CN107444013B - 充气轮胎及充气轮胎的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎，其特征在于，具备：形成有多个通孔、以及两端位于板面内的狭缝的板状部件；以及插通于所述狭缝并将所述狭缝的两侧的板状部分在相互相反的方向进行支承的支承部件，所述板状部件以在所述板状部件与胎面部内表面之间形成空间的方式，通过分别位于比所述狭缝的两端靠外侧的安装部，被安装于所述胎面部内表面。

Description

充气轮胎及充气轮胎的制造方法

技术领域

本发明涉及通过在胎面部内表面安装板状部件从而能够降低空腔共鸣音的充气轮胎及充气轮胎的制造方法。

背景技术

当车辆行驶在粗糙的路面、越过路面的接缝时，有时在车内产生被称作路面行驶噪音的噪音。路面行驶噪音是轮胎相关的噪音之一，当路面的凹凸成为输入而轮胎被施加振动时，由于该振动，激起轮胎内部的空腔共鸣音，引起车内的噪音。

专利文献1中记载了以降低路面行驶噪音为目的而在被轮辋和充气轮胎包围的轮胎内腔配置了由海绵材料构成的噪声抑制材料的充气轮胎。但是，这种海绵材料存在增加轮胎整体的重量而引起耗油量变差的可能性。另外，由于需要较多的海绵材料，因此还存在导致成本上升这样的问题。

专利文献2中记载了一种充气轮胎，其以抑制大的成本增加的同时防止路面行驶噪音变差为目的，在形成于轮胎内周面和轮辋外周面之间的空气室内设有在圆周方向上划分该空气室内的隔壁。通过利用隔壁在圆周方向上划分空气室内，由此空气室内的气柱的等效长度变短，能够使气柱共鸣的共鸣频率偏移，因此能够防止由气柱共鸣引起的路面行驶噪音的恶化。

另外，专利文献3中记载了一种充气轮胎，其以抑制重量增加的同时降低因空腔共鸣音引起的路面行驶噪音为目的，在轮胎的内壁具备在轮胎内腔内沿大致轴向延伸的薄壁的弹性隔板。通过在轮胎内腔内设置弹性隔板，轮胎内腔内整体的声压模式方式变化，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引起的路面行驶噪音恶化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－306302号公报

专利文献2：日本特开平7－117404号公报

专利文献3：日本特开平5－294102号公报

发明内容

本发明要解决的课题

因此，本发明的目的是提供能够抑制重量增加和成本增加，又能够降低空腔共鸣音的充气轮胎及充气轮胎的制造方法。

用于解决课题的手段

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，所述板状部件上形成有多个通孔、以及两端位于板面内的狭缝；以及

支承部件，所述支承部件插通于所述狭缝，并将所述狭缝的两侧的板状部分在相互相反的方向上进行支承，

所述板状部件以在所述板状部件与胎面部内表面之间形成空间的方式，通过分别位于比所述狭缝的两端靠外侧的安装部，被安装于所述胎面部内表面。

本发明的充气轮胎中，形成有多个通孔的板状部件安装于胎面部内表面。更具体而言，板状部件以在板状部件与胎面部内表面之间形成空间的方式，安装于胎面部内表面。由此，在成为从胎面部内表面浮起的状态的板状部件上形成有多个通孔。通常，声音通过通孔时，产生因空气与通孔的内壁面之间的摩擦而产生的粘性衰减、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，通过将形成有通孔的板状部件安装于胎面部内表面，由于轮胎内的声音通过通孔，因此能够使空腔共鸣音衰减并降低。另外，由于不需要大量设置海绵材料等吸音材料和噪声抑制材料，因此能够抑制重量增加和成本增加。另外，在本发明中，由于插通于板状部件上形成的狭缝的支承部件将狭缝的两侧的板状部分在相互相反的方向进行支承，因此能够防止由于伴随着轮胎旋转的离心力导致板状部件在胎面部内表面被压坏而堵塞通孔。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并降低。

在本发明的充气轮胎中，优选地，所述狭缝沿轮胎圆周方向形成。

根据该结构，由于轮胎内产生的轮胎圆周方向的空气流动容易通过通孔，因此能够有效地降低空腔共鸣音。

在本发明的充气轮胎中，优选地，所述支承部件为圆筒状，其圆筒轴向与所述狭缝的长度方向正交，所述狭缝的长度为所述支承部件的外径以下。

根据该结构，能够防止在行驶过程中支承部件从狭缝脱落。另外，不需要将支承部件用粘接剂等固定于板状部件，因此能够抑制重量增加。

在本发明的充气轮胎中，优选地，所述狭缝的两端到达圆形的所述通孔。

根据该结构，能够防止应力集中于狭缝的两端导致板状部件破裂。

在本发明的充气轮胎中，优选地，所述板状部件安装于所述胎面部内表面的整周，沿轮胎圆周方向空出等间隔形成有多个所述狭缝。

根据该结构，由于板状部件安装于胎面部内表面的整周，因此通过通孔能够有效地降低空腔共鸣音。另外，通过将支承部件配置于在轮胎圆周方向的整周以等间隔形成的各狭缝，能够抑制均匀性和重量平衡恶化。

另外，本发明的充气轮胎的制造方法的特征在于，包括：

针对板状部件形成多个通孔、以及两端位于板面内的狭缝的工序；

将支承部件插通于所述狭缝的工序；

以在所述板状部件和胎面部内表面之间形成空间的方式，通过分别位于比所述狭缝的两端靠外侧的安装部，将所述板状部件安装于所述胎面部内表面的工序。

在通过本发明的制造方法所制造的充气轮胎中，形成有多个通孔的板状部件安装于胎面部内表面。更具体而言，板状部件以在板状部件和胎面部内表面之间形成有空间的方式，安装于胎面部内表面。由此，在成为从胎面部内表面浮起的状态的板状部件上形成有多个通孔。通常，声音通过通孔时，产生因空气和通孔的内壁面之间的摩擦而产生的粘性衰减、以及由于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，通过将形成有通孔的板状部件安装于胎面部内表面，轮胎内的声音通过通孔，因此能够使空腔共鸣音衰减并降低。另外，由于不需要大量设置海绵材料等吸音材料和噪声抑制材料，因此能够抑制重量增加和成本增加。另外，在通过本发明的制造方法所制造的充气轮胎中，由于插通于板状部件上形成的狭缝的支承部件将狭缝的两侧的板状部分在相互相反的方向进行支承，因此能够防止由于伴随着轮胎旋转的离心力导致板状部件在胎面部内表面被压坏而堵塞通孔。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并降低。

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视图。

图2B是充气轮胎的轮胎圆周方向剖视图。

图2C是将板状部件在平面上展开后的展开图。

图3是放大表示板状部件的剖视放大图。

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视图。

图6是其他实施方式的充气轮胎的轮胎圆周方向剖视图。

图7是表示其他实施方式的充气轮胎的立体图。

图8是其他实施方式的板状部件的展开图。

图9是其他实施方式的支承部件的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1是表示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视图的一例。图2B是充气轮胎的轮胎圆周方向剖视图的一例。其中，H表示轮胎剖面高度。此外，轮胎剖面高度H是在轮胎子午线剖面中填充了JATMA规定的空气压力的状态下从标称轮辋直径至胎面表面的高度。

如图1及图2A所示，充气轮胎1具备：一对环状的胎圈部11；从各胎圈部11向轮胎径向外侧延伸的胎侧部12；以及与各胎侧部12的各轮胎径向外侧端连接的胎面部13。

充气轮胎1具备安装于胎面部内表面13a的板状部件2。板状部件2通过沿轮胎圆周方向CD空出间隔配置的两个安装部2a、2b安装于胎面部内表面13a。

图2C是将板状部件2在平面上展开后的展开图。板状部件2上形成有多个通孔4、及两端位于板面内的狭缝41、42。

在本实施方式中，形成有两个狭缝41、42。狭缝41、42沿轮胎圆周方向CD形成。狭缝41的延伸设置方向的两端41a位于板面内，同样地，狭缝42的延伸设置方向的两端42a位于板面内。

支承部件3插通于狭缝41、42。本实施方式的支承部件3呈沿轮胎宽度方向WD延伸的圆筒状，圆筒轴向与狭缝41、42的长度方向、即轮胎圆周方向CD正交。支承部件3的详细说明将在后面进行描述。

支承部件3将狭缝41、42的两侧的板状部分在相互相反方向进行支承。具体而言，支承部件3将比狭缝41、42靠轮胎宽度方向外侧的板状部分支承于轮胎径向外侧，另一方面，将比狭缝41、42靠轮胎宽度方向内侧的板状部分支承于轮胎径向内侧。其结果，被板状部件2的狭缝41和狭缝42夹着的板状部分成为从胎面部内表面13a浮起的状态。

另外，板状部件2以在板状部件2和胎面部内表面13a之间形成有空间20的方式，通过安装部2a、2b安装于胎面部内表面13a。换言之，板状部件2的一部分不与胎面部内表面13a接触。安装部2a、2b分别位于比狭缝41、42的两端41a、42a靠外侧的位置。

此外，本实施方式中，位于支承部件3的轮胎径向外侧的板状部件2的轮胎宽度方向WD上的两端部与胎面部内表面13a接触，但是未固定于胎面部内表面13a。空间20是在两个安装部2a、2b之间且被板状部件2的外表面和胎面部内表面13a包围的区域。

板状部件2上形成有多个通孔4。通孔4形成于板状部件2的整个面。通孔4中除与支承部件3接触的通孔以外，还存在有不与支承部件3接触而朝向空间20形成的通孔。

在此，对由通孔4实现的空腔共鸣音的衰减效果进行说明。声音通过通孔4时，通过作为媒介的空气与通孔4的内壁面的摩擦，空腔共鸣音衰减(粘性衰减)。另外，声音通过通孔4时，由于因通过产生的涡流导致的压力损失，空腔共鸣音衰减(压力损失衰减)。因此，通过将形成有通孔4的板状部件2安装于胎面部内表面13a，从而轮胎内的声音通过通孔4，因此能够使空腔共鸣音衰减并降低。

另外，声音通过通孔4时的粘性衰减和压力损失衰减与空气的粒子速度有关，越是将通孔4配置于粒子速度大的部位，空腔共鸣音的衰减越有效。而且，由于空气的流动追加到速度上，因此在旋转的轮胎，优选在具有空气流动的位置配置通孔4。

图3是放大表示形成有通孔4的板状部件2的剖视放大图(但是，支承部件3未图示)。轮胎内的空气流动用箭头表示。在轮胎内，存在由于与路面的接地引起的轮胎变形产生的轮胎径向的空气流动Sr、以及由于变形的复原产生的轮胎圆周方向CD的空气流动Sc。通过以覆盖胎面部内表面13a的方式配置板状部件2，由于来自路面的输入产生的声音和轮胎径向的空气流动Sr通过通孔4，因此能够有效地降低空腔共鸣音。另外，通过以在板状部件2和胎面部内表面13a之间形成空间20的方式将板状部件2安装于胎面部内表面13a，由此在轮胎圆周方向CD上传递的声音和轮胎圆周方向CD的空气流动Sc通过通孔4，因此能够有效地降低空腔共鸣音。

另外，越接近胎面部内表面13a，空气的流动越快，因此，在本发明中，将形成有通孔4的板状部件2安装于胎面部内表面13a。

支承部件3插通于形成在板状部件2上的狭缝41、42。板状部件2是为了抑制重量增加，优选使板厚变薄，但是，如果使板厚变薄，在轮胎高速旋转的情况下，因离心力导致板状部件2在胎面部内表面13a被压坏，通孔4堵塞，存在不能获得由通孔4实现的空腔共鸣音的降低效果、或者空腔共鸣音的降低效果低下的可能性。另一方面，通过使板状部件2变厚、变硬，能够抑制板状部件2的变形，但是由于重量增加、对轮胎变形的追随性受阻，因此担心对其他性能和耐久性产生不良影响。根据本发明，通过将支承部件3插入狭缝41、42并将狭缝41、42的两侧的板状部分在相互相反方向进行支承，能够防止板状部件2被压坏，因此不仅在低速～中速下，而且在高速下也能够降低空腔共鸣音。

支承部件3优选由多孔材料形成。由此，能够抑制因支承部件3导致的重量增加，同时能够获得支承部件3自身的吸音效果。其中，多孔材料例如为海绵、无纺布等。作为多孔材料，并不限于此，但优选使用由软质聚氨酯泡沫构成的海绵。另外，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者折叠来形成支承部件3。

本实施方式的支承部件3成为沿轮胎宽度方向WD延伸的筒状。在支承部件3为筒状的情况下，由于内部形成有空气层，因此对通过由多孔材料构成的支承部件3的声音进行吸音的效果提高。但是，支承部件3的形状只要是能够对抗离心力支承板状部件2的形状，则没有特别限定，也可以是实心的柱状等。另外，支承部件3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。另外，支承部件3也可以是超过板状部件2的轮胎宽度方向WD的宽度而沿轮胎宽度方向WD延伸的形状。

另外，支承部件3的形状尤其优选圆筒状。在支承部件3为圆筒状的情况下，对来自所有角度的声音都能够发挥吸音效果。但是，支承部件3的剖面形状除圆形以外，也可以是三角形、四边形等多边形。

支承部件3优选卡止于狭缝41、42。在支承部件3由上述这样的多孔材料形成的情况下，以压缩的状态将支承部件3插入狭缝41、42即可。例如，通过将狭缝41、42的长度设为圆筒状的支承部件3的外径以下，由狭缝41、42形成的最大的圆周长比支承部件3的外周长小，因此支承部件3难以从狭缝41、42拔出。

板状部件2的板厚优选为0.1～10mm，更优选为0.2～2mm。当板状部件2的板厚比0.1mm薄时，由板状部件2实现的空腔共鸣音的降低效果变小。另一方面，板状部件2的板厚比10mm厚时，由于板状部件2，胎面部内表面13a的局部的重量增加，存在高速均匀性恶化、伴随于此的振动、乘坐舒适度恶化的倾向。

板状部件2的轮胎赤道上距离胎面部内表面13a的最大高度Hp优选为轮胎剖面高度H的1/10(或10mm)以上。当板状部件2的最大高度Hp比轮胎剖面高度H的1/10(或10mm)低时，则由板状部件2实现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优选为轮胎剖面高度H的1/2以下。板状部件2的最大高度Hp比轮胎剖面高度H的1/2高时，则在轮辋组装时，板状部件2有可能与轮辋凸缘等接触而发生故障。

板状部件2的轮胎宽度方向WD的宽度Wp优选为接地宽度W的30～120％。板状部件2的宽度Wp比接地宽度W的30％窄时，空腔共鸣音的降低效果变小。另一方面，板状部件2的宽度Wp比接地宽度W的120％宽时，则担心因接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优选为接地长度或接地长度以下，更优选为1/2左右，但是根据安装个数和轮胎的尺寸，并不限于此。为了覆盖踏入和蹬出的接地部，板状部件2的轮胎圆周方向长度Lp优选为接地长度涉及的尺寸。

图4是表示将板状部件2的一部分展开为平面状的状态的俯视图。通孔4的孔径φ优选为0.4～10mm，更优选为1～5mm。孔径φ小于0.4mm时，声音和空气通过时的阻力过大，不仅没有效果，而且也难以生产。另一方面，孔径φ大于10mm时，声音和空气通过时的阻力过小，衰减的效果变小。

另外，开孔率P优选为1～20％，更优选为1～10％。开孔率P小于1％时，声音和空气通过时的阻力过大，没有效果。另一方面，开孔率P大于20％时，声音和空气通过时的阻力过小，衰减效果变小。将通孔4彼此的孔间隔设为t时，如本实施方式这样将多个通孔4上下左右并列排列的情况下的开孔率P定义为例如，将孔径φ设为3mm，将孔间隔t设为10mm时，开孔率P约为7％。

通孔4彼此的孔间隔t通过使用上述公式根据开孔率P和孔径φ适当设定，但是，例如，孔间隔t优选为1～30mm，更优选为5～15mm。孔间隔t小于1mm时，则孔数必然增多，声音和空气通过时的阻力过小，衰减的效果变小，而且板本身的强度受损。另一方面，孔间隔t大于30mm时，孔数必然减少，能获得的衰减效果变小。

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

板状部件2通过安装部2a、2b安装于胎面部内表面13a。板状部件2通过粘接剂或双面胶带等固定于胎面部内表面13a。此时，如图5所示，优选板状部件2经由缓冲层5固定于胎面部内表面13a。缓冲层5由具有伸缩性的缓冲层主体51和缓冲层主体51的两侧的双面胶带52、53构成。由此，缓冲层5中的缓冲层主体51变形，能够追随胎面部内表面13a的曲面的形状和接地时的变形，因此能够将板状部件2稳定地固定于胎面部内表面13a。

板状部件2的重量优选为15g以下，更优选为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，存在高速均匀性恶化、伴随于此的振动、乘坐舒适度恶化的倾向。此外，在设置上述缓冲层5的情况下，板状部件2、支承部件3以及缓冲层5的合计总重量优选为20g以下，更优选为15g以下。

[第二实施方式]

在上述的第一实施方式中，示出了具备形成有多个通孔4、以及两端41a、42a位于板面内的狭缝41、42的板状部件2、以及插通于狭缝41、42并将狭缝41、42的两侧的板状部分在相互相反方向进行支承的一个支承部件3的例子。但是，如图6所示，也可以将长条的板状部件2安装于胎面部内表面13a的整周，沿轮胎圆周方向CD空出等间隔形成多个狭缝41、42，将支承部件3分别插通于这些狭缝41、42。

[充气轮胎的制造方法]

接下来，对充气轮胎的制造方法进行说明。本发明的充气轮胎的制造方法包括：针对板状部件2形成多个通孔4以及两端41a、42a位于板面内的狭缝41、42的工序；将支承部件3插通于狭缝41、42的工序；以在板状部件2和胎面部内表面13a之间形成空间20的方式，通过分别位于比狭缝41、42的两端41a、42a靠外侧的安装部2a、2b，将板状部件2安装于胎面部内表面13a的工序。

[其他实施方式]

(1)在上述的实施方式中，形成有两个狭缝41、42，但是狭缝的个数不限于此，也可以是一个，也可以是三个以上。在形成多个狭缝的情况下，可适当设定狭缝彼此的间隔。

图7表示形成有四个狭缝41、42、43、44的例子。该例中，支承部件3将比狭缝41靠轮胎宽度方向外侧的板状部分、被狭缝43和狭缝44夹着的板状部分、以及比狭缝42靠轮胎宽度方向外侧的板状部分支承于轮胎径向外侧，将被狭缝41和狭缝43夹着的板状部分、以及被狭缝42和狭缝44夹着的板状部分支承于轮胎径向内侧。但是，也可以是支承部件3将比狭缝41靠轮胎宽度方向外侧的板状部分、被狭缝43和狭缝44夹着的板状部分、以及比狭缝42靠轮胎宽度方向外侧的板状部分支承于轮胎径向内侧，将被狭缝41和狭缝43夹着的板状部分、以及被狭缝42和狭缝44夹着的板状部分支承于轮胎径向外侧。但是，优选被支承于轮胎径向内侧的板状部分上形成的通孔4的孔数比被支承于轮胎径向外侧的板状部分上形成的通孔4的孔数多。

(2)在图2C所示的例子中，狭缝41、42和通孔4分别独立地配置，但是不限于此。例如，如图8所示，狭缝41、42可以横跨多个通孔4的方式配置。另外，在该例子中，狭缝41、42的两端41a、42a到达圆形的通孔4，能够避免应力集中于两端41a、42a。

(3)狭缝不需要沿轮胎圆周方向CD形成。例如，也可以沿轮胎宽度方向WD形成狭缝。此时，支承部件3的轴向沿轮胎圆周方向CD配置。

(4)在图2B所示的例子中，位于支承部件3的轮胎径向外侧的板状部件2的外表面与胎面部内表面13a接触，但是优选不与胎面部内表面13a接触(参照图5)。

(5)支承部件3的形状不限于上述的形状。例如，也可以是实心的圆柱状或实心的四棱柱等。

(6)另外，支承部件3也可以不由多孔材料形成。例如，支承部件3也可以是如图9所示的树脂制的框架。作为树脂，可例举PET、PU、TPU、PVC、PC、PE、PEN等通用的树脂。此外，框架的形状不限于图9所示的梯形截面的形状，也可以是三角形截面、矩形截面等。

Claims (5)

1.一种充气轮胎，其特征在于，具备：

板状部件，所述板状部件上形成有多个通孔、以及两端位于板面内的狭缝；以及

支承部件，所述支承部件插通于所述狭缝，并将所述狭缝的两侧的板状部分在相互相反的方向上进行支承，

所述板状部件以在所述板状部件与胎面部内表面之间形成空间的方式，通过分别位于比所述狭缝的两端靠外侧的安装部，被安装于所述胎面部内表面，

所述狭缝沿轮胎圆周方向形成。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述支承部件为圆筒状，其圆筒轴向与所述狭缝的长度方向正交，

所述狭缝的长度为所述支承部件的外径以下。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述狭缝的两端到达圆形的所述通孔。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，

所述板状部件安装于所述胎面部内表面的整周，沿轮胎圆周方向空出等间隔形成有多个所述狭缝。

5.一种充气轮胎的制造方法，其特征在于，包括：

针对板状部件形成多个通孔、以及两端位于板面内的狭缝的工序；

将支承部件插通于所述狭缝的工序；

以在所述板状部件和胎面部内表面之间形成空间的方式，通过分别位于比所述狭缝的两端靠外侧的安装部，将所述板状部件安装于所述胎面部内表面的工序。