CN105599548B - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充气轮胎，其特征在于，具备板状部件，该板状部件通过在轮胎圆周方向上留出间隔配置的至少2个安装部安装在胎面部内表面上，并且在相邻的所述2个安装部之间，且与所述胎面部内表面之间具有空间，在所述板状部件上形成有朝向所述空间贯通的通孔，在所述空间内配置有能够支承所述板状部件的支承部件。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，通过在胎面部内表面上安装板状部件，能够降低空腔共鸣音。

背景技术

车辆在粗糙的路面上行驶，或越过路面的接缝时，有时在车内产生一种称为路面噪声的噪声。路面噪声是与轮胎有关的噪声的一种，若路面的凹凸成为输入，轮胎发生振动，则由该振动激起轮胎内部的空腔共鸣音，引起车内的噪声。

在专利文件1中记载了一种充气轮胎，其以降低路面噪声为目的，在由轮辋和充气轮胎包围的轮胎内腔中配置由海绵材料制成的消声材料。但是，这样的海绵材料有增加轮胎整体重量，引起油耗增加的危险。此外，由于需要很多的海绵材料，也有招致成本上升的问题。

在专利文件2中记载了一种充气轮胎，其以抑制大的成本增加，同时防止路面噪声恶化为目的，在轮胎内周表面与轮辋外周表面之间形成的空气室内，设置有在圆周方向上区划该空气室内部的隔壁。利用隔壁在圆周方向上区划空气室内部，由此，空气室内的空气柱的等效长度变短，能够使气柱共鸣的共鸣频率改变，因此能够防止由气柱共鸣导致的路面噪声恶化。

此外，在专利文件3中记载了一种充气轮胎，其以抑制重量增加，同时降低因空腔共鸣音引起的路面噪声为目的，在轮胎的内壁上具备在轮胎内腔内沿大致轴向延伸的薄壁弹性隔板。通过在充气轮胎内腔内设置弹性隔板，轮胎内腔内整体声压模式发生变化，降低了车内噪声级。

然而，这样的隔壁或隔板，其自身振动，有可能作为新的声源使空腔共鸣音导致的路面噪声恶化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2006-306302公报

专利文献2：日本专利公开平成7-117404号公报

专利文献3：日本专利公开平成5-294102号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种充气轮胎，其既能够抑制重量增加和成本增加，又能够降低空腔共鸣音。

(二)技术方案

通过如下的本发明能够实现上述目的。

即，本发明的充气轮胎的特征在于，具备板状部件，该板状部件通过在轮胎圆周方向上留出间隔配置的至少2个安装部安装在胎面部的内表面上，并且在相邻的所述2个安装部之间，且与所述胎面部内表面之间具有空间，在所述板状部件上形成有朝向所述空间贯通的通孔，在所述空间内配置有能够支承所述板状部件的支承部件。

本发明的充气轮胎在胎面部内表面上安装有形成了通孔的板状部件。板状部件通过在轮胎圆周方向上留出间隔配置的2个安装部安装，在这2个安装部间，且与胎面部内表面之间具有空间。即，在安装部间，且呈从胎面部内表面悬起的状态的板状部件上形成有通孔。通常，若声音通过通孔，由于会产生因空气与通孔的内壁面间的摩擦导致的粘性衰减，以及因通过而产生的涡流导致的压力损失衰减，因此声音衰减。因此，通过在胎面部内表面安装形成了通孔的板状部件，由于轮胎内的声音通过通孔，因此能够使空腔共鸣音衰减、降低。此外，由于不需要大量设置海绵材料等吸声材料和消声材料，因此能够抑制重量增加和成本增加。并且，在本发明中，由于在板状部件与胎面部内表面之间的空间内配置有支承部件，因此能够防止伴随轮胎旋转而产生的离心力导致板状部件在胎面部内表面被压坏，通孔堵塞。由此，不仅在低速～中速下，即使在高速下也能够使空腔共鸣音衰减、降低。

在本发明的充气轮胎中，所述支承部件优选由多孔材料形成。

根据该结构，能够在抑制因支承部件导致的重量增加的同时，得到支承部件自身的吸声效果。

在本发明的充气轮胎中，所述支承部件优选为沿轮胎宽度方向延伸的筒状。

在支承部件为筒状的情况下，由于在内部形成空气层，因此对通过由多孔材料构成的支承部件的声音吸声的效果提高。

在本发明的充气轮胎中，所述支承部件优选由所述板状部件和所述胎面部内表面夹持。

根据该结构，能够防止行驶中支承部件从空间脱落。此外，由于无需将支承部件通过粘合剂等固定到板状部件或胎面部内表面，因此能够抑制重量增加。

在本发明的充气轮胎中，优选地，多个所述板状部件在轮胎圆周方向上等间隔配置。

根据该结构，通过设置多个板状部件，能够提高基于板状部件的衰减效果，有效降低空腔共鸣音。此外，通过在轮胎圆周方向上等间隔配置板状部件，能够抑制均匀性和重量平衡的恶化。

附图说明

图1是表示本发明的充气轮胎的一例的立体图。

图2A是充气轮胎的轮胎子午线剖面图。

图2B是充气轮胎的轮胎圆周方向剖面图。

图3是放大表示板状部件的放大剖面图。

图4是板状部件的俯视图。

图5是其他实施方式的充气轮胎的轮胎圆周方向剖面图。

图6是其他实施方式的充气轮胎的主视图。

图7是其他实施方式的充气轮胎的主视图。

图8是其他实施方式的充气轮胎的轮胎圆周方向剖面图。

图9是其他实施方式的充气轮胎的轮胎圆周方向剖面图。

图10是其他实施方式的充气轮胎的主视图。

图11是其他实施方式的充气轮胎的主视图。

图12是其他实施方式的充气轮胎的主视图。

图13是其他实施方式的支承部件的立体图。

图14是其他实施方式的充气轮胎的轮胎圆周方向剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示充气轮胎一例的立体图。图2A是充气轮胎的轮胎子午线剖面图的一例。图2B是充气轮胎的轮胎圆周方向剖面图的一例。此处，H表示轮胎截面高度。另外，轮胎截面高度H是在轮胎子午线截面中，在填充了JATMA规定的气压的状态下，从标称轮辋直径到胎面表面的高度。

充气轮胎1如图1及图2A所示，具备一对环状的胎圈部11、胎侧部12以及胎面部13，所述胎侧部12从各胎圈部11向轮胎径向外侧延伸，所述胎面部13与各胎侧部12的轮胎径向外侧端连接。

充气轮胎1具备安装在胎面部内表面13a上的板状部件2。板状部件2通过在轮胎圆周方向CD上留出间隔配置的2个安装部2a、2b安装在胎面部内表面13a上。板状部件2在2个安装部2a、2b之间朝向轮胎径向内侧呈凸状弯曲，在相邻的2个安装部2a、2b间，且与胎面部内表面13a之间具有空间21。

在本实施方式中，板状部件2的两端分别配置有安装部2a、2b，但是安装部2a、2b不是必须配置在板状部件2的两端。此外，对1片板状部件2配置至少2个安装部即可，也可以配置3个以上的安装部。

在板状部件2上形成有朝向空间21贯通的通孔3。通孔3可以只有一个，但优选如本实施方式这样形成有多个。另外，通孔3的贯通方向不必垂直于板状部件2的板面，只要通孔3从空间21的外部向内部贯通即可。

下面，对基于通孔3的空腔共鸣音的衰减效果进行说明。在声音通过通孔3时，通过作为介质的空气与通孔3的内表面间的摩擦，空腔共鸣音衰减(粘性衰减)。此外，若声音通过通孔3，因通过而产生的涡流导致的压力损失使空腔共鸣音衰减(压力损失衰减)。因此，通过将形成了通孔3的板状部件2安装在胎面部内表面13a上，由于轮胎内的声音通过通孔3，因此能够使空腔共鸣音衰减、降低。

进而，声音通过通孔3时的粘性衰减和压力损失衰减与空气的粒子速度有关，越在粒子速度大的部位配置通孔3，空腔共鸣音的衰减越有效。并且，由于气流追加到速度上，对于旋转的轮胎，优选在有气流的地方配置通孔3。

图3是放大表示形成了通孔3的板状部件2的放大剖面图(但后述的支承部件未图示)。轮胎内的气流用箭头表示。轮胎内存在气流Sr和气流Sc，所述气流Sr通过与路面间的触地导致的轮胎变形而产生，所述气流Sc是通过变形的复原而产生的轮胎圆周方向CD的气流。通过以覆盖胎面部内表面13a的方式配置板状部件2，来自路面的输入而产生的声音和轮胎径向的气流Sr通过通孔3，因此能够有效降低空腔共鸣音。进而，通过使板状部件2朝向轮胎径向内侧呈凸状弯曲地安装，在轮胎圆周方向CD上传送的声音和轮胎圆周方向CD的气流Sc通过通孔3，因此能够有效降低空腔共鸣音。

此外，气流越接近胎面部内表面13a越快，因此，在本发明中，将形成了通孔3的板状部件2安装在胎面部内表面13a上。

在空间21内配置有能够支承板状部件2的支承部件20。板状部件2为了抑制重量增加，优选使板厚变薄，但若使板厚变薄，在轮胎以高速旋转的情况下，因离心力导致板状部件2在胎面部内表面13a被压坏，通孔3堵塞，不能得到基于通孔3的空腔共鸣音的衰减效果，或者存在降低的危险。另一方面，虽然通过使板状部件2变厚、变硬，能够抑制板状部件2的变形，但由于重量增加，对轮胎变形的追随性受阻，因此担心对其他性能和耐用性产生不利影响。根据本发明，通过在空间21内配置支承部件20，能够防止板状部件2被压坏，因此不仅在低速～中速下，即使在高速下也能够降低空腔共鸣音。

支承部件20优选由多孔材料形成。由此，能够在抑制因支承部件20导致的重量增加的同时，得到支承部件20自身的吸声效果。这里，多孔材料例如为海绵、无纺布等。作为多孔材料并不限定于此，但优选使用由软质聚氨脂泡沫塑料构成的海绵。此外，在使用无纺布作为多孔材料的情况下，通过将无纺布团成团或折叠来形成支承部件20。

本实施方式的支承部件20为沿轮胎宽度方向WD延伸的筒状。在支承部件20为筒状的情况下，由于在内部形成空气层，因此对通过由多孔材料构成的支承部件20的声音吸声的效果提高。但是，支承部件20的形状只要是能够对抗离心力地支承板状部件2的形状，则没有特别的限定，也可以为实心的柱状等。此外，支承部件20不必支承板状部件2的轮胎宽度方向整体，只要是能够支承板状部件2的至少一部分的形状即可。

此外，支承部件20的形状尤其优选圆筒状。在支承部件20为圆筒状的情况下，对来自于所有角度的声音能够发挥吸声效果。但是，支承部件20的截面形状除圆形以外，也可以是三角形、四边形等多边形。

支承部件20优选由板状部件2和胎面部内表面13a夹持。在支承部件20由如上所述的多孔材料形成的情况下，可以使支承部件20的高度高于板状部件2与胎面部内表面13a间的间隔，以压缩支承部件20的状态配置。但是，支承部件20的高度也可以低于板状部件2与胎面部内表面13a间的间隔，在该情况下，支承部件20通过粘合剂或粘合胶带等固定在胎面部内表面13a上。

板状部件2的板厚优选为0.1～10mm，更加优选为0.5～2mm。如果板状部件2的板厚比0.1mm薄，则基于板状部件2的空腔共鸣音的降低效果变小。另一方面，如果板状部件2的板厚比10mm厚，则由于板状部件2，胎面部内表面13a的局部的重量增加，有高速均匀性恶化，或随之带来的振动、乘坐舒适度恶化的倾向。

板状部件2从轮胎赤道上的胎面部内表面13a起的最大高度Hp，优选为轮胎截面高度H的1/10(或者10mm)以上。如果板状部件2的最大高度Hp比轮胎截面高度H的1/10(或者10mm)低，则基于板状部件2的空腔共鸣音的降低效果变小。另一方面，板状部件2的最大高度Hp优选为轮胎截面高度H的1/2以下。如果板状部件2的最大高度Hp比轮胎截面高度H的1/2高，则在轮辋组装时，有板状部件2与轮辋凸缘等接触发生故障的危险。

板状部件2的轮胎宽度方向WD的宽度Wp优选为触地宽度W的30～120％。如果板状部件2的宽度Wp比触地宽度W的30％窄，则空腔共鸣音的降低效果变小。另一方面，如果板状部件2的宽度Wp比触地宽度W的120％宽，则担心因触地时的变形导致与胎侧内表面的接触或对曲面的追随性恶化，有可能成为故障的原因。

板状部件2的轮胎圆周方向长度Lp优选为触地长度的1/2以下，更加优选为1/3以下。为了覆盖踏入和踢出的触地部分，板状部件2的轮胎圆周方向长度Lp优选为能够将触地长度分割为2个以上的尺寸。

图4是表示将板状部件2的一部分展开成平面状的状态的俯视图。通孔3的孔径优选为0.4～10mm，更加优选为1～3mm。如果孔径比0.4mm小，则声音或空气通过时的阻力过大，不仅没有效果，也难以生产。另一方面，如果孔径比10mm大，则声音或空气通过时的阻力过小，衰减效果变小。

此外，开孔率P优选为1～20％，更加优选为1～10％。如果开孔率P比1％小，则声音或空气通过时的阻力过大，没有效果。另一方面，如果开孔率P比20％大，则声音或空气通过时的阻力过小，衰减的效果变小。若将通孔3之间的孔间距设为t，则如本实施方式这样将多个通孔3上下左右并列排列的情况下的开孔率P定义为 例如，若将孔径设为3mm，将孔间距t设为10mm，则开孔率P约为7％。

通孔3之间的孔间距t可以利用上述公式根据开孔率P和孔径适当设定，但是，例如孔间距t优选为1～30mm，更加优选为5～15mm。如果孔间距t比1mm小，则孔数必然变多，声音或空气通过时的阻力过小，衰减的效果变小，并且破坏了板自身的强度。另一方面，如果孔间距t比30mm大，则孔数必然变少，能得到的衰减效果变小。

板状部件2由板状或者薄膜状的树脂形成。作为树脂，可以例举PET、PU、TPU、PVC、PC、PE、PEN等常用的树脂。

板状部件2通过安装部2a、2b安装在胎面部内表面13a上。板状部件2通过粘合剂或者双面胶带等固定在胎面部内表面13a上。此时，如图5所示，板状部件2优选通过缓冲层4固定在胎面部内表面13a上。缓冲层4由具有伸缩性的缓冲层主体41、缓冲层主体41两侧的粘合剂层42、43构成。由此，由于缓冲层4中缓冲层主体41变形，能够追随轮胎内周表面13a的曲面形状和触地时的变形，因此能够将板状部件2稳定地固定在胎面部内表面13a上。

板状部件2的重量优选为15g以下，更加优选为10g以下。板状部件2的重量会导致胎面部内表面13a的局部的重量增加，有高速均匀性恶化，或随之带来的振动、乘坐舒适度恶化的倾向。另外，在设置上述缓冲层4的情况下，板状部件2和缓冲层4的合计总重量优选为20g以下，更加优选为15g以下。

其他实施方式

(1)在本发明中，充气轮胎1优选具备多个板状部件2，如图6所示，多个板状部件2优选在轮胎圆周方向CD上等间隔配置。此外，如图7所示，多个板状部件2也可以以连接相邻的板状部件2彼此的方式配置。

(2)在本发明中，如图8所示，优选在板状部件2与胎面部内表面13a之间的空间21内配置另外的板状部件2A。由此，沿轮胎径向以及轮胎圆周方向流动的空气通过多个板状部件2、2A的通孔3，因此能够有效降低空腔共鸣音。支承部件20如图8所示，可以分别配置在板状部件2与板状部件2A之间，以及板状部件2A与胎面部内表面13a之间的双方，也可以仅配置在任意一方。在板状部件2与板状部件2A之间配置支承部件20，由于不接触胎面部内表面13a，因此有利于耐久性。另外，板状部件可以如图8所示地重叠配置2片，也可以重叠配置3片以上。

(3)在本发明中，优选地，如图9所示，在板状部件2的板面上粘贴有多孔吸声板5，在多孔吸声板5上与通孔3相对应的位置上形成有通孔6。多孔吸声板5粘贴在板状部件2的至少一侧板面上即可，但也可以粘贴在板状部件2的两侧板面上。此外，多孔吸声板5尤其优选粘贴在板状部件2的2个板面中面向空间21的板面上。进而，也可以将如图9所示的粘贴了多孔吸声板5的板状部件2如图8所示地重叠配置多个。作为多孔吸声板5的材质没有特别限定，但优选使用由软质聚氨脂泡沫塑料构成的海绵。但是，多孔吸声板5的材质只要具有吸声效果，也可以不是软质聚氨脂泡沫塑料，而是玻璃棉、无纺布等纤维体。多孔吸声板5的板厚优选为3～15mm。

(4)如图10所示，也可以在板状部件2的轮胎径向内侧配置形成了通孔的多孔板7。由于多孔板7上也形成有通孔，多孔板7与板状部件2同样也具有降低空腔共鸣音的效果，因此能够进一步降低空腔共鸣音。

(5)在上述的实施方式中，板状部件2是在2个安装部2a、2b之间朝向轮胎径向内侧呈凸状弯曲的形状。图11中示出其他实施方式的板状部件2的侧视图。如图11所示，板状部件2可以弯曲也可以折曲，只要是在相邻的2个安装部2a、2b之间，且与胎面部内表面13a之间具有空间21的形状即可，没有特别限定。

(6)支承部件20的形状不限定于前述的形状。例如，可以是图12(a)那样的实心的圆柱状。此外，也可以是图12(b)那样的实心的四棱柱。此外，还可以如图12(c)那样配置多个支承部件20。

(7)此外，支承部件20也可以不由多孔材料形成。例如，支承部件20可以是如图13所示的树脂制框架。作为树脂，可以例举PET、PU、TPU、PVC、PC、PE、PEN等常用的树脂。另外，框架的形状不限定于图13那样的梯形截面的形状，也可以是三角形截面、矩形截面等。

(8)本发明并不限定于前述的实施方式，可以在不脱离本发明的主旨范围内进行各种改良变更。例如，如图14所示，可以是在图5所示的实施方式中追加板状部件2B的结构。即，在板状部件2与胎面部内表面13a之间的空间21内，并且在支承部件20与胎面部内表面13a之间，配置另外的板状部件2B。根据该结构，能够避免支承部件20与胎面部内表面13a直接接触，能够防止相互的损伤。例如，在支承部件20由脆弱的海绵构成的情况下，若支承部件20与胎面部内表面13a直接接触，则支承部件20容易损伤，另一方面，在支承部件20由硬质的树脂框架构成的情况下，若支承部件20与胎面部内表面13a直接接触，则胎面部内表面13a容易损伤。通过如图那样将板状部件2B以与胎面部内表面13a非接触的状态安装，在板状部件2与板状部件2B之间配置支承部件20，能够防止支承部件20与胎面部内表面13a的损伤。

实施例

下面，对具体体现本发明的结构和效果的实施例等进行说明。另外，关于实施例等的评价项目设置如下，并进行了测定。

噪声计测

将轮胎尺寸195/65R15的充气轮胎安装在实际车辆上，计测以60km/h以及80km/h在凹凸路面上行驶时的驾驶席的声压级(dB)。评价以将参考例设为100时的指数来表示，数值越小表示空腔共鸣音越小。评价结果示于表1。

参考例

将未设置板状部件以及支承部件的结构作为参考例。

比较例1

将对参考例设置了板状部件的结构作为比较例1。

比较例2

将对参考例设置了2片在一侧板面上粘贴有海绵(多孔吸声板)的板状部件的结构作为比较例2。

实施例1

将对比较例1配置了如图13所示的树脂制框架的结构作为实施例1。

实施例2

将对比较例1配置了如图12(a)所示的圆柱状海绵的结构作为实施例2。

实施例3

将对比较例1配置了如图2B所示的圆筒状海绵的结构作为实施例3。

实施例4

将对比较例2在板状部件与板状部件之间以及板状部件与胎面部内表面之间分别配置了圆柱状海绵的结构作为实施例4。

表1

由表1的结果可知如下内容。实施例1～4的充气轮胎与参考例相比，能够降低空腔共鸣音。此外，实施例1～4的充气轮胎即使在高速(80km/h)下也能够与中速(60km/h)同等地降低空腔共鸣音。比较例1以及比较例2的充气轮胎能够在中速(60km/h)下降低空腔共鸣音，但在高速(80km/h)下因离心力导致板状部件被压坏，因此不能降低空腔共鸣音。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，其特征在于，

具备板状部件，所述板状部件通过在轮胎圆周方向上留出间隔配置的至少2个安装部安装在胎面部内表面上，并且在相邻的所述2个安装部之间，且与所述胎面部内表面之间具有空间，

所述板状部件在相邻的所述2个安装部之间朝向轮胎径向内侧呈凸状弯曲或折曲，

在所述板状部件上形成有朝向所述空间贯通的通孔，

在所述空间内配置有能够支承所述板状部件的支承部件。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述支承部件由多孔材料形成。

3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其特征在于，所述支承部件为沿轮胎宽度方向延伸的筒状。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，所述支承部件由所述板状部件和所述胎面部内表面夹持。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，多个所述板状部件在轮胎圆周方向上等间隔配置。