KR20240017709A - 흡음재를 구비한 공기입타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡음재를 구비한 공기입타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 흡음재를 구비한 공기입타이어는 자석부를 포함한 흡음재층와, 상기 자석부에 대향되는 타이어의 대향부에 구비되어 자석부와 상호작용하는 대향자석부를 포함하는 것을 특징으로 하는데 이에 의하면, 자력을 이용하여 차량 휠과 타이어와의 사이에 흡음재를 부상시켜 타이어 펑크 시 실런트의 주입으로 용이하게 펑크를 메꿀 수 있고, 또한 주행시 타이어의 소음을 저감할 수 있다.

Description

흡음재를 구비한 공기입타이어{A pneumatic tire with sound absorption}

본 발명은 흡음재를 구비한 공기입타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자력을 이용하여 차량 휠과 타이어와의 사이에 흡음재를 부상시켜 타이어 펑크 시 실런트의 주입으로 용이하게 펑크를 메꿀 수 있고, 또한 주행시 타이어의 소음을 저감할 수 있는 흡음재를 구비한 공기입타이어에 관한 것이다.

공기입 타이어(10)를 차량휠(20)의 림(rim)에 체결하여 장착하면, 타이어 내부에 일정 압력을 갖는 공동부(10', 空洞部)가 형성되고, 이 공동부에서는 차량 주행시 타이어의 굴신 형태에 따라 다양한 음파가 발생하고 공명하는, 즉 공기의 진동에 의한 공동 공명음(Cavity Resonance)이 발생할 수 있다.

이러한 공동 공명음은 차량의 외부 및 내부로 전달되어 운전자 또는 승객에게 소음에 대한 불만을 유발시킴은 물론, 외부 주변환경에 소음 공해를 일으키기도 한다.

상기 공동 공명음의 주파수는 대략 200 내지 250 Hz 부근인 것으로 알려져 있으며, 상기 주 파수 대역의 소음 레벨을 저하시키는 것이 타이어 소음을 저감시키는 데에 중요하고, 특히, 전기차 시장이 커지면서 기존의 내연기관의 소음 진동이 없어져 상대적으로 해당 소음이 더 크게 들려 많은 승객의 불만을 유발시킬 수 있다.

이러한 공동 공명음 현상에 의한 소음을 저감시키는 방법으로, 최근 타이어 내부 저면에 흡음재(30)를 부착하여 진동 및 소음을 흡수하는 방법이 많이 제안되었다.

최근에는 연비향상을 위하여, 차량에 스페어 타이어를 탑재하는 대신, 타이어 수리 키트를 탑재하고, 타이어 펑크(P)가 발생하면, 타이어 수리 키트를 이용하여 유동성이 있는 실런트(LS)를 주입하면 펑크난 부위까지 실런트가 유동하며 이동하여 해당 펑크부위(P)를 메꿈으로써 타이어를 수리하고 있다.

그러나, 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 타이어의 일측으로 주입된 실런트(LS)가 상기 흡음재(30)에 의하여 막히거나 흡수되는 등 이동이 어려워 펑크난 부위(P)까지 실런트가 유동하며 이동하지 못하고, 결과적으로 펑크부위(P)를 메꾸지 못하는 문제가 생기고 있는 실정이다.

특히, 상기 흡음재(30)는 부직포, 발포성 재질로 이루어지기 때문에 액상 실런트(LS)를 잘 흡수하므로, 펑크 부위(P)로 상기 실런트가 공급되지 못하는 문제가 다발하고 있다.

KR 10-2021-0155700 A (공개일자 2021년12월23일)

본 발명은 자력을 이용하여 차량 휠과 타이어와의 사이에 흡음재를 부상시켜 타이어 펑크 시 실런트의 주입으로 용이하게 펑크를 메꿀 수 있고, 또한 주행시 타이어의 소음을 저감할 수 있는 흡음재를 구비한 공기입타이어를 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 자석부를 포함한 흡음재층와, 상기 자석부에 대향되는 타이어의 대향부에 구비되어 자석부와 상호작용하는 대향자석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡음재를 구비한 공기입타이어를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 자석부는 연결부에 의하여 타이어 내주공간을 따라 연속적으로 배열된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 자석부에 대향하는 위치의 차량 휠에 구비되는 자석스위칭부는 자석부와 인력의 상호작용을 행하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르는 흡음재를 구비한 공기입타이어에 의하면, 자력을 이용하여 차량 휠과 타이어와의 사이에 흡음재를 부상시켜 타이어 펑크 시 실런트의 주입으로 용이하게 펑크를 메꿀 수 있고, 또한 주행시 타이어의 소음을 저감할 수 있는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어를 차량 휠에 장착한 모습의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따르는 흡음재와 자석부를 보여주는 투시사시도이며,
도 3은 본 발명의 자석부들을 연결부로 연결한 모습을 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명에 자석부, 대향자석부, 그리고 자성스위칭부를 단면적으로 표현하며, 타이어가 차량 휠에 장착된 모습을 보여주는 그림이며,
도 5는 종래 타이어를 차량 휠에 장착한 모습의 단면도로서, 펑크(P)난 상태에서 실런트(LS)를 주입하고 흡음재에 의하여 실런트가 펑크 부위까지 용이하게 이동하지 못하는 형상을 나타낸 그림이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하며, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이며, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 본 발명에서, '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어를 차량 휠에 장착한 모습의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따르는 흡음재와 자석부를 보여주는 투시사시도이며, 도 3은 본 발명의 자석부들을 연결부로 연결한 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 자석부, 대향자석부, 그리고 자성스위칭부를 단면적으로 표현하며, 타이어가 차량 휠에 장착된 모습을 보여주는 그림인데 이를 참고한다.

본 발명에 따르는 흡음재를 구비한 공기입타이어(100)는 자석부(200)를 포함한 흡음재층(300)과, 상기 자석부에 대향되는 타이어의 대향부(110)에 구비되어 자석부와 상호작용하는 대향자석부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 흡음재(300)는 타이어 내부에서 발생하는 소음을 흡수할 수 있는 한, 사용할 수 있는 재질을 특별히 제한할 필요가 없으며 예를 들어, 부직포, 발포성 고분자 수지, 다공성 수지 등 다양한 재료를 사용할 수 있다.

또한, 상기 흡음재는 자석부(200)를 포함는데, 상기 자석부는 흡음재의 내부에 매립되거나 외부에 부착된 형태일 수 있으며, 자석부에 사용되는 자석은 종류를 한정할 필요가 없으나, 타이어가 제조시에 겪는 열환경에도 안정적이고 다양한 형상으로 가공이 용이한 페라이트 자석(Ferrite Magnet)을 사용할 수 있다.

이러한 자석부(200)은 대향자석부(500) 폭과 동일하게 할 수 있으며, 그 폭은 밸트폭의 30 내지 50 % 으로 정할 수 있는데, 이는 타이어 굴신 운동 시 스테인에너지스(stain Energy) 및 움직임이 가장 큰 밸트 끝단부와 거리를 두어 대향자석부(500)의 움직임을 타이어 수직 운동 방향 외 다른 방향의 힘을 최소화시킬 수 있다.

따라서, 만일 30 % 미만이면 상기 흡읍재를 부양시킬 수 있는 힘이 작아지는 문제점이 발생하고, 반대로 50%를 초과하면 밸트 끝단에서 받는 힘이 전달되어 내구성이 열화될 수 있다.

여기서, 상기 흡음재(300)는 타이어의 내강 부피에 대해 10 내지 30% 부피를 갖는 것이 바람직한데, 만일 10 부피% 미만이면 소음 발생이 증가될 수 있고, 반대로 30 부피%를 초과하면 타이어 구동시 타이어 내부와 흡음재가 서로 닿는 경우가 발생하여 내구성 저감되거나 자력의 방향이 틀어져 흡음재의 배열에 문제가 생길 수 있다.

또한, 상기 흡음재(300)의 두께는 5 내지 60 ㎜ 두께를 갖는 것이 바람직한데, 만일 5 ㎜ 미만이면 소음이 증가될 수 있고, 반대로 60 ㎜를 초과하면 타이어 구동시 타이어 내부와 닿는 경우가 발생하여 내구 문제 및 기존 자성에 대한 힘의 평형을 무너트릴 수 있을 문제가 발생할 수 있다.

아울러, 자석부(200)의 두께는 흡음재(300) 1/4 내지 1/2이 바람직한데, 만일 1/4 미만이면 채용할 수 있는 자석이 극히 한정되어 타이어 설계가 어렵고, 반대로 1/2을 초과하면, 타이어의 불필요한 중량 증가를 초래할 수 있다.

아울러, 상기 흡음재의 상단부의 원주는 타이어 인너라이너 하단부의 원주에서 6 ㎜ 정도 크게 설정하여 타이어와 흡음재와의 평균거리가 3 ㎜가 되도록 할 수 있으며, 이 경우는 흡음재가 타이어 내주공간을 따라 연속적으로 배치되는 경우에 이익이 클 것이고, 이 뿐만 아니라 흡음재는 복수개 별도로 구비되어 단속적으로 배열될 수 있다.

상기 흡음재가 연속적이든 단속적으로 띄엄띄엄 배치된 경우이든 그에 포함되는 자석부(200)는 연결부(400)에 의하여 타이어 내주공간을 따라 연속적으로 배열될 수 있다.

다시 말하면, 자석부들(200', 200")에 연결부(400)에 의하여 타이어 내주공간에 배치되며, 상기 자석부들(200', 200")에 대향되는 타이어의 대향부(110)에 대향자석부(500' 500")가 배치될 수 있다.

상기 대향자석부(500' 500")는 타이어의 내면이나 이너라이너, 카카스플라이또는 벨트층 사이에 개재될 수 있으며, 여기에 사용되는 자석은 종류를 한정할 필요가 없으나, 타이어가 제조시에 겪는 열환경에도 안정적이고 다양한 형상으로 가공이 용이한 페라이트 자석을 사용할 수 있다.

또한, 상기 자석부들(200', 200")이 연결부(400)에 연결되어 타이어 내주공간에 배열되어 대향자석이나 차량 휠(20)에 구비되는 자석스위칭부(600)에 의하여 인력이나 척력의 상호작용이 일어나며 일정 정도 유동이 용이하여야 하므로 열결부재에는 주름부(400')를 포함할 수 있다.

상기 주름부(400')는 복수개의 굴곡면을 가지고 있어 상호 연결된 자석부들(200', 200")이 유동할 때, 굴곡된 형상이 벌어지거나 움추리는 형상으로 변형이 용이하여 흡음재들이 타이어 내주면에서 용이하게 이격될 수 있다.

또 한편, 상기 차량 휠(20)에 구비되는 자석스위칭부(600)는 자석부에 대향되는 위치에 배치되어 전원(EP)이 공급되면 자석스위칭부이 켜지게 되고(magnetic on), 자석부에 인력 상호작용을 하여 자석부를 당기게 되기며 타이어 내주면에서 흡음재를 이격시키므로 흡음재의 방해없이 주입된 실런트(LS)에 의하여 펑크부위(P)를 수리할 수 있다.

여기서, 상기 흡음재(300)를 이격시키기 위하여 자석스위칭부(600)와 자석부(200)는 인력이 작용하고, 자석부(200)와 대향자석부(500)는 척력의 상호작용도록 자성의 극성이 정해질 수 있다.

아울러, 흡음재를 타이어 내부면에 부착시킬 필요가 있는 경우에는 자석부(200)와 대향자석부(500)는 인력의 극성으로 배열하고, 이 경우에 흡음재를 이격시킬 필요가 있으면, 자석스위칭부(600)와 자석부는 인력의 극성으로 배치하여야 하는데, 이 경우에 자석스위칭부(600)와 자석부와의 인력이 자석부(200)와 대향자석부(500)의 인력 커야 이격이 가능하다.

여기서, 상기 자석스위칭부(600)의 자력은 5000 내지 7000(G, gauss)가 바람직한데, 이는 자석부(200)와 대향자석부(500) 간의 척력 그리고 자석부(200)과 자석스위칭부(600)간의 힘의 균형을 유지해 자석부(200), 대향자석부(500) 간의 사이 간격을 일정하게 유지할 수 있다.

공기입타이어 100, 자석부 200, 흡음재층 300, 대향부 110, 대향자석부 500.

Claims (3)

1. 자석부를 포함한 흡음재층;
   상기 자석부에 대향되는 타이어의 대향부에 구비되어 자석부와 상호작용하는 대향자석부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡음재를 구비한 공기입타이어.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자석부는 연결부에 의하여 타이어 내주공간을 따라 연속적으로 배열된 것을 특징으로 하는 흡음재를 구비한 공기입타이어.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자석부에 대향하는 위치의 차량 휠에 구비되는 자석스위칭부는 자석부와 인력의 상호작용을 행하는 것을 특징으로 하는 흡음재를 구비한 공기입타이어.