ШИНА
AIR TIRE

Область техники
Изобретение относится к шине, препятствующей перегреву при движении.
Уровень техники
Обычно в пневматических шинах (далее именуемых «шины»), устанавливаемых на транспортных средствах, используют различные способы предотвращения их перегрева во время движения транспортных средств. В особенности, заметному перегреву подвергаются тяжелонагруженные шины, устанавливаемые на грузовиках, автобусах и строительных транспортных средствах.
Известна шина, снабженная множеством выступов в форме ребер на боковине шины (например, JP 2009-160994, стр. 4 и 5, фиг. 2). В такой шине выступы в виде ребер создают турбулентный воздушный поток, проходящий по поверхности боковины, когда шина катится по дороге, и турбулентные потоки содействуют рассеиванию тепла от шины, предотвращая перегрев боковины.
Раскрытие изобретения
Известная шина имеет особенности, которые необходимо усовершенствовать. В частности, использование выступов на части боковины имеет само по себе ограничение в отношении эффективного предотвращения перегрева протектора.
При перегреве резиновый элемент протектора 5 изнашивается под воздействием тепла. Из-за износа резинового элемента слой брекера, расположенный в протекторе, отслаивается от резинового элемента, что ведет к снижению срока службы шины.
Изобретение представляет собой шину (шину 1), которая включает в себя протектор (протектора 5) с канавкой (кольцевая канавка 50В), проходящей в окружном направлении шины (окружное направление шины tcd), причем на дне канавки (дно 50В2 канавки) расположено множество выступов (выступы 500), каждый из которых проходит от одной боковой стенки (боковая стенка 50В1) до противоположной другой боковой стенки (боковая стенка 50В3) канавки, причем выступы в канавке расположены с заданными интервалами Р, которые в проекции на поверхность протектора соответствуют условию 0,75L≤P≤10L, где L - длина выступов вдоль центральной линии канавки (центральная линия WL канавки), которая проходит по центру ширины канавки, множество слоев (слой брекера 30), брекера расположенных в протекторе в окружном направлении шины, причем множество слоев брекера включает в себя самый короткий слой (второй слой брекера 32), длина которого в направления по ширине протектора (направление по ширине twd протектора) является наименьшей, а расстояние от конца самого короткого слоя брекера до центральной линии канавки в направлении по ширине (длина DL) (конец 30е брекера) составляет не более 200 мм.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан рисунок протектора шины 1 в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 2 - шина в разрезе в соответствии с вариантом осуществления изобретения в радиальном направлении trd шины и в направлении twd по ширине протектора;
на фиг. 3 - протекторный блок 100, вид в перспективе в увеличенном масштабе;
на фиг. 4 - кольцевая полоска 70А, вид сверху на поверхность протектора;
на фиг. 5(a)-5(c) - фрагмент рисунка протектора в области углубления 300 поверхности протектора, виды в увеличенном масштабе;
на фиг. 6 - местный разрез вдоль кольцевой канавки 50В, вид в перспективе;
на фиг. 7 - кольцевая канавка 50В, вид сверху на поверхность протектора 5;
на фиг. 8 - кольцевая канавка 50В, вид в разрезе по стрелке F5 на фиг. 7;
на фиг. 9 - разрез по линии F6-F6 на фиг. 7;
на фиг. 10(a) - кольцевая канавка 50В, вид на поверхность протектора;
на фиг. 10(b) - кольцевая канавка 50В, вид в разрезе по стрелке F5 на фиг. 7;
на фиг. 11 - график зависимости теплопередачи кольцевой канавки от угла 9f (в виде коэффициента);
на фиг. 12 - график зависимости коэффициента теплопередачи кольцевой канавки от множителя при длине L выступов;
на фиг. 13 - график зависимости коэффициента теплопередачи кольцевой канавки от множителя при глубине D канавки;
на фиг. 14 - график зависимости коэффициента срока службы шины от расстояния DL в направлении twd по ширине протектора;
на фиг. 15 - кольцевая полоса 70А с протекторными блоками в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, вид сверху на поверхность протектора;
на фиг. 16 - кольцевая полоса 70А с протекторными блоками в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, вид сверху на поверхность протектора;
на фиг. 17 - протектор 5 в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, увеличенный вид в перспективе;
на фиг. 18 - кольцевая полоса 70А с протекторными блоками в соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, вид сверху на поверхность протектора;
на фиг. 19 - протектор 5 в соответствии с еще одним другим вариантом осуществления изобретения, увеличенный вид в перспективе;
на фиг. 20 - кольцевая полоса 70А с протекторными блоками в соответствии с еще одним другим вариантом осуществления изобретения, вид сверху на поверхность протектора;
на фиг. 21(a)-21(g) - примерны различных форм сечения выступов 500.
Варианты осуществления изобретения
Дальнейшее описание разбито на следующие разделы:
1 - общая схема конструкции шины 1;
2 - общая схема конструкции средств подачи воздуха;
3 - общая схема конструкции углубления 300;
4 - общая схема конструкции выступов 500;
5 - работа и результаты;
6 - сравнительная оценка;
7 - другие варианты осуществления изобретения.
На чертежах одинаковые или сходные ссылочные позиции обозначают одинаковые или сходные элементы и участки. Кроме того, следует отметить, что чертежи являются схематичными, и соотношения размеров и т.п. отличаются от фактических. Конкретные размеры и т.п. должны устанавливаться с учетом приведенного ниже описания. Кроме того, чертежи также включают в себя участки, которые имеют взаимные расположения и соотношения размеров, отличающиеся друг от друга.
1. Общая схема конструкция шины 1
Общая схема конструкции шины 1 согласно изобретению будет описана со ссылкой на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан рисунок протектора шины 1, а на фиг. 2 вид в разрезе плоскостью, проходящей в радиальном направлении trd и в направлении twd по ширине протектора.
Шина 1 собрана на ободе стандартного типа. Шина 1 имеет нормальное внутреннее давление и подвергается нормальной нагрузке. Обод имеет реборду, поддерживающую бортовые части 3 в направлении twd по ширине протектора.
Для удобства описания предполагается, что шина 1 устанавливается на транспортное средство и катится в направлении tr1 вращения, когда транспортное средство движется вперед. Направление вращения установленной на транспортном средстве шины 1, в частности, не ограничивается.
Понятие «обод стандартного типа» относится к стандартному ободу соответствующего размера, указанного в JATMA (The Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc.). В других странах, помимо Японии, понятие «обод стандартного типа» относится к стандартным ободам принятых размеров, указанных в приведенных стандартах.
Понятие «нормальное внутреннее давление» означает пневматическое давление, определяемое способом измерения шин, описанному в Year Book 2008 (с. 0-3, раздел 5), который выпущен ассоциацией JATMA (The Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc.). В других странах, помимо Японии, понятие «нормальное внутреннее давление» относится к пневматическим давлениям во время измерения размеров шин, которые указаны в соответствующих стандартах.
Понятие «нормальная нагрузка» означает нагрузку, соответствующую наибольшей нагрузочной способности одиночного колеса, указанной в Year Book 2008, который выпущен ассоциацией JATMA (The Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc.). В других странах, помимо Японии, понятие «нормальная нагрузка» относится к наибольшим нагрузкам (наибольшим нагрузочным способностям) одиночных колес соответствующих размеров, указанных в соответствующих стандартах.
Стандарты определяются промышленными нормами, действующими в тех районах, где изготавливаются и используются шины. Например, в США стандарт именуется как «Year Boor of The tire and Rim Association Inc.,», а стандарт в Европе именуется как «Standards Manual of The European Tire and Rim Technical Organization».
Как показано на фиг. 1 и 2, шина 1 включает в себя бортовые части 3, протектора 5, боковины 7 и боковины 9 протектора.
Бортовая часть 3 имеет бортовой сердечник 10 и находятся в контакте с ободом.
Протектор 5 имеет поверхность 5а, которая контактирует с поверхностью дороги. Протектор 5 имеет торец 5е, который является наружным концом протектора 5 в направлении twd по его ширине. Рисунок протектора 5 имеет форму, симметричную относительно точки на центральной линии CL шины.
Боковина 7 образует боковую поверхность шины 1 и расположена между бортовой частью 3 и боковиной 9 протектора. Боковина 7 соединяет борт 3 с протектором 5 через боковину 9 протектора.
Боковина 9 протектора проходит внутрь в радиальном направлении trd шины от торца 5е протектора, который является наружным концом протектора 5, в направлении twd по ширине протектора. Боковина 9 протектора проходит непрерывно до боковины 7 шины. Боковина протектора 9 расположена между протектором 5 и боковиной 7 шины.
Внутреннее положение боковины протектора 9 в радиальном направлении trd шины соответствует самому удаленному в радиальном направлении trd шины внутреннему положению зоны выхода торца 5е протектора на боковые канавки (канавки 60 грунтозацепа). Боковина 9 протектора не контактирует с дорожным покрытием во время нормального движения.
Как показано на фиг. 2, шина 1 является пневматической шиной. Шина 1 имеет больший калибр резиновой смеси (толщину резины) в протекторе 5 по сравнению с пневматическими шинами, устанавливаемыми на легковых автомобилях и т.п.
В частности, наружный диаметр OD шины и калибр резиновой смеси DC протектора 5 в месте центральной линии CL шины соответствуют условию DC/OD≥0,015.
Наружный диаметр OD (в мм) является наибольшим наружным диаметром шины 1 (в общем, в области протектора 5 рядом с центральной линией CL шины). Калибр резиновой смеси DC (в мм) представляет собой толщину резины протектора 5 на центральной линии CL шины. Калибр резиновой смеси DC не включает в себя толщину слоев брекера 30. Как показано на фиг. 2, в случае, когда кольцевая канавка 50С образована в зоне, включающей в себя центральную линию CL шины, калибр резиновой смеси является толщиной резины протектора 5 в области, смежной с кольцевой канавкой 50С.
Как показано на фиг. 2, шина 1 включает в себя пару бортовых сердечников 10, каркасный слой 20 и множество слоев брекера 30.
Бортовой сердечник 10 расположен в бортовой части. Бортовой сердечник 10 образован из бортовой проволоки (не показано).
Каркасный слой 20 образует каркас шины и соединяет протектор 5 с бортовыми частями 3 через боковины 9 протектора и боковины 7 шины.
Каркасный слой 20 охватывает пространство между парой бортовых сердечников 10 и имеет тороидальную форму. В данном варианте осуществления изобретения каркасный слой 20 контактирует с бортовыми сердечниками 10. Оба торца каркасного слоя 20 в направлении ширины протектора twd поддерживаются двумя бортовыми частями 3.
Каркасный слой 20 содержит корд, проходящий в заданном направлении в проекции поверхности протектора. В данном случае корд каркаса проходит в направлении по ширине протектора twd. Корд каркаса представляет собой, например, стальную проволоку.
Слой брекера 30 расположен в протекторе 5. Слой брекера 30 расположен снаружи каркасного слоя 20 в радиальном направлении шины (trd). Слой брекера 30 проходит в окружном направлении шины и содержит корд брекера, проходящий под наклоном относительно направления прохождения корда каркаса. Например, корд, используемый в качестве корда брекера, представляет собой стальной корд.
Множество слоев брекера 30 включает в себя первый слой брекера 31, второй слой брекера 32, третий слой брекера 33, четвертый слой брекера 34. пятый слой брекера 35 и шестой слой брекера 36.
Первый слой 31 брекера расположен снаружи каркасного слоя 20 в радиальном направлении trd шины. Первый слой 31 брекера расположен в самом удаленном внутреннем положении из множества слоев брекера 30 в радиальном направлении trd шины. В радиальном направлении trd шины второй слой 32 брекера расположен снаружи первого слоя брекера 31, третий слой 33 брекера расположен снаружи второго слоя 32 брекера, четвертый слой 34 брекера расположен снаружи третьего слоя 33 брекера, пятый слой 35 брекера расположен снаружи четвертого слоя 34 брекера, а шестой слой 36 брекера расположен снаружи пятого слоя 35 брекера. Шестой слой 36 брекера расположен в самом ближнем наружном положении из множества слоев брекера 30 в радиальном trd направлении шины. Первый слой брекера 31, второй слой брекера 32, третий слой брекера 33, четвертый слой брекера 34. пятый слой брекера 35 и шестой слой брекера 36 расположены от внутренней стороны к наружной стороне в радиальном направлении trd шины.
В данном варианте осуществления изобретения ширина первого слоя 31 брекера и второго слоя 32 брекера составляет 25-70%, включительно, ширины TW поверхности 5а протектора в направлении twd по его ширине. Ширина третьего слоя 33 брекера и четвертого слоя 34 брекера составляет 55-90%, включительно, ширины TW поверхности 5а протектора в направлении twd по ширине протектора. Ширина пятого слоя 35 брекера и шестого слоя 36 брекера составляет 60-110%, включительно, ширины TW поверхности протектора 5а в направлении twd по ширине протектора.
В направлении twd по ширине протектора ширина пятого слоя 35 брекера больше ширины третьего слоя 33 брекера, ширина третьего слоя 33 брекера равна или больше ширины шестого слоя 36 брекера, ширина шестого слоя 36 брекера больше ширины четвертого слоя 34 брекера, ширина четвертого слоя 34 брекера больше ширины первого слоя 31 брекера, а ширина первого слоя 31 брекера больше ширины второго слоя 32 брекера. В направлении twd по ширине протектора пятый слой 35 брекера имеет наибольшую ширину, а второй слой 32 брекера имеет наименьшую ширину из множества слоев брекера 30. Соответственно, множество слоев брекера 30 включают в себя самый короткий слой брекера, имеющий наименьшую длину в направлении twd по ширине протектора (т.е. второй слой 32 брекера).
Второй слой 32 брекера, являясь самым коротким, имеет конец 30е в направлении twd по ширине протектора.
В данном варианте осуществления изобретения каждый из углов наклона кордов брекера первого слоя 31 брекера и второго слоя 32 брекера к корду каркаса в проекции на поверхность протектора составляет 70-85°, включительно. Каждый из углов наклона корда брекера третьего слоя 33 брекера и четвертого слоя 34 брекера к корду каркаса составляет 50-75°, включительно. Каждый из углов наклона кордов брекера пятого слоя 35 брекера и шестого слоя 36 брекера к корду каркаса составляют 50-70°, включительно.
Множество слоев брекера 30 включает в себя внутреннюю группу 30А поперечно направленных слоев брекера, промежуточную группу 30В поперечно направленных слоев брекера и наружную группу 30С поперечно направленных слоев брекера.
Внутренняя группа 30А поперечно направленных слоев брекера состоит из набора слоев брекера 30 и расположена снаружи каркасного слоя 20 в радиальном направлении trd шины. Внутренняя группа 30А поперечно направленных слоев брекера включает в себя первый слой 31 брекера и второй слой 32 брекера. Промежуточная группа 30В поперечно направленных слоев брекера состоит из другого набора слоев брекера 30 и расположена снаружи внутренней группы 30А поперечно направленных слоев брекера в радиальном направлении trd шины. Промежуточная группа 30В поперечно направленных слоев брекера включает в себя третий слой 33 брекера и четвертый слой 34 брекера. Наружная группа 30С поперечно направленных слоев брекера состоит из еще одного набора слоев брекера 30 и расположена снаружи промежуточной группы 30В поперечно направленных слоев брекера в радиальном направлении trd шины. Наружная группа 30С поперечно направленных слоев брекера включает в себя пятый слой 35 брекера и шестой слой 36 брекера.
Ширина внутренней группы 30А поперечно направленных слоев брекера составляет 25-70%, включительно, ширины поверхности 5а протектора в направлении twd по ширине протектора. Ширина промежуточной группы 30В поперечно направленных слоев брекера составляет 55-90%, включительно, ширины поверхности 5а протектора в направлении twd по ширине протектора. Ширина наружной группы 30С поперечно направленных слоев брекера составляет 60-110%, включительно, ширины поверхности 5а протектора в направлении twd по ширине протектора.
Угол наклона корда брекера внутренней группы 30А поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса в проекции на поверхность протектора составляет 70-85°, включительно. Угол наклона корда брекера промежуточной группы ЗОВ поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса в проекции на поверхность протектора составляет 50-75°, включительно. Угол наклона корда брекера наружной группы 30С поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса в проекции на поверхность протектора составляет 50-70°, включительно.
Угол наклона корда брекера внутренней группы 30А поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса в проекции на поверхность протектора является наибольшим. Угол наклона корда брекера промежуточной группы 30В поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса равен или больше угла наклона корда брекера наружной группы 30С поперечно направленных слоев брекера.
Как показано на фиг. 1 и 2, протектор 5 имеет множество канавок (кольцевых канавок 50) и множество боковых канавок (канавок 60 грунтозацепов), проходящих в окружном направлении tcd шины. Протектор 5 также имеет множество протекторных блоков (кольцевых полос 70 с протекторными блоками), образованных множеством кольцевых канавок 50 и множеством канавок 60 грунтозацепов.
Множество кольцевых канавок 50 проходит в окружном направлении tcd шины. Множество кольцевых канавок 50 включает в себя кольцевые канавки 50А, 50В и 50С.
Кольцевая канавка 50А расположена в самом наружном положении в направлении twd по ширине протектора. Кольцевая канавка 50С расположена на центральной линии CL шины.
Кольцевая канавка 50В расположена между кольцевой канавкой 50А и кольцевой канавкой 50С в направлении twd по ширине протектора. В частности, кольцевая канавка 50В образована так, что расстояние DL от конца слоя 30е до центральной линии WL канавки, которая проходит по центру ширины кольцевой канавки 50В, в проекции на поверхность протектора шины в направлении twd по ширине протектора меньше или равна 200 мм.
Как описано ниже, дно 50В2 кольцевой канавки 50В имеет множество выступов 500. Таким образом, температура вокруг протектора 5 в кольцевой канавке 50В локально понижается. Поскольку расстояние DL от конца 30е брекера до центральной линии WL канавки в направлении twd по ширине протектора равна или меньше 200 мм, температура конца 30е брекера понижается. Такое снижение температуры замедляет износ резинового элемента вокруг конца 30е брекера, вызванный воздействием тепла и тем самым препятствует выделению тепла и отслаиванию второго слоя 32 брекера от конца 30е брекера в качестве исходной точки и окружающего резинового элемента. Поскольку предотвращается отслаивание второго слоя 32 брекера, который является самым коротким слоем и наиболее подвержен воздействию тепла протектора 5, срок службы шины 1 может быть увеличен.
Протектор тяжелонагруженных шин, установленных на грузовики, автобусы и строительные транспортные средства, имеет больший калибр резиновой смеси (толщину) и большой объем резины. Когда такая тяжелонагруженная шина подвергается неоднократному деформированию, температура протектора повышается. В такой тяжелонагруженной шине, в частности, расположенная снаружи протектора 5 по сравнению с расположенной рядом с центральной линией CL протектора 5 (в направлении twd по ширине протектора) вырабатывает больше тепла. Таким образом, благодаря наличию множества выступов 500 на дне 50В2 кольцевой канавки 50В, расположенной снаружи центральной линии CL, тепло может интенсивно рассеиваться от протектора 5.
Канавки 60 грунтозацепов проходят от кольцевой канавки 50В к боковине 9 протектора. Канавки 60 грунтозацепов имеют соответствующие выходы 60а в боковину 9 протектора. Соответственно, канавки 60 грунтозацепов выходят к торцу 5е протектора. Канавки 60 грунтозацепов сообщаются с кольцевой канавкой 50А и кольцевой канавкой 50В. Внутренние концы канавок 60 грунтозацепов в направлении twd по ширине протектора сообщаются с кольцевыми канавками 50В.
Ширина между обоими торцами (торцы 5е протектора) протектора 5 в направлении по ширине протектора обозначена TW. В данном варианте осуществления изобретения оба торца протектора обозначают оба торца в направлении twd по ширине протектора в диапазоне контакта, где шина находится в контакте с поверхностью дороги. Состояние, когда шина контактирует с поверхностью дороги, означает состояние, когда шина прикреплена к нормальному ободу и имеет нормальное внутреннее давление и нормальную нагрузку.
В проекции на поверхность протектора шины 1 канавки 60 грунтозацепов проходят с наклоном в направлении twd по ширине протектора. Угол наклона ср канавок 60 грунтозацепов в направлении twd по ширине протектора составляет 15-60°, включительно.
Как показано на фиг. 1, когда шина 1 вращается в направлении tr1 вращения, возникает воздушный поток (набегающий поток) в направлении, противоположном направлению tr1 вращения. Левые на фиг. 1 канавки 60 грунтозацепов движутся вперед в направлении tr1 вращения, поскольку они расположены снаружи в направлении twd по ширине протектора. Угол наклона ср канавок 60 грунтозацепов в направлении twd по ширине протектора составляет 15-60°, включительно. В связи с этим, когда шина 1 вращается в направлении tr1 вращения, воздушный поток, поступающий снаружи в канавки 60 грунтозацепов, может не соударяться с боковыми стенками канавок 60 грунтозацепов рядом с выходами 60а и оставаться там. В результате улучшается коэффициент теплопроводности канавки 60 грунтозацепа, и обеспечивает точное направление воздушного потока в кольцевую канавку 50В, следовательно, вызывая снижение температуры протектора 5.
С другой стороны, когда шина 1 вращается в направлении tr1 вращения с правой на фиг. 1 стороны протектора 5, воздушный поток (набегающий поток) движется в направлении, противоположном направлению tr1 вращения. Поскольку угол наклона ср канавок 60 грунтозацепов в направлении twd по ширине протектора составляет 15-60°, включительно, воздух в канавках 60 грунтозацепов может легко протекать вдоль них. В результате отвода воздуха на наружную сторону от канавок 60 грунтозацепов в направлении twd по ширине протектора, может увеличиваться скорость потока воздуха, протекающего в этих канавках. Это может улучшить теплопроводность канавок 60 грунтозацепов и снижение температуры протектора 5.
Воздух, протекающий в кольцевой канавке 50В, легче поступает в канавки 60 грунтозацепов. Воздух, проходящий через кольцевую канавку 50В, отводит тепловые потоки наружу по канавкам 60 грунтозацепов, способствуя рассеянию тепла от протектора 5.
Угол наклона φ в 60° и менее может обеспечивать жесткость упомянутых ниже протекторных блоков 100 и 200. Это может препятствовать деформации блоков 100 и 200 из-за вращения шины 1 и, соответственно, препятствовать увеличению выделения тепла протектором 5.
Несколько кольцевых полос 70 с протекторными блоками, проходящих в окружном направлении шины, включают в себя кольцевые полосы 70А, 70 В и 70С.
Кольцевая полоса 70А расположена в самом наружном положении в направлении twd по ширине протектора. Кольцевая полоса 70В расположена между кольцевой полосой 70А и кольцевой полосой 70С в направлении twd по ширине протектора. Кольцевая полоса 70С расположенной в самом внутреннем положении в направлении twd по ширине протектора.
Кольцевая полоса 70А и кольцевая полоса 70В имеют канавки 60 грунтозацепов. Протектор 5 имеет протекторные блоки 100 и 200, определяемые канавками 60 грунтозацепов. Иными словами, кольцевая полоса 70А разделена канавками 60 грунтозацепов для образования протекторных блоков 100. Кольцевая полоса 70В разделена канавками 60 грунтозацепов, образуя протекторные блоки 200.
В данном варианте осуществления изобретения шина 1 представляет собой радиальную шину, имеющую, например, сплюснутость на 80% и менее, диаметр обода 57" и более, нагрузочную способность в 60 тонн и более и коэффициент нагрузки (k-фактор) 1,7 и более. Следует отметить, что шина 1 не ограничивается этими параметрами.
2. Общая схема конструкции средств подачи воздуха
Общая схема конструкции средств подачи воздуха согласно данному варианту осуществления изобретения будет описана со ссылками на фиг. 1-4. На фиг. 3 показан в перспективе в увеличенном масштабе протекторный блок 100. На фиг. 4 показана кольцевая полоса 70А с протекторными блоками в проекции на поверхность протектора.
В шине 1 боковые канавки (канавки 60 грунтозацепов) снабжены соответствующими средствами подачи воздуха. В этом варианте осуществления изобретения средства подачи воздуха образованы суженной поверхностью 100R.
Как показано на фиг. 1-4, протекторный блок 100 имеет поверхность 100S, которая входит в контакт с поверхностью дороги, боковую поверхность 101, образованную снаружи протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора, боковую поверхность 102, образованную внутри протекторного блока 100 в направлении по ширине twd протектора, боковую поверхность 103 канавки, которая образует стенку канавки грунтозацепа 60, образованную на одной стороне протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины, и боковую поверхность 104 канавки, которая образует стенку канавки 60 грунтозацепа, образованную на другой стороне протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины. Протекторный блок 100 имеет суженную поверхность 100R, которая пересекает поверхность 100S, боковую поверхность 101 и боковую поверхность 103 канавки у угловой кромки 100А образованной поверхностью протектора, боковой поверхностью 101, и боковой поверхностью 103 канавки. Угловая кромка 100А образует вышеуказанный торец 5е протектора 5.
Боковая поверхность 101 образована в протекторном блоке 100 рядом с боковиной 9 протектора. Боковая поверхность 101 проходит в окружном направлении tcd шины. Боковая поверхность 101 соединена с боковыми поверхностями 103 и 104 канавки протекторного блока 100, которые образуют стенки боковых канавок 60. Боковая поверхность 102 обращена к боковой поверхности 101 в направлении twd по ширине протектора. Боковая поверхность 102 образует стенку кольцевой канавки 50А, прилегающей к внутренней стороне протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора.
Боковая поверхность 103 канавки проходит в направлении twd по ширине протектора. Боковая поверхность 103 канавки расположена с одной стороны протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины. Боковая поверхность 104 канавки проходит в направлении twd по ширине протектора. Боковая поверхность 104 канавки расположена на другой стороне протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины.
Суженная поверхность 100R проходит в окружном направлении tcd шины на угловой кромке 100А, образованной поверхностью 100S протектора и боковой поверхностью 101. Суженная поверхность 100R наклонена внутрь в радиальном направлении trd шины в поперечном сечении протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины и в радиальном направлении trd шины, когда она приближается к одной стороне в окружном направлении tcd шины. Суженная поверхность 100R также наклонена внутрь в радиальном направлении trd шины, в поперечном сечении протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора и в радиальном направлении trd шины, когда она приближается к наружной стороне в направлении twd по ширине протектора.
Иными словами, суженная поверхность 100R скошена у вершины поверхности 100S протектора, боковой поверхности 101 и боковой поверхности 103 канавки, т.е. суженная поверхность 100R образована так, что она имеет по меньшей мере одну сторону на каждой из поверхностей 100S протектора, боковой поверхности 101 и боковой поверхности 103 канавки.
Суженная поверхность 100R имеет одну сторону на боковой поверхности 101 и не имеет ни одной стороны на боковой поверхности 102, боковой поверхности 101 и боковой поверхности 102 протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора. Иными словами, в протекторном блоке 100 одна из боковых поверхностей 101 и 102 (боковая поверхность 102), которые противоположны друг другу в направлении twd по ширине протектора, не пересекает суженную поверхность 100R.
Кроме того, суженная поверхность 100R имеет одну сторону на боковой поверхности 103 канавки и не имеет ни одной стороны на боковой поверхности 104 канавки, боковой поверхности 103 канавки и боковой поверхности 104 канавки протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины. Иными словами, одна из боковых поверхностей канавки 103 и 104 (боковая поверхность 104 канавки), которые противоположны друг от другу в протекторном блоке 100 в окружном направлении tcd шины, не пересекает суженную поверхность 100R.
Образование суженной поверхности 100R, как описано выше, облегчает протекание воздуха по этой поверхности во время вращения шины 1 и соударение с боковой поверхностью 104 канавки другого протекторного блока 100, смежного в окружном направлении tcd шины. Иными словами, воздух протекает по суженной поверхности 100R, легко попадает в канавку 60 грунтозацепов протекторного блока 100, смежного в окружном направлении tcd шины.
В данном варианте осуществления изобретения суженная поверхность 100R является плоской. Иными словами, суженная поверхность 100R линейно проходит по поперечному сечению в окружном направлении tcd шины и в радиальном направлении trd шины или по поперечному сечению в направлении twd по ширине протектора и в радиальном направлении trd шины.
Как показано на фиг. 3, если плоскость Sv проходит через вершину Р2 суженной поверхности 100R, пересекая поверхность 100S протектора и поверхность боковой стороны 101, вершину Р1 суженной поверхности 100R, пересекая поверхность 100S протектора и поверхность боковой поверхности 103 канавки, и вершину Р3 суженной поверхности 100R, пересекая боковую поверхности 101 и боковую поверхность 103 канавки, то она образует угол θ2 с поверхностью 100S протектора, составляющий 0°-45°. В качестве альтернативы, угол θ1, образуемый плоскостью Sv и боковой поверхностью 101, больше 0° и меньше 45°. Иными словами, необходимо, чтобы только один из углов θ1 или θ2 составлял 0°-45°. Более предпочтительно, угол θ1 (или угол θ2) составляет 10°-30°. В данном варианте осуществления изобретения суженная поверхность 100R является плоской, т.е. является той же самой плоскостью, что и плоскость Sv.
Предпочтительно, суженная поверхность 100R образуется таким, что расстояние L2 между вершиной Р1 и вершиной Р3 в радиальном направлении шины (trd) больше расстояние L1 между вершиной Р1 и вершиной Р2 в направлении по ширине протектора (twd). Причина этого состоит в следующем. Поскольку расстояние L2 больше расстояние L1, даже в случае износа блока площадки 100 поверхности 100S протектора суженная поверхность 100R остается. Иными словами, действие суженной поверхности 100R может продолжаться. Более предпочтительно, расстояние L2 составляет не менее 50 мм.
В шине 1 протекторный блок 100 имеет суженную поверхность 100R, которая пересекает поверхность 100S протектора, боковую поверхность 101 и боковую поверхность 103 канавки на угловой кромке 100А, образованной поверхностью 100S протектора и боковой поверхностью 101, расположенной снаружи в направлении twd по ширине протектора.
Таким образом, как показано на фиг. 4, когда шина 1 вращается в направлении tr1 вращения, воздушный поток (набегающий поток) AR, создаваемый вращением шины 1, течет по суженной поверхности 100R в направлении, противоположном направлению tr1 вращения. Воздушный поток AR, протекающий по суженной поверхности 100R, соударяется с боковой поверхностью 104 канавки протекторного блока 100, расположенной сзади в направлении tr1 вращения, и направляется в канавку 60 грунтозацепа. В результате образуется воздушный поток AR от боковой поверхности 101 протекторного блока 100 к канавке 60 грунтозацепа. Иными словами, воздух вокруг шины 1 поступает в канавку 60 грунтозацепа для увеличения скорости потока воздуха, протекающего в канавке 60 грунтозацепа. Это может улучшить теплопроводность канавок 60 грунтозацепов и снизить температуру протектора 5.
Когда шина 1 вращается в направлении tr2 вращения, воздушный поток (набегающий поток) AR, создаваемый в канавке 60 грунтозацепа за счет вращения шины 1, течет наружу по суженной поверхности 100R в направлении, противоположном направлению tr2 вращения. Это способствует отводу воздуха на наружную сторону в направлении twd по ширине протектора через канавку 60 грунтозацепа, увеличивая скорость потока воздуха, протекающего в канавке 60 грунтозацепа. Соответственно, увеличивается коэффициент теплопроводности канавки 60 грунтозацепа и может быть снижена температура протектора 5.
3. Общая схема конструкции углубления 300
Общая схема конструкции углубления 300 согласно данному варианту осуществления изобретения будет описана со ссылками на фиг. 5. На фиг. 5(a)-5(c) показано углубление 300 в увеличенном масштабе в различных видах в проекции на поверхность протектора.
Как показано на фиг. 5(a)-5(c), кольцевая полоса 70С имеет углубления 300. Углубление 300 расположено в направлении канавки 60 грунтозацепа. Углубление 300 образовано в поверхности стенки канавки кольцевой полосы 70С напротив канавки 60 грунтозацепа.
В данном варианте осуществления изобретения углубление 300 является треугольным в проекции на поверхность протектора. В проекции на поверхность протектора одна поверхность 300а стенки углубления 300 проходит на продолжении линии одной поверхности стенки канавки 60 грунтозацепа, а другая поверхность 300b стенки углубления 300 пересекает линию, продолжающую другую поверхность канавки 60 грунтозацепа. В проекции на поверхность протектора пересечение поверхности стенки канавки кольцевой полосы 70С напротив канавки 60 грунтозацепа с линией, продолжающей одну поверхность стенки канавки грунтозацепа, обозначено пересечением «а», а пересечение поверхности стенки канавки кольцевой полосы 70С напротив канавки 60 грунтозацепа с линией, продолжающей другую поверхность стенки канавки 60 грунтозацепа, обозначено пересечением «b». В проекции на поверхность протектора конец А поверхности 300а стенки рядом с кольцевой канавкой 50В и пересечение «а» расположены в одном и том же месте, а конец В поверхности 300b стенки рядом с кольцевой канавкой 50В и пересечение «b» расположены в разных местах. Конец В не находится между пересечением «а» и пересечением «b». Соответственно, расстояние от конца А до конца В больше расстояния от пересечения «а» до пересечения «b». В проекции на поверхность протектора точка контакта между поверхностью 300а стенки и поверхностью 300b стенки является вершиной С.
В проекции на поверхность протектора угол, образованный линией, продолжающей поверхность стенки канавки кольцевой полосы 70С напротив канавки 60 грунтозацепа, и поверхностью 300а стенки, является углом α, а угол, образованный линией, продолжающей поверхность стенки канавки кольцевой полосы 70С напротив канавки 60 грунтозацепа, и поверхностью 300b стенки, является углом β. В данном варианте осуществления изобретения угол β меньше угла α. Предпочтительно, угол α находится в пределах 20°≤α≤70°, а угол β≤45°.
Углубление 300 образовано так, что его центр в направлении протяжения кольцевой канавки 50В смещен от направления протяжения канавки 60 грунтозацепа, и центральная линия поперечной канавки проходит через центр в направлении, перпендикулярном к направлению протяжения. Центр углубления 300 относится, по меньшей мере, к центру линии, соединяющей конец А с концом В, или к вершине С.
Как показано на фиг. 5(b), размер 300W углубления 300 в направлении twd по ширине протектора изменяется в окружном направлении tcd шины. Иными словами, размер 300W в окружном направлении tcd шины постепенно увеличивается от конца В к вершине С и постепенно уменьшается от вершины С к концу А.
Размер 300L углубления 300 в окружном направлении tcd шины постепенно уменьшается от стороны, выходящей в кольцевую канавку 50В, в обратном направлении. Иными словами, размер 300L имеет наибольшее расстояние между концом А и концом В и постепенно уменьшается к вершине С.
Как показано на фиг. 5(c), благодаря образованию углубления 300 воздушный поток AR, протекающий через канавку 60 грунтозацепа от наружной стороны к внутренней стороне в направлении twd по ширине протектора, соударяется с поверхностью 300b углубления 300. Как показано на фиг. 5(c), поскольку поверхность 300а стенки расположена над поверхностью 300b стенки, менее вероятно, что воздушный поток AR будет протекать над поверхностью 300b стенки. Таким образом, воздушный поток AR точно протекает по направляющей кольцевой канавки 50В.
Поскольку углубление 300 образовано для создания одностороннего воздушного потока AR в окружном направлении tcd шины, воздушный поток AR не задерживается в кольцевой канавке 50В. Это может улучшить теплопроводность кольцевой канавки 50В и снижает температуру протектора 5.
4. Общая схема конструкции выступов 500
Общая схема конструкции выступов 500 согласно данному варианту осуществления изобретения будет описана со ссылками на фиг. 6-9.
На фиг. 6 в перспективе показан местный разрез вдоль кольцевой канавки 50В. На фиг. 7 показана кольцевая канавка 50В в проекции на поверхность протектора (вид сверху на протектор 5). На фиг. 8 показана кольцевая канавка 50В в разрезе, вид по стрелке F5 на фиг. 7. На фиг. 9 показан разрез по линии F6-F6 на фиг. 7 (выступ 500).
Как показано на фиг. 6-9, на дне 50В2 кольцевой канавки 50В имеется множество выступов 500.
В данном варианте осуществления изобретения выступы 500 расположены в кольцевой канавке 50В с заданными интервалами Р. Кроме того, выступы 500 проходят от одной боковой стенки 50В1 канавки до другой ее боковой стенки 50В3. В данном варианте осуществления изобретения выступы 500 непрерывно проходят от одной боковой стенки 50В1 до другой боковой стенки 50В3. Иными словами, все выступы 500 проходят в поперечном направлении по ширине W кольцевой канавки 50В. В данном варианте осуществления изобретения боковые стенки 50В1 и 50В3 проходят по существу параллельно окружному направлению шины и расположены напротив друг друга.
Все выступы 500 расположены вертикально наружу в радиальном направлении шины от дна 50В2 кольцевой канавки 50В. В данном варианте осуществления изобретения выступы 500 являются плоскими пластинчатыми резиновыми элементами, отходящими вертикально от дна 50В2 канавки и наклоненными в окружном направлении шины.
В частности, как показано на фиг. 7, угол θf, который образует центральная линия WL канавки с выступом 500, составляет 10-60°, включительно. Угол θf образован продольным направлением «х» выступов 500 и центральной линией WL канавки, проходящей через ее центр, в направлении по ширине в проекции на поверхность протектора шины 1, и расположен напротив направления вращения шины 1. Иными словами, угол θf образован на передней стороне воздушного потока AR, образующегося посредством вращения шины 1 в направлении tr1 вращения.
Длина L выступов 500 вдоль центральной линии WL канавки и заданные интервалы Р между выступами в проекции на поверхность протектора шины 1 соответствуют условию 0,75L≤Р≤10L.
Поскольку все выступы 500 соответствуют условию 0,75L≤Р, количество выступов 500 в кольцевой канавке 50В не будет слишком большим, что препятствует замедлению протекания воздуха в кольцевой канавке 50В. Поскольку все выступы 500 соответствуют условию Р≤10L, количество выступов 500 в кольцевой канавке 50В не будет слишком малым, и воздушный поток AR1 эффективно преобразуется в спиралевидный поток (завихренный поток).
Предпочтительно, интервалы Р между выступами больше 1,25L. Предпочтительнее, Р>1,5L, более предпочтительно Р>2,0L. Благодаря соответствию этим условиям, количество выступов 500 в кольцевой канавке 50В становится соответствующим необходимости. Площадь дна 50В2 канавки, через которое проходит воздушный поток AR, не является слишком малой, эффективно рассеивая тепло от дна 50В2 канавки.
Длина L выступа - это расстояние от одного его торца до другого в направлении ged протяжения кольцевой канавки 50В (в данном варианте осуществления изобретения - в окружном направлении шины). Интервал Р - это расстояние между центрами выступов 500, в которых выступы 500 пересекают центральную линию WL канавки.
Если расстояние между боковыми стенками 50В1 и 50ВЗ кольцевой канавки 50В, равное ширине канавки, обозначить W, а ширину выступа 500 в боковом направлении обозначить TWf, то длина L также может выражаться как W/tgθf+TWf/sinθf. Как показано на фиг. 9, ширина выступа TWf является шириной в направлении, перпендикулярном направлению «х» вдоль выступа.
Кроме того, как показано на фиг. 8, при условии, что высота выступа 500 от дна 50В2 канавки равна Hf, и глубина кольцевой канавки 50В от поверхности 5 а протектора до дна 50В2 канавки (самый глубокий участок) равна D, выступ 500 соответствует условию 0,03D≤Hf≤0,4D. При условии, что ширина кольцевой канавки 50В равна W, дно 50В2 канавки является плоским, по меньшей мере, его ширина составляет 0,2W. Иными словами, центральный участок по ширине W дна 50В2 канавки, включающий в себя центральную линию WL канавки, имеет плоскую и гладкую поверхность дна 50В2 канавки без неровностей.
Ширина W кольцевой канавки 50В и ширина TWf выступа 500 в перпендикулярном направлении к его продольному направлению «х» соответствуют условию: TWf/cosθf≤0,9W. Предпочтительно, выступы 500 соответствуют условию 0,2≤TWf. Соответствие условию 0,2≤TWf определяет ширину TWf выступов, увеличивающую срок их службы. В результате может быть предотвращено повреждение выступов 500 во время использования шины 1, что эффективно предотвращает перегрев протектора 5 при движении транспортного средства.
Например, размер L составляет 10-100 мм, интервал Р составляет 1,25 мм - 4,00 мм, высота Hf выступа составляет 5-15 мм, ширина TWf выступа составляет 0,5-10 мм, глубина D канавки составляет 40-120 мм, ширина W дна 50В2 канавки составляет 5-20 мм.
5. Работа и результаты
В шине 1 на дне 50В2 кольцевой канавки 50В расположено множество выступов 500, которые проходят от одной боковой стенки 50В1 канавки до другой ее боковой стенки 50ВЗ. Выступы 500 расположены в кольцевой канавке 50В с заданными интервалами Р, которые соответствуют условию 0,75L≤P10L, а расстояние в направлении twd по ширине протектора от конца 30е второго слоя брекера 32, который является самым коротким слоем в направлении по ширине протектора (twd) до центральной линии WL канавки не превышает 200 мм.
При вращении шины 1 в кольцевой канавке 50В в направлении, противоположном направлению tr1 вращения создаются воздушные потоки AR1 и AR2 (набегающие потоки). Как показано на фиг. 10(a) и 10(b), воздушный поток AR1 вдоль боковой стенки 50В3, расположенной с одной торцевой стороны выступа 500, которая является нижней стороной в направлении течения воздуха, удерживается от течения по кольцевой канавке 50В, поскольку на пути воздушного потока расположен выступ 500, но продолжает движение, отклоняясь в направлении ged кольцевой канавки 50В, преодолевая выступы 500. В результате воздушный поток становится на спиралевидным (завихренным). Поскольку воздушный поток продолжает движение, захватывается окружающий воздух, увеличивая расход воздуха в потоке AR1. Это облегчает рассеивание тепла от протектора 5.
Воздушный поток AR2 вдоль боковой стенки 50В1, расположенной с другой торцевой стороны выступающей части 500, которая является верхней стороной в направлении течения воздуха, продолжает движение в продольном направлении «х» выступов 500. Затем воздушный поток AR2 вытекает из кольцевой канавки 50В вокруг другой боковой стенки 50В3 кольцевой канавки 50В. Воздух, который удерживает тепло, проходя через кольцевую канавку 50В, течет наружу, способствуя тем самым рассеиванию тепла от протектора 5.
Поскольку все выступы 500 соответствуют условию 0,75L≤Р, количество выступов 500 в кольцевой канавке 50В не является слишком большим, что препятствует замедлению течения воздуха через кольцевую канавку 50В. Поскольку все выступы 500 соответствуют условию Р≤10 L, их количество в кольцевой канавке 50В не является слишком малым, и воздушный поток AR1 становится спиралевидным (завихренным). Это облегчает рассеивание тепла от протектора 5.
Температура вокруг протектора 5 с кольцевой канавкой 50, уменьшается. Поскольку расстояние DL в направлении по ширине протектора (twd) от конца 30е брекера до центральной линии WL канавки не превышает 200 мм, температура конца 30е брекера снижается. Поскольку предотвращается разрушение из-за нагрева резинового элемента вокруг конца 30е брекера, предотвращается расслоение второго слоя брекера 32 от конца 30е брекера. Кроме того, может быть предотвращено отслоение второго слоя брекера 32, который является самым коротким слоем брекера, легко подвергающимся воздействию тепла от протектора 5. Таким образом, легко предотвращается повышение температуры протектора 5 в результате движения транспортного средства, следовательно, может быть увеличен срок службы шины.
Предпочтительно, выполняется условие 1,25L<Р. Благодаря соответствию этому условию количество выступов 500 в кольцевой канавке 50В становится более подходящим. Площадь дна 50В2 канавки, через которое проходит воздушный поток AR, не является слишком маленькой, что позволяет эффективно рассевать тепло от дна 50В2 канавки.
Предпочтительно, угол θf, образованный продольным направлением «х» выступа 500 и центральной линией WL канавки, составляет 10-60°, включительно. Поскольку угол θf равен или больше 10°, остроугольная часть, образованная выступом 500 и боковой стенкой 50В1 (или боковой стенкой 50В3), может препятствовать ослаблению воздушного потока AR, протекающего через кольцевую канавку 50В. Поскольку угол θf равен или меньше 60°, воздушный поток AR2, протекающий через кольцевую канавку 50В, может быть эффективно преобразован в спиралевидный. Это увеличивает скорость потока, проходящего по дну 50В2, обеспечивая эффективное рассеивание тепла от протектора 5.
Предпочтительно, выполняется условие 0,03D<Hf≤0,4D. При условии 0,03D<Hf высота Hf выступов 500 равна заданной высоте или превышает ее, так что выступы 500 могут эффективно преобразовывать протекающий через кольцевую канавку 50В воздушный поток AR2 в спиралевидный. Это увеличивает проходящий по дну 50В2 канавки поток и обеспечивает достаточное рассеивание тепла от протектора 5. Соответствие условию Hf≤0,4D, по всей вероятности, вынуждает спиралевидный воздушный поток AR1 достигать дна 50В2 канавки. В результате тепло эффективно отводится от дна 50В2 канавки.
Дно 50В2 канавки является плоским на, по меньшей мере, ширине 0,2W. Таким образом, проходящий по дну 50В2 канавки воздушный поток AR не встречает препятствий, что позволяет более эффективно препятствовать перегреву протектора 5.
Предпочтительно, выполняется условие DC/OD≥0,015. В шине, которая соответствует этому условию, протектор 5 имеет больший калибр резиновой смеси и, следовательно, удерживает тепло. Таким образом, в шине, которая соответствует этому условию, при движении транспортного средства эффективно предотвращается перегрев протектора 5, что препятствует его разрушению из-за перегрева.
Выступы 500 проходят от одной боковой стенки 50В1 до другой боковой стенки 50В3. Соответственно, воздушный поток AR1, проходящий вдоль выступов 500, может преодолевать их рядом с боковой стороной 50В3 и, таким образом, эффективно преобразовываться спиралевидный (завихренный). Это позволяет обеспечить эффективное рассеивание тепла от протектора 5.
Ширина внутренней группы 30А поперечно направленных слоев брекера составляет 25-70%, включительно, ширины поверхности 5а протектора в направлении twd по ширине протектора. Ширина промежуточной группы 30В поперечно направленных слоев брекера составляет 55-90%», включительно, ширины TW поверхности 5а протектора в направлении twd по ширине протектора. Ширина наружной группы 30С поперечно направленных слоев брекера составляет 60-110%, включительно, ширины TW поверхности 5а протектора. Кроме того, в проекции на поверхность протектора угол наклона корда брекера внутренней группы 30А поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса составляет 70-85°, включительно, угол наклона корда брекера промежуточной группы 30В поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса составляет 50-75°, включительно, и угол наклона корда брекера наружной группы 30С поперечно направленных слоев брекера к корду каркаса составляет 50-70°, включительно.
В шине, вышеуказанной конструкции может иметь место расслоение слоя брекера 30 и резинового элемента, поскольку количество слоев брекера 30 является большим. Таким образом, срок службы шины может быть увеличен за счет использования данного изобретения применительно к шине с указанной конструкцией брекера.
6. Сравнительная оценка
Для подтверждения результатов, достигаемых изобретением, были выполнены следующие испытания шин. При этом изобретение не ограничивается использованным рабочим образцом.
В качестве испытываемой шины была использована шина (59/80R63) для эксплуатации на горных выработках. В кольцевой канавке шины были выполнены выступы, и был измерен коэффициент теплопроводности при скорости вращения шины 20 км/ч. При этом изменялись угол θf, образованный центральной линией канавки и выступами, множитель при L (размер выступа в направлении канавки) и множитель при D (глубина канавки). Коэффициент теплопроводности в отсутствии выступов был определен равным 100, и было выполнено его сравнение с измеренным коэффициентом теплопроводности. Результаты показаны на фиг. 11-13. показана зависимость между углом θf и коэффициентом теплопроводности кольцевой канавки; на фиг. 12 показана зависимость между множителем при L и коэффициентом теплопроводностью кольцевой канавки; на фиг. 13 показана зависимость между множителем при D и коэффициентом теплопроводности кольцевой канавки.
Из графика на фиг. 11 следует, что угол θf равный 10-60°, включительно, обеспечивает приемлемый коэффициент теплопроводности. В частности, угол θf равный 15-40°, включительно, обеспечивает более приемлемый коэффициент теплопроводность.
Из графика на фиг. 12 следует, что множитель при L, равный 0,75-10, включительно, обеспечивает приемлемый коэффициент теплопроводности. Множитель, равный 1,25 и более обеспечивает более приемлемую теплопроводность. Множитель, равный 1,5-7, включительно, обеспечивает еще более приемлемую теплопроводность.
Из графика на фиг. 13 следует, что множитель при D, равный 0,03-0,4, включительно, обеспечивает приемлемый коэффициент теплопроводности.
Далее, для подтверждения эффекта относительного расположения кольцевой канавки и конца брекера, было выполнено следующее измерение, используя шину подобную вышеуказанной.
К шинам для образцов 1-11 и сравнительных образцов 1-12 прикладывалась нагрузка 101,6 кН, затем их перемещали со скоростью 8 км/ч после чего был оценен срок службы каждой шины.
В шинах для образцов 1-11 и сравнительного образца 12 толщина протектора в радиальном направлении trd шины составляла 140 мм, глубина кольцевой канавки в радиальном направлении trd шины составляла 70 мм, и ширина кольцевой канавки в направлении по ширине протектора составляла 10 мм. На дне кольцевой канавки были выполнены выступы. Угол θf выступа составлял 20°, интервал Р между выступами составлял 2,5 мм, и высота Hf выступа составляла 0,1 мм.
В шине образца 1 расстояние DL в направлении по ширине протектора (twd) от конца брекера до центральной линии WL канавки кольцевой канавки составляло 0 мм. Иными словами, в направлении по ширине протектора (twd) конец брекера и центральная линия WL канавки находились в одном и том же положении. В шине для образца 2 расстояние DL составляло 20 мм. В шине для образца 3 расстояние DL составляло 40 мм. В шине для образца 4 расстояние DL составляло 60 мм. В шине для образца 5 расстояние DL составляло 80 мм. В шине для образца 6 расстояние DL составляло 100 мм. В шине для образца 7 расстояние DL составляло 120 мм. В шине для образца 8 расстояние DL составляло 140 мм. В шине для образца 9 расстояние DL составляло 160 мм. В шине для образца 10 расстояние DL составляло 180 мм. В шине для образца 11 расстояние DL составляло 200 мм. В шине для сравнительного образца 12 расстояние DL составляло 220 мм.
В шинах для сравнительных образцов (за исключением сравнительного образца 12) толщина протектора в радиальном направлении trd шины составляла 140 мм, глубина кольцевой канавки в радиальном направлении trd шины составляла 100 мм, и ширина кольцевой канавки в направлении по ширине протектора составляла 10 мм. Дно кольцевой канавки не имело выступов.
В шине для сравнительного образца 1 расстояние DL составляло 0 мм. В шине для сравнительного образца 2 расстояние DL составляло 20 мм. В шине для сравнительного образца 3 расстояние DL составляло 40 мм. В шине для сравнительного образца 4 расстояние DL составляло 60 мм. В шине для сравнительного образца 5 расстояние DL составляло 80 мм. В шине для сравнительного образца 6 расстояние DL составляло 100 мм. В шине для сравнительного образца 7 расстояние DL составляло 120 мм. В шине для сравнительного образца 8 расстояние DL составляло 140 мм. В шине для сравнительного образца 9 расстояние DL составляло 160 мм. В шине для сравнительного образца 10 расстояние DL составляло 180 мм. В шине для сравнительного образца 11 расстояние DL составляло 200 мм.
Результаты представлены в Таблице 1 и на фиг. 14. На фиг. 14 показан график зависимости между сроком службы каждой шины и расстоянием DL. На фиг. 14 «О» обозначает образцы, а «×» обозначает сравнительные образцы. В качестве срока службы шины использовался срок службы сравнительного образца 1, равный эталонному значению (100), и другие шины были обозначены коэффициентами.
В шинах для образцов 1-11 глубина кольцевой канавки является небольшой по сравнению с шинами для сравнительных образцов, однако срок службы шин для образцов был не меньше 100, как показано в Таблице 1 и на фиг. 14. Соответственно, в шинах для образцов 1-11 срок службы шины был увеличен.
Установлено, что в случае, когда расстояние DL составляло не менее 80 мм, срок службы шины увеличивается в большей степени, а в случае, когда расстояние DL составляло не менее 40 мм, срок службы шины дополнительно увеличивается.
7. Другие варианты осуществления изобретения
Несмотря на то, что изобретение было описано на конкретных вариантах его осуществления, подразумевается, что описание и фигуры не ограничивают его. Изобретение включает в себя различные варианты его осуществления, которые не описаны.
Приведенные ниже варианты осуществления изобретения могут бить скомбинированы необходимым образом с вышеописанным вариантом без ухудшения эффектов от изобретения.
7.1 Средство подачи воздуха
Несмотря на то, что средство подачи воздуха в приведенном выше варианте осуществления изобретения образовано суженной поверхностью 100R, оно не ограничивается только суженной поверхностью.
Например, как показано на фиг. 15 и 16, длина протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора может уменьшаться от одной стороны к другой стороне в окружном направлении tcd шины.
На фиг. 15 показана кольцевая полоса 70А согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в проекции на поверхность протектора.
Один торец 100D протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины расположен с задней стороны в направлении tr1 вращения при движении транспортного средства, к которому принадлежит шина 1. Другой торец 100Е протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины расположен с передней стороны в направлении tr1 вращения. Длина La1 торца 100D в направлении по ширине протектора меньше длины La2 торца 100Е протекторного блока 100 в направлении по ширине протектора. Различие между длиной Lb1 и длиной La1 выражается как длина Lw1, которая предпочтительно составляет 5 мм и более.
Боковая поверхность 101 проходит с наклоном к внутренней стороне протекторного блока 100 от плоскости в окружном направлении шины и проходит непрерывно к боковой поверхности 103 канавки протекторного блока 100, которая образует внутреннюю стенку канавки 60 грунтозацепа. Торец 100D протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины, который расположен с задней стороны в направлении вращения, расположен внутри от боковины 7 на длине Lw1 в направлении twd по ширине протектора. Иными словами, задняя сторона боковины 9 протектора в направлении вращения в окружном направлении tcd шины протекторного блока 100 расположена внутри от боковины 7 на длине Lw в направлении twd по ширине протектора. По этой причине между боковиной 9 протектора и боковой поверхностью 101 образована ступенька. Дно 60b канавки 60 грунтозацепа проходит от конца 100D в окружном направлении tcd шины, который расположен с задней стороны в направлении вращения, к торцу 100Е. Дно 60b канавки расположено между боковиной 9 протектора и боковой поверхностью 101.
Как показано на фиг. 15, когда шина 1 вращается в направлении tr1 вращения, воздушный поток AR (набегающий поток), образуемый за счет вращения шины 1, протекает вдоль боковой поверхности 101 протекторного блока 100 в направлении, противоположном направлению tr1 вращения. Протекающий вдоль боковой поверхности 101 воздушный поток AR соударяется с боковой поверхностью 104 канавки протекторного блока 100, расположенной сзади по направлению tr1 вращения, и направляется в канавку 60 грунтозацепа. В результате воздух вокруг шины 1 поступает в канавку 60 грунтозацепа и увеличивает скорость потока воздуха, протекающего в канавке 60 грунтозацепа. Это может улучшить теплопроводность канавки 60 грунтозацепа и снизить температуру протектора 5.
На фиг. 16 показана кольцевая полоса 70А согласно еще одному варианту осуществления изобретения, вид в проекции на поверхность протектора. Криволинейная закругленная поверхность 100Ru образована между верхней поверхностью 100S протектора 5, которая входит в контакт с поверхностью дороги, боковой поверхностью 101 и боковой поверхностью 103 канавки в протекторном блоке 100 шины 1. Иными словами, поверхность 100S протектора, боковая поверхность 101 и боковая поверхность 103 канавки скошены. Как показано на фиг. 15, площадь поверхности 100S протектора 5, контактирующая с поверхностью дороги, в протекторном блоке 100 шины 1 меньше площади протекторного блока 100 по дну 60b канавки 60 грунтозацепа. Протекторный блок 100 постепенно увеличивается от поверхности 100S протектора, входящей в контакт с поверхностью дороги, к соединительной части для соединения с дном 60b канавки.
Как показано на фиг. 17 и 18, боковая поверхность 101 протекторного блока 100 может иметь выемку 130, которая вырезана в протекторном блоке 100 с боковой поверхности 101 и сообщается с по меньшей мере одной стороной канавки 60 грунтозацепа.
На фиг. 17 показан протектор 5 в увеличенном масштабе, а на фиг 18 показана кольцевая полоса 70А согласно другому варианту осуществления изобретения в проекции на поверхность протектора.
Выемка 130 образована в боковине 9 протектора, которая является боковой поверхностью протекторного блока 100. Выемка 130 образована снаружи линии, соединяющей дно 60b канавок 60 грунтозацепов спереди и сзади протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины друг с другом.
Выемка 130 образована с одного конца боковой поверхности 101 протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины. Выемка 130 проходит внутрь со стороны боковой поверхности 101 протекторного блока 100 (в направлении twd по ширине протектора) и сообщается с канавкой 60 грунтозацепа. Боковая поверхность 101 протекторного блока 100 и боковая поверхность 103 канавки имеют проем 131.
Длина Lk выемки 130 в окружном направлении шины меньше длины WB протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины.
Глубина ds выемки 130 от боковой поверхности 101 протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора является постоянной в окружном направлении tcd шины. Проем 131 выемки 130, который образован в боковой поверхности 101 протекторного блока 100, является прямоугольным, в направлении twd по ширине протектора. Выемка 130 образована параллельно поверхности протектора 5.
Как показано на фиг. 18, когда шина 1 вращается в направлении tr1 вращения, создается воздушный поток AR (набегающий поток), который заходит в выемку 130 и протекает по ней в направлении, противоположном направлению tr1 вращения. Протекающий по выемке 130 воздушный поток AR соударяется с боковой поверхностью 104 канавки протекторного блока 100, расположенной сзади по направлению tr1 вращения, и направляется в канавки 60 грунтозацепов. В результате воздух вокруг шины 1 попадает в канавки 60 грунтозацепов и увеличивает скорость потока воздуха в канавках 60 грунтозацепов. Это может улучшить теплопроводность канавок 60 грунтозацепов и уменьшить температуру протектора 5.
Глубина ds выемки 130 может увеличиваться по мере приближения ее к канавке 60 грунтозацепа, с которой она сообщается.
Как показано на фиг. 19 и 20, боковая поверхность 101 протекторного блока 100 может иметь выступ 150 в направлении twd по ширине протектора.
На фиг. 19 показан протектор 5 в увеличенном масштабе согласно другому варианту осуществления изобретения, а на фиг. 20 показана кольцевая полоса 70А согласно этому варианту осуществления изобретения.
Выступ 150 образован рядом с канавкой 60 грунтозацепа, расположенной с одной стороны боковой поверхности 101 протекторного блока 100 в окружном направлении tcd шины. Другая сторона боковой поверхности 101 блока площадки 100 в окружном направлении tcd шины является по существу гладкой. Выражение «по существу гладкой» означает незначительные неровности из-за отклонений в процессе производства. Незначительными неровностями, например, являются неровности в пределах 10% длины протекторного блока 100 в направлении twd по ширине протектора.
Размер Lr выступа 150 в окружном направлении tcd шины меньше размера WB протекторного блока 100, образованного в кольцевой полосе 70А, в окружном направлении tcd шины.
Выступ 150 является прямоугольным, линейно проходящим в радиальном направлении trd шины, хотя продольное направление прямоугольника может быть наклонено радиальному направлению шины. В этом случае образуется угол между центральной линией выступа 150, проходящей по центру этого выступа в окружном направлении tcd шины, и радиальным направлением trd шины, который может составлять |γ|≤60°. Выступ 150, показанный на фиг. 19 и 20, расположен таким образом, что радиальное направление trd шины соответствует продольному направлению прямоугольника, а направление twd ширины протектора соответствует боковому направлению прямоугольника.
На боковой поверхности 101 блока площадки 100 может быть образовано множество выступов 150. Множество выступов 150 может быть линейно расположено в радиальном направлении шины trd.
Множество выступов 150 может быть наклонено к радиальному направлению trd шины в направлении twd по ширине протектора.
Выступы 150 не обязательно должны быть прямоугольными. Поперечное сечение выступа 150, которое перпендикулярно продольному направлению, может быть треугольным. Поперечное сечение выступа 150, которое перпендикулярно продольному направлению, может иметь форму трапеции, большее основание которой соединено с боковой поверхностью 101 протекторного блока 100. Поперечное сечение выступа 150, которое перпендикулярно продольному направлению, может иметь форму трапеции, меньшее основание которой соединено с боковой поверхностью 101 протекторного блока 100. Поперечное сечение выступа 150, которое перпендикулярно продольному направлению, может быть наклонено в сторону направления вращения. Выступ 150 может быть параллелограммом в направлении оси вращения шины. Выступ 150 может быть образован таким образом, что ширина его центральной части в продольном направлении меньше ширины шины на торце в продольном направлении вдоль оси вращения шины. Выступ 150 может быть эллиптическим в направлении вдоль оси вращения шины. Выступы могут иметь и другие формы, способные осуществлять срыв воздушного потока, проходящего по поверхности шины.
В вышеуказанном варианте осуществления изобретения оба протекторных блока 100 в направлении twd по ширине протектора имеют соответствующие средства подачи воздуха, однако изобретение этим не ограничивается. В направлении twd по ширине протектора только один протекторный блок 100 может иметь средство подачи воздуха. Различные протекторные блоки 100 могут иметь средства подачи воздуха различных форм.
7.2 Выступы
В вышеуказанном варианте выполнения выступающая часть 500 имеет плоскую пластинчатую форму, однако изобретение этим не ограничивается. Выступающая часть 500 может иметь волнообразную форму в проекции поверхности протектора или может иметь форму с большей толщиной рядом с центральной линией WL канавки и с уменьшающейся толщиной в направлении боковой стенки 50В1 и боковой стенки 50В3 (или наоборот).
На фиг. 21(a)-21(g) показаны варианты форм сечения выступов 500. Как показано на фиг. 21(a)-21(g), в сечении форма выступов 500 (показанных как на фиг. 9) может иметь не обязательно плоскую верхнюю поверхность. В сечении форма верхней поверхности выступа 500 может быть наклонной или дугообразной.
Угол θf, глубина D канавки и ширина W канавки могут не соответствовать условиям, установленным в вышеуказанном варианте выполнения.
Выступы 500 расположены только в кольцевой канавке 50В, однако они могут быть выполнены и в других местах. Выступы 500 могут быть образованы в кольцевой канавке 50С, образованной в зоне, включающей в себя центральную линию CL шины, или могут быть выполнены в кольцевой канавке 50С.
7.3 Прочее
Несмотря на то, что в вышеуказанном варианте осуществления изобретения кольцевая канавка 50В проходит параллельно окружному направлению tcd шины, изобретение этим не ограничивается. Кольцевая канавка 50В необязательно должна быть параллельна окружному направлению tcd шины. Например, кольцевая канавка 50В может быть не параллельна окружному направлению tcd шины, при условии, что угол, который кольцевая канавка 50В образует с центральной линией CL шины, составляет не более 45°. Кольцевая канавка 50В необязательно должна быть линейной и может быть криволинейной снаружи в направлении twd по ширине протектора или может иметь зигзагообразный профиль. Предпочтительно, кольцевая канавка 50В имеет зигзагообразный профиль, чтобы не снижать скорость воздуха, протекающего через нее.
Канавки грунтозацепов могут доходить до кольцевой канавки 50С, а дно каждой из кольцевых канавок 50 может иметь выступы 500. Иными словами, кольцевые канавки, снабженные выступами 500, могут быть образованы в зоне, включающей в себя центральную линию CL шины. Это может снизить температуру протектора 5.
Все канавки 60 грунтозацепов расположены под одинаковым углом к окружному направлению tcd шины, но могут быть расположены и под различными углами. В одной шине углы наклона φ канавок 60 грунтозацепов необязательно должны быть одинаковыми. Угол наклона φ канавки 60 грунтозацепа может варьироваться между канавкой 60 грунтозацепа, расположенной рядом с одним торцом в направлении twd по ширине протектора, и канавкой 60 грунтозацепа, расположенной рядом с другим торцом в направлении twd по ширине протектора. Кроме того, углы наклона φ могут варьироваться между канавками 60 грунтозацепа, расположенными рядом с одним торцом в направлении twd по ширине протектора.
Шины 1 по данному варианту осуществления изобретения весьма пригодны для использования в качестве сверхгабаритных, но могут использоваться и для обычных шин.
Шина в соответствии с изобретением может быть пневматической или сплошной, заполненной резиной. Как вариант, шина может быть заполнена газом, исключая воздух, например инертным газом, таким как аргон, азот и т.п.
Промышленная применимость
Шина в соответствии с изобретением может эффективно предотвращать перегрев протектора в результате движения транспортного средства и может увеличивать срок службы шины.