KR20120023020A - 공명기의 설계 방법 및 공명기를 구비하는 공기 타이어 - Google Patents

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Abstract

트레드부 답면(4)에, 둘레 방향 홈(5)을 구비하고, 둘레 방향 홈(5)과 노면에 의해 형성되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감하기 위한 공명기(1)를 구비하고, 공명기(1)는 상기 둘레 방향 홈(5)으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부(2), 및 가지 홈부(2)에 연결되고 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 가지 홈부(2)의 그것보다 큰 기실부(3)를 구비하는 공기 타이어의 공명기(1)의 설계 방법에 있어서, 가지 홈부(2)의 중심축 O-O'의 길이를 l, 상기 둘레 방향 홈의 접지 노면 내에 있어서의 접지 길이를 L, 상기 가지 홈부의 가장 단면적이 작은 부분을 Smin, 상기 기실부의 단면적의 가장 큰 부분을 Smax로 했을 때, 가지 홈부가 Smin이 되는 위치 l1이 둘레 방향 홈으로의 개구부로부터 l1/L<1/π이고, 또한 l2/L<(l-l1)/L<1/π이며, 또한 공명기의 형상 l/L과 Smin/Smax의 관계가, 하기 수학식들을 만족하는 방법 및 상기 방법에 의해 설계된 공명기를 구비하는 공기 타이어.
Figure pct00025
과
Figure pct00026

Description

공명기의 설계 방법 및 공명기를 구비하는 공기 타이어{METHOD FOR DESIGNING RESONATOR AND PNUEMATIC TIRE HAVING RESONATOR}
본 발명은 트레드부 답면에, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 둘레 방향 홈과, 둘레 방향 홈과 접지 노면에 의해 구획되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감하는 복수의 공명기를 구비하는 공기 타이어에 관한 것으로, 이러한 공기 타이어로부터 발생되는 소음을 저감시키고, 정숙성의 향상을 도모함과 동시에 제동 성능, 배수 성능 및 웨트 노면에 있어서의 조종 안정성의 향상을 도모한다.
최근, 차량의 정숙성에 수반하여, 공기 타이어의 부하 구름 이동으로 인해 자동차 소음에 대한 문제가 커지고, 그 저감이 요구되고 있다. 그 중에서도, 고주파수, 특히 1000Hz 주변의 타이어 노이즈가 차량 외부 소음의 주된 원인이 되어, 환경 문제의 대응이라는 측면에서 그 저감 대책이 요구되고 있다.
이 1000Hz 주변의 타이어 노이즈는, 주로 기주 공명음에 의해 발생된다. 기주 공명음이란, 트레드부 답면의 둘레 방향으로 연속해서 연장되는 둘레 방향 홈과, 노면에 의해 둘러싸인 관 내의 공기의 공명에 의해 발생하는 소음으로, 일반적인 승용차에서는 800 내지 1200Hz 정도로 관측되는 경우가 많고, 피크의 음압 레벨이 높고, 주파수 대역이 넓기 때문에 공기 타이어로부터 발생되는 소음의 대부분을 차지하고 있다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 둘레 방향 홈이 접지면 내에 존재하고 통상적인 내압?부하 하중 조건에서 둘레 방향 홈의 접지면 내에서의 길이를 L로 했을 때, 둘레 방향 홈으로부터 발생되는 기주 공명음의 공명 주파수(Hz)는 하기 수학식 1로 구할 수 있다.
Figure pct00001
여기에서 의미하는 「n」은, n차 공명에 대응하는 것이고, 「c」는 공기 중의 음속을 나타낸다. 일반적으로는 대기압 1 기압, 기온 20 ℃의 조건 하에서 343.7(m/s)로 부여된다. 상기 수학식 1에서 나타낸 바와 같이, 무한하게 존재하는 공명 차수 중, 1차 공명음(n=1)이 소음에 대해 주요한 피크를 형성하고, 그 주파수는 일반적인 승용차에서 800 내지 1200Hz 정도로 관측되는 경우가 많다. 즉, 하기 수학식 2가 문제가 되는 기주 공명 주파수가 된다.
Figure pct00002
또한, 인간의 청각은 1000Hz 주변의 주파수 대역(A 특성)에서 특히 민감하기 때문에, 주행 시의 느낌면에서의 정숙성을 향상시키기 위해서도, 이러한 기주 공명음의 저감은 유효하다.
따라서, 이러한 기주 공명음의 저감을 목적으로, 둘레 방향 홈의 배치 개수나 용적을 감소시키는 것이 널리 행해지고 있는 것 외에, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 도 2에 도시한 바와 같은, 일단부만이 둘레 방향 홈에 개구하고 타단부가 랜드부(land) 내에서 종료되는 긴 가로 홈(측지 공명기)을 설치하여, 그 공명기 내에서의 반공진을 이용해서 기주 공명음을 저감시키는 것이 제안되어 있다. 그러나, 둘레 방향 홈의 홈 용적을 감소시킨 공기 타이어의 배수 성능의 향상이 희구되고 있다. 또한, 특허문헌 1에 개시된 공기 타이어에서는 긴 가로 홈의 배치가 필수적이기 때문에, 트레드 패턴의 설계상의 자유도를 향상시키고, 또한 랜드부의 강성을 확보해서 조종 안정성을 향상시키는 것이 희구되고 있다. 이러한 측지 공명 주파수는, 도 3에 도시한 바와 같이 공명기의 홈 길이를 l로 했을 때, 하기 수학식 3으로 나타내며, 특히 n=1로 했을 때의 주파수인 하기 수학식 4를 수학식 2의 주파수와 일치시킴으로써 공명기로서 작용시킬 수 있다.
Figure pct00003
Figure pct00004
이러한 대책으로, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 타이어 둘레 방향 홈으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부, 및 이러한 가지 홈부에 연결되고 가지 홈부보다 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 큰 기실부를 구비하는 헬름홀츠 공명기를 배치함으로써, 공명기에 의한 반공진을 이용해서 기주 공명음을 저감시키는 기술도 제안되어 있다(도 4 참조). 이것에 의해, 둘레 방향 홈의 홈 용적을 충분히 확보하고, 배수 성능을 향상시키면서도, 특허문헌 1에 기재된 공기 타이어와 비교해서 트레드 패턴의 설계상의 자유도를 향상시킬 수 있다. 헬름홀츠 공명기의 주파수는 하기 수학식 5로 나타낸다.
Figure pct00005
여기서, S는 세관(細管)의 단면적, lh는 세관의 길이, V는 기실부의 체적을 나타낸다. 또한, 단순한 공명기의 주파수는 수학식 4 및 수학식 5로 어림잡을 수 있지만, 일반적인 형상에 있어서는, 특허문헌 3에 개시되고 도 5에 도시한 바와 같은 계단형(stepped) 타입의 공명기로 생각하는 것이 바람직하다.
도 6에 모식적으로 도시하는, 계단형 타입 공명기의 기본 공명 주파수(n=1)는 하기 수학식 6을 만족하는 f로 나타낸다.
Figure pct00006
여기서, l1, l2는 각각 관의 길이, Smin, Smax는 각각 관의 단면적을 나타낸다. 상기 수학식 6에서 얻을 수 있는 공명기의 기본 주파수를 주 홈의 기주 공명 주파수(수학식 2)와 일치시키거나, 가까운 주파수로 설계함으로써 공명기는 그 효과를 충분히 발휘해 효율적으로 소음을 저감시킬 수 있다.
국제 공개 제2004/103737호 팸플릿 국제 공개 제2007/114430호 팸플릿 일본 특허 공개 제2008-179289호 공보 일본 특허 공개 제2007-237751호 공보 일본 특허 공개 제2007-237752호 공보
그러나, 수학식 6은 일반적인 설계 시에 사용할 수는 있지만, 수학식 자체가 초월(transcendental)인 것이기 때문에 분석 솔루션을 여기에서 얻을 수 없다. 따라서, 공명기의 설계 단계에서 복수회에 걸치는 시행 착오(trial and error)를 필요로 하고, 설계에 시간 및 수고를 필요로 하므로 효율이 나쁘다. 또한, 공명기가 둘레 방향 홈의 접지 길이의 변동에 대하여 어느 정도 안정적으로 작용할 지에 대해서도, 공명기를 구비한 타이어를 주행시켜서 시험할 때까지는 불확실했다. 일반적으로 복잡한 형상에 대해서는 특허문헌 4 및 5에 개시되어 있는 바와 같이, 수치 계산을 사용해서 공명기의 공명 주파수를 구할 수 있다. 그러나 계산 모델을 작성하는 공정수 등의 문제로 인해, 더욱 간편한 공명기의 설계 방법이 희구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 수학식이 초월이 되지 않은 모델식을 도출함으로써, 더욱 간편하게 공명기를 설계하는 방법을 제공하는 데 있다. 또한, 더 나아가 본 발명의 목적은, 이러한 설계 방법에 의해 설계된 공명기를 구비하는 공기 타이어를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 공명기의 설계 방법은, 트레드부 답면에, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 둘레 방향 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 홈과 노면에 의해 형성되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감시키기 위한 공명기를 구비하고, 상기 공명기는 상기 둘레 방향 홈으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부, 및 상기 가지 홈부에 연결되고 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 상기 가지 홈부의 그것보다 큰 기실부를 구비하는 공기 타이어의 공명기의 설계 방법에 있어서, 상기 가지 홈부의 중심축 O-O'의 길이를 l, 상기 둘레 방향 홈의 접지 노면 내에 있어서의 접지 길이를 L, 상기 가지 홈부의 가장 단면적이 작은 부분을 Smin, 상기 기실부의 단면적의 가장 큰 부분을 Smax로 했을 때, 가지 홈부가 Smin이 되는 위치 l1이 둘레 방향 홈으로의 개구부로부터 l1/L<1/π이고, 또한 l2/L<(l-l1)/L<1/π이며, 또한 공명기의 형상 l/L과 Smin/Smax의 관계가 하기 수학식 7과 수학식 8이 되도록 공명기를 설계하는 것을 특징으로 하고 있다.
Figure pct00007
Figure pct00008
여기에서 말하는 「둘레 방향 홈」이란, 타이어 둘레 방향에 직선상으로 연장되는 홈 뿐만 아니라, 지그재그 형상 또는 물결 형상으로 연장되고, 타이어 전체적으로 타이어 둘레 방향으로 일주하는 홈을 의미하는 것이고, 「접지 노면」이란, JATMA, ETRTO, TRA 등에서 규정되어 있는 표준 공기압(대기압:1기압)을 기초로, 통상 부하 하중을 공기 타이어에 부하하고, 상온(일반적으로 20℃)의 조건 하에서 구름 이동시켰을 때의, 접지 노면과 접촉하고 있는 트레드부 답면의 영역을 의미한다. 또한, 상기 l(l1, l2), L, Smin, Smax는 상온(일반적으로 20℃)에서 JATMA, ETRTO, TRA 등으로 규정되어 있는 표준 공기압(대기압:1기압)을 기초로, 통상 부하 하중을 공기 타이어에 부하한 조건 하에 있는 것이다.
또한, 본 발명의 공기 타이어는 트레드부 답면에 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 둘레 방향 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 홈과 노면에 의해 형성되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감하기 위한 공명기를 구비하고, 상기 공명기는 상기 둘레 방향 홈으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부, 및 상기 가지 홈부에 연결되고 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 상기 가지 홈부의 그것보다 큰 기실부를 구비하는 공기 타이어로서, 상기 가지 홈부의 중심축 O-O'의 길이를 l, 상기 둘레 방향 홈의 접지 노면 내에 있어서의 접지 길이를 L, 상기 가지 홈부의 가장 단면적이 작은 부분을 Smin, 상기 기실부의 단면적의 가장 큰 부분을 Smax로 했을 때, 가지 홈부가 Smin이 되는 위치 l1이 둘레 방향 홈으로의 개구부로부터 l1/L<1/π이고, 또한 l2/L<(l-l1)/L<1/π이며, 또한 공명기의 형상l/L과 Smin/Smax의 관계가 하기 수학식 9와 수학식 10을 만족하는 것을 특징으로 한다.
Figure pct00009
Figure pct00010
본 발명에 따르면, 수학식이 초월이 되지 않은 모델식을 도출함으로써, 더욱 간편하게 공명기를 설계하는 방법을 제공하는 데에 있으며, 더 나아가 이러한 설계 방법에 의해 설계된 공명기를 구비하는 공기 타이어를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 접지면 내에 있는 둘레 방향 홈을 모식적으로 도시하는 도면.
도 2의 (a)는 측지 공명기를 구비하는 트레드부의 일부 전개도이고, (b)는 (a)에 도시하는 전개도의 A-A'선의 단면도.
도 3은 측지 공명기를 모식적으로 도시하는 도면.
도 4는 헬름홀츠 공명기를 모식적으로 도시하는 도면.
도 5의 (a)는 계단형 타입의 공명기를 구비하는 트레드부의 일부 전개도이며, (b)는 (a)에 도시하는 전개도의 A-A'선의 단면도이고, (c)는 (a)에 도시하는 전개도의 B-B'선의 단면도.
도 6은 계단형 타입의 공명기를 모식적으로 도시하는 도면.
도 7은 본 발명을 따르는 설계 방법에 의해 공기 타이어에 설치된 공명기의 기주 공명음의 최적화 영역을 도시하는 도면.
도 8의 (a) 및 (b)는 종래예의 공기 타이어의 트레드부의 일부 전개도.
도 9의 (a) 내지 (f)는 본 발명을 따르는 설계 방법에 의해 공명기를 설치한 공기 타이어의 트레드부의 일부 전개도.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명을 따르는 설계 방법에 의해 공기 타이어(이하,「타이어」라고 한다)에 설치된 공명기의 기주 공명음의 최적화 영역(사선 부분)을 도시하는 도면이다. 도 9의 (a) 내지 (f)는 본 발명을 따르는 설계 방법에 의해 공명기를 설치한 공기 타이어의 트레드부의 일부 전개도이다.
본 발명의 공명기의 설계 방법은, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 트레드부 답면(4)에 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 둘레 방향 홈(5)을 구비하고, 둘레 방향 홈(5)과 노면에 의해 형성되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감하기 위한 공명기(1)를 갖고, 공명기(1)는 상기 둘레 방향 홈(5)으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부(2), 및 가지 홈부(2)에 연결되고 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 가지 홈부(2)의 그것보다 큰 기실부(3)를 구비하는 타이어에 있어서, 공명기(1)의 설계 방법에 관한 것이다. 이러한 설계 방법은, 가지 홈부(2)의 중심축 O-O'의 길이를 l, 둘레 방향 홈(5)의 접지 노면 내에 있어서의 접지 길이를 L, 가지 홈부(2)의 가장 단면적이 작은 부분을 Smin, 기실부(3)의 단면적의 가장 큰 부분을 Smax로 했을 때, 가지 홈부(2)가 Smin이 되는 위치 l1이 둘레 방향 홈(5)으로의 개구부로부터 l1/L<1/π이고, 또한 l2/L<(l-l1)/L<1/π이며, 또한 공명기의 형상 l/L과 Smin/Smax의 관계가 하기 수학식 11과 수학식 12를 만족하도록 공명기(1)를 설계하는 것이다.
Figure pct00011
Figure pct00012
또한, 둘레 방향 홈(5)은 직선 형상에 한정되는 것이 아니라, 곡선 형상, 지그재그 형상 등의 그 밖의 형상으로도 할 수 있다.
발명자들은, 가지 홈부(2) 및 기실부(3)로부터 이루어지는 공명기(1)를 이용하는 경우, 둘레 방향 홈(5)에 개구하고 있는 단부 부근에 단면적이 작은 영역을 갖는 것이 바람직하고, 그 결과 단면적이 작은 부분에서의 음향 에너지의 감쇠 작용을 기대할 수 있는 것을 발견했다. 또한, 특히 축선을 따라 종단부에 가까운 영역에서는 공명기(1)의 체적을 실질적으로 결정짓는 것이다. 그러한 체적은 Smin을 취하는 위치로부터 종단부에 가까운 공명기(1)의 어느 위치에서 확보해도 동일한 효과를 갖고, 상기 영역에서의 체적의 대표값으로서 공명기(1)의 최대 단면적을 Smax로 하는 것이다.
상기 사항을 근거로 하여, 가장 일반적인 계단형 타입의 공명기(1)에 있어서의 공명 주파수가 기주 공명음의 주파수와 일치하는 주파수를 고려하여, 수학식 2에서 얻어지는 주파수를 수학식 6에 대입하면 하기 수학식 13이 된다.
Figure pct00013
πl1/L, πl2/L이 1보다 충분히 작은 경우에, 수학식 13은 매클로린(MacLaurin) 전개함으로써 하기 수학식 14로 변환된다.
Figure pct00014
이로부터, 하기 수학식 15를 유도할 수 있다.
Figure pct00015
여기서, πl1/L, πl2/L이 1보다 충분히 작다는 가정에서 본 설계 방법으로 설계되는 공명기는, 특히 하기 수학식 16을 만족할 필요가 있다.
Figure pct00016
또한, 일반적으로 공명기(1)의 기본 주파수와 기주 공명음의 주파수는 엄밀하게 일치시킬 필요는 없고, 대략 20 내지 30% 정도의 주파수의 대역차를 갖고 있어도 그 효과는 충분히 기대할 수 있다. 즉, 수학식 2에 있어서, 하기 수학식 17로 했을 때, β=0.75 및 β=1.25가 각각 본 설계 방법을 이용했을 때의 낮은 주파수 및 높은 주파수의 설계 한계가 된다.
Figure pct00017
즉, 수학식 15는 하기 수학식 18로 바꿀 수 있다.
Figure pct00018
즉, 공명기(1)의 축선 길이와 주 홈 길이의 비 l/L과, 공명기의 단면적비 Smin/Smax의 관계는 도 7의 사선 부분에 해당하게 된다. 또한, 여기에서 사선부를 결정하는 상한의 수학식은 상기의 본 설계 방법의 제약에 따라 하기 수학식 19로 부여되고, 하한의 수학식은 하기 수학식 20으로 부여된다.
Figure pct00019
Figure pct00020
본 설계 방법에서 규정되는 범위는 l/L=0.562, Smin/Smax=0.995가 상한이 되고, 바람직하게는 수학식 7 및 8로 규정되는, 도 7의 사선 부분(최적화 영역)의 중앙 위치 부근에 공명기를 설계함으로써, 내압, 하중, 노면 등의 변화에 대하여 안정적으로 소음을 저감하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에서는, 공명기를 설계하는 데에 있어서 수학식이 초월이 되지 않기 때문에, 간편하게 공명기의 형상 요인을 결정할 수 있고, 적당한 공명기를 용이하게 설계할 수 있으며, 효과적으로 기주 공명음을 저감시킬 수 있는 타이어를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 도시는 생략하지만, 공명기(1)는 복수의 타이어 둘레 방향 피치에 있어서, 즉 소위 가변 피치로 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 공명기(1)가 모두 동일한 둘레 방향 피치로 배치될 경우에는, 타이어 부하 구름 이동 시에, 타이어 둘레 방향에 인접한 공명기(1)의 피치 노이즈가 서로 공명하고 증폭되어, 소음이 될 가능성이 있기 때문이다.
또한, 공명기(1)의 배치 피치가 접지 길이보다 작은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 공명기(1)의 배치 피치가 접지 길이보다 큰 경우에는, 타이어가 노면에 접지하고 있어도, 공명기(1)가 노면에 접지하지 않고, 기주 공명음을 유효하게 저감시킬 수 없는 가능성이 있기 때문이다.
또한, 상기 설계 방법에 의해 공명기(1)를 설치한 타이어에 있어서, 랜드부 강성 및 배수성의 관점에서, 공명기(1)와 둘레 방향 홈(5)을 연통시키는 사이프를 적어도 1개 구비하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 「사이프」란, 접지 시에 단면적이 90% 이상 감소하는 영역을 갖는 가는 홈으로서, l이나 S의 산출에는 포함되지 않는 것이다. 이때, 사이프의 폭이 2mm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상술한 바는 본 발명의 실시 형태의 일부를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 이들의 구성을 교대로 조합하거나, 다양한 변경을 추가할 수 있다.
실시예
이어서, 종래 기술의 공명기를 구비하는 종래의 타이어(종래예 타이어 1 및 2), 본 발명을 따르는 설계 방법에 의해 설계된 사이프를 구비하는 타이어(실시예 타이어 1~6)를, 타이어 사이즈 225/45R17의 승용차용 레이디얼 타이어로서, 각각 시험 제작하고, 성능 평가를 했는 바, 이하에 설명한다.
종래예 타이어 1 및 2는 각각 도 8의 (a) 및 (b)에 도시하는 트레드 패턴을 갖고, 둘레 방향 홈 및 이러한 둘레 방향 홈에 개구하는 종래 기술의 공명기를 구비하고 있다. 실시예 타이어 1~6은 각각 도 9의 (a) 내지 (f)에 도시하는 트레드 패턴을 갖고, 둘레 방향 홈과, 본 발명을 따르는 설계 방법에 의해 설계된 공명기를 구비하고 있다. 또한, 모든 공명기의 깊이는 6.5mm이며, 각각의 타이어에 대해서는 표 1에 나타내는 사양을 갖는다.
공명기가 랜드부 내에서 종료 1/L Smin/Smax 소음 저감 효과
종래예 타이어1 × 0.33 1 -
종래예 타이어2 ○ 0.29 - +0.8㏈
실시예 타이어1 ○ 0.30 0.28 -1.2㏈
실시예 타이어2 ○ 0.30 0.15 -2.3㏈
실시예 타이어3 ○ 0.31 0.08 -2.1㏈
실시예 타이어4 ○ 0.47 0.64 -2.4㏈
실시예 타이어5 ○ 0.39 0.15 -1.7㏈
실시예 타이어6 ○ 0.22 0.10 -1.7㏈
이들 각 시험용 타이어를 크기 7.5J의 림에 설치하여 타이어 차륜으로 하고, 공기압:210kPa(상대압), 타이어 부하 하중:4.0kN을 적용하고, 시속 80km/h에서, 실내 드럼 시험기상에서 주행시켰을 때의 타이어 측방음을 JASO C606 규격으로 정하는 조건으로 측정하고, 1/3 옥타브 중심 주파수 800-1000-1250Hz 대역에 있어서의, 파셜 오버올 값(Partial Over All)을 연산하여, 기주 공명음을 평가했다. 또한, 기주 공명음의 평가는 종래예 타이어 1에서 발생되는 소음의 음량에 대해 증감하고 있는 음량을 상대값으로 산출함으로써, 기주 공명음의 저감 효과를 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1의 결과에서 명백해진 바와 같이, 실시예 타이어 1~6은 종래예 타이어 1 및 2에 비해 기주 공명음이 저감되고 있다.
<산업상 이용가능성>
상술한 것으로부터 명백해진 바와 같이, 수학식이 초월이 되지 않는 모델식을 도출함으로써, 외관성 및 설계상의 자유도를 확보한 후에, 보다 간편하게 공명기를 설계하는 방법을 제공하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 이러한 설계 방법에 의해 설계된 공명기를 구비하는 타이어를 제공하는 것이 가능하게 되었다.
1 공명기
2 가지 홈부
3 기실부
4 트레드부 답면
5 둘레 방향 홈

Claims (2)

  1. 트레드부 답면에, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 둘레 방향 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 홈과 노면에 의해 형성되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감하기 위한 공명기를 구비하고, 상기 공명기는 상기 둘레 방향 홈으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부, 및 상기 가지 홈부에 연결되고 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 상기 가지 홈부의 그것보다 큰 기실부를 구비하는 공기 타이어의 공명기의 설계 방법에 있어서,
    상기 가지 홈부의 중심축 O-O'의 길이를 l, 상기 둘레 방향 홈의 접지 노면 내에 있어서의 접지 길이를 L, 상기 가지 홈부의 최소 단면적 부분을 Smin, 상기 기실부의 최대 단면적 부분을 Smax로 했을 때, 가지 홈부가 Smin이 되는 위치 l1이 둘레 방향 홈으로의 개구부로부터 l1/L<1/π이고, 또한 l2/L<(l-l1)/L<1/π이며, 또한 공명기의 형상 l/L과 Smin/Smax의 관계가 하기 수학식들이 되도록 공명기를 설계하는 것을 특징으로 하는 공명기의 설계 방법.
    Figure pct00021
    과
    Figure pct00022
  2. 트레드부 답면에, 타이어 둘레 방향으로 연장되는 적어도 1개의 둘레 방향 홈을 구비하고, 상기 둘레 방향 홈과 노면에 의해 형성되는 관 내의 공명에 의해 발생되는 소음을 저감하기 위한 공명기를 구비하고, 상기 공명기는 상기 둘레 방향 홈으로부터 분기해서 연장되는 가지 홈부, 및 상기 가지 홈부에 연결되고 연장 방향에 직교하는 단면의 면적이 상기 가지 홈부의 그것보다 큰 기실부를 구비하는 공기 타이어에 있어서,
    상기 가지 홈부의 중심축 O-O'의 길이를 l, 상기 둘레 방향 홈의 접지 노면 내에 있어서의 접지 길이를 L, 상기 가지 홈부의 가장 단면적이 작은 부분을 Smin, 상기 기실부의 단면적의 가장 큰 부분을 Smax로 했을 때, 가지 홈부가 Smin이 되는 위치 l1이 둘레 방향 홈으로의 개구부로부터 l1/L<1/π이고, 또한 l2/L<(l-l1)/L<1/π이며, 또한 공명기의 형상 l/L과 Smin/Smax의 관계가 하기 수학식들을 만족하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
    Figure pct00023
    과
    Figure pct00024
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101687442B (zh) * 2007-05-14 2012-05-30 株式会社普利司通 充气轮胎
JP5662785B2 (ja) 2010-12-14 2015-02-04 東洋ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP6166913B2 (ja) * 2013-02-28 2017-07-19 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
JP5852167B2 (ja) * 2014-04-04 2016-02-03 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP7108632B2 (ja) * 2017-12-13 2022-07-28 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
JP7139288B2 (ja) * 2019-06-11 2022-09-20 株式会社ブリヂストン タイヤ
CN115515802B (zh) * 2020-05-08 2024-04-19 株式会社普利司通 轮胎
CN115515801B (zh) * 2020-05-08 2024-11-26 株式会社普利司通 轮胎

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004103737A1 (ja) 2003-05-21 2004-12-02 Bridgestone Corporation 空気入りタイヤおよびそのタイヤのトレッドパターンの設計方法
WO2007072824A1 (ja) * 2005-12-21 2007-06-28 Bridgestone Corporation 空気入りタイヤ
JP4976025B2 (ja) 2006-03-03 2012-07-18 株式会社ブリヂストン タイヤ性能予測方法、タイヤ設計方法及びプログラム
JP4777799B2 (ja) 2006-03-03 2011-09-21 株式会社ブリヂストン タイヤ性能予測方法、タイヤ設計方法及びプログラム
JP5366539B2 (ja) * 2006-03-31 2013-12-11 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
JP5060790B2 (ja) 2007-01-25 2012-10-31 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
JP2009090824A (ja) * 2007-10-09 2009-04-30 Bridgestone Corp 空気入りタイヤ
CN101663176B (zh) * 2007-02-19 2012-02-08 株式会社普利司通 充气轮胎
JP5134879B2 (ja) * 2007-07-30 2013-01-30 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240077170A (ko) * 2022-11-24 2024-05-31 금호타이어 주식회사 공기입 타이어

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