CN109070634B - 轮胎噪声降低装置以及具备其的充气轮胎 - Google Patents

轮胎噪声降低装置以及具备其的充气轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够抑制因带构件与吸音件以及轮胎内表面的摩擦所造成的吸音件的断裂以及轮胎内表面的损伤，并改善高速耐久性能的轮胎噪声降低装置以及具备其的充气轮胎。轮胎噪声降低装置(6)具备：吸音件(7)，由多孔质材料构成；以及带构件(8)，用于将吸音件(7)装接于轮胎内表面(5)，带构件(8)配置于吸音件(7)与轮胎内表面(5)之间，其中，带构件(7)在其宽度方向两端部的两面侧具有倒角部(C1、C2)。

Description

轮胎噪声降低装置以及具备其的充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种用于降低在充气轮胎中产生的空腔共鸣声的装置，更详细而言，涉及一种能够抑制因带构件与吸音件以及轮胎内表面的摩擦所造成的吸音件的断裂以及轮胎内表面的损伤，并改善高速耐久性能的轮胎噪声降低装置以及具备其的充气轮胎。
背景技术
产生轮胎噪声的原因之一中存在由填充于轮胎空腔部的空气的振动所引起的空腔共鸣声。在车辆行驶时与路面接触的轮胎的胎面部因路面的凹凸而振动，该振动使轮胎空腔部内的空气振动而产生该空腔共鸣声。在该空腔共鸣声中存在构成噪声的频率范围，使此频率范围的噪声等级水平下降对于降低轮胎噪声非常重要。
作为降低因这种空腔共鸣现象所引起的噪声的方法，提出在轮胎内表面通过弹性固定带将由海绵等多孔质材料形成的吸音件装接于胎面部的内周面(例如，参照专利文献1)。
然而，在弹性固定带为矩形剖面的情况下，在高速区域中长时间行驶时，吸音件因离心力而挠曲，由此弹性固定带的边缘部与吸音件以及轮胎内表面发生摩擦，有时会产生吸音件的断裂、轮胎内表面的损伤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4281874号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能够抑制因带构件与吸音件以及轮胎内表面的摩擦所造成的吸音件的断裂以及轮胎内表面的损伤，并改善高速耐久性能的轮胎噪声降低装置以及具备其的充气轮胎。
技术方案
用于达成上述目的的本发明的轮胎噪声降低装置具备：吸音件，由多孔质材料构成；以及带构件，用于将该吸音件装接于轮胎内表面，该带构件配置于所述吸音件与所述轮胎内表面之间，其特征在于，所述带构件在其宽度方向两端部的两面侧具有倒角部。
此外，本发明的充气轮胎在空腔部内具备上述轮胎噪声降低装置。
有益效果
在本发明中，轮胎噪声降低装置具备：吸音件，由多孔质材料构成；带构件，用于将吸音件装接于轮胎内表面，带构件配置于吸音件与轮胎内表面之间，其中，带构件在其宽度方向两端部的两面侧具有倒角部，由此，能够抑制因带构件与吸音件以及轮胎内表面的摩擦所造成的吸音件的断裂以及轮胎内表面的损伤。
在本发明中，优选带构件中的各倒角部由平面构成，位于带构件的内周面侧的倒角部C1的相对于带构件的宽度方向的角度θ1、以及位于带构件的外周面侧的倒角部C2的相对于带构件的宽度方向的角度θ2分别为110°≤θ1≤160°、110°≤θ2≤160°的范围。通过这样形成倒角部C1、C2，能够更有效地抑制因吸音件和带构件的摩擦所造成的吸音件的断裂以及轮胎内表面的损伤。更优选倒角部C1、C2的角度θ1、θ2均为135°～160°的范围。
在本发明中，优选角度θ1大于角度θ2。吸音件比轮胎内表面对与带构件的摩擦的耐久性较低，因此，通过相对增大吸音件侧的倒角部C1的角度θ1，有助于提高吸音件的对与带构件的摩擦的耐久性。另一方面，通过相对减小轮胎内表面侧的倒角部C2的角度θ2，使带构件的剖面积尽可能地增大，能够将带构件的强度的降低停留在最小限度。
在本发明中，优选带构件中的各倒角部由曲面构成，位于带构件的内周面侧的倒角部R1的曲率半径r1、以及位于带构件的外周面侧的倒角部R2的曲率半径r2分别相对于带构件的厚度TB具有0.1TB≤r1≤0.5TB、0.1TB≤r2≤0.5TB的关系。通过这样形成倒角部R1、R2，能够更有效地抑制因吸音件和带构件的摩擦所造成的吸音件的断裂以及轮胎内表面的损伤。更优选曲率半径r1、r2均处于0.3TB≤r1≤0.5TB、0.3TB≤r2≤0.5TB的范围内。
在本发明中，优选曲率半径r1大于曲率半径r2。吸音件比轮胎内表面对与带构件的摩擦的耐久性较低，因此，通过相对增大吸音件侧的倒角部R1的曲率半径r1，有助于提高吸音件的对与带构件的摩擦的耐久性。另一方面，通过相对减小轮胎内表面侧的倒角部R2的曲率半径r2，使带构件的剖面积尽可能地增大，能够将带构件的强度的降低停留在最小限度。
附图说明
图1是表示具备由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的充气轮胎的立体剖面图。
图2是表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的立体图。
图3是示意地表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的带构件的一例的剖面图。
图4是示意地表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的带构件的改进例的剖面图。
图5是示意地表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的带构件的其他改进例的剖面图。
图6是示意地表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的带构件的其他改进例的剖面图。
图7(a)～图(c)是示意地表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置的带构件的其他改进例的剖面图。
图8(a)、图(b)表示将以往的轮胎噪声降低装置设置于轮胎内表面的状态，图8(a)、图(b)是表示噪声降低装置中的吸音件以及带构件的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。图1表示由本发明的实施方式形成的充气轮胎，图2表示由本发明的实施方式形成的轮胎噪声降低装置。图3表示由本发明的实施方式形成的噪声降低装置的带(band)构件。
在图1中，充气轮胎具备：胎面部1，在轮胎周向延伸而呈环状；一对侧壁部2，配置于该胎面部1的两侧；以及一对胎圈部3，配置于这些侧壁部2的轮胎径向内侧。并且，在由胎面部1、侧壁部2和胎圈部3围成的空腔部4中装接有图2所示的环状的轮胎噪声降低装置6。该轮胎噪声降低装置6配置于轮胎内表面5的与胎面部1对应的区域。图3的Tw表示轮胎宽度方向，Tr表示轮胎径向。
轮胎噪声降低装置6具备：吸音件7，由多孔质材料构成；以及带构件8，用于将吸音件7装接于轮胎内表面5。带构件8以沿着轮胎内表面5的方式成形为环状，吸音件7沿着带构件8的周向与带构件8的内周面接合。作为吸音件7的个数并无特别限定，可以由多个吸音件7构成，也可以将这些吸音件7相互隔开间隔地接合于带构件8的内周面。吸音件7具有多个内部单元(cell)，具有基于该多孔质结构的规定的吸音特性。作为吸音件7的多孔质材料，使用泡沫聚氨酯为好。带构件8基于弹性恢复力将吸音件7保持在轮胎内表面5。这样构成的轮胎噪声降低装置6相对于普通充气轮胎拆装自如，其拆装作业容易。
在上述轮胎噪声降低装置6中，作为吸音件7和带构件8的接合方法，采用了超声波熔敷。即，吸音件7配置于带构件8与卡定构件9之间，卡定构件9通过吸音件7而超声波熔敷于带构件8。带构件8的构成材料以及卡定构件9的构成材料使用同种的热塑性树脂例如聚丙烯为好。由此，能够容易地进行由上述超声波熔敷实施的接合。此外，作为吸音件7和带构件8的接合方法，优选使用像上述那样的超声波熔敷，但其接合方法并无特别限定，例如也可以使用热熔接、粘接剂、双面胶带、或者机械卡合方法。
在上述轮胎噪声降低装置6中，图3所示的带构件8在其宽度方向两端部的两面侧形成有倒角部C1、C2。在这些倒角部C1、C2中，将作为带构件8的内周面侧(轮胎径向内侧)的与吸音件7邻接的部位设为倒角部C1，另一方面，将作为带构件8的外周面侧(轮胎径向外侧)的与轮胎内表面5邻接的部位设为倒角部C2。此外，倒角部C1、C2优选沿着带构件8的周向形成，但也可以断续地形成于带构件8的周向。
轮胎噪声降低装置6如上所述地具备：吸音件7，由多孔质材料构成；以及带构件8，用于将吸音件7装接于轮胎内表面5，带构件8配置于吸音件7与轮胎内表面5之间，其中，带构件8在其宽度方向两端部的两面侧具有倒角部C1、C2，由此，能够抑制因带构件8与吸音件7以及轮胎内表面5的摩擦所造成的吸音件7的断裂以及轮胎内表面5的损伤。
相对于此，在图8(a)所示的以往的轮胎噪声降低装置6中的带构件8具有矩形剖面的情况下，与设有倒角部的带构件相比带构件8的剖面积大，与之相应地，其强度优异，但如图8(b)所示，在高速行驶时，通过由轮胎的转动所产生的离心力，吸音件7朝向轮胎径向外侧反复挠曲，吸音件7和带构件8相互摩擦。其结果是，在带构件8的边缘部(图8(b)的虚线部)导致吸音件7的断裂。
如图3所示，倒角部C1、C2分别以平面实施有倒角。将倒角部C1、C2相对于带构件8的宽度方向倾斜的角度分别设为角度θ1、θ2。此时，倒角部C1的角度θ1处于110°≤θ1≤160°的范围内，倒角部C2的角度θ2处于110°≤θ2≤160°的范围内。更优选倒角部C1、C2的角度θ1、θ2均为135°～160°的范围。此外，在图3所示的方案中，倒角部C1的角度θ1和倒角部C2的角度θ2相同。即，带构件8具有以与其宽度方向平行的中心线为基准呈线对称的形状。通过这样形成倒角部C1、C2，能够更有效地抑制因吸音件7和带构件8的摩擦所造成的吸音件7的断裂以及轮胎内表面5的损伤。在此，如果倒角部C1、C2的角度θ1、θ2小于110°，则带构件8的边缘部接近直角，因与吸音件7以及轮胎内表面5的摩擦所造成的损伤等级水平恶化，另一方面，如果倒角部C1、C2的角度θ1、θ2超过160°，则抑制吸音件7的断裂以及轮胎内表面5的损伤的效果降低。
在图4所示的例中，倒角部C1的角度θ1被设定为大于倒角部C2的角度θ2。优选倒角部C1、C2的角度θ1、θ2均为135°～160°的范围。吸音件7比轮胎内表面5对与带构件8的摩擦的耐久性较低，因此，通过相对增大吸音件7侧的倒角部C1的角度θ1，有助于提高吸音件7的对与带构件8的摩擦的耐久性。另一方面，通过相对减小轮胎内表面5侧的倒角部C2的角度θ2，使带构件8的剖面积尽可能地增大，能够将带构件8的强度的降低停留在最小限度。
在图5所示的例中，带构件8形成有在其宽度方向两端部的两面侧实施了倒角的倒角部R1、R2。在这些倒角部R1、R2中，将作为带构件8的内周面侧(轮胎径向内侧)的与吸音件7邻接的部位设为倒角部R1，另一方面，将作为带构件8的外周面侧(轮胎径向外侧)的与轮胎内表面5邻接的部位设为倒角部R2。
倒角部R1、R2分别以曲面实施有倒角。将这些倒角部R1、R2的曲率半径分别设为曲率半径r1、r2。此时，倒角部R1的曲率半径r1以及倒角部R2的曲率半径r2分别相对于带构件8的厚度TB具有0.1TB≤r1≤0.5TB、0.1TB≤r2≤0.5TB的关系。更优选曲率半径r1、r2均处于0.3TB≤r1≤0.5TB、0.3TB≤r2≤0.5TB的范围内。此外，在图5所示的方案中，倒角部R1的曲率半径r1和倒角部R2的曲率半径r2相同。即，带构件8具有以与其宽度方向平行的中心线为基准呈线对称的形状。通过这样形成倒角部R1、R2，能够更有效地抑制因吸音件7和带构件8的摩擦所造成的吸音件7的断裂以及轮胎内表面5的损伤。在此，若倒角部R1、R2的曲率半径r1、r2小于0.1TB，则无法充分获得吸音件7的断裂以及轮胎内表面5的损伤的抑制效果，另一方面，如果倒角部R1、R2的曲率半径r1、r2超过0.5TB，则抑制吸音件7的断裂以及轮胎内表面5的损伤的效果降低。
在图6所示的例中，倒角部R1的曲率半径r1被设定为大于倒角部R2的曲率半径r2。吸音件7比轮胎内表面5对与带构件8的摩擦的耐久性较低，因此，通过相对增大吸音件7侧的倒角部R1的曲率半径r1，有助于提高吸音件7的对与带构件8的摩擦的耐久性。另一方面，通过相对减小轮胎内表面5侧的倒角部R2的曲率半径r2，使带构件8的剖面积尽可能地增大，能够将带构件8的强度的降低停留在最小限度。
带构件8的倒角部的剖面形状并无特别限定，例如可以举例示出：像图7(a)的那样，对于平面的倒角部C1、C2，以相同且较大的角度形成相对于带构件8的宽度方向的角度的情况；像图7(b)那样，对于曲面的倒角部R1、R2，以相同且较小的曲率半径形成的情况；以及像图7(c)那样，使带构件8的宽度方向两端部朝向轮胎径向外侧弯曲并在该带构件8的全部边缘部形成曲面的倒角部R1、R2的情况。
[实施例]
轮胎噪声降低装置具备：吸音件，由多孔质材料构成；以及带构件，用于将吸音件装接于轮胎内表面，带构件配置于吸音件与轮胎内表面之间，其中，在带构件形成由平面构成的倒角部，制作使带构件的倒角部的构成各不相同的比较例1～4以及实施例1～5的噪声降低装置。此外，准备在带构件不设置倒角部的以往例1的噪声降低装置。这些噪声降低装置适合轮胎尺寸245/50R18的充气轮胎。
在比较例1～4以及实施例1～5中，像表1那样设定倒角部的有无、倒角部的位置(带构件宽度方向)、倒角部的位置(带构件厚度方向)、倒角部C1的角度θ1以及倒角部C2的角度θ2。
在表1中，对于倒角部的位置(带构件厚度方向)，将仅在带构件的内周面侧设有倒角部的情况表示为“吸音件侧”，将仅在带构件的外周面侧设有倒角部的情况表示为“轮胎内表面侧”，将在带构件的内周面侧以及外周面侧设有倒角部的情况表示为“两面侧”。
对于上述的以往例1、比较例1～4以及实施例1～5的噪声降低装置，通过下述试验方法，对吸音件的断裂产生速度以及轮胎内表面的损伤的程度进行评价，将其结果一并表示于表1。
吸音件的断裂产生速度：
将封入氧气并在温度80度下进行了120小时的干热处理的各噪声降低装置装接于轮胎尺寸245/50R18的充气轮胎的空腔部内，将该充气轮胎组装于轮辋尺寸18×8J的车轮，在气压200kPa、载荷7.8kN的条件下使用转鼓试验机实施行驶试验。具体而言，将初始速度设为120km/h，每24小时使速度增加10km/h，行驶至吸音件产生断裂，测定其到达速度。
轮胎内表面的损伤的程度：
在进行上述吸音件的断裂产生速度试验后，调查轮胎内表面的状态。对于轮胎内表面的损伤的程度，将内衬没有擦伤的情况表示为“A”，将内衬有擦伤的情况表示为“B”，将内衬产生翘起的情况表示为“C”。
[表1]
Figure BDA0001811361340000081
如表1所示，实施例1～5的噪声降低装置在与以往例1的对比中，吸音件的断裂产生速度以及轮胎内表面的损伤的程度同时得到改善。相对于此，在比较例1中，仅在轮胎内表面侧设有倒角部，因此吸音件的断裂产生速度的改善效果不充分。在比较例2～4中，仅在吸音件侧设有倒角部，因此在轮胎内表面观察到了损伤。
接着，与比较例1～4以及实施例1～5同样地，在带构件形成由曲面构成的倒角部，制作使带构件的倒角部的构成各不相同的比较例5～8以及实施例6～10的噪声降低装置。在比较例5～8以及实施例6～10中，像表2那样设定倒角部的有无、倒角部的位置(带构件宽度方向)、倒角部的位置(带构件厚度方向)、倒角部R1的曲率半径r1以及倒角部R2的曲率半径r2。此外，准备在带构件不设置倒角部的以往例2的噪声降低装置。
对于这些以往例2、比较例5～8以及实施例6～10的噪声降低装置，通过上述的评价方法，对吸音件的断裂产生速度以及轮胎内表面的损伤的程度进行评价，并将其结果一并表示于表2。
[表2]
Figure BDA0001811361340000091
如表2所示，实施例6～10的噪声降低装置在与以往例2的对比中，吸音件的断裂产生速度以及轮胎内表面的损伤的程度同时得到改善。相对于此，在比较例5中，仅在轮胎内表面侧设有倒角部，因此吸音件的断裂产生速度的改善效果不充分。在比较例6～8中，仅在吸音件侧设有倒角部，因此在轮胎内表面观察到了损伤。
符号说明
1 胎面部
2 胎圈部
3 侧壁部
4 空腔部
5 轮胎内表面
6 轮胎噪声降低装置
7 吸音件
8 带构件
C 由平面构成的倒角部
C1 带构件的内周面侧的倒角部
C2 带构件的外周面侧的倒角部
θ 角度
θ1 倒角部C1的相对于带构件的宽度方向的角度
θ2 倒角部C2的相对于带构件的宽度方向的角度
R 由曲面构成的倒角部
R1 带构件的内周面侧的倒角部
R2 带构件的外周面侧的倒角部
r 曲率半径
r1 倒角部R1的曲率半径
r2 倒角部R2的曲率半径

Claims (3)

1.一种轮胎噪声降低装置，具备：吸音件，由多孔质材料构成；以及带构件，用于将该吸音件装接于轮胎内表面，该带构件配置于所述吸音件与所述轮胎内表面之间，其特征在于，
所述带构件在其宽度方向两端部的两面侧具有倒角部，
所述带构件中的各倒角部由平面构成，位于所述带构件的内周面侧的所述倒角部C1的相对于所述带构件的宽度方向的角度θ1、以及位于所述带构件的外周面侧的所述倒角部C2的相对于所述带构件的宽度方向的角度θ2分别为110°≤θ1≤160°、110°≤θ2≤160°的范围，
所述角度θ1大于所述角度θ2。
2.一种轮胎噪声降低装置，具备：吸音件，由多孔质材料构成；以及带构件，用于将该吸音件装接于轮胎内表面，该带构件配置于所述吸音件与所述轮胎内表面之间，其特征在于，
所述带构件在其宽度方向两端部的两面侧具有倒角部，
所述带构件中的各倒角部由曲面构成，位于所述带构件的内周面侧的所述倒角部R1的曲率半径r1、以及位于所述带构件的外周面侧的所述倒角部R2的曲率半径r2分别相对于所述带构件的厚度TB具有0.1TB≤r1≤0.5TB、0.1TB≤r2≤0.5TB的关系，
所述曲率半径r1大于所述曲率半径r2。
3.一种充气轮胎，
在空腔部内具备权利要求1或2所述的轮胎噪声降低装置。
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