CN1894113A - 低噪音充气轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供一种低噪音充气轮胎,其带状吸音材料的设置操作简单,并可以同时降低空腔共鸣音以及高频噪音,有效降低车辆行驶时的噪音。本发明的低噪音充气轮胎,将由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将这些带状吸音材料装设在胎面内表面上。
Description
技术领域
本发明涉及具备了带状吸音材料的低噪音充气轮胎,更详细地说,涉及可以同时降低空腔共鸣音以及高频噪音,并有效降低车辆行驶时的噪音的低噪音充气轮胎。
背景技术
在充气轮胎中,产生噪音的原因之一就是由填充在轮胎内部的空气的振动导致的空腔共鸣音。该空腔共鸣音是这样产生的:在使轮胎转动时,胎面部由于路面的凹凸而振动,胎面部的振动使轮胎内部的空气振动。
作为降低这样的由空腔共鸣现象产生的噪音的方法,有提案在轮胎内部添加吸音材料而吸收共鸣音(例如,参照专利文献1)。但是,在上述方法中,由于在轮胎内表面或轮辋外周表面上粘贴有吸音材料,因此具有该吸音材料的设置操作比较麻烦的缺点。
另外,在上述方法中,可以由吸音材料抑制空腔共鸣,但是在车辆行驶时在轮胎内部产生的噪音并不仅限于空腔共鸣音,也包括与空腔共鸣音不同的频带的高频噪音。但是,吸音材料只对特定的频带发挥优异的吸音特性,而与其他的频带相对应的吸音特性则不一定非常充分。因此,虽然可以实现空腔共鸣音的降低,但难以降低高频噪音等。
专利文献1:日本特开昭64-78902号公报
发明内容
本发明的目的是为了提供一种低噪音充气轮胎,其带状吸音材料的设置操作简单,并可以同时降低空腔共鸣音以及高频噪音,有效降低车辆行驶时的噪音。
用于达到上述目的的本发明的低噪音充气轮胎,其特征在于:将由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将这些带状吸音材料装设在胎面内表面上。
换言之,本发明的低噪音充气轮胎,其特征在于:将带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将这些带状吸音材料装设在胎面内表面上,所述带状吸音材料是将由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的至少2种吸音部混合排列而成的。至少2种吸音部,以在轮胎圆周方向或轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置,并在带状吸音材料的表面方向上混合排列。
更具体地说,本发明的低噪音充气轮胎,其特征在于:将带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将该带状吸音材料装设在胎面内表面的整个圆周上,所述带状吸音材料是将由频率200Hz的吸音率为20%或以上的第1多孔材料构成的吸音部和由频率1kHz的吸音率为25%或以上的第2多孔材料构成的吸音部混合排列而成的。由第1多孔材料构成的吸音部和由第2多孔材料构成的吸音部,以在轮胎圆周方向或轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置,并在带状吸音材料的表面方向上混合排列。此时,优选为:由第1多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的30~70%,由第2多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的30~70%。
另外,本发明的低噪音充气轮胎,其特征在于:将带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将该带状吸音材料装设在胎面内表面的整个圆周上,所述带状吸音材料是将由频率200Hz的吸音率为20%或以上的第1多孔材料构成的吸音部、由频率1kHz的吸音率为25%或以上的第2多孔材料构成的吸音部和由频率1.5kHz的吸音率为30%或以上的第3多孔材料构成的吸音部混合排列而成的。由第1多孔材料构成的吸音部、由第2多孔材料构成的吸音部和由第3多孔材料构成的吸音部,以在轮胎圆周方向或轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置,并在带状吸音材料的表面方向上混合排列。此时,优选为:由第1多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的30~50%,由第2多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的20~30%,由第3多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的20~50%。
在本发明中,由多孔材料构成的吸音部以及带状吸音材料的表面面积,是把它们假定为实心物体时的表观表面面积,并且是露出到充气轮胎的空腔部内的部分的表面面积。
根据本发明,由于将由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的带状吸音材料装设在胎面内表面上,因此与使用了单一的多孔材料的情况相比,可以在广泛的频带内发挥优异的吸音效果。即,可以同时降低空腔共鸣音以及高频噪音,有效降低车辆行驶时的噪音。而且,由于上述带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于该弹性固定带的弹性力而装设在胎面内表面上,因此带状吸音材料的设置操作极为简单。
附图说明
图1是表示由本发明的实施方式构成的低噪音充气轮胎的立体剖面图。
图2是表示装设在轮胎内表面上的带状吸音材料以及弹性固定带的侧视图。
图3(a)~(d)分别是以直线状地打开的状态表示由2种多孔材料构成的带状吸音材料的立体图。
图4是表示多孔材料A、B的吸音特性的一例的图。
图5(a)~(c)分别是以直线状地打开的状态表示由3种多孔材料构成的带状吸音材料的立体图。
图6是表示多孔材料A、B、C的吸音特性的一例的图。
图7(a)~(c)是分别表示由弹性固定带实现的带状吸音材料的安装构造的剖面图。
图8是由弹性固定带实现的带状吸音材料的其他的安装构造的剖面图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的结构进行详细说明。
图1是表示由本发明的实施方式构成的低噪音充气轮胎的图,图2是表示装设在轮胎内表面上的带状吸音材料以及弹性固定带的图。在图1中,充气轮胎T包括:胎面部1,左右一对胎圈部2,和将这些胎面部1与胎圈部2互相连接的胎侧部3。
在胎面部1的内表面上,通过环状的弹性固定带11装设有由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的带状吸音材料12。该带状吸音材料12,存在于胎面部1的整个圆周上,并相对于弹性固定带11而安装(参照图2)。而且,由于带状吸音材料12基于弹性固定带11的弹性力而装设在硫化之后的充气轮胎T的胎面内表面上,因此其设置操作极为简单。
弹性固定带11,可以是无接头的环状体,或者也可以是将带状材料的纵向的两端部互相连结而加工成环状的部件。特别是,在由带状材料构成弹性固定带11时,可以根据轮胎尺寸调整周长。作为该弹性固定带11的构成材料,可以使用聚丙烯树脂等合成树脂。特别是,在使用聚丙烯树脂时,优选由ASTM试验方法的D638中所规定的试验方法测出的拉伸弹性率为700Mpa左右。另外,除了合成树脂,也可以使用金属材料。
作为构成带状吸音材料12的多孔材料,可以使用树脂的泡沫体,特别优选使用聚氨酯泡沫。多孔材料除了树脂泡沫体,也可以是将纤维结合起来而成的毛毡、垫子等无纺布。在树脂泡沫体中,气泡的形态优选为连续气泡。在以聚氨酯泡沫为代表的树脂泡沫体的情况下,可以根据其密度、孔的大小来使与频率相对应的吸音特性变化。例如,可以任意地对频率200Hz的吸音率相对较高的多孔材料、频率1kHz的吸音率相对较高的多孔材料和频率1.5kHz的吸音率相对较高的多孔材料进行调整。特别是,频率200Hz的吸音率为20%或以上的聚氨酯泡沫的密度为20~40kg/m3,频率1kHz的吸音率为25%或以上的聚氨酯泡沫的密度为5~20kg/m3。这里,本发明所说的吸音率是JIS A1405所规定的吸音率。
图3(a)~(d),是表示由2种多孔材料(A、B)构成的带状吸音材料的图。在图3(a)~(d)中,为了使理解容易,以将在胎面部的整个圆周上延长的带状吸音材料打开为直线状的状态进行表示,并以相同的图案表示由相同的多孔材料构成的吸音部。如图3(a)~(d)所示,在带状吸音材料12中,由互相不同的多孔材料构成的吸音部12A、12B,不是在厚度方向上层叠,而是以在轮胎圆周方向或轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置。即,吸音部12A、12B在带状吸音材料12的表面方向上混合排列。
带状吸音材料12的吸音部12A,由频率200Hz的吸音率为20%或以上的多孔材料(A)构成。在选择频率200Hz的吸音率为20%或以上的多孔材料(A)时,可以有效降低该频率附近的空腔共鸣音。
带状吸音材料12的吸音部12B,由频率1kHz的吸音率为25%或以上的多孔材料(B)构成。在选择频率1kHz的吸音率为25%或以上的多孔材料(B)时,可以有效降低该频率附近的高频噪音。
图4是表示多孔材料A、B的吸音特性的一例的图。如图4所示,多孔材料A的吸音材料,具备频率200Hz下的吸音率比频率1kHz下的吸音率高的吸音特性。另一方面,多孔材料B的吸音材料,具备频率200Hz下的吸音率相对较低、在频率1kHz附近具有吸音率的峰值的吸音特性。由于这2种吸音材料分别承担不同的频带的吸音效果,因此可以同时降低空腔共鸣音以及高频噪音,有效降低车辆行驶时的噪音。
特别是,在由多孔材料A构成的吸音部12A的表面面积为带状吸音材料12的整体的表面面积的30~70%,由多孔材料B构成的吸音部12B的表面面积为带状吸音材料12的整体的表面面积的30~70%时,可以均衡地降低空腔共鸣音以及高频噪音这双方。如果该表面面积的比例偏离上述范围,则难以均衡地降低车辆行驶时的噪音。
图5(a)~(c),是表示由3种多孔材料(A、B、C)构成的带状吸音材料的图。在图5(a)~(c)中,为了使理解容易,以将在胎面部的整个圆周上延长的带状吸音材料打开为直线状的状态进行表示,并以相同的图案表示由相同的多孔材料构成的吸音部。如图5(a)~(c)所示,在带状吸音材料12中,由互相不同的多孔材料构成的吸音部12A、12B、12C,不是在厚度方向上层叠,而是以在轮胎圆周方向或轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置。即,吸音部12A、12B、12C在带状吸音材料12的表面方向上混合排列。
带状吸音材料12的吸音部12A,由频率200Hz的吸音率为20%或以上的多孔材料(A)构成。在选择频率200Hz的吸音率为20%或以上的多孔材料(A)时,可以有效降低该频率附近的空腔共鸣音。
带状吸音材料12的吸音部12B,由频率1kHz的吸音率为25%或以上的多孔材料(B)构成。在选择频率1kHz的吸音率为25%或以上的多孔材料(B)时,可以有效降低该频率附近的高频噪音。
带状吸音材料12的吸音部12C,由频率1.5kHz的吸音率为30%或以上、更优选为60%或以上的多孔材料(C)构成。在选择频率1.5kHz的吸音率为30%或以上的多孔材料(C)时,可以有效降低该频率附近的高频噪音。
图6是表示多孔材料A、B、C的吸音特性的一例的图。如图6所示,多孔材料A的吸音材料,具备频率200Hz下的吸音率比频率1kHz以及1.5kHz下的吸音率高的吸音特性。另一方面,多孔材料B的吸音材料,具备频率200Hz下的吸音率相对较低、在频率1kHz附近具有吸音率的峰值的吸音特性。多孔材料C的吸音材料,具备频率200Hz下的吸音率相对较低、在频率1.5kHz附近具有吸音率的峰值的吸音特性。由于这3种吸音材料分别承担不同的频带的吸音效果,因此可以同时降低空腔共鸣音以及高频噪音,有效降低车辆行驶时的噪音。
特别是,在由多孔材料A构成的吸音部12A的表面面积为带状吸音材料12的整体的表面面积的30~50%,由多孔材料B构成的吸音部12B的表面面积为带状吸音材料12的整体的表面面积的20~30%,由多孔材料C构成的吸音部12C的表面面积为带状吸音材料12的整体的表面面积的20~50%时,可以均衡地降低空腔共鸣音以及高频噪音这双方。如果该表面面积的比例偏离上述范围,则难以均衡地降低车辆行驶时的噪音。
图7(a)~(c)是分别表示由弹性固定带实现的带状吸音材料的安装构造的图。在图7(a)中,弹性固定带11配置在带状吸音材料12的内周侧。在图7(b)中,弹性固定带11配置在带状吸音材料12的外周侧。在图7(c)中,弹性固定带11贯通带状吸音材料12的内部。如上所述,弹性固定带11与带状吸音材料12的轮胎直径方向的位置关系没有特别限定。
图8是表示由弹性固定带实现的带状吸音材料的其他的安装构造的图。在图8中,带状吸音材料12在宽度方向上被割开,并在其中配置有环状的弹性固定带11。弹性固定带11,其宽度方向两端部埋设在带状吸音材料12内,在其宽度方向中央部具备向外周侧突出的鼓出部11a。另一方面,在充气轮胎T的胎面部1的内表面上形成有在轮胎圆周方向上连续的槽1a,并相对于该槽1a而将弹性固定带11的鼓出部11a卡合。根据这样的安装构造,具有装设带状吸音材料12时的定位容易、而且装设后的带状吸音材料12难以变位的优点。
上面,对本发明的优选的实施方式详细地进行了说明,但应该理解为,在不脱离附加的权利要求所规定的本发明的精神以及范围的情况下,可以对其进行各种变更、代用以及置换。
实施例
在轮胎尺寸215/60R16 95H的充气轮胎中,分别制作:在胎面内表面上没有装设吸音材料的以往例的轮胎;通过弹性固定带将由多孔材料A构成的带状吸音材料装设在胎面内表面上的比较例的轮胎;通过弹性固定带将由多孔材料A、B构成的带状吸音材料装设在胎面内表面上的实施例1的轮胎;和通过弹性固定带将由多孔材料A、B、C构成的带状吸音材料装设在胎面内表面上的实施例2的轮胎。上述多孔材料A、B、C的吸音特性,如图6所示。
在实施例1中,将由多孔材料A构成的吸音部的表面面积设为带状吸音材料整体的表面面积的50%,将由多孔材料B构成的吸音部的表面面积设为带状吸音材料整体的表面面积的50%。在实施例2中,将由多孔材料A构成的吸音部的表面面积设为带状吸音材料整体的表面面积的50%,将由多孔材料B构成的吸音部的表面面积设为带状吸音材料整体的表面面积的30%,将由多孔材料C构成的吸音部的表面面积设为带状吸音材料整体的表面面积的20%。
对于这些试验轮胎,通过下面的实验方法,评价车内噪音。即,将各试验轮胎安装在轮辋尺寸16×6.5JJ的车轮上,并以220kPa的空气压力装设在排气量2400cc的轿车上,在机室内的驾驶席窗口侧耳朵的位置上设置话筒,测量并记录以80km/h的速度在粗糙路面上行驶时的200Hz、1kHz、1.5kHz的1/3倍频带的声压级(dB)。
表1
以往例 | 比较例 | 实施例1 | 实施例2 | ||
车内噪音 | 200Hz | 54dB | 52dB | 52dB | 52dB |
1kHz | 30dB | 30dB | 28dB | 28dB | |
1.5kHz | 5dB | 5dB | 5dB | 4dB |
如该表1所示,在实施例1~2的轮胎中,与以往例的轮胎相比较,不但200Hz附近的空腔共鸣音、对于1kHz和1.5kHz附近的高频噪音也可以得到降低效果。
Claims (15)
1.一种低噪音充气轮胎,其中:将由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将该带状吸音材料装设在胎面内表面上。
2.一种低噪音充气轮胎,其中:将带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将该带状吸音材料装设在胎面内表面上,所述带状吸音材料是将由与频率相对应的吸音特性不同的至少2种多孔材料构成的至少2种吸音部混合排列而成的。
3.如权利要求2所述的低噪音充气轮胎,其中:以在轮胎圆周方向上交替地排列的方式配置至少2种吸音部。
4.如权利要求2所述的低噪音充气轮胎,其中:以在轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置至少2种吸音部。
5.如权利要求2所述的低噪音充气轮胎,其中:使至少2种吸音部在带状吸音材料的表面方向上混合排列。
6.一种低噪音充气轮胎,其中:将带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将该带状吸音材料装设在胎面内表面的整个圆周上,所述带状吸音材料是将由频率200Hz的吸音率为20%或以上的第1多孔材料构成的吸音部和由频率1kHz的吸音率为25%或以上的第2多孔材料构成的吸音部混合排列而成的。
7.如权利要求6所述的低噪音充气轮胎,其中:以在轮胎圆周方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料构成的吸音部和由第2多孔材料构成的吸音部。
8.如权利要求6所述的低噪音充气轮胎,其中:以在轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料构成的吸音部和由第2多孔材料构成的吸音部。
9.如权利要求6所述的低噪音充气轮胎,其中:使由第1多孔材料构成的吸音部和由第2多孔材料构成的吸音部在带状吸音材料的表面方向上混合排列。
10.如权利要求6~9中的任何一项所述的低噪音充气轮胎,其中:由第1多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的30~70%,由第2多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的30~70%。
11.一种低噪音充气轮胎,其中:将带状吸音材料安装在环状的弹性固定带上,并基于上述弹性固定带的弹性力而将该带状吸音材料装设在胎面内表面的整个圆周上,所述带状吸音材料是将由频率200Hz的吸音率为20%或以上的第1多孔材料构成的吸音部、由频率1kHz的吸音率为25%或以上的第2多孔材料构成的吸音部和由频率1.5kHz的吸音率为30%或以上的第3多孔材料构成的吸音部混合排列而成的。
12.如权利要求11所述的低噪音充气轮胎,其中:以在轮胎圆周方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料构成的吸音部、由第2多孔材料构成的吸音部和由第3多孔材料构成的吸音部。
13.如权利要求11所述的低噪音充气轮胎,其中:以在轮胎宽度方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料构成的吸音部、由第2多孔材料构成的吸音部和由第3多孔材料构成的吸音部。
14.如权利要求11所述的低噪音充气轮胎,其中:使由第1多孔材料构成的吸音部、由第2多孔材料构成的吸音部和由第3多孔材料构成的吸音部在带状吸音材料的表面方向上混合排列。
15.如权利要求11~14中的任何一项所述的低噪音充气轮胎,其中:由第1多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的30~50%,由第2多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的20~30%,由第3多孔材料构成的吸音部的表面面积为带状吸音材料整体的表面面积的20~50%。
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