WO2019132519A1 - 타이어소음 저감장치 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a tire noise reduction apparatus, and more particularly, to a tire noise reduction apparatus which is configured to minimize noise transmitted from a tire while traveling,
- the national R & D project supporting the present invention is the R & D project of R & D focused on Chonnam region's business evaluation team by the Ministry of Commerce, Industry and Energy.
- Research project No. R0006056 developed a frequency variable resonator wheel adopting tire cavity resonance noise reduction technology. (Development of Frequency Resonator Wheel with tire cavity resonance noise reduction technology).
- an automobile tire has an inner circumferential surface coupled to the inside of a rim constituted by a wheel, and functions to elastically support a vehicle body by filling air.
- tire noise may include low frequency shock waves generated by excitation of an internal tire air chamber from tire deformation caused by contact of the tire with the road surface; Low frequency tire structure ringing caused by air chamber excitation caused by deformation of the tire upon road contact; Is caused by high frequency external tread air compression caused by the air temporarily caught between the tread and the road surface and from high frequency contact scrubs caused by friction between the tire and the road surface.
- Such noise is reflected between the inner surface of the tire and the rim, causing a resonance phenomenon. Thereafter, a sound having a sharp peak is transmitted to the interior of the vehicle, thereby causing the driver to feel discomfort due to noise. Causing the ride feeling to fall.
- Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0044653 discloses a technique of forming a hollow chamber in the rim to block noise.
- Korean Patent Laid-Open Publication Nos. 1999-0062973 and 10-2013-0044465 disclose techniques for forming hollows in the rim and spoke, and the above- There is a problem that is not satisfactory.
- Korean Patent Laid-Open No. 10-2007-0053386 proposes a technique of forming a hollow chamber in the rim and filling the aluminum foam core to absorb noise and vibration.
- the technique of forming the hollow in the rim and the spoke and filling the foam core therewith is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2001-0072401 and the like.
- the sound absorption effect is relatively good, but the production cost is high and the pseudo ratio is low.
- the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to reduce the noise generated from a tire during running of a vehicle through a resonator and further to a conventional wheel to minimize the cost and burden of producing a dedicated wheel
- the present invention has been made in view of the above problems.
- a tire noise reduction apparatus of the present invention includes a hub that can be coupled to a drive shaft of a vehicle, a rim that forms an outer rim to which the tire is coupled, and a spoke that connects the hub and the rim, A resonance tube which is provided so as to extend along the outer circumferential surface and in which an air chamber is formed and in which a resonance hole communicating with the air chamber is formed; and a resonance tube which extends or contracts the open region of resonance holes of the resonance tube, And a variable opening / closing unit.
- the resonance tube is formed with an extension tube extending a predetermined length from the resonance hole toward the inner air chamber side of the resonance tube, and the extension tube is formed at one side with a communication hole for communicating the air chamber and the hollow portion of the extension tube
- the variable opening / closing unit includes: an opening / closing member that is vertically movable up and down along the extension tube to open or close the communication hole; and an opening / closing member having one end supported by the resonance tube and the other end supported by the opening / It is preferable to include an elastic member.
- the opening and closing member is formed to open or close the communication hole while moving to the outside along the radial direction with respect to the rotation center of the wheel by a centrifugal force generated when the wheel rotates, It is preferable that force is applied in the opposite direction so that the opening and closing member is returned to the initial position.
- the resonance tube has a plurality of unit resonance tubes connected to each other along the circumferential direction of the rim so as to surround the rim, and a part of the plurality of unit resonance tubes increases the opening area of the communication holes as the traveling speed of the vehicle increases And the other unit resonance tube is formed so that the opening area of the communication hole becomes smaller as the running speed of the vehicle increases.
- the communication hole may be formed to have a smaller width as it extends from the lower side of the extension tube adjacent to the rim to the upper side of the extension tube.
- the tire noise reduction apparatus of the present invention can drastically reduce the noise generated from the road surface during running of the vehicle through the resonator attached to the wheel, thereby improving the running performance of the vehicle.
- the resonator can be attached to the wheel so that it can be detachably attached to the wheel, there is an advantage that only the resonator is detached and replaced when the wheel is replaced, thereby minimizing the cost burden of installing and purchasing the resonator.
- FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of a tire noise reduction apparatus of the present invention
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing a resonance tube and a resonance tube fastening part of the tire noise reduction device of the present invention
- FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the inside of the resonance tube
- FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the communication hole
- FIG 8 is an enlarged perspective view of the fastening wire and the wire connecting member of the resonance tube fastening portion.
- first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
- first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
- the tire noise reduction apparatus 10 of the present invention includes a hub 11 coupled to a driving shaft of a vehicle, a rim 13 and a hub 11 forming an outer rim and a rim 13 Spokes 120.
- the resonance tube 100 mounted on the rim 13 and the variable opening and closing part 100 for expanding or reducing the open area of the resonance hole 130 of the resonance tube 100 200).
- the resonance tube 100 is formed by coupling a plurality of unit resonance tubes 110 to each other by a resonance tube coupling part 300.
- the unit resonance tubes 110 are formed in a curved shape corresponding to the shape of the outer circumference of the rim 13 and are formed to be tightly coupled to the rim 13 by the resonance tube fastening part 300.
- the unit resonance tubes 110 are each formed with an air chamber 120.
- the resonance holes 130 are formed on the outer circumference of the unit resonance tubes 110 to communicate with the air chamber 120 to allow air to flow in and out.
- An extension tube 140 extending to the inside of the unit resonance tube 110, that is, toward the air chamber 120 is connected to the resonance hole 130.
- An air chamber 120 is extended to the extension tube 140, A communication hole 150 for communicating the inside of the tube 140 is formed.
- the air inside the air chamber 120 can be moved to the hollow of the extension tube 140 through the communication hole 150 and discharged to the outside of the unit resonance tube 110 through the resonance hole 130, Air may be introduced into the inside of the unit resonance tube 110 through the air.
- the resonance tube 100 provided with the resonance space capable of allowing the air to flow in and out can absorb noise generated during traveling.
- the variable opening and closing part 200 includes an opening and closing member 210 that is vertically movable up and down along the extension tube 140 and opens or closes the communication hole 150.
- the variable opening and closing part 200 is supported by the resonance tube 100, And an elastic member 220 supported by the opening and closing member 210 to elastically support the opening and closing member 210.
- the opening and closing member 210 is formed in a circular ring shape and has a support plate 211 for supporting the elastic member 220 and an elastic member 220 extending from the inner circumferential surface of the support plate 211 by a predetermined length along the outer peripheral surface of the extension tube 140, And a cover plate 212 for covering the holes 150.
- the elastic member 220 has a compression spring and is installed to surround the extension tube 140 and has one end connected to the inside of the upper surface of the unit resonance tube 110 and the other end connected to the support plate 211, and elastically supports the opening and closing member 210 toward the rotational center of the wheel.
- the elastic member 220 presses the opening / closing member 210 in the direction toward the inner surface of the resonance tube 100, that is, toward the rim 13.
- centrifugal force acts on the wheel as the wheel rotates, and the opening and closing member 210 moves along the extension tube 140 in a direction away from the rim 13.
- the opening area of the communication hole 150 is varied while the opening and closing member 210 moves.
- variable opening and closing part 200 of the present invention is formed so as to maximize the sound absorption effect by adjusting the size of the open area of the communication hole 150 according to the running speed of the vehicle. If the size of the communication hole 150 is constant, the sound absorption effect is large at a specific speed, but the sound absorption effect is inevitably lowered in a running state outside the speed. Accordingly, the open area of the communication hole 150 is varied according to the traveling speed, so that the sound absorption effect can be excellently excellent at all the traveling speeds.
- unit resonance tubes 110 are installed, two of the unit resonance tubes 110 can follow an increasing frequency characteristic, and the remaining two unit resonance tubes 110 follow a frequency characteristic of deceleration .
- the two unit resonance tubes 111 (hereinafter, referred to as 'first unit resonance tubes') move in the direction of the outer peripheral surface of the first unit resonance tube 111 by the centrifugal force
- a communication hole 150 is formed in the lower side of the extension tube 140 so that the communication hole 150 is enlarged in size.
- the remaining two unit resonance tubes 112 (hereinafter, referred to as 'second unit resonance tubes 112') are formed in a state where the communication holes 150 are formed at positions adjacent to the resonance holes 130 So that the size of the communication hole 150 is reduced as the open-close tube moves to the outer peripheral surface side of the second unit resonance tube 112 by centrifugal force.
- the first unit resonator tube 111 and the second unit resonator tube 112 are formed such that the communication hole 150 is formed at a different position and the open area of the communication hole 150 is expanded or decreased when the running speed of the vehicle is increased. It is possible to follow both increasing frequency and decreasing frequency characteristics to maximize sound absorption effect.
- the communication hole 150 may be formed to have a smaller width as it extends from the lower portion to the upper portion.
- the communication hole 150 has a narrower width as it extends from the lower part to the upper part, so that the open area of the opening and closing member 210 increases linearly.
- the unit resonance tubes 110 are tightly coupled to the rim 13 by the resonance tube fastening part 300.
- the resonance tube fastening part 300 includes a fastening wire 310 extending in the circumferential direction of the rim 13 so as to surround the unit resonance tubes 110 and a wire connecting member 320 connecting the both ends of the fastening wire 310 ).
- the fastening wire 310 Since the fastening wire 310 is inserted into the wire mounting groove formed on the outer peripheral surface of the unit resonance tube 110, the fastening wire 310 does not separate from the unit resonance tubes 110.
- the wire connecting member 320 is a tension spring that connects one end of the fastening wire 310 and the other end of the fastening wire 310. When both ends of the fastening wire 310 are connected while the wire connecting member 320 is pulled, Tension is applied and the unit resonance tubes 110 are urged to keep the rim 13 in close contact.
- the resonance tube coupling unit 300 is preferably provided in an even number.
- the two fastening wires 310 are formed to extend in parallel to each other at a predetermined distance along the width direction of the unit resonator tube 110.
- the wire connecting members 320 are disposed at intervals of 180 degrees so that mass unbalance by the wire connecting member 320 does not occur.
- two resonance tube fastening parts 300 are provided, but four resonance tube fastening parts 300 are provided, and the wire connecting parts 320 of the resonance tube fastening parts 300 are spaced apart at intervals of 90 degrees, .
- the resonance tube 100 is detachably attached to the rim 13 by the light tube connection, so that the structure of the resonance tube 100 can be maintained regardless of the replacement of the tire.
- the resonance tube 100 can be removed and attached to a new wheel.
- the sound absorption effect is excellent in the entire speed region.
- the present invention can be applied to an automobile wheel manufacturing field.
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Abstract
본 발명은 주행 중 타이어에서 발생하는 소음을 흡음해서 차량의 실내로 전달되는 것을 최소화할 수 있도록 형성된 타이어소음 저감장치에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 구동축에 결합될 수 있는 허브와, 외곽 테두리를 형성하여 타이어가 결합되는 림 및 상기 허브와 림을 연결하는 스포크를 포함하는 자동차용 휠에 있어서, 상기 림의 외주면을 따라 연장되도록 설치되고, 내부에 에어챔버가 형성되어 있으며, 상기 에어챔버와 외부를 연통하는 공명홀이 형성된 공명관과, 차량의 주행 속도에 따라 상기 공명관의 공명홀의 개방 영역을 확장 또는 축소하기 위한 가변개폐부를 포함한다.
Description
본 발명은 타이어소음 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행 중 타이어에서 발생하는 소음을 흡음해서 실내로 전달되는 것을 최소화할 수 있도록 형성된 타이어소음 저감장치에 관한 것이다.
본 발명을 지원한 국가연구개발사업은 산업통상자원부 충남지역사업평가단의 지역특화산업육성(R&D) 주력산업기술개발사업으로서, 연구과제번호 R0006056, 타이어 Cavity 공명소음 저감 기술을 적용한 주파수 가변형 레조네이터 휠 개발 (Development of Frequency Resonator Wheel with tire cavity resonance noise reduction technology)이며, 주관기관인 주식회사 팔이 지원하였다.
일반적으로 자동차용 타이어는 내주면이 휠에 구성된 림의 내부에 결합되어 공기가 채워짐으로써 차체를 탄성적으로 지지하는 작용을 한다.
그리고 타이어는 차량의 주행도중 노면과 지속적인 마찰이 이루어지므로, 타이어의 내부에서는 소음이 발생할수 밖에 없으며, 타이어 소음은 많은 원인들로부터 기인한다. 예를 들어, 타이어 소음은 타이어와 도로 표면의 접촉에 의해 유발되는 타이어 변형으로부터의 내부 타이어 공기 챔버의 여진(excitation)에 의해 생성되는 저주파 쇼크웨이브들; 도로 접촉시 타이어의 변형에 의해 유발되는 공기 챔버 여진에 기인한 저주파 타이어 구조 링잉(ringing); 트레드(tread)와 도로 표면 사이에 임시로 잡혀진 공기에 의해 유발되는 고주파 외부 트레드 공기 압축 및 타이어와 도로 표면 사이의 마찰에 의해 유발되는 고주파 접촉 스크럽(scrub)으로부터 유발된다.
이러한 소음은 타이어의 내면과 림의 사이에서 반사되어 공명현상을 일으키는 원인이 되고, 이윽고 차실 내부로 날카로운 피크를 가지는 음이 전달되어 운전자가 소음에 의한 불쾌감을 느끼는 원인이 되었을 뿐만 아니라, 지속적인 소음에 따라 승차감이 떨어지는 원인이 되었다.
이러한 문제 해결을 위해 대한민국 공개특허공보 10-2006-0044653호에는 림에 중공 챔버를 형성하여 소음을 차단한 기술이 개시되어 있다. 림과 스포크에 중공을 형성하는 기술은 상기 선행문헌 외에도 대한민국 공개특허공보 1999-0062973호, 공개특허공보 10-2013-0044465호 등에 개시되어 있는데, 상기와 같은 중공챔버를 형성하는 방법은 흡음 효과가 만족스럽지 못한 문제점이 있다.
또 다른 선행기술로 대한민국 공개특허공보 10-2007-0053386호에는 림에 중공챔버를 형성하고 이에 알루미늄발포코어를 충진하여 소음 및 진동을 흡수하는 기술이 제안되어 있다. 림과 스포크에도 중공을 형성 하고 이에 발포코어를 충진하는 기술은 이 외에도 대한민국 공개특허공보 10-2001-0072401 등에 개시 되어 있는데, 상기와 같은 림과 스포크에도 중공을 형성하고 이에 발포코어를 충진하는 기술은 흡음 효과는 비교적 훌륭하지만 제작비용이 비싸 가성비가 낮은 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 공명기를 통해 차량의 주행중 타이어에서 발생하는 소음을 저감할 수 있으며, 종래의 휠에 추가로 장착하여 전용 휠 제작에 따른 비용 부담 및 제작부담을 최소화할 수 있는 타이어소음 저감장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 타이어소음 저감장치는 차량의 구동축에 결합될 수 있는 허브와, 외곽 테두리를 형성하여 타이어가 결합되는 림 및 상기 허브와 림을 연결하는 스포크를 포함하는 자동차용 휠에 있어서, 상기 림의 외주면을 따라 연장되도록 설치되고, 내부에 에어챔버가 형성되어 있으며, 상기 에어챔버와 외부를 연통하는 공명홀이 형성된 공명관과, 차량의 주행 속도에 따라 상기 공명관의 공명홀의 개방 영역을 확장 또는 축소하기 위한 가변개폐부를 포함한다.
상기 공명관은 상기 공명홀로부터 상기 공명관의 내부 에어챔버측으로 소정길이 연장되어 있는 연장튜브가 형성되어 있으며, 상기 연장튜브에는 일측에 에어챔버와 연장튜브의 중공부를 연통하기 위한 연통홀이 형성되어 있고, 상기 가변개폐부는 상기 연장튜브를 따라 상하로 승강 가능하게 설치되어 상기 연통홀을 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재와, 일단이 상기 공명관에 지지되고 타단이 상기 개폐부재에 지지되어 상기 개폐부재를 탄력지지하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 개폐부재는 휠의 회전시 발생하는 원심력에 의해 휠의 회전중심을 기준으로 방사상의 방향을 따라 외곽으로 이동하면서 상기 연통홀을 개방 또는 폐쇄하도록 형성되며, 상기 탄성부재는 상기 원심력의 작용 방향과 대향되는 방향으로 힘이 작용하여 상기 개폐부재가 초기 위치로 복귀하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 공명관은 복수개의 단위공명관이 상기 림의 외주면 원주방향을 따라 상호 연결되어 상기 림을 감싸도록 체결되며, 상기 복수개의 단위공명관 중 일부는 차량의 주행속도의 증가에 따라 상기 연통홀의 개구면적이 증가하도록 형성되고, 나머지 단위공명관은 차량의 주행속도가 증가함에 따라 상기 연통홀의 개구면적이 작아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 연통홀은 림과 인접하는 연장튜브의 하부측으로부터 연장튜브의 상부측으로 연장될수록 폭이 점점 작아지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 타이어소음 저감장치는 휠에 부착되는 공명기를 통해 차량의 주행 중 노면에서 발생하는 소음을 획기적으로 저감하여 차량의 주행성능을 개선할 수 있다.
아울러 휠에 탈부착 가능하도록 공명기가 부착될 수 있는 구조이므로 휠의 교체시 공명기만을 별도로 탈거해 재장착하여 공명기의 설치 및 구입에 따른 비용 부담을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 타이어소음 저감장치의 일 실시예의 사시도,
도 2는 본 발명의 타이어소음 저감장치의 공명관 및 공명관체결부를 도시한 분리사시도,
도 3은 공명관의 내부를 도시한 부분절단 사시도,
도 4는 공명관을 A-A' 방향으로 절단한 단면도,
도 5는 공명관을 B-B' 방향으로 절단한 단면도,
도 6은 제1 공명관 및 제2 공명관의 단면을 각각 도시한 단면도,
도 7은 연통홀의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 8은 공명관체결부의 체결와이어 및 와이어연결부재를 확대도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 타이어소음 저감장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도면을 참조하면, 본 발명의 타이어소음 저감장치(10)는 차량의 구동축에 결합되는 허브(11)와, 외곽 테두리를 형성하는 림(13) 및 허브(11)와 림(13)을 연결하는 스포크(120)를 포함하는 기본적인 휠에 장착되는 것으로, 상기 림(13)에 설치되는 공명관(100)과, 공명관(100)의 공명홀(130)의 개방영역을 확장 또는 축소하기 위한 가변개폐부(200)를 포함한다.
상기 공명관(100)은 복수개의 단위공명관(110)들이 공명관체결부(300)에 의해 상호 체결되어 형성된다.
상기 단위공명관(110)들은 림(13)의 외주면 형상에 대응하도록 곡면 형상으로 형성되어 있으며, 공명관체결부(300)에 의해 림(13)에 밀착 결합될 수 있도록 형성되어 있다. 아울러 단위공명관(110)들은 내부에 각각 에어챔버(120)가 형성되어 있으며, 외주면에는 에어챔버(120)와 연통되어 공기의 유출입이 가능하도록 공명홀(130)이 형성되어 있다.
상기 공명홀(130)에는 단위공명관(110)의 내부로 즉, 에어챔버(120) 측으로 연장되는 연장튜브(140)가 연결되어 있고, 이 연장튜브(140)에 각각 에어챔버(120)와 연장튜브(140)의 내부를 연통하기 위한 연통홀(150)이 형성되어 있다. 따라서 에어챔버(120) 내부의 공기는 연통홀(150)을 통해 연장튜브(140)의 중공으로 이동하고 공명홀(130)을 통해 단위공명관(110)의 외부로 배출될 수 있으며, 반대 경로를 통해 단위공명관(110)의 내부로 공기가 유입될 수도 있다.
이와 같이 공기의 유출입이 가능한 공명공간이 마련되는 공명관(100)에 의해 주행 중 발생하는 소음을 흡음할 수 있다.
상기 가변개폐부(200)는 연장튜브(140)를 따라 상하로 승강 가능하게 설치되어 상기 연통홀(150)을 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재(210)와, 일단이 상기 공명관(100)에 지지되고 타단이 상기 개폐부재(210)에 지지되어 상기 개폐부재(210)를 탄력지지하는 탄성부재(220)를 포함한다.
개폐부재(210)는 원형의 링 형상으로 형성되어 탄성부재(220)를 지지하는 지지판(211)과, 상기 지지판(211)의 내주면으로부터 연장튜브(140)의 외주면을 따라 소정길이 연장되어 상기 연통홀(150)을 가릴 수 있도록 된 가림판(212)을 구비한다.
탄성부재(220)는 압축스프링이 적용되었으며 상기 연장튜브(140)를 감싸는 형태로 설치되고 일단이 상기 단위공명관(110)의 상부면 내측에 연결되고, 타단이 상기 개폐부재(210)의 지지판(211)에 연결되어 있으며, 상기 개폐부재(210)를 휠의 회전중심방향을 향해 탄력지지하게 된다.
탄성부재(220)는 압축스프링이 적용되며, 외력이 작용하지 않을 때에는 개폐부재(210)를 공명관(100)의 내부면측 즉, 림(13)을 향하는 방향으로 가압한다.
차량이 주행을 시작하면 휠이 회전하면서 원심력이 작용하게 되며, 이 원심력에 의해 상기 개폐부재(210)는 연장튜브(140)를 따라 림(13)에서 멀어지는 방향으로 이동하게 된다. 원심력의 크기가 스프링의 탄성력보다 커지면 개폐부재(210)가 이동하면서 연통홀(150)의 개방 영역이 가변된다.
본 발명의 가변개폐부(200)는 차량의 주행 속도에 따라 연통홀(150)의 개방영역의 크기를 조절하여 흡음효과를 극대화할 수 있도록 형성된 것이다. 연통홀(150)의 크기가 일정하면, 특정 속도에서는 흡음효과가 크지만 해당 속도를 벗어난 주행상태에서는 흡음효과가 떨어질 수밖에 없다. 따라서 주행속도에 따라 연통홀(150)의 개방영역을 가변하여 흡음효과가 전 주행속도에서 모두 우수하게 나타날 수 있다.
본 실시예의 경우 네 개의 단위공명관(110)들이 설치되는데, 이 중 두 개의 단위공명관(110)은 증가하는 주파수 특성을 따라갈 수 있으며, 나머지 두 개의 단위공명관(110)은 감속하는 주파수 특성을 따라간다.
도 6의 (a)에 도시되어 있는 것처럼 두 개의 단위공명관(111; 이하 '제1 단위공명관'이라 함)은 원심력에 의해 개폐부재(210)가 제1 단위공명관(111)의 외주면 측으로 이동함에 따라 연통홀(150)의 크기가 확장되는 양상을 보이도록 연통홀(150)이 연장튜브(140)의 하부측에 형성되어 있다.
아울러 도 6의 (b)에 도시된 것과 같이 나머지 두 개의 단위공명관(112; 이하 '제2 단위공명관(112)'이라 함)은 연통홀(150)이 공명홀(130)과 인접한 위치에 형성되어 있어서, 원심력에 의해 개폐관이 제2 단위공명관(112)의 외주면 측으로 이동함에 따라 연통홀(150)의 크기가 작아지는 양상을 보이게 된다.
이렇게 제1 단위공명관(111)과 제2 단위공명관(112)은 각각 연통홀(150)의 형성 위치가 달라, 차량의 주행속도의 증가시 연통홀(150)의 개방영역이 확장하거나 작아지도록 형성되어 증가하는 주파수와 감소하는 주파수의 특성을 모두 따라갈 수 있어 흡음효과를 극대화한다.
또한 도 7에 도시된 바와 같이 상기 연통홀(150)은 하부에서 상부로 연장될수록 폭이 점점 작아지도록 형성될 수도 있다.
상기 개폐부재(210)는 자동차의 속도가 증가하면 속도의 제곱형태로 원심력이 작용하기 때문에 연통홀(150)의 폭이 일정한 경우 차량의 속도가 증가할수록 개방영역이 지나치게 확장되어 자동차의 속도와 선형적으로 분리되는 주파수 특성을 추종하기 어렵다. 따라서 도시된 것처럼 연통홀(150)이 하부에서 상부로 연장될수록 폭이 점점 좁아지는 형상이 되도록 함으로써 개폐부재(210)의 상승에 따른 개방영역이 선형적으로 증가하도록 하는 것이 바람직하다.
도 8을 참조하면 상기 단위공명관(110)들은 공명관체결부(300)에 의해 림(13)에 밀착결합이 이루어진다.
공명관체결부(300)는 단위공명관(110)들을 둘러 감쌀 수 있도록 림(13)의 원주방향을 연장되는 체결와이어(310)와, 체결와이어(310)의 양단부를 상호 연결하는 와이어연결부재(320)를 포함한다.
상기 체결와이어(310)는 단위공명관(110)의 외주면에 형성되는 와이어장착홈에 끼워지기 때문에 체결와이어(310)가 단위공명관(110)들로부터 이탈하지 않는다.
와이어연결부재(320)는 체결와이어(310)의 일단과 타단을 각각 연결하는 인장스프링으로, 와이어연결부재(320)를 당긴 상태로 체결와이어(310)의 양단을 연결하면 체결와이어(310)에 장력이 걸리게 되며 단위공명관(110)들이 림(13)에 밀착된 상태를 유지하도록 힘을 가한다.
반복되는 사용에 의해 체결와이어(310)가 다소 신장되더라도 와이어연결부재(320)에 의해 장력이 일정수준으로 유지되어 상기 단위공명관(110)들이 림(13)에 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
아울러 상기 공명관체결부(300)는 짝수개로 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우 두 개의 체결와이어(310)가 단위공명관(110)의 폭방향을 따라 소정거리 이격되어 나란하게 연장되도록 형성되어 있다. 그리고 와이어연결부재(320)는 각각 180°간격으로 설치되어 있어서 와이어연결부재(320)에 의한 질량불균형이 발생하지 않도록 한다.
본 실시예에서는 공명관체결부(300)가 두 개가 설치되었으나, 네 개의 공명관체결부(300)가 설치되고 각각의 공명관체결부(300)의 와이어연결부재(320)들이 90°간격으로 이격되어 위치하도록 설치할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 타이어소음 저감장치(10)은 공명관(100)이 경명관체결부에 의해 림(13)에 탈부착 가능하게 결합되므로, 타이어의 교체와 관계없이 공명관(100) 구조를 유지할 수 있으며, 휠을 교체할 경우 공명관(100)을 탈거했다가 새로운 휠에 부착할 수 있다.
아울러 차량의 속도에 따라 연통홀(150)의 크기가 가변됨에 따라 전 속도영역에서 흡음효과가 우수하게 나타난다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 자동차의 휠 제조분야에 이용될 수 있다.
Claims (5)
- 차량의 구동축에 결합될 수 있는 허브와, 외곽 테두리를 형성하여 타이어가 결합되는 림 및 상기 허브와 림을 연결하는 스포크를 포함하는 자동차용 휠에 있어서,상기 림의 외주면을 따라 연장되도록 설치되고, 내부에 에어챔버가 형성되어 있으며, 상기 에어챔버와 외부를 연통하는 공명홀이 형성된 공명관과;차량의 주행 속도에 따라 상기 공명관의 공명홀의 개방 영역을 확장 또는 축소하기 위한 가변개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어소음 저감장치.
- 제 1항에 있어서,상기 공명관은 상기 공명홀로부터 상기 공명관의 내부 에어챔버측으로 소정길이 연장되어 있는 연장튜브가 형성되어 있으며,상기 연장튜브에는 일측에 에어챔버와 연장튜브의 중공부를 연통하기 위한 연통홀이 형성되어 있고,상기 가변개폐부는 상기 연장튜브를 따라 상하로 승강 가능하게 설치되어 상기 연통홀을 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재와,일단이 상기 공명관에 지지되고 타단이 상기 개폐부재에 지지되어 상기 개폐부재를 탄력지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어소음 저감장치.
- 제 2항에 있어서,상기 개폐부재는 휠의 회전시 발생하는 원심력에 의해 휠의 회전중심을 기준으로 방사상의 방향을 따라 외곽으로 이동하면서 상기 연통홀을 개방 또는 폐쇄하도록 형성되며,상기 탄성부재는 상기 원심력의 작용 방향과 대향되는 방향으로 힘이 작용하여 상기 개폐부재가 초기 위치로 복귀하도록 형성된 것을 특징으로 하는 타이어소음 저감장치.
- 제 3항에 있어서,상기 공명관은 복수개의 단위공명관이 상기 림의 외주면 원주방향을 따라 상호 연결되어 상기 림을 감싸도록 체결되며,상기 복수개의 단위공명관 중 일부는 차량의 주행속도의 증가에 따라 상기 연통홀의 개구면적이 증가하도록 형성되고,나머지 단위공명관은 차량의 주행속도가 증가함에 따라 상기 연통홀의 개구면적이 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 타이어소음 저감장치.
- 제 4항에 있어서,상기 연통홀은 림과 인접하는 연장튜브의 하부측으로부터 연장튜브의 상부측으로 연장될수록 폭이 점점 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 타이어소음 저감장치.
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