CN1872572A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种充气轮胎，包括：主体，该主体包括胎面部分、一对胎侧部分、一对各包括一胎圈芯的胎圈部分、经过胎侧部分和胎面部分在胎圈部分之间延伸的胎体、轮胎周向上的轻点以及所述轻点的相对点；和减噪器，该减噪器由比重在0.005～0.060范围内的海绵材料制成，并附装到所述胎面部分的内表面，所述减噪器在轮胎周向上延伸而在其两端部之间形成的缝隙部分，并且所述缝隙部分的中心位于轮胎周向上与所述相对点成60度角的范围内。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种带有用于减少路面噪音的减噪器的充气轮胎，更具体来说是用以改善其均匀性。

背景技术

已知路面噪音为轮胎噪音之一。路面噪音是在路面上运行的轮胎产生的介于50～400Hz的声音。路面噪音的主要成因是胎腔中的空气产生的共鸣振动。近年来提出一种充气轮胎，其包括主体c和由海绵材料制成并附装于主体c的胎面部分d的内表面的减噪器(a)，如图10所示。

该减噪器优选地提前形成为环形体并插入到胎腔中而附装到胎腔的内表面上。然而，由于上述方法需要根据各个轮胎的尺寸准备多种类型的减噪器并模制形成，因而显著劣化了轮胎的生产率。

因此，提出一种呈非环形体的减噪器。该减噪器通过将片状海绵沿着主体c内表面弯曲成弧状而制成。然而，上述减噪器具有缝隙部分，该缝隙部分劣化了其端部之间的轮胎均匀性。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种均匀性得到改进的充气轮胎。

根据本发明，一种充气轮胎包括：

主体，其包括胎面部分，

一对胎侧部分，

一对胎圈部分，每个胎圈部分包括一胎圈芯，

胎体，其经过胎侧部分和胎面部分在胎圈部分之间延伸，

在轮胎周向方向上的轻点，以及

在轮胎周向上与所述轻点分开180度角的相对点，以及

减噪器，该减噪器由比重在0.005～0.060范围内的海绵材料制成，并附装于所述主体的胎面部分的内表面，

所述减噪器沿轮胎周向延伸而在其两端部之间形成缝隙部分，并且

所述缝隙部分的中心位于轮胎周向上与所述相对点成60度角的范围内。

附图说明

现在将结合附图详细地描述本发明的实施方式。

图1为根据本发明的充气轮胎的一个实施方式的截面视图；

图2为该轮胎的周向剖视图；

图3为减噪器的放大截面视图；

图4为说明卸轮胎撬棒和减噪器之间的关系的截面视图；

图5为示出了减噪器缝隙部分的位置和轮胎的均匀性之间关系的图表；

图6～9为示出了缝隙部分的长度和轮胎的均匀性之间关系的图表；以及

图10为传统充气轮胎的周向剖视图。

具体实施方式

在附图中，根据本发明的充气轮胎1是用于客车的无内胎类型的。在图1中，根据本发明的安装在轮辋J上的轮胎1包括主体10和附装到该主体10上的减噪器11。

主体10包括：胎面部分2；一对胎侧部分3；一对胎圈部分4，每个胎圈部分4中包括一个胎圈芯5；胎体6，其在胎圈部分4之间延伸；带束层7，其放置在胎面部分2中的胎体6的径向外侧；内衬层9，其由气密性橡胶制成并沿胎体6的内侧面放置；一轻点Q1，其在轮胎周向上重量最轻；以及一相对点Q2，其沿轮胎周向方向与所述轻点Q1分开180度角。

胎体6包括至少一帘布层，其帘线相对于轮胎赤道线C成75～90度的一个角度倾斜。在此实施方式中，胎体6包括一层帘布层6A。对于胎体帘线而言，例如芳族聚酰胺、聚酯、人造丝等有机纤维帘线都可适用。然而，也可使用钢帘线。

胎体帘线层6A在胎圈部分4之间延伸并在各胎圈部分4中绕着胎圈芯5从轮胎的轴向内侧向外侧翻卷，从而形成一对卷起部6b以及位于所述卷起部6b之间的主体部6a。

在此实施方式中，带束层7包括两个交叉的带束帘布层7A和7B，二者的平行帘线相对于轮胎赤道线C成一10～40度的角度布置。对于带束帘线而言，可使用钢帘线和例如芳族聚酸胺、人造丝等的高模量有机纤维帘线。

为了进一步改善带束层7的高速耐久性，将以带束层7覆盖且帘线相对于轮胎赤道线C成角不超过5度的带设置在带束层7的径向外侧(图未示)。

减噪器11由海绵材料制成并附装到主体10的胎面部分2的内表面2S上。

这里，海绵材料不仅是指开室型或闭室型的发泡弹性体或塑料，还指成形的互相缠结的纤维，例如合成纤维、植物纤维和动物纤维等。

对于海绵材料而言，可使用诸如醚聚氨酯海绵、酯聚氨酯海绵和聚乙烯海绵等的所谓的弹性体海绵以及例如氯丁二烯橡胶(CR)海绵、乙丙三元共聚物(EPDM)橡胶海绵和丁腈橡胶(NBR)海绵的所谓的橡胶海绵。

海绵材料具有高振动隔离能力和声音吸收能力，并且有效地吸收由主体10和轮辋J所环绕的胎腔中产生的振动能量。因而，抑制了共鸣，进而路面噪音变小。海绵材料还可容易地收缩、弯曲和变形。因此，减噪器11不会妨碍主体10的安装操作。

为了有效地减小路面噪音，期望海绵材料的比重处于0.005～0.060的范围内。更优选地，不小于0.010，且更优选地，不小于0.016；而优选地不大于0.045，且更优选地不大于0.035。

为了有效地减小路面噪音并控制轮胎成本，减噪器11的体积V2优选地设定在胎腔容积V1的0.4％～20％的范围内。

在此说明书中，表述“减噪器的体积V2”是指包括内部气泡的减噪器11的整体表观体积。进一步，胎腔容积V1在常规充气条件下由下列近似方程确定：

V1＝A×{(Di-Dr)/2+Dr}

其中，“A”为胎腔的截面面积，“Di”为胎腔的最大外径，而“Dr”为轮辋直径。

上述常规充气条件为，轮胎1安装到轮辋J上，并充气到标准压力但不施加轮胎负载。标准压力是JATMA中规定的“最大空气压力(maximum air pressure)”、ETRTO中的“充气压力(inflation pressure)”、T&RA中的“在不同冷充气压力下的轮胎负载限制(Tire Load Limits atVarious Cold Inflation Pressures)”表中规定的最大压力等。然而，在客车情况下，使用200kPa作为标准压力。

减噪器11以大致相同的截面形状沿轮胎1的周向在轮胎赤道线C上延伸。矩形、梯形、三角形、子弹状和半圆形等形状可以作为减噪器11的截面形状。如图3所示，本实施方式的减噪器11包括具有大致梯形截而的基体12。基体12包括固定到轮胎内表面2S的底面12a、与底面12a相对的上面12b、以及位于轮胎轴向两侧的侧面12c。

优选地，基体12的厚度T1为10～45mm。如图3所示，优选地，各侧面12c的主部沿使得减噪器11的轮胎轴向宽度W从底面12a朝向上面12c减小的方向倾斜。由此设计，如图4所示，当主体10的胎圈部分4从轮辋J分开时，可移开趋于与轮轮胎撬棒L的末端接触的轮胎部分，该轮轮胎撬棒在胎腔i中倾斜。因此，可有效地防止减噪器11由于与轮轮胎撬棒L接触而损坏。即使减噪器11与轮胎撬棒L接触，由于侧面12c倾斜接近由轮胎撬棒L末端形成的弧形轨迹的切线方向，轮胎撬棒L的末端不容易卡住减噪器11，并且轮胎撬棒L和侧面12c之间的摩擦力会减小。优选地，侧面12c和底面12a之间形成的角度α在30～75度的范围，更优选地为30～70度，更优选地为30～60度。

为了增强减噪器11和轮胎的主体10之间的粘合力，基体12包括一对叶片部分15，其厚度T2较小并且其沿底面12a横向延伸。叶片部分15的厚度T2不超过基体12的厚度T1的75％，优选地不大于15mm。

基体12的上面12b设置有凹槽13，该凹槽13沿轮胎周向在基体12的宽度方向的中央部分附近延伸。该凹槽的截面形状优选地例如为U形或V形。当轮胎撬棒L与基体12的侧面12c接触时，凹槽13使得由该凹槽13分隔开的脊部14易于变形，并将减噪器11从轮胎撬棒L释放开。借助凹槽13可进一步防止减噪器11损坏。而且，由于凹槽13增加了减噪器11的表面积，进一步抑制了胎腔共鸣。表面积的增加进一步提高了减噪器11的辐射效应，防止轮胎温度升高，改善了轮胎的高速耐久性。

可使用不同方法将减噪器11固定到主体10上。考虑到性价比和可操作性，优选地可使用粘合剂或双面胶带。在此实施方式中，使用双面胶带16。也可使用螺钉或其它硬件，还可通过硫化一体形成减噪器和胎体。

为了增强减噪器11的粘合力，优选地，胎面部分2的胎面内表面2S抛光为光滑表面。通常，胎面内表面2S具有一个由硫化过程中所使用的囊状物的通气槽所形成的凸出部。但是，优选地通过抛光去掉该凸出部并使其平滑。该过程还可从胎面部分2的胎面内表面2S去除内部涂料(脱模剂)。若使用的光滑囊状物的表面上没有空气通气槽，还可从一开始就平滑处理胎面内表面2S。

特别优选地，将主体10硫化成型而至少在胎面内表面2S上不使用脱模剂。由此，胎面内表面2S和粘合剂之间的粘合力进一步得到增强。

如图2所示，减噪器11大致为直杆形海绵材料，其沿着胎面内表面2S弯曲并附装到其上面。由此，在减噪器11的间隔端部11e之间设置有缝隙部分K。杆状海绵材料可通过按照轮胎尺寸将一整块布预先切割成预定长度而得到。因而，生产率和性价比最优。在此实施方式中，只设置一个缝隙部分K。使用多个海绵材料而设置有多个缝隙部分K的轮胎(图未示)包括在本发明中。

由于减噪器11的缝隙部分K在轮胎周向上有一定长度，这导致轮胎1的重量失衡以及均匀性变差。因此，为了减小周向上的轮胎重量失衡，缝隙部分K的中心P位于所述主体10的相对点Q2两侧60度的区域Y内。

这里，缝隙部分K的中心P是指其圆周长度的中心。另外，缝隙部分K的周向长度是指缝隙部分K在周向上的最短长度Lk。

由此，此实施方式的充气轮胎1在轮胎周向上的失衡重量小，进而防止了轮胎均匀性的劣化。

如图2所示，减噪器11的各端部11e的厚度逐渐减小并以渐缩形式延伸。减噪器的端部11e的锥角θ优选位于15～70度的范围内，更优选地处于30～60度的范围内。减噪器11的渐缩端部11e在周向上的质量变化小，因而可减小失衡重量。所述端部11e减小了施加到粘合界面的应力，从而减小了端部11e的剥落和损坏。进一步，端部11e减小了缝隙部分K朝向胎面内表面2S的长度Lk。

下面将描述本发明的一些效果。首先，准备了如图3所示的截面形状为下列参数的海绵材料，该海绵材料由比重为0.039的醚基聚氨酯海绵(Inoac公司生产的产品号No.ESH2的产品)制成：

高度T1：2cm

高度T2：0.5cm

底面截面宽度W：9.7cm

截面面积S：12.13cm²

端部的锥角θ：45度

接下来，将该海绵材料通过使用双面胶带(Nitto Denko公司生产的产品号No.5000NS的产品)沿周向粘贴到规格为215/45R17的用于客车的径向胎体的胎面内表面2S上。

由此，生产具有减噪器的轮胎1，缝隙部分K在周向上的最短长度Lk为10cm。

缝隙部分K的失衡重量Ma为7.1g。若减噪器11为在轮胎周向上以相同的截面形状连续延伸的环形体，该失衡重量定义为从环形体上取下的虚拟重量(virtual weight)。

生产多个轮胎1，使得缝隙部分的中心点P和主体10的相对点Q2之间的角度B在0～90度的范围内每10度变化一次。

进一步，使用均匀性试验机测量各轮胎的均匀性。所测量的均匀性如下：

低速RFV一次：以20km/h的速度的一次径向力变化

高速RFV一次：以120km/h的速度的一次径向力变化

高速TFV一次：以120km/h的速度的一次切向力变化

图5中示出了角度β和均匀性的关系。如图5所示，即使角度β在0～90度的范围内变化，低速RFV一次和高速RFV一次几乎根本不变化。然而，经证实，尽管当角度β在0～60度的范围内变化时，高速TFV一次几乎根本不变化，当角度β超过60度时，高速TFV一次急剧增大。因而，经证实，缝隙部分K的中心点P和主体的相对点Q2之间的角度β优选地设定在0～60度的范围内，以改善轮胎的均匀性。角度β进一步优选地位于0～50度的范围内，更优选地位于0～30度的范围内。

图6～8示出了当角度β固定时，缝隙部分K的长度Lk、缝隙部分K的失衡重量Ma和均匀性之间的关系。这里，测量低速RFV、高速RFV和高速TFV每一个的一次到三次的分量作为均匀性。

当长度Lk达到15cm(Ma＝10.3g)时，低速RFV、高速RFV和高速TFV中每一个的一次到三次分量几乎都在变化。路面噪音减小效果也处于足够的水平。然而，经证实若缝隙部分K的长度Lk超过20cm(Ma＝13.5g)时，各个力变化变小。这意味着若减噪器的失衡重量Ma增大，则轮胎主体10失衡重量得以改善。

图9示出了当主体的失衡重量小于前一例子的失衡重量时，均匀性与缝隙部分的长度Lk的关系。在此情形下，若缝隙部分的失衡重量Ma增大，这反过来作用到主体10上，进而使得每一力变化都被劣化。因此，为了对于所有的轮胎主体10增强均匀性，优选地，减噪器11的失衡重量不大于10.3g。

为了保持轮胎1外侧的外观，优选地，缝隙部分K的长度Lk不大于8.0cm。

进一步，优选地，减噪器11制成防水的，用于防止该减噪器吸收水分。可通过在海绵材料中混进憎水剂而使得海绵材料防水。对于憎水剂，例如，优选地可使用一元醇与脂肪族二羧酸和脂环族二羧酸二者之一的化合物的酯。

Claims (9)

1.一种充气轮胎，包括：

主体，其包括：

胎面部分，

一对胎侧部分，

一对胎圈部分，每个胎圈部分中包括一个胎圈芯，

胎体，其经过所述胎侧部分和胎面部分在所述胎圈部分之间延伸，

在轮胎周向方向上的轻点，以及

沿轮胎周向与所述轻点分开180度角的相对点，以及

减噪器，该减噪器由比重在0.005～0.060范围内的海绵材料制成，并附装于所述主体的胎面部分的内表面，

所述减噪器在轮胎周向上延伸而在其两端部之间形成缝隙部分，并且

所述缝隙部分的中心位于沿轮胎周向与所述相对点成60度角的范围内。

2.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述缝隙部分的周向中心位于沿轮胎周向与所述相对点成50度角的范围内。

3.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述缝隙部分的周向中心位于沿轮胎周向与所述相对点成30度角的范围内。

4.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述缝隙部分的周向中心大致位于轮胎周向上的所述相对点处。

5.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述缝隙部分的失衡重量不大于10.3克，其中

所述失衡重量定义为从呈环形体的减噪器上取下的虚拟重量。

6.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述减噪器具有一个缝隙部分。

7.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述减噪器的至少一个端部以15～70度的锥角延伸并渐缩，使得所述缝隙部分在轮胎周向上的长度朝向所述主体的胎面部分的内表面逐渐减小。

8.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述减噪器具有防水性。

9.根据权利要求1的充气轮胎，其中

所述缝隙部分在轮胎周向上的最短长度不大于8.0厘米。

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