KR20230079681A

KR20230079681A - 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드

Info

Publication number: KR20230079681A
Application number: KR1020210166704A
Authority: KR
Inventors: 권충호; 양윤상
Original assignee: (주)대한솔루션
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-07

Abstract

본 발명은 자동차용 휠 하우스에서 타이어를 감싸는 면에 휠 하우스 패드를 장착하되, 이 휠 하우스 패드가 공명 효과를 얻을 수 있게 구성함으로, 타이어 패턴으로 발생하는 800~1,000㎐의 주파수 대역과 럼블 노이즈(Rumble Noise)가 발생하는 400~500㎐의 주파수 대역에서도 흡음 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 럼블 노이즈가 발생하는 주파수 대역에서 더 높은 흡음 성능을 얻을 수 있게 한 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드를 제공한다. 특히, 휠 하우스 패드를 구성할 때 두 개의 흡음층 사이에 공기층이 형성되게 하고, 타이어와 마주하는 흡음층에 여러 개의 흡음 구멍을 관통 형성함으로, 공명 효과를 한층 더 높일 수 있게 한 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드를 제공한다.

Description

흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드{WHEEL HOUSE PAD FOR VEHICLES WITH IMPROVED NOISE FUNCTION}

본 발명은 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휠 하우스를 통해 공명 효과를 이용하여 소음을 줄여 줌으로써, 휠 하우스에서 발생하는 소음에 대해 전반적으로 흡음 성능을 높일 수 있고, 특히 럼블 노이즈(Rumble Noise) 대역인 400~500㎐에서의 흡음 성능을 한층 더 개선할 수 있게 한 것이다. 이를 위해, 두 개의 흡음층 사이에 공기층을 형성하고, 공기층이 휠 하우스로 둘러싸인 공간 사이에 관통하게 흡음 구멍을 형성한 것이다.

일반적으로 자동차에는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 타이어(T)를 감싸서 보호하고, 타이어가 구동으로 돌이 튕기면서 프레임 등에 충격을 가하는 것을 방지하려고 이너 보디 하우징인 휠 하우스(W)가 구성된다. 그리고 이 휠 하우스(W) 안에는 휠 하우스 안이나 자동차 하부에서 발생한 소음, 그리고 타이어(T)가 회전하면서 발생하는 소음 등을 흡수하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있도록 휠 하우스 패드(P)가 구비된다. 이러한 휠 하우스 패드(P)는, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 이처럼 소음 성능을 개선할 수 있게 다양하게 제작된다.

(특허문헌 1) 한국공개특허 제10-2020-0001154호

압착 펠트층 면에 코팅층을 형성함으로써, 타이어의 회전으로 물이나 이물이 튀더라도 코팅층에서 이를 차단하여 휠 하우스 인슐레이션이 파손되지 않고 또한 빗물 등이 휠 하우스 인슐레이션에 흡수되지 않게 하여 내구성과 더불어 소음 성능을 개선할 수 있다. 특히, 코팅층의 재질로 LDPE(Low Density Polyethylene)를 사용하므로, 중량 증가를 최소화하면서도 소음 성능과 내구성을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 저렴하게 제작하여 안전하게 사용할 수 있다. 또한, 인슐레이션을 휠 하우스에 장착했을 때 이러한 코팅층이 타이어와 마주하는 인슐레이션 면에만 구성하므로, 인슐레이션의 전체 중량을 최소화하면서도 주행할 때 타이어에서 튀는 이물과 빗물의 차단 효과를 높일 수 있다.

(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1369561호

자동차용 휠 하우스 히팅 및 소음 저감장치에 관한 것으로서, 종래에는 차량의 휠 하우스에 설치되는 휠 하우스 히팅장치의 열선이 외부로 노출되어 있어서 차량의 주행 중 타이어의 트레이드에 끼어있던 이물질에 의해 쉽게 파손됐으며, 또한, 열선이 휠 하우스의 끝단까지 설치되지 않았기 겨울철 얼음이 휠 하우스의 끝단에 얼어붙으면서 타이어와 마찰하여 타이어를 마모시키는 문제점이 있었다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 구성은 자동차의 휠 하우스에 설치되어 우천시에 타이어와 노면 사이의 수막현상과 겨울철에 휠 하우스에 눈이 얼어붙는 형상을 방지하며, 차량의 타이어와 노면의 마찰 소음이 실내로 유입되는 것을 방지하는 자동차용 휠 하우스 히팅 및 소음 저감장치에서, 자동차에 설치되는 각각의 타이어 상부에 구비되며, 상부 면에는 다수 개의 휠 하우스 히팅 및 방음패드 고정돌기와, 자동차의 차체에 볼트로 결합하게 다수 개의 휠 하우스 커버 고정홀이 상부로 일정간격 돌출되게 형성되는 휠 하우스 커버;와 일측에 일단은 케이블이 연결되는 커넥터(620)가 구비되고, 휠 하우스 커버의 휠 하우스 히팅 및 방음 패드 고정 돌기 및 휠 하우스 커버 고정 홀과 대응되는 곳에 고정돌기 결합홀 및 휠 하우스 커버 고정홀 설치공이 각각 형성되어 휠 하우스 커버의 상부 면에 밀착되게 결합 설치되며 내부에 열선이 구비되는 휠 하우스 히팅 및 방음패드;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-0514535호

자동차용 휠 하우스에 관한 것으로, 자동차 휠을 수용하도록 내측으로 소정의 공간부가 형성되는 본체; 상기 본체의 상단에 형성되어 자동차 현가장치의 쇽업쇼버와 접촉되는 접촉부; 상기 접촉부의 상단에 일체로 고정되는 커버; 및 상기 커버에 구비되어 자동차 쇽업쇼버로부터 전달되는 충격 및 진동을 차단하도록 상기 커버에 스폿용접으로 고정되되, 상기 커버의 상단에 자동차의 길이방향으로 적어도 하나 이상 구비되고 내부에 소정의 공간을 두고 격벽이 형성되는 제 1보강부재와, 상기 제 1보강부재를 지지하도록 제 1보강부재의 일측 중앙부에 고정되는 제 2보강부재로 구성되는 보강부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한국공개특허 제10-2020-0001154호 (공개일: 2020.01.06) 한국등록특허 제10-1369561호 (등록일: 2014.02.25) 한국등록특허 제10-0514535호 (등록일: 2005.09.06)

한편, 이처럼 이루어진 기존의 휠 하우스 패드는 차음 재질로 제작하여 차음성능을 얻을 수 있게 제작하거나, 차음 재질과 흡음 재질을 각각 층으로 구성하여 흡음과 차음성능을 함께 얻을 수 있게 제작된다. 하지만, 이러한 기존의 휠 하우스 패드는 다음과 같은 문제가 발생한다.

(1) 지면과 맞닿는 타이어 면에 형성되어 일정 이상의 접지력을 얻고 미끄러지지 않게 하면서도 안정적으로 코너링할 수 있도록 타이어 표면에 형성된 패턴으로 인해 발생하는 주파수 영역인 800~1,000㎐ 주파수 대역에서는 흡음 성능을 개선할 수 있다.

(2) 하지만, 이보다 낮은 대역인 400~500㎐로 발생하는 럼블 노이즈(Rumble Noise)에 대해서는 흡음 성능 성능이 떨어진다.

(3) 이에, 휠 하우스 패드에 럼블 노이즈 대역을 개선할 수 있는 층을 추가할 수도 있으나, 이는, 휠 하우스와 타이어 사이의 간격은 어느 정도 이상 확보해야만 타이어가 안정적으로 회전할 수 있게 되므로, 휠 하우스 패드의 두께를 두껍게 제작하는데 한계가 있다.

(4) 따라서 한정된 두께를 가지면서도 주파수 대역이 다른 타이어 패턴에서 발생하는 주파수 대역과 럼블 노이즈가 발생하는 주파수 대역에서 흡음 성능을 얻을 수 있는 휠 하우스 패드에 대한 개발이 요구된다.

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 자동차용 휠 하우스에서 타이어를 감싸는 면에 휠 하우스 패드를 장착하되, 이 휠 하우스 패드가 공명 효과를 얻을 수 있게 구성함으로써, 타이어 패턴으로 발생하는 800~1,000㎐의 주파수 대역과 럼블 노이즈(Rumble Noise)가 발생하는 400~500㎐의 주파수 대역에서도 흡음 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 럼블 노이즈가 발생하는 주파수 대역에서 더 높은 흡음 성능을 얻을 수 있게 한 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 휠 하우스 패드를 구성할 때 두 개의 흡음층 사이에 공기층이 형성되게 하고, 타이어와 마주하는 흡음층에 여러 개의 흡음 구멍을 관통 형성함으로써, 공명 효과를 한층 더 높일 수 있게 한 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드를 제공하는데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드는, 타이어(T)를 감싸는 휠 하우스(W) 안쪽 면에 설치된 자동차용 휠 하우스 패드에서; 두 개의 흡음층(110a, 110b) 사이에 공기층(111)이 형성되고, 타이어(T)와 마주하는 흡음층(110a)에는 적어도 일부에 여러 개의 흡음 구멍(112)이 형성되어 휠 하우스(W)로 둘러싸인 공간에서 발생한 공기 흐름이 상기 흡음 구멍(112)을 통과하면서 공명 효과로 흡음 작용이 이루어지게 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 공명 효과는, 400~500㎐에서 흡음 성능이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 자동차의 휠 하우스 내부에서 발생한 소음을 공명 효과를 이용하여 흡음하므로, 흡음 성능을 높일 수 있다.

(2) 이때, 흡음 성능은 대략 4,000㎐ 정도까지의 주파수 대역에서 흡음 성능을 얻을 수 있으나, 특히 400~500㎐에서 흡음 성능이 우수하다. 이에, 이 400~500㎐ 대역의 럼블 노이즈(Rumble Noise)에 대한 흡음 성능을 한층 더 높일 수 있다.

(3) 이를 위해, 두 개의 흡음 재질로 층을 이루되 그 사이에 공기층을 형성하고, 타이어와 마주하는 흡음층에 여러 개의 흡음 구멍을 형성함으로써, 구조가 간단하면서도 휠 하우스 패드 자체를 공명기 형태로 제작할 수 있어 공명 효과를 통한 흡음 성능을 높일 수 있다.

(4) 이때, 상기 흡음층에 형성되는 흡음 구멍은 그 지름과 개수, 형성 위치, 이웃한 흡음 구멍 사이의 간격 등을 통해 다양한 대역의 주파수에 대해 흡음 성능이 다른 휠 하우스 패드를 얻을 수 있다.

(5) 이에, 자동차의 차종이 다르거나 설계 변경 등으로 흡음 대역이 달라지더라도 이에 맞춰 흡음 구멍의 개수와 간격 그리고 형성 위치를 조절하여 차종이나 설계 변경에 따라 달라진 흡음 성능에 맞춰 쉽게 제작하여 편안하게 사용할 수 있다.

[도 1]은 자동차용 휠 하우스 패드가 장착된 종래 자동차를 보여주는 측면도이다.
[도 2]는 자동차에 장착되는 자동차용 휠 하우스 패드의 전체 형상을 보여주는 사시도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 자동차용 휠 하우스 패드의 층 구조를 보여주려고 폭 단면으로 자른 단면도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 자동차용 휠 하우스 패드에서 공명 효과가 이루어지는 공기 흐름을 보여주려고 폭 단면으로 자른 단면도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 휠 하우스 패드(실시예)와 종래의 휠 하우스 패드(비교예)에 대해 주파수 변화에 따른 소음성능을 측정한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[휠 하우스 패드의 구성]

본 발명에 따른 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드(100)에는, [도 3] 내지 [도 5]와 같이, 두 개의 흡음층(110a, 110b), 이들 두 개의 흡음층(110a, 110b) 사이에 구성되는 공기층(111), 그리고 타이어(T)와 마주하는 흡음층(110a)에 형성된 흡음 구멍(112)이 포함된다.

특히, 소음이 상기 흡음 구멍(112)을 통과하여 공기층(111) 안에서 공명 효과가 이루어지게 하면서 흡음 효과를 얻을 수 있게 한 것이다.

이때, 공명 효과를 통해, 주파수 대역 전반에 걸쳐 흡음 성능이 이루어지게 하고, 그 중에서도 400~500㎐에서 흡음 성능이 더 우수하게 구성함으로써, 이 주파수 대역에서 발생하는 럼블 노이즈(Rumble Noise)에 대한 흡음 효과를 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 'T'는 타이어를, 'W'는 타이어를 감싸게 구성되는 휠 하우스를 각각 나타낸다.

가. 흡음층

흡음층(110a, 110b)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 휠 하우스(W)에서 안쪽 면, 즉 타이어(T)를 감싸는 형태가 되게 제작된다. 이때, 타이어(T)는 회전하는 부분이므로, 흡음층(110a, 110b)은 타이어(T)에 닿지 않고 휠 하우스(W)의 안쪽 면에 밀착하게 형성된다.

여기서, 상기 흡음층(110a, 110b)은 흡음 효과를 얻을 수 있는 재질로 제작된 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 본 발명이 속한 기술분야에서 흡음재로 사용되는 재질을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 본 발명이 바람직한 실시예에서, 상기 흡음층(110a, 110b)은 주파주 대역 전반에 걸쳐 소음 성능이 우수한 재질로 이루어진 것을 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 이처럼 구성되는 상기 흡음층(110a, 110b) 사이에는, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 공기층(111)이 형성된다.

나. 공기층

공기층(111)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 상술한 두 개의 흡음층(110a, 110b) 사이에 구성된다. 그리고 이 공기층(111)에는 어느 하나의 흡음층(110a)에 형성된 흡음 구멍(112)을 통해 소음이 통과하여 유입함에 따라 공기층(111) 안에서 공명 작용이 이루어지게 하여 흡음 성능을 높일 수 있게 한다.

이처럼 공명 효과가 이루어질 수 있도록, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 타이어(T)와 마주하는 흡음층(110a)에는 흡음 구멍(112)이 관통 형성된다. 이러한 공기층(111)은 후술할 흡음 구멍(111)을 통해 공기층(111) 안으로 들어온 공기를 공명기 원리를 이용하여 충분하게 흡음이 이루질 수 있는 넓이로 형성하는 것이 바람직하다.

다. 흡음 구멍

흡음 구멍(112)은, [도 3] 및 [도 4]와 같이, 타이어(T)와 마주하는 흡음층(110a)에 여러 개가 관통 형성된다. 이때, 상기 흡음 구멍(112)은 여러 주파수 대역에서 특정 주파수 대역이 통과할 수 있도록 구성함으로써, 흡음층(110a, 110b) 자체로 흡음할 수 없는 주파수 대역의 소음을 흡음할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 흡음 구멍(112)은 400~500㎐에서 흡음 성능을 얻을 수 있는 크기로 형성함으로써, 타이어(T)의 패턴에서 형성되는 소음은 상술한 두 개의 흡음층(110a, 110b)을 통해 이루어지게 하고, 상기 흡음 구멍(112)을 통해서는 400~500㎐ 대역의 럼블 노이즈(Rumble Noise)를 흡음할 수 있게 하여 휠 하우스 패드 전체의 흡음 성능을 개선할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 흡음 구멍(112)은 상술한 흡음층(110a) 전체에 골고루 형성할 수도 있으나, 럼블 노이즈를 충분히 흡음할 수 있다면 흡음층(110a)에서 일부에만 걸쳐서 형성하게 구성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 흡음 구멍(112)은 이처럼 정해진 대역의 흡음 성능을 개선할 수 있도록 구멍의 지름이나 구멍 사이의 간격을 다양하게 조절하여 제작할 수 있음을 본 발명이 속한 기술분야의 종사자라면 누구든지 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상과 같이 이루어진 본 발명은 두 개의 흡음층을 통해 타이어 패턴으로 만들어진 소음을 흡음하게 하고, 공기층과 흡음 구멍을 통해 공명 효과로 럼블 노이즈를 줄일 수 있게 구성함으로써, 더욱 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있게 된다.

그리고 이처럼 이루어진 본 발명에 따른 휠 하우스 패드에 대한 주파수 변화에 따른 소음성능을 측정한 결과는 아래의 [도 5]와 같다. [도 5]에서, 가로축은 주파수(㎐)를, 가로축은 흡음 성능(Absorption Coefficient)를, 붉은 선은 공명 효과를 이용하는 본 발명에 따른 실시예의 그래프를, 파란 선은 공명 효과 없이 흡음 성능을 얻는 기존 비교예의 그래프를 각각 나타낸다.

그 결과, [도 5]와 같이, 비교예가 실시예와 비교하여 주파수 대역 전반에 걸쳐 흡음 성능이 우수한 것을 알 수 있고, 특히 럼블 노이즈가 많이 발생하는 00~500㎐에서 흡음 성능이 더 개선된 것을 알 수 있다.

100: 휠 하우스 패드
110a,110b: 흡음층
111: 공기층
112: 흡음 구멍
H: 휠 하우스
T: 타이어

Claims

타이어(T)를 감싸는 휠 하우스(W) 안쪽 면에 설치된 자동차용 휠 하우스 패드에서,
두 개의 흡음층(110a, 110b) 사이에 공기층(111)이 형성되고, 타이어(T)와 마주하는 흡음층(110a)에는 적어도 일부에 여러 개의 흡음 구멍(112)이 형성되어 휠 하우스(W)로 둘러싸인 공간에서 발생한 공기 흐름이 상기 흡음 구멍(112)을 통과하면서 공명 효과로 흡음 작용이 이루어지게 구성된 것을 특징으로 하는 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드.
제1항에서,
상기 공명효과는,
400~500㎐에서 흡음 성능이 이루어지는 것을 특징으로 하는 흡음 성능을 개선한 자동차용 휠 하우스 패드.