包括振动吸收器的轮胎的制作方法

本发明涉及一种轮胎，尤其涉及一种能够减少振动噪声的轮胎。

背景技术：

众所周知，轮胎在滚动时发出的噪声尤其是由于轮胎与不平坦的路面接触之后其结构的振动引起的，还会产生各种声波。所有这些最终都以噪声的形式体现在车辆内部和外部。这各种表现的幅度取决于轮胎的振动特性的模式，还取决于车辆在其上行驶的路面的性质。对应于由轮胎产生的噪声的频率范围通常在大约从20到4,000hz的范围。

wo2014/137675公开了一种轮胎，该轮胎包括多个振动吸收器，这些振动吸收器影响轮胎的结构共振，用于减小由结构振动引起的噪声，该振动吸收器由弹性元件和质量元件组成。

jp2006-256531公开了一种轮胎，该轮胎包括动态阻尼器，该动态阻尼器包括影响轮胎的轴向变形模式并附接到轮胎侧壁的质量元件和弹性构件。

近来，出于减轻轮胎重量同时保持或甚至改善操作性能的目的，已知具有改善的胎面刚度的轮胎。然而，对于这种轮胎，由于轮胎的结构振动而产生的噪声以不被认为是有问题的频率出现，并且利用上述布置难以吸收这种轮胎的结构振动。同样在上述布置中，存在以下问题：在轮胎使用透明胶带、胶或类似物将被固化到轮胎的内表面上之后，需要安装振动吸收器或动态阻尼器(两者都可以被视为“质量阻尼器”)，因此这种设置有振动吸收器/动态阻尼器的轮胎的生产率低。

引文清单

专利文献

ptl1：wo2014/137675

ptl2：jp2006-256531

因此，需要一种轮胎，该轮胎能够有效地衰减由于轮胎的结构振动而产生的噪声并提高生产率。

定义：

“径向方向/定向”是垂直于轮胎的旋转轴线的方向/定向。该方向/定向对应于胎面的厚度方向。

“轴向方向/定向”是平行于轮胎的旋转轴线的方向/定向。

“圆周方向/定向”是与以旋转轴为中心的任何圆相切的方向/定向。该方向/定向垂直于轴向方向/定向和径向方向/定向。

“轮胎”是指所有类型的弹性轮胎，无论其是否受到内部压力。

轮胎的“胎面”是指由侧表面和由两个主表面界定的一定量的橡胶材料，当轮胎滚动时，其中一个主表面与地面接触。

除非另有说明，否则表示为“在a和b之间”的范围是指大于a且小于b(不包括上限和下限数字)，并且表示为“从a到/至b”的范围是指大于或等于a且小于或等于b(包括上限和下限数字)。

因此，本发明的目的是提供一种设置有质量阻尼器的轮胎，这样的轮胎可以改善由于结构振动引起的噪声，并且具有提高的生产率。

技术实现要素：

本发明提供一种轮胎，该轮胎包括：至少一个胎体层；至少一个带束层，其具有在两个带束层末端之间轴向宽度w，并且被设置在所述至少一个胎体层的径向外侧；胎面，其具有用于在滚动过程中与地面接触的接触面，并且被设置在所述至少一个带束层的径向外侧；至少一个质量阻尼器，其包括软部分和硬部分，并且被设置在所述至少一个胎体层的径向内侧，所述至少一个质量阻尼器的硬部分具有面向轮胎的大致径向方向的至少两个水平面，所述至少一个质量阻尼器的硬部分在所述至少两个水平面中的一个的至少径向外侧上与至少一个质量阻尼器的软部分接触，所述至少一个质量阻尼器的硬部分的轴向中心位于从所述带束层末端到从带束层末端向内轴向宽度w的1/3的位置的轴向区域中。

这种布置同时改善了噪声性能和生产率。

由于所述至少一个质量阻尼器包括软部分和硬部分，并且被布置在所述至少一个胎体层的径向内侧，所述至少一个质量阻尼器的硬部分具有面向轮胎的大致径向方向的至少两个水平面，至少一个质量阻尼器的硬部分在至少两个水平面中的一个的至少径向外侧上与至少一个质量阻尼器的软部分接触，所以该质量阻尼器适合吸收由于改善的胎面刚度具有在剪切(通常是轮胎轴向)方向上的振动模式引起的轮胎的结构振动，因此可以改善由于轮胎的结构振动而产生的噪声。

另外，同时，由于所述至少一个质量阻尼器的硬部分的轴向中心(在硬部分的两个轴向末端之间的轴向中间)位于从所述带束层末端到从带束层末端向内轴向宽度w的1/3的位置的轴向区域中，这样，该振动模式在该区域中在剪切(通常是轮胎轴向)方向上产生了最大位移，因此质量阻尼器能进一步有效地吸收由于提高的胎面刚度具有在剪切(通常是轮胎轴向)方向上的振动模式而引起的轮胎的结构振动，因此能进一步改善由于轮胎的结构振动而产生的噪声。

由于质量阻尼器的该位置(至少一个质量阻尼器的硬部分的轴向中心位于从带束层末端到从带束层末端向内轴向宽度w的1/3的位置的轴向区域中)是模制件通过膜的运动在模制过程中产生较小几何变化的位置，因此质量阻尼器能够在固化前被安装到生胎上，这能够消除固化后的安装操作，从而提高了设有质量阻尼器的轮胎的生产率。

在另一个优选实施方式中，轮胎具有包括第二带束层的至少两个带束层，所述第二带束层邻接径向最内带束层被定位在径向外侧，并且，所述至少一个质量阻尼器的硬部分的轴向中心位于从第二带束层的带束层末端向内第二带束层的轴向宽度w的10％的位置到从第二带束层的带束层末端向外第二带束层的轴向宽度w的10％的位置或者到至少两个带束层中的最宽的带束层的带束层末端的轴向内侧(无论哪个都是轴向内侧)的轴向区域中。

根据该布置，能够吸收由于提高的胎面刚度引起的轮胎的结构振动，因为该振动模式尤其在该区域中在剪切(通常是轮胎轴向)定向上产生最大位移，因此可以进一步改善由于轮胎的结构振动而产生的噪声。

换句话说，如果至少一个质量阻尼器的硬部分的轴向中心位于上述区域之外，则存在由于提高的胎面刚度而导致的轮胎的结构振动的吸收不足的风险，并因此无法改善轮胎的结构振动产生的噪声。

在另一优选实施方式中，所述质量阻尼器的软部分的杨氏模量ys和硬部分的杨氏模量yh之间的比率(ys/yh)最多等于0.2。

如果该杨氏模量的比率大于0.2，则存在硬部分不能用作质量阻尼器的质量元件的风险，这导致不能充分吸收由于改善的胎面刚度而导致的轮胎的结构振动，从而无法改善由于轮胎的结构振动而导致的噪声。通过将该比率设置为最多等于0.2，硬部分可以用作质量元件而软部分可以正确地用作质量阻尼器的弹性元件，从而可以进一步改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

质量阻尼器的软部分的杨氏模量ys与硬部分的杨氏模量yh的该比率(ys/yh)优选最多等于0.18，更优选最多等于0.15，并且再更优选为最多等于0.12。

在另一优选实施方式中，质量阻尼器的硬部分的材料密度dh和软部分的材料密度ds之间的比率(dh/ds)至少等于1.7。

如果材料密度的该比率小于1.7，则存在硬部分不能用作质量阻尼器的质量元件，或者软部分不能用作质量阻尼器的弹性元件的风险，这将导致不能充分吸收由于提高了胎面刚度而导致的轮胎的结构振动，因此不能改善由于轮胎的结构振动而产生的噪声。通过将此比率设置为至少等于1.7，硬部分可以用作质量元件，而软部分可以正确地用作质量阻尼器的弹性元件，从而可以进一步改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

材料密度的该比率优选地至少等于1.8，更优选地至少等于2.0。

在另一个优选的实施方式中，质量阻尼器的硬部分的至少两个水平面都与质量阻尼器的软部分接触。

根据该布置，能够在轮胎的制造过程中容易地处理生坯(greenproduct)，因为软部分由于围绕硬部分将防止硬部分脱离，因此可以进一步提高这种轮胎的生产率。

在另一个优选实施方式中，轮胎具有两个质量阻尼器。

根据这种布置，能够更有效地且高效的吸收由于胎面刚度的改善而导致的轮胎的结构振动，从而可以进一步改善由于轮胎的结构振动而产生的噪声。

在另一个优选实施方式中，质量阻尼器(5)的共振频率在600hz和700hz之间。

根据这种布置，能够更有效地且高效的吸收由于胎面刚度的提高而导致的轮胎的结构振动，由此轮胎的结构振动频率大约为650hz，因此可以进一步改善由于轮胎的结构振动而产生的噪声。

发明的有益效果

根据上述布置，能够提供具有质量阻尼器的轮胎，这样的轮胎可以改善由于结构振动引起的噪声，并提高了这种轮胎的生产率。

附图说明

本发明的其它特征和优点从以下参考附图的描述中得出，附图作为非限制性示例示出了本发明的实施方式。

在这些附图中：

[图1]图1是根据本发明的第一实施方式的轮胎的一部分的示意性截面图；

[图2]图2是根据本发明的第二实施方式的轮胎的一部分的示意性截面图；

[图3]图3是根据本发明的第三实施方式的轮胎的一部分的示意性截面图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的优选实施方式。

将参照图1描述根据本发明的第一实施方式的轮胎1。

图1是根据本发明的第一实施方式的轮胎的一部分的示意性截面图。该图1中所示的轮胎1是相对于中心线c-c’分开的所谓的顶点部分的一半。

轮胎1是尺寸为205/55r16的轮胎，其设置有：至少一个胎体层2，轮胎的主体，可以设置有或可以不设置有用于抑制气压损失的内衬层；以及至少一个带束层3，其设置在至少一个胎体层2的径向外侧，呈缆线或电线或细绳的形式的金属、织物或其它材料的橡胶涂覆层，具有在两个带束层末端31之间的轴向宽度w；带束层3轴向外侧大部分，胎面4，其具有用于在滚动期间与地面接触的接触面41，并且被布置在至少一个带束层3的径向外侧。

如图1所示，轮胎1还设置有至少一个质量阻尼器5，该质量阻尼器5包括用作质量阻尼器5的弹性元件的软部分51和用作质量阻尼器5的质量元件的硬部分52，被设置在至少一个胎体层2的径向内侧。

如图1所示，至少一个质量阻尼器5的硬部分52具有面对轮胎的大致径向方向的至少两个水平面521和面对轮胎的大致轴向方向的两个直立面522，至少一个质量阻尼器5的硬部分52在至少两个水平面521之一的径向外侧上和在两个直立面522上与至少一个质量阻尼器5的软部分51接触，以便于由软部分51包围硬部分52的径向外侧部分，从而使质量阻尼器5的硬部分52不与胎体层2或内衬层(如果存在)直接接触。

如图1所示，至少一个质量阻尼器5附接到轮胎1，使得至少一个质量阻尼器5的硬部分52的轴向中心位于在带束层末端31和从带束层末端31向内轴向宽度w的1/3的位置(在图1中表示为w')之间的轴向区域中。

质量阻尼器5的软部分51的杨氏模量ys和硬部分52的杨氏模量yh之间的比率(ys/yh)最多等于0.2。在本实施方式中，软部分51的杨氏模量ys为0.2mpa，并且硬部分52的杨氏模量yh为2.0mpa，因此，软部分51的杨氏模量ys和硬部分52的杨氏模量yh之间的比率(ys/yh)为0.1。

质量阻尼器的软部分51的杨氏模量ys与硬部分52的杨氏模量yh的该比率(ys/yh)优选最多等于0.18，更优选最多等于0.15，并且还更优选最多等于0.12。

质量阻尼器5的硬部分52的材料密度dh和软部分51的材料密度ds之间的比率(dh/ds)至少等于1.7。在该实施方式中，硬部分52的材料密度dh为2.5g/cm³，并且软部分51的材料密度ds为0.9g/cm³，因此质量阻尼器5的硬部分52的材料密度dh和软部分51的材料密度ds之间的比率(dh/ds)是2.78。

质量阻尼器5的硬部分52的材料密度dh和软部分51的材料密度ds之间的该比率(dh/ds)优选至少等于1.8，更优选至少等于2.0。

由于至少一个质量阻尼器5包括软部分51和硬部分52并且被设置在至少一个胎体层2的径向内侧，至少一个质量阻尼器5的硬部分51具有面向轮胎的大致径向方向的至少两个水平面521，至少一个质量阻尼器5的硬部分52在至少两个水平面521之一的至少径向外侧上接触至少一个质量阻尼器5的软部分51，所以质量阻尼器5适于吸收由于改善的胎面刚度具有在剪切(通常是轮胎轴向)方向上的振动模式而引起的轮胎的结构振动，因此可以改善由于轮胎的结构振动而引起的噪声。

另外同时，由于至少一个质量阻尼器5的硬部分52的轴向中心位于从带束层末端31到从带束层末端31向内轴向宽度w的1/3的位置的轴向区域中，由此该振动模式会在该区域内在剪切(通常是轮胎轴向)方向上产生最大位移，因此质量阻尼器5可以进一步有效地吸收由于提高的胎面刚度具有在剪切(通常是轮胎轴向)定向上的振动模式而引起的轮胎的结构振动，因此可以改善由于轮胎的结构振动而引起的噪声。

由于质量阻尼器5的该位置，即至少一个质量阻尼器5的硬部分52的轴向中心位于从带束层末端31到从带束层末端31轴向向内宽度w的1/3的位置的轴向区域中，是膜的模制运动在模制过程中产生较小几何变化的位置，因此，质量阻尼器5能够在固化(curing)之前安装在生胎(greentire)上，这能够消除固化之后的安装操作，因此可以提高设置有质量阻尼器的轮胎的生产率。

由于质量阻尼器5的软部分51的杨氏模量ys和硬部分52的杨氏模量yh之间的比率(ys/yh)最多等于0.2，因此硬部分52可以作为质量元件，并且软部分51可以正确地用作质量阻尼器5的弹性元件，因此可以进一步改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

如果该杨氏模量的比率大于0.2，则存在硬部分52不能用作质量阻尼器5的质量元件的风险，这将导致由于提高的胎面刚度引起的轮胎的结构振动的吸收不足，因此无法改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

由于质量阻尼器5的硬部分52的材料密度dh和软部分51的材料密度ds之间的比率(dh/ds)至少等于1.7，所以硬部分52可以用作质量元件并且软部分51可以正确地用作质量阻尼器5的弹性元件，因此可以进一步改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

如果该材料密度的比率小于1.7，则存在硬部分52不能用作质量阻尼器5的质量元件，或者软部分51不能用作质量阻尼器5的弹性元件的风险，这导致不能充分吸收由于提高胎面刚度引起的轮胎的结构振动，因此不能改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

质量阻尼器5的共振频率在600hz和700hz之间。在该实施方式中，质量阻尼器5的共振频率设置为650hz，以更有效地吸收由于改善的胎面刚度而引起的轮胎的结构振动，因此轮胎的结构振动频率约为650hz。

轮胎可以具有相对于中心线c-c'对称或不对称地两个质量阻尼器5，用于更有效地且高效地吸收由于改善的胎面刚度引起的轮胎的结构振动。

质量阻尼器5可以在圆周方向上连续地设置，可以在圆周方向上不连续地设置，或者可以在圆周方向上连续的软部分51中设置有圆周方向上不连续的硬部分52。质量阻尼器5可以直线、波浪或锯齿状方式在圆周方向上延伸。

质量阻尼器5可以附接至胎体层2，或者如果存在则附接至内衬，或者可以安装在胎体层2和内衬之间。

将参照图2描述根据本发明的第二实施方式的轮胎21。图2是根据本发明的第二实施方式的轮胎21的一部分的示意性截面图。除了图2所示的布置以外，第二实施方式的构造与第一实施方式的构造相似，因此将参照图2进行描述。

在第二实施方式中，在至少一个胎体层22的径向外侧设置有2个带束层23：第一带束层23a和第二带束层23b，第二带束层23b在径向外侧邻接径向最内带束层(第一带束层23a)定位，以及胎面24具有旨在在滚动期间与地面接触的接触面241并且被设置在两个带束层23的径向外侧。第一带束层23a和第二带束层23b具有不同的轴向宽度：分别为在两个带束层末端231a之间的w1和在两个带束层末端231b之间的w2，并且第二带束层23b的轴向宽度w2比第一带束层23a的轴向宽度w1窄。

如图2所示，轮胎21还设置有至少一个质量阻尼器25，该质量阻尼器25包括用作质量阻尼器25的弹性元件的软部分251和用作质量阻尼器25的质量元件的硬部分252，被设置在至少一个胎体层22的径向内侧。

如图2所示，至少一个质量阻尼器25的硬部分252具有面向轮胎的大致径向方向的至少两个水平面2521和面向轮胎的大致轴向方向的两个直立面2522，至少一个质量阻尼器25的硬部分252与至少一个质量阻尼器25的软部分251在至少两个水平面2521之一的径向外侧和两个直立面2522之一的轴向外侧上接触，并且质量阻尼器25的硬部分252与胎体层22或内衬(在存在时)不直接接触。

如图2所示，至少一个质量阻尼器25附接到轮胎21，使得至少一个质量阻尼器25的硬部分252的轴向中心位于从从第二带束层23b的带束层末端231b轴向向内第二带束层23b的宽度w(w2)的10％的位置到从第二带束层231b的带束层末端231b轴向向外第二带束层231b的宽度w(w2)的10％的位置或者到在至少两个带束层23中的最宽的带束层的带束层末端的轴向内侧(无论哪个都是轴向内侧)的轴向区域中。在该实施方式中，最宽的带束层是第一带束层23a。

由于轮胎21具有包括第二带束层23b的至少两个带束层23，第二带束层23b径向外侧邻接径向最内带束层(第一带束层23a)定位，并且至少一个质量阻尼器25附接到轮胎21上，使得至少一个质量阻尼器25的硬部分252的轴向中心位于从从第二带束层23b的带束层末端231b向内第二带束层23b的轴向宽度w(w2)的10％的位置到从第二带束层23b的带束层末端231b向外第二带束层231b的轴向宽度w(w2)的10％的位置或者到在至少两个带束层23中的最宽的带束层的带束层末端的轴向内侧(无论哪个都是轴向内侧)的轴向区域中。在该实施方式中，最宽的带束层是第一带束层23a，能够吸收由于提高的胎面刚度引起的轮胎的结构振动，因为该振动模式尤其是在该区域中在剪切(通常是轮胎轴向)方向上产生最大位移，因此可以进一步改善由于轮胎的结构振动引起的噪声。

因为至少一个质量阻尼器25的硬部分252与至少一个质量阻尼器5的软部分251在至少两个水平面2521之一的径向外侧和两个直立面522之一的轴向外侧接触，因此能够使得对由于安装质量阻尼器25引起的质量增加的影响最小化，同时保持轮胎21的改善的噪声性能和生产率。

将参照图3描述根据本发明的第三实施方式的轮胎31。图3是根据本发明的第三实施方式的轮胎31的一部分的示意性截面图。除了图3所示的布置之外，第三实施方式的构造与第一和第二实施方式的构造相似，因此将参照图3进行描述。

在第三实施方式中，在至少一个胎体层32的径向外侧设置有两个带束层33：第一带束层33a和第二带束层33b，第二带束层33b径向外侧邻接径向最内带束层(第一带束层33a)定位，以及胎面34具有用于在滚动期间与地面接触的接触面341并且设置在两个带束层33的径向外侧。第一带束层33a和第二带束层33b具有不同的轴向宽度：分别为在两个带束层末端331a之间的轴向宽度w1和在两个带束层末端331b之间的轴向宽度w2，并且第二带束层33b的轴向宽度w2比第一带束层33a的轴向宽度w1窄。

如图3所示，轮胎31还设置有至少一个质量阻尼器35，该质量阻尼器35包括用作质量阻尼器35的弹性元件的软部分351和用作质量阻尼器35的质量元件的硬部分352，被设置在至少一个胎体层32的径向内侧。

如图3所示，至少一个质量阻尼器35的硬部分352具有面向轮胎的大致径向方向的至少两个水平面3521，质量阻尼器35的硬部分352的至少两个水平面3521都与质量阻尼器35的软部分351接触，从而经由软部分351完全地包围质量阻尼器35的硬部分352，并且质量阻尼器35的硬部分352不直接接触胎体层32或内衬(当存在时)。

如图3所示，至少一个质量阻尼器35被附接到轮胎31，使得至少一个质量阻尼器35的硬部分352的轴向中心位于从从第二带束层33b的带束层末端331b向内第二带束层33b的轴向宽度w(w2)的10％的位置到从第二带束层33b的带束层末端331b向外第二带束层331b的轴向宽度w(w2)的10％的位置或者到在至少两个带束层33中的最宽的带束层的带束层末端的轴向内侧(无论哪个都是轴向内侧)的轴向区域中。在该实施方式中，最宽的带束层是第一带束层33a。

由于质量阻尼器35的硬部分352的至少两个水平面3521全部与质量阻尼器35的软部分351接触，因此在轮胎31的制造过程中，能够容易地处理生坯，因为软部分351由于围绕硬部分352将防止硬部分352的脱离，因此可以进一步提高这种轮胎31的生产率。

示例

为了确认本发明的效果，准备了应用了本发明的一种轮胎示例和另一种轮胎参考例。

该示例是如以上第二实施方式中所述的轮胎。参考例是具有与示例相同的构造但没有质量阻尼器的轮胎。所有示例和参考例均由相同的橡胶基材料制成，该橡胶基材料是用于乘用车轮胎的典型的橡胶基材料。

示例和参考例的轮胎尺寸均为205/55r16，安装在6.5jx16的轮辋上，并充气至180kpa。

噪声性能测试：

通过扩音器测量安装在上述轮辋上、被充气至上述内部压力的未使用的测试轮胎的噪声压力水平，同时，施加452dan的负载，在半消声室中在具有iso表面的直径为2.7m的鼓筒上以90kph运行，所述扩音器安装到从轮胎接触中心轴向向外1m、从轮胎滚动轴径向向后0.2m并且高度为0.32m处。

结果表明，与参考例相比，该示例的总的噪声压力水平提高了0.3dba，在500hz至700hz的范围内的噪声压力水平提高了5dba以上。

本发明不限于所描述和表示的示例，并且可以在不脱离其框架的情况下进行各种修改。

参考符号列表

1，21，31轮胎

2，22，32胎体层

3、23、33带束层

31、231、331带束层末端

4、24、34胎面

41、241、341接触面

5、25、35质量阻尼器

51、251、351质量阻尼器的软部分

52、252、352质量阻尼器的硬部分

521、2521、3521硬部分的水平面

522、2522硬部分的直立面。