DE112015003848T5

DE112015003848T5 - Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen und Luftreifen, der mit Selbiger ausgestattet ist

Info

Publication number: DE112015003848T5
Application number: DE112015003848.5T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Naruse
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-05-11
Also published as: US20180215209A1; KR20160127128A; JP6432211B2; JP2016043823A; CN106457899B; WO2016027723A1; KR101798866B1; US10800214B2; CN106457899A

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen bereitgestellt, die einen Temperaturanstieg eines Bandelements während der Fahrt minimiert und eine Verbesserung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht, und einen Luftreifen, der mit selbiger ausgestattet ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen (10) beinhaltet ein aus einem thermoplastischen Harz hergestelltes Bandelement (11), das ringförmig entlang der Reifeninnenoberfläche ausgebildet ist, und ein aus einem porösen Material hergestelltes und mit dem Bandelement (11) verbundenes schallabsorbierendes Element (12). Das schallabsorbierende Element (12) wird mithilfe einer elastischen Rückstellkraft des Bandelements (11) so angeordnet, um auf der Reifeninnenoberfläche angebracht zu werden, das Bandelement (11) beinhaltet mindestens einen erhöhten Abschnitt (14), der auf der Außenumfangsoberfläche davon bereitgestellt ist, und die Außenumfangsoberfläche des Bandelements (11) weist eine Kontaktfläche in einem Bereich von 10 % bis 80 % einer Gesamtfläche des Bandelements (11) auf, wenn sie mit einer glatten Oberfläche in Kontakt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen, die auf einer Reifeninnenoberfläche angebracht ist und einen Luftreifen, der mit selbiger ausgestattet ist. Genauer, betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen, die einen Temperaturanstieg eines Bandelements während der Fahrt minimiert und eine Verbesserung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht, und einen Luftreifen, der mit selbiger ausgestattet ist.
Stand der Technik
Eine der Ursachen der von Luftreifen erzeugten Geräusche ist die Hohlraumresonanz, die durch die Vibration der Luft verursacht wird, mit der der Reifen gefüllt ist. Beim Rollen eines Reifens bewirken unebene Straßenoberflächen, dass der Laufflächenabschnitt vibriert. Die Vibrationen des Laufflächenabschnitts bringen die Luft innerhalb des Reifens zum Vibrieren, was diese Hohlraumresonanz erzeugt.
Als ein Verfahren zum Reduzieren von Geräuschen, die durch Hohlraumresonanz hervorgerufen werden, wurde das Bereitstellen eines schallabsorbierenden Elements im Hohlraumabschnitt zwischen dem Reifen und der Felge vorgeschlagen. Genauer, ein schallabsorbierendes Element wird aus einem Bandelement und einem schallabsorbierenden Element ausgebildet, wobei das Bandelement aus einem thermoplastischen Harz hergestellt wird, der ringförmig entlang der Reifeninnenoberfläche ausgebildet ist und das schallabsorbierende Element aus einem porösen Material hergestellt und mit dem Bandelement verbunden wird. Das schallabsorbierende Element wird mithilfe einer elastischen Rückstellkraft des Bandelements in einem Bereich angebracht, der dem Laufflächenabschnitt an einer Reifeninnenoberfläche entspricht (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 und 2).
Nichtsdestotrotz, da das Bandelement der oben beschriebenen Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, wird während der Fahrt in dem Luftreifen erzeugte Wärme von der Reifeninnenoberfläche übertragen, wodurch eine Streckgrenze des Bandelements gemindert wird. Wenn dann die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit eine auf das Bandelement ausgeübte Fliehkraft erheblich erhöht, während sich die Streckgrenze des Bandelements in einem verminderten Zustand befindet, verformt sich das Bandelement, was möglicherweise zu einem Versagen des Bandelements führt.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanisches Patent Nr. 4175479
Patentdokument 2: WO/2005/012007

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen, die einen Temperaturanstieg eines Bandelements während der Fahrt minimiert und eine Verbesserung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht, und einen Luftreifen, der mit selbiger ausgestattet ist, bereitzustellen.
Lösung des Problems
Um das obenstehende Problem zu lösen, beinhaltet eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen ein aus einem thermoplastischen Harz hergestelltes Bandelement, das ringförmig entlang der Reifeninnenoberfläche ausgebildet ist und ein schallabsorbierendes Element, das aus einem porösen Material hergestellt und mit dem Bandelement verklebt wird. Das schallabsorbierende Element wird mithilfe einer elastischen Rückstellkraft des Bandelements so angeordnet, um auf der Reifeninnenoberfläche angebracht zu werden. Das Bandelement beinhaltet mindestens einen erhöhten Abschnitt an der Außenumfangsoberfläche davon, und die Außenumfangsoberfläche des Bandelements weist beim Kontakt mit einer glatten Oberfläche eine Kontaktfläche im Bereich von 10 % bis 80 % einer Gesamtfläche des Bandelements auf.
Außerdem wird ein Luftreifen der vorliegenden Erfindung in einem Hohlraumabschnitt davon mit der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen ausgestattet.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird bei der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen, bei der das schallabsorbierende Element mithilfe der elastischen Rückstellkraft des Bandelements so angeordnet ist, dass es auf der Reifeninnenoberfläche angebracht werden kann, an der Außenumfangsoberfläche des Bandelements mindestens ein erhöhter Abschnitt bereitgestellt, und die Außenumfangsoberfläche des Bandelements weist beim Kontakt mit einer glatten Oberfläche eine Kontaktfläche im Bereich von 10 % bis 80 % der Projektionsfläche des Bandelements auf. Daraus resultiert, dass auch wenn während der Fahrt in dem Luftreifen Hitzeentwicklung stattfindet, die Übertragung der Hitze von der Reifeninnenoberfläche und der Anstieg der Temperatur des Bandelements minimiert werden, wodurch eine Verbesserung der Beständigkeit der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.
In der vorliegenden Erfindung wird ein von einer gekrümmten Fläche gebildeter abgeschrägter Abschnitt vorzugsweise an einem Rand des erhöhten Abschnitts gebildet, die mit der Reifeninnenoberfläche in Kontakt kommt, wobei der abgeschrägte Abschnitt einen Krümmungsradius in einem Querschnitt in Bandbreitenrichtung und einen Krümmungsradius in einem Querschnitt in einer Bandumfangsrichtung von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweist. Dadurch wird das Ausmaß des durch den Kontakt mit dem erhöhten Abschnitt an der Reifeninnenoberfläche verursachten Schadens verringert, wodurch es möglich wird, die Beständigkeit des Luftreifens zu verbessern.
Der erhöhte Abschnitt beinhaltet vorzugsweise mindestens einen erhöhten Abschnitt der sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements erstreckt. Überdies beinhaltet der erhöhte Abschnitt vorzugsweise eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten, die diskontinuierlich und wiederholt in der Umfangsrichtung des Bandelements angeordnet sind. Außerdem beinhaltet der erhöhte Abschnitt vorzugsweise eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten, die nebeneinander in der Breitenrichtung des Bandelements angeordnet sind. Der erhöhte Abschnitt ist in einer solchen Ausführungsform an dem Bandelement vorgesehen, wodurch ermöglicht wird, die Wärmeleitfähigkeit von der Reifeninnenoberfläche an das Bandelement effektiv zu minimieren.
Eine Höhe des erhöhten Abschnitts ist vorzugsweise von 50 % bis 100 % einer Dicke eines Basisabschnitts, der das Bandelement ausmacht. Dadurch wird die Wärmeleitfähigkeit von der Reifeninnenoberfläche an das Bandelement effektiv minimiert, wodurch ermöglicht wird, die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit weiter zu verbessern.
Vorzugsweise wird das schallabsorbierende Element zwischen dem Bandelement und einem aus thermoplastischem Harz hergestellten Verbindungselement angeordnet, und das Verbindungselement wird durch das schallabsorbierende Element hindurch thermisch mit dem Bandelement verschweißt, wodurch das schallabsorbierende Element an dem Bandelement fixiert wird. Dadurch wird ermöglicht, das schallabsorbierende Element fest an dem aus thermoplastischem Harz hergestellten Bandelement zu fixieren.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich „Kontaktfläche des Bandelements“ auf die Summe der Kontaktflächen der Bandelemente und einer glatten Oberfläche, gemessen wenn das Bandelement auf der glatten Oberfläche eines starren Körpers, wie beispielsweise einer Stahlplatte, ausgestreckt ist und so angeordnet ist, dass die Außenumfangsoberfläche mit der glatten Oberfläche in Kontakt kommt, und einer unter Druck setzenden Kraft von 250 Pa ausgesetzt ist, die auf die glatte Oberfläche ausgeübt wird. Genauer, die Summe der Kontaktflächen kann ermittelt werden, indem die unter Druck setzende Kraft ausgeübt wird, wenn zwischen der glatten Oberfläche und dem Bandelement druckempfindliches Papier eingelegt wird, und die Flächen der kontaktierten Stellen (farbigen Stellen) gemessen werden. Beispiele für druckempfindliches Papier beinhalten eine von FUJIFILM Corporation hergestellte Druckmessfolie (Prescale). Die „Gesamtfläche des Bandelements“ bezieht sich allerdings auf die Gesamtfläche, die gemessen wird, wenn das Bandelement in einer Dickenrichtung projiziert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Querschnittsansicht, die einen mit einer Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen ausgestatteten Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3A bis 3C stellen ein Verfahren zum Verbinden eines schallabsorbierenden Elements mit einem Bandelement dar, wobei jede Figur eine Querschnittsansicht des entsprechenden Schrittes des Verfahrens ist.
4A bis 4C stellen ein Beispiel eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements dar, wobei 4A eine Abwicklungsansicht des auf einer Ebene ausgestreckten Bandelements ist, 4B eine Seitenansicht davon ist, und 4C eine quer verlaufende Querschnittsansicht davon ist.
5 ist eine Querschnittsansicht, die die Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einer Reifeninnenoberfläche angebracht darstellt.
6 ist eine quer verlaufend Querschnittsansicht, die ein modifiziertes Beispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements darstellt.
7A bis 7I stellen verschiedene modifizierte Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements dar, wobei jede Figur eine quer verlaufende Querschnittsansicht des entsprechenden Bandelements ist.
8A bis 8D stellen verschiedene modifizierte Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements dar, wobei jede Figur eine Abwicklungsansicht des entsprechenden auf einer Ebene ausgestreckten Bandelements ist.
9A bis 9C stellen ein weiteres modifiziertes Beispiel eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements dar, wobei 9A eine Abwicklungsansicht des auf einer Ebene ausgestreckten Bandelements ist, 9B eine Seitenansicht davon ist, und 9C eine quer verlaufende Querschnittsansicht davon ist.
10 ist eine Seitenansicht, die ein weiteres modifiziertes Beispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements darstellt.
11A und 11B stellen verschiedene modifizierte Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements dar, wobei jede Figur eine quer verlaufende Querschnittsansicht des entsprechenden Bandelements ist.
12A und 12B stellen verschiedene modifizierte Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bandelements dar, wobei jede Figur eine Abwicklungsansicht des entsprechenden auf einer Ebene ausgestreckten Bandelements ist.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben. 1 stellt einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, und 2 stellt eine Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Wie in 1 dargestellt, ist der Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt 1, der sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt, so dass er eine Ringform bildet, einem Paar Seitenwandabschnitten 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und einem Paar Wulstabschnitten 3, die auf der Innenseite der Seitenwandabschnitte 2 in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind, versehen. Des Weiteren ist eine in 2 dargestellte ringförmige Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 auf einem Hohlraumabschnitt 4 angebracht, der von einem Laufflächenabschnitt 1, einem Seitenwandabschnitt 2 und einem Wulstabschnitt 3 umgeben ist. Die Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 ist in einem Bereich einer Reifeninnenoberfläche 5 angeordnet, die dem Laufflächenabschnitt 1 entspricht.
Die Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 beinhaltet ein aus thermoplastischem Harz hergestelltes Bandelement 11, und eine Mehrzahl von aus einem porösen Material hergestellten schallabsorbierenden Elementen 12. Das Bandelement 11 ist entlang der Reifeninnenoberfläche 5 zu einer Ringform ausgebildet, und die schallabsorbierenden Elemente 12 sind mit dem Bandelement 11 so verbunden, dass sie voneinander in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 beabstandet sind. Die schallabsorbierenden Elemente 12 beinhalten jeweils eine Anzahl von inneren Zellen, und weisen vorbestimmte auf der porösen Struktur basierende Geräuschabsorptionseigenschaften auf. Vorzugsweise wird als das poröse Material des schallabsorbierenden Elements 12 Polyurethanschaumstoff verwendet. Das Bandelement 11 hält jedes der schallabsorbierenden Elemente 12 mithilfe einer elastischen Rückstellkraft auf der Reifeninnenoberfläche 5 fest. Die so konfigurierte Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 kann beliebig an einem normalen Luftreifen befestigt und von diesem gelöst werden, und ist einfach zu befestigen und zu lösen.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 wird thermisches Schweißen unter Einsatz eines aus thermoplastischem Harz hergestellten Verbindungselements 13 als Verfahren zum Verbinden des Bandelements 11 mit jedem der schallabsorbierenden Elemente 12 eingesetzt. Das heißt, dass das schallabsorbierende Element 12 zwischen dem Bandelement 11 und dem Verbindungselement 13 angeordnet ist, die beide aus thermoplastischem Harz hergestellt sind, und das Verbindungselement 13 durch das schallabsorbierende Element 12 hindurch thermisch mit dem Bandelement 11 verschweißt wird. Es wird bevorzugt, dass das Material aus dem das Bandelement 11 besteht und das Material aus dem das Verbindungselement 13 besteht, von der gleichen Art thermoplastischen Harzes sind, wie zum Beispiel Polypropylen.
3A bis 3C stellen ein Verfahren zum Verbinden eines jeden der schallabsorbierenden Elemente 12 mit dem Bandelement 11 dar. Zuerst wird, wie in 3A dargestellt, das schallabsorbierende Element 12 zwischen dem Bandelement 11 und dem plattenförmigen Verbindungselement 13 angeordnet. Anschließend, wie in 3B dargestellt, wird eine Vibrationssonotrode 20 einer Ultraschallschweißmaschine auf das Verbindungselement 13 gedrückt, um das Verbindungselement 13 zu verbiegen, wobei der verbogene Abschnitt erhitzt wird. Daraus resultiert, wie in 3C veranschaulicht, dass das Verbindungselement 13 und das Bandelement 11 durch das schallabsorbierende Element 12 hindurch thermisch verschweißt werden. Folglich sind die schallabsorbierenden Elemente 12 durch die Mehrzahl der Verbindungselemente 13 mit dem Bandelement 11 verbunden. Während ein solches thermisches Schweißen vorzugsweise als das Verfahren zum Verbinden des Bandelements 11 mit jedem der schallabsorbierenden Elemente 12 verwendet wird, ist das Verbindungsverfahren nicht speziell darauf beschränkt und es kann auch beispielsweise ein Haftmittel verwendet werden.
An der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 ist mindestens ein erhöhter Abschnitt 14 an einer Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. Genauer, wie in 4A bis 4C dargestellt, sind drei erhöhte Abschnitte 14A, die sich durchgängig in Umfangsrichtung (Längsrichtung) des Bandelements 11 erstrecken, als die erhöhten Abschnitte 14 auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. Des Weiteren wird eine Kontaktfläche, d.h. wenn die Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 mit einer glatten Oberfläche in Kontakt ist, auf einen Bereich von 10 % bis 80 % einer Gesamtfläche des Bandelements 11 festgelegt.
Bei der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10, die so konfiguriert ist, dass die schallabsorbierenden Elemente 12 so angeordnet sind, um mithilfe der elastischen Rückstellkraft des Bandelements 11 auf der Reifeninnenoberfläche 5 wie oben beschrieben angebracht zu werden, verringert sich die Kontaktfläche der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 mit der Reifeninnenoberfläche 5, wie in 5 dargestellt, wenn mindestens ein erhöhter Abschnitt 14 auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 bereitgestellt wird und sich die Kontaktfläche, wenn die Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 mit einer glatten Oberfläche in Kontakt ist, im Bereich von 10 % bis 80 % der Gesamtfläche des Bandelements 11 befindet. Daraus resultiert, dass auch wenn während der Fahrt in dem Luftreifen Hitzeentwicklung stattfindet, die Übertragung der Hitze von der Reifeninnenoberfläche 5 und der Anstieg der Temperatur des Bandelements 11 minimiert werden, wodurch eine Verbesserung der Beständigkeit der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird. Genauer, während dann, wenn die Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 bei einem Reifen (ein Reifen der Geschwindigkeitsklasse W oder höher, zum Beispiel) angewendet wird, der zum Fahren mit hoher Geschwindigkeit fähig ist, wird das Bandelement 11 voraussichtlich durch die Masse der schallabsorbierenden Elemente 12 einer großen Zugkraft ausgesetzt, und das thermoplastische Harz, aus dem das Bandelement 11 besteht, wird weich, wenn sich im Reifen während er Fahrt mit hoher Geschwindigkeit Wärme staut, was zu plastischer Verformung führt; allerdings wird der Temperaturanstieg des Bandelements 11 wie oben beschrieben minimiert, wodurch die Verformung des Bandelements 11 minimiert wird und vorteilhaft die Beständigkeit erhalten werden kann.
Hier muss die Kontaktfläche des Bandelements 11 in einem Bereich von 10 % bis 80 % einer Gesamtfläche des Bandelements 11 liegen, wenn die Außenumfangsoberfläche davon mit einer glatten Oberfläche in Kontakt ist. Wenn die Kontaktfläche weniger als 10 % der Gesamtfläche beträgt, ist der erhöhte Abschnitt 14 verschleißanfälliger, und es entsteht leicht Schaden an der Reifeninnenoberfläche 5. Andererseits, wenn die Kontaktfläche 80 % der Gesamtfläche überschreitet, dann ist die Minimierung des Anstiegs der Temperatur des Bandelements 10 unzureichend. Genauer, die Kontaktfläche des Bandelements 11 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 40 % bis 60 % einer Gesamtfläche des Bandelements 11, wenn die Außenumfangsoberfläche davon mit einer glatten Oberfläche in Kontakt ist. In diesem Fall wird die Verbesserung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit besonders gut erzielt.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 wird ein von einer gekrümmten Fläche gebildeter abgeschrägter Abschnitt 15 an einem Rand des erhöhten Abschnitts 14 gebildet, der mit der Reifeninnenoberfläche 5 in Kontakt kommt, wie in 6 dargestellt, wobei ein Krümmungsradius R des abgeschrägten Abschnitts 15 in einem Querschnitt in Bandbreitenrichtung vorzugsweise 0,1 mm bis 3,0 mm und mehr bevorzugt von 0,5 mm bis 1,5 mm beträgt. Dadurch wird das Ausmaß des durch den Kontakt mit dem erhöhten Abschnitt 14 an der Reifeninnenoberfläche 5 verursachten Schadens verringert, wodurch es möglich wird, die Beständigkeit des Luftreifens zu verbessern. Wenn der Krümmungsradius R des abgeschrägten Abschnitts 15 weniger als 0,1 mm beträgt, wird die Reifeninnenoberfläche 5 anfälliger für Schäden durch Kontakt mit dem erhöhten Abschnitt 14. Andererseits, wenn der Krümmungsradius R 3,0 mm überschreitet, wird an einem Endabschnitt des abgeschrägten Abschnitts 15 eine neue Kante gebildet, wodurch die Möglichkeit von Schäden an der Reifeninnenoberfläche 5 entsteht. Aus ähnlichen Gründen beträgt der Krümmungsradius des abgeschrägten Abschnitts 15 in einem Querschnitt in Bandumfangsrichtung vorzugsweise ebenfalls von 0,1 mm bis 3,0 mm und mehr bevorzugt 0,5 mm bis 1,5 mm.
Überdies, wie in 6 dargestellt, beträgt eine Höhe T1 des erhöhten Abschnitts 14 vorzugsweise von 50 % bis 100 % einer Dicke T0 eines Basisabschnitts, der das Bandelement 11 ausmacht. Dadurch wird die Wärmeleitfähigkeit von der Reifeninnenoberfläche 5 an das Bandelement 11 effektiv minimiert, wodurch ermöglicht wird, die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit weiter zu verbessern. Wenn die Höhe T1 des erhöhten Abschnitts 14 weniger als 50 % der Dicke T0 des Bandelements 11 beträgt, wird der Effekt der Minimierung der Wärmeleitfähigkeit gemindert. Andererseits, wenn die Höhe T1 100 % der Dicke T0 überschreitet, steigt die Steifigkeit des Bandelements 11, wodurch die Beständigkeit bei niedriger Temperatur nachlässt und das Bandelement 11 anfälliger für Rissbildung wird.
Das Formen des erhöhten Abschnitts 14A, der sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 als der erhöhte Abschnitt 14 an der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 erstreckt, schränkt die konkrete Ausführungsform nicht besonders ein, und lässt eine Vielfalt von Ausführungsformen zu, wie beispielsweise in den 7A bis 7I und 8A bis 8D dargestellt.
In 7A sind acht erhöhte Abschnitte 14A, die nebeneinander in der Breitenrichtung des Bandelements 11 angeordnet sind, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 7B sind sechs erhöhte Abschnitte 14A, die nebeneinander in der Breitenrichtung des Bandelements 11 angeordnet sind, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet und asymmetrisch angeordnet. In 7C ist ein erhöhter Abschnitt 14A, der eine gebogene Oberfläche aufweist, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 7D ist ein erhöhter Abschnitt 14A, der einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 7E sind zwei erhöhte Abschnitte 14A, die jeweils einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 7F sind zwei erhöhte Abschnitte 14A, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 7G sind drei erhöhte Abschnitte 14A, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet und asymmetrisch angeordnet. In 7H wird der erhöhte Abschnitt 14A, der sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 auf der Außenoberfläche des Bandelements 11 erstreckt, ausgebildet, indem der Basisabschnitt des Bandelements 11 wellenförmig gefertigt wird. In 7I wird der erhöhte Abschnitt 14A, der sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 erstreckt, auf der Außenoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet, indem nur die beiden Endabschnitte in Breitenrichtung des Basismaterial des Bandelements 11 wellenförmig gefertigt wird.
In 8A ist ein erhöhter Abschnitt 14A, der sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 erstreckt, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 8B sind zwei erhöhte Abschnitte 14A, die sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 erstrecken, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 8C sind sechs erhöhte Abschnitte 14A, die sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 erstrecken, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 8D sind drei erhöhte Abschnitte 14A, die sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 erstrecken, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet und asymmetrisch angeordnet.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen 10 kann die Mehrzahl von erhöhten Abschnitten 14B, die diskontinuierlich und wiederholt in der Umfangsrichtung (Längsrichtung) des Bandelements 11 angeordnet sind, als der erhöhte Abschnitt 14 auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 bereitgestellt werden, wie in 9A bis 9C dargestellt. Genauer, wenn die erhöhten Abschnitte 14B in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 angeordnet sind, ist es möglich das größtmögliche Ausmaß des Effekts der Minimierung der Wärmeleitfähigkeit zu erzielen. Darüber hinaus wird der Kontaktdruck der erhöhten Abschnitte 14B ausgeglichen, wodurch ermöglicht wird, die Abnutzung der erhöhten Abschnitte 14B und Schaden an der Reifeninnenoberfläche 5 soweit wie möglich zu verhindern.
Das Formen der Mehrzahl von erhöhten Abschnitten 14B, die sich durchgängig und wiederholt in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 als der erhöhte Abschnitt 14 an der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 erstreckt, schränkt die konkrete Ausführungsform nicht besonders ein, und lässt eine Vielfalt von Ausführungsformen zu, wie beispielsweise in den 10, 11A und 11B, und 12A und 12B dargestellt.
In 10 ist die Mehrzahl von erhöhten Abschnitten 14B diskontinuierlich und wiederholt in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet, und regelmäßig nach einem vorab bestimmten Anordnungsmuster angeordnet.
In 11A sind zwei erhöhte Abschnitte 14B, die nebeneinander in der Breitenrichtung des Bandelements 11 angeordnet sind, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet. In 11B sind zwei erhöhte Abschnitte 14B, die nebeneinander in der Breitenrichtung des Bandelements 11 angeordnet sind, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet und asymmetrisch angeordnet.
In 12A ist eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten 14B, die sich erstrecken während sie in Bezug auf die Breitenrichtung des Bandelements 11 geneigt sind, auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet, und durchgängig und wiederholt in der Umfangsrichtung des Bandelements 11 angeordnet. In 12B ist eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten 14B auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements 11 ausgebildet, die eine Grübchenform aufweist und in einer versetzen Weise angeordnet ist.
Beispiele
Es wurden Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen für das Beispiel des Standes der Technik, die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 und die Ausführungsbeispiele 1 bis 6 hergestellt. Jede der Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen beinhaltete ein aus einem thermoplastischen Harz hergestelltes ringförmig entlang der Reifeninnenoberfläche ausgebildetes Bandelement, und ein aus einem porösen Material hergestelltes, mit dem Bandelement verbundenes schallabsorbierendes Element. Jedes der schallabsorbierenden Elemente wurde mithilfe einer elastischen Rückstellkraft des Bandelements so angeordnet, um auf der Reifeninnenoberfläche angebracht zu werden. Jedes der Bandelemente erhielt eine andere Konfiguration. Diese Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen sind für einen Luftreifen der Reifengröße 245/50R18 100W geeignet.
In dem Beispiel des Stands der Technik (Standard), betrug die Dicke des Bandelements 1,0 mm, und die Außenumfangsoberfläche des Bandelements war eine flache Oberfläche ohne jegliche erhöhte Abschnitte. In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 und den Ausführungsbeispielen 1 bis 6 betrugt die Dicke 1,0 mm, wobei mindestens ein erhöhter Abschnitt mit einer Höhe von 1,0 mm auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements bereitgestellt wurde, und es wurden verschiedene Verhältnisse der Kontaktfläche der Außenumfangsoberfläche des Bandelements, wenn diese mit einer glatten Oberfläche in Kontakt ist, zu der Gesamtfläche des Bandelements (Verhältnis der Kontaktfläche zur Gesamtfläche) eingesetzt. Im Vergleichsbeispiel 3, betrug die Dicke des Bandelements 2,0 mm, und die Außenumfangsoberfläche des Bandelements war eine flache Oberfläche ohne jegliche erhöhte Abschnitte. Außerdem wurde dadurch, dass an dem Bandelement der erhöhte Abschnitt bereitgestellt wurde, ein durch eine gebogene Oberfläche ausgebildeter abgeschrägter Abschnitt an einem Rand des erhöhten Abschnitts ausgebildet, der mit der Reifeninnenoberfläche in Kontakt kommt, wobei die Krümmungsradien des abgeschrägten Abschnitts in einem Querschnitt in Bandbreitenrichtung und in einem Querschnitt in einer Bandumfangsrichtung auf vorbestimmte Werte festgelegt wurden.
Die Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen des Beispiel des Stands der Technik, der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, und der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, wie oben beschrieben, wurden anhand der nachstehenden Bewertungsverfahren auf Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit, Beständigkeit bei großer Entfernung, und Beständigkeit bei niedriger Temperatur bewertet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit:
Jede der Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen wurde an einem Hohlraumabschnitt eines Luftreifens mit einer Reifengröße von 245/50R18 100W angebracht. Jeder Luftreifen wurde dann auf eine Felge mit der Felgengröße 18 × 8J aufgezogen und es wurde ein Fahrtest unter den Bedingungen von einer Umgebungstemperatur von 38 ± 3 °C, einem Luftdruck von 320 kPa, und einer Last von 5,34 kN unter Verwendung eines Trommelprüfgeräts für Innenräume durchgeführt. Bei einer Fahrgeschwindigkeit von 250 km/h beginnend, wurde jeder Testreifen kontinuierlich für 10 Minuten bei dieser Geschwindigkeit gefahren, und das Bandelement auf einen Bruch (Verformung) untersucht. Wenn keine Anomalitäten gefunden wurden, wurde dann die Fahrgeschwindigkeit in Schritten von 10 km/h erhöht und, nach weiterem kontinuierlichem Fahren bei dieser Geschwindigkeit für 10 Minuten, wurde das Bandelement auf einen Bruch untersucht. Dieser Test wurde wiederholt, und die Geschwindigkeit, bei der in den einzelnen Bandelementen ein Bruch erfolgte, wurde festgestellt. Die Testresultate wurden als Bruchgeschwindigkeit der einzelnen Bandelemente ausgedrückt. Höhere Bruchgeschwindigkeiten geben eine bessere Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit an.
Beständigkeit bei großer Entfernung:
Jede der Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen wurde in dem Hohlraumabschnitt eines Luftreifens mit einer Reifengröße von 245/50R18 100W angebracht. Jeder Luftreifen wurde dann auf eine Felge mit der Felgengröße 18 × 8J aufgezogen und es wurde ein Fahrtest unter den Bedingungen von einer Umgebungstemperatur von 38 ± 3 °C, einem Luftdruck von 540 kPa, und einer Last von 12.56 kN, und einer Fahrgeschwindigkeit von 81 km/h unter Verwendung eines Trommelprüfgeräts für Innenräume durchgeführt. Dann, nach einer Fahrt von 20.000 km, wurden der Zustand des Luftreifens und der Zustand der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen untersucht. Das Testresultat wurde als A angegeben, wenn weder in dem Luftreifen noch der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen ein Problem festgestellt wurde, als B, wenn an dem Bandelement Schaden festgestellt wurde, und als C, wenn entweder Abnutzung an dem/den erhöhten Abschnitt(en) des Bandelements oder Schaden an der Reifeninnenoberfläche festgestellt wurde.
Beständigkeit bei niedriger Temperatur:

Jede der Vorrichtungen zum Reduzieren von Reifengeräuschen wurde in dem Hohlraumabschnitt eines Luftreifens mit einer Reifengröße von 245/50R18 100W angebracht. Jeder Luftreifen wurde dann auf eine Felge mit der Felgengröße 18 × 8J aufgezogen und es wurde ein Fahrtest unter den Bedingungen von einer Umgebungstemperatur von –20 ± 3 °C, einem Luftdruck von 120 kPa, und einer Last von 5,95 kN, und bei einer Fahrgeschwindigkeit von 81 km/h unter Verwendung eines Trommelprüfgeräts für Innenräume durchgeführt. Dann, nach einer Fahrt von 2.025 km, wurde der Zustand der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen untersucht. Das Testresultat wurde als A angegeben, wenn in der Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen kein Problem festgestellt wurde, als B, wenn an dem Bandelement Rissbildung festgestellt wurde, und als C, wenn entweder Abnutzung an dem/den erhöhten Abschnitt(en) des Bandelements oder Schaden an der Reifeninnenoberfläche festgestellt wurde. [Tabelle 1-I]

	Beispiel des Stands der Technik	Vergleichsbeispiel 1	Ausfüh rungsbeispiel 1	Ausfüh rungsbeispiel 2	Ausfüh rungsbeispiel 3
Verhältnis (%) von Kontaktfläche zu Projektionsfläche des Bandelements	100	5	10	40	60
Dicke des Bandelements (mm)	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0
Höhe (mm) des erhöhten Abschnitts	-	1,0	1,0	1,0	1,0
Krümmungsradius des Randes des erhöhten Abschnitts (mm)	-	1,5	1,5	1,5	0,1
Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit (Defektgeschwindigkeit: km/h)	270	280	290	300	300
Beständigkeit bei großer Entfernung	C	A	A	A	A
Beständigkeit bei niedriger Temperatur	A	A	A	A	A

[Tabelle 1-II]

	Ausführungsbeispiel 4	Ausführungsbeispiel 5	Ausführungsbeispiel 6	Vergleichsbeispiel 2	Vergleichsbeispiel 3
Verhältnis (%) von Kontaktfläche zu Projektionsfläche des Bandelements	60	60	80	90	100
Dicke des Bandelements (mm)	1,0	1,0	1,0	1,0	2,0
Höhe (mm) des erhöhten Abschnitts	1,0	1,0	1,0	1,0	-
Krümmungsradius des Randes des erhöhten Abschnitts (mm)	1,5	3,0	1,5	1,5	-
Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit (Defektgeschwindigkeit: km/h)	300	300	290	280	280
Beständigkeit bei großer Entfernung	A	A	A	A	A
Beständigkeit bei niedriger Temperatur	A	A	A	B	B

Wie in Tabelle 1 dargestellt, waren bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 6 sowohl die Beständigkeit bei großer Entfernung und die Beständigkeit bei niedriger Temperatur vorteilhaft, und die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit war im Vergleich zum Beispiel des Stands der Technik verbessert. Demgegenüber war im Vergleichsbeispiel 1 das Verhältnis zwischen der Kontaktfläche zur Gesamtfläche des Bandelements zu klein, was darauf zurückzuführen war, dass der/die erhöhten Abschnitt(en) zu klein waren. Folglich wurde Abnutzung an dem/den erhöhten Abschnitt(en) oder Schaden an der Reifeninnenoberfläche festgestellt. Im Vergleichsbeispiel 2 war das Verhältnis zwischen der Kontaktfläche zur Gesamtfläche des Bandelements zu groß, was darauf zurückzuführen war, dass der/die erhöhten Abschnitt(en) zu groß waren. Folglich war die Verbesserung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit unzureichend, und die Beständigkeit bei niedriger Temperatur war herabgesetzt. Im Vergleichsbeispiel 3 wurde lediglich die Dicke des Bandelementes erhöht, ohne einen erhöhten Abschnitt auf der Außenumfangsoberfläche des Bandelements bereitzustellen, was zu einer unzureichenden Verbesserung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit und einer Verminderung der Beständigkeit bei niedriger Temperatur führte.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Wulstabschnitt
3: Seitenwandabschnitt
4: Hohlraumabschnitt
5: Reifeninnenoberfläche
10: Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen
11: Bandelement
12: Schallabsorbierendes Element
13: Verbindungselement
14, 14A, 14B: Erhöhter Abschnitt
15: Abgeschrägter Abschnitt

Claims

Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen, umfassend: ein aus einem thermoplastischen Harz hergestelltes Bandelement, das ringförmig entlang einer Reifeninnenoberfläche ausgebildet ist; und ein aus einem porösen Material hergestelltes und mit dem Bandelement verbundenes schallabsorbierendes Element, wobei das schallabsorbierende Element mithilfe einer elastischen Rückstellkraft des Bandelements so angeordnet ist, um auf der Reifeninnenoberfläche angebracht zu werden; wobei das Bandelement mindestens einen erhöhten Abschnitt umfasst, der an der Außenumfangsoberfläche davon bereitgestellt ist; und die Außenumfangsoberfläche des Bandelements beim Kontakt mit einer glatten Oberfläche eine Kontaktfläche im Bereich von 10 % bis 80 % einer Projektionsfläche des Bandelements aufweist.
Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß Anspruch 1, die ferner einen durch eine gebogene Oberfläche ausgebildeten abgeschrägten Abschnitt an einem Rand des erhöhten Abschnitts umfasst, der mit der Reifeninnenoberfläche in Kontakt kommt, wobei der abgeschrägte Abschnitt einen Krümmungsradius in einem Querschnitt in Bandbreitenrichtung und einen Krümmungsradius in einem Querschnitt in einer Bandumfangsrichtung von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweist.
Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erhöhte Abschnitt mindestens einen erhöhten Abschnitt beinhaltet, der sich durchgängig in der Umfangsrichtung des Bandelements erstreckt.
Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der erhöhte Abschnitt eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten beinhaltet, die diskontinuierlich und wiederholt in der Umfangsrichtung des Bandelements angeordnet sind.
Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erhöhte Abschnitt eine Mehrzahl von erhöhten Abschnitten beinhaltet, die nebeneinander in einer Breitenrichtung des Bandelements angeordnet sind.
Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß einer der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Höhe des erhöhten Abschnitts von 50 % bis 100 % einer Dicke eines Basisabschnitts, der das Bandelement ausmacht, ist.
Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das schallabsorbierende Element zwischen dem Bandelement und einem aus thermoplastischem Harz hergestellten Verbindungselement angeordnet ist, und das Verbindungselement durch das schallabsorbierende Element hindurch thermisch mit dem Bandelement verschweißt wird, wodurch das schallabsorbierende Element an dem Bandelement fixiert wird.
Luftreifen, umfassend die Vorrichtung zum Reduzieren von Reifengeräuschen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei diese in einem Hohlraumabschnitt angeordnet ist.