KR20090010938A - Pneumatic tire with the sound absorber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저소음 타이어에 관한 것으로서, 주행시 발생 되는 저주파수 및 고주파수의 소음을 감소시켜 소음으로 인한 운전자의 피로를 낮출 수 있는 저소음 공기입 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a low noise tire, and to a low noise pneumatic tire capable of reducing driver's fatigue due to noise by reducing low and high frequency noise generated during driving.
일반적으로 공기입 타이어는 불규칙한 노면으로 인한 진동을 흡수하여 차량의 내구성을 증진시키고 차량 탑승자에게 편한 승차감을 주도록 내부에 공기를 충전하여 사용한다. 그리고 노면과 맞닿는 타이어 트레드에는 다수의 홈과 그루브로 구성되는 트레드패턴을 형성하여 차량의 조향성능 및 주행성능을 향상시킨다.In general, pneumatic tires are used to fill the air to absorb the vibrations due to irregular road surface to enhance the durability of the vehicle and give a comfortable ride to the vehicle occupants. In addition, a tread pattern including a plurality of grooves and grooves is formed on the tire tread in contact with the road surface, thereby improving steering and driving performance of the vehicle.
그러나, 차량 주행시 공기입 타이어의 트레드 패턴은 불규칙한 노면과 맞닿거나 외부에서 충격이 가해지는 경우 소음을 일으키고, 그 소음이 공기가 충전된 타이어 내부에 전달되어 타이어 자체가 예컨대, 내부의 공기를 진동시켜 소리를 증폭시키는 공명통과 같이 소음을 증폭시키며, 그 소음의 주파수와 물질의 형상에 따른 주파수 예컨대, 타이어 내부에 공기가 충전되도록 U자형으로 형성된 구조로 인해 공명(共鳴)현상이 발생하게 되어 그 소음은 더욱더 증폭되게 된다.However, the tread pattern of a pneumatic tire when driving a vehicle generates noise when it comes into contact with an irregular road surface or when an impact is applied from the outside, and the noise is transmitted to the inside of the tire filled with air, so that the tire itself vibrates, for example, the air inside. The sound is amplified like a resonance tube that amplifies the sound, and the frequency of the noise and the shape of the material, for example, a U-shaped structure that is filled with air to fill the inside of the tire causes a resonance phenomenon. Is further amplified.
상기 타이어의 구조로 인한 공명 주파수는 소리의 속도를 공기층의 원주 상 길이로 나눈 정수배에 상응하는 타이어 고유의 특정 주파수를 갖게 된다.The resonance frequency due to the structure of the tire has a specific frequency inherent to the tire corresponding to an integer multiple of the speed of sound divided by the circumferential length of the air layer.
상기한 문제점을 해결하기 위해, 소음을 줄일 수 있는 공기입 타이어가 도 1에 보는 바와 같이 개시되었다.In order to solve the above problems, a pneumatic tire capable of reducing noise has been disclosed as shown in FIG.
종래의 저소음 공기입 타이어(100)는 타이어(110) 내면에 흡음재(120)가 구비된다.The conventional low noise
상기 흡음재(120)는 다공질의 소재로 구성되고, 타이어(110) 부피의 20%이하의 부피를 갖도록 구성하였다.The
이에 따라, 상기 저소음 공기입 타이어(100)는 소음이 발생하면 다공질의 흡음재(120)로 소음을 저감(低減)시킬 수 있었다.Accordingly, the low noise
하지만, 상기 저소음 공기입 타이어(100)는 흡음재(120)를 타이어(110) 부피의 20%이상 갖도록 구성하면 타이어(110) 내부에 충전되는 공기량이 상대적으로 적어져 타이어 성능이 저하되고, 소량의 흡음재(120)만을 사용하게 됨으로써, 소음 저감 효과가 미미하여 공명현상으로 소음의 증폭 되는 문제점이 있었다.However, when the low noise
본 발명은, 상기 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 주행시 발생 될 수 있는 저주파수의 광대역 소음을 저감시키고, 특히 고주파수의 특정 주파수 예컨대, 사람이 피로를 가장 느끼기 쉬운 소음의 주파수나, 타이어의 고유의 특정 주파수로 인한 공명현상을 방지하여 소음으로 인한 운전자의 피로를 낮출 수 있는 저소음 공기입 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces the low frequency broadband noise that may be generated during driving, and in particular, a specific frequency of high frequency, for example, a frequency of noise or a tire that is most prone to fatigue. The purpose of the present invention is to provide a low noise pneumatic tire that can reduce the driver's fatigue due to noise by preventing resonance due to the specific frequency of the motor.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 타이어 내면에 부착되는 바닥판과, 상기 바닥판으로부터 타이어 반경방향 내측으로 돌출되고 일정간격 이격되는 한 쌍의 측벽과, 상기 각각의 측벽 끝단부로부터 서로 마주보도록 돌출형성되어 상기 측벽과 일체로 형성되는 내측절곡부로 이루어지고, 다공질소재로 형성된 소음제거구조체와; 상기 바닥판과 상기 측벽 및 상기 내측절곡부에 의해 형성된 적어도 하나 이상의 소음제거공간과; 상기 바닥판과 상기 타이어 내면을 접합시키는 접착제와, 상기 바닥판과 상기 접착제 사이에 도포되는 제1프라이머와, 상기 타이어 내면과 상기 접착제 사이에 도포되는 제2프라이머로 이루어진 접착층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a bottom plate attached to the inner surface of the tire, a pair of side walls protruding radially inward from the bottom plate and spaced apart from each other, and face each other from the end of each side wall A noise canceling structure formed of a porous material, the inner bent portion being protruded to be formed integrally with the sidewalls; At least one noise reduction space formed by the bottom plate, the side wall, and the inner bent portion; And an adhesive layer comprising an adhesive for bonding the bottom plate and the tire inner surface, a first primer applied between the bottom plate and the adhesive, and a second primer applied between the tire inner surface and the adhesive. It features.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 소음제거공간는 상기 바닥판으로부터 타이어 반경방향 내측으로 돌출형성되어 상기 측벽들 사이에 형성되는 적어도 하나 이상의 격벽에 의해 복수개로 분할 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the noise reduction space is characterized in that the plurality of partitions formed by at least one or more partitions formed between the side walls protruding radially inwardly from the bottom plate.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 접착제는 양면접착테이프인 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the adhesive is characterized in that the double-sided adhesive tape.
본 발명에 의하면, 소음제거구조체를 타이어의 내면에 결합하여 구성함으로써, 저주파수의 광대역 소음을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고주파수의 공명 주파수와 동일한 주파수의 소음을 감소시켜 소음이 증폭되는 것을 방지함으로써, 그로 인한 운전자의 피로를 낮출 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by combining the noise canceling structure to the inner surface of the tire, not only can reduce the broadband noise of the low frequency, but also reduce the noise of the same frequency as the resonance frequency of the high frequency to prevent the amplification of the noise, As a result, the driver's fatigue is reduced.
본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 공기입 타이어의 구조를 설명하기 전에, 본 발명에 적용된 헬름홀츠(Helmholtz) 공명원리에 대하여 개략적으로 설명한다.First, before describing the structure of the pneumatic tire of the present invention, the Helmholtz resonance principle applied to the present invention will be briefly described.
일반적으로, 헬름홀츠 공명원리는, 조그만 구멍이나 주둥이를 가진 밀폐된 공간 모양으로 구성된 장치로써 특별한 정상파가 가느다란 주둥이를 통해서 그 공명기 안으로 들어오면 그 정상파의 파형(Waveform)에 대한 새로운 역상(Out of Phase)형태의 진동으로 변하여 공명기 밖으로 산출되어 나온다. 따라서 특정한 주파수에 대한 위상변이(Phase Cancellation)가 발생하여 특정 정상파가 소멸하게 되어 소음을 감소할 수 있는 원리이며, 구조만 약간씩 변경하면 공명주파수를 가변할 수 있다.In general, Helmholtz Resonance Principle is a device consisting of an enclosed space with a small hole or snout, and when a special standing wave enters the resonator through a narrow snout, a new out of phase It is transformed into a vibration of the form and it comes out of the resonator. Therefore, the phase cancellation for a specific frequency (Phase Cancellation) occurs to eliminate the specific standing wave is a principle that can reduce the noise, a slight change in the structure can change the resonance frequency.
이러한 헬름홀츠 공명주파수는 다음의 수학식1에 의해 산출된다.This Helmholtz resonance frequency is calculated by the following equation.
여기서, f는 헬름홀츠의 공명주파수, C는 유체의 음속, S는 유체유입구의 단면적, L은 목의 길이, V는 공명공간의 체적이다.Where f is the resonance frequency of Helmholtz, C is the sound velocity of the fluid, S is the cross-sectional area of the fluid inlet, L is the length of the neck, and V is the volume of the resonance space.
상기 헬름홀츠의 공명주파수는 상기 S, L, V의 변수에 의해 가변될 수 있으므로, 가변가능한 주파수 대역폭을 넓게 할 수가 있다. 예컨대, 공명기의 목길이(L)를 작게함으로써, 공명주파수를 높게 할 수 있다.Since the resonant frequency of the Helmholtz can be varied by the variables of S, L and V, it is possible to widen the variable frequency bandwidth. For example, the resonance frequency can be increased by reducing the neck length L of the resonator.
실시예Example 1 One
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 공기입 타이어 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 접착층을 나타낸 부분확대 단면도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 공기입 타이어와 종래의 공기입 타이어의 주파수 대역에 따른 소리의 크기를 나타낸 그래프이다.2 is a sectional view of a pneumatic tire according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing an adhesive layer according to the first embodiment of the present invention, and FIG. It is a graph showing the loudness according to the frequency band of a pneumatic tire and a conventional pneumatic tire.
도 2에 도시된 바와 같이 본 실시형태에 의한 저소음 공기입 타이어(10)는 타이어(20)와 소음제거구조체(30) 및 상기 타이어(20)와 소음제거구조체(30)를 접착시키는 접착층(40)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, the low noise
상기 타이어(20)는 일반적인 공기입 타이어의 구조와 동일 하므로 설명을 생략한다.Since the
상기 소음제거구조체(30)는 다공질소재로 구성되며, 상기 타이어(20)의 트레드부(21)와 대응되는 위치의 타이어(20) 내면에 접착되는 바닥판(31)과, 상기 바닥 판(31)으로 부터 타이어(20) 반경방향 내측으로 일정 높이를 갖도록 한 쌍의 측벽(33)이 형성된다.The
상기 측벽(33)은 타이어(20) 폭 방향으로 서로 일정거리 이격하여 형성되고, 상기 측벽(33)의 타이어(20) 반경방향 내측 끝단으로부터 타이어(20) 폭 방향으로 일정 길이와 두께를 갖도록 내측절곡부(35)가 서로 마주보도록 각각 돌출형성된다. The
즉, 상기 측벽(33)들은 상기 내측절곡부(35)와 일체형으로 ㄱ자형상을 이루며 서로 일정거리 이격되어 대칭되는 형상으로 형성되는 것이다.That is, the
또한, 상기 측벽(33)과 상기 바닥판(31) 및 상기 내측절곡부(35)로 둘러싸인 소음제거공간(V)이 형성되며, 상기 내측절곡부(35)의 마주보는 양측 단부 사이에 는 소음흡입구(S)가 형성되어 상기 소음흡입구(S)통하여 상기 소음제거공간(V)로 소음이 흡입된다. 상기 소음흡입구(S)는 원주방향으로 연속하여 개방된 형상으로 형성된다.In addition, a noise removing space (V) surrounded by the
상기 소음제거구조체(30)은 다공질소재로 구성되어 200Hz 전후의 저주파수 대역의 소음을 저감시키며, 상기 소음제거공간(V)에서는 헬름홀츠 공명원리를 이용하여 1000Hz이상의 고주파수 대역의 소음을 저감시킬 수 있다.The
아울러, 상기 소음제거구조체(30)의 바닥판(31)을 두껍게 형성할수록 저주파수 대역의 소음이 통과되는 길이가 길어져 200Hz 전후의 저주파수 대역의 소음 저감 성능이 향상되는데, 상기 바닥판(31)의 두께는 타이어의 성능이 하락되지 않는 한도 및 소음 저감 성능에 따라서 결정되는 것이 바람직하다.In addition, the thicker the
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소음제거구조체(30)는 타이어(20) 내면에 접 착층(40)으로 부착된다. 상기 접착층(40)은 접착제(41)와 상기 접착제(41)에 도포되는 제1프라이머(41a) 및 제2프라이머(41b)로 구성되고, 상기 제1프라이머(41a)는 상기 접착제(41)와 상기 소음제거구조체(30)의 바닥판(31) 사이에 위치하며, 상기 제2프라이머(41b)는 상기 접착제(41)와 상기 타이어(20)의 내면 사이에 위치한다.As shown in FIG. 3, the
상기 제1 및 제2 프라이머(41a,42b)는 각 접착면의 접착력을 향상시키기 위해 도포되는 접착촉진제로서 액체로 되어 있으며, 부착 후에는 증발하여 눈에 보이지 않게 된다. 아울러, 상기 접착제(41)는 본드나 양면접착테이프로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 제1 및 제2 프라이머(41a,41b)는 별도로 구성하여 상기 바닥판(31) 또는 상기 타이어(20) 내면에 도포하는 것도 가능하다.The first and
여기서, 타이어의 소음은 크게 500Hz를 기준으로 500Hz이하 저주파 대역은 고체전달소음(STructure-borne Noise)이라고 일컫고, 500Hz 이상 고주파 대역은 공기전달소음(Air-borne Noise)라고 일컫는데, 고체전달소음은 타이어에서 발생한 진동이 차량의 현가장치계통을 통하여 차량의 실내로 전달는 진동에 의해 소음이며, 공기전달소음은 타이어에서 발생한 소음이 공기를 통해 직접 차량 실내로 유입되는 소음이다.Here, the noise of the tire is largely below 500Hz based on 500Hz, and the low frequency band is called STRUcture-borne noise, and the high frequency band above 500Hz is called air-borne noise. The vibration generated from the tire is transmitted by the suspension system of the vehicle to the interior of the vehicle, and the noise is caused by the vibration. The air transfer noise is the noise generated from the tire directly into the vehicle interior through the air.
상기 접착층(40)은 측방향 유니포미티를 향상시켜, 상기 고체전달소음의 발생을 방지하는데, 상기 측방향 유니포미티는 타이어가 차량에 창작되어 노면과 접촉할 때 타이어가 좌,우측으로 받는 힘을 의미하며, 상기 측방향 유니포미티가 나쁠수록 타이어의 진동이 커지고, 그 진동이 현가계를 지나 차량 내부로 전달되어 소음을 발생하기 때문에, 상기 접착층(40)으로 상기 소음제거 구조체(30)을 타이 어(20)에 단단히 접착시킴으로써, 상기 소음제거구조체(30)의 진동으로 인한 타이어의 진동을 방지한다.The
따라서, 상기 접착층(40)은 타이어(20)의 진동으로 인해 발생되는 500Hz이하의 저주파수 대역의 소음 발생을 방지하여, 소음 저감 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, the
이상 설명한 본 실시형태에서의 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.The operation and effects between the components in the present embodiment described above will be described.
본 실시형태의 공기입 타이어(10)는 타이어(20) 고유의 특정 주파수를 계산 후 소음 주파수와 타이어(20)의 특정 주파수가 동일하여 공명되는 것을 방지하도록 헬름홀츠 공명원리에 기초하여 상기 소음제거구조체(30)의 내측절곡부 두께(L), 소음제거공간(V)의 체적, 소음흡입구(S)의 면적을 조절하여 타이어(20)가 공명하는 동일한 소음 주파수를 저감하도록 구성하여, 타이어(20) 내면에 결합한다. 이때, 상기 수학식 1의 유체유입구는 상기 소음흡입구(S)와, 목의 길이는 상기 내측절곡부 두께(L)와, 공명공간은 상기 소음제거공간(V)과 대응하도록 상기 수학식 1로 계산하여 감소시키려는 소음 주파수를 결정하게 된다.The
이렇게 구성된 공기입 타이어(10)는 소음 발생시 다공질로 형성된 소음제거구조체(30)로 인해 200Hz 전후 저주파수 대역의 소음을 감소시킬 수 있으며, 1000Hz 이상의 고주파수 대역의 특정 주파수나, 사람이 귀에 거슬리는 소음의 주파수를 소음제거공간(V)에서 소음을 감소시킴과 동시에 상기 접착층(40)으로 500Hz이하의 저주파수 대역의 소음발생을 방지함으로써, 소음으로 인한 운전자의 피로를 낮출 수 있다.The
상기한 본 실시형태에서의 효과는 도 3의 제1 실시형태에 의한 공기입 타이 어(점선)와 일반적인 공기입 타이어(실선)의 주파수 대역에 따른 소리의 크기를 나타낸 그래프로 알 수 있다.The above-described effects in the present embodiment can be seen in a graph showing the loudness according to the frequency band of the pneumatic tire (dotted line) and the general pneumatic tire (solid line) according to the first embodiment of FIG.
도 4의 그래프의 가로축은 소리의 크기(dB)이고, 세로축은 주파수(Hz)이며, 각각 차량 내부에서 측정한 것이고, 여기서, 일반적인 공기입 타이어(실선)는 제1 실시형태의 공기입 타이어(10)에서 소음제거구조체(30)를 제거한 타이어이며, 상기 소음제거구조체(30)는 사람이 피로를 느끼기 쉬운 1000Hz의 소리를 저감시키도 구성하였다.In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the loudness (dB), the vertical axis represents the frequency (Hz), and are measured inside the vehicle, respectively. Here, the general pneumatic tire (solid line) represents the pneumatic tire of the first embodiment ( 10) is a tire from which the
도 4에서 보는 바와 같이 본 실시형태에 의한 공기입 타이어는 일반적인 공기입 타이어에 비해 전반적인 주파수 대역에서 소리의 크기(dB)가 낮게 검출되었다. 특히 상기 소음제거구조체(30)에 의해 250Hz 대역에서 소음이 3~4dB 낮게 검출되며, 본 실시형태에서 설정한 헬름홀츠의 공명 주파수인 1000hz 대역에서도 소음이 3dB 낮게 검출되었고, 500Hz이하의 대역에서도 상기 접착층(40)에 의해 소음이 저감되어 일반적인 공기입 타이어보다 본 실시형태에 의한 타이어가 현저히 낮은 소음이 발생함을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, the pneumatic tire according to the present embodiment was detected to have a lower loudness (dB) in the overall frequency band than the general pneumatic tire. In particular, the
실시예Example 2 2
도 6는 제2 실시형태에 의한 공기입 타이어의 단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 의한 공기입 타이어(10)는 제1 실시형태와 동일한 구성으로 작용과 효과 또한 동일하다.FIG. 6 is a cross-sectional view of the pneumatic tire according to the second embodiment, and as shown in FIG. 2, the
다만, 본 실시형태에서는 상기 소음제거구조체(30)의 측벽(33)사이에는 상기 바닥판(31)에서 돌출형성되는 격벽(39)이 더 형성된다. 상기 격벽(39)은 상기 측벽(33) 사이에 형성되는 소음제거공간(V)을 복수로 분할하여 다수의 소음 주파수를 감소시킬 수 있게 된다.However, in the present embodiment, the
또한, 상기 격벽(39)은 다수개 형성될 수 있으며, 각각의 간격과 두께는 저감시킬 주파수에 따라 달라질 수 있다.In addition, a plurality of
상기와 같이 구성된 본 실시형태의 각 구성간의 작용과 효과를 설명하면,If the operation and effects between the components of the present embodiment configured as described above are explained,
상기 공기입 타이어(10)는 양 측벽(33)사이에 격벽(39)을 다수의 특정 주파수 예컨대, 사람이 듣기 싫은 소음의 주파수와 타이어(20)의 공명주파수와 동일한 소음의 주파수를 감소시키도록 계산하여 격벽의 두께와 위치를 결정하여 형성하도록 한다.The
따라서, 상기 공기입 타이어(10)는 제1 실시형태의 효과에 다수의 특정주파수를 헬름홀츠 공명원리로 더 감소시킴으로써, 다수의 특정 소음을 저감시켜 소음으로 인한 운전자의 피로를 낮출 수 있다.Accordingly, the
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 당업자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지로 그 변형과 응용이 가능할 것이다.Although the present invention has been described with respect to preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and those skilled in the art will be able to make various modifications and applications within the scope of the present invention.
도 1은 종래의 저소음 공기입 타이어를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a conventional low noise pneumatic tire.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 공기입 타이어 단면도.2 is a sectional view of a pneumatic tire according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 접착층을 나타낸 부분확대 단면도.3 is a partially enlarged cross-sectional view showing an adhesive layer according to the first embodiment of the present invention.
도 4은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 공기입 타이어와 종래의 공기입 타이어의 주파수 대역에 따른 소리의 크기를 나타낸 그래프.Fig. 4 is a graph showing the loudness according to the frequency band of the pneumatic tire and the conventional pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention.
도 5은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 공기입 타이어 단면도.5 is a pneumatic tire sectional view according to the second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 저소음 공기입 타이어 20: 타이어10: low noise pneumatic tire 20: tire
21: 트레드 30: 소음제거구조체21: Tread 30: Noise canceling structure
31: 바닥판 33: 측벽31: bottom plate 33: side wall
35: 내측절곡부 40: 접착층35: inner bent portion 40: adhesive layer
41a,41b: 제1 및 제2프라이머 V: 소음제거공간41a, 41b: first and second primer V: noise canceling space
S: 소음흡입구 L: 내측절곡부 두께S: Noise intake L: Inner bend thickness
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