CN101395014A - 轮胎噪音降低装置以及充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
被装设在充气轮胎的面对空腔部的胎面部内面上的轮胎噪音降低装置。该轮胎噪音降低装置包括：环状的弹性固定带，和通过弹性固定带在胎面部内面的圆周上的2处相对配置的、包括多孔材料的吸音件。弹性固定带具有通过吸音件的质量(Wa)、轮胎噪音降低装置的总质量(We)以及轮胎内周长(Li)的关系而被规定在特定范围的外周长(L)。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎噪音降低装置以及充气轮胎，更详细地说，涉及能够改善车体振动的轮胎噪音降低装置以及装设有该轮胎噪音降低装置的充气轮胎。
背景技术
在形成于车轮的轮辋与装设在该轮辋上的充气轮胎之间的密闭的轮胎空腔部产生的空腔共鸣现象是轮胎噪音的较大原因。例如，该空腔共鸣现象与在行驶中在250Hz附近一直能够听到的噪音、越过道路的接头等时产生的冲击音有关。
作为降低由这样的空腔共鸣现象引起的噪音的轮胎噪音降低装置，已知有下述类型：例如使轮胎的空腔部的剖面面积沿轮胎周方向变化，并在轮胎空腔部内配置吸音件(例如，参照专利文献1)。通过使轮胎的空腔部的剖面形状沿轮胎周方向变化，使空腔共鸣频率与车轮的旋转一起时刻变化，另一方面通过由吸音件产生的吸音效果，有效地降低空腔共鸣音。
然而，装设有这样的轮胎噪音降低装置的充气轮胎，质量分布在圆周上变得不均匀，所以存在高速行驶时的均匀性恶化、加剧车体振动的问题。
因此，作为上述对策，提出了下述的轮胎噪音降低装置：通过配置质量调整构件，使装设有轮胎噪音降低装置的充气轮胎的质量分布在圆周上均匀化(例如，参照专利文献2)。然而，由于质量调整构件的追加，产生了轮胎噪音降低装置的总质量增加的问题。进而，在高速行驶时车体振动的1次成分恶化，所以车体振动的改善效果较低，不能充分改善车体振动。
专利文献1：日本特开2003-226104号公报
专利文献2：日本特开2005-212577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以及充气轮胎，该轮胎噪音降低装置能够维持空腔共鸣音的降低效果、并且不会招致重量的增加、能够有效地改善车体振动。
达成上述目的的本发明的轮胎噪音降低装置，其被装设在充气轮胎的面对空腔部的胎面部内面上，其特征在于：具备在所述胎面部内面的圆周上的2处相对配置的由多孔材料构成的吸音件，和用于将该吸音件安装在胎面部内面上的环状的弹性固定带；该弹性固定带具有满足下述式子的外周长L(mm)；
0.97L0≤L≤1.03L0
L0＝(1-0.1×(Wa/We))×Li
这里，Wa表示吸音件的质量(g)，We表示轮胎噪音降低装置的总质量(g)，Li表示轮胎内周长(mm)。
本发明的充气轮胎，其特征在于：将所述轮胎噪音降低装置装设在胎面部内面上。
根据上述的本发明，通过如上所述那样确定弹性固定带的外周长L，能够平衡地抑制成为车体振动的原因的振动要素(TFV：Tractive ForceVariation)的1次成分和2次成分的两者，所以能够有效地改善车体振动。而且，不必追加质量调整构件，只要调整弹性固定带的长度即可，所以能够避免轮胎噪音降低装置的重量的增加，并且能够维持空腔共鸣音的降低效果。
附图说明
图1是表示将本发明的轮胎噪音降低装置的一个实施方式安装在装设在轮辋上的充气轮胎上的状态的剖视图。
图2是在与轮胎赤道面相对应的位置剖切的轮胎噪音降低装置的剖视图。
图3是表示弹性固定带的长度与振动的关系的图。
图4是表示弹性固定带的长度的最合适值与轮胎内周长的比、与吸音件的质量与轮胎噪音降低装置的总质量的比的关系的图。
图5是表示振动的评价试验的结果的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
在图1中，1表示轮胎噪音降低装置，10表示装设有轮胎噪音降低装置1的充气轮胎，充气轮胎10以装设在车轮20的轮辋21上的状态表示。
充气轮胎10包括：胎面部11，左右胎圈部12，和将这些胎面部11与胎圈部12互相连接的左右胎侧部13。由轮胎内面14包围起来的空间成为充气轮胎10的空腔部15，以通过轮辋21将空腔部15密闭的方式，将充气轮胎10安装在车轮20上。
另外，虽然未图示，但在轮胎内部在左右胎圈部12之间延伸设置有帘布层，在胎面部11的帘布层外周侧设置有多层带束层。在左右胎圈部12中分别埋设有胎圈芯，使帘布层的两端部在胎圈芯从轮胎内侧向外侧折返。
轮胎噪音降低装置1，被装设在充气轮胎10的面对空腔部15的胎面部11的内面11a上，包括：环状的弹性固定带2，和如图2所示那样通过弹性固定带2在胎面部11的内面11a的圆周上的2处相对配置的吸音件3。
弹性固定带2被形成为包括弹性体的无接头的环状，通过弹性固定带2的弹性力将轮胎噪音降低装置1装设在胎面部11的内面11a上。作为构成弹性固定带2的材料，只要是能够赋予能够装设的弹性的材料即可，可优选列举不锈钢等金属、尼龙树脂、聚丙烯树脂等合成树脂。弹性固定带2的尺寸与以往同样，可优选使用宽度为10～30mm、厚度为0.5～20.mm的范围。
在弹性固定带2的内周面2a的180°分离的位置通过粘接剂分别安装有吸音件3，通过在圆周上的2处相对配置的吸音件3使轮胎空腔部15的轮胎子午线剖面上的剖面面积沿轮胎周方向规则地变化。
吸音件3由多孔材料构成。作为多孔材料，优选发泡树脂，特别可优选使用低密度的聚氨酯泡沫。从吸音效果的观点出发，使发泡树脂发泡的发泡体的气泡的形态，优选，相邻的气泡彼此连通的连续气泡。作为吸音件3的尺寸，与以往同样，可以将宽度设为轮胎剖面宽度的40～90％，将厚度设为5～50mm的范围内。吸音件3的宽度可以是一定的，也可以是可变的。
在本发明中，在上述的轮胎噪音降低装置1中，弹性固定带2的外周面2b的周长即外周长L(mm)满足下述式子。
0.97L0≤L≤1.03L0
L0＝(1-0.1×(Wa/We))×Li
这里，Wa是吸音件的质量(g)，We是轮胎噪音降低装置的总质量(g)，Li是轮胎内周长(mm)。
另外，这里所说的轮胎内周长Li，是在组装到轮辋上之前的充气轮胎10中，在轮胎赤道面CL的位置所测定的胎面部11的内面11a的周长。
本发明者们，对于在装设有轮胎噪音降低装置的充气轮胎中，由于质量分布在圆周上变得不均匀从而加剧车体振动这一点进行锐意研究、反复进行实验，结果发现下面的情况。
即，如图2所示，装设有在圆周上2处相对设置吸音件的轮胎噪音降低装置的充气轮胎，作为高速行驶时使车体振动的振动要素(TFV：Tractive Force Variation)的成分，1次成分和2次成分影响较大。该1次成分，是由于轮胎噪音降低装置的重心从轮胎旋转轴偏心地旋转所产生的振动成分，轮胎噪音降低装置的总质量越增加，另外轮胎噪音降低装置的重心从轮胎旋转轴偏心的偏心量越大，1次成分就越大，使高速行驶时的车体振动恶化。
另一方面，2次成分，是由于与轮胎的旋转一起旋转的吸音件3因接地的胎面部分的挠曲而使旋转轨道变化所产生的振动成分，吸音件3的质量越增加，另外轨道变化越大，2次成分就越大，使高速行驶时的车体振动恶化。
因此，本发明者们着眼于轮胎噪音降低装置的弹性固定带。通过调整弹性固定带的长度，增减轮胎噪音降低装置的总质量、轮胎噪音降低装置的重心从轮胎旋转轴偏心的偏心量、还有吸音件的轨道变化量。因此，当使用与吸音件相同材料、仅改变弹性固定带的长度而调查振动要素(TFV)的1次成分和2次成分时，如图3所示，可知：在使弹性固定带2的长度增加时，振动要素的1次成分减少而振动要素的2次成分增加，相反在使弹性固定带2的长度缩短时，振动要素的1次成分增加而振动要素的2次成分减少，振动要素的1次成分和2次成分两者具有相反的关系，两者交叉的点C是振动要素的1次成分和2次成分都平衡而能够降低的弹性固定带的长度的最合适值。
进而，在通过与相关的其它的要素的关系调查弹性固定带的长度的最合适值时，可知：弹性固定带的长度的最合适值与安装有弹性固定带的胎面部内面的轮胎赤道面的位置上的内周长即轮胎内周长的比(带长最合适值/轮胎内周长)，相对于吸音件的质量与轮胎噪音降低装置的总质量的比(吸音件质量/总质量)具有一定的关系，如图4所示，当比(吸音件质量/总质量)增加时，比(带长最合适值/轮胎内周长)降低，相反当比(吸音件质量/总质量)减小时，比(带长最合适值/轮胎内周长)增加，具有满足下述式子的关系。
比(带长最合适值/轮胎内周长)＝1-0.1×比(吸音件质量/总质量)
因此，在本发明中，如上所述那样规定弹性固定带2的外周面2b的外周长L。由此，抑制作为车体振动的原因的振动要素(TFV)的1次成分和2次成分，能够有效地改善车体振动，另一方面，仅调整(比以往缩短)弹性固定带2的长度即可，所以不会招致重量的增加，并且不会有损空腔共鸣音的降低效果。
在弹性固定带2的外周长L小于0.97L0时，由于振动要素的1次成分的增加，难以有效地降低车体振动。在弹性固定带2的外周长L大于1.03L0时，由于振动要素的2次成分的增加，难以有效地降低车体振动。
弹性固定带2的外周长L，优选设为0.98L0～1.02L0，更优选设为0.99L0～1.01L0，最优选设为L0，但只要能够更有效降低车体振动即可。
在本发明中，从耐久性的观点出发，优选，将弹性固定带2的外周长L设在轮胎内周长Li的88％～98％的范围内。当外周长L小于轮胎内周长Li的88％时，轮胎噪音降低装置1没有被固定在轮胎内面上，移动变大，所以吸音件3与轮胎内面摩擦而损耗，容易在吸音件3上产生损伤。当外周长L大于轮胎内周长Li的98％时，容易在弹性固定带2上产生翘曲(バツクリング)，弹性固定带2的耐久性降低。优选将弹性固定带2的外周长L设为轮胎内周长Li的92％～97％，更优选设为93％～95％。
作为吸音件3的质量Wa与轮胎噪音降低装置1的总质量We的比Wa/We，优选设在0.1～0.5的范围内。当比Wa/We小于0.1时，吸音件3的比例过小，由轮胎噪音降低装置1产生的空腔共鸣音的改善效果变得不充分。当比Wa/We大于0.5时，吸音件3的质量比例过大，即使要利用带长改善车体振动也不能将振动要素的2次成分改善到充分的水平。
可以将轮胎噪音降低装置1的总质量We设在所装设的充气轮胎的质量(总质量)的3％以下，由此，与所装设的充气轮胎相比轮胎噪音降低装置1的质量变得充分地小，所以能够使高速行驶时的振动要素(TFV)的各次数的成分整体降低，能够进一步改善车体振动。从确保吸音件的吸音特性的方面出发，优选将作为轮胎噪音降低装置1的总质量We的下限值，设在所装设的充气轮胎的质量的0.2％以上。
实施例
制作弹性固定带的外周长L如表1所示那样变化、装设在轮胎尺寸215/60R16(轮胎内周长：1970mm)的充气轮胎上的轮胎噪音降低装置(试验品)1～4。在各试验品的吸音件中使用聚氨酯泡沫(宽度150mm，长度480mm，厚度20mm)。各试验品的2个吸音件的总质量为82g。另外，将试验品的质量设为相同的125g，试验品的弹性固定带由聚丙烯树脂构成。另外，试验品4是现有的轮胎噪音降低装置。
对于这些试验品1～4，通过下面所示的试验方法进行振动的评价试验，得到表1所示的结果。另外，在图5中表示将该结果绘制之后的线图。
振动的评价试验
1.TFV(Tractive Force Variation)
将各试验品1～4分别装设在轮胎尺寸215/60R16的充气轮胎上，将该装设的充气轮胎组装在轮辋尺寸16×7JJ的轮辋上，将空气压力设为210kPa而安装在滚筒试验机上，在载重4.7kPa、速度120km/h的条件下测定TFV的1次成分和2次成分。另外，从装设有各试验品1～4的充气轮胎将试验品1～4卸下，以与上述同样的条件对该卸下的充气轮胎测定TFV的1次成分和2次成分。将两个测定值的差设为各试验品1～4的1次成分和2次成分。
2.功能评价
与上述同样，将装设有各试验品1～4的充气轮胎安装在排气量2000cc的乘用车上，实施由试驾员进行的车体振动的感觉试验。将其评价结果通过以试验品4为100的指数值表示。该值越小，车体振动越低。另外，指数值小于等于95时具有显著的效果。
表1
| 外周长L(mm) | 1次成分(N) | 2次成分(N) | 功能评价 | |
| 试验品1 | 1885(1.024LO) | 67 | 119 | 94 |
| 试验品2 | 1835(1.001LO) | 102 | 88 | 90 |
| 试验品3 | 1785(0.970LO) | 122 | 58 | 95 |
| 试验品4 | 1935(1.051LO) | 43 | 161 | 100 |
从表1可知，弹性固定带的外周长L满足0.97L0～1.03L0的范围的试验品1～3能够有效地改善车体振动。
具有上述优异效果的本发明的轮胎噪音降低装置，作为被装设在充气轮胎的面对空腔部的胎面部内面上的轮胎噪音降低装置，能够极有效地应用。
Claims (11)
1.一种轮胎噪音降低装置，其被装设在充气轮胎的面对空腔部的胎面部内面上，其中：
具有在所述胎面部内面的圆周上的2处相对配置的由多孔材料构成的吸音件，和用于将该吸音件安装在胎面部内面上的环状的弹性固定带，该弹性固定带具有满足下述式子的外周长L(mm)，
97L0≤L≤1.03L0
L0＝(1-0.1×(Wa/We))×Li
这里，Wa表示吸音件的质量(g)，We表示轮胎噪音降低装置的总质量(g)，Li表示轮胎内周长(mm)。
2.如权利要求1所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述外周长L为0.98L0～1.02L0。
3.如权利要求2所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述外周长L为0.99L0～1.01L0。
4.如权利要求3所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述外周长L为L0。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述弹性固定带的外周长L在轮胎内周长Li的88％～98％的范围内。
6.如权利要求5所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述弹性固定带的外周长L在轮胎内周长Li的92％～97％的范围内。
7.如权利要求6所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述弹性固定带的外周长L在轮胎内周长Li的93％～95％的范围内。
8.如权利要求1～7中的任意一项所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述吸音件的质量Wa与所述轮胎噪音降低装置的总质量We的比Wa/We在0.1～0.5的范围内。
9.如权利要求1～8中的任意一项所述的轮胎噪音降低装置，其中：
所述轮胎噪音降低装置的总质量We在所装设的充气轮胎的质量的3％以下。
10.如权利要求1～9中的任意一项所述的轮胎噪音降低装置，其中：
在所述弹性固定带的内周面上安装有所述吸音件。
11.一种充气轮胎，其中：
在胎面部内面上装设有如权利要求1～10中的任意一项所述的轮胎噪音降低装置。
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