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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reduzieren
des Kavitätsresonanzschalls,
welcher in einem Luftreifen erzeugt wird. Genauer bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf eine Geräuschreduktionsvorrichtung mit
einer verbesserten Anhaftung (engl. adhesion) eines Geräuschabsorptionselements,
welches aus einem porösen
Material geformt ist, und mit einer reduzierten Verarbeitungszeit,
auf ein Verfahren zum Herstellen der Geräuschreduktionsvorrichtung,
und auf einen Luftreifen umfassend die Geräuschreduktionsvorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Einer
der Gründe
für Geräusche, welche
in einem Luftreifen erzeugt werden, ist der Kavitätsresonanzschall,
welcher mit der Vibration der Luft, welche in einen Reifen eingefüllt ist,
einhergeht. Wenn ein Reifen abgerollt wird, wird die Luft innerhalb
des Reifens durch die Vibration des Laufflächenabschnittes aufgrund von Unebenheiten
einer Straßenoberfläche in Vibration
versetzt, was diesen Kavitätsresonanzschall
erzeugt.
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Als
ein Mittel zum Reduzieren von Geräuschen aufgrund des Kavitätsresonanzphänomens wurde
vorgeschlagen, dass ein Geräuschabsorptionselement
in einem Kavitätsabschnitt
angeordnet wird, welcher zwischen einem Reifen und einer Felge eines
Rades ausgeformt ist (zum Beispiel siehe Patent Dokument 1). Wenn
jedoch das Geräuschabsorptionselement
an der äußeren Umfangsoberfläche der
Felge des Rades angebracht ist, interferiert das Geräuschabsorptionselement
mit der Durchführung
der Montag eines Luftreifens auf der Felge Ebenso gibt es, wenn
das Geräuschabsorptionselement
an der inneren Oberfläche
des Reifens angebracht ist, einen Nachteil dahingehend, dass die
Anbringungsvorgänge
kompliziert sind.
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Andererseits
wurde vorgeschlagen, dass Objekte zum Erreichen eines Geräuschabsorptionseffektes an
einem ringförmigen
Bandelement angebracht sind, und die Objekte auf einer inneren Oberfläche des
Reifens in einem Laufflächenabschnitt
installiert werden, basierend auf der elastischen Kraft des Bandelementes (siehe
zum Beispiel Patent Dokument 2). Wenn solch eine Technik verwendet
wird, kann das Geräuschabsorptionselement
einfach an der inneren Oberfläche
des Reifens installiert werden. Wenn jedoch ein Geräuschabsorptionselement,
welches zum Beispiel aus einem porösen Material wie beispielsweise
Polyurethanschaum geformt ist, an einem Bandelement unter Verwendung
eines Klebemittels oder eines Klebebandes fixiert wird, reagiert
das poröse
Material manchmal mit einer Komponente, welche in dem Klebemittel
oder dem Klebeband umfasst ist, so dass es zerfällt. Als ein Resultat wird
die Anhaftung des Geräuschabsorptionselementes
verschlechtert. Aus diesem Grund hat das Mittel zum Fixieren des
Geräuschabsorptionselementes
an dem Bandelement einen Vorteil dahingehend, dass das Mittel das
Anbringen des Geräuschabsorptionselementes
an der inneren Oberfläche
des Reifens erleichtert, es ist aber bezüglich seiner Haltbarkeit nicht
ausreichend. Darüber
hinaus hat das Befestigen des Geräuschabsorptionselementes an
dem Bandelement mit dem Klebmittel einen Nachteil dahingehend, dass
es eine lange Zeit benötigt,
bis das Klebemittel abgebunden hat.
- Patent Dokument 1: Japanische Patentandmeldung Kokai
Veröffentlichung
Nr. Sho 64-78902
- Patent Dokument 2: Japanische
Patentanmeldung Kokai Veröffentlichung
No. 2003-226104
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Geräuschabsorptionselement
mit einer verbesserten Anhaftung eines Geräuschabsorptionselementes, welches
aus einem porösen
Material geformt ist, mit einer reduzierten Verarbeitungszeit, ein
Verfahren der Herstellung der Geräuschabsorptionsvorrichtung,
und einen Luftreifen umfassend die Geräuschabsorptionsvorrichtung
bereitzustellen.
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Eine
Geräuschabsorptionsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Zwecke des Lösens der
obigen Aufgabe ist charakterisiert dadurch, dass sie umfasst: Ein
Geräuschabsorptionselement,
welches aus einem porösen
Material geformt ist, ein Bandelement zum Anbringen des Geräuschabsorptionselementes an
der inneren Oberfläche
eines Reifens, und Verriegelungselemente (engl.: locking members),
welche aus einem thermoplastischen Harz geformt sind. Die Geräuschreduktionsvorrichtung
hat auch die folgenden Charakteristika. Das Bandelement ist aus
einem thermoplastischen Harz geformt. Das Geräuschabsorptionselement ist
zwischen dem Bandelement und den Verriegelungselementen angeordnet.
Die Verriegelungselemente werden an dem Bandelement durch das Geräuschabsorptionselement
hindurch mittels thermischen Verschmelzens (engl.: thermal fusion)
befestigt.
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Zusätzlich ist
ein Verfahren zum Herstellen einer Geräuschreduktionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Zwecke des Lösens
der Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen einer Geräuschreduktionsvorrichtung
umfassend ein Geräuschabsorptionselement,
welches aus einem porösen
Material geformt ist, und ein Bandelement zum Anbringen des Geräuschabsorptionselementes
an der inneren Oberfläche
eines Reifens. Das Verfahren ist gekennzeichnet dadurch, dass es
umfasst: Ausformen des Bandelementes aus einem thermoplastischen
Harz, Anordnen des Geräuschabsorptionselementes
zwischen dem Bandelement und den Verriegelungselementen, welche
aus einem thermoplastischen Harz geformt sind, und Befestigen der
Verriegelungselemente mit dem Bandelement durch das Geräuschabsorptionselement
hindurch mittels thermischen Verschmelzens.
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In
der vorliegenden Erfindung ist, während das Bandelement aus einem
thermoplastischen Harz geformt ist, das Geräuschabsorptionselement zwischen
dem Bandelement und den aus einem thermoplastischen Harz geformten
Verriegelungselementen angeordnet, und die Verriegelungselemente
sind mit dem Bandelement durch das Geräuschabsorptionselement hindurch
mittels thermischem Verschmelzen verbunden. Entsprechend, selbst
wenn das Geräuschabsorptionselement
aus einem wärmehärtendem
Harz (engl. thermosetting resin) wie beispielsweise einem Polyurethanschaum
geformt ist, ist es möglich,
das Geräuschabsorptionselement
fest mit dem Bandelement zu fixieren. Die Fixierung durch das thermische
Verschmelzverbinden (engl.: thermal fusion bonding) ruft keine Reduktion
in der Klebkraft aufgrund einer Abbaureaktion hervor, anders als
eine Fixierung unter Verwendung eines Klebemittels oder eines Klebebandes.
Aus diesem Grund ist es möglich,
den Verbindungszustand des Geräuschabsorptionselementes,
welches aus einem porösen
Material geformt ist, bevorzugt über
einen langen Zeitraum hinweg aufrechtzuerhalten. Zusätzlich kann das
Verarbeitung durch das thermische Verschmelzverbinden in einer kurzen
Zeitspanne abgeschlossen werden, verglichen mit dem Verarbeitung
unter Verwendung eines Klebemittels. Als ein Resultat kann die Verarbeitungszeit
der Geräuschreduktionsvorrichtung
reduziert werden.
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Es
ist bevorzugt, dass ein konstituierendes Material (engl.: constituent
material) des Bandelementes und ein konstituierendes Material des
Verriegelungselementes das gleiche thermoplastische Harz sein kann und
zum Beispiel Polypropylen sein kann. Darüber hinaus ist es bevorzugt,
dass das poröse
Material des Geräuschabsorptionselementes
ein Polyurethanschaum ist. Mit anderen Worten ist, da der Polyurethanschaum eine
bevorzugte Geräuschabsorptionscharakteristik
zeigt der Polyurethanschaum bevorzugt das konstituierende Material
des Geräuschabsorptionselementes.
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In
der Geräuschreduktionsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann jedes Verriegelungselement eine Plattenform aufweisen,
oder kann eine zylindrische Form mit einem Boden haben. Die Verriegelungselemente,
welche eine zylindrische Form mit einem Boden aufweisen, haben einen
Vorteil dahingehend, dass die Verriegelungselemente weniger wahrscheinlich
das Geräuschabsorptionselement
beschädigen,
welches aus einem porösen
Material geformt ist. Zusätzlich
können
Durchgangslöcher
im Voraus in dem Geräuschabsorptionselement
an Positionen eingeformt sein, in welchen das Geräuschabsorptionselement
durch die Verriegelungselemente verriegelt ist. In diesem Fall ist
es bevorzugt, dass das Geräuschabsorptionselement
in dem Zustand, in dem es komprimiert ist, durch die Verriegelungselemente
gehalten wird, wenn die Verriegelungselemente mit dem Bandelement über die
Durchgangslöcher
durch thermisches Verschmelzen verbunden werden. Dies macht es möglich, die
Bewegungen des Geräuschabsorptionselementes
zu unterdrücken.
Darüber
hinaus kann ein Randabschnitt des Geräuschabsorptionselementes durch
einen Halter, welcher aus einem thermoplastischen Harz geformt ist,
beibehalten werden und dann kann der Halter mit dem Bandelement
durch thermisches Verschmelzen verbunden werden. Dies macht es möglich, die
Bewegungen der Randabschnitte des Geräuschabsorptionselementes zu
unterdrücken
und verhindert daher, dass die Abschnitte zerstört werden.
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Zusätzlich ist
es in der Geräuschreduktionsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung bevorzugt, dass die Breite eines jeden Verriegelungselementes
90 bis 300% der Breite des Bandelementes ist, dass die Breite eines
thermischen Verschmelzungsverbindungsabschnittes eines jeden Verriegelungselementes
und des Bandelementes enger gemacht wird als die Breite des Bandelementes,
und dass Nicht-Verschweißverbindungsabschnitte,
welche jeweils eine Breite äquivalent
zu 5 bis 20% der Breite des Bandelementes aufweisen, an beiden Seiten
des thermischen Verschweißverbindungsabschnittes
stehen gelassen werden. Dies macht es möglich, das Geräuschabsorptionselement
fest an dem Bandelement zu fixieren, während es die Haltbarkeit des
Bandelementes sicherstellt. Darüber
hinaus ist es bevorzugt, dass die thermischen Verschmelzungsverbindungsabschnitte
des Verriegelungselementes und des Bandelementes in Intervallen
in der Reifenumfangsrichtung angeordnet sind und das Verhältnis zwischen
dem Intervall H und der Breite W des Geräuschabsorptionselementes 0,2W < H < 4W ist. Dies macht
es möglich,
die bevorzugte Haltbarkeit bei einer minimalen Verarbeitung sicherzustellen.
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Bei
dem Verfahren des Herstellens einer Geräuschreduktionsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es bevorzugt, dass ein Ultraschallschweißer (engl.:
ultrasonic welder) zur Verbindung eines jeden Verriegelungselementes
und des Bandelementes miteinander durch thermisches Verschmelzen
verwendet wird. In dem Fall der Verwendung eines solchen Ultraschallschweißers ist
es möglich,
jedes Verriegelungselement und das Bandelement lokal zu erhitzen.
Als ein Resultat kann eine exzellente Balance zwischen der Verarbeitbarkeit
und der Haltbarkeit erreicht werden. Der Ultraschallschweißer ist
besonders effektiv, wenn das konstituierende Material des Bandelementes
und das konstituierende Material der Verriegelungselemente Polypropylen
sind. Zusätzlich
ist es durch das Verwenden als ein Oszillationshorn für den Ultraschallschweißer eines
solchen, welches einen angefasten Endabschnitt einer Spitze in der
Breitenrichtung derer aufweist, möglich, das Auftreten eines
Weißungsphänomens (engl.:
whitening phenomenon) in den Verriegelungselementen zu unterdrücken und
daher die Haltbarkeit weiter zu verbessern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Luftreifen umfassend die Geräuschreduktionsvorrichtung in
dessen Kavitätsabschnitt
bereitgestellt. In solch einem Luftreifen kann ein exzellenter Geräuschreduktionseffekt
aufgrund des Geräuschabsorptionselementes
der Geräuschabsorptionsvorrichtung
erhalten werden, und der Geräuschreduktionseffekt
kann über
einen langen Zeitraum hinweg aufrechterhalten werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Querschnittsansicht, welche einen Luftreifen
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Geräuschreduktionsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 zeigt
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschweißungsverbindens
zwischen einem Verriegelungselement und einem Bandelement, und jede
der 3(a)–3(c) ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Schritt des Verfahrens zeigt.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel eines Oszillationshorns
für einen
Ultraschallschweißer
zeigt.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht, welche ein weiteres Beispiel des Oszillationshorns
für den
Ultraschallschweißer
zeigt.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, welche ein weiteres Beispiel des Oszillationshorns
für den
Ultraschallschweißer
zeigt.
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7 ist
eine Vorderansicht des Oszillationshorns, welches in 6 gezeigt
ist.
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8 ist
eine Querschnittsansicht, welche eine Struktur zeigt, in welcher
ein thermisches Verschmelzverbinden an dem Verriegelungselement
durchgeführt
wird.
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9 ist
eine Querschnittsansicht, welche ein Geräuschabsorptionselement zeigt,
an welchem im Voraus ein Kerbenabschnitt vorgesehen ist.
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10 ist
eine Querschnittsansicht, welche das Geräuschabsorptionselement zeigt,
an welchem im Voraus ein Schnitt bereitgestellt wird.
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11 ist
eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, in dem die Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist.
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12 ist
eine Draufsicht, die ein Detail der Geräuschreduktionsvorrichtung zeigt.
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13 ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein
modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist.
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14 ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein
modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist.
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15 ist
eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein modifiziertes
Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist.
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16 ist
eine Draufsicht, welche einen Zustand zeigt, in dem ein modifiziertes
Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist.
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17 ist
eine perspektivische Ansicht, welche ein modifiziertes Beispiel
der Geräuschreduktionsvorrichtung
zeigt.
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18 zeigt
eine Geräuschreduktionsvorrichtung
unter Verwendung zylindrischer Verriegelungselemente. 18(a) ist eine perspektivische Ansicht,
welche einen Zustand der Geräuschreduktionsvorrichtung vor
dem thermischen Verschmelzverbinden zeigt, während 18(b) eine
perspektivische Ansicht ist, welche einen Zustand der Geräuschreduktionsvorrichtung
nach dem thermischen Verschmelzverbinden zeigt.
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19 zeigt
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem zylindrischen Verriegelungselement und dem Bandelement,
und jede der 19(a), 19(b) sind
Querschnittsansichten, welche einen Schritt des Verfahrens zeigen.
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20 zeigt
eine Geräuschreduktionsvorrichtung
unter Verwendung kegelstumpfförmiger
zylindrischer Verriegelungselemente. 20(a) ist
eine perspektivische Ansicht, welche einen Zustand der Geräuschreduktionsvorrichtung
vor dem thermischen Verschmelzverbinden zeigt, während 20(b) eine
perspektivische Ansicht ist, welche einen Zustand der Geräuschreduktionsvorrichtung
nach dem thermischen Verschmelzverbinden zeigt.
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21 zeigt
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem kegelstumpfförmigen
zylindrischen Verriegelungselement und dem Bandelement. Jede der 21(a) und 21(b) ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Schritt des Verfahrens zeigt.
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22 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Geräuschreduktionsvorrichtung unter
Verwendung eines Halters zum Halten des Kantenabschnitts des Geräuschabsorptionselementes,
welches aus dem porösen
Material geformt ist, verwendet.
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23 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Geräuschreduktionsvorrichtung zeigt,
welche einen Halter zum Halten des Kantenabschnittes des Geräuschabsorptionselementes,
welches aus dem porösen Material
geformt ist, verwendet.
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24 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Geräuschreduktionsvorrichtung zeigt,
welche einen Halter zum Halten des Kantenabschnittes des Geräuschabsorptionselementes,
welches aus dem porösen Material
geformt ist, verwendet.
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25 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Geräuschreduktionsvorrichtung zeigt,
welche einen Halter zum Halten des Kantenabschnittes des Geräuschabsorptionselementes,
welches aus dem porösen Material
geformt ist, verwendet.
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26 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Geräuschreduktionsvorrichtung zeigt,
welche einen Halter zum Halten des Kantenabschnittes des Geräuschabsorptionselementes,
welches aus dem porösen Material
geformt ist, verwendet.
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27 zeigt
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem Halter und dem Bandelement und jede der 27(a) und 27(b) ist
eine Seitenansicht, welche einen Schritt des Verfahrens zeigt.
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28 zeigt
ein weiteres Beispiel des Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem Halter und dem Bandelement und jede der 28(a) und 28(b) ist
eine Seitenansicht, welche einen Schritt des Verfahrens zeigt.
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BESTE MODI ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Nachfolgend
werden detaillierte Beschreibungen einer Konfiguration der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden. 1 zeigt
einen Luftreifen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
eine Geräuschreduktionsvorrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In 1 ist ein
Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt 1, mit
einem Paar linker und rechter Wulstabschnitte 2 und mit
Seitenwandabschnitten 3 versehen. Jede der Seitenwandabschnitte 3 verbindet
den Laufflächenabschnitt 1 und
einen dazu korrespondierenden der Wulstabschnitte 2 miteinander.
Zusätzlich
ist eine ringförmige
Geräuschreduktionsvorrichtung 4,
welche in 2 gezeigt ist, an der inneren
Oberfläche
des Laufflächenabschnittes 1 angebracht.
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Die
Geräuschreduktionsvorrichtung 4 ist
mit einem Geräuschabsorptionselement 5 versehen,
welches aus einem porösen
Material hergestellt ist, und einem Bandelement 6 zum Anbringen
des Geräuschabsorptionselementes 5 an
der inneren Oberfläche
des Reifens. Das Geräuschabsorptionselement 5 umfasst
eine Mehrzahl innerer Zellen, um eine vorbestimmte Geräuschreduktionscharakteristik
aufzuweisen, welche mit der porösen
Struktur verbunden ist. Als das poröse Material für das Geräuschabsorptionselement 5 kann
ein Polyurethanschaum verwendet werden. Andererseits ist das Bandelement 6 in
einen Ring in einer Weise geformt, dass er sich kontinuierlich in
der Reifenumfangsrichtung erstreckt. Das Bandelement 6 hält das Geräuschabsorptionselement 5 auf
der inneren Oberfläche
des Reifens durch seine elastische Rückstellkraft. Die Geräuschreduktionsvorrichtung 4,
welche wie oben konfiguriert ist, ist anbringbar an und entfernbar
von allgemeinen Luftreifen und kann daher einfach angebracht und
entfernt werden.
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In
der Geräuschreduktionsvorrichtung 4 wird
ein thermisches Verschmelzverbinden als ein Mittel zum Fixieren
des Geräuschabsorptionselementes 5 und
des Bandelementes 6 verwendet. Um das thermische Verschmelzverbinden
zu ermöglichen,
ist das Bandelement 6 aus einem thermoplastischen Harz
geformt. Zusätzlich
werden plattenförmige
Verriegelungselemente 7 (Verriegelungsplatten oder Verriegelungschips),
welche aus einem thermoplastischen Harz geformt sind, verwendet.
Genauer ist das Geräuschabsorptionselement 5 zwischen
dem Bandelement 6 und den Verriegelungselementen 7,
welche aus dem thermoplastischen Harz geformt sind, arrangiert.
Dann werden die Verriegelungselemente 7 mit dem Bandelement 6 durch
das Geräuschabsorptionselement 5 hindurch
mittels thermischen Verschmelzens verbunden. Als das konstituierende Material
des Bandelementes 6 und das konstituierende Material der
Verriegelungselemente 7 kann das gleiche thermoplastische
Harz, zum Beispiel Polypropylen, verwendet werden.
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3(a) bis 3(c) zeigen
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
des Verriegelungselements mit dem Bandelement. Zuerst, wie in 3(a) gezeigt, wird das Geräuschabsorptionselement 5 zwischen
dem Bandelement 6 und dem Verriegelungselement 7 angeordnet.
Danach wird, wie in 3(b) gezeigt,
ein Oszillationshorn 11 für einen Ultraschallschweißer gegen
das Verriegelungselement 7 gepresst, so dass das Verriegelungselement 7 gebogen
wird. Dann wird der Spitzenabschnitt, an dem das Verriegelungselement 7 sitzt,
lokal erhitzt. Auf diese Weise werden, so wie in 3(c) gezeigt,
das Verriegelungselement 7 und das Bandelement 6 miteinander
durch das Geräuschabsorptionselement 5 hindurch
durch thermisches Verschmelzen verbunden, so dass ein thermischer
Verschmelzverbindungsabschnitt 8 geformt wird.
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Bei
dem thermischen Verschmelzverbinden unter Verwendung des Ultraschallschweißers ist
die Form des Oszillationshorns 11 nicht besonders beschränkt. Zum
Beispiel können
Oszillationshörner 11,
welche die Formen, die in den 4–6 gezeigt
sind, aufweisen, verwendet werden. In 4 hat das
Oszillationshorn 11 eine Spitze, welche in eine scharfe lineare
Form bearbeitet ist. In 5 hat das Oszillationshorn 11 eine Spitze,
welche in eine lange und dünne
rechteckige Oberfläche
bearbeitet ist. In 6 hat das Oszillationshorn 11 eine
Spitze, welche in eine lange und dünne rechteckige Oberfläche bearbeitet
ist und weiter hat es angefaste Abschnitte 11a, welche
in beiden Endabschnitten der Spitze in deren Breitenrichtung ausgeformt
sind. 7 ist eine Seitenansicht des Oszillationshorns,
das in 6 gezeigt ist. Es ist bevorzugt, dass der Kurvenradius
jedes angefasten Abschnittes 11a nicht weniger als 2 mm
ist. Das Anfasen der beiden Endabschnitte in der Breitenrichtung
der Spitze des Oszillationshornes 11 macht es möglich, das
Auftreten eines Weißungsphänomens in
dem Verriegelungselement 7 aufgrund des Aufpressens des
Oszillationshornes 11 zu unterdrücken.
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Bei
dem thermischen Verschmelzverbinden unter Verwenden des Ultraschallschweißers sind
die Dimensionen und die Form des Verriegelungselementes 7 nicht
besonders beschränkt.
Die Form des Verriegelungselementes 7 kann zum Beispiel
ein Viereck sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, die Ecken des
Viereckes abzurunden. Dies macht es möglich, die Beschädigung des
Geräuschabsorptionselementes 5 durch
das Verriegelungselement 7 zu reduzieren. Zusätzlich ist
es, wie in 8 gezeigt, in einem Zustand,
in dem das Verriegelungselement 7 mit dem Bandelement 6 durch
thermisches Verschmelzen verbunden ist, bevorzugt, dass der Abstand
C zwischen jedem Endabschnitt des Verriegelungselementes 7 und
der oberen Oberfläche
des Geräuschabsorptionselementes 5 0,5
mm < C < 8,0 mm erfüllt. Wenn
der Abstand C weniger als 0,5 mm ist, ist es wahrscheinlich, dass
das Geräuschabsorptionselement 5 durch
das Verriegelungselement 7 beschädigt wird. Andererseits kann,
selbst wenn der Abstand C größer als
8 mm ist, ein besseres Resultat nicht erreicht werden als in einem
Fall, in dem der Abstand C gleich 8 mm ist. Zusätzlich kann ein Kerbenabschnitt 5a,
wie er in 9 gezeigt ist oder ein Schnitt 5b,
wie er in 9 gezeigt ist, an dem Geräuschabsorptionselement 5 in
einem Abschnitt vorgesehen sein, in dem das Verriegelungselement 7 angeordnet
ist.
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In
der oben beschriebenen Geräuschabsorptionsvorrichtung 4 ist,
während
das Bandelement 6 aus dem thermoplastischen Harz geformt
ist, das Geräuschabsorptionselement 5 zwischen
dem Bandelement 6 und den Verriegelungselementen 7 angeordnet
und dann werden die Verriegelungselemente 7 mit dem Bandelement 6 durch
das Geräuschabsorptionselement 5 hindurch
durch thermisches Verschmelzen verbunden. Entsprechend, selbst wenn
das Geräuschabsorptionselement 5 aus
einem wärmehärtenden
Harz wie beispielsweise einem Polyurethanschaum geformt ist, ist
es möglich,
das Geräuschabsorptionselement 5 an
dem Bandelement 6 fest zu fixieren. Die Fixierung durch
thermisches Verschmelzverbinden ruft keine Reduktion der Klebkraft
aufgrund einer Zersetzungsreaktion hervor, anders als die Fixierung
unter Verwendung eines Klebstoffmittels oder eines Klebebandes.
Aus diesem Grund ist es möglich,
die Anhaftung des Geräuschabsorptionselementes 5,
welches aus dem porösen
Material geformt ist, zu verbessern. Zusätzlich ist es möglich, da das
Verarbeiten durch thermisches Verschmelzverbinden in einer kürzeren Zeit
abgeschlossen werden kann als das Verarbeiten unter Verwendung eines
Klebemittels, die Zeit zu reduzieren, welche zur Verarbeitung der Geräuschreduktionsvorrichtung 4 benötigt wird.
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Darüber hinaus
macht es der Luftreifen, welcher mit der Geräuschreduktionsvorrichtung 4 in
dem Kavitätsabschnitt
versehen ist, möglich,
einen exzellenten Geräuschreduktionseffekt
mit dem Geräuschabsorptionselement 5 zu
erhalten. Darüber
hinaus ist es möglich,
den Geräuschreduktionseffekt über einen
langen Zeitraum hinweg aufrechtzuerhalten.
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11 zeigt
einen Zustand, in dem die Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist. Wie in 11 gezeigt,
können
die thermischen Schmelzverbindungsabschnitte 8 der Verriegelungselemente 7 und
des Bandelementes 6 in Intervallen (Teilungen) in der Reifenumfangsrichtung
arrangiert sein und das Verhältnis
zwischen dem Intervall H und der Breite W des Geräuschabsorptionselementes 5 kann
0,2 × W < H < 4W sein. Wenn das
Verhältnis
0,2W > H ist, wird
die Verarbeitbarkeit zum Zeitpunkt des thermischen Verschmelzverbindens
verschlechtert. Wenn das Verhältnis
H > 4W ist, ist der
Verbindungszustand des Geräuschabsorptionselementes 5 mit
dem Bandelement 6 unstabil. Hier können die thermischen Verschmelzverbindungsabschnitte 8 nicht
notwendigerweise in gleichen Intervallen angeordnet sein.
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12 zeigt
ein Detail der Geräuschreduktionsvorrichtung.
Wie in 12 gezeigt, kann die Breite
Wt eines jeden Verriegelungselementes 7 bei 90 bis 300%
der Breite Wb des Bandelementes 6 festgelegt werden. Die
Breite Wm eines jeden thermischen Verschmelzverbindungsabschnittes 8 der
Verriegelungselemente 7 und des Bandelementes 6 kann
enger sein als die Breite Wb des Bandelementes 6, so dass
Nicht-Verschmelzverbindungsabschnitte
an beiden Seiten eines jeden thermischen Verschmelzverbindungsabschnittes 8 in dessen
Breitenrichtung übrig
gelassen werden. Die Breite Wx eines jeden Nicht-Verschmelzverbindungsabschnittes
kann auf 5 bis 20% der Breite Wb des Bandelementes 6 festgelegt
sein. Wenn die Breite Wt eines jeden Verriegelungselementes 7 weniger
als 90% der Breite Wb des Bandelementes 6 ist, ist die
Fixierung des Geräuschabsorptionselementes 5 unzureichend.
Wenn die Breite Wt mehr als 300% dessen ist, wird das Durchführen des
thermischen Verschmelzverbindens schwierig. Zusätzlich, wenn die Breite Wx
eines jeden Nicht-Verschmelzverbindungsabschnittes
weniger als 5% der Breite Wb des Bandelementes 6 ist, ist
die Stärke
des Bandelementes 6 unzureichend. Wenn die Breite Wx mehr
als 20% dessen ist, ist die Fixierung des Geräuschabsorptionselementes 5 unzureichend.
Daher kann die Dicke eines jeden Verriegelungselementes 7 in
einem Bereich von 20 bis 150% der Dicke des Bandelementes liegen.
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Jede
der 13 und 14 zeigen
einen Zustand, in dem ein modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist. In 13 erstreckt
sich das Verriegelungselement 7 kontinuierlich entlang
des Bandelementes 6 und ist mit dem Bandelement 6 mit
einer Mehrzahl der thermischen Verschmelzverbindungsabschnitte 8 fixiert.
In 14 hat, obwohl sich das Verriegelungselement 7 kontinuierlich entlang
des Bandelementes 6 in der gleichen Weise wie die in 13 erstreckt,
das Verriegelungselement 7 einiges an Extralänge als
Zuschlag (engl.: allowance).
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Jede
der 15 und 16 zeigen
einen Zustand, in dem ein modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung
in der Ebene expandiert ist. Wie in 15 und 16 gezeigt,
ist es möglich,
dass das Geräuschabsorptionselement 5 eine
Mehrzahl von geteilten Stücken
umfasst und die Stücke
in der Längsrichtung
des Bandelementes 6 angeordnet sind. In diesem Fall ist
es bevorzugt, dass jedes Stück
des Geräuschabsorptionselementes 5 mit
dem Bandelement 6 durch thermisches Verschmelzen in zumindest
zwei Positionen verbunden wird.
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17 zeigt
ein anderes modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung.
Im Übrigen
wird in 17 die Beschreibung des Geräuschabsorptionselementes
fortgelassen. In 17 ist das plattenförmige Verriegelungselement 7 mit
dem Bandelement 6 durch thermisches Verschmelzen verbunden,
aber der thermische Verschmelzverbindungsabschnitt ist bezüglich der
Längsrichtung
des Bandelementes 6 schräg geformt. In diesem Fall kann,
da der thermische Fusionsverbindungsabschnitt länger gemacht ist, die Haltbarkeit verbessert
werden.
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18(a) und 18(b) zeigen
ein weiteres modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung.
In 18(a) und 18(b) ist
das Geräuschabsorptionselement 5 zwischen
dem Bandelement 6 und den Verriegelungselementen 17,
welche aus einem thermoplastischen Harz geformt sind, angeordnet
und jedes Verriegelungselement 17 ist mit dem Bandelement 6 durch
das Geräuschabsorptionselement 5 hindurch
durch thermisches Verschmelzen verbunden. Jedes Verriegelungselement 17 hat
eine zylindrische Form mit einem Boden und ist mit einem Flansch
an dessen offener Seite versehen. Andererseits werden Durchgangslöcher 5c im Voraus
in dem Geräuschabsorptionselement 5 in
Positionen eingeformt, in denen das Geräuschabsorptionselement 5 durch
die Verriegelungselemente 17 verriegelt werden soll. Jedes
Durchgangsloch 6 hat eine Form, in welche die Form des
Verriegelungselementes 17 hereinpasst. In dem Fall des
Verwendens der zylindrischen Verriegelungselemente 17,
von denen jedes keine scharfen Randabschnitte oder Ecken aufweist,
ist es weniger wahrscheinlich, dass das Geräuschabsorptionselement 5,
welches aus dem porösen
Material geformt ist, beschädigt
wird.
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19(a) und 19(b) zeigen
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Fusionsverbindens
zwischen dem zylindrischen Verriegelungselement und dem Bandelement.
Zunächst
wird, wie in 19(a) gezeigt, das zylindrische
Verriegelungselement 17 in das Durchgangsloch 5c des
Geräuschabsorptionselementes 5 eingesetzt,
und dann wird ein Oszillationshorn 21 für einen Ultraschallschweißer gegen
den Bodenabschnitt des Verriegelungselementes 17 gepresst,
so dass der Bodenabschnitt lokal erhitzt wird. Die Pressoberfläche des
Oszillationshornes 21 ist kreisförmig. In dieser Weise, wie
in 19(b) gezeigt, wird das Verriegelungselement 17 mit
dem Bandelement 6 durch das Geräuschabsorptionselement 5 hindurch
durch thermisches Verschmelzen verbunden. Zu diesem Zeitpunkt ist
es bevorzugt, dass das Geräuschabsorptionselement 5 in
dem Zustand gehalten wird, in dem es durch das Verriegelungselement 17 komprimiert
wird. In diesem Fall ist das Verhältnis (Hb(/Ha) der Höhe Hb des
komprimierten Abschnittes des Geräuschabsorptionselementes 5 zu
der Höhe
Ha des Geräuschabsorptionselementes
in einem normalen Zustand bevorzugt nicht mehr als 0,8 und bevorzugter
nicht mehr als 0,5.
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20(a) und 20(b) zeigen
ein weiteres modifiziertes Beispiel der Geräuschreduktionsvorrichtung.
In 20(a) und 20(b) ist
das Geräuschabsorptionselement 5 zwischen
dem Bandelement 6 und Verriegelungselementen 27,
welche aus einem thermoplastischen Harz geformt sind, angeordnet
und die Verriegelungselemente 27 sind mit dem Bandelement 6 durch
das Geräuschabsorptionselement 5 hindurch
durch thermisches Verschmelzen verbunden. Jedes Verriegelungselement 27 hat
eine kegelstumpfförmige
zylindrische Form mit einem Boden. In jedem Verriegelungselement 27 ist
der Durchmesser an dem Ende der offenen Seite größer als der Durchmesser an
der Bodenseite. Andererseits werden Durchgangslöcher 5d, von denen
jedes etwas enger ist als die Größe eines
jeden Verriegelungselementes 27, im Voraus im Geräuschabsorptionselement 5 in
Positionen eingeformt, in denen das Geräuschabsorptionselement 5 durch
die Verriegelungselemente 27 verriegelt ist. In dem Fall
des Verwendens der kegelstumpfförmigen
zylindrischen Verriegelungselemente 27, von denen jede
keine scharfen Randabschnitte oder Ecken aufweist, ist es weniger
wahrscheinlich, dass das Geräuschabsorptionselement 5,
welches aus dem porösen
Material geformt ist, beschädigt
wird.
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21(a) und 21(b) zeigen
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem kegelstumpfförmigen
zylindrischen Verriegelungselement und dem Bandelement. Als erstes,
wie in 21(a) gezeigt, wird das kegelstumpfförmige zylindrische
Verriegelungselement 27 durch das Durchgangsloch 5d des
Geräuschabsorptionselementes 5 hindurch
eingesetzt, dann wird das Oszillationshorn 21 für den Ultraschallschweißer gegen
den Bodenabschnitt des Verriegelungselementes 27 gepresst
und der Bodenabschnitt wird lokal erhitzt. Auf diese Weise wird,
wie in 21(b) gezeigt, das Verriegelungselement 27 mit
dem Bandelement 6 durch das Geräuschabsorptionselement 5 durch
thermisches Verschmelzen verbunden. Zu diesem Zeitpunkt ist es bevorzugt,
dass das Geräuschabsorptionselement 5 in
dem Zustand, in dem es komprimiert ist, durch das Verriegelungselement 27 gehalten
wird. Das Verhältnis
(Hb/Ha) der Höhe
Hb des komprimierten Abschnittes des Geräuschabsorptionselementes 5 zu
der Höhe
Ha des Geräuschabsorptionselementes
in einem normalen Zustand kann ebenso bevorzugt nicht mehr als 0,8
und bevorzugter nicht mehr als 0,5 sein.
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Jede
der 22–26 zeigt
ein weiteres modifiziertes Beispiel der Geräuschabsorptionsvorrichtung.
In jeder der 22–25 wird
ein Randabschnitt des Geräuschabsorptionselementes 5 durch
einen Halter 31, welcher aus einem thermoplastischen Harz
geformt ist, heruntergedrückt
und der Halter 31 ist mit dem Bandelement 6 durch
thermisches Verschmelzen verbunden. Die Form des Halters 31 ist
nicht besonders beschränkt
und kann eine der unterschiedlichen Formen, wie sie in den Figuren
gezeigt sind, haben. Die Randabschnitte des Geräuschabsorptionselementes 5 tendieren
dazu, sich während
des Abrollens des Reifens zu bewegen, aber das Unterdrücken der
Bewegung der Abschnitte mit dem Halter 31 macht es möglich, das
Geräuschabsorptionselement 5 davor
zu bewahren, dass es zerstört
wird. Darüber
hinaus ist es, wie in 26 gezeigt, bevorzugt, dass
ein Spalt zwischen dem Halter 31 und dem Geräuschabsorptionselement 5 vorgesehen
ist. Dies macht es möglich,
Interferenzen zwischen dem Halter 31 und dem Geräuschabsorptionselement 5 zu
verhindern.
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27(a) und 27(b) zeigen
ein Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem Halter und dem Bandelement. Wie in 27(a) gezeigt,
kann als der Halter ein solcher verwendet werden, welcher einen
Winkel aufweist der größer als
der Anschrägungswinkel
der Seitenwand des Geräuschabsorptionselementes 5 ist.
In diesem Fall, wie in 27(b) gezeigt,
wenn er mit dem Bandelement 6 durch thermisches Verschmelzen
verbunden ist, hält
der Halter 31 das Geräuschabsorptionselement 5 in
einem komprimierten Zustand.
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28(a) und 28(b) zeigen
ein anderes Beispiel eines Verfahrens des thermischen Verschmelzverbindens
zwischen dem Halter und dem Bandelement. Wie in 28(a) gezeigt,
kann als der Halter 31 ein einfacher, plattenförmiger verwendet
werden. In diesem Fall hält,
wie in 28(b) gezeigt, wenn er mit
dem Bandelement 6 durch thermisches Verschmelzen verbunden
wird, der Halter 31 das Geräuschabsorptionselement 5 in
einem komprimierten Zustand, während
er elastisch deformiert ist.
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Beschreibungen
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung wurden oben detailliert abgegeben. Es
soll verstanden werden, dass unterschiedliche Modifikationen, Veränderungen
und Substitutionen an den Ausführungsbeispielen
durchgeführt
werden können,
solange sie nicht vom Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung,
welche durch den Schutzumfang der angehängten Ansprüche definiert ist, abweicht.
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Beispiele
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Eine
Geräuschreduktionsvorrichtung
eines herkömmlichen
Beispiels wurde ebenso wie Beispiele 1 und 2 präpariert. Die Geräuschreduktionsvorrichtung
des herkömmlichen
Beispiels wurde wie folgt präpariert. Ein
Geräuschabsorptionselement,
welches aus einem bandförmigen
Urethanschaum geformt war (einer Breite von 150 mm bei einer Dicke
von 20 mm) wurde mit einem Bandelement, welches aus Polypropylen
(eine Breite von 20 mm bei einer Dicke von 2 mm bei einer Länge gleich
der des inneren Umfangs des Reifens) bestand, unter Verwendung eines
Klebemittels fixiert. Dann wurde das Bandelement in eine kreisförmige Form
geformt. Andererseits wurde die Geräuschreduktionsvorrichtung des
Beispiels 1 wie folgt präpariert.
Ein Geräuschabsorptionselement,
welches aus einem bandförmigen
Urethanschaum (eine Breite von 150 mm bei einer Dicke von 20 mm)
geformt war, wurde an einem Bandelement, welches aus Polypropylen
(einer Breite von 20 mm bei einer Dicke von 2 mm bei einer Länge gleich
der des inneren Umfangs des Reifens) geformt war, angeordnet. Dann
wurden, unter Verwendung eines Ultraschallschweißers, plattenförmige Verriegelungselemente, welche
aus Polypropylen geformt waren, entlang der Längsrichtung des Geräuschabsorptionselementes
in Intervallen von ungefähr
200 mm angeordnet, und wurden mit dem Bandelement durch thermisches
Verschmelzen verbunden. Die Geräuschreduktionsvorrichtung
des Beispiels 2 wurde auf die gleiche Weise wie die des Beispiels
1 präpariert,
außer
dass kegelstumpfförmige
zylindrische Verriegelungselemente verwendet wurden.
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Jede
der Geräuschreduktionsvorrichtungen
des herkömmlichen
Beispiels ebenso wie der Beispiele 1 und 2 wurde in einem Luftreifen
installiert, welcher eine Reifengröße von 215/55R16 aufwies und
wurde dann dazu gebracht, unter Verwendung einer Trommeltestmaschine
unter den Bedingungen eines Innendruckes von 150 kPA und einer Geschwindigkeit
von 80 km/h zu fahren, so dass die Distanz, über die der Reifen fuhr bis
sich das Geräuschabsorptionselement
ablöste,
gemessen wurde. Diese Resultate des Tests sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Evolutionsresultate werden durch Indizes angedeutet, in denen
das Evolutionsresultat des herkömmlichen
Beispiels als 100 angenommen wurde. Je größer der Index ist, desto bevorzugter
ist die Haltbarkeit des Reifens. Tabelle 1
| Herkömmliches
Beispiel | Beispiel
1 | Beispiel
2 |
Intervalle
der thermischen Verschmelzverbindungsabschnitte (mm) | – | 200 | 200 |
Fahrdistanz
(Index) | 100 | 178 | 219 |
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Wie
es aus Tabelle 1 klar ist, wurden die Geräuschreduktionsvorrichtungen
der Beispiele 1 und 2 signifikant in ihrer Haltbarkeit verbessert
in Vergleich mit denen des herkömmlichen
Beispiels.
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Zusammenfassung
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Bereitgestellt
werden: Eine Geräuschreduktionsvorrichtung
mit einer verbesserten Anhaftung des Geräuschabsorptionselementes, welches
aus einem porösen
Material geformt ist, und mit einer reduzierten Verarbeitungszeit;
ein Verfahren des Herstellens der Geräuschreduktionsvorrichtung;
und ein Luftreifen, umfassend die Geräuschreduktionsvorrichtung.
Die Geräuschreduktionsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung umfasst: Ein Geräuschreduktionselement, welches
aus einem porösen
Material geformt ist; ein Bandelement zum Anbringen des Geräuschabsorptionselementes
an die innere Oberfläche
eines Reifens; und Verriegelungselemente, welche aus einem thermoplastischen
Harz geformt sind. Das Bandelement ist aus einem thermoplastischen
Harz geformt. Das Geräuschabsorptionselement
ist zwischen dem Bandelement und den Verriegelungselementen angeordnet.
Die Verriegelungselemente sind mit dem Bandelement durch das Geräuschabsorptionselement
durch thermisches Verschmelzen verbunden.