KR101148012B1 - 저소음 공기 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명의 저소음 공기 타이어는 트레드부의 내주면에 탄성 고정밴드에 의해 장착된 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 갖고 있다. 이 띠형 흡음재는 폭이 타이어 최대폭(W)의 40 내지 90%, 두께가 5 내지 50mm의 범위로 되어 있다.

공기 타이어, 트레드부, 탄성 고정밴드, 다공질재료, 띠형 흡음재

Description

저소음 공기 타이어{Low noise pneumatic tire}

본 발명은 저소음 공기 타이어에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 공동 공명현상에 의한 소음을 효과적으로 저감하도록 한 저소음 공기 타이어에 관한 것이다.

타이어 소음을 발생시키는 원인의 하나로 타이어 공동부(空洞部)에 충전된 공기의 진동에 의한 공동 공명음이 있다. 이 공동 공명음은 차량 주행시에 노면과 접지하는 타이어의 트레드(tread)부가 노면의 요철에 의해서 진동하고, 이 진동이 타이어 공동부 내의 공기를 진동시킴으로써 생긴다. 이 공동 공명음 중에서 소음으로서 들리는 소리의 주파수는 타이어 사이즈에 따라 다르지만, 일반적으로 200 내지 300Hz 부근인 것이 알려져 있다. 따라서, 이 주파수 영역의 소음 레벨을 저하시키는 것이 타이어 소음을 저감하는 데 중요하다.

이러한 공동 공명현상에 의한 소음을 저감하는 수법으로서, 타이어 내부에 흡음재를 부가하여 공명음을 흡수하는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조). 그렇지만, 흡음재를 타이어 내면에 접착 등에 의해 장착하는 경우에는 타이어와 다른 부재를 타이어 내부에 부가시키기 때문에, 타이어 전동시의 타이어 변형에 의해 접착 계면에 응력이 집중하여 흡음재가 박리되어 버리는 경우가 많다. 따라서, 그 장착방법에 많은 과제가 남겨졌다.

또한, 타이어 공동부의 단면형상을 타이어 둘레방향으로 변화시킴으로써 공명 주파수를 차륜의 회전과 함께 시시각각으로 변화시키고, 그것에 의하여 공동 공명음을 저감하는 것이 시도되었다. 그렇지만, 이들의 방법은 모두 타이어의 림 조립성을 악화시키거나, 또는 타이어나 림의 구조를 변경함에 따른 생산 설비 등의 대폭적인 변경을 요하는 것이었다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 소62-216803호

본 발명의 목적은 타이어나 림의 생산 설비 등의 변경을 수반하지 않고, 흡음재를 장착할 때의 불량을 개선하는 것이 가능한 저소음 공기 타이어를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 저소음 공기 타이어는 타이어 최대폭의 40 내지 90%의 폭을 갖고, 두께가 5 내지 50mm의 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 트레드부의 내주면에 장착한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 띠형 흡음재의 타이어 폭방향의 치수와 두께를 적절하게 설정하고, 그것을 탄성 고정밴드에 의해 그 탄성력을 이용하여 트레드부의 내주면에 장착하기 때문에, 띠형 흡음재가 간단하게 이탈하거나, 파손되는 등의 불량을 초래하지 않고 장착할 수 있다.

또한, 띠형 흡음재와 탄성 고정밴드는 가황공정을 거친 타이어에 대하여 나중에 장착할 수 있기 때문에, 타이어나 림의 생산 설비 등의 변경을 수반하지 않는다.

더구나, 띠형 흡음재와 탄성 고정밴드는 트레드부의 내주면에 장착되기 때문에, 림 조립시의 작업의 장해가 되지 않는다.

본 발명의 다른 저소음 공기 타이어는 폭방향 및/또는 길이방향에 걸쳐 트레드부의 내주면에 따른 형상으로 만곡 형성한, 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 트레드부의 내주면에 장착한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 띠형 흡음재 자체를 장착하는 트레드부의 내주면에 대응하도록 만곡 형성하였기 때문에, 트레드부의 내주면에 대하여 띠형 흡음재를 거의 빈틈이 없도록 맞출(fit) 수 있다. 그 때문에, 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 그 탄성력을 이용하여, 트레드부의 내주면에 간단하게 이탈하지 않고, 또한 파손 등의 불량을 초래하지 않고 장착할 수 있다. 더구나, 타이어나 림의 생산 설비 등의 변경을 수반하지 않고, 또한 림 조립시의 작업의 장해가 되지도 않는다.

본 발명의 더욱 다른 저소음 공기 타이어는 내주면과 외주면 내의 적어도 한쪽에, 폭방향으로 연장되는 노치 홈을 길이방향에 소정의 간격을 두고 형성한, 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 트레드부의 내주면에 장착한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 띠형 흡음재의 내주면과 외주면 내의 적어도 한쪽에 노치 홈을 넣어 용이하게 만곡하기 쉽도록 한 것으로, 트레드부의 내주면에 대하여 띠형 흡음재를 용이하게 추종시킬 수 있다. 그 때문에, 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 그 탄성력을 이용하여, 트레드부의 내주면에 간단하게 이탈하지 않고, 또한 파손 등의 불량을 초래하지 않고 장착할 수 있다. 또한, 타이어나 림의 생산 설비 등의 변경을 수반하지 않고, 또한 림 조립시의 작업의 장해가 되지 않는다.

도 1은 발명의 저소음 공기 타이어의 1실시형태를 림 조립하여, 공기압을 충전한 상태로 도시하는 자오선 단면도이다.

도 2는 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 다른 예를 도시하는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를, 탄성 고정밴드에 의해 도시하지 않는 트레드부의 내주면에 장착한 상태로 도시하는 측면도이다.

도 4는 띠형 흡음재와 탄성 고정밴드가 트레드부의 내주면으로부터 떠오르는 예를 설명하는 부분측면도이다.

도 5는 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를, 탄성 고정밴드에 의해 도시하지 않는 트레드부의 내주면에 장착한 상태로 도시하는 측면도이다.

도 6은 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를, 탄성 고정밴드에 의해 도시하지 않는 트레드부의 내주면에 설치한 상태로 도시하는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를, 탄성 고정밴드에 의해 도시하지 않는 트레드부의 내주면에 장착한 상태로 도시하는 부분 사시도이다.

도 8은 환상 탄성 고정밴드의 장착법의 다른 예를 도시하는 부분 사시도이다.

도 9는 탄성 고정밴드가 장착법의 더욱 다른 예를 도시하는 부분 사시도이다.

도 10은 탄성 고정밴드의 연결을 설명하는 부분 사시도이다.

도 11은 탄성 고정밴드의 버클링(buckling)을 설명하는 측면도이다.

도 12는 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를 도시하는 사시도이다.

도 13은 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를 도시하는 사시도이다.

도 14는 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를 도시하는 사시도이다.

도 15는 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를 도시하는 사시도이다.

도 16은 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를 도시하는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관해서 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 각 도면에 있어서 공통되는 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

도 1에 있어서, 공기 타이어(T)는 트레드부(1)와, 좌우의 비드부(2)와, 이들 트레드부(1)와 비드부(2)를 서로 연접하는 좌우의 사이드월(sidewall)부(3)를 구비하고 있다. 타이어 내측에는 공기를 충전하기 위한 공동부(4)를 갖고 있다. R은 공기 타이어(T)에 장착한 림이다. 또, 도시하지 않지만, 타이어 내부에는 좌우의 비드부(2)간에 연장하는 카커스층이 형성되어 있다. 트레드부(1)의 카커스층 외주측에는 복수의 벨트층이 설치되어 있다. 좌우의 비드부(2)에는 비드 코어가 각각 매설되어, 카커스층의 양 단부가 비드 코어의 주위에 타이어 내측으로부터 외측에 되돌려져 있다.

소정의 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 형성된 트레드부(1)의 내주면(1a)에는 전체 둘레에 걸쳐 띠형 흡음재(5A)가 탄성 고정밴드(6)에 의해, 그 탄성력을 이용하여 내주면(1a)에 압착하도록 장착되고, 이것에 의하여 띠형 흡음재(5A)가 트레드부(1)의 내주면(1a)으로부터 용이하게 이탈하지 않도록 하고 있다. 띠형 흡음재(5A)는 저밀도의 다공질재료로 이루어지고, 탄성 고정밴드(6)는 고인장 탄성률을 갖는 합성 수지로 구성되어 있다.

띠형 흡음재(5A)는 내주면(1a)을 따라 측정한 폭(Ws)이, 타이어 최대폭(W)의 40 내지 90%이며, 두께(t)가 5 내지 50mm의 범위로 되어 있다. 또, 여기에서 말하는 타이어 최대폭(W)은 타이어를 JATMA(2003년)에 규정되는 표준 림에 장착하여, 승용차용 공기 타이어의 경우에는 180kPa의 공기압을 충전한 상태에 있어서의 타이어의 최대폭, 중하중용 공기 타이어 등의 승용차용 공기 타이어 이외의 공기 타이어의 경우에는 JATMA(2003년)에 기재되는 최대 부하능력에 대응하는 공기압을 충전 시킨 상태에 있어서의 타이어의 최대폭이다.

띠형 흡음재(5A)의 폭(Ws)이 타이어 최대폭(W)의 90%를 초과하면, 띠형 흡음재(5A)를 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착하였을 때에 폭방향 양 단부의 변형이 지나치게 커지기 때문에, 그 양 단부에서 파손이 발생하기 쉬워진다. 띠형 흡음재(5A)의 폭(Ws)이 타이어 최대폭(W)의 40% 미만이면, 탄성 고정밴드(6)에 의해 띠형 흡음재(5A)를 트레드부(1)의 내주면(1a)에 압착하였을 때에, 내주면(1a)에 접촉하는 띠형 흡음재(5A)의 폭이 지나치게 좁기 때문에, 주행 중에 장착 위치가 어긋나 안정적으로 장착하는 것이 어렵게 된다. 또한, 소음 저감 효과가 저하된다.

띠형 흡음재(5A)의 두께(t)가 50mm보다 크면, 띠형 흡음재(5A)가 지나치게 두꺼워지기 때문에, 타이어 접지시에 작용하는 반복 변형에 의해 파손되기 쉬워진다. 띠형 흡음재(5A)의 두께(t)가 5mm보다 작으면, 지나치게 얇아지기 때문에, 소음 저감 효과를 충분히 발휘할 수 없게 되고, 또한 타이어 접지시에 작용하는 반복 변형에 의해 파손이 발생하기 쉬워진다. 바람직하게는, 띠형 흡음재(5A)의 두께(t)를 10 내지 30mm로 하는 것이 좋다.

이와 같이 띠형 흡음재(5A)의 폭(Ws)과 두께(t)를 적절하게 설정하고, 그것을 탄성 고정밴드(6)에 의해 그 탄성력을 이용하여 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착하기 때문에, 띠형 흡음재(5A)가 간단하게 이탈하거나, 파손되는 등의 불량을 초래하지 않고 장착할 수 있다.

또한, 띠형 흡음재(5A)와 탄성 고정밴드(6)는 가황공정을 거친 타이어(T)에 대하여 나중에 장착하는 것이기 때문에, 타이어나 림의 생산 설비 등을 변경할 필 요가 없다.

더구나, 띠형 흡음재(5A)와 탄성 고정밴드(6)는 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착되기 때문에, 림 조립시의 작업의 장해가 되지도 않는다.

도 1의 실시형태에서는 띠형 흡음재(5A)가 트레드부(1)의 내주면(1a)의 전체 둘레에 걸쳐 장착되어 있지만, 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 짧은 소정의 길이를 갖는 띠형 흡음재(5A)이어도 좋다. 그 경우, 양호한 소음 저감 효과를 얻기 위해서, 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 짧은 소정의 길이를 갖는 띠형 흡음재(5A)를 1개 배치하는 경우에는 그 길이방향 길이(타이어 둘레방향에 따른 길이)를 트레드부(1)의 내주면(1)의 전체 둘레 길이의 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상으로 하는 것이 좋다. 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 짧은 소정의 길이를 갖는 띠형 흡음재(5A)를 소정의 간격을 두고 복수개 배치하는 경우에는 복수의 띠형 흡음재(5A)의 길이방향 길이의 합계의 값을, 트레드부(1)의 내주면(1)의 전체 둘레 길이의 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상으로 하는 것이 좋다. 이하에 설명하는 띠형 흡음재도 동일하다.

또한, 탄성 고정밴드(6)는 도 1에서는 띠형 흡음재(5A)의 내주측에 배치되어 있지만, 띠형 흡음재(5A)의 외주면에 고정하여, 외주면측에 배치하도록 하여도 좋다.

도 2는 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 다른 예를 도시한다. 이 띠형 흡음재(5B)는 폭방향(X) 및 길이방향(Y)에 걸쳐, 소정의 곡률 반경을 갖는 곡면형으로 형성된 트레드부(1)의 내주면(1a)에 따른 형상으로 만곡 성형되어 있다. 이와 같이 만곡 성형된 띠형 흡음재(5B)가 도 1과 같이 탄성 고정밴드(6)에 의해 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착되도록 되어 있다. 도 2에 도시하는 띠형 흡음재(5B)는 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 짧은 소정의 길이를 갖는 띠형 흡음재(5B)의 예를 도시하고 있지만, 도 1의 띠형 흡음재(5A)와 마찬가지로, 내주면(1a)의 전체 둘레 길이에 걸쳐 연장하는 것이어도 좋다.

이 띠형 흡음재(5B)는 내주면(1a)에 대하여 거의 빈틈이 없도록 맞출 수 있기 때문에, 탄성 고정밴드(6)에 의해 그 탄성력을 이용하여 내주면(1a)에 간단하게 이탈하지 않고, 또한 파손 등의 불량을 초래하지 않고 장착할 수 있다.

또한, 타이어나 림의 생산 설비 등의 변경을 수반하지 않고, 또한 림 조립시의 작업의 장해가 되지 않는다.

띠형 흡음재(5B)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 폭방향(X) 및 길이방향(Y)에 걸쳐 만곡 성형하는 것이 바람직하지만, 폭방향(X) 또는 길이방향(Y)의 어느 한쪽에 대하여 만곡 성형하도록 하여도 좋다.

상기한 바와 같이 띠형 흡음재(5B)를 만곡 형성하는 경우, 만곡면이 되는 띠형 흡음재(5B)의 외주면(5B1)의 폭방향(X)의 곡률 반경(S1)을, 트레드부(1)의 내주면(1a)의 폭방향의 곡률 반경에 대하여, 0.7 내지 1.3배가 되도록 하는 것이 좋다. 또한, 외주면(5B1)의 길이방향(Y)의 곡률 반경(S2)도, 트레드부(1)의 내주면(1a)의 둘레방향의 곡률 반경에 대하여, 0.7 내지 1.3배가 되도록 하는 것이 좋다.

띠형 흡음재(5B)의 외주면(5B1)의 곡률 반경(S1, S2)이 트레드부(1)의 내주면(1a)의 곡률 반경의 0.7배보다 작으면, 띠형 흡음재(5B)의 양 단부가 트레드부 (1)의 내주면(1a)에 밀착되지 않고 떠오르기 때문에, 타이어 접지 변형시에 트레드부(1)의 내주면(1a)과의 사이에서 마찰이 생겨, 양 단부가 파손되기 쉬워진다. 띠형 흡음재(5B)의 외주면(5B1)의 곡률 반경(S1, S2)이, 트레드부(1)의 내주면(1a)의 곡률 반경의 1.3배보다 크면, 만곡 효과가 작기 때문에, 장착시에 불량을 초래하기 쉬워진다.

도 3은 본 발명의 저소음 공기 타이어에 사용되는 띠형 흡음재의 더욱 다른 예를 도시한다. 이 띠형 흡음재(5C)는 트레드부(1)의 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 짧은 소정의 길이를 갖는 띠형 흡음재이며, 탄성 고정밴드(6)가 띠형 흡음재(5C)의 외주면(5C1)에 배치되어 있다. 띠형 흡음재(5C)의 내주면(5C2)에는 띠형 흡음재(5C)의 폭방향으로 연장하는 복수의 노치 홈(9)이 띠형 흡음재(5C)의 길이방향에 소정의 간격(n)을 두고 형성되어 있다.

이와 같이 띠형 흡음재(5C)의 내주면(5C2)에 폭방향으로 연장하는 복수의 노치 홈(9)을 설치함으로써, 장착시에 띠형 흡음재(5C)를 곡면형의 내주면(1a)에 대하여 띠형 흡음재(5C)를 추종시키기 쉽게 할 수 있다. 그 때문에, 띠형 흡음재(5C)를 탄성 고정밴드(6)에 의해 그 탄성력을 이용하여, 트레드부(1)의 내주면(1a)에 간단하게 이탈하지 않고, 또한 파손 등의 불량을 초래하지 않고 장착할 수 있다.

또한, 타이어나 림의 생산 설비 등의 변경을 수반하지 않고, 또한 림 조립시의 작업의 장해가 되지 않는다.

더구나, 노치 홈(9)에 의해 공동부(4)에 노출되는 띠형 흡음재(5C)의 표면적 이 증대하기 때문에, 흡음 효과를 높일 수 있다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 노치 홈(9)이 없는 띠형 흡음재(5X)를 탄성 고정밴드(6)에 의해 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착하였을 때에, 띠형 흡음재(5X)의 굴곡 강성이 탄성 고정밴드(6)의 굴곡 강성보다 크면, 주행 중에 띠형 흡음재(5X)가 탄성 고정밴드(6)와 함께 트레드부(1)의 내주면(1a)으로부터 떠올라 버리는 경우가 있다. 그러나, 도 3의 띠형 흡음재(5C)에서는 폭방향으로 연장되는 노치 홈(9)에 의해 띠형 흡음재(5C)가 변형되기 쉽기 때문에, 부상을 억제할 수 있다.

도 3에서는 노치 홈(9)을 띠형 흡음재(5C)의 내주면(5C2)에 형성하였지만, 도 5에 도시하는 바와 같이, 띠형 흡음재(5C)의 외주면(5C1)에 형성하여도 좋다. 그 경우, 탄성 고정밴드(6)는 띠형 흡음재(5C)의 내주면(5C2)에 배치하도록 한다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 띠형 흡음재(5C)의 외주면(5C1)과 내주면(5C2)의 양쪽에 노치 홈(9)을 형성하도록 하여도 좋다. 그 경우, 탄성 고정밴드(6)는 띠형 흡음재(5C) 내를 통과하도록 배치한다.

또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 내주면(5C2)에 노치 홈(9)을 갖는 띠형 흡음재(5C)의 외주면(5C1)에, 또한 길이방향으로 연장되는 노치 홈(10)을 설치하도록 하여도 좋다. 이것에 의해, 트레드부(1)의 내주면(1a)의 타이어 폭방향에 대한 띠형 흡음재(5C)의 장착도 양호하게 할 수 있다. 노치 홈(9)이 띠형 흡음재(5C)의 외주면(5C1)에 형성되어 있는 경우에는 길이방향으로 연장되는 노치 홈(10)을 띠형 흡음재(5C)의 내주면(5C2)에 형성할 수 있다.

노치 홈(9)의 깊이(d)로서는 띠형 흡음재(5)의 두께(t)의 20 내지 90%로 하는 것이 좋다. 노치 홈(9)의 깊이(d)가 띠형 흡음재(5)의 두께(t)의 20%보다 얕으면, 노치 홈(9)을 넣은 효과가 낮고, 반대로 띠형 흡음재(5)의 두께(t)의 90%보다 깊으면, 노치 홈(9)의 선단으로부터 균열이 발생한 경우에, 그 균열이 진행하여 띠형 흡음재(5)가 절단될 우려가 있다.

노치 홈(9)의 길이방향의 간격(n)으로서는 10 내지 80mm로 하는 것이 좋다. 이 노치 홈(9)의 길이방향의 간격(n)은 또한 타이어의 균일성(uniformity)에 악영향을 미치지 않도록, 타이어의 접지 길이보다 짧은 간격으로 하는 것이 바람직하다.

노치 홈(9)의 길이방향의 간격(n)이 10mm 미만이면, 노치 홈(9)의 간격이 지나치게 좁고, 가공이 번잡해진다. 노치 홈(9)의 길이방향의 간격(n)이 80mm를 초과하면, 띠형 흡음재(5C)를 트레드부(1)의 내주면(1a)에 추종시키기 어렵게 되고, 또한 타이어의 접지 길이보다 긴 간격이 되는 경우가 생기기 때문에, 바람직하지 못하다. 노치 홈(9)의 길이방향의 간격(n)은 등간격이어도 랜덤이어도 좋다.

본 발명에 있어서, 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)를 구성하는 다공질재료로서는 발포수지가 바람직하고, 특히 저밀도의 폴리우레탄 폼이 바람직하다. 발포수지를 발포시킨 발포체의 기포의 형태는 인접하는 기포끼리가 연통하는 연속기포가 바람직하다. 또한, 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)는 발포수지 대신에, 부직포나 직포 등으로 구성하여도 좋다.

띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)는 상기 실시형태에서는 폭이 일정하게 형성되어 있 지만, 변화하는 것이어도 좋다.

탄성 고정밴드(6)는 도 1에서는 띠형 흡음재(5A)의 내주면(5A2)상에 배치하도록 하였지만, 도 8에 도시하는 바와 같이, 띠형 흡음재(5A)의 내주면(5A2)에 길이방향으로 연설한 2개의 볼록 바(7a)간에 배치하도록 하여도 좋다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 띠형 흡음재(5A)의 내주면(5A2)에 길이방향으로 연장하는 오목 홈(7b)을 형성하고, 그 오목 홈(7b)에 탄성 고정밴드(6)를 배치하도록 하여도 좋다. 탄성 고정밴드(6)는 필요에 따라서 접착제 등에 의해 띠형 흡음재(5A)에 고정하여도 좋다. 다른 띠형 흡음재(5B, 5C)도, 띠형 흡음재(5A)와 동일하다. 또한, 띠형 흡음재의 외주면에 탄성 고정밴드(6)를 장착하는 경우도 동일하게 할 수 있다.

탄성 고정밴드(6)를 구성하는 재료로서는 폴리프로필렌수지 등의 합성 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 폴리프로필렌수지를 사용하는 경우, 굴곡 탄성률이 1100 내지 1800MPa의 범위에 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 폴리프로필렌수지의 굴곡 탄성률이 1100MPa보다 작으면, 탄성이 지나치게 작아져, 탄성 고정밴드(6)가 탄성 밴드로서의 기능을 충분히 발휘하는 것이 어렵게 된다. 폴리프로필렌수지의 굴곡 탄성률이 1800MPa를 초과하면, 강성이 지나치게 높아져, 탄성 고정밴드(6)가 타이어 접지시의 변형에 추종할 수 없기 때문에, 파손되기 쉬워지고, 내구성이 저하된다. 더욱 바람직하게는, 굴곡 탄성률을 1300 내지 1700MPa로 하는 것이 좋다. 또, 여기에서 말하는 굴곡 탄성률은 ASTM(AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIAL) D790에 규정되는 굴곡 탄성률의 시험방법에 의해 구하는 것이다.

탄성 고정밴드(6)의 폭(Wg)으로서는 10 내지 30mm의 범위로 하는 것이 바람직하고, 이 범위 중에서 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)의 강성에 따라서 적절하게 결정하는 것이 좋다. 탄성 고정밴드(6)의 폭(Wg)이 10mm보다 작으면, 탄성 고정밴드(6)의 강도가 부족하다. 탄성 고정밴드(6)의 폭(Wg)이 30mm보다 크면, 중량이 증가하기 때문에, 바람직하지 못하다.

탄성 고정밴드(6)의 두께(u)로서는 0.5 내지 2.0mm로 하는 것이 바람직하다. 탄성 고정밴드(6)의 두께(u)가 0.5mm 미만이면, 탄성 고정밴드(6)의 강도가 부족하다. 탄성 고정밴드(6)의 두께(u)가 2.0mm를 초과하면, 굴곡 강성이 높아지고, 파손되기 쉬워진다. 더욱 바람직하게는, 탄성 고정밴드(6)의 두께(u)를 0.75 내지 1.5mm로 하는 것이 좋다.

탄성 고정밴드(6)는 상술한 바와 같이, 띠형 흡음재의 외주면이나 내주면, 또는 띠형 흡음재 내를 통과하도록 띠형 흡음재에 장착할 수 있고, 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드(6)에 의해서 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착할 수 있으면, 어느쪽의 방법을 채용하여도 좋다.

탄성 고정밴드(6)는 타이어 사이즈에 따른 길이를 갖는 환상체에 형성하여도 좋지만, 바람직하게는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 양 단부(6a, 6b)를 체결밴드(8)에 의해 연결하도록 하면 좋다. 양 단부(6a, 6b)의 연결위치를 바꾸는 것으로, 환상(環狀)으로 연결된 탄성 고정밴드(6)의 둘레 길이를 변경하고, 그것에 의하여 각종 타이어 사이즈에 적응할 수 있다. 바람직하게는, 양 단부(6a, 6b)의 마주 보 는 표면에 복수의 요철(도시하지 않음)을 형성하고, 이들의 요철을 결합시키도록 하여, 체결밴드(8)에 의해 양 단부(6a, 6b)를 연결하는 것으로, 탄성 고정밴드(6)의 느슨함을 방지할 수 있다.

탄성 고정밴드(6)를 띠형 흡음재의 외주면에 배치한 경우에는 탄성 고정밴드(6)를 아래와 같이 체결밴드(8)에 의해 연결하면 좋다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 띠형 흡음재(5Y)를 타이어(T)에 장착한 탄성 고정밴드(6)는 탄성 고정밴드(6)의 둘레 길이가 고정되기 때문에, 같은 타이어 사이즈라도 타이어의 내주 길이가 미묘하게 상위함으로써, 또한 타이어의 공기압의 변화에 의한 타이어의 내주 길이의 미묘한 상위 등에 의해서, 노면(G)에 접지한 트레드부(1)의 접지부(Q)에 위치하는 밴드부분(6x)에서 버클링을 일으키는 경우가 있다. 이것에 의해 띠형 흡음재(5Y)의 일그러짐이 커지기 때문에, 띠형 흡음재(5Y)의 피로 수명이 짧아지거나, 탄성 고정밴드(6)와 트레드부(1)의 내주면(1a)의 마찰에 의해 내주면(1a)에 손상이 생기기도 한다. 이러한 버클링의 발생을 막기 위해서, 탄성 고정밴드(6)는 그 둘레 길이가 트레드부(1)의 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 10 내지 50mm 정도 짧아지도록 연결밴드(8)에 의해 환상으로 연결하는 것이 바람직하다. 탄성 고정밴드(6)의 둘레 길이가 상기 범위보다 길면, 버클링의 발생을 효과적으로 막는 것이 어렵게 된다. 탄성 고정밴드(6)의 둘레 길이가 상기 범위보다 짧으면, 탄성 고정밴드(6)에 의해 띠형 흡음재(5Y)를 트레드부(1)의 내주면(1a)에 적절하게 맞출 수 없게 된다.

띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)의 내주면(5A2, 5B2, 5C2)은 표면적을 증가시켜 흡음 효과를 높이기 위해서 요철면에 형성하는 것이 바람직하다. 그 요철면의 형상은 특별히 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 도 12 내지 도 16에 도시하는 바와 같은 요철면으로 할 수 있다. 또, 도 12 내지 도 16에서는 내주면(1a)의 전체 둘레 길이보다 짧은 소정의 길이를 갖는 띠형 흡음재(5A)를 도시하고 있다.

도 12는 평탄형의 내주면(5A2)에, 오목부(10)를 길이방향 및 폭방향에 소정의 간격으로 형성하여 요철면을 형성한 것이다. 도 13은 평탄형의 내주면(5A2)에, 볼록부(11)를 길이방향 및 폭방향에 소정의 간격으로 형성하여 요철면을 형성하고 있다. 이와 같이 볼록부(11)를 형성한 경우에는 띠형 흡음재(5A)의 두께(t)는 볼록부(11)를 포함한 두께이다. 이하에 설명하는 띠형 흡음재(5A)의 경우도 마찬가지이다.

도 14는 평탄형의 내주면(5A2)에, 길이방향으로 연장하는 볼록부(12)를 폭방향에 소정의 간격으로 형성하여 요철면을 형성한 것이다. 도 15는 평탄형의 내주면(5A2)에, 폭방향으로 연장하는 볼록부(13)를 길이방향에 소정의 간격으로 형성하여 요철면을 형성하고 있다. 도 16은 평탄형의 내주면(5A2)에, 볼록부(14)를 길이방향 및 폭방향에 소정의 간격으로 형성하는 동시에, 인접하는 열의 볼록부(14)를 서로 엇갈리게 배치하여 요철면을 형성하고 있다.

이와 같이 내주면(5A2)에 오목부 또는 볼록부를 형성하는 경우, 요철 차이, 즉 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이는 각각 20mm 이하로 하는 것이 좋다. 오목부의 깊이 또는 볼록부의 높이가 20mm를 초과하면, 가공이 번잡해지기 때문에 바람직하지 못하다.

도 12 내지 도 16에서는 띠형 흡음재의 내주면(5A2)에 오목부 또는 볼록부를 설치하도록 하였지만, 평탄형의 내주면(5A2)에 오목부와 볼록부를 혼재시키도록 하여도 좋다.

상술하는 바와 같이, 본 발명의 저소음 공기 타이어는 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)를 탄성 고정밴드(6)에 의해 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착하는 것으로 타이어의 공동 공명에 따른 소음을 저감하는 것이며, 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)와 탄성 고정밴드(6)의 부가에 의해 타이어(T)에는 질량의 증가와 질량의 불균형을 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C) 및 탄성 고정밴드(6)의 중량은 가능한 한 억제해야만 한다.

그렇지만, 이러한 불리한 면을 활용하여, 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착하는 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C) 및 탄성 고정밴드(6)의 중량을, 타이어 단체(單體)의 질량 불균형을 조정하기 위한 조정부재로서 사용할 수 있다. 즉, 타이어(T)는 일반적으로 불가피한 질량 불균형을 갖고 있지만, 타이어(T)의 둘레방향에서 상대적으로 질량 부족이 되는 부위에 위치하는 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C) 및/또는 탄성 고정밴드(6)의 부분의 중량을 적절하게 증가시키는 구성으로 함으로써, 질량 조정부재로서도 유효하게 활용할 수 있다.

본 발명의 저소음 공기 타이어는 상기 실시형태에서는 타이어(T)에 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)를 각각 장착하여 구성되지만, 띠형 흡음재(5A, 5B, 5C)가 갖는 구성을 적절하게 조합한 구성을 갖는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드(6)에 의해 트레드부(1)의 내주면(1a)에 장착한 것이어도 좋다.

실시예 1

타이어 사이즈 205/65R15의 공기 타이어에 있어서, 도 1의 띠형 흡음재의 폭(Ws)과 두께(t)를 표 1과 같이 한 본 발명 타이어 1 내지 5와 비교 타이어 1 내지 4, 띠형 흡음재가 장착되어 있지 않은 비교 타이어 5를 각각 각 4개 제작하였다.

각 시험 타이어의 띠형 흡음재에는 발포 합성고무를 사용하였다. 각 탄성 고정밴드에는 폴리프로필렌수지를 사용하고, 그 폭은 20mm, 두께는 1.0mm이다.

이들 각 4개의 시험 타이어를 이하에 개시하는 시험방법에 의해, 소음 성능과 띠형 흡음재의 장착성의 평가시험을 한 바, 표 1에 나타내는 결과를 얻었다.

소음 성능

각 4개의 시험 타이어를 각각 림 사이즈 15×61/2JJ의 휠에 조립하고, 공기압을 220kPa로 하여 배기량 2500cc의 승용차에 장착하고, 차 실내의 운전석 창문측 귀의 위치에 마이크로폰을 설치하였다. 거친 노면을 속도 50km/h로 승용차를 주행시켰을 때의 주파수 200 내지 300Hz의 대역에 있어서의 차내 소음을 마이크로폰에 의해 측정하고, 그 결과를 비교 타이어 5를 100으로 하는 지수치로 나타내었다. 이 값이 작을 수록 소음 성능이 우수하다. 또, 지수치가 85 이하의 범위가 관능평가에 있어서 소음이 현저하게 개선되는 레벨이다.

띠형 흡음재의 장착성

소음 성능시험을 종료한 각 시험차량을 6000km 주행시킨 후, 각 시험 타이어를 시험차량으로부터 떼어, 각 시험 타이어 내의 띠형 흡음재의 장착상태를 육안으로 관찰하고, 그 결과를 ○, ×의 2단계로 평가하였다. ○는 띠형 흡음재가 이탈 하거나 위치가 어긋나거나 하지 않고 장착상태가 양호하고, 또한 띠형 흡음재의 파손의 발생이 없으며, ×는 띠형 흡음재가 위치가 어긋나거나, 또는 띠형 흡음재에 파손의 발생이 있는 것을 의미한다.

[표 1]

	폭(Ws)	두께(mm)	소음 성능	장착성
비교 타이어1	0.3W	5	82	×
본 발명 타이어1	0.4W	5	77	○
본 발명 타이어2	0.7W	5	75	○
본 발명 타이어3	0.9W	5	73	○
비교 타이어2	0.95W	5	73	×
비교 타이어3	0.4W	3	89	×
본 발명 타이어4	0.4W	20	70	○
본 발명 타이어5	0.4W	50	65	○
비교 타이어4	0.4W	60	62	×
비교 타이어5	-	-	100	-

표 1로부터, 본 발명 타이어는 소음 저감 효과를 충분히 발휘하면서, 띠형 흡음재를 장착할 때의 불량을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.

실시예 2

타이어 사이즈 205/65R15의 공기 타이어에 있어서, 도 2의 띠형 흡음재를 갖는 본 발명 타이어 6과, 도 3의 띠형 흡음재를 갖는 본 발명 타이어 7을 각각 각 4개 제작하였다.

각 시험 타이어의 띠형 흡음재와 탄성 고정밴드에는 실시예 1과 같은 재료를 사용하였다. 본 발명 타이어 6의 띠형 흡음재의 외주면의 곡률 반경(S1, S2)은 트레드부의 내주면의 곡률 반경과 같다. 본 발명 타이어 7의 띠형 흡음재의 노치 홈 의 깊이(d)는 두께의 30%, 간격(n)은 50mm이다.

이들 각 4개의 시험 타이어를 실시예 1과 같이 소음 성능과 띠형 흡음재의 장착성의 평가시험을 한 바, 표 2에 나타내는 결과를 얻었다.

[표 2]

	소음 성능	장착성
본 발명 타이어 6	76	○
본 발명 타이어 7	73	○

표 2로부터, 본 발명 타이어는 소음 저감 효과를 발휘하면서, 띠형 흡음재를 장착할 때의 불량을 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.

상술한 우수한 효과를 갖는 본 발명은 차량에 장착하는 저소음 공기 타이어로서, 극히 유효하게 이용할 수 있다.

Claims (17)

1. 타이어 최대폭의 40 내지 90%의 폭을 갖고, 두께가 5 내지 50mm의 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 트레드부의 내주면에 장착하고,

   띠형 흡음재의 내주면과 외주면 내의 적어도 한쪽에, 띠형 흡음재의 폭방향으로 연장되는 노치 홈을 띠형 흡음재의 길이방향에 소정의 간격을 두고 형성하며,

   폭방향으로 연장되는 노치 홈을 내주면과 외주면 내의 어느 한쪽에 형성하고, 다른쪽에 길이방향으로 연장되는 노치 홈을 형성한 저소음 공기 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 띠형 흡음재를 그 폭방향 및/또는 길이방향에 걸쳐 트레드부의 내주면에 따른 형상으로 만곡 형성한 저소음 공기 타이어.
3. 제 2 항에 있어서, 띠형 흡음재의 만곡 형성된 외주면의 곡률 반경이, 트레드부의 내주면의 곡률 반경에 대하여 0.7 내지 1.3배인 저소음 공기 타이어.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 폭방향으로 연장되는 노치 홈의 깊이가 띠형 흡음재의 두께의 20 내지 90%이며, 또한 간격이 10 내지 80mm인 저소음 공기 타이어.
7. 폭방향 및/또는 길이방향에 걸쳐 트레드부의 내주면에 따른 형상으로 만곡 형성한, 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 트레드부의 내주면에 장착하고,

   띠형 흡음재의 내주면과 외주면 내의 적어도 한쪽에, 띠형 흡음재의 폭방향으로 연장되는 노치 홈을 띠형 흡음재의 길이방향에 소정의 간격을 두고 형성하며,

   폭방향으로 연장되는 노치 홈을 내주면과 외주면 내의 어느 한쪽에 형성하고, 다른쪽에 길이방향으로 연장되는 노치 홈을 형성한 저소음 공기 타이어.
8. 제 7 항에 있어서, 띠형 흡음재의 만곡 형성된 외주면의 곡률 반경이, 트레드부의 내주면의 곡률 반경에 대하여 0.7 내지 1.3배인 저소음 공기 타이어.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 폭방향으로 연장되는 노치 홈의 깊이가 띠형 흡음재의 두께의 20 내지 90%이고, 또한 간격이 10 내지 80mm인 저소음 공기 타이어.
12. 내주면과 외주면 내의 적어도 한쪽에, 폭방향으로 연장되는 노치 홈을 길이방향에 소정의 간격을 두고 형성한, 다공질재료로 이루어지는 띠형 흡음재를 탄성 고정밴드에 의해 트레드부의 내주면에 장착하고,

    폭방향으로 연장되는 노치 홈을 내주면과 외주면 내의 어느 한쪽에 형성하고, 다른쪽에 길이방향으로 연장되는 노치 홈을 형성한 저소음 공기 타이어.
13. 삭제
14. 제 12 항에 있어서, 폭방향으로 연장되는 노치 홈의 깊이가 띠형 흡음재의 두께의 20 내지 90%이고, 또한 간격이 10 내지 80mm인 저소음 공기 타이어.
15. 제 1 항, 제 7 항, 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 띠형 흡음재의 내주면을 요철면에 형성하고, 상기 요철면의 요철 차이를 20mm 이하로 한 저소음 공기 타이어.
16. 제 1 항, 제 7 항, 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 고정밴드를 합성 수지로 구성하고, 상기 탄성 고정밴드의 폭을 10 내지 30mm, 두께를 0.5 내지 2.0mm로 한 저소음 공기 타이어.
17. 제 16 항에 있어서, 탄성 고정밴드가 굴곡 탄성률 1100 내지 1800MPa의 폴리프로필렌수지로 이루어지는 저소음 공기 타이어.

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