CN110654181A - 充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

技术问题：本发明提供一种充气轮胎，其能够提高在胎面部的轮胎内周面安装的海绵部件的散热性、吸音性。解决方案：充气轮胎(10)遍及胎面部(11)的轮胎内周面的整周安装有沿轮胎周向延伸的海绵部件(20)。海绵部件(20)具备：基体部(21)，其安装于胎面部(11)的轮胎内周面；多个突部(22)，它们从基体部(21)向轮胎径向内侧突出并沿轮胎宽度方向延伸，并且在轮胎周向上空开间隔形成；以及多个凹部(23)，它们形成于多个突部(22)之间。在凹部(23)的底角部形成有角R部(23a)。角R部(23a)的曲率半径(R1)大于凹部(23)的轮胎周向的长度(L2)的25％。

Description

充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎。
背景技术
作为由充气轮胎引起的噪音之一，公知有空腔共鸣音(也称为轮胎空腔共鸣音)。轮胎内腔的空气会由于路面的凹凸所引起的胎面部的振动而励振，从而在轮胎内腔中传播时发生共鸣而产生空腔共鸣音。公知有一种充气轮胎，其为了降低空腔共鸣音而在胎面部的内周面安装有海绵部件(例如参照专利文献1)。
由于海绵部件也作为蓄热体发挥作用，因此胎面部的发热会在海绵部件中蓄热，而容易使轮胎内部的温度上升。其结果是，尤其是在胎面部的发热量可能变大的高速行驶时，容易导致充气轮胎的耐久性变差。因此，专利文献1公开了一种在海绵部件上形成用于散热的辐射槽的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4533130号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
专利文献1虽然公开了为了促进散热而在海绵部件上形成剖面为矩形状的辐射槽的内容，但是对于进一步提高吸音性并没有特别的研究。因而，当在海绵部件上形成槽时，在提高散热性以及提高吸音性的方面都具有进一步改善的余地。
本发明的技术问题在于，提供一种充气轮胎，其能够提高在胎面部的内周面安装的海绵部件的散热性、吸音性。
(二)技术方案
本发明提供一种充气轮胎，其遍及胎面部的轮胎内周面的整周安装有沿轮胎周向延伸的海绵部件，其中，所述海绵部件具备：基体部，其安装于胎面部的轮胎内周面；多个突部，它们从所述基体部向轮胎径向内侧突出并沿轮胎宽度方向延伸，并且在轮胎周向上空开间隔形成；以及多个凹部，它们形成于所述多个突部之间，在所述凹部的底角部形成有角R部，所述角R部的曲率半径大于所述凹部的轮胎周向的宽度的25％。
根据本发明，呈放射状在轮胎内腔中传播的空腔共鸣音容易被海绵部件的突部和凹部阻挡，并被它们吸音而有效地降低。而且，关于海绵部件的凹部，形成于底角部的角R部的曲率半径形成为大于凹部的宽度的25％，因此与呈矩形状形成凹部的情况相比，可较大地构成底部的表面积。由此，在凹部中接受空腔共鸣音的面积扩大，因此凹部的吸音性提高。
而且，由于利用面积扩大的凹部有效地对来自胎面部的传热进行散热，因此凹部的散热性提高。
而且，通过在凹部的底角部形成角R部而提高凹部的弯曲性，因此容易使海绵部件追随胎面部接地时的轮胎周向的变形，由此提高海绵部件的弯曲耐久性。
优选地，所述凹部由以轮胎周向的宽度为直径且向轮胎径向外侧呈凸状的半圆弧状部形成。
根据本结构，构成为凹部的表面积进一步增大。由此，海绵部件的散热性进一步提高，并且吸音性及弯曲耐久性进一步提高。
另外，优选地，在所述凹部还形成有多个小突部，它们向轮胎径向内侧突出并沿轮胎宽度方向延伸，并且在轮胎周向上排列。
根据本结构，构成为凹部的表面积进一步增大。由此，海绵部件的散热性进一步提高，并且吸音性及弯曲耐久性进一步提高。
另外，优选地，所述突部在顶部的角部形成有角R部。
根据本结构，在突部的形成有顶部的角R部的部分，容易从各个方向沿着与面垂直的方向接受空腔共鸣音。由此，提高顶部的吸音性。
另外，优选地，所述突部由以轮胎周向的宽度为直径且向轮胎径向内侧呈凸状的半圆弧状部形成。
根据本结构，在突部的顶部整体容易从各个方向沿着与面垂直的方向接受空腔共鸣音。由此，进一步提高顶部的吸音性。
另外，优选地，在所述突部形成有沿轮胎宽度方向贯穿的空心部。
根据本结构，空腔共鸣音被从突部的表面到空心部之间的实心部吸音，并且在空心部通过其内壁面的漫反射而衰减。因而，通过组合实心部的吸音和空心部的衰减，从而能够有效地降低空腔共鸣音。
另外，优选地，所述空心部是圆筒状，其直径与从所述突部的表面到所述空心部的厚度相等。
根据本结构，通过协调地组合实心部的吸音和空心部的衰减，从而能够在较宽的频带范围内协调地降低空腔共鸣音。
另外，优选地，在轮胎周向上相邻的一对所述突部的形成间距比所述充气轮胎的轮胎周向的接地长度短。
根据本结构，充气轮胎的接地形状至少存在一个突部。由此，接地时从胎面部输入的振动所引起的噪音向轮胎内腔传递时被突部吸音。即，有可能成为空腔共鸣音的原因的来自胎面部的振动输入在输入源侧被降低，因此能够降低空腔共鸣音。
另外，优选地，所述海绵部件的所述突部的轮胎径向的高度是20mm以上，并且是所述充气轮胎的剖面高度的50％以下。
根据本结构，可抑制轮辋装配性变差，并且容易获得降低空腔共鸣音的效果。即，如果海绵部件的厚度比20mm薄，则难以有效地充分获得降低效果。另外，如果海绵部件的厚度大于轮胎剖面高度的50％，则在向轮辋装配时容易与轮辋发生干涉，因此轮辋装配性变差。
另外，优选地，所述海绵部件的轮胎宽度方向的长度是所述充气轮胎的轮胎宽度的30％以上且70％以下。
根据本结构，可维持沿着胎面部的内周面安装海绵部件的安装性，并且容易获得利用海绵部件降低空腔共鸣音的效果。即，如果海绵部件的宽度小于轮胎宽度的30％，则难以充分获得降低空腔共鸣音的效果。另外，如果海绵部件的宽度大于轮胎宽度的70％，则容易与在胎面部的两侧部连续的胎侧部发生干涉而弯曲，安装性变差。
(三)有益效果
根据本发明，在胎面部的内周面安装有海绵部件的充气轮胎中，能够提高海绵部件的散热性、吸音性。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的轮辋装配体的子午线剖视图。
图2是图1的轮辋装配体的轮胎赤道面的剖视图。
图3是海绵部件的单体立体图。
图4是表示接地时的轮辋装配体的轮胎内腔的剖视图。
图5是表示变形例的海绵部件的剖视图。
图6是表示另一个变形例的海绵部件的剖视图。
图7是图6的VII-VII线上的剖视图。
附图标记说明
1-轮胎轮辋装配体；2-轮辋；3-轮胎内腔；10-充气轮胎；11-胎面部；12-胎侧部；16-内衬层；20-海绵部件；21-基体部；22-突部；23-凹部；23a-角R部。
具体实施方式
以下按照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下的说明本质上仅为例示，并非对本发明、其适用物、或者其用途进行限制。另外，附图是示意性的，各尺寸的比率等与现实不同。
图1是本发明一个实施方式的轮胎轮辋装配体1的子午线剖视图，图2是轮胎轮辋装配体1的轮胎赤道面的剖视图。如图1及图2所示，轮胎轮辋装配体1的充气轮胎10装配于轮辋2的外周部，在轮辋2的外周部与充气轮胎10的内表面之间划定有轮胎内腔3。
充气轮胎10具备：在外表面构成作为接地面的胎面11a的胎面部11、从胎面部11的轮胎宽度方向两端部向轮胎径向内侧延伸的一对胎侧部12、以及位于一对胎侧部12各自的轮胎径向内侧的端部的一对胎圈部13。
在一对胎圈部13之间，遍及胎面部11及胎侧部12的轮胎内表面侧架设有胎体帘布层14。在胎面部11与胎体帘布层14之间，沿轮胎周向卷绕有带束层15。在胎体帘布层14的轮胎内表面侧，配置有内衬层16。内衬层16由难以透过空气的材料形成。
充气轮胎10在构成轮胎内表面的内衬层16安装有海绵部件20。海绵部件20是多孔质体，包含使橡胶或者合成树脂等发泡而成的连续气泡或者独立气泡，比重是0.021g/cm3以上且0.027g/cm3以下。作为海绵部件20，可以采用例如聚氨酯类的海绵，也可以采用其它各种类型海绵状的材料。海绵部件20向内衬层16的安装可以采用粘接材料或者双面胶等适当的接合方式。
如图2所示，海绵部件20遍及轮胎周向的整周呈环状延伸。海绵部件20具有位于内衬层16侧的基体部21、和从基体部21向轮辋2侧突出的多个突部22。在本实施方式中，基体部21和多个突部22一体地形成于海绵部件20上，但不限于此，也可以构成为使它们分别形成并进行接合。多个突部22在轮胎周向上空开间隔形成有多个。
图3是海绵部件20的单体立体图，示出了未卷绕成环状的状态。此外，海绵部件20的各部尺寸是以图3所示的状态为基准进行测量的。如图3所示，基体部21形成为厚度T1是10mm以上的片状。另外，基体部21的轮胎宽度方向长度W1设定为充气轮胎1的轮胎宽度W0(参照图1)的30％以上且70％以下。
突部22沿轮胎宽度方向延伸，且轮胎宽度方向的长度W2与基体部21的长度W1一致。即，突部22遍及基体部21的轮胎宽度方向延伸。海绵部件20的突部22的轮胎径向的高度H1是20mm以上，且设定为充气轮胎10的剖面高度H0(参照图1)的50％以下。
此外，充气轮胎10的剖面高度H0是作为轮胎宽度W0与扁平率相乘的结果算出的。
突部22形成为从轮胎宽度方向观察时顶部22a呈圆弧状。具体而言，顶部22a构成为以突部22的轮胎周向的长度L1为直径的半圆弧状部。
图4是将轮胎轮辋装配体1的接地部的周边放大示出的与图2相同的剖视图。如图4所示，轮胎轮辋装配体1在以规定的空气压力填充的状态下在轮胎赤道面上以接地长度L0与路面接触。在轮胎周向上相邻的突部22以比接地长度L0短的形成间距P(参照图3)形成。优选地，多个突部22的形成间距P在轮胎周向上设定为等间隔。由此，容易抑制由于设置海绵部件20而引起的充气轮胎10的均匀性、重量平衡变差的情况。
如图3所示，在轮胎周向上相邻的突部22之间，形成有沿轮胎宽度方向延伸的凹部23。凹部23的轮胎周向的长度L2是从形成间距P减去突部22的长度L1所得到的长度，优选设定为与突部22的长度L1相同。
在凹部23的底角部形成有角R部23a。具体而言，角R部23a形成于突部22的侧壁部22b与基体部21之间的角部，且沿着突部22延伸于轮胎宽度方向。角R部23a形成为在与基体部21侧相反的一侧具有中心O1的圆弧状，曲率半径R1设定为大于凹部23的长度L2的25％。
如图4所示，当轮胎轮辋装配体1沿路面上滚动时，可能会由于路面G的凹凸而在胎面部11产生轮胎径向的振动。此时，胎面部11的振动向轮胎内腔3的空气传递并成为轮胎音N1。由于在胎面部11的内周面安装有海绵部件20，因此轮胎音N1由于海绵部件20的吸音而降低为轮胎音N2。
在此，海绵部件20的突部22的形成间距P设定为接地长度L0以下，因此在接地区域至少存在一个突部22。因此，轮胎音N1被海绵部件20的基体部21吸音，并且被突部22吸音，因此进一步降低并向轮胎内腔3传递。
轮胎音N2在轮胎内腔3中传播时发生共鸣而成为空腔共鸣音N3。如在图4中用双点划线所示那样，空腔共鸣音N3从接地部起呈放射状在轮胎内腔3中传播，其中的一部分被轮辋2反射。即，空腔共鸣音N3除了从接地部起呈放射状扩散的声音之外，还包括从轮辋2反射的声音。
在此，在海绵部件20交替地设置有多个突部22和凹部23，因此呈放射状传播的空腔共鸣音N3容易受到多个突部22和凹部23阻挡，并被它们吸音而降低。而且，突部22的顶部22a呈圆弧状形成，并且在凹部23形成有角R部23a，因此容易在它们的与面垂直的方向上阻挡空腔共鸣音N3，利用海绵部件20更有效地吸音而降低声音。
根据以上说明的轮胎轮辋装配体1，获得如下的效果。
(1)从接地部起呈放射状在轮胎内腔3中传播的空腔共鸣音N3容易被海绵部件20的突部22和凹部23阻挡，并被它们吸音而有效地降低。
而且，关于海绵部件20的凹部23，形成于底角部的角R部23a的曲率半径R1形成为大于凹部23的长度L2的25％，因此与呈矩形状形成凹部23的情况相比，可较大地构成底部的表面积。由此，在凹部23中接受沿轮胎径向在轮胎内腔3中传播的空腔共鸣音N3的面积扩大，并且容易在各个方向上沿着与面垂直的方向接受声音，因此凹部23的吸音性提高。
而且，由于利用面积扩大的凹部23有效地对来自胎面部11的传热进行散热，因此凹部23的散热性提高。
另外，通过在凹部23的底角部形成角R部23a从而提高凹部23的弯曲性，因此容易使海绵部件20追随胎面部11接地时的轮胎周向的变形，由此提高海绵部件20的弯曲耐久性，并且不易损坏相对于内衬层16的粘接。
(2)突部22形成为从轮胎宽度方向观察时顶部22a呈圆弧状，因此容易在突部的顶部整体从各个方向沿着与面垂直的方向接受空腔共鸣音。由此，顶部的吸音性进一步提高。
(3)在轮胎周向上相邻的一对突部22之间的形成间距P比充气轮胎10的轮胎赤道面的接地长度L0短，因此充气轮胎10的接地形状至少存在一个突部22。由此，接地时从胎面部11输入的振动所引起的噪音向轮胎内腔3传递时被突部22吸音。即，有可能成为空腔共鸣音N3的原因的来自胎面部11的振动输入在输入源侧被有效地降低，因此能够降低空腔共鸣音N3。
(4)海绵部件20的突部22的轮胎径向的高度H1是20mm以上，且设定为充气轮胎10的剖面高度H0的50％以下，因此可抑制轮辋装配性变差，并且容易获得降低空腔共鸣音N3的效果。即，如果突部22的高度H1小于20mm，则难以有效地充分获得降低空腔共鸣音N3的效果。另外，如果突部22的高度H1大于轮胎剖面高度H0的50％，则在向轮辋装配时容易与轮辋2发生干涉，因此轮辋装配性变差。
(5)海绵部件20的轮胎宽度方向的宽度W1是充气轮胎10的轮胎宽度W0的30％以上且70％以下，因此可维持沿着胎面部11的内周面安装海绵部件20的安装性，并且容易获得利用海绵部件20降低空腔共鸣音N3的效果。即，如果海绵部件20的宽度W1小于轮胎宽度W0的30％，则难以充分获得降低空腔共鸣音N3的效果。另外，如果海绵部件20的宽度W1大于轮胎宽度W0的70％，则容易与胎侧部12发生干涉而弯曲，容易导致安装性变差并且相对于内衬层16的粘接性变差。
在上述实施方式中，将在海绵部件20的凹部23形成的角R部23a设定为曲率半径R1大于凹部23的长度L2的25％，但也可以使在海绵部件20的凹部23形成的角R部23a以凹部23全部呈圆弧状的方式，由以凹部23的长度L2为直径且向轮胎径向外侧呈凸状的半圆弧状部形成。由此，构成为凹部23的表面积进一步增大，因此海绵部件20的散热性进一步提高，并且吸音性及弯曲耐久性进一步提高。
图5是表示变形例的海绵部件30的沿着轮胎周向的剖视图。如图5所示，海绵部件30可以在凹部33还形成有多个小突部34，这些小突部34向轮胎径向内侧突出并沿轮胎宽度方向延伸，并且在轮胎周向上排列。由此，构成为凹部33的表面积进一步增大。由此，海绵部件30的散热性进一步提高，并且吸音性及弯曲耐久性进一步提高。
图6是表示另一个变形例的海绵部件40的沿着轮胎周向的剖视图。如图6所示，在海绵部件40的突部42形成有沿轮胎宽度方向贯穿的圆筒状的空心部44。
图7示出了沿着图6的VII-VII线的、突部42的空心部44的剖视图。如图7所示，空腔共鸣音N3被从突部42的表面到空心部44之间的实心部45吸音而降低为空腔共鸣音N4。而且，空腔共鸣音N4在空心部44通过其内壁面的漫反射而衰减，因此进一步降低为空腔共鸣音N5。另外，虽然省略了图示，由胎面部11的振动引起的轮胎音N1也在突部42被实心部45吸音并经过空心部44的衰减而进一步降低为轮胎音N2。
因而，通过基于组合实心部45的吸音和基于空心部44的衰减，从而使轮胎音N1进一步降低为轮胎音N2，能够更有效地降低空腔共鸣音N3。
另外，空心部44的直径d1设定为与从突部42的表面到空心部44的厚度t1相等。由此，使得实心部45的吸音和空心部44的衰减平衡良好地组合，从而能够更有效地降低空腔共鸣音N3。
另外，在上述实施方式中，使突部22以从轮胎宽度方向观察时顶部22a呈圆弧状的方式形成，但是也可以形成为呈矩形状并在呈矩形状形成的角部形成角R部。
此外，本发明不限于上述实施方式所记载的结构，可以进行各种变更。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其遍及胎面部的轮胎内周面的整周安装有沿轮胎周向延伸的海绵部件，其中，
所述海绵部件具备：
基体部，其安装于胎面部的轮胎内周面；
多个突部，它们从所述基体部向轮胎径向内侧突出并沿轮胎宽度方向延伸，并且在轮胎周向上空开间隔形成；以及
多个凹部，它们形成于所述多个突部之间，
在所述凹部的底角部形成有角R部，
所述角R部的曲率半径大于所述凹部的轮胎周向的宽度的25％。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
所述凹部由以轮胎周向的宽度为直径且向轮胎径向外侧呈凸状的半圆弧状部形成。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
在所述凹部还形成有多个小突部，它们向轮胎径向内侧突出并沿轮胎宽度方向延伸，并且在轮胎周向上排列。
4.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述突部在顶部的角部形成有角R部。
5.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述突部由以轮胎周向的宽度为直径且向轮胎径向内侧呈凸状的半圆弧状部形成。
6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其特征在于，
在所述突部形成有沿轮胎宽度方向贯穿的空心部。
7.根据权利要求6所述的充气轮胎，其特征在于，
所述空心部是圆筒状，其直径与从所述突部的表面到所述空心部的厚度相等。
8.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
在轮胎周向上相邻的一对所述突部的形成间距比所述充气轮胎的轮胎周向的接地长度短。
9.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述海绵部件的所述突部的轮胎径向的高度是20mm以上，并且是所述充气轮胎的剖面高度的50％以下。
10.根据权利要求1或2所述的充气轮胎，其特征在于，
所述海绵部件的轮胎宽度方向的长度是所述充气轮胎的轮胎宽度的30％以上且70％以下。
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