KR20160116741A - 자동차용 휠 공명기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 휠 공명기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정 장력을 갖는 구조로 제작하여 휠의 림부에 장착되도록 함으로써, 타이어내 공명 주파수 대역의 노이즈를 저감시킬 수 있도록 한 자동차용 휠 공명기에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 자체 장력을 갖는 구조이면서 튜브 형태가 아닌 아치형 단면 구조로 제작 구비되어, 일정한 장력을 가지면서 휠의 림부에 장착되는 동시에 림부와 함께 공명실을 형성하도록 함으로써, 별도의 휠 구조 변경없이 공명기를 림부에 용이하게 장착할 수 있도록 한 자동차용 휠 공명기를 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 휠 공명기{Wheel resonator for vehicle}

본 발명은 자동차용 휠 공명기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정 장력을 갖는 구조로 제작하여 휠의 림부에 장착되도록 함으로써, 타이어내 공명 주파수 대역의 노이즈를 저감시킬 수 있도록 한 자동차용 휠 공명기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 알루미늄 휠은 외부로 표출되는 수평 바디부와, 수평바디부와 일체로 성형되어 타이어가 장착되는 림부로 구성된다.

상기 자동차용 휠의 림부에 장착되는 타이어는 차량의 주행 중 노면과 지속적인 마찰을 하게 되므로, 타이어의 내부에서는 소음이 발생할 수 밖에 없으며, 이러한 소음은 타이어의 내면과 림의 사이에서 반사되어 공명현상을 일으키는 원인이 된다.

또한, 상기 타이어와 림부 사이의 내부에서 발생하는 소음의 공명현상은 차량의 실내쪽으로 일정 피크를 가지는 음으로 전달되어, 실내 소음을 발생시키는 원인이 된다.

따라서, 상기 타이어 내부의 공명 소음을 저감하기 위한 방법으로서, 휠의 림부에 공명기를 장착하는 방법이 적용되고 있다.

여기서, 종래의 자동차용 휠 공명기를 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 종래의 휠 공명기를 나타낸 단면 사시도이다.

종래의 휠 공명기(10)는 일정한 내부체적의 공명실(12)을 갖는 납작한 튜브 구조로 성형되는 동시에 그 양측단에 림부 체결용 체결단(14)이 돌출 형성된 구조로 제작되어, 휠(20)의 림부(22)에 원주방향을 따라 여러개가 등간격으로 장착된다.

특히, 종래의 휠 공명기(10)를 휠(20)의 림부(22)에 장착하기 위하여 림부(22)에 별도의 체결 구조가 형성되어야 한다.

즉, 상기 림부(22)의 양쪽에 별도의 지지벽(24)을 일체로 돌출 형성하는 동시에 지지벽(24)의 내측면에 끼움홈(26)이 형성하여야 한다.

더욱이, 상기 공명기(10)의 공명홀(16)이 측부에 형성됨에 따라, 림부(22)의 지지벽(24)에 공명홀(16)과 일치하는 별도의 관통홈(28)을 더 가공해야 한다.

따라서, 상기 휠 공명기(10)의 양측단에 형성된 체결단(14)을 림부(22)의 지지벽(24)에 형성된 끼움홈(26)내에 체결시킴으로써, 휠(20)에 대한 종래의 공명기(10) 장착이 완료되고, 휠 공명기(10)내의 공명실(12)에서 타이어 내 공명주파수 대역의 노이즈를 저감시키는 기능을 하게 된다.

그러나, 종래의 휠 공명기가 림부에 끼움 방식으로 체결됨에 따라 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 휠 공명기를 끼움 방식으로 체결하기 위하여, 휠의 림부에 추가적인 지지벽 구조가 형성되어야 하므로, 휠 제작 비용 증가 및 휠 중량 증가를 초래하는 문제점이 있다.

둘째, 휠에 공명기가 끼움 방식으로 체결되면, 결국 휠이 공명기를 홀딩하는 상태가 되므로, 타이어의 지속적인 노면 마찰력과 휠의 지속적인 회전력 등 외부 힘이 공명기에 작용하여, 공명기의 체결 상태가 헐거워지면서 이탈 현상이 발생할 소지가 있다.

셋째, 공명기가 휠의 림부에 여러개로 분할되어 장착됨에 따라, 휠 밸런스 를 유지하는데 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 자체 장력을 갖는 구조이면서 튜브 형태가 아닌 아치형 단면 구조로 제작 구비되어, 일정한 장력을 가지면서 휠의 림부에 장착되는 동시에 림부와 함께 공명실을 형성하도록 함으로써, 별도의 휠 구조 변경없이 공명기를 림부에 용이하게 장착할 수 있도록 한 자동차용 휠 공명기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 휠의 림부를 따라 일정 장력을 유지하며 감겨지는 환형 구조이면서 원주방향을 따라 일정 간격의 공명홀이 형성된 구조로 성형되어, 림부의 표면과 공명실을 형성하는 공명판과; 상기 공명판의 양측단부에 일체로 성형되어 림부의 내벽면에 밀착 지지되는 실링판; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 공명기를 제공한다.

바람직하게는, 상기 공명판 및 실링판은 자체 장력을 갖는 플라스틱 재질로 성형된 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 공명홀의 내주부에는 공명실을 향하여 돌출되는 강성 보강용 플랜지가 일체로 성형된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공명판의 저면에는 림부의 표면에 밀착되어 공명실을 여러개로 분할하는 동시에 반지름 방향 강성을 보강하는 내부 격벽이 일체로 성형된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 공명판 및 실링판은 휠의 림부 직경보다 작은 길이를 가지면서 그 양끝단이 자유단인 환형 띠편으로 성형되고, 림부에 감아서 일정 장력을 가지도록 늘려준 다음, 자유단인 양끝단을 레이저 또는 고주파 용접으로 일체화시킨 것임을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명의 공명기는 자체 장력을 갖는 재질을 이용하여 튜브 형태가 아닌 아치형 단면 구조로 제작 구비되어, 일정한 장력을 유지하면서 휠의 림부에 장착되는 동시에 림부와 함께 공명실을 형성하도록 함으로써, 타이어 내 공명주파수 대역의 로드 노이즈를 용이하게 저감시킬 수 있다.

둘째, 본 발명의 공명기는 휠의 림부에 일정 장력에 의하여 감겨지며 장착되므로, 공명기가 휠을 홀딩하는 견고한 장착 구조를 이룸에 따라 공명기의 이탈 현상을 방지할 수 있다.

셋째, 본 발명의 공명기는 별도의 휠 구조 변경없이 자체적인 장력만으로 림부에 용이하게 장착될 수 있으므로, 기존에 휠 구조 변경에 따른 중량 증가 및 제조 비용 증가를 방지할 수 있다.

넷째, 본 발명의 공명기를 구성하는 내부 격벽 및 플랜지가 공명기의 강성을 보강하는 역할을 하므로, 타이어 장착시 압력에 의한 공명기의 변형을 방지할 수 있다.

다섯째, 본 발명의 공명기를 구성하는 내부 격벽에 의하여 공명실이 여러개로 분할됨에 따라, 타이어 내 공명주파수 대역의 노이즈를 저감시키는 성능을 향상시킬 수 있다.

여섯째, 본 발명의 공명기는 기존에 여러개가 림부에 등간격으로 장착되는 분할형 공명기와 달리, 그 내부의 공명실만이 여러개로 분할되어 있을 뿐, 전체가 림부에 감싸여지는 일체형 구조로 제작됨에 따라, 원활한 휠 밸런스 유지를 도모할 수 있다.

도 1은 종래의 휠 공명기 구조를 나타낸 단면 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 휠 공명기를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 휠 공명기의 장착 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 휠 공명기의 장착 상태를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 휠 공명기의 제작 및 조립 과정을 도시한 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 휠 공명기를 나타낸 사시도이고, 도 3 및 도 4는 각각 본 발명에 따른 휠 공명기의 장착 상태를 나타낸 사시도 및 단면도이다.

도 2 내지 도 4에서 보듯이, 본 발명에 따른 휠 공명기는 기존의 튜브형 공명기와 달리 휠의 림부와 함께 공명실을 형성하도록 아치형 단면 구조로 제작되고, 특히 자체적인 장력을 가지도록 플라스틱 재질(예를 들어, 폴리프로필렌)을 이용하여 환형 구조로 성형 제작된다.

이를 위해, 본 발명의 휠 공명기(100)는 휠(20)의 림부(22)를 따라 일정 장력을 유지하며 감겨지는 환형 구조이면서 원주방향을 따라 일정 간격의 공명홀(112)이 형성된 구조로 성형되어 림부(22)의 표면과 공명실(12)을 형성하는 공명판(110)과, 이 공명판(110)의 양측단부에 일체로 성형되어 림부(22)의 내벽면에 밀착 지지되어 공명실(12)을 밀폐하는 실링판(120)으로 구성된다.

이때, 본 발명의 휠 공명기(100)는 밀도가 낮아 중량 감소에 유리하고, 일정 신율을 보유하여 늘어났을 때 일정 장력을 유지할 수 있는 플라스틱 재질(예를 들어, 폴리프로필렌)로 성형 제작되며, 이에 휠 공명기(100)를 구성하는 공명판(110) 및 실링판(120)은 림부(22)에 장착될 때 자체적인 장력을 갖게 된다.

바람직하게는, 본 발명의 휠 공명기(100) 즉, 공명판(110) 및 실링판(120)은 휠의 림부(22) 직경보다 작은 길이를 가지면서 그 양끝단이 자유단인 환형 띠편으로 먼저 성형된 후, 환형 띠편을 일정 장력을 가지도록 늘려주면서 림부(22)에 감은 다음, 자유단인 양끝단을 레이저 용접으로 일체화시킴으로써, 휠의 림부에 본 발명의 휠 공명기 조립이 완료된다.

이에, 본 발명의 공명기(100)는 휠(20)의 림부(22)에 일정 장력에 의하여 감겨지며 장착된 상태가 되고, 결국 공명기(100)가 휠의 림부(22)를 홀딩하는 견고한 장착 구조를 이루게 되어 외부 충격(타이어의 지속적인 노면 마찰력과 휠의 지속적인 회전력)에 의하여 이탈되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 공명기(100)를 성형 제작할 때, 공명홀(112)의 내주부에 공명실(12)을 향하여 돌출되는 강성 보강용 플랜지(114)가 일체로 성형된다.

또한, 상기 공명판(110)의 저면에 림부(22)의 표면에 밀착되어 공명실(12)을 여러개로 분할하는 동시에 반지름 방향 강성을 보강하는 내부 격벽(116)이 일체로 성형된다.

따라서, 타이어가 휠에 장착될 때 타이어 장착 압력이 공명기(100)에 작용하더라도, 강성 보강용 플랜지(114) 및 내부 격벽(116)에서 타이어 장착 압력을 견디게 되어, 결국 공명기(100)의 변형을 방지할 수 있다.

특히, 상기 공명판(110)의 저면에 형성되는 내부 격벽(116)은 원주방향을 따라 등간격으로 형성되도록 함으로써, 각 내부 격벽(116)이 림부(22)의 표면에 밀착되어 공명실(12)을 여러개로 분할하게 되며, 이에 공명실이 여러개로 분할됨에 따라 타이어 내 공명주파수 대역의 로드 노이즈를 저감시키는 영역이 여러개가 되어 로드 노이즈 저감 성능을 향상시킬 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 휠 공명기의 제작 및 조립 과정을 좀 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 휠 공명기의 제작 및 조립 과정을 도시한 개략도이다.

먼저, 플라스틱 재질을 이용하여 양끝단이 자유단으로 된 환형 형상의 공명기(100)를 사출 성형하는 바, 사출 성형된 휠 공명기(100)는 휠의 림부(22) 직경보다 작은 길이를 가지면서 그 양끝단이 자유단인 환형 띠편 형상을 갖는다.

보다 상세하게는, 사출 성형 완료된 본 발명의 휠 공명기(100)는 상기와 같이 휠(20)의 림부(22)를 따라 일정 장력을 유지하며 감겨지는 환형 구조이면서 원주방향을 따라 일정 간격의 공명홀(112)이 형성된 구조로 성형되어 림부(22)의 표면과 공명실(12)을 형성하는 공명판(110)과, 이 공명판(110)의 양측단부에 일체로 성형되어 림부(22)의 내벽면에 밀착 지지되어 공명실(12)을 밀폐하는 실링판(120)으로 구성된다.

다음으로, 환형 띠편 형상을 갖는 공명기(100)를 휠(20)의 림부(22)에 감아준 다음, 림부(22)에 감긴 공명기(100)의 표면을 롤러(30)의 가압력 및 회전력을 이용하여 일정 장력을 가지도록 늘려주는 과정을 진행하게 되는 바, 공명기(100)가 일정 신율을 갖는 플라스틱 재질로 성형된 상태이므로 일정 장력을 가지도록 용이하게 늘어나게 된다.

이어서, 상기 림부(22)에 감겨져 늘어난 공명기(100)의 양끝 자유단을 레이저 용접 또는 고주파 용접을 이용하여 접합시켜 일체화시킴으로써, 휠의 림부(22)에 본 발명의 휠 공명기가 일정 장력을 유지하며 조립 완료되는 상태가 된다.

이와 같이, 본 발명의 공명기(100)는 자체 장력을 갖는 재질을 이용하여 튜브 형태가 아닌 아치형 단면 구조로 제작 구비되어, 일정한 장력을 유지하면서 휠의 림부(22)에 장착되는 동시에 림부(22)와 함께 공명실(12)을 형성하도록 함으로써, 타이어 내 공명주파수 대역의 로드 노이즈를 용이하게 저감시킬 수 있다.

즉, 차량의 주행시 타이어의 지속적인 마찰 및 회전에 따른 특정주파수가 공명기(100)의 공명홀(112)을 통해 공명실(12)내로 유입되면, 공명실(12) 내부의 공기가 스프링 작용을 하여 특정주파수에 대한 새로운 역상형태의 진동으로 변화되는 동시에 변화된 역상형태의 진동이 공명홀(112)을 통해 공명기의 외부로 배출되므로, 특정주파수에 대한 위상변이가 발생하여 타이어 내부에서의 특정주파수가 소멸되고, 이로 인해 타이어 내부의 로드 노이즈가 저감된다.

12 : 공명실
20 : 휠
22 : 림부
24 : 지지벽
26 : 끼움홈
28 : 관통홈
30 : 롤러
100 : 공명기
110 : 공명판
112 : 공명홀
114 : 강성 보강용 플랜지
116 : 내부 격벽
120 : 실링판

Claims (5)

1. 휠의 림부를 따라 일정 장력을 유지하며 감겨지는 환형 구조이면서 원주방향을 따라 일정 간격의 공명홀이 형성된 구조로 성형되어, 림부의 표면과 공명실을 형성하는 공명판과;
   상기 공명판의 양측단부에 일체로 성형되어 림부의 내벽면에 밀착 지지되는 실링판;
   으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 공명기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공명판 및 실링판은 자체 장력을 갖는 플라스틱 재질로 성형된 것임을 특징으로 하는 자동차용 휠 공명기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공명홀의 내주부에는 공명실을 향하여 돌출되는 강성 보강용 플랜지가 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 공명기.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 공명판의 저면에는 림부의 표면에 밀착되어 공명실을 여러개로 분할하는 동시에 반지름 방향 강성을 보강하는 내부 격벽이 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 자동차용 휠 공명기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 공명판 및 실링판은 휠의 림부 직경보다 작은 길이를 가지면서 그 양끝단이 자유단인 환형 띠편으로 성형되고, 림부에 감아서 일정 장력을 가지도록 늘려준 다음, 자유단인 양끝단을 레이저 또는 고주파 용접으로 일체화시킨 것임을 특징으로 하는 자동차용 휠 공명기.

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