CN100548721C - 低噪音充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种低噪音充气轮胎，其在轮胎内周面上以沿着轮胎圆周方向间断地排列的方式安装有多个由多孔质材料构成的吸声件。将上述吸声件的个数设为5～50个、并将在轮胎圆周方向上相加得到的合计长度设为大于等于轮胎最大内周长度的75%，并且，将上述吸声件之间的间隔设为大于等于该吸声件的轮胎圆周方向端部的最大厚度的1倍、小于等于轮胎最大内周长度的15%。

Description

低噪音充气轮胎

技术领域

本发明涉及低噪音充气轮胎，更详细地说，涉及既能提高安装在轮胎内周面上的吸声件的低噪音性能、又能提高该吸声件的耐久性和抑制轮胎振动的低噪音充气轮胎。

背景技术

作为充气轮胎所产生的噪音中的一种，有因填充在轮胎内部的空气的振动而产生的空腔共鸣音。该空腔共鸣音是，轮胎在路面上行驶时，因该路面的凹凸故轮胎胎面部发生振动，由于该轮胎胎面部的振动、轮胎内部的空气振动从而产生的共鸣音。已知该充气轮胎的空腔共鸣音的频率为250Hz左右。

以往，作为降低充气轮胎的空腔共鸣音的方法，如图7(a)以及(b)所例示的那样，提出了在充气轮胎T的轮胎胎面部1的轮胎内周面上，沿着轮胎圆周方向连续或间断地贴附由多孔质材料构成的吸声件5，通过该吸声件5吸收空腔共鸣音的方法(例如，参照专利文献1、2)。为了提高利用这种吸声件对空腔共鸣音的降低效果，需要将这种吸声件尽量以较广的面积安装在轮胎内周面上。

但是，如图7(a)所示，当将吸声件5遍及轮胎内周面的整个圆周地连续配置时，在连接吸声件5的轮胎圆周方向的两端部的部分上，充气轮胎T每旋转一次，压缩和伸长就会交替地反复作用，所以存在该连接部分因应力集中而容易破坏的缺点。另外，当为了防止该吸声件的破坏，如图7(b)所示，将吸声件5间断地配置，成为使在轮胎圆周方向上相邻的两个吸声件5、5的间隔较大地分离的状态时，轮胎的旋转平衡就会破坏，在轮胎行驶时会发生振动。

专利文献1：日本特开昭62-216803号公报

专利文献2：日本特开2003-252003号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种既能够使安装在轮胎内周面上的吸声件的低噪音性能高度化、又能提高该吸声件的耐久性和抑制轮胎振动的低噪音充气轮胎。

为了达成上述目的的本发明的低噪音充气轮胎，其特征在于，在轮胎内周面上以沿着轮胎圆周方向间断地排列的方式安装多个由多孔质材料构成的吸声件，将上述吸声件的个数设为5～50个、并将沿着轮胎圆周方向相加得到的合计长度设为大于等于轮胎最大内周长度的75％，并且，将上述吸声件之间的间隔设为大于等于该吸声件的轮胎圆周方向端部的最大厚度的1倍、小于等于轮胎最大内周长度的15％。

本发明的充气轮胎，由于如上所述那样在轮胎内周面上沿着轮胎圆周方向间断地排列多个吸声件，所以能够缓和与轮胎接地部的变形相伴的吸声件的弯曲变形，较之连续配置的吸声件，能够提高耐久性。另外，将上述吸声件的个数设为5～50个，将吸声件之间的间隔设为大于等于该吸声件的端部的最大厚度，所以防止了轮胎行驶过程中吸声件端部彼此的干涉，从而能够抑制吸声件的破损；并且，由于将这些吸声件的在轮胎圆周方向上相加得到的合计长度设为大于等于轮胎最大内周长度的75％，所以能够充分地确保吸声件对轮胎内部的空腔共鸣音的吸收量，能够发挥较高的低噪音性能。并且，由于将吸声件的个数设为5～50个，将吸声件之间的间隔设为小于等于轮胎最大内周长度的15％，所以能够使轮胎圆周方向的重量平衡均匀化，能够抑制高速行驶时的轮胎振动。

附图说明

图1是在进行了轮辋组装的状态下对由本发明的实施方式构成的充气轮胎进行表示的子午线方向的剖视图。

图2是通过赤道方向的剖面对图1的轮胎进行表示的剖视图。

图3是表示本发明所使用的吸声件的一个示例的俯视图。

图4是例示出将本发明所使用的吸声件连同弹性带一起***到充气轮胎中之前的状态的侧视图。

图5(a)～(c)是分别表示本发明所使用的吸声件的其他实施方式的俯视图。

图6是表示本发明所使用的吸声件的又一其他实施方式的俯视图。

图7(a)以及(b)是分别通过赤道方向的剖面对以往的轮胎进行表示的剖视图。

具体实施方式

在图1以及图2中，充气轮胎T形成为，在轮胎胎面部1的左右两侧分别连接左右一对轮胎胎侧部3、3和胎圈部2、2。当将该充气轮胎T安装在轮辋R上时，在轮胎的内侧形成空洞部4，在该空洞部4中填充有具有确定规格的压力的空气。

在轮胎胎面部1的轮胎内周面1a上，以在轮胎圆周方向上呈环状地压接的方式支撑有弹性带6，沿着该弹性带6的纵长方向间断地固定有多个由独立片构成的吸声件5。这些吸声件5由具有连续气泡的多孔质材料构成。多个吸声件5，如图3所示，在以一定间隔D间断地固定在直线状的弹性带6的单面后，将该弹性带6弯曲成环状并以沿着轮胎内周面1a的方式进行***，将两端部通过箍圈7等连结。

吸声件5的相对于弹性带6的固定，可以利用超声波等使之熔接，或者利用粘接剂进行粘接。另外，弹性带6的两端部的连结，如图4所示，也可以利用锁紧块8进行。或者，弹性带6的两端部的连结，也可以通过粘接剂的粘接或熔接等进行。

如上所述，在通过弹性带6间接地进行吸声件5的相对于充气轮胎T的轮胎内周面1a的安装时，容易进行不同的轮胎之间的安装替换，所以在使用中的轮胎因磨损或扎破而不能使用的情况下，能够将该不能使用的轮胎所使用的吸声件连同弹性带一起再使用到新的其他轮胎上。

作为利用弹性带6将吸声件5安装在轮胎内周面1a上的方法，优选如图示的例子所示，将吸声件5配置在弹性带6的内周侧，将该弹性带6直接压接在轮胎内周面1a上，这样来进行安装。

当然，也可以反过来，将吸声件5配置在弹性带6的外周侧，通过弹性带6将该吸声件5按压在轮胎内周1a上，这样来进行安装。在后者的情况下，由于吸声件5的表面的一部分被弹性带6封闭，所以与该封闭的量相应地吸声件5的吸声效果降低。而在前者的情况下，由于吸声件5的表面没有被弹性带6封闭，所以能够得到更高的消音效果，并且，由于弹性带6的周方向整体紧密贴合在轮胎内周面1a上，所以能够得到较高的摩擦力，能够更加稳定地保持吸声件5。

另外，作为吸声件5的相对于轮胎内周面1a的安装方法，还能够举出将弹性带6贯通吸声件5的厚度方向中间部地进行支撑的方法，但是，对于这种方法，在吸声件5的贯通部上因弹性带6的挤压容易集中有较大的应力，所以容易导致过早破损。

上述吸声件5由多孔质材料构成。作为该多孔质材料，优选具有连续气泡的发泡树脂。更优选使用发泡聚氨酯树脂。在发泡聚氨酯树脂中，特别是低密度的聚醚类聚氨酯泡沫，相对于轮胎内压难以压缩变形，具有优异的耐压性，所以优选。作为弹性带6的材料，可以是金属和树脂中的任意一种，但是优选为树脂。作为树脂，特别是聚丙烯树脂和聚乙烯树脂具有较高的拉伸弹性率，所以优选。

在本发明的充气轮胎中，在上述的构造中，将在轮胎圆周方向上作为多个独立片而排列的吸声件5的个数设为5～50个，并且将这些所有吸声件5的长度在轮胎圆周方向上相加得到的合计长度设为大于等于轮胎最大内周长度的75％，优选设为大于等于85％。另外，对于多个吸声件5，将它们的轮胎圆周方向上的相互之间的间隔D，设为大于等于该吸声件5的轮胎圆周方向端部的最大厚度的1倍，优选设为大于等于1.2倍，并且小于等于轮胎最大内周长度的15％，优选设为小于等于10％。

通过这样将在轮胎圆周方向上排列的吸声件5的个数设为5～50个，并将相对于轮胎圆周方向相加得到的合计长度设为大于等于轮胎最大内周长度的75％，可充分确保空腔共鸣音的吸收量，所以能够发挥较高的低噪音性能，且能够抑制高速行驶时的轮胎振动。当吸声件5的个数小于等于4个时，轮胎圆周方向的重量平衡破坏，所以高速行驶时的轮胎振动增大。另外，当吸声件5的个数超过50个时，每个吸声件5的轮胎圆周方向上的长度L过短，所以容易破损。另外，当将所有吸声件5的长度在轮胎圆周方向上相加得到的合计长度少于轮胎最大内周长度的75％时，不仅难以得到噪音降低效果，而且重量平衡破坏，所以也容易引起轮胎振动。

另外，在本发明的充气轮胎中，通过将在轮胎圆周方向上相邻的两个吸声件5、5之间的间隔D设为大于等于吸声件5的轮胎圆周方向端部的最大厚度，从而防止在轮胎旋转时吸声件的端部彼此相互摩擦的干涉，防止吸声件的破损。另外，通过将吸声件5、5之间的间隔D设为小于等于轮胎最大内周长度的15％，从而吸声件的重量平衡均匀化，能够抑制轮胎振动。

当吸声件5、5之间的间隔D比吸声件5的轮胎圆周方向端部的最大厚度更窄时，相邻的两个吸声件的端部彼此干涉，所以容易导致破损。另外，当上述间隔D比轮胎最大内周长度的15％更宽时，吸声件的重量平衡破坏，所以在高速行驶时会发生轮胎振动。

作为吸声件5的轮胎圆周方向上的长度L，优选设为轮胎最大内周长度的2～15％。当吸声件5的长度L小于轮胎最大内周长度的2％时，轮胎宽度方向的弯曲刚性过于降低，所以容易损伤。另外，当吸声件5的长度L大于轮胎最大内周长度的15％时，在轮胎旋转时吸声件5的相对于轮胎半径方向的变形变大，吸声件容易损伤。对于多个吸声件5，为了抑制轮胎振动，优选将它们的长度L设为相互相同，但是，在允许振动的范围内也可以设为不同。

吸声件5的最大宽度W，优选设为轮胎最大宽度的50～90％，更优选设为55～80％。当吸声件5的最大宽度W比轮胎最大宽度的50％更窄时，不能充分得到空腔共鸣音的降低效果。另外，当吸声件5的最大宽度W比轮胎最大宽度的90％更大时，吸声件5延伸到轮胎胎侧部3，所以使吸声件5的耐久性降低。

作为吸声件5的厚度，优选设为5～50mm，更优选设为10～40mm。另外，对于吸声件的厚度，为了抑制轮胎振动，优选的是配置在轮胎圆周方向上的所有多个吸声件5都相同。但是，在允许轮胎振动的范围内，也可以相互不同。另外，每个吸声件的厚度，可以在整体上均等，或者可以在纵长方向和/或宽度方向上变化。

吸声件5的俯视形状没有特别限定，但是如图3所例示的八边形等那样，优选为将内角设为钝角的五边形以上的多边形。这些五边形以上的多边形，能够抑制容易在吸声件的端部附近产生的损伤。另外，作为吸声件5的俯视形状，可以例示出如图5(a)所示的内角是直角的四边形、如图5(b)所示的圆形、以及如图5(c)所示的椭圆形等。

另外，还可以将吸声件5的俯视形状，设为如图6所示的具有内角θ为锐角的角部E的平行四边形。然而，在像这样具有内角θ为锐角的角部E的形状的情况下，最好将该角部E倒角成圆弧状。通过该倒角，能够将吸声件的角部E的损伤降低。

另外，在本说明书中，“轮胎最大内周长度”是指，在将充气轮胎组装在JATMA所规定的轮辋上、并填充有标准内压的状态下，轮胎内周面的赤道位置上的内周长度。另外，“轮胎最大宽度”是指，在同样地将充气轮胎组装在JATMA所规定的轮辋上、并填充有标准内压的状态下，轮胎的轮胎最大宽度。

实施例

对于具有相同轮胎尺寸215/60R16的三个充气轮胎的轮胎内周面，将分别将连续发泡的发泡聚氨酯树脂加工成下述三种形态而得到的吸声件，以成为下述安装结构的方式安装。

(a)实施例1

安装结构：图2

吸声件的形状：宽度W为150mm、厚度为20mm、长度L为180mm且各个角部被倒角成60mm×60mm的八边形

 吸声件的个数：9个(将间隔D设为大约30mm地进行配置)

 (b)以往例1

安装结构：图7(b)

吸声件的形状：宽度W为150mm、厚度为20mm、长度L为200mm且各个角部被倒角成60mm×60mm的八边形

吸声件的个数：4个(相对于轮胎轴以90°的角度均匀地配置)

(c)以往例2

安装结构：图7(a)

吸声件的形状：宽度W为150mm、厚度为20mm、周长为1890mm的连续带状

吸声件的个数：1片(连续配置在轮胎内周面的整个周长上)

将这三种充气轮胎分别组装在车轮的轮辋上，将空气压力设为150kPa，通过以下的试验方法，对各个轮胎中的吸声件的耐久性以及振动性能进行测定。将其结果显示在表1中。

〔吸声件的耐久性〕

将试验轮胎以7.8kN的载荷接压在滚筒试验机的旋转滚筒上，以时速80km/h进行行驶，对直至在吸声件上产生损伤为止的距离进行测定。测定结果用将以往例1的测定值设为100的指数来表示。指数越大就表示吸声件的耐久性越优异。

〔振动性能〕

使用均匀性测定机，对在使试验轮胎以时速100km/h行驶时的径向力变化(RFV)的二次成分(2次成分)进行测定。测定结果用将以往例2的测定值设为100的指数来表示。指数越小就表示振动性能越优异。

表1

	实施例1	以往例1	以往例2
				吸声件的平面形状	八边形	连续带	八边形
吸声件的安装结构	图2	图7(b)	图7(a)

吸声件的耐久性(指数)	108	100	86
				振动性能(指数)	100	145	100

根据表1的结果，可以得知：实施例1的充气轮胎，较之以往例1和2的充气轮胎，其吸声件的耐久性和振动性能均衡地提高。

Claims (10)

1.一种低噪音充气轮胎，其中，在轮胎内周面上以沿着轮胎圆周方向间断地排列的方式安装多个由多孔质材料构成的吸声件，将上述吸声件的个数设为5～50个、并将沿着轮胎圆周方向相加得到的合计长度设为大于等于轮胎最大内周长度的75％，并且，将上述吸声件之间的间隔设为大于等于该吸声件的轮胎圆周方向端部的最大厚度的1倍、小于等于轮胎最大内周长度的15％。

2.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件固定在沿着轮胎圆周方向延伸的弹性带的内周面以及外周面的任意一方上，通过该弹性带将其安装在上述轮胎内周面上。

3.如权利要求2所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件固定在上述弹性带的内周侧，将该弹性带压接在上述轮胎内周面上。

4.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件的最大宽度设为轮胎最大宽度的50～90％。

5.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件的厚度设为5～50mm。

6.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件的俯视形状设为所有内角都是钝角的多边形。

7.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件的俯视形状设为圆形或椭圆形。

8.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，将上述吸声件的俯视形状设为平行四边形，且对其内角是锐角的角部实施了倒角。

9.如权利要求1所述的低噪音充气轮胎，其中，由具有连续气泡的发泡树脂构成上述吸声件。

10.如权利要求2所述的低噪音充气轮胎，其中，由树脂的成形体构成上述弹性带。

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