CN1910061A - 轮胎车轮组装体 - Google Patents
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Abstract
提供一种可以不产生对轮胎的变形的坏影响或轮辋组装操作性的恶化地、有效降低空腔共鸣音的轮胎车轮组装体。本发明的轮胎车轮组装体，是包括充气轮胎和具备嵌合在该充气轮胎上的轮辋的车轮，并在这些充气轮胎与轮辋之间形成空腔部的轮胎车轮组装体，其中：以向上述空腔部开口的方式配置具有与空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0的55～110％的长度、同时一端被封闭的至少1根管。
Description
技术领域
本发明涉及包括充气轮胎和车轮的轮胎车轮组装体，更详细地说，涉及可以有效地降低空腔共鸣音的轮胎车轮组装体。
背景技术
在充气轮胎中，产生噪声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声的方法，有提案通过使由轮胎和车轮形成的密闭空间的截面面积在轮胎圆周方向上变化，缩短以单一的共鸣频率共鸣的时间(例如，参照专利文献1)。更具体地说，为了使密闭空间的截面面积变化，在轮胎内表面或轮辋外周面上装设具有规定的体积的隔板。
但是，在上述方法中，在为了提高空腔共鸣音的降低效果而使密闭空间的截面面积变化增大时，会有隔板与轮胎的变形相干涉，或者使轮辋组装操作性恶化的情况。因此，隔板的大小受到限制，难以提高空腔共鸣音的降低效果。
专利文献1：日本国特开2001-113902号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以不产生对轮胎的变形的坏影响或轮辋组装操作性的恶化地、有效降低空腔共鸣音的轮胎车轮组装体。
用于解决上述目的的本发明的轮胎车轮组装体，是包括充气轮胎和具备嵌合在该充气轮胎上的轮辋的车轮，并在这些充气轮胎与轮辋之间形成空腔部的轮胎车轮组装体，其特征在于：以向上述空腔部开口的方式设置具有与空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0的55～110％(优选为85～105％)的长度、同时一端被封闭的至少1根管。
进而，本发明的轮胎车轮组装体，是包括充气轮胎和具备嵌合在该充气轮胎上的轮辋的车轮，并在这些充气轮胎与轮辋之间形成空腔部的轮胎车轮组装体，其特征在于：以向上述空腔部开口的方式设置具有与空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0的55～110％(优选为85～105％)的长度、同时一端被封闭的多根管，并将这些管的开口部配置在圆周上的任意1个部位或夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上。
本发明者等人，对充气轮胎的空腔共鸣反复进行锐意研究，结果发现：在设置与形成在充气轮胎与轮辋之间的空腔部相连通的管时，由于该管内的空气的振动与空腔部内的空气的振动互相干涉，因此共鸣频率分裂。特别发现，具有空腔共鸣波长的1/4左右的长度的一端封闭的管，虽然长度比空腔共鸣波长小但可以引起共鸣频率的分裂，并可以发现伴随着转动的共鸣频率的变化。因此，通过设置上述那样的一端封闭的管，与以往那样仅仅基于密闭空间的截面面积变化而降低空腔共鸣音的情况不同，可以不产生对轮胎变形的坏影响或轮辋组装操作性的恶化地、有效降低空腔共鸣音。
所谓空腔共鸣波长(λ)，是形成在充气轮胎与轮辋之间的空腔部的平均的周长。与该空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0(mm)，可以基于下式(1)，由轮胎尺寸算出。
L0＝α·A·B+β·C ……(1)
此处，A为截面面积，B为扁平率，C为轮辋直径，α(常数)为8.33×10-3，β(常数)为1.78×101。
例如，在轮胎尺寸为215/60R16的情况下，A＝215，B＝60，C＝16，L0＝392mm。即，上式(1)是用于从轮胎尺寸简便地算出与空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0的式子。
在本发明中，必须以向空腔部开口的方式设置至少1根管，通过以向空腔部开口的方式设置多根管，并将这些管的开口部配置在圆周上的任意1个部位或夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上，可以提高空腔共鸣音的降低效果。此时，对配置有管的开口部的各个部位的范围进行限定的以轮胎旋转轴为中心的角度优选设为35°或以下。通过这样地对配置有管的开口部的部位的角度范围进行限定，共鸣频率的分裂变得显著。
管的截面面积优选设为空腔部的截面面积的0.2～10％。另外，优选在管的内部填充具有透气性的多孔材料或无纺布。这些多孔材料或无纺布，其本身具有吸音效果，而且不会阻碍共鸣频率的分散。管也可以配设在充气轮胎以及车轮的任意一个之上。
附图说明
图1是概略性地表示本发明的轮胎车轮组装体的赤道剖面图。
图2(a)、(b)和(d)是表示本发明的共鸣的状态的说明图。
图3是表示本发明的噪声级与频率的关系的图。
图4是表示本发明的共鸣频率与管的长度L的关系的图。
图5是表示本发明的共鸣频率的差的绝对值与管的长度L的关系的图。
图6是概略性地表示在本发明的轮胎车轮组装体中，在圆周上的任意的1个部位上使多根管的开口部开口的构造的说明图。
图7是概略性地表示在本发明的轮胎车轮组装体中，在夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上分别使多根管的开口部开口的构造的说明图。
图8是表示本发明的开口部的以轮胎旋转轴为中心的相对角度与共鸣频率的分裂宽度的关系的图。
图9是表示本发明的管的开口部的配置部位(1个部位)的说明图。
图10是表示本发明的管的开口部的配置部位(2个部位)的说明图。
图11是表示具备了本发明的管的充气轮胎的一例的子午线剖面图。
图12是表示具备了本发明的管的充气轮胎的其他的例子的子午线剖面图。
图13是表示具备了本发明的管的车轮的一例的子午线剖面图。
图14是表示具备了本发明的管的车轮的其他的例子的子午线剖面图。
图15是表示具备了本发明的管的车轮的又一其他的例子的子午线剖面图。
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的结构详细地进行说明。
图1是概略性地表示本发明的轮胎车轮组装体的图。在图1中，1为充气轮胎，2为车轮。该车轮2具备嵌合在充气轮胎1上的轮辋21。而且，在充气轮胎1与车轮2的轮辋21之间形成有空腔部3。而且，在该轮胎车轮组装体上以向空腔部开口的方式形成有2根管4、4。
各个管4，具有接近于与空腔共鸣波长λ的1/4相当的基准长度L0的长度L，同时一端被封闭。这些管4的开口部4a配置在圆周上的任意1个部位或夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上。
在如上述那样构成的轮胎车轮组装体中，空腔部3内的振动与管4内的振动干涉，另外，由于该干涉因管4的开口部的位置而变化，因此作为结果，在转动时存在图2(a)、(b)和(d)所示的3种共鸣。此处，图中的“+”、“-”表示声压的振幅较大的波腹的部位，符号的不同表示相位互相相反。在管4的开口部位于距接地位置90°的位置的图2(b)中，由于在空腔部3的声压变化的波节的位置具有开口部，因此空腔部3内的振动不会受到管4的干涉，共鸣频率变为与没有管4时大致一致的fb。在管4的开口部位于接地位置和其相反位置的图2(a)和图2(d)时，空腔部3内的振动与管4内的振动干涉，共鸣频率变化。在图2(a)中，管4内的振动与空腔部3内的振动相位变为相同，从而以使共鸣频率下降的方式作用，从而成为比fb低的共鸣频率fa；在图2(d)中，管4内的振动与空腔部3内的振动相位变为相反，从而以使共鸣频率上升的方式作用，从而成为比fb高的共鸣频率fd。即，在管4的开口部位于接地位置和其相反位置时，具有fa和fd这2种共鸣。
在管4的开口位置这样地伴随着转动而变化时，共鸣频率从fb向fa和fd，进而又向fb反复变化，因此空腔共鸣变为不连续，可以降低空腔共鸣音。特别是，如图3所示，由于共鸣频率分裂为3个，而且分裂宽度(fa与fd的差)变大，因此各共鸣频率下的噪声级变小，感觉上的改善效果变大。
这里，对下述的结果进行说明：在车轮的槽部上以向空腔部开口的方式设置具有相同长度和相同截面面积的2根管，将这些管的开口部配置在夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位(180°相对位置)上，一边使其长度L变化一边测定共鸣频率。图4是表示共鸣频率与管的长度L的关系的图。另一方面，图5是表示共鸣频率的差的绝对值与管的长度L的关系的图。此处，管的长度L用将基准长度L0(λ/4)设为100的指数来表示。
如这些图4和图5所示，可知，在管的长度L为基准长度L0的55～110％的范围内时，分裂后的共鸣频率的差的绝对值变得非常大。特别是，可知，在管的长度L为基准长度L0的85～105％的范围内时，具有更大的效果。另外，在封闭管的开口部时，这些管成为使空腔部的截面面积在轮胎圆周方向上变化的主要原因，在图5中，用单点划线来表示基于由被封闭的管产生的截面面积变化而使共鸣频率分散时的测定值。由该结果可知，基于管的干涉作用的空腔共鸣音的降低效果远比基于截面面积变化的空腔共鸣音的降低效果大得多。
在本发明中，使管的截面面积增加而提高共鸣频率的分散效果是有效的。这里，管的轮胎子午线上的截面面积，最好设为空腔部的轮胎子午线截面上的截面面积的0.2～10％。即，为了发挥共鸣频率的分散效果，优选为0.2％或其以上；从不阻碍轮辋组装操作性的观点出发，优选为10％或其以下。
另外，也可以增加管的根数来增加管的总截面面积，此时，开口部的位置很重要。图6是概略性地表示在圆周上的任意的1个部位上使多根管的开口部开口的构造的图，图7是概略性地表示在夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上分别使多根管的开口部开口的构造的图。如这些图6和图7所示，在设置多根管4时，优选将这些管4的开口部4a配置在圆周上的任意1个部位或夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上。
这里，对下述的结果进行说明：在车轮的槽部上以向空腔部开口的方式设置具有相同长度和相同截面面积的2根管，一边使这些管的开口部的相对位置变化一边测定共鸣频率的分裂宽度。图8是表示开口部的以轮胎旋转轴为中心的相对角度与共鸣频率的分裂宽度的关系的图。此处，共鸣频率的分裂宽度，用将2根管的开口部的位置互相一致时(0°)设为100的指数来表示。
如图8所示可知，在2根管的开口部的以轮胎旋转轴为中心的角度为0°或180°时，共鸣频率的分散效果变为最大，特别是，在上述角度为0～35°或145～180°的范围时，达到共鸣频率分散宽度的80％或以上。因此，在将多根管的开口部配置在轮胎圆周方向的任意1个部位上时，如图9所示，最好将对该部位的范围进行限定的角度θ设为35°或以下。另一方面，在将多根管的开口部配置在夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上时，如图10所示，最好将2个部位的中心设定在以180°的角度α相对的位置上，将对各个部位的范围进行限定的角度θ设为35°或以下。即，以145°或以上的角度β而使配置有管的开口部的2个部位离开。
图11是表示具备了管的充气轮胎的一例的图。在图11中，充气轮胎1包括：胎面部11，左右一对胎圈部12，和将这些胎面部11与胎圈部12互相连接的左右一对胎侧部13。而且，在胎面部11的内表面上以在轮胎圆周方向上延长的方式形成有一端封闭的管4。
图12是表示具备了管的充气轮胎的其他的例子的图。在图12中，在左右一对胎圈部12的内表面上以在轮胎圆周方向上延长的方式分别形成有一端封闭的管4。
图13是表示具备了管的车轮的一例的图。在图13中，车轮2包括：嵌合在充气轮胎的胎圈部上的轮辋21，和连结轮辋21与图未示的车轴的轮辐部22。而且，在轮辋21的外周面上以在轮辋圆周方向上延长的方式形成有一端封闭的管4。
图14是表示具备了管的车轮的其他的例子的图。在图14中，在轮辋21与轮辐部22的结合部分上以在轮辋圆周方向上延长的方式形成有一端封闭的管4。该管4形成得在轮辋21的外周面上与轮胎内的空腔部相连通。
图15是表示具备了管的车轮的又一其他的例子的图。在图15中，在轮辋21和轮辐部22上以在轮辋直径方向上延长的方式形成有一端封闭的管4。该管4为了确保充分的长度而具有折返构造，并形成得在轮辋21的外周面上与轮胎内的空腔部相连通。
在图11～15中，构成管4的材料适于为树脂、金属那样不具有透气性的材料。另外，也可以将管4的长度设为可变，设为可以根据需要进行调整。在管4的内部最好填充具有透气性的多孔材料或无纺布。作为多孔材料，可以列举连续泡沫的聚氨酯泡沫等。作为无纺布，可以列举玻璃棉等。这些多孔材料或无纺布，其本身具有吸音效果，而且不会阻碍共鸣频率的分散。另外，在使用透气性不好的材料时，作为管4的透气路的截面面积实际上变小，其干涉作用降低。在将多孔材料或无纺布填充在管4的整体上时可以得到最高的吸音效果，在部分填充时配置在管4的开口部附近最有效。
上面，对本发明的优选实施方式详细进行了说明，但应该理解为，只要不脱离附加的权利要求所限定的本发明的精神以及范围，可以对其进行各种变更、代用以及置换。
Claims (8)
1.一种轮胎车轮组装体，它是包括充气轮胎和具备嵌合在该充气轮胎上的轮辋的车轮，并在这些充气轮胎与轮辋之间形成空腔部的轮胎车轮组装体，其中：以向上述空腔部开口的方式配置具有与空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0的55～110％的长度、同时一端被封闭的至少1根管。
2.一种轮胎车轮组装体，它是包括充气轮胎和具备嵌合在该充气轮胎上的轮辋的车轮，并在这些充气轮胎与轮辋之间形成空腔部的轮胎车轮组装体，其中：以向上述空腔部开口的方式配置具有与空腔共鸣波长的1/4相当的基准长度L0的55～110％的长度、同时一端被封闭的多根管，并将这些管的开口部配置在圆周上的任意1个部位或夹着轮胎旋转轴而相对的2个部位上。
3.如权利要求2所述的轮胎车轮组装体，其中：将对配置有上述管的开口部的各个部位的范围进行限定的以轮胎旋转轴为中心的角度设为35°或以下。
4.如权利要求1～3中的任意一项所述的轮胎车轮组装体，其中：将上述管的长度设为基准长度L0的85～105％。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的轮胎车轮组装体，其中：将上述管的截面面积设为上述空腔部的截面面积的0.2～10％。
6.如权利要求1～5中的任意一项所述的轮胎车轮组装体，其中：在上述管的内部填充具有透气性的多孔材料或无纺布。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的轮胎车轮组装体，其中：将上述管配设在上述充气轮胎上。
8.如权利要求1～6中的任意一项所述的轮胎车轮组装体，其中：将上述管配设在上述车轮上。
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