KR20040036837A - 소음 저감 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음 저감 타이어에 관한 것이다.

본 발명은 타이어 벨트층 하부의 인너부분과 사이드월의 인너 부분에 흡음재를 구비하여 주행중 노면으로부터 가진되는 가진력에 의한 진동과 타이어 내부에서 발생되는 공명진동을 감소시킴으로써 조종안정성, 마모, 웨트 트랙션등 다른 성능에 영향을 미치지 않는 소음 저감 타이어의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에서 타이어 벨트층 아래의 인너 부분과 사이드월의 인너 부분에 구비된 흡음재는 폴리우레탄, 부틸고무, 부타디에 고무, 실리콘 고무 중에서 선택된 어느 하나를 유효성분으로 포함하는 재료이고, 흡음재의 두께는 1∼5mm로 유지한다.

Description

소음 저감 타이어{Pneumatic tire decreased road noise}

본 발명은 소음 저감 타이어에 관한 것으로서 보다 상세하게는 타이어 벨트층 하부의 인너부분과 사이드월의 인너 부분에 흡음재를 구비하여 주행중 진동과 소음을 감소시킨 소음 저감 타이어에 관한 것이다.

타이어는 각 요구성능을 만족시키기 위하여 패턴을 구비하고, 트레드의 돌기사이에 공간과 사이프(Sipe)를 형성하여 공기가 출입하게 하되, 차량의 주행시 트레드부가 지면과 밀착되면 공간 또는 사이프의 용적이 갑자기 압축되어 공간 또는 사이프에 위치한 공기를 외부로 방출하고, 지면과의 밀착상태가 해제되면 공간 또는 사이프의 용적이 갑자기 팽창되어 공간 또는 사이프로 외부공기를 흡입하게 된다. 차량의 주행에 따라 전기와 같이 일정한 간격으로 공기가 공간 또는 사이프에 출입하게 되면 연속적으로 압력파, 즉 음향에너지를 발생시키므로 소음이 발생된다. 또한 트레드 돌기의 자극극대 진동수와 타이어의 공명진동수가 일치하는 경우 진동수가 증폭되어 소음을 발생시킨다.

한편 차량이 주행하면서 타이어 내부의 공동(cavity)에서 공명진동이 발생하고 이 공명진동이 사이드월을 통해 차축에 전달되고 점차적으로 차량내부에까지 진동이 전달되어 이러한 진동에 의해 차량내부의 소음이 증가한다.

차량내부의 소음은 운전자의 주의를 산만하게 할 뿐만 아니라 차량의 이상시 발생하는 소리를 운전자가 감지할 수 없도록 하여 차량의 사고를 유발할 수 있어 차량제조회사 및 타이어 제조회사는 소음을 억제하거나 최소화하려는 연구에 많은 노력을 기울이고 있다.

한편 타이어에 있어서, 소음을 감소시기키 위한 여러 가지 기술이 개발되었다. 이러한 기술의 일예는 다음과 같다. 트레드 하부에 설치하는 벨트층에 있어서 기존의 벨트보다 폭이 넓은 벨트를 설치하여 주행중 소음(road noise)를 감소시켰으나 폭이 넓은 벨트에 의해 트레드 부분의 강성이 증가하여 승차성능이 저하되는문제가 있다. 벨트 끝단에서 바디플라이로 이어지게 보강재를 설치하여 주행중 소음을 감소시키고자 하였으나 이경우 타이어 내부에서 이미 발생된 공면진동을 억제하기에는 충분하지 않다. 차량 주행시 노면으로부터 타이어 트레드에 가진되는 가진력(加振力)을 감소시키기 위해 강성이 낮은 트레드 고무를 사용하여 저소음 타이어를 설계하였으나, 강성이 낮은 트레드 고무에 의해 타이어의 웨트 트랙션(wet traction) 및 조종안정성과 같은 주행성능이 감소되는 문제가 있다. 또한 진동억제용 섬유코드를 캡플라이로 사용하여 주행중 소음을 감소시켰으나 진동억제용 섬유코드의 비용이 많이 소요되어 원가상승에 문제가 있다.

본 발명은 타이어 벨트층 하부의 인너부분과 사이드월의 인너 부분에 흡음재를 구비하여 주행중 노면으로부터 가진되는 가진력에 의한 진동과 타이어 내부에서 발생되는 공명진동을 감소시킴으로써 조종안정성, 마모, 웨트 트랙션등 다른 성능에 영향을 미치지 않는 소음 저감 타이어의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 진동 및 소음의 발생 메커니즘을 도시한 타이어의 부분단면도이다.

도 2는 흡음재가 구비된 소음 저감 타이어의 부분단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 트레드 3,5 : 벨트층

7, 7' : 바디플라이 9 : 비드

11 : 사이드월 17 : 타이어 단면폭

19 : 트레드와 노면의 접지폭

본 발명의 소음 저감 타이어는 공지의 타이어에 있어서,타이어의 인너 부분 보다 상세하게는 벨트층 하부의 인너 부분과 사이드월의 인너 부분에 흡음재가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 중심으로 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 승용차용 래디알 타이어에서 발생되는 진동 및 소음의 발생 메커니즘을 도시한 타이어의 부분단면도이다. 타이어에서 진동 및 소음의 발생은 여러 가지 원인이 있지만 일반적으로 타이어가 노면을 주행시 노면으로부터 타이어에 가진되는 가진력이 주요 원인으로 작용하고 있다. 이러한 노면에서의 가진이 타이어 트레드(1) 아래의 벨트층(3)(5)으로 전달되어 벨트 끝단에서 가장 심하게 진동된다(A의 부분). 벨트층을 지난 진동은 사이드월(11)을 진동시켜 전체적으로 타이어 전체로 진동을 야기시킨다. 이러한 타이어 전체 진동과 차량의 주행시 타이어 공동부분에서 발생된 공명진동과 함께 자동차 차축(도면 미도시)으로 전달되고, 이 진동이 차량의 실내소음을 야기시킨다.

도 2는 본 발명의 흡음재가 구비된 소음 저감 타이어의 부분단면도이다. 도 2에서처럼 본 발명의 흡음재(13)는 타이어 벨트층(3)(5) 아래의 인너 부분과 벨트층의 끝단이 있는 사이드월(11)의 인너 부분에 구비되어 차량 주행시 트레드와 노면의 가진에 의한 가진력과 타이어 내부의 공명진동을 억제하여 사이드월에서 차축(도면 미도시)으로 전달되는 진동을 최소화하여 주행중 소음을 감소시킨다.

한편 도 1 및 도 2에서 7, 7'은 바디플라이, 9는 비드, 17은 타이어 단면폭, 19는 트레드와 노면의 접지폭을 나타낸다.

본 발명에서 타이어 벨트층 아래의 인너 부분과 사이드월의 인너 부분에 구비된 흡음재는 폴리우레탄, 부틸고무, 부타디에 고무, 실리콘 고무 중에서 선택된 어느 하나를 유효성분으로 포함하는 재료이고, 흡음재의 두께는 1∼5mm로 유지한다.

흡음재의 두께가 1mm 미만이면 노면으로부터 타이어에 가진되는 가진력과 타이어의 내부에서 발생하는 공명진동을 감소시키기 어렵다. 또한 흡음재의 두께가 5mm 초과하면 가진력과 공명진동을 억제할 수 있는 뚜렷한 효과의 상승이 없이 흡음재의 두께 증가로 인해 트레드 부분의 강성이 증가하여 승차성능이 저하되기 때문에 본 발명의 소음 저감 타이어에서 흡음재 두께는 1∼5mm로 유지하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일예로서 이들에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

<비교예>

승용차용 래디얼 타이어에 있어서, 흡음재를 구비하지 않은 타이어를 시험용 차량에 취부하였다. 주행중 소음, 통과 소음, 웨트 트랙션, 조정안정성을 각각 ISO의 방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 정리하여 나타내었다.

<실시예 1>

승용차용 래디얼 타이어에 있어서, 흡음재로서 두께가 3mm인 폴리우레탄을 타이어 트레드 벨트층 아래의 인너 부분과 벨트층의 끝단이 있는 사이드월의 인너부분에 구비한 타이어를 시험용 차량에 취부하였다. 주행중 소음, 통과 소음, 웨트 트랙션, 조정안정성을 각각 ISO의 방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 정리하여 나타내었다.

<실시예 2>

승용차용 래디얼 타이어에 있어서, 흡음재로서 두께가 3mm인 폴리우레탄을 타이어 트레드 벨트층 끝단이 있는 사이드월의 인너 부분에만 구비하고 이 타이어를 시험용 차량에 취부하였다. 주행중 소음, 통과 소음, 웨트 트랙션, 조정안정성을 각각 ISO의 방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 정리하여 나타내었다.

<실시예 3>

승용차용 래디얼 타이어에 있어서, 흡음재로서 두께가 3mm인 폴리우레탄을 타이어 트레드 벨트층 아래의 인너 부분에만 구비하고 이 타이어를 시험용 차량에 취부하였다. 주행중 소음, 통과 소음, 웨트 트랙션, 조정안정성을 각각 ISO의 방법으로 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 정리하여 나타내었다.

표 1. 비교예 및 실시예의 측정결과

항 목	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3
벨트층 하단 인너에 흡음재 구비	×*	◎*	×	◎
사이드월 인너에 흡음재 구비	×	◎	◎	×
주행중 소음	100**	120	115	110
통과 소음	100	120	110	110
웨트 트랙션	100	100	100	100
조정안정성	100	100	100	100

* ×는 흡음재가 구비되지 않음, ◎는 흡음재가 구비됨

** 비교예의 측정값을 100으로 하였을 때의 실시예의 측정값을 나타낸 것으로 수치가 높을 수로 우수함을 의미한다.

상기 표 1의 결과에서처럼 벨트층 하부의 인너부분과 사이드월의 인너 부분에 흡음재를 구비하는 본 발명의 소음 저감 타이어는 종래 흡음재를 구비하지 않은 타이어에 비해 주행중 소음을 감소시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 공지의 타이어에 있어서,

   타이어 벨트층 하부의 인너부분과 사이드월의 인너 부분에 흡음재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음 저감 타이어
2. 제 1 항에 있어서, 흡음재는 폴리우레탄, 부틸고무, 부타디에 고무, 실리콘 고무 중에서 선택된 어느 하나를 유효성분으로 포함함을 특징으로 하는 소음 저감 타이어
3. 제 1 항에 있어서, 흡음재의 두께는 1∼5mm 임을 특징으로 하는 소음 저감 타이어