本發(fā)明涉及一種用于減弱由輪胎產(chǎn)生的滾動(dòng)噪音的輪胎。

背景技術(shù)：

在許多國(guó)家，已經(jīng)建立了法規(guī)以要求顯著地降低車輛在行駛期間產(chǎn)生的噪音。這導(dǎo)致輪胎制造商尋求減弱在輪胎滾動(dòng)期間來(lái)自輪胎的噪音的途徑。

客車輪胎包括處于終止于胎圈中的每個(gè)側(cè)壁之間的頂部。所述輪胎還包括胎體增強(qiáng)層，所述胎體增強(qiáng)層在所述頂部和所述側(cè)壁中延伸并且在兩端處錨固在胎圈中。所述胎體增強(qiáng)層頂上設(shè)有頂部增強(qiáng)層，所述頂部增強(qiáng)層通常包括多個(gè)增強(qiáng)(簾布)層。所述頂部增強(qiáng)層頂上設(shè)有預(yù)定用于與地面接觸的胎面。

已知，來(lái)自輪胎的噪音包括多種組分，即，來(lái)自外部噪音的組分和來(lái)自內(nèi)部噪音的組分。所述外部(滾動(dòng))噪音包括通過(guò)接觸部期間在胎面的花紋溝中流動(dòng)的空氣的共振噪音、因空氣在形成于輪胎和地面之間的空間中振動(dòng)而產(chǎn)生的噪音以及在輪胎的處于側(cè)壁側(cè)的外部部分中產(chǎn)生的噪音。在來(lái)自內(nèi)部噪音的組分之中，具有一種被稱為“腔體噪音”的噪音，其與容納在輪胎的內(nèi)部腔體中并且承受充氣壓力的空氣的共振有聯(lián)系。已經(jīng)提出了多種解決方案來(lái)減弱這些外部噪音。

已知，在輪胎結(jié)構(gòu)中形成與外部空間流體連通并且具有合適的尺寸以充當(dāng)共振器(如赫姆霍茲或四分之一波長(zhǎng)型共振器)的腔體以用于減弱滾動(dòng)噪音。

專利號(hào)為2240335b1的歐洲專利公開(kāi)了一種在輪胎胎面中形成的腔體，所述腔體被設(shè)置成通向花紋溝并且起到赫姆霍茲(helmholtz)共振器的作用。所述腔體在周向方向上均勻地分布，以使得在接觸地面的輪胎的一定范圍的足印中始終包括至少一個(gè)腔體。

該腔體可令人滿意地減弱滾動(dòng)噪音。另一方面，這種腔體降低了輪胎的剛度，并且剛度在輪胎中變得局部不同，因此不能實(shí)現(xiàn)高性能。

此外，為了制造有效的共振器，需要增大共振器的體積。然而，這種增大的共振器進(jìn)一步降低了輪胎的剛度及其性能。

定義：

花紋塊是在胎面上形成的浮凸元件，其由凹部或花紋溝限定并且包括側(cè)面和預(yù)定用于與地面接觸的接觸面。該接觸面具有被定義為所述面的重心或質(zhì)心的幾何中心。

隆脊是在胎面上形成的隆起元件，該元件在周向方向上延伸并且環(huán)繞輪胎?；y條包括兩個(gè)側(cè)壁和一接觸面，所述接觸面預(yù)定用于在滾動(dòng)期間與地面接觸。

徑向方向在本文中是指與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的方向(該方向是胎面的厚度方向)。

橫向方向或軸向方向是指與輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線平行的方向。

周向方向是指與以旋轉(zhuǎn)軸線為中心的任意圓相切的方向。該方向垂直于軸向方向和徑向方向兩者。

軸向向外是指朝向輪胎的內(nèi)部腔體的外部定向的方向。

赤道平面：垂直于旋轉(zhuǎn)軸線并且穿過(guò)輪胎的軸向最外側(cè)的點(diǎn)的平面，赤道平面虛擬地將輪胎胎面分成具有基本相等的寬度的兩個(gè)半部。

胎面的總厚度e在設(shè)有該胎面的輪胎的赤道平面上、在嶄新?tīng)顟B(tài)下的胎面表面和頂部增強(qiáng)層的徑向最外側(cè)部分之間測(cè)得。

胎面具有在滾動(dòng)時(shí)使用的材料的最大厚度pmu，該最大厚度pmu小于總厚度e。

慣常駕駛條件或輪胎條件是由etrto標(biāo)準(zhǔn)確定的那些條件；這些條款和條件具體說(shuō)明了相應(yīng)地關(guān)于由負(fù)載指數(shù)和速度代碼指示的輪胎的負(fù)載能力的充氣壓力。這些使用條款還可被稱為“常規(guī)條件”或“使用條款”。

切口通常是指花紋溝(溝槽)或刀槽花紋并由彼此面對(duì)且以非零距離(被稱為“切口寬度”)彼此間隔開(kāi)的材料壁限定。將刀槽花紋與花紋溝相區(qū)分的恰恰是該距離；在刀槽花紋的情況中，該距離適合于允許限定所述刀槽花紋的相對(duì)的壁至少在通過(guò)地面接觸部期間至少部分地接觸。在花紋溝的情況中，花紋溝的壁在常規(guī)滾動(dòng)條件下不可彼此接觸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種解決方案以減弱輪胎的外部滾動(dòng)噪音，特別是減弱處于500hz至2000hz的頻率下的噪音，而同時(shí)維持所述輪胎的合適的剛度水平并保持所述輪胎在滾動(dòng)期間的其他性能。

為此，本發(fā)明提供了一種預(yù)定用于安裝在安裝輪輞上的輪胎，該輪胎包括頂部，所述頂部在兩側(cè)被側(cè)壁包圍，所述側(cè)壁終止于胎圈中，所述胎圈被設(shè)置成與輪胎的安裝輪輞配合，所述輪胎包括胎體增強(qiáng)層，所述胎體增強(qiáng)層在其兩端處錨固在所述胎圈中，所述胎體增強(qiáng)層在所述輪胎的側(cè)壁和頂部中延伸并且在徑向外側(cè)在頂上設(shè)有由多個(gè)增強(qiáng)(簾布)層組成的頂部增強(qiáng)層，所述頂部增強(qiáng)層在徑向外側(cè)在頂上設(shè)有預(yù)定用于在所述輪胎的使用期間與地面接觸的胎面，所述輪胎在其頂部中包括至少一個(gè)腔體，當(dāng)所述輪胎被安裝在其輪輞上時(shí)，所述至少一個(gè)腔體與輪胎的外部流體連通，每個(gè)腔體具有合適的體積以形成校準(zhǔn)的共振器，從而至少部分地減弱處于500hz和2000hz之間的頻率范圍中的噪音，所述輪胎的特征在于，形成共振器的每個(gè)腔體在周向方向上基本均勻地設(shè)置并且填充有纖維材料或絲線材料。

根據(jù)如此構(gòu)造的輪胎，預(yù)定頻率范圍中的噪音或振幅可被減弱/消除。

所使用的纖維材料或絲線材料是其益處在于足夠剛性和輕質(zhì)從而當(dāng)結(jié)合至輪胎頂部的結(jié)構(gòu)中時(shí)允許正常運(yùn)行的織物材料。

被用作織物材料的纖維材料或絲線材料例如為芳族聚酰胺、玻璃、纖維素、尼龍、維尼綸、聚酯、聚烯烴、人造絲、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇及其混合物，其提供令人滿意的高水平的塑性變形，從而當(dāng)被接收在輪胎頂部中的腔體(共振器)中時(shí)經(jīng)受輪胎的滾動(dòng)循環(huán)。所述纖維材料或所述絲線材料可具有多成分結(jié)構(gòu)。

在另一有利實(shí)施例中，所述胎面包括至少一個(gè)花紋溝，并且每個(gè)腔體相對(duì)于所述花紋溝徑向向內(nèi)地形成，每個(gè)腔體適于通向所述花紋溝。

根據(jù)該設(shè)置，可有助于所述輪胎在周向方向上的撓曲(屈曲)。

在另一有利實(shí)施例中，形成有多個(gè)腔體，并且每個(gè)腔體在周向方向上分開(kāi)設(shè)置并通向所述花紋溝。

在另一有利實(shí)施例中，形成有多個(gè)腔體，并且腔體在橫向方向上分開(kāi)設(shè)置并通向所述花紋溝。

在另一有利實(shí)施例中，形成有多個(gè)腔體，并且每個(gè)腔體在周向方向和橫向方向上分開(kāi)設(shè)置，所述腔體在橫向方向上均勻地分布。

該設(shè)置具有有助于所述輪胎在橫向方向上的撓曲(屈曲)的優(yōu)點(diǎn)。

在另一有利實(shí)施例中，所述腔體被形成為在所述胎面磨損之后直至達(dá)到法定磨損極限(時(shí))不與地面接觸。

上述設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是防止填充材料的腔體接觸地面，而填充材料的腔體接觸地面可能降低接觸性能。

在另一有利實(shí)施例中，填充所述腔體的纖維材料或絲線材料是織物材料。

在另一有利實(shí)施例中，所述織物材料選自于以下組，所述組包括織造織物、非織造織物及這些織物的混合物。

這些材料具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，對(duì)于這種作為輪胎頂部中的諸如共振器的腔體的填充材料的應(yīng)用提供合適的機(jī)械特性并且允許沿著其延伸方向伸長(zhǎng)而同時(shí)維持其中的空氣環(huán)流，所述機(jī)械特性是指輪胎徑向方向上的令人滿意的高楊氏模量，所述楊氏模量例如大于0.5mpa，優(yōu)選大于0.7mpa，更優(yōu)選地大于1.0mpa，并且進(jìn)一步更優(yōu)選地大于1.5mpa。該織物材料可以是由不同的纖維材料或絲線材料制成的織物的復(fù)合物或疊層。

在另一有利實(shí)施例中，根據(jù)jisz8807，所述織物材料的表觀密度至少等于0.05g/cm³，并最多等于0.5g/cm³。

該表觀密度是根據(jù)jisz8807:2012并且更特別地根據(jù)在所述標(biāo)準(zhǔn)的第9章中描述的“通過(guò)幾何測(cè)量來(lái)測(cè)量密度和比重的方法”來(lái)確定的。該密度范圍是滿足所述胎面的足夠的剛度和安裝至所述輪胎的頂部上的纖維材料或絲線材料中的空氣環(huán)流兩者的范圍。

在另一有利實(shí)施例中，根據(jù)jisl1096，所述織物材料的空氣滲透率至少等于10g/cm³/cm²/s。

據(jù)觀察，所述織物材料的空氣滲透率優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)至少等于10g/cm³/cm²/s，更優(yōu)選地至少等于12g/cm³/cm²/s，并且進(jìn)一步更優(yōu)選地至少等于14g/cm³/cm²/s。該空氣滲透率是根據(jù)jisl1096來(lái)確定的。如果所述空氣滲透率小于10g/cm³/cm²/s，則所述共振器未必還能發(fā)揮其作為共振器或空隙的作用，這使得空氣流可能變得不足。

優(yōu)選地，每個(gè)腔體形成赫姆霍茲(helmholtz)共振器，該類型的共振器相對(duì)簡(jiǎn)單并且易于根據(jù)期望減弱的聲音的頻率校準(zhǔn)，但是當(dāng)然每個(gè)腔體共振器可以是四分之一波長(zhǎng)型共振器。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)從下文中參考附圖給出的說(shuō)明中顯現(xiàn)，所述附圖借助于非限制性示例顯示了本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的輪胎的頂部部分的分解視圖；

圖2顯示了圖1中所示的輪胎的頂部的子午截面；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的輪胎的分解視圖；

圖4顯示了圖3中所示的輪胎的頂部的子午截面；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的輪胎的頂部表面的平面視圖；

圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的輪胎的頂部截面的部分剖切立體圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解實(shí)施例的設(shè)置，在說(shuō)明書(shū)中，相同的附圖標(biāo)記被用于指代相同性質(zhì)的元件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的輪胎的分解視圖。圖2顯示了圖1中所示的輪胎的頂部的子午截面(也就是說(shuō)處于包含輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的平面中的截面)。

在第一實(shí)施例中，具有尺寸205/55r16的輪胎1包括在其軸向端部處連接至側(cè)壁3的頂部2，所述側(cè)壁3終止于胎圈4中。輪胎1還包括在頂部2和側(cè)壁3中延伸并且在兩端處錨固在胎圈4中的胎體增強(qiáng)層5。

胎體增強(qiáng)層5在徑向外側(cè)在頂上設(shè)有頂部增強(qiáng)層6，所述頂部增強(qiáng)層6包括帶束(簾布)層61、62、63。兩個(gè)帶束(簾布)層61、62與另一(簾布)層或冠帶(簾布)層63交叉。頂部增強(qiáng)層6在頂上設(shè)有預(yù)定用于在輪胎的使用期間與地面接觸的胎面7。

胎面7包括四個(gè)大體在周向方向上延伸的主花紋溝8和多個(gè)橫向花紋溝9。這些周向花紋溝和橫向花紋溝在胎面7中限定多個(gè)花紋塊10。

在本實(shí)施例中，每個(gè)主花紋溝8具有6mm的寬度和6mm的深度。該尺寸適合于在花紋溝底部和頂部增強(qiáng)層6之間保留一定厚度的橡膠材料。如圖1和圖2中所示，相對(duì)于主花紋溝8徑向向內(nèi)設(shè)有具有矩形橫截面的腔體11。腔體11被設(shè)定尺寸或者被制成以便起到共振器的作用，以至少部分地減弱在500hz和2000hz之間的頻率范圍內(nèi)的噪音，所述共振器例如為赫姆霍茲(helmholtz)或四分之一波長(zhǎng)型共振器。

腔體11在周向方向上具有一致的矩形橫截面，具體地在橫向方向(輪胎旋轉(zhuǎn)軸線方向)上具有140mm的寬度并且在徑向方向上具有3mm的高度(厚度)。腔體11在周向方向上連續(xù)地延伸以便在頂部2中形成圓筒(柱)形。

該腔體11在橫向上以輪胎的赤道平面(在圖2中由線xx’指示)為中心，并且具有基本上與頂部增強(qiáng)層的第二帶束(簾布)層62的寬度相等的橫向?qū)挾??；y溝8的底部表面和腔體11的徑向外表面之間的距離優(yōu)選為0.5mm或更大。

在主花紋溝8的底部設(shè)有排放溝槽12。排放溝槽(頸部)12在周向方向上沿著主花紋溝8的整個(gè)長(zhǎng)度連續(xù)地延伸。排放溝槽12的一個(gè)徑向端部連接至腔體11，排放溝槽12的另一徑向端部通向主花紋溝8的底部，以使得腔體11通過(guò)排放溝槽12通向主花紋溝8。排放溝槽12的所述另一徑向端部可通向主花紋溝8的其他部分。

每個(gè)排放溝槽12具有在橫向方向上測(cè)得的6mm的寬度以及0.5mm的高度。

排放溝槽12在周向方向上可以是不連續(xù)的，以便維持足夠的胎面剛度，特別是在橫向彎曲(也就是說(shuō)圍繞與周向方向相切的軸線彎曲)方面維持足夠的胎面剛度。

腔體11填充有非織造(無(wú)紡)織物，例如由“kurarayco.,ltd.”(可樂(lè)麗有限公司)以商標(biāo)名“flextar”(商標(biāo))銷售的非織造織物。根據(jù)jisz8807，所述非織造織物的密度為0.10g/cm³，并且根據(jù)jisl1096，所述非織造織物的空氣滲透率為26.2g/cm³/cm²/s。

所述非織造織物在輪胎制造工藝中的模制和硫化步驟期間引入輪胎中。填充與主花紋溝8相結(jié)合的腔體的所述非織造織物形成能夠降低在胎面和地面之間產(chǎn)生的噪音的共振器。

由于上述設(shè)置，與不具有任何抗?jié)L動(dòng)噪音共振器的相同的輪胎相比，根據(jù)ecer117(指示2005/11/ec)以70kph、2.2db階進(jìn)行的聲發(fā)射被減弱。

在第一實(shí)施例中，填充腔體11的材料與胎面7的滾動(dòng)表面(接觸面)足夠遠(yuǎn)，以便即使在部分磨損之后也不會(huì)干擾輪胎在地面上的接觸狀態(tài)。

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的輪胎的分解視圖。圖4顯示了圖3中所示的輪胎的頂部部分的子午截面。

除了未設(shè)置冠帶(簾布)層并且充當(dāng)赫姆霍茲(helmholtz)共振器的四個(gè)腔體111、112、113、114在橫向方向上彼此分開(kāi)地設(shè)置，根據(jù)第二實(shí)施例的輪胎與圖1中所示的輪胎具有基本相同的結(jié)構(gòu)。

在第二實(shí)施例中，每個(gè)腔體111、112、113、114被形成為分別相對(duì)于主花紋溝8徑向向內(nèi)地定位。每個(gè)腔體填充有纖維材料或絲線材料并且具有合適的體積以便充當(dāng)赫姆霍茲(helmholtz)共振器。

在主花紋溝28的底部，設(shè)有多個(gè)井(貫通頸部)13。井13的徑向向內(nèi)的端部連接至腔體111、112、113、114，井13的徑向向外的端部通向主花紋溝8，以使得腔體111、112、113、114通過(guò)井13通向主花紋溝8。

每個(gè)腔體111、112、113、114在周向方向上具有一致的矩形橫截面并且在周向方向上連續(xù)地延伸，以便在頂部2中形成圓筒(柱)形空間。

備選地，所述主花紋溝可以以從零開(kāi)始并且小于90°的平均角度相對(duì)于周向方向傾斜地定向。在該情況中，所述腔體以與所述主花紋溝相同的方式定向。優(yōu)選地，所述花紋溝的平均角度相對(duì)于周向方向在15°和50°之間。在該情況中，每個(gè)主花紋溝可以從輪胎胎面的一個(gè)邊緣延伸至另一邊緣或者從所述胎面的軸向中心附近延伸至輪胎胎面的一個(gè)邊緣，每個(gè)腔體也可以從輪胎頂部的一個(gè)邊緣延伸至另一邊緣或者從所述頂部的軸向中心附近延伸至輪胎頂部的一個(gè)邊緣。所述腔體可以在與所述花紋溝的定向方向不同的方向上定向。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的輪胎的頂部表面的平面視圖。

在該實(shí)施例中，多個(gè)腔體116在周向上在相對(duì)于主花紋溝8徑向向內(nèi)的位置處設(shè)置。如圖5中所示，腔體116中的每個(gè)具有細(xì)長(zhǎng)的形狀并且沿著橫向方向延伸，以便垂直地橫向于主花紋溝8(設(shè)置)。也就是說(shuō)，多個(gè)腔體116在周向方向上均勻地設(shè)置。

腔體116填充有纖維材料或絲線材料。每個(gè)腔體116通過(guò)在周向上敞開(kāi)的頸部連接三個(gè)主花紋溝8。腔體16未在周向方向上彼此連接，以及在頂部增強(qiáng)層的整個(gè)橫向?qū)挾壬?在與輪胎旋轉(zhuǎn)方向平行的方向yy’上)延伸。

有利地，該設(shè)置不會(huì)在處于與地面接觸的區(qū)域中的胎面的平坦化方面過(guò)多地改變彎曲柔性。備選地，所述腔體可以相對(duì)于方向yy’以非零的角度傾斜地定向。

圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的輪胎頂部的部分剖切立體圖。在該實(shí)施例中，胎面包括多個(gè)花紋塊10，所述多個(gè)花紋塊10彼此分開(kāi)或者由周向主花紋溝8和橫向花紋溝9限定。腔體115獨(dú)自地(獨(dú)立地)形成在每個(gè)花紋塊10中。在每個(gè)花紋塊10的接觸面100中設(shè)有徑向定向并且將腔體115和輪胎的外部空間相連接的貫通頸部14。所述腔體在周向方向上均勻地設(shè)置。腔體115填充有纖維材料或絲線材料并且充當(dāng)共振器。

根據(jù)該設(shè)置，腔體115可以經(jīng)由貫通頸部14直接連接至在地面和接觸面之間形成的空間。

有利地，腔體115相對(duì)于胎面的法定磨損極限在徑向內(nèi)部位置形成，以使得在滾動(dòng)期間填充材料不會(huì)與地面相干擾。在第四實(shí)施例中，顯示法定磨損極限的磨損極限指示器15被設(shè)置在主花紋溝8的底部處。因?yàn)槊總€(gè)腔體中的填充材料與磨損極限指示器15相比定位在徑向內(nèi)部位置，所以在法定允許使用期間填充材料不會(huì)與地面接觸。