充氣輪胎與減噪器的組件的製作方法

2023-04-26 16:41:31

專利名稱：充氣輪胎與減噪器的組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種充氣輪胎與減噪器的組件，其包括充氣輪胎和附著到該輪胎上的減噪器，更具體地，涉及能夠防止由於紫外線和水而引起的減噪器劣化的組件。
背景技術：
近年來，為了降低路面噪音，提出了充氣輪胎與減噪器的組件。該組件包括充氣輪胎和由多孔材料製成且附著到高輪胎內表面的減噪器。
輪胎與減噪器的組件安裝在輪輞上並用於車輛。安裝在輪輞上之前，該組件可豎直或水平地保存在倉庫中。特別是當該組件保存在室外倉庫時，雨水(溼氣)停留在由內表面環繞的胎腔內，並且在某些情形中雨水會滲透到減噪器中。這增大了組件的重量，引起了重量失衡並且汙染了減噪器。若減噪器長時間暴露於紫外線下，減噪器易於劣化。為了保護減噪器免受水和紫外線的影響，將組件容納在袋子中或盒子中並將其保存在倉庫中看似是有效的。然而，該方法使得難以滾動或移動該組件(輪胎)，進而其搬運變得不便。

發明內容
本發明考慮到上述情形而實現。本發明的主要目的是提供一種充氣輪胎與減噪器的組件，基於將用於保護減噪器免受水和紫外線影響的防護物X可拆卸地附著到輪胎的概念，能夠在該組件保存在倉庫中時有效地防止減噪器的劣化。
根據本發明，充氣輪胎與減噪器的組件包括充氣輪胎；減噪器，其附著到輪胎的內表面並在輪胎圓周方向上延伸；和防護蓋，其可拆卸地附著到所述輪胎並且保護所述減噪器免受紫外線和水的影響。


圖1示出了根據本發明的充氣輪胎與減噪器的組件的實施方式的橫截面圖；圖2是沿著輪胎赤道線的圖1的圓周方向截面圖；圖3是示出了減噪器的圓周邊緣的實施方式的立體圖；圖4是示出了減噪器的圓周邊緣的另一實施方式的立體圖；圖5是示出了從其內側看到的輪胎與減噪器的組件的立體圖；圖6是示出了從其內側看到的輪胎與減噪器的組件的平面圖；圖7是沿輪胎赤道線的組件的圓周方向截面圖，示出了防護蓋的另一實施方式；圖8是示出了該組件的另一實施方式的立體圖；圖9是示出了水平放置的組件的另一實施方式的橫截面圖；且圖10(A)和10(B)是示出了減噪器的兩個實施例的橫截面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖詳細地描述本發明的實施方式。
在圖中，根據本發明的充氣輪胎與減噪器的組件1包括具有環面形本體部的充氣輪胎2和附著到輪胎2內表面的減噪器3。
充氣輪胎2包括胎面部分2a；一對胎圈部分2c，每個胎圈部分內均具有胎圈芯2d；和一對胎側部分2b，其在胎面部分2a與胎圈部分2c之間延伸。在此實施方式中，所示輪胎2為用於客車的無內胎式輪胎，其內表面2i由不透氣橡膠製成。
充氣輪胎2還包括胎體4和設置在胎面部分2a中的胎體4徑向外側的帶束層5。
胎體4包括有機纖維簾線製成的至少一個胎體帘布層4A，該胎體帘布層包括在胎圈芯2d、2d之間延伸的主體4a和一對分別繞胎圈芯2d從輪胎的軸向內側向外側捲起的捲起部。
在此實施方式中，帶束層5包括兩個交叉帶束帘布層5A、5B，其平行簾線設置成與輪胎赤道線C成10到30度的角度。對於帶束層簾線來說，能夠使用鋼簾線和例如芳族聚醯胺、人造絲等的高模量有機纖維簾線。
這裡，輪胎2的內部結構可以根據輪胎種類而適當地變化。
減噪器3由多孔材料製成並且在輪胎圓周方向上延伸。這裡，多孔材料不僅是指開室型或閉室型的發泡彈性體或塑料，還指例如合成纖維、植物纖維和動物纖維等的成形纏結纖維。在此實施方式中，使用開室型的聚氨酯泡沫。
由於上述多孔材料具有高振動隔離能力和聲音吸收能力，其能有效地吸收輪胎2的胎腔i中的振動能量。因而，輪胎2的胎腔i的共鳴受到抑制，進而路面噪音變得較小。此外，由於多孔材料能夠容易地收縮、彎曲和變形，其不會妨礙輪胎2的操縱穩定性。此外，由於多孔材料與實心橡膠相比具有小比重，因此，多孔材料不會劣化輪胎的重量平衡。至於多孔材料的比重，優選地設定在0.014到0.052的範圍內。
對於多孔材料，優選地使用諸如醚基聚氨酯海綿、酯基聚氨酯海綿和聚乙烯海綿等的合成樹脂海綿以及諸如氯丁橡膠海綿(CR海綿)、乙丙橡膠海綿(EPDM海綿)和丁腈橡膠海綿(NBR海綿)的橡膠海綿。考慮到噪音減小性能、自重輕性能、發泡可調性、耐久性等，諸如醚基聚氨酯海綿的聚乙烯基海綿和聚氨酯基海綿是特別優選的。
在許多情形下，填充在胎腔i中的空氣會包含水分(溼氣)。從而，優選地用耐水解降解性強的醚基聚氨酯海綿作為所述多孔材料。而且，為了防止吸水，多孔材料優選地設置有斥水性。進一步優選的是，多孔材料具有防黴性。此外，為了防止燃燒輪胎時產生有毒氣體，優選地，多孔材料不含滷素元素。
減噪器3的體積優選地設定在輪胎2的胎腔i的容積的0.4～20％的範圍內。由此，至少能夠將路面噪音降低2db。更優選地，減噪器3的體積的範圍優選地設定為不小於胎腔i的容積的1％、更優選地不小於其2％、進一步優選地不小於其4％、但不大於其10％。
在此說明書中，表述「減噪器的體積」是指包括內部泡沫的減噪器的整個表觀體積。此外，「胎腔的容積」V1在標準條件下由以下近似方程定義V1＝A×{(Di-Dr)/2+Dr}×π其中「A」是胎腔i的橫截面積，「Di」是胎腔i的最大外徑，且「Dr」是輪輞直徑。
上述標準條件是指輪胎2安裝在標準輪輞上並充氣到標準壓力但未加載輪胎負荷的情況。
標準輪輞是JATMA中規定的「標準輪輞(standard rim)」、ETRTO中的「測量輪輞(Measuring Rim)」、TRA中的「設計輪輞(Design Rim)」等。
標準壓力是JATMA中的「最大氣壓(maximum air pressure)」、ETRTO中的「充氣壓力(Inflation Pressure)」、在TRA的「在各種冷充氣壓力時輪胎負荷限制(Tire Load Limits at Various Cold InflationPressures)」表中給定的最大壓力等。在客車輪胎情形下，以200kPa作為標準壓力。
減噪器3具有下表面3A，其具有固定到輪胎2的內表面2i的光滑表面；和上表面3B，其面對胎腔i。由此，當輪胎2行駛時，減噪器3不會自由地移動。
優選地，減噪器3固定到輪胎2的內表面2i的胎面區域2ai。這裡，「胎面區域」2ai是帶束層的內側區域且其寬度等於帶束層5的寬度BW。當車輛高速行駛時，離心力向輪胎徑向外方作用。從而，輪胎2和固定到胎面區域2ai的減噪器3通過該離心力而牢靠地彼此擠靠，從而防止上表面3B剝離。在此實施方式中，減噪器3的寬度SW的中心設置到輪胎赤道線C上。
減噪器3的最大厚度T優選地為不大於40mm，更優選地為不大於30mm，進一步優選地為不大於25mm，但不限於此。若減噪器3的最大厚度T過大，減噪器3可能由於接觸到用於將輪胎安裝到輪輞上的輪胎撬棒而被破壞。另一方面，若減噪器3的最大厚度T過小，吸收胎腔中聲音能量的效果易於變差。有鑑於此，減噪器3的最大厚度T優選地不小於10mm，更優選地不小於15mm。
為了穩定減噪器3的位置，減噪器3的寬度SW優選地大於其最大厚度T。特別地，減噪器3的寬度SW優選地不小於帶束層5寬度BW的20％、更優選地不小於其30％、進一步優選地不小於其40％，但是其上限優選地不大於80％、更優選地不大於其70％。
在此實施方式中，除了圓周邊緣處外，減噪器3的橫截面形狀在輪胎圓周方向上大致連續。減噪器3的橫截面形狀不特別限制，但是優選地矩形、梯形、三角形、鼻部、半圓形等形狀是合適的。減噪器3的橫截面形狀可基於其生產率、耐久性以及負荷噪音減小效果來適當地設計。
減噪器3特別有利的橫截面形狀是相對於寬度SW的中心線CL(在此實施方式中，中心線CL與輪胎赤道線C重合)橫向對稱，並且該橫截面包括(總計兩個)朝向胎腔i突出且設置在中心線CL兩側(每側一個)的突出部3t，如圖1所示。
此外，在上表面3B的側面上、兩個突出部3t之間，減噪器3設置有在輪胎圓周方向上延伸的一個溝槽3G。由此，減噪器3的上表面3B形成為不平坦的表面，使得減噪器3面朝胎腔的表面積增加。因此，減噪器3接觸到更多的空氣，使得胎腔中的共鳴能量被有效地吸收。此外，增加減噪器的表面積改善了減噪器3的輻射性能，進而可以防止輪胎受熱損壞。
為了進一步改善上述效果，優選地，溝槽3G的深度GD不小於減噪器3的最大寬度T的20％、更優選地不小於其30％，其上限不大於其95％、更優選地不大於其90、並且更優選地不大於80％。此外，溝槽3G的最大寬度GW優選地不小於減噪器3的寬度SW的15％、更優選地不小於其25％，其上限不大於70％、更優選地不大於45％。
如圖2和3所示，減噪器3在圓周方向上的兩個端部3e和3e由漸縮部分10形成，其厚度沿圓周方向朝端部逐漸減小。漸縮部分10夾在下表面3A和上表面3B之間的角θ是銳角，並且與其它部分相比，減噪器3的各端部3e和3e的質量減小。由此，能夠減小減噪器3的兩個端部3e的粘附表面上的應力集中。為了進一步增強此效果，優選地，漸縮部分10的角度θ位於15到70度的範圍內。如圖4所示，漸縮部分10的尖端可具有垂直於下表面3A切割的端面3F。
減噪器3通過粘合劑或者雙面塗敷粘合帶固定到輪胎2的內表面2i。
粘合劑的合適例子是合成橡膠溶解在有機溶劑中的可溶型粘合劑或者散布在水中的諸如乳液型的合成橡膠基液體粘合劑。
雙面塗敷粘合帶的例子是在諸如織物的片狀基材的兩個表面形成粘合劑層、在不使用基材的情況下僅僅由粘合劑層製成的帶子或者其他種類的帶子。在此實施方式中，使用前者的雙面塗敷粘合帶。
如圖1、2和5所示，用於保護減噪器3的至少一部分免受水和紫外線影響的防護蓋6以可拆卸的方式附著到輪胎2。
在第一實施方式中，防護蓋6定位為比較靠近減噪器3，並且防護蓋6覆蓋減噪器3。防護蓋6具有在輪胎圓周方向上延伸的帶狀形狀。防護蓋6的寬度大於減噪器3的寬度SW，並且其寬度方向上的兩側邊緣6e附著到與減噪器3的側邊緣3f隔開的輪胎2的內表面2i。因此，減噪器3的整個寬度由防護蓋6所覆蓋。
有多種方法能夠用於固定防護蓋6和輪胎2。例如，它們彼此固定的情形為它們水密地或大致水密地彼此連接，使得水不容易從防護蓋6與輪胎2之間的縫隙進入減噪器3。當輪胎與減噪器的組件1安裝在輪輞上並且組件1實際使用時，由於必需將減噪器3暴露於胎腔i，因而，需要拆下防護蓋6。從而，優選地，防護蓋6與輪胎2彼此固定為使得防護蓋6能夠比較容易地從輪胎2拆卸。特別優選的是，使用在輪胎圓周方向上沿著防護蓋6的側邊緣6e連續延伸的雙面塗敷粘合帶7，防護蓋6與輪胎2彼此粘附到一起，其間沒有縫隙。由於防護蓋6未直接固定到減噪器3，當防護蓋6拆下時，減噪器3不會損壞。
該實施方式的防護蓋6設置在靠近減噪器3的位置，使得其橫跨過減噪器3。因此，若蓋6的寬度過小，難以實現粘合操作，並且生產率劣化。有鑑於此，防護蓋6的寬度(展開寬度)不小於減噪器3寬度SW的150％，更優選地不小於165％。另一方面，若防護蓋6的寬度過大，成本上升，從而優選地防護蓋6的寬度不大於減噪器3寬度SW的270％，更優選地不大於200％。
防護蓋6具有防水和隔離紫外線的能力。防水能力能夠通過由不透水的膜形成防護蓋6而容易地實現。所述膜例如是包括諸如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或者丙烯腈/苯乙烯的聚合物的樹脂膜，或者由金屬材料(例如鋁)製成的金屬膜，或者這些膜彼此層疊而成的複合膜。
就隔離紫外線能力而言，對波長為350nm的紫外線的隔離率不小於60％、更優選地不小於70％、更優選地不小於80％。紫外線隔離率通過測量光束透射率而獲得。
紫外線的隔離能力能夠通過將紫外線吸附劑、紫外線散射劑和/或著色劑增加到樹脂膜聚合物而獲得。紫外線的隔離能力還能夠通過以汽相澱積方式將防光材料(例如鋁或鈦)混合在樹脂膜的表面中而獲得。
在此實施方式中，對於防護蓋6，使用包含紫外線吸附劑和低發泡聚乙烯的樹脂膜。
當設置有防護蓋6的輪胎與減噪器的組件1保存在倉庫中時，能夠保護減噪器3免受水和紫外線影響，進而防止其強度降低。有鑑於此，優選地，防護蓋6的圓周長度覆蓋減噪器3的圓周長度的至少60％。更優選地，如圖2所示，防護蓋6在圓周方向上的兩端6t彼此重疊，使得其環狀連續。當防護蓋6的長度小於減噪器3圓周長度的100％時，理想的是豎直保持組件1以使得減噪器3未由防護蓋6所覆蓋的那一部分朝上。由此，能夠有效地保護減噪器3免受水和紫外線影響。
當防護蓋6在輪胎圓周方向上連續地形成時，如圖6所示，優選地，防護蓋6的兩端6t和6t在位於減噪器3的兩端3e和3e之間的縫隙中彼此重疊。此外，在防護蓋6的重疊部分中，優選地設置有在減噪器3的寬度方向上延伸的粘合部分。在此實施方式中，粘合部分沿著防護蓋6的端部6t的邊緣部6to設置，通過使用雙面塗敷粘合帶8重疊在上側。由此，能夠在所有儲存情形下很好地保護減噪器3免受紫外線和水的影響。
如上所述，由於在後續的階段中需要拆卸防護蓋6，可以使雙面塗敷粘合帶7和8能夠從輪胎2的內表面2i光滑地分離而不需要切割。有鑑於此，雙面塗敷粘合帶7和8優選地具有不小於19.5(N/10mm)的拉伸強度。根據JIS Z0237的「粘合帶的拉伸強度的測試方法(testmethod of tensile strength of adhesive tape)」測量雙面塗敷粘合帶的拉伸強度。
圖7和8示出了第二實施方式，在該實施方式中，防護蓋6橋接在胎圈部分2c之間並且在輪胎圓周方向上環狀連續延伸。也是在該實施方式中，防護蓋6固定到輪胎2。更具體地，防護蓋6的各側邊緣6e通過雙面塗敷粘合帶7固定到胎圈部分2c的各胎圈座表面2cs。這裡，胎圈座表面2cs是胎圈坐設在輪輞上的底部。雙面塗敷粘合帶7也沿著側邊緣6e連續地延伸，並且防止水從防護蓋6與胎圈座表面2cs之間進入。第一實施方式的防護蓋6和雙面塗敷粘合帶7也可用在第二實施方式中。
還是在該實施方式中，防護蓋6的兩端6t彼此重疊並緊密地粘附在一起。由此，輪胎的胎腔i大體上得以密封，這使得能夠更可靠地防止水的浸入和紫外線的照射。理想的是，防護蓋6的圓周長度覆蓋胎圈部分的圓周長度(胎圈座表面2cs的圓周方向長度)的至少70％，更優選地不小於80％。當防護蓋6不連續時，理想的是豎直保持組件1以使減噪器3未由防護蓋6所覆蓋的那部分朝上。由此，能夠充分地保護減噪器3免受水和紫外線影響。
若防護蓋6的寬度過小，則變得難以在胎圈部分2c之間橋接防護蓋6，而若該寬度過大，塗膠操作性易於劣化。有鑑於此，防護蓋6的寬度(展開寬度)的範圍優選地為胎圈部分2c間的輪胎軸向距離的110％到133％，但其並非限制性的。
圖9示出了本發明的第三實施方式。在該實施方式中，防護蓋6附連到胎圈部分2c，從而封閉至少一個由胎圈部分2c環繞的圓形開口9。在圖9示出的實施方式中，當輪胎與減噪器的組件1水平放置時，位於上側的開口9由防護蓋6封閉。防護蓋6例如具有大體上為圓形的形狀，並且通過環狀設置在胎圈部分2c的外表面上的雙面塗敷粘合帶7固定而封閉開口9。在此實施方式中，防護蓋6可設置在兩側的開口9上。
儘管已經詳細地描述了本發明的優選實施方式，本發明不限於這些實施方式，並且本發明能夠以多種方式進行修改並實施。
對比測試為了證實本發明的效果，根據在表1中示出的規格製造多個輪胎與減噪器的組件。接著，測試多項性能。該組件的通用規格如下所述
尺寸輪胎尺寸215/45ZR17 87W帶束層寬度166mm輪輞尺寸17×7JJ減噪器材料醚基聚氨酯海綿比重0.039產品名稱Inoac Corp.生產的ESH2橫截面形狀圖10(A)和(B)圓周長度1830mm(減噪器的圓周方向兩端以θ＝45度的漸縮角切割)固定方法長減噪器沿著胎腔的胎面區域彎曲並由雙面塗敷粘合帶(EbisuKasei製造的「E700」)粘住。該雙面塗敷粘合帶與減噪器的固定表面具有相同的尺寸。
防護蓋通過將3.1kg的有機基紫外線吸附劑(由Tokyo Ink Corp.製造的產品PEX1338號)混合到100kg的低發泡聚乙烯(由Japan PolyethyleneCorp.製造的產品UF-421號)而製造聚乙烯片材，並且使用該聚乙烯片材(3％的紫外線吸附劑)。片材厚度為0.05mm。
防護蓋的固定方法使用寬度為10mm的雙面塗敷粘合帶(NittoDenko Corp.製造的產品「5000NS」號)。測試方法如下。
生產率測試五個操作員進行將防護蓋固定在具有橫截面形狀如圖10(A)所示的減噪器的輪胎上的操作。操作難易程度由操作員的感覺按照1到5分來評估。結果示出五個操作員的平均值。數值越大，結果越良好。
防水性能測試每一個具有橫截面形狀如圖10(B)所示的減噪器的測試組件以豎直狀態放置在沒有屋頂的室外倉庫，並且將一升水灌注到胎腔中。兩周後，倒掉水，擦淨輪胎，接著拆下防護蓋，檢查有無水分吸收。對於防護蓋橋接在一對胎圈部分之間的例子以及胎圈部分的開口封閉的例子，由於水不能放入到胎腔中，未灌注起初的一升水，進行該測試。
雨水浸入測試每一個具有橫截面形狀如圖10(B)所示的減噪器的測試組件以豎直/水平狀態在雨天放置在沒有屋頂的室外倉庫一個小時。此後，拆下防護蓋，並且檢查減噪器的水分吸收情況。
減噪器的拉伸強度測試在防水測試後，試製包括減噪器的外表面的啞鈴型測試件，並且根據JIS-K6400測量其拉伸強度。數值越大，劣化越小，進而結果越良好。
表1示出了測試結果。如表1所示，證實了這些例子有效地抑制了減噪器的劣化。
表1-1

*組件放置為使得減噪器中未由防護蓋所覆蓋的部分朝上。
表1-2

*組件放置為使得減噪器中未由防護蓋所覆蓋的部分朝上。
表1-3

權利要求
1.一種充氣輪胎與減噪器的組件，其包括充氣輪胎，減噪器，其附著到該輪胎的內表面並在該輪胎的圓周方向上延伸，和防護蓋，其以可拆卸的方式附著到所述輪胎並保護所述減噪器免受紫外線和水的影響。
2.如權利要求1所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述防護蓋具有大於減噪器寬度的寬度並且在所述輪胎的圓周方向上延伸而使得所述減噪器的整個寬度由該防護蓋所覆蓋，並且所述防護蓋的各側邊緣附著到與所述減噪器的側邊緣隔開的輪胎內表面。
3.如權利要求2所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述防護蓋的圓周長度覆蓋所述減噪器的圓周長度的至少60％。
4.如權利要求2所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述防護蓋包括圓周邊緣，各圓周邊緣彼此重疊到一起而形成環形體。
5.如權利要求1所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述充氣輪胎包括一對胎圈部分，並且所述防護蓋橋接在所述胎圈部分之間並且在所述輪胎的圓周方向上延伸。
6.如權利要求5所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述防護蓋的圓周長度覆蓋所述胎圈部分的圓周長度的至少70％。
7.如權利要求1所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述充氣輪胎包括一對胎圈部分，每個胎圈部分環繞一圓形開口，並且所述防護蓋附著到該胎圈部分而封閉至少一個開口。
8.如權利要求1所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中所述防護蓋具有能夠隔離至少60％波長為350nm的紫外線的性能。
9.如權利要求1所述的充氣輪胎與減噪器的組件，其中使用拉伸強度至少為19.5N/10mm的雙面塗敷粘合帶將所述防護蓋附著到所述輪胎的內表面。
全文摘要
一種充氣輪胎與減噪器的組件，其包括充氣輪胎、附著到該輪胎的內表面並在該輪胎的圓周方向上延伸的減噪器以及以可拆卸的方式附著到該輪胎而保護該減噪器免受紫外線和水的影響的防護蓋。
文檔編號B60C9/00GK1982092SQ20061016223
公開日2007年6月20日 申請日期2006年12月8日 優先權日2005年12月12日
發明者湯川直樹, 濱田裕史 申請人:住友橡膠工業株式會社