空腔降噪輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空腔降噪輪胎，更具體地涉及具有吸聲材料的橫截面面積和由輪 胎內(nèi)部表面形成的空間的橫截面面積之比的空腔降噪輪胎，該比約為23-29%。
【背景技術(shù)】
[0002] -般地，充氣輪胎正與在其中填充的空氣一起被使用，以便吸收由不平坦的路面 引起的振動，從而增加車輛的耐久性并向乘客提供舒適的乘坐。在輪胎中，在將與路面接觸 的胎面部分上形成包括多個凹坑和槽的胎面花紋，從而增強(qiáng)車輛的轉(zhuǎn)向和驅(qū)動能力。
[0003] 然而，當(dāng)正在駕駛車輛時，根據(jù)道路的曲率和表面激發(fā)輪胎，而激發(fā)的輪胎引起在 包括車輪和輪胎的組件內(nèi)部（輪胎空腔）的空氣中的湍流。在包括車輪和輪胎的組件內(nèi)部 的空氣中的湍流引起噪聲。由包括車輪和輪胎的組件形成的空間起到引起共振現(xiàn)象的共振 箱的作用，從而進(jìn)一步放大這種噪聲。
[0004] 與輪胎結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的共振頻率具有對應(yīng)于整數(shù)倍的聲音速度除以空氣層圓周長 度的輪胎的特定頻率。
[0005] 在韓國專利申請公開No. 2008-007086、日本專利No. 5078907、日本專利 No. 3727024、日本專利No. 3974437等等中，建議在輪胎的內(nèi)部放置吸聲材料，用于降低由 共振引起的噪聲。
[0006] 此外，正在非常惡劣的環(huán)境條件下驅(qū)動輪胎。連續(xù)的沖擊、彎曲和伸展正在發(fā)生， 并且輪胎工作溫度也是各種各樣的，諸如高溫、室溫和低溫。例如，當(dāng)制動和加速車輛時，輪 胎溫度趨于迅速增加，而在正常駕駛期間維持溫度在恒定水平，并且在像冬季一樣的季節(jié) 中輪胎溫度為低。
[0007] 在韓國專利申請公開No. 2011 -0042068中，描述具有4-15 %的彈性值的吸聲材 料。然而，據(jù)描述，這種吸聲材料的粘彈性性能在70°C到80°C之間的高溫下是一致的，但在 低溫下，必須使用不同的化學(xué)物質(zhì)的發(fā)泡劑，從而暗示在低溫下不能維持粘彈性。
[0008] 此外，在日本專利No. 3787343和No. 4330550中，據(jù)描述，可通過使得拉伸強(qiáng)度在 70kPa至120kPa或70kPa至160kPa的范圍中而增強(qiáng)吸聲材料的耐久性。然而，只描述了在 室溫和高溫下用于這種吸聲材料的具有高剝離強(qiáng)度（分裂阻力）的雙面膠帶的應(yīng)用，但是 沒有描述在較低溫度下用于增強(qiáng)粘合強(qiáng)度的任何裝置。
[0009] 因此，由于關(guān)于對于具有降低的空腔噪聲的輪胎的常規(guī)吸聲材料的粘合能力和耐 久性的研究不夠充足，相當(dāng)常見的是，由于應(yīng)力因為由輪胎的振動引起的變形而集中在鍵 合界面上使得吸聲材料被剝離，或者吸聲材料由于外部溫度而被損壞。
[0010] 此外，雖然在日本專利No. 3622957中公開：吸聲材料的體積和輪胎內(nèi)部空腔的總 體積的比將大于〇. 4%，以便增強(qiáng)吸聲能力，由于在對應(yīng)于其高度的吸聲材料的頂部區(qū)域中 的重壓縮變形，存在耐久性退化的問題。
[0011] 此外，在日本專利No. 3964878中公開：吸聲材料的體積和輪胎內(nèi)部空腔的總體積 的比將是0. 4-20%，然而，存在不能最大化吸聲能力的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種空腔降噪輪胎，用于最大化空腔降噪 效果并且同時維持吸聲材料的耐久性。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種空腔降噪輪胎，包括：胎面部分，被布置在胎 面部分的每個側(cè)面的胎圈組件，以及用于連接胎面部分和胎圈組件的胎側(cè)部分，其特征在 于：輪胎包括布置在其中的吸聲材料，并且吸聲材料的橫截面面積相對于輪胎的內(nèi)部空腔 的橫截面面積的比的范圍從23%至29%。
[0014] 優(yōu)選的是：從吸聲材料的左到右測量的底部寬度是從輪胎的左到右測量的最大寬 度的55%，并且從吸聲材料的左到右測量的頂部寬度是最大寬度的50%
[0015] 優(yōu)選的是：在吸聲材料的側(cè)面的下部形成垂直的斜面，并在吸聲材料的側(cè)面的上 部形成傾斜的斜面。
[0016] 優(yōu)選的是：在吸聲材料的頂部上沿著輪胎的圓周形成多個槽。
[0017] 優(yōu)選的是：吸聲材料由多孔材料形成，并且正與輪胎接觸的吸聲材料的區(qū)域受到 表面處理以具有閉孔結(jié)構(gòu)。
[0018] 優(yōu)選的是：在輪胎處使用雙面膠帶安裝吸聲材料。
[0019] 優(yōu)選的是：吸聲材料附連到胎面部分的內(nèi)部，吸聲材料的橫截面面積相對于輪胎 的內(nèi)部形成的空間的橫截面面積的比的范圍從23%至29%，并且吸聲材料由多孔材料形 成。
[0020] 優(yōu)選的是：吸聲材料由具有大于20%的彈性的多孔聚氨酯泡沫形成。
[0021] 優(yōu)選的是：吸聲材料具有大于2. 3kgf/cm2的拉伸強(qiáng)度。
[0022] 優(yōu)選的是：吸聲材料的密度為33-45kg/m3。
[0023] 優(yōu)選的是：吸聲材料的伸長率大于340%。
[0024] 優(yōu)選的是：吸聲材料附連到胎面部分的內(nèi)部，并且如果根據(jù)JIS K 6401測量，吸 聲材料由具有大于20%的彈性的多孔聚氨酯泡沫形成。
[0025] 優(yōu)選的是：在駕駛時重復(fù)吸聲材料的壓縮和恢復(fù)。
【附圖說明】
[0026] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的空腔降噪輪胎的透視圖。
[0027] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的空腔降噪輪胎的橫截面圖。
[0028] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的空腔降噪輪胎的吸聲材料的橫截面圖。
[0029] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一不例性實施例的表格和圖表，不出用于不例性實施例和 比較示例的吸聲材料的吸聲測試的結(jié)果。
[0030] 圖5是示出用于圖4中的示例性實施例和比較示例的吸聲材料的耐久性測試的結(jié) 果的表格和圖表。
[0031] 圖6至11是根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實施例的吸聲材料的橫截面。
[0032] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的表格，示出相對于空腔降噪輪胎的吸 聲材料的物理參數(shù)的粘合和低溫耐久性測試結(jié)果。
[0033] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的表格，示出相對于空腔降噪輪胎的吸 聲材料的拉伸強(qiáng)度的剝離測試結(jié)果。
[0034] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的表格，示出相對于空腔降噪輪胎的吸 聲材料的彈性的低溫耐久性測試結(jié)果。
[0035] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的圖表，示出在空腔降噪輪胎的剝離測 試期間在熱沖擊的一個周期內(nèi)的測試室（chamber)溫度的變化。
【具體實施方式】
[0036] 下文中將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例。
[0037] 對于參考，除了下文中將描述的本發(fā)明的配置以外，對于和現(xiàn)有技術(shù)中的配置相 同的配置，將參考前述的現(xiàn)有技術(shù)，并且省略詳細(xì)的描述。
[0038] 〈示例性實施例1>
[0039] 如圖1至5所示，根據(jù)本發(fā)明的空腔降噪輪胎10包括：胎面部分1 ;被布置在胎面 部分1的兩個側(cè)面的胎圈組件2 ;以及連接胎面部分1和胎圈組件2的胎側(cè)部分3,其中輪 胎10進(jìn)一步包括：被布置在輪胎10的內(nèi)部的吸聲材料5。根據(jù)該示例性實施例，吸聲材料 的橫截面面積B相對于由輪胎10的內(nèi)部表面形成的空間的橫截面面積（其等于A+B)的比 是 23-29 %〇
[0040] 如圖1所示，輪胎10包括：胎面部分1 ;被布置在胎面部分1的兩個側(cè)面的胎圈組 件2 ;以及連接胎面部分1和胎圈組件2的胎側(cè)部分3。
[0041] 吸聲材料5被安裝在胎面部分1的內(nèi)部，并且被布置在輪胎10的內(nèi)部。
[0042] 通過使用雙面膠帶（此處未示出），在胎面部分1中安裝吸聲材料5。
[0043] 換句話說，雙面膠帶被布置在吸聲材料5和胎面部分1之間。
[0044] 吸聲材料5被形成為具有帶狀形狀，并且它隨著兩端彼此相遇而變成環(huán)。
[0045] 吸聲材料5的橫截面面積B相對于由輪胎10的內(nèi)部表面形成的空間的橫截面面 積（其等于A+B)的比是23-29%
[0046] 換句話說，橫截面面積比（RA)被表達(dá)為：
[0048] 對于吸聲材料5,從其左到右測量的底部寬度被形成得比從左到右測量的頂部寬 度要長。
[0049] 從吸聲材料5的左到右測量的底部寬度Wl是從輪胎10的左到右測量的最大寬度 SW的55%，而從吸聲材料5的左到右測量的頂部寬度W2是從輪胎10的左到右測量的最大 寬度SW的50%。
[0050] 用于定義從吸聲材料5的左到右測量的頂部寬度W2的吸聲材料5的左端和右端 是與水平線相交的端點，所述水平線通過在波形的最大點和最小點之間的中點，這將在下 文中描述。
[0051] 此外，在吸聲材料5的側(cè)面的下部形成垂直的斜面6,并在側(cè)面的上部形成傾斜的 斜面7。傾斜的斜面7的高度被形成得大于垂直的斜面6的高度。
[0052] 由以下等式確定吸聲材料5的高度Hl :
[0054] SH是高度，該高度是從輪胎10的底部到頂部的長度。
[0055] 由以下等式確定垂直的斜面6的高度H2 :
[0056] H2 = H1X0. 5
[0057] 此外，在吸聲材料5的頂部上沿著輪胎10的圓周形成多個（例如四個）槽8,因此 吸聲材料5的頂部區(qū)域被形成為波紋狀。因此，吸聲材料5的頂部的橫截面形狀被形成為 波浪形。
[0058] 槽8被形成為弧狀，由以下等式確定半徑R :
[0059] R = 0.00 05X (Wl)2+0, 0475Xffl
[0060] Wl是從吸聲材料5的左到右測量的底部寬度。
[0061] 吸聲材料5由多孔聚氨酯泡沫形成。
[0062] 在吸聲材料5中，通過受到表面處理，諸如熱處理等，與輪胎10的胎面部分1接觸 的區(qū)域具有閉孔結(jié)構(gòu)（即其中在內(nèi)部形成細(xì)孔但不向外暴露的結(jié)構(gòu)）。在熱處理期間，熱量 被施加到吸聲材料51的表面，該表面在與胎面部分接觸。
[0063] 圖4中的表格和圖表是用于吸聲材料5的吸聲性能測試的結(jié)果。
[0064] 圖5中的表格和圖表是用于吸聲材料5的耐久性測試的結(jié)果。
[0065] 示例性實施例V3、V4和V5及比較示例V0、VI、V2和V6是吸聲材料，該吸聲材料 由具有不同橫截面面積比的多孔聚氨酯泡沫形成。
[0066] 測試結(jié)果示出：對于具有橫截面面積比RA是23-29 %的吸聲材料5,噪聲減少達(dá) 7. 88dB、8. 32dB、8. 58dB，如在示例性實施例中所述，并且同時，耐久性還結(jié)果為高，示出是 在-20°C的低溫下執(zhí)行的低溫耐久性測試結(jié)果中所示的303萬次、295萬次和281萬次。
[0067] 在32psi的氣壓下執(zhí)行噪聲測試，用真實的車輛（基于大乘客的車輛）的應(yīng)用的 負(fù)重，并且使用245/45R19輪胎，以60km/h和80km/h的速度。
[0068] 使用如下所述的方法執(zhí)行低溫耐久性測試。低溫耐久性測試使用低溫Ross Flexing測試設(shè)備，并且在-20°C以每秒2次的速度執(zhí)行90度彎曲測試。此外，制備用于低 溫耐久性測試