[发明专利]充气轮胎

说明书

本申请为申请号为200880023348.5(对应的国际申请号为PCT/JP2008/058671)、申请日为2008年5月9日、发明名称为“充气轮胎”的PCT进中国国家阶段申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及充气轮胎，该充气轮胎减小由于形成在轮胎的胎面花纹中的周向主沟所引起的气柱共鸣(columnar resonance)。

背景技术

随着近年来车辆的安静程度的进一步提高，轮胎噪音在汽车噪声中占的比率变得较大，减小这种轮胎噪音成为了重要的事情。特别地，人耳容易听到的大约1000Hz的轮胎噪音成为车外噪声(off-vehicle noise)的主要因素，并且从环境问题的视角来看，也需要针对该噪声迅速提出对策。

通常已知在大约800Hz到1400Hz的频率范围内的轮胎噪音由所谓的气柱共鸣产生，该气柱共鸣由限定在轮胎的接地面中的形成于胎面中的周向沟和路面之间的气柱中的共鸣导致。

在具有周向主沟的轮胎接触地面的状态下，在周向主沟的沟壁和接地面之间形成长度与接地长度相同的管。结果，该管中的空气随着轮胎的运转被重复地压缩和释放，由此产生被称为气柱共鸣的噪声。该气柱共鸣的频率f₀是恒定的频率，通过下式表示：

f₀＝v/2L

其中v是声速，L是管的长度，即周向沟的长度。

为了抑制该气柱共鸣，WO2004/103737公开了一种胎面花纹，该胎面花纹能够抑制轮胎的湿特性(wet performance)的降低、保持驾驶稳定性并减小轮胎的气柱共鸣，在该胎面花纹中，胎面1设置有两个以上的周向主沟2、3和多个形成到至少一个周向主沟(图7中是周向主沟2)的轴向副沟5，周向主沟2、3在周向上以直线状或锯齿状延伸，其中轴向副沟5的一端开口到该周向主沟中且另外一端终止于陆部(land portion)，而且，接地面中总是完整地包括一个以上的轴向副沟5，如图7所示。

通过以这种方式设置从周向主沟分支的副沟，能够分散气柱共鸣的频率。当该频率被分散时，人们感觉到容易听到的声音变得柔和并且变得安静。该效果被称为向白噪声的转变(change to white noise)。

频率的分散效果取决于副沟的形状。具体地，被分散的和新产生的声音的频率通过下式表示：

f＝(2n-1)×v/4l

n：振动次数(n＝1，3，5...)

其中，l是副沟的长度，v是声速。

发明内容

发明要解决的问题

在WO2004/103737所描述的充气轮胎中，与周向主沟连续的轴向副沟能够分散周向主沟中产生的气柱共鸣的频率并将气柱共鸣转变为白噪声。但是，为增强该技术的效果，仍存在下面的问题。

在WO2004/103737所描述的充气轮胎中，由于副沟5具有一定的长度，所以周向主沟2、3之间的肋12被副沟5分割，如图7所示。这样，肋12的夹在副沟5和周向主沟3之间的部分的刚度极大地降低，从而恶化了驾驶稳定性。因此，存在不能设置有助于声音吸收的足够数量的副沟的问题。

已经发现，通过使副沟由开口到周向主沟的轴向沟部分和周向沟部分构成并通过使该轴向沟部分相对于周向沟部分以锐角弯折，能够确保副沟的足够长度并能够实现降低噪声水平而不降低肋的刚度。

这就是说，发现如图8的(a)中所示的相对于周向沟部分以锐角弯折的副沟5的周向距离比如图8的(b)中所示的以钝角弯折的周向沟部分的长度相同的副沟5的周向距离短。因此，即使在具有小的轮胎尺寸(外径)的轮胎中，设置以锐角弯折的连接到周向主沟的副沟，使得能够降低气柱共鸣。

另外，已经发现设置在胎面中央部的周向沟容易嵌石。这是因为，由于接地和复原变形(stepping-in and kicking-out deformation)而变形的轴向沟会被打开，而不产生这种变形的周向沟不会被打开。当在胎面中央部设置副沟时，尤其是当夹着周向沟部分的陆部的刚度降低时，这导致容易在沟中发生嵌石的问题。换句话说，具有局部低刚度的部分，例如胎面接地面与副沟的沟壁接触处的顶部嵌石而变形并吸收由接地和复原而引起的轮胎变形，从而使石子容易被留在副沟中。已经发现，石子尤其容易留在副沟以锐角弯曲的部分中。