KR102416596B1 - 휠 공명 소음 저감 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 휠 공명 소음 저감 구조는, 차량의 타이어 휠 림에 설치되는 휠 공명 소음 저감 구조로서, 상기 림의 외주면에 결합되고 축방향으로 소정 간격 이격된 한 쌍의 플랜지부와, 한 쌍의 상기 플랜지부 사이를 연결하면서 내부공간을 형성하고 원주방향 양단이 개방된 공명부로 구분되고, 원주방향을 따라 복수 개가 일렬로 설치되는 파장관 및 서로 인접하게 설치된 두 개의 상기 파장관의 사이에 회동 가능하게 설치된 판재 형태로 형성되고, 두 개의 상기 파장관 중 어느 하나의 개방된 공명부 단부를 폐쇄할 수 있는 게이트를 포함한다.

Description

휠 공명 소음 저감 구조 {RESONANCE SILENCING STRUCTURE FOR WHEEL}

본 발명은 휠 공명 소음 저감 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠의 림에 설치하여 공명 소음을 저감시키는 휠 공명 소음 저감 구조에 관한 것이다.

차량의 주행 중에는 휠, 구체적으로 림과 타이어 사이의 공간에서 공기가 유동하게 된다. 그런데 특정 속도, 예를 들어 약 시속 60~100km의 속도로 주행하게 되면, 타이어 내측의 공기가 공명 현상을 일으키면서 큰 소음을 발생시키는 문제가 있었다.

이를 해결하기 위해, 일단이 개방되고 타단이 폐쇄되어 있는 파이프 형상의 파장관을 림에 설치하여, 파장관으로 유입되는 소음과 파장관에서 반사되어 나오는 소음을 서로 상쇄시켜 공명 소음을 감소시키는 방법을 사용하고 있다.

파장관을 작은 크기로 여러 개 설치할 경우 소음 저감에는 효과가 있지만 공정이 복잡하여 비용이 증가하고, 중량이 증가하여 연비가 감소하는 문제가 있었다.

또한, 미리 개방된 방향이 결정되어 있는 파장관을 사용할 경우, 차량의 좌륜 및 우륜에 설치할 파장관을 각각 개별적으로 제작하여야 하는데, 차량 조립시 좌우 부품을 반대로 장착할 경우 공명 소음을 저감시키지 못 하기 때문에 불량이 발생할 가능성이 높아지게 된다.

따라서, 단순한 구조를 가지면서도 차량의 좌우륜에 모두 적용할 수 있는 새로운 공명 소음 저감 구조가 요구되고 있는 실정이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2004-0022483 A (2004.03.16)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 간단한 구조를 가지면서 차량의 좌우륜에 구분 없이 설치 가능한 휠 공명 소음 저감 구조를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휠 공명 소음 저감 구조는, 차량의 타이어 휠 림에 설치되는 휠 공명 소음 저감 구조로서, 상기 림의 외주면에 결합되고 축방향으로 소정 간격 이격된 한 쌍의 플랜지부와, 한 쌍의 상기 플랜지부 사이를 연결하면서 내부공간을 형성하고 원주방향 양단이 개방된 공명부로 구분되고, 원주방향을 따라 복수 개가 일렬로 설치되는 파장관 및 서로 인접하게 설치된 두 개의 상기 파장관의 사이에 회동 가능하게 설치된 판재 형태로 형성되고, 두 개의 상기 파장관 중 어느 하나의 개방된 공명부 단부를 폐쇄할 수 있는 게이트를 포함한다.

상기 게이트에 설치되는 제1자석 및 상기 공명부의 양단에 각각 설치되는 제2자석을 더 포함하고, 상기 게이트가 회동하여 상기 공명부를 폐쇄할 때 상기 제1자석 및 상기 제2자석이 결합할 수 있다.

상기 게이트의 양면에 설치되는 밀착부재를 더 포함하고, 상기 공명부의 양단에는 외부 공기가 유동할 수 있는 개방홀이 형성되며, 상기 밀착부재는 상기 개방홀과 상기 게이트 사이의 틈새를 막을 수 있다.

상기 게이트에서 축방향으로 연장되는 회전축을 더 포함하고, 상기 회전축은, 서로 인접한 두 개의 상기 파장관 사이에서 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 파장관은, 원주방향 양단 사이의 간격이 주파수 20~25Hz인 음파의 파장 길이의 n/2배(단, n은 자연수)일 수 있다.

본 발명에 의한 휠 공명 소음 저감 구조에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 림과 타이어 사이에서 발생하는 공명 소음을 저감시켜 감성품질을 향상시킬 수 있다.

둘째, 차량의 좌우륜에 장착되는 구조를 일원화시킬 수 있기 때문에 조립 불량을 방지할 수 있고, 공정 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도,

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 휠 공명 소음 저감 구조에 대하여 설명하기로 한다.

참고로, 이하에서 설명하는 축방향 및 원주방향은 각각 림(10)의 축방향 및 림(10)의 원주방향을 의미한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 휠 공명 소음 저감 구조가 림(10)에 설치되어 있는 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 게이트(200) 주변을 확대한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 휠 공명 소음 저감 구조는, 양단이 개방된 파이프 형상으로 형성되어 림의 외주면을 따라 원주방향으로 일렬로 설치되는 복수 개의 파장관(100)과, 서로 인접한 두 개의 파장관(100) 사이에 설치되어 두 파장관(100) 중 어느 하나의 단부를 폐쇄할 수 있는 게이트(200)를 포함하여 구성된다.

파장관(100)은 그 내부로 유입된 소음의 파장과, 파장관(100) 내부에서 반사되어 나오는 소음의 파장이 서로 상쇄되어 소음을 감소시키는 구성이다. 파장관(100)은 크게 림(10)의 외주면에 직접 결합되는 플랜지부(110)와 소음의 공명을 발생시키는 내부공간을 형성시키는 공명부(120)로 구분될 수 있다.

플랜지부(110)는 림(10)의 외주면과 대응되는 곡률을 갖는 호 형상으로 형성되고, 축방향으로 소정 간격 이격된 한 쌍의 플랜지부(110)가 림(10)의 외주면에 설치된다. 보다 바람직하게는, 한 쌍의 플랜지부(110)의 원주방향 양단에서 서로 가까워지는 방향으로 절곡되어 서로 결합되도록 연장됨으로써 전체적으로 직사각형과 유사한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

공명부(120)는 한 쌍의 플랜지부(110) 사이를 연결하면서 림(10)과의 사이에 내부공간을 형성시킨다. 공명부(120)는 림(10)의 외주면과 이격되어 내부공간을 형성할 수 있다면 그 세부적인 형상을 특별히 한정하지는 않지만, 바람직하게는 한 쌍의 플랜지부(110) 사이를 호 형상으로 연결하는 곡면 형상으로 형성될 수 있다.

공명부(120)의 원주방향 양단부에는 개방홀(121)이 형성되어 내부공간과 연통된다. 이 개방홀(121)은 후술할 게이트(200)의 회동에 의해 폐쇄될 수 있다면 구체적인 형상을 특별히 한정하지는 않는다. 공명부(120)의 내부공간과 연통되는 경로는 개방홀(121) 외에는 존재하지 않아야 공명에 의한 소음 저감 효과를 나타낼 수 있을 것이다.

게이트(200)는 서로 인접한 두 개의 파장관(100) 사이에 회동 가능하게 설치되고, 개방홀(121)보다 큰 면적을 갖는 판재 형상으로 형성된다. 게이트(200)는 그 양측으로 돌출된 회전축(210)을 중심으로 회동되면서 두 개의 파장관(100) 중 어느 하나에 접하면서 개방홀(121)을 폐쇄시킬 수 있다.

게이트(200)의 회전축(210)은 두 개의 파장관(100) 사이에 회전 가능하게 설치되는데, 예를 들어 파장관(100)의 플랜지부(110)의 일부가 회전축(210)을 감쌀 수 있는 형태로 연장되어 있을 수 있다.

게이트(200)의 단부에는 제1자석(220)이 설치되어 있고, 게이트(200)가 회동되어 파장관(100)에 접할 때 제1자석(220)의 위치와 대응되는 위치, 즉 개방홀(121) 주변의 소정 위치에는 제2자석(122)이 설치되어 있다.

제1자석(220)과 제2자석(122)은 서로 자력으로 부착될 수 있고, 이에 따라 개방홀(121)이 폐쇄된 상태를 유지시킬 수 있게 된다.

게이트(200)의 양면에는 추가적으로 밀착부재(230)가 설치될 수 있다. 이 밀착부재(230)는 게이트(200)가 개방홀(121)을 밀폐시키는 것을 보조하기 위한 것으로서, 고무 등의 탄성 재질이나, 천 등의 흡음 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

게이트(200)는 단일 구성으로 형성되어 한 쌍의 파장관(100) 사이에 설치될 수도 있지만, 도 4에 도시된 바와 같이, 파장관(100)의 양단에 절반 크기의 게이트A(200a) 및 게이트B(200b)로 분할되어 설치된 후, 파장관(100)을 림(10)에 결합시키면서 게이트A(200a)와 게이트B(200b)를 결합시켜 하나의 게이트(200)를 이루도록 할 수도 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 파장관(100) 사이에 설치된 게이트(200)는 림(10)의 회전 방향에 따른 관성으로 회전 반대 방향의 파장관(100)에 접하도록 회동된다. 즉, 도 5와 같이 림(10)이 시계방향으로 회전하면 게이트(200)는 반시계방향으로 회동하여 제1자석(220)과 제2자석(122)이 부착되고, 도 6과 같이 림(10)이 반시계방향으로 회전하면 게이트(200)는 시계방향으로 회동하여 제1자석(220)과 제2자석(122)이 부착되는 것이다.

도 7에는 본 발명에 따른 휠 공명 소음 저감 구조를 적용한 휠을 차량의 좌우륜에 각각 설치한 실시예와, 파동관의 개방 방향이 한쪽 방향으로 고정되어 있는 동일한 휠을 차량의 좌우륜에 각각 설치한 비교예의 소음 주파수에 따른 소음 크기가 도시되어 있다.

즉, 실시예는 차량의 전진시 휠의 회전 방향과 동일한 방향으로 개방홀이 개방되어 있는 구성이고, 비교예는 차량의 좌우륜 중 어느 한쪽은 차량의 전진시 휠의 회전 방향과 동일한 방향으로 개방홀이 개방되어 있고, 다른 한쪽은 차량의 전진시 휠의 회전 방향과 반대 방향으로 개방홀이 개방되어 있는 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 공명음이 발생되는 주파수 200~250Hz 영역에서 평균적으로 약 5dB의 소음 저감 효과가 나타나는 것을 알 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 림 100: 파장관
110: 플랜지부 120: 공명부
121: 개방홀 122: 제2자석
200: 게이트 210: 회전축
220: 제1자석 230: 밀착부재

Claims (4)

1. 차량의 타이어 휠 림에 설치되는 휠 공명 소음 저감 구조로서,
   상기 림의 외주면에 결합되고 축방향으로 소정 간격 이격된 한 쌍의 플랜지부와, 한 쌍의 상기 플랜지부 사이를 연결하면서 내부공간을 형성하고 원주방향 양단이 개방된 공명부로 구분되고, 원주방향을 따라 복수 개가 일렬로 설치되는 파장관; 및
   서로 인접하게 설치된 두 개의 상기 파장관의 사이에 회동 가능하게 설치된 판재 형태로 형성되고, 두 개의 상기 파장관 중 어느 하나의 개방된 공명부 단부를 폐쇄할 수 있는 게이트;를 포함하는, 휠 공명 소음 저감 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 게이트에 설치되는 제1자석; 및
   상기 공명부의 양단에 각각 설치되는 제2자석;을 더 포함하고,
   상기 게이트가 회동하여 상기 공명부를 폐쇄할 때 상기 제1자석 및 상기 제2자석이 결합하는 것을 특징으로 하는, 휠 공명 소음 저감 구조.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 게이트의 양면에 설치되는 밀착부재;를 더 포함하고,
   상기 공명부의 양단에는 외부 공기가 유동할 수 있는 개방홀이 형성되며,
   상기 밀착부재는 상기 개방홀과 상기 게이트 사이의 틈새를 막는 것을 특징으로 하는, 휠 공명 소음 저감 구조.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 게이트에서 축방향으로 연장되는 회전축;을 더 포함하고,
   상기 회전축은, 서로 인접한 두 개의 상기 파장관 사이에서 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는, 휠 공명 소음 저감 구조.
   

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