KR20220045325A - 흡음타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음타이어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 흡음타이어의 펑처 수리 시 주입되는 실런트의 실링 성능을 유지할 수 있는 흡음타이어에 관한 것이다. 본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어(1)는 타이어(2); 타이어(2)의 내주면에 부착되는 흡음재(4); 및 흡음재(4)에 유체의 통로를 형성하는 유동로(6)을 포함한다.

Description

흡음타이어{NOISE REDUCTION TIRE}

본 발명은 흡음타이어에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 흡음타이어의 펑처 수리 시 주입되는 실런트의 실링 성능을 유지할 수 있는 흡음타이어에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 타이어는 노면과 접촉하는 트레드(tread, 800), 타이어의 골격을 형성하는 카카스(carcass, 810), 트레드(800) 및 카카스(810) 사이에 설치되는 벨트(미도시), 타이어의 내면에 형성되어 공기의 누출을 방지하는 이너 라이너(inner liner, 820), 카카스(810)를 보호하고 유연한 굴신운동을 가능하게 하는 사이드 월(side wall, 830) 및 타이어를 림에 장착시키는 비드(840)를 포함한다.

차량의 타이어는 자동차 부품 중에서 유일하게 지면과 접촉되는 부품으로 차량의 동력 전달, 방향전환, 연비 및 제동 성능에 대한 많은 영향을 주는 중요 부품이다. 이러한 타이어는 기본적인 동력 성능 외에도, 주행 중 발생하는 소음 및 진동 성능과 밀접한 관련이 있다. 차량 주행 중 타이어와 지면이 마찰하면서 소음이 발생하고 타이어 내부의 공기 진동에 의해 공명음이 발생하게 된다.

이러한 타이어의 소음을 해소하기 위한 일환으로서, 타이어 내부에 흡음재를 부착하는 저소음 타이어가 개발된 바 있다. 특허문헌 1은 이와 같은 저소음 타이어를 개시하고 있다. 도 1을 재참조하면, 등록특허공보 제10-1535029호(특허문헌 1)의 저소음 타이어는 타이어의 이너 라이너(820) 내측면에 부착되는 실런트층(850) 및 실런트층(850) 상에 부착되는 다공성의 흡음재층(860)을 포함한다. 다공성의 흡음재층(860)은 일정 두께를 가지며 타이어의 내주면에 도포되는 실런트층(850)에 부착된다. 이와 같은 저소음 타이어에서는 차량 주행 중 타이어 내부에서 발생하는 공명음이 흡음재층(860)의 내부를 통과하면서 열에너지로 소멸되고, 공명음이 저감되도록 한다.

한편 등록특허공보 제10-2054245호(특허문헌 2)는 타이어 펑처(puncture) 시 수리 키트에 관하여 개시하고 있다. 펑처된 타이어 내부에 고무 라텍스를 포함하는 실런트를 주입하여 타이어를 다시 주행가능한 상태로 둘 수 있다. 이처럼 펑처된 타이어를 수리하는 경우 차량 주행 시 타이어의 굴신운동에 의해 발생한 마찰과 열로 인하여 펑처 부위에서 실런트가 응집될 수 있다.

일반 타이어와 달리 저소음 타이어의 경우 다공질의 흡음재층을 포함한다. 다공질의 흡음재층은 타이어 펑처 수리 키트의 실런트를 흡수할 수 있으므로 저소음 타이어에서 펑처 발생 시 실링 성능이 저하될 수 있다. 즉, 다공질의 흡음재층 내부로 실런트가 흡수되면 실링 성능이 저하될 수 있다. 또한, 다공질의 흡음재층은 일정 두께를 가지면서 타이어 내주면 중앙부에 원주방향을 따라 부착되므로 타이어 내부에서 실런트의 내부 유동을 방해하여 실런트가 펑처 부위에 도달하지 못하게 되고 이로 인하여 실링 성능이 저하될 수 있다.

위와 같은 이유 때문에 저소음 타이어 펑처의 경우 일반 타이어에 비하여 많은 용량의 실런트가 주입되고 있다. 따라서, 주입 실런트의 용량이 상승한 만큼 중량이 상승하므로 차량의 연비효율이나 제조원가 측면에 악영향이 있고, 많은 용량의 실런트가 주입된 저소음 타이어는 밸런스 측면에서 승차감 저하의 요인으로 작용한다.

따라서, 실링 성능이 유지될 수 있고 추가되는 실런트의 중량을 최소화할 수 있는 흡음타이어에 대한 고안이 필요하다.

등록특허공보 제10-1535029호 (등록일자: 2015.07.01) 등록특허공보 제10-2054245호 (등록일자: 2019.12.04)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

일반타이어 외 흡음타이어의 경우에도 타이어 펑처 수리 키트에 의한 수리 품질의 신뢰성을 높일 수 있는 흡음타이어를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어는, 타이어; 상기 타이어의 내주면에 부착되는 흡음재; 및 상기 흡음재에서 유체의 통로를 형성하는 유동로;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 다공질의 흡음재가 부착되는 타이어에서도 실런트의 유동을 원활하게 하여 타이어 펑쳐 실링 성능을 확보할 수 있는 흡음타이어가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 기존 기술 대비 타이어 펑쳐 실링에 필요한 실런트 용량을 줄일 수 있게 하여 중량과 제조원가 측면에서 경제성을 확보할 수 있는 흡음타이어가 제시된다.

또한, 본 발명에 따르면, 기존 기술 대비 타이어 펑처 씰링에 필요한 실런트의 용량을 감소시킴으로써 차량의 승차감을 향상시킬 수 있는 흡음타이어가 제공된다.

본 발명에 따른 흡음타이어는 일체로 형성되어 있으므로 여러 조각의 흡음재를 부착하는 기존 타이어 대비 제조시간을 줄이고 제조공정을 보다 간소화할 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 저소음 타이어의 측단면도를 도시하고,
도 2는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어를 도시하고,
도 3은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어의 흡음재의 일부를 도시하고,
도 4는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어를 위한 유동로의 단면 형상을 도시하고,
도 5a는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어를 도시하고,
도 5b는 도 5의 흡음타이어를 위한 흡음재를 도시하고,
도 6은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 흡음타이어를 도시하고,
도 7a 내지 7b는 펑처 수리 키트에 의한 타이어 수리 과정을 설명하고,
도 8a 및 8b는 펑처 수리 키트에 의한 종래 흡음타이어 수리 시 실런트의 유동을 도시하고,
도 9a 및 9b는 펑처 수리 키트에 의한 본 발명에 따른 흡음타이어 수리 시 실런트의 유동을 도시한다.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 흡음타이어(1)는 타이어(2) 및 흡음재(4)를 포함한다.

흡음재(4)는 타이어(2)의 내주면에 부착된다. 본 발명의 구현예에 따르면, 흡음재(4)는 타이어(2)의 둘레방향을 따라 내주면에 부착되고, 타이어(2)의 전 둘레방향을 따라 폭방향 일부에 부착될 수 있다. 본 발명의 구현예에 따르면, 흡음재(4)는 접착제(미도시)에 의해 타이어(2)의 내주면에 부착된다. 접착제는 타이어(2)의 이너 라이너에 도포되고, 접착제를 사이에 두고 흡음재(4)는 이너 라이너에 부착된다. 흡음재(4)를 타이어(2)에 부착시키는 접착제의 종류에 제한은 없으며, 일반적으로 흡음재의 부착에 사용되는 접착제가 사용될 수 있다. 또한, 흡음재(4)의 재질은 비제한적인 예로서 폴리프로필렌 멜트블로운 섬유, 고분자 섬유 등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니며 공지된 다른 재질의 흡음재를 포함할 수 있다.

본 발명의 구현예에 따르면, 흡음재(4)는 일체로 형성된다. 즉, 흡음재(4)는 하나의 몸체를 형성하고, 타이어(2)에 부착되는 흡음재(4)는 한 개의 개체이다. 기존에는 흡음타이어에서 흡음재를 복수 개의 조각으로 형성하여 타이어에 부착하였다. 이 경우 제조에 많은 시간이 소요되고 제조 과정이 복잡하다는 단점이 있었다. 반면, 본 발명에 의하면, 하나의 몸체로 된 흡음재(4)가 타이어(2)의 내주면에 부착되므로 제조시간을 줄이고 공정을 간소화할 수 있다.

한편, 흡음재(4)가 타이어에 부착된 뒤 타이어(2)의 직경에는 변화가 없다. 흡음재(4)의 외경은 타이어(2)의 내주면의 지름과 동일하게 유지된다.

본 발명에 따르면, 흡음재(4)는 유동로(6)를 포함한다. 유동로(6)는 흡음재에서 유체의 통로를 형성한다. 유동로(6)는 흡음재(4)의 일부를 관통한다. 유동로(6)는 복수 개 형성될 수 있고, 흡음재(4) 내지는 타이어(2)의 둘레방향을 따라 서로 미리 설정된 피치(pitch, p)만큼 이격하여 형성된다. 각 피치(p)는 동일하게 구성될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 유동로(6) 사이마다 다르게 형성될 수도 있다. 즉, p₁ 내지 p₅는 모두 같은 크기일 수도 있고, 서로 다른 크기일 수도 있으며, 일부는 같고 일부는 다르게 구성될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 피치(p)의 길이와 배열을 조절하여 타이어 유니포미티(uniformity) 및 NVH(Noise, Vibrations, and Harshness) 성능을 확보할 수 있다. 타이어 설계 시 트레드의 블록(block), 그루브(groove), 커프(kerf) 등 패턴 요소의 주기적인 반복에 의해 소음 및 진동의 주파수가 생성된다. 주파수의 분산이 적정하지 않으면 소음, 진동 또는 내마모 성능 측면이 저하된다. 따라서, 우수한 품질의 타이어를 위한 패턴 형상이 구현되도록 적합한 피치 길이를 설정하고 최적화된 피치 배열을 통해 NVH 성능 향상 및 이상마모 저감 설계를 도모할 수 있다.

유동로(6)의 둘레에는 코팅층(8)이 도포될 수 있다. 도 2에는 코팅층(8)이 하나의 유동로(6)에만 빨강색 선으로 표시되어 있으나 다른 유동로(6) 전부나 일부에 형성될 수 있다. 유동로(6)의 둘레를 따라 타이어 펑처 수리 키트의 실런트가 흡수되는 것을 방지할 수 있도록 유동로(6)의 둘레에는 코팅층(8)이 도포된다. 코팅층(8)의 종류에는 제한이 없으며, 실런트가 흡음재(4) 내부로 흡수되는 것을 차단할 수 있는 재료라면 공지된 임의의 재료가 코팅층(8)으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 구현예에 따르면, 유동로(6)는 다양한 형상을 포함할 수 있다. 유동로(6)의 단면은, 도 4에 도시된 바와 같이, 삼각형, 사각형, 오각형 등의 다각형, 원, 타원 등의 형상을 취할 수 있다. 유동로(6)에서는 각 형상의 폐쇄된 선 내부로 실런트가 유동할 수 있도록 구성된다.

도 2를 재참조하면, 본 발명의 일부 실시예에서, 유동로(6)는 타이어(2) 또는 흡음재(4)의 축방향으로 구성되고, 축방향과 나란하게 축방향을 따라 관통하도록 구성된다.

도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 유동로(6')는 흡음재(4)의 외주면, 즉, 흡음재(4)가 타이어(2)의 내주면과 접촉하는 면에 형성된다. 유동로(6')는 흡음재(4)의 외주면으로부터 일정 거리 함몰 형성될 수 있다. 또한, 유동로(6')는 흡음재(4)의 축방향을 따라 복수 개 형성될 수 있고, 서로 일정 간격 이격하여 배치된다. 유동로(6')는, 또한, 둘레방향을 따라 함몰 형성되고 축방향으로 형성되는 유동로(6')와 교차하도록 구성되는 유동로(6')를 더 포함할 수 있다. 유동로(6')의 단면 형상에는 제한이 없으며, 다각형, 반원, 원형, 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일부 실시예에 따르면, 유동로(6")는 흡음재(4)의 내주면에 형성된다. 즉, 유동로(6")는 타이어(2)의 내주면과 맞닿지 않는 반대 측면인 흡음재(4)의 내주면에 형성된다. 유동로(6")는 흡음재(4)의 내주면으로부터 함몰하여 형성될 수 있다. 다른 실시예에서와 마찬가지로 유동로(6")의 형태에는 제한이 없다. 유동로(6', 6")의 경우에도 앞서 유동로(6')에 관한 것이 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 흡음타이어는 아래와 같은 이점을 제공한다.

흡음타이어(1)의 트레드(T)에 펑처 발생 시, 도 7a와 같이, 타이어 펑처 수리 키트(K)의 실런트와 공기가 주입된다. 실런트(S)와 공기가 주입된 뒤 차량이 주행되면, 도 7b와 같이, 실런트(S)가 회전하는 타이어 내부를 유동하며 펑처 부위에 도포되고 펑처 부위를 봉합하게 된다.

이 때 타이어(2)가, 도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 유동로(6)를 포함하지 않는 경우 흡음재(3)의 일 측이 실런트(S)로 가득찬 후에야 실런트(S)가 반대측으로 유동할 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 흡음타이어(1)는, 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 유동로(6)를 포함하므로 유동로(6)를 통해 실런트의 유동이 자유롭고 펑처 부위의 도포와 봉합이 훨씬 더 신속하게 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 흡음타이어는 다공질의 흡음재가 부착되는 타이어에서도 실런트의 유동을 원활하게 하여 타이어 펑쳐 실링 성능을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 흡음타이어는 기존 기술 대비 타이어 펑쳐 실링에 필요한 실런트 용량을 줄임으로써 중량과 제조원가 측면에서 경제성을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 흡음타이어는 기존 기술 대비 타이어 펑처 씰링에 필요한 실런트의 용량을 감소시킴으로써 차량의 승차감을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 흡음타이어는 일체로 형성되어 있으므로 여러 조각의 흡음재를 부착하는 기존 타이어 대비 제조시간을 줄이고 제조공정을 보다 간소화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1: 흡음타이어 2: 타이어
4: 흡음재 6, 6', 6": 유동로
8: 코팅층 p: 피치

Claims (13)

1. 타이어;
   상기 타이어의 내주면에 부착되는 흡음재; 및
   상기 흡음재에서 유체의 통로를 형성하는 유동로;
   를 포함하는 것인 흡음타이어.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 유동로는 상기 타이어의 축방향과 나란한 방향으로 관통 형성되는 것인 흡음타이어.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 유동로는 복수 개 형성되고, 복수의 유동로는 동일한 간격으로 이격하여 배치되는 것인 흡음타이어.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 유동로는 복수 개 형성되고, 상기 타이어의 둘레방향을 따라 서로 미리 설정된 피치만큼 이격하여 형성되는 것인 흡음타이어.
5. 청구항 4에 있어서, 각 피치는 각 유동로 사이마다 동일하게 설정 또는 각 피치는 각 유동로 사이마다 상이하게 설정되는 것인 흡음타이어.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 유동로의 둘레에는 코팅층이 도포되는 것인 흡음타이어.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 유동로의 단면 형상은 다각형, 원형 및 타원형 중 적어도 하나를 포함하는 것인 흡음타이어.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 흡음재는 접착제에 의해 상기 타이어의 내주면에 부착되는 것인 흡음타이어.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 흡음재는 하나의 개체로서 일체로 형성되는 것인 흡음타이어.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 유동로는 상기 흡음재의 외주면에 축방향을 따라 함몰 형성되고 서로 이격하여 배치되는 복수의 유동로를 포함하는 것인 흡음타이어.
11. 청구항 10에 있어서, 상기 유동로는, 상기 흡음재의 외주면에 둘레방향을 따라 함몰 형성되고 상기 축방향을 따라 함몰 형성된 유동로와 교차하도록 배치되는 것인 흡음타이어.
12. 청구항 1에 있어서, 상기 유동로는 복수 개 형성되고, 복수의 유동로는 서로 이격하여 상기 흡음재의 내주면에 함몰 형성되는 것인 흡음타이어.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 유동로는 타이어의 둘레방향을 따라 서로 미리 설정된 피치만큼 이격하여 형성되는 것인 흡음타이어.

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