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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, bei welchem eine Schnittform eines geschlossenen Raums, der zwischen einem Reifen und einem Rad vorhanden ist, in Umfangsrichtung des Reifens geändert wird, und betrifft weiterhin ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Reifen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung einen Luftreifen, der so ausgebildet ist, dass er Probleme überwindet, die auftreten, wenn eine Schnittform eines geschlossenen Raums in Umfangsrichtung des Reifens geändert wird, sowie ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
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Als Gegenmaßnahme gegen Geräusche, die durch Luftsäulenresonanz eines Kraftfahrzeugrades hervorgerufen werden, wurde die Vorgehensweise vorgeschlagen, die Resonanzzeit bei einer einzelnen Frequenz dadurch zu verkürzen, dass die Schnittform eines geschlossenen Raums geändert wird, der zwischen einem Luftreifen und einem Rad in Umfangsrichtung des Reifens vorhanden ist, um durch die Luftsäulenresonanz hervorgerufene Geräusche zu verringern (vgl. beispielsweise die
JP 2001-113902 A ). Insbesondere, wenn ein geeignetes Teil an einer Innenoberfläche eines Reifens in einem Wulstabschnitt des Luftreifens angebracht wird, kann die Luftsäulenresonanz verringert werden, während ein Ungleichgewicht oder eine Unwucht minimiert wird, hervorgerufen durch das Gewicht oder die Steifigkeit des Teils.
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Wenn jedoch ein Teil zum Ändern der Schnittform des geschlossenen Raum an der Innenoberfläche des Reifens in dem Wulstabschnitt angebracht wird, treten leicht von dem Ende des Teils ausgehende Spalte auf. Daher besteht die Schwierigkeit, dass die Lebensdauer des Reifens verringert wird. Weiterhin ist bei der Vorgehensweise, das Teil an der Innenoberfläche des Reifens in dem Wulstabschnitt anzubringen, die negative Auswirkung einer beträchtlichen Verringerung der Produktivität bei der Reifenherstellung vorhanden.
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Aus
JP 2002-120509 A und
DE 38 44 010 A1 sind ebenfalls Luftreifen bekannt.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Luftreifens, der eine Verbesserung der Lebensdauer ermöglicht, wenn die Schnittform eines geschlossenen Raums in Umfangsrichtung des Reifens durch Hinzufügung eines Teils zu einem Wulstabschnitt geändert wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Luftreifens, das eine Verbesserung der Produktivität ermöglicht, wenn die Schnittform eines geschlossenen Raums in Umfangsrichtung eines Reifens durch Hinzufügung eines Teils zu einem Wulstabschnitt geändert wird.
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Um das voranstehend angegebene Ziel zu erreichen, zeichnet sich ein Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Karkassenschicht zwischen einem Paar aus linken und rechten Wulstabschnitten angeordnet ist, und eine innere Auskleidungsschicht an einer Innenseite der Karkassenschicht vorgesehen ist, dadurch aus, dass Volumeneinstellteile intermittierend zwischen der Karkassenschicht und der inneren Schicht in den Wulstabschnitten in Umfangsrichtung des Reifens so vorgesehen sind, dass die Schnittform eines geschlossenen Raums geändert wird, der zwischen dem Reifen und einem Rad in Umfangsrichtung des Reifens vorhanden ist.
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Durch eine derartige Anordnung der Volumeneinstellteile zwischen der Karkassenschicht und der inneren Auskleidungsschicht wird verhindert, dass Enden der Volumeneinstellteile zur Innenoberfläche des Reifens hin frei liegen, so dass die Erzeugung von Spalten von den Enden aus unterdrückt wird. Hierdurch wird ermöglicht, die Lebensdauer des Reifens zu verlängern. Da die Volumeneinstellteile intermittierend in Umfangsrichtung des Reifens in den Wulstabschnitten angeordnet sind, wird darüber hinaus ermöglicht, Luftsäulenresonanzschall zu verringern, während ein Ungleichgewicht oder eine Unwucht, hervorgerufen durch das Gewicht oder die Steifigkeit der Volumeneinstellteile, minimiert wird. Vorzugsweise sind die Volumeneinstellteile in gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Reifens angeordnet, um ein Gewichtsungleichgewicht oder eine Unwucht zu unterdrücken.
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Weiterhin wird, um das voranstehend geschilderte Ziel zu erreichen, ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, welches folgende Schritte aufweist: intermittierendes Crimpen von Volumeneinstellteilen auf beide Seitenabschnitte eines Innenauskleidungsschichtmaterials in dessen Längsrichtung; Wickeln des Innenauskleidungsmaterials auf eine Außenumfangsseite einer Umformtrommel; Wickeln eines Karkassenschichtmaterials auf eine Außenumfangsseite des Innenauskleidungsmaterials; Ausbildung eines unvulkanisierten Reifens, welcher das Innenauskleidungsmaterial und das Karkassenmaterial aufweist; und Vulkanisieren des unvulkanisierten Reifens.
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Die Verbesserung der Produktivität bei der Reifenherstellung wird daher dadurch erreicht, dass das Innenauskleidungsmaterial eingesetzt wird, auf welches die Volumeneinstellteile vorher gecrimpt werden. Insbesondere, wenn die Volumeneinstellteile zwischen dem Innenauskleidungsmaterial und dem Karkassenmaterial angeordnet werden, wird ermöglicht, einen Luftreifen zu erzielen, der mit den Volumeneinstellteilen zwischen der Karkassenschicht und der Innenauskleidungsschicht in den Wulstabschnitten versehen ist, und eine hervorragende Lebensdauer aufweist.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine Meridian-Schnittansicht eines Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Volumeneinstellteils, das in einem Wulstabschnitt des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, gesehen von einer Seite des Reifens aus;
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3 eine Perspektivansicht eines Innenauskleidungsmaterials, das einer Umformtrommel zugeführt wird; und
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4(a) bis 4(d) Perspektivansichten von Schritten eines Verfahrens zur Herstellung des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2 zeigt schematisch ein Volumeneinstellteil, das in einem Wulstabschnitt des Luftreifens angeordnet ist, gesehen von einer Seite des Reifens aus. Wie in 1 gezeigt, weist ein Luftreifen 10 einen Laufflächenabschnitt 1 auf, Seitenwandabschnitte 2 und Wulstabschnitte 3. Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen einem Paar aus linken und rechten Wulstabschnitten 3, 3 angeordnet, und eine Innenauskleidungsschicht 5 ist an der Innenseite der Karkassenschicht 4 angeordnet. Ein Ende der Karkassenschicht 4 in Richtung ihrer Breite ist von der Innenseite zur Außenseite des Reifens um einen Wulstkern 6 in jedem Wulst 3 gewickelt. Weiterhin ist in dem Laufflächenabschnitt 1 eine Gürtelschicht 7 an der Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 eingebaut. Der Luftreifen 10 ist an einer Felge R eines Rades W befestigt, und ein geschlossener Raum 8 wird zwischen dem Luftreifen 10 und dem Rad W ausgebildet.
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In dem Luftreifen 10 sind mehrere Volumeneinstellteile 9 zwischen der Karkassenschicht 4 und der Innenauskleidungsschicht 5 in den Wulstabschnitten 3 eingebettet, um die Schnittform des geschlossenen Raums 8 in Umfangsrichtung des Reifens zu ändern. Wie in 2 gezeigt, sind diese Volumeneinstellteile 9 intermittierend in Umfangsrichtung des Reifens angeordnet. Weiterhin sind die Volumeneinstellteile 9 in gleichen Abständen in Umfangsrichtung des Reifens angeordnet, um ein Gewichtsungleichgewicht oder eine Unwucht zu unterdrücken.
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Es gibt keine spezielle Einschränkung für die Materialien der Volumeneinstellteile 9. Vorzugsweise bestehen jedoch die Teile 9 aus Gummizusammensetzungen, so dass sich die Volumeneinstellteile 9 nicht von der Karkassenschicht 4 oder der Innenauskleidungsschicht 5 lösen. Es ist vorzuziehen, dass die Volumeneinstellteile 9 eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 10 mm aufweisen. Ist die Dicke geringer als 1 mm, wird der Effekt der Verringerung des Luftsäulenresonanzschalls unzureichend. Übersteigt die Dicke 10 mm, so besteht die Möglichkeit, dass die Gleichförmigkeit beeinträchtigt wird.
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Wie voranstehend beschrieben, sind die Volumeneinstellteile 9 intermittierend in Umfangsrichtung des Reifens angeordnet, um die Schnittform des geschlossenen Raums 8 in Umfangsrichtung des Reifens zu ändern. Die Luftsäulenresonanzfrequenz des geschlossenen Raums 8 ändert sich daher, wenn sich das Rad dreht, wodurch der Luftsäulenresonanzschall verringert wird. Da die Volumeneinstellteile 9 in den Wulstabschnitten 3 anstatt im Laufflächenabschnitt 1 vorgesehen sind, wird darüber hinaus ermöglicht, ein Ungleichgewicht oder eine Unwucht zu minimieren, das bzw. die durch das Gewicht oder die Steifigkeit der Volumeneinstellteile hervorgerufen wird. Da die Volumeneinstellteile 9 zwischen der Karkassenschicht 4 und der Innenauskleidungsschicht 5 angeordnet sind, so dass ihre Enden nicht zur Innenoberfläche des Reifens hin frei liegen, kann darüber hinaus die Erzeugung von Spalten von den Enden der Volumeneinstellteile 9 unterdrückt werden, was die Lebensdauer des Luftreifens verlängert.
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Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Luftreifens geschildert. 3 zeigt ein Innenauskleidungsmaterial, das einer Umformtrommel zugeführt wird. Die 4(a) bis 4(d) zeigen Schritte des Herstellungsverfahrens für den Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden, wie in 3 gezeigt, die Volumeneinstellteile 9 vorher intermittierend auf beide Seitenabschnitte eines Innenauskleidungsschichtmaterials 15 in dessen Längsrichtung aufgecrimpt, und wird das Innenauskleidungsmaterial 15, das mit den Volumeneinstellteilen 9 versehen ist, kontinuierlich einer Umformtrommel zugeführt. Wenn beispielsweise Volumeneinstellteile 9 an zwei Orten auf dem Umfang des Reifens angeordnet sind, wiederholt sich das Vorhandensein bzw. Fehlen der Volumeneinstellteile 9 bei jedem Viertel des Umfangs der Umformtrommel. Daher treten selbst dann keine Probleme auf, wenn irgendwelche Orte des Innenauskleidungsmaterials 15 in Längsrichtung während der Reifenherstellung geschnitten werden.
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Das auf die voranstehend geschilderte Art und Weise vorbereitete Innenauskleidungsmaterial 15 wird auf eine Außenumfangsseite der Umformtrommel B gewickelt, und seine beiden Enden in Umfangsrichtung der Trommel werden miteinander verbunden, wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt ist. Dann wird, wie in den 4(c) und 4(d) gezeigt, ein Karkassenschichtmaterial 14 auf die Außenumfangsseite des Innenauskleidungsmaterials 15 gewickelt, und werden seine beiden Enden in Umfangsrichtung der Trommel verbunden. Dann wird ein Teil, wie beispielsweise ein Wulstkern (nicht gezeigt) hinzugefügt, um einen unvulkanisierten Reifen auszubilden, der das Karkassenmaterial 14 und das Innenauskleidungsmaterial 15 aufweist. Dieser unvulkanisierte Reifen wird in einer Form durch ein normales Vulkanisierverfahren vulkanisiert. Es wird darauf hingewiesen, dass aus dem Karkassenmaterial 14 bzw. dem Innenauskleidungsmaterial 15 die Karkassenschicht 4 bzw. die Innenauskleidungsschicht 5 wird.
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Die Verwendung des Innenauskleidungsmaterials 15, auf welches vorher die Volumeneinstellteile 9 gecrimpt werden, wie dies voranstehend geschildert wurde, ermöglicht ein einfaches Hinzufügen der Volumeneinstellteile 9 zu den Wulstabschnitten 3 des Luftreifens 10. Hierdurch kann die Produktivität bei der Herstellung des Luftreifens 10 verbessert werden. Insbesondere, wenn die Volumeneinstellteile 9 zwischen dem Karkassenmaterial 14 und dem Innenauskleidungsmaterial 15 angeordnet werden, also zwischen der Karkassenschicht 4 und der Innenauskleidungsschicht 5 an den Wulstabschnitten 3, wird darüber hinaus ermöglicht, die Lebensdauer des Luftreifens 10 zu verbessern.
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Voranstehend wurde im Einzelnen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass zahlreiche Änderungen, Modifikationen und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldungsunterlagen ergeben.
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BEISPIEL
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Es wurden Luftreifen gemäß herkömmlichen Beispielen 1 bis 3 und der Ausführungsform der Erfindung hergestellt, welche eine Reifengröße von 185/70R14 aufwiesen und sich nur in Bezug auf den Reifenaufbau unterschieden. Das herkömmliche Beispiel 1 ist ein Luftreifen als Bezugsgröße. Das herkömmliche Beispiel 2 ist ein Luftreifen, bei welchem Volumeneinstellteile intermittierend an einer Innenoberfläche des Reifens im Laufflächenabschnitt in Umfangsrichtung des Reifens angebracht sind, und die Schnittflächenänderungsrate des geschlossenen Raums, der zwischen dem Reifen und einem Rad vorhanden ist, 2,0% beträgt. Das herkömmliche Beispiel 3 ist ein Luftreifen, bei welchem Volumeneinstellteile intermittierend an der Innenoberfläche des Reifens in Wulstabschnitten in Umfangsrichtung des Reifens angebracht sind, und die Schnittflächenänderungsrate des geschlossenen Raums, der zwischen dem Reifen und einem Rad vorhanden ist, 2,0% beträgt. Die Ausführungsform der Erfindung ist ein Luftreifen, bei welchem Volumeneinstellteile intermittierend zwischen eine Karkassenschicht und eine Innenauskleidungsschicht in Wulstabschnitten in Umfangsrichtung des Reifens eingebettet sind, und die Schnittflächenänderungsrate des geschlossenen Raums zwischen dem Reifen und einem Rad 2,0% beträgt.
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Diese vier Arten von Luftreifen wurden bewertet im Hinblick auf Luftsäulenresonanzschall, Gleichförmigkeit und Lebensdauer durch die nachstehend angegebenen Messverfahren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
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Luftsäulenresonanzschall:
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Jeder Versuchsreifen wurde mit einem Rad mit Felgengröße 14 × 5 1/2 JJ zusammengebaut, und es wurde der Luftsäulenresonanzschall (dB) durch ein Mikrofon gemessen, das am Ort des Rohrs eines Fahrers auf der Fahrersitzfensterseite in einem Fahrzeuginnenraum angebracht war, wenn das Fahrzeug, ein Personenkraftfahrzeug mit einem Hubraum von 1800 ccm, auf einer unebenen Straßenoberfläche bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h fuhr, mit einem auf 220 kPa eingestellten Luftdruck. Die Ergebnisse der Bewertung sind durch Relativwerte angegeben, wobei das herkömmliche Beispiel 1 die Bezugsgröße bildet (±0,0). Ein positiver Wert bedeutet stärkeren Luftsäulenresonanzschall, und ein negativer Wert bedeutet einen schwächeren Luftsäulenresonanzschall.
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Gleichförmigkeit:
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Jeder Versuchsreifen wurde mit einem Rad mit einer Felgengröße 14 × 5 1/2 JJ zusammengebaut, und es wurde die Änderung der Traktionskraft (TFV) bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h gemessen, um deren Sekundärkomponenten zu vergleichen. Kehrwerte der gemessenen Werte wurden bei der Bewertung verwendet, und die Ergebnisse der Bewertung werden durch Indizes repräsentiert, wobei das herkömmliche Beispiel 1 auf 100 gesetzt wurde. Ein größerer Indexwert bedeutet eine bessere Gleichförmigkeit.
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Lebensdauer:
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Jeder Versuchsreifen wurde mit einem Rad mit einer Felgengröße 14 × 5 1/2 JJ zusammengebaut, ein Personenkraftfahrzeug mit einem Hubraum von 1800 ccm wurde im städtischen Bereich 30000 km lang gefahren, mit einem auf 220 kPa eingestellten Luftdruck, und es wurde der Verbindungszustand der Volumeneinstellteile nach dem Fahrversuch untersucht. Die Ergebnisse der Bewertung werden präsentiert durch ”A”, wenn kein Riss vorhanden war, durch ”B”, wenn eine geringe Rissbildung vorhanden war, oder durch ”C”, wenn starke Risse vorhanden waren. Tabelle 1
| | Herkömmliches Beispiel 1 | Herkömmliches Beispiel 2 | Herkömmliches Beispiel 3 | Ausführungsform |
| Position des Volumeneinstellteils | | Reifeninnenoberfläche des Laufflächenabschnitts | Reifeninnenoberfläche des Wulstabschnitts | Innerhalb des Wulstabschnitts |
| Luftsäulenresonanzschall (db) | ±0,0 | –3,0 | –3,0 | –3,0 |
| Gleichförmigkeit (Index) | 100 | 80 | 100 | 100 |
| Lebensdauer | A | B | C | A |
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Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, konnten mit dem Luftreifen gemäß der Ausführungsform der Erfindung Auswirkungen der Verringerung des Luftsäulenresonanzschalls erzielt werden, ohne dass die Gleichförmigkeit oder die Lebensdauer beeinträchtigt wurden, verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel 1. Bei den herkömmlichen Beispielen 2 und 3 waren Probleme in Bezug auf die Gleichförmigkeit oder die Lebensdauer vorhanden, wobei sie jedoch Auswirkungen der Verringerung des Luftsäulenresonanzschalls zeigten.
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Da bei dem Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung die Volumeneinstellteile intermittierend zwischen der Karkassenschicht und der Innenauskleidungsschicht in den Wulstabschnitten in Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, wird wie voranstehend geschildert ermöglicht, die Lebensdauer des Reifens zu verbessern, wenn die Schnittform des geschlossenen Raums in Umfangsrichtung des Reifens durch Hinzufügung der Teile zu den Wulstabschnitten geändert wird.
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Da bei dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für den Luftreifen die Volumeneinstellteile intermittierend auf beide Seitenabschnitte des Innenauskleidungsschichtmaterials in dessen Längsrichtung vorher aufgecrimpt werden, und der unvulkanisierte Reifen unter Verwendung des Innenauskleidungsmaterials hergestellt wird, wird ermöglicht, die Produktivität bei der Herstellung des Reifens zu verbessern, wenn die Schnittform des geschlossenen Raums in Umfangsrichtung des Reifens durch Hinzufügung der Teile zu den Wulstabschnitten geändert wird.
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Auf diese Art und Weise wird ermöglicht, Luftsäulenresonanzschall zu verringern, wobei die Schwierigkeiten überwunden werden, die auftreten, wenn die Schnittform des geschlossenen Raums in Umfangsrichtung des Reifens geändert wird, und ein Ungleichgewicht oder eine Unwucht minimiert werden kann, hervorgerufen durch das Gewicht oder die Steifigkeit der Volumeneinstellteile.
