噪音降低装置和具备该噪音降低装置的充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种安装在轮胎内表面的噪音降低装置和具备该噪音降低装置的充气轮胎，更具体而言，涉及一种能够抑制行驶时的带构件的温度上升，从而改善高速耐久性的噪音降低装置和具备该噪音降低装置的充气轮胎。

背景技术：

对于充气轮胎来说，产生噪音的原因之一，就是填充在轮胎内部的空气振动所导致的空洞共鸣音。该空洞共鸣音是在转动轮胎时，胎面部受路面凹凸的影响而产生振动，而胎面部的振动使得轮胎内部的空气产生振动，从而产生的。

作为减少这种空洞共鸣现象所导致的噪音的方法，提出有在轮胎与车轮的轮辋之间形成的空洞部内，设置吸音材料的技术。更具体而言，如下实施：构成相对于沿着轮胎内表面形成为环状的由热塑性树脂构成的带构件接合由多孔质材料构成的吸音材料的噪音降低装置，利用该带构件的弹性恢复力，在与轮胎内表面的胎面部对应的区域设置吸音材料(例如参照专利文献1、2)。

但是，上述噪音降低装置的带构件由热塑性树脂构成，因此行驶时充气轮胎放热时，该热量从轮胎内表面传播，带构件的屈服强度降低。并且，在带构件的屈服强度降低的状态下，增大行驶速度导致施加在带构件上的离心力极度增大时，带构件有可能变形并损坏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4175479号公报

专利文献2：国际专利公开第2005/012007号

技术实现要素：

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种能够抑制行驶时的带构件的温度上升，从而改善高速耐久性的噪音降低装置和具备该噪音降低装置的充气轮胎。

用于解决问题的方案

用于实现上述目的的本发明的噪音降低装置的特征在于，其具有：沿着轮胎内表面成型为环状的由热塑性树脂构成的带构件；以及与该带构件接合的由多孔质材料构成的吸音材料，并且其基于所述带构件的弹性恢复力将所述吸音材料安装在轮胎内表面，其中在所述带构件的外周面设置至少1个凸部，使该带构件的外周面与平滑面接触时的接触面积在该带构件的投影面积的10％～80％的范围内。

另外，本发明的充气轮胎的特征在于，其在空洞部内具备上述噪音降低装置。

发明效果

根据本发明，在基于带构件的弹性恢复力将吸音材料安装在轮胎内表面的噪音降低装置中，在带构件的外周面设置至少1个凸部，使该带构件的外周面与平滑面接触时的接触面积在该带构件的投影面积的10％～80％的范围内，由此即使行驶时充气轮胎放热，也能够抑制该热量从轮胎内表面传播而导致带构件的温度上升，从而可改善噪音降低装置的高速耐久性。

在本发明中，在凸部的与轮胎内表面接触的边缘形成由曲面构成的倒角部，该倒角部的带宽度方向截面的曲率半径和带周向截面的曲率半径分别优选为0.1mm～3.0mm。由此，能够减轻由于凸部接触导致的轮胎内表面的损伤，从而提高充气轮胎的耐久性。

凸部优选包括在带构件的周向上连续延伸的至少1个凸部。另外，凸部优选包括沿着带构件的周向间隔且反复配置的多个凸部。进一步，凸部优选包括在带构件的宽度方向上并列配置的多个凸部。通过将这样形态的凸部设置在带构件上，能够有效地抑制自轮胎内表面至带构件的热传导。

凸部的高度优选为构成带构件的基材厚度的50％～100％。由此，能够有效地抑制自轮胎内表面至带构件的热传导，从而进一步改善高速耐久性。

吸音材料优选配置在带构件与热塑性树脂制的扣止构件之间，通过吸音材料使扣止构件与带构件热熔接，从而使吸音材料相对于带构件固定。由此，能够使吸音材料相对于热塑性树脂制的带构件牢固地固定。

在本发明中，带构件的接触面积是指，将带构件在由钢板等刚体构成的平滑面上展开，配置该带构件使其外周面与平滑面接触，并对该带构件施加250Pa的、朝向平滑面的加压力时测量的带构件与平滑面的接触面积的总和。更具体而言，在平滑面与带构件之间夹入感压纸的状态下施加上述加压力，测定接触位置(带颜色的位置)的面积，由此能够求出上述接触面积的总和。作为感压纸，例如可以使用富士胶片株式会社制的压力测量胶片(Prescale)。另一方面，带构件的投影面积是指，将带构件在厚度方向投影时测量的投影面积。

附图说明

图1是表示具备由本发明的实施方式构成的噪音降低装置的充气轮胎的立体截面图。

图2是表示由本发明的实施方式构成的噪音降低装置的立体图。

图3的(a)～(c)表示吸音材料与带构件的接合方法，图3的(a)～(c)分别为各工序的截面图。

图4的(a)～(c)表示本发明中所用的带构件的一例，图4的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图4的(b)是其侧视图，图4的(c)是其横截面图。

图5是表示将由本发明的实施方式构成的噪音降低装置设置在轮胎内表面的状态的截面图。

图6是表示本发明中所用的带构件的改进例的横截面图。

图7的(a)～(i)表示本发明中所用的带构件的各种改进例，图7的(a)～(i)分别是各带构件的横截面图。

图8的(a)～(d)表示本发明中所用的带构件的各种改进例，图8的(a)～(d)分别是将各带构件在平面上展开时的展开图。

图9的(a)～(c)表示本发明中所用的带构件的其他改进例，图9的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图9的(b)是其侧视图，图9的(c)是其横截面图。

图10是表示本发明中所用的带构件的其他改进例的侧视图。

图11的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的各种改进例，图11的(a)～(b)分别是各带构件的横截面图。

图12的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的各种改进例，图12的(a)～(b)分别是将各带构件在平面上展开时的展开图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的结构。图1表示由本发明实施方式构成的充气轮胎，图2表示由本发明实施方式构成的噪音降低装置。在图1中，充气轮胎具备：在轮胎周向延伸，并呈环状的胎面部1；配置在该胎面部1的两侧的一对侧壁部2；配置在这些侧壁部2的轮胎径向内侧的一对胎圈部3。并且，在由胎面部1、侧壁部2和胎圈部3围成的空洞部4中安装图2所示的环状的噪音降低装置10。该噪音降低装置10配置在轮胎内表面5中与胎面部1对应的区域。

噪音降低装置10由以下部分构成：由热塑性树脂构成的带构件11和由多孔质材料构成的多个吸音材料12。带构件11沿着轮胎内表面5成型为环状，吸音材料12沿着带构件11的周向相互间隔地与该带构件11接合。这些吸音材料12具有多个内部单元，具有基于该多孔质结构的规定的吸音特性。作为吸音材料12的多孔质材料，可使用发泡聚氨酯。带构件11基于弹性恢复力将吸音材料12保持在轮胎内表面5。如此构成的噪音降低装置10可相对于普通充气轮胎自由拆装，其拆装作业容易。

在上述噪音降低装置10中，作为带构件11和吸音材料12的接合方法，采用使用热塑性树脂制的扣止构件13的热熔接。即，吸音材料12配置在热塑性树脂制的带构件11和热塑性树脂制的扣止构件13之间，扣止构件13通过吸音材料12与带构件11热熔接。带构件11的构成材料和扣止构件13的构成材料可以使用同种的热可塑性树脂，例如聚丙烯。

图3的(a)～(c)表示吸音材料12与带构件11的接合方法。首先，如图3的(a)所示，将吸音材料12配置在带构件11与板状的扣止构件13之间。接着，如图3的(b)所示，将超声波焊接机的加振焊模20挤压至扣止构件13上，使该扣止构件13呈弯曲的状态，对该弯曲的部分进行局部加热。由此，如图3的(c)所示，通过吸音材料12，将扣止构件13与带构件11热熔接，利用多个扣止构件13使各吸音材料12与带构件11接合。作为带构件11和吸音材料12的接合方法，优选使用上述那样的热熔接，但对于其接合方法没有特别限定，例如也可以使用粘接剂。

在上述噪音降低装置10中，在带构件11的外周面形成至少1个凸部14。更具体而言，如图4的(a)～(c)所示，在带构件11的外周面形成在带构件11的周向(长度方向)连续延伸的3个凸部14A作为凸部14。并且，使带构件11的外周面与平滑面接触时的接触面积设定在带构件11的投影面积的10％～80％的范围内。

如上所述，在基于带构件11的弹性恢复力将吸音材料12安装在轮胎内表面5的噪音降低装置10中，在带构件11的外周面设置至少1个凸部14，使带构件11的外周面与平滑面接触时的接触面积为带构件11的投影面积的10％～80％的范围的情况下，如图5所示，噪音降低装置10相对于轮胎内表面5的接触面积变小。因此，即使行驶时充气轮胎放热，也能够抑制该热量从轮胎内表面5传播导致带构件11的温度上升，从而可改善噪音降低装置10的高速耐久性。特别是，在可以高速行驶的轮胎(例如W级别以上)应用噪音降低装置10的情况下，可推测，由于吸音材料12的质量，带构件11受到较大的张力，进一步伴随着高速行驶时的轮胎的放热，构成带构件11的热塑性树脂软化，由此带构件11会发生塑性变形，但如上所述，通过抑制带构件11的温度上升，能够抑制带构件11的变形，从而能够良好地维持其耐久性。

此处，使带构件11的外周面与平滑面接触时的接触面积需要在带构件11的投影面积的10％～80％的范围内。上述接触面积小于投影面积的10％时，凸部14容易磨损，且轮胎内表面5上容易产生损伤。相反，上述接触面积超过投影面积的80％时，抑制带构件11的温度上升的效果不充分。特别是，优选使带构件11的外周面与平滑面接触时的接触面积在带构件11的投影面积的40％～60％的范围内，该情况下，能够显著获得高速耐久性的改善效果。

如图6所示，在上述噪音降低装置10中，在凸部14的与轮胎内表面5接触的边缘形成由曲面构成的倒角部15，可以将倒角部15的带宽度方向的曲率半径设为0.1mm～3.0mm，更优选设为0.5mm～1.5mm。由此，能够减轻由于凸部14接触导致的轮胎内表面5的损伤，从而提高充气轮胎的耐久性。倒角部15的曲率半径R小于0.1mm时，容易由于与凸部14接触而导致轮胎内表面5损伤，相反超过3.0mm时，在倒角部51的端部形成新的边缘，会导致轮胎内表面5的损伤。出于同样的原因，可以将倒角部15的带周向截面的曲率半径也设为0.1mm～3.0mm，更优选设为0.5mm～1.5mm。

另外，如图6所示，凸部14的高度T1可以为构成带构件11的基材厚度T0的50％～100％。由此，能够有效地抑制自轮胎内表面5至带构件11的热传导，从而进一步改善高速耐久性。凸部14的高度T1小于带构件11的厚度T0的50％时，抑制热传导的效果降低，相反超过厚度T0的100％时，带构件11的刚性提高，因此在低温下的耐久性劣化，带构件11容易开裂。

在带构件11的外周面形成在带构件11的周向连续延伸的凸部14A作为凸部14时，其具体形式没有特别限定，例如可以采用图7的(a)～(i)、图8的(a)～(d)所示那样的各种形式。

在图7的(a)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的宽度方向并列配置的8个凸部14A。在图7的(b)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的宽度方向并列配置的6个凸部14A，该配置为非对称配置。在图7的(c)中，在带构件11的外周面形成有具有弯曲面的1个凸部14A。在图7的(d)中，在带构件11的外周面形成有具有梯形截面形状的1个凸部14A。在图7的(e)中，在带构件11的外周面形成有具有梯形截面形状的2个凸部14A。在图7的(f)中，在带构件11的外周面形成有具有矩形截面形状的2个凸部14A。在图7的(g)中，在带构件11的外周面形成有具有矩形截面形状的3个凸部14A，该配置为非对称配置。在图7的(h)中，通过将带构件11的基材加工为波状，在带构件11的外周面形成有在带构件11的周向连续延伸的凸部14A。在图7的(i)中，通过仅将带构件11的基材的宽度方向两端部加工为波状，在带构件11的外周面形成有在带构件11的周向连续延伸的凸部14A。

在图8的(a)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的周向连续延伸的1个凸部14A。在图8的(b)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的周向连续延伸的2个凸部14A。在图8的(c)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的周向连续延伸的6个凸部14A。在图8的(d)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的周向连续延伸的3个凸部14A，该配置为非对称配置。

在上述噪音降低装置10中，如图9的(a)～(c)所示，可以在带构件11的外周面设置沿着带构件11的周向(长度方向)间隔且反复配置的多个凸部14B作为凸部14。特别是，沿着带构件11的周向等间隔配置多个凸部14B的情况下，能够最大限度实现热传导的抑制效果，并且各凸部14B的接触压均等，因此能够尽可能避免凸部14B的磨损、轮胎内表面5的损伤。

在带构件11的外周面形成沿着带构件11的周向间隔且反复配置的多个凸部14B作为凸部14时，其具体形式没有特别限定，例如可以采用图10、图11的(a)～(b)、图12的(a)～(b)所示那样的各种形式。

在图10中，在带构件11的外周面形成沿着带构件11的周向间隔且反复配置的多个凸部14B，该凸部14B基于规定的配置图案呈周期配置。

在图11的(a)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的宽度方向并列配置的2个凸部14B。在图11的(b)中，在带构件11的外周面形成有在带构件11的宽度方向并列配置的2个凸部14B，该配置为非对称配置。

在图12的(a)中，在带构件11的外周面形成相对于带构件11的宽度方向倾斜且延伸的多个凸部14B，这些凸部14B沿着带构件11的周向间隔且反复配置。在图12的(b)中，在带构件11的外周面形成有具有浅凹形状的多个凸部14B，这些凸部14B配置为锯齿状。

实施例

制作常规例、比较例1～3和实施例1～6的噪音降低装置，在具有沿着轮胎内表面成型为环状的由热塑性树脂构成的带构件以及与该带构件接合的由多孔质材料构成的吸音材料，且基于带构件的弹性恢复力将吸音材料安装在轮胎内表面的噪音降低装置中，使带构件的构成各不相同。这些噪音降低装置适合用于轮胎尺寸245/50R18100W的充气轮胎。

在常规例(基准)中，将带构件的厚度设为1.0mm，将带构件的外周面设为没有凸部的平面。在比较例1、2和实施例1～6中，将带构件的厚度设为1.0mm，在带构件的外周面设置高度为1.0mm的至少1个凸部，使该带构件的外周面与平滑面接触时的接触面积与该带构件的投影面积的比例(接触面积相对于投影面积的比例)各不相同。在比较例3中，将带构件的厚度设为2.0mm，将带构件的外周面设为没有凸部的平面。另外，在带构件上设置凸部时，在凸部的与轮胎内表面接触的边缘形成由曲面构成的倒角部，该倒角部的带宽度方向截面和带周向截面的曲率半径设定为规定值。

对于上述常规例、比较例1～3和实施例1～6的噪音降低装置，利用下述评价方法，对其高速耐久性、长距离耐久性、低温耐久性进行评价。其结果如表1所示。

高速耐久性：

将各噪音降低装置安装在轮胎尺寸245/50R18 100W的充气轮胎的空洞部内，并将该充气轮胎安装在轮辋尺寸18×8J的车轮中，使用室内转鼓试验机，在环境温度38±3℃、气压320kPa、负载5.34kN的条件下实施行驶试验。此时，从行驶速度250km/小时开始试验，以该速度持续行驶10分钟，检查带构件有无破损(变形)，未发现异常的情况下，以10km/小时为单位增加行驶速度，进而以该速度持续行驶10分钟后，检查带构件有无破损。重复该过程，求出带构件产生破损时的速度。评价结果由带构件的破损速度表示。该破损速度值越大意味着高速耐久性越优异。

长距离耐久性：

将各噪音降低装置安装在轮胎尺寸245/50R18 100W的充气轮胎的空洞部内，并将该充气轮胎安装在轮辋尺寸18×8J的车轮中，使用室内转鼓试验机，在环境温度38±3℃、气压540kPa、负载12.56kN、行驶速度81km/小时的条件下实施行驶试验。并且，行驶20000km后，确认充气轮胎和噪音降低装置的状态。评价结果中，将在充气轮胎和噪音降低装置中没有发现任何问题的情况以“A”表示，将在带构件中发现损伤的情况以“B”表示，将发现带构件的凸部磨损或轮胎内表面损伤的情况以“C”表示。

低温耐久性：

将各噪音降低装置安装在轮胎尺寸245/50R18 100W的充气轮胎的空洞部内，并将该充气轮胎安装在轮辋尺寸18×8J的车轮中，使用室内转鼓试验机，在环境温度-20±3℃、气压120kPa、负载5.95kN、行驶速度81km/小时的条件下实施行驶试验。并且，行驶2025km后，确认噪音降低装置的状态。评价结果中，将在噪音降低装置中没有发现任何问题的情况以“A”表示，将在带构件中产生开裂的情况以“B”表示，将发现带构件的凸部磨损或轮胎内表面损伤的情况以“C”表示。

如表1所示，在实施例1～6的噪音降低装置中，长距离耐久性和低温耐久性均良好，且在与常规例的对比中，高速耐久性得以改善。与此相对，在比较例1中，带构件的接触面积相对于投影面积的比例过小，凸部的存在量过少，因此发现存在凸部的磨损、轮胎内表面的损伤。在比较例2中，带构件的接触面积相对于投影面积的比例过大，凸部的存在量过多，因此高速耐久性的改善效果不充分，另外低温耐久性下降。在比较例3中，未在带构件的外周面设置凸部，仅增厚带构件，因此高速耐久性的改善效果不充分，另外低温耐久性下降。

附图标记说明

1 胎面部

2 胎圈部

3 侧壁部

4 空洞部

5 轮胎内表面

10 噪音降低装置

11 带构件

12 吸音材料

13 扣止构件

14、14A、14B 凸部

15 倒角部