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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen, bei dem
sowohl die Spurhaltigkeit als auch das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen verbessert
sind.
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Technischer
Hintergrund
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Herkömmlich wird,
um das Geräusch-Minderungsvermögen, insbesondere
das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen eines
Reifens zu verbessern, ein Material mit geringer Steifigkeit für einen
Karkasskord, der eine Karkasse bildet, verwendet, oder es wird die
Schlaganzahl pro Einheitenbreite des Kords reduziert, um die Steifigkeit
des Reifens zu reduzieren und dadurch die Erzeugung von Geräuschen und
Vibrationen zu verhindern. Dies deshalb, da bei einer geringen Steifigkeit
des Reifens eine zugeführte
Energie von einem Straßenbelag
gemildert werden kann und Vibrationen von einem Laufflächenabschnitt
selbst, die auf den Straßenbelag übertragen
werden, verringert werden können.
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Jedoch
besteht bei diesem herkömmlichen
Verfahren, obwohl das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen verbessert
wird, indem die Steifigkeit des Reifens verringert wird, das Problem,
dass die Spurhaltigkeit verschlechtert wird. Das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen und
die Spurhaltigkeit stehen in einer widersprüchlichen Beziehung und es ist
extrem schwierig, alle beide auf ein hohes Niveau zu verbessern.
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Im
Hinblick auf die obigen Umstände
haben die Erfinder Untersuchungen angestellt, und als Ergebnis hat
der Erfinder hat festgestellt, dass es einen Bereich gibt, in dem
sowohl die Spurhaltigkeit als auch das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen, verbessert
werden kann, indem
- 1) eine Karkasse aus zwei
Karkasslagen gebildet wird,
- 2) komplexe Elastizitätsmoduln
von für
die Karkasslagen verwendeten Gummierungsgummis voneinander unterschieden
werden, und
- 3) das relative Verhältnis
der komplexen Elastizitätsmoduln
begrenzt wird.
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Jedes
der folgenden Patente 1 bis 4 schlägt eine Technik vor, um das
Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen zu verbessern
und gleichzeitig die Spurhaltigkeit zu halten, indem ein Wärmeschrumpfverhältnis, ein
Endmodul, eine Nenier-Zahl (Korddicke) oder Schlaganzahl der Karkasskorde
von zwei Karkasslagen in einem Reifen mit zwei Karkasslagen unterschieden
werden.
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[Patentdokument 1]
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Offen
gelegte japanische Patentanmeldung Nr. H8-53003
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[Patentdokument 2]
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Offen
gelegte japanische Patentanmeldung Nr. H8-164707
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[Patentdokument 3]
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Offen
gelegte japanische Patentanmeldung Nr. H8-72503
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[Patentdokument 4]
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Offen
gelegte japanische Patentanmeldung Nr. H8-108704
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Auf
Basis einer Idee, dass eine Karkasse aus zwei Karkasslagen gebildet
ist und komplexe Elastizitätsmoduln
von Gummierungsgummis der Karkasslagen mit einem vorbestimmten Verhältnis unterschieden wer den,
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, auf einfache Weise einen
Radialluftreifen bereitzustellen, der in der Lage ist, die Spurhaltigkeit
und das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen zu verbessern,
ohne die einheitliche Beschaffenheit zu verschlechtern.
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Um
das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung einen
Radialluftreifen mit einer Karkasse bereit, die radial innere und äußere Karkasslagen
umfasst, die jeweils einen Lagenkörper aufweisen, der sich von
einem Laufflächenabschnitt
bis zu einem Wulstkern eines Wulstbereiches durch einen Seitenwandabschnitt
erstreckt, wobei jede der inneren und äußeren Karkasslagen einen Kordanordnungskörper umfasst,
in dem die Karkasskorde miteinander ausgerichtet sind, vordere und
hintere Oberflächen
des Kordanordnungskörpers
mit einem Gummierungsgummi beschichtet sind, ein komplexer Elastizitätsmodul
E·1 des Gummierungsgummis
der inneren Karkasslage sich von einem komplexen Elastizitätsmodul
E·2 des
Gummierungsgummis der äußeren Karkasslage
unterscheidet, und ein Verhältnis
E·1/E·2 0,95
oder niedriger oder 1,05 oder höher
ist.
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Es
ist vorzuziehen, dass das Verhältnis
E·1/E·2 0,8
bis 0,95 oder 1,05 bis 1,3 beträgt.
Es ist ebenfalls vorzuziehen, dass der niedrigere der komplexen
Elastizitätsmoduln
E·1 und
E·2 in
einem Bereich von 4,0 bis 5,0 MPa liegt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die eine beispielhafte Ausführungsform
eines Luftreifens der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die eine weitere Struktur einer Karkasse
zeigt;
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3 ist
eine Querschnittsansicht zur Erläuterung
von Karkasslagen; und
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4 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Verhältnis E·1/E·2 von
komplexen Elastizitätsmoduln
und Fahrbahngeräuschen
zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein
Beispiel einer Ausführungsform
der Erfindung wird auf der Grundlage der nachstehenden Zeichnungen
erklärt. 1 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Radialluftreifen für einen
Personenwagen gemäß der Erfindung
zeigt.
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In 1 umfasst
ein Radialluftreifen 1 eine Karkasse 6, die sich
von einem Laufflächenabschnitt 2 durch
einen Seitenwandabschnitt 3 bis zu einem Wulstkern 5 eines
Wulstbereiches 4 erstreckt, und eine Gürtelschicht 7, die
innerhalb des Laufflächenabschnitts 2 und
radial außerhalb
der Karkasse 6 angeordnet ist.
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Ein
Wulstkernreitergummi 8 mit einem dreieckigen Querschnitt,
der sich von dem Wulstkern 5 radial nach außen erstreckt,
ist in dem Wulstbereich 4 angeordnet. Der Wulstkernreitergummi 8 verstärkt einen
Abschnitt des Radialluftreifens 1 von dem Wulstbereich 4 zu
dem Seitenwandabschnitt 3.
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Die
Gürtelschicht 7 ist
aus zwei oder mehr (in diesem Beispiel zwei) Gürtellagen 7A und 7B,
in denen Gürtelkorde
unter einem Winkel von 10 bis 35° in
Bezug auf eine Umfangsrichtung des Reifens angeordnet sind, gebildet.
Da die Gürtelkorde
sich zwischen den Lagen schneiden, wird die Gürtelsteifigkeit der Gürtelschicht 7 verbessert
und im Wesentlichen die gesamte Breite des Laufflächenabschnitts 2 wird
mit einem Ringeffekt stark verstärkt.
In diesem Beispiel wird als der Gürtelkord ein Stahlkord verwendet,
aber bei Bedarf kann auch ein Kord aus organischen Fasern mit einem
hohen Modul wie z. B. Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethylenterphthalat
(PET) und ein aromatisches Polyamid verwendet werden.
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Zum
Verbessern der Schnelllauffestigkeit kann eine Bandschicht 9 radial
außerhalb
der Gürtelschicht 7 vorgesehen
sein. In der Bandschicht 9 sind Bandkorde aus organischen
Fasern wie z. B. Nylon unter einem Winkel von 5° oder weniger in Bezug auf die
Umfangsrichtung des Reifens angeordnet. Als Bandschicht 9 können ein
Paar linker und rechter Kantenbandlagen, die nur das äußere Ende
der Gürtelschicht 7 in
der axialen Richtung des Reifens bedecken, oder eine Vollbandlage,
die im Wesentlichen die gesamte Breite der Gürtelschicht 7 bedeckt,
verwendet werden. In diesem Beispiel weist die Bandschicht 9 das
Paar Kantenbandlagen und eine Vollbandlage auf.
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Als
Nächstes
wird die Karkasse 6 aus zwei Karkasslagen 11 und 12 gebildet,
die radial innerhalb und außerhalb
angeordnet sind. In diesem Beispiel besitzt die Karkasse 6 eine
1-1-Struktur, in der die innere Karkasslage 11 eine so
genannte Aufwickellage ist und die äußere Karkasslage 12 eine
so genannte Abwickellage ist.
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Im
Spezielleren umfasst die innere Karkasslage 11 einen Lagenkörper 11a,
der in der axialen Richtung des Reifens an einer inneren Seitenfläche des
Wulstkernreitergummis 8 vorbei verläuft und gespreizt an den Wulstkernen 5 und 5 angeordnet
ist, und einen Lagenaufwickelabschnitt 11b, der von der
Innenseite zu der Außenseite
in der axialen Richtung des Reifens um den Wulstkern 5 herum
aufgewickelt ist und gehalten ist. In diesem Beispiel endet der
Lagenaufwickelabschnitt 11b an einer radial weiter inneren
Position als ein Spitzende eines Felgenhorns Rf, aber der Lagenaufwickelabschnitt 11b kann
an einem Höhenbereich
zwischen dem Spitzende des Felgenhorns Rf und einer maximalen Breitenposition
M des Reifen enden oder sich bis zu einem Höhenbereich, der die maximale
Breitenposition M des Reifens radial nach außen übersteigt, erstrecken.
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Die äußere Karkasslage 12 umfasst
einen Lagenkörper 12a,
der in der axialen Richtung des Reifens an einer äußeren Seitenfläche des
Wulstkernreitergummis 8 vorbei verläuft und gespreizt zwischen
den Wulstkernen 5 und 5 angeordnet ist. Gegenüberliegende
Enden 12a1 des Lagenkörpers 12a sind
abwärts
um den Wulstkern 5 gewickelt und enden, ohne aufwärts gewickelt
zu werden. In diesem Beispiel sind die gegenüberliegenden Enden 12a1 zwischen
dem Lagenaufwickelabschnitt 11b und dem Wulstkern 5 angeordnet,
aber sie können
abwärts
entlang einer äußeren Seitenfläche des
Lagenaufwickelabschnitts 11b gewickelt werden.
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Als
Karkasse 6 kann anstelle der 1-1-Struktur, auch eine 2-0-Struktur
verwendet werden, in der die äußere Karkasslage 12 wie
in 2 gezeigt aus der Aufwickellage gebildet ist.
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Wie
in 3 gezeigt sind die inneren und äußeren Karkasslagen 11 und 12 aus
Bahnkörpern
gebildet, in denen vordere und hintere Flächen von Kordanordnungskörpern, die
unter einem Winkel von 70 bis 90° in Bezug
auf die Umfangsrichtung des Reifens angeordnete Karkasskorde 20A und 20B aufweisen,
mit Gummierungsgummis 21A und 21B bedeckt sind.
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Zugleich
werden in den inneren und äußeren Karkasslagen 11 und 12 dieselben
Korde mit im Wesentlichen denselben Kordmaterialien, verdrillten
Strukturen und Korddicken als Karkasskorde 20A und 20B verwendet,
und auch ihre Schlaganzahl ist gleich festgelegt. Als Material für die Korde
können
organische Fasern wie Nylon, Polyester, Rayon, Vinylon, Fasern aus
aromatischem Polyamid verwendet werden. Die Korddicke liegt vorzugsweise
in einem Bereich von 1000 dtex bis 2000 dtex und die Kordschlaganzahl
pro einer Breite von 5 cm in einer Richtung rechtwinklig zu dem
Karkasskord liegt vorzugsweise in einem Bereich von 40 bis 65.
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In
dem Gummierungsgummi 21A der inneren Karkasslage 11 und
dem Gummierungsgummi 21B der äußeren Karkasslage 12 hingegen
unterscheiden sich die komplexen Elastizitätsmoduln E·1 und E·2 voneinander, und ein Verhältnis der
komplexen Elastizitätsmoduln
E·1/E·2 ist
auf 0,95 oder niedriger oder 1,05 oder höher festgelegt.
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Da
sich in dieser Erfindung die komplexen Elastizitätsmoduln E·1 und E·2 der Gummierungsgummis 21A und 21B voneinander
unterscheiden, ist es möglich,
sowohl die Spurhaltigkeit als auch das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen zu verbessern.
Es wird in Betracht gezogen, dass der Grund dafür der folgende ist: d. h. nicht
nur die Steifigkeit in der radialen Richtung des Reifens, sondern
auch die Steifigkeit in der Umfangsrichtung und die Verwindungssteifigkeit
sind gut ausgeglichen durch den Gummierungsgummi mit einem höheren komplexen
Elastizitätsmodul
verbessert, und die Zunahme vibrationsübertragender Eigenschaften von
dem Laufflächenabschnitt 2 in
Richtung der Felge in der radialen Richtung wird unterdrückt, und
die Spurhaltigkeit kann wirksam verbessert werden. Der Gummierungsgummi
mit einem niedrigeren komplexen Elastizitätsmodul zeigt eine vibrationsunterdrückende Wir kung
und unterdrückt
die vibrationsübertragenden
Eigenschaften weiter und es ist möglich, das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen zu verbessern.
Dies erhöht auch
den Fahrkomfort.
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Wenn
E·1/E·2 größer als
0,95 oder kleiner als 1,05 wird und nahe gegen 1,0 geht, wird ein
Unterschied zwischen den komplexen Elastizitätsmoduln E·1 und E·2 übermäßig klein und die verbessernde
Wirkung (Wirkung der vorliegenden Erfindung) auf die Spurhaltigkeit
und das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen kann
sich nicht zeigen. Wenn E·1/E·2 kleiner
als 0,80 oder auch größer als
1,30 wird, wird der Unterschied zwischen den komplexen Elastizitätsmoduln
E·1 und
E·2 übermäßig groß und die
Wirkung der vorliegenden Erfindung verschlechtert sich. Daher wird
E·1/E·2 vorzugsweise
in einem Bereich von 0,8 bis 0,95 oder 1,05 bis 1,3, und bevorzugter
in einem Bereich von 0,8 bis 0,90 oder 1,10 bis 1,3 festgelegt.
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Diese
Wirkungen können
auch durch das Ergebnis eines von dem Erfinder durchgeführten Tests
bestätigt
werden (in 4 gezeigt). Details des Tests
werden in der folgenden „Ausführungsform" erklärt.
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Bei
der Erfindung ist es, um sowohl die Spurhaltigkeit als auch das
Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögenzu verbessern,
vorzuziehen, dass der niedrigere der komplexen Elastizitätsmoduln
E·1 und
E·2 in einem
Bereich von 4,0 bis 5,0 MPa festgelegt wird. Wenn der Wert diesen
Bereich übersteigt,
ist entweder die Spurhaltigkeit oder das Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen nicht
ausreichend und es wird schwierig, diese auf ein hohes Niveau zu
verbessern. Die komplexen Elastizitätsmoduln E·1 und E·2 wurden mit einem von Iwamoto
Seisakusho K. K. hergestellten Viskoelastizitäts-Spektrometer unter folgenden
Bedingun gen gemessen: Temperatur: 70°C, Frequenz: 10 Hz und ein dynamisches
Verwindungsverhältnis
von 2%.
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Obwohl
oben stehend im Speziellen die bevorzugte beispielhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, kann die Erfindung
auch auf Reifen verschiedener Kategorien wie Reifen für Nutzfahrzeuge,
Kleinlastwagen, Motorräder
und dergleichen angewendet werden, die Erfindung soll nicht auf die
veranschaulichte, beispielhafte Ausführungsform beschränkt sein
und verschiedene Abwandlungen können
vorgenommen werden.
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[Ausführungsformen]
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Es
wurden auf der Grundlage der in Tabelle 1 gezeigten Spezifikationen
Prototypen von Radialreifen mit der in 1 gezeigten
Struktur und einer Dimension von 205/55R16 für einen Personenwagen hergestellt, und
Spurhaltigkeit, Fahrkomfort und Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen wurden getestet und verglichen.
Die Bedingungen in den Reifen waren außer den in Tabelle 1 gezeigten
Spezifikationen dieselben.
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Die
Details der Gürtelschicht
sind folgende: Die Anzahl der Lagen beträgt 2, der Gürtelkord ist Stahlkord, der
Kordwinkel beträgt
22° und
die Kordschlaganzahl beträgt
40/5 cm.
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(1) Spurhaltigkeit und
Fahrkomfort:
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Die
Prototypen der Reifen wurden auf allen vier Rädern eines Fahrzeugs (2000
cm3, FF-Fahrzeug) unter Bedingungen einer
16 × 6,5
JJ-Felge und eines Innendruckes von 220 kPa montiert, das Fahrzeug
wurde auf einer Teststrecke gefahren und die Spurhaltigkeit und
der Fahrkomfort wurden nach dem Gefühl des Fahrers nach einer zehnstufigen
Skala bewertet, wobei ein herkömmliches
Beispiel mit 6 bezeichnet ist. Ein höherer numerischer Wert zeigt
ein exzellenteres Ergebnis an.
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(2) Fahrbahngeräusch-Minderungsvermögen:
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Das
obige Fahrzeug wurde auf einem Asphaltstraßenbelag mit einer Geschwindigkeit
von 50 km/h gefahren, der Geräuschpegel
dB(A) wurde auf einem Fahrersitz an der Position des linken Ohrs
gemessen und ein Geräuschunterschied
wurde auf Basis des herkömmlichen
Beispiels als Referenz gemessen. – (Minus) bedeutet hier, dass
der Geräuschpegel
niedrig und exzellent ist. 4 zeigt
eine Beziehung zwischen dem Verhältnis
E·1/E·2 der
komplexen Elastizitätsmoduln
und dem Fahrbahngeräusch
als Graph.
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Wie
oben beschrieben, ist es, da eine Karkasse aus zwei Karkasslagen
besteht und komplexe Elastizitätsmoduln
von Gummierungsgummis der Karkasslagen sich in einem vorbestimmten
Verhältnis
unterscheiden, möglich,
auf einfache Weise einen Radialluftreifen bereitzustellen, der in
der Lage ist, die Spurhaltigkeit und das Fahrbahngeräusch zu
verbessern, ohne die einheitliche Beschaffenheit zu verschlechtern.
