CN101437696B - 充气轮胎组 - Google Patents
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Abstract
在确保轮胎的高均匀性以及高噪声抑制性能的同时,显著减少了消声装置的类型,并且在改善生产效率、管理效率、运输、储存效率等的同时,降低了总成本。在由轮辋(2)和充气轮胎(3)所围起的胎腔(i)的轮胎侧表面(is)上设有消声装置(4),消声装置(4)由海绵材料构成并在轮胎的周向上延伸。具有相同的横截面形状的消声装置(4)用于如下的轮胎尺寸组中:所述轮胎组包括最小体积轮胎和最大体积轮胎,所述最小体积轮胎在子午截面上的胎腔横截面面积S具有最小值Smin,而所述最大体积轮胎具有最大值Smax,并且所述胎腔横截面面积S比Smax/Smin处于1.00至1.95的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎组,从而在不破坏噪声抑制性能的情况下能够高效地生产具有消声装置的充气轮胎,其中,用于抑制噪声的海绵材料固定至轮胎内表面上。
背景技术
已知作为轮胎噪声中的一种的所谓的路面噪声,当在道路上行驶时,处于50Hz至400Hz频率范围内的路面噪声听起来好似“GHO”。一般认为,路面噪声的主要原因在于轮胎胎腔中产生了空气的共鸣振动(空腔谐振)。近年来提出了一种技术,其中将由海绵材料制成且周向延伸的消声装置固定至轮胎内表面上,用以减弱和吸收在轮胎胎腔中产生的谐振能,从而抑制空腔谐振以减少路面噪声(参见例如专利文献1)。
专利文献1:JP-A-2003-63208
根据专利文献1,噪声抑制性能与消声装置的体积V2相对于轮胎胎腔的总体积V1的体积比V2/V1具有密切的关联。该文献中公开,通过确保一定值的体积比V2/V1或更大的体积比V2/V1来获得噪声抑制性能,并且从噪声抑制性能的观点来看,无需具体限制消声装置的周向长度、宽度、厚度等。但是,如果消声装置沿周向形成于轮胎的一部分之上,则产生了破坏周向上的重量平衡的问题,从而即使海绵材料的比重很低,也会导致轮胎均匀性的劣化。
因此,从均匀性的观点来看,使消声装置在周向上跨越轮胎的大致整个长度进行固定是非常重要的。为此,需要依据基于轮胎周向长度的轮胎尺寸来设定消声装置的周向长度。在消声装置跨越轮胎的大致整个周向长度进行固定的前提下,为了通过使海绵材料的用量减到最小从而来降低材料成本,还需要依据基于轮胎胎腔的截面面积的轮胎尺寸来详细设定消声装置的截面形状(截面面积)。
发明内容
本发明要解决的问题
但是,这样会造成消声装置的类型或种类的显著增加,导致轮胎生产中的生产效率、管理效率、运输、储存效率等的劣化。
因此,本发明的目的在于提供一种充气轮胎组,该充气轮胎组在确保轮胎的高噪声抑制性能以及高均匀性的同时,能够显著地减少消声装置的种类,从而实现生产效率、管理效率、运输、储存效率等的改善以及总成本的降低。
本发明的解决方案
为了实现上述目的,本发明的特征在于,待附装至轮辋的充气轮胎设有由海绵材料制成的消声装置,所述消声装置固定于面向由所述轮辋和所述充气轮胎所围起的轮胎胎腔的轮胎内表面并且所述消声装置在轮胎的周向上延伸,并且,具有相同的横截面形状的消声装置用于如下的充气轮胎的尺寸组中:所述充气轮胎的尺寸组包括最小体积轮胎和最大体积轮胎,所述最小体积轮胎在包括轮胎转轴的子午截面上的轮胎胎腔的横截面面积S具有最小值Smin,而所述最大体积轮胎的横截面面积S具有最大值Smax,并且所述充气轮胎的尺寸组具有的尺寸使得胎腔截面面积比Smax/Smin处于1.00至1.95的范围内,以及其中,所述消声装置是通过将宽的材料分割成“n”等分来预备,其中“n”是从3至40。
本发明的特征在于,所述消声装置具有的体积V2为轮胎胎腔的总体积V1的0.4%至20%。
本发明的特征在于,所述消声装置在周向上沿着轮胎赤道线固定于轮胎内表面,并且每个消声装置的周向的两个端部之间的间距至多为80mm。
本发明的特征在于,所述尺寸组包括轮胎的周向长度组,在轮胎的周向长度组中,轮胎内表面在轮胎赤道线上的周向长度的差值至多为80mm,并且将具有相同的周向长度的消声装置用于这种轮胎的周向长度组中。
本发明的特征在于,将具有相同的横截面形状和相同的周向长度的消声装置用于属于以下尺寸组(a)至(w)中任意一个的至少两个轮胎中:
(a)225/60R16,225/55R17
(b)215/60R16,215/55R17
(c)215/45R18,235/35R19,215/50R17
(d)225/40R18,205/50R17,215/35R19,225/35R19,225/50R16
(e)215/40R18,215/45R17
(f)225/35R18,205/45R17
(g)195/40R17,205/40R17
(h)245/40R20,245/45R19
(i)255/45R18,235/50R18
(g)245/35R20,255/35R20
(k)285/30R20,275/35R19,275/40R18,245/45R18
(l)275/30R20,235/50R17,245/40R19
(m)225/45R18,225/50R17,235/45R18
(n)245/35R19,245/40R18,245/45R17
(o)235/40R18,235/45R17,275/30R19,265/35R18,275/35R18,265/40R17
(p)225/45R17,265/30R19,255/35R18,255/40R17
(q)235/40R17,245/40R17
(r)195/45R16,185/55R15,205/50R15
(s)195/60R14,195/55R15,205/45R16
(t)195/60R15,195/55R16
(u)205/60R15,205/55R16
(v)165/45R16,165/50R15
(w)165/60R14,165/55R15。
在说明书中,术语“相同的横截面形状”意味着横截面的形状和尺寸基本相同。此外,消声装置的“体积V2”是消声装置的表观总体积,指的是由包括消声装置内部的孔在内的消声装置的轮廓所限定的体积。“轮胎胎腔的总体积V1”是针对处于常规状态下的充气轮胎以下面的公式大致获得的,常规状态是对附装至常规轮辋的充气轮胎施加常规内压且不施加负载的状态:
V1=A×{(Di-Dr)/2+Dr}×π
其中,“A”是通过在常规状态下对轮胎-轮辋组件进行CT扫描而获得的轮胎胎腔“i”的横截面面积;“Di”是在常规状态下,轮胎的面向胎腔的表面“is”的最大外径;“Dr”是轮辋的直径;以及,“π”是圆的圆周相对其直径的比率。
“常规轮辋”指的是在轮胎所基于的标准化系统中针对每个轮胎所限定的轮辋,例如是JATMA中的“标准轮辋(Standard Rim)”、TRA中的“设计轮辋(Design Rim)”、以及ETRTO中的“测量轮辋(Measuring Rim)”。“常规内压”指的是在轮胎所基于的标准化系统中针对每个轮胎所限定的气压,例如是JATMA中的最大气压、TRA中的“不同冷充气压力下的轮胎负载极限(Tire Load Limits at VariousCold Inflation Pressures)”表中给出的最大值、以及ETRTO中的“充气压力(Inflation Pressure)”。假设在用于轿车的轮胎的情况下,考虑到实际使用频率,将“常规内压”限定为200kPa。
本发明的效果
在本发明中,在将具有各种尺寸的轮胎分组到基于胎腔截面面积S的量级的特定尺寸组中的同时,将具有相同的横截面形状的消声装置通用于一个尺寸组的轮胎中。对于属于同一尺寸组的轮胎,具有最小胎腔横截面面积Smin的最小体积轮胎和具有最大胎腔横截面面积Smax的最大体积轮胎满足截面面积比Smax/Smin处于1.00至1.95的范围内。
在使消声装置跨越轮胎的大致整个周向长度进行固定的前提下,能够在上述范围内获得具有通用的横截面形状的消声装置,所述通用的截面形状能够使属于一个尺寸组的所有轮胎显示出极好的噪声抑制性能,而又不会施加不利影响——即消声装置的截面面积变得过大并且发生热量积聚进而由于温度升高而劣化了消声装置的耐久性。换言之,在不破坏耐久性并且显示极好的噪声抑制性能的情况下,消声装置的横截面形状可以在一个尺寸组中通用。因此,在具有消声装置的充气轮胎的生产中,能够对生产效率、管理效率、运输、储存效率等进行改善。
附图说明
图1是示出了属于根据本发明的充气轮胎组的轮胎-轮辋组件的实施例的横截面图;
图2是充气轮胎的周向截面图;
图3是示出了用于形成消声装置的方法的实施例的视图;
图4是示出了消声装置的横截面形状的放大横截面图;
图5(A)是消声装置的俯视图,以及图5(B)是消声装置的侧视图;
图6(A)至图6(C)是示出了表1所示的轮胎组中所使用的消声装置的横截面形状的横截面图;
图7(A)和图7(B)是示出了表1所示的轮胎组中所使用的消声装置的横截面形状的横截面图;以及
图8是示出了比率S2/S与噪声抑制性能之间的关系的视图。
附图标记说明
2:轮辋
3:充气轮胎
4:消声装置
4e:消声装置的周向的两个端部
i:轮胎胎腔
is:轮胎内表面
g:间距
WO:标准宽度
具体实施方式
现将参照附图来说明本发明的实施方式。
在图1中,配备有消声装置的充气轮胎1包括附装至轮辋2的轮胎3、以及消声装置4,消声装置4固定于面向由轮辋2和轮胎3所围起的轮胎胎腔“i”的轮胎内表面“is”并且在保持大致恒定的截面形状的情况下在轮胎的周向上延伸。
轮辋2具有包括环状的轮辋体2a以及用于将轮辋体2a固定到轴上的轮辐2b在内的已知结构,轮胎3的胎圈部分3b安装于所述轮辋体2a上。在本实施方式中示出使用了在例如JATMA的上述标准中所指定的常规轮辋的情况。
上述轮胎3是无内胎轮胎,且包括胎面部分3a、从胎面部分3a的两个边缘径向朝内延伸的一对胎侧部分3b、以及设置于胎侧部分3b的径向内边缘处的胎圈部分3d。轮胎的面向胎腔的内表面“is”覆盖有由低透气性橡胶制成的内衬层。各种轮胎都可用作轮胎3,而无需受到内部结构及类别的限制。但是,适于采用在车内极需安静的轿车轮胎,尤其是具有60%或者更小的扁平比的轿车用子午线轮胎。
轮胎3由胎体6和帘线层来加强,胎体6在胎圈部分3d、3d之间延伸,帘线层包括设置在胎面部分3a内并设置在胎体6的径向外侧的带束层7。胎体6包括至少一个胎体帘布层,在该胎体帘布层中,如有机纤维帘线以相对于轮胎周向成例如70°至90°的角度进行布置。在本实施方式中,胎体6由单个胎体帘布层形成。胎体帘布层的两个端部部分绕胎圈芯8反包。带束层7由多个带束帘布层形成,在本实施方式中是两个带束帘布层,在带束帘布层中,如钢丝帘线以相对于轮胎周向呈例如10°至40°的角度进行布置。带束层7设置成使得一个带束帘布层中的钢丝帘线与另一个带束帘布层中的钢丝帘线交叉,由此来增强带束层刚度。需要时,可以将已知的冠带层等设置在带束层7的外侧。
消声装置4包括条状或带状的海绵材料,海绵材料在轮胎周向上的长度较长并且在周向上沿着轮胎赤道线C固定于轮胎内表面“is”。海绵材料是海绵状的多孔材料,并且除了包括所谓的海绵体——其具有通过使橡胶、合成树脂等膨胀所获得的开孔——之外还包括网状材料,动物纤维、植物纤维、合成纤维或类似纤维在网状材料中相互交错以形成整体。术语“多孔材料”不仅包括具有开孔的材料,还包括具有闭孔的材料。在本实施方式中,将由聚氨酯制成的开孔型海绵材料用作消声装置4。由于材料表面中的和/或材料内部的多孔部分将空气的振动能转化为热能从而将其消耗,所以海绵材料降低了轮胎胎腔“i”中的声音的大小(空腔谐振能)从而降低了路面噪声。由于海绵材料易于受到例如收缩或弯曲等变形,所以在行驶时海绵材料仅对轮胎的变形施加很小的影响。因此,海绵材料不会劣化操纵稳定性。
关于海绵材料,优选地使用具有0.005至0.060的比重的海绵材料。如果比重超出该范围,则由于孔隙率等,对空腔谐振能的抑制作用会趋向下降。此外,优选地,海绵材料具有80至150N的硬度以及120至160kPa的抗拉强度。通过将硬度限制于上述范围而保证了适当的延伸率。当应变作用在消声装置4上时,延伸有助于广泛地分散应力。特别优选地,硬度至少为90N并且至多为130N,尤其至多为110N。另一方面,通过限制海绵材料的抗拉强度,进一步增强了抵御上述应力的强度。特别优选地,海绵材料的抗拉强度至少为130kPa。其上限未被特别限制,但是从成本、生产率、市场上实用性等观点来看,抗拉强度优选地至多为150kPa。
上述的海绵材料的硬度指的是根据在JIS K6400“柔性聚氨酯泡沫的测试方法(Testing Methods for Flexible Urethane Foam)”的第六章节中描述的用于测量硬度的方法中的方法A(章节6.3)所测量的值。此外,海绵材料的抗拉强度指的是根据JIS K6400的第十章节中描述的“抗拉强度和延伸率(tensile strength and elongation)”而针对第一号哑铃形试样所测量的值。
海绵材料的优选实施例为:诸如聚醚基聚氨酯海绵、酯基聚氨酯海绵或聚乙烯海绵的合成树脂海绵;诸如氯丁橡胶海绵(CR海绵)、乙丙橡胶海绵(EPDM海绵)或丁腈橡胶海绵(NBR海绵)的橡胶海绵;等等。从噪声降低特性、轻质、发泡的可控性以及耐久性的观点来看,特别优选包括聚醚基聚氨酯海绵在内的聚氨酯海绵。由于聚氨酯海绵在长期使用中存在变色问题,所以优选非白色海绵,尤其是灰色海绵。当对轮胎充以高压空气时,空气中所包含的湿气可能进入轮胎胎腔“i”内。在这方面,也优选抗水解的聚醚基聚氨酯海绵作为海绵材料。此外,为了防止水浸入海绵材料内而使海绵材料变湿,优选地,在海绵材料内包括防水剂或者在海绵材料的表面上涂覆防水剂。此外,为了防止由于潮湿而产生真菌,还优选地,在海绵材料内包括抗真菌剂或者在海绵材料的表面上涂覆抗真菌剂。此外,为了降低当焚烧废旧轮胎时产生的废气的毒性,特别优选地,由不包含卤素原子的材料来形成海绵材料。
优选地,消声装置4具有的体积V2是轮胎胎腔“i”的总体积V1的0.4%至20%。其原因如在上述专利文献1中所公开的那样,体积比V2/V1与噪声抑制性能具有密切的关联,并且当比率V2/V1为0.4%或更大时显示出噪声抑制性能,但是如果比率V2/V1超过20%,则会不必要地增加重量和成本,或者消声装置趋向对行驶性能施加不利影响。另一方面,已公开消声装置4的周向长度L2、宽度W2以及厚度T2与噪声抑制性能没有密切关联,并且无需特别限定。但是,在消声装置4在周向上的长度L2过小而且相应地消声装置4的周向的两个端部4e之间的间距“g”(图2中示出)较大的情况下,破坏了周向重量平衡,从而导致轮胎均匀性的劣化。
因此,从轮胎均匀性的观点来看,使消声装置4在周向上跨越轮胎3的大致整个长度进行固定是非常重要的。作为本发明人的调查结果,已经发现,当消声装置4的周向的两个端部4e之间的间距“g”短至80mm或更小时,能够在几乎不影响重量平衡的同时保持轮胎均匀性。沿着轿车轮胎内表面“is”的轮胎赤道线C的周向长度Lc在大约1700mm至大约2200mm的范围内,因此,间距“g”的上限值80mm不大于轮胎周向长度Lc的5.0%且几乎可以忽略。因此,当消声装置4在g≤80mm的条件下跨越大致整个周向长度进行固定的情况下,可以使用消声装置4的横截面面积S2与轮胎胎腔“i”的横截面面积S的比率S2/S来代替上述的体积比V2/V1。
针对S2/S比率,进行稍后提及的实际测试1。结果如表2和图8所示,证实了当S2/S比率处于5.7%或更大的范围内时,能够获得4dB或更多的噪声降低效果,使得驾驶员能够强烈感受到空腔谐振的减小,尽管该效果依据消声装置4的横截面形状、轮胎尺寸、车辆类型等会在一定程度上发生变化。如果S2/S比率超过8.0%,则噪声降低效果达到稳定水平且不会再进一步降低。此外,如果S2/S比率过大,则消声装置4的热量积聚会增加,从而导致消声装置自身的耐久性以及轮胎的耐久性由于温度升高而劣化的问题。但是,根据表3中示出的实际测试2(稍后提及)的结果,证实了至少当S2/S比率在高至11.1%的范围内时,对耐久性不存在不利影响。因此,从噪声抑制效果和耐久性的观点来看,优选地,S2/S比率处于5.7%至11.1%的范围内。因此,达到11.1/5.7=约1.95的Smax/Smin比率在理论上是可采用的。
因此,本发明的特征在于将具有相同的横截面形状的消声装置4通用于轮胎尺寸组中,所述轮胎尺寸组包括具有最小胎腔截面面积Smin的最小体积轮胎和具有最大胎腔截面面积Smax的最大体积轮胎,并且所述轮胎尺寸组具有的尺寸使得胎腔截面面积比Smax/Smin处于1.00至1.95的范围内。换言之,将用于生产具有消声装置的充气轮胎1的各种尺寸的轮胎基于胎腔截面面积的大小分类到特定的尺寸组,且具有相同的截面形状的消声装置4通用于属于特定的尺寸组的轮胎中。
在一个尺寸组中,属于该尺寸组的最大体积轮胎的胎腔截横面面积Smax与属于该尺寸组的最小体积轮胎的胎腔横截面面积Smin的比率Smax/Smin是从1.00至1.95。在此范围内,例如,消声装置4与最大体积轮胎的S2/Smax比率为5.7%,消声装置4与最小体积轮胎的S2/Smin比率为11.1%。换言之,能够获得具有通用横截面面积S2(通用横截面形状)的消声装置4,所述消声装置4能够在不劣化耐久性的情况下在属于该尺寸组的所有轮胎中显示出极好的噪声抑制性能。
特别地,当在尺寸组中包括轮胎的周向长度组并且轮胎的周向长度组中的轮胎的周向长度Lc的差值为80mm或更小时,在这种周向长度组的轮胎中还可以使用具有相同的周向长度L2的消声装置4。在这种情况下,消声装置4的周向的两个端部4e之间的间距“g”能够保持在不大于80mm的范围内。
在本发明中,像这样将轮胎分类到尺寸组中,每个尺寸组中的Smax/Smin比率处于1.00至1.95的范围内,由此可将具有相同横截面形状的消声装置通用于属于每个尺寸组的各个轮胎中。因而,可以获得降低总成本的效果,此效果超过了当根据轮胎的胎腔截面面积S仔细设定消声装置4的横截面形状时所产生的减少海绵材料用量的优点。换言之,可以使生产消声装置时所使用的中间产品通用化,由此能够实现生产效率、管理效率、运输、储存效率等的改善以及总成本的降低。特别地,在周向长度组的轮胎中能够实现周向长度L2也相同的消声装置的完全通用,在该情况下能够获得更好的效果。具有不同的横截面形状的消声装置4用于不同的尺寸组中。
优选地,从成本和工作效率的观点来看,如图3所示,通过将具有标准宽度WO的较宽的标准材料20分割成“n”等分来预备具有预定宽度——即预定横截面面积S2——的消声装置4。在改变消声装置4的横截面面积S2以将其应用于不同的尺寸组的情况下,能够通过改变标准材料20的分割数“n”来实现。例如,将具有970mm的宽度WO的标准材料20分割成十等分以得到具有97mm的宽度W2的消声装置4,或者分割成九等分以得到具有107.8mm的宽度W2的消声装置4。因此,能够实现标准材料20的完全通用。考虑到轮胎尺寸,分割数“n”通常是从3至40、优选为5至20、更优选为8至13。
当消声装置4的横截面形状优选为双峰或双顶式截面形状时,如图4所示,消声装置4具有待固定至轮胎内表面“is”上的固定表面11L以及面向轮胎胎腔的顶面11U,并且消声装置4在顶面11U上还设有放热凹部部分12和峰部部分13、13,放热凹部部分12朝着轮胎胎腔敞开并且在轮胎赤道线C上周向延伸,峰部部分13、13设置于所述放热凹部部分12的轴向的两个边缘上并且周向延伸,峰部部分13、13朝着轮胎胎腔侧升起至高于所述放热凹部部分12的沟槽底部12S的水平。
通过基于放热凹部部分12的形式来增加表面面积以及通过将热量积聚的较厚部分分割成左侧部分和右侧部分,使得这种消声装置4具有改善的放热效果,因此,能够有效地抑制消声装置4的热量积聚。优选地,从固定表面11L起所测量的峰部部分13处的厚度T的最大值T2是从20mm至50mm,并且该消声装置具有扁平形状使得固定表面11L在轮胎轴向上的宽度W2大于厚度的最大值T2,由此来稳定消声装置4在粘附之后的状态,从而防止在行驶期间使消声装置4掉落或剥落。优选地,放热凹部部分12的沟槽底部12S距离固定表面11L的厚度Ti至少为1.0mm且至多为最大厚度T2的50%。如果厚度Ti少于1.0mm,则强度不足,而如果其大于厚度T2的50%,则放热效果会显著下降并且不能够充分抑制热量积聚。
在本实施方式中,上表面11U沿着波状曲线14延伸,其中,峰和谷在两个节距内交替重复,由此提高了消声装置4的生产效率。虽然从生产效率的观点来看,优选地由直线组成的梯形波作为所述波状曲线14,但是所述波状曲线14可以是例如正弦波曲线。
如图5(A)和5(B)所示,消声装置4在轮胎周向上的两个端部部分4E是渐缩的以提供渐缩部分15,在该渐缩部分15处,厚度在朝着周向端部4e的方向上逐渐减小。渐缩部分15成型为使得夹在固定表面11L与上表面11U之间的角度θ是锐角。由于与消声装置4的其它部分相比,渐缩部分15相对地减小了消声装置4的周向的两个端部部分4E的质量,所以能够减小消声装置4的两个端部部分4E的粘附面处的应力集中。为了增强这种效果,优选地,消声装置4的渐缩部分15的角度θ是从15°至70°。另外优选地,渐缩部分15具有端面4eS,端面4eS是通过相对于固定表面11L以近似直角切削端部部分而形成。端面4eS增强了消声装置4的两个端部4e的强度,因此,例如它们能够有效防止在运输或储存时产生诸如撕裂或皱裂等损坏。此外,这种端面4eS增强了粘附到轮胎内表面“is”的粘附性能。虽然不对端面4eS的高度“h”进行特别限制,但是优选地至少为3mm、更优选地至少为4mm,并且优选地至多为厚度T2的30%。
作为固定消声装置4的方法,优选地,例如通过粘合剂和/或双面压敏胶带等来粘附。粘合剂的优选实施例例如为合成橡胶型液体粘合剂,诸如:溶剂型粘合剂,其中,合成橡胶在有机溶剂中溶解;以及乳液型粘合剂,其中,合成橡胶在水中悬浮。双面压敏胶带的实施例例如为:通过在诸如织物的片状基材的两个表面上形成压敏胶层来制备的胶带、在不使用基材的情况下制备的仅包括胶层的胶带、以及其它各种胶带。在本实施方式中使用双面压敏胶带。优选地,双面胶带具有的抗拉强度为不小于5N/10mm到小于10N/10mm。这里,双面压敏胶带的抗拉强度是根据JIS Z0237“压敏胶带的抗拉强度的测试方法(Testing methodfor tensile strength of pressure sensitive adhesive tapes)”来测量的。例如,当需要将消声装置4从轮胎3剥落以便重新使用轮胎时,就需要双面胶带自身具有一定的抗拉强度。如果双面胶带的抗拉强度小于5N/10mm,则存在胶带自身在剥落时发生破裂并且无法将消声装置4从轮胎内表面“is”上取下的趋势。另一方面,如果抗拉强度为10N/10mm或更大,则成本增加并且这种胶带的使用不适于批量生产。
在用于轿车的轮胎的情况下,能够将轮胎分组成以下的尺寸组(a)至(w)。这些尺寸组也是周向长度组,在每一组中,轮胎的周向长度Lc的差值至多为80mm。因此,能够将具有相同横截面形状和相同周向长度的单一种类的消声装置4应用于属于每个尺寸组(a)至(w)中的所有轮胎。但是,不需要在属于每个尺寸组(a)至(w)的所有轮胎中使用具有相同横截面形状和相同周向长度的消声装置(为了方便,有时将这些消声装置称为“完全一致的消声装置”)。完全一致的消声装置仅可用于属于尺寸组(a)至(w)中的任意一个尺寸组的轮胎中,例如,仅用于属于尺寸组(a)的轮胎(225/60R16,225/55R17)。此外,在三个或者更多的轮胎属于一个尺寸组的情况下,例如在尺寸组(d)中五个轮胎属于一个尺寸组,则完全一致的消声装置可用于这些轮胎之中的至少两个中。
(a)225/60R16,225/55R17
(b)215/60R16,215/55R17
(c)215/45R18,235/35R19,215/50R17
(d)225/40R18,205/50R17,215/35R19,225/35R19,225/50R16
(e)215/40R18,215/45R17
(f)225/35R18,205/45R17
(g)195/40R17,205/40R17
(h)245/40R20,245/45R19
(i)255/45R18,235/50R18
(g)245/35R20,255/35R20
(k)285/30R20,275/35R19,275/40R18,245/45R18
(l)275/30R20,235/50R17,245/40R19
(m)225/45R18,225/50R17,235/45R18
(n)245/35R19,245/40R18,245/45R17
(o)235/40R18,235/45R17,275/30R19,265/35R18,275/35R18,265/40R17
(p)225/45R17,265/30R19,255/35R18,255/40R17
(q)235/40R17,245/40R17
(r)195/45R16,185/55R15,205/50R15
(s)195/60R14,195/55R15,205/45R16
(t)195/60R15,195/55R16
(u)205/60R15,205/55R16
(v)165/45R16,165/50R15
(w)165/60R14,165/55R15
众所周知,上述轮胎尺寸依序表示[截面宽度]/[扁平比][表示轮胎结构的符号][轮辋直径]。例如[速度符号]的用于速度范围的符号可以插在[扁平比]与[表示轮胎结构的符号]之间。因此,例如称为225/40ZR18的轮胎包括在属于尺寸组(d)中的称为225/40R18的轮胎中。
在表1中示出了充气轮胎组的实施例。表1中的海绵材料的横截面形状A、B、C、D和E的细节在图6(A)至6(C)以及图7(A)和7(B)中示出。图中的尺寸单位为“mm”。这些轮胎具有的面积比S2/S处于5.7%至11.1%的范围内,并且在保持耐久性的情况下能够显示出极好的噪声抑制性能。消声装置4的周向的两个端部4e之间的间距“g”是80mm或者更小,因此,能够确保周向上的重量平衡,从而保持轮胎均匀性。
虽然已描述了本发明的具体的优选实施方式,但是本发明并不仅局限于如图所示的这种实施方式,而是可以进行各种变化和改型。
实际测试1
将包括海绵材料的消声装置固定至轮胎尺寸为215/60R16、225/60R16、215/45R17和245/45R18的四种轮胎,并测试它们的噪声抑制性能,海绵材料具有表2中示出的横截面形状。将由井上株式会社(Inoac Corporation)制造的具有0.039的比重的聚醚基聚氨酯海绵(产品号ESH2)作为用于消声装置的海绵材料,并且利用由惠美须化工有限公司(Ebisu Chemical Co.,Ltd.)制造的双面压敏胶带(产品号E700)将该海绵材料以沿着轮胎赤道线环绕一圈的方式粘附至轮胎内表面。轮胎内表面的固定部分经过磨光以便除去内表面上的防粘剂。
<噪声抑制性能>
将具有消声装置的充气轮胎安装在常规轮辋上并充气到常规内压(200kPa)。将215/60R16轮胎附装到车辆1(日本制造的2400cc前置前驱动车辆)的所有车轮,将225/60R16轮胎附装到车辆2(日本制造的4000cc前置后驱动车辆)的所有车轮,将215/45R17轮胎附装到车辆3(日本制造的2500cc前置后驱动车辆)的所有车轮,并将245/45R18轮胎附装到车辆4(日本制造的4000cc前置后驱动车辆)的所有车轮。使车辆1至4以60km/h在路面噪声测量道路(沥青粗糙表面道路)上行驶,并在驾驶员座椅的车窗侧上的耳部位置处通过麦克风来收集车辆内的噪声。测量在窄频带230Hz附近的柱状谐振的峰值的声压级。基于在每种轮胎尺寸中不具有消声装置的轮胎,结果指出了声压级的减小值。这里,“-”(减号)意指降低了路面噪声。此外,在图8中示出了噪声抑制性能与消声装置的横截面面积S2相对于轮胎的胎腔截面面积S的比率S2/S之间的关系。
表2
能够证实当面积比S2/S处于5.7%或更大的范围内时,获得了4dB或更大的噪声降低效果,使驾驶员能够强烈感受到路面噪声的降低,尽管该效果依据消声装置的横截面形状、轮胎尺寸、车辆类型等会在一定程度上发生变化。
实际测试2
将包括海绵材料的消声装置固定至轮胎尺寸为195/40R17和215/60R16的轮胎,并测试噪声抑制性能和耐久性,海绵材料具有在图6(B)中示出的B型横截面形状。双面压敏胶带和海绵材料的材料等都与实际测试1的相同。
<噪声抑制性能>
除了将195/40R17轮胎附装至车辆5(日本制造的1800cc前置前驱动车辆),并将215/60R16轮胎附装到车辆6(日本制造的2500cc前置后驱动车辆)之外,按照与实际测试1中的噪声抑制性能测试相同的方式进行本测试。
<耐久性>
将具有消声装置的充气轮胎安装在常规轮辋上并充气到常规内压(200kPa)。使轮胎受到在JATMA中规定的最大值的1.2倍的垂直载荷并以80km/h的速度在转鼓(直径:1.7m)上行驶12000km,并检查消声装置是否损坏。
表3
能够证实,至少当S2/S比率为11.1%或者更小时,不存在对耐久性的不利影响。
Claims (5)
1.一种充气轮胎组,包括待附装至轮辋的充气轮胎以及由海绵材料制成的消声装置,所述消声装置固定于面向由所述轮辋和所述充气轮胎所围起的轮胎胎腔的轮胎内表面并且所述消声装置在轮胎的周向上延伸,其中,具有相同的横截面形状的消声装置用于如下的充气轮胎的尺寸组中:所述充气轮胎的尺寸组包括最小体积轮胎和最大体积轮胎,所述最小体积轮胎在包括轮胎转轴的子午截面上的轮胎胎腔的胎腔横截面面积S具有最小值Smin,而所述最大体积轮胎的胎腔横截面面积S具有最大值Smax,并且所述充气轮胎的尺寸组具有的尺寸使得胎腔截面面积比Smax/Smin处于1.00至1.95的范围内,以及其中,所述消声装置是通过将宽的材料分割成“n”等分来预备,其中“n”是从3至40。
2.如权利要求1所述的充气轮胎组,其中,所述消声装置具有的体积V2为所述轮胎胎腔的总体积V1的0.4%至20%。
3.如权利要求1或2所述的充气轮胎组,其中,所述消声装置在周向上沿着轮胎赤道线固定于所述轮胎内表面,并且每个消声装置的周向的两个端部之间的间距至多为80mm。
4.如权利要求3所述的充气轮胎组,其中,所述尺寸组包括轮胎的周向长度组,在所述轮胎的周向长度组中,所述轮胎内表面在所述轮胎赤道线上的周向长度的差值至多为80mm,并且具有相同的周向长度的消声装置用于这种轮胎的周向长度组中。
5.如权利要求1所述的充气轮胎组,其中,具有相同的横截面形状和相同的周向长度的消声装置用于属于以下尺寸组(a)至(w)中任意一个的至少两个轮胎中:
(a)225/60R16,225/55R17
(b)215/60R16,215/55R17
(c)215/45R18,235/35R19,215/50R17
(d)225/40R18,205/50R17,215/35R19,225/35R19,225/50R16
(e)215/40R18,215/45R17
(f)225/35R18,205/45R17
(g)195/40R17,205/40R17
(h)245/40R20,245/45R19
(i)255/45R18,235/50R18
(j)245/35R20,255/35R20
(k)285/30R20,275/35R19,275/40R18,245/45R18
(l)275/30R20,235/50R17,245/40R19
(m)225/45R18,225/50R17,235/45R18
(n)245/35R19,245/40R18,245/45R17
(o)235/40R18,235/45R17,275/30R19,265/35R18,275/35R18,265/40R17
(p)225/45R17,265/30R19,255/35R18,255/40R17
(q)235/40R17,245/40R17
(r)195/45R16,185/55R15,205/50R15
(s)195/60R14,195/55R15,205/45R16
(t)195/60R15,195/55R16
(u)205/60R15,205/55R16
(v)165/45R16,165/50R15
(w)165/60R14,165/55R15。
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