DE69707520T2

DE69707520T2 - Radialer Luftreifen

Info

Publication number: DE69707520T2
Application number: DE69707520T
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Yokota
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2017-02-01
Also published as: EP1120297B1; JPH1086611A; US6006804A; DE69730877D1; EP1120297A2; EP0787602A1; EP1120297A3; EP0787602B1; DE69730877T2; DE69707520D1; ES2227008T3; JP3717617B2; ES2166044T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen radialen Luftreifen und insbesondere einen radialen Luftreifen mit ausgezeichneter Wasserableitung, der zudem im Einsatz bei Hochgeschwindigkeits-Großlastern oder -Kraftfahrzeugen geräuscharm ist.
Bei Kraftfahrzeugen, die an einem regnerischen Tag mit hoher Geschwindigkeit fahren, dringt Regenwasser keilförmig zwischen die Spur eines Reifens und die Oberfläche einer Straße und bildet ein Phänomen, das Aquaplaning genannt wird, bei welchem die Reibung zwischen der Spur und der Straßenoberfläche verloren geht und das Lenkrad sowie die Bremse nicht mehr korrekt funktionieren und die Sicherheit des Fahrens verschlechtert wird.
Normalerweise soll der radiale Luftreifen 1, wie in Fig. 15 gezeigt ist, das Problem des Aquaplanings bei Kraftfahrzeugen lösen. Dieser radiale Luftreifen 1 hat insgesamt die Form einer Schleife mit einer Gummischicht 2, und die Wülste 3, 3 an den Querschnittsenden des Radialreifens 1 sind mit einem Paar Wulstkernen 4, 4 versehen, welche zu einem Ring um die Rotationswelle des Radialreifens 1 geformt sind. Eine Zweilagen- Karkassenschicht 6, die aus Reifenkord-Einlagen 5 besteht und in der Querschnittsrichtung des Radialreifens 1 in der Form einer Schleife angeordnet ist, ist quer zu einem Paar Wulstkerne 4, 4 angeordnet, und die Enden der Karkassenschicht 6 in der Längsrichtung sind nach außen gedreht und um das Paar Wulstkerne 4, 4 gewickelt.
Die radiale Außenseite einer Karkassenschicht 6 ist mit einer Zweilagen-Stahlgürtelschicht 8 versehen, welche aus nichtdehnbarem Stahlkord 7 besteht, und auf der radialen Außenseite der Stahlgürtelschicht 8 ist das Wanddickenprofil 9 so geformt, daß es die Stahlgürtelschicht 8 bedeckt. Ferner ist die Oberfläche des Profils 9 in vorgegebenen Abständen mit einer Mehrzahl von endlosen Rippenrillen versehen, die um den Radialreifen 1 entlang dem Umfang verlaufen und dem Wasser ermöglichen, zwischen dem Profil 9 und der Oberfläche einer Straße nach außen über die entlang dem Umfang verlaufenden Rillen 10 abzufließen und somit die Wasserableitung des Radialreifens 1 zu verbessern.
Wie oben angeregt wurde, befinden sich jedoch bei dem Radialreifen 1 zwischen den entlang dem Umfang verlaufenden Rillen 10 und der Oberfläche einer Straße in dem rollenden Reifen Luftschläuche, und die Luft in den Luftschläuchen erzeugt durch ein Mitschwingen mit der Vibration des Radialreifens 1, verursacht durch die unebene Oberfläche einer Straße, Geräusche. Wenn Umfangsrillen 10 verlängert werden, um eine Wasserableitung sicherzustellen, werden die Geräusche verstärkt, weil die Luftschlauchreifen-Resonanzgeräusche im allgemeinen proportional zu der Größe einer Umfangsrille 10 ansteigen.
Als Mittel zum Lösen des Problems wird zum Beispiel ein Luftreifen mit einem Profil vorgeschlagen, das mit entlang dem Umfang verlaufenden Rillen und in der Querrichtung des Reifens mit seitwärts verlaufenden Rillen mit einer Neigung zu der äquatorialen Ebene des Reifens versehen ist, wobei Aussparungen ungefähr parallel zu und in der Nähe der seitlich verlaufenden Rillen geformt sind (japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 38412/1991).
Ein solcher Luftreifen ist jedoch zum Verhindern der Geräusche nicht genügend wirksam, weil sowohl die seitlich verlaufenden Rillen als auch die Aussparungen mit dem Boden und den Seitenwänden sowohl der seitlich verlaufenden Rillen als auch der Aussparungen in Kontakt kommen und gleichzeitig vibriert werden. Das heißt, bei dem in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 38412/1991 offenbarten Luftreifen ist es nicht gelungen, das obige Problem zu lösen, und somit muss das Problem noch gelöst werden.
Ein radialer Luftreifen, bei welchem die oberen Kanten der Seitenwände einer entlang dem Umfang verlaufenden Rille mit einer Neigung zu der äquatorialen Ebene des Reifens hergestellt werden, ist ebenfalls zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 117414/1995 vorgeschlagen. Jedoch kann dieser herkömmliche radiale Luftreifen die seitliche Vibration seiner entlang dem Umfang verlaufenden Rillen nicht vermindern, und somit kann er Luftschlauchreifen- Resonanzgeräusche nicht zufriedenstellend reduzieren. Daher war der in der japanischen Patentanmeldungs- Offenlegungsschrift Nr. 117414/1995 offenbarte Luftreifen beim Lösen des obigen Problems nicht erfolgreich, und es bleiben die zu lösenden Probleme.
Es ist ferner ein radialer Luftreifen mit Profil vorgeschlagen, der mit einer Rippe und mit einer entlang dem Umfang verlaufenden breiten Rille ausgestattet ist, wobei die Rippe entlang dem Umfang verlaufende dünne Rillen aufweist, die auf der Außenseite der entlang dem Umfang verlaufenden breiten Rillen geformt sind, wobei der Kantenbereich zwischen den entlang dem Umfang verlaufenden breiten und dünnen Rillen niedriger als die Rippe ist (US-Patent Nr. 4 936 363).
Der in US-Patent Nr. 4 936 363 vorgeschlagene radiale Luftreifen war wie oben konstruiert, um die Kante der Rippe nicht einem Verschleiß zu unterziehen, und der untere Kantenbereich besitzt vorstehende und einspringende Teile an den Seitenwänden der entlang dem Umfang verlaufenden breiten Rillen, das heißt, die Querschnittsform des Kantenbereichs ist uneben, während die Außenseitenfläche auch vorstehende und einspringende Teile besitzt. Daher kann dieser herkömmliche Reifen zum Verhindern von Verschleiß an der Rippe wirkungsvoll sein, aber er kann die Vibration in der Querrichtung der entlang dem Umfang verlaufenden Rille des rollenden Reifens nicht vermindern, so dass dieser Reifen die ausreichende Verhinderung von Geräuschen, die sich aus Luftschlauchreifen-Resonanzgeräuschen usw. ergeben, nicht erreicht hat.
Ein Reifen gemäß der Einleitung von Anspruch 1 ist zum Beispiel aus EP-A-0 313 361 bekannt.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das obige Problem durchgeführt, und die Aufgabe ist, einen radialen Luftreifen bereitzustellen, der eine ausgezeichnete Wasserableitung besitzt und durch eine Verringerung von Luftschlauchreifen-Resonanzgeräuschen Geräusche reduzieren kann.
Um das Problem zu lösen, weist der radiale Luftreifen der vorliegenden Erfindung die Eigenschaften von Anspruch 1 auf. Um ein Paar Wulstkerne ist eine schlingenförmige Karkassenschicht angebracht, eine Gürtelschicht und ein Profil sind in dieser Reihenfolge an der Außenseite der Karkassenschicht in radialer Richtung angeordnet und auf der Oberfläche des Profils sind entlang dem Umfang verlaufende Rillen vorgesehen, wobei neben der Seitenwand der entlang dem Umfang verlauf enden Rille eine Vibrationsdämpfungswand geformt ist und die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand in der radialen Richtung des Reifens niedriger hergestellt ist als die Höhe der Außenkante der entlang dem Umfang verlaufenden Rille in der radialen Richtung des Reifens.
Die Fig. 1 bis 6 sind von den Ansprüchen dieser Erfindung nicht betroffen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Schnittansicht eines radialen Luftreifens, der nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört.
Fig. 2 ist ein Grundriss eines wesentlichen Teils des in Fig. 1 gezeigten radialen Luftreifens.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht des radialen Luftreifens entlang der Linie X-X in Fig. 2.
Die Fig. 4(a) und (b) zeigen eine perspektivische Ansicht einer entlang dem Umfang verlaufenden Rille einer Modifizierung des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten radialen Luftreifens.
Fig. 5 zeigt einen charakteristischen Geräuschdruckpegel von Rippenrillen in rollenden Reifen in Abhängigkeit von der Frequenz.
Die Fig. 6(a) und (b) zeigen charakteristische Vibrationspegel von Rippenrillen in rollenden Reifen in Nieder- bzw. Hochfrequenzbereichen.
Fig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht eines ersten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 8(a), (b) und (c) zeigen einen Grundriss eines wesentlichen Teils des ersten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung und dessen Schnittansichten entlang der Linien X-X bzw. Y-Y.
Die Fig. 9(a), (b) und (c) zeigen einen Grundriss eines wesentlichen Teils eines zweiten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung und dessen Schnittansichten entlang der Linien X-X bzw. Y- Y.
Die Fig. 10(a), (b) und (c) zeigen einen Grundriss eines wesentlichen Teils eines dritten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung und dessen Schnittansichten entlang der Linien X-X bzw. Y- Y.
Fig. 11 zeigt einen charakteristischen Geräuschdruckpegel von Rippenrillen des rollenden Reifens in Abhängigkeit von der Frequenz.
Die Fig. 12(a) und (b) zeigen ein Verfahren zum Messen eines Vibrationspegels auf dem Boden von Rippenrillen.
Die Fig. 13(a) und (b) zeigen charakteristische Vibrationspegel an Reaktionspunkten C bzw. D in Rippenrillen.
Fig. 14 zeigt einen charakteristischen Vibrationspegel von Rippenrillen in rollenden Reifen in Abhängigkeit von der Frequenz.
Fig. 15 ist eine perspektivische Teilansicht eines herkömmlichen radialen. Luftreifens.
In den Zeichnungen sind 11, 11' radiale Luftreifen; 12 ist eine Gummischicht; 13 ist ein Wulst; 14 ist ein Wulstkern; 15 ist eine Reifenkord-Einlage; 16 ist eine Karkassenschicht; 17 ist ein Stahlkord; 18 ist eine Stahlgürtelschicht; 19 ist ein Profil; 20 ist eine Rippenrille; 20a, 20b, 21c sind Seitenwände; und 21 ist eine Vibrationsdämpfungswand.
In einem radialen Luftreifen sind die Vibrationsdämpfungswände ungefähr parallel zu und neben den Seitenwänden der entlang dem Umfang verlaufenden Rille geformt, und die Vibrationsdämpfungswände weisen Aussparungen auf.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Vibrationsdämpfungswand neben einer ersten Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille geformt, und eine zweite Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille ist in einem spitzen Winkel zu der Profiloberfläche geneigt, und zwar in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie, und die Seitenwand der Vibrationsdämpfungswand an der Seite der entlang dem Umfang verlaufenden Rille ist in der gleichen Richtung wie eine andere Seitenwand geneigt, und zwar in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie, und, wenn nötig, ist die obere Kante einer anderen Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille abgerundet bzw. abgeschrägt bzw. abgefast.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Relationen (1) bis (4) aufweist:
0,50D ≤ H ≤ 0,95D (1)
S ≤ 0,30B (2)
0,01B ≤ W ≤ 0,30B (3)
0,50D ≤ L ≤ 1,50D (4)
wobei B die Breite der entlang dem Umfang verlaufenden Rille, D die Tiefe der entlang dem Umfang verlaufenden Rille, H die Höhe der Vibrationsdämpfungswand des Bodens der entlang dem Umfang verlaufenden Rille, S die Breite der entlang dem Umfang verlaufenden Rille, W der Abstand zwischen der Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille und der Vibrationsdämpfungswand und L die Tiefe der Rille zwischen der entlang dem Umfang verlaufenden Rille und der Vibrationsdämpfungswand ist.
Durch Ausbilden der Vibrationsdämpfungswände mit einer ungefähr identischen Querschnittsform neben den Seitenwänden der entlang dem Umfang verlaufenden Rille unterdrückt der oben dargestellte radiale Luftreifen eine Übertragung von Profilvibration von den entlang dem Umfang verlaufenden Rillen in dem rollenden Reifen an die Luft in den entlang dem Umfang verlaufenden Rillen, so dass die Luftschlauchresonanz in den entlang dem Umfang verlaufenden Rillen unterdrückt wird und somit die Erzeugung von Geräuschen verhindert wird. Das heißt, die Scherfestigkeit in der Querrichtung der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen in dem rollenden Reifen wird reduziert, die Vibration in der Querrichtung der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen wird verringert und Luftschlauchreifen-Resonanzgeräusche bei einer hohen Frequenz von 1,6 kHz oder höher wird reduziert.
Durch Anordnen der Vibrationsdämpfungswände ungefähr parallel zu den Seitenwänden der entlang dem Umfang verlaufenden Rille wird das Volumen der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen sichergestellt und somit den entlang dem Umfang verlaufenden Rillen ermöglicht, eine ausreichende Menge Wasser aufzunehmen und eine Wasserableitung zu gewährleisten.
Indem die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand niedriger als die Höhe der Außenkante der entlang dem Umfang verlaufenden Rille gemacht wird, nimmt die Vibrationsdämpfungswand im Vergleich zu anderen Teilen des Reifens relativ geringen Druck von dem Boden auf. Daher vibriert die Vibrationsdämpfungswand selbst nicht mit einem so hohen Pegel wie andere Teile, und somit erzeugt sie nicht die Vibration der Luft in den entlang dem Umfang verlaufenden Rillen. Die Erzeugung von Geräuschen wird dadurch wirksam verhindert. Wenn außerdem ein Teil oder die ganze Außenkante (Oberfläche des Profils) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille als Ergebnis der Abnutzungsausbreitung auf dem Profil die gleiche Höhe wie die Außenkante der Vibrationsdämpfungswand erhält, wird die Außenkante der Vibrationsdämpfungswand einem größeren Verschleiß unterzogen als die äußere Kante der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen, weil die Steifigkeit der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand geringer als jene der Außenkante der entlang dem Umfang verlaufenden Rille ist. Daher wird die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand immer niedriger gehalten als die Höhe der Außenkante der entlang dem Umfang verlaufenden Rille. Außerdem wird die Produktion von Reifen durch das Vorhandensein von Aussparungen in den Vibrationsdämpfungswänden erleichtert.
Indem ermöglicht wird, dass eine andere, das heißt eine zweite Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille in einem spitzen Winkel zu der Profiloberfläche geneigt ist, das heißt in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie, wird die Presssteifigkeit des Profils in dem rollenden Reifen gesenkt, und die auf einer unebenen Straße auftretende Vibration wird vermindert. Die Vibration auf dem Boden der entlang dem Umfang verlaufenden Rille wird dadurch vermindert, und eine Reduzierung des Pegels von Luftschlauchreifen-Resonanzgeräuschen von etwa 800 Hz ist das Ergebnis.
Diese Reduktion konnte erreicht werden, weil unter den Luftschlauchreifen-Resonanzgeräuschen in der entlang dem Umfang verlaufenden Rille wegen der Vibration des Bodens der Rille in der Richtung einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie Geräusche von etwa 800 Hz auftreten, während Hochfrequenzgeräusche von 1,6 kHz oder zu der Vibration in der Querrichtung der Rillenwand auftreten. Die Neigung einer anderen Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie ist auf einen Winkel von 20º bis 45º begrenzt, weil es bei einem Winkel von weniger als 20º schwer ist, die Presssteifigkeit zu ändern, während bei einem Winkel von 45º oder mehr die Festigkeit und Härte der oberen Kante des Profils schwach wird und ihre Herstellung auch problematisch ist, weil es schwer ist, sie nach einer Vulkanisierung von einer Form zu befreien. An der Seite der sich entlang dem Umfang erstreckenden Wand wird bei der Herstellung der Neigungswinkel der Seitenwand von der Vibrationsdämpfungswand vorzugsweise auf einen Winkel von 20º bis 45º festgelegt.
Die Vibrationsdämpfungswand mit einer Seitenwand, die sich an der Seite der entlang dem Umfang verlaufenden Rille neigt, berührt den Boden nicht, weil die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand niedriger gemacht ist als die Höhe der Außenkante (Oberfläche des Profils) der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen. Somit ist die Scherfestigkeit der entlang dem Umfang verlaufenden Rille in der Querrichtung in dem Reifen auf dem Boden abgesenkt, und die Vibration der entlang dem Umfang verlaufenden Rille in der Querrichtung wird unterdrückt. In diesem Fall ist die Höhe der Vibrationsdämpfungswand mit 0,8-facher Tiefe der entlang dem Umfang verlaufenden Rille hergestellt. Dies ist so, weil die Wirkung der Vibrationsdämpfungswand verringert wird, wenn die Vibrationsdämpfungswand zu gering ist, während sie, wenn sie zu hoch ist, bei einem Kontakt des rollenden Reifens mit dem Boden Vibration entwickelt und Luftschlauchreifen-Resonanzgeräusche erhöht. Außerdem ist die Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille, welche sich in einem spitzen Winkel neigt, an ihrem oberen Ende abgerundet, wodurch die Haltbarkeit der Seitenwand verbessert und ihre Herstellung erleichtert wird.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden ferner durch Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Jene Elemente, welche die gleiche Funktion aufweisen, haben in der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele die gleichen Zeichen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines radialen Luftreifens, Fig. 2 ist ein Grundriss eines wesentlichen Teils des radialen Luftreifens von Fig. 1, Fig. 3 ist eine Schnittansicht des radialen Luftreifens entlang der Linie X-X in Fig. 2 und Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer entlang dem Umfang verlaufenden Rille einer Modifikation des radialen Luftreifens von den Fig. 1 bis 3.
Bei dem radialen Luftreifen 11 in Fig. 1 ist die Reifengröße PSR265/70R16, und der Reifen hat im Querschnitt eine Schleifenform und ist ganz aus einer Gummischicht 12 hergestellt. Die Wülste 13 an den Querschnittsenden des Radialreifens 11 sind mit einem Paar Wulstkernen 14, 14 versehen, welche zu einem Ring um die Rotationswelle des Radialreifens 11 geformt sind. Eine Zweilagen-Karkassenschicht 16, die aus einer Reifenkord-Einlage 15 besteht und in der Querschnittsrichtung eines Radialreifens 11 in der Form einer Schleife angeordnet ist, ist über ein Paar Wulstkerne 14, 14 ausgebildet. Die Enden der Karkassenschicht 16 sind in der Längsrichtung nach außen gedreht und um ein Paar Wulstkerne 14, 14 gewickelt.
Die radiale Außenseite der Karkassenschicht 16 ist mit einer Zweilagen-Stahlgürtelschicht 18 ausgebildet, welche aus nichtdehnbarem Stahlkord 17 besteht, und das Wanddickenprofil 19 ist an der Außenseite der Stahlgürtelschicht 18 in der radialen Richtung so geformt, daß es die Stahlgürtelschicht 18 bedeckt. Ferner ist die Oberfläche des Profils 19 in vorgegebenen Abständen mit einer Mehrzahl von endlosen Rippenrillen 20 (entlang dem Umfang verlaufende Rillen) versehen, die sich entlang dem Umfang um den Radlalreifen 11 in Querrichtung des Radialreifens erstrecken.
Die Rippenrillen 20 sind innen mit einem Paar dünnwandigen Vibrationsdämpfungswänden 21 versehen, die eine ungefähr gleiche Querschnittsform aufweisen und jeweils ungefähr parallel zu und neben Seitenwänden 20a sind, und die Höhe der Außenkante dieser Vibrationsdämpfungswand 21 ist in der radialen Richtung des Reifens geringer als die Höhe der Außenkante (Oberfläche des Profils 19) der Rippenrille 20 festgelegt. In diesem Fall ist die Breite (B) einer Rippenrille 20 gleich 13 mm, die Tiefe (D) einer Rippenrille 20 ist 10 mm, die Höhe (H) einer Vibrationsdämpfungswand 21 von dem Boden der Rippenrille 20 ist 8 mm, die Breite (5) einer Vibrationsdämpfungswand 21 ist 2 mm, der Abstand (W) zwischen der Seitenwand 20a einer Rippenrille 20 und der Vibrationsdämpfungswand 21 ist 1 mm, und die Tiefe (L) der Rille zwischen der Rippenrille 20 und der Vibrationsdämpfungswand 21 ist 8 mm.
Die Rippenrille 20 in der Modifikation in Fig. 4 hat eine von der Rippenrille in dem ersten Beispiel des radialen Luftreifens in Fig. 1 abweichende Struktur. Das heißt, in Fig. 4(a) ist die Vibrationsdämpfungswand 21 ungefähr parallel zu und neben nur einer der Seitenwände 20a einer Rippenrille 20, und in Fig. 4(b) ist die Vibrationsdämpfungswand 21 in Fig. 4(a) in Abständen mit Aussparungen 21a versehen. Durch das Ausstatten der Vibrationsdämpfungswand 21 mit Aussparungen 21a kann die extrem dünne Vibrationsdämpfungswand 21 leicht vulkanisiert und gegossen werden.
Der radiale Luftreifen wurde durch Vergleichen mit einem herkömmlichen radialen Luftreifen als Vergleichsbeispiel ermittelt. Die Ausführung des ersten Beispiels des vorliegenden radialen Luftreifens wurde mit dem des Vergleichsbeispiels verglichen.
Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Diese Werte entsprechen jenen (wie 0 dB(A), 100) des Vergleichsbeispiels.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, ist die Ausführung des ersten Beispiels verbessert; das heißt, der Geräuschpegel ist verringert, das Auftreten von Aquaplaning ist kaum vermindert und die Verschleißfestigkeit des Reifens ist herabgesetzt. Dies kann daher kommen, weil die Vibrationsdämpfungswand 21 bei einem Kontakt mit dem Boden in der Umfangsrichtung relativ großem Verschleiß unterzogen wird, während an anderen Teilen ein Verschleiß ziemlich herabgesetzt ist. Bei dieser Messung wurde der Geräuschpegel mit einer Geräuschmesstrommel am Fahrzeug ermittelt. Um die Wasserableitung zu ermitteln, fuhr ein Kraftfahrzeug geradeaus über eine Pfütze von 10 mm Tiefe, und die niedrigste Geschwindigkeit, bei der Aquaplaning auftrat, wurde festgestellt und ermittelt. Der Verschleißanteil wurde durch Prüfen des Verschleißes mit einem Gerät zum Messen des Kontaktdrucks und Gleitens am Reifen ermittelt.
Es wird gesagt, dass bei den Luftschlauchreifen- Resonanzgeräuschen in der Rippenrille 20 infolge der Vibration des Bodens der Rille Geräusche von 1 kHz oder in diesem Bereich auftreten, während Hochfrequenzgeräusche von 2 kHz oder mehr infolge der Vibration der Rillenwände auftreten. In dem beschriebenen Beispiel sind Hochfrequenzresonanzgeräusche wirkungsvoll reduziert, weil der Vibrationspegel in dem ersten Beispiel in jedem Punkt im Bereich von 2 bis 3,2 kHz um 1,5 bis 2,0 dB (A) geringer ist als jener des Vergleichsbeispiels, wie in der Charakteristik des Geräuschdruckpegels im Verhältnis zu der Frequenz in Fig. 5 und der Charakteristik des Vibrationspegels im Verhältnis zu der Frequenz in Fig. 6 bezüglich der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen in dem rollenden Reifen gezeigt ist. Bei dieser Messung eines Vibrationspegels war an der Rippenrillenwand in dem Vergleichsbeispiel und an der Vibrationsdämpfungswand 21 in dem beschriebenen Beispiel ein Beschleunigungssensor angebracht.
Der radiale Luftreifen der vorliegenden Erfindung ist durch Bezugnahme auf erste bis dritte Beispiele beschrieben.
Fig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht eines ersten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung; die Fig. 8(a), (b) und (c) zeigen einen Grundriss eines wesentlichen Teils des ersten Beispiels des radialen Luftreifens bzw. Schnittansichten seiner entlang dem Umfang verlaufenden Rille (hierin als Rippenrille bezeichnet); die Fig. 9(a) bis (c) zeigen einen Grundriss eines wesentlichen Teils eines zweiten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung bzw. Schnittansichten seiner Rippenrille; und die Fig. 10(a) bis (c) zeigen einen Grundriss eines wesentlichen Teils eines dritten Beispiels des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung bzw. Schnittansichten seiner Rippenrille.
Weil der radiale Luftreifen 11' in Fig. 7 dem in Fig. 1 gezeigten Reifen gleich ist, ausgenommen bezüglich der Reifengröße von TBR265/60R22,5 und der Struktur einer Rippenrille 20, wird die Beschreibung von Teilen mit dem gleichen Aufbau weggelassen.
Eine Mehrzahl von Rippenrillen 20, die sich endlos in der Umfangsrichtung des Radialreifens 11 erstrecken, sind auf der Oberfläche eines Profils 19 in vorgegebenen Abständen in der Querrichtung des Radlalreifens 11 angeordnet.
Eine Vibrationsdämpfungswand 21 mit einer ungefähr gleichen Querschnittsform ist in einer Mehrzahl von Rippenrillen 20 so geformt, dass sie ungefähr parallel zu und neben einer Seitenwand 20a ist, welche eine der Seitenwände der Rippenrille 20 ist, und die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand 21 in der radialen Richtung ist niedriger festgelegt als die Höhe der Außenkante (Oberfläche des Profils 19) der Rippenrille 20 in der radialen Richtung des Reifens. Ferner sind eine andere Seitenwand 20b einer Rippenrille 20 und die Seitenwand 21a, die zu dem Inneren der Rippenrille 20 der Vibrationsdämpfungswand 21 ausgerichtet ist, so geformt, dass ihre oberen Kanten in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie und in der Richtung zu der äquatorialen Ebene des Reifens geneigt sind, und das obere Ende einer anderen Seitenwand 20b der Rippenrille 20 ist in einem spitzen Winkel geformt.
In diesem Fall ist die Breite (B) einer Rippenrille 20 gleich 12 mm, die Tiefe (D) einer Rippenrille 20 ist 10 mm, der Neigungswinkel (Θ) der Seitenwand 20b einer Rippenrille 20 und der Seitenwand 21a einer Vibrationsdämpfungswand 21 ist 30º, die Höhe (H) einer Vibrationsdämpfungswand 21 von dem Boden einer Rippenrille 20 ist 8 mm, die Breite (S) des oberen Endes einer Vibrationsdämpfungswand 21 ist 2 mm, der Abstand (W) zwischen der Seitenwand 20a einer Rippenrille 20 und der Vibrationsdämpfungswand 21 ist 1 mm und die Tiefe (L) der Rille zwischen der Rippenrille 20 und der Vibrationsdämpfungswand 21 ist 8 mm (siehe Fig. 8(a) bis (c)).
Bei dem radialen Luftreifen 11' ist, wie in dem zweiten Beispiel in Fig. 9(a) bis (c), das obere Ende der Seitenwand 20b abgerundet, um die Haltbarkeit der Seitenwand 20b einer Rippenrille 20 zu verbessern und die Herstellung einer Rippenrille 20 zu erleichtern. In diesem Fall ist die Breite (R) des abgerundeten Teils 20c gleich 2 mm.
Bei dem radialen Luftreifen 22 in Fig. 10(a) bis (c) neigen sich die Seitenwand 20b einer Rippenrille 20 und die Seitenwand 21a einer Vibrationsdämpfungswand 21 in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie, und ihre oberen Enden neigen sich der gegenüberliegenden Seite der äquatorialen Ebene des Reifens zu.
Der vorliegende radiale Luftreifen wurde durch Vergleichen mit dem herkömmlichen radialen Luftreifen ermittelt. Die Ausführung der dritten bis fünften Beispiele des vorliegenden radialen Luftreifens wurde mit dem einen herkömmlichen verglichen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
In der Tabelle ist das erste Beispiel so geformt, dass sich, wie in Fig. 8(a) bis (c) gezeigt ist, die Seitenwand 21b der Rippenrille 20 und die Seitenwand 21a einer Vibrationsdämpfungswand 21 in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie neigen, so dass ihre oberen Kanten wie Flanken zu der äquatorialen Ebene des Reifens abfallend geformt sind und das obere Ende der Seitenwand 20b nicht abgerundet ist; das zweite Beispiel ist so geformt, dass sich, wie in Fig. 9(a) bis (c) gezeigt ist, die Seitenwände 20b und 21a in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie neigen, so dass ihre oberen Kanten wie Flanken zu der äquatorialen Ebene des Reifens abfallend geformt sind und das obere Ende der Seitenwand 20b abgerundet ist; und das dritte Beispiel ist so geformt, dass sich, wie in Fig. 10(a) bis (c) gezeigt ist, die Seitenwände 20b und 21a in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie neigen, so dass ihre oberen Kanten wie Flanken zu der gegenüberliegenden Seite der äquatorialen Ebene des Reifens abfallend geformt sind und das obere Ende der Seitenwand 20b nicht abgerundet ist.
Die Messwerte für die ersten bis dritten Beispiele sind im Verhältnis zu jenen (wie 0 dB (A), 100) des Vergleichsbeispiels Einstellwerte, wobei ein kleinerer Wert für einen Geräuschpegel und einen Verschleißanteil gut ist, und ein höherer Wert für eine Aquaplaning- Vermeidung gut ist.
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, ist in dem dritten Beispiel der Geräuschpegel verringert und das Aquaplaning kaum reduziert. Der Verschleißanteil zeigt, wie in Hinsicht auf den Teil eines Profils, das infolge seines Kontakts mit dem Boden sehr verschleißempfindlich ist, ausgeübter Verschleiß ermittelt wurde, weniger Verschleißanteil in den ersten bis dritten Beispielen, was zeigt, dass ihre Widerstandsfähigkeit bezüglich einem Verschleißanteil verbessert ist. Dies kann daher kommen, dass die Vibrationsdämpfungswand 21 einem ziemlich großen Verschleiß in der Umfangsrichtung durch den Kontakt mit dem Boden unterzogen wird, wodurch ein Verschleiß an anderen Teilen entsprechend abgenommen hat.
Fig. 11 (Eigenschaften eines Geräuschpegels von Rippenrillen im Verhältnis zu der Frequenz in dem rollenden Reifen) zeigt ein Geräuschspektrum am Reifen des ersten Beispiels. Wie in diesem Diagramm zu sehen ist, zeigt das erste Beispiel einen niedrigeren Geräuschpegel in dem Frequenzbereich von 500 Hz bis 2 kHz. Die Geräuschreduzierung in diesem Bereich kann der Neigung der Seitenwand 20b der Rippenrille 20 für die Geräusche von 500 Hz bis 1,25 kHz und der Bereitstellung der Vibrationsdämpfungswand 21 für die Geräusche von 1,25 kHz bis 2 kHz zuzuschreiben sein.
Der Geräuschpegel wurde unter Verwendung einer Geräuschmesstrommel am Reifen ermittelt, und die Wasserableitung wurde durch Bestimmen der niedrigsten Geschwindigkeit ermittelt, bei welcher in einem geradeaus fahrenden Kraftfahrzeug auf einer Pfütze von 10 mm Tiefe ein Aquaplaning auftritt. Der Verschleißanteil wurde durch Untersuchen des Verschleißes mit einem Gerät zum Messen eines Kontaktdrucks und Gleitens am Reifen ermittelt.
Fig. 12(a) und (b) zeigen ein Verfahren zum Untersuchen der Vibration des Rillenbodens von Rippenrillen 10 und 12, die durch Vibration auf der Oberfläche einer Straße verursacht wurde.
Eine Vibrationsvorrichtung 23 wurde auf einer Stelle auf dem Boden verwendet, um die Vibrationspunkte 1 bis 7 von Profilabschnitten 9, 19 in Kontakt mit dem Boden in Vibration zu versetzen, und der Vibrationsübertragungspegel A/F wurde mit einem Beschleunigungssensor 24 gemessen, der bei den Reaktionspunkten A bis D an dem Boden der Rippenrillen 10 und 20 angebracht war. Die Ergebnisse sind in Fig. 13(a) und (b) gezeigt. Wie aus den Diagrammen ersichtlich ist, sind die Vibrationsübertragungspegel des Reaktionspunkts C zu den Vibrationspunkten 2 und 3 und des Reaktionspunkts D zu den Vibrationspunkten 5 und 6 in den ersten bis dritten Beispielen niedriger als jene des Vergleichsbeispiels, was anzeigt, dass die Vibration an dem Boden der Rillen des rollenden Reifens in Kontakt mit der Oberfläche einer Straße wirkungsvoll beseitigt wird.
Fig. 14 zeigt das Ergebnis der Messung der Vibration der Rillenwände von Rippenrillen 10 und 20 in dem rollenden Reifen. Der Vibrationspegel wurde mit dem Beschleunigungssensor 24 gemessen, der an den Wänden der Rippenrille 10 in dem Vergleichsbeispiel und an der Vibrationsdämpfungswand 21 in den ersten bis dritten Beispielen angebracht war. Die ersten bis dritten Beispiele zeigen einen niedrigeren Vibrationspegel in dem Hochfrequenzbereich von 2 kHz oder mehr, wobei der Pegel in dem Bereich von 2 kHz bis 3,2 kHz um ein Grad von 1,5 dB (A) bis 2,0 dB (A) niedriger ist als bei dem Vergleichsbeispiel.
Entsprechend den ersten bis dritten Beispielen ist die Vibration in der Querrichtung der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen in dem rollenden Reifen vermindert, während, wie oben beschrieben ist, die Vibration auf dem Boden der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen ebenfalls vermindert ist, so dass Luftschlauchreifen- Resonanzgeräusche von etwa 800 Hz und Hochfrequenz- Luftschlauchreifen-Resonanzgeräusche von 1,6 kHz oder mehr gesenkt werden können. Demzufolge kann das Geräusch des Reifens reduziert werden.
Obwohl die ersten bis dritten Beispiele oben als Ausführungsbeispiele des radialen Luftreifens der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Radialreifen eingeschränkt, die in solchen Beispielen beschrieben wurden, und diese können im Konzept modifiziert werden, ohne von dem in den anhängenden Ansprüchen beschriebenen Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel wurde eine Beschreibung der geraden und ununterbrochen gerade verlaufenden Rippenrillen des vorliegenden radialen Luftreifens erstellt, aber die Rillen können im Zickzack verlaufen oder teilweise unterbrochen sein.
Wie aus der obigen Beschreibung zu erkennen ist, kann der radiale Luftreifen der vorliegenden Erfindung Luftschlauchreifen-Resonanzgeräusche in entlang dem Umfang verlaufenden Rillen unterdrücken, um das Auftreten von Geräuschen zu verhindern, weil eine Vibrationsdämpfungswand mit einer ungefähr gleichen Querschnittsform nahe der Seitenwände der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen geformt ist. Daher kann das Problem einer Erzeugung von Geräuschen von Kraftfahrzeugen verhindert werden.
Außerdem wird die ausreichende Kapazität der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen durch Anordnen der Vibrationsdämpfungswand ungefähr parallel zu einer Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen erreicht und dabei eine Verringerung der Wasserableitung verhindert.
Überdies vibriert die Vibrationsdämpfungswand selbst nicht, weil die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand so ausgelegt ist, dass sie niedriger als die Höhe der Außenkante der entlang dem Umfang verlaufenden Rille ist. Daher können Geräusche wirkungsvoll verhindert werden, die Scherfestigkeit in der Querrichtung des Reifens in Kontakt mit dem Boden kann reduziert werden, die Vibration in der Querrichtung der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen in dem Reifen kann vermindert werden und Hochfrequenz-Luftschlauchreifen- Resonanzgeräusche von 1,6 kHz oder mehr können verringert werden. Die Vibrationsdämpfungswand mit Aussparungen ist leicht zu gießen, wodurch es möglich ist, eine extrem dünne Vibrationsdämpfungswand mit guter Verarbeitbarkeit herzustellen.
Außerdem ist eine weitere Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille in einem spitzen Winkel von 20º bis 45º zu einer zu der Profiloberfläche senkrechten Linie geneigt, so dass die Vibration auf dem Boden der entlang dem Umfang verlaufenden Rillen vermindert wird und Luftschlauchreifen-Resonanzgeräusche von 800 Hz oder so ungefähr verringert werden kann. Daher kann das Problem einer Erzeugung von Geräuschen durch die Kraftfahrzeuge verhindert werden.
Zum Schluss wird das obere Ende der zweiten Seitenwand der entlang dem Umfang verlaufenden Rille abgerundet, so dass die Haltbarkeit der Seitenwand verbessert werden kann und gleichzeitig das Gießen einer solchen Seitenwand leicht gemacht wird, was zu der Vereinfachung einer Reifenherstellung führt.

Claims

1. Radialer Luftreifen (11) mit:

einer radialen Karkassenschicht (16), einem Paar Wulstkerne (14), einer Gürtelschicht (18) radial, außerhalb der Karkasse und einem Profil (19), das außerhalb der Gürtelschicht in der radialen Richtung des Reifens angeordnet ist, einer entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20), die auf der Oberfläche des Profils ausgebildet ist und eine erste Seitenwand (20a) und eine zweite Seitenwand (20b) aufweist, und einer Vibrationsdämpfungswand (21), deren Außenkante eine Breite 5 aufweist, wobei die entlang dem Umfang verlaufende Rille (20) eine Breite B besitzt, und die Vibrationsdämpfungswand (21) benachbart bzw. angrenzend an die erste Seitenwand (20a) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) gebildet ist, wobei die erste Seitenwand (20a) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) im wesentlichen senkrecht zu der Profiloberfläche ist, wobei die Höhe der Außenkante der Vibrationsdämpfungswand (21) in der radialen Richtung des Reifens niedriger als die Höhe der Außenkante der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) in der radialen Richtung des Reifens ist, und wobei die Vibrationsdämpfungswand (21) und die erste Seitenwand (20a) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) eine Rille mit einer im wesentlichen konstanten Querschnittform bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seitenwand. (20b) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) in einem spitzen Winkel zu der Profiloberfläche und in einem Winkel Θ von 20º bis 45º zu einer Normalen senkrecht zu der Profiloberfläche geneigt ist, wobei die Seitenwand (21a) der Vibrationsdämpfungswand (21), welche dem Inneren der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) zugewandt ist, in Bezug auf die Normale in der gleichen Richtung wie die zweite Seitenwand (20b) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) geneigt ist, und dadurch, dass die Breite B so ist, dass S ≤ 0,30B ist.

2. Radialer Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (21a) der Vibrationsdämpfungswand (21), die dem Inneren der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) zugewandt ist, in einem Winkel von 20º bis 45º zu einer Normalen senkrecht zu der Profiloberfläche geneigt ist.

3. Radialer Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende der zweiten Seitenwand (20b) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) abgefast ist.

4. Radialer Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die folgende Relation erfüllt ist:

0,50D ≤ H ≤ 0,95D

0,01B ≤ W ≤ 0,30B

0,50D ≤ L ≤ 1,50D

wobei D die Tiefe der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) ist, H die Höhe der Vibrationsdämpfungswand (21) von dem Boden der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) ist, W die Breite der Rille zwischen der Seitenwand (20a) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) und der Vibrationsdämpfungswand (21) ist und L die Tiefe der Rille zwischen der Seitenwand (20a) der entlang dem Umfang verlaufenden Rille (20) und der Vibrationsdämpfungswand (21) ist.

5. Radialer Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationsdämpfungswand (21) eine Fläche aufweist, die sich senkrecht zu der Profiloberfläche erstreckt.