DE112004001424T5

DE112004001424T5 - Geräuscharmer Luftreifen

Info

Publication number: DE112004001424T5
Application number: DE112004001424T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Hiratsuka Tanno
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: KR101100065B1; WO2005012008A1; US20060185777A1; JP4281875B2; DE112004001424B4; CN1826235A; KR20060069827A; CN100478193C; JPWO2005012008A1; US7556075B2

Abstract

Geräuscharmer Luftreifen, der eine Lauffläche aufweist, welche Lauffläche eine radiale innere Oberfläche aufweist, die in eine Kavität des Reifens deutet, wobei gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente an der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche in vorbestimmten Intervallen im Umfang des Reifens durch ein elastisches Fixierband befestigt sind, welche gürtelförmigen Geräusch absorbierende Elemente jeweils zumindest eine Lage umfassen, die aus einem porösen Material geformt ist, das eine Rohdichte von 10 kg/m³ bis 70 kg/m³ aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf geräuscharme Luftreifen und insbesondere auf einen geräuscharmen Luftreifen, der effektiv das Geräusch reduzieren kann, das durch akustische Kavitätsresonanz erzeugt wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Es gibt eine akustische Kavitätsresonanz, die durch eine Vibration von Luft, mit der die Kavität eines Reifens befüllt ist, erzeugt wird, die eine der Quellen ist, die das Reifengeräusch erzeugen. Die Lauffläche eines Reifens, die während des Fahrens in Kontakt mit der Straßenoberfläche eines Fahrzeuges kommt, vibriert aufgrund der Unebenheit der Straßenoberfläche und diese Vibration erzeugt dann die Vibration von Luft in der Kavität des Reifens, wodurch die Kavitätsresonanz erzeugt wird. Es ist bekannt, dass die Frequenz des Klanges, der als Geräusch der Kavitätsresonanz empfangen wird, im Allgemeinen ungefähr 200 Hz bis 300 Hz ist, unterschiedlich entsprechend der Reifengröße. Es ist daher wichtig, das Niveau von Geräuschen in diesem Frequenzband herabzusetzen, um das Reifengeräusch zu erniedrigen.
Als ein Ansatz zur Reduktion von Geräusch, das durch eine solche akustische Kavitätsresonanz erzeugt wird, wurde vorgeschlagen, ein Geräusch absorbierendes Element in der Kavität des Reifens hinzuzufügen, um das Resonanzgeräusch zu absorbieren (siehe zum Beispiel die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 62-216803). Da eine hinreichende Studie bezüglich der Charakteristika des Geräusch absorbierenden Elements jedoch nicht durchgeführt wurde, ist es nicht notwendigerweise bekannt, dass eine effektive Geräuschreduktion erreicht wurde.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen geräuscharmen Luftreifen bereitzustellen, der einen effektiven Geräuschreduktionseffekt durch hinreichende Verwendung der Charakteristika eines Geräusch absorbierendes Elements erreichen kann.
Um die obige Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen geräuscharmen Luftreifen bereit, der eine Lauffläche aufweist, welche Lauffläche eine radiale innere Oberfläche aufweist, die in eine Kavität des Reifens hineinzeigt, wobei gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente an der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung des Reifens durch ein elastisches Fixierband befestigt sind, welche gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente jeweils zumindest eine Lage umfassen, die aus einem porösen Material geformt ist, das eine Rohdichte (apparent density) von 10 kg/m³ bis 70 kg/m³ aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, sind die gürtelförmigen Geräusch absorbierende Elemente aus einem porösen Material geformt, wobei die Dichte der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente in einem günstigen Bereich eingestellt wird und die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente durch das elastische Fixierband auf der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche in vorbestimmten Intervallen befestigt sind, so dass ein akustisches Kavitätsresonanzgeräusch durch eine Kombination eines Geräusch absorbierenden Effektes durch das poröse Material des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements und einem Geräuschreduktionseffekt aufgrund der Veränderung der Resonanzfrequenz durch das in der Umfangsrichtung periodische Anordnen des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements signifikant reduziert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen geräuscharmen Luftreifen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Zustand zeigt, in dem der Reifen auf einer Felge montiert ist und ein Luftdruck auf ihn angewendet ist, in einer Ebene, die die Drehachse des Reifens umfasst.
2 ist eine Seitenansicht, die gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente und ein elastisches Fixierband, das in 1 gezeigt ist, zeigt.
3 ist eine Seitenansicht, die ein weiteres Beispiel einer Art der Befestigung der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente durch das elastische Fixierband zeigt.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine unebene radiale innere Oberfläche aufweist.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine unebene radiale innere Oberfläche aufweist.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die noch ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine unebene radiale innere Oberfläche aufweist.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die noch ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine unebene radiale innere Oberfläche aufweist.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die noch ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine unebene radiale innere Oberfläche aufweist.
9 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine Lagenstruktur aufweist.
10 ist eine Seitenansicht, die ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine Lagenstruktur aufweist.
11 ist eine perspektivische Teilansicht, die ein Beispiel einer Art des Anbringens des elastischen Fixierbandes an dem gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Element, das eine Lagenstruktur aufweist, zeigt.
12 ist eine perspektivische Teilansicht, die ein weiteres Beispiel einer Art des Anbringens des elastischen Fixierbandes an dem gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Element, das eine Lagenstruktur aufweist, zeigt.
13 ist eine perspektivische Teilansicht, die noch ein weiteres Beispiel der Art des Anbringens des elastischen Fixierbandes an dem gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Element, das eine Lagenstruktur aufweist, zeigt.
14 ist eine Schnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine Lagenstruktur aufweist.
15 ist eine Schnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements zeigt, das eine Lagenstruktur aufweist.
16 ist eine Schnittansicht, die das elastische Fixierband und die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente zeigt, die jeweils das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element, das in 15 gezeigt ist, umfassen, in einem Zustand, in dem die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente durch das elastische Fixierband an der inneren Oberfläche des Reifens befestigt sind.
BESTE ARTEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Gleiche Zeichen beziehen sich durch die Zeichnungen hinweg auf gleiche Elemente und eine doppelte Beschreibung wird fortgelassen.
Bezugnehmend auf 1 umfasst der pneumatische Reifen T eine Lauffläche 1, rechte und linke Wülste 2 und rechte und linke Seitenwände 3, welche die Lauffläche 1 und die Wülste 2 miteinander verbinden. Der Reifen hat eine Kavität 4, die innerhalb mit Luft befüllt werden kann. Das Referenzzeichen R bezeichnet eine Felge, auf welcher der Luftreifen T montiert ist. Obwohl sie in der Zeichnung nicht gezeigt ist, erstreckt sich eine Karkassenlage zwischen den rechten und linken Wülsten 2 des Reifens. Eine Mehrzahl von Gürtellagen sind radial auswärts von der Karkassenlage aus in der Lauffläche 1 angeordnet. Ein Wulstkern ist in jedem der rechten und linken Wülste 2 angeordnet und die gegenüberliegenden Enden sind aufwärts um die Wulstkerne herum von der inneren Seite des Reifens aus in Richtung dessen äußerer Seite umgeschlagen.
Die Lauffläche 1 weist eine radiale innere Oberfläche 1a auf, die in Richtung der Kavität 4 deutet und eine Mehrzahl (zwei in der Zeichnung) von gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elementen 5 sind auf der radialen inneren Oberfläche 1a in vorgeschriebenen Intervallen in der Umfangsrichtung des Reifens durch das Aufdrücken eines elastischen Fixierbandes 6 montiert. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 sind aus einem porösen Material geformt, das eine Rohdichte von 10 kg/m³ bis 70 kg/m³, wie durch JIS (Japanische Industriestandard) K6400 definiert, aufweist und das elastische Fixierband 6 ist aus einem Kunstharz geformt, das einen hohen elastischen Zugmodul (tensile modulus) aufweist.
Wenn die Rohdichte der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 70 kg/m³ überschreitet, ist es schwierig, eine effektive Absorptionsfähigkeit bereitzustellen und das Gewicht steigt an, aufgrund eines Abnehmens des Volumens, das durch Poren eingenommen wird. Wenn die Rohdichte des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements 5 weniger als 10 kg/m³ ist, ist es aufgrund eines Ansteigens des Volumens der Poren, welche die poröse Struktur besitzen, schwierig, eine gute Absorptionsfähigkeit zu erhalten. Die Rohdichte des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements 5 ist bevorzugt 15 kg/m³ bis 40 kg/m³.
Es gibt keine besondere Beschränkung der Anzahl und der Reifenumfangsintervalle der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5, die auf der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 befestigt sind. Es ist jedoch bevorzugt in Bezug auf eine effektive Geräuschreduktion, dass die gesamte Länge in Längsrichtung der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 gleich oder größer als 30 % der gesamten Umfangslänge der radialen inneren Oberfläche 1a ist. Die obere Begrenzung ist bevorzugt gleich oder weniger als 80 % dessen unter Berücksichtigung eines Geräuschreduktionseffekts aufgrund von Veränderungen in dem Querschnitt der Kavität. Bevorzugter liegt sie im Bereich von 40 % bis 60 %. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 sind bevorzugt von gleicher Länge und in der Umfangsrichtung in gleichen Intervallen unter Berücksichtigung des Aufrechterhaltens der Gewichtsbalance angeordnet.
Wie oben beschrieben kann, da die Dichte der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 auf den bestimmten Bereich eingestellt wird und die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 in vorgeschriebenen Intervallen an der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 angeordnet sind, ein akustisches Kavitätsresonanzgeräusch durch eine Kombination eines Geräusch absorbierenden Effektes durch die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 und einen Geräuschreduktionseffekt aufgrund der Veränderungen der Resonanzfrequenz gemäß der Umfangsveränderungen im Querschnitt der Kavität signifikant reduziert werden. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 werden auf die radiale innere Oberfläche 1a der Lauffläche 1 unter Verwendung der elastischen Kraft des elastischen Fixierbandes 6 gepresst, so dass die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 stabil daran befestigt werden können, ohne sich einfach davon zu lösen.
Da die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 und das elastische Fixierband 6 an dem Reifen T nach einem Aushärtungsprozess befestigt werden, gibt es keine Notwendigkeit, die Produktionseinrichtung oder ähnliches für Reifen und Felgen zu modifizieren und die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 und das elastische Fixierband 6 sind auf bereits existierende Reifen anwendbar. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 und das elastische Fixierband 6 sind an der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 des Reifens T befestigt, so dass der Montagvorgang des Reifens auf einer Felge nicht gestört wird.
Das poröse Material, aus dem die obigen gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 geformt werden, ist bevorzugt ein Kunstharzschaum und insbesondere ein Urethanschaum, da er resistent ist gegen eine Kompressionsdeformation durch den Reifeninnendruck. Ein geschäumter Körper, der aus dem Kunstharzschaum geformt ist, wird bevorzugt so hergestellt, dass nebeneinanderliegende Blasen des geschäumten Körpers miteinander kommunizieren, um eine kontinuierliche Blase auszubilden. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 können aus einer gewebten oder aus einer Vliesstruktur anstelle des Kunstharzschaums ausgebildet sein.
Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 sind bevorzugt so angeordnet, dass sie einen akustischen Absorptionskoeffizienten bei einer Frequenz von 200 Hz haben, der 10 % oder größer bezüglich der effektiven Absorption des Kavitätsresonanzgeräusches ist. Wenn der akustische Absorptionskoeffizient höher ist, ist es besser, es gibt keine besondere Begrenzung des oberen Niveaus. Die obere Begrenzung des Geräusch absorbierenden Elements, die mit den existierenden Technologien produziert werden kann, liegt jedoch bei 25 %. Der akustische Absorptionskoeffizient, auf den in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, ist ein akustischer Absorptionskoeffizient, der durch JIS A1405 definiert ist.
Die Dicke A der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 liegt bevorzugt bei 5 mm bis 50 mm. Wenn die Dicke A der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 größer als 50 mm ist, sind die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 so dick, dass sie einer Beschädigung aufgrund der wiederholten Deformation ausgesetzt sind, die erzeugt wird, wenn der Reifen mit dem Boden in Kontakt kommt. Wenn die Dicke A die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 geringer als 5 mm ist, sind die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 so dünn, dass sie einen hinreichenden Geräuschreduktionseffekt nicht bereitstellen können und sind ebenso einer Beschädigung aufgrund der wiederholten Deformation ausgesetzt, die erzeugt wird, wenn der Reifen den Boden berührt. Bevorzugter ist die Dicke A der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 10 mm bis 30 mm.
Das Material, aus dem das elastische Fixierband 6 geformt ist, umfasst bevorzugt ein Kunstharz, wie ein Polypropylenkunstharz. Wenn das Polypropylenkunstharz verwendet wird, wird bevorzugt ein Polypropylenkunstharz, das einen flexiblen Biegemodul (flexural modulus of elasticity) im Bereich von 1100 MPa bis 1800 MPa aufweist, verwendet. Wenn der flexible Biegemodul weniger als 1100 MPa ist, ist die Elastizität des elastischen Fixierbandes 6 so gering, dass es schwierig für das elastische Fixierband 6 ist, eine hinreichende Funktion als ein elastisches Band bereitzustellen. Wenn der flexible Biegemodul 1800 MPa überschreitet, ist die Steifigkeit des elastischen Fixierbandes 6 so hoch, dass es einer Beschädigung ausgesetzt wird, die dessen Langlebigkeit herabsetzt, da das elastische Fixierband 6 nicht einer Deformation folgen kann, die hervorgerufen wird, wenn der Reifen mit dem Boden in Kontakt kommt. Bevorzugter liegt der flexible Biegemodul bei 1300 MPa bis 1700 MPa. Der flexible Biegemodul, auf den hier Bezug genommen wird, wird gemäß des Testverfahrens für den Biegemodul, der durch ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIAL) definiert ist, angegeben.
Die Breite Wg des elastischen Fixierbandes 6 liegt bevorzugt im Bereich von 10 mm bis 30 mm. Über die Breite kann geeignet entschieden werden gemäß der Steifigkeit des elastischen Fixierbandes innerhalb des Bereiches. Wenn die Breite Wg des elastischen Fixierbandes 6 weniger als 10 mm ist, wird das elastische Fixierband 6 in seiner Festigkeit abnehmen. Wenn die Breite Wg des elastischen Fixierbandes 6 größer als 30 mm ist, ist dies nicht bevorzugt aufgrund eines Ansteigens des Gewichtes.
Die Dicke u des elastischen Fixierbandes 6 ist bevorzugt 0,5 mm bis 2,0 mm. Wenn die Dicke u des elastischen Fixierbandes 6 weniger als 0,5 mm ist, nimmt die Stärke des elastischen Fixierbandes 6 ab. Wenn die Dicke u des elastischen Fixierbandes 6 2,0 mm überschreitet, ist die Biegesteifigkeit des elastischen Fixierbandes 6 so hoch, dass es einer Beschädigung ausgesetzt ist. Bevorzugter ist die Dicke u des elastischen Fixierbandes 6 im Bereich von 0,75 mm bis 1,5 mm.
2 zeigt ein Beispiel, in dem die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 auf der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 in einer gepressten Weise durch das elastische Fixierband 2 befestigt sind, welches auf der radialen inneren Oberfläche 5a der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 angeordnet ist. Wie jedoch in 3 gezeigt ist, können die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 an der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 durch das elastische Fixierband 2 befestigt werden, das an den radialen Außenoberflächen 5b der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 angeordnet ist. Das elastische Fixierband 6 ist bevorzugt mit den gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elementen 5 mittels eines Klebers oder ähnlichem zur Befestigung der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 befestigt.
Wie in 2 gezeigt, ist es bevorzugt, dass die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 an der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 befestigt werden durch Kopplung beider Längsenden des elastischen Fixierbandes 6 mit einem Koppelelement 8. Da die Umfangslänge des elastischen Fixierbandes 6, das durch die Kopplungselemente 8 gekoppelt ist, einstellbar ist, können gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente und ein elastisches Fixierband 6 gemeinsam für unterschiedliche Typen von Luftreifen verwendet werden. Das elastische Fixierband 6 kann als ein kreisförmiger Reifen geformt sein, der eine Länge korrespondierend zu einer Reifengröße aufweist, ohne Verwendung des Kopplungselements 8, wie es ersichtlich ist.
Die radiale innere Oberfläche 5a jedes gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements 5 ist bevorzugt so geformt, dass sie eine Menge unebener Bereiche aufweist, um den Oberflächenbereich zur Verbesserung dessen Absorptionseffekts zu vergrößern. Es gibt keine besondere Begrenzung bezüglich der Form der unebenen Oberfläche. Die unebene Oberfläche kann so geformt sein, wie sie zum Beispiel in den 5 bis 8 gezeigt ist.
Die unebene Oberfläche, die in 4 gezeigt ist, ist so geformt, dass Ausnehmungen 9 in Längsrichtung und in Breitenrichtung in vorbestimmten Intervallen in der flachen radialen inneren Oberfläche 5a vorgesehen sind. Die unebene Oberfläche, die in 5 gezeigt ist, ist so geformt, dass Ausstülpungen 10 in Längsrichtung und in Breitenrichtung in vorbestimmten Intervallen auf der flachen radialen inneren Oberfläche 5a vorgesehen sind. Die unebene Oberfläche, die in 6 gezeigt ist, ist so geformt, dass sich in Längsrichtung erstreckende Ausstülpungen 11 in der Breitenrichtung in vorbestimmten Intervallen auf der flachen radialen inneren Oberfläche 5a vorgesehen sind. Die unebene Oberfläche, die in 7 gezeigt ist, ist so geformt, dass sich in der Breitenrichtung erstreckende Ausstülpungen 11 in der Längsrichtung in vorgeschriebenen Intervallen auf der flachen radialen inneren Oberfläche 5a vorgesehen sind. Die unebene Oberfläche, die in 8 gezeigt ist, ist so geformt, dass Ausstülpungen 13 in Längsrichtung und in Breitenrichtung in vorbestimmten Intervallen auf der flachen radialen inneren Oberfläche 5a vorgesehen sind und nebeneinanderliegende Reihen von Ausstülpungen 13 zueinander versetzt angeordnet sind.
Wenn die radiale innere Oberfläche 5a solche Ausnehmungen oder Ausstülpungen hat, ist die Unebenheit, also die Tiefe der Ausnehmungen oder die Höhe der Ausstülpungen, bevorzugt gleich oder weniger als 20 mm. Wenn die Tiefe der Ausnehmungen oder die Höhe der Ausstülpungen größer als 20 mm ist, ist es nicht bevorzugt, da die Herstellungsaufgaben schwierig sind.
Die radiale innere Oberfläche 5a des gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements 5 hat in 4 bis 8 Ausnehmungen oder Ausstülpungen, die flache radiale innere Oberfläche 5a kann jedoch Ausnehmungen und Ausstülpungen aufweisen.
In dem obigen Ausführungsbeispiel werden gürtelförmige Geräusch absorbierenden Elemente 5 jeweils aus einer einzelnen Lage bestehend verwendet. Ein gürtelförmiges Geräusch absorbierendes Element umfassend eine Mehrzahl von Lagen kann jedoch verwendet werden, wie in 9 gezeigt. 9 zeigt ein gürtelförmiges Geräusch absorbierendes Element 16, das zwei gürtelförmige Geräusch absorbierende Lagen 14 und 15 umfasst. Die gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 14, die auf der äußeren Seite in Kontakt mit der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 steht, hat die gleiche Struktur, wie die obige gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 5, zum Absorbieren des Kavitätsresonanzgeräusches. Die gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15, die eine innere ist, die radial einwärts der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 angeordnet ist, ist aus einem porösen Material geformt, das Geräusch absorbierende Eigenschaften unterschiedlich von denen der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 aufweist. Durch Bereitstellen der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15, die solche unterschiedliche Geräusch absorbierenden Eigenschaften hat, kann ebenso ein Effekt der Absorption von Reifengeräusch unterschiedlich von dem Kavitätsresonanzgeräusch bereit gestellt werden.
Die innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 kann aus einem porösen Material geformt sein, das einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 40 % oder größer bei zum Beispiel einer Frequenz von 1 kHz hat. Dies kann effektiv das Reifengeräusch im Bereich von 800 Hz bis 2 kHz reduzieren. Wenn der akustische Absorptionskoeffizient höher ist, ist es besser, es gibt keine besondere Begrenzung eines oberen Niveaus dessen. Die obere Begrenzung der Geräusch absorbierende Elemente, die mit den derzeit existierenden Technologien produziert werden kann, liegt jedoch bei ungefähr 60 %.
Die innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 ist so angeordnet, dass die radiale innere Oberfläche 15a dessen, die der Kavität 4 ausgesetzt ist, in 9 flach ist, aber die radiale innere Oberfläche 15a kann auch uneben sein, wie in 10 gezeigt.
Die Rohdichte der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 liegt bevorzugt im Bereich von 10 kg/m³ bis 70 kg/m³, wie die der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5. Das poröse Material, aus dem die innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 geformt ist, umfasst bevorzugt einen Kunstharzschaum, so wie einen Urethanschaum, so wie es die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 5 sind. Bei geeignetem Einstellen der Größe der Poren der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage und dessen Modul kann eine innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15, die einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 40 % oder größer bei einer Frequenz von 1 kHz aufweist, geformt werden.
Wenn die äußere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 14 und die innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 verwendet werden, wie in 9 und 10 gezeigt, ist es bevorzugt, dass jeweils die Dicke A der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 und die Dicke B der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 im Bereich von 5 mm bis 45 mm liegen können und die Gesamtdicke der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 und der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 50 mm nicht überschreitet. Wenn die Dicke A der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 und die Dicke B der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 weniger als 5 mm ist, kann ein hinreichender Geräuschreduktionseffekt nicht bereitgestellt werden. Wenn die gesamte Dicke 50 mm überschreitet, ist das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 15 so dick, dass es einer Beschädigung aufgrund der wiederholten Deformation ausgesetzt ist, die hervorgerufen wird, wenn der Reifen mit dem Boden in Kontakt kommt.
Anstelle der oben beschriebenen Struktur kann das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 16 eine innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 umfassen, die so strukturiert ist, dass sie das Kavitätsresonanzgeräusch absorbiert und eine äußere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 14, die aus einem porösen Material geformt ist, das Geräuschabsorptionseigenschaften aufweist, die unterschiedlich von denen der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 sind, wobei eine der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen 14 und 15 so ausgeformt sein können, dass sie einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz aufweisen und daher das Kavitätsresonanzgeräusch absorbieren.
Das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 16 kann weiterhin eine innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 umfassen, die einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz aufweist, um effektiv das Geräusch einer Frequenz im Bereich von 200 bis 300 Hz zu absorbieren und eine äußere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 14, aus einem porösen Material geformt aufweist, das eine Zugfestigkeit höher als die der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 aufweist. Die äußere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 14 in Kontakt mit der radialen Innenoberfläche 1a scheuert häufig gegen die radiale innere Oberfläche 1a. Die Verwendung einer Geräusch absorbierenden Lage mit einer hohen Zugfestigkeit kann daher den Wartungsabstand für das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 16 verlängern.
Das elastische Fixierband 6 kann mit dem gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Element 16, das eine solche Lagenstruktur aufweist, befestigt werden, wie in 11 bis 13 gezeigt. Bezug nehmend auf 11 ist das elastische Fixierband 6 mit der radialen Innenoberfläche 15a der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 befestigt. Bezug nehmend auf 12 ist das elastische Fixierband 6 zwischen der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 und der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 angeordnet. Bezug nehmend auf 13 ist das elastische Fixierband mit der radialen äußeren Oberfläche 14a der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 14 befestigt. In 11 bis 13 haben Beispiele der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 15 jeweils eine innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15, wobei deren radiale innere Oberfläche 15a uneben ist. Das elastische Fixierband kann mit dem gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Element 16 befestigt werden, das eine innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 15 aufweist, wobei dessen radiale innere Oberfläche 15a auf die gleiche Weise flach ist.
Bezug nehmend auf 14 ist dort ein Beispiel eines anderen gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elements gezeigt. Dieses gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 15 umfasst eine erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 18, die wie das oben beschriebene gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 5 geformt ist und das Kavitätsresonanzgeräusch absorbiert, und eine zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 19, welche die gesamte erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 18 bedeckt. Die zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 19 ist so geformt, dass sie Geräusch absorbierende Eigenschaften unterschiedlich von denen der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 18 aufweist.
Die zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 19 hat einen inneren Bereich 19X, der in Kontakt mit der radialen Innenoberfläche 18a der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 18 steht und der innere Bereich 19X weist eine Mehrzahl von Löchern S auf, durch die Reifenkavität 4 mit der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 18 kommuniziert. Die akustische Energie in der Reifenkavität 4 tritt durch die Löcher S in die erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 18 ein und wird absorbiert.
Das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 17 kann so angeordnet werden, wie in 15 gezeigt, dass die obige zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage 19 außerhalb der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 19 angeordnet ist, um nur eine Seitenstirnfläche 18a in der Längsrichtung der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 18 der Reifenkavität 4 auszusetzen. Es ist bevorzugt, dass das gürtelförmige Geräusch absorbierende Element 17, das in 15 gezeigt ist, eine Längslänge m aufweist, die ungefähr 25 % der gesamten Umfangslänge der radialen inneren Oberfläche 1a der Lauffläche 1 ist, an der sie befestigt wird, und, wie in 16 gezeigt, zwei gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente 17 in Bereichen gegenüberliegend einander angeordnet werden mit der einen Längsseitenstirnfläche 18a der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 18, die der Reifenkavität 4 ausgesetzt sind, auf eine Seite zeigend. Entsprechend kommt die Länge der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 19 in der Form von Zylindern, wobei die einen Enden offen und die anderen Enden geschlossen sind, nahe der Länge einer Viertelperiode der Wellenlänge des Kavitätsresonanzgeräusches, wodurch sie als Geräuschabsorber des Resonanztyps arbeitet, wodurch weiterhin ein Absorptionseffekt des Kavitätsresonanzgeräusches vergrößert wird.
Es ist bevorzugt, dass die Dicke der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierende Lage 18 und der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 19 jedes der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente 17, die in 14 und 15 gezeigt sind, jeweils im Bereich von 5 mm bis 45 mm liegt und die Gesamtdicke der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 18 und der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 19 50 mm nicht überschreiten.
BEISPIEL
Es wurden vier Luftreifen jeweils gemäß der vorliegenden Erfindung präpariert als Reifen 1 bis 5, Vergleichsreifen 1 und 2 und herkömmliche Reifen, wobei jeder eine Reifengröße von 205/65R15 aufweist, wobei der herkömmliche Reifen kein gürtelförmiges Geräusch absorbierendes Element aufweist, wobei die Reifen der vorliegenden Erfindung 1 bis 5 und die Vergleichsreifen 1 und 2 jeweils gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente aufweisen, die auf der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche, wie in 2 gezeigt ist, befestigt sind, wobei die Rohdichte der gürtelförmigen Geräusche absorbierenden Elemente wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Ein Urethanschaum wurde verwendet für jedes der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente der vier Testreifen. Ein Polypropylenkunstharz wurde verwendet für jedes elastische Fixierband, wobei dessen Breite 20 mm und dessen Dicke 1,0 mm war.
Ein Bewertungstesten für die Geräuschcharakteristika wurde durchgeführt an den vier Testreifen gemäß dem folgenden Testverfahren, wodurch die Resultate, die in Tabelle 1 gezeigt sind, erhalten wurden.
Geräuschcharakteristika
Die vier Testreifen wurden auf 15 × 6 1/2JJ Felgen aufgebracht, auf einen Luftdruck von 220 kPa aufgeblasen und an einem Kraftfahrzeug mit 2500 cc Hubraum montiert. Ein Mikrofon wurde an der Fensterseite auf der Fahrerseite in dem Fahrzeug in einer Position korrespondierend zu der eines Ohres des Fahrers montiert. Das Innenraumgeräusch im Frequenzband von 200 Hz bis 300 Hz wurde mittels des Mikrofons gemessen, während das Kraftfahrzeug über eine rau gepflasterte Straßenoberfläche mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h gefahren wurde. Die Messresultate wurden durch einen Index repräsentiert, in dem der herkömmliche Reifen 100 war. Wenn der Wert geringer ist, sind die Geräuschcharakteristika besser. Ein Bereich, der unter 85 oder niedriger ist im Index, ist eine beachtliche Verbesserung des Geräuschniveaus durch Gefühlstesten.
(Tabelle I)
Wie aus Tabelle 1 gesehen werden kann, können die Reifen der vorliegenden Erfindung das Kavitätsresonanzgeräusch im Frequenzbereich von 200 Hz bis 300 Hz reduzieren und die Geräuschcharakteristika verbessern. Die Rohdichte der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente wird im Bereich von 15 kg/m³ bis 40 kg/m³ eingestellt, wodurch die Geräuschcharakteristika weiter verbessert werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung, welche die vorgenannten exzellenten Effekte aufweist, kann sehr effektiv auf Luftreifen, die an Fahrzeugen montiert werden, angewendet werden.
Zusammenfassung
Luftreifen, der gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente umfasst. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente sind auf einer radialen inneren Oberfläche der Lauffläche, die zu der Kavität des Luftreifens zeigt, durch ein elastisches Fixierband in vorbeschriebenen Intervallen in der Umfangsrichtung des Reifens befestigt. Die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente umfassen jeweils zumindest eine Lage, die aus einem porösen Material geformt ist, das eine Rohdichte von 10 kg/m³ bis 70 kg/m³ aufweist.

Claims

Geräuscharmer Luftreifen, der eine Lauffläche aufweist, welche Lauffläche eine radiale innere Oberfläche aufweist, die in eine Kavität des Reifens deutet, wobei gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente an der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche in vorbestimmten Intervallen im Umfang des Reifens durch ein elastisches Fixierband befestigt sind, welche gürtelförmigen Geräusch absorbierende Elemente jeweils zumindest eine Lage umfassen, die aus einem porösen Material geformt ist, das eine Rohdichte von 10 kg/m³ bis 70 kg/m³ aufweist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei eine gesamte Längslänge der gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente, die in der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche montiert sind, gleich oder größer als 30 % einer gesamten Umfangslänge der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche ist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage eine gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage umfasst, wobei die gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage zwischen 5 mm und 50 mm dick ist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 3, wobei die eine gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage eine radiale innere Oberfläche in der Form einer unebenen Oberfläche aufweist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 4, wobei die unebene Oberfläche 20 mm oder weniger an Unebenheit aufweist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Elemente jeweils einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz haben.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage zwei gürtelförmige Geräusch absorbierende Lagen umfasst, wobei jede der beiden gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen eine Dicke im Bereich von 5 mm bis 45 mm aufweist, wobei eine Gesamtdicke der beiden gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen 50 mm oder weniger ist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 7, wobei eine der beiden gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz aufweist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 8, wobei der andere der beiden gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 40 % oder größer bei einer Frequenz von 100 kHz aufweist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 7, wobei die beiden gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen eine äußere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage in Kontakt mit der radialen Oberfläche der Lauffläche umfassen und eine innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage, die radial einwärts der äußeren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage angeordnet ist, aufweist, wobei die äußere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage aus einem porösen Material geformt ist, das eine Zugfestigkeit höher als die der inneren gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage aufweist, wobei die innere gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz aufweist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage eine erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage umfasst, die einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz aufweist und eine zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage, die die gesamte erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage bedeckt und eine Geräuschabsorptionseigenschaft aufweist, die sich von der der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage unterscheidet, wobei die zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage einen inneren Bereich umfasst, der eine Mehrzahl von Löchern aufweist, durch die die Reifenkavität mit der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage kommuniziert.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest eine gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage eine erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage umfasst, die einen akustischen Absorptionskoeffizienten von 10 % oder größer bei einer Frequenz von 200 Hz aufweist und eine zweite gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage, die die erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage bedeckt, so dass nur eine Längsseitenstirnfläche der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage (18) der Reifenkavität (4) ausgesetzt ist und eine Geräuschabsorptionseigenschaft aufweist, die sich von der der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage unterscheidet.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 12, wobei die erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage, die mit der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage bedeckt ist, eine Längslänge aufweist, die im Wesentlichen 25 % einer gesamten Umfangslänge der radialen inneren Oberfläche der Lauffläche aufweist, wobei zwei gürtelförmige Geräusch absorbierende Elemente jeweils die erste gürtelförmige Geräusch absorbierende Lage aufweisen, bedeckt mit der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage in Bereichen gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, wobei deren eine Längsseitenstirnfläche, die der Kavität des Reifens ausgesetzt ist, auf eine Seite zeigt.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 11, 12 oder 13, wobei jeder der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen und der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lagen eine Dicke aufweist, die im Bereich von 5 mm bis 45 mm liegt, wobei eine Gesamtdicke der ersten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage und der zweiten gürtelförmigen Geräusch absorbierenden Lage 50 mm oder weniger ist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das elastische Fixierband aus einem synthetischen Harz geformt ist, wobei das elastische Fixierband zwischen 10 mm und 30 mm in der Breite und 0,5 mm bis 2,0 mm in der Dicke ist.
Geräuscharmer Luftreifen gemäß Anspruch 15, wobei das elastische Fixierband aus einem Polypropylenkunstharz geformt ist, das einen flexiblen Biegemodul im Bereich von 1100 MPa bis 1800 MPa aufweist.