CN1930008A - 充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供一种充气轮胎，当使用根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体来达到空腔共鸣的降低时，可以使轮胎圆周方向的重量平衡均匀化。本发明的充气轮胎，是在胎面部的内面上安装了根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体的充气轮胎，其特征是，通过部分地对密度为5～70kg/m3并且沿着轮胎圆周方向具有均匀截面形状的多孔材料进行压缩加工从而构成上述环状物体。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体从而实现了空腔共鸣的降低的充气轮胎，更详细地说是涉及一种可以使轮胎圆周方向的重量平衡均匀化的充气轮胎。
背景技术
在充气轮胎中，产生噪音的原因之一是填充于轮胎内部的空气的振动引起的空腔共鸣。该空腔共鸣是由于在使轮胎转动时胎面部因路面的凸凹而引起振动、胎面部的振动又使轮胎内部的空气振动而产生的。
作为降低这样的空腔共鸣现象引起的噪音的方案，有如下提案，即：使形成于轮胎与车轮的轮辋之间的空腔部的横截面积在轮胎圆周方向上变化，由此缩短以单一的共鸣频率进行共鸣的时间(例如，参照专利文献1)。进而，为了具体实现空腔部的周期性的横截面积变化，提出了利用环状的夹具将多个物体安装于胎面部的内面的方案(例如，参照专利文献2)。
但是，在上述的方法中，由于需要将多个的物体设置于空腔部内的相对位置，所以难于使轮胎圆周方向的重量平衡均匀化，其结果是，有充气轮胎的均匀性恶化的问题。
专利文献1：日本国特开2001-113902号公报
专利文献2：日本国特开2003-226104号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种充气轮胎，当使用根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体来谋求空腔共鸣的降低时，可以使轮胎圆周方向的重量平衡均匀化。
用于实现上述目的的本发明的充气轮胎，是如下的充气轮胎，即，在胎面部的内面安装有根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体的充气轮胎，其特征是，通过对密度为5～70kg/m3且沿着轮胎圆周方向有均匀截面形状的多孔材料进行部分压缩加工，从而构成了上述环状物体。
在本发明中，当使用根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体来达到空腔共鸣的降低时，通过使用密度为5～70kg/m3且沿着轮胎圆周方向具有均匀截面形状的多孔材料，并对该多孔材料进行部分压缩加工从而构成使横截面积变化的环状物体。所以，若事先使上述多孔材料的轮胎圆周方向的每单位长度的质量一定，则可以使轮胎圆周方向的重量平衡均匀，同时可以给多孔材料赋予所需的横截面积变化。
但是，通过事先准备轮胎圆周方向的每单位长度的质量一定并且仅仅使横截面积不同的多个种类的多孔材料，并且将这些多孔材料沿轮胎圆周方向接合，也可以得到具有与上述同样构造的环状的物体。但是，这种情况下，需要准备多个种类的多孔材料，并且必须有多孔材料相互接合的工序，所以会导致制造成本的增大。另外，在用粘接剂等将多孔材料相互接合的情况下，该接合部可能会成为破坏的起点。
与此相对，在本发明中，可以使用单一种类的多孔材料，并且不必连接多个多孔材料，所以可以避免制造成本的增大。并且在本发明中，由于减少了多孔材料彼此的接合部，所以还具有提高了环状物体的耐久性这样的优点。
在本发明中，对多孔材料进行压缩加工的方法并没有特别地限定。例如，可以在多孔材料的压缩部附加用于维持压缩状态的限制部件，或者利用热熔化形成多孔材料的压缩部，或者利用热冲压形成多孔材料的压缩部。特别地，利用热冲压的压缩加工，加工精度高，并且可以在短时间内加工。
多孔材料的轮胎圆周方向的平均单位长度的质量的变动幅度优选为0～2％之间。这样通过使多孔材料的轮胎圆周方向的单位长度的质量的变动幅度较小，可以更可靠地实现重量平衡的均匀化。
多孔材料的压缩加工后的横截面积的最大值Smax和最小值Smin的差优选为形成于轮胎和车轮的轮辋之间的空腔部的横截面积的10％以上。这样通过使多孔材料的压缩加工后的横截面积的最大值Smax和最小值Smin的差较大，提高了空腔共鸣的降低效果。
多孔材料的压缩加工后的厚度的最大值Tmax和最小值Tmin优选满足Tmax≥10mm并且Tmin≥1mm。通过满足Tmax≥10mm，可以提高空腔共鸣的降低效果，通过满足Tmin≥1mm，由多孔材料形成的环状物体可以得到最佳的弹性，用于维持沿着轮胎内面的形状。
附图说明
图1是表示由本发明的实施方式构成的充气轮胎的子午线剖面图。
图2是表示本发明中的环状物体的侧面图。
图3是表示本发明中的多孔材料的立体图。
图4是表示利用热冲压的多孔材料的压缩加工方法的一例的侧面图。
图5是表示利用热冲压的多孔材料的压缩加工方法的另一例的侧面图。
图6是表示利用热冲压进行压缩加工后的多孔材料的一例的俯视图。
图7是表示利用热冲压进行压缩加工后的多孔材料的另一例的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的构造。
图1表示本发明的实施方式的充气轮胎，图2表示本发明中的环状物体，图3表示本发明中的多孔材料。在图1中，充气轮胎T具有胎面部1、左右一对的胎圈部2、将该胎面部1与胎圈部2相互连接的轮胎胎侧部3。另一方面，车轮W由用于安装轮胎T的胎圈部2、2的轮辋11和连接该轮辋11与图未示的车轴的轮辐12构成。并且，当将轮胎T安装于车轮W时，在轮胎T与车轮W之间形成有空腔部4。
在上述空腔部4中，在胎面部1的内面，安装有根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体5。如图2所示，环状物体5例如每1/4周期重复横截面积的增减。由此，伴随轮胎T的回转共鸣频率发生变化，缩短了以单一的共鸣频率进行共鸣的时间，所以可以降低空腔共鸣。
环状物体5如图3所示，是部分地压缩加工多孔材料6而得到的。作为原始材料的多孔材料6如虚线所示沿着轮胎圆周方向具有均匀剖面形状。这里，多孔材料6被沿着轮胎圆周方向地加工为环状，所以在图3中多孔材料6的长度方向相当于轮胎圆周方向。具有均匀剖面形状的多孔材料6通过适当的加工方法被部分地压缩加工，由此在多孔材料6上，沿着轮胎圆周方向交替地形成压缩部6a和非压缩部6b。也就是说，如果将作为原始材料的多孔材料6的轮胎圆周方向的平均单位长度的质量事先设为一定，则可以使轮胎圆周方向的重量平衡均匀，同时可以给多孔材料6赋予所需的横截面积变化。
在制造环状物体5时，由于使用单一种类的多孔材料6，且只是在将该多孔材料6压缩加工后接合成环状，所以可以使制造成本降低。并且，由于多孔材料6的接合部较少，所以可以提高环状物体5的耐久性。
多孔材料6的密度(表观密度)为5～70kg/m3。该密度不足5kg/m3时，则安装于胎面部1的内面的物体5的形状稳定性降低，反之超过70kg/m3时，则成为重量增加的主要原因。作为多孔材料6的材料可以使用树脂的泡沫体，特别优选使用聚氨酯泡沫。
多孔材料6的轮胎圆周方向的每单位长度的质量的变动幅度优选为0～2％。若该质量的变动幅度超过2％则重量平衡的均匀化变得困难。上述质量的变动幅度，是在沿着轮胎圆周方向以10～15cm的间隔切断多孔材料6、测定各个切断片的质量、用各自的轮胎圆周方向长度除各自的质量来求出每单位长度的质量时，相对于该最小值的变动量的比率。
被部分压缩加工的多孔材料6的横截面积的最大值Smax和最小值Smin的差(Smax-Smin)，优选为形成于轮胎和车轮的轮辋之间的空腔部4的横截面积的10％以上，更优选为10％～40％。若差(Smax-Smin)不足空腔部4的横截面积的10％，则空腔共鸣的降低效果降低。多孔材料6的压缩加工后的横截面积以及空腔部4的横截面积都是在轮胎子午线剖面上的横截面积。另外，在此所说的轮辋是由日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)年鉴(2003年度版)所规定的标准轮辋。
另外，被部分压缩加工的多孔材料6的厚度的最大值Tmax和最小值Tmin优选满足Tmax≥10mm并且Tmin≥1mm。如果最大值Tmax不足10mm则空腔共鸣的降低效果降低。但是，如果最大值Tmax超过30mm则向轮胎的装配作业变得困难。所以，优选满足10mm≤Tmax≤30mm。另一方面，如果最小值Tmin不足1mm则由多孔材料6形成的环状物体5难于得到用于维持沿轮胎内面的形状的最佳弹性。最小值Tmin的上限值优选为5mm。所以优选满足1mm≤Tmin≤5mm。
接下来，说明本发明中的多孔材料的压缩加工方法。图4以及图5分别表示利用热冲压的多孔材料的压缩加工方法。
在图4中，多孔材料6的压缩部6a利用热冲压形成。即，通过在沿着轮胎圆周方向具有均匀剖面形状的多孔材料6的一部分上，按压被加热过的挤压成形模21，由此形成压缩部6a。热冲压的条件根据多孔材料6的材质设定，但例如只要温度为100～170℃、冲压时间为5～120秒的程度即可。另外，如图5所示，在使冲压成形模21的角倾斜而不是直角的情况下，可以缓和由此形成的压缩部6a和非压缩部6b之间的边界部分的应力集中。
图6以及图7分别表示从上看到的利用热冲压进行了压缩加工的多孔材料的状态。在图6中，压缩部6a和非压缩部6b被加工为长方形。另一方面，在图7中，压缩部6a和非压缩部6b被加工为平行四边形。在此情况下，轮胎接地时受到的力向压缩部6a和非压缩部6b两方分散，所以可以提高由多孔材料6形成的环状物体5的耐久性。
上述那样的利用热冲压进行的压缩加工，因为加工精度高并且可以短时间加工，所以是最佳的方法，但是在本发明中，也可以对多孔材料的压缩加工采用其他的方法。例如，可以压缩多孔材料的一部分，在该压缩状态下实施利用缝纫机进行的缝合，或者用卡钉等进行的固定。即，可以在多孔材料的压缩部附加用于维持压缩状态的限制部件(线或者卡钉)。另外，也可以用热风、红外线、加热铁板、高温蒸汽等热源使多孔材料的一部分热熔化。即，也可以通过热熔化形成多孔材料的压缩部。
以上详细地说明了本发明的优选的实施方式，但是应该理解为，只要不脱离附加的权利要求书所规定的本发明的精神以及范围，可以对其进行种种变更、代用以及置换。
实施例
在轮胎尺寸215/60R16的充气轮胎中，分别制作仅使空腔部的条件不同的以往例、实施例、比较例的轮胎。以往例的轮胎，在空腔部什么都没有设置。实施例的轮胎为：通过对密度为20kg/m3、且沿着轮胎圆周方向具有均匀剖面形状的多孔材料(聚氨酯泡沫)部分地进行压缩加工而构成使横截面积变化的环状物体(参照图2)，并将该环状物体安装在胎面部的内面上。使多孔材料的横截面积的最大值Smax和最小值Smin的差为空腔部的横截面积的16％，多孔材料的厚度的最大值Tmax和最小值Tmin分别为20mm、4.0mm。比较例的轮胎在胎面部的内面安装有具有与实施例基本相同构造的环状物体，但是在此是将各2片的2种多孔材料(聚氨酯泡沫)在轮胎圆周方向上接合而得到的环状物体。
对这些以往例、实施例以及比较例的轮胎评价其空腔共鸣。即，将各个试验轮胎装配于轮辋尺寸16×16.5JJ的车轮上，将气压设为210kPa，然后安装于排气量3000cc的FR轿车上，测定空腔共鸣的峰值水平(车内音〔dB〕)。并且，对于实施例以及比较例的轮胎，测定直至由多孔材料构成的环状物体破坏为止的行驶距离，并且以此作为耐久性的指标。评价结果用将比较例的行驶距离作为100的指数进行表示。该指数越大意味着耐久性越优良。将该结果表示在表1中。
表1
| 以往例 | 比较例 | 实施例 | |
| 空腔共鸣(车内音〔dB〕) | 53 | 49 | 49 |
| 多孔材料的耐久性 | - | 100 | 112 |
如从该表1判断的那样，实施例的轮胎，与以往例相比空腔共鸣小，并且与比较例相比多孔材料的耐久性优异。在实施例的轮胎中，通过对单一种类的多孔材料进行压缩加工从而给环状物体赋予横截面积变化，所以重量平衡一定是均匀的。
Claims (11)
1.一种充气轮胎，该充气轮胎在胎面部的内面上安装有根据轮胎圆周方向的位置使横截面积变化的环状物体，其特征是，通过部分地压缩加工密度为5～70kg/m3且沿着轮胎圆周方向具有均匀的剖面形状的多孔材料从而构成了上述环状物体。
2.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征是，在上述多孔材料的压缩部附加有用于维持压缩状态的限制部件。
3.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征是，利用热熔化形成上述多孔材料的压缩部。
4.如权利要求1所述的充气轮胎，其特征是，利用热冲压形成上述多孔材料的压缩部。
5.如权利要求1～4的任一项所述的充气轮胎，其特征是，上述多孔材料的轮胎圆周方向的每单位长度的质量的变动幅度为0～2％。
6.如权利要求1～5的任一项所述的充气轮胎，其特征是，上述多孔材料的压缩加工后的横截面积的最大值Smax和最小值Smin的差为形成于轮胎和车轮的轮辋之间的空腔部的横截面积的10％以上。
7.如权利要求1～6的任一项所述的充气轮胎，其特征是，上述多孔材料的压缩加工后的厚度的最大值Tmax和最小值Tmin满足Tmax≥10mm并且Tmin≥1mm。
8.如权利要求1～7的任一项所述的充气轮胎，其特征是，在轮胎圆周方向上交替地设置上述多孔材料的压缩部和非压缩部。
9.如权利要求1～8的任一项所述的充气轮胎，其特征是，将上述多孔材料的压缩部和非压缩部的形状分别设为长方形。
10.如权利要求1～8的任一项所述的充气轮胎，其特征是，将上述多孔材料的压缩部和非压缩部的形状分别设为平行四边形。
11.如权利要求1～10的任一项所述的充气轮胎，其特征是，上述多孔材料为聚氨酯泡沫。
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