CN1750943A - 轮胎/车轮组装体及降低噪音用内装体 - Google Patents

轮胎/车轮组装体及降低噪音用内装体 Download PDF

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Abstract

在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部内，配置有由嵌合在轮辋上的左右弹性环和安装在弹性环间的环状体所构成的降低噪音用内装体。降低噪音用内装体的环状体，以使由降低噪音用内装体和充气轮胎所围起来的环状的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化的方式来构成的。

Description

轮胎/车轮组装体及降低噪音用内装体
技术领域
本发明涉及轮胎/车轮组装体以及降低噪音用内装体，更详细地说，涉及降低噪音用内装体的安装操作性优异的轮胎/车轮组装体以及在其上使用的噪音降低用内装体。
背景技术
近些年，作为环境对策的一环，在市场上要求低噪音的充气轮胎。因此，作为其对策，例如在特开2001-113902号公报中，公开了如下技术：作为降低噪音用内装体将凸状构件沿着轮胎圆周方向以规定的间隔配置在轮辋上，使由轮辋和充气轮胎所围起来的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化。
在充气轮胎的噪音之一中，有车辆行驶中的充气轮胎的空洞部分内的气柱共鸣音，但是通过如上述那样使空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化而使气柱共鸣频率变动，就会改善气柱共鸣所引起的路面噪音。
然而，由于如果如上述那样将安装在轮胎内的轮辋上的降低噪音用内装体预先固定在轮辋上，就会成为轮胎的轮辋安装的阻碍，因此会产生在轮胎的轮辋安装后，需要作业者将手从轮辋和轮胎之间的狭小间隙伸入来固定的复杂的操作，安装操作性非常恶劣这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮胎/车轮组装体以及在其上使用的降低噪音用内装体，所述轮胎/车轮组装体能够实现充气轮胎的空洞部分的气柱共鸣所引起的路面噪音的改善，同时能够大幅度地提高降低噪音用内装体的安装操作性。
为达成上述目的的本发明的轮胎/车轮组装体，其特征在于，在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部中，配置由嵌合在该轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环间的环状体所构成的降低噪音用内装体，以使由上述降低噪音用内装体和上述充气轮胎所围起来环状的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化的方式构成该环状体。
在上述本发明的轮胎/车轮组装体中使用的降低噪音用内装体，是配置在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部中的降低噪音用内装体，其特征在于，由能够嵌合在上述轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环之间的环状体所构成，并且以使由上述降低噪音用内装体和上述充气轮胎所围起来环状的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化的方式构成该环状体。
因为通过像这样地使由上述降低噪音用内装体和上述充气轮胎所围起来环状的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化、可以使在车辆行驶中在充气轮胎的空洞部分所产生的气柱共鸣频率变动，因此可以降低由空洞部分的气柱共鸣所引起的路面噪音。
另外，由于降低噪音用内装体的弹性环嵌合在轮辋上，因此在将降低噪音用内装体插入充气轮胎的空洞部分内之后，可以用通常的轮辋组装操作来进行安装，不再需要以往的在轮辋组装后、操作者将手从轮辋和轮胎之间的狭小间隙伸入来进行固定的复杂的操作，其结果，降低噪音用内装体的安装操作性大幅度地提高。
本发明的其他的轮胎/车轮组装体，其特征在于：以将上述充气轮胎的空洞部分为内侧空洞部和外侧空洞部的方式，将降低噪音用内装体配置在安装在车轮的轮辋上充气轮胎的空洞部中，所述降低噪音用内装体是由嵌合在该轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环之间的环状体构成的；在上述环状体上形成将上述内侧空洞部和外侧空洞部连通的多个贯通孔；将该贯通孔以上述贯通孔的开口总面积在将上述环状体沿圆周方向等分的区域之间不同的方式不均匀地分布。
在上述本发明的其他的轮胎/车轮组装体中使用的降低噪音用内装体，是配置在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部中的降低噪音用内装体，其特征在于，由能够嵌合在该轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环之间的环状体构成，并且在上述环状体上形成多个贯通孔，同时，将该贯通孔以上述贯通孔的开口总面积在将上述环状体沿圆周方向等分的区域之间不同的方式不均匀地分布。
由于通过像这样地将贯通孔不均匀地分布在环状体的等分的区域之间，可以将贯通孔和内侧空洞部分作为亥姆霍兹共鸣消音器来使用，来吸收并降低车辆行驶中的充气轮胎的空洞部分的气柱共鸣音，因此可以改善充气轮胎的空洞部分的气柱共鸣所引起的路面噪音，并且由于与上述相同的原因，可以大幅度地改善降低噪音用内装体的安装操作性。
附图说明
图1是由本发明的一个实施方式构成的轮胎/车轮组装体的侧视图。
图2(A)是以子午线剖面来表示图1的区域A、C的放大剖面图。
图2(B)是以子午线剖面来表示图1的区域B、D的放大剖面图。
图3(A)、(B)是表示由本发明的另一实施方式构成的轮胎/车轮组装体，图3(A)是相当于图2(A)的放大剖面图，图3(B)是相当于图2(B)的放大剖面图。
图4是以轮胎子午线剖面来显示由本发明的再一实施方式构成的轮胎/车轮组装体的主要部分的放大剖面图。
图5是将图4的降低噪音用内装体的主要部分切开表示的局部放大立体图。
具体实施方式
下面，参照附图具体地说明本发明的实施的方式。
图1、2表示由本发明的一个实施方式构成的轮胎/车轮组装体，X是轮胎/车轮组装体，1是车轮，2是充气轮胎，3是降低噪音用内装体。这些车轮1、充气轮胎2、降低噪音用内装体3形成下述构成：以车轮旋转轴为中心同轴地形成环状，将降低噪音用内装体配置在安装在车轮1的轮辋1A上的充气轮胎2的空洞部分2A内。
降低噪音用内装体3由安装在轮辋1A上的左右弹性环4和固定设置在该弹性环4之间的环状体5构成。弹性环4由橡胶、弹性树脂等的弹性材料构成，其内径形成与充气轮胎2的胎圈部2b的内径大致相同的尺寸，可以嵌合到轮辋1A上。
作为构成弹性环4的橡胶、弹性树脂，只要是能够将环状体5稳定支撑在轮辋1A上，任何的材料均可，例如，作为橡胶可以列举天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶等，作为弹性树脂可以列举发泡聚氨酯等的发泡树脂。
环状体5由板状的构件构成，内周侧由分开成双腿状的左右腿部6和连接在该左右腿部6之间的双峰状的顶部7形成弓形，左右腿部6安装在支撑在轮辋1A上的左右弹性环4上。环状体5在轮胎爆胎的时候没有支撑轮胎内面的支撑能力，作为构成这样的环状体5的材料，只要是仅在车辆行驶时(降低噪音用内装体处于与充气轮胎2相分离的状态的通常车辆行驶时)能够保持形状的，由任何的材料构成均可，例如可以优选使用金属、树脂等的刚性材料。
作为金属，可以例举钢、铝等。作为树脂，热塑性树脂及热固化性树脂的任意一种均可。作为热塑性树脂，可以列举尼龙、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、ABS等，另外作为热固化性树脂，可以列举环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。树脂可以单独使用，也可以配合加强纤维作为纤维强化树脂来使用。从轻量化的方面考虑，使用树脂比金属更好。
上述双腿部沿圆周方向具有4等分的区域A、B、C、D。在相对的区域A、C中，如图2(A)所示，沿圆周方向具有向内侧凹陷的剖面圆弧状的凹陷部6A；在相对的区域B、D中，如图2(B)所示，沿圆周方向具有向外侧凸出的剖面圆弧状的凸出部6B。由此腿部6的剖面形状在轮胎圆周方向上周期变化，由此也使由降低噪音用内装体3和充气轮胎2所围成的环状的空洞部分2A的剖面面积在轮胎圆周方向上以规则的周期周期变化。
或者，也可以代替上述腿部6，在区域A、C中如图3(A)所示那样地将双峰状的顶部7形成向内部深深地凹陷的圆弧状的凹陷部形状，另一方面，在区域B、D中如图3(B)所示那样形成3个向外侧凸出的圆弧状的微凸部7a的形状，使顶部7的剖面形状在轮胎的圆周方向上周期变化。
另外，也可以是这些的组合，例如，也可以将区域A的环状体5的剖面形状形成图3(A)，将区域B的环状体5的剖面形状形成图3(B)，将区域C的环状体5的剖面形状形成图2(A)，将区域D的环状体5的剖面形状形成图2(B)。
另外，也可以在腿部6和顶部7的双方上都设置上述的凹凸，从而使由环状体5和充气轮胎2所围成的空洞部分2A的剖面面积在轮胎圆周方向上变化；进而在图2(A)、(B)的实施方式中，在双方的腿部6上设置有凹陷部6A或者凸出部6B，但是也可以在任意一方的腿部6上设置，另外也可以将它们组合而构成环状体5。
像这样所构成的环状体5，通过形成按每个区域分割的多个环状片，并将它们接合就可以很简单地得到。
为了组装上述的轮胎/车轮组装体，首先，使降低噪音周内装体3处于其中心轴和轮胎周相垂直的状态，从轮胎轴方向嵌入充气轮胎2的胎圈部2b内周侧，接下来，使降低噪音用内装体3旋转90°，插入空洞部分2A内。
通过像这样地在将降低噪音用内装体3收纳在空洞部分2A内的状态下、按照与通常的充气轮胎2的轮辋组装相同的顺序将充气轮胎组装在轮辋上，从而将弹性环4与充气轮胎2的胎圈部2b一起嵌合到轮辋1A的轮辋座(リムシ一ト)1a上，就可以得到具备降低噪音用内装体3的轮胎/车轮组装体。
根据上述的本发明，由于可以通过环状体5而使由降低噪音用内装体3和充气轮胎2所围起来的环状的空洞部分的2Aa的剖面面积在轮胎圆周方向上变化，从而可使在车辆行驶中由空洞部分2A产生的气柱共鸣频率变动，因此，可以降低由空洞部分2A的气柱共鸣所引起的路面噪音。
并且，由于弹性环4嵌合在轮辋1A上，所以在将降低噪音用内装体3插入充气轮胎2的空洞部2A内之后，可以用通常的组装操作来安装，因此不再需要在轮辋组装后、操作者将手从轮辋和轮胎之间的狭小间隙伸入来进行固定的复杂的操作，可以大幅度地提高降低噪音用内装体3的安装操作性。
在上述的实施方式中，在如上述那样地使空洞部分2Aa的剖面面积变化的情况下，优选为以使空洞部分2Aa的最大剖面面积比最小剖面面积增加2％或其以上的方式变化。在图示的例子中，区域A、C是最大剖面面积，区域B、D是最小剖面面积，使区域A、C的空洞部分2Aa的剖面面积比区域B、D的剖面面积大2％或其以上。该差如果不到2％，就会难以使气柱共振频率有效地变动。优选为，将差取为5％或其以上为好。作为上限值，从环状体5的加工性的方面考虑取为20％或其以下为好。
由于可以使制造简单，因此上述环状体5优选为如上述那样，形成按每个区域分割的多个环状片，通过将它们接合而构成，但显然并不仅限于此，例如也可以一体成形。
在像这样地接合环状片从而形成环状体5的情况下，在接合处的凸凹部分上会产生阶梯，就会形成连通环状体5的外侧和内侧的间隙，该间隙也可以放之不管，也可以使用其他的材料填充。优选地，填充会略微有助于路面噪音的降低。
另外，在各环状片的两端部形成没有凹凸的形状，也可以形成在结合的时候不会产生阶梯的构成。
空洞部分2Aa的剖面面积，在效果上优选如上述那样使其周期变化。但并不限定于此，也可以是随机的非周期变化。
在使空洞部分2Aa的剖面面积周期变化的情况下，该周期优选2个周期，在这种情况下，如上述的图2、3的实施方式那样，最大剖面面积区域-最小剖面面积区域-最大剖面面积区域-最小剖面面积区域并列的2个周期为好。
腿部6的凹陷部分6A和凸出部分6B，在上述的例子中形成了剖面圆弧状，但是只要空洞部分2Aa的剖面面积在轮胎圆周方向变化，采用任何形状都可以。图3所示的顶部7也是一样的。
图4表示由本发明的另一实施方式构成的轮胎/车轮组装体，该轮胎/车轮组装体Y是这样的组装体：代替上述的将环状体5形成凹凸状的构成，如图5所示那样，在环状体5的双腿部6形成多个贯通孔8。通过贯通孔8将由配置在空洞部分2A中的降低噪音用内装体3分隔开的封闭状态的内侧空洞部分2A1和封闭状态的外侧空洞部分2A2连通。
在图示的例子中，在将环状体5沿圆周方向4等分的区域A、B、C、D(参照图1)中，将环状体5的外侧面5a的贯通孔8的开口合计面积最大的区域A、C和最小的区域B、D交错配置，贯通孔8以在区域间使贯通孔8的开口合计面积不同的方式不均匀地分布。
由于通过像这样地使贯通孔8不均匀地分布在等分的区域A、B、C、D之间，贯通孔8和内侧空洞部分2A1作为亥姆霍兹共鸣消音器而起作用，因此，可以吸收并降低车辆行驶中的充气轮胎2的空洞部分2A的气柱共鸣音，从而，可以改善由充气轮胎2的空洞部分2A的气柱共鸣音引起的路面噪音。另外，通过嵌合在轮辋1A上的弹性环4可以大幅度地提高降低噪音用内装体3的安装操作性。
上述贯通孔8的开口合计面积最大的区域A、C，贯通孔8的开口合计面积优选为比最小的区域B、D大5～10％。该差如果比5％小，就难以有效发挥消音作用。相反如果超过10％，降低噪音用内装体3的圆周上的质量差就会加大，有时会成为振动产生的原因。
从最大限度地提高降低噪音的效果的方面考虑，优选将贯通孔8的不均匀的分布如上述那样设成将开口合计面积最大的区域A、C和最小的区域B、D交错配置的2个周期的构成，但是并不限定于此，可以在将环状体5沿圆周2～7等分的区域上，将贯通孔8的开口合计面积以贯通孔8的开口合计面积最大的区域比最小的区域大5～10％的方式来设置。由于如果设为8等分或其以上，贯通孔8的分布就会接近均匀，因而不优选。
贯通孔8的形状并不限定于图示的椭圆形，也可以是圆形或矩形、正方形等，只要是可以将内侧空洞部分2A1和外侧空洞部分2A2连通即可。
作为贯通孔8的开口长度，取为3～6mm为好。另外，在这里所说的开口长度，在椭圆的情况下指的是长轴和短轴，在圆形的情况下指的是直径，在矩形或正方形的情况下指的是通过中心的对角线的长度。开口长度如果不到3mm，就难以有效发挥消音效果；相反如果超过6mm，该噪音的频率区域的消音效果就容易降低。
作为环状体5的外侧面5a的贯通孔8的开口总面积，相对于环状体5的外侧面5a的全面积，取为0.3～6.0％为好。如果开口总面积比0.3％小，从消音效果上不优选。相反如果比6.0％大，在区域间在开口合计面积上就会产生较大的差，在贯通孔8较密集的区域，贯通孔互相就会过于靠近，其结果，相对于高速行驶时的离心力就会有强度不够的情况，因而不优选。
另外，在不均匀地配置有上述的贯通孔8的环状体5中，上述等分区域，作为在下述那样的位置划分成的区域而被识别，所述的位置是指，在使该等分线段沿圆周方向移动0～360°时，在任意一个区域中贯通孔8的开口合计面积为最大的位置。
本发明表示了在上述实施方式中将顶部7构成双峰状的例子，但也可以是单峰状或者3峰状，进而也可以设为三角状，该形状没有特殊限定。
实施例
在轮胎尺寸为205/55R16、轮辋尺寸为16×16/2JJ上设为相同，分别制作下述的轮胎/车轮组装体：具有在环状体的腿部设有凹陷凸起的图2(A)、(B)所示的构成的本发明轮胎/车轮组装体1(本发明组装体1)，具有在环状体的顶部设有凹陷凸起的图3(A)、(B)所示的构成的本发明轮胎/车轮组装体2(本发明组装体2)，在环状体的腿部不均匀地配置贯通孔的图4所示的构成的本发明轮胎/车轮组装体3(本发明组装体3)，在本发明轮胎/车轮组装体1中在环状体的腿部没有设置凹陷凸起的比较轮胎/车轮组装体1(比较组装体1)，以及没有配置降低噪音用内装体的比较轮胎/车轮组装体2(比较组装体2)。
本发明轮胎/车轮组装体1、2的空洞部分的剖面面积，最大面积比最小面积大4％。本发明轮胎/车轮组装体3的区域间的贯通孔的开口合计面积的最大和最小的差为7％。
将这些各实验轮胎/车轮组装体的空气压力设为200kPa，然后安装在排气量2.5升的轿车上，通过下面所示的方法进行路面噪音的评价实验，就得到表1所示的结果。
路面噪音
在干燥路面的试验路线中，测定在以50km的时速直线行驶时的车内噪音，与100～500Hz区域的局部全部值(partial overall)相比较。将其结果以比较轮胎/车轮组装体2为基准来表示。该值越小，路面噪音越低，噪音性能越优异。
                                    表1
 比较组装体1  比较组装体2  本发明组装体1   本发明组装体2  本发明组装体3
  路面噪音   0dB   基准   -1.1dB   -1.3dB   -1.6dB
从表1可知，本发明的轮胎/车轮组装体可以改善由充气轮胎的空洞部分的气柱共鸣所引起的路面噪音。
工业应用前景
具有上述的优异效果的本发明的轮胎/车轮组装体，可以安装到车辆上，作为降低由充气轮胎的空洞部分的气柱共鸣所引起的噪音的轮胎/车轮组装体，非常有效地使用。

Claims (22)

1.一种轮胎/车轮组装体，其中，在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部中，配置由嵌合在该轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环间的环状体构成的降低噪音用内装体，以使由上述降低噪音用内装体和上述充气轮胎所围起来环状的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化的方式构成该环状体。
2.如权利要求1所述的轮胎/车轮组装体，其中，使上述空洞部分的剖面面积以最大剖面面积比最小剖面面积大2％或其以上的方式变化。
3.如权利要求1或2所述的轮胎/车轮组装体，其中，使上述空洞部分的剖面面积周期变化。
4.如权利要求1、2或3所述的轮胎/车轮组装体，其中，使上述环状体的剖面形状在轮胎圆周方向上变化。
5.如权利要求1、2、3或4所述的轮胎/车轮组装体，其中，将在圆周方向上分割的多个环状片接合而构成上述环状体。
6.一种轮胎/车轮组装体，其中，以将上述充气轮胎的空洞部分为内侧空洞部和外侧空洞部的方式，将降低噪音用内装体配置在安装在车轮的轮辋上充气轮胎的空洞部中，所述降低噪音用内装体是由嵌合在该轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环之间的环状体构成的；在上述环状体上形成将上述内侧空洞部分和外侧空洞部连通的多个贯通孔；将该贯通孔以上述贯通孔的开口总面积在将上述环状体沿圆周方向等分的区域之间不同的方式不均匀地分布。
7.如权利要求6所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述等分的区域具有贯通孔的开口合计面积最大的区域和最小的区域，该最大区域比最小区域开口合计面积大5～10％。
8.如权利要求6或7所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述等分区域是将上述环状体沿圆周方向2～7等分的区域。
9.如权利要求8所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述等分区域是将上述环状体沿圆周方向4等分的区域，将该4等分的区域构成为将上述贯通孔的开口合计面积最大的区域和最小的区域交错配置。
10.如权利要求6、7、8或9所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述贯通孔的开口长度为3～6mm。
11.如权利要求6、7、8、9或10所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述环状体的外侧面的全部贯通孔的开口总面积相对于上述环状体的外侧面的面积为0.3～6.0％。
12.一种降低噪音用内装体，它是配置在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部中的降低噪音用内装体，由能够嵌合在上述轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环之间的环状体构成，并且以使由上述降低噪音用内装体和上述充气轮胎所围起来环状的空洞部分的剖面面积在轮胎圆周方向上变化的方式构成该环状体。
13.如权利要求12所述的降低噪音用内装体，其中，使上述空洞部分的剖面面积以最大剖面面积比最小剖面面积大2％或其以上的方式变化。
14.如权利要求12或13所述的降低噪音用内装体，其中，使上述空洞部分的剖面面积周期变化。
15.如权利要求12、13或14所述的降低噪音用内装体，其中，使上述环状体的剖面形状在圆周方向上变化。
16.如权利要求12、13、14或15所述的降低噪音用内装体，其中，将在圆周方向上分割的多个环状片接合而构成上述环状体。
17.一种降低噪音用内装体，它是配置在安装在车轮的轮辋上的充气轮胎的空洞部中的降低噪音用内装体，由能够嵌合在该轮辋上的左右弹性环和安装在该弹性环之间的环状体所构成，并且在上述环状体上形成多个贯通孔，同时，将该贯通孔以上述贯通孔的开口总面积在将上述环状体沿圆周方向等分的区域之间不同的方式不均匀地分布。
18.如权利要求17所述的降低噪音用内装体，上述等分的区域具有贯通孔的开口合计面积最大的区域和最小的区域，该最大区域比最小区域开口合计面积大5～10％。
19.如权利要求17或18所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述等分区域是将上述环状体沿圆周方向2～7等分的区域。
20.如权利要求19所述的轮胎/车轮组装体，其中，上述等分区域是将上述环状体沿圆周方向4等分的区域，将该4等分区域构成为将上述贯通孔的开口合计面积最大的区域和最小的区域交错地配置。
21.如权利要求17、18、19或20所述的降低噪音用内装体，其中，上述贯通孔的开口长度为3～6mm。
22.如权利要求17、18、19、20或21所述的降低噪音用内装体，其中，上述环状体的外侧面的全部贯通孔的开口总面积相对于上述环状体的外侧面的面积为0.3～6.0％。
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