CN1914052A - 轮胎空腔共鸣抑制装置以及充气轮胎 - Google Patents

轮胎空腔共鸣抑制装置以及充气轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置。轮胎空腔共鸣抑制装置包括：用于使空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将截面积变化构件固定在内表面上的环状的弹性固定构件。弹性固定构件具有安装截面积变化构件的安装部和没有安装截面积变化构件的非安装部，并使非安装部的质量比安装部大。

Description

轮胎空腔共鸣抑制装置以及充气轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎空腔共鸣抑制装置以及充气轮胎，更详细地说，涉及为了改善轮胎振动而设的轮胎空腔共鸣抑制装置以及装设了该轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎。
背景技术
在形成于车轮的轮辋和装设在该轮辋上的充气轮胎之间的密闭的轮胎空腔部所产生的空腔共鸣现象，成为轮胎噪音的较大要因。例如，对于在行驶中在250Hz附近一直能够听到的噪音和越过公路的接缝等时产生的冲击音，该空腔共鸣现象参与其中。
作为降低由这样的空腔共鸣现象产生的噪音的方法，有提案在轮胎的空腔部内配置吸音材料而吸收共鸣音，或者以划分轮胎的空腔部的方式在轮辋上装设屏蔽板。但是，由于吸音材料不能根本上抑制空腔共鸣的产生，因此通过可以实际地装设在轮胎内部的吸音材料无法充分地得到噪音的降低效果。另外，当在轮辋上装设了屏蔽板时，轮辋组装性能恶化。
相对于此，近年来，提出了下述的轮胎空腔共鸣抑制装置：通过使轮胎的空腔部的截面形状在轮胎圆周方向上变化，使共鸣频率与车轮的旋转一起时刻变化，由此有效地降低空腔共鸣音(例如，参照专利文献1、2)。但是，由于装设了轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎的质量分布在圆周上不均匀，因此会有在车辆行驶时助长轮胎的振动的问题。
专利文献1：日本特开2000-113902号公报
专利文献2：日本特开2003-226104号公报
发明内容
本发明的目的在于提供可以无损空腔共鸣音降低效果地改善轮胎振动的轮胎空腔共鸣抑制装置以及装设了该轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎。
用于实现上述目的的本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置，是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置，其特征在于：包括用于使上述空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将该截面积变化构件固定在上述胎面部内表面上的环状的弹性固定构件；上述弹性固定构件具有安装上述截面积变化构件的安装部和不安装该截面积变化构件的非安装部，并且设置成上述弹性固定构件的质量在非安装部处的质量比安装部处的重。
本发明的其他的轮胎空腔共鸣抑制装置，是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置，其特征在于：包括用于使上述空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将该截面积变化构件固定在上述胎面部内表面上的环状的弹性固定构件；在安装在该弹性固定构件上的上述截面积变化构件上形成有孔部。
本发明的又一其他的轮胎空腔共鸣抑制装置，是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置，其特征在于：包括用于使上述空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将该截面积变化构件固定在上述胎面部内表面上的环状的弹性固定构件；上述弹性固定构件具有安装上述截面积变化构件的安装部和不安装该截面积变化构件的非安装部，在该非安装部上设置有质量调整构件。
本发明的又一其他的轮胎空腔共鸣抑制装置，是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上，并具备构成得可以使该空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的环状截面积变化构件的轮胎空腔共鸣抑制装置，其特征在于：在将该轮胎空腔共鸣抑制装置沿着周向在1周上任意地36等分时所形成的区域，将最大质量Ma的区域与最小质量Mb的区域的质量比Ma/Mb设为1～10。
本发明的充气轮胎的特征在于：装设了上述轮胎空腔共鸣抑制装置的任意之一。
根据上述的本发明，由于可以使装设了轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎的质量分布在圆周上比以往均匀，因此可以改善车辆行驶时产生的轮胎振动。由于不使影响空腔共鸣抑制的截面积变化构件的截面积变化，因此无损空腔共鸣抑制效果。
附图说明
图1是表示装设了本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎的一个实施方式的轮胎子午线剖面图；
图2是图1的轮胎空腔共鸣抑制装置的侧视图；
图3是图2的轮胎空腔共鸣抑制装置的部分放大图；
图4是从内周侧观察本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的其它的实施方式的部分放大图；
图5是从内周侧观察本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的另一实施方式的部分放大图；
图6是从内周侧观察本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的另一实施方式的部分放大图；
图7是表示本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的另一实施方式的部分放大侧视图。
具体实施方式
下面，一边参照附图一边详细地对本发明的实施方式进行说明。
图1表示装设了本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎的一个实施方式，1为轮胎空腔共鸣抑制装置，10为以装设在车轮20的轮辋21上的状态表示的充气轮胎。
充气轮胎10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。由轮胎内表面14所包围的空间成为空腔部15，并以通过轮辋21将空腔部15密闭的方式，将充气轮胎10安装在车轮20上。
另外，虽然没有图示，但在轮胎内部在左右的胎圈部12间延伸设置有帘布层，在胎面部11的帘布层外周侧上设置有多个带束层。在左右的胎圈部12内分别埋设有胎圈芯，帘布层的两端部在胎圈芯的周围从轮胎内侧向外侧翻卷。
轮胎空腔共鸣抑制装置1，装设在面向充气轮胎10的空腔部15的胎面部11的内表面14a上，包括：用于使空腔部15的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件2，和用于将截面积变化构件2固定在胎面部11的内表面14a上的环状的弹性固定构件3。
截面积变化构件2，如图2所示具有一定的厚度，并被安装在弹性固定构件3的外周面3a的相对的2个部位上。截面积变化构件2，不局限于图示的2个部位，也可以配置在2个以上的多个部位。优选地，以等间隔配置在2～4个部位为好。
作为构成截面积变化构件2的材料，只要是可以使截面积变化的材料没有特别限制，但从轻量化的观点出发可以优选使用低比重的材料，例如可以优选列举泡沫树脂等。优选地，截面积变化构件2由海绵构成为好，所述海绵由泡沫树脂等构成。
弹性固定构件3是将由弹性体构成的带状的带体形成为环状的构件，并设置成其两端部3b由一对紧固带4紧固。由该弹性固定构件3的弹性力将轮胎空腔共鸣抑制装置1安装在胎面部11的内表面14a上。
弹性固定构件3，具有安装截面积变化构件2的安装部3X和不安装截面积变化构件2的非安装部3Y，如图3所示，非安装部3Y的厚度比安装部3X的厚度厚，由此使弹性固定构件3的质量在非安装部3Y比安装部3X重。
作为构成弹性固定构件3的材料，只要可以赋予能够装设的弹性即可，可以优选例示不锈钢等金属或尼龙树脂、聚丙烯树脂等树脂。
作为使弹性固定构件3的质量在非安装部3Y比安装部3X重的方法，除了图3所示的结构，也可以如图4、5所示那样设置。图4是使弹性固定构件3的宽度在非安装部3Y比安装部3X宽的图，图5是仅在弹性固定构件3的安装部3X以规定的间隔沿着圆周方向形成了多个贯通的孔部5的图。图4、5所示的弹性固定构件3的厚度都是一定的。
装设了上述的轮胎空腔共鸣抑制装置1的充气轮胎10，由截面积变化构件2使得空腔部15的轮胎子午线截面上的截面积在轮胎周向上变化，空腔共鸣频率伴随着轮胎旋转时刻地变化，同一频率下共鸣的时间缩短。因此，可以有效降低以往以来成为问题的大致200～250Hz的空腔共鸣所引起的噪音。另一方面，通过使弹性固定构件3的质量在非安装部3Y处比安装了截面积变化构件2的安装部3X重，可以使轮胎空腔共鸣抑制装置1的质量分布在周向上比以往均匀。因此，在具有轮胎空腔共鸣抑制装置1的充气轮胎1中，可以改善车辆行驶时产生的轮胎振动。
图6表示本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的其它的实施方式的主要部分，该轮胎空腔共鸣抑制装置1A是下述的装置：在上述的图1的轮胎空腔共鸣抑制装置1中，将环状的弹性固定构件3的厚度设为一定，另一方面，在截面积变化构件2的内周面2a上形成多个孔部6，由此使截面积变化构件2轻量化，由此使得轮胎空腔共鸣抑制装置1A的质量分布在周向上比以往均匀。
孔部6，可以设为从内周面2a贯通到外周面2b(参照图2)，另外也可以不贯通。孔部6，如图所示形成在内周面2a上，其开口部6a优选设为面向空腔部15，利用该孔部6可以进一步抑制空腔共鸣。
图7表示本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置的又一其它的实施方式的主要部分，该轮胎空腔共鸣抑制装置1B：在上述的图1的轮胎空腔共鸣抑制装置1中，将环状的弹性固定构件3的厚度设为一定，另一方面，在非安装部3Y上设置带状的质量调整构件7，由此使得轮胎空腔共鸣抑制装置1B的质量分布在周向上比以往均匀。
质量调整构件7，只要可以进行质量调整，可以使用现有技术中公知的材料，优选为，由具有截面积变化构件2的表观密度的5倍或以上的密度(kg/m3)的构件构成，例如，从质量、耐久性的观点出发可以优选使用橡胶等。构成质量调整构件7的构件的密度的上限值没有特别限定，越大越可以使质量调整构件7的厚度减薄，因而是优选的。为了使轮胎空腔共鸣抑制装置1B的质量分布更加均匀，质量调整构件7优选为，在非安装部3Y的至少一面(在图中例示了外周面3a)上，沿着周向在非安装部3Y的全长上以均匀的厚度连续地设置。
当然，也可以将图3、4、5、6、7所示的结构适当组合起来。
在本发明中，上述的轮胎空腔共鸣抑制装置1、1A、1B，如图2表示其一部分那样，为了有效地改善轮胎振动，优选为，在沿着环状的弹性固定构件3的圆周方向在1周上任意地36等分时所形成的区域(分割角度为10度的区域)N，最大质量Ma(kg)的区域Na与最小质量Mb(kg)的区域Nb的质量比Ma/Mb为1～10的范围。从均匀性，特别是RFV(侧向力变量)方面考虑，优选为1～6，更优选为1～3。
在上述的实施方式中，对于具备用于使轮胎的空腔部15的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件2、和用于将其固定在胎面部11的内表面14a上的环状的弹性固定构件3的轮胎空腔共鸣抑制装置1、1A、1B进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以是下述的轮胎空腔共鸣抑制装置等，即，具备：将内周面设为波纹状或凹凸状而由此使空腔部15的截面积变化的环状的截面积变化构件，不使用弹性固定构件3而通过粘接剂等将该环状的截面积变化构件固定在胎面部11的内表面14a上。这样在由环状的截面积变化构件构成的轮胎空腔共鸣抑制装置的情况下，也可以通过设为上述的质量比Ma/Mb的范围，来改善轮胎振动。
实施例
分别制作使用于轮胎尺寸205/65R15的充气轮胎的、设置了质量调整构件的本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置(实施例)和没有质量调整构件的轮胎空腔共鸣抑制装置(比较例)。
各轮胎空腔共鸣抑制装置，都在截面积变化构件上使用由密度50kg/m3的泡沫树脂构成的海绵(截面积6.0×10-3m2)，在弹性固定构件上使用由密度900kg/m3的聚丙烯树脂构成的带体(截面积2.0×10-5m2)，并如图2所示将截面积变化构件设在弹性固定构件的2个部位上。质量调整构件，使用密度1300kg/m3的橡胶，截面积为1.2×10-5m2。另外，各轮胎空腔共鸣抑制装置的质量比Ma/Mb如表1所示。
将各轮胎空腔共鸣抑制装置分别装设在轮胎尺寸205/65R15的充气轮胎上，并将该充气轮胎组装在轮辋尺寸15×61/2JJ的轮辋上，将空气压力设为220kPa，然后安装在排量2500cc的轿车上。通过下面所示的方法进行轮胎的空腔共鸣音和振动的评价试验，得到表1所示的结果。
轮胎的空腔共鸣音和轮胎振动
在试验道路上，实施由试车驾驶员进行的感觉试验，并以使用没有装设轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎的情况为基准，评价其结果。
                 表1
  实施例   比较例
  Ma/Mb   9.5   17.7
  空腔共鸣音   改善   改善
  振动   与基准等同   恶化
从表1可知，本发明可以维持空腔共鸣抑制效果同时改善轮胎振动。
工业实用性
具有上述优异效果的本发明的轮胎空腔共鸣抑制装置，可以作为降低由充气轮胎的空腔部引起的轮胎噪音的装置而非常有效地使用。

Claims (13)

1.一种轮胎空腔共鸣抑制装置，它是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：包括用于使上述空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将该截面积变化构件固定在上述胎面部内表面上的环状的弹性固定构件；上述弹性固定构件具有安装上述截面积变化构件的安装部和不安装该截面积变化构件的非安装部，并且上述弹性固定构件的质量在非安装部处比安装部重。
2.如权利要求1所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：上述弹性固定构件的厚度在非安装部处比安装部厚。
3.如权利要求1或2所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：上述弹性固定构件的宽度在非安装部处比安装部宽。
4.如权利要求1、2或3所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：在上述弹性固定构件的安装部上形成有孔部。
5.一种轮胎空腔共鸣抑制装置，它是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：包括用于使上述空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将该截面积变化构件固定在上述胎面部内表面上的环状的弹性固定构件；在安装于该弹性固定构件上的上述截面积变化构件上形成有孔部。
6.如权利要求5所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：上述孔部的开口面向上述空腔部。
7.一种轮胎空腔共鸣抑制装置，它是装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：包括用于使上述空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的截面积变化构件，和用于将该截面积变化构件固定在上述胎面部内表面上的环状的弹性固定构件；该弹性固定构件具有安装上述截面积变化构件的安装部和不安装该截面积变化构件的非安装部，并在该非安装部上设置有质量调整构件。
8.如权利要求7所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：上述质量调整构件由具有截面积变化构件的表观密度的5倍或以上的密度的构件构成。
9.如权利要求1～8中的任意一项所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：在将上述轮胎空腔共鸣抑制装置沿着上述环状的弹性固定构件的周向在1周上任意地36等分时所形成的区域中，将最大质量Ma的区域与最小质量Mb的区域的质量比Ma/Mb设为1～10。
10.如权利要求1～9中的任意一项所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：上述弹性固定构件由金属或树脂制的带状的带体构成。
11.一种轮胎空腔共鸣抑制装置，它被装设在面向充气轮胎的空腔部的胎面部的内表面上，并具备构成得能够使该空腔部的轮胎子午线截面的截面积变化的环状的截面积变化构件，其中：在将该轮胎空腔共鸣抑制装置沿着周向在1周上任意地36等分时所形成的区域中，将最大质量Ma的区域与最小质量Mb的区域的质量比Ma/Mb设为1～10。
12.如权利要求1～11中的任意一项所述的轮胎空腔共鸣抑制装置，其中：上述截面积变化构件由海绵构成。
13.一种装设了权利要求1～12中的任意一项所述的轮胎空腔共鸣抑制装置的充气轮胎。
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