DE112016006251B9

DE112016006251B9 - Luftreifen

Info

Publication number: DE112016006251B9
Application number: DE112016006251.6T
Authority: DE
Inventors: Tatsuro Shinzawa
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2020-03-05
Anticipated expiration: 2036-12-21
Also published as: WO2017126278A1; DE112016006251T5; CN108472990A; CN108472990B; US20190030962A1; DE112016006251B4; JP6724377B2; JP2017128192A

Abstract

Bereitgestellt wird ein Luftreifen, der eine Reduzierung der Reifenleistung aufgrund eines Wärmestaus in einem streifenförmigen schalldämpfenden Element bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit verhindern kann, während gleichzeitig eine ausreichende Geräuscharmut durch das an einer Reifeninnenfläche angebrachte streifenförmige schalldämpfende Element erzielt wird. Bei einem Luftreifen, der mit einem streifenförmigen schalldämpfenden Element (10) versehen ist, das in einer Reifenumfangsrichtung an einer Reifeninnenfläche eines Laufflächenabschnitts (1) angehaftet ist, enthält eine den Laufflächenabschnitt (1) bildende Kautschukzusammensetzung ein bestimmtes cyclisches Polysulfid, ein Mischanteil (C) davon liegt in einem bestimmten Bereich, der durch eine durchschnittliche Dicke (D) des schalldämpfenden Elements (10) in Reifenumfangsrichtung oder durch ein Verhältnis (W/B) einer durchschnittlichen Breite (W) des schalldämpfenden Elements (10) in Reifenumfangsrichtung zu einer Breite (B) einer Gürtelschicht (7) bestimmt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen, der mit einer Vorrichtung zur Reduzierung von Reifengeräuschen versehen ist, und betrifft insbesondere einen Luftreifen, der eine Reduzierung der Reifenleistung aufgrund eines Wärmestaus in einem streifenförmigen schalldämpfenden Element bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit verhindern kann, während gleichzeitig eine ausreichende Geräuscharmut durch das an einer Reifeninnenfläche angebrachte streifenförmige schalldämpfende Element erzielt wird.
Stand der Technik
Einer der Faktoren, die Reifengeräusche erzeugen, ist Hohlraumresonanz, die durch die Vibration der Luft hervorgerufen wird, mit der ein Hohlraumabschnitt (Reifenhohlraum) gefüllt ist, der in einem Reifen ausgebildet ist, wenn der Reifen auf einer Felge montiert ist. Diese Hohlraumresonanz tritt auf, wenn ein Laufflächenabschnitt eines Reifens, der eine Fahrbahnoberfläche berührt, aufgrund von Unebenheit oder dergleichen der Fahrbahnoberfläche beim Fahren eines Fahrzeugs vibriert und diese Vibration die Luft in dem Reifenhohlraum vibrieren lässt. Da unter der Hohlraumresonanz Schall in einem bestimmten Frequenzband als Geräusche wahrgenommen wird, ist es unter dem Gesichtspunkt der Reduzierung der Reifengeräusche wichtig, den Schalldruckpegel in dem Frequenzband (Geräuschpegel) zu reduzieren.
Als ein Verfahren zur Reduzierung solcher Geräusche wurde vorgeschlagen, ein schalldämpfendes Element, das aus einem porösen Material, wie einem Schwamm, gebildet ist, in den Reifenhohlraum einzuführen. Beispielsweise ist in einem in Patentdokument 1 beschriebenen Luftreifen ein solches schalldämpfendes Element mittels eines Elastikbands an einer Innenumfangsfläche eines Laufflächenabschnitts angebracht. In diesem Fall kann jedoch das Elastikband bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit verformt werden, und dies kann ein Problem hervorrufen, indem das schalldämpfende Element nicht in geeigneter Weise angebracht werden kann.
Patentdokument 2 schlägt direktes Anhaften eines schalldämpfenden Elements an eine Innenumfangsfläche eines Laufflächenabschnitts mittels eines Haftmittels oder dergleichen ohne die Verwendung des vorstehend beschriebenen Elastikbands vor. In diesem Fall wird jedoch, da das schalldämpfende Element direkt an der Reifeninnenfläche angehaftet ist, bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit Wärme leicht im Laufflächenabschnitt angesammelt. Dies ruft ein Problem der Verschlechterung der Reifenleistung aufgrund der angesammelten Wärme (durch Wärme hervorgerufener Griffverlust) hervor.
Aus den Patentdokumenten 3, 4 und 5 sind Dienkautschukzusammensetzungen bekannt, welche cyclische Polysulfide enthalten.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP 4281874 B2
Patentdokument 2: JP 5267288 B2
Patentdokument 3: JP 2002371156 A
Patentdokument 4: JP 2005146078 A
Patentdokument 5: JP 2011052095 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Luftreifen bereitzustellen, der mit einer Vorrichtung zur Reduzierung von Reifengeräuschen versehen ist und der eine Reduzierung der Reifenleistung aufgrund eines Wärmestaus in einem streifenförmigen schalldämpfenden Element bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit verhindern kann, während gleichzeitig eine ausreichende Geräuscharmut durch das an einer Reifeninnenfläche angebrachte streifenförmige schalldämpfende Element erzielt wird.
Lösung des Problems
Um die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu erfüllen, schließt ein Luftreifen einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: einen Laufflächenabschnitt, der eine Ringform aufweist und sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind; und ein streifenförmiges schalldämpfendes Element, das an einer Reifeninnenfläche des Laufflächenabschnitts in Reifenumfangsrichtung angehaftet ist; wobei eine den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch Formel (1) dargestellt wird; und wobei, wenn ein Mischanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen eines mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung C ist und eine durchschnittliche Dicke des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung D ist, der Mischanteil C Ausdruck (2) erfüllt.
wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; und x eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6 ist. $(D - 10) \times 0,015 + 0,2 < C < (D - 10) \times 0,015 + 6$
In dem Ausdruck ist D 10 mm oder mehr.
Um die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu erfüllen, schließt ein Luftreifen einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: einen Laufflächenabschnitt, der eine Ringform aufweist und sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind; eine Karkassenschicht, die zwischen dem Paar Wulstabschnitte angebracht ist; eine Gürtelschicht, die auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht im Laufflächenabschnitt angeordnet ist; und ein streifenförmiges schalldämpfendes Element, das an einer Reifeninnenfläche des Laufflächenabschnitts in Reifenumfangsrichtung angehaftet ist; wobei eine den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch Formel (1) dargestellt wird; und wobei, wenn ein Mischanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen eines mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung C ist, eine durchschnittliche Breite des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung W ist und eine Breite der Gürtelschicht B ist, der Mischanteil C Ausdruck (3) erfüllt.
wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; und x eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6 ist. $(W / B) \times 0,6 + 0,1 < C < (W / B) \times 0,6 + 6$
In dem Ausdruck ist W 50 mm oder mehr.
Um die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu erfüllen, schließt ein Luftreifen einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes ein: einen Laufflächenabschnitt, der eine Ringform aufweist und sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind; eine Karkassenschicht, die zwischen dem Paar Wulstabschnitte angebracht ist; eine Gürtelschicht, die auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht im Laufflächenabschnitt angeordnet ist; und ein streifenförmiges schalldämpfendes Element, das an einer Reifeninnenfläche des Laufflächenabschnitts in Reifenumfangsrichtung angehaftet ist; wobei eine den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch Formel (1) dargestellt wird; und wobei, wenn ein Mischanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen eines mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung C ist, eine durchschnittliche Dicke des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung D ist, eine durchschnittliche Breite des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung W ist und eine Breite der Gürtelschicht B ist, in dem Fall, dass ein Verhältnis W/B der durchschnittlichen Breite W zu der Breite B kleiner als 0,5 ist, der Mischanteil C Ausdruck (2) erfüllt, und in dem Fall, dass das Verhältnis W/B der durchschnittlichen Breite W zu der Breite B 0,5 oder größer ist, der Mischanteil C Ausdruck (3) erfüllt.

wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; und x eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6 ist. $(D - 10) \times 0,015 + 0,2 < C < (D - 10) \times 0,015 + 6$
In dem Ausdruck ist D 10 mm oder mehr. $(W / B) \times 0,6 + 0,1 < C < (W / B) \times 0,6 + 6$
In dem Ausdruck ist W 50 mm oder mehr.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
In jedem Fall der Luftreifen der ersten bis dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein bestimmtes cyclisches Polysulfid, wie vorstehend beschrieben. Eine solche Kautschukzusammensetzung, die das cyclische Polysulfid enthält, weist eine hervorragende Biegeermüdungsfestigkeit, Abriebbeständigkeit und Wärmealterungsbeständigkeit auf. Diese Eigenschaften verhindern selbst dann eine Reduzierung der Reifenleistung aufgrund eines Wärmestaus (durch Wärme hervorgerufener Griffverlust), wenn ein schalldämpfendes Element direkt angehaftet ist, wodurch der Wärmestau leicht hervorgerufen wird. Da der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids zu diesem Zeitpunkt in Abhängigkeit von einer durchschnittlichen Dicke D des streifenförmigen schalldämpfenden Elements in dem Luftreifen der ersten Ausführungsform, einer durchschnittlichen Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements (genau genommen einem Verhältnis W/B der durchschnittlichen Breite W zu einer Gürtelbreite B) in dem Luftreifen der zweiten Ausführungsform und der durchschnittlichen Dicke D oder der durchschnittlichen Breite W (dem Verhältnis W/B) in dem Luftreifen der dritten Ausführungsform auf einen geeigneten Bereich festgelegt ist, kann ein durch Wärme hervorgerufener Griffverlust wirksam verhindert werden, ohne die Geräuscharmut des Reifens zu beeinträchtigen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt das Volumen des streifenförmigen schalldämpfenden Elements vorzugsweise von 10 % bis 30 % des Hohlraumvolumens des Reifens. Eine schalldämpfende Wirkung kann durch Festlegen der Größe des streifenförmigen schalldämpfenden Elements auf eine geeignete Größe relativ zu dem Reifenhohlraum, wie vorstehend beschrieben, wirksam erzielt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das streifenförmige schalldämpfende Element vorzugsweise einen ausgesparten Abschnitt an mindestens einer Position in Reifenumfangsrichtung auf. Dadurch wird es möglich, eine Verformung eines Reifens während der Befüllung (Ausdehnung des Reifens) und/oder eine Scherspannung an der Kontaktfläche aufgrund des Abrollens auf einem Boden für einen langen Zeitraum zu tolerieren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Substanz, bei der die R-Einheit in der vorstehenden Formel (1) -CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂- ist, in geeigneter Weise verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Abmessungen und Hohlraumvolumen des Reifens gemessen werden, wenn der Reifen auf einer normalen Felge montiert und auf den normalen Innendruck befüllt ist. Insbesondere ist das „Hohlraumvolumen des Reifens“ ein Volumen des Hohlraumabschnitts, der in diesem Zustand zwischen dem Reifen und der Felge ausgebildet ist. Ferner ist die nachstehend beschriebene „Bodenkontaktbreite“ eine Länge zwischen den Bodenkontakträndern auf beiden Randabschnitten in Reifenaxialrichtung, wenn der Reifen in diesem Zustand vertikal auf einer flachen Oberfläche platziert wird und 60 % einer normalen Last darauf ausgeübt werden. „Normale Felge“ ist eine Felge, die durch einen Standard für jeden Reifen nach einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen beruhen, und bezieht sich auf eine „standard rim“ (Standardfelge) im Falle der JATMA, auf eine „design rim“ (Entwurfsfelge) im Falle der TRA und auf eine „measuring rim“ (Messfelge) im Falle der ETRTO. „Normaler Innendruck“ ist Luftdruck, der durch Standards für jeden Reifen nach einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen beruhen, und bezieht sich auf einen „maximum air pressure“ (maximalen Luftdruck) im Falle der JATMA, auf den Maximalwert in der Tabelle „TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenstraßengrenzwerte bei verschiedenen Kaltreifendruckwerten) im Falle der TRA und auf den „INFLATION PRESSURE“ (Reifendruck) im Falle der ETRTO. Allerdings wird der an dem Fahrzeug angegebene Luftdruck verwendet, wenn es sich bei dem Reifen um einen Originalausrüstungsreifen handelt. „Normale Last“ ist eine Last, die durch einen Standard für jeden Reifen nach einem System von Standards definiert ist, das Standards einschließt, auf denen Reifen beruhen, und bezieht sich auf eine „maximum load capacity“ (maximale Lastkapazität) im Falle der JATMA, auf den Maximalwert in der Tabelle „TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenstraßengrenzwerte bei verschiedenen Kaltreifendruckwerten) im Falle der TRA und auf eine „LOAD CAPACITY“ (Lastkapazität) im Falle der ETRTO.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Querschnittsansicht eines Luftreifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Äquatorlinie des Luftreifens gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung von Ausführungsformen
Die Konfiguration der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Das Bezugszeichen CL in 1 bezeichnet den Reifenäquator. Der Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist aus einem Laufflächenabschnitt 1, der eine Ringform aufweist und sich in Reifenumfangsrichtung erstreckt, einem Paar Seitenwandabschnitte 2, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts 1 angeordnet sind, und einem Paar Wulstabschnitte 3, die in Reifenradialrichtung von den Seitenwandabschnitten 2 nach innen angeordnet sind, gebildet.
Eine Karkassenschicht 4 ist zwischen dem Links-Rechts-Paar Wulstabschnitte 3 angebracht. Die Karkassenschicht 4 schließt eine Mehrzahl von sich in Reifenradialrichtung erstreckenden verstärkenden Cordfäden ein und ist um einen in jedem der Wulstabschnitte 3 angeordneten Wulstkern 5 von einer Fahrzeuginnenseite hin zu einer Fahrzeugaußenseite zurückgefaltet. Außerdem sind Wulstfüller 6 auf dem Umfang der Wulstkerne 5 angeordnet, und jeder Wulstfüller 6 ist von einem Hauptkörperabschnitt und einem zurückgefalteten Abschnitt der Karkassenschicht 4 umschlossen. Andererseits sind eine Mehrzahl (in dem Beispiel der Figur zwei Schichten) von Gürtelschichten 7 auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1 eingebettet. Die Gürtelschichten 7 schließen jeweils eine Mehrzahl von verstärkenden Cordfäden ein, die bezogen auf die Reifenumfangsrichtung geneigt sind, die Richtungen der verstärkenden Cordfäden der unterschiedlichen Schichten überschneiden einander. In diesen Gürtelschichten 7 ist der Neigungswinkel der verstärkenden Cordfäden bezogen auf die Reifenumfangsrichtung im Bereich von zum Beispiel 10° bis 40° festgelegt. Außerdem ist eine Gürtelverstärkungsschicht 8 auf der Außenumfangsseite der Gürtelschichten 7 bereitgestellt. Insbesondere sind in dem in der Figur veranschaulichten Beispiel zwei Schichten der Gürtelverstärkungsschichten 8, die eine Schicht sind, welche die gesamte Breite der Gürtelschicht 7 bedeckt, und eine Schicht, die nur die Ränder in Breitenrichtung der Gürtelschicht 7 bedeckt, bereitgestellt. Die Gürtelverstärkungsschicht 8 schließt organische Fasercordfäden ein, die in Reifenumfangsrichtung ausgerichtet sind. In der Gürtelverstärkungsschicht 8 ist der Winkel der organischen Fasercordfäden bezogen auf die Reifenumfangsrichtung zum Beispiel auf 0° bis 5° festgelegt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das streifenförmige schalldämpfende Element 10 auf einem solchen typischen Luftreifen angebracht, wie nachstehend beschrieben, und die Querschnittsstruktur des Luftreifens, auf dem das streifenförmige schalldämpfende Element 10 angebracht ist, ist nicht auf die vorstehend beschriebene Grundstruktur beschränkt.
Das streifenförmige schalldämpfende Element 10 ist aus einem porösen Material mit offenen Zellen ausgebildet und weist vorgegebene, auf der porösen Struktur beruhende Schalldämpfungseigenschaften auf. Beispielsweise kann Polyurethanschaum als das poröse Material, welches das streifenförmige schalldämpfende Element 10 bildet, verwendet werden.
Dieses streifenförmige schalldämpfende Element 10 ist zum Beispiel durch eine Haftmittelschicht 11 in dem Bereich an der Reifeninnenfläche, der dem Laufflächenabschnitt 1 entspricht, angehaftet. Beispielsweise wird vorzugsweise ein doppelseitiges Klebeband als die Haftmittelschicht 11 verwendet.
Die Abmessung des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 kann in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Größe des Luftreifens, an dem das streifenförmige schalldämpfende Element 10 angebracht ist, und/oder der gewünschten Schalldämpfungsleistung festgelegt werden und ist nicht beschränkt. Beispielsweise wird das Volumen des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 vorzugsweise auf 10 % bis 30 % des Hohlraumvolumens des Reifens festgelegt. Ferner wird die durchschnittliche Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 vorzugsweise zum Beispiel auf 30 % bis 90 % relativ zu der Bodenkontaktbreite des Reifens festgelegt. Wenn das streifenförmige schalldämpfende Element 10 mit einer solchen Abmessung verwendet wird, kann die Schalldämpfungswirkung aufgrund des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 wirksam erzielt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird es, wenn das Volumen des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 weniger als 10 % des Hohlraumvolumens des Reifens beträgt, schwierig, die Schalldämpfungswirkung hinreichend zu erzielen. Andererseits ist selbst dann, wenn das Volumen des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 größer als 30 % des Hohlraumvolumens des Reifens ist, die Wirkung der Reduzierung der Hohlraumresonanz festgelegt, und somit kann keine weitere Geräuschreduktionswirkung erwartet werden.
Als das streifenförmige schalldämpfende Element 10 ist die Verwendung eines streifenförmigen schalldämpfenden Elements mit einem ausgesparten Abschnitt 12, an dem das streifenförmige schalldämpfende Element 10 nicht vorhanden ist, an mindestens einer Position in Reifenumfangsrichtung, wie in 2 veranschaulicht, bevorzugt. Die Ausdehnung des Reifens während der Befüllung und/oder Scherspannung aufgrund des Abrollens auf einem Boden können durch Bereitstellung des ausgesparten Abschnitts 12, wie vorstehend beschrieben, für einen langen Zeitraum toleriert werden. Der ausgesparte Abschnitt 12 wird vorzugsweise an 1 Position oder 3 bis 5 Positionen auf dem Reifenumfang bereitgestellt. Das heißt, wenn die ausgesparten Abschnitte 12 an 2 Positionen auf dem Reifenumfang bereitgestellt werden, verschlechtert sich die Reifengleichförmigkeit aufgrund von Massenunwucht erheblich, und wenn die ausgesparten Abschnitte 12 an 6 oder mehr Positionen auf dem Umfang bereitgestellt werden, steigen die Produktionskosten erheblich.
In jedem Fall kann, weil das schalldämpfende Element 10 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Reifenhohlraum vorhanden ist, Hohlraumresonanz durch die Schalldämpfungseigenschaften reduziert und die Geräuscharmut verbessert werden. Da jedoch das streifenförmige schalldämpfende Element 10 direkt an die Innenfläche des Laufflächenabschnitts 1 angehaftet ist, wie vorstehend beschrieben, tritt bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit leicht ein Wärmestau im Laufflächenabschnitt 1 (Haftposition des schalldämpfenden Elements 10) auf. Daher wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kautschukzusammensetzung, die ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch die nachstehende Formel (1) dargestellt wird, als die den Laufflächenabschnitt 1 bildende Kautschukzusammensetzung verwendet.
In der Formel ist R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring; n ist eine ganze Zahl von 1 bis 20; und x ist eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6.
Da die Kautschukzusammensetzung, die das cyclische Polysulfid enthält, hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Biegeermüdungsfestigkeit, Abriebbeständigkeit und Wärmealterungsbeständigkeit besitzt, kann eine Verschlechterung der Reifenleistung aufgrund des Wärmestaus (durch Wärme hervorgerufener Griffverlust) verhindert werden, indem die Wärmealterungsbeständigkeit und dergleichen dieses Abschnitts durch Verwendung der Kautschukzusammensetzung im Laufflächenabschnitt 1 (Haftposition des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10), bei dem Bedenken hinsichtlich eines Wärmestaus bestehen, wie vorstehend beschrieben, verbessert wird.
Obwohl ein spezifischer Typ des durch die vorstehende Formel (1) dargestellten cyclischen Polysulfids nicht beschränkt ist, kann zum Beispiel ein cyclisches Polysulfid, bei dem die R-Einheit -CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂- ist, in geeigneter Weise verwendet werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids in Abhängigkeit von der Abmessung des an der Reifeninnenseite angehafteten streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 auf einen bestimmten Bereich, wenn das cyclische Polysulfid zugemischt wird, wie vorstehend beschrieben. Infolgedessen werden eine gute Aufrechterhaltung von Geräuscharmut und die Verhinderung von durch Wärme hervorgerufenem Griffverlust in einer kompatiblen Abstimmung bereitgestellt, und eine hervorragende Wirkung wird aufgrund des Zumischens des cyclischen Polysulfids ohne Beeinträchtigung der Geräuscharmut durch das streifenförmige schalldämpfende Element 10 erzielt. Das heißt, der Mischanteil C (Massenanteil) des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenanteilen des mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt 1 bildenden Kautschukzusammensetzung relativ zu der durchschnittlichen Dicke D (mm) des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 1 in Reifenumfangsrichtung wird so festgelegt, dass der nachstehende Ausdruck (2) erfüllt ist. $(D - 10) \times 0,015 + 0,2 < C < (D - 10) \times 0,015 + 6$
In dem Ausdruck ist D 10 mm oder mehr.
Als Alternative wird der Mischanteil C (Massenanteil) des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenanteilen des mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt 1 bildenden Kautschukzusammensetzung relativ zu der durchschnittlichen Breite W (mm) des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 in Reifenumfangsrichtung und der Breite B (mm) der Gürtelschicht 7 so festgelegt, dass der nachstehende Ausdruck (3) erfüllt ist. Es ist zu beachten, dass bei Bereitstellung einer Mehrzahl von Gürtelschichten 7, wie in dem Beispiel von 1 veranschaulicht, die Breite der zweiten Gürtelschicht 7, gezählt von der Seite der Karkassenschicht 4 im Laufflächenabschnitt 1, als die Breite B verwendet wird. $(W / B) \times 0,6 + 0,1 < C < (W / B) \times 0,6 + 6$
In dem Ausdruck ist W 50 mm oder mehr.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids in Abhängigkeit von der Abmessung des streifenförmigen schalldämpfenden Elements (der durchschnittlichen Dicke D, der durchschnittlichen Breite W, genau genommen dem Verhältnis W/B der durchschnittlichen Breite W zu der Gürtelbreite B) auf einen geeigneten Bereich festgelegt. Dadurch wird durch Wärme hervorgerufener Griffverlust ohne Beeinträchtigung der Geräuscharmut des Reifens wirksam verhindert. In jedem Fall steigt, wenn im Vergleich zu dem in dem vorstehenden Ausdruck (2) oder (3) definierten Bereich des Mischanteils C eine übermäßige Menge des cyclischen Polysulfids zugemischt wird, die Härte des Laufflächenabschnitts 1 an, und der Modul des Laufflächenabschnitts 1 steigt an, wodurch sich die Geräuscharmut und die Lenkstabilität des Reifens verschlechtern. Wenn dagegen der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids kleiner ist als der in dem vorstehenden Ausdruck (2) oder (3) definierte Bereich, ist das cyclische Polysulfid nicht ausreichend zugemischt. Infolgedessen wird die durch Zumischen des cyclischen Polysulfids erzielte Wirkung (Verhinderung von Griffverlust aufgrund von hervorragender Wärmealterungsbeständigkeit) nicht erzielt.
Ein beliebiger Bereich des Mischanteils C, der durch die vorstehend beschriebenen Ausdrücke (2) und (3) festgelegt wird, kann für ein beliebiges streifenförmiges schalldämpfendes Element festgelegt werden. Der Bereich des Mischanteils C wird vorzugsweise auf Einzelfallbasis in Abhängigkeit von dem Verhältnis W/B der Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 zu der Breite B der Gürtelschicht 7 verwendet. Das heißt, wenn das Verhältnis W/B klein ist, die Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements relativ zu der Gürtelbreite B klein ist und der bedeckte Anteil des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 relativ zu der Innenfläche des Laufflächenabschnitts 1 klein ist, wird die Kontaktfläche des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 relativ zu der Innenfläche des Laufflächenabschnitts 1 klein, während das streifenförmige schalldämpfende Element 10 gleichzeitig eine Dicke aufweist, der Abschnitt, in dem sich Wärme staut, ist beschränkt, und Wärmeabfuhr von der Innenfläche des Laufflächenabschnitts 1, die nicht mit dem streifenförmigen schalldämpfenden Element 10 bedeckt ist, wird ebenfalls erwartet. Daher wird, weil die Wirkung der durchschnittlichen Dicke D des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 abnimmt und die Wirkung der durchschnittlichen Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 ansteigt, vorzugsweise der vorstehende Ausdruck (3), der die durchschnittliche Breite W einschließt, verwendet. Wenn dagegen das Verhältnis W/B groß ist, die Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 relativ zu der Gürtelbreite B groß ist und der bedeckte Anteil des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 relativ zu der Innenfläche des Laufflächenabschnitts 1 groß ist, wird davon ausgegangen, dass der Wärmestau in einem breiten Bereich der Innenfläche des Laufflächenabschnitts 1 auftritt. Eine solcher Wärmestau beeinflusst erheblich die durchschnittliche Dicke D des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 (das heißt die Voluminosität des schalldämpfenden Elements 10). Daher wird vorzugsweise der vorstehende Ausdruck (2), der die durchschnittliche Dicke D einschließt, verwendet.
Es ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von der Abmessung (der durchschnittlichen Dicke D, der durchschnittlichen Breite W) des streifenförmigen schalldämpfenden Elements 10 einer der durch Ausdruck (2) und Ausdruck (3) definierten Bereiche in den anderen Bereich eingeschlossen ist. In einem solchen Fall kann der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids gleichzeitig beide durch die Ausdrücke (2) und (3) definierten Bereiche erfüllen.
Beispiele
Zwölf Typen von Luftreifen des Beispiels des Stands der Technik 1, der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 und der Beispiele 1 bis 5, die eine Reifengröße von 275/35ZR20 V105D besaßen, eine in 1 veranschaulichte Grundstruktur besaßen und den Mischanteil C des cyclischen Polysulfids in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung, die durchschnittliche Dicke D des streifenförmigen schalldämpfenden Elements, die Breite B der Gürtelschicht und die durchschnittliche Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements aufwiesen, die jeweils wie in Tabelle 1 gezeigt festgelegt waren, wurden hergestellt.
Es ist zu beachten, dass Tabelle 1 auch die linke Seite und die rechte Seite von Ausdruck (2) zeigt, ob der durch Ausdruck (2) definierte Bereich erfüllt war, das Verhältnis W/B jedes Beispiels, die linke Seite und die rechte Seite von Ausdruck (3) und ob der durch Ausdruck (3) definierte Bereich erfüllt war. Die Zeilen „Bereich von Ausdruck (2)“ und „Bereich von Ausdruck (3)“ in Tabelle 1 geben an, ob der durch den jeweiligen Ausdruck definierte Bereich erfüllt war. Der Fall, dass der durch den jeweiligen Ausdruck definierte Bereich erfüllt war, wurde durch „erfüllt“ angegeben, und der Fall, dass er nicht erfüllt war, wurde durch „nicht erfüllt“ angegeben.
Diese 12 Typen von Luftreifen wurden nach den nachstehend beschriebenen Bewertungsverfahren hinsichtlich Beständigkeit gegen durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust und Geräuscharmut bewertet. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
Beständigkeit gegen durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust
Jeder der Testreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 20 x 9,5 J aufgezogen, auf einen Luftdruck von 230 kPa befüllt und an einem Testfahrzeug mit einem Motorhubraum von 3000 cm³ montiert. Ein Fahrtest, bei dem ein Testfahrer fünfmal über einen 5 km langen Rundkurs fährt, wurde durchgeführt, und der durch Wärme hervorgerufene Griffverlust wurde durch sensorische Bewertung bewertet. Das Bewertungsergebnis wurde auf einer Skala von eins bis fünf angegeben, wobei das Ergebnis des Beispiels des Stands der Technik 1 als 3 ausgedrückt wurde. Eine höhere Note zeigt einen geringeren durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust und eine bessere Beständigkeit gegen durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust an.
Geräuscharmut
Jeder der Testreifen wurde auf ein Rad mit einer Felgengröße von 20 x 9,5 J aufgezogen, auf einen Luftdruck von 230 kPa befüllt und an einem Testfahrzeug mit einem Motorhubraum von 3000 cm³ montiert. Das Testfahrzeug wurde auf einer aus einer Asphalt-Fahrbahnoberfläche gebildeten Teststrecke mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 50 km/h gefahren. Der Schalldruckpegel der Geräusche, die durch ein an einer Fensterposition des Fahrersitzes befestigtes Mikrofon erfasst wurden, wurde gemessen. Als das Bewertungsergebnis wurde der Kehrwert des gemessenen Werts auf einer Skala von eins bis fünf angegeben, wobei der Kehrwert des Ergebnisses des Beispiels des Stands der Technik 1 als 3 ausgedrückt wurde. Eine höhere Note zeigt eine bessere Geräuscharmut an.

[Tabelle 1-1]

		Beispiel des Stands der Technik	Vergleichsbeispiel	Beispiel	Vergleichsbeispiel	Vergleichsbeispiel	Beispiel
		1	1	1	2	3	2
Mischanteil C	Massenteil	0	0,5	6,6	10	0,1	0,5
Durchschnittliche Dicke D	mm	30	50	50	50	2	10
Linke Seite von Ausdruck (2)		0,5	0,8	0,8	0,8	0,08	0,2
Rechte Seite von Ausdruck (2)		6,3	6,6	6,6	6,6	5,88	6
Bereich von Ausdruck (2)		Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Erfüllt	Nicht erfüllt	Erfüllt	Erfüllt
Gürtelbreite B	mm	215	215	215	215	215	215
Durchschnittliche Breite W	mm	150	150	150	150	150	150
Verhältnis W/B		0,70	0,70	0,70	0,70	0,70	0,70
Linke Seite von Ausdruck (3)		0,52	0,52	0,52	0,52	0,52	0,52
Rechte Seite von Ausdruck (3)		6,42	6,42	6,42	6,42	6,42	6,42
Bereich von Ausdruck (3)		Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt
Beständigkeit gegen durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust		3	3	4	4	4	4
Geräuscharmut		3	3	3	2	1	3

[Tabelle 1-II]

		Vergleichsbeispiel	Beispiel	Vergleichsbeispiel	Vergleichsbeispiel	Beispiel	Beispiel
		4	3	5	6	4	5
Mischanteil C	Massenteil	0,2	0,3	10	0,2	0,3	1,5
Durchschnittliche Dicke D	mm	30	30	30	30	30	30
Linke Seite von Ausdruck (2)		0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Rechte Seite von Ausdruck (2)		6,3	6,3	6,3	6,3	6,3	6,3
Bereich von Ausdruck (2)		Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Nicht erfüllt	Erfüllt
Gürtelbreite B	mm	215	215	215	215	215	215
Durchschnittliche Breite W	mm	50	50	50	10	60	150
Verhältnis W/B		0,23	0,23	0,23	0,05	0,28	0,70
Linke Seite von Ausdruck (3)		0,24	0,24	0,24	0,13	0,27	0,52
Rechte Seite von Ausdruck (3)		6,14	6,14	6,14	6,03	6,17	6,42
Bereich von Ausdruck (3)		Nicht erfüllt	Erfüllt	Nicht erfüllt	Erfüllt	Erfüllt	Erfüllt
Beständigkeit gegen durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust		3	4	4	4	4	4
Geräuscharmut		3	3	2	1	3	3

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wies jedes der Beispiele 1 bis 5 im Vergleich zu dem Beispiel des Stands der Technik 1 eine verbesserte Beständigkeit gegen durch Wärme erzeugten Griffverlust bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Geräuscharmut auf. Dagegen erzielten die Vergleichsbeispiele 1 und 4 im Vergleich zu dem Beispiel des Stands der Technik 1 nicht die Wirkung einer Verbesserung der Beständigkeit gegen durch Wärme hervorgerufenen Griffverlust, weil der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids kleiner war als der durch Ausdruck (2) oder (3) definierte Bereich. Die Vergleichsbeispiele 2 und 5 beeinträchtigten die Geräuscharmut aufgrund eines Anstiegs der Härte des Laufflächenabschnitts, weil der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids größer war als der durch Ausdruck (2) oder (3) definierte Bereich. Vergleichsbeispiel 3 beeinträchtigte die Geräuscharmut erheblich, obwohl der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids Ausdruck (2) erfüllte, weil die durchschnittliche Dicke D des streifenförmigen schalldämpfenden Elements zu klein ist. Vergleichsbeispiel 4 beeinträchtigte die Geräuscharmut erheblich, obwohl der Mischanteil C des cyclischen Polysulfids Ausdruck (3) erfüllte, weil die durchschnittliche Breite W des streifenförmigen schalldämpfenden Elements zu klein ist.
Bezugszeichenliste

1: Laufflächenabschnitt
2: Seitenwandabschnitt
3: Wulstabschnitt
4: Karkassenschicht
5: Wulstkern
6: Wulstfüller
7: Gürtelschicht
8: Gürtelverstärkungsschicht
10: Streifenförmiges schalldämpfendes Element
11: Haftmittelschicht
12: Ausgesparter Abschnitt
CL: Reifenäquator

Claims

Luftreifen, umfassend: einen Laufflächenabschnitt, der eine Ringform aufweist und sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind; und ein streifenförmiges schalldämpfendes Element, das an einer Reifeninnenfläche des Laufflächenabschnitts in Reifenumfangsrichtung angehaftet ist; wobei eine den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch Formel (1) dargestellt wird; und wobei, wenn ein Mischanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen eines mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung C ist und eine durchschnittliche Dicke des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung D ist, der Mischanteil C Ausdruck (2) erfüllt:
wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; und x eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6 ist; $(D - 10) \times 0,015 + 0,2 < C < (D - 10) \times 0,015 + 6$
wobei D 10 mm oder mehr ist.
Luftreifen, umfassend: einen Laufflächenabschnitt, der eine Ringform aufweist und sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind; eine Karkassenschicht, die zwischen dem Paar Wulstabschnitte angebracht ist; eine Gürtelschicht, die auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht im Laufflächenabschnitt angeordnet ist; und ein streifenförmiges schalldämpfendes Element, das an einer Reifeninnenfläche des Laufflächenabschnitts in Reifenumfangsrichtung angehaftet ist; wobei eine den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch Formel (1) dargestellt wird; und wobei, wenn ein Mischanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen eines mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung C ist, eine durchschnittliche Breite des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung W ist und eine Breite der Gürtelschicht B ist, der Mischanteil C Ausdruck (3) erfüllt:
wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; und x eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6 ist; $(W / B) \times 0,6 + 0,1 < C < (W / B) \times 0,6 + 6$
wobei W 50 mm oder mehr ist.
Luftreifen, umfassend: einen Laufflächenabschnitt, der eine Ringform aufweist und sich in einer Reifenumfangsrichtung erstreckt; ein Paar Seitenwandabschnitte, die auf beiden Seiten des Laufflächenabschnitts angeordnet sind; ein Paar Wulstabschnitte, die auf einer Innenseite der Seitenwandabschnitte in einer Reifenradialrichtung angeordnet sind; eine Karkassenschicht, die zwischen dem Paar Wulstabschnitte angebracht ist; eine Gürtelschicht, die auf einer Außenumfangsseite der Karkassenschicht im Laufflächenabschnitt angeordnet ist; und ein streifenförmiges schalldämpfendes Element, das an einer Reifeninnenfläche des Laufflächenabschnitts in Reifenumfangsrichtung angehaftet ist; wobei eine den Laufflächenabschnitt bildende Kautschukzusammensetzung ein cyclisches Polysulfid enthält, das durch Formel (1) dargestellt wird; und wobei, wenn ein Mischanteil des cyclischen Polysulfids pro 100 Massenteilen eines mit Schwefel vulkanisierbaren Kautschuks in der den Laufflächenabschnitt bildenden Kautschukzusammensetzung C ist, eine durchschnittliche Dicke des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung D ist, eine durchschnittliche Breite des schalldämpfenden Elements in Reifenumfangsrichtung W ist und eine Breite der Gürtelschicht B ist, in dem Fall, dass ein Verhältnis W/B der durchschnittlichen Breite W zu der Breite B kleiner als 0,5 ist, der Mischanteil C Ausdruck (2) erfüllt, und in dem Fall, dass das Verhältnis W/B der durchschnittlichen Breite W zu der Breite B 0,5 oder größer ist, der Mischanteil C Ausdruck (3) erfüllt:
wobei R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte Oxyalkylengruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylengruppe mit einem aromatischen Ring ist; n eine ganze Zahl von 1 bis 20 ist; und x eine Zahl von im Durchschnitt 2 bis 6 ist; $(D - 10) \times 0,015 + 0,2 < C < (D - 10) \times 0,015 + 6$
wobei D 10 mm oder mehr ist; $(W / B) \times 0,6 + 0,1 < C < (W / B) \times 0,6 + 6$
wobei W 50 mm oder mehr ist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Volumen des streifenförmigen schalldämpfenden Elements von 10 % bis 30 % relativ zu einem Hohlraumvolumen des Reifens beträgt.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das streifenförmige schalldämpfende Element an mindestens einer Position in Reifenumfangsrichtung einen ausgesparten Abschnitt aufweist.
Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die R-Einheit in Formel (1) -CH₂-CH₂-O-CH₂-O-CH₂-CH₂- ist.