ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам. Более конкретно, настоящее изобретение относится к шинам, содержащим углубления на боковых поверхностях.
Уровень техники
В последние годы были разработаны и получили широкое распространение самонесущие шины, включающие несущие нагрузку опорные слои внутри боковин. Для опорных слоев используют сшитую резину высокой твердости. Такие самонесущие шины называют шинами с усиленной боковиной. В самонесущей шине такого типа, если внутреннее давление снижается вследствие прокола, нагрузку выдерживают опорные слои. Опорные слои подавляют прогиб проколотой шины. Даже если движение продолжают в проколотом состоянии, сшитая резина высокой твердости подавляет тепловыделение в опорных слоях. Такая самонесущая шина позволяет осуществлять движение на некоторое расстояние даже в проколотом состоянии. Транспортное средство, содержащее установленные на нем такие самонесущие шины, не требуется всегда снабжать запасной шиной. Использование этой самонесущей шины позволяет избегать замены шины в неудобном месте.
Когда продолжают движение на проколотой самонесущей шине, повторяется деформация и возврат в исходное состояние опорных слоев. В результате такого повторения, в опорных слоях выделяется тепло, и температура шины повышается. Тепло приводит к разрушению резиновых элементов шины и расслоению между резиновыми элементами шины. Невозможно осуществлять движение на шине, в которой происходит разрушение и расслоение. Существует потребность в шинах, которые позволят осуществлять движение в течение длительного периода времени в проколотом состоянии. Другими словами, существует потребность в самонесущих шинах, в которых с меньшей вероятностью может происходить разрушение и расслоение из-за нагрева.
В WO 2007/032405 описана самонесущая шина, содержащая большое количество ребер на боковинах. Площадь поверхности шины, содержащей ребра, является довольно большой. Большая площадь поверхности способствует отводу тепла из шины в атмосферу. В такой шине меньше вероятность подъема температуры.
В JP 2009-298397 описана самонесущая шина, содержащая большое количество углублений на боковинах. Благодаря углублениям, в шине создается турбулентный поток. Турбулентный поток способствует улучшению отвода тепла из шины в атмосферу. В такой шине меньше вероятность подъема температуры.
Краткое описание изобретения
Даже в случае самонесущих шин, содержащих ребра или углубления, существует потребность в дополнительном повышении долговечности при движении в проколотом состоянии. Как и в случае самонесущих шин, также существует потребность повышения долговечности обычных пневматических шин
Целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины с повышенной долговечностью.
Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением включает, на боковых поверхностях, большое количество углублений и площадку, которая представляет собой часть, отличную от углублений. Каждое углубление или площадка содержит небольшой выступ.
Каждое углубление может содержать наклонную поверхность, соединенную с площадкой, и нижнюю поверхность, соединенную с наклонной поверхностью. Предпочтительно, небольшой выступ образован на наклонной поверхности. Небольшой выступ может быть образован на нижней поверхности.
Обычно контур каждого углубления представляет собой окружность. Предпочтительно небольшой выступ является кольцеобразным. Небольшой выступ расположен концентрично относительно контура углубления.
Предпочтительно высота небольшого выступа больше или равна 0,25, но меньше или равна 1,0 мм, и ширина небольшого выступа больше или равна 0,25, но меньше или равна 1,0 мм
В пневматической шине по настоящему изобретению в каждом углублении создается турбулентный поток. Турбулентный поток сталкивается с небольшим выступом. Площадь поверхности небольшого выступа больше, чем площадь плоской поверхности. В шине площадь поверхности области, с которой сталкивается турбулентный поток, является достаточно большой. Шина имеет отличную характеристику отвода тепла. Шина имеет отличную долговечность.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен вид спереди, демонстрирующий часть пневматической шине в соответствии с одним воплощением настоящего изобретения.
На Фиг.2 представлен увеличенный вид поперечного сечения шины, показанной на Фиг.1, взятого по линии II-II.
На Фиг.3 представлен увеличенный вид сверху, демонстрирующий углубление шины, показанной на Фиг.2, а на Фиг.3В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.3А.
На Фиг.4А представлен вид сверху, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.4В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.4А.
На Фиг.6А представлен вид сверху, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.6В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.5А.
На Фиг.6А представлен вид сверху, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.6В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.6А.
На Фиг.7А представлен вид сверху, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.7В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.7А.
На Фиг.8А представлен вид сверху, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.8В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.8А.
На Фиг.9А представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, на Фиг.9В представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, на Фиг.9С представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, и на Фиг.9D представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения.
На Фиг.10А представлен вид сверху, демонстрирующий углубление шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.10В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.10А.
Описание воплощений
Далее настоящее изобретение описано более подробно на основе предпочтительных воплощений с соответствующими ссылками на чертежи.
На Фиг.1 и 2 представлена самонесущая шина 2. На Фиг.2 направление вверх-вниз представляет собой радиальное направление шины 2, направление вправо-влево представляет собой аксиальное направление шины 2, и направление, перпендикулярное поверхности листа, представляет собой продольное направление шины 2. На Фиг.2 штрихпунктирной линией Eq обозначена плоскость экватора шины 2.
Шина 2 включает протектор 4, крылья 6, боковины 8, обжимные части 10, борта 12, каркас 14, несущие нагрузку опорные слои 16, брекер 18, бандаж 20, внутреннюю оболочку 22 и бортовую ленту 24. Брекер 18 и бандаж 20 образуют усиливающий слой. Усиливающий слой может состоять только из брокера 18. Усиливающий слой может состоять только из бандажа 20.
Протектор 4 имеет форму, выступающую наружу в радиальном направлении. Протектор 4 образует поверхность 26 протектора, которая вступает в контакт с поверхностью дороги. На поверхности 26 протектора обеспечены канавки 28. Рисунок протектора образован посредством канавок 28. Протектор 4 включает слой 30 беговой дорожки и подпротекторный слой 32. Слой 30 беговой дорожки выполнен из сшитой резины. Подпротекторный слой 32 выполнен из другой сшитой резины. Слой 30 беговой дорожки расположен снаружи подпротекторного слоя 32 в радиальном направлении. Слой 30 беговой дорожки наложен на подпротекторный слой 32.
Боковины 8 проходят от краев протектора 4 по существу внутрь в радиальном направлении. Боковины 8 выполнены из сшитой резины. Боковины 8 предотвращают повреждение каркаса 14. Боковины 8 включают ребра 34. Ребра 34 выступают наружу в аксиальном направлении. При движения в проколотом состоянии, ребра 34 упираются торцами в борта 36 обода. Упор позволяет подавлять деформацию бортов 12. Шина 2, в которой подавляют деформацию, имеет отличную долговечность в проколотом состоянии.
Теплопроводность каждой боковины 8 предпочтительно больше или равна 0,1 Вт/м/К. При движении в проколотом состоянии, тепло в достаточной степени отводится от боковины 8. С точки зрения отвода тепла, теплопроводность более предпочтительно больше или равна 0,2 Вт/м/K. Путем диспергирования в резине боковины 8 волокон, обладающих хорошими теплопроводящими свойствами, можно достичь высокой теплопроводности.
Обжимные части 10 расположены по существу внутри боковин 8 в радиальном направлении. Обжимные части 10 расположены снаружи бортов 12 и каркаса 14 в аксиальном направлении. Обжимные части 10 упираются торцами в борта 36 обода.
Борта 12 расположены внутри боковин 8 в радиальном направлении. Каждый борт 12 включает бортовое кольцо 38 и наполнитель 40 борта, проходящий от бортового кольца 38 наружу в радиальном направлении. Бортовое кольцо 38 имеет форму кольца и включает нерастяжимую скрученную проволоку (обычно, стальную проволоку). Наполнитель 40 борта проходит на конус наружу в радиальном направлении. Наполнитель 40 борта выполнен из сшитой резины высокой твердости.
Каркас 14 образован из слоя 42 каркаса. Слой 42 каркаса проходит с обеих сторон поверх бортов 12 и между ними и проходит вдоль протектора 4 и боковин 8. Слой 42 каркаса загнут вокруг каждого бортового кольца 38 с внутренней стороны наружу в аксиальном направлении. Из-за этого загиба, в слое каркаса 42 обеспечены основная часть 44 и загнутая часть 46. Концы 48 загнутых частей 46 расположены непосредственно под брокером 18. Другими словами, каждая загнутая часть 46 перекрывается с брокером 18. Каркас 14 имеет так называемую «конструкцию с очень сильным загибом». Каркас 14, имеющий конструкцию с очень сильным загибом, способствует повышению долговечности шины 2 в проколотом состоянии. Каркас 14 вносит вклад в долговечность в проколотом состоянии.
Слой 42 каркаса включает большое количество параллельно расположенных кордов и покрывающую резину, которые не показаны. По абсолютной величине, угол каждого корда относительно плоскости экватора составляет от 45° до 90° и, более предпочтительно, от 75° до 90°. Корды выполнены из органического волокна. Примеры предпочтительных органических волокон включают полиэфирные волокна, нейлоновые волокна, вискозные волокна, полиэтиленнафталатные волокна и арамидные волокна.
Несущие нагрузку опорные слои 16 расположены внутри боковин 8 в аксиальном направлении. Каждый опорный слой 16 расположен между каркасом 14 и внутренней оболочкой 22. Опорные слои 16 проходят на конус внутрь и наружу в радиальном направлении. Каждый опорный слой 16 имеет серповидную форму. Опорные слои 16 выполнены из сверхтвердой сшитой резины. Когда шина 2 проколота, опорный слой 16 несет нагрузку. Опорные слои 16 позволяют обеспечить движение шины 2 на некоторое расстояние даже в проколотом состоянии. Самонесущая шина 2 представляет собой шину с усиленной боковиной. Шина 2 может включать опорные слои, каждый из которых имеет форму, отличную от формы опорного слоя 16, представленного на Фиг.2.
Участки каркаса 14, перекрывающиеся с опорными слоями 16, отделены от внутренней оболочки 22. Другими словами, каркас 14 выгнут благодаря наличию опорных слоев 16. В проколотом состоянии на опорные слои 16 действует сжимающая нагрузка, а на области каркаса 14, которые находятся вблизи опорных слоев 16, действует растягивающая нагрузка. Каждый опорный слой 16 представляет собой кусок резины и может в достаточной степени выдерживать сжимающую нагрузку. Корды каркаса 14 позволяют в достаточной степени выдерживать растягивающую нагрузку. Опорные слои 16 и корды каркаса подавляют вертикальный прогиб шины 2 в проколотом состоянии. Шина 2, в которой подавлен вертикальный прогиб, имеет высокую стабильность рулевого управления в проколотом состоянии.
С точки зрения подавления вертикальной деформации в проколотом состоянии, твердость каждого опорного слоя 16 предпочтительно больше или равна 60, а более предпочтительно, больше или равна 65. С точки зрения комфортности вождения в нормальном состоянии, твердость предпочтительно меньше или равна 90, а более предпочтительно, меньше или равна 80. Твердость измеряют в соответствии со стандартом JIS K6253 с помощью дюрометра типа А. Твердость измеряют посредством надавливания дюрометром на поперечное сечение, представленное на Фиг.2. Измерение осуществляют при температуре 23°C.
Нижние концы 50 опорных слоев 16 расположены внутри в радиальном направлении относительно верхних концов 52 наполнителей 40 борта (т.е. внешних в радиальном направлении концов бортов). Другими словами, опорные слои 16 перекрываются с наполнителями 40 бортов. Расстояние в радиальном направлении между нижним концом 50 каждого опорного слоя 16 и верхним концом 52 соответствующего наполнителя 40 борта предпочтительно больше или равно 5 мм, но предпочтительно меньше или равно 50 мм. В шине 2, в которой это расстояние находится в данном диапазоне, получают однородное распределение жесткости. Указанное расстояние более предпочтительно больше или равно 10 мм. Указанное расстояние более предпочтительно меньше или равно 40 мм.
Верхние концы 54 опорных слоев 16 расположены внутри относительно концов 56 брокера 18 в аксиальном направлении. Другими словами, опорные слои 16 перекрываются с брокером 18. Расстояние в аксиальном направлении между верхним концом каждого опорного слоя 16 и соответствующим концом 56 брекера 18 предпочтительно больше или равно 2 мм, но предпочтительно меньше или равно 50 мм. В шине 2, в которой это расстояние находится в данном диапазоне, получают однородное распределение жесткости. Указанное расстояние более предпочтительно больше или равно 5 мм. Указанное расстояние более предпочтительно меньше или равно 40 мм.
С точки зрения подавления вертикальной деформации в проколотом состоянии, толщина каждого опорного слоя 16 предпочтительно больше или равна 3 мм, более предпочтительно, больше или равна 4 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 7 мм. С точки зрения снижения массы шины 2, максимальная толщина предпочтительно меньше или равна 25 мм, а более предпочтительно, меньше или равна 20 мм.
Теплопроводность каждого опорного слоя 16 предпочтительно больше или равна 0,2 Вт/м/K. При движении в проколотом состоянии, тепло от каждого опорного слоя 16 передается другому элементу. С точки зрения теплопередачи, теплопроводность предпочтительно больше или равна 0,3 Вт/м/K. Посредством диспергирования волокон, обладающих хорошими теплопроводящими свойствами, в резине каждого опорного слоя 16 может быть достигнута высокая теплопроводность.
Брекер 18 расположен снаружи каркаса 14 в радиальном направлении. Брекер18 усиливает каркас 14. Брекер 18 включает внутренний слой 58 и внешний слой 60. Как видно из Фиг.1, ширина внутреннего слоя 58 немного больше, чем ширина внешнего слоя 60. Внутренний слой 58 и внешний слой 60 включают большое количество расположенных параллельно кордов и покрывающую резину, которые не показаны. Каждый корд наклонен относительно плоскости экватора. Обычно угол наклона по абсолютной величине больше или равен 10°, но меньше или равен 35°. Направление, в котором каждый корд внутреннего слоя 58 наклонен относительно плоскости экватора, противоположно направлению, в котором каждый корд внешнего слоя 60 наклонен относительно плоскости экватора. Корды предпочтительно выполнены из стали. В качестве материала кордов можно использовать органическое волокно. Брекер 18 может включать три или более слоев.
Бандаж 20 покрывает пояс 18. Бандаж 20 включает корд и покрывающую резину, которые не показаны. Корд спирально намотан. Бандаж 20 имеет так называемую бесшовную структуру. Корд проходит по существу в продольном направлении. Угол корда относительно продольного направления меньше или равен 5°, а более предпочтительно, меньше или равен 2°. Брекер 18 фиксирован с помощью корда, что предотвращает подъем брокера 18. Корд выполнен из органического волокна. Примеры предпочтительных органических волокон включают полиэфирные волокна, нейлоновые волокна, вискозные волокна, полиэтиленнафталатные волокна и арамидные волокна.
Шина 2 может включать, вместо брокера 20, так называемые краевые бандажи, которые покрывают только области вблизи концов 56 брокера 18. Шина 2 может включать как бандаж 20, так и краевые бандажи.
Внутренняя оболочка 22 прикреплена к внутренней периферийной поверхности каркаса 14. Внутренняя оболочка 22 выполнена из сшитой резины. Для внутренней оболочки 22 используют резину, обладающую хорошей воздухонепроницаемостью. Внутренняя оболочка 22 обеспечивает сохранение внутреннего давления шины 2.
Как показано на Фиг.1 и 2, шина содержит большое количество углублений 62 на боковых поверхностях. В настоящем изобретении боковые поверхности означают области внешних поверхностей шины 2, которые можно увидеть в аксиальном направлении. Обычно углубления 62 обеспечены на поверхностях боковин 8. Часть каждой боковой поверхности, отличная от углублений 62 представляет собой площадку 64.
На Фиг.3А представлен увеличенный вид сверху, демонстрирующий углубление 62 шины 2, показанной на Фиг.2, а на Фиг.3В представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг.3А. Контур углубления 62 представляет собой окружность. Углубление 62 содержит наклонную поверхность 66 и нижнюю поверхность 68. Наклонная поверхность 66 соединена с площадкой 64. Наклонная поверхность 66 является кольцеобразной. Наклонная поверхность 66 наклонена относительно площадки 64. Контур наклонной поверхности 66 представляет собой окружность. Ширина наклонной поверхности 66 является постоянной. Поэтому окружность, которая представляет собой контур нижней поверхности 68, расположена концентрично относительно окружности, которая представляет собой контур углубления 62.
Углубление 62 содержит небольшой выступ 70. Небольшой выступ 70 обеспечен на наклонной поверхности 66. Как видно из Фиг.3А, небольшой выступ 70 является кольцеобразным. Как видно из Фиг.3В, небольшой выступ 70 имеет по существу прямоугольную форму поперечного сечения. Небольшой выступ 70 расположен концентрично относительно контура углубления 62. Площадь наклонной поверхности 66, содержащей небольшой выступ 70 больше, чем площадь такой же наклонной поверхности, но не содержащей небольшого выступа 70.
Шина 2 вращается при движении. Транспортное средство, на которое установлена шина 2, перемещается. При вращении шины 2 и перемещении транспортного средства, воздух протекает через углубления 62. Со стороны кромки каждого углубления 62 выше по потоку создается турбулентный поток. Турбулентный поток сталкивается с нижней поверхностью 68 и сталкивается со стороной наклонной поверхности 66 ниже по потоку. Как описано выше, наклонная поверхность 66 содержит небольшой выступ 70. Турбулентный поток также сталкивается с небольшим выступом 70. В шине 2 площадь поверхности области, с которой сталкивается турбулентный поток, является достаточной большой. В шине 2 улучшается отвод тепла. В шине 2 подавляют разрушение резиновых элементов и расслоение между резиновыми элементами, происходящее из-за нагрева. Шина 2 обеспечивает передвижение в течение длительного периода времени в проколотом состоянии. Турбулентный поток способствует отводу тепла не только в проколотом состоянии, но и в нормальном состоянии. Углубления 62 также способствуют повышению долговечности шины 2 в нормальном состоянии. Движение в состоянии, при котором внутреннее давление меньше нормального, может быть результатом недосмотра водителя. Углубления 62 и в данном случае могут способствовать повышению долговечности.
В шине 2 углубления 62 подавляют подъем температуры. Таким образом, даже когда опорные слои 16 являются тонкими, возможно движение в проколотом состоянии в течение длительного периода времени. Благодаря тонким опорным слоям 16, достигают снижения массы шины. Тонкие опорные слои 16 снижают сопротивление качению. Шина 2, которая является легкой и обладает пониженным сопротивлением качению, способствует снижению потребления топлива транспортным средством. Более того, благодаря тонким опорным слоям 16 также достигают превосходной комфортности вождения.
На Фиг.3 стрелкой Н показана высота выступа. С точки зрения достижения большой площади поверхности, высота Н предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. С точки зрения жесткости выступа, высота Н предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.3 стрелкой W показана ширина выступа. С точки зрения достижения большой площади поверхности, ширина W предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. С точки зрения снижения температуры, ширина W предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.3 штрихпунктирная линия Sg представляет собой отрезок прямой, проходящей от одной кромки Ed углубления 62 к другой кромке Ed углубления 62. На Фиг.3 стрелкой Di показана длина отрезка Sg прямой, т.е. диаметр углубления 62. Диаметр Di предпочтительно больше или равен 2 мм, но предпочтительно меньше или равен 70 мм. Воздух в достаточной степени проходит в углубление 62 диаметром Di 2 мм или более, и следовательно в достаточной степени создается турбулентный поток Углубление 62 подавляет подъем температуры шины 2. В этом отношении, диаметр Di более предпочтительно больше или равен 4 мм, а особенно предпочтительно, больше или равен 6 мм. В шине 2, содержащей углубления 62 диаметром Di 70 мм или менее, турбулентный поток может создаваться в очень многих местах. Кроме того, в шине 2 с углублениями 62 диаметром Di 70 мм или менее, площадь каждой боковой поверхности достаточно велика. Большая площадь поверхности способствует отводу тепла из шины 2. Углубления 62 подавляют подъем температуры шины 2 В этом отношении, диаметр Di более предпочтительно меньше или равен 40 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равен 20 мм.
Шина 2 может содержать углубления 62 двух или более типов, имеющие различные диаметры Di. В шине 2, содержащей углубления 62 двух или более типов, средний диаметр углублений 62 предпочтительно составляет 2 мм или более, более предпочтительно, больше или равен 4 мм, а особенно предпочтительно, больше или равен 6 мм. Средний диаметр предпочтительно меньше или равен 70 мм, более предпочтительно, меньше или равен 40 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равен 20 мм. Отношение количества углублений 62, диаметры Di которых находятся в вышеуказанном диапазоне, к общему количеству углублений 62 предпочтительно больше или равно 50%, а более предпочтительно, больше или равно 70% В идеальном случае, это отношение составляет 100%.
На Фиг.3 стрелкой De показана глубина углубления 62. Глубина De представляет собой расстояние между самой глубокой областью углубления 62 и отрезком Sg прямой. Глубина De предпочтительно больше или равна 0,5 мм, но предпочтительно меньше или равна 7 мм. В углублении 62 глубиной De 0,5 мм или более, создается достаточный турбулентный поток. В этом отношении, глубина De предпочтительно больше или равна 0,8 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 1,0 мм. В углублении 62 глубиной De 7 мм или менее, воздух с меньшей вероятностью застаивается на дне. В этом отношении, глубина De более предпочтительно меньше или равна 4 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 3,0 мм.
Шина 2 может содержать углубления 62 двух или более типов, имеющие различные глубины De. В шине 2, содержащей углубления 62 двух или более типов, средняя глубина углублений 62 предпочтительно больше или равна 0,5 мм, более предпочтительно, больше или равна 0,8 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 1,0 мм. Средняя глубина предпочтительно меньше или равна 7 мм, более предпочтительно, меньше или равна 4 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 3,0 мм.
Отношение количества углублений 62, глубины De которых находятся в вышеуказанном диапазоне, к общему количеству углублений 62 предпочтительно больше или равно 50%, а более предпочтительно, больше или равно 70%. В идеальном случае, это отношение составляет 100%.
Отношение (De/Di) глубины De к диаметру Di предпочтительно больше или равно 0,01, но предпочтительно меньше или равно 0,5. В углублении 62 с отношением (De/Di) 0,01 или более создается достаточный турбулентный поток. В этой связи, отношение (De/Di) более предпочтительно больше или равно 0,03, а особенно предпочтительно, больше или равно 0,05. В углублении 62 с отношением (De/Di) 0,5 или менее, воздух с меньшей вероятностью застаивается на дне. В этой связи, отношение (De/Di) более предпочтительно меньше или равно 0,4, а особенно предпочтительно, меньше или равно 0,3.
3
3
3
3
3
3
3
3
Объем углубления 62 предпочтительно больше или равен 1,0 мм, но предпочтительно меньше или равен 400 мм. В углублении 62 объемом 1,0 мм или более создается достаточный турбулентный поток. В этой связи, объем более предпочтительно больше или равен 1,5 мм, а особенно предпочтительно, больше или равен 2,0 мм. В углублении 62 объемом 400 см или менее, воздух с меньшей вероятностью застаивается на дне. В этом отношении, объем более предпочтительно равен или менее 300 см, а особенно предпочтительно, меньше или равен 250 см.
3
3
3
3
3
3
3
3
Сумма объемов всех углублений 62 предпочтительно больше или равна 300 см, но предпочтительно меньше или равна 5000000 см. В шине 2, в которой указанная сумма объемов больше или равна 300 см, в достаточной степени отводится тепло. В этом отношении, указанная сумма объемов более предпочтительно больше или равна 600 см, а особенно предпочтительно, больше или равна 800 см. Шина 2, в которой указанная сумма объемов меньше или равна 5000000 см, является легкой. В этой связи, указанная сумма объемов более предпочтительно меньше или равна 1000000 см, а особенно предпочтительно, меньше или равна 500000 см.
2
2
2
2
2
2
2
2
Площадь углубления 62 предпочтительно больше или равна 3 мм, но предпочтительно меньше или равна 4000 мм. В углублении 62 площадью 3 мм или более создается достаточный турбулентный поток. В этом отношении, эта площадь более предпочтительно больше или равна 12 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 20 мм. Шина, в которой площадь каждого углубления 62 меньше или равна 4000 мм, является легкой. В этом отношении, эта площадь более предпочтительно меньше или равна 2000 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 1300 мм. В настоящем изобретении площадь углубления 62 означает площадь области, окруженной контуром углубления 62. В случае круглого углубления, площадь S рассчитывают по следующей математической формуле:
2
S=(Di/2)*π
Ширина площадки 64 между соседними углублениями 62 предпочтительно больше или равна 0,05 мм, но предпочтительно меньше или равна 20 мм. В шине 2, в которой эта ширина больше или равна 0,05 мм, площадка 64 обладает достаточной износостойкостью. В этой связи, эта ширина более предпочтительно больше или равна 0,10 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,2 мм. В шине 2, в которой указанная ширина меньше или равна 20 мм, турбулентный поток может создаваться в очень многих местах. В этой связи, указанная ширина более предпочтительно меньше или равна 15 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 10 мм.
Количество углублений 62 на поверхности одной стороны предпочтительно больше или равно 50, но предпочтительно меньше или равно 5000. В шине 2, в которой указанное количество углублений больше или равно 50, турбулентный поток может создаваться в очень многих местах. В этом отношении, указанное количество углублений более предпочтительно больше или равно 100, а особенно предпочтительно, больше или равно 150. В шине 2, в которой указанное количество углублений меньше или равно 5000, каждое углубление 62 может иметь достаточный размер. В этой связи, указанное количество углублений более предпочтительно меньше или равно 2000, а особенно предпочтительно, меньше или равно 1000. Количество и схему расположения углублений 62 можно подходящим образом определять в соответствии с размером шины 2 и площадью поверхности каждой стороны.
Поскольку шина 2 вращается, направление потока воздуха относительно каждого углубления 62 не является однородным. Следовательно, в шине 2 углубления 62 не имеют направленности, а именно, более предпочтительными являются углубления 62, форма которых в проекции на плоскость представляет собой окружность. С учетом направления вращения шины 2, могут быть обеспечены углубления 62, имеющие направленность. В каждом углублении 62 имеющем направленность, предпочтительно формируют небольшой выступ на наклонной поверхности, расположенной на стороне ниже по потоку.
В настоящем изобретении, «углубление» ясно отличается от канавки, наблюдаемой в существующей шине 2. Канавка имеет длину, которая больше, чем ширина. В шине 2, содержащей канавку, воздух может застаиваться. При этом, каждое углубление 62 имеет низкое отношение большого диаметра к малому диаметру. Следовательно, в шине 2, содержащей углубления 62, воздух с меньшей вероятностью застаивается. Отношение большого диаметра к малому диаметру предпочтительно меньше или равно 3,0, более предпочтительно, меньше или равно 2,0, и особенно предпочтительно, меньше или равно 1,5. Для круглого углубления 62, это отношение составляет 1,0. Большой диаметр является длиной наибольшего отрезка прямой, который можно провести внутри контура, когда углубление 62 рассматривают в бесконечности. Малый диаметр представляет собой размер углубления 62 в направлении, перпендикулярном наибольшему отрезку прямой.
Как показано на Фиг.1, в шине 2 большое количество углублений 62 расположено в шахматном порядке. Таким образом, шесть углублений 62 соседствуют с одним углублением 62. В шине 2 с такой схемой расположения, места образования турбулентного потока распределены однородно. В шине 2 тепло равномерно отводится с поверхности каждой стороны. Такая схема расположения обеспечивает отличный охлаждающий эффект. Большое количество углублений 62 может быть расположено произвольно.
Как показано на Фиг.3 углубление 62, имеет трапециевидную форму поперечного сечения. Другими словами, углубление имеет форму круглого усеченного конуса. Объем углубления 62 больше, чем глубина De. Таким образом, можно обеспечить как достаточный объем, так и малую глубину De. Когда устанавливают небольшую глубину De, можно предотвратить застаивание воздуха.
На Фиг.3 обозначение а показывает угол наклонной поверхности 66. Угол α предпочтительно больше или равен 10°, но предпочтительно меньше или равен 70°. Для углубления 62, которое имеет угол α 10° или более, можно обеспечить как достаточный объем, так и малую глубину De. В этой связи, угол α более предпочтительно больше или равен 20°, а особенно предпочтительно, больше или равен 25°. В углублении 62, которое имеет угол α 70° или менее, турбулентный поток свободно проходит к нижней поверхности 68. В этой связи, указанный угол более предпочтительно меньше или равен 60°, а особенно предпочтительно, меньше или равен 55°.
Шина 2 может содержать некруглые углубления вместо круглых углублений 62 или наряду с круглыми углублениями 62. Проекции на плоскость типичных некруглых углублений имеют форму многоугольников. Шина 2 может содержать углубления, проекции на плоскость которых имеют форму эллипса или вытянутой окружности. Шина 2 может содержать углубления, проекции на плоскость которых имеют грушевидную форму (подобную капле). Шина 2 может содержать выступы, наряду с углублениями 62.
Размеры и углы каждого элемента шины измеряют в состоянии, при котором шина установлена на стандартный обод и накачена до нормального внутреннего давления, если не указано иное. В ходе измерения, нагрузку к шине не прикладывают. В настоящем описании стандартный обод означает обод, определяемый стандартом, на который базируется шина. Стандартный обод представляет собой «стандартный обод» в стандарте JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), «расчетный обод» в стандарте TRA (Американская ассоциация по ободам и шинам) и «мерный обод» в стандарте ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам). В настоящем описании нормальное внутреннее давление означает внутреннее давление, определяемое стандартом, на который базируется шина. Нормальное внутреннее давление представляет собой «максимальное давление воздуха» в JATMA, «максимальное значение», приведенное в таблице «Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки», в TRA и «давление накачки» в ETRTO. Следует отметить, что в случае шины для легкового автомобиля, размеры и углы измеряют в состоянии, при котором внутреннее давление составляет 180 кПа.
На Фиг.4 показано углубление 80 шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Контур углубления 80 представляет собой окружность. Углубление 80 содержит наклонную поверхность 82 и нижнюю поверхность 84. Наклонная поверхность 82 содержит небольшой выступ 86. Небольшой выступ 86 является кольцеобразным. Небольшой выступ 86 проходит в продольном направлении с наклоном относительно направления нормали к наклонной поверхности 82. На Фиг.4В ссылочная позиция 9 показывает угол между продольным направлением небольшого выступа 86 и направлением нормали к наклонной поверхности 82. Угол 9 предпочтительно больше или равен -45°, но предпочтительно меньше или равен 45°, а особенно предпочтительно, больше или равен -30°, но меньше или равен 30°.
Высота небольшого выступа 86 также предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная высота предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина небольшого выступа 86 предпочтительно больше или равна 0,25, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная ширина предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.5 показано углубление 90 шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Контур углубления 90 представляет собой окружность. Углубление 90 содержит наклонную поверхность 92 и нижнюю поверхность 94. Наклонная поверхность 92 содержит первый небольшой выступ 96 и второй небольшой выступ 98. Первый небольшой выступ 96 и второй небольшой выступ 98 являются кольцеобразными. Площадь наклонной поверхности 92, содержащей два небольших выступа 86, является очень большой. Наклонная поверхность 92 способствует улучшению отвода тепла.
Высота первого небольшого выступа 96 и второго небольшого выступа 98 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная высота предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина первого небольшого выступа 96 и второго небольшого выступа 98 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная ширина предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.6 показано углубление 100 шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Контур углубления 100 представляет собой окружность. Углубление 100 содержит наклонную поверхность 102 и нижнюю поверхность 104. Нижняя поверхность 104 содержит небольшой выступ 106. Небольшой выступ 106 является кольцеобразным. Площадь нижней поверхности 104, содержащей небольшой выступ 106, является большой. Нижняя поверхность 104 способствует улучшению отвода тепла.
Высота небольшого выступа 106 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная высота предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина небольшого выступа 106 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная ширина предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.7 показано углубление 110 шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Контур углубления 110 представляет собой окружность. Углубление 110 содержит наклонную поверхность 112 и нижнюю поверхность 114. Наклонная поверхность 112 содержит первый небольшой выступ 116. Нижняя поверхность 114 содержит второй небольшой выступ 118. Первый небольшой выступ 116 и второй небольшой выступ 118 являются кольцеобразными. Площадь наклонной поверхности 112, содержащей первый небольшой выступ 116, является большой. Наклонная поверхность 112 способствует улучшению отвода тепла. Площадь нижней поверхности 114, содержащей второй небольшой выступ 118, является большой. Нижняя поверхность 114 способствует улучшению отвода тепла.
Высота первого небольшого выступа 116 и второго небольшого выступа 118 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная высота предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина первого небольшого выступа 116 и второго небольшого выступа 118 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная ширина предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.8 показано углубление 120 и площадка 122 шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Контур углубления 120 представляет собой окружность. Углубление 120 содержит наклонную поверхность 124 и нижнюю поверхность 126. Площадка 122 содержит небольшой выступ 128. Небольшой выступ 128 является кольцеобразным. Площадь поверхности площадки 122, содержащей небольшой выступ 128, является большой. Турбулентный поток, создаваемый в углублении 120, сталкивается с небольшим выступом 128. Площадка 122 способствует улучшению отвода тепла.
Высота небольшого выступа 128 также предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная высота предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина небольшого выступа 128 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная ширина предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.9А показан небольшой выступ 130, который имеет поперечное сечение в форме квадрата. Хотя это и не показано, небольшой выступ 130 является кольцеобразным, как и небольшой выступ 70, показанный на Фиг.3.
Небольшой выступ 130 способствует улучшению отвода тепла. Высота Н небольшого выступа 130 также предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Указанная высота Н предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина W небольшого выступа 130 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Ширина W предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.9В показан небольшой выступ 132, имеющий поперечное сечение в форме треугольника. Хотя это и не показано, небольшой выступ 132 является кольцеобразным, подобно небольшому выступу 70, представленному на Фиг.3. Небольшой выступ 132 способствует улучшению отвода тепла. Высота Н небольшого выступа 132 также предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Высота Н предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина W небольшого выступа 132 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Ширина W предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.9С показан небольшой выступ 134, имеющий форму поперечного сечения с полукругом на конце. Хотя это и не показано, небольшой выступ 134 является кольцеобразным, подобно небольшому выступу 70, представленному на Фиг.3. Небольшой выступ 134 способствует улучшению отвода тепла. Высота Н небольшого выступа 134 также предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Высота Н предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина W небольшого выступа 134 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Ширина W предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.90 показан небольшой выступ 136, имеющий форму поперечного сечения с вогнутой поверхностью. Хотя это и не показано, небольшой выступ 136 является кольцеобразным, подобно небольшому выступу 70, представленному на Фиг.3 Небольшой выступ 136 способствует улучшению отвода тепла. Высота Н небольшого выступа 136 также предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно больше или равна 0,50 мм. Высота Н предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина W небольшого выступа 136 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Ширина W предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
На Фиг.10 показано углубление 140 шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. Контур углубления 140 представляет собой окружность. Углубление 140 содержит наклонную поверхность 142 и нижнюю поверхность 144. Углубление 140 содержит два первых небольших выступа 146 и два вторых небольших выступа 148. Каждый первый небольшой выступ 146 является прямолинейным. Каждый первый небольшой выступ 146 обеспечен на наклонной поверхности 142. Каждый второй небольшой выступ 148 является прямолинейным. Каждый второй небольшой выступ 148 обеспечен на наклонной поверхности 142 и нижней поверхности 144. Турбулентный поток, создаваемый на стороне кромки углубления 140 выше по потоку, сталкивается с первыми небольшими выступами 146 и вторыми небольшими выступами 148. Первые небольшие выступы 146 и вторые небольшие выступы 148 способствуют улучшению отвода тепла.
Высота каждого из первых небольших выступов 146 и вторых небольших выступов 148 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Высота предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм. Ширина каждого из первых небольших выступов 146 и вторых небольших выступов 148 предпочтительно больше или равна 0,25 мм, а особенно предпочтительно, больше или равна 0,50 мм. Ширина предпочтительно меньше или равна 1,0 мм, а особенно предпочтительно, меньше или равна 0,8 мм.
Примеры
Далее посредством примеров представлен достигаемый технический результат настоящего изобретения, но настоящее изобретение не следует ограничивать данными примерами.
Пример 1
Изготавливали самонесущую шину, представленную на Фиг.1-3. Шина имела размер 235/55R18 100V. Шина содержит большое количество углублений. Каждое углубление содержит наклонную поверхность и нижнюю поверхность. Кольцеобразный выступ обеспечен на наклонной поверхности. Поперечное сечение выступа имеет форму прямоугольника. Высота Н выступа составляет 0,50 мм, а ширина W выступа составляет 0,25 мм.
Примеры 2-5
Шины примеров 2-5 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что угол 9 выступа был таким, как указано в таблице 1 ниже.
Примеры 6-10
Шины примеров 6-10 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что высота Н и ширина W выступа были такими, как указано в таблице 2 ниже.
Примеры 11-14
Шины примеров 11-14 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что форма поперечного сечения выступа была такой, как представлено в таблице 3 ниже.
Примеры 15-19
Шины примеров 15-19 получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что расположение и количество выступов были такими, как представлено в таблице 4 ниже.
Сравнительный пример
Шину по сравнительному примера получали таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что выступы отсутствовали.
Температура
Каждую шину устанавливали на стандартный обод и накачивали до внутреннего давления 220 кПа. Удаляли стержень клапана шины, чтобы обеспечить сообщение внутренней области шины с атмосферой. Осуществляли вращение шины на барабане со скоростью 80 км/ч при нагрузке 5,1 кН, прикладываемой к шине. Температуру поверхности шины измеряли, когда пройденное расстояние составляло 20 км. Результаты представлены в таблицах 1-4 ниже.
Таблица 1
Результаты оценки
Пример 2
Пример 3
Пример 1
Пример 4
Пример 5
Количество кольцеобразных небольших выступов
Наклонная поверхность
1
1
1
1
1
Нижняя поверхность
0
0
0
0
0
Площадка
0
0
0
0
0
Количество прямолинейных небольших выступов
0
0
0
0
0
Форма поперечного сечения
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Высота Н (мм)
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
Ширина W (мм)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
θ (градусы)
-45
-30
0
30
45
Температура (°C)
81,7
81,6
81,2
81,5
81,6
Таблица 2
Результаты оценки
Пример 6
Пример 7
Пример 8
Пример 9
Пример 10
Количество кольцеобразных небольших выступов
Наклонная поверхность
1
1
1
1
1
Нижняя поверхность
0
0
0
0
0
Площадка
0
0
0
0
0
Количество прямолинейных небольших выступов
0
0
0
0
0
Форма поперечного сечения
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Высота Н (мм)
0,15
0,25
1,0
0,50
0,50
Ширина W (мм)
0,25
0,25
0,25
0,50
1,0
θ (градусы)
0
0
0
0
0
Температура (°C)
81,9
81,7
80,5
81,0
81,2
Таблица 3
Результаты оценки
Пример 11
Пример 12
Пример 13
Пример 14
Количество кольцеобразных небольших выступов
Наклонная поверхность
1
1
1
1
Нижняя поверхность
0
0
0
0
Площадка
0
0
0
0
Количество прямолинейных небольших выступов
0
0
0
0
Форма поперечного сечения
Фиг.9А
Фиг.9В
Фиг.9С
Фиг.9D
Высота Н (мм)
0,50
0,50
0,50
0,50
Ширина W (мм)
0,25
0,25
0,25
0,25
θ (градусы)
0
0
0
0
Температура (°C)
81,2
81,4
81,0
81,4
Таблица 4
Результаты оценки
Пример 15
Пример 16
Пример 17
Пример 18
Пример 19
Ср. пример
Расположение небольших выступов
Фиг.5
Фиг.6
Фиг.8
Фиг.10
Фиг.7
-
Количество кольцеобразных небольших выступов
Наклонная поверхность
2
0
0
0
1
0
Нижняя поверхность
0
1
0
0
1
0
Площадка
0
0
1
0
0
0
Количество прямолинейных небольших выступов
0
0
0
4
0
0
Форма поперечного сечения
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
Прямоуг.
-
Высота Н (мм)
0,50
0,50
0,50
0,50
0,50
-
Ширина W (мм)
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
-
θ (градусы)
0
0
0
0
0
-
Температура (°C)
80,6
82,2
82,0
80,5
81,1
82,3
Как показано в таблицах 1-4, температура поверхности шины каждого примера ниже, чем температура поверхности шины сравнительного примера. Из результатов оценки очевидны преимущества настоящего изобретения.
Промышленное применение
Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением может быть установлена на различные транспортные средства.
Список условных обозначений
2 - шина
4 - протектор
8 - боковина
10 - обжимная часть
12 - борт
14 - каркас
16 - опорный слой
18 - брекер
20 - бандаж
62, 80, 90, 100, 110, 120, 140 - углубление
64, 122 - плоский участок
66, 82, 92, 102, 112, 124, 142 - наклонная поверхность
68, 84, 94, 104, 114, 126, 144 - нижняя поверхность
70, 86, 106, 128, 130, 132, 134, 136 - выступы
96, 116, 146 - первый небольшой выступ
98, 118, 148 - второй небольшой выступ.