DE112016000556B4

DE112016000556B4 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112016000556B4
Application number: DE112016000556.3T
Authority: DE
Inventors: Atshushi Tanno
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2036-01-06
Also published as: US10639943B2; CN107107662A; JP2016137882A; DE112016000556T5; US20180001717A1; WO2016121421A1; CN107107662B; JP6467950B2

Abstract

Luftreifen, umfassend:einen ringförmigen Laufflächenabschnitt (1), der in Reifenumfangsrichtung verläuft; ein Paar Seitenwandabschnitte (2), die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts (1) angeordnet sind;ein Paar Reifenwulstabschnitte (3), die auf Innenseiten in Reifenradialrichtung der Seitenwandabschnitte (2) angeordnet sind;ein schallabsorbierendes Element (11), das an eine Reifeninnenoberfläche (10) gebunden ist; undein flächiges Wärmeübertragungselement (12), das zwischen der Reifeninnenoberfläche (10) und dem schallabsorbierenden Element (11) so angeordnet ist, dass es von einem Bereich nach außen verläuft, an den das schallabsorbierende Element (11) gebunden ist, wobei ein Wärmeabfuhrteil (12A) von dem schallabsorbierenden Element (11), das im Wärmeübertragungselement (12) gebildet ist, hervorsteht,wobei das Wärmeübertragungselement (12) ein Laminat ist, das eine Metallfolie (14) und ein Paar von Harzschichten (15), die auf beiden Seiten der Metallfolie (14) laminiert sind, aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit einem schallabsorbierenden Element, das an eine Reifeninnenoberfläche gebunden ist, und betrifft insbesondere einen Luftreifen, der in der Lage ist, die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit zu verbessern.
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 produziert.
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 wird ein streifenförmiges, schallabsorbierendes Element an einen Bereich auf der Reifeninnenfläche geklebt, der dem Laufflächenabschnitt entspricht (siehe zum Beispiel JP 2002 - 67608 A , JP 2005-138760 A ).
DE 20 2008 009 008 U1 offenbart einen Fahrzeugreifen mit einem Hohlraum, eingefasst durch einen die Lauffläche tragenden Laufstreifen und beidseitig an diesen grenzende Seitenwände mit jeweils einem am freien Ende angeordneten Wulst zum Anliegen an einem Felgenhorn der Felge eines Rades, und mit einer mit der Innenseite des Laufstreifens verbundenen, den Hohlraum teilweise ausfüllenden und insbesondere der Dämpfung in einem Frequenzbereich unterhalb von 400 Hz dienenden Schaumeinlage. Die Schaumeinlage ist ein offenporiges viskoelastisches Schaumteil, wobei die zum Hohlraum weisende Oberfläche der Schaumeinlage eine zumindest teilweise offenporige Schaumstrukturierung aufweist und die Größe der Poren für die Zwecke der Dämpfung in Richtung zur Innenseite des Laufstreifens abnimmt.
DE 20 2010 005 400 U1 offenbart einen elastischen Fahrzeugreifen mit einem Hohlraum, eingefasst durch einen die Lauffläche tragenden Laufstreifen und einer an jeder Seite des Laufstreifens angeformten Seitenwand, und mit zumindest einem in dem Reifenhohlraum angeordneten schalldämpfenden Einsatz oder einer in dem Reifenhohlraum angeordneten schalldämpfenden Einsatzanordnung. Zwischen dem Schalldämpfungseinsatz oder der Schalldämpfungseinsatzanordnung ist, an der Innenseite des die Lauffläche tragenden Laufstreifens anliegend, eine sich in Umfangsrichtung des Laufstreifens erstreckende Ventilationslage mit einer zumindest in Quer- und/oder Längsrichtung des Laufstreifens luftdurchströmbaren Struktur, geeignet zum Durchlassen eines zumindest teilweise in Kontakt mit der Innenwand des Laufstreifens stehenden Luftstroms, angeordnet.
JP 2008 174 080 A offenbart einen Luftreifen, der Straßengeräusche wirksam verringert und die innere Wärmemenge eines Laufflächenabschnitts wirksam abgibt. Auf einer Innenumfangseite des Laufflächenabschnitts eines Reifenkörpers wird ein bandförmiges Schaumelement in Umfangsrichtung verlängert und auf eine Innenauskleidung geklebt. Das Schaumelement ist mit einem oder mehreren Durchgangslöchern versehen, die die Innenauskleidung erreichen.
JP 2009 - 34 924 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Luftreifens, wei welchem eine schallabsorbierende Schicht aus einem porösen Material auf der Innenfläche eines Innerliners. Bei diesem Verfahren wird mindestens ein streifenförmiges Element, das aus einem porösen Material besteht und eine Kerbe aufweist, auf einer geformten Trommel gebildet.
Allerdings wird jedoch bei einer Konfiguration, bei der das schallabsorbierende Element an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist, um die Hohlraumresonanz zu reduzieren, wenn die im Luftreifen erzeugte Wärme aufgrund von Fahren mit hoher Geschwindigkeit erhöht wird, eine Wärmeabfuhr aus dem Laufflächenabschnitt in den Reifenhohlraum durch die Wärmeisolationswirkung des schallabsorbierenden Elements behindert, sodass sich Wärme tendenziell im Laufflächenabschnitt staut. Ein solcher Temperaturanstieg des Luftreifens verursacht dahingehend ein Problem, dass die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit verschlechtert wird.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Luftreifens, dessen Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit verbessert werden kann, auch wenn ein schallabsorbierendes Element an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist.
Lösung für das Problem
Um die vorstehende Aufgabe zu erfüllen, ist ein Luftreifen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem ringförmigen Laufflächenabschnitt, der in Reifenumfangsrichtung verläuft, einem Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind, und einem Paar Reifenwulstabschnitte, die an den Innenseiten in Reifenradialrichtung der Seitenwandabschnitte angeordnet sind, und einem schallabsorbierenden Element, das an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist, ausgestattet. Ein flächiges Wärmeübertragungselement ist zwischen der Reifeninnenoberfläche und dem schallabsorbierenden Element so bereitgestellt, dass es von dem Bereich, an den das schallabsorbierende Element gebunden ist, nach außen verläuft, so dass ein Wärmeabfuhrteil, das von dem schallabsorbierenden Element absteht, im schallabsorbierenden Element gebildet wird. Das Wärmeübertragungselement ist ein Laminat, das eine Metallfolie und ein Paar von Harzschichten, die auf beiden Seiten der Metallfolie laminiert sind, aufweist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist bei einem Luftreifen mit einem schallabsorbierenden Element, das in dem Bereich an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist, der dem Laufflächenabschnitt entspricht, das flächige Wärmeübertragungselement zwischen der Reifeninnenoberfläche und dem schallabsorbierenden Element so bereitgestellt, dass es von dem Bereich, an den das schallabsorbierende Element gebunden ist, nach außen verläuft, so dass ein Wärmeabfuhrteil, das von dem schallabsorbierenden Element absteht, im Wärmeübertragungselement gebildet wird. Deshalb wird Wärme, die im Luftreifen während des Fahrens bei hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, an das Wärmeübertragungselement übertragen und über das Wärmeabfuhrteil an den Reifenhohlraum abgestrahlt. Deshalb kann auch, wenn das schallabsorbierende Element an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist, die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit des Luftreifens verbessert werden.
Erfindungsgemäß verläuft das schallabsorbierende Element vorzugsweise entlang der Reifenumfangsrichtung, und eine Länge in Reifenbreitenrichtung jedes Wärmeabfuhrteils des Wärmeübertragungselements beträgt von 5 % bis 50 % der Breite des schallabsorbierenden Elements. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Wärme effektiv über das Wärmeabfuhrteil abgeführt werden kann.
Vorzugsweise weist das Wärmeübertragungselement ein wärmeleitfähiges Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 10 W/(m.K) auf. Das Wärmeübertragungselement, das solch ein wärmeleitfähiges Material aufweist, kann eine gute Wärmeabfuhrwirkung bereitstellen.
Vorzugsweise ist das Wärmeübertragungselement ein Laminat, das Metallfolie und Harzschichten einschließt. Die Metallfolie weist eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit auf, doch die Metallfolie, wenn sie einzeln verwendet wird, kann infolge des Fahrens des Reifens reißen oder sich abschälen. Jedoch kann mit dem Wärmeübertragungselement, das aus einem Laminat der Metallfolie und der Harzschichten besteht, die Adhäsion des Wärmeübertragungselements verbessert werden, da die Harzschichten eine gute Adhäsion aufweisen, und ein Reißen der Metallfolie kann verhindert werden, während eine gute Wärmeleitfähigkeit aufrechterhalten wird.
Vorzugsweise beträgt die Dicke des Wärmeübertragungselements von 30 µm bis 150 µm. Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht das Wärmeübertragungselement, das eine ausreichende Dicke aufweist, dass die Wärmeabfuhr sichergestellt wird, und das Einstellen eines oberen Grenzwerts für die Dicke des Wärmeübertragungselement ermöglicht, dass Beständigkeit in Bezug auf Biegespannung außerhalb der Ebene sichergestellt wird.
Vorzugsweise wird ein Schnitt im Wärmeübertragungselement mindestens an einem Ende des Wärmeabfuhrteils bereitgestellt. Wenn die Elastizität des Wärmeübertragungselements gering ist, ist das Wärmeübertragungselement nicht in der Lage, der Verformung des Reifens zu folgen, und schält sich deshalb leicht von der Reifeninnenoberfläche ab. Jedoch ermöglicht der Schnitt an einem Ende des Wärmeabfuhrteils des Wärmeübertragungselements, dass das Wärmeübertragungselement leicht der Verformung des Reifens folgen kann, was die Adhäsion an die Reifeninnenoberfläche verbessern kann.
Vorzugsweise weist das Wärmeübertragungselement mindestens an einem Ende des Wärmeabfuhrteils eine dreidimensionale Struktur auf. Das Wärmeabfuhrteil des Wärmeübertragungselements, das eine dreidimensionale Struktur aufweist, kann ferner dessen Wärmeabfuhrwirkung erhöhen.
Vorzugsweise weist das schallabsorbierende Element ein Durchgangsloch oder eine Kerbe in einem Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement auf. Das Durchgangsloch oder die Kerbe in dem schallabsorbierenden Element in einem Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement, wie vorstehend beschrieben, können die Wärmeabfuhrwirkung des Wärmeübertragungselements erhöhen, ohne die schallabsorbierende Wirkung des schallabsorbierenden Elements wesentlich zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine Meridianquerschnittsansicht, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine äquatoriale Querschnittsansicht, die den Luftreifen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein schallabsorbierendes Element und ein Wärmeübertragungselement, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
4 ist eine Querschnittsansicht, die das schallabsorbierende Element und das Wärmeübertragungselement, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
5 ist eine Abwicklung, die das schallabsorbierende Element und das Wärmeübertragungselement, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
6 ist eine Querschnittsansicht, die ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
7 ist eine Abwicklung, die ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
8 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Wärmeübertragungselements veranschaulicht.
9 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Wärmeübertragungselements veranschaulicht.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein anderes Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
12 ist eine Abwicklung, die ein anderes Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.
13 ist eine Abwicklung, die ein anderes Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden, veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 und 2 veranschaulichen einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 bis 5 veranschaulichen ein schallabsorbierendes Element und ein Wärmeübertragungselement, die an die Reifeninnenoberfläche gebunden sind. In 3 steht Tc für eine Reifenumfangsrichtung und Tw für eine Reifenbreitenrichtung.
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist der Luftreifen der vorliegenden Ausführungsform mit einem in Reifenumfangsrichtung verlaufenden, ringförmigen Laufflächenabschnitt 1, einem Paar Seitenwandabschnitte 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und einem Paar Reifenwulstabschnitte 3, die auf Innenseiten in Reifenradialrichtung der Seitenwandabschnitte 2 angeordnet sind, ausgestattet.
Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen dem Paar Reifenwulstabschnitte 3, 3 verlaufend angeordnet. Die Karkassenschicht 4 weist eine Vielzahl von verstärkenden Cordfäden auf, die in Reifenradialrichtung verlaufen, und ist um einen Reifenwulstkern 5, der in jedem der Reifenwulstabschnitte 3 angebracht ist, von einer Reifeninnenseite zu einer Reifenaußenseite zurückgefaltet. Ein Wulstfüller 6 aus einer Kautschuk- bzw. Gummizusammensetzung mit einer dreieckigen Querschnittsform ist am Umfang des Reifenwulstkerns 5 angeordnet.
Unterdessen sind mehrere Gürtelschichten 7 auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1 eingebettet. Diese Gürtelschichten 7 schließen eine Mehrzahl von verstärkenden Cordfäden, die in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, und die Richtungen der verstärkenden Cordfäden der unterschiedlichen Schichten überschneiden einander. In den Gürtelschichten 7 liegt der Neigungswinkel der verstärkenden Cordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung in einem Bereich von beispielsweise 10° bis 40°. Es werden vorzugsweise Stahlcorde als verstärkende Cordfäden der Gürtelschichten 7 verwendet. Für den Zweck des Verbesserns der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit ist mindestens eine Schicht einer Gürteldeckschicht 8 auf einer Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 angeordnet. Die Gürteldeckschicht 8 besteht aus verstärkenden Cordfäden, die in einem Winkel von zum Beispiel nicht mehr als 5° bezüglich der Reifenumfangsrichtung angeordnet sind. Es werden vorzugsweise Nylon, Aramid oder ähnliche Cordfäden aus organischen Fasern als verstärkende Cordfäden der Gürteldeckschicht 8 verwendet.
Es ist zu beachten, dass die vorstehend beschriebene Reifeninnenstruktur ein Beispiel für die Reifeninnenstruktur eines Luftreifens ist, die Innenstruktur eines Luftreifens jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen ist in dem Bereich, der dem Laufflächenabschnitt 1 entspricht, ein streifenförmiges, schallabsorbierendes Element 11 entlang der Reifenumfangsrichtung an die Reifeninnenoberfläche 10 gebunden, wie in 1 bis 5 dargestellt. Der Bindungsbereich des schallabsorbierenden Elements 11 ist ein ganzer Oberflächenbereich des schallabsorbierenden Elements 11, der mit der Reifeninnenoberfläche 10 in Kontakt kommt. Das schallabsorbierende Element 11 besteht aus einem porösen Material mit offenen Zellen und weist vorgegebene, auf der porösen Struktur beruhende Schallabsorptionseigenschaften auf. Als das poröse Material des schallabsorbierenden Elements 11 kann Polyurethanschaum verwendet werden.
Ein flächiges Wärmeübertragungselement 12 ist zwischen der Reifeninnenoberfläche 10 und dem schallabsorbierenden Element 11 bereitgestellt. Das Wärmeübertragungselement 12 ist so angeordnet, dass es von dem Bereich nach außen verläuft, an den das schallabsorbierende Element 11 gebunden ist, das ein Wärmeabfuhrteil 12A bildet, das vom schallabsorbierenden Element 11 in dem Wärmeübertragungselement 12 hervorsteht. Wie in 4 dargestellt, ist eine Haftmittelschicht 13 zwischen der Reifeninnenoberfläche 10 und dem Wärmeübertragungselement 12 und zwischen dem Wärmeübertragungselement 12 und dem schallabsorbierenden Element 11 angeordnet, und beide sind mittels der Haftmittelschicht 13 aneinander gebunden. Als Haftmittelschicht 13 kann Haftmittel in Pastenform oder doppelseitiges Klebeband verwendet werden, und insbesondere doppelseitiges Klebeband ist bevorzugt. Außerdem kann das Wärmeübertragungselement 12 durch Vulkanisierungsbindung an der Reifeninnenoberfläche 10 befestigt werden. In diesem Fall besteht die Oberfläche des Wärmeübertragungselements 12 auf der Reifenseite vorzugsweise aus einer Harzschicht, die leicht vulkanisierungsgebunden werden kann (zum Beispiel eine Nylonharzschicht). Für Vulkanisierungsbindung kann das Wärmeübertragungselement 12 im Reifenformschritt auf den Rohreifen gelegt werden, und der Rohreifen, der das Wärmeübertragungselement 12 enthält, wird vulkanisiert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen ist, wenn das schallabsorbierende Element 11 in dem Bereich an die Reifeninnenoberfläche 10 gebunden ist, der dem Laufflächenabschnitt 1 entspricht, das flächige Wärmeübertragungselement 12 zwischen der Reifeninnenoberfläche 10 und dem schallabsorbierenden Element 11 so bereitgestellt, dass es von dem Bereich nach außen verläuft, an den das schallabsorbierende Element 11 gebunden ist, das das Wärmeabfuhrteil 12A, das von dem schallabsorbierenden Element 11 hervorsteht, in dem Wärmeübertragungselement 12 bildet. Deshalb wird Wärme, die im Laufflächenabschnitt 1 während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit erzeugt wird, an das Wärmeübertragungselement 12 übertragen und über das Wärmeabfuhrteil 12A an den Reifenhohlraum abgeführt. Obwohl das schallabsorbierende Element 11 in dem Bereich, der dem Laufflächenabschnitt 1 entspricht, an die Reifeninnenoberfläche 10 gebunden ist, wird deshalb eine Ansammlung übermäßiger Wärme im Laufflächenabschnitt 1 verhindert, was ermöglicht, dass die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit des Luftreifens verbessert wird.
Es ist zu beachten, dass es keine spezielle Einschränkung hinsichtlich der Position des schallabsorbierenden Elements 11 an der Reifeninnenoberfläche 10 gibt, doch wenn das schallabsorbierende Element 11 an die Reifeninnenoberfläche 10 in dem Bereich, der dem Laufflächenabschnitt 1 entspricht, gebunden ist und das flächige Wärmeübertragungselement 12 zwischen dem schallabsorbierenden Element 11 und der Reifeninnenoberfläche 10 bereitgestellt ist, kann die Wirkung des erheblichen Verbesserns der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit erzielt werden.
6 und 7 veranschaulichen ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, die an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden sind. In der in 4 und 5 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich das Wärmeübertragungselement 12 über den gesamten Bereich in Breitenrichtung des schallabsorbierenden Elements 11. Jedoch ist in der in 6 und 7 dargestellten Ausführungsform das Wärmeübertragungselement 12 über einen Abschnitt des Bereichs, an den das schallabsorbierende Element 11 gebunden ist, nicht vorhanden, und der Bereich, in dem das Wärmeübertragungselement 12 nicht vorhanden ist, ist mit der Haftmittelschicht 13 gefüllt. Es ist zu beachten, dass das Wärmeabfuhrteil 12A vorzugsweise an beiden Seiten in Breitenrichtung des Wärmeübertragungselements 12 bereitgestellt ist. Jedoch ist es möglich, das Wärmeabfuhrteil 12A nur auf einer Seite in Breitenrichtung des Wärmeübertragungselements 12 bereitzustellen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen verläuft das schallabsorbierende Element 11 entlang der Reifenumfangsrichtung, jedoch kann eine Länge L in Reifenbreitenrichtung jedes der Wärmeabfuhrteile 12A des Wärmeübertragungselements 12 im Bereich von 5 % bis 50 % einer Breite W des schallabsorbierenden Elements 11 sein. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die Wärme, die im Bereich unter dem schallabsorbierenden Element 11 zum Wärmeübertragungselement 12 übertragen wird, effektiv über das Wärmeabfuhrteil 12A abgeführt wird. Wenn die Länge L des Wärmeabfuhrteils 12A weniger als 5 % der Breite W des schallabsorbierenden Elements 11 beträgt, wird die Wärmeabfuhrwirkung reduziert. Im Gegensatz dazu kann, auch wenn die Länge L 50 % der Breite W übersteigt, keine größere Wärmeabfuhrwirkung erwartet werden, und es wird lediglich leichter eine Dehnung im Wärmeabfuhrteil 12A erzeugt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Luftreifen weist das Wärmeübertragungselement vorzugsweise ein wärmeleitfähiges Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 10 Wj(m·K) und mehr bevorzugt von 50 Wj(m·K) bis 500 Wj(m·K) auf. Die Wärmeleitfähigkeit von normalem Kautschuk beträgt von 0,1 Wj(m·K) bis 0,2 W/(m·K), und die Wärmeleitfähigkeit von Polyurethanschaum beträgt ungefähr 0,015 W/(m·K). Somit kann die Einbeziehung des wärmeleitfähigen Materials, das eine solche Wärmeleitfähigkeit aufweist, in das Wärmeübertragungselement 12 eine gute Wärmeabfuhrwirkung bereitstellen. Außerdem beträgt eine Wärmeleitfähigkeit des gesamten Wärmeübertragungselements 12 nicht weniger als 0,2 W/(m·K). Die Wärmeleitfähigkeit wird gemäß der Norm ASTM E 1530 erhalten.
8 veranschaulicht ein Beispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Wärmeübertragungselements. In 8 ist das Wärmeübertragungselement 12 ein Laminat, das eine Metallfolie 14 und ein Paar Harzschichten 15, die auf beiden Seiten der Metallfolie 14 laminiert sind, aufweist. Die Metallfolie 14 ist vorzugsweise Aluminiumfolie. Außerdem kann das Laminat der Metallfolie 14 und der Harzschichten 15 bei 100 °C eine Temperaturleitfähigkeit von nicht weniger als 0,2 × 10^-7 m²/s oder mehr bevorzugt nicht weniger als 0,5 × 10^-7 m²/s aufweisen. Andererseits können die Harzschichten 15 hauptsächlich aus Polypropylen oder Polyester bestehen. Die Metallfolie 14 hat eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, doch die Metallfolie 14, wenn sie einzeln verwendet wird, kann infolge des Fahrens des Reifens reißen oder sich abschälen. Hingegen kann mit dem Wärmeübertragungselement 12, das aus einem Laminat der Metallfolie 14 und der Harzschichten 15 besteht, die Adhäsion des Wärmeübertragungselements 12 verbessert werden, da die Harzschichten 15 eine gute Adhäsion aufweisen, und ein Reißen der Metallfolie 14 kann verhindert werden, während eine gute Wärmeleitfähigkeit aufrechterhalten wird.
9 veranschaulicht ein anderes Beispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Wärmeübertragungselements. In 9 besteht das Wärmeübertragungselement 12 aus einer Matrix 16 und einem Pulver 17 eines wärmeleitfähigen Materials, das in der Matrix 16 dispergiert ist. Die Matrix 16 kann aus einem Harz oder einer Kautschukverbindung bestehen. Es gibt keine spezielle Einschränkung hinsichtlich des wärmeleitfähigen Materials, aus dem das Pulver 17 zusammengesetzt ist. Ein solches Wärmeübertragungselement 12, das aus der Matrix 16 und dem Pulver 17 eines wärmeleitfähigen Materials, das in der Matrix 16 dispergiert ist, besteht, zeigt auch eine gute Wärmeabfuhrwirkung.
Es ist zu beachten, dass die Haftmittelschicht 13 zwischen der Reifeninnenoberfläche 10 und dem wärmeleitfähigen Element 12 angeordnet ist. Um die Wärmeleitfähigkeit von der Reifeninnenoberfläche 10 zum Wärmeübertragungselement 12 bereitzustellen, ist es somit bevorzugt, dass die Wärmeleitfähigkeit der Haftmittelschicht 13 auf nicht weniger als 0,2 W/(m·K), vorzugsweise nicht weniger als 0,3 W/(m.K) und mehr bevorzugt nicht weniger als 0,5 W/(m.K) eingestellt wird.
Eine Dicke T des Wärmeübertragungselements 12 (siehe 8 und 9) kann von 30 µm bis 150 µm betragen. Dies ermöglicht, dass das Wärmeübertragungselement 12 Wärmeabfuhr und Beständigkeit sicherstellt. Wenn die Dicke T des Wärmeübertragungselements 12 weniger als 30 µm beträgt, wird die Wärmeabfuhr reduziert; wenn hingegen die Dicke T größer als 150 µm ist, wird die Beständigkeit in Bezug auf Biegespannung außerhalb der Ebene reduziert.
10 veranschaulicht ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, die an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden sind. In 10 weist das Wärmeübertragungselement 12 mindestens an einem Ende des Wärmeabfuhrteils 12A eine Mehrzahl von Schnitten 18 auf. Wenn die Schnitte 18 wie vorstehend beschrieben am Ende des Wärmeabfuhrteils 12A des Wärmeübertragungselements 12 bereitgestellt sind, kann das Wärmeübertragungselement 12 leicht der Verformung des Reifens folgen, was die Adhäsion des Wärmeübertragungselements 12 an der Reifeninnenoberfläche 10 verbessern kann. Es ist zu beachten, dass beim Erzeugen der Schnitte 18 die Schnitte 18 über den ganzen Bereich in Breitenrichtung des Wärmeübertragungselements 12 gebildet werden können, was verursacht, dass das Wärmeübertragungselement 12 in Reifenumfangsrichtung unterteilt wird.
11 veranschaulicht ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, die an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden sind. In 11 weist das Wärmeübertragungselement 12 mindestens an einem Ende des Wärmeabfuhrteils 12A eine dreidimensionale Struktur auf. Mit anderen Worten sind dreidimensionale Wärmeabfuhrteile 19 im Wärmeabfuhrteil 12A gebildet, wobei die dreidimensionalen Wärmeabfuhrteile 19 aus einer Mehrzahl von Rippen gebildet ist, die aus der Bearbeitung der Schnitte zu einer gefalteten Form resultieren. Das Wärmeabfuhrteil 12A des Wärmeübertragungselements 12, das eine dreidimensionale Struktur wie vorstehend beschrieben aufweist, kann ferner dessen Wärmeabfuhrwirkung erhöhen. Es ist zu beachten, dass zum Bilden der dreidimensionalen Struktur ein Ende des Wärmeabfuhrteils 12A in Reifenumfangsrichtung gedehnt werden kann, um Falten im Wärmeabfuhrteil 12A zu bilden.
12 veranschaulicht ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, die an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden sind. In 12 weist das schallabsorbierende Element 11 eine Mehrzahl von Kerben 20 in einem Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement 12 auf. Als Folge liegt das Wärmeübertragungselement 12 an den Stellen, die den Kerben 20 entsprechen, frei. Das schallabsorbierende Element 11 mit den Kerben 20 im Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement 12, wie vorstehend beschrieben, kann im Vergleich zum Reduzieren der Breite des schallabsorbierenden Elements 11 die Wärmeabfuhrwirkung des Wärmeübertragungselements 12 weiter erhöhen, ohne die schallabsorbierende Wirkung des schallabsorbierenden Elements 11 wesentlich zu reduzieren.
13 veranschaulicht ein Modifikationsbeispiel des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements, die an die Innenoberfläche des Luftreifens gemäß der vorliegenden Erfindung gebunden sind. In 13 ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 21 durch das schallabsorbierende Element 11 in einem Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement 12 bereitgestellt. Als Folge liegt das Wärmeübertragungselement 12 an Stellen, die den Durchgangslöchern 21 entsprechen, frei. Die Durchgangslöcher 21, die durch das schallabsorbierende Element 11 im Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement 12, wie vorstehend beschrieben, bereitgestellt sind, können im Vergleich zum Reduzieren der Breite des schallabsorbierenden Elements 11 die Wärmeabfuhrwirkung des Wärmeübertragungselements 12 erhöhen, ohne die schallabsorbierende Wirkung des schallabsorbierenden Elements 11 wesentlich zu reduzieren.
Beispiele
Es wurden Reifen der Beispiele 1 bis 8 mit einer Reifengröße von 275/35R20 hergestellt. Die Reifen weisen jeweils einen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden, ringförmigen Laufflächenabschnitt, ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind, ein Paar Reifenwulstabschnitte, die auf den Innenseiten in Reifenradialrichtung der Seitenwandabschnitte angeordnet sind, und ein schallabsorbierendes Element, das in dem Bereich, der dem Laufflächenabschnitt entspricht, entlang der Reifenumfangsrichtung an die Reifeninnenoberfläche gebunden ist. Das flächige Wärmeübertragungselement wurde so zwischen der Reifeninnenoberfläche und dem schallabsorbierenden Element bereitgestellt, das es vom Bereich nach außen verlief, an den das schallabsorbierende Element gebunden war, das ein Wärmeabfuhrteil bildet, das vom schallabsorbierenden Element im Wärmeübertragungselement hervorsteht. Das Verhältnis der Länge L des Wärmeabfuhrteils zur Breite W des schallabsorbierenden Elements, die Dicke des Wärmeübertragungselements T und die Strukturen des schallabsorbierenden Elements und des Wärmeübertragungselements (3, 10, 11, 12 oder 13) wurden wie in Tabelle 1 gezeigt eingestellt.
In den Beispielen 1 bis 8 wurde ein Laminat aus Metallfolie (Aluminiumfolie) und Harzschichten (Polypropylen) mit einer Wärmeleitfähigkeit von 160 W/(m.K) als Wärmeübertragungselement verwendet.
Zum Vergleich wurden auch ein Reifen eines Beispiels des Stands der Technik hergestellt, wobei der Reifen die gleiche Struktur wie in den Beispielen 1 bis 8 aufwies, mit der Ausnahme, dass kein Wärmeübertragungselement bereitgestellt wurde.
Die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit der Reifen des Beispiels des Stands der Technik und der Beispiele 1 bis 8 wurde bewertet. Bei der Bewertung der Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit wurde jeder Testreifen auf einem Rad der Felgengröße 20×9,5 J montiert, und es wurden Fahrtests in einem Trommelprüfgerät bei Bedingungen von einem Luftdruck von 220 kPa, einer Belastung von 6,6 kN und einer Anfangsgeschwindigkeit von 150 km/h durchgeführt. Alle 10 Minuten wurde die Geschwindigkeit um 5 km/h erhöht, und es wurde die Geschwindigkeit geprüft, bei der ein Reifenversagen im Laufflächenabschnitt auftrat. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.

[Tabelle 1-I]

	Beispiel des Stands der Technik	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
Wärmeübertragungselement vorhanden oder nicht vorhanden	Nicht vorhanden	Vorhanden	Vorhanden	Vorhanden	Vorhanden
Längenverhältnis von Wärmeabfuhrteil (L/W×100 %)	-	2	10	30	10
Dicke von Wärmeübertragungselement T (µm)	-	80	80	80	120
Struktur von schallabsorbierendem Element und Wärmeübertragungselement	-	3	3	3	3
Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit	330 km/h	335 km/h	345 km/h	350 km/h	345 km/h

[Tabelle 1-II]

	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8
Wärmeübertragungselement vorhanden oder nicht vorhanden	Vorhanden	Vorhanden	Vorhanden	Vorhanden
Längenverhältnis von Wärmeabfuhrteil (L/W×100 %)	10	10	10	10
Dicke von Wärmeübertragungsei ement T (µm)	80	80	80	80
Struktur von schallabsorbierendem Element und Wärmeübertragungsei ement	10	11	12	13
Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit	350 km/h	355 km/h	355 km/h	355 km/h

Wie in Tabelle 1 dargestellt, war es möglich, die Beständigkeit bei hoher Geschwindigkeit der Reifen der Beispiele 1 bis 8 im Vergleich zum Beispiel des Stands der Technik, bei dem das schallabsorbierende Element ohne das Wärmeübertragungselement dazwischen an die Reifeninnenoberfläche gebunden war, zu verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Reifenwulstabschnitt
3: Seitenwandabschnitt
10: Reifeninnenoberfläche
11: Schallabsorbierendes Element
12: Wärmeübertragungselement
12B: Wärmeabfuhrteil
14: Metallfolie
15: Harzschicht
18: Schnitt
19: Dreidimensionales Wärmeabfuhrteil
20: Kerbe
21: Durchgangsloch

Claims

Luftreifen, umfassend: einen ringförmigen Laufflächenabschnitt (1), der in Reifenumfangsrichtung verläuft; ein Paar Seitenwandabschnitte (2), die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts (1) angeordnet sind; ein Paar Reifenwulstabschnitte (3), die auf Innenseiten in Reifenradialrichtung der Seitenwandabschnitte (2) angeordnet sind; ein schallabsorbierendes Element (11), das an eine Reifeninnenoberfläche (10) gebunden ist; und ein flächiges Wärmeübertragungselement (12), das zwischen der Reifeninnenoberfläche (10) und dem schallabsorbierenden Element (11) so angeordnet ist, dass es von einem Bereich nach außen verläuft, an den das schallabsorbierende Element (11) gebunden ist, wobei ein Wärmeabfuhrteil (12A) von dem schallabsorbierenden Element (11), das im Wärmeübertragungselement (12) gebildet ist, hervorsteht, wobei das Wärmeübertragungselement (12) ein Laminat ist, das eine Metallfolie (14) und ein Paar von Harzschichten (15), die auf beiden Seiten der Metallfolie (14) laminiert sind, aufweist.
Luftreifen gemäß Anspruch 1, wobei das schallabsorbierende Element (11) entlang der Reifenumfangsrichtung verläuft, und eine Länge in Reifenbreitenrichtung jedes Wärmeabfuhrteils (12A) des Wärmeübertragungselements (12) von 5 % bis 50 % einer Breite des schallabsorbierenden Elements (11) beträgt.
Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Wärmeübertragungselement (12) ein wärmeleitfähiges Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht weniger als 10 W/(m·K) aufweist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Dicke des Wärmeübertragungselements (12) von 30 µm bis 150 µm beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Wärmeübertragungselement (12) einen Schnitt (18) aufweist, der mindestens an einem Ende des Wärmeabfuhrteils (12A) bereitgestellt ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Wärmeübertragungselement (12) mindestens an einem Ende des Wärmeabfuhrteils (12A) eine dreidimensionale Struktur (19) aufweist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das schallabsorbierende Element (11) ein Durchgangsloch (21) oder eine Kerbe (20) in einem Bereich direkt über dem Wärmeübertragungselement (12) aufweist.