CN101925477A - 具有降噪器的充气轮胎 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有降噪器的降噪充气轮胎，其可以降低用于制造降噪器的成本并且能够保持抑制空腔共鸣的效果。该具有降噪器的充气轮胎(1)包括充气轮胎(3)以及安装到充气轮胎(3)的轮胎内表面(6)上的降噪器(7)。通过致使沿轮胎周向方向设置的长的海绵构件(12)的端面(12e)彼此对接而将降噪器(7)形成为环形形状。此外，在降噪器(7)中，海绵构件(12)的端面(12e)进行对接的对接面(8)制成大致平面。

Description

具有降噪器的充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种具有降噪器的充气轮胎，其能够通过附连到胎腔表面的降噪器来抑制空腔共鸣。

背景技术

已知作为轮胎噪声的道路噪声，其在大约50Hz和400Hz之间的频率范围中产生。这主要是由于在胎腔中发生的气柱共鸣(空腔共鸣)而引起的。因此，为了降低这种道路噪声，例如下面的专利文献1提出了一种将由海绵材料制成的降噪器施加到胎腔表面的技术。这种降噪器以无接缝的环形形状形成并且以压缩状态安装在胎腔内。

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2005-254924。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，上述用于轮胎的降噪器具有由无接缝的海绵制成的环形体，从而需要针对轮胎的每个尺寸的成形模。因此，存在制造成本较高的问题。

因此，考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种具有降噪器的充气轮胎，其能够降低用来制造降噪器的成本，同时保持空腔共鸣的抑制效果。

解决问题的手段

本发明涉及一种具有降噪器的充气轮胎，其包括充气轮胎以及附连到轮胎的胎腔表面的降噪器，其特征在于，上述降噪器是通过将沿轮胎周向方向设置的长形海绵材料的两个端面进行对接而以环形形状形成，并且上述端面的对接面为大致平面。

例如，上述对接面可形成包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面的一部分。此外，上述对接面可以相对于基准面倾斜，所述基准面形成包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面的一部分。在这种情况下，优选地，上述对接面例如绕基准面上的轮胎轴向方向线和/或基准面上的轮胎径向方向线而相对于上述基准面倾斜。

此外，上述降噪器在内周表面侧可设有指明相对于胎腔表面的附连方向的指示部。

其次，上述降噪器可由多个长形海绵材料制成，从而具有两个或更多个上述对接面。

此外，优选地，制成上述降噪器的长形海绵材料的总长度形成为在附连到胎腔表面之前长于轮胎的内周长度。

发明的效果

在根据本发明的具有降噪器的充气轮胎中，降噪器安装在胎腔表面上。该降噪器是通过将沿轮胎周向方向设置的长形海绵材料的两个端面进行对接而以环形形状形成。这种降噪器可由海绵材料等材料容易地制成，例如，其可以通过将连续形成的海绵材料切割成所需的长度而制成。因此，能够保持空腔共鸣的抑制效果，并且与以无接缝的环形形状形成的降噪器相比能够明显地降低制造成本。此外，在降噪器中，通过将两个上述端面进行对接而制成的对接面为大致平面。因此，无必进行复杂的切割加工、端面加工等，从而可以简化海绵材料的制造过程，并且可以更大地降低成本。

附图说明

[图1]图1是示出实施方式的具有降噪器的充气轮胎的横截面图。

[图2]图2是示出具有降噪器的充气轮胎的沿轮胎赤道线的横截面图。

[图3]图3(a)是海绵材料的局部立体图，而图3(b)是通过将海绵材料形成环形形状而制成的降噪器的立体图。

[图4]图4(a)是对降噪器的对接面附近进行放大的局部横截面图，而图4(b)是对示出另一实施方式的降噪器的对接面附近进行放大的局部横截面图。

[图5]图5(a)是示出本实施方式的降噪器的接头的正视图，图5(b)是沿线A-A的降噪器的接头的横截面图，而图5(c)是降噪器的接头部分的局部立体图。

[图6]图6(a)是示出另一实施方式的降噪器的接头的正视图，图6(b)是沿线B-B的降噪器的接头的横截面图，而图6(c)是降噪器的接头部分的局部立体图。

[图7]图7(a)是具有图6所示的对接面的降噪器的横截面图，而图7(b)是具有相对于轮胎旋转方向朝向后接地侧倾斜的对接面的降噪器的横截面图。

[图8]图8(a)是示出另一实施方式的降噪器的接头的正视图，图8(b)是沿线C-C的降噪器的接头的横截面图，而图8(c)是降噪器的接头部分的局部立体图。

[图9]图9(a)是示出另一实施方式的降噪器的接头的正视图，图9(b)是沿线D-D的降噪器的接头的横截面图，而图9(c)是降噪器的接头部分的局部立体图。

[图10]图10是示出包括指示部的降噪器的局部横截面图。

[图11]图11是示出另一实施方式的降噪器的立体图。

附图标记列表

1 具有降噪器的充气轮胎

3 充气轮胎

7 降噪器

8 对接面

12 海绵材料

12e 海绵材料的端面

DS 基准面

具体实施方式

下面，将参照附图来描述本发明的实施方式。

作为本发明的实施方式，图1是示出具有降噪器的充气轮胎1的横截面图，而图2是示出充气轮胎的沿轮胎赤道线C的横截面图。

上述具有降噪器的充气轮胎1包括充气轮胎(下文可以简称为“轮胎”)3以及附连到轮胎的胎腔表面6的降噪器7。

上述轮胎3包括：环面状胎体3d，其从胎面部分3a经过各个胎侧部分3b延伸到胎圈部分3c的胎圈芯3f；以及带束层3e，其设置在胎体的在轮胎径向方向上的外侧。当轮胎3安装在轮辋2上时(换言之，安装在轮辋上的轮胎组件)，胎腔5由胎腔表面6和轮辋的外表面包围。此时，在本实施方式中，轮胎3为用于轿车的子午线轮胎，对于这种轮胎来讲迫切地需要改善降噪性能。

在上述降噪器7中，长形海绵材料12设置在胎面部分3a内侧的胎腔表面6上，并且如图3(a)所示沿轮胎周向方向是弯曲的。并且，如图2和3(b)所示，降噪器是通过将长形海绵材料的两个端面12e、12e进行对接而以环形形状形成。降噪器7附连到胎腔表面6，在该胎腔表面6上，降噪器7的轴向宽度的中心与轮胎赤道线C基本上一致。顺便提及，如果需要的话可以改变降噪器7的固定位置。

如图3(a)所示，长形海绵材料12包括：预定为面向轮胎径向方向上的外侧的外表面12a、在轮胎径向方向上位于相反侧的内表面12b、两个侧表面12c、以及在纵向方向上的端面12e。此外，包括端面12e在内的各个表面均是平面。在本实施方式中，海绵材料12的宽度和厚度均匀。通过将上述海绵材料12以环形形状进行弯曲并且通过将两个端面12e、12e进行对接而形成降噪器7，从而形成具有大致平面的对接面8。

例如，通过将在纵向方向上连续模制的线性海绵的原始构件以相对于上述纵向方向成直角的方式切割成特定的长度，可容易地得到上述海绵材料12。无需进行任何复杂的切割加工和端部部分加工。因此，能够显著地获得降噪器7的成本降低。此外，在降噪器7中，上述海绵材料12的端面12e、12e为彼此形状相同的平面并且可以粘合在一起，由此能够容易地将降噪器形成为连续的环形形状并且提高了生产率。因此，在本发明的具有降噪器的充气轮胎1中，可以如按照常规完成的那样保持空腔共鸣的抑制效果，同时显著地实现降噪器7的制造成本的降低。

上述实施方式的降噪器7由单个长形海绵材料12制成。然而，例如如图11所示，通过在轮胎周向方向上彼此对接以形成包括两个或更多个对接面8的环形形状，降噪器也可以由在周向方向上较短的海绵材料12制成。这样，可以减小每个海绵材料12的尺寸，并且改善作为零件的便携性以及存储的便利性。

本实施方式的降噪器7在包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面上的横截面形状是沿水平方向较长的矩形。降噪器7的横截面形状可以是其中降噪器的宽度朝向轮胎径向方向上的内侧渐缩的梯形形状等。此外，降噪器7的横截面形状可以与这些形状不同。

例如，包括上述降噪器7的海绵材料12优选地具有通过使橡胶或树脂发泡而制成的连续的气泡和/或独立的气泡。这种海绵材料具有较高的防振性和较高的吸音性，从而这样能够有效地吸收在胎腔5中产生的声能，由此确实地降低道路噪声。另外，对于海绵材料并未作特别限定，考虑到噪声抑制性能、减重、发泡调节的容易性、耐久性等，优选地使用聚醚聚安酯海绵。此外，海绵材料12的比重优选地设定在0.005到0.060的范围中。这种具有较低比重的海绵材料可以降低轮胎重量，可以抑制轮胎平衡性的劣化，并且可以增加孔隙率，由此极好地改善吸音性。

此外，上述降噪器7在附连到胎腔表面6之前的纵向状态下具有的总长度长于降噪器7进行附连的位置处的胎腔表面6的内周长度。这样，降噪器7在压缩状态下附连到胎腔表面6。因此，如图2所示，在降噪器7的对接面8上产生了使端面12e、12e彼此加压的周向力F2以及指向胎腔表面6的径向力F1。这样能改善降噪器7与胎腔表面6之间的附着性。这样有助于防止当具有降噪器的充气轮胎1运输或滚动时降噪器7从胎腔表面6偏移等。

当上述降噪器7在附连到胎腔表面6之前的总长度过多地长于胎腔表面6的内周长度时，降噪器7在安装于轮胎上时会被过度压缩，并且有可能起皱等。然而，当总长度非常小时，降噪器7与胎腔表面6之间的附着性劣化，并且降噪器可能脱离。从这种观点考虑，降噪器7在附连之前的总长度优选地不小于胎腔6的内周长度的1.0倍、更优选地不小于1.01倍，并且优选地不大于胎腔6的内周长度的1.1倍、更优选地不大于1.05倍。

如图4(a)的放大图所示，降噪器7的端面12e、12e优选地固定在一起。这就增加了在降噪器7中处在一起的端面12e、12e之间的接合力，从而防止损坏等。对于上述用于固定的手段来讲，例如，优选地使用例如双面胶20和/或粘合剂21等。从生产效率的角度来讲，双面胶20更为有利。

对于上述双面胶20，优选地使用丙烯酸粘着剂。上述粘合剂21优选地由能够牢固地粘合海绵材料、特别是聚醚聚安酯海绵材料的异氰酸盐化合物或异氰酸酯封端预聚体制成。然而，当端面12e并不直接对接在一起时，例如双面胶等居于它们之间时，上述对接面8限定为端面12e、12e之间的中间面。

图5(a)是示出当从胎腔侧观察时的本实施方式的降噪器7的接头部分的正视图；图5(b)是示出沿线A-A的降噪器的接头部分的横截面图；而图5(c)是降噪器7的接头部分的局部立体图。该实施方式的对接面8基本上等于包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面。优选地，这种对接面可通过以相对于纵向方向成直角的方式切割海绵材料12的端面12e而容易地制成，并且极其易于加工。该对接面还优选地易于将端面12e、12e对接在一起。

此外，例如图6、8和9所示的其它实施方式，上述对接面8可相对于基准面DS倾斜，基准面DS形成包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面的一部分。由于对接面8相对于基准面DS倾斜，因此与图5所示的情况相比，对接面8的面积增大。这样使得作用在对接面8上的摩擦力增大并且使得对接面的粘着面积更大，并且提高了海绵材料12的两个端面12e之间的接合力。因此，有利于防止降噪器7的断裂等。此外，倾斜的对接面8有助于沿倾斜面降低来自胎面部分3a的冲击，并且有效地抑制在对接面8处的断裂。

例如，在图6所示的实施方式中，降噪器7的对接面8绕基准面DS上的轮胎轴向方向线Ls而相对于基准面DS倾斜。这种对接面8可以抵抗特别是在轮胎径向方向上的冲击而发挥耐剥离性能。

此外，为了改善对接面8的耐久性，优选地使对接面8从海绵材料12的在轮胎径向方向上的内表面12b朝向外表面12a相对于轮胎旋转方向T向先接地侧倾斜，如本实施方式所示。如图7(a)所示，由于摩擦，使得附连到胎腔表面6的降噪器7的旋转稍迟于轮胎的旋转。因此，剪切力G作用于附连到胎腔表面6的海绵材料12的外表面12a上。此时，在相对于轮胎旋转方向T位于先接地侧的海绵材料12的端面12e与外表面12a之间的拐角部分Y1为钝角，从而拐角部分Y1具有较高的刚性，并且当承受在与轮胎旋转方向T相同的方向上的上述剪切力G时能够在不变形的情况下保持其形状。此外，在位于后接地侧的海绵材料12的端面12e与外表面12a之间的拐角部分Y2为锐角，从而拐角部分Y2具有较低的刚性。然而，通过剪切力G而将拐角部分Y2拉向对接面8，从而不会在对接面8处发生任何分离。

相反，如图7(b)所示，当对接面8相对于轮胎旋转方向T向后接地侧倾斜时，先接地侧上的拐角部分Y1变成锐角，并且刚性降低。由此，通过上述剪切力G而使该部分与对接面8分离，并且陷入所谓的“逆剥”，因此，这不是优选的。

在上述对接面8与基准面DS之间的角θ1优选地大于0度，并且不大于85度。当上述角θ1是0度时，对接面8的面积不会增加太多。当上述角θ1过大时，端面12e、12e的面积变得过大，由此使其切割加工等变得复杂。此外，当对接时端面12e、12e变得易于滑动，因此可能导致当附连降噪器7时工作效率降低。从这种观点考虑，上述角θ1优选地不小于5度、更优选地不小于30度，并且优选地不大于70度、更优选地不大于60度。

此外，在图8所示的实施方式中，降噪器7的对接面8只绕基准面DS上的轮胎径向方向线Lr而相对于基准面DS倾斜。优选地，这种对接面8可以抵抗来自轮胎轴向方向的冲击而发挥较高的耐剥离性能。并且，在上述对接面8与基准面DS之间的角θ2优选地大于0度，不大于60度。当上述角θ2是0度时，对接面8的面积不会增加太多。当上述角θ2大于60度时，海绵材料12的切割加工等变得复杂，并且制造成本可能增加。此外，当对按时端面12e、12e之间的粘着面积变成非常大，并且可能导致当附连降噪器7时工作效率降低。从这种观点考虑，上述角θ2优选地不小于5度、更优选地不小于30度，并且优选地不大于50度、更优选地不大于45度。

另外，在图9所示的实施方式中，上述对接面8绕基准面DS上的轮胎轴向方向线Ls和轮胎径向方向线Lr而相对于所述基准面DS倾斜。由于以良好的平衡发挥了在抵抗来自轮胎轴向方向和轮胎径向方向的冲击的耐剥离性能，因此这种对接面8是优选的。同时，上述的角θ1和θ2的优选范围也适用于该实施方式。

如图4(b)所示，在包括降噪器7的海绵材料12的轮胎径向方向上的外表面12a可固定在胎腔表面6上。对于固定方法，优选地使用上述双面胶20和/或粘合剂21等。此外，在这种实施方式以及在如图6所示的实施方式中，当对接面8绕基准面DS上的轮胎轴向方向线Ls而相对于基准面DS倾斜时，优选地使上述对接面8从海绵材料12的在轮胎径向方向上的内表面12b朝向外表面12a相对于轮胎旋转方向T向先接地侧倾斜。

如图10所示，优选地，降噪器7在轮胎径向方向上的内周表面侧(内表面12b侧)上设有指示其对于胎腔表面6的附连方向的指示部9。本实施方式中的指示部9包括指示海绵材料12的旋转方向的第一指示部10以及指示海绵材料12的内表面12b侧的第二指示部11，以便使降噪器符合预定的轮胎旋转方向T。顺便提及，可包括上述指示部中的任意一个。

例如，上述第一指示部10包括诸如箭头等指示旋转方向的标记，而第二指示部11包括表示内侧(例如“INSIDE”)的文字以及图案等。这种指示部9有助于正确施加降噪器以便使对接面8的倾斜方向相对于轮胎的旋转方向面向右侧方向，并且有助于防止当降噪器7的对接面8如图6或图9所示的情况倾斜时在附连中发生错误。

而且，指示部9不但可设置在海绵材料12的内表面12b上，也可以设置在外表面12a上。顺便提及，如本实施方式中所示，当指示部设置在内表面12b侧时，优选地在降噪器7的附连之后检查附连状态是否正确。此外，当指示部9包括三维的半凸半凹形图案时，优选地在附连中不仅利用肉眼而且利用手感也可以立即确定指示部9的位置。而且，例如，存在诸如烙印、印刷、粘结和/或模压的不同的方法来将上述指示部9设置在降噪器7上。

上述指示部9优选地设置成靠近对接面8，例如分别设置在位于沿轮胎周向方向距对接面40cm范围内的两个区域Ta中。以这种方式将指示部9设置成靠近对接面8，使得工人可以在将降噪器7附连到轮胎3上时在对接上述端面12的同时确认指示部9。此时，上述区域Ta是在轮胎周向方向上距边界线8i为40cm的范围内的区域，边界线8i位于海绵材料12的内表面12b与对接面8之间。当对接面8的边界线8i相对于轮胎轴向方向如图8和9所示的那样倾斜时，则限定为距边界线8i的中点的距离。

在上文中描述了本发明的特别优选的实施方式，但是显然可以进行各种变化而不限于图中所示的实施方式。

实施例

基于表1所示的技术规格来试制降噪器，并且对其性能进行试验。在比较例1中，所使用的是无接缝的降噪器，其以环形形状形成。在比较例2中，所使用的是其中海绵材料的端面并未对接而是分离开的降噪器。在比较例3中，所使用的是其中海绵材料的端面处于半凸半凹状态并且对接面也处于半凸半凹状态的降噪器。共同的技术规格如下：

轮胎尺寸：215/45R17

轮辋尺寸：17×7JJ

内压：200kPa  

降噪器的技术规格：

材料：聚醚聚安酯海绵(丸铃株式会社(MARUSUZU CO.，LTD)的E16型)

比重：0.016

横截面形状：宽100mm×厚20mm的沿水平方向较长的矩形固定对接面的方法：利用双面胶(住友3M株式会社(Sumitomo 3MLimited)，产品编号为468MP，宽为50mm)将长形海绵材料的两个端面连接在一起以成为环形形状。

固定胎腔表面的方法(只用于实施例12)：利用上述双面粘合胶固定在胎面区域上。

<降噪器的加工时间>

测量将十个海绵材料切割成用以形成相应环形形状的细长体的加工时间。此时，当将降噪器固定在胎腔表面上时还将对于胎腔表面的粘合时间包括在内。数值最小，加工效率越高且越好。

<耐久性1>

将各个具有降噪器的充气轮胎安装在上述轮辋上，其中每个降噪器具有二十个对接面。根据下述条件使充气轮胎在转鼓试验机上滚动大约20000km。通过肉眼来检验降噪器的对接面是否存在分离，并且计算分离的数量。分离的数量越小，耐久性越好。

负荷：4.0kN

行驶速度：100km/h

转鼓的直径：1.7m

<耐久性2>

将各个具有降噪器的充气轮胎安装在上述轮辋上，其中每个降噪器具有单个对接面。根据与上述相同的条件使充气轮胎在转鼓试验机上滚动。每1000km就通过肉眼来检验降噪器的对接面是否存在分离，并且测量发生分离时的距离。使用指数来显示评价结果，以基于比较例1的结果为100的指数显示评估结果。数值越大，耐久性越好。

<制造成本>

以基于比较例1的结果为100的指数来显示具有降噪器的每个充气轮胎的制造成本(包括人工成本)，其中，降噪器具有单个对接面。数值越小，制造成本越有利。

<是否存在振动>

将各个轮胎装载在轿车上，并且轿车以60km/h的速度行驶在沥青道路的光滑表面上。通过驾驶员的听觉来确认行驶时是否存在振动。

<运输时的耐久性>

运输试验以如下方式执行：将未安装在轮辋上的具有降噪器的充气轮胎滚动大约15米以便装载到载重车厢中。之后，使充气轮胎从载重车厢落下，再滚动到其起始的地方，并将其摆平。这样，对每个实施例测试三十个轮胎以便检验降噪器对于胎腔表面的附连状况是否保持有效。当附连有效时，将这种状况由“OK”指出，而当降噪器从胎腔表面分离时，该状况由这种轮胎的数量来指出。

试验结果在表1中示出。

[表1]

根据试验发现，实施例中所使用的具有降噪器的充气轮胎能够降低降噪器的制造成本并且能够抑制行驶时的振动。此外，根据行驶时的振动的测量，还可以确定该具有降噪器的充气轮胎能够保持空腔共鸣的抑制效果。

Claims (9)

1.一种具有降噪器的充气轮胎，包括充气轮胎以及附连到轮胎的胎腔表面的降噪器，其特征在于，

所述降噪器是通过将沿轮胎周向方向设置的长形海绵材料的两个端面进行对接而以环形形状形成，并且

所述端面的对接面为大致平面。

2.如权利要求1所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述对接面形成包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面的一部分。

3.如权利要求1所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述对接面相对于基准面倾斜，所述基准面形成包括轮胎旋转轴线的轮胎子午线截面的一部分。

4.如权利要求3所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述对接面绕所述基准面上的轮胎轴向方向线相对于所述基准面倾斜。

5.如权利要求3所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述对接面绕所述基准面上的轮胎径向方向线相对于所述基准面倾斜。

6.如权利要求3所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述对接面绕所述基准面上的轮胎轴向方向线和所述基准面上的轮胎径向方向线相对于所述基准面倾斜。

7.如权利要求1到6中任一项所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述降噪器在内周表面上设有指明相对于所述胎腔表面的附连方向的指示部。

8.如权利要求1到7中任一项所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，所述降噪器由多个长形海绵材料制成，从而包括两个或更多个所述对接面。

9.如权利要求1到8中任一项所述的具有降噪器的充气轮胎，其中，构成所述降噪器的长形海绵材料在附连到所述胎腔表面之前的总长度长于所述胎腔的内周长度。

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