KR100917443B1

KR100917443B1 - 저소음 타이어의 제작 방법

Info

Publication number: KR100917443B1
Application number: KR20070109077A
Authority: KR
Inventors: 임형진
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-09-14
Also published as: KR20090043297A

Abstract

본 발명은 저소음 타이어 제작 방법에 관한 것으로서, 타이어의 내주면에 일정 패턴이 천공된 가이드 시트를 부착하는 단계, 가이드 시트의 패턴 형상에 따라 타이어의 내주면에 도포되도록 접착제를 분사하는 단계, 타이어의 내주면으로부터 가이드 시트를 제거하는 단계, 및 타이어의 내주면 상에 도포된 접착제를 이용해 흡음체를 부착하는 단계를 포함하여 제작함으로써, 흡음체 부착에 따른 재료비를 절감하여 저소음 타이어의 생산 단가를 절감시키는 효과를 갖는다.

타이어, 소음, 흡음체, 접착제, 분사, 공명 공간, 공명 홀

Description

저소음 타이어의 제작 방법{MANUFACTURING METHOD OF TIRE REDUCED NOISE}

본 발명은 저소음 타이어의 제작 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 차량의 주행중 발생하는 타이어 내부의 공명 소음을 저감시키기 위한 흡음체를 타이의 내부에 스프레이 방식으로 도포된 접착제를 이용해 부착시킬 수 있도록 하는 저소음 타이어의 제작 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 일반적으로 공기입 타이어는 내부에 공기가 충진되어 있고, 차량 주행 시 노면이 타이어를 가진시켜 타이어 내부에 충진된 공기가 진동하게 된다.

다시 말해, 주행시 타이어의 트래드부가 노면과 접하면서 발생하는 진동에 의해 타이어 내부에 충진된 공기가 압축과 팽창을 반복하면서 소음을 발생시키는데, 이를 공명 소음 또는 공명음이라 한다.

한편, 공명 소음의 주파수와 차량 내부의 공명 주파수가 동일할 경우 차량 내부에서 들리는 공명 소음의 레벨은 더욱 커지게 되고, 운전자 및 탑승자에게 불쾌감 및 피로를 가중시키는 문제점을 갖는다.

종래 상기한 공명 소음을 감소시키기 위한 대책으로서, 흡음 성능을 가진 폴 리우레탄폼과 같은 재료를 가공하여 타이어 내부의 공동(空洞)에 넣거나, 림 표면 또는 트래드부의 내측의 인너 라이너에 부착하는 저소음 타이어가 개발되고 있다.

그러나 실제 적용되어 양산되는 있는 종래 저소음 타이어는 양면 테이프를 사용하여 흡음체를 인너 라이너에 부착시키고 있다.

이처럼, 양면 테이프를 사용할 경우 작업 공정이 깨끗하고, 공정시간이 짧은 장점이 있지만, 양면 테이프를 흡음체에 부착하는 초기 단계에서 잘 붙지 않는 단점이 있다.

또한, 흡음재료가 인너 라이너에 균일하게 붙지 않기 때문에 일부 접착된 흡음체를 다시 제거해야 하는 문제가 발생하게 되고, 이러한 흡음체와 양면 테이프는 결국 버리게 됨으로써 생산 단가를 상승시키는 원인이 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량의 주행중 발생하는 타이어 내부의 공명 소음을 저감시키기 위한 흡음체를 타이어의 동공 내부에 스프레이 방식으로 분사하여 부분 도포된 접착제를 이용해 부착시킬 수 있도록 하는 저소음 타이어의 제작 방법에 관한 것이다.

의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저소음 타이어 제작 방법은, 타이어의 내주면에 일정 패턴이 천공된 가이드 시트를 부착하는 단계, 가이드 시트의 패턴 형상에 따라 타이어의 내주면에 도포되도록 접착제를 분사하는 단계, 타이어의 내 주면으로부터 가이드 시트를 제거하는 단계, 및 타이어의 내주면 상에 도포된 접착제를 이용해 흡음체를 부착하는 단계를 포함한다.

여기서, 흡음체는 다공질성 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 타이어는 트래드부를 중심으로 사이드월부 및 비드부가 각각 폭 방향으로 연장 형성되며 내측에 동공부를 형성하고, 흡음체는 트래드부에 대응하는 타이어의 동공부 내주면 상에 부착할 수 있다.

흡음체는 타이어의 동공부 내에서 밀폐된 동명 공간을 구획하도록 부착될 수 있다.

흡음체는 타이어의 동공부에 개방되게 하나 이상의 공명 홀이 형성될 수 있다.

타이어는 트래드부를 중심으로 사이드월부 및 비드부가 각각 폭 방향으로 연장 형성되며 내측에 동공부를 형성하고, 흡음체는 사이드월부에 대응하는 타이어의 양측 내주면 상에 각각 부착할 수 있다.

흡음체는 타이어의 폭 방향 중심선을 기준으로 서로 대칭을 이루도록 형성될 수 있다.

또한, 흡읍체는 타이어의 폭 방향 중심선을 기준으로 서로 비대칭을 이루도록 형성될 수 있으며, 이때, 흡읍체는 서로 마주하는 대향면에 서로 대응하며 돌기 및 홈이 각각 형성될 수 있다.

접착제는 이소 핵산, 사이클로 핵산, SBR(Styrene Butadiene Rubber)를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 저소음 타이어의 제작 방법은, 흡음체를 부착하고자 하는 타이어 내주면 상에 가이드 시트를 이용해 접착제를 분사하여 부분 도포하여 흡음체를 타이어 내주면 상에 부착시킴으로써, 재료비를 절감하여 생산단가를 절감시키는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 저소음 타이어의 제작 방법은, 주행중 지면과 접하는 트레트부의 내주면 상에 흡읍체를 부착시킴과 아울러 흡음체가 타이어의 동공부와 밀폐된 동명 공간을 구획하거나 또는 동공부에 개방된 동명 홀을 갖도록 형성함으로써 주행시 타이어의 트래드부와 지면의 마찰에 의해 발생하는 타이어 내부의 동명 소음을 좀더 효과적으로 저감시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 저소음 타이어의 제작 방법은, 사이드월부에 대응하는 내주면에 흡읍체를 부착시킴과 아울러 상기한 흡음체가 타이어의 폭 중심으로 서로 대칭 또는 비대칭을 이루도록 하여 주행시 타이어의 사이드월부에서 굴신 운동에 의해 발생하는 타이어 내부의 동명 소음을 좀더 효과적으로 저감시킬 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 저소음 타이어의 제작 방법은, 이소 핵산, 사이클로 핵산, SBR(Styrene Butadiene Rubber)를 포함하는 접착제를 분사 방식으로 도포하여 사용함으로써, 폴리우레탄 재질의 다공질성 흡착체를 좀더 쉽고 간편하며, 견고하게 타이어 내주면 상에 부착시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 고안을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저소음 타이어의 폭 방향 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 저소음 타이어의 원주 방향 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 저소음 타이어(1)는 트래드부(10)를 중심으로 폭 방향 양측에 각각 사이드월부(20)와 비드부(30)가 연장 형성되며 내부에 동공부(40)를 형성한다.

그리고 트래드부(10)에 대응하는 타이어의 동공부 내주면 상에는 원주 방향을 따라 흡음체(100)가 접착제(180)에 사용하여 타이어의 내주면을 이루는 인너 라이너 상에 직접 부착된다.

여기서, 흡음체(100)는 폴리우레탄폼과 같은 다공질성 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 타이어의 동공부(40)로부터 밀폐된 동명 공간(150)을 구획하도록 부착된다.

본 실시예의 저소음 타이어(1)는 내부에 공기를 주입시 다공질성의 흡음체(100)를 통해 공명 공간(150) 내부가 공기로 채워질 수 있다.

이처럼, 타이어의 트래드부(10)에 대응하는 내주면 상에 다공질성 재질의 흡 읍체(100)를 부착시킴으로써, 타이어의 트래드부(10)가 노면과 접하면서 발생하는 진동에 의해 타이어 내부에 충진된 공기가 압축과 팽창을 반복하면서 발생한 소음이 다공질성의 흡음체(100)를 통과하는 과정에서 열에너지로 변환되며 소음이 저감되도록 한다.

그리고 본 실시예의 저소음 타이어는 상기한 흡음체(100)가 타이어의 트래드부(10)에 대응하는 내주면 상에서 밀폐된 동명 공간(150)을 구획함으로써, 트래드부(10)가 노면과 접촉하며 발생된 소음이 타이어 내부로 확산 및 증폭되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 본 실시예의 저소음 타이어(1)는 흡음체(100)를 밀폐된 동명 공간(150)을 구획하도록 형성함으로써, 흡음체(100)의 사용량을 감소시킴과 아울러 접착제의 사용량을 감소시켜 생산 단가를 절감시킬 수 있도록 한다.

이하, 상기한 흡음체(100)를 적용한 본 실시예의 저소음 타이어(1)의 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 저소음 타이어 제작 방법을 순차적으로 도시한 개략도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 저소음 타이어(1)는 가이드 시트 부착 단계(ST2), 접착제 분사 단계(ST3), 가이드 시트 제거 단계(ST4), 및 흡음체 부착 단계(ST4)를 거쳐 제작된다.

먼저, 시트 부착 단계(ST2)는 제작된 타이어(1)의 내주면 상에 일정 패턴(51)이 천공된 가이드 시트(50)를 부착하는 단계이다.

여기서, 가이드 시트(50)에 천공된 패턴(51)은 타이어(1)의 내주면 상에 흡음체(100)가 부착되는 부분에 대응하는 형상 및 면적을 갖는다.

접착제 분사 단계(ST3)는 가이드 시트(50)가 부착된 타이어(1)의 내주면 상에 접착제(180)를 분사하여 패턴(51) 형상에 따라 접착제(180)가 도포되도록 하는 단계이다.

이때, 접착제(180)는 폴리우레탄과 같은 다공질성 재질의 흡음체(100)를 고무 합성물로 이루어진 인너 라이너에 견고한 부착력을 가질 수 있도록 이소 핵산, 사이클로 핵산, SBR(Styrene Butadiene Rubber)를 포함하여 구성되는 바람직하다.

이처럼, 접착제(180)가 이소 핵산, 사이클로 핵산, SBR(Styrene Butadiene Rubber) 성분을 포함하도록 구성함으로써, 다공질성의 흡음체(100)를 타이어(1) 내주면에 부착시 접착제(180)가 다공질성 재질의 흡음체(100)에 흡수되어 접착 강도를 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 사용되는 접착제(180)는 분사 노즐(60)을 통해 가이드 시트(50)가 부착된 타이어(1) 내부에 분사되는 것을 예시하고 있다. 그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 접착제(180)가 압력 용기에 저장되어 자체 분사 가능한 제품으로 제작되어 사용될 수도 있다.

가이드 시트 제거 단계(ST4)는 접착제(180)를 타이어(1) 내주면에 분사하여도포한 이후, 타이어(1) 내주면에 부착된 가이드 시트(50)를 벗겨 제거한다. 여기서, 가이드 시트(50)는 사용 재질에 따라 일회용으로 사용되거나 또는, 반영구적으로 사용될 수 있다.

그리고 흡음체 부착 단계(ST5)에서는 가이드 시트(50)를 제거한 이후, 타이어 내주면 상에 가이드 시트(50)의 패턴(51) 형상으로 도포된 접착제(180)에 의해 흡음체(100)가 부착되도록 하는 단계이다.

상기한 바와 같은 흡음체(100)를 부착하고자 하는 타이어(1) 내주면 상에 가이드 시트(50)를 이용해 접착제(180)를 분사하여 접착 부분에 도포하여 흡음체(100)를 부착시킴으로써, 흡음체(100) 부착에 따른 재료비를 줄여 하여 저소음 타이어의 생산 단가를 절감시킬 수 있도록 한다.

이하, 본 실시예의 저소음 타이어(1)를 대상으로 시험한 소음 측정 결과를 설명하면 다음과 같다.

상기한 저소음 타이어(1)에 대한 소음 레벨은 현대자동차의 쏘나타 차량에 장착하여 주행시험 하였고, 타이어 내부 공기압은 30psi이며, 노면은 거친 아스팔트이고, 주행 속도는 80kph이며, 마이크로폰의 위치는 운전자의 오른쪽 귀(Driver RH Ear)에 위치시켜 측정하였다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 저소음 타이어의 소음 측정 결과를 도시한 그래프이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 그래프의 가로축은 주파수(Hz)을, 세로축은 음업(dB)을 나타낸다. 그리고 일반 타이어에 대한 소음 측정 결과는 L1, 제1 실시예의 저소음 타이어(1)에 대한 소음 측정 결과는 L2로 나타내었다.

도 4에 도시한 바와 같이, 타이어 공명 주파수 대역(200~300Hz)에서 본 실시예의 저소음 타이어(1)가 일반 타이어에 비해 5dB 내지 10dB정도의 소음이 낮게 측 정되어 타이어의 공명 소음이 저감됨을 알 수 있다. 일반적으로 소음 레벨의 3 dB은 보통 사람이 소음의 레벨 변화를 감지할 수준이다.

또한, 본 실시예의 저소음 타이어(1)의 경우 공명 소음 이외의 다른 주파수 대역에서도 소음을 저감시켜 소음으로 인한 탑승자의 피로를 줄일 수 있도록 한다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명하며, 제1 실시예와 동일 및 유사한 구성에 대해서는 동일 참조부호를 사용하고 이에 대한 반복적인 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 폭 방향 단면도이다.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 저소음 타이어에 적용되는 흡음체(200)는 제1 실시예의 저소음 타이어에 적용된 흡음체(100)와 비교하여 타이어의 동공부(40)에 개방된 하나의 공명 홀(Helmholtz Resonator)(250)을 갖도록 형성되는 구성의 차이를 갖는다.

여기서, 공명 홀(250)은 타이어 동공부(40)에 개방되게 형성되어, 트래드부(10)가 노면과 접촉하며 지속적으로 발생하는 소음들의 서로 위상 차를 가지고 서로 상쇄되도록 하여 타이어의 내부의 공명 소음을 저감시킬 수 있도록 한다.

본 실시예의 저소음 타이어는 상기한 제1 실시예와 동일하게 접착제(280)의 분사 방식을 적용하여 흡읍체(200)를 타이어 내주면에 부착된다.

따라서, 본 실시예의 흡음체(200)는 제1 실시예의 흡음체(100)와 비교하여 타이어 내주면 상에 도포되는 접착제에 의해 부착되는 흡음체(200)의 부착 면적을 증가시켜 흡음체(200)의 부착 강도를 높일 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 폭 방향 단면도이다.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 저소음 타이어에 적용되는 흡음체(300)는 제2 실시예와 비교하여 공명 홀(350)이 2개로 형성되는 구성의 차이를 갖는다.

본 실시예에 적용되는 흡음체(300)에는 타이어의 폭 방향으로 양측에 각각 공명 홀(350)은 2가 형성되는 것을 예시하고 있으나, 본 발명의 이에 한정되는 것이 더 많은 개수로 형성될 수 있음은 당연하다.

또한, 공명 홀(350)은 내부 체적의 크기에 따라 트래드부(10)에서 타이어 내부로 전달되는 특정 주파수 대역의 소음을 억제할 수 있다.

한편, 상기한 실시예 2 및 실시예 3에 따른 저소음 타이어에 대해 실시예 1과 동을 조건에서 소음 측정 결과 약 9 dB 정도의 저감 효과가 있음을 알 수 있었다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 폭 방향 단면도이다.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 저소음 타이어에 적용되는 흡음체(400)는 제1 내지 제3 실시예의 흡음체(100, 200, 300)와 비교하여, 굴신 하중이 작용하는 사이드월부(20)의 내주면 상에 형성된다.

상기한 흡음체(400)는 타이어의 폭 방향 중심선을 기준으로 사이드월부(20) 의 양측 내주면 상에서 서로 대칭을 이루도록 형성된다.

물론, 본 실시예의 흡음체(400) 역시 제1 실시예에서 기술한 저소음 타이어의 제조 방법에 따라 분사 방식에 의해 사이드월부의 내부면 상에 도포된 접착제에 의해 부착됨은 당연하다.

따라서, 흡음체(400)는 타이어의 주행시 타이어의 사이드월부(20)에서 굴신 운동에 의해 발생하는 소음에 기인하는 타이어 내부의 공명 소음을 좀더 효과적으로 저감시킬 수 있도록 한다

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 폭 방향 단면도이다.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 저소음 타이어에 적용되는 흡음체(500)는 제4 실시예의 흡음체(400)와 비교하여 타이어의 폭 방향을 중심선을 기준으로 서로 비대칭을 이루도록 형성된다.

본 실시예에서 흡음체(500)는 서로 마주하는 대향면에 서로 대응하며 돌기(520) 및 홈(510)을 형성함으로써 비대칭을 이루도록 형성되는 것을 예시한다.

그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 형상, 및 크기를 다르게 형성하여 좀더 다양한 방법으로 비대칭을 이루는 것을 모두를 포함할 수 있다.

이하, 상기한 제1 실시예와 동일한 시험 조건을 가지고 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 저소음 타이어의 시험한 소음 측정 결과를 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예 및 제5 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 소음 측정 결과를 비교하여 도시한 그래프이다.

도 9를 참조하여 설명하면, L3은 일반적인 타이어에 대해 소음 레벨을 측정한 결과를 나타낸 것이고, L4는 실시예 4에 대해 소음 레벨을 측정한 결과를 나타낸 것이며, L5는 실시예 5에 대해 소음 레벨을 측정한 결과를 나타낸 것이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 실시예4 및 실시예 5의 저소음 타이어는 200Hz 내지 225Hz 영역에서 가장 두드러지며, 대략 20dB 내지 25dB의 공명 소음 저감 효과가 있음을 알 수 있다.

실시예 4와 실시예 5의 저소음 타이어의 소음 저감 효과를 비교하면, 100Hz 부터 250Hz까지의 전체 영역에서 평균적으로 흡음체(500)가 비대칭 구조를 갖는 제5 실시예의 저소음 타이어가 흡음체(400)가 대칭 구조를 제4 실시예의 저소음 타이어보다 공명 소음 저감 효과가 있음을 알 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 폭 방향 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 원주 방향 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제작된 저소음 타이어의 소음 측정 결과를 도시한 그래프이다.

<주요 도면 부호의 설명>

1: 저소음 타이어 10: 트래드부

20: 사이드월부 30: 비드부

40: 동공부 50: 가이드 시트

51: 패턴 60: 노즐

100, 200, 300, 400, 500; 흡음체 150: 공명 공간

250, 350: 공명 홀 180, 280, 380: 접착제

Claims

타이어의 내주면에 일정 패턴이 천공된 가이드 시트를 부착하는 단계;

상기 가이드 시트의 패턴 형상에 따라 상기 타이어의 내주면에 도포되도록 접착제를 분사하는 단계;

상기 타이어의 내주면으로부터 상기 가이드 시트를 제거하는 단계; 및

상기 타이어의 내주면 상에 도포된 상기 접착제를 이용해 흡음체를 부착하는 단계를 포함하고,

상기 흡음체 부착 단계에서,

상기 흡음체는 상기 타이어의 동공부 내에서 밀폐된 공명 공간을 구획하도록 부착되는 저소음 타이어의 제작 방법.
제1항에서,

상기 흡음체는 다공질성 재질로 형성하는 저소음 타이어의 제작 방법.
제2항에서,

상기 타이어는 트래드부를 중심으로 사이드월부 및 비드부가 각각 폭 방향으로 연장 형성되며 내측에 동공부를 형성하고,

상기 흡음체는 상기 트래드부에 대응하는 상기 타이어의 내주면 상에 부착하는 저소음 타이어의 제작 방법.
삭제
삭제
제2항에서,

상기 타이어는 트래드부를 중심으로 사이드월부 및 비드부가 각각 폭 방향으로 연장 형성되며 내측에 동공부를 형성하고,

상기 흡음체는 상기 사이드월부에 대응하는 상기 타이어의 양측 내주면 상에 각각 부착하는 저소음 타이어의 제작 방법.
제6항에서,

상기 흡음체는 상기 타이어의 폭 방향 중심선을 기준으로 서로 대칭을 이루는 저소음 타이어의 제작 방법.
제6항에서,

상기 흡읍체는 상기 타이어의 폭 방향 중심선을 기준으로 서로 비대칭을 이루는 저소음 타이어의 제작 방법.
제8항에서,

상기 흡읍체는 서로 마주하는 대향면에 서로 대응하며 돌기 및 홈이 각각 형성되는 저소음 타이어의 제작 방법.
제1항에서,

상기 접착제는 이소 핵산, 사이클로 핵산, SBR(Styrene Butadiene Rubber)를 포함하는 저소음 타이어의 제작 방법.