CN115701389A

CN115701389A - 空腔降噪轮胎

Info

Publication number: CN115701389A
Application number: CN202210915822.7A
Authority: CN
Inventors: 林希奎; 金昇元
Original assignee: Kumho Tire Co Inc
Current assignee: Kumho Tire Co Inc
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-08-01
Publication date: 2023-02-10
Also published as: US20230043670A1; EP4129715A1

Abstract

一种空腔降噪轮胎，包括：内部衬垫，被配置在轮胎内部；吸音部，附接至所述内部衬垫的表面的至少一部分，并在与所述轮胎的周向平行的第一方向上延伸；以及粘合部，用于将所述吸音部粘合到所述内部衬垫的所述表面。所述粘合部的至少一部分沿着与所述吸音部的边缘相邻的一部分延伸。

Description

空腔降噪轮胎

技术领域

本公开涉及一种空腔降噪轮胎，更具体地，涉及一种用于降低在高负载条件下的行驶期间产生的空腔噪音的轮胎。

背景技术

充气轮胎通过填充空气来吸收车辆行驶过程中不平整路面产生的振动，从而提高车辆的耐久性，并为车辆的乘客提供稳定的乘坐体验。这种轮胎包括与路面接触的胎面，其上形成有多个刀槽花纹和凹槽，从而可以提高车辆的转向性能和驾驶性能。

然而，当车辆行驶时，轮胎可能由于路面的曲率和表面等而被激发。被激发的轮胎可以允许空气在车轮和轮胎之间的空间中流动。这种气流可能在轮胎内部产生噪音。由于轮胎的结构，轮胎内部可能会出现共振现象，从而导致噪音可能会传递到车辆内部。

此外，近年来，世界范围内内燃机汽车的发展一直在减少，以减少二氧化碳，同时电动汽车的发展在上升。尽管与内燃机汽车相比，电动汽车使用的部件数量减少，但安装在电动汽车中的电池具有相当大的重量。由于电动汽车中安装了沉重的电池，因此施加在轮胎上的负载很大。与内燃机汽车的发动机噪音相比，电动汽车的发动机噪音相对较小，因此轮胎噪音在电动汽车中变得很明显。

(现有技术文献)

(专利文献)韩国专利第10-2092174号

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种使用吸音材料的空腔降噪轮胎，以降低轮胎的噪音。

根据本公开的一实施例，提供了一种空腔降噪轮胎，包括：内部衬垫，被配置在轮胎内部；吸音部，附接至所述内部衬垫的表面的至少一部分，并在与所述轮胎的周向平行的第一方向上延伸；以及粘合部，用于将所述吸音部粘合到所述内部衬垫的所述表面，其中，所述粘合部的至少一部分沿着与所述吸音部的边缘相邻的一部分延伸。

所述吸音部的硬度值可以大于0kgf/314cm²且小于或等于9kgf/314cm²。

所述吸音部可以包括聚氨酯泡沫。

所述吸音部的硬度值可以利用以下方式测定，当对配置在所述吸音部的试片上的压板施加3N～5N的力时，将所述压板的位置设置为初始位置，将所述压板以100±20mm/min的速度按压在所述吸音部的所述试片上，直至所述吸音部的厚度变为其初始厚度的75±2.5％，以相同的速度释放压力，以100±20mm/min的速度对所述吸音部的所述试片进行加压，直至所述吸音部的所述试片的厚度变为其初始厚度的25±1％，然后在保持压制20±1秒后测量压力的大小。

所述吸音部可以包括多个吸音部，并且所述多个吸音部可以附接至所述内部衬垫的所述表面以在所述第一方向上彼此间隔开。

每个所述吸音部的所述边缘可以包括在所述第一方向上延伸的第一边缘和在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的第二边缘，以及所述粘合部可以包括：第一粘合部，在所述第一方向上延伸，并被配置为与各所述吸音部的所述第一边缘相邻；以及第二粘合部，在所述第一方向上延伸，并被配置为在所述第二方向上与所述第一粘合部间隔开。

所述粘合部还可以包括：第三粘合部，在所述第二方向上延伸，所述第三粘合部可以连接所述第一粘合部的一端与所述第二粘合部的一端，并被配置为与所述第二边缘相邻。

相邻的所述吸音部上彼此相对设置的所述第三粘合部可以在所述第一方向上彼此间隔开。

以kgf/314cm²为单位的所述吸音部的硬度值可以大于以kgf/cm²为单位的所述吸音部的抗拉强度值，以防止所述吸音部与所述内部衬垫分离。

所述吸音部的所述硬度值与所述抗拉强度值之比的范围可以为2.4～8.6。

所述吸音部的所述硬度值与所述抗拉强度值的比值可以是在联邦机动车辆安全标准第139号的测试条件下测试所述轮胎时，所述吸音部的一端不与所述内部衬垫分离时的比值。

所述吸音部的所述抗拉强度值可以指通过在所述吸音部的长度方向上向外拉动所述吸音部而使所述吸音部断裂时的最大负载，其中，所述吸音部具有预定长度并且包括端部和宽度小于所述端部的宽度的中央部。

根据本发明的一实施例，通过防止附接到轮胎的内部衬垫的吸音部容易与内部衬垫分离，所述轮胎可以具有高耐久性，同时减少轮胎中产生的空腔噪音。

另外，通过寻求并应用吸音部不易与内部衬垫分离的吸音部的硬度和抗拉强度的最佳比例，能够提高轮胎的耐久性。

图式简单说明

图1是示出根据本公开一实施例的轮胎的一部分的示意图；

图2是用于说明根据本公开一实施例的附接到轮胎的内部衬垫的吸音部的图；

图3是用于说明根据本公开一实施例的附接到轮胎的吸音部的硬度测定的图；

图4是用于说明根据本公开一实施例的附接到轮胎的吸音部的抗拉强度测定的图；

图5是示出根据本公开一实施例的吸音部的粘合耐久性测试条件的图表。

具体实施方式

下面结合附图对用于实现本公开技术思想的具体实施例进行详细说明。

在本公开的说明中，可以省略对已知配置或功能的详细描述以阐述本公开。

当一个元件被称为被另一个元件“连接”、“支撑”、“访问”、“提供”、“转移”或“接触”时，可以理解为该元件可以直接连接、支撑、访问、提供、转移或接触到另一个元件，但中间也可能存在其他元件。

本公开中所使用的术语仅用于说明特定实施例，并不用于限制本公开。除非上下文另有明确规定，否则单数表达包括复数表达。

此外，在本公开中，要注意的是，诸如上侧和下侧的表达是基于附图的图示来描述的，但是如果相应对象的方向发生变化，则可以对其进行修改。出于同样的原因，某些部件在附图中被夸大、省略或示意性地示出，且每个部件的尺寸并不能完全反映实际尺寸。

可以使用包括诸如第1、第2等序数的术语来说明各种元件，但是相应元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。

应当理解的是，本说明书中所使用的诸如“包括”之类的术语旨在表示说明书中揭示的某些特定特征、区域、整数、步骤、操作、元件、结合和/或组合的存在，但不排除其他特定特征、区域、整数、步骤、操作、元件、结合和/或组合的存在或附加。

将参照图1至图5所示的附图来描述根据本公开一实施例的空腔降噪轮胎10。根据本实施例的空腔降噪轮胎10包括吸音部100、粘合部110和内部衬垫200。

吸音部100是为了吸收轮胎10内部产生的噪音而提供的。聚氨酯泡沫可用作吸音部100，并且可以以粘合到轮胎10的内部衬垫200的状态提供。由于使用聚氨酯泡沫，在吸音部100的表面或内部会形成多个孔。因此，吸音部100可以通过将空气振动产生的振动能转换成热能来减少气柱共振。这样，吸音部100可以通过降低道路噪音来降低轮胎10中产生的空腔噪音。

如图1所示，吸音部100可以通过粘合剂附接到轮胎10的内部衬垫200。因此，吸音部100可被配置为从内部衬垫200突出。

如图2所示，吸音部100可被配置在轮胎10的内部衬垫200的内表面上以具有预定长度。吸音部100可以包括多个吸音部100，并且多个吸音部件100可被配置在内部衬垫200的内表面上，以沿着轮胎的圆周方向彼此隔开预定距离。例如，吸音部100可以包括第一吸音部100a和第二吸音部100b，并且，第一吸音部100a和第二吸音部100b可以沿着轮胎的圆周方向彼此隔开预定距离。尽管在图2中仅示出了两个吸音部件100，但本公开不限于此，三个或更多吸音部件100可以以预定间隔粘合到内部衬垫200的内表面。

粘合部110可以是涂布粘合剂的区域。吸音部100可以通过涂布到粘合部110的粘合剂粘合到内部衬垫200。此外，粘合部110可被配置在与吸音部100的边缘相邻的区域中并且可以沿着吸音部100的长度方向延伸。

例如，粘合部110可被配置在平行于轮胎周向的第一方向或垂直于第一方向的第二方向上。这里，第一方向可以是吸音部100安装在内部衬垫200上的状态下的吸音部100的长度方向，即，图2所示的x轴方向。此外，第二方向可以指吸音部100的宽度方向，即，图2所示的y轴方向。粘合部110可以包括第一粘合部112、第二粘合部114和第三粘合部116。

第一粘合部112可以在吸音部100上在第一方向上延伸。第一粘合部112可被配置在与吸音部100的边缘相邻的位置处，并且两个第一粘合部112可以分别被配置为与吸音部100在第二方向上的两侧边缘相邻。

第二粘合部114可被配置在两个第一粘合部112之间以在吸音部100上在第一方向上延伸。例如，第二粘合部114可被配置为在与第一粘合部112间隔预定距离的位置处在第一方向上延伸到吸音部100的内侧。

第二粘合部114可以包括一个或多个第二粘合部114，该第二粘合部114可以设置在两个第一粘合部112之间，所述两个第一粘合部112被配置为与吸音部100在第二方向上的两侧边缘相邻。

第三粘合部116可以在吸音部100上在第二方向上延伸。第三粘合部116可被配置为在第一方向上与第一粘合部112的一端和第二粘合部114的一端连接。此外，第三粘合部116可被配置为与吸音部100在第一方向上的两端相邻。例如，两个第三粘合部116可以分别被配置为与第一吸音部100a在第一方向上的两端相邻。此外，两个第三粘合部116可以分别被配置为与第二吸音部100b在第一方向上的两端相邻。此外，与吸音部100的一端相邻设置的第三粘合部116与邻接的第三粘合部116间隔开，该邻接的第三粘合部116被配置为与邻接的吸音部100在第一方向上的另一端相邻。例如，参照图2，与第一吸音部100a和第二吸音部100b的相对端相邻设置的第三粘合部116沿第一方向彼此间隔开，并且内部衬垫200可以通过第一吸音部100a和第二吸音部100b之间的间隙暴露。

涂布粘合剂的粘合部110的位置可以根据需要改变，并且涂布的粘合剂量也可以根据需要改变。包括在粘合部110中的粘合剂可以是基于硅树脂的粘合剂，并且可以由如下表1中描述的成分和含量组成。

表1

化学名称	含量(％)
		硅树脂	40–50％
石灰石	30–40％
		碳酸钙	1–10％
填料	1–10％
		硅氮烷	1–10％
硅烷衍生物	1–<10％
		黑色素	1–10％
八甲基环四硅氧烷	0.3–1％
		石英(SiO<sub>2</sub>),<1％可吸入	0.1–1％

当吸音部100使用粘合部110附接到内部衬垫200时，可以清洗内部衬垫200。当制造轮胎10时，脱模剂或脱模涂层可以保留在轮胎10中以便于分离。因此，在去除轮胎中的脱模剂、异物等之后，可以将粘合剂涂布到内部衬垫200以将吸音部100粘合到内部衬垫200。由于粘合剂被涂布到与吸音部100的边缘相邻的位置，吸音部100可以更牢固地粘合到内部衬垫200上。

邻接的吸音部100在第一方向上的相对端可以间隔预定距离。因此，内部衬垫200可以包括没有提供吸音材料的区域。为了修复轮胎10中的刺痕，可以将刺痕修复套件(轮胎机动性套件、轮胎密封剂套件、轮胎修复套件等)的溶液注入轮胎中。刺痕修复套件的注入溶液可以通过轮胎的旋转运动涂布到轮胎内部，并且可以流入轮胎的损坏部分以密封损坏部分。

在这种情况下，在通过轮胎的旋转运动将刺痕修复套件的溶液涂布到轮胎内部的初始阶段，刺痕修复套件的溶液可以流过吸音部100，并且还通过未提供吸音材料的区域流向与将刺痕修复套件的溶液注入轮胎的一侧相对的一侧，而不被吸音部100吸收。因此，提高了刺痕修复套件的溶液的流动性，使得刺痕修复套件的溶液可以更快、更广泛地涂布于内部衬垫200。

轮胎10可设置有与路面接触的胎面部分，并且胎冠层、钢带、内部衬垫和胎体可被配置在胎面部分内。在本实施例中，吸音部100可以附接到内部衬垫200的内侧。

内部衬垫200被配置在轮胎10的最内侧，吸音部100以圆形配置在内部衬垫200的内表面。在这种情况下，如图2所示，吸音部100的相对端可被配置为彼此间隔预定距离。

由于吸音部100被配置在内部衬垫200的内侧，吸音部100可以吸收车轮和内部衬垫200之间的空间中产生的共振声。在这种情况下，重要的是吸音部100不会因施加到轮胎10的负载而与内部衬垫200分离。当给定水平或更大的负载持续施加到轮胎10时，通过粘合剂附接到内部衬垫200的吸音部100可能从内部衬垫200分离，并且可能在轮胎10中引起噪音和振动。

因此，满足耐久性标准(例如，联邦机动车辆安全标准(FMVSS)第139号)是必要的。通常，为了确保吸音部100的耐久性，抗拉强度高是好的，但随着抗拉强度的增加，吸音部100的硬度也随之增加。因此，当给轮胎10施加给定水平或更大的负载时，在吸音部100具有高硬度的情况下，吸音部100与轮胎10的内部衬垫200分离的可能性会增加。

随着施加到轮胎10的负载增加，路面产生的振动能量增加，并且传递到吸音部100的振动能量增加。此外，随着吸音部100的硬度增加，传递到吸音部100的振动能量增加。因此，吸音部100的硬度越高，吸音部100因传递的振动能量而与内部衬垫200分离的可能性越高。

因此，需要测试吸音部100的抗拉强度，以稳定地保持吸音部100的耐久性，同时调节吸音部100的硬度以防止吸音部100与内部衬垫200分离。

如图3所示，可以测试吸音部100的硬度(2012年修订的JIS K 6400-2(D)，I.L.D25％)。吸音部100的试片具有边长为80mm至100mm，厚度为50±2mm的正方形形状，吸音部100的试片上设置有圆形压板300。当对压板300施加3N至5N的力时，将压板300的位置设置为初始位置，压板300以100±20mm/min的速度按压在吸音件100的试片上，直至吸音部100的试片的厚度变为初始厚度的75±2.5％，然后以相同的速度释放压力。之后，以100±20mm/min的速度对吸音部100的试片进行加压，直至吸音部100的试片的厚度变为初始厚度的25±1％，然后在保持压制20±1秒后测量压力的大小。此时，测得的压力大小即为硬度值。

此外，利用具有图4所示形状的吸音部100的试片，对吸音部100的抗拉强度进行测试(2012年修订的JIS K6400-5)。例如，用于吸音部100的抗拉强度测试的试片可以通过将板状块的试片切割成哑铃形来制造。根据JIS K6400-5进行抗拉强度测试的吸音部100的试片的形状和尺寸按照哑铃2号设置，厚度设置为10mm～15mm，试片的数量可以设置为5个或更多。此外，将试片的厚度偏差设定在±2％以内。

在试片上，垂直于试片纵向(即图4所示的箭头方向)且相互平行的两条标记线等分标记。此外，标记线之间的距离为40mm或更小。

试片的总长度S1例如可以是120±5mm，凹部的长度S2可以是40mm，弯曲部的长度S3可以是25mm。另外，试片的宽度W1可以是25±0.5mm，凹部的宽度W2可以是10±0.1mm。

抗拉强度测试速度为500±50mm/min，在标记线之间范围外的位置断裂的试片视为无效，继续测试，直到在标记线之间范围内的位置断裂的试片数量变为5个。

抗拉强度TS可被计算为TS＝(F/A)x 10³，其中F为断裂时的最大负载(力)，其单位为N，A为测量前的吸声部100的试片的平均横截面积，其单位为mm²。

在这种情况下，在测试其硬度时使用的吸音部100的试片如图3所示，且如图4所示，测试吸音部100的抗拉强度时的试片也可以彼此不同。例如，附接到轮胎10的实际吸音部100的形状或厚度可能与测试硬度和抗拉强度时使用的试片的形状或厚度不同。

此外，按照上述方法测试了其硬度和抗拉强度的吸音部100，使用如图5所示的条件测试其是否符合轮胎10的耐久性标准。

在这种情况下，气压条件如表2所示，速度、负载和时间条件如表3所示。

表2

测试压力(psi)	标准	附加
				负载轮胎	负载轮胎
耐久测试	26	32
			低通胀压力(L.I.P)	20	23

表3

其中，LI表示负载指数，LI 102表示负载为850Kgf(100％)，上述条件下运行的测试结果见表4。

表4

如表4所示，当吸音件100的硬度与抗拉强度之比的范围为2.4～8.6时，已经确认吸音部100没有与轮胎10的内部衬垫200分离。另外，在吸音部100的硬度与抗拉强度之比在2.4～8.6的范围外的示例1～13中，已经确认吸音部100与轮胎10的内部衬垫200部分或完全分离。

此外，当给轮胎10施加给定水平或更大的负载时，随着吸音部100的硬度增加，吸音部100与轮胎10的内部衬垫200分离的可能性增加。吸音部100的硬度越高，吸音部100与轮胎10分离的可能性越大的原因在于，由于路面产生的振动能量随着施加到轮胎10的负载的增加而增加，这导致传递到吸音部100的振动能量增加。在这种情况下，吸音部100的硬度越高，振动能量的传递功率就越大，从而吸音部100的振动会增加。因此，吸音部100的硬度越高，吸音部100的端部因传递的振动能量而与内部衬垫200分离的可能性越高。

即，根据吸音部100的硬度与粘合部110的位置之间的关系，能够求出吸音部100不与轮胎10的内部衬垫200分离的条件。

表5示出了确认吸音部100未与轮胎10的内部衬垫200分离的条件的测试结果。

表5

为了确认吸音部100的附接性能，表5所示的测试是在作为低温耐久性评价条件的75％的最大负载(负载指数)、-25℃的温度、60kph的行驶速度、以及20,000km的行驶距离下进行的。

如表5所示，在吸音部100的端部(在第一方向上与吸音部100的边缘相邻的位置)涂布粘合剂的情况下，可以看出吸音部100在吸音部100的硬度为10.9kgf/314cm²时被分离，在吸音部100的硬度为8.6kgf/314cm²时不被分离。因此，可以看出当吸音部100的硬度为9kgf/314cm²或以下时，吸音部100的端部不会与轮胎10的内部衬垫200分离。

此外，吸音材料的硬度是根据JIS K 6400-2(D)测试条件使用如图3所示的上述压板300进行测试的。另外，使用轮胎修复套件对吸音部100的位置进行刺痕修复的评价结果如表6所示。

表6

当在内部衬垫200的中心产生刺痕时，无论在吸音部100的端部(在第一方向上与吸音部100的边缘相邻的位置)涂布粘合剂的情况如何，刺痕修复评价均良好。然而，当在内部衬垫200的肩部产生刺痕时，更具体地，当轮胎的胎面的肩部产生刺痕时，仅在吸音部100的端部涂布粘合剂时，刺痕修复评价良好。

由此可知，在轮胎10产生刺痕的情况下，当吸音部100的端部设置粘合部110时，刺痕修复评价良好。

以上，将本公开的示例作为具体实施例进行了说明，但这些仅为示例，本公开不限于此，根据本说明书所揭示的技术思想，其应被解释为具有最广泛的范围。本领域技术人员可以通过组合/替换所公开的实施例来实现未揭示的形状的图案，这并不脱离本发明的范围。此外，本领域技术人员可以很容易地根据本说明书对所公开的实施例进行变更或修改，显然这样的变更或修改均属于本发明的范围之内。

Claims

1.一种空腔降噪轮胎，其特征在于，包括：

内部衬垫，被配置在轮胎内部；

吸音部，附接至所述内部衬垫的表面的至少一部分，并在与所述轮胎的周向平行的第一方向上延伸；以及

粘合部，用于将所述吸音部粘合到所述内部衬垫的所述表面，

其中，所述粘合部的至少一部分沿着与所述吸音部的边缘相邻的一部分延伸。

2.如权利要求1所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部的硬度值大于0kgf/314cm²且小于或等于9kgf/314cm²。

3.如权利要求2所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部包括聚氨酯泡沫。

4.如权利要求2所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部的硬度值是利用以下方式测定的，当对配置在所述吸音部的试片上的压板施加3N～5N的力时，将所述压板的位置设置为初始位置，将所述压板以100±20mm/min的速度按压在所述吸音部的所述试片上，直至所述吸音部的厚度变为其初始厚度的75±2.5％，以相同的速度释放压力，以100±20mm/min的速度对所述吸音部的所述试片进行加压，直至所述吸音部的所述试片的厚度变为其初始厚度的25±1％，然后在保持压制20±1秒后测量压力的大小。

5.如权利要求1所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部包括多个吸音部，以及

所述多个吸音部附接至所述内部衬垫的所述表面以在所述第一方向上彼此间隔开。

6.如权利要求5所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，每个所述吸音部的所述边缘包括在所述第一方向上延伸的第一边缘和在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸的第二边缘，以及

其中，所述粘合部包括：

第一粘合部，在所述第一方向上延伸，并被配置为与各所述吸音部的所述第一边缘相邻；以及

第二粘合部，在所述第一方向上延伸，并被配置为在所述第二方向上与所述第一粘合部间隔开。

7.如权利要求6所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述粘合部还包括：

第三粘合部，在所述第二方向上延伸，

其中，所述第三粘合部连接所述第一粘合部的一端与所述第二粘合部的一端，并被配置为与所述第二边缘相邻。

8.如权利要求7所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，相邻的所述吸音部上彼此相对设置的所述第三粘合部在所述第一方向上彼此间隔开。

9.如权利要求1所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，以kgf/314cm²为单位的所述吸音部的硬度值大于以kgf/cm²为单位的所述吸音部的抗拉强度值，以防止所述吸音部与所述内部衬垫分离。

10.如权利要求9所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部的所述硬度值与所述抗拉强度值之比的范围为2.4～8.6。

11.如权利要求9所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部的所述硬度值与所述抗拉强度值的比值是在联邦机动车辆安全标准第139号的测试条件下测试所述轮胎时，所述吸音部的一端不与所述内部衬垫分离时的比值。

12.如权利要求9所述的空腔降噪轮胎，其特征在于，所述吸音部的所述抗拉强度值是指通过在所述吸音部的长度方向上向外拉动所述吸音部而使所述吸音部断裂时的最大负载，其中，所述吸音部具有预定长度并且包括端部和宽度小于所述端部的宽度的中央部。