CN1993239A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

一种在面向轮胎空腔部的内面上配置有多孔材料的充气轮胎。在多孔材料的位于轮胎旋转方向前后的端部中，至少后侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部倒角。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种低噪音的充气轮胎，更详细而言涉及改善了安装在轮胎内面的吸音用多孔材料的耐久性的充气轮胎。

背景技术

产生轮胎噪音的原因之一是由填充在轮胎空腔部内的空气的振动所产生的空腔共鸣音。该空腔共鸣音，是由于在使轮胎在加载有负载的状态下旋转时触地的胎面部因路面凹凸而振动，该振动使轮胎空腔部内的空气振动而产生的。众所周知，在该空腔共鸣音中，能够作为噪音听到的声音的频率在250Hz左右。

作为降低这种空腔共鸣音的方法，本申请人提出了下述的充气轮胎，该充气轮胎在轮胎空腔部内将由聚氨酯泡沫等发泡树脂制成的吸音用多孔材料按照轮胎空腔部的截面面积在圆周方向上变化的方式配置，由此能够有效地降低空腔共鸣音(例如，参照专利文献1)。在该充气轮胎中，利用弹性固定带将形成为长方体状的多孔材料沿着胎面部安装。

但是，在实车行驶试验中发现，这样安装在轮胎内面的多孔材料，在位于轮胎旋转方向前后的端部、尤其是后侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部上会发生裂口，该角部过早地损伤，因而在耐久性方面仍有改善的余地。

专利文献1：日本特开2002-28432号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种充气轮胎，该充气轮胎在轮胎内面安装有吸音用多孔材料的充气轮胎，能够抑制多孔材料的损伤、提高多孔材料的耐久性。

实现所述目的的本发明所涉及的充气轮胎，是在面向轮胎空腔部的内面上配置有多孔材料的充气轮胎，其特征在于，在所述多孔材料的位于轮胎旋转方向前后的端部中，至少后侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部倒角。

本发明所涉及的其他充气轮胎，是在面向轮胎空腔部的内面上配置有多孔材料的充气轮胎，其特征在于，在所述多孔材料位于轮胎旋转方向前后的端部中，至少后侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部中的一方的角部倒角。

根据所述本发明，因为通过对发生损伤的多孔材料的后侧端部进行上述那样的倒角，能够抑制在后侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部发生裂口，所以能够改善多孔材料的耐久性。

附图说明

图1是以轮辋组装的状态显示本发明的充气轮胎的一实施方式的轮胎子午线剖视图。

图2是将图1所示的充气轮胎在轮胎赤道面剖切的剖视图。

图3是表示多孔材料的安装方法的其他例子的轮胎子午线剖视图。

图4是将图1的多孔材料从轮胎上卸下并以缩小了状态显示的平面图。

图5是表示多孔材料的其他例子的平面图。

图6是表示多孔材料的另一个例子的平面图。

图7是表示图6所示多孔材料的制作方法的说明图。

图8是说明安装了多孔材料的充气轮胎的作用的图。

图9是表示多孔材料的另一个例子的平面图。

图10是表示多孔材料的另一个例子的平面图。

图11是表示多孔材料的另一个例子的平面图。

图12是表示多孔材料的另一个例子的平面图。

图13是将多孔材料的另一个例子以沿宽度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图14是将多孔材料的另一个例子以沿宽度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图15是将多孔材料的另一个例子以沿宽度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图16是说明作用在多孔材料上的力的关系的图。

图17是表示将图13所示的多孔材料安装到轮胎上的一例的轮胎子午线剖视图。

图18是表示将图13所示的多孔材料安装到轮胎上的另一个例子的轮胎子午线剖视图。

图19是将多孔材料的另一个例子以沿长度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图20是将多孔材料的另一个例子以沿长度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图21是将多孔材料的另一个例子以沿长度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图22是将多孔材料的另一个例子以沿长度方向剖切的状态进行表示的剖视图。

图23是表示多孔材料的其他例子的部分立体图。

图24是表示多孔材料的其他例子的部分立体图。

具体实施方式

以下，参照说明书附图对本发明的实施例作详细说明。

图1、2以轮辋组装后的状态表示本发明的充气轮胎的一个实施方式，1表示胎面部，2表示胎侧部，3表示胎圈部，4表示轮辋。

充气轮胎具有面对轮胎空腔部8的内面5。在位于胎面部1的内面5的区域5a，以通过弹性带7压接在内面5上的方式安装着由聚氨酯泡沫等发泡树脂制成的吸音用多孔材料6。截面形成为长方形的具有柔韧性的多孔材料6，在轮胎圆周上隔以规定间距配置二个，因此使得由轮辋4封闭的轮胎空腔部8的截面面积在圆周方向上变化，通过多孔材料6自身的吸音作用和轮胎空腔部8的截面面积变化，得以降低空腔共鸣音。

虽然在图1、2中利用固定在多孔材料6内周侧的固定的弹性带7将多孔材料6安装在轮胎的内面5上，但是也可以如图3所示，将弹性带7固定在多孔材料6的外周侧，而将弹性带7配置在轮胎的内面5侧。

从最有效地降低空腔共鸣音的角度出发，多孔材料6的个数优选如图2所示在相对向的位置上配置二个，当然也并不局限于此，即便是一个，或者二个以上的多个都可以。

从有效地降低空腔共鸣音的角度出发，作为多孔材料6的宽度优选为在后述的倒角前的状态下大于等于轮胎最大宽度的40％。作为多孔材料6宽度的上限值，优选设为小于等于90％。如果多孔材料6的宽度超过90％，则与胎侧部2干涉，位于多孔材料6宽度方向的端部有损伤的可能。

这样通过弹性带7被安装到轮胎内面5上的多孔材料6，图2中箭头S所示的轮胎旋转方向后侧的端部6A的位于多孔材料宽度方向两侧的角部6A1，如图4所示被以平面倒角(平面视被倒角为直线状)，具有平面状的倒角面x。

也可以取代平面，如图5所示以曲面倒角，具有曲面状的倒角面y。在图5中，角部6A1被倒角成在平面视图中具有规定曲率半径的圆弧状，但也可以是以平面视为椭圆状等的曲面倒角而成的倒角面y。倒角的尺寸，虽然在图5中表示了以具有后侧端部6A的宽度的二分之一的半径的圆弧来倒角的例子，但是也可以适当选择。

图4、5所示的多孔材料6，对在倒角前平面视的形状为长方形的材料进行倒角，前侧的端部6B的位于宽度方向两侧的角部6B1为直角状，但是也可以如图6所示使两侧的角部6B1突出，以使得在使多孔材料6的前侧端部6B与后侧端部6A对接之际前侧端部6B的端面6B’和后侧端部6A的端面6A’一致。

由此，如图7所示，在将尺寸较长的多孔材料切断形成各个多孔材料之际，不会导致产生成为废弃物的碎屑，可以通过切断加工容易地形成。虽然在图6中表示了将后侧端部6A的两角部6A1倒角成为平面状的情况，但是将其倒角成为曲面的情况也一样。

另外，虽然没有图示，但是充气轮胎在左右的胎圈部3之间延伸设置胎体层，其两端部在埋设在胎圈部3内的胎圈芯周围从轮胎内侧向外侧折返。在胎面部1的胎体层外周侧设置多个带束层。

本发明者针对以往的平面视为长方形的多孔材料的损伤，反复进行实车以及滚筒行驶试验，通过对损伤发生状况的观察，搞清楚了以下事项。

如图8所示，多孔材料6随着与路面K接触的轮胎U的胎面部1的部分的变形而在轮胎径方向变形。虽然该变形随着轮胎U的旋转反复发生，但在该变形之际多孔材料6的空隙部被压瘪，包围空隙部的部分之间相互接触。发现在以往的未倒角的俯视呈长方形的多孔材料中，从弯曲变形大的边缘侧开始发生接触的部分的损伤，而且其朝内部延伸。因为多孔材料的后侧端部位于轮胎U的转出侧，所以可以推测在其转出之时作用有很大的反作用力，在其后侧端部的位于宽度方向两侧的角部的边缘部分最先发生由相互接触而导致的损伤，且其向内部延伸，由此在后侧端部的角部发生裂口，后侧端部的角部过早地损伤。

在此，明白了在对如上所述发生损伤的后侧端部6A的两角部6A1倒角之后，在真车以及滚筒行驶试验中后侧端部6A的经过倒角的角部6A1变得不易裂口，能够抑制损伤。根据这一见解，在本发明中对后侧端部6A的角部6A1进行了倒角。由此，因为抑制了后侧端部6A的角部6A1的损伤，所以能够提高多孔材料6的耐久性。

如图4所示，在对多孔材料6的后侧端部6A的角部6A1用平面倒角的情况下，在图4所示的多孔材料6(没有安装到轮胎上的状态下的多孔材料)的平面视图中，在将倒角面x的多孔材料宽度方向上的长度设为R(mm)，将后侧端部6A的宽度设为W(mm)，将后侧端部6A的厚度设为T(mm)，将倒角面x相对于多孔材料长度方向的角度设为θ(°)时，优选使它们满足下述关系，即

2T≤R≤W/2

20°≤θ≤70°。

如果长度R小于2T，或者角度θ在上述范围之外，则耐久性的改善效果会变小。之所以将长度R设为小于等于W/2，是为了取得多孔材料6宽度方向的平衡。优选的是，两角部6A1成为对称形状，从外观的角度出发也比较好。

多孔材料6，优选如图9、10所示，前侧端部6B的位于多孔材料宽度方向两侧的角部6B1也倒角。图9所示的多孔材料6，是在图4所示的多孔材料6上对前侧端部6B的两角部6B1用平面与后侧端部6A同样地进行倒角、具有平面状的倒角面x的材料。图10所示的多孔材料6，是在图5所示的多孔材料6上以具有规定的曲率半径的曲面对前侧端部6B的两角部6B1与后侧端部6A同样地进行倒角、具有曲面状的倒角面y的材料。

在真车以及滚筒行驶试验中，以往的多孔材料中，在后侧端部的两侧角部损伤之后，前侧端部的两侧角部也同样损伤。在此，明白了在这样对前侧端部6B的两角部6B1倒角之后，前侧端部6B的经过倒角的角部6B1变得不易裂口，能够抑制损伤。根据这一见解，在本发明中对前侧端部6B的角部6B1进行倒角。由此，因为能够抑制前侧端部6B的角部6B1的损伤，所以能够进一步提高多孔材料6的耐久性。

在将多孔材料6的前侧端部6B的角部6B1倒角为平面状的情况下，其倒角尺寸的相关事项可以设为与所述后侧端部6A的角部6A1倒角的情况相同。

即，在图9所示的多孔材料6(没有安装到轮胎上的状态下的多孔材料)的平面视图中，在将前侧端部6B的倒角面x的多孔材料宽度方向上的长度设为R’(mm)，将前侧端部6B的宽度设为W’(mm)，将前侧端部6B的厚度设为T’(mm)，将倒角面x相对于多孔材料长度方向的角度设为θ’(°)时，优选使它们满足下述关系，即

2T’≤R’≤W’/2

20°≤θ’≤70°。

多孔材料6，更优选如图11、12所示，在多孔材料6的位于宽度方向两侧的侧面6C的中间区域部(图中以中央部为例)设置切口部9。图11所示的多孔材料6是设置了三角形的切口部9的材料，图12所示的多孔材料6是设置了梯形的切口部9的材料。

以往的多孔材料中，在前侧端部的两侧角部发生损伤之后，在多孔材料的位于宽度方向两侧的侧面也发生同样的损伤。在此，明白了在这样设置了切口部9之后，在真车以及滚筒行驶试验中侧面6C变得不易裂口，能够抑制损伤。根据这一见解，在多孔材料6的侧面6C上设置了切口部9。由此，因为能够抑制发生在多孔材料6的侧面6C上的损伤，所以能够进一步提高多孔材料6的耐久性。

切口部9最好在各侧面6C上设置一个以上，但也可以在任意一方的侧面6C上设置，也可以在至少一方的侧面6C上设置。

在如图11所示在多孔材料6的侧面6C上设置三角形的切口部9的情况下，优选将切口部9的在多孔材料宽度方向上的长度(深度)Q1(mm)，相对于切口部9所处的多孔材料6的侧端部的厚度T”(mm)，设为T”/3≤Q1≤2T”。如果长度Q1小于T”/3，则改善效果小；相反如果长度Q1大于2T”，则多孔材料6整体的缩颈变大，导致耐久性恶化。作为切口部9的开口角度α1(°)，优选设为大于等于90°。如果开口角度α1小于90°，则因为角度呈锐角，所以会成为在角处发生龟裂的原因。开口角度α1更优选设为大于等于120°。从加工效率的角度出发，作为开口角度α1的上限值优选设为小于等于150°。

在如图12所示设置梯形的切口部9的情况下，切口部9的在多孔材料宽度方向上的长度(深度)Q2(mm)，优选与三角形切口部9同样地设为T”/3≤Q2≤2T”。与梯形切口部9的开口相比长度较短的切口底部长度P(mm)，优选设为小于等于多孔材料6的全长L(mm)的1/3。如果切口底部长度P大于全长L(mm)的1/3，则难以避免应力，因此并不优选。切口底部长度P的下限值是0mm，即是图11的三角形的切口部9。作为切口部9相对于切口底部9a的开口角度α2(°)，根据与上述同样的理由优选设为大于等于90°，更优选设为大于等于120°。开口角度α2的上限值也最好与三角形的切口部9的开口角度α1相同。

上述多孔材料6，更优选如图13～15所示的那样形成。图13所示的多孔材料6是在沿着宽度方向剖切时的截面形状是梯形的材料。图14所示的多孔材料6是将两侧面6C设为向外侧为凸的曲面状(截面圆弧状)的材料。图15所示的多孔材料6是沿着形成为曲面状的胎面部1的内面5的区域5a延伸的曲面形状的材料。

在轮胎接地时向轮胎径方向内侧弯曲变形的多孔材料6，如图16所示面对轮胎空腔部8的内面侧6m在多孔材料宽度方向上受到如箭头所示的那样相互朝向中心侧的压缩应力，但是通过如图13～15所示构成多孔材料6，因为能够将内侧面6m的侧端部上的表面应力变小，所以能够抑制侧面6C的损伤。多孔材料6更加优选的是将图15所示结构与图13或者图14所示结构组合。

如图13所示，在将多孔材料6的截面形状形成为梯形的情况下，可以如图17、18所示，将多孔材料6的下底侧面和上底侧面中的任意一侧设在轮胎的内面5侧而进行安装。

另外，如图13所示，当将梯形的下底设为Wa(mm)，将上底设为Wb(mm)，将高度设为h(mm)时，从更加有效地抑制侧面6C上的损伤的角度出发，优选使它们能够满足h/2≤|Wa-Wb|≤4h的关系。

图19、20表示多孔材料6的其他例子。图19、20所示的多孔材料6，是代替所述后侧端部6A的角部6A1的倒角，对后侧端部6A的位于多孔材料厚度方向两侧的角部6A2a、6A2b之中的一方的角部用平面进行倒角的情况。图19所示的多孔材料6是对位于轮胎内面5侧的角部6A2a倒角的情况，图20所示的多孔材料6是对位于轮胎空腔部8侧的角部6A2b倒角的情况。可知即使这样处理，在真车以及滚筒行驶试验中也能够抑制后侧端部6A的两侧角部6A1的损伤，根据这一见解，对后侧端部6A的多孔材料厚度方向两侧的角部6A2a、6A2b之中的一方的角部进行了倒角。

优选的是，多孔材料6设为对后侧端部6A的角部6A1和角部6A2a、6A2b中的一个角部这两者都进行倒角的结构，这样在进一步提高角部6A1的缺口的抑制效果方面比较理想。

在如图19、20所示将角部6A2a、6A2b中的一个角部倒角成为平面状的倒角面z的情况下，优选的是，使倒角面z的在多孔材料长度方向上的长度M(mm)相对于后侧端部6A的厚度T设为T≤M≤2T。如果长度M比T小，则难以取得改善效果。如果长度M超过2T，则会有不与轮胎内面5或者弹性带7随动的可能。作为后侧端部6A的倒角后的边缘厚度N(mm)，优选设为T/4≤N≤3T/4的关系。如果边缘的厚度N比T/4小，则会因为边缘的厚度变得过薄而导致耐久性恶化。如果边缘的厚度N大于3T/4，则改善效果变小。

多孔材料6，优选如图21、22所示，对前侧端部6B的位于厚度方向两侧的角部6B2a、6B2b中的一方进行倒角，使得在前侧端部6B上也有平面状的倒角面z。图21所示的多孔材料6是对位于轮胎内面5侧的角部6B2a倒角的情况，图22所示的多孔材料6是对位于轮胎空腔部8侧的角部6B2b倒角的情况。其倒角尺寸的相关事项，可以与上述的对后侧端部6A的位于多孔材料厚度方向两侧的角部6A2a、6A2b倒角的情况相同。

虽然在图19～22中所示的多孔材料6中，形成平面状的倒角面z，但是也可以以具有规定曲率半径的曲面来倒角，以形成曲面状的倒角面。

另外，在对多孔材料6的后侧端部6A的两侧角部6A1用平面倒角的情况下，也可以如图24、25所示，以相对于多孔材料6的面向轮胎内面5的外侧面6D和面向轮胎空腔部8的内侧面6E不垂直而倾斜的倒角面x’进行倒角。顺便说明一下，图4、5等所示的倒角面x相对于多孔材料6的外侧面6D和内侧面6E是垂直的。

本发明在上述说明以外，也可以将上述各种结构适当的组合从而形成多孔材料。

实施例

将轮胎尺寸皆设为215/60R16，分别制造如图1、2所示地安装了图4所示的多孔材料的本发明轮胎1；如图1、2所示地安装了图9所示的多孔材料的本发明轮胎2；如图1、2所示地安装了图12所示的多孔材料的本发明轮胎3；如图1、2所示地安装了将图12所示的多孔材料进一步设为截面梯形状而成多孔材料的本发明轮胎4；如图1、2所示地安装了图19所示的多孔材料的本发明轮胎5；以及如图1、2所示地安装了未倒角的长方体形状的多孔材料的以往轮胎。

各试验轮胎的多孔材料由聚氨酯泡沫制成，倒角之前的长方体形状的多孔材料(以往轮胎的多孔材料)的尺寸都是宽度为150mm、长度为450mm、厚度为20mm。

本发明轮胎1的多孔材料，后侧端部的倒角面的长度R是60mm，倒角面的角度θ是45°。本发明轮胎2的多孔材料，后侧端部和前侧端部的倒角面的长度R、R’是60mm，倒角面的角度θ、θ’是45°。本发明轮胎3的多孔材料除了切口部的开口角度α2是120°、长度Q2是10mm以外，其他都与本发明轮胎2的多孔材料相同。本发明轮胎4的多孔材料除了|Wa-Wb|的值是40mm以外，其他都与本发明轮胎3的多孔材料相同。本发明轮胎5的多孔材料，后侧端部的倒角面的长度M是30mm，边缘的厚度N是10mm。

按照以下所示的方法对所述各试验轮胎进行耐久性评价试验，取得表1所示的结果。

耐久性

将各个试验轮胎安装到轮辋尺寸为6.5JJ的轮辋上，气压设定为150kPa，再安装到滚筒试验机上。使其以80km/h的时速在旋转的滚筒上旋转行驶，测定直至在多孔材料上发生裂口为止所行驶的距离。将其结果用以以往轮胎为100的指数值来表示。该值越大，则直至发生裂口为止所行驶的距离就越长，耐久性就越好。

表1

	耐久性		耐久性
				以往轮胎	100	本发明轮胎3	185
本发明轮胎1	174	本发明轮胎4	189
				本发明轮胎2	180	本发明轮胎5	160

从表1可见，本发明中的轮胎能够大幅改善耐久性。

工业上的可利用性

具有所述优良效果的本发明中的充气轮胎，作为安装在车辆上的低噪音轮胎能够极其有效地得以应用。

Claims (18)

1.一种充气轮胎，该充气轮胎在面向轮胎空腔部的内面上配置有多孔材料，其中，对所述多孔材料的位于轮胎旋转方向前后的端部中至少后侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部进行了倒角。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，将所述角部倒角成平面状，所述至少后侧端部在多孔材料宽度方向两侧具有倒角面。

3.根据权利要求2所述的充气轮胎，其中，在将所述倒角面的多孔材料宽度方向上的长度设为R(mm)，将所述后侧端部的宽度设为W(mm)，将所述后侧端部的厚度设为T(mm)，将所述倒角面相对于多孔材料长度方向的角度设为θ(°)时，所述多孔材料满足下述关系：

2T≤R≤W/2

20°≤θ≤70°。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，将所述角部倒角成曲面状。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的充气轮胎，其特征在于，对所述至少后侧端部的位于多孔材料厚度方向两侧的角部中的一方的角部进行了倒角。

6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其中，将所述倒角的一方的角部倒角成平面状，所述后侧端部在多孔材料厚度方向的一方侧具有倒角面，在将所述一方的倒角面的多孔材料长度方向上的长度设为M(mm)，将所述后侧端部的厚度设为T(mm)，将所述后侧端部的倒角后的边缘厚度设为N(mm)时，所述多孔材料满足下述关系：

T≤M≤2T

T/4≤N≤3T/4。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的充气轮胎，其中，对所述前侧端部的位于多孔材料宽度方向两侧的角部进行了倒角。

8.一种充气轮胎，该充气轮胎在面向轮胎空腔部的内面上配置有多孔材料，其中，对所述多孔材料的位于轮胎旋转方向前后的端部中至少后侧端部的位于多孔材料厚度方向两侧的角部中的一方的角部进行了倒角。

9.根据权利要求8所述的充气轮胎，其中，将所述倒角的一方的角部倒角成平面状，所述后侧端部在多孔材料厚度方向的一方侧具有倒角面，在将所述一方的倒角面的多孔材料长度方向上的长度设为M(mm)，将所述后侧端部的厚度设为T(mm)，将所述后侧端部的倒角后的边缘厚度设为N(mm)时，所述多孔材料满足下述关系：

T≤M≤2T

T/4≤N≤3T/4。

10.根据权利要求8或者9所述的充气轮胎，其中，对所述前侧端部的位于多孔材料厚度方向两侧的角部中的一方的角部进行了倒角。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的充气轮胎，其中，在位于多孔材料宽度方向两侧的多孔材料的两侧面中的至少一方上设置有切口部。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的充气轮胎，其中，将把所述多孔材料沿着多孔材料宽度方向剖切时的截面形状设为梯形，在将该梯形的下底设为Wa(mm)，将上底设为Wb(mm)，将高度设为h(mm)时，满足下述关系：

h/2≤|Wa-Wb|≤4h。

13.根据权利要求1至10中任意一项所述的充气轮胎，其中，将位于多孔材料宽度方向两侧的多孔材料的两侧面形成为向外侧凸出的曲面状。

14.根据权利要求13所述的充气轮胎，其中，在所述两侧面的至少一方上设置有切口部。

15.根据权利要求1至14中任意一项所述的充气轮胎，其中，将所述多孔材料设为沿着所述轮胎的内面延伸的形状。

16.根据权利要求1至15中任意一项所述的充气轮胎，其中，所述多孔材料的倒角前的平面视图中的形状是长方形状。

17.根据权利要求1至16中任意一项所述的充气轮胎，其中，所述多孔材料是由发泡树脂制成的。

18.根据权利要求1至17中任意一项所述的充气轮胎，其中，在位于胎面部的内面区域设置所述多孔材料。

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