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，涉及一种能够不损害将吸音材料固定在轮胎内表面的功能且实现轻量化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，在上述噪音降低装置中，为了实现轻量化而使带构件的厚度减小时，带构件的刚性不足，因此存在无法将吸音材料牢固地固定在轮胎内表面的问题。并且，吸音材料对轮胎内表面的固定不稳定时，存在轮辋组装性劣化、或者噪音降低装置无法与轮胎行驶随动而容易破损的问题。

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不损害将吸音材料固定在轮胎内表面的功能且实现轻量化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，在所述带构件的厚度方向的至少一个面上设置在该带构件的周向延伸的至少1个条状花纹，按照使该条状花纹存在于所述带构件的周向的整个区域的方式进行配置。

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，在带构件的厚度方向的至少一个面上设置在该带构件的周向延伸的至少1个条状花纹，按照使该条状花纹存在于带构件的周向的整个区域的方式进行配置，由此即使在减小带构件厚度的情况下，也能够基于条状花纹充分确保带构件的弯曲刚度。因此，能够不损害将吸音材料固定在轮胎内表面的功能且实现轻量化。

在本发明中，条状花纹优选具有在带构件的周向的整个区域连续的结构。条状花纹在周向的途中切断时，应力集中于该部分，带构件容易破损，但通过使条状花纹具有连续的结构，能够避免应力集中，获得良好的增强效果。另外，也可以使条状花纹由比带构件周长短的多个条状花纹片构成，但该情况下，优选按照使带构件的周向相邻的条状花纹片在周向相互重叠的方式进行配置。由此，能够尽可能地避免应力集中于条状花纹切断的部位。

条状花纹优选配置在带构件的外周面。由此，条状花纹与轮胎内表面抵接，另一方面，带构件与轮胎内表面不直接接触，因此能够抑制自轮胎内表面至带构件的热传导，能够抑制由于热量导致的带构件的刚性降低。

在将条状花纹配置在带构件的外周面时，优选在条状花纹与轮胎内表面接触的部分实施倒角加工。由此，能够减轻由于条状花纹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。

条状花纹的高度和宽度在周向上的变化量优选分别为最小值的20％以下。条状花纹的高度和宽度在周向上的变化量增大时，带构件的周向的刚性变化增大，容易引起应力集中，通过控制其变化量，能够避免应力集中。

条状花纹的总宽度优选为带构件的宽度的2％～30％，条状花纹的高度优选为带构件的厚度的20％～400％。由此，能够良好地维持带构件的耐久性，同时能够充分确保基于条状花纹的带构件的增强效果。

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)～(b)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)是其横截面图。

图5的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的改进例，图5的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图5的(b)是其横截面图。

图6的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的其他改进例，图6的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图6的(b)是其横截面图。

图7的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的其他改进例，图7的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图7的(b)是其横截面图。

图8的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的其他改进例，图8的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图8的(b)是其侧视图。

图9的(a)～(b)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)是其横截面图。

图10的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的其他改进例，图10的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图10的(b)是其横截面图。

图11的(a)～(b)表示本发明中所用的带构件的其他改进例，图11的(a)是将带构件在平面上展开时的展开图，图11的(b)是其横截面图。

图12是表示本发明中所用的带构件的其他改进例的横截面图。

图13是表示本发明中所用的带构件的其他改进例的横截面图。

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的厚度方向的至少一个面上形成在带构件11的周向延伸的至少1个条状花纹14(凸条)，该条状花纹14按照存在于带构件11的周向的整个区域的方式进行配置。在图1和图2中，条状花纹14配设在带构件11的外周面。

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的厚度方向的至少一个面上设置在带构件10的周向延伸的至少1个条状花纹14，按照使该条状花纹14存在于带构件11的周向的整个区域的方式进行配置，由此即使在减小带构件11厚度的情况下，也能够充分确保基于条状花纹14的带构件11的弯曲刚度。因此，能够不损害将吸音材料12固定在轮胎内表面5的功能且实现噪音降低装置10的轻量化。

特别是，将条状花纹14配置在带构件11的外周面的情况下，条状花纹14与轮胎内表面5抵接，另一方面，带构件11与轮胎内表面5不直接接触，因此能够抑制自轮胎内表面5至带构件11的热传导，能够抑制由于热量导致的带构件11的刚性降低。

如图4～图8所示，在上述噪音降低装置10中，条状花纹14可以具有在带构件11的周向(长度方向)的整个区域连续的结构。条状花纹14在周向的途中切断时，应力集中于该部分，带构件11容易破损，但通过使条状花纹14具有连续的结构，能够避免应力集中，获得良好的增强效果。需要说明的是，通过将带状构件的两端部彼此接合，形成环状的带构件11的情况下，在其接合部(接头部)处，有时条状花纹14会不可避免地出现不连续的情况。这样的情况下，条状花纹14只要在除了带构件11的接头部的区域具有连续的结构即可。带构件11的接头部可以根据需要进行增强。

在图4的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成具有在带构件11的周向(长度方向)的整个区域连续的结构的1个条状花纹14，该条状花纹14沿着带构件11的周向呈直线状延伸。

在图5的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成具有在带构件11的周向(长度方向)的整个区域连续的结构的2个条状花纹14，这些条状花纹14在带构件11的宽度方向的两端部沿着带构件11的周向呈直线状延伸。根据这样的方式，能够有效地增强带构件11，并且通过使2个条状花纹14与轮胎内表面5抵接，能够以稳定的状态设置带构件11。

在图6的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成具有在带构件11的周向(长度方向)的整个区域连续的结构的1个条状花纹14，该条状花纹14沿着带构件11的周向呈锯齿状延伸。如此，通过使呈锯齿状延伸的条状花纹14与轮胎内表面5抵接，能够以稳定的状态设置带构件11。

在图7的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成具有在带构件11的周向(长度方向)的整个区域连续的结构的1个条状花纹14，该条状花纹14的宽度在带构件11的周向上变化。另外，在图8的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成具有在带构件11的周向(长度方向)的整个区域连续的结构的1个条状花纹14，该条状花纹14的高度在带构件11的周向上变化。条状花纹14的高度或宽度在周向上变化的情况下，条状花纹14的高度或宽度在周向上的变化量(最小值与最大值之差)可以分别为最小值的20％以下，更优选为10％以下。最优选的形式为条状花纹14的高度或宽度在带构件11的周向上恒定。条状花纹14的高度和宽度在周向上的变化量增大时，带构件11的周向的刚性变化增大，容易引起应力集中，通过控制其变化量，能够避免应力集中。这有助于提高带构件11的耐久性。

优选条状花纹14的总宽度W1为带构件11的宽度W0的2％～30％，条状花纹14的高度T1为带构件11的厚度T0的20％～400％(参照图4)。带构件11具备1个条状花纹14的情况下，该1个条状花纹14的宽度为总宽度W1，带构件11具备多个条状花纹14的情况下，该多个条状花纹14的宽度的总和为总宽度W1。通过将条状花纹14的总宽度W1和高度T1设定在上述范围，能够良好地维持带构件11的耐久性，同时能够充分确保基于条状花纹14的带构件11的增强效果。此处，条状花纹14的总宽度W1过小时，增强效果不充分，相反过大时，弯曲刚度过大，因此耐久性下降。另外，条状花纹14的高度T1过小时，增强效果不充分，相反过大时，弯曲刚度过大，因此耐久性下降。另外，在将条状花纹14配置在带构件11的外周面的情况下，条状花纹14的高度T1过大时，吸音材料12距轮胎内表面5间距较大，吸音材料12容易随着行驶而发生变形，因此吸音材料12容易损伤。

需要说明的是，优选带构件11的宽度W0设定为15mm～70mm的范围，带构件11的厚度T0设定为0.7mm～3.0mm的范围。由此，在安装至充气轮胎的噪音减低装置10中，能够将吸音材料12牢固地保持在轮胎内表面上。此处，带构件11的宽度W0或厚度T0过小时，带构件11的强度不充分，相反过大时，弯曲刚度过大，因此耐久性下降。

如图9～图11所示，在上述噪音降低装置10中，也可以由比带构件11的周长短的多个条状花纹片14X构成条状花纹14。该情况下，可以按照使带构件11的周向(长度方向)相邻的条状花纹片14X、14X之间在周向上相互重复的方式进行配置。由此，能够尽可能地避免应力集中于条状花纹14切断的部位。

在图9的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成由多个条状花纹片14X构成的条状花纹14，按照使带构件11的周向(长度方向)相邻的条状花纹片14X、14X在周向相互重复的方式进行配置。条状花纹14X按照分散至带构件11的宽度方向的2处的方式进行配置，各条状花纹片14X与带构件11的长度方向平行地延伸。

在图10的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成由多个条状花纹片14X构成的条状花纹14，按照使带构件11的周向(长度方向)相邻的条状花纹片14X、14X在周向相互重复的方式进行配置。条状花纹14X按照分散至带构件11的宽度方向的3处的方式进行配置，各条状花纹片14X与带构件11的长度方向平行地延伸。

在图11的(a)、(b)中，在带构件11的一个面上形成由多个条状花纹片14X构成的条状花纹14，按照使带构件11的周向(长度方向)相邻的条状花纹片14X、14X在周向相互重复的方式进行配置。各条状花纹片14X相对于带构件11的长度方向倾斜。

在图9～图11的方式中，条状花纹片14X之间的轮胎周向上的重叠量没有特别限定，该重叠量过大时，带构件11的整体的弯曲刚性过大，另外还导致重量增加。因此，可以将条状花纹片14X之间的轮胎周向上的重叠量抑制为最小限度。例如，优选将条状花纹片14X之间的轮胎周向上的重叠量的总和规定为带构件11的周长的30％以下。

在上述噪音降低装置10中，在将条状花纹14配置在带构件11的外周面时，优选在条状花纹14与轮胎内表面5接触的部分实施倒角加工。在图12中，条状花纹14与轮胎内表面5接触的部分形成有由具有规定曲率半径的曲面构成的倒角部15A。另外，在图13中，条状花纹14与轮胎内表面5接触的部分形成有由平面构成的倒角部15B。由此，能够减轻由于条状花纹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。

实施例

制作常规例、比较例1、2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245/40R18的充气轮胎。

在常规例中，将带构件的宽度设为20mm，将带构件的厚度设为1.0mm。在比较例1中，将带构件的宽度设为20mm，将带构件的厚度设为0.8mm。在比较例2中，将带构件的宽度设为20mm，将带构件的厚度设为0.8mm，同时在带构件的外周面设置沿着带构件的周向延伸的条状花纹，由比带构件的周长短的15个条状花纹片构成该条状花纹，使这些条状花纹片在周向上相互分离，由此按照使条状花纹存在于带构件的周向的90％的区域的方式进行配置。

在实施例1～4中，将带构件的宽度设为20mm，将带构件的厚度设为0.6mm～0.8mm，同时在带构件的外周面设置沿着带构件的周向连续延伸的1个条状花纹(参照图4)，按照使该条状花纹存在于带构件的周向的整个区域的方式进行配置，使条状花纹的宽度和高度各不相同。

在实施例5中，将带构件的宽度设为20mm，将带构件的厚度设为0.5mm，同时在带构件的外周面设置沿着带构件的周向连续延伸的2个条状花纹(参照图5)，按照使该条状花纹存在于带构件的周向的整个区域的方式进行配置。各条状花纹的宽度为2mm。

在实施例6中，将带构件的宽度设为20mm，将带构件的厚度设为0.8mm，同时在带构件的外周面设置在带构件的周向延伸的条状花纹，由比带构件的周长短的15个条状花纹片(参照图11)构成该条状花纹，按照使带构件的周向相邻的条状花纹片在周向上相互重复的方式进行配置，由此按照使该条状花纹存在于带构件的周向的整个区域的方式进行配置。这些条状花纹片相对于带构件的周向倾斜配置，各条状花纹片的宽度为1mm。

对于上述常规例、比较例1、2和实施例1～6的噪音降低装置，利用下述评价方法，对吸音材料的保持性能、耐久性、带重量进行评价。其结果如表1所示。

吸音材料的保持性能：

将各噪音降低装置安装至充气轮胎的空洞部内，检查吸音材料对轮胎内表面的保持性能。评价结果中，将带构件的刚性充足，吸音材料被牢固地保持于轮胎内表面的情况以“A”表示，将基于带构件的刚性，吸音材料被保持于轮胎内表面的情况以“B”表示，将带构件的刚性不足，未能保持住吸音材料而导致其从轮胎内表面脱落的情况以“C”表示。

耐久性：

将各噪音降低装置安装在轮胎尺寸245/40R18的充气轮胎的空洞部内，并将该充气轮胎安装在轮辋尺寸18×9JJ的车轮中，使用室内转鼓试验机，在气压250kPa、负载4.8kN、速度80km/小时的条件下实施行驶试验，测量直至噪音降低装置破损为止的行驶距离。行驶距离为20000km以上的情况为合格。评价结果中，将行驶距离为合格判定距离的2倍以上的情况以“S”表示，将行驶距离为合格判定距离的1.5倍以上的情况以“A”表示，将行驶距离为合格判定距离以上的情况以“B”表示，将行驶距离小于合格判定距离的情况以“C”表示。

带重量：

测量各噪音降低装置的带构件的重量，采用以常规例为100的指数进行表示。该指数值越小，表示越轻量。

如表1所示，实施例1～6的噪音降低装置相对于常规例更加轻量化，且吸音材料的保持性能和耐久性良好。与此相对，在比较例1中，带构件因没有条状花纹而变薄，因此吸音材料无法保持于轮胎内表面，无法进行耐久性的评价。另外，在比较例2中，在带构件的外周面设置沿着带构件的周向间隔延伸的条状花纹，按照使该条状花纹存在于带构件的周向的90％的区域的方式进行配置，因此噪音降低装置的耐久性不充分。

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 条状花纹

14X 条状花纹片

15A、15B 倒角部