CN101516644B - 轮胎噪音降低装置及充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够在确保耐久性且谋求更低地降低轮胎噪音的同时改善轮胎振动的轮胎噪音降低装置及充气轮胎。本发明的轮胎噪音降低装置(1),具有使轮胎空腔部(15)的截面积在轮胎圆周向上变化的两个主吸音件(3)、配置在主吸音件(3)之间的两个辅助吸音件(4)。各吸音件(3、4)由多孔质材料构成。主吸音件(3)由位于胎面部内表面(11a)侧的第1吸音部(3A)和位于从胎面部内表面(11a)离开一侧的第2吸音部(3B)构成。第2吸音部3B,其密度比第1吸音部(3A)低。辅助吸音件(4),其密度比第2吸音部(3B)高,且其厚度比主吸音件(3)薄。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎噪音降低装置及安装了该轮胎噪音降低装置的充气轮胎,更详细地说涉及改善了轮胎振动的轮胎噪音降低装置及充气轮胎。
背景技术
在形成于车轮的轮辋和装配在该轮辋上的充气轮胎之间的密闭的轮胎空腔部所发生的空腔共鸣现象成了轮胎噪音的主要原因。例如,该空腔共鸣现象与行驶中在250Hz附近通常能听到的噪音、越过道路的接缝等时发出的冲击音有关。
作为降低由这样的空腔共鸣现象引起的噪音的手法,例如,已知一种技术,将由发泡聚氨酯树脂等多孔质材料形成的吸音件相对配置在面向轮胎空腔部的胎面部内表面的圆周上的两个位置,以使轮胎的空腔部的截面积在轮胎圆周向上变化(例如,参照专利文献1)。通过这样使轮胎空腔部的截面形状在轮胎圆周向上变化,使共鸣频率与轮胎的旋转一起时刻变化,利用吸音件产生的吸音效果,有效降低空腔共鸣音。另外,通过提高吸音件的密度使吸音件的机械强度增强,确保耐久性。
但是,装配了这样的轮胎噪音降低装置的充气轮胎,由于其质量分布在轮胎的圆周方向上不均匀,所以,存在车辆行驶时助长轮胎振动这一问题。另外,伴随着车辆的静音化,更强烈地要求轮胎噪音的降低。
专利文献1:日本特开2003-226104号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮胎噪音降低装置及充气轮胎,其能够谋求维持耐久性且进一步降低轮胎噪音,并能够改善轮胎振动。
为了实现上述目的,本发明的轮胎噪音降低装置,其特征在于:具有:两个主吸音件,这两个主吸音件由多孔质材料形成,被相对配置在面向轮胎空腔部的胎面部内表面的轮胎圆周上的两个位置,用于使轮胎空腔部的截面积在轮胎圆周向上变化;和两个辅助吸音件,这两个辅助吸音件由多孔质材料形成,被相对配置在位于该主吸音件之间的胎面部内表面的轮胎圆周上的两个位置,上述主吸音件由位于胎面部内表面侧的第1吸音部和位于从胎面部内表面分离一侧的第2吸音部构成,该第2吸音部,其密度比上述第1吸音部低,上述辅助吸音件,其密度比上述第2吸音部高,并且其厚度比上述主吸音件薄。
本发明的充气轮胎,其特征在于:将上述轮胎噪音降低装置装配于面向轮胎空腔部的胎面部内表面。
发明的效果
根据上述的本发明,使轮胎空腔部的截面积在轮胎圆周向上变化的主吸音件不像现有技术那样仅由密度高的材料构成,而是由密度高的第1吸音部和密度低的第2吸音部构成,因此,能够使主吸音件的质量比以往的轻,而通过将辅助吸音件配置在主吸音件之间,能够使存在轮胎噪音降低装置的主吸音件的部分和不存在的部分之间的质量差降低。因此,能够使装配了轮胎噪音降低装置的轮胎的质量分布在轮胎圆周向上比现有的均匀,所以能够降低轮胎振动。
而且,通过配置辅助吸音件,能够提高轮胎噪音降低装置的吸音效果,因此,能够进一步降低轮胎噪音。
另外,将密度高的第1吸音部配置在胎面部内表面侧,且辅助吸音件也由密度高的材料构成,由此,能够抑制主吸音件及辅助吸音件与胎面部内表面摩擦破损,能够确保与以往相同水平的耐久性。
附图说明
图1为在被安装在充气轮胎上的状态下表示本发明的轮胎噪音降低装置的一实施方式的剖面图。
图2为图1的轮胎噪音降低装置的侧视图。
图3为在将环状的弹性带在一个位置上切断并延伸的状态下表示图2的轮胎噪音降低装置的侧视图。
图4是表示本发明的轮胎噪音降低装置的其他的实施方式的侧视图。
图5是表示本发明的轮胎噪音降低装置的另外其他的实施方式的侧视图。
图6是表示本发明的轮胎噪音降低装置的另外其他的实施方式的侧视图。
图7是在将本发明的轮胎噪音降低装置的另外其他的实施方式安装在充气轮胎上的状态下表示其一部分的剖切立体图。
图8是在将本发明的轮胎噪音降低装置的另外其他的实施方式安装在充气轮胎上的状态下表示其一部分的剖切立体图。
符号说明
1、100、200轮胎噪音降低装置 2弹性带(弹性环)
3主吸音件 3A第1吸音部 3B第2吸音部
4辅助吸音件 10充气轮胎 11胎面部
11a内表面 15空腔部 t1、t2、t4厚度
具体实施方式
对于本发明的实施方式,参考附图详细说明。
图1、2表示本发明的轮胎噪音降低装置的一个实施方式,附图标记1表示轮胎噪音降低装置,附图标记10表示装配了轮胎噪音降低装置1的充气轮胎,附图标记20表示车轮。
充气轮胎10具有胎面部11、左右的胎圈部12及连接胎面部11和左右的胎圈部12的左右的胎侧部13。被轮胎内表面14所包围的空间为充气轮胎10的空腔部15。充气轮胎10被安装在车轮20的轮辋21上,通过车轮20的轮辋21密闭了空腔部15。
此外,没有图示,在轮胎内部,在左右的胎圈部12之间延伸设有胎体层,在胎面部11的胎体层外周侧设有多层带束层。在左右的胎圈部12中分别埋设有胎圈芯,胎体层的两端部在胎圈芯的周围从轮胎轴方向内侧向外侧折回。
轮胎噪音降低装置1为安装在面向充气轮胎10的空腔部15的胎面部11的内表面11a上的装置,如图2、3所示,轮胎噪音降低装置1具有:两个主吸音件3,它们相对配置在胎面部11的内表面11a的轮胎圆周上的两个位置;两个辅助吸音件4,它们相对配置在位于主吸音件3之间的、胎面部11的内表面11a的轮胎圆周上的两个位置;和环状的弹性带2,它用于将主吸音件3及辅助吸音件4安装在胎面部11的内表面11a上。
弹性带2,是由将带状的弹性体形成为环状的弹性环构成的,使弹性带2的外周面2b位于胎面部11的内表面11a侧,通过弹性带2的弹性复原力将轮胎噪音降低装置1安装在胎面部11的内表面11a上的部件。作为弹性带2所使用的材料,只要能够发挥能安装的弹性复原力,任何材料都可以,例如,优选使用不锈钢等金属、尼龙树脂、聚丙烯树脂等合成树脂。弹性带2的尺寸与以往相同,优选使用宽度为10~30mm、厚度为0.5~2.0mm的范围。
在环状的弹性带2的内周面2a的隔开180°的位置上分别通过粘结剂等固定主吸音件3,由于相对配置在弹性带2的圆周上的两个位置的主吸音件3,使轮胎空腔部15的在轮胎子午线截面上的截面积在轮胎圆周方向上有规律地变化。在位于主吸音件3之间的弹性带2的内周面2a上分别通过粘结剂等固定辅助吸音件4,在弹性带2上主吸音件3和辅助吸音件4在环圆周方向上交错安装。吸音件3、4分别由多孔质材料形成,借助弹性带2的弹性复原力被安装在胎面部11的内表面11a上。
主吸音件3,由位于主吸音件3的胎面部内表面11a侧(弹性带内周面2a侧)的第1吸音部3A和位于从主吸音件3的胎面部内表面11a分离一侧(第1吸音部3A的内周侧)的第2吸音部3B构成。第1吸音部3A具有与以往同样的高密度。第2吸音部3B,其密度比第1吸音部3A低,由此,使主吸音件3轻量化。在图1~3所示的轮胎噪音降低装置1中,第1吸音部3A和第2吸音部3B各包括一层吸音层,通过层叠并粘结该吸音层构成主吸音件3。除此以外,也可以由主吸音件3的密度如上述那样变化的、具有第1吸音部3A和第2吸音部3B肉厚的一层吸音层构成。
辅助吸音件4,其密度比第2吸音部3B高,具有与第1吸音部3A相同的密度。辅助吸音件4的厚度t4比主吸音件3的厚度薄,由此,使轮胎空腔部的截面积在圆周方向上变化,降低轮胎空腔共鸣音。
在图2、3中,使辅助吸音件4的厚度t4与主吸音件3的第1吸音部3A的厚度t1相同,但如图4所示,也可以使辅助吸音件4的厚度t4比主吸音件3的第1吸音部3A的厚度t1厚。
作为主吸音件3和辅助吸音件4的长度,从有效降低轮胎空腔共鸣音的角度考虑,优选,实质上分别为轮胎赤道面上的轮胎内周长的1/4的长度。在图2、4所示的实施例中,主吸音件3和辅助吸音件4分别具有轮胎赤道面上的轮胎内周长的1/4的长度,相邻的主吸音件3和辅助吸音件4相互接触地配置。在图5、6所示的实施例中,在主吸音件3和辅助吸音件4之间存在若干的隙间a,这样对主吸音件3和辅助吸音件4进行配置,主吸音件3和辅助吸音件4的长度实质上分别为轮胎内周长的1/4。
作为构成吸音件3、4的多孔质材料,优选发泡树脂,尤其优选使用发泡聚氨酯树脂(软质聚氨酯泡沫塑料)。使发泡树脂发泡的发泡体的气泡的形态,从吸音效果的角度考虑,优选相邻的气泡彼此之间连通的连续气泡。
作为第1吸音部3A的密度及辅助吸音件4的密度,优选在18kg/m3~40kg/m3的范围。若第1吸音部3A及辅助吸音件4的密度比18kg/m3低,则在车辆行驶时,第1吸音部3A、辅助吸音件4及胎面部内表面11a接触摩擦时易破损。若第1吸音部3A及辅助吸音件4的密度超过40kg/m3,则会导致重量过度增加,所以不优选。此外,这里所称的密度是依据JIS K7222测定的。
作为第2吸音部3B的密度,优选在第1吸音部3A的密度的40%~80%的范围。若第2吸音部3B的密度不足第1吸音部3A的密度的40%,则机械强度下降,由于反复弯曲变形容易导致第2吸音部3B损伤。若第2吸音部3B的密度超过第1吸音部3A的密度的80%,则很难有效降低重量。
作为主吸音件3的厚度,能够在4mm~20mm的范围内根据轮胎尺寸分别适当地选择第1吸音部3A的厚度t1及第2吸音部3B的厚度t2。若第1吸音部3A及第2吸音部3B的厚度t1、t2不足4mm,则很难发挥作为吸音件的吸音效果。若第1吸音部3A及第2吸音部3B的厚度t1、t2超过20mm,则由于弯曲刚性变得过高,很难沿装配的轮胎的曲率配置主吸音件3,所以成为产生振动的原因。更优选地,使第2吸音部3B的厚度t2比第1吸音部3A的厚度t1厚,由此,不仅能够抑制重量的增加,还能够使轮胎空腔部的截面积变化。作为辅助吸音件4的厚度t4的范围,与第1吸音部3A同样地,为4mm~20mm的范围,该范围从装配性和吸音效果方面考虑较好。
作为主吸音件3及辅助吸音件4的宽度,能够使其为轮胎截面宽度的40%~90%,其宽度可为恒定也可变。
在以往的轮胎噪音降低装置中,使用密度高的吸音件(密度18kg/m3~40kg/m3)作为被相对配置在胎面部内表面的轮胎圆周上的两个位置、且使轮胎空腔部的截面积在轮胎圆周方向上变化的两个吸音件,由此,能够抑制由于与胎面部内表面的摩擦所引起的吸音件的破损,确保了吸音件的耐久性。但是,由于密度高的吸音件其质量变大,存在轮胎噪音降低装置的吸音件的部分和不存在的部分的质量差较大,这导致装配轮胎噪音降低装置的轮胎的质量分布在轮胎圆周上不均匀,从而助长了车辆行驶时轮胎的振动。尤其,振动的2次成分变大,其与转向***共振从而发生车体振动。
因此,在上述的本发明中,使轮胎空腔部15的截面积在轮胎圆周向上变化的主吸音件3由密度高的第1吸音部3A和密度低的第2吸音部3B构成。由此,能够使主吸音件3的质量比过去变轻。另一方面,由于将辅助吸音件4配置在主吸音件3之间,所以,存在轮胎噪音降低装置1的主吸音件3的部分和不存在的部分之间的质量差减小,改善了装配有轮胎噪音降低装置1的充气轮胎10的质量分布在轮胎圆周上的不均匀程度,能够降低轮胎振动。
另外,通过配置辅助吸音件4,能够提高吸音效果,因此,能够进一步降低轮胎噪音。
而且,将密度高的第1吸音部3A配置在胎面部内表面11a侧,而使辅助吸音件4的密度与第1吸音部3A同样高,所以,能够抑制主吸音件3及辅助吸音件4与胎面部内表面11a之间的摩擦所引起的破损,能够确保与以往同样水平的耐久性。
图7表示本发明的轮胎噪音降低装置其他的实施方式。图7的轮胎噪音降低装置100,取代上述那样将主吸音件3及辅助吸音件4安装在弹性带2的内周侧的结构,而是将主吸音件3及辅助吸音件4固定在弹性带2的外周侧的结构。将这样的轮胎噪音降低装置100装配在面向轮胎空腔部15的胎面部11的内表面11a上,也能够发挥与上述同样的效果。
图8表示本发明的轮胎噪音降低装置的另外其他的实施方式。图8的轮胎噪音降低装置200不具有上述的弹性带2,将主吸音件3和辅助吸音件4通过粘结剂等直接贴付在胎面部内表面11a上,由此,将主吸音件3相对配置在面向轮胎空腔部15的胎面部内表面11a的轮胎圆周上的两个位置,将辅助吸音件4相对配置在位于主吸音件3之间的胎面部内表面11a的轮胎圆周上的两个位置。这样将主吸音件3和辅助吸音件4直接安装在充气轮胎10上也能够得到与上述同样的效果。
实施例
分别制作本发明的轮胎噪音降低装置1~3(本实施例1~3),具有图2所示的结构、主吸音件的第1吸音部和第2吸音部的厚度和密度以及辅助吸音件的厚度和密度如表1所示;现有的轮胎噪音降低装置(现有例)没有辅助吸音件,仅由厚度15mm的第1吸音部构成主吸音件,其他结构与本发明的轮胎噪音降低装置1相同;及比较的轮胎噪音降低装置(比较例),没有辅助吸音件,仅由厚度15mm的第2吸音部构成主吸音件,其他结构与本发明的轮胎噪音降低装置1相同。使用软质聚氨酯泡沫塑料制作轮胎噪音降低装置的各吸音件。
将各轮胎噪音降低装置装配在轮胎尺寸215/55R16的充气轮胎的胎面部内表面,并将该充气轮胎组装在标准轮辋上,通过以下所示的方法进行轮胎噪音、振动以及耐久性的评价试验,得到表1所示的结果。
轮胎噪音
使组装在轮辋上的充气轮胎其空气压力为210kPa、且将其安装在排气2500cc的乘用车上,在使乘用车以时速60km/h沿测试路线直行行驶时对车内产生的空腔共鸣音的峰值水平(peak level)进行测定。将该测定结果以装配了现有的轮胎噪音降低装置的轮胎为基准进行表示。
轮胎振动
使组装在轮辋上的充气轮胎其空气压力为210kPa、且将其安装在排气量2500cc的乘用车上,由试验驾驶员对在使乘用车沿测试路线行驶时的转向的振动状态进行感官评价。将该评价结果以使现有的轮胎噪音降低装置为5.0的5点法进行表示。该值越小,意味着轮胎的振动水平越低。
耐久性
使组装在轮辋上的充气轮胎其空气压力为120kPa、且将其安装在滚筒(drum)试验机上,并使其在载荷为8.1N、环境温度为38°±3℃、速度为81km/h的条件下进行80小时行驶。然后,将各轮胎噪音降低装置从轮胎上拆下,通过目视观察轮胎噪音降低装置的各吸音件的破损(切口和裂痕)状况,进行评价。将该评价结果分A1、A2、A3三级进行表示。A1表示为完全没有破损发生,A2表示稍稍观察到破损发生,但切口部分的最大长度不足10mm,裂开部分的最大深度不足5mm,在实用上没有问题,A3表示观察到破损发生,切口部分的最大长度为10mm以上,裂开部分的最大深度为5mm以上,存在实用上的问题。
(表1)
现有例 | 比较例 | 本实施例1 | 本实施例2 | 本实施例3 | |
第1吸音部厚度(mm)密度(kg/m<sup>3</sup>) | 1528 | -- | 1028 | 1020 | 828 |
第2吸音部厚度(mm)密度(kg/m<sup>3</sup>) | -- | 1518 | 1518 | 1513 | 1218 |
辅助吸音件厚度(mm)密度(kg/m<sup>3</sup>) | -- | -- | 1028 | 1020 | 828 |
噪音(dB) | 基准 | 0 | -4 | -4 | -3.5 |
振动 | 5.0 | 3.0 | 3.0 | 2.75 | 2.5 |
耐久性 | A2 | A3 | A2 | A2 | A2 |
从表1可知,本发明的轮胎噪音降低装置能够将轮胎噪音降低得比现有的轮胎噪音降低装置更低,并能够改善轮胎振动。另外可知,本发明的轮胎噪音降低装置还能够将耐久性维持在与现有的轮胎噪音降低装置相同的水平。
产业上的实用性
具有上述优异效果的本发明能够适用于降低因充气轮胎的空腔共鸣现象所引起的噪音的轮胎噪音降低装置。
Claims (9)
1.一种轮胎噪音降低装置,其中,
具有:两个主吸音件,这两个主吸音件由多孔质材料形成,被相对配置在面向轮胎空腔部的胎面部内表面的轮胎圆周上的两个位置,用于使轮胎空腔部的截面积在轮胎圆周向上变化;和两个辅助吸音件,这两个辅助吸音件由多孔质材料形成,被相对配置在位于该主吸音件之间的胎面部内表面的轮胎圆周上的两个位置,
所述主吸音件由位于胎面部内表面侧的第1吸音部和位于从胎面部内表面分离一侧的第2吸音部构成,该第2吸音部,其密度比所述第1吸音部低,
所述辅助吸音件,其密度比所述第2吸音部高,并且其厚度比所述主吸音件薄。
2.如权利要求1所记载的轮胎噪音降低装置,其中:所述主吸音件和所述辅助吸音件被直接贴付于所述胎面部内表面。
3.如权利要求1所记载的轮胎噪音降低装置,其中:还具有用于将所述主吸音件和所述辅助吸音件安装于胎面部内表面的弹性环,所述主吸音件和所述辅助吸音件在环圆周向上交错固定在该弹性环上。
4.如权利要求1、2或3所记载的轮胎噪音降低装置,其中:所述第1吸音部以及所述辅助吸音件的密度为18kg/m3~40kg/m3,所述第2吸音部的密度为所述第1吸音部的密度的40%~80%。
5.如权利要求1至3中的任一项所记载的轮胎噪音降低装置,其中:所述第1吸音部以及所述第2吸音部各包括一层吸音层,层叠该吸音层构成所述主吸音件。
6.如权利要求1至3中的任一项所记载的轮胎噪音降低装置,其中:所述第1吸音部以及所述第2吸音部的厚度分别为4mm~20mm。
7.如权利要求1至3中的任一项所记载的轮胎噪音降低装置,其中:所述主吸音件以及所述辅助吸音件的多孔质材料为发泡聚氨酯树脂。
8.如权利要求1至3中的任一项所记载的轮胎噪音降低装置,其中:所述主吸音件以及所述辅助吸音件的长度,实质上分别为轮胎赤道面上的轮胎内周长的1/4的长度。
9.一种充气轮胎,其中:将如权利要求1至8中的任一项所记载的轮胎噪音降低装置装配于面向轮胎空腔部的胎面部内表面。
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