CN102019819B - 轮胎降噪装置以及配备该装置的充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可降低制造成本并提高耐久性的轮胎降噪装置以及配备该装置的充气轮胎。一种轮胎降噪装置(4)，将加工成带状的由多孔质材料形成的吸音材料(5)沿轮胎周向配置在充气轮胎胎面部(1)的内面，其中，吸音材料(5)至少在轮胎周向的部分区域层叠2层以上，卷绕构成环状体(6)，在该环状体(6)圆周上的至少一处地方设置使吸音材料(5)内侧层与外侧层发生交替的交叉部(6X)，从而将吸音材料(5)长度方向的两个端部(51、53)配置为较该吸音材料(5)最外侧层更靠近内侧。

Description

轮胎降噪装置以及配备该装置的充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于降低充气轮胎产生的空洞共鸣音的装置以及配备该装置的充气轮胎，更具体来讲，涉及一种可降低制造成本并提高耐久性的轮胎降噪装置以及配备该装置的充气轮胎。

背景技术

充气轮胎产生噪音的原因之一是空洞共鸣音，它是由于充填在轮胎内部的空气振动而导致。轮胎转动时，胎面部由于路面凹凸不平而振动，胎面部的振动使轮胎内部空气发生振动，由此产生该空洞共鸣音。

为了降低这种空洞共鸣现象造成的噪音，现已提出了在充气轮胎胎面部内面全周上设置由多孔质材料形成的吸音材料的方案(例如可参考专利文献1及专利文献2)。

此类方案中，将由多孔质材料形成的吸音材料加工成带状，将带状吸音材料沿充气轮胎胎面部的内面进行配置后，其两个端部中的至少一个会与轮胎内面直接接触。例如，使带状吸音材料的两个端部相互靠近时，这两个端部均与轮胎内面直接接触，将带状吸音材料的两个端部相互重叠时，这两个端部中的一个与轮胎内面直接接触。因此，现有方案存在以下缺点：带状吸音材料的端部处于与轮胎内面接触的状态后，当轮胎旋转时，吸音材料的端部会与轮胎内面摩擦，从而吸音材料容易从该部分开始发生破损。

另一方面，可改用在轮胎周向上没有端部的环状吸音材料取代带状吸音材料，此时具有吸音材料难以破损的优点。但这种环状吸音材料必须针对不同轮胎尺寸分别进行加工，因此带来大幅增加轮胎降噪装置制造成本的问题。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本专利特开昭62-50203号公报

【专利文献2】专利第3727024号公报

发明内容

发明拟解决的问题

本发明目的在于提供一种可降低制造成本并提高耐久性的轮胎降噪装置以及配备该装置的充气轮胎。

解决问题的手段

为实现上述目的，本发明轮胎降噪装置将加工成带状的由多孔质材料形成的吸音材料沿轮胎周向配置在充气轮胎胎面部的内面，其特征在于，所述吸音材料至少在轮胎周向的部分区域层叠2层以上，卷绕构成环状体，在该环状体圆周上的至少一处地方设置使所述吸音材料内侧层与外侧层发生交替的交叉部，从而将所述吸音材料长度方向的两个端部配置为较该吸音材料最外侧层更靠近内侧。

此外，为实现上述目的，本发明充气轮胎的特征在于，在空洞部内配备所述轮胎降噪装置。

发明的效果

本发明中，吸音材料在充气轮胎胎面部的内面沿轮胎周向延伸，卷绕构成环状体，在该环状体圆周上的至少一处地方设置使吸音材料内侧层与外侧层发生交替的交叉部，从而将吸音材料的两个端部配置为较该吸音材料最外侧层更靠近内侧，由此，这些吸音材料的两个端部不再与轮胎内面直接接触，因此难以与轮胎内面摩擦而导致吸音材料破损。所以，本发明可提高轮胎降噪装置的耐久性。

此外，本发明在轮胎降噪装置中使用带状吸音材料，因此通过对将其卷绕而成的环状体的周长进行调整，便可适用于各种轮胎尺寸。所以，与使用加工成环状的吸音材料相比，本发明可大幅降低轮胎降噪装置的制造成本。

本发明中，优选在对应吸音材料交叉部的部位形成一对宽度方向尺寸有所减小的窄幅部，并在交叉部中将一对窄幅部配置于在吸音材料宽度方向上相互错开的位置。由此，可在交叉部顺利进行吸音材料内侧层与外侧层的交替。

在一对窄幅部中，一个窄幅部的宽度Da与另一个窄幅部的宽度Db相对于吸音材料的最大宽度D，优选满足0.7≤(Da+Db)/D≤1.0的关系。此外，一对窄幅部中，一个窄幅部的宽度Da与另一个窄幅部的宽度Db优选满足0.8≤Da/Db≤1.2的关系。由此，可在良好维持轮胎降噪装置耐久性的同时，在交叉部顺利进行吸音材料内侧层与外侧层的交替。

优选在一对窄幅部相互对面的部位设置沿吸音材料长度方向平行延伸的直线部，并使该直线部的长度为吸音材料厚度的3倍～30倍。通过充分确保直线部的长度，可增大环状体周长的调整范围，以通用的吸音材料对应更多的轮胎尺寸。此外，环状体的外周长优选为充气轮胎胎面部最大内周长的85％～99％。由此，可提高轮胎降噪装置的耐久性改善效果。

吸音材料层叠的多个层可以使用固定工具进行相互固定。此时，在固定工具固定状态下的厚度优选为吸音材料层叠的多个层总厚度的5％～95％。由此，可提高轮胎降噪装置的耐久性改善效果。此外，吸音材料层叠的多个层也可以相互粘合。此时，与使用固定工具相比，虽然加工成本会增加，但耐久性将提高。

从圆周上的任意位置分别以30度角度为单位分割环状体后，夹着环状体中心轴且方向相对的一对分割部分的重量差优选为其较重分割部分重量的10％以下。由此，可减少由轮胎降噪装置造成的重量不平衡。

构成吸音材料的多孔质材料密度优选为7kg/m³～40kg/m³，且撕裂强度(N/cm)相对于该多孔质材料密度(kg/m³)的比率优选为0.3～0.9。由此，可提高轮胎降噪装置的耐久性改善效果。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的充气轮胎的立体剖面图。

图2是根据本发明的一个实施方案的轮胎降噪装置的立体图。

图3是图2所示轮胎降噪装置使用的带状吸音材料的平面图。

图4是根据本发明的另一个实施方案的轮胎降噪装置的立体图。

图5是图4所示轮胎降噪装置主要部分的剖面图。

图6是根据本发明的另一个实施方案的轮胎降噪装置的立体图。

图7是根据本发明的另一个实施方案的轮胎降噪装置的立体图。

图8是根据本发明的另一个实施方案的轮胎降噪装置的立体图。

图9是用于说明本发明轮胎降噪装置中重量分布的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的结构进行详细说明。图1是根据本发明的一个实施方案的充气轮胎，图2是根据由本发明的一个实施方案的轮胎降噪装置，图3是图2所示轮胎降噪装置使用的带状吸音材料。图1中，充气轮胎包括胎面部1、左右一对胎圈部2、以及使该胎面部1和胎圈部2相互连接的侧壁部3。此外，在胎面部1的内面上装有图2所示的轮胎降噪装置4。

轮胎降噪装置4由环状体6构成，该环状体6由吸音材料5卷绕而成，该吸音材料5在轮胎周向的至少部分区域层叠2层以上，由加工成带状的多孔质材料形成。吸音材料5的多孔质材料可使用具有连续气泡的聚氨酯泡沫。此外，吸音材料5优选整体材料，但也可以是将多个部件进行连接后形成的材料。

如图2所示，在环状体6圆周上的至少1处地方设有使吸音材料5内侧层与外侧层发生交替的交叉部6X。如此，卷绕的吸音材料5内侧层与外侧层通过交叉部6X发生交替，由此吸音材料5长度方向的两个端部51、53被配置为较吸音材料5最外侧层更靠近内侧。吸音材料5的两个端部51、53可以如图所示相互分离，也可将这两个端部51、53配置成相互靠近，或者将两个端部51、53配置成相互重叠。

如图3所示，在对应吸音材料5交叉部6X的部位形成一对宽度方向尺寸有所减小的窄幅部5a、5b。即，吸音材料5的一个端部51与中央部52之间具有窄幅部5a，中央部52与另一个端部53之间具有窄幅部5b。在环状体6的交叉部6X中，一对窄幅部5a、5b被配置于在吸音材料5宽度方向上相互错开的位置。所以，吸音材料5的内侧层与外侧层可顺利交替，不会在交叉部6X相互产生干扰。

交叉部6X也可在环状体6中进行多处设置，但是当其设置数量为偶数时，两个端部51、53中的一个将成为吸音材料5的最外侧层。所以，环状体6中应设置奇数个交叉部6X。

在上述轮胎降噪装置4中，将吸音材料5卷绕构成环状体6，在该环状体6圆周上的至少一处地方设置使吸音材料5内侧层与外侧层发生交替的交叉部6X，从而将吸音材料5的两个端部51、53配置为较吸音材料5最外侧层更靠近内侧，因此，这些吸音材料5的两个端部51、53不再与轮胎内面直接接触。其结果，可防止与轮胎内面摩擦而导致吸音材料5破损，提高轮胎降噪装置4的耐久性。

此外，轮胎降噪装置4是使用带状吸音材料5，因此可根据该吸音材料5的卷绕状态对环状体6的周长进行适当调整，从而可适用于各种轮胎尺寸。所以，与使用加工成环状的吸音材料相比，本发明可大幅降低轮胎降噪装置4的制造成本。

上述轮胎降噪装置4中，一个窄幅部5a的宽度Da与另一个窄幅部5b的宽度Db相对于吸音材料5的最大宽度D，优选满足0.7≤(Da+Db)/D≤1.0的关系，更优选满足0.75≤(Da+Db)/D≤0.98的关系。由此，可在良好维持轮胎降噪装置4耐久性的同时，在交叉部6X顺利进行吸音材料5内侧层与外侧层的交替。如果(Da+Db)/D的值过大，则窄幅部5a、5b相互抵接，从而耐久性会降低，相反如果该值过小，则吸音材料5强度发生局部降低，从而耐久性会降低。

此外，一个窄幅部5a的宽度Da与另一个窄幅部5b的宽度Db优选满足0.8≤Da/Db≤1.2的关系，更优选满足Da/Db＝1.0的关系。由此，可在良好维持轮胎降噪装置4耐久性的同时，在交叉部6X顺利进行吸音材料5内侧层与外侧层的交替。如果Da/Db的值偏离上述范围，则一对窄幅部5a、5b的强度差将增大，从而耐久性会降低。

如图3所示，可在一对窄幅部5a、5b相互对面的部位分别设置沿吸音材料5长度方向平行延伸的直线部5La、5Lb，并使该直线部5La、5Lb的长度La、Lb为吸音材料5厚度的3倍～30倍。通过充分确保直线部5La、5Lb的长度La、Lb，可增大环状体6周长的调整范围，以通用的吸音材料5对应更多的轮胎尺寸。如果长度La、Lb低于吸音材料5厚度的3倍，则窄幅部5a、5b的变形量将增大，从而耐久性会降低，相反如果超过30倍，则交叉部6X处的重量不足现象将加重，从而导致重量不平衡，同时环状体6的整体性将降低，从而耐久性会降低。

环状体6的外周长可以基于吸音材料5的卷绕状态进行调整，但优选为充气轮胎胎面部1最大内周长(轮胎赤道位置的内周长)的85％～99％，更优选为90％～98％。由此，可提高轮胎降噪装置4的耐久性改善效果。如果环状体6的外周长过小，则轮胎旋转时轮胎降噪装置4在轮胎内容易活动，容易产生摩擦，从而耐久性会降低，相反如果过大，则吸音材料5被过度压缩，从而耐久性会降低。

在轮胎降噪装置4中，为确保环状体6的形状稳定性，提高轮胎降噪装置4的耐久性改善效果，建议使用固定工具或粘合剂等固定方式对吸音材料5层叠的多个层进行相互固定。

对吸音材料5层叠的多个层进行相互粘合时，只要粘合层间的至少一部分即可。作为粘合剂，除了可通过化学反应对聚氨酯泡沫等多孔质材料进行粘合的普通粘合剂，也可使用由可熔融树脂形成的热熔粘合剂。对吸音材料5层叠的多个层进行相互粘合时，虽然加工成本会增加，但具有耐久性较高的优点。

另一方面，使用固定工具对吸音材料5层叠的多个层进行相互固定时，可使用扣眼、U形钉、针、钩子、粘扣带等作为其固定工具。固定工具的位置、数量、间隔可根据吸音材料5的耐久性及形状进行适当选择。此外，优选根据环状体6的重量平衡来设置固定工具。使用固定工具对吸音材料5层叠的多个层进行相互固定时，具有加工成本较低的优点。

图4是根据本发明的另一个实施方案的轮胎降噪装置，图5是图4所示轮胎降噪装置的主要部分。图4及图5中，与图2相同的部位标记相同符号，并省略该部分的详细说明。图4中，吸音材料5层叠的多个层使用多个具有扣眼(筒状铆钉)7的固定工具被相互固定。如此，利用具有扣眼7的固定工具对吸音材料5层叠的多个层进行相互固定，可进一步提高轮胎降噪装置4的耐久性。

如图5所示，在具有扣眼7的固定工具固定状态下的厚度T1优选为吸音材料5层叠的多个层总厚度T0的5％～95％，更优选为5％～80％。由此，固定工具不与轮胎内面S接触，从而在耐久性方面较为有利。如果厚度T1过大，则固定工具容易与轮胎内面S接触，这将导致耐久性降低。

图6～图8分别是根据本发明的其他实施方案的轮胎降噪装置。图6～图8中，与图2相同的部位标记相同符号，并省略该部分的详细说明。图6中，带状吸音材料5的两个端部51、53被加工成圆弧状。像这样，吸音材料5的两个端部51、53可加工成各种形状。例如，也可进行倒角加工，将两个端部51、53的直角部斜切掉。

图7中，在对应吸音材料5交叉部6X的部位形成一对宽度方向尺寸有所减小的窄幅部5a、5b，但窄幅部5a在吸音材料5宽度方向上被分割，形成2个带部。此外，窄幅部5a的2个带部被配置于吸音材料5宽度方向的两端部，窄幅部5b被配置于吸音材料5宽度方向的中央部。即，吸音材料5上，在窄幅部5a的2个带部之间形成孔，窄幅部5b插在该孔内。只要吸音材料5具有可挠性，便可采用该方式。

图8中，吸音材料5不具备窄幅部。即，吸音材料5是具有一定宽度的带状材料。吸音材料5至少在轮胎周向的部分区域层叠2层以上，卷绕构成环状体6，但只是卷绕吸音材料5后，两个端部51、53中的一个将成为内侧层，另一个则成为外侧层。因此，需在交叉部6X将吸音材料5弯曲并折回，使两个端部51、53中处于外侧层的一端成为内侧层，由此将吸音材料5的两个端部51、53均配置为较吸音材料5最外侧层更靠近内侧。在此方式下，为提高将吸音材料5加工成环状体6时的作业性，优选在吸音材料5的弯曲部位预先设置折痕。

图9是用于说明本发明轮胎降噪装置中重量分布的说明图。上述各实施案中，优选轮胎降噪装置的重量分布在圆周上是均匀的。更具体而言，如图9所示，从圆周上的任意位置分别以30度角度为单位将环状体6分割成12个分割部分D1～D12后，夹着环状体6中心轴O且方向相对的一对分割部分(例如分割部分D1、D7)的重量差优选为其较重分割部分重量的10％以下。由此，可减少由轮胎降噪装置4造成的重量不平衡。

作为减少轮胎降噪装置4重量不平衡的方法，可在交叉部6X的对面位置设置重量调整区域。例如，由于环状体6中交叉部6X处的吸音材料5重量减少，可对吸音材料5两个端部51、53的长度进行调整，使偏向于交叉部6X对面位置的重量与交叉部6X处的重量相平衡。此外，在重量调整区域，也可减小吸音材料5的宽度或厚度。使用固定工具时，调整其位置、数量、间隔也具有效果。

上述各实施方案中，构成吸音材料5的多孔质材料密度优选为7kg/m³～40kg/m³。通过将多孔质材料的密度控制在上述范围内，可发挥良好的吸音特性。此外，撕裂强度(N/cm)相对于多孔质材料密度(kg/m³)的比率优选为0.3～0.9。通过将撕裂强度相对于多孔质材料密度的比率控制在上述范围内，可提高轮胎降噪装置的耐久性改善效果。此外，密度是指依据JIS K7222标准测量的表面密度，撕裂强度是指依据JIS K6400-5标准使用无割口直角试样测量的撕裂强度。

实施例

将加工成带状的由多孔质材料形成的吸音材料沿轮胎周向配置在充气轮胎胎面部的内面，其中，吸音材料至少在轮胎周向的部分区域层叠2层，卷绕构成环状体，在该环状体圆周上的一处地方设置使吸音材料内侧层与外侧层发生交替的交叉部，从而将吸音材料长度方向的两个端部配置为较该吸音材料最外侧层更靠近内侧，同时，如表1所示设置环状体结构、吸音材料层间固定方式、多孔质材料密度、撕裂强度相对于多孔质材料密度的比率，制成实施例1～6的轮胎降噪装置。

在这些实施例1～6中，将环状体外周长设为充气轮胎胎面部最大内周长的95％。关于图2及图4的构造，是(Da+Db)/D＝0.95、Da/Db＝1.0。

为了进行比较，将加工成带状的由多孔质材料形成的吸音材料沿轮胎周向卷绕2圈，构成环状体，从而将吸音材料的一个端部配置在接触轮胎内面的位置，制成常规例的轮胎降噪装置。

分别将这些常规例及实施例1～6的轮胎降噪装置安装在轮胎尺寸为215/60R16的充气轮胎上，并将该充气轮胎安装到轮辋尺寸为16×6.5J的车轮上，然后安装至具有直径为1701mm的滚筒的滚筒试验机上，在气压210kPa、载重4.0N、速度81km/h的条件下实施行驶试验，测量吸音材料发生损伤之前的行驶距离。评价结果以常规例为指数100进行显示。该指数值越大，表示耐久性越好。

由该表1可知，实施例1～6的轮胎降噪装置与常规例相比，均具有更优良的耐久性。当然，这些实施例1～6的轮胎降噪装置通过对带状吸音材料卷绕而成的环状体的周长进行调整，便可适用于各种轮胎尺寸，因此具有通用性，可实现低成本供应。

符号说明

1胎面部

2胎圈部

3侧壁部

4轮胎降噪装置

5吸音材料

5a、5b窄幅部

6环状体

6X交叉部

7扣眼(固定工具)

Claims (12)

1.一种轮胎降噪装置，将加工成带状的由多孔质材料形成的吸音材料沿轮胎周向配置在充气轮胎胎面部的内面，其特征在于，所述吸音材料至少在轮胎周向的部分区域层叠2层以上，卷绕构成环状体，在该环状体圆周上的至少一处地方设置使所述吸音材料内侧层与外侧层发生交替的交叉部，从而将所述吸音材料长度方向的两个端部配置为较该吸音材料最外侧层更靠近内侧。

2.如权利要求1所述的轮胎降噪装置，其特征在于，在对应所述吸音材料中所述交叉部的部位形成一对宽度方向尺寸有所减小的窄幅部，并在所述交叉部中将所述一对窄幅部配置于在所述吸音材料宽度方向上相互错开的位置。

3.如权利要求2所述的轮胎降噪装置，其特征在于，所述一对窄幅部中，一个窄幅部的宽度Da与另一个窄幅部的宽度Db相对于所述吸音材料的最大宽度D，满足0.7≤(Da+Db)/D≤1.0的关系。

4.如权利要求3所述的轮胎降噪装置，其特征在于，所述一对窄幅部中，一个窄幅部的宽度Da与另一个窄幅部的宽度Db满足0.8≤Da/Db≤1.2的关系。

5.如权利要求2至4中任一项所述的轮胎降噪装置，其特征在于，在所述一对窄幅部相互对面的部位设置沿所述吸音材料长度方向平行延伸的直线部，并使该直线部的长度为所述吸音材料厚度的3倍～30倍。

6.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎降噪装置，其特征在于，所述环状体的外周长为所述充气轮胎胎面部最大内周长的85％～99％。

7.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎降噪装置，其特征在于，使用固定工具对所述吸音材料层叠的多个层进行相互固定。

8.如权利要求7所述的轮胎降噪装置，其特征在于，在所述固定工具固定状态下的厚度为所述吸音材料层叠的多个层总厚度的5％～95％。

9.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎降噪装置，其特征在于，对所述吸音材料层叠的多个层进行相互粘合。

10.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎降噪装置，其特征在于，从圆周上的任意位置分别以30度角度为单位分割所述环状体后，夹着所述环状体中心轴且方向相对的一对分割部分的重量差为其较重分割部分重量的10％以下。

11.如权利要求1至4中任一项所述的轮胎降噪装置，其特征在于，构成所述吸音材料的多孔质材料密度为7kg/m³～40kg/m³，撕裂强度(N/cm)相对于该多孔质材料密度(kg/m³)的比率为0.3～0.9。

12.一种充气轮胎，其特征在于，在空洞部内具备权利要求1至11中任一项所述的轮胎降噪装置。