CN103842188A - 充气轮胎及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种容易制造并且能够可靠地降低空腔谐振音的充气轮胎，更具体地，本发明涉及一种充气轮胎，其具有：短纤维（10），其固定到内周面的至少一部分；以及带束（5），其埋设在胎面部（3）中，该带束由一个或多个带束层组成并且具有轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度（BW），该充气轮胎的特征在于：在轮胎宽度方向截面中，轮胎中央区域（C）是以轮胎赤道面（E）为中心对称地在轮胎宽度方向上的宽度为1/2×BW的区域，并且轮胎侧部区域（S）是从轮胎中央区域（C）的轮胎宽度方向的外侧端部起延伸到胎圈部（1）的轮胎径向内侧端部的区域，相对于轮胎内周面，轮胎中央区域和各轮胎侧部区域满足由如下式（1）表示的关系。式（1）：轮胎中央区域的短纤维固定面积/轮胎中央区域的面积<轮胎侧部区域的短纤维固定面积/轮胎侧部区域的面积。

Description

充气轮胎及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎及该充气轮胎的制造方法。特别地，本发明涉及一种为了降低空腔谐振音而在轮胎各侧部区域的内周面上直立地设置有多个短纤维的低道路噪音轮胎以及该低道路噪音轮胎的制造方法。

背景技术

已知由于充气轮胎的结构使得充气轮胎呈现由轮胎内部圆管的长度控制的空腔谐振现象。不管充气轮胎的类型如何，充气轮胎都会根据充气轮胎的周长产生空腔谐振频率在200Hz至270Hz的范围的轮胎道路噪音，轮胎道路噪音是令人不愉快的车内噪音的主要原因。

因为如上所述地轮胎内部的空气谐振是车内噪音的主要原因，所以作为降低车内噪音的技术，在轮胎内部吸收噪音的方法在传统上已经被认为是有效的。例如，专利文献1提出了将短纤维附着到轮胎内周面的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-82387号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如专利文献1所述地将短纤维附着到轮胎内周面的整个区域产生了如下问题：轮胎重量以及滚动阻力增加，这使得安装了这种轮胎的车辆的燃料消耗率劣化。此外，在这种情况下产生了另一问题：因为由于短纤维的附着导致轮胎的胎面部的刚性增大，所以使车辆的乘坐舒适性劣化。此外，在这种情况下还产生了又一问题：因为当通过使用穿孔密封剂修理轮胎中的穿孔时，在胎面部的轮胎内周面处的短纤维会吸收穿孔密封剂，即，短纤维使得穿孔修理过程中穿孔密封剂的流动性明显劣化，所以降低了穿孔修理的效率。

考虑上述事实，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种容易制造并且能够可靠地降低空腔谐振音的充气轮胎以及该充气轮胎的制造方法。

用于解决问题的方案

作为为了实现上述目的而进行深入研究的结果，本发明的发明人发现：在轮胎内周面上短纤维的固定设置中将各轮胎侧部区域的短纤维固定面积的比例设定为比轮胎中央区域的短纤维固定面积的比例高，其制造过程简单且可靠地降低了空腔谐振音，充分地抑制了轮胎的滚动阻力的增加及乘坐舒适性的劣化，并且充分地抑制了当通过使用穿孔密封剂修理轮胎的穿孔时短纤维对穿孔密封剂的吸收。基于这些发现完成了本发明。

具体地，本发明的充气轮胎是如下的充气轮胎，该充气轮胎具有：胎面部，其包括由至少一层带束层构成的带束；以及轮胎内周面，在轮胎内周面的至少一部分处固定有短纤维，其中，带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度为BW，其特征在于：假设，在轮胎宽度方向截面中，轮胎中央区域是以轮胎赤道面为中心并且在轮胎宽度方向上的宽度为1/2×BW的区域，各轮胎侧部区域是从轮胎中央区域的轮胎宽度方向的各外侧端部起延伸到胎圈部的轮胎径向内侧端部的区域，在轮胎内周面中，轮胎中央区域和各轮胎侧部区域满足由如下式（1）表示的关系：轮胎中央区域的短纤维固定面积/轮胎中央区域的面积<各轮胎侧部区域的短纤维固定面积/各轮胎侧部区域的面积…（1）。

在本发明中，“短纤维固定面积”表示以50根纤维/平方厘米或更大的密度固定地附着短纤维的区域的面积。

作为进一步研究的结果，本发明的发明人还发现：在降低空腔谐振方面，在轮胎侧部区域固定短纤维是尤其有效的，这能单独地产生与在轮胎内周面的整个区域固定短纤维几乎相同的噪音降低效果。相应地，优选地，在本发明的充气轮胎中，短纤维被仅被固定到轮胎内周面的轮胎侧部区域。在这种情况下，能够可靠地抑制滚动阻力的增加和乘坐舒适性的劣化，并且能够可靠地抑制在穿孔修理期间短纤维对穿孔密封剂的吸收。

可选地，优选的是，在本发明的充气轮胎中短纤维被仅被固定到轮胎内周面的在带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向外侧的各区域。在这种情况下，与在轮胎内周面上未固定有短纤维的轮胎相比，能够明显地抑制该轮胎的空腔谐振音而穿孔密封剂的需要量几乎不会增加。

在本发明的充气轮胎内周面中，各轮胎侧部区域的短纤维固定面积与各轮胎侧部区域的面积的比为50%以上。于是能够可靠地降低空腔谐振。

在本发明的优选的实施方式中，以100根纤维/平方厘米或更大的密度将短纤维固定于各轮胎侧部区域的子区域，在子区域处短纤维被固定于轮胎内周面。在这种情况下，能可靠地获得降低空腔谐振的良好效果。在可靠地获得降低空腔谐振的良好效果的方面，更优选地以1000根纤维/平方厘米或更大的密度、进一步更优选地以10,000根纤维/平方厘米至50,000根纤维/平方厘米（包括10,000根纤维/平方厘米和50,000根纤维/平方厘米）的范围的密度将短纤维附着到各轮胎侧部区域的子区域中。

在本发明的充气轮胎的另一优选的实施方式中，短纤维的平均长度在0.5mm至10mm的范围。在这种情况下，能够获得降低空腔谐振的良好效果，并且能以令人满意的方式防止短纤维缠结的发生，从而允许充分地展示噪音吸收效果。基于上述相同的原因，尤其优选的是，短纤维的平均长度在2mm至8mm的范围。

然而，在本发明的充气轮胎的又一优选的实施方式中，短纤维的平均直径为1μm至500μm。因为充分地防止了在短纤维的生产过程中断线的发生，所以能够抑制短纤维的生产性的降低；并且因为在这种情况下充分地抑制了由于轮胎重量增加所导致的滚动阻力的增大，所以能够抑制安装了该充气轮胎的车辆的燃料消耗率的劣化。

此外，在本发明的充气轮胎的再一优选的实施方式中，短纤维的长度（L）与直径（D）的比（L/D）在5≤L/D≤2000的范围。在这种情况下，能够获得降低空腔谐振的良好效果并且能够以令人满意的方式防止短纤维缠结的发生，从而使得充分地展示了噪音吸收效果。

优选的是，在本发明的充气轮胎中，轮胎内周面的固定地设置短纤维的区域中的短纤维由多个短纤维群构成，多个短纤维群彼此独立地被固定到区域的轮胎内周面。因而在这种情况下，如果如此附着的短纤维群中的一些短纤维群脱落了，则脱落范围不会扩散而会保持非常小，从而成功地维持了抑制空腔谐振的良好效果。

本发明的充气轮胎的制造方法是用于制造如下充气轮胎的方法，该充气轮胎具有：胎面部，其包括由至少一层带束层构成的带束，其中，带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度为BW，并且在轮胎宽度方向截面中，充气轮胎由轮胎中央区域和各轮胎侧部区域构成，轮胎中央区域是以轮胎赤道面为中心并且在轮胎宽度方向上的宽度为1/2×BW的区域，各轮胎侧部区域是从轮胎中央区域的轮胎宽度方向的各外侧端部起延伸到对应的胎圈部的轮胎径向内侧端部的区域，该方法包括：利用粘合剂涂布各轮胎侧部区域的轮胎内周面；并且将短纤维附着到如此涂布有粘合剂的轮胎内周面。

根据本发明的充气轮胎的制造方法，该方法还包括通过静电植绒加工将短纤维设置于各轮胎侧部区域的轮胎内周面。

在本发明的充气轮胎的制造方法的优选实施方式中，通过静电植绒加工将短纤维设置于各轮胎侧部区域的轮胎内周面。因为通过静电植绒加工之后可以容易地在短纤维在轮胎的内周面上处于直立的状态下将短纤维固定到轮胎的内周面，所以通过静电植绒加工能够有效地制造能够产生良好的噪音吸收效果的充气轮胎。

发明的效果

根据本发明，可以通过简单的制造过程提供如下的充气轮胎：短纤维被固定到轮胎内周面的至少一部分；在各轮胎侧部区域的短纤维固定面积的比例被设定为比轮胎中央区域的短纤维固定面积的比例高；可靠地降低了空腔谐振音；充分地抑制了滚动阻力的增加及乘坐舒适性的劣化；并且在穿孔修理过程中充分地抑制了短纤维对穿孔密封剂的吸收。此外，根据本发明，可以提供一种该充气轮胎用的简单的制造方法。

附图说明

图1是根据本发明的一实施方式的充气轮胎的宽度方向的截面图。

图2是示出了实施例1、比较例1和比较例2的测量结果的图。

图3是比较例4和比较例5的充气轮胎的宽度方向的截面图。

图4是实施例27和实施例30的充气轮胎的宽度方向的截面图。

图5是实施例29的充气轮胎的宽度方向的截面图。

图6A是示出了比较例3、比较例4和实施例27至实施例29的短纤维固定面积与穿孔密封剂（puncture sealing agent）的需要量之间的关系的图。

图6B是示出了比较例3、比较例5以及实施例30和实施例31的短纤维固定面积与穿孔密封剂的需要量之间的关系的图。

图7A是示出了比较例3、比较例4和实施例27至实施例29的穿孔密封剂的需要量与在235Hz附近的声压峰值的降低量之间的关系的图。

图7B是示出了比较例3、比较例5以及实施例30和实施例31的穿孔密封剂的需要量与在235Hz附近的声压峰值的降低量之间的关系的图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细地说明本发明。图1是根据本发明的一实施方式的充气轮胎的宽度方向的截面图。图1中示出的充气轮胎具有：一对胎圈部1；一对胎侧部2；与各胎侧部2连续的胎面部3；胎体4，其由在一对胎圈部1之间以环状的方式延伸的一层胎体帘布层构成，该胎体帘布层用于增强胎圈部1、胎侧部2及胎面部3；带束5，其由布置在胎面部3中胎体4的轮胎径向外侧的两层带束层构成；带束增强（单）层6，其被布置在带束5的轮胎径向外侧；胎圈填胶8，其被设置在埋设入各胎圈部1中的胎圈芯7的轮胎径向外侧；以及内衬层9，其被布置在胎体4的（轮胎）内周面侧。

图1中示出的示例的胎体4由单层胎体帘布层构成，并且该胎体4具有：主体部，其在该对胎圈芯7之间以环状的方式延伸；折返部，其绕着各胎圈芯7从轮胎宽度方向的内侧向外侧之后向轮胎径向外侧卷绕。然而，在本发明的充气轮胎中，胎体4的帘布层的数量及其结构不限于上述示例的那些。在图1中示出的示例的充气轮胎中，胎圈填胶8被设置在胎体的主体部与各折返部之间。

在图1中示出的实施例的充气轮胎的胎面部3中，由两层带束层构成的带束5被布置在胎体4的冠部的轮胎径向外侧。这些带束层通常是相对于轮胎赤道面E倾斜地延伸的涂布有橡胶的钢丝帘线层。图1中示出的示例的两层带束层被层叠成使得构成一层带束层的钢丝帘线与构成另一层带束层的钢丝帘线相对于轮胎赤道面E交叉以一起构成带束5。图1中示出的带束5具有相对于轮胎赤道面E左右对称的结构。轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度为BW。轮胎的“轮胎中央区域”被定义为以轮胎赤道面E为中心对称地延伸并且在轮胎宽度方向上具有1/2×BW的宽度的区域。轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度BW优选的是本发明的轮胎的最大宽度的60%至90%。尽管图1中示出的带束5由两层带束层构成，但在本发明的充气轮胎中构成带束5的带束层的数量可以是三层或更多层。尽管图1中示出的充气轮胎具有布置在带束5的轮胎径向外侧的带束增强单层6，但根据应用，本发明的充气轮胎可以不具有任何带束增强层或可以具有两层或更多层带束增强层。

在图1中示出的充气轮胎中，短纤维10被固定地附着到轮胎的内周面或内衬层9的在轮胎内周面侧的一部分。假设，在轮胎宽度方向的截面中，轮胎中央区域C是以轮胎赤道面E为中心对称地延伸并且在轮胎宽度方向上具有1/2×BW的宽度的区域（即，从轮胎赤道面E起向轮胎宽度方向各侧对称地延伸1/4×BW的区域）；轮胎侧部区域S是从轮胎中央区域C的轮胎宽度方向的各外侧端部延伸到对应的胎圈部1的轮胎径向内侧端部的区域（即，轮胎的除了轮胎中央区域C以外的各区域）；轮胎中央区域C和各轮胎侧部区域S在轮胎内周面（图1中的内衬层9的内周面）中满足由如下的式（1）表示的关系：

轮胎中央区域中的短纤维固定面积/轮胎中央区域的面积<各轮胎侧部区域中的短纤维固定面积/各轮胎侧部区域的面积…（1）

因为在本发明的充气轮胎中预先将短纤维10固定地附着到轮胎内周面的至少一部分，所以当轮胎与轮辋装配时所形成的空气室的内表面上设置有短纤维10。固定到轮胎内周面的这些短纤维10吸收空腔谐振音。也就是，通过短纤维10可以降低空腔谐振现象所引起的噪音。

通常，在充气轮胎中，当轮胎重量增加时，与转动半径小的轮胎侧部区域S相比，转动半径大的轮胎中央区域C更有助于滚动阻力的增大。然而，在本发明的充气轮胎中，如式（1）规定的，轮胎中央区域C中短纤维固定面积的比例[轮胎中央区域C的轮胎内周面的短纤维固定面积/轮胎中央区域C的轮胎内周面的面积]被设定为比各轮胎侧部区域S中短纤维固定面积的比例[各轮胎侧部区域S的轮胎内周面的短纤维固定面积/各轮胎侧部区域S的轮胎内周面的面积]小，从而充分地抑制了由轮胎重量增加导致的滚动阻力的增大。

此外，因为如上所述地在轮胎内周面中轮胎中央区域C中的短纤维固定面积的比例被设定为比各轮胎侧部区域S中的短纤维固定面积的比例小，所以相对充分地抑制了胎面部3的刚性增大，从而还抑制了安装了该轮胎的车辆的乘坐舒适性的劣化。

更进一步地，因为如上所述地在轮胎内周面中轮胎中央区域C中的短纤维固定面积的比例被设定为比各轮胎侧部区域S中短纤维固定面积的比例小，所以当通过使用穿孔密封剂进行穿孔修理时抑制了轮胎中央区域C的内周面上的短纤维对穿孔密封剂的吸收，从而抑制了穿孔密封剂的流动性的劣化，即，能够抑制修理效率的劣化。

短纤维10的示例包括有机合成纤维、无机纤维、再生纤维、天然纤维等的短纤维。有机合成纤维的示例包括由如下的材料制成的有机合成纤维：诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等的聚烯烃；诸如尼龙等的脂肪族聚酰胺；诸如芳纶（Kevlar）等的芳香族聚酰胺；诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚丁二酸亚乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的聚酯；间同1,2-聚丁二烯；丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物；聚苯乙烯(polystyrere)；以及这些聚合物的共聚物。无机纤维的示例包括碳纤维、玻璃纤维等。再生纤维的示例包括人造丝、铜氨丝（cupro）等。例如。天然纤维的示例包括棉、丝、毛等。

优选的是，在本发明的充气轮胎中，短纤维10被仅被固定到轮胎内周面的轮胎侧部区域S。在短纤维10被仅被固定到轮胎侧部区域S的轮胎内周面的情况下，因为在轮胎中央区域C的轮胎内周面上不存在会相对大地导致滚动阻力增大及乘坐舒适性的劣化的短纤维10，所以能够可靠地抑制滚动阻力的增大及乘坐舒适性的劣化。此外，因为短纤维10未设置在轮胎中央区域C的轮胎内周面上，所以在这种情况下在穿孔修理期间能够可靠地抑制短纤维对穿孔密封剂的吸收。

优选的是，在本发明的充气轮胎中，短纤维10被仅被固定到轮胎内周面的、带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向外侧的各区域[即，假定“交叉线”是轮胎内周面和穿过轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向外侧端部的且与轮胎赤道线E平行的平面之间的交叉线（如果存在多条这种“交叉线”，则是最靠近轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的外侧端部的交叉线），范围从“交叉线”到对应的胎圈部1的轮胎径向内侧端部1A的各区域]。因为在短纤维10被仅被固定到轮胎内周面的、带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向外侧的各区域中的上述情况下，在轮胎内周面的、径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的内侧未设置短纤维10，所以能够可靠地抑制在穿孔修理期间短纤维10对穿孔密封剂的吸收。此外，与在此未设置有短纤维的轮胎相比，在这种情况下可以明显地降低轮胎的空腔谐振音而穿孔密封剂的需求量不会增加太多。

优选的是，在本发明的充气轮胎中，在轮胎内周面中各轮胎侧部区域S的固定地设置有短纤维10的子区域的面积/轮胎侧部区域S的整体面积的比为50%以上。通过将上述比设定为50%以上能够可靠地降低轮胎的空腔谐振。

在本发明的充气轮胎中，短纤维10优选地以100根纤维/平方厘米或更大的密度、更优选地以1000根纤维/平方厘米或更大的密度、此外更优选地以10,000根纤维/平方厘米至50,000根纤维/平方厘米（包括10,000根纤维/平方厘米和50,000根纤维/平方厘米）的范围的密度被固定地附着到各轮胎侧部区域S的子区域中，在该子区域处短纤维10被固定到轮胎内周面。短纤维的密度过低会使降低空腔谐振的效果下降。因此，优选的是，短纤维以（平均）100根纤维/平方厘米或更大的密度被固定地附着在各轮胎侧部区域S的子区域中以便可靠地获得降低空腔谐振的效果。

此外，在本发明的充气轮胎中，短纤维的平均长度优选地在0.5mm至10mm的范围，更优选地在2mm至8mm的范围。短纤维的平均长度小于0.5mm会使得降低空腔谐振音的效果下降。短纤维的平均长度大于10mm会使得短纤维之间容易缠结，这种缠结可能妨碍噪音吸收效果的令人满意地展现。

此外，在本发明的充气轮胎中，短纤维的平均直径优选地在1μm至500μm的范围。短纤维的平均直径小于1μm使得短纤维的制作过程中容易频繁断线，从而使得短纤维的生产性下降。短纤维的平均直径大于500μm会使得轮胎的重量增大到影响轮胎的滚动阻力的水平，从而可能使安装了本发明的充气轮胎的车辆的燃料消耗率劣化。

此外，在本发明的充气轮胎中，各短纤维的长度（L）与直径（D）的比（L/D）优选地在5≤L/D≤2000的范围。比（L/D）小于5时使降低空腔谐振音的效果下降。比（L/D）大于2000时使得短纤维之间容易缠结，这种缠结可能妨碍噪音吸收效果的令人满意地展现。

此外，优选的是，在本发明的充气轮胎中，设置于各轮胎侧部区域的短纤维固定子区域（如图1所示，该子区域可以覆盖整个轮胎侧部区域）中的短纤维由多个短纤维群构成，该多个短纤维群彼此独立地被固定地附着到子区域的轮胎内周面。因为在这种情况下多个短纤维群被独立地附着，所以如果被如此附着的短纤维群中的一些短纤维群脱落了，这种脱落范围不会广泛蔓延而保持地非常小，从而成功地维持了抑制空腔谐振的良好效果。

本发明的充气轮胎的制造方法是一种用于制造如下的充气轮胎的方法，该充气轮胎至少具有：胎面部3，其包括由至少一层带束层构成的带束5；和胎圈部1，其中，带束5的轮胎径向最内层的带束层的轮胎宽度方向的宽度为BW，并且在轮胎宽度方向的截面中，充气轮胎包括：轮胎中央区域C，该轮胎中央区域C是以轮胎赤道面E为中心对称地延伸并且在轮胎宽度方向上具有1/2×BW的宽度；以及各轮胎侧部区域S，该轮胎侧部区域S均从轮胎中央区域C的轮胎宽度方向的各外侧端部延伸到对应的胎圈部1的轮胎径向内侧端部1A，该方法包括：（i）利用粘合剂涂布各轮胎侧部区域S的轮胎内周面；以及（ii）将短纤维10附着到如此涂布有粘合剂的轮胎内周面。

根据本发明的充气轮胎的制造方法，通过如下的方法可以有效地制造能够如上所述地产生良好的噪音吸收效果的充气轮胎：首先，利用粘合剂涂布在各轮胎侧部区域S的轮胎内周面的待附着短纤维的部分，然后，将短纤维10附着到轮胎内周面的如此涂布有粘合剂的部分。不特别限制在本发明中待使用的粘合剂的类型并且可以使用适用于本目的的任何粘合剂。

在本发明的充气轮胎的制造方法中，优选地通过静电植绒加工（electrostatic flocking process）使得短纤维10附着到各轮胎侧部区域S的轮胎内周面。当然，可以通过各种方法使得短纤维10附着到轮胎的内周面上。然而，因为通过静电植绒加工之后可以容易地在短纤维10在轮胎的内周面上处于直立的状态下将短纤维10固定到轮胎的内周面，所以通过静电植绒加工能够有效地制造能够产生良好的噪音吸收效果的充气轮胎。

静电植绒加工是如下的加工技术：对短纤维充电并且通过静电力将如此充电的短纤维附着到预先涂布有粘合剂的物体上，使得短纤维固定地直立在物体上。静电植绒加工可以将短纤维均匀地附着到具有复杂形状的物体上，因此该静电植绒加工适用于将短纤维10附着到轮胎的具有三维曲率半径的内周面。

上述本发明的充气轮胎通常与轮辋装配而将得到的轮胎-轮辋组件安装到期望的车辆进行使用。可以接受的是，也将短纤维固定地附着到轮辋表面的至少一部分上，使得进一步增强降低轮胎的空腔谐振的效果。

实施例

下文中，将通过实施例进一步详细地说明本发明，该实施例不对本发明的范围施加任何限制。

<实施例1以及比较例1和比较例2>

通过使用在其它细节上共用相同规格的轮胎来分别制备通过静电植绒加工将短纤维设置在轮胎内周面的各轮胎侧部区域中的试验轮胎（实施例1）、在轮胎内周面中未设置短纤维的试验轮胎（比较例1）和通过静电植绒加工将短纤维设置在轮胎的整个内周面上的试验轮胎（比较例2）。对于试验轮胎中的每一个均通过下述方法测量实车的车内噪音。

在实施例1的试验轮胎中，通过静电植绒加工将由尼龙制成的约20g短纤维（纤维厚度：15旦尼尔（denier）=φ45μm，纤维长度：2.5mm）附着到各轮胎侧部区域的轮胎内周面（约20,000根短纤维/平方厘米）。在实施例1轮胎中，轮胎中央区域的轮胎内周面固定地附着短纤维的面积与轮胎中央区域的轮胎内周面的整体面积的比是0%。在另一方面，在实施例1轮胎中，各轮胎侧部区域的轮胎内周面固定地附着短纤维的面积与各轮胎侧部区域的轮胎内周面的整体面积的比是75%。在实施例1轮胎中，各轮胎侧部区域的短纤维固定区域被分为4个短纤维群。

在比较例2的试验轮胎中，通过静电植绒加工将由尼龙制成的约40g短纤维（纤维厚度：15旦尼尔=φ45μm，纤维长度：2.5mm）附着到整个轮胎内周面（约20,000根短纤维/平方厘米）。

用于制备试验轮胎所使用的轮胎是具有如图1所示的结构（尺寸：205/55R16，使用轮辋：6.5JJ-16）的市场上可获得的产品。轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度BW是轮胎最大宽度的78%。

通过如下方法测量车内噪声：将试验轮胎中的每一个均安装到乘用车辆（2000cc级）上；在粗糙的柏油路（asphalt road）上以50公里/小时速度驾驶具有一名乘员的该车辆；并且通过设置在驾驶员的耳朵附近的扩音器来测量噪音。由此获得如图2所示的频谱数据。

在图2中的225Hz和235Hz附近所观察到的峰值与空腔谐振相对应。从图2中可以理解，在实施例1轮胎中获得了良好的噪音降低效果（降低了约2dB至5dB）。从图2中还可以理解，将短纤维仅被设置到各轮胎侧部区域的轮胎内周面的实施例1轮胎产生了与在轮胎的整个内周面上设置短纤维的比较例2轮胎等同的良好的噪音降低效果。

<实施例2至实施例4>

除了在实施例2至实施例4的各轮胎侧部区域的轮胎内周面上固定地附着短纤维的子区域的面积与各轮胎侧部区域的轮胎内周面的整体面积的比如表1所示地变化以外，以与实施例1相同的方式制备实施例2至实施例4的试验轮胎。对各试验轮胎，通过上述方法测量车内噪音。采用相对于作为基准的比较例1的结果的指数值在表1中示出了各试验轮胎在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量。

[表1]

从表1所示的结果可以理解，在令人满意地降低轮胎的空腔谐振音的方面，优选地在轮胎内周面中，各轮胎侧部区域S的固定地设置短纤维10的子区域的面积与轮胎侧部区域S的面积的比为50%以上。

<实施例5至实施例8>

除了在实施例5至实施例8中每平方厘米短纤维的数量如表2所示地变化以外，以与实施例1相同的方式制备实施例5至实施例8的试验轮胎。通过上述方法测量各试验轮胎的车内噪音。采用相对于作为基准的比较例1的结果的指数值在表2中示出了各试验轮胎在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量。

[表2]

从表2所示的结果可理解，在令人满意地降低轮胎的空腔谐振音的方面，优选地，每平方厘米短纤维的数量为100根纤维/平方厘米或更大，更优选的是1000根纤维/平方厘米或更大。

<实施例9至实施例14>

除了在实施例9至实施例14中使用的短纤维的平均长度如表3所示地变化以外，以与实施例1相同的方式制备实施例9至实施例14的试验轮胎。对于试验轮胎，通过上述方法测量车内噪音。采用相对于作为基准的比较例1的结果的指数值在表3中示出了各试验轮胎在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量。

[表3]

从表3所示的结果可以理解：在设置于轮胎的短纤维的平均长度在0.5mm至10mm的范围的情况下，获得了降低空腔谐振音的良好效果；并且在设置于轮胎的短纤维的平均长度在2mm至8mm的范围的情况下，能够明显地降低轮胎的空腔谐振音。

<实施例15至实施例20>

除了在实施例15至实施例20中使用的各短纤维的长度（L）与直径（D）的比（L/D）如表4所示地变化以外，以与实施例1相同的方式制备实施例15至实施例20的试验轮胎。对于各试验轮胎，通过上述方法测量车内噪音。采用相对于作为基准的比较例1的结果的指数值在表4中示出了各试验轮胎在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量。

[表4]

从表4所示的结果可以理解，通过将使用的各短纤维的长度（L）与直径（D）的比（L/D）设定在5至2000的范围能够明显地降低轮胎的空腔谐振音。

<实施例21至实施例26>

除了在实施例21至实施例26中使用的短纤维的平均直径如表5所示地变化以外，以与实施例1相同的方式制备实施例21至实施例26的试验轮胎。对于各试验轮胎，通过上述方法测量车内噪音。采用相对于作为基准的比较例1的结果的指数值在表5中示出了各试验轮胎在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量。

此外，通过如下的方法测量各试验轮胎的滚动阻力：在试验轮胎与鼓接触的状态下转动鼓式轮胎试验机的鼓；当鼓的转动速度增加到一定速度时关闭鼓驱动开关，以允许鼓在关闭鼓驱动开关之后自由地转动；并且基于鼓的速度降低来确定试验轮胎的滚动阻力。采用比较例1的滚动阻力为“100”的指数值来表示如此确定的试验轮胎的滚动阻力。指数值越小表示滚动阻力越小，即滚动阻力越好。

[表5]

从表5所示的结果可以理解，通过将设置于轮胎的短纤维的平均直径设定在5μm至500μm的范围，可以在抑制滚动阻力的增加的同时明显地降低轮胎的空腔谐振音。

<实施例27至实施例29，比较例3和比较例4>

除了在实施例27至实施例29、比较例3和比较例4中使用平均长度4mm的短纤维并且短纤维被固定附着到轮胎内周面的区域分别如图3、图4、图1和图5地变化以外，以与实施例1相同的方式制备实施例27至实施例29、比较例3和比较例4的尺寸均为235/50R18的试验轮胎。还制备用于比较的、在轮胎内周面处未设置短纤维的试验轮胎（比较例3）。

具有如图3所示的结构的试验轮胎（比较例4）中，除了如下区域以外的大致整个内周面设置有短纤维：从胎圈部的轮胎径向的各内侧端部到距各内侧端部的轮胎径向外侧距离为15mm处的范围的区域。

在具有如图4所示的结构的试验轮胎（实施例27）中，短纤维被固定地附着到轮胎内周面的除了如下区域以外的区域中：从胎圈部的轮胎径向各内侧端部到距各内侧端部的轮胎径向外侧距离为15mm处的范围的区域；以及以轮胎赤道面为中心对称地延伸并且轮胎宽度方向的宽度为190mm的区域（即，以轮胎赤道面为中心对称地朝向轮胎宽度方向的两侧延伸95mm的区域）。图4轮胎的短纤维固定面积是图3轮胎的短纤维固定面积的44%。

在具有如图1所示的结构的试验轮胎（实施例28）中，短纤维被固定地附着到轮胎内周面的除了如下区域以外的区域中：从胎圈部的轮胎径向各内侧端部到距各内侧端部的轮胎径向外侧距离为15mm处的范围的区域；以及以轮胎赤道面为中心对称地延伸并且轮胎宽度方向的宽度为100mm的区域（即，以轮胎赤道面为中心对称地朝向轮胎宽度方向的两侧延伸50mm的区域）。图1轮胎的短纤维固定面积是图3轮胎的短纤维固定面积的70%。

具有如图5所示的结构的试验轮胎（实施例29）与图4轮胎的不同之处在于，在具有如图5所示的结构的试验轮胎中，短纤维还设置在以轮胎赤道面为中心对称地延伸并且轮胎宽度方向的宽度为100mm的区域（即，以轮胎赤道面为中心对称地朝向轮胎宽度方向的两侧均延伸50mm的区域）中。图5轮胎的短纤维固定面积是图3轮胎的短纤维固定面积的79%。

对于各试验轮胎通过如下的方法评价穿孔密封剂的需要量：在轮胎的胎面部穿孔并且从轮胎的外部向内部注入穿孔密封剂（穿孔修理液）；对如此修理的轮胎充入预定内压；以恒定的速度使得轮胎行驶约5km的距离；在轮胎行驶之后，在不使得轮胎倾倒的情况下从车辆拆卸轮胎，并且在此状态下将该轮胎固定到支撑部上；并且切割胎侧部，收集残留在轮胎内部的穿孔密封剂，并且确认穿孔密封剂在胎面部的内周面中已经扩展到什么程度。在表6和图6A中示出了结果。

[表6]

此外，对于比较例3、比较例4和实施例27至实施例29的各试验轮胎，通过上述方法测量车内噪音。将这些试验轮胎中的每一个在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量与作为基准的比较例3的结果进行比较。在图7A中示出了穿孔密封剂的需要量与如此确定的在235Hz附近的峰值处的声压降低量之间的关系。

<实施例30和实施例31，比较例5>

除了在实施例30、实施例31和比较例5中使用平均长度2.5mm的短纤维以外，以与实施例27、实施例28和比较例4相同的方式制备实施例30、实施例31和比较例5的试验轮胎。对于各试验轮胎，通过上述方法评价穿孔密封剂的需要量。在表7和图6B中示出了结果。

[表7]

此外，对于比较例5和实施例30、实施例31的各试验轮胎，通过上述方法测量车内噪音。将这些试验轮胎中的每一个在235Hz附近的峰值处（在峰值处观察到的噪音降低效果最显著）的声压降低量与作为基准的比较例3的结果进行比较。在图7B中示出了穿孔密封剂的需要量与如此确定的在235Hz附近的峰值处的声压降低量之间的关系。

从图6A和图6B可以理解，短纤维仅被固定地设置在轮胎内周面的轮胎侧部区域的实施例28和实施例31的轮胎尽管短纤维固定面积相对地大（并且降低噪音性能良好）的轮胎却需要相对小量的穿孔密封剂。

进一步地，从图7A和图7B可以理解，与未固定地设置短纤维的轮胎相比，短纤维仅被固定地设置在轮胎内周面的带束的径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向外侧的实施例27和实施例30的轮胎均可以合理地降低空腔谐振音，而不会过多地增加穿孔密封剂的需要量。

附图标记说明

1    胎圈部

1A   胎圈部的轮胎径向内侧端部

2    胎侧部

3    胎面部

4    胎体

5    带束

6    带束增强层

7    胎圈芯

8    胎圈填胶

9    内衬层

10   短纤维

BW   轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度

E    轮胎赤道面

C    轮胎中央区域

S    轮胎侧部区域

Claims (11)

1.一种充气轮胎，所述充气轮胎具有：胎面部，其包括由至少一层带束层构成的带束；以及轮胎内周面，在所述轮胎内周面的至少一部分处固定有短纤维，其中，所述带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度为BW，其特征在于：

假设，在轮胎宽度方向截面中，轮胎中央区域是以轮胎赤道面为中心并且在轮胎宽度方向上的宽度为1/2×BW的区域，各轮胎侧部区域是从所述轮胎中央区域的轮胎宽度方向的各外侧端部起延伸到胎圈部的轮胎径向内侧端部的区域，在所述轮胎内周面中，所述轮胎中央区域和各所述轮胎侧部区域满足由如下式（1）表示的关系：

所述轮胎中央区域的短纤维固定面积/所述轮胎中央区域的面积<

各所述轮胎侧部区域的短纤维固定面积/各所述轮胎侧部区域的面积…（1）。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述短纤维仅被固定到所述轮胎内周面的所述轮胎侧部区域。

3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，所述短纤维仅被固定到所述轮胎内周面的所述带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向外侧的各区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，在所述轮胎内周面中，各所述轮胎侧部区域的短纤维固定面积与各所述轮胎侧部区域的面积的比为50%以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，以100根纤维/平方厘米或更大的密度将所述短纤维固定于各所述轮胎侧部区域的子区域，在所述子区域处所述短纤维被固定于所述轮胎内周面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述短纤维的平均长度在0.5mm至10mm的范围。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述短纤维的平均直径在1μm至500μm的范围。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，各所述短纤维的长度L与各所述短纤维的直径D的比L/D的范围为5≤L/D≤2000。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的充气轮胎，其特征在于，所述轮胎内周面的固定地设置所述短纤维的区域中的所述短纤维由多个短纤维群构成，所述多个短纤维群彼此独立地被固定到所述区域的所述轮胎内周面。

10.一种充气轮胎的制造方法，所述充气轮胎具有：胎面部，其包括由至少一层带束层构成的带束，其中，所述带束的轮胎径向最内侧的带束层的轮胎宽度方向的宽度为BW，并且在轮胎宽度方向截面中，充气轮胎由轮胎中央区域和各轮胎侧部区域构成，所述轮胎中央区域是以轮胎赤道面为中心并且在轮胎宽度方向上的宽度为1/2×BW的区域，各所述轮胎侧部区域是从所述轮胎中央区域的轮胎宽度方向的各外侧端部起延伸到胎圈部的轮胎径向内侧端部的区域，所述方法包括：

利用粘合剂涂布各所述轮胎侧部区域的轮胎内周面；并且

将短纤维附着到如此涂布有所述粘合剂的所述轮胎内周面。

11.根据权利要求10所述的充气轮胎的制造方法，其特征在于，所述方法还包括通过静电植绒加工将所述短纤维设置于各所述轮胎侧部区域的所述轮胎内周面。

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