專利名稱：低噪音充氣輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備了帶狀吸音材料的低噪音充氣輪胎，更詳細(xì)地說，涉及可以同時降低空腔共鳴音以及高頻噪音，并有效降低車輛行駛時的噪音的低噪音充氣輪胎。
背景技術(shù)：
在充氣輪胎中，產(chǎn)生噪音的原因之一就是由填充在輪胎內(nèi)部的空氣的振動導(dǎo)致的空腔共鳴音。該空腔共鳴音是這樣產(chǎn)生的在使輪胎轉(zhuǎn)動時，胎面部由于路面的凹凸而振動，胎面部的振動使輪胎內(nèi)部的空氣振動。
作為降低這樣的由空腔共鳴現(xiàn)象產(chǎn)生的噪音的方法，有提案在輪胎內(nèi)部添加吸音材料而吸收共鳴音(例如，參照專利文獻1)。但是，在上述方法中，由于在輪胎內(nèi)表面或輪輞外周表面上粘貼有吸音材料，因此具有該吸音材料的設(shè)置操作比較麻煩的缺點。
另外，在上述方法中，可以由吸音材料抑制空腔共鳴，但是在車輛行駛時在輪胎內(nèi)部產(chǎn)生的噪音并不僅限于空腔共鳴音，也包括與空腔共鳴音不同的頻帶的高頻噪音。但是，吸音材料只對特定的頻帶發(fā)揮優(yōu)異的吸音特性，而與其他的頻帶相對應(yīng)的吸音特性則不一定非常充分。因此，雖然可以實現(xiàn)空腔共鳴音的降低，但難以降低高頻噪音等。
專利文獻1日本特開昭64-78902號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了提供一種低噪音充氣輪胎，其帶狀吸音材料的設(shè)置操作簡單，并可以同時降低空腔共鳴音以及高頻噪音，有效降低車輛行駛時的噪音。
用于達(dá)到上述目的的本發(fā)明的低噪音充氣輪胎，其特征在于將由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將這些帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上。
換言之，本發(fā)明的低噪音充氣輪胎，其特征在于將帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將這些帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上，所述帶狀吸音材料是將由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的至少2種吸音部混合排列而成的。至少2種吸音部，以在輪胎圓周方向或輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置，并在帶狀吸音材料的表面方向上混合排列。
更具體地說，本發(fā)明的低噪音充氣輪胎，其特征在于將帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將該帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面的整個圓周上，所述帶狀吸音材料是將由頻率200Hz的吸音率為20％或以上的第1多孔材料構(gòu)成的吸音部和由頻率1kHz的吸音率為25％或以上的第2多孔材料構(gòu)成的吸音部混合排列而成的。由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部，以在輪胎圓周方向或輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置，并在帶狀吸音材料的表面方向上混合排列。此時，優(yōu)選為由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的30～70％，由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的30～70％。
另外，本發(fā)明的低噪音充氣輪胎，其特征在于將帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將該帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面的整個圓周上，所述帶狀吸音材料是將由頻率200Hz的吸音率為20％或以上的第1多孔材料構(gòu)成的吸音部、由頻率1kHz的吸音率為25％或以上的第2多孔材料構(gòu)成的吸音部和由頻率1.5kHz的吸音率為30％或以上的第3多孔材料構(gòu)成的吸音部混合排列而成的。由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部、由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第3多孔材料構(gòu)成的吸音部，以在輪胎圓周方向或輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置，并在帶狀吸音材料的表面方向上混合排列。此時，優(yōu)選為由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的30～50％，由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的20～30％，由第3多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的20～50％。
在本發(fā)明中，由多孔材料構(gòu)成的吸音部以及帶狀吸音材料的表面面積，是把它們假定為實心物體時的表觀表面面積，并且是露出到充氣輪胎的空腔部內(nèi)的部分的表面面積。
根據(jù)本發(fā)明，由于將由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上，因此與使用了單一的多孔材料的情況相比，可以在廣泛的頻帶內(nèi)發(fā)揮優(yōu)異的吸音效果。即，可以同時降低空腔共鳴音以及高頻噪音，有效降低車輛行駛時的噪音。而且，由于上述帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于該彈性固定帶的彈性力而裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上，因此帶狀吸音材料的設(shè)置操作極為簡單。


圖1是表示由本發(fā)明的實施方式構(gòu)成的低噪音充氣輪胎的立體剖面圖。
圖2是表示裝設(shè)在輪胎內(nèi)表面上的帶狀吸音材料以及彈性固定帶的側(cè)視圖。
圖3(a)～(d)分別是以直線狀地打開的狀態(tài)表示由2種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料的立體圖。
圖4是表示多孔材料A、B的吸音特性的一例的圖。
圖5(a)～(c)分別是以直線狀地打開的狀態(tài)表示由3種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料的立體圖。
圖6是表示多孔材料A、B、C的吸音特性的一例的圖。
圖7(a)～(c)是分別表示由彈性固定帶實現(xiàn)的帶狀吸音材料的安裝構(gòu)造的剖面圖。
圖8是由彈性固定帶實現(xiàn)的帶狀吸音材料的其他的安裝構(gòu)造的剖面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進行詳細(xì)說明。
圖1是表示由本發(fā)明的實施方式構(gòu)成的低噪音充氣輪胎的圖，圖2是表示裝設(shè)在輪胎內(nèi)表面上的帶狀吸音材料以及彈性固定帶的圖。在圖1中，充氣輪胎T包括胎面部1，左右一對胎圈部2，和將這些胎面部1與胎圈部2互相連接的胎側(cè)部3。
在胎面部1的內(nèi)表面上，通過環(huán)狀的彈性固定帶11裝設(shè)有由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料12。該帶狀吸音材料12，存在于胎面部1的整個圓周上，并相對于彈性固定帶11而安裝(參照圖2)。而且，由于帶狀吸音材料12基于彈性固定帶11的彈性力而裝設(shè)在硫化之后的充氣輪胎T的胎面內(nèi)表面上，因此其設(shè)置操作極為簡單。
彈性固定帶11，可以是無接頭的環(huán)狀體，或者也可以是將帶狀材料的縱向的兩端部互相連結(jié)而加工成環(huán)狀的部件。特別是，在由帶狀材料構(gòu)成彈性固定帶11時，可以根據(jù)輪胎尺寸調(diào)整周長。作為該彈性固定帶11的構(gòu)成材料，可以使用聚丙烯樹脂等合成樹脂。特別是，在使用聚丙烯樹脂時，優(yōu)選由ASTM試驗方法的D638中所規(guī)定的試驗方法測出的拉伸彈性率為700Mpa左右。另外，除了合成樹脂，也可以使用金屬材料。
作為構(gòu)成帶狀吸音材料12的多孔材料，可以使用樹脂的泡沫體，特別優(yōu)選使用聚氨酯泡沫。多孔材料除了樹脂泡沫體，也可以是將纖維結(jié)合起來而成的毛氈、墊子等無紡布。在樹脂泡沫體中，氣泡的形態(tài)優(yōu)選為連續(xù)氣泡。在以聚氨酯泡沫為代表的樹脂泡沫體的情況下，可以根據(jù)其密度、孔的大小來使與頻率相對應(yīng)的吸音特性變化。例如，可以任意地對頻率200Hz的吸音率相對較高的多孔材料、頻率1kHz的吸音率相對較高的多孔材料和頻率1.5kHz的吸音率相對較高的多孔材料進行調(diào)整。特別是，頻率200Hz的吸音率為20％或以上的聚氨酯泡沫的密度為20～40kg/m3，頻率1kHz的吸音率為25％或以上的聚氨酯泡沫的密度為5～20kg/m3。這里，本發(fā)明所說的吸音率是JIS A1405所規(guī)定的吸音率。
圖3(a)～(d)，是表示由2種多孔材料(A、B)構(gòu)成的帶狀吸音材料的圖。在圖3(a)～(d)中，為了使理解容易，以將在胎面部的整個圓周上延長的帶狀吸音材料打開為直線狀的狀態(tài)進行表示，并以相同的圖案表示由相同的多孔材料構(gòu)成的吸音部。如圖3(a)～(d)所示，在帶狀吸音材料12中，由互相不同的多孔材料構(gòu)成的吸音部12A、12B，不是在厚度方向上層疊，而是以在輪胎圓周方向或輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置。即，吸音部12A、12B在帶狀吸音材料12的表面方向上混合排列。
帶狀吸音材料12的吸音部12A，由頻率200Hz的吸音率為20％或以上的多孔材料(A)構(gòu)成。在選擇頻率200Hz的吸音率為20％或以上的多孔材料(A)時，可以有效降低該頻率附近的空腔共鳴音。
帶狀吸音材料12的吸音部12B，由頻率1kHz的吸音率為25％或以上的多孔材料(B)構(gòu)成。在選擇頻率1kHz的吸音率為25％或以上的多孔材料(B)時，可以有效降低該頻率附近的高頻噪音。
圖4是表示多孔材料A、B的吸音特性的一例的圖。如圖4所示，多孔材料A的吸音材料，具備頻率200Hz下的吸音率比頻率1kHz下的吸音率高的吸音特性。另一方面，多孔材料B的吸音材料，具備頻率200Hz下的吸音率相對較低、在頻率1kHz附近具有吸音率的峰值的吸音特性。由于這2種吸音材料分別承擔(dān)不同的頻帶的吸音效果，因此可以同時降低空腔共鳴音以及高頻噪音，有效降低車輛行駛時的噪音。
特別是，在由多孔材料A構(gòu)成的吸音部12A的表面面積為帶狀吸音材料12的整體的表面面積的30～70％，由多孔材料B構(gòu)成的吸音部12B的表面面積為帶狀吸音材料12的整體的表面面積的30～70％時，可以均衡地降低空腔共鳴音以及高頻噪音這雙方。如果該表面面積的比例偏離上述范圍，則難以均衡地降低車輛行駛時的噪音。
圖5(a)～(c)，是表示由3種多孔材料(A、B、C)構(gòu)成的帶狀吸音材料的圖。在圖5(a)～(c)中，為了使理解容易，以將在胎面部的整個圓周上延長的帶狀吸音材料打開為直線狀的狀態(tài)進行表示，并以相同的圖案表示由相同的多孔材料構(gòu)成的吸音部。如圖5(a)～(c)所示，在帶狀吸音材料12中，由互相不同的多孔材料構(gòu)成的吸音部12A、12B、12C，不是在厚度方向上層疊，而是以在輪胎圓周方向或輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置。即，吸音部12A、12B、12C在帶狀吸音材料12的表面方向上混合排列。
帶狀吸音材料12的吸音部12A，由頻率200Hz的吸音率為20％或以上的多孔材料(A)構(gòu)成。在選擇頻率200Hz的吸音率為20％或以上的多孔材料(A)時，可以有效降低該頻率附近的空腔共鳴音。
帶狀吸音材料12的吸音部12B，由頻率1kHz的吸音率為25％或以上的多孔材料(B)構(gòu)成。在選擇頻率1kHz的吸音率為25％或以上的多孔材料(B)時，可以有效降低該頻率附近的高頻噪音。
帶狀吸音材料12的吸音部12C，由頻率1.5kHz的吸音率為30％或以上、更優(yōu)選為60％或以上的多孔材料(C)構(gòu)成。在選擇頻率1.5kHz的吸音率為30％或以上的多孔材料(C)時，可以有效降低該頻率附近的高頻噪音。
圖6是表示多孔材料A、B、C的吸音特性的一例的圖。如圖6所示，多孔材料A的吸音材料，具備頻率200Hz下的吸音率比頻率1kHz以及1.5kHz下的吸音率高的吸音特性。另一方面，多孔材料B的吸音材料，具備頻率200Hz下的吸音率相對較低、在頻率1kHz附近具有吸音率的峰值的吸音特性。多孔材料C的吸音材料，具備頻率200Hz下的吸音率相對較低、在頻率1.5kHz附近具有吸音率的峰值的吸音特性。由于這3種吸音材料分別承擔(dān)不同的頻帶的吸音效果，因此可以同時降低空腔共鳴音以及高頻噪音，有效降低車輛行駛時的噪音。
特別是，在由多孔材料A構(gòu)成的吸音部12A的表面面積為帶狀吸音材料12的整體的表面面積的30～50％，由多孔材料B構(gòu)成的吸音部12B的表面面積為帶狀吸音材料12的整體的表面面積的20～30％，由多孔材料C構(gòu)成的吸音部12C的表面面積為帶狀吸音材料12的整體的表面面積的20～50％時，可以均衡地降低空腔共鳴音以及高頻噪音這雙方。如果該表面面積的比例偏離上述范圍，則難以均衡地降低車輛行駛時的噪音。
圖7(a)～(c)是分別表示由彈性固定帶實現(xiàn)的帶狀吸音材料的安裝構(gòu)造的圖。在圖7(a)中，彈性固定帶11配置在帶狀吸音材料12的內(nèi)周側(cè)。在圖7(b)中，彈性固定帶11配置在帶狀吸音材料12的外周側(cè)。在圖7(c)中，彈性固定帶11貫通帶狀吸音材料12的內(nèi)部。如上所述，彈性固定帶11與帶狀吸音材料12的輪胎直徑方向的位置關(guān)系沒有特別限定。
圖8是表示由彈性固定帶實現(xiàn)的帶狀吸音材料的其他的安裝構(gòu)造的圖。在圖8中，帶狀吸音材料12在寬度方向上被割開，并在其中配置有環(huán)狀的彈性固定帶11。彈性固定帶11，其寬度方向兩端部埋設(shè)在帶狀吸音材料12內(nèi)，在其寬度方向中央部具備向外周側(cè)突出的鼓出部11a。另一方面，在充氣輪胎T的胎面部1的內(nèi)表面上形成有在輪胎圓周方向上連續(xù)的槽1a，并相對于該槽1a而將彈性固定帶11的鼓出部11a卡合。根據(jù)這樣的安裝構(gòu)造，具有裝設(shè)帶狀吸音材料12時的定位容易、而且裝設(shè)后的帶狀吸音材料12難以變位的優(yōu)點。
上面，對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式詳細(xì)地進行了說明，但應(yīng)該理解為，在不脫離附加的權(quán)利要求所規(guī)定的本發(fā)明的精神以及范圍的情況下，可以對其進行各種變更、代用以及置換。
實施例在輪胎尺寸215/60R16 95H的充氣輪胎中，分別制作在胎面內(nèi)表面上沒有裝設(shè)吸音材料的以往例的輪胎；通過彈性固定帶將由多孔材料A構(gòu)成的帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上的比較例的輪胎；通過彈性固定帶將由多孔材料A、B構(gòu)成的帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上的實施例1的輪胎；和通過彈性固定帶將由多孔材料A、B、C構(gòu)成的帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上的實施例2的輪胎。上述多孔材料A、B、C的吸音特性，如圖6所示。
在實施例1中，將由多孔材料A構(gòu)成的吸音部的表面面積設(shè)為帶狀吸音材料整體的表面面積的50％，將由多孔材料B構(gòu)成的吸音部的表面面積設(shè)為帶狀吸音材料整體的表面面積的50％。在實施例2中，將由多孔材料A構(gòu)成的吸音部的表面面積設(shè)為帶狀吸音材料整體的表面面積的50％，將由多孔材料B構(gòu)成的吸音部的表面面積設(shè)為帶狀吸音材料整體的表面面積的30％，將由多孔材料C構(gòu)成的吸音部的表面面積設(shè)為帶狀吸音材料整體的表面面積的20％。
對于這些試驗輪胎，通過下面的實驗方法，評價車內(nèi)噪音。即，將各試驗輪胎安裝在輪輞尺寸16×6.5JJ的車輪上，并以220kPa的空氣壓力裝設(shè)在排氣量2400cc的轎車上，在機室內(nèi)的駕駛席窗口側(cè)耳朵的位置上設(shè)置話筒，測量并記錄以80km/h的速度在粗糙路面上行駛時的200Hz、1kHz、1.5kHz的1/3倍頻帶的聲壓級(dB)。
表1

如該表1所示，在實施例1～2的輪胎中，與以往例的輪胎相比較，不但200Hz附近的空腔共鳴音、對于1kHz和1.5kHz附近的高頻噪音也可以得到降低效果。
權(quán)利要求
1.一種低噪音充氣輪胎，其中將由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將該帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上。
2.一種低噪音充氣輪胎，其中將帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將該帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上，所述帶狀吸音材料是將由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的至少2種吸音部混合排列而成的。
3.如權(quán)利要求2所述的低噪音充氣輪胎，其中以在輪胎圓周方向上交替地排列的方式配置至少2種吸音部。
4.如權(quán)利要求2所述的低噪音充氣輪胎，其中以在輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置至少2種吸音部。
5.如權(quán)利要求2所述的低噪音充氣輪胎，其中使至少2種吸音部在帶狀吸音材料的表面方向上混合排列。
6.一種低噪音充氣輪胎，其中將帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將該帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面的整個圓周上，所述帶狀吸音材料是將由頻率200Hz的吸音率為20％或以上的第1多孔材料構(gòu)成的吸音部和由頻率1kHz的吸音率為25％或以上的第2多孔材料構(gòu)成的吸音部混合排列而成的。
7.如權(quán)利要求6所述的低噪音充氣輪胎，其中以在輪胎圓周方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部。
8.如權(quán)利要求6所述的低噪音充氣輪胎，其中以在輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部。
9.如權(quán)利要求6所述的低噪音充氣輪胎，其中使由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部在帶狀吸音材料的表面方向上混合排列。
10.如權(quán)利要求6～9中的任何一項所述的低噪音充氣輪胎，其中由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的30～70％，由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的30～70％。
11.一種低噪音充氣輪胎，其中將帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將該帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面的整個圓周上，所述帶狀吸音材料是將由頻率200Hz的吸音率為20％或以上的第1多孔材料構(gòu)成的吸音部、由頻率1kHz的吸音率為25％或以上的第2多孔材料構(gòu)成的吸音部和由頻率1.5kHz的吸音率為30％或以上的第3多孔材料構(gòu)成的吸音部混合排列而成的。
12.如權(quán)利要求11所述的低噪音充氣輪胎，其中以在輪胎圓周方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部、由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第3多孔材料構(gòu)成的吸音部。
13.如權(quán)利要求11所述的低噪音充氣輪胎，其中以在輪胎寬度方向上交替地排列的方式配置由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部、由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第3多孔材料構(gòu)成的吸音部。
14.如權(quán)利要求11所述的低噪音充氣輪胎，其中使由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部、由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部和由第3多孔材料構(gòu)成的吸音部在帶狀吸音材料的表面方向上混合排列。
15.如權(quán)利要求11～14中的任何一項所述的低噪音充氣輪胎，其中由第1多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的30～50％，由第2多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的20～30％，由第3多孔材料構(gòu)成的吸音部的表面面積為帶狀吸音材料整體的表面面積的20～50％。
全文摘要
提供一種低噪音充氣輪胎，其帶狀吸音材料的設(shè)置操作簡單，并可以同時降低空腔共鳴音以及高頻噪音，有效降低車輛行駛時的噪音。本發(fā)明的低噪音充氣輪胎，將由與頻率相對應(yīng)的吸音特性不同的至少2種多孔材料構(gòu)成的帶狀吸音材料安裝在環(huán)狀的彈性固定帶上，并基于上述彈性固定帶的彈性力而將這些帶狀吸音材料裝設(shè)在胎面內(nèi)表面上。
文檔編號B60C5/00GK1894113SQ20048003758
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者丹野篤, 池田俊之 申請人:橫濱橡膠株式會社