KR101433698B1 - 트레드 소음 개선 방법 - Google Patents

Abstract

타이어 트레드 소음 개선방법이 제공된다. 본 발명으로 타이어 운행 과정에서 트레드에 의해 발생되는 소음 수준을 최적화 하기 위하여 특히 변형되어야 하는 트레드 패턴의 위치를 확인할 수 있다. 정의된 인자인 접촉길이비의 변동이, 소음 감소가 가능한 트레드 패턴의 하나 이상의 위치 결정에 적용될 수 있다. 변경의 유형도 표시될 수 있다.

Description

트레드 소음 개선 방법{METHOD OF IMPROVING TREAD NOISE}

본 발명은 트레드 소음 개선 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 타이어 운행 과정에서 트레드에 의해 발생하는 소음 수준을 최적화하기 위하여 특히 변경되어야 하는 트레드 패턴 위치 확인 방법에 관한 것이다.

내구성, 견인저항 및 회전저항 같은 성능 기능 외에도, 타이어 제조업자는 또한 타이어 운행 과정에서 속도 및 하중 범위를 포함한 타이어에 의해 발생하는 소음에 관심이 있다. 트레드 패턴에서 발생하는 소음의 완전한 제거는 현재 실현될 수 없지만, 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 수준의 감소 또는 최적화는 바람직한 것이다. 이러한 소음 수준 처리로 승차감, 및 그에 따른 소비자 만족도를 개선할 수 있다.

그러나, 타이어 운행 중에 트레드에 의해 생기는 소음 메커니즘은 복잡하고 아직 완전히 연구되지 않았다. 트레드 소음과 관련된 물리학은 이 문제에 관한 주관적 특성, 즉 발생 소음의 유형 및 수준 양자의 용인성과 관련된 다른 의견들이 있을 수 있기 때문에 더욱 복합하다. 또한 상이한 제안 트레드 패턴들을 제조하고 소음 시험을 하기 위해 새로운 몰드 비용 및 상이한 피-시험 패턴들 사이의 몰드 변경으로 인하여 상당한 비용이 발생한다.

소음 허용 수준의 트레드 패턴 설계의 난해성 해결 방법이 제안되었다. 예를들면, 발명의 명칭이 '타이어 트레드 소음 모사 방법 및 장치'인 미국특허 제4,727,501호에서는 제안된 트레드 패턴을 디지털 형태에서 궁극적으로 주관적 청감평가를 위한 소리로 전환되는 아날로그 신호로 변환시키는 것을 기재하고 있다.

이러한 방법은 피-시험 트레드 패턴 각각에 대한 몰드 제조 및 타이어 경화 비용을 피할 수 있는 방법을 제공하여 상이한 트레드 패턴들이 발생시키는 소음을 더욱 경제적으로 평가하기 위한 것이다. 트레드 패턴을 가지는 실제 타이어를 반드시 제조하지 않고도 주관적 평가에 의해 제안된 트레드 패턴으로 인한 소리가 발생된다. 그러나, 소정의 트레드 패턴과 관련된 소음을 개선시키기 위하여 수행되어야 할 특정 설계 변경에 대하여는 기재된 바가 없다.

발명의 명칭이 '리브의 상대회전에 의한 트레드 소음 개선 및 이의 효과 모사방법'인 미국특허 제4,788,651호에는 리브 타이어와 관련된 소음 수준을 개선하기 위하여 미국특허 제4,727,501호의 적용을 기재한다. 특정 트레드 패턴에 의한 소리가 발생하면, 타이어 트레드 리브를 다른 리브에 대하여 회전시키고 트레드 패턴과 관련한 소음 수준이 개선되는지를 결정한다. 어떠한 특정 리브의 트레드 패턴에 대한 변경은 기재되지 않는다. 또한 분석 자체가 리브들이 서로 크게 상호 작용하지 않는다는 가정에 기초하고 있다. 또한 리브가 없는 타이어 트레드에 대한 적용이 기재되거나 기술되지 않는다.

미국특허 제4,727,501호 미국특허 제4,788,651호

따라서 타이어 트레드 소음 개선 방법이 유용할 것이다. 피-시험 트레드 패턴을 가지는 다수의 몰드 및 타이어들의 제조를 또한 회피할 수 있는 방법은 유익할 것이다. 리브가 없는 패턴을 포함하는 특정 트레드 패턴의 운행으로 발생되는 소음을 개선할 수 있는 변경의 위치 및 특성을 표시할 수 있는 방법은 특히 유용할 것이다.

하기에 부분적으로 본 발명의 목적 및 이점이 제공되거나 설명으로부터 명백하거나 본 발명의 실시를 통하여 학습될 것이다. 본 발명의 일 예시적 양태에서, 타이어에 의해 발생되는 트레드 소음 개선 방법이 제공된다. 참고로, 트레드 패턴은 원주방향을 정의하는 것으로 이해될 것이다. 따라서 본 방법은 평가 대상 트레드 패턴 부분 선택 단계, 선택된 트레드 패턴 부분의 원주방향을 따라 접촉길이비 변동 결정 단계, 및 트레드 패턴 변경에 의한 접촉길이비 변동 감소 단계를 포함한다. 또한 이러한 선택, 결정, 및 감소 단계들은 선택된 트레드 패턴 부분에 대하여 허용 접촉길이비 변동이 달성될 때까지는 반복된다.

또한 본 방법은 추가적 단계들 및 변형들을 포함한다. 예를들면, 결정 단계는 선택된 트레드 패턴 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서의 접촉길이비 계산 및/또는 선택된 트레드 패턴 부분의 사상(mapping)을 포함한다. 본 발명의 이러한 예시적 방법의 결정 단계는 또한 선택된 트레드 패턴 부분의 사상, 트레드 패턴의 사상된 트레드 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서의 접촉길이비 계산, 및 트레드 패턴의 사상된 트레드 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서의 접촉길이비 계산 결과 도표화(plotting)를 포함한다.

감소 단계는 결정 단계에서 제공되는 접촉길이비의 변동에 기초하여 선택된 부분의 원주방향을 따라 하나 이상의 지점들에서 접촉면들을 트레드 패턴에 부가하는 것을 더욱 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 감소 단계는 결정 단계에서 제공되는 접촉길이비 변동에 기초하여 선택된 부분의 원주방향을 따라 하나 이상의 지점들에서 접촉면들을 트레드 패턴에서 제거하는 것을 포함한다.

또한 본 발명의 이러한 예시적 방법은 접촉길이비의 최대 변동이 일어나는 선택된 트레드 패턴 부분의 원주방향을 따른 지점의 결정 단계를 포함한다. 유사하게, 본 방법은 접촉길이비의 최소 변동이 일어나는 선택된 트레드 패턴 부분의 원주방향을 따른 지점의 결정 단계를 포함한다.

본 발명의 이러한 예시적 방법에서 처리되기 위하여 여러 트레드 패턴 부분들이 선택될 수 있다. 예를들면, 트레드 패턴의 단일 피치가 선택될 수 있다. 그러나, 트레드 패턴의 다른 부분들이 선택될 수도 있다.

본원에 논의된 바와 같이 접촉길이비는 다양하게 정의될 수 있지만, 본 발명의 일 예시적 양태에서 트레드 패턴의 원주방향을 따른 소정 지점에서의 접촉길이비(CLR; contact length ratio)는 다음과 같이 정의되고

CLR _i = 1 - C _i /n

여기에서

CLR_i = 원주방향을 따르는 소정 위치 i에서의 접촉길이비

C _i = 원주방향을 따르는 소정 위치 i에서 트레드 패턴의 선행 모서리를 따라 노면과 접촉하는 지점들의 총 수

n = 선행 모서리에 있는 지점들의 총 수이다.

다른 예시적 양태에서, 본 발명은 타이어 트레드 소음 개선방법을 제공한다. 본 방법은 선택된 트레드 부분을 따라 접촉길이비들을 결정하는 단계, 트레드의 원주방향을 따라 접촉길이비들에서 최대 및 최소 변동들의 위치들을 확인하기 위하여 접촉길이비들을 비교하는 단계, 및 접촉길이비들의 최대 및 최소 변동들을 변경하여 타이어 트레드 운행시에 발생되는 소음을 최적화하는 단계를 포함한다. 최적화 단계는 최대 및 최소 변동의 위치들에서 접촉길이비들을 변경시키도록 트레드 패턴을 변경하는 것을 포함한다. 예를들면, 최적화 단계는 원주방향을 따른 하나 이상의 위치에서 접촉면들을 트레드 패턴에 부가하는 단계, 원주방향을 따른 하나 이상의 위치에서 트레드 패턴의 접촉면들을 감소하는 단계, 또는 이 양자를 포함할 수 있다. 결정, 비교 및 최적화 단계들은 선택된 트레드 패턴 부분에 대하여 허용 접촉길이비 변동이 달성될 때까지 반복될 수 있다.

또한 본 발명은 본 발명의 임의의 방법을 적용하여 제조되는 트레드 패턴을 가지는 타이어를 포함한다.

본 발명의 이들 및 기타 특징부들, 양태들 및 이점들은 하기 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하면 더욱 이해될 것이다. 첨부 도면들은 본 명세서에 포함되고 부분을 구성하며 본 발명의 실시예들을 보이고 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명한다.

최선의 형태와 함께 본 기술분야의 숙련가를 대상으로 본 발명의 완전하고도 실현 가능한 개시는 첨부 도면들과 함께 본 명세서에 제공된다:
도 1은 본 발명의 예시적 방법에 따라 트레드 소음 개선 대상이 되는 트레드 패턴의 예를 보인다.
도 2a-2d는 본 발명의 예시적 방법에 따른 단계들을 보인다. 도 2a는 트레드 소음 개선을 위하여 준비된 기준 트레드 패턴을 제공하고, 도 2b는 이러한 트레드 패턴의 사상(mapping)을 보이고, 도 2c는 사상된 트레드 패턴에 대한 CLR(접촉길이비; contact length ratio) 변동을 보이고, 도 2d는 도 2c의 CLR 변동의 고조파 상황(content)을 제공한다.
도 3은 개선이 필요한 기준 트레드 디자인, 기준 트레드 디자인의 사상된 형태에 가해진 변경 결과 변경된 트레드 디자인, 및 변경된 트레드 디자인의 CLR 변동을 보인다.
도 4는 변경된 디자인의 사상 형태 및 사상이 역전될 때에 형성된 디자인을 제공한다.
도 5a-5d는 본 발명의 예시적 방법에 따른 단계들을 도시한 것이다. 도 5a는 본 발명의 방법에 따라 도 1의 기준 패턴을 변경한 결과 새로운 패턴을 보인다. 도 5b는 이러한 새로운 트레드 패턴의 사상을 보이고, 도 5c는 새로운 트레드 패턴 사상에서 결정된 CLR 변동을 보이고, 도 5d는 도 5c의 CLR 변동 고조파 상황을 제공한다.
도 6a-6d는 본 발명의 예시적 방법에 따른 단계들을 도시한 것이다. 도 6a는 본 발명의 방법에 따라 도 1의 기준 패턴을 변경한 결과 새로운 패턴을 보인다. 도 6b는 이러한 새로운 트레드 패턴 사상을 보이고, 도 6c는 새로운 트레드 패턴 사상에서 결정된 CLR 변동을 보이고, 도 6d는 도 6c의 CLR 변동 고조파 상황을 제공한다.
도 7a-7d는 본 발명의 예시적 방법에 따른 단계들을 도시한 것이다. 도 7a는 본 발명의 방법에 따라 도 1의 기준 패턴을 변경한 결과 새로운 패턴을 보인다. 도 7b는 이러한 새로운 트레드 패턴 사상을 보이고, 도 7c는 새로운 트레드 패턴 사상에서 결정된 CLR 변동을 보이고, 도 7d는 도 7c의 CLR 변동 고조파 상황을 제공한다.
도 8a-8d는 본 발명의 예시적 방법에 따른 단계들을 도시한 것이다. 도 8a는 본 발명의 방법에 따라 도 1의 기준 패턴을 변경한 결과 새로운 패턴을 보인다. 도 8b는 이러한 새로운 트레드 패턴 사상을 보이고, 도 8c는 새로운 트레드 패턴 사상에서 결정된 CLR 변동을 보이고, 도 8d는 도 8c의 CLR 변동 고조파 상황을 제공한다.
도 9는 기준 및 새로운 디자인들에 대한 가속주행소음(coast-by noise, 수직-축) 대 최대 CLR 변동(수평-축)의 도표를 제공한다.

본 발명은 트레드 패턴과 관련된 트레드 소음을 최적화하기 위하여 특정한 변형이 가해질 수 있는 하나 이상의 특정 위치들의 확인을 포함한 타이어 트레드 소음 개선방법을 제공한다. 본 발명을 설명할 목적으로, 본 발명의 하나 이상의 예들은 도면에 도시되는 실시예들을 상세하게 참조한다. 각 예들은 본 발명을 설명할 목적이며 본 발명을 제한할 의도는 아니다. 실제로, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 본 발명에서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것은 본 기술분야의 숙련가에서 명백한 것이다. 예를들면 하나의 실시예의 일부로 도시되고 기재된 특징부들은 다른 실시예와 함께 적용되어 또 다른 실시예를 구현할 수 있는 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위 및 이들의 균등 범위에 속하는 경우 이러한 변경 및 변형은 본 발명에 포함되는 것이다.

본원에 사용되는, "피치"는 타이어 외주 주위에서 반복되는 원주방향의 트레드 패턴의 부분(section)을 의미한다.

타이어 운행 과정에서 트레드 패턴이 소음을 발생시키는 정확한 메커니즘은 여전히 연구 중이나, 본 발명자들은 최소한 두 가지 소음 발생 원인이 있다고 생각한다. 첫째, 타이어가 노면을 따라 회전할 때 트레드 패턴의 홈들 내부에 있는 공기뿐만 아니라 이들 홈을 둘러싸는 공기가 압축되어 홈들로부터 밀려나온다. 둘째, 타이어 트레드와 노면 사이의 접촉은 트레드 형상들을 포함하여 타이어를 여기하고 이것이 다시 공기 중에 진동 또는 파동을 유도하여 소리를 발생시킨다. 본 발명자들은 트레드와 표면(즉, 노면) 사이의 접촉 변동을 최소화시키면, 타이어 트레드에 의해 발생되는 소음을 상당히 개선할 수 있다는 것을 알았다.

도 1은 타이어 트레드 소음 개선을 위하여 임의로 선택된 타이어 트레드(100)를 도시한다. 트레드(100)는 소음 개선이 필요한 실제 타이어에서 획득한 패턴의 이미지일 수 있다. 달리, 트레드(100)는 트레드 소음 최적화를 위하여 제안된 패턴의 이미지일 수 있다. 이러한 경우, 제안된 패턴의 이미지는 제안된 패턴을 가지는 몰드 또는 실제 타이어 제조 전에 본원에 기재된 바에 따라 최적화될 수 있다. 따라서, 트레드 패턴 개발 비용은 본 발명을 적용하여 상당히 절감될 수 있다.

라인 OL은 평탄 노면에 지지된 타이어로 하중 상태에서 운행될 때 노면과 접촉된 타이어 트레드 영역(즉, 접지면)의 윤곽을 나타낸다. 최상부 라인 LE는 접지면의 선행 모서리를 표시하고 바닥 라인은 접지면의 후행 모서리 TE를 나타낸다. 타이어가 운행 중에 전방으로 회전하면, 타이어 트레드는 계속하여 선행 모서리 LE를 따라 접지면의 윤곽 OL로 진입하고 후행 모서리 TE를 따라 윤곽 OL을 나가는 것으로 간주될 수 있다. 선행 모서리 LE를 따라, 블록(블록(105)와 같은) 표면의 각 지점은 노면에 충격을 가하지만 홈들(홈(110)과 같은)을 따른 모든 지점들은 노면에 충격을 주지 않는다.

트레드(100)의 이미지는 픽셀들(또는 예를들면 지점들)로 디지털화 될 수 있고 선행 모서리 LE를 따른 각 픽셀은 단일 픽셀로 표시될 수 있다. 이러한 모델을 이용하면 타이어가 노면을 따라 운행될 때 선행 모서리 LE를 따라 트레드 및 노면 사이에서 발생하는 물리적 접촉의 정도를 결정할 수 있다. 예를들면, 원주방향 C를 따라 각각의 위치 i에서 트레드(100)의 충격 정도는 본원에서 접촉길이비 또는 CLR(contact length ratio)로 정의되고 다음 식 1로 결정될 수 있다:

(1) CLR _i = 1 - C _i /n

식 1에서, CLR _i 는 타이어 원주방향 C를 따르는 소정 위치 i에서의 접촉길이비를 나타내고, C _i 는 원주방향을 따르는 소정 위치 i에서 선행 모서리 LE를 따른 블록 표면의 픽셀들(또는 지점들)의 총 수를 나타내고, n은 선행 모서리 LE에 있는 픽셀들(또는 지점들)의 총 수를 나타낸다. 따라서, 원주방향을 따르는 위치 i에서 단면에 관해 더 높은 CLR 값은 트레드 패턴과 노면 사이의 접촉 정도가 더 낮은 것을 의미하고, 더 낮은 CLR 값은 트레드 패턴과 노면 사이의 접촉 정도가 더 높은 것을 나타낸다. 경주용 타이어와 같은 매끄러운 타이어는 CLR의 변동이 없고, 따라서 트레드 패턴에 의해 발생되는 소음이 없다.

CLR을 계산하기 위한 다른 식들도 가능하다. 예를들면, 소정 위치 i에서의 CLR(CLR _i )은 식 1에서 분수로 직접 식을 만들 수 있다. 여러 계산들이 적용될 수 있지만, 목적은 타이어가 노면을 따라 회전할 때 원주방향을 따라 주어진 지점에서 선행 모서리 LE에 대하여 트레드와 노면 사이에서 발생하는 물리적 접촉 정도의 측정치를 제공하도록 CLR _i 를 결정하는 것이다.

본 발명자들은 원주방향을 따라 CLR _i 변동이 타이어 트레드 소음의 주요 원천이라고 판단하였다. 즉, 타이어가 표면을 따라 회전되어 이동될 때 선행 모서리 LE를 따른 트레드와 노면 사이의 물리적 접촉 정도의 변동은 트레드 소음의 주요한 기여 원인이다. 원주방향을 따라 각 지점에서의 CLR 계산은 다음과 같이 표현될 수 있다:

(2) CLR _i 여기에서 i = 1,2,3,.....N

여기에서 N은 CLR 결정을 위하여 선택된 트레드 패턴의 원주방향을 따른 위치들의 수를 나타낸다. N 값은 대상 트레드 패턴의 임의의 길이가 트레드 소음 최적화를 위하여 평가되도록 임의로 선택될 수 있다. 예를들면, N은 트레드 패턴의 단일 피치가 평가되도록 선택될 수 있다. 그러나, 트레드 패턴의 다른 부분들이 또한 선택될 수 있다. 어떤 경우이든, 트레드 패턴의 원주방향을 따라 CLR _i 변동을 최소화하면 이러한 트레드 패턴과 관련된 트레드 소음 수준은 감소될 수 있다. 이러한 변동을 최소화하기 위해 CLR을 사용하는 예시가 기술된다.

도 2a는 트레드 패턴(100)의 단일 피치를 나타내고 라인 LE는 타이어가 하중 상태에서 운행될 때 접지면 선행 모서리를 나타낸다. 본 발명자들에 의해 개발된 분석을 지원하기 위하여, 도 2b는 트레드 패턴(100)의 동일한 피치를 나타내지만 본 패턴은 선행 모서리 LE가 직선으로 나타나도록 이동(본원에서 "사상된" 또는 "사상"으로 언급)된 것이다. 따라서, 타이어가 노면을 따라 회전될 때 원주방향에 따른 각각의 위치 i에서의 단면은 궁극적으로 트레드(100)의 선행 모서리 LE로 나타난다. 각각의 위치 i에서 이러한 각 단면에 대하여, CLR _i 는 상기와 같이 계산될 수 있다.

평가의 목적으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 트레드(100)의 소정 피치에 대한 CLR _i 변동은 여러 다른 방식으로 계산될 수 있다. 예를들면, 트레드 패턴(100)의 소정 피치를 따라 각각의 위치 i에서 CLR _i 를 계산하고, 전체 피치에 관한 평균 CLR을 감산하고, 그 결과에 100을 곱하여 변동을 계산할 수 있다. 또 다른 예로써, 트레드 패턴(100)의 소정 피치를 따라 각각의 위치 i에서 CLR _i 를 계산하고, 전체 피치에 관한 최소 CLR을 감산하고, 그 결과에 100을 곱하여 각각의 지점 i에서의 변동을 계산할 수 있다.

(3) CLR _{i 에서의 변동} = (CLR _{i -} CLR _최소 ) * 100

여기에서 CLR _{i 에서의 변동} 은 선택된 트레드 부분을 따라 각각의 지점 i에서 CLR 변동을 나타내고, CLR _i 는 타이어의 원주방향 C를 따라 소정 위치 i에서의 접촉길이비를 나타내고, CLR _최소 는 선택된 트레드 부분을 따라 계산된 CLR _i 의 가장 작은 값을 나타낸다. 설명의 목적을 위해 식 3의 방법이 적용되어 CLR 변동을 계산하였고, 도 2c에 도시된다. 어떤 방법이라도, 목적은 트레드 패턴의 주어진 부분(예를들면 단일 피치)에 걸쳐 CLR _i 값들의 변동을 분석할 수 있는 수단을 제공하는 것이다. 도 2d는 도 2c에 도시된 CLR 변동에 대한 고조파 상황(contents)을 제공한다. 도 2b 및 도 2c는 관찰자가 사상된 트레드 패턴(100)을 이러한 패턴에 관한 CLR 변동과 직접 비교할 수 있도록 나란히 배치되어 있다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 트레드 패턴(100)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 피치에 걸쳐 상당한 CLR 값의 변동을 가진다. 예를들면, 최대 CLR 변동은 약 35이고 여러 피크들 및 골들(valleys)이 곡선에 따라 존재한다. 이러한 피크들 및 골들은 트레드 패턴이 상대적으로 많은 공동들(즉, 홈들) 또는 상대적으로 많은 접촉면들(즉, 블록들 또는 기타 접촉들)이 있는 트레드 패턴의 위치들에 해당된다.

예를 들어, 약 35의 피크는 원주방향 C를 따라 트레드 패턴(100)에 있는 가장 많은 공동들의 지점을 나타낸다. CLR 변동을, 또한 트레드 소음을 줄이기 위하여, 이 지점에서 공동들을 감소하고 더 많은 접촉면들을 제공하도록 트레드 패턴(100)이 변경되어야 한다. 반대로, 약 0의 골은 트레드 패턴(100)에서 접촉면이 가장 많은 지점을 나타낸다. 따라서 CLR 변동을, 또한 트레드 소음을 줄이기 위하여, 트레드 패턴(100)은 이 지점에서 공동들을 증가시키고 접촉면들을 줄이는 방식으로 변경되어야 한다. 이러한 방식으로 트레드 패턴(100)을 변경한 후, CLR 변동을 재계산할 수 있고 이러한 과정은 CLR 변동이 허용 수준으로 감소될 때까지 반복될 수 있다.

도 3은 CLR 변동을 줄여서 트레드 소음을 감소시키기 위하여 트레드 패턴을 변경시키는 방법을 더욱 도시한다. 특히, 트레드(100)는 트레드 소음을 감소시키기 위한 변경이 제안된 기준 디자인을 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 타이어가 노면에 걸쳐서 회전할 때에 생기는 각각의 선행 모서리 LE가 직선으로 나타나도록 트레드(100) 패턴이 사상되었다.

트레드(115)는 CLR 변동을 줄이기 위하여 트레드(100)의 변경을 보인다. 더욱 상세하게, 변경된 디자인에서, 구역 1에 있는 측면 홈들은 더욱 단절되어 있고 더 원주 방향(즉, 도면 상에서 수직)으로 향해 배향되어 있다. 구역 2에서, 측면 홈들의 우측은 하향 이동되어 있고 홈들의 좌측은 더 원주 방향(즉, 수직으로)으로 배향되어 있다. 구역 2의 우측에 있는 측면 홈 폭은 역시 감소되어 있다. 구역 3은 구역 2에 가해진 변경에 따라 변경되었다.

도 3을 참조하면, 도표(120)는 변경된 트레드 패턴(115)에 관한 CLR 변동의 새로운 계산을 보인다. 도시된 바와 같이, 예를들면, 변경된 트레드 패턴(115)에 관한 새로운 최대 CLR 변동은 26이고, 트레드 패턴(100)에 관해서 계산된 약 35의 값보다 상당히 적다. 도 4는 본원에 기재된 바와 같이 CLR 변동을 조정한 결과 실제 트레드 패턴(125)을 보이고 가시화하기 위하여 변경된 트레드 패턴(115)의 역사상(reverse mapping)의 과정을 나타낸다.

따라서, CLR 변동 감소를 위한 본원의 방법론을 적용하여, 본 발명자들은 CLR 변동 및 트레드 소음을 최적화하기 위하여 트레드 패턴(100)의 변경에 기초한 4가지 새로운 트레드 패턴들을 제안했다. 이러한 새로운 패턴들(500, 600, 700, 800)은 도 5a, 도 6a, 도 7a, 및 도 8a에 제시된다. 새로운 트레드 패턴들 형성을 위하여 이루어져야 할 변경 결정은 도 1의 기준 트레드 패턴(100)과 비교하여 가시적으로 결정될 수 있다. 각각의 새로운 패턴은 상술된 바와 같이 선행 모서리 LE가 직선으로 나타나도록 사상되었다. 사상된 패턴들은 도 5b, 도 6b, 도 7b, 및 도 8b에 도시된다.

본원에 기재된 방법을 이용하여, 각각의 제안된 패턴(500, 600, 700, 800)의 CLR 변동이 계산되었고 도 5c, 도 6c, 도 7c, 및 도 8c에 각각 도표화 되었다. 관찰자에 의한 직접 비교를 위하여, 이들 도표는 도 5b, 도 6b, 도 7b, 및 도 8b의 사상된 트레드 패턴들과 나란히 제시된다. 이러한 도표들의 고조파 상황은 도 5d, 도 6d, 도 7d, 및 도 8d에 나타낸다.

도 5c, 도 6c, 도 7c, 및 도 8c에서 CLR 변동의 도표를 참조하면, 새로이 제안된 트레드들(500, 600, 700, 800)에 관한 CLR 변동들은 22 내지 30 범위의 것을 알 수 있다. 따라서, 초기 트레드(100)의 CLR 변동은 감소되었고, 트레드 패턴(800)의 경우, 감소는 매우 크다. 따라서, 트레드 패턴들에 대한 변경은 CLR 변동을 성공적으로 감소시켰다. 필요하다면 추가적인 CLR 변동 감소를 달성하기 위하여 각각의 패턴에 관해 본 과정이 되풀이 하여 반복적으로 이루어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

언급된 바와 같이, 각각의 제안된 새로운 패턴(500, 600, 700, 800)의 CLR 변동의 고조파들이 도 5d, 도 6d, 도 7d, 및 도 8d에 도시된다. 패턴들 중에서 선택시에, 설계자는 CLR 변동 자체뿐만 아니라 CLR 변동의 고조파들을 고려할 수 있다. 예를들면, 도 8c는 패턴(800)에 대하여 낮은 CLR 변동을 나타내지만 도 8d는 제4 고조파로부터 상대적으로 큰 기여를 보인다. 따라서, 소정의 적용에 있어서, 패턴(800)은 더 낮은 CLR 변동에도 불구하고 가장 적합한 것이 아닐 수 있고 패턴(500 또는 700)이 대신 선택될 수 있다. 달리, 설계자는 트레드 패턴(100)에 대하여 다른 변경을 추가적으로 반복하여 더 낮은 CLR 변동뿐만 아니라 상이한 고조파들을 가지는 새로운 추가적인 패턴들을 만들 수 있다.

트레드들(100, 500, 600, 700, 800)의 트레드 패턴을 실질적으로 가지는 타이어들이 제조되어 차량 가속주행소음 시험을 유럽집행의회 지침 2001/43/EC(2001. 6. 27.)에서 규정한 방법으로 수행하였다. 도 9는 기준 및 제안된 디자인들에 관한 CLR 변동 대 실측 가속주행소음의 도표를 제공한다. 도표에 표기된 바와 같이, CLR 변동의 감소는 타이어에 의해 발생되는 트레드 소음의 감소와 명백하게 상관되었고 따라서 본 발명의 유용성이 입증된다.

본 발명은 특정 실시예들에 대하여 상세하게 기술되었지만, 본 기술분야의 숙련가들은 상기 사항들을 이해하고 이러한 실시예들의 변형, 변경 및 균등물을 쉽게 이룰 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 국한되지 않고 예시되는 것이고, 본 발명은 이러한 변경, 변형 및/또는 본 발명의 교시를 적용하여 본 기술분야의 숙련가에게 명백할 수 있는 것을 본 발명에 추가하는 것을 배제하지 않는다.

Claims (18)

1. 트레드 패턴이 원주방향을 갖는 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생되는 소음을 개선하기 위한 방법으로서,
   평가를 위해 상기 트레드 패턴의 부분을 선택하는 단계;
   상기 트레드 패턴의 선택된 부분에 관해 상기 원주방향을 따라 접촉길이비(CLR; contact length ratio)의 변동을 결정하는 단계; 및
   상기 트레드 패턴을 변경하여 접촉길이비의 변동을 감소하는 단계를 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 결정 단계는 상기 트레드 패턴의 선택된 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서의 상기 접촉길이비를 계산하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 결정 단계는
   상기 트레드 패턴의 선택된 부분을 사상하는(mapping) 단계; 및
   상기 트레드 패턴의 상기 사상된 트레드 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서 상기 접촉길이비를 계산하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 감소 단계는 상기 결정 단계에 의해 제공되는 접촉길이비의 변동에 기초하여 상기 선택된 부분의 원주방향을 따라 하나 이상의 지점들에서 상기 트레드 패턴에 접촉면들을 부가하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 감소 단계는 상기 결정 단계에 의해 제공되는 접촉길이비의 변동에 기초하여 상기 선택된 부분의 원주방향을 따라 하나 이상의 지점들에서 상기 트레드 패턴으로부터 접촉면들을 제거하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 접촉길이비의 최대 변동이 일어나는 상기 트레드 패턴의 선택된 부분의 원주방향을 따른 지점을 결정하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 접촉길이비의 최소 변동이 일어나는 상기 트레드 패턴의 선택된 부분의 원주방향을 따른 지점을 결정하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 선택 단계로부터 상기 트레드 패턴의 선택된 부분은 상기 트레드 패턴의 단일 피치인, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 트레드 패턴의 선택된 부분에 관해 허용 접촉길이비의 변동이 달성될 때까지 상기 선택 단계, 상기 결정 단계, 및 상기 감소 단계를 반복하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 트레드 패턴의 원주방향을 따른 소정 지점에서 상기 접촉길이비는 다음과 같이 정의되는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
    
    CLR_i = 1 - C _i /n
    
    여기에서
    CLR_i = 원주방향을 따르는 소정 위치 i에서의 접촉길이비
    C _i = 원주방향을 따르는 소정 위치 i에서 상기 트레드 패턴의 선행 모서리를 따라 노면과 접촉하는 지점들의 총 수
    n= 선행 모서리에 있는 지점들의 총 수.
11. 제1항에 있어서, 상기 결정 단계는
    상기 트레드 패턴의 선택된 부분을 사상하는 단계;
    상기 트레드 패턴의 상기 사상된 트레드 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서 상기 접촉길이비를 계산하는 단계; 및
    상기 트레드 패턴의 상기 사상된 트레드 부분의 원주방향을 따른 각 지점에서 상기 접촉길이비 계산 단계의 결과를 도표화하는(plotting) 단계를 더욱 포함하는, 타이어의 트레드 패턴에 의해 발생하는 소음 개선방법.
12. 제1항의 방법에 따라 제조되는 타이어.
13. 타이어의 트레드 소음을 개선하기 위한 방법으로서,
    상기 트레드의 선택된 부분을 따라 접촉길이비들을 결정하는 단계;
    상기 트레드의 원주방향을 따라 상기 접촉길이비들의 최대 및 최소 변동들의 위치들을 확인하기 위하여 상기 접촉길이비들을 비교하는 단계; 및
    상기 접촉길이비들의 최대 및 최소 변동들을 변경하여 상기 타이어 트레드의 운행시에 발생하는 소음을 최적화하는 단계를 포함하는, 타이어 트레드 소음 개선방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 최적화 단계는 상기 최대 및 최소 변동의 위치들에서 상기 접촉길이비들을 변경시키도록 트레드 패턴을 변경하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어 트레드 소음 개선방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 최적화 단계는 상기 원주방향을 따라 하나 이상의 위치에서 상기 트레드 패턴에 접촉면들을 부가하는 단계를 더욱 포함하는, 타이어 트레드 소음 개선방법.
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