partitioned by the groove and formed at the center portion of the tread, and a shoulder block formed at the shoulder portion In the method,

상기 숄더 종그루브는 숄더블록의 폭과 센터블록의 폭이 다르도록 그 위치를 트레드 폭방향으로 좌측 또는 우측으로 이동시켜 배열하는 것을 특징으로 한다.The shoulder longitudinal groove may be arranged by moving its position left or right in the tread width direction so that the width of the shoulder block and the width of the center block are different.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 숄더 종그루브의 위치는 숄더블록의 폭이 센터블록의 폭보다 크도록 센터블록의 형성방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the position of the shoulder longitudinal groove is characterized in that the width of the shoulder block is moved in the direction of forming the center block larger than the width of the center block.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 숄더블록의 폭/센터블록의 폭은 1.09∼1.15인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the width of the shoulder block / the width of the center block is characterized in that 1.09 to 1.15.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

통상적으로, 타이어 규격별 계열화(동일 트레드 패턴이라도 차량별로 요구하는 타이어의 사이즈가 다르고, 보통 동일 트레드 패턴으로 30∼50규격의 타이어를 제품화하고 있음)시 타이어의 원주방향으로 형성된 종그루브 위치는 규격별로 상이하다. 이때 타이어 규격별 타이어를 취부하는 차량의 실내소음투과 특성이 다르므로 효율적인 타이어 소음튜닝을 위하여 타이어 규격별 원주방향 종그루브 위치를 설계하는 것이 중요하다.In general, the longitudinal groove position formed in the circumferential direction of the tire when the tire is serialized (the tire size required for each vehicle is different even in the same tread pattern, and a tire of 30 to 50 standard is commercialized in the same tread pattern) is specified. Not very different. At this time, the indoor noise permeation characteristics of the vehicle mounting the tire by tire specifications are different, so it is important to design the circumferential longitudinal groove position by tire specifications for efficient tire noise tuning.

따라서, 본 발명은 타이어 트레드 패턴형상에 변화가 적은 이러한 원주방향 종그루브의 위치를 적절히 설계함으로써 소음 주파수 특성별로 음색/음압을 최적화 하는데 있다.Accordingly, the present invention is to optimize the tone / sound pressure for each noise frequency characteristic by appropriately designing the position of the circumferential longitudinal groove with little change in the tire tread pattern shape.

상기 종그루브의 설계방법에 대하여 설명하기에 앞서, 본 발명에 의한 타이어의 트레드 패턴의 구조를 도 3과 관련하여 설명하면 다음과 같다.Prior to describing the design method of the longitudinal groove, the structure of the tread pattern of the tire according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 타이어의 트레드 패턴은 타이어의 원주방향(주행방향)으로 형성된 종그루브(G1, G2)에 의해 다수개의 블록(B1, B2, B3)이 구획되고 타이어의 폭방향으로 다수개의 횡그루브(G3, G4)가 형성되어 있다.As shown in FIG. 3, the tread pattern of the tire is divided into a plurality of blocks B1, B2, and B3 by longitudinal grooves G1 and G2 formed in the circumferential direction (driving direction) of the tire, and in the width direction of the tire. A plurality of lateral grooves G3 and G4 are formed.

상기 종그루브(G1, G2)는, 트레드의 센터부위에 종방향으로 형성된 센터 종그루브(G1)와, 트레드의 숄더부위에 종방향으로 형성된 숄더 종그루브(G2)로 이루어져 있다. 그리고, 상기 종그루브(G1, G2)와 연통하는 횡그루부(G3, G4)는 트레드의 센터부위에 횡방향으로 형성된 센터 횡그루부(G3)와, 트레드의 숄더부위에 횡방향으로 형성된 숄더 횡그루브(G4)로 이루어져 있다. 이러한 종그루브(G1, G2)와 횡그루브(G3, G4)에 의해 구획되는 블록(B1, B2, B3)은 트레드의 센터부위에 형성된 메인블록(B1)과 센터블록(B2) 및, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더블록(B3)으로 이루어진다. 상기 메인블록(B1)은 반드시 형성될 필요는 없고, 타이어의 트레드 패턴 형상에 따라 생략될 수도 있다. 이 경우, 상기 센터 종그루브(G1)는 좌우의 센터블록(B2) 사이에 한 개만 존재할 수 있다.The longitudinal grooves G1 and G2 include a center longitudinal groove G1 formed longitudinally at the center portion of the tread and a shoulder longitudinal groove G2 formed longitudinally at the shoulder portion of the tread. In addition, the horizontal grooves G3 and G4 communicating with the longitudinal grooves G1 and G2 include a center horizontal groove G3 formed laterally at the center of the tread and a shoulder formed laterally at the shoulder of the tread. It consists of lateral grooves (G4). The blocks B1, B2, and B3 divided by the longitudinal grooves G1 and G2 and the horizontal grooves G3 and G4 are formed of the main block B1 and the center block B2 formed at the center of the tread and the tread. It consists of a shoulder block (B3) formed on the shoulder portion. The main block B1 is not necessarily formed, and may be omitted depending on the shape of the tread pattern of the tire. In this case, only one center longitudinal groove G1 may be present between the left and right center blocks B2.

이러한 구조의 타이어 트레드는, 차의 하중을 받으면 접지방향 및 주행방향으로 다른 접지압 분포를 나타낸다. 일반적으로 타이어 소음은 구조진동소음과 타이어 트레드 패턴블록이 노면과 접촉되면서 발생하는 타이어 트레드 패턴블록 진동 소음이 있는데, 패턴블록 소음은 타이어 트레드 면의 균일하지 않은 트레드 폭 방 향의 접지압 분포로 인하여 소음이 분포하는 주파수 대역별 급격한 차이를 나타내고 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 차이를 효과적으로 제어할 수 있는 방법으로서 차량에서 요구하는 노면과 또는 운전자가 요구하는 타이어 소리의 특성을 반영할 수 있도록, 패턴 블록에 의하여 발생 되는 저주파 대역(500Hz 이하)과 고주파 대역(1000Hz)을 구분하여 소음을 효율적으로 튜닝할 수 있는 방법을 찾아내어 기술화한 것이다.The tire tread of this structure shows different ground pressure distributions in the grounding direction and the running direction under the load of the vehicle. In general, tire noise includes structural vibration noise and tire tread pattern block vibration noise generated when the tire tread pattern block is in contact with the road surface. The pattern block noise is caused by the ground pressure distribution in the direction of the uneven tread width of the tire tread surface. This distribution shows a drastic difference for each frequency band. Accordingly, the present invention is a method capable of effectively controlling such a difference, so that the low frequency band (500 Hz or less) and the high frequency generated by the pattern block can be reflected to reflect the characteristics of the road surface required by the vehicle and the tire sound required by the driver. By separating the band (1000Hz), we have found and described a method to efficiently tune noise.

일반적으로 트레드 패턴이 없는 타이어의 접지압 분포를 산출하기 위해서는, 타이어를 회전축에 주행가능하게 고정하고, 타이어가 노면에 소정압으로 가압되도록 일정한 하중(예컨대, 타이어 한바퀴에 걸리는 510kg의 차량 하중)을 가한 상태에서 타이어가 일정한 속도로 노면과 평행한 측정 플레이트를 통과하도록 주행시킨다. 여기서, 상기 측정 플레이트에는 단위 구획 당(폭방향과 원주방향) 한 개씩의 센서를 구비함으로써, 타이어가 측정 플레이트를 통과하면 측정 플레이트의 센서로부터 측정값이 제어기로 입력되므로, 제어기에서는 각 센서로부터의 측정값을 분석하여 단위 시간별 접지면의 형상 및 접지압 분포를 산출하게 된다.In general, in order to calculate the ground pressure distribution of a tire without a tread pattern, the tire is fixed to the rotating shaft so that the tire can be driven at a predetermined pressure, and a constant load (for example, a 510 kg vehicle load applied to one tire) is applied to the tire to be pressed at a predetermined pressure. In this condition, the tire is driven through the measuring plate parallel to the road surface at a constant speed. Here, the measuring plate is provided with one sensor per unit section (width direction and circumferential direction), so that when the tire passes through the measuring plate, the measured value is input to the controller from the sensor of the measuring plate. The measured values are analyzed to calculate the shape of the ground plane and the distribution of ground pressure for each unit time.

이러한 모의실험방법에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이 트레드 패턴의 끝단인 숄더부에 급격히 접지압이 걸리게 됨을 알 수 있고, 그 접지압 분포를 해석한 결과, 도 2와 같이 숄더부에 응력(Stress)이 많이 걸린다는 것을 알 수 있다. 따라서 노면으로부터 가장 큰 충격을 타이어에 전달해 주는 부위가 타이어 트레드에서 숄더부이므로, 본 발명에서는 이 부분의 접지압 분포를 트레드 폭의 안쪽 또는 바깥쪽으로 분산시킴으로써 소음을 조절하도록 한 것이다. According to this simulation method, as shown in FIG. 1, it can be seen that the ground pressure is suddenly applied to the shoulder portion of the end of the tread pattern. As a result of analyzing the distribution of the ground pressure distribution, the shoulder portion as shown in FIG. 2 is stressed. You can see that this takes a lot. Therefore, since the portion that transmits the greatest impact from the road surface to the tire is the shoulder portion of the tire tread, the present invention is to control the noise by distributing the ground pressure distribution of this portion to the inside or the outside of the tread width.

도 3은 트레드 폭의 센터를 중심으로 균등간격으로 블록을 구획한 타이어 트레드 패턴의 경우, 숄더 종그루부(G2)를 기준으로 좌측(바깥쪽) 또는 우측(안쪽)으로 이동시킬 때, 즉, 숄더 종그루브(G2)를 각각 트레드 폭 방향으로 좌우 이동시켜 숄더블록의 폭과 센터블록의 폭의 비율(10%∼20% 범위내)을 다르게 설정할 수 있다는 것을 나타낸 것이다. 그리고, 도 4는 상기와 같이 각 블록의 폭 비율을 설정하였을 때의 소음 특성이 어떻게 변하는가를 분석하기 위한 모델을 예시한 것이다.3 shows a tire tread pattern in which blocks are divided at equal intervals about the center of the tread width, when moving to the left (outer) or to the right (inner) with respect to the shoulder longitudinal groove G2, that is, The shoulder longitudinal grooves G2 are moved left and right in the tread width direction, respectively, to indicate that the ratio of the width of the shoulder block and the width of the center block (in the range of 10% to 20%) can be set differently. 4 illustrates a model for analyzing how noise characteristics change when the width ratio of each block is set as described above.

도 4에서, 모델 1은 숄더 종그루브의 위치가 트레드 폭방향으로 안쪽으로 4mm 이동되었을 때, 즉 센터블록의 폭이 숄더블록의 폭 보다 20% 작을 때의 접지압 분포, 모델 2는 숄더 종그루브의 위치가 트레드 폭방향으로 안쪽으로 2mm 이동되었을 때, 즉 센터블록의 폭이 숄더블록의 폭 보다 10% 작을 때의 접지압 분포, 모델 3은 숄더 종그루브의 위치가 전혀 이동되지 않은 기준 타이어 트레드 패턴의 접지압 분포를 나타낸 것이다. 그리고, 모델 4는 숄더 종그루브의 위치가 트레드 폭방향으로 바깥쪽으로 2mm 이동되었을 때, 즉 숄더블록의 폭이 센터블록의 폭 보다 10% 작을 때의 접지압 분포, 모델 5는 숄더 종그루브의 위치가 트레드 폭방향으로 바깥쪽으로 4mm 이동되었을 때, 즉 숄더블록의 폭이 센터블록의 폭 보다 20% 작을 때의 접지압 분포를 나타낸 것이다.In Figure 4, model 1 is the ground pressure distribution when the position of the shoulder longitudinal groove is moved 4 mm inward in the tread width direction, i.e., when the width of the center block is 20% smaller than the width of the shoulder block, model 2 is the length of the shoulder longitudinal groove. When the position is moved 2 mm inward in the tread width direction, i.e. when the width of the center block is 10% less than the width of the shoulder block, model 3 shows the reference tire tread pattern of which the position of the shoulder longitudinal groove is not shifted at all. The earth pressure distribution is shown. The model 4 has a ground pressure distribution when the position of the shoulder longitudinal groove is moved 2 mm outward in the tread width direction, that is, when the width of the shoulder block is 10% smaller than the width of the center block, and the model 5 has a position of the shoulder longitudinal groove. The ground pressure distribution is shown when the width of the shoulder block is 20% smaller than the width of the center block when the width of the shoulder block is moved 4 mm outward in the tread width direction.

이와 같이, 숄더블록의 폭이 센터블록의 폭보다 10%∼20% 적을 때, 또는 그 반대로 센터블록의 폭이 숄더블록의 폭보다 10%∼20% 적을 때의 소음 특성변화를, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 소음 크기의 측정으로 500Hz이하와 1000Hz 대역으로 구분하여 분석한 결과, 주파수 대역별로 음압이 급격히 차이가 난다는 것을 알 수 있다. Thus, the noise characteristics change when the width of the shoulder block is 10% to 20% less than the width of the center block, or vice versa, is 10% to 20% less than the width of the shoulder block. As shown in FIG. 6, it is understood that the sound pressure is rapidly different for each frequency band as a result of dividing the signal into 500 Hz or less and 1000 Hz bands by measuring the noise level.

일반적으로 타이어 소음의 주관적 튜닝(Subjective Tuning)을 할 때, 500Hz 이하의 소음은 주로 페이징(Phasing) 소음 특성이라 하며, 1000Hz 대역은 화인(Whine) 소음 특성이라 하는데, 본 발명에서 적용한 숄더 종구루브(G2)의 쉬프트(Shift) 방법이 매우 효과가 있다. 즉, 500Hz 대역의 중 저주파에서 문제가 되는 타이어는 원주방향의 종그루브, 즉 숄더 종그루브(G2)를 바깥쪽인 센터블록(B2)의 형성방향으로 쉬프트시킴으로써 음압을 낮출 수 있고, 고주파 대역(1000Hz)의 음압을 낮출 때는 숄더 종그루브(G2)를 센터블록(B2)의 형성방향으로 쉬프트시키는 것이 소음 튜닝을 최적화하는데 가장 이상적이다. In general, when subjective tuning of tire noise (Subjective Tuning), the noise of less than 500Hz is mainly referred to as the paging (Phasing) noise characteristics, 1000Hz band is called the (Whine) noise characteristics, the shoulder longitudinal loop applied in the present invention The shift method of (G2) is very effective. That is, the tire that is a problem at the mid-low frequencies of the 500 Hz band can lower the sound pressure by shifting the longitudinal groove in the circumferential direction, that is, the shoulder longitudinal groove G2 in the direction of the formation of the outer center block B2, and the high frequency band ( When lowering the sound pressure of 1000 Hz), shifting the shoulder longitudinal groove G2 in the direction in which the center block B2 is formed is ideal for optimizing the noise tuning.

특히, 중 저주파와 고주파 소음이 모두 최적인 숄더 종그루브(G2)의 위치는 숄더블록(B3)의 폭이 센터블록(B2)의 폭보다 클 때, 즉 숄더블록(B3)의 폭/센터블록(B2)의 폭이 1.09∼1.15일 때 가장 최적으로 타이어 패턴 소음 상태를 나타낸다. Particularly, the position of the shoulder longitudinal groove G2 where both low and high frequency noises are optimal is when the width of the shoulder block B3 is larger than the width of the center block B2, that is, the width / center block of the shoulder block B3. When the width of B2 is 1.09 to 1.15, the tire pattern noise state is most optimally represented.

이와 같이, 본 발명은 일정 수준의 타이어 소음으로 튜닝된 트레드 패턴 형상에 있어서, 원주방향의 종그루브 중, 응력가 많이 걸리는 숄더 종그루브(G2)의 위치만을 간단히 조정하여 접지압 변위에 따른 소음 변화의 특성을 시험 타이어를 이용하여 분석함으로써, 타이어 트레드 패턴의 설계자가 원하는 소음 주파수 특성을 갖도록 할 수 있다.Thus, the present invention, in the tread pattern shape tuned to a certain level of tire noise, in the circumferential longitudinal groove, only the position of the stress-bearing shoulder longitudinal groove (G2) by simply adjusting the characteristics of the noise change according to the ground pressure displacement By analyzing using the test tire, the designer of the tire tread pattern can have the desired noise frequency characteristics.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 숄더부의 접지압 분포를 안쪽 또는 바깥쪽으로 분산시킬 수 있도록 트레드 패턴 형상에 변화가 적은 타이어 원주방향의 종그 루브 중 숄더 종그루브를 트레드 폭방향으로 좌우 이동시켜 원하는 주파수 대역을 조절함으로써, 소음저감을 위한 효율적인 소음 튜닝을 행할 수 있다.As described above, according to the present invention, the shoulder longitudinal grooves of the longitudinal circumference of the tire circumferential longitudinal grooves with little change in the tread pattern shape can be moved left and right in the tread width direction so as to distribute the ground pressure distribution of the shoulder portion inward or outward. By adjusting, the effective noise tuning for noise reduction can be performed.

Claims (3)

삭제delete 삭제delete 타이어의 원주방향으로 형성되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터 종그루브(G1)와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 종그루브(G2)와, 타이어의 트레드 폭방향으로 형성되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터 횡그루브(G3)와, 트레드의 숄더부위에 형성된 숄더 횡그루브(G4)와, 상기 그루브(G1, G2, G3, G4)에 의해 구획되고 트레드의 센터부위에 형성된 센터블록(B2)과 숄더부위에 형성된 숄더블록(B3)을 포함하여 이루어지는 타이어 트레드 패턴의 설계 방법에 있어서,A center longitudinal groove G1 formed in the circumferential direction of the tire and formed at the center portion of the tread; a shoulder longitudinal groove G2 formed at the shoulder portion of the tread; and a center formed in the tread width direction of the tire and formed at the center portion of the tread; The center block B2 and the shoulder portion defined by the horizontal groove G3, the shoulder horizontal groove G4 formed at the shoulder portion of the tread, and the grooves G1, G2, G3, G4 formed at the center portion of the tread. In the tire tread pattern design method comprising a shoulder block (B3) formed in, 상기 숄더 종그루브(G2)는 숄더블록(B3)의 폭과 센터블록(B2)의 폭이 다르도록 그 위치를 트레드 폭방향으로 좌측 또는 우측으로 이동시켜 배열하되,The shoulder longitudinal grooves G2 are arranged by moving their positions left or right in the tread width direction so that the width of the shoulder block B3 and the width of the center block B2 are different from each other. 상기 숄더 종그루브(G2)의 위치는 숄더블록(B3)의 폭이 센터블록(B2)의 폭보다 크도록 센터블록(B2)의 형성방향으로 이동되고,The position of the shoulder longitudinal groove G2 is moved in the direction of forming the center block B2 such that the width of the shoulder block B3 is larger than the width of the center block B2, 상기 숄더블록(B3)의 폭/센터블록(B2)의 폭은 1.09∼1.15인 것을 특징으로 하는 저소음 타이어 트레드 패턴의 설계방법.The width of the shoulder block (B3) / width of the center block (B2) is 1.09 to 1.15 design method of the low noise tire tread pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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