CN111344159B

CN111344159B - 轮胎

Info

Publication number: CN111344159B
Application number: CN201880072626.XA
Authority: CN
Inventors: 渡边润; 助川新
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-11-13
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2038-09-26
Also published as: JP2019089409A; EP3711976A1; WO2019093006A1; US20210070114A1; CN111344159A; EP3711976A4; EP3711976B1; EP3984767A1

Abstract

一种轮胎，其包括：至少一个销，所述销从所述轮胎的胎面部的内周面朝向轮胎径向内侧突出；和消音器，所述消音器被所述销保持，所述销在其末端具有扩径部，通过所述扩径部卡定所述消音器，从而将所述消音器固定到所述销。

Description

轮胎

技术领域

本公开涉及一种轮胎，更具体地涉及一种在轮胎内周面侧具有消音器的低噪声轮胎。

背景技术

已知一种轮胎噪声是频率在50Hz至400Hz范围内的所谓道路噪声，在道路上行驶时听起来像低吼声。已知道路噪声的主要原因是在轮胎的内周面侧产生的空气共振(空腔共振)。为了降低这种道路噪声，日本特许第4318639号公报(专利文件1)提出了如下技术：该技术涉及将消音器固定地安装于轮胎的内周面以吸收空腔共振能量。

另外，WO2016/039121(专利文件2)记载了如下技术：该技术涉及将消音器夹在设置于轮胎内周面的安装部之间，并通过被压缩的消音器的恢复力来保持该消音器。

现有技术文件

专利文件

专利文件1：日本特许第4318639号公报

专利文件2：WO2016/039121

发明内容

所要解决的技术问题

然而，在专利文件1记载的轮胎中，由于消音器固定地安装于轮胎的内周面，因此抑制了从轮胎的内周面与消音器之间散热，并且热容易积聚在其中。此外，在专利文件2的技术中，由于消音器被夹在多个平面之间，所以在与这些平面接触的部分不能散热，而且散热效果不充分。结果，会加速热劣化并且会降低耐久性。

还需要一种能够比专利文件1和2中记载的技术更稳定地保持消音器的方法。

因此，提供一种通过简单的方式稳定地固定消音器而不妨碍消音器的散热的方法将是有帮助的。

解决问题的方案

发明人研究了用于解决上述问题的手段，并且发现通过将消音器固定至设置于轮胎的胎面部的内周面的多个销，并且通过设计销的形状，能够稳定地固定消音器而不会妨碍消音器的散热。基于该发现，完成了本公开。

本公开的主要特征如下所述。

根据本公开的轮胎包括：至少一个销，所述销从所述轮胎的胎面部的内周面朝向轮胎径向内侧突出；和消音器，所述消音器被所述至少一个销固定，其中所述至少一个销在其顶端具有扩径部，通过所述扩径部卡定所述消音器，从而将所述消音器固定到所述销。

如本文所使用的，术语“卡定”是指消音器通过与扩径部的至少一部分接触而固定至扩径部，结果，扩径部用作用于防止消音器在轮胎径向上向内从销脱落的止动件。

发明的效果

根据本公开，能够提供一种通过简单的方式稳定地固定消音器而不会妨碍消音器的散热的轮胎。

附图说明

在附图中：

图1是根据本公开的一实施方式的轮胎的截面图；

图2是用于说明设置在图1的轮胎中的各个销的一种形式的放大立体图；

图3是图1的轮胎的一部分的放大截面图；

图4A是示出销的一种变型的截面图；

图4B是示出销的另一种变型的截面图；

图5是示出图1的轮胎的内部增强结构的另一示例的截面图；

图6是根据本公开的另一实施方式的轮胎的截面图；以及

图7是示出图6的轮胎的内部增强结构的另一示例的截面图。

具体实施方式

以下参照附图提供根据本公开的轮胎的实施方式的说明。在附图中，除非另外说明，否则在各个图中相同的附图标记表示相同的部件。

图1是根据本公开的一实施方式的轮胎的截面图。

轮胎1包括：胎面部2；一对胎侧部4，其经由肩部3与胎面部2的轮胎宽度方向上的相应端部连续；以及一对胎圈部5，其设置在与一对胎侧部4的轮胎径向内侧连续的相应端部处。

可以自由选择本文公开的轮胎的内部增强结构等。例如，在图1中，轮胎的内部增强结构等与常规轮胎的类似。具体地，轮胎1包括：胎体7，其在一对胎圈芯6之间环形地延伸；一个或多个(在本示例中为两个)带束层8，其配置在胎体7的轮胎径向外侧；以及胎面层9，其配置在带束层8的轮胎径向外侧。在图1中，尽管胎面层9可以具有任意胎面图案，但陆部11a、11b和11c由周向槽10a和10b限定。

轮胎1包括：至少一个销12，其从胎面部2的内周面2i沿轮胎径向向内突出；以及消音器13。在图示的实施方式中，七个销12在轮胎宽度方向上配置成一排，并且类似的排在轮胎周向上以相等或不相等的间隔配置。消音器13是由海绵材料制成的环状体，其宽度等于或小于轮胎的胎面宽度并且在轮胎周向上连续，并且被销12固定以便安装于胎面部2的内周面2i。

由海绵材料制成的消音器13具有使得形成于其表面和内部的空隙将振动的空气的振动能转换成热能的功能。这抑制了轮胎内部的空腔共振，从而降低了道路噪声。如上所述，消音器13是在轮胎周向上的整个区域上连续的环状体，并且以在轮胎周向上的两端彼此抵接的方式配置于胎面部2的内周面2i。在轮胎宽度方向上，消音器13跨过轮胎赤道面CL延伸直至比胎面部2的轮胎宽度方向长度w1小的长度w2。尽管在图1中消音器13关于轮胎赤道面CL对称地配置，但其可以不对称地配置。

以下提供了通过销12固定消音器13的结构的进一步细节。具体地，图2是用于说明设置在图1的轮胎中的各个销的一种形式的放大立体图。在图2中，以与图1中的轮胎径向反转的取向示出了销12，并且省略了消音器13。如图2所示，各个销12由圆柱形的主体部12a和扩径部12b形成，扩径部12b在主体部12a的末端处的直径大于主体部12a的直径。扩径部12b可以具有任何形状，只要其最大直径大于主体部12a的直径即可。在图示的示例中，各个销均由具有盘形底部的圆锥体形成，该盘形底部的直径大于主体部12a的直径。然而，各个销可以由例如除圆椎体以外的任何锥形实体、球体、半球体或柱体形成。为了便于将各个销12插入到消音器13中，优选使用直径朝向尖端逐渐减小的锥形实体。

各个销12的主体部12a均可以具有任何形状，只要其不成为阻碍销12插入到消音器13中的障碍物即可。在图示的示例中，各个销均具有以恒定直径延伸的圆柱形状，但也可以是椭圆柱或多边形棱柱。另外，直径可以不是恒定的。当使用椭圆柱形状时，椭圆的长轴优选平行于轮胎周向配置。原因是当轮胎滚动时，沿着轮胎周向向销12施加输入，并且销12通过具有在轮胎周向上长的形状而几乎不弯曲。

现在参照图3，说明通过具有上述形状的销12固定消音器13的结构。图3是以与图1的轮胎径向反转的取向示出图1的轮胎的一部分的放大截面图。在本实施方式中，通过将销12的扩径部12b插入到消音器13中，使扩径部12b用作消音器13中的所谓止动件，以防止消音器13沿轮胎径向向内从销12脱落。也就是，在设置于胎面部2的内周面2i的各个销12中，直径比主体部12a大的扩径部12b起到仿佛鱼叉倒钩的功能并且用作用于防止消音器13从销脱落的止动件。这样，消音器13被牢固地固定到销12。因此，能够通过简单的方法稳定地固定消音器13。

此外，利用该构造，消音器13并非固定地安装于胎面部2的内周面2i，而是轻轻地接触内周面2i。因此，不会阻碍轮胎的内周面与消音器之间的散热。此外，由于消音器13在轮胎滚动时变形，因此在消音器13与内周面2i之间形成了间隙，从而允许从该间隙散热。另外，由于消音器13在轮胎宽度方向上的两端是开口端，所以从这些端也获得了散热效果。

在图示的示例中，消音器13和胎面部2的内周面2i彼此接触，而不是固定地安装于彼此。然而，消音器13可以与胎面部2的内周面2i分离。利用这种结构，与消音器13持续接触内周面2i的结构相比，能够进一步改善散热性能。

在该情况下，销12优选地与胎面部2的陆部11a至11c相对应地配置。也就是，在图1中，销12分别与胎面部2的陆部11a、11b和11c相对应地配置，但是不配置在与周向槽10a和10b相对应的区域中。换言之，在轮胎滚动的情况下，胎面部2变形，并且该变形易于特别是在形成槽的位置朝向轮胎的内周面传播。当将销12布置在这种槽区域中时，销12可能由于传播的变形而扭曲或发热。因此，通过将销12配置成与陆部11a至11c相对应，能够避免这种不便。

此外，优选地，销12中的至少一些配置在轮胎赤道面CL上和轮胎赤道面CL周围。在轮胎滚动时，轮胎内周面反复变形，特别是在轮胎赤道面CL及其附近的那些区域中，轮胎内周面承受大的应变。因此，通过将销12配置在这种区域中，能够防止消音器13在轮胎滚动时脱落，并提高稳定性。

还优选在胎面部2的内周面2i上以0.01pcs/cm²以上且0.4pcs/cm²以下的个数密度配置销12。也就是，在胎面部2的内周面上，通过将个数密度设定为0.01pcs/cm²以上，能够稳定地固定消音器13，并且通过将个数密度设定为0.4pcs/cm²以下，能够抑制消音器13本身的刚性降低。

相邻的销12之间的最短距离D1优选大于销12的轮胎径向长度h1(以下简称为“长度”)。利用这种构造，能够防止当销12在轮胎滚动的情况下变形时由于销12之间的接触而导致发热或损坏。

还优选的是，不仅在轮胎宽度方向上而且在轮胎周向上，相邻的销12之间的最短距离D1是长度h1的150％以下。在150％以下，能够稳定地固定消音器13。

当强调消音器13的稳定固定时，相邻的销12之间的最短距离D1可以小于销12的轮胎径向长度h1。优选地，最短距离D1为长度h1的80％以下。

销12的长度h1优选为消音器13的最大厚度t1的25％以上。通过将h1/t1设定为25％以上，能够稳定地固定消音器13。

销12的长度h1可以是例如5mm以上且50mm以下。通过将长度h1设置为5mm以上，能够稳定地固定消音器13，并且通过将长度h1设置为50mm以下，能够提高将轮胎安装于轮辋的作业性。

各个销12的扩径部12b的轮胎径向长度h2优选为各个销12的全长h1的10％以上且50％以下。在上述数值范围内，能够在充分抑制消音器13从销12移除的同时，提高销12的刚性。

关于各个销12的直径，扩径部12b的最大直径部分的直径d2优选为主体部12a的最大直径dl的110％以上且200％以下。当将d2/d1设置为110％以上时，扩径部12b能够充分起到消音器13的止动件的作用，并且当将d2/d1设置为200％以下时，能够确保销12的刚性。

更具体地，例如，可以将扩径部12b的最大直径部分的直径d2设置为4.0mm以上且25.0mm以下，并且将主体部12a的最大直径d1设置为2.0mm以上且20.0mm以下。最大直径d1优选为2.0mm以上且5.0mm以下。

此外，直径d2减去最大直径d1的值优选在2.0mm至5.0mm的范围内。在该范围内，能够在保持刚性的同时使销12起到消音器13的止动件的作用。

销的形状不限于图2中所示的形状，而且可以是例如图4A所示的一个形状。在图1至图3中，扩径部12b形成在销12的最末端，也就是，形成在销12在轮胎径向上的最内侧。然而，只要扩径部12b形成在销12的末端侧，即，比销12的轮胎径向长度的中心更靠轮胎径向内侧即可。如图4A所示，扩径部12b可以大致配置在销12的轮胎径向的中央处。利用这种构造，能够提高销12的耐久性。

此外，如图4B所示，各个销12的在与胎面部的内周面2i交界附近的轮廓形状也可以形成为具有曲率的面。如上所述，通过使各个销12的形状与内周面2i平滑地连续，能够抑制在销12与内周面2i之间的边界处产生裂纹。

除了如上所述的消音器13在整个圆周上连续的方面之外，消音器13可以被构造成在轮胎周向上具有彼此间隔开轻微间隙的两端。另外，消音器13可以是环状体，其中片状海绵材料沿轮胎周向缠绕一次以上，同时使材料向轮胎宽度方向移动以便不引起材料圈的重叠。此外，在消音器13中，可以在轮胎周向上有间隔地间歇配置多个片状海绵材料，或者可以在轮胎宽度方向上配置在整个圆周上连续的多个海绵材料。

消音器13优选配置在跨过轮胎赤道面CL延伸直至胎面部2的轮胎宽度方向上的长度w1的25％以上的区域w2中。在25％以上的范围内，能够充分地获得降低消音器13的空腔共振能量的效果。

还优选的是，在将轮胎安装在适用轮辋上并且施加规定内压然后卸载的标准状态下，消音器13满足以下数值范围。如本文所使用的，“适用轮辋”是指根据轮胎尺寸通过以下标准目前或将来指定的轮辋。“适用轮辋”是指根据生产或使用轮胎的地区的有效产业标准规定的适用尺寸的标准轮辋(“批准轮辋”或“推荐轮辋”)，诸如日本的日本汽车轮胎制造商协会的《JATMA年鉴》、欧洲的《欧洲轮胎和轮辋技术组织标准手册》以及美国的《轮胎和轮辋协会公司年鉴》(即，“除了目前的尺寸之外，上述“轮辋”还包括将来在这些产业标准中能够包括的尺寸；例如，ETRTO 2013版的“未来发展”中记载的尺寸)。另一方面，对于在上述产业标准中未记载的尺寸，其指的是具有与充气轮胎的胎圈宽度相对应的宽度的轮辋。

另外，“规定内压”是指在适用的帘布层尺寸下，根据单个车轮的最大负载能力在JATMA年鉴等中规定的空气压力(最大空气压力)。对于上述产业标准中未记载的尺寸，其指的是对应于为安装轮胎的各个车辆规定的最大负载能力的空气压力(最大空气压力)。

在将轮胎安装于适用轮辋的标准状态下，优选的是，当由轮胎1的内周面和安装有轮胎1的轮辋的外表面形成的空间被称为轮胎内腔In时，消音器13的体积V1为轮胎内腔In的总体积的0.4％至20％。通过保证消音器13的体积V1占轮胎内腔In的总体积的0.4％以上，能够更容易地获得使空腔共振能量降低期望量(例如2dB以上)的效果。消音器13更优选地占轮胎内腔In的总体积的1％以上，更优选地占2％以上，并且特别优选地占4％以上。另一方面，将消音器13的体积V1增加超过轮胎内腔In的总体积的20％将不再能够增加降低空腔共振能量的效果。相反，这可能最终导致在安装于轮辋的状态下重量平衡的劣化。从该观点出发，消音器13的体积V1更优选为轮胎内腔In的总体积的16％以下，特别优选为10％以下。上述体积比与消音器13的数量无关。也就是说，当使用多个消音器13时，如果所有消音器13的总体积满足体积比的上述关系，则能够获得相同的效果。

如上所述，消音器13由海绵材料形成。海绵材料是海绵状的多孔结构，并且包括例如由发泡橡胶或合成树脂形成的所谓的具有开孔的海绵。除上述海绵外，海绵材料还包括动物纤维、植物纤维、合成纤维等交织并一体连接的网状海绵。“多孔结构”不限于具有开孔的结构，还包括具有闭孔的结构。

另外，海绵材料容易因收缩、弯曲等而变形。因此，即使由海绵材料制成的消音器13与胎面的内周面2i接触，该条件也基本上不会影响行驶期间轮胎1的变形。

海绵材料的原材料的示例包括诸如醚系聚氨酯海绵、酯系聚氨酯海绵和聚乙烯海绵的合成树脂海绵，以及诸如氯丁橡胶海绵(CR海绵)、乙丙橡胶海绵(EPDM海绵)和丁腈橡胶海绵(NBR海绵)的橡胶海绵。从例如消音、轻量化、发泡可调节性和耐久性的观点出发，优选使用包括醚系聚氨酯海绵的聚氨酯系海绵或聚乙烯系海绵等。

注意，形成消音器13的材料不限于上述海绵材料，而是可以是任何材料，只要其能够被控制以通过缓和或吸收能量、将该能量转化为另一种能量(例如，热能)等来减小空腔共振能量即可。

尽管已经将典型的轮胎结构作为轮胎1的内部增强结构进行说明，但轮胎可以具有包括由树脂制成的框架部分的结构。以下将参照图5说明使用树脂的示例性轮胎。图5的轮胎10包括树脂轮胎框架构件14，该树脂轮胎框架构件14在嵌入一对胎圈部5中的胎圈芯6之间环形地延伸，横跨胎圈部、胎侧部4、肩部3和胎面部2。利用这种构造，能够改善制造时的可成形性并减轻轮胎的重量。

在图5的轮胎10中，在图6和图7的轮胎10中，胎圈芯6可以由任何材料制成，只要其确保期望的刚性即可，包括例如金属、有机纤维、涂覆有树脂的有机纤维和硬质树脂。树脂的示例可以包括热塑性树脂、热塑性弹性体(TPE)和热固性树脂。

另外，与胎圈芯6同样地，轮胎框架构件14的树脂的示例可以包括热塑性树脂、热塑性弹性体(TPE)和热固性树脂。然而，考虑到车辆被驱动时的弹性以及制造时的成形性，优选使用热塑性弹性体。

作为热塑性弹性体，可以使用日本产业标准(JIS)K6418中规定的酰胺系热塑性弹性体(TPA)、酯系热塑性弹性体(TPC)、烯烃系热塑性弹性体(TPO)、苯乙烯系热塑性弹性体(TPS)、氨基甲酸酯系热塑性弹性体(TPU)、热塑性橡胶交联剂(TPV)和其它热塑性弹性体(TPZ)。

作为热塑性树脂，可以使用ISO75-2或ASTM D648规定的荷重挠曲温度(荷重0.45MPa)为78℃以上、JIS K7113中的拉伸屈服强度为10MPa以上、JIS K7113中的拉伸断裂伸长率(JIS K7113)为50％以上以及JIS K7206中的维卡软化温度(方法A)为130℃以上的材料。覆盖线4b的树脂4a的拉伸弹性模量(如JIS K7113：1995中规定的)优选为50MPa以上。

各个销12均可以由任何材料制成，但是优选由与框架构件14的材料相同的材料制成并且与之一体地形成。例如，如在框架构件14中一样，可以使用热塑性树脂、热塑性弹性体(TPE)或热固性树脂。

利用上述构造，框架构件14和销12之间没有边界面，从而形成了连续的构件，使得能够抑制在销12和框架构件14之间的边界面(内周面2i)处产生裂纹。另外，能够一次成型框架构件14和销12，这提高了轮胎的生产率。

[第二实施方式]

现在将参照图6和图7说明根据本公开的轮胎的第二实施方式。图6所示的轮胎1是具有类似于图1中的轮胎1的内部增强结构的轮胎，并且图7所示的轮胎10是具有类似于图5中的轮胎10的由树脂制成的框架构件的轮胎。除了通过销12卡定消音器13的模式之外，以与根据第一实施方式的轮胎相同的方式构造图6和图7的轮胎1。

在图6和图7中，销12的扩径部12b暴露于消音器13的轮胎径向内侧。扩径部12b用作用于防止消音器13沿轮胎径向向内从销12脱落的止动件。也就是，扩径部12b通过其最大直径部从轮胎径向内表面支撑消音器13，从而固定消音器13。以这种方式，能够通过简单的方法来稳定地固定消音器13。此外，如在根据第一实施方式的轮胎中那样，由于消音器13未固定地安装于诸如内周面2i等的胎面部2的任何部位，因此在消音器13和内周面2i之间不易积聚热，此外，从消音器13与内周面2i之间以及从消音器13的轮胎宽度方向上的两端完成散热。

在图6和图7所示的示例中，在任何一个实施方式中，胎面部2的内周面2i和消音器13在未固定地安装于彼此的情况下彼此接触。然而，消音器13也可以与胎面部2的内周面2i分离。利用这种构造，与轮胎不滚动时消音器与内周面接触的构造相比，能够进一步增强散热性能。

在本实施方式中，优选的是，销12的轮胎径向长度h1是消音器13的最大厚度t1的100％以上且130％以下。通过将h1/t1设置为大于100％，能够使销12暴露于消音器13的轮胎径向内侧，并且通过将h1/t1设置为130％以下，能够防止由于销的过度暴露而导致销12的耐久性劣化。

销12的轮胎径向长度h1可以是例如5mm以上且50mm以下。通过将长度h1设置为5mm以上，能够稳定地固定消音器13，并且通过将长度设置为50mm以下，能够提高将轮胎安装于轮辋的作业性。

附图标记列表

1：轮胎

2：胎面部

2i：内周面

3：肩部

4：胎侧部

5：胎圈部

6：胎圈芯

7：胎体

8：带束层

9：胎面层

10a、10b：周向槽

11a、11b、11c：陆部

12：销

12a：扩径部

12b：主体部

13：消音器

14：框架构件

Claims

1.一种轮胎，其包括：至少一个销，所述销从所述轮胎的胎面部的内周面朝向轮胎径向内侧突出；和消音器，所述消音器被所述至少一个销固定，其中

所述至少一个销在其末端具有扩径部，通过所述扩径部卡定所述消音器，从而将所述消音器固定到所述销，

所述销与所述轮胎的胎面部的陆部相对应地配置，不配置在与配置于胎面部的槽相对应的区域中，

所述销为多个，所述销之间的最短距离大于所述销的轮胎径向长度。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述扩径部位于所述消音器内。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述扩径部暴露于所述消音器的轮胎径向内侧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述轮胎包括由树脂制成的框架构件。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于，由树脂制成的所述框架构件和所述至少一个销由相同材料制成并且一体地形成。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个销以0.01个/cm²至0.4个/cm²的个数密度配置于所述胎面部的内周面。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述扩径部是在所述轮胎径向内侧具有顶点的锥形实体。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个销在其近端侧与所述胎面部的内周面交界附近的轮廓形状为具有曲率的平面。