CN108883674B - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施方式提供了一种充气轮胎，其包括：具有凹槽的胎面；分别布置于胎面的两端的一对侧壁；和声音吸收件，包括一对边缘和中央部分，这对边缘分别靠近所述一对侧壁并具有第一厚度，该中央部分位于这对边缘之间并具有第二厚度，第二厚度与第一厚度不同，其中所述声音吸收件位于充气轮胎的内侧上。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
车辆的接触地面的轮胎在车辆的驾驶和制动中起着重要作用。可将车辆的噪声分成车身噪声和轮胎噪声。轮胎噪声可主要由轮胎内的气腔噪声导致。
2010年10月1日公开的韩国申请公开2010-0106548。
发明内容
提供了一种充气轮胎。
根据本发明的一个方面，充气轮胎包括：具有凹槽的胎面；分别布置于胎面的相对端的一对侧壁；和声音吸收件，其位于充气轮胎的内侧上并包括一对边缘和中央部分，这对边缘分别靠近这对侧壁并具有第一厚度，中央部分位于这对边缘之间并具有第二厚度，第二厚度与第一厚度不同。
第一厚度可小于第二厚度。
第二厚度的最小值可以是2cm。
声音吸收件可包括面向胎面的第一表面和与第一表面相对的第二表面。
第二表面可包括弯曲表面。
弯曲表面可具有均匀的曲率。
声音吸收件可相对于胎面的中心线对称。
声音吸收件可沿着充气轮胎的圆周方向延伸，并且声音吸收件的第一端和第二端可在圆周方向上彼此分离。
充气轮胎的径向力一次谐波(RF1H)的高值点位置可位于第一端和第二端之间。充气轮胎的RF1H的高值点位置可表示充气轮胎的这样的一个位置：充气轮胎的该位置对应于径向力变化的RF1H分量的高值点位置。
第一端和第二端之间相对于充气轮胎的轮辋的中心的角度的最小值可以是10°。
充气轮胎可进一步包括位于胎面的内表面和声音吸收件之间的粘结层，及位于粘结层和胎面的内表面之间的底漆层。
声音吸收件可包括醚基聚氨酯泡沫。
声音吸收件的第一宽度可以是这对侧壁之间的第二宽度的大约55％到大约65％，并且可以是大约120mm到大约160mm。
声音吸收件的体积可以是充气轮胎的腔体的体积的大约5％到25％。
从以下附图、权利要求书和实施例的描述中，除了上述方面、特征和优点以外的其他方面、特征和优点将是显而易见的。
根据本发明的实施例，可有效地减小在充气轮胎内出现的气腔噪声。将显而易见的是，本发明的范围不受此效果限制。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的充气轮胎的透视图。
图2是沿着图1的线II-II得到的剖视图。
图3是图2中的部分III的放大剖视图。
图4和图5是根据本发明的一些实施例的充气轮胎的声音吸收件的透视图。
图6a是根据本发明的一个或多个实施例的声音吸收件的透视图。
图6b是将图6a的声音吸收件安装在充气轮胎中的状态的示意性透视图。
图6c是已经安装了图6a的声音吸收件的充气轮胎的示意性侧视图。
图7是示出了图6c的充气轮胎的径向力变化(RFV)和径向力一次谐波(RF1H)的曲线图。
图8是图2中的声音吸收件的剖视图。
图9是噪声与声音吸收件的中央部分的高度的关系的曲线图。
图10和图11是根据本发明的不同实施例的声音吸收件的剖视图。
具体实施方式
本发明可包括各种修改和不同的实施例。在这点上，在图中举例说明了具体的实施例，并将详细地描述这些实施例。通过参考附图详细地说明实施例，有利的效果、特征及用于实现该效果和特征的方法将变得更显而易见。然而，本发明不限于这些实施例，而是能够以多种模式实施。
现在将参考附图详细地描述本发明的实施例，其中，相同的参考数字表示相同的元件，因此将省略其描述。
在实施例的描述中使用术语第一、第二等来仅将一个元件与另一个元件区分开。
如这里使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文明确地表示不是这样。
将进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”，或者“包括(includes)”和/或“包含(including)”当在本说明书中使用时，指定所述特征或者部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征或部件的存在或添加。
还将理解，当提到薄膜、区域、元件等的一部分位于另一部分“上”时，其可直接位于该另一部分上，或者也可存在插入的薄膜、区域，或者元件。
在图中，可为了清楚而放大或者减小元件的尺寸。例如，在图中可任意举例说明每个元件的尺寸和厚度，因此，本发明不限于这些图。
当可能修改实施例时，处理的顺序可与已经描述的处理的顺序不同。例如，可基本上同时地或者以相反的顺序执行两个描述为顺序执行的过程。
图1是根据本发明的一个实施例的充气轮胎的透视图。图2是沿着图1的线II-II得到的剖视图。图3是图2中的部分III的放大剖视图。
参考图1到图3，充气轮胎1可包括胎面110、一对连接到胎面110的侧壁120、位于每个侧壁120的底部的胎圈130、位于胎面110下方的带束层140和胎体层150、粘附至胎体层150的内表面的内衬160，和位于胎面110的内侧上的声音吸收件170。
将胎面110定位在充气轮胎1的最外侧表面。胎面110包括厚橡胶层并将车辆的驱动力和制动力传递到地面。可在胎面110的表面中布置用于转向稳定性、牵引和制动的胎面图案114及由胎面图案114划分的块116。
胎面图案114可包括当在湿道路上驾驶时用于排水的凹槽，及用于改进牵引和制动力的沟槽。凹槽可包括车辆的驱动方向上的圆周凹槽和圆周凹槽之间的侧面凹槽。沟槽可在块116中形成，并且可以是比凹槽小的沟壑。沟槽可通过在湿道路上驾驶的同时吸湿和切断水层，来增加充气轮胎1的驱动力和制动力。
块116占据胎面110的更大的部分，并通过与地面直接接触而将车辆的驱动轮和制动力传递到地面。
每个侧壁120从胎面110的端部下方延伸。每个侧壁120是充气轮胎1的侧部。侧壁120可保护胎体层150，对充气轮胎1提供侧面稳定性，并通过执行弯曲和拉伸运动来增加乘坐舒适性。另外，侧壁120将来自驱动轴的发动机扭矩传送到胎面110。
胎圈部分130设置于侧壁120的端部，并且使得能够将充气轮胎1安装在轮辋200上。胎圈部分130可包括胎圈芯132和胎圈填充物134。可通过使多个涂有橡胶的钢丝交织来形成胎圈芯132。胎圈填充物134可以是粘附至胎圈芯132的橡胶。
带束层140位于胎面110下方。带束层140在车辆的驾驶过程中减小道路冲击并保护胎体层150。在一个实施例中，带束层140包括堆叠在彼此之上的第一带束层141和第二带束层143。第一带束层141可位于第二带束层143上。第一带束层141的宽度可比第二带束层143的宽度小。
可进一步在胎面110和带束层140之间设置盖罩145。盖罩145是特殊的粘附至带束层140的帘布。盖罩145可增加驾驶性能，并且可包括聚酯纤维。
胎体层150位于带束层140下方，并且形成充气轮胎1的框架。胎体层150承受充气轮胎1上的负载和冲击，并且保持充气轮胎1中的气压。在一个实施例中，胎体层150可包括彼此重叠的第一胎体层151和第二胎体层153。围绕胎圈部分130卷起第一胎体层151，并且第一胎体层151朝着胎面110延伸。第一胎体层151的卷起的端部可延伸以覆盖侧壁120的内侧，从而增强侧壁120的刚度。第二胎体层153可位于第一胎体层151上，可围绕胎圈部分130转动并朝着胎面110延伸。第二胎体层153的卷起的端部可覆盖胎圈部分130的内侧，并且可比第一胎体层151的卷起的端部短。虽然在当前实施例中胎体层150包括两个胎体层，但是本发明不限于此。在一个或多个实施例中，胎体层150可包括单个层。
内衬160是防止空气从充气轮胎1漏出的层，而不是管道。内衬160可包括具有高气密性的橡胶层。在一个实施例中，内衬160可包括高密度丁基橡胶，并保持充气轮胎1中的气压。
声音吸收件170位于胎面110的内侧上，例如，在侧壁120之间位于内衬160上。声音吸收件170可通过减少在充气轮胎1内出现的气腔噪声而防止将振动传送到车辆的内部。
声音吸收件170可具有相对于图2中的中心线CL基本上双侧对称的结构。这里，中心线CL通过胎面110的中心。理想地，声音吸收件170的峰值点“pp”可基本上位于中心线CL上，但是可将峰值点“pp”定位为从中心线CL到左侧和到右侧具有±3mm的裕度，考虑声音吸收件170的安装误差。当定位声音吸收件170超过上述范围时，在驾驶过程中可由于轮胎锥度而出现牵引。
声音吸收件170的第一宽度W1小于侧壁120之间的第二宽度W2。这里，第二宽度W2是相应的侧壁120的内侧之间的最大宽度(或者距离)。可在从第二宽度W2的大约55％到大约65％的范围内选择第一宽度W1，并可在从大约120mm到大约160mm的范围内选择第一宽度W1。当在上述范围内设置第一宽度W1时，声音吸收件170不用从充气轮胎1的内表面分离而可保持令人满意的声音吸收性能。
声音吸收件170的相对边缘，即，分别与侧壁120相邻的边缘，分别与相应侧壁120的内表面分隔预定距离。可在大于第二宽度W2的大约17.5％的范围内(例如，从大约17.5％到大约22.5％)选择每个侧壁120的内表面和声音吸收件170的相邻边缘之间的距离“d”。特别地，当距离“d”小于上述范围的下限时，可由于在驾驶过程中施加至充气轮胎1的外力而使声音吸收件170的端部从充气轮胎1的内表面分隔(例如分离)。
可通过粘合件180将声音吸收件170耦接到内衬160。通过粘合件180将声音吸收件170的第一表面171牢固地耦接到内衬160，并且声音吸收件170的第二表面172面向充气轮胎1的内侧。
如图3所示，粘合件180可包括声音吸收件170的第一表面171和内衬160之间的双面粘合层181，及双面粘合层181和内衬160之间的底漆层183。
可将诸如双面胶带的粘合层用作双面粘合层181。用底漆层183增加使用双面粘合层181的声音吸收件170的固定结合力。底漆层183可包括聚氨酯或者橡胶材料。
图4和图5是根据本发明的一些实施例的安装在充气轮胎中的声音吸收件的透视图。
参考图4，声音吸收件170可整体地形成，并具有沿着充气轮胎1的圆周方向延伸的环形形状(见图1)。
参考图5，在一个或多个实施例中，可使多个声音吸收件170沿着充气轮胎1的圆周方向彼此隔开(见图1)。
图6a是根据本发明的一个或多个实施例的声音吸收件的透视图。图6b是将图6a的声音吸收件安装在充气轮胎中的状态的示意性透视图。图6c是已经安装了图6a的声音吸收件的充气轮胎的示意性侧视图。图7是示出了图6c的充气轮胎的径向力变化(RFV)和径向力一次谐波(RF1H)的曲线图。
参考图6a和图6b，可在从第二宽度W2的大约55％到大约65％的范围内选择声音吸收件170的第一宽度W1，并可在从大约120mm到大约160mm的范围内选择第一宽度W1，如以上参考图2描述的。第一宽度W1可以沿着长度L是恒定的。可在从第一宽度W1的15到25倍的范围内选择声音吸收件170的长度L。例如，可在从第一宽度W1的15到20倍的范围内选择声音吸收件170的长度L。
如图6b和图6c所示，声音吸收件170沿着充气轮胎1的圆周方向延伸，并且声音吸收件170的第一端170a沿着圆周方向与声音吸收件170的第二端170分隔。为了满足充气轮胎1的均匀性，将声音吸收件170定位在充气轮胎1的内表面上，使得充气轮胎1的RF1H的高值点位置(HPP)位于声音吸收件170的第一端170a和第二端170b之间。这里，在下面定义充气轮胎1的RF1H的HPP。
当在围绕轮辋200(见图2)的中心C0从0°到360°的范围内分析充气轮胎1的RFV的RF1H时，RF1H大体上具有正弦波形，如图7的曲线图所示。充气轮胎1的“RF1H的HPP”指的是对应于充气轮胎1中的RF1H波形的高值点的部分的位置。
当相对于充气轮胎1重复分析RF1H时，正弦波形的高值点可具有大约10°的偏离。当考虑此事实时，可设置将RF1H的HPP定位在第一端170a和第二端170b之间，并且第一端170a和第二端170b之间的角度θ等于或大于10°，如图6c所示。换句话说，第一端170a和第二端170b之间相对于轮辋200的中心C0的角度θ是10°(假设充气轮胎1的RF1H的HPP在第一端170a和第二端170b之间)。当将第一端170a和第二端170b之间的距离设置在上述范围内时，可满足包括声音吸收件170的充气轮胎1的均匀性。
在一个实施例中，可将充气轮胎1的RF1H的HPP定位在第一端170a和第二端170b之间的中心。例如，第一端170a和RF1H的HPP之间相对于轮辋200的中心C0的角度可以是至少大约5°，第二端170b和RF1H的HPP之间相对于轮辋200的中心C0的角度可以是至少大约5°。
图8是图2中的声音吸收件的剖视图。图9是噪声与声音吸收件的中央部分的高度的关系的曲线图。
参考图8，声音吸收件170具有相对于中央部分170c双侧对称的形状。另外，声音吸收件170的中央部分170c的峰值点“pp”可位于胎面110的中心线CL上，如以上参考图2所描述的。因此，质心可位于充气轮胎1的中心(例如，中心线CL(见图2))，并且可防止充气轮胎1的质量分布在驾驶过程中倾向于某一位置。
声音吸收件170具有沿着充气轮胎1的宽度方向不恒定的宽度。声音吸收件170的厚度从中央部分170c朝着每个边缘170e连续地(或者逐渐地)减小。
当声音吸收件170具有中央部分170c(其具有比边缘170e的第一厚度T1大的第二厚度T2)时，可有效地抑制充气轮胎1内的空气振动，因此，可有效地减小气腔噪声。边缘170e的第一厚度T1小于第二厚度T2。在一个比较实例中，当边缘170e的第一厚度T1等于或大于中央部分170c的第二厚度T2时，减小诸如操纵或者转弯的驾驶过程中的充气轮胎1的边缘部分的弯曲和拉伸。然而，在本发明的一个实施例中，边缘170e的第一厚度T1小于第二厚度T2，使得可减小噪声，并且可防止降低充气轮胎1的驾驶性能。
中央部分170c的第二厚度T2可大于大约2.0cm。如图9所示，可确认用于降噪的中央部分170c的第二厚度T2的最小值是大约2.0cm。参考图9，可确认当中央部分170c的第二厚度T2小于大约2.0cm时噪声快速地增加。
虽然声音吸收件170的第一表面171是相对扁平的表面，但是声音吸收件170的第二表面172可包括弯曲表面。例如，第二表面172可具有恒定的/均匀的曲率(或者曲率半径R)，如图8所示。包括弯曲表面的第二表面172不减小轮胎内的气流，从而令人满意地保证声音吸收和振动特性。当第二表面172在一个或多个将在下面描述的实施例(图10和图11所示)中包括具有角度的角度部分时，角度部分的形状可影响充气轮胎1中的气腔共振噪声的流动和吸收，从而降低充气轮胎1的声音和振动吸收性能。因此，可能更希望第二表面172具有弯曲表面。
例如，第二表面172可具有大约150mm到大约250mm的曲率半径R。如上所述考虑中央部分170c的第二厚度T2的最小值是2.0cm，当第二表面172的曲率半径R小于上述下限时，会减小声音吸收件170的边缘170e的耐久性，并且当曲率半径R大于上述上限时，声音吸收件170可基本上具有立方体形状。基本上具有立方体形状的声音吸收件导致质量和体积的增加，从而减小配备充气轮胎的汽车的燃料效率。另外，包括基本上具有立方体形状的声音吸收件的充气轮胎可具有由于充气轮胎的腔体的形状而产生的振动，例如，由于流体在腔体中的流动而产生的振动。然而，当充气轮胎1包括声音吸收件170时，根据本发明的实施例，可将由于充气轮胎1的腔体的形状而出现振动的可能性减到最小。在一个非限制性实施例中，第二表面172的曲率半径R可以是大约200mm。
声音吸收件170可包括具有大约10kg/m3到大约50kg/m3的密度的聚合物材料。当密度小于10kg/m3时，声音吸收减小。当密度超过50kg/m3时，声音吸收件170的重量增加且在充气轮胎1中累积疲劳。
可在从充气轮胎1的腔体的体积V的大约5％到大约25％的范围内选择声音吸收件170的体积。充气轮胎1的腔体的体积V是充气轮胎1和轮辋200之间的空间的体积，如图2所示。当声音吸收件170的体积超过上述范围时，充气轮胎1的滚动阻力可由于声音吸收件170的重量的增加而增加，并且其均匀性可减小。
声音吸收件170可包括具有大约0.1kg/cm到大约1.5kg/cm的撕裂强度和大约1.0kg/cm2到大约2.5kg/cm2的抗张强度的聚合物材料。另外，声音吸收件170可包括具有大约100％到大约300％的延伸率的聚合物材料。
声音吸收件170可包括醚基或者酯基聚氨酯泡沫。醚基聚氨酯泡沫具有比醚基聚氨酯泡沫更好的耐化学性、防水性、抗寒性和动态疲劳特性。
图10是根据本发明的一个或多个实施例的声音吸收件的剖视图。
参考图10，声音吸收件270包括上述声音吸收件170的所有特征，除了第二表面272不包括弯曲表面以外。为了方便的原因，以下描述将集中在差异上。
声音吸收件270的第二表面272包括从中央部分270c朝着一个边缘270e延伸的第一子表面272a，和从中央部分270c朝着另一个边缘270e延伸的第二子表面272b。第一子表面272a和第二子表面272b中的每个可包括平面。第一子表面272a和第二子表面272b之间的内部角度θ可以是钝角。
图11是根据本发明的一个或多个实施例的声音吸收件的剖视图。
参考图11，声音吸收件370包括上述声音吸收件170和270的所有特征，除了第二表面372包括肋形面和声音吸收件370的厚度连续地(或者逐渐地)改变以外。为了方便的原因，以下描述将集中在差异上。
声音吸收件370的第二表面372可具有不规则的/肋形的表面。在一个实施例中，第二表面372可具有如图11所示的具有阶梯形状横截面的肋部，但是本发明不限于此。在一个或多个实施例中，可以各种方式改变第二表面372的肋部。例如，肋部的横截面可具有锯齿形状或者带有弯曲表面的凸起形状。
声音吸收件370可具有在从中央部分370c朝着一对边缘370e中的每个的方向上不连续地(或者分段地)减小的厚度。
在以上参考图10和图11描述的声音吸收件270和370中，第二表面272和372包括具有角度的角度部分，因此，角度部分可影响充气轮胎1中的气腔共振噪声的流动和吸收，从而降低声音和振动吸收性能，如上所述。因此，可能更希望第二表面172具有弯曲表面，如以上参考图8描述的。
虽然已经参考图中举例说明的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可在其中进行各种形式的变化。因此，本发明的教导范围将由所附权利要求的技术实质限定。

Claims (12)

1.一种充气轮胎，包括：
胎面，具有凹槽；
一对侧壁，分别布置于所述胎面的相对的端部处；以及
声音吸收件，位于所述充气轮胎的内侧上并包括一对边缘和中央部分，该一对边缘分别靠近该一对侧壁并具有第一厚度，所述中央部分位于该一对边缘之间并具有第二厚度，所述第二厚度与所述第一厚度不同，
其中，所述声音吸收件包括弯曲表面，该弯曲表面从所述一对边缘中的任一边缘延伸经过所述中央部分至所述一对边缘中的另一边缘；并且
其中，所述弯曲表面具有从150mm到250mm的范围中选择的曲率半径，所述曲率半径在位于所述弯曲表面上的所有点处都是相同的。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述第一厚度小于所述第二厚度。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述第二厚度的最小值是2cm。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其中，所述声音吸收件包括：
第一表面，面向所述胎面；和
第二表面，与所述第一表面相对，所述第二表面包括所述弯曲表面。
5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述声音吸收件相对于所述胎面的中心线是对称的。
6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述声音吸收件沿着所述充气轮胎的圆周方向延伸，并且所述声音吸收件的第一端和第二端在所述圆周方向上彼此分离。
7.根据权利要求6所述的充气轮胎，其中，所述充气轮胎的径向力一次谐波(RF1H)的高值点位置位于所述第一端和所述第二端之间，
其中，所述充气轮胎的径向力一次谐波(RF1H)的高值点位置表示所述充气轮胎的这样的位置，所述充气轮胎的该位置对应于径向力变化的径向力一次谐波(RF1H)分量的高值点位置。
8.根据权利要求7所述的充气轮胎，其中，所述第一端和所述第二端之间相对于所述充气轮胎的轮辋的中心的角度的最小值是10°。
9.根据权利要求1所述的充气轮胎，进一步包括：
粘结层，位于所述胎面的内表面和所述声音吸收件之间；和
底漆层，位于所述粘结层和所述胎面的内表面之间。
10.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述声音吸收件包括醚基聚氨酯泡沫。
11.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述声音吸收件的第一宽度是所述一对侧壁之间的第二宽度的55％到65％，并且是120mm到160mm。
12.根据权利要求11所述的充气轮胎，其中，所述声音吸收件的体积是所述充气轮胎的腔体的体积的5％到25％。
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