KR101775797B1 - 흡음재 고정밴드를 구비하는 타이어 흡음재고정구조 및 이의 포함하여 제조되는 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어에 흡음재를 부착 고정시키는 타이어의 흡음재고정구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 타이어 내부에서 발생하는 소음을 저감시키기 위한 흡음재, 신축가능한 소재로 되고, 상기 타이어의 내부 표면과 결합되는 결합부 및 상기 흡음재를 타이어의 이너라이너에 밀착시키고, 밀착상태를 유지하는 기능을 구비하는 가압부를 각각 포함하는 복수개의 흡음재 고정밴드를 포함하여 이루어지고, 가압부는 신장되었다가 수축하면서 상기 흡음재의 상면에 하방 압력을 가하며, 별도의 접착층을 도포하지 않기 때문에 흡음재 부착 공정을 용이하게 하고, 타이어에 손상을 주지 않으면서도 흡음재를 타이어의 내부 표면에 견고하게 부착 고정시킬 수 있다는 이점을 갖는 타이어의 흡음재고정구조에 관한 기술을 제공한다.

Description

흡음재 고정밴드를 구비하는 타이어 흡음재고정구조 및 이의 포함하여 제조되는 타이어{A tire silent foam fixing structure comprising a silent foam fixing band and a tire having thereof}

본 발명은 타이어에 흡음재를 부착 고정시키는 흡음재고정구조 및 이를 포함하여 제조되는 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 신축가능한 소재로 되고, 타이어 내부 표면과 고정되는 결합부 및 흡음재를 타이어의 이너라이너 상에 밀착시키는 가압부를 각각 포함하는 복수개의 흡음재 고정밴드를 구비하여, 접착층을 포함하지 않고 흡음재를 부착 고정시킬 수 있으며, 흡음재의 부착 신뢰성을 증대시킨다는 장점을 가지는 타이어의 흡음재고정구조에 관한 것이다.

타이어 내부에서 발생하는 소음은 차량이 주행하는 동안 타이어의 트레드부가 눌렸다 펴졌다를 반복하면서 생기는 진동에 따라 타이어 내부의 공기가 압축과 팽창하면서 발생하는 소음이며, 이를 공명 소음이라고 한다. 상기 공명소음은 차량의 실내로 날카로운 피크를 가지는 음으로 전달되어 운전자나 탑승에게 불쾌감을 주며, 승차감을 감소시키는 원인이 된다. 이러한 타이어의 공명소음은 타이어 규격이 저편평화 및 인치업화 되면서 더욱 주요한 문제로 부각되어 있다.

이에 따라, 최근 타이어 내부에서 발생하는 소음을 저감하기 위하여 흡음재를 구비하는 저소음 타이어에 관한 연구가 이루어지고 있다. 통상, 저소음 타이어는 흡음 성능을 갖는 재료를 가공하여 타이어 내측 공동에 넣거나, 림 표면 또는 이너라이너에 부착하는 방식으로 제조되고 있다.

이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-1535029호(이하, 종래기술 1이라고 한다.)는 이너라이너 내측면에 부착된 실란트층, 실란트층 상에 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유 및 고분자 섬유를 소정의 비율로 포함하는 흡음재층으로 구성된 저소음 타이어에 관한 기술을 개시한 바 있다. 또한, 일본 공개특허 제 2002-240507호(이하, 종래기술 2라고 한다.)는 타이어 내부에 40 내지 100mm의 구형 흡음 차단제를 고정하지 않은 채 내장하여 타이어 내부에 존재하면서 타이어 공명소음을 저감한다고 하는 기술을 개시한 바 있다. 이는 타이어 공동 내에 구형 흡음재를 삽입하는 기술로서 발열방지를 위해 접착은 불용한다고 하였다. 하지만 고온 발열에 대한 저항성이 뛰어난 재질 및 접착성능 향상으로 인하여 접착성능이 많이 개선되었으며, 최근 타이어 규격이 저편평화 됨에 따라 내부공간 협소로 인해 구형 흡음체를 적용하기 곤란할 수 있으며, 타이어 내부에 고정되지 않은 상태에서 회전할 경우, 구형체 형상 변형이나 언밸런스 문제 등이 발생할 수 있는 가능성을 배제할 수 없었다.

KR 10-1535029 JP 2002-240507

상기 종래기술 1은 접착특성을 가지는 실란트층을 형성하여 흡음재를 타이어의 내측에 부착하는 구성을 채용하고 있으나, 이와 같이 실란트층을 형성하여 흡음재를 부착하는 경우, 주행 중 발생할 수 있는 외력 혹은 고온의 열에 의해 타이어의 내측 표면으로부터 흡음재가 이탈하는 문제점이 있었으며, 타이어 성형공정을 통해 제조된 그린타이어에 실란트를 도포하는 실란트 도포 공정 및 이를 가류금형을 통해 가류시킨 후, 금형으로부터 분리하는 공정 중에 어려움이 있었다. 또한, 상기 종래기술 2는 별도의 고정요소 없이 흡음재를 타이어 공동 내에 포함하는 구성을 취하고 있는데, 이와 같은 구성은 타이어 내부 다른 요소들을 손상시킬 수 있으며, 타이어 규격의 저편평화로 내부 공간이 협소해 지면서 이러한 구성을 타이어에 적용하는 것에 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 타이어 제조 시 작업성을 저해하지 않으면서도, 흡음재가 타이어 내측 표면에 견고하게 부착 고정되어 타이어 내에서 발생되는 소음을 저감할 수 있는 타이어의 흡음재고정구조에 관한 기술을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 타이어의 내부 표면상에 흡음재를 흡음재 고정밴드를 이용하여 부착 고정하는 타이어 흡음재고정구조에 관한 기술을 제공한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 흡음재고정구조는 타이어의 이너라이너(inner liner) 상에 부착 고정되는 흡음재, 신축가능한 소재로 되고, 타이어의 내부 표면과 고정되는 결합부 및 흡음재를 이너라이너에 밀착시키고, 밀착상태를 유지하는 기능을 구비하는 가압부를 각각 포함하는 복수개의 흡음재 고정밴드를 포함하여 이루어지고, 가압부는 신장되었다가 수축하면서 흡음재의 상면에 하방 압력을 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 흡음재는 이너라이너의 원주방향을 따라 전면에 걸쳐 연속적으로 부착 고정되거나, 이너라이너의 원주방향을 따라 2개 이상의 흡음재가 불연속적으로 부착 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 복수개의 흡음재 고정밴드는 타이어의 원주방향을 따라 5 내지 180°의 간격을 갖되, 등간격으로 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 결합부는 흡음재 고정밴드의 양측 단부에 각각 형성될 수 있으며, 상기 결합부는 타이어의 이너라이너 양끝단 또는 숄더부(shoulder part) 양측 또는 사이드 월(side wall) 양측에 각각 부착되어 흡음재를 부착 고정시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 흡음재 고정밴드의 형태는 타원형, 원형, 오목형 및 사각형 중에서 선택되는 형태일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 흡음재 고정밴드는, 이너라이너와 동일한 재질로 되거나, 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 합성고무, 천연고무, 우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 호모 중합체 또는 이들 단량체의 공중합체로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 흡음재 고정밴드는 폭이 0.5mm 내지 30mm이고, 이너라이너 두께의 20 내지 120% 두께로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 결합부와 상기 타이어의 내부 표면과의 결합은, 접착공정 또는 용착공정으로 수행될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 결합부와 타이어의 내부 표면과의 결합은, 가류공정으로 이루어지고, 가류공정 중 가압부의 표면과 타이어의 내부 표면이 상호 부착되는 것을 방지하기 위하여 가류공정 이전에, 가압부의 하부에 가압부-타이어부착방지구조를 위치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 가압부-타이어부착방지구조는, 가류공정의 온도에서 용융되지 않는 고온 폴리머 재질로 될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일실시예는 타이어의 흡음재고정구조의 사용방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에서 타이어 흡음재고정구조 사용방법은 가압부에 힘을 가하여 흡음재 고정밴드를 상방향으로 신장시키는 단계, 가압부의 하부에 흡음재를 위치시키는 단계, 흡음재 고정밴드를 신장시키는 힘을 제거하여, 흡음재 고정밴드가 수축하면서 흡음재에 하방 압력을 가하는 단계, 흡음재 고정밴드가 흡음재와 타이어의 내부 표면과의 밀착상태를 유지시키는 단계, 인접한 흡음재 고정밴드를 상방향으로 신장시켜 흡음재를 인접한 흡음재 고정밴드의 가압부의 하부에 위치시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있으며, 타이어의 원주방향을 따라 형성된 흡음재 고정밴드 전체에 걸쳐 상기 흡음재가 고정 부착될 때까지 상기 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 가압부에 힘을 가하여 흡음재 고정밴드를 상방향으로 신장시키는 단계 이전에 흡음재 고정밴드 또는 흡음재의 일부위에 임시 또는 영구 고정용 접착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 타이어는 흡음재고정구조를 구비하여 타이어 내부로부터 발생되는 소음을 저감할 수 있다는 특징을 갖는다.

본 발명에 따르면, 흡음재를 타이어 내부에 부착시키기 위해 접착력을 제공하는 실란트층을 형성하지 않고 흡음재의 부착 고정이 가능하여, 실란트나 접착제를 사용하여 흡음재를 부착할 때에 비해 작업성이 증진되는 제1효과, 탄성력을 가지는 밴드를 구비하여 고정함에 따라 타이어에 손상을 주지 않으면서 견고하게 흡음재를 고정시킬 수 있다는 제2효과, 흡음재 고정밴드에 의해 흡음재와 타이어의 내측 표면과의 밀착력이 유지되어 흡음재가 타이어 내측 표면으로부터 이탈하는 문제점을 해소할 수 있다는 제3효과를 갖는다. 또한, 접착층이나 실란트층을 형성하는 물질은 환경 유해성 물질로서 사용이 제한되고 있으며, 본 발명에 따르면 이러한 물질을 사용하지 않고도 우수한 부착 신뢰성을 확보할 수 있다는 환경적인 측면에서의 이점도 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 흡음재 고정밴드의 결합부가 형성되는 위치에 따른 타이어 흡음재고정구조의 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 흡음재 고정밴드의 평면도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 흡음재 고정밴드의 배치구조를 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 특수형상으로 되는 흡음재 고정밴드의 평면도이다.
도 9내지 도10은 본 발명의 일실시예에 따른 흡음재고정구조를 포함하는 타이어의 단면 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제조방법을 통해 흡음재 고정밴드가 부착 고정된 타이어의 단면 모식도이다.
도 12는 본 발명의 흡음재고정구조의 일실시예에 따른 필름형태의 가압부-타이어부착방지구조의 적용을 설명하는 단면 모식도이다.
도 13은 본 발명의 흡음재고정구조의 일실시예에 따른 입체 형상의 가압부-타이어부착방지구조의 적용을 설명하는 단면 모식도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 발명은, 타이어의 내부에서 발생하는 소음을 저감하기 위하여 타이어의 내부 표면 상에 흡음재(10)를 부착 고정시키는 흡음재고정구조에 관한 것으로, 크게 타이어의 이너라이너(2) 상에 부착 고정되는 흡음재(10), 흡음재를 이너라이너(2)에 밀착 및 유지시키는 기능을 수행하는 복수개의 흡음재 고정밴드(20)를 주요 구성요소로 갖는다.

이하, 각 구성요소 별로 상술하기로 한다.

본 발명에서 흡음재(10)는 타이어 내부 공간에서 발생하는 공명 소음을 저감하기 위해 이너라이너(2)의 원주방향을 따라 부착 고정될 수 있으며, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 흡음재(10)는 이너라이너(2)의 원주방향을 따라 전면에 걸쳐서 연속적으로 부착 고정되거나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수개의 흡음재(10)가 이너라이너(2)의 원주방향을 따라 불연속적으로 부착 고정될 수 있다. 타이어 제조 공정의 작업성을 고려하였을 때, 복수개의 흡음재를 구비하는 경우, 흡음재(10)의 개수가 증가하면서 이를 흡음재 고정밴드(20)를 사용하여 부착 고정시키는 작업시간이 길어지는 문제점이 있을 수 있어 바람직하게 흡음재(10)는 이너라이너(2)의 원주방향으로 연속적으로 형성될 수 있다.

본 발명에서 복수개의 흡음재 고정밴드(20)는 타이어의 이너라이너(2) 상에 흡음재(10)를 부착 고정시키기 위한 수단으로써 타이어의 내부 표면과 고정되는 결합부(21) 및 흡음재(10)의 상면에 하방 압력을 가하여 흡음재(10)를 타이어의 내측 표면에 밀착시키는 가압부(22)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면 결합부(21)는 흡음재 고정밴드(20)의 양측 단부에 각각 형성될 수 있다. 도 1 은 흡음재 고정밴드(20)의 결합부(21)가 타이어의 내측 표면상에 결합되는 위치에 따른 실시예를 도시한 타이어 흡음재고정구조의 단면 모식도이다. 먼저, 도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일실시예에서 결합부는 타이어 내부 숄더부(3) 양측에 각각 부착되어 흡음재를 부착 고정시킬 수 있다. 또한, 도 1의 (b)를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에서 결합부(21)는 타이어 내부 이너라이너(2) 양끝단에 각각 부착되어 흡음재(10)를 부착 고정시킬 수 있다. 또한, 도 1의 (c)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일실시예에서 결합부(21)는 타이어의 사이드 월(4) 양측에 각각 부착되어 흡음재를 부착 고정시킬 수 있다. 다만, 결합부가 마련되는 위치는 흡음재가 타이어의 내부 표면과 안정적으로 밀착하여 장착 신뢰성을 충분히 확보하기 위하여 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 숄더부(3)에 부착되는 것이 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다.

또한, 도 2를 참조하면, 흡음재 고정밴드(20) 각각은 일방향이 길게 형성되고, 타원형, 직사각형, 오목형 등 기타 다양한 형상을 포함할 수 있다. 도 2를 계속해서 참조하면, 흡음재 고정밴드(20)는 양끝단에 결합부(21)가 형성되고, 양 결합부(21)의 사이 영역에 가압부(22)가 형성되므로, 흡음재는 가압부(22)의 측면을 통해 가압부(22)의 밑면으로 삽입되는 구성을 취하게 된다. 구체적으로 흡음재 고정밴드(20)는 하나의 부재로 이루어진 상태에서 타이어의 내부 표면과 결합되는 부위를 결합부(21)라 칭하고, 신장되었다가 수축하면서 흡음재(10)와 접촉하여 하방 가압하는 부위를 가압부(22)라고 칭할 수 있으며(즉, 결합부(21)를 제외한 흡음재 고정밴드(20)의 나머지 부위를 가압부(22)라 할 수 있다는 것이다.), 나아가, 결합부(21)와 가압부(22)를 각각 별도로 성형한 후 결합하여 구성할 수도 있을 것이다. 또한, 도 8을 참조하였을 때, 흡음재 고정밴드의 형상은 타원형, 오목형 및 직사각형으로 제한되지 않는다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 “X” 형태, 나아가 “*” 혹은 “+” 형태로도 가능할 수 있을 것이다. 또한, 이러한 형상의 흡음재 고정밴드(20)의 경우에도, 흡음재 고정밴드(20)의 끝단에 결합부가 형성되고, 흡음재(10)는 가압부(22)의 측면의 노출된 부위로 삽입하는 것은 자명하다.

흡음재 고정밴드(20)는 가압부(22)를 중심으로 하여 양방향으로 적어도 두 지점의 결합부(21)를 구비하여야 한다. 즉, 본 발명의 흡음재 고정밴드(20)는 양끝단부에 각각 형성된 결합부(21)가 타이어 내부 표면에 고정된 상태에서 그 사이 부분인 가압부(22)의 신축성을 활용하는 원리로 이용한다. 다시 말하면, 결합부(21)는 흡음재 고정밴드(20)의 테두리 중 소정의 부위에 형성되는데, 일례로 직사각형 형상(도 2의 (a)에 도시)의 흡음재 고정밴드(20)의 경우에는, 결합부(21)를 두 개의 짧은 변 주위의 영역(밴드의 양측 단부 각각)에 형성하는 것이 바람직하며, 이때, 두 개의 긴 변 주위의 영역은 타이어 내부 표면과 결합되지 않고 오픈되어, 흡음재의 설치 시에 흡음재가 입출입하는 입출구를 제공하게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서 흡음재 고정밴드는 도 11의 (c)에 도시된 실시예와 같이 포켓형태일 수 있다. 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 포켓형 흡음재 고정밴드(20)는 내부에 소정의 크기로 중공을 포함하고 있으며, 이 중공을 통하여 흡음재(10)를 삽입할 수 있다. 마찬가지로 포켓형 흡음재 고정밴드(20)는 신축소재로 되고, 타이어의 내부 표면과 부착 고정되는 하단이 결합부가 될 수 있으며, 중공부와 결합부를 제외한 나머지 부분을 가압부라고 할 수 있을 것이다.

도 3 내지 7은 본 발명에 따른 복수개의 흡음재 고정밴드의 배치구조에 따른 실시예를 도시한 것이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 복수개의 흡음재 고정밴드(20)는 “─” 형태로 타이어의 내측 표면에 각각 고정될 수 있으며, 소정의 간격을 두고 고정된 복수개의 흡음재 고정밴드(20)의 가압부(22) 하단에 흡음재가 삽입되어 부착 고정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 “─" 형태로 고정된 복수개의 흡음재 고정밴드(20)의 가압부(22) 하단에 타이어의 원주방향을 따라 연속적으로 흡음재(10)가 부착 고정될 수 있으며, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 “─” 형태로 부착된 복수개의 흡음재 고정밴드(20)의 가압부(22) 하단에 직사각형 흡음재(10)를 복수개 부착 고정하는 실시예도 가능할 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 복수개의 흡음재 고정밴드는 “X” 형태로 타이어의 내측 표면에 각각 고정될 수 있으며, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 “X” 형태로 고정된 흡음재 고정밴드(20)의 결합부(21)를 공유하는 형태로 형성될 수 있으며, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 결합부(21)를 공유하지 않고 “X” 형태의 흡음재 고정밴드(20)가 독립적으로 타이어의 내측 표면에 고정될 수도 있다. 또한, 도 8을 참조하면, “X” 형태로 형성되는 흡음재 고정밴드는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 애초에 흡음재 고정밴드(20)의 형상이 “X” 인 것을 사용할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 일방향이 길게 형성되는 형태의 흡음재 고정밴드(20)를 “X” 형태로 부착 고정시키는 것도 가능할 수 있다. 아울러, 도 4의 경우, 복수개의 흡음재 고정밴드(20)의 가압부(22) 하단에 타이어의 원주방향을 따라 연속적으로 흡음재(10)를 부착 고정시킨 실시예이나, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 직사각형의 흡음재(10)를 복수개 부착 고정하는 것도 가능할 수 있다는 것은 자명하다.

또한, 도 5 내지 도 6에 도시된 실시예는 도 3 에 도시된 “─” 형태 및 도 4에 도시된 “X”자 형태의 부착 고정 실시예를 혼합하여 구성한 실시예이다. 보다 견고한 하방 압력이 요구되는 경우에는 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같은 형태의 흡음재 고정밴드(20)를 부착 고정하는 것이 흡음재(10)에 대하여 보다 큰 하방 압력을 가할 수 있어 바람직 할 수 있을 것이다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 흡음재 고정밴드(20)는 직사각형 형태의 흡음재(10)를 복수개 부착 고정시키고자 하는 경우, “+” 형태도 가능할 수 있다. 도 7의 (a)는 직사각형 형태의 흡음재(10)의 긴 변이 원주방향을 따라 형성되는 경우에 가능한 실시예이고, 도 7의 (b)는 직사각형 형태의 흡음재(10)의 긴 변이 이너라이너(2)의 폭을 따라 형성되는 경우에 가능한 실시예이다.

도 9는 본 발명에 따른 흡음재고정구조를 포함하는 타이어의 단면을 도시한 도면이며, 도 9의 (a), 도 9의 (b), 도 9의 (c) 및 도 9의 (d)는 각각 흡음재 고정밴드가 30°, 45°, 60°, 90°의 등각 간격으로 배치된 타이어의 단면도를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에서 복수개의 흡음재 고정밴드(20)를 사용하여 흡음재(10)를 부착 고정시킨 흡음재고정구조는 타이어의 원주방향을 따라 5 내지 180도 범위의 간격을 가지되, 등각간격으로 복수개 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 보다 바람직하게 복수개의 흡음재고정구조 각각의 등각간격은 30 내지 60도 일 수 있다. 이는 등각간격이 30 내지 60도 일 때 작업의 효율성 및 흡음재의 장착 신뢰성을 동시에 충분히 확보할 수 있기 때문이며, 이에 제한되는 것을 아님을 명시한다. 또한, 흡음재고정구조는 타이어의 회전 관성모멘트에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 비대칭적으로 설치되는 경우, 타이어의 밸런스를 확보하지 못할 수 있어, 등각 간격을 두고 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 흡음재고정구조 간의 간격이 90도를 초과하는 경우에는 복수개의 흡음재 고정밴드(20)만으로 흡음재(10)를 이너라이너의 표면에 밀착시키기에 곤란 할 수 있다. 따라서, 흡음재고정구조 간의 설치 간격이 90도를 초과하는 경우에는, 흡음재 고정밴드(20) 또는 흡음재(10)의 일부위에 접착제를 도포하여 흡음재(10)와 타이어의 이너라이너(2) 표면과의 충분한 밀착력을 확보하는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 흡음재고정구조는 도 10에 도시된 바와 같이, 흡음재(10)의 일부위가 이너라이너(2)의 표면으로부터 이격되는 문제가 발생하더라도 흡음재 고정밴드(20)에 의해 고정되기 때문에, 흡음재(10)가 이너라이너(2)의 표면으로부터 이탈하여 타이어(1)의 내부 빈 공간을 회전하면서 타이어의 회전성능을 저하시키는 문제점을 유발하지 않는 다는 이점이 있다.

흡음재 고정밴드(20)는, 신축가능한 소재로 되며, 이로 인해, 가압부(22)는 흡음재(10)가 고정된 상태(설치상태)와 흡음재(10)의 고정이전상태에서나 고정된 후 탈거된 상태(이탈상태)에서의 신장방향으로의 길이가 서로 달라질 수 있게 되는 것이다. 흡음재 고정밴드(20)의 소재는 탄성체로 간주되고, 고유한 탄성계수를 보유하게 되며, 신장방향으로의 변형길이에 비례하여 수축력이 발생하며(후크의 법칙), 이러한 수축력이 흡음재가 설치되었을 때, 흡음재 고정밴드(20)가 흡음재(10)의 상면에 가하게 되는 하방 압력의 원천이 된다.

또한, 흡음재 고정밴드(20)의 소재의 탄성계수가 큰 경우, 흡음재 고정밴드(20)의 신장에 큰 힘이 필요하여 설치가 어려울 수 있으며, 흡음재 고정밴드(20)의 소재가 신축성이 작은 경우, 애초에 흡음재(10)를 설치하는 것이 불가능할 수도 있기 때문에 흡음재(10)의 장착 전후 길이간의 차이도 고려하여야 한다.

결합부(21)는, 다양한 형상으로 형성할 수 있고, 그 크기도 정해진 것은 아니나, 결합부(21)의 타이어 내부 표면과의 접촉면적이 클수록 타이어 내부 표면과 흡음재(10)와의 결합력을 더 크게 형성할 수 있다는 것을 고려하여 결정하여야 하며, 나아가 가압부(22)의 크기가 커진다면, 결합부(21)의 크기도 크게 설정하는 것이 바람직하다.

도 11의 (a)에 도시된 실시예에 따르면, 결합부(21)가 타이어의 내부 표면에 일체화되어, 외부에서 관찰하였을 때, 타이어의 내부 표면과 결합부(21) 상면과의 단차가 없을 수 있다. 이는, 흡음재 고정밴드(20)와 타이어 내부 표면과의 결합을 가류공정 등을 통해 수행하는 경우의 실시예에 해당하는 것인데, 가류공정 전의 결합부(21) 예정 부위가 가류 공정 중에, 타이어 내부 표면에 융착되어 일체화되는 것에 기인한다. 따라서, 이러한 실시예의 경우에도 결합부(21)가 부재하는 것은 아님은 분명하다.

또한, 흡음재 고정밴드(20)의 두께는, 모든 부위에 있어서 동일한 두께로 설계할 수도 있지만, 구조적으로 특정부위가 다른 부위에 비해 더 많이 신장되는 경향이 있다면, 해당부위의 두께를 더 두껍게 설정할 수 있고, 특정부위가 다른 부위에 비해 덜 신장되는 특징이 있다면, 해당부위의 두께를 더 얇도록 설정하는 것을 고려할 수 있을 것이다.

흡음재 고정밴드(20)의 소재는, 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 합성고무, 천연고무, 우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 호모 중합체 또는 이들 단량체의 공중합체로 이루어질 수 있다. 또한, 라텍스 등의 소재를 적용할 수 있음은 물론이다. 흡음재 고정밴드(20)는 기본적으로, 소정의 탄성을 보유할 수 있도록 조성물의 설계를 수행하여야 한다.

도 1을 참조하였을 때, 본 발명의 흡음재고정구조는 타이어 내부의 표면 즉, 사이드 월(4), 숄더부(3) 및 이너라이너(2) 상에 형성될 수 있으며, 흡음재 고정밴드(20)의 두께는 바람직하게 이너라이너(2) 두께의 20 내지 120%의 두께로 형성할 수 있는데, 일반적으로 16인치 승용타이어의 이너라이너(2)의 두께는 1.5mm로 형성됨을 감안할 때, 20% 미만으로 형성되는 경우, 흡음재 고정밴드(20)의 두께가 지나치게 얇아 흡음재의 삽입 시, 파단이 발생하는 등의 내구성 문제가 발생할 가능성이 크고, 120%를 초과하여 형성되는 경우, 흡음재(10)의 부착 시 또는 부착 이후, 해당 부위의 질량 증가분이 무시할 수 있는 수준을 넘어서므로, 국부적으로 균일화되지 않은 원심력이 발생하게 되고, 이는 타이어의 편마모를 야기하는 등의 문제를 발생시킬 수 있음을 감안한다. 또한, 흡음재 고정밴드(20)는 폭이 0.5mm 내지 30mm인 것이 바람직할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다.

또한, 흡음재 고정밴드(20)를 이너라이너(2) 상에 형성하는 경우, 흡음재 고정밴드(20)의 소재를 이너라이너(2)와 동일한 재질로 할 수 있는데, 이는 특히 후술하는 바와 같이 흡음재 고정밴드(20)와 이너라이너(2)를 가류공정에 의해 결합하는 경우, 별도의 접착제를 사용하지 않으면서도 상호 결합성을 극대화 시킬 수 있는 등의 유리한 점이 있음을 감안한다.

다음은, 흡음재 고정밴드(20)와 타이어 내부 표면과의 결합공정 등 본 발명의 타이어 흡음재고정구조의 제조방법과 관련하여 설명하기로 한다.

상기 흡음재 고정밴드(20)의 결합부(21)와 상기 타이어의 내부 표면과의 결합공정은, 접착공정 또는 용착공정으로 이루어질 수 있다. 접착공정은 소정의 조성을 갖는 접착제를 사용하고, 용착공정은 상기 결합부 또는 상기 타이어 내부 표면의 소정의 부위에 열을 가하여 부분 용융시킨 후, 결합부(21)와 타이어 내부 소정의 부위를 맞대고 압력을 가하여 접착하는 공정이다. 사용되는 접착제의 조성이나, 용착공정에서의 용융온도 등은 타이어 내부 표면의 조성이나 흡음재 고정밴드(20)의 조성에 따라 다르게 선택되어야 한다.

상기 결합부(21)와 상기 타이어의 내부 표면과의 결합은 가류공정으로 이루어질 수 있다. 가류공정은, 미가황의 그린타이어를 가류 금형에 장착시킨 후, 열과 압력을 가하여 타이어를 소정의 형상으로 성형하는 동시에 타이어의 요구물성을 확보하는 공정인데, 본 발명에서의 흡음재 고정밴드(20)를 타이어 내부 표면에 결합하는데 활용할 수 있다.

가류공정에 앞서, 흡음재 고정밴드(20)와 타이어 내부 표면은, 물리적으로 덧대는 방식(비접착식)으로 준비할 수 있으나, 소정의 접착제를 이용하여 결합부(21)를 타이어 내부 표면에 가접하여 준비할 수 있음은 물론이다. 동시에, 가류공정 중 흡음재 고정밴드(20)의 가압부(22)의 표면이 타이어의 내부 표면과 상호 부착되는 것을 방지하기 위하여 가류공정 이전에, 가압부(22)의 하부에 가압부-타이어부착방지구조(30)를 위치시킬 수 있다. 이러한 가압부-타이어부착방지구조(30)는, 적어도 그 표면이 가류공정의 온도에서 용융되지 않는 고온 폴리머 재질로 되는 것이 요구된다.

도 12의 (a)를 참조하였을 때, 가압부-타이어부착방지구조(30)는, 그 형상이 두께가 얇은 필름형상일 수 있는데, 이 경우, 가압부(22)의 신장방향의 초기 길이를 최소로 할 수 있으며, 이러한 실시예는 적용되는 흡음재(10)의 두께가 얇은 경우에 적용하는 것이 바람직할 것이다. 반면, 도 13의 (a)를 참조하였을 때, 채택되는 흡음재(20)의 두께가 두꺼운 경우, 가압부-타이어부착방지구조(30)는 소정의 높이를 갖는 입체형상을 갖는 것을 적용하는 것이 바람직할 수 있는데, 이러한 경우, 필름형상의 가압부-타이어부착방지구조(30)를 적용하는 경우, 가압부(22)의 변형량(길이)가 지나치게 커져야 되므로, 흡음재 고정밴드(20)가 파단되거나, 아예 흡음재(10)의 장착이 불가능할 수 있기 때문이다.

가압부-타이어부착방지구조(30)의 두께는 상기 흡음재(10) 두께의 20 내지 50 % 일 수 있다. 그 두께가 흡음재(10) 두께의 50% 보다 크면, 가류 시 압력이 불균일하게 작용할 수 있고, 20% 보다 작으면, 흡음재(10)의 삽입 시에, 고정밴드(20)의 신장량이 지나치게 커져 파단 등의 문제가 발생할 가능성이 있음을 감안한다.

또한, 가압부-타이어부착방지구조(30)는, 가류공정을 통해 흡음재 고정밴드(20)의 결합부(21)와 타이어 내부 표면의 결합이 완료된 이후에는, 제거하여야 하는데, 제거 시기는 흡음재(10)의 장착 이전의 임의의 시점이면 충분하다.

요컨대, 가류공정을 이용한 결합부(21)와 타이어 내부 표면 간의 결합은, 가류준비단계, 가류단계를 포함하여 이루어지며, 상기 가류단계에 앞서, 가압부(22)와 타이어 내부 표면의 사이에 가압부-타이어부착방지구조(30)를 설치한다는 것이다.

도 11은 상기 공정을 통해 흡음재 고정밴드가 부착 고정된 타이어의 단면도를 도시한 도면이다. 먼저, 도 11의 (a)는 가류공정을 통하여 결합부(21)와 타이어의 내부 표면이 완전히 융착되어 일체화된 실시예이다. 도 11의 (a)에 따른 실시예는 흡음재 고정밴드(20)의 결합부(21)가 타이어의 내부 표면에 완전히 일체화 됨에 따라 보다 견고한 고정력을 확보할 수 있어 흡음재(10)의 장착 신뢰성이 우수하다는 이점이 있을 수 있다. 또한, 가류공정의 조건을 달리하면, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 결합부의 하단과 타이어의 내부 표면을 융착시켜, 타이어의 내부표면과 결합부(21) 상면과 소정의 단차를 갖도록 흡음재 고정밴드(20)를 타이어 내부 표면에 부착 고정시킬 수도 있다.

또한, 도 11의 (c)에 도시된 실시예는 포켓형태의 흡음재 고정밴드(20)를 타이어 내부 표면에 가류시켜 가능할 수 있다. 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 포켓형태의 흡음재 고정밴드(20)는 밴드의 내부에 소정의 크기로 중공을 포함하고 있으며, 이 중공에 흡음재(10)를 삽입하여 흡음재(10)를 부착 고정시킬 수 있다. 또한, 포켓형 흡음재 고정밴드(20)를 가류공정을 통하여 타이어의 내부 표면에 부착 고정시킬 시, 가류공정의 조건에 따라 타이어의 내부 표면과 결합부(21) 상면과의 단차가 없는 형태로도 가능할 수 있음을 명시한다.

이하, 본 발명의 타이어 흡음재고정구조의 사용방법에 대하여 설명하기로 한다.

첫째, 가압부(22)에 힘을 가하여 흡음재 고정밴드(20)를 상방향으로 신장시킨다. 이러한 단계에 앞서 흡음재 또는 흡음재 고정밴드(20)의 일부위에 임시 또는 영구 고정용 접착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 임시 고정용의 접착제의 접착력은 강할 필요는 없는 반면, 영구적으로 흡음재(10)를 타이어의 내부 표면 상에 고정하고자 할 경우, 접착력이 강한 접착제를 적용할 수 있을 것이다. 이와 같이 접착제를 추가 적용하는 경우, 흡음재 고정밴드(20)가 제공하는 하방 압력에 접착제의 접착력이 더 부가되므로, 흡음재의 장착 신뢰성을 증대시킬 수 있다. 특히, 전술한 바와 같이 흡음재고정구조 간의 간격이 90도를 초과하는 경우에 이와 같이 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있을 것이다.

둘째, 신장된 흡음재 고정밴드(20)의 측면을 통해 흡음재(10)를 삽입하여 가압부(22)의 하부에 흡음재(10)를 위치시킨다.

셋째, 흡음재 고정밴드(20)를 상방향으로 신장시키는 힘을 제거하여, 흡음재 고정밴드(20)가 수축하면서 가압부(22)가 흡음재(10)에 하방 압력을 가하도록 한다.

넷째, 흡음재 고정밴드(20)가 흡음재(10)와 타이어의 내부 표면(이너라이너)와의 밀착상태를 유지하도록 한다.

다섯째, 상기 흡음재 고정밴드(20)와 인접한 흡음재 고정밴드(20)를 상방향으로 신장시킨 뒤, 상기 흡음재 고정밴드(20)의 하부에 밀착시킨 흡음재(10)를 소정의 힘으로 당겨 상기 인접한 흡음재 고정밴드(20)의 가압부(22) 하부에 상기 흡음재(10)를 위치시킨다.

상기 단계들을 흡음재(10)가 타이어의 원주방향을 따라 전면에 걸쳐 부착 고정될 수 있도록 반복적으로 수행한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 타이어
2: 이너라이너 (inner liner)
3: 숄더부 (shoulder part)
4: 사이드 월 (side wall)
10: 흡음재
11: 흡음재 부착 공간
20: 흡음재 고정밴드
21: 결합부
22: 가압부
30: 가압부-타이어부착방지구조

Claims (18)

1. 타이어의 내부에서 발생하는 소음을 저감하기 위하여 상기 타이어의 내부 표면상에 흡음재를 고정하는 흡음재고정구조에 있어서,
   상기 타이어의 이너라이너(inner liner) 상에 부착 고정되는 흡음재;
   신축가능한 소재로 되고, 상기 타이어의 내부 표면과 고정되는 결합부 및 상기 흡음재를 상기 이너라이너에 밀착시키고, 밀착상태를 유지하는 기능을 구비하는 가압부를 각각 포함하는 복수개의 흡음재 고정밴드; 를 포함하여 이루어지고,
   상기 복수 개의 흡음재 고정밴드에서 각각의 흡음재 고정밴드는 양측 단부에 상기 결합부가 형성되고, 상기 가압부는 양측의 상기 결합부 사이 영역에 형성되어 신장되었다가 수축하며,
   상기 타이어의 내부에서, 상기 결합부가 숄더부 양측, 이너라이너 양끝단 또는 사이드월 양측에 부착되고 상기 가압부가 상기 흡음재의 상면에 하방 압력을 가함으로써 상기 흡음재가 고정되고,
   상기 흡음재는 상기 가압부의 측면을 통해 상기 가압부의 밑면으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡음재는 상기 이너라이너의 원주방향을 따라 전면에 걸쳐 연속적으로 부착 고정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡음재는 상기 이너라이너의 원주방향을 따라 2개 이상 부착 고정되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수개의 흡음재 고정밴드는 상기 타이어의 원주방향을 따라 5 내지 180°의 간격을 갖되, 등간격으로 부착되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡음재 고정밴드는 타원형, 원형, 오목형 및 사각형 중에서 어느 하나의 형상으로 되고, 상기 결합부는 상기 흡음재 고정밴드의 양측 단부 각각에 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡음재 고정밴드는, 에틸렌초산비닐 공중합체(EVA), 합성고무, 천연고무, 우레탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 호모 중합체 또는 이들 단량체의 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡음재 고정밴드는 상기 이너라이너와 동일한 재질로 되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡음재 고정밴드는 폭이 0.5mm 내지 30mm이고, 상기 이너라이너 두께의 20 내지 120% 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
    
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합부와 상기 타이어의 내부 표면과의 결합은, 접착공정 또는 용착공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
    
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 결합부와 상기 타이어의 내부 표면과의 결합은, 가류공정으로 이루어지고,
    상기 가류공정 중 상기 가압부의 표면과 상기 타이어의 내부 표면이 상호 부착되는 것을 방지하기 위하여 상기 가류공정 이전에, 상기 가압부의 하부에 가압부-타이어부착방지구조를 위치시키는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
    
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가압부-타이어부착방지구조는, 가류공정의 온도에서 용융되지 않는 고온 폴리머 재질로 되는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조.
    
16. 청구항 1에 따른 타이어의 흡음재고정구조의 사용방법에 있어서,
    i) 상기 가압부에 힘을 가하여 상기 흡음재 고정밴드를 상방향으로 신장시키는 단계;
    ii) 상기 가압부의 하부에 상기 흡음재를 위치시키는 단계;
    iii) 상기 흡음재 고정밴드를 신장시키는 힘을 제거하여, 상기 흡음재 고정밴드가 수축하면서 상기 흡음재에 하방 압력을 가하는 단계;
    iv) 상기 흡음재 고정밴드가 상기 흡음재와 상기 타이어의 내부 표면과의 밀착상태를 유지시키는 단계;
    v) 인접한 흡음재 고정밴드를 상방향으로 신장시켜 상기 흡음재를 상기 인접한 흡음재 고정밴드의 가압부의 하부에 위치시키는 단계; 를 포함하고,
    상기 흡음재가 상기 타이어의 원주방향을 따라 전면에 걸쳐 부착 고정될 때까지 상기 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조의 사용방법.
    
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 i) 단계 이전에, 상기 흡음재 고정밴드 또는 상기 흡음재의 일부위에 임시 또는 영구 고정용 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어의 흡음재고정구조의 사용방법.
    
18. 청구항 1에 따른 타이어의 흡음재고정구조를 구비하는 타이어.
    

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