БОЛЬШЕГРУЗНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
HIGH-CAPACITY PNEUMATIC TIRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к большегрузной пневматической шине, обладающей улучшенными долговечностью борта и характеристикой сопротивления качению.
Уровень техники
Как показано на Фиг.10(а), обычно, традиционная бескамерная большегрузная шина (а) включает бортовое кольцо (с) по существу шестиугольного поперечного сечения, расположенное в борту. При условии, когда шина установлена на стандартный обод (b) и еще не накачана до внутреннего давления (например, условии, когда внутреннее давление шины снижено до 5% от нормального внутреннего давления после накачки до нормального внутреннего давления), радиально внутренняя поверхность c1 бортового кольца (с) сконструирована так, что практически параллельна поверхности b1 листа обода (b), иначе говоря, чтобы обеспечить угол α1, составляющий по существу 0 градусов между радиально внутренней поверхностью c1 и поверхностью b1 листа обода. Соответственно, давление прилегания между бортовым кольцом (с) и ободом (b) однородно увеличивают ниже бортового кольца (с) так, что улучшают долговечность борта и характеристику сопротивления качению. Пример соответствующей ссылки представлен далее (см. патентный документ 1).
Патентный документ 1: нерассмотренная публикация патентной заявки Японии №2009-137035.
Описание изобретения
Однако, как показано на Фиг.10(b) в увеличенном виде, когда большегрузную пневматическую шину накачивают до внутреннего давления, напряжение (f) слоя (d) каркаса склонно выворачивать бортовое кольцо (c) в направлении по часовой стрелке, и угол α1 между радиально внутренней поверхностью c1 и поверхностью b1 листа обода становится равным приблизительно от 3 до 5 градусов. Такое бортовое кольцо (с) склонно к существенному снижению давления прилегания относительно обода, особенно давления прилегания со стороны носка борта. По этой причине в такой шине при движении бортовое кольцо (c) повторяет вращательное смещение вокруг центра тяжести в поперечном сечении бортового кольца (c) (в данном документе, называемое просто «поворот»); и существуют проблемы, вызывающие ухудшение долговечности борта вследствие генерации тепла и снижение характеристики сопротивления качению.
Таким образом, в свете вышеуказанных проблем, целью настоящего изобретения является обеспечение большегрузной пневматической шины, обладающей улучшенными долговечностью борта и характеристикой сопротивления качению на основе того, что внутренняя поверхность бортового кольца и поверхность листа обода стандартного обода являются по существу параллельными друг другу в обоих состояниях, включающих: ненагруженное стандартное состояние, при котором шина установлена на стандартный обод и накачана до нормального внутреннего давления; и нагруженное стандартное состояние, при котором шину в ненагруженном стандартном состоянии нагружают нормальной нагрузкой и устанавливают при угле развала 0 градусов.
Согласно изобретению по п.1 формулы, большегрузная пневматическая шина включает каркас, включающий слой каркаса, проходящий от протектора через боковину и загнутый вокруг бортового кольца борта, в котором указанное бортовое кольцо имеет поперечное сечение по существу шестиугольной формы, включающее радиально внутреннюю поверхность, проходящую вдоль поверхности дна указанного борта, и при двух условиях, включающих: ненагруженное стандартное состояние, при котором шина установлена на стандартный обод и накачана до нормального внутреннего давления; и нагруженное стандартное состояние, при котором шину в ненагруженном стандартном состоянии нагружают нормальной нагрузкой и устанавливают при угле развала 0 градусов; угол между указанной радиально внутренней поверхностью указанного бортового кольца и поверхностью листа обода указанного стандартного обода находится в диапазоне, составляющем 0 плюс/минус 3 градуса.
В п.2 формулы изобретения предложена большегрузная пневматическая шина, как описано в п.1, в которой указанная шестиугольная форма указанного бортового кольца имеет центр тяжести, причем указанный стандартный обод содержит борт обода определенной высоты, и при ненагруженном стандартном состоянии высота от базовой линии борта до центра тяжести указанной шестиугольной формы указанного бортового кольца находится в диапазоне, составляющем от 0,40 до 0,85 от высоты борта обода.
В п.3 формулы изобретения предложена большегрузная пневматическая шина, как описано в п.1 или 2, в которой в ненагруженном стандартном состоянии, указанное бортовое кольцо имеет максимальную ширину CW, измеренную параллельно указанной поверхности листа обода, максимальную толщину AW, измеренную под прямым углом к максимальной ширине, и отношение AW/CW максимальной толщины к максимальной ширине от 0,2 до 0,7.
В п.4 формулы изобретения предложена большегрузная пневматическая шина, как описано в любом из пп.1-3, в которой указанный борт включат резину уплотнителя борта, расположенную и проходящую на конус наружу в радиальном направлении шины от радиально внешней поверхности указанного бортового кольца, и резина уплотнителя борта имеет комплексный модуль упругости E*1 в диапазоне от 60 до 80 МПа.
Согласно п.5 формулы изобретения, в ненагруженном стандартном состоянии отношение H/G между аксиальным расстоянием Н шины от аксиально внутреннего конца бортового кольца до точки пятки борта и аксиальной шириной G шины поверхности дна борта находится в диапазоне от 0,60 до 0,94.
Согласно п.6 формулы изобретения, в ненагруженном стандартном состоянии отношение CW/G между максимальной шириной CW бортового кольца и аксиальной шириной G поверхности дна борта шины находится в диапазоне от 0,50 до 0,85.
В п.7 формулы изобретения предложена большегрузная пневматическая шина как описано в любом из пп.1-6, в которой в ненагруженном состоянии, при котором шина установлена на стандартный обод и накачана до 5% от нормального внутреннего давления, указанная радиально внутренняя поверхность бортового кольца имеет угол αс относительно аксиально направленной линии шины больший, чем угол αr указанной поверхности листа обода относительно аксиально направленной линии шины, и разница между углом αc и углом αr находится в диапазоне от 2 до 8 градусов.
В п.8 формулы изобретения предложена большегрузная пневматическая шина, как описано в любом из пп.1-7, в которой вокруг бортового кольца обеспечен обмоточный слой, и указанный обмоточный слой изготовлен из резины с комплексным модулем упругости E*3 от 6 до 11 МПа.
Согласно п.9 формулы изобретения указанный слой каркаса включает основную область, проходящую от протектора через боковину к указанному бортовому кольцу борта и загиб, загнутый вокруг бортового кольца с аксиально внутренней стороны аксиально наружу шины, причем указанный борт включает армирующий слой борта, имеющий по существу L-образное поперечное сечение, включающий внешнюю область, проходящую вдоль аксиально внешней поверхности указного загиба слоя каркаса, и дно, проходящее вдоль радиально внутренней поверхности бортового кольца и содержащее аксиально внутренний конец, и в ненагруженном стандартном состоянии, аксиально внутренний конец дна расположен на аксиальном расстоянии шины от точки пятки борта в диапазоне от 10 до 25 мм.
В п.10 формулы изобретения предложена большегрузная пневматическая шина, как описано в п.9, в которой в ненагруженном стандартном состоянии внешняя область содержит радиально внешний конец высотой от базовой линии борта, составляющей от 0,12 до 0,25 раз от высоты профиля шины.
Как в ненагруженном стандартном состоянии, при котором шина установлена на стандартный обод и накачана до нормального внутреннего давления, так и в нагруженном стандартном состоянии, при котором шину в данном ненагруженном стандартном состоянии нагружают нормальной нагрузкой и устанавливают при угле развала 0 градусов, шина имеет угол между внутренней поверхностью бортового кольца и поверхностью листа стандартного обода, ограниченный диапазоном 0 плюс/минус 3 градуса.
Большегрузная пневматическая шина позволяет поддерживать давление прилегания борта относительно обода в широких пределах и в значительной степени, как в ненагруженном стандартном состоянии, так и в нагруженном стандартном состоянии. Таким образом, большегрузная пневматическая шина по настоящему изобретению позволяет предотвратить вращение бортового кольца в ходе перемещения и, тем самым, улучшают долговечность борта и свойства сопротивления качению шины.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлен вид поперечного сечения большегрузной пневматической шины в ненагруженном стандартном состоянии согласно настоящему воплощению.
На Фиг.2 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий борт, показанный на Фиг.1.
На Фиг.3(а) представлен неполный вид поперечного сечения, демонстрирующий большегрузную пневматическую шину в ненагруженном стандартном состоянии и на Фиг.3(b) представлен неполный вид поперечного сечения, демонстрирующий большегрузную пневматическую шину в нагруженном стандартном состоянии.
На Фиг.4(а) представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий бортовое кольцо в увеличенном виде и на Фиг.4(b) представлен вид поперечного сечения борта в свободном состоянии шины.
На Фиг.5 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий борт большегрузной пневматической шины в ненагруженном состоянии, при котором шина накачана до нормального внутреннего давления 5% и в ненагруженном стандартном состоянии.
На Фиг.6(а) представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий положение области контакта между бортом и ободом и на Фиг.6(b) представлен график, демонстрирующий давление прилегания в области контакта согласно Фиг.6(а).
На Фиг.7(а) представлен вид поперечного сечения бортового кольца, на которое устанавливают заготовку шины и на Фиг.7(b) представлен вид поперечного сечения, поясняющий процесс вулканизации.
На Фиг.8 представлен увеличенный вид другого воплощения борта.
На Фиг.9 представлен схематичный вид в перспективе армирующего слоя борта.
На Фиг.10(а) представлен вид поперечного сечения борта традиционной большегрузной пневматической шины перед накачкой внутреннего давления, и на Фиг.10(b) представлен вид поперечного сечения после накачки до данного внутреннего давления.
Перечень обозначений
2. Протектор
3. Боковина
4. Борт
5. Бортовое кольцо
6. Каркас
6А. Слой каркаса
R. Стандартный обод
Далее в данной работе описаны воплощения настоящего изобретения со ссылками на чертежи.
На Фиг.1 представлен вид поперечного сечения с правой стороны, демонстрирующий большегрузную пневматическую шину 1 в сборе (в данной работе просто называемую «шина») в ненагруженном стандартном состоянии, при котором шина установлена на стандартный обод R и обладающая нормальным внутренним давлением со стандартным ободом R. Если не указанное иное, размеры и тому подобное каждой части шины определяют как величины, измеренные в указанном выше ненагруженном стандартном состоянии.
«Стандартный обод» представляет собой обод колеса, определяемый для каждой шины стандартом, включающий тот, на котором установлена шина. Например, стандартный обод представляет собой «нормальный обод», определяемый в JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), «модельный обод» в системе T&RA (Ассоциация по ободам и покрышкам) и «измерительный обод» в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам).
«Нормальное внутренне давление» означает давление воздуха, определяемое для каждой шины стандартом. Например, нормальное внутренне давление представляет собой «максимальное давление воздуха» в системе JATMA, максимальные величины давления данные в таблице «Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки» в системе TRA и «давление накачки» в ETRTO.
Шина 1, представленная как шина бескамерного типа, включает тороидальный каркас 6, проходящий от протектора 2 через боковину 3 к бортовому кольцу 5 борта 4 и слой пояса 7, расположенный с радиально внешней стороны данного каркаса бис внутренней стороны протектора 2.
Каркас 6 включает по меньшей мере один слой 6A каркаса (единичный слой 6A каркаса в настоящем воплощении), включающий основную область 6а, проходящую от протектора 2 через боковину 3 к бортовому кольцу 4 и загиб 6b, проходящий от данной основной области 6а и загнутый вокруг бортового кольца 5 с аксиально внутренней стороны аксиально наружу шины.
Слой каркаса 6A выполнен из слоя корда кордов каркаса, расположенных параллельно друг другу и покрытых покрывающим слоем резины. Корд каркаса расположен под углом от 70 до 90 градусов относительно экватора C шины. В качестве корда каркаса предпочтительно используют стальной корд.
Указанный выше слой 7 пояса включает четыре слоя, которые включают внутренний слой 7A поясных кордов, расположенных под углом приблизительно 60 плюс/минус 10 градусов относительно экватора C шины, и слои 7B, 7C и 7D пояса, каждый с поясными кордами, расположенными, например, под углом от 15 до 35 градусов относительно экватора C шины. В качестве поясного корда используют стальной корд. Слой 7 пояса может жестко армировать по существу всю ширину протектора 2. Более того, слой 7 пояса включает по меньшей мере два слоя пояса, пересекающих друг друга с тем, чтобы улучшить жесткость в слое пояса.
Как показано на Фиг.2 в увеличенном виде, бортовое кольцо 5 имеет по существу шестиугольную форму поперечного сечения, которое сформировано, например, непрерывной намоткой бортовой проволоки 11 с круглой формой поперечного сечения. В качестве бортовой проволоки 11 используют стальной корд. Также, бортовое кольцо 5 может иметь монолитную структуру.
Более того, бортовое кольцо 5 настоящего воплощения включает радиально внутреннюю поверхность 5a, проходящую вдоль поверхности 4а дна борта 4, радиально внешнюю поверхность 5b, обращенную к радиально внутренней поверхности 5a, аксиально внутреннюю поверхность 5c, соединяющую эти поверхности с внутренней стороны, изогнутую аксиально внутрь и аксиально внешнюю поверхность 5d, соединяющую внешнюю сторону радиально внутренней поверхности 5а с радиально внешней поверхностью 5b и изогнутую аксиально наружу. Бортовое кольцо 5 сформировано по существу со сглаженной шестиугольной формой поперечного сечения. Бортовое кольцо 5 отличается стабильностью конструкции и может улучшить долговечность борта.
Поверхность 4а дна борта 4 представляет собой область от носка 4t борта, который является аксиально внутренним концом борта, до точки 4h пятки борта, которая является аксиально внешним концом борта 4. В ненагруженном стандартном состоянии, точка 4h пятки борта определена как точка пересечения с базовой линией BL борта аксиально направленной линии шины, проходящей через диаметр обода.
Стандартный обод R настоящего воплощения включает лист Rs обода, принимающий поверхность 4а дна борта 4 и борт обода Rf, выступающий от аксиально внешнего конца листа Rs обода радиально наружу, при этом плавно изгибаясь аксиально наружу шины.
Обод R представляет собой обод, проходящий на конус под углом 15 градусов, содержащий лист Rs обода с наклоном под углом 92, составляющим по существу 15 градусов относительно аксиального направления шины от аксиально внутренней стороны наружу шины. Также, «по существу 15 градусов» включает допустимые пределы погрешности изготовления и может находится в диапазоне 15 плюс/минус 1 градус.
Шина 1 настоящего воплощения имеет угол 61 между радиально внутренней поверхностью 5a бортового кольца 5 и поверхностью 13 листа обода, составляющую внешнюю поверхность листа Rs обода, находящийся в диапазоне 0 плюс/минус 3 градуса при двух условиях, включающих ненагруженное стандартное состояние (показано на Фиг.3(а)) и нагруженное стандартное состояние, при котором шину в ненагруженном стандартном состоянии нагружают стандартной нагрузкой и устанавливают при угле развала 0 градусов (показано на Фиг.3(b)).
«Стандартная нагрузка» представляет собой нагрузку, определяемую для каждой шины стандартом. Например, стандартная нагрузка представляет собой «максимальную грузоподъемность» в системе JATMA, максимальную величину, указанную в указанной выше таблице «Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки» в TRA и «грузоподъемность» в ETRTO.
Как показано на Фиг.2, когда бортовое кольцо 5 формируют намоткой тела бортовой проволоки 11, наклон радиальной внутренней поверхности 5а бортового кольца 5 определяют с помощью общей касательной SL, проходящей через каждую внешнюю поверхность бортовых проволок 11, расположенных на радиально внутренней поверхности 5а в поперечном сечении. Когда общая касательная SL не может быть проведена, из практических соображений, общую касательную SL определяют как касательную, примыкающую к аксиально внутренней бортовой проволоке 11ai и аксиально внешней бортовой проволоке 11ao среди бортовых проволок 11, расположенных на радиально внутренней поверхности 5а в поперечном сечении.
Шина 1 настоящего изобретения позволяет поддерживать в широких пределах и в значительной степени давление прилегания относительно борта 4 как в ненагруженном стандартном состоянии, так и в нагруженном стандартном состоянии. Таким образом, шина 1 настоящего изобретения позволяет предотвратить вращение бортового кольца 5 в ходе движения и тем самым, генерация тепла в борте 4 может быть снижена, и долговечность борта и свойства сопротивления качению могут быть улучшены.
Хотя традиционная большегрузная шина имела угол 91 между радиально внутренней поверхностью 5a бортового кольца 5 и поверхностью 13 листа обода, составляющий 0 плюс/минус 3 градуса в ненагруженном стандартном состоянии, угол 91 не сохранялся в диапазоне 0 плюс/минус 3 градуса в нагруженном стандартном состоянии вследствие вращения бортового кольца.
Однако в ходе различных экспериментов и исследований заявителем настоящего изобретения, как показано на Фиг.4(а), было установлено, что угол θ1 можно поддерживать при значении 0 плюс/минус 3 градуса в обоих состояниях, включая ненагруженное стандартное состояние и нагруженное стандартное состояние, когда бортовое кольцо 5 имеет угол θc радиально внутренней поверхности 5а относительно аксиального направления шины, который открыт в направлении аксиально наружу, и его задают в диапазоне 20 плюс/минус 2 градуса, предпочтительно в диапазоне 20 плюс/минус 1 градуса, более предпочтительно 20 градусов, в ходе его формирования.
Помимо угла θc внутренней поверхности бортового кольца, как показано на Фиг.4(b), в свободном состоянии шины, которая не установлена на обод, угол θa между радиально внутренней поверхностью 5а бортового кольца 5 и внутренней поверхностью 4a1 под бортовым кольцом 5 на поверхности 4а дна борта 4 предпочтительно составляет не менее 0 градусов, более предпочтительно не менее 3 градусов. И также предпочтительно важно задавать угол θa не более 10 градусов, более предпочтительно не более 7 градусов.
Как указано выше, шина 1, включающая бортовое кольцо 5, включающее радиально внутреннюю поверхность 5а с углом θc, составляющим 20 плюс/минус 2 градуса, как показано на Фиг.5 сплошной линией, может иметь угол θc радиально внутренней поверхности 5а бортового кольца относительно аксиального направления шины больше, чем угол θr поверхности 13 листа обода стандартного обода R относительно аксиального направления шины в ненагруженном состоянии, при котором шина установлена на стандартный обод R и накачена до внутреннего давления, составляющего 5% от нормального внутреннего давления (полученного накачкой до нормального внутреннего давления шины и снижением внутреннего давления до 5% от нормального внутреннего давления).
По этой причине, угол θ1 (θc-θr) между радиально внутренней поверхностью 5а бортового кольца 5 и поверхностью 13 листа обода предпочтительно находится в диапазоне приблизительно 5 плюс/минус 3 градуса, более предпочтительно в диапазоне приблизительно 5 плюс/минус 2 градуса. При этом, для указанного выше угла θc и угол θr в настоящем описании, наклон, открытый аксиально наружу, является положительным направлением.
После накачки шины до нормального внутреннего давления, как показано на Фиг.5 пунктирной линией, бортовое кольцо 5 поворачивается по часовой стрелке на чертеже, вследствие напряжения F2 слоя 6A каркаса наружу в радиальном направлении шины. Таким образом, угол θc радиально внутренней поверхности 5а бортового кольца 5 становится малым и, таким образом, угол θ1 относительно поверхности 13 листа обода изменяется в диапазоне 0 плюс/минус 3 градуса, предпочтительно в диапазоне 0 плюс/минус 2 градуса, наиболее предпочтительно в диапазоне 0 плюс/минус 1 градус.
Более того, шина 1 настоящего воплощения позволяет поддерживать указанный выше угол θ1 без значительного изменения, даже если нагружают стандартной нагрузкой шину в ненагруженном стандартном состоянии.
Также необходимо проанализировать, почему угол θ1 может находиться в диапазоне 0 плюс/минус 3 градуса как в ненагруженном стандартном состоянии, так и в нагруженном стандартном состоянии в случае использования указанного выше бортового кольца 5. Одна из возможных причин состоит в том, что область, которая принимает большое давление прилегания поверхности 4а борта 4 от поверхности 13 листа обода, расширяется.
На Фиг.6(а) и 6(b) представлены результаты измерений каждого давления прилегания (давления контакта) борта 4 со стандартным ободом R в ненагруженном стандартном состоянии при использовании большегрузной шины (11R22,5), включающей внутреннюю поверхность бортового кольца с указанным выше углом θc, составляющим 15 градусов (сравнительный пример) и 20 градусов (пример). На Фиг.6(b), давление прилегания (давление контакта) соответствует ординате. И положение области контакта борта 4 со стандартным ободом R, показанной на Фиг.6(а), соответствует абсциссе; и большее численное значение соответствует положению дальше аксиально внутрь (ближе к носку борта).
Также давление прилегания измеряют с помощью системы I-SCAN измерения распределения давления на поверхности (выпускаемой NITTA CORPORATION) в указанном выше ненагруженном стандартном состоянии. Как видно из Фиг.6(b), в шине настоящего воплощения, высокое давление прилегания шины распространено в широких пределах; в частности, оно распространено к носку 4t борта. Предполагают, что такое изменение распределения давления прилегания вносит вклад в поддержание угла θ1.
Иначе говоря, в нагруженном стандартном состоянии, как показано на Фиг.3(b), боковина 3 изгибается аксиально наружу шины и резина 4o, расположенная аксиально снаружи загиба 6b в борту 4 прижата бортом Rf обода в направлении радиально наружу. Более того, загиб 6b слоя 6A каркаса натянут радиально наружу шины с помощью деформированной резины 4o так что возникает усилие натяжения F1 поворота бортового кольца против часовой стрелки на чертеже.
Поскольку шина настоящего воплощения обладает улучшенным давлением прилегания между поверхностью 4а дна борта и поверхностью 13 листа обода, которое распространяет в широких пределах в направления носка 4t борта, вращение бортового кольца можно предотвратить, противодействуя усилию натяжения F1 слоя 6А каркаса.
Таким образом, бортовое кольцо 5 шины 1 в настоящем воплощении действует, обеспечивая сильное прилегание к стандартному ободу R как в ненагруженном стандартном состоянии, так и в нагруженном стандартном состоянии, и поворот также можно предотвратить в ходе перемещения шины. Таким образом, шина 1 позволяет предотвратить поворот бортового кольца 5, предотвращая перемещение борта 4, предотвращая повреждение и энергетические потери борта 4, и улучшая долговечность борта и свойства сопротивления качению.
Чтобы улучшить указанное выше действие более эффективно, указанный выше угол θ1 предпочтительно находится в диапазоне 0 плюс/минус 2 градуса, более предпочтительно в диапазоне 0 плюс/минус 1 градус, намного более предпочтительно в диапазоне 0 градусов как в ненагруженном стандартном состоянии, так и в нагруженном стандартном состоянии.
Как показано на Фиг.1, в ненагруженном стандартном состоянии, высота H1 центра тяжести 5g (центр тяжести в поперечном сечении) бортового кольца 5 от базовой линии BL может быть задана произвольно. Когда высота H1 слишком мала, толщина W1 резины между бортовым кольцом 5 и стандартным ободом R недостаточна, и на поверхности 4а дна борта 4 и т.п. вероятно возникают трещины. Когда высота H1 слишком велика, невозможно поддерживать высокое давление прилегания к стандартному ободу R, и вероятно возникнут повреждения, такие как отделение шины от обода и т.п. С этой точки зрения, высота H1 предпочтительно составляет не менее 0,40, более предпочтительно не менее 0,5, намного более предпочтительно не менее 0,55 от высоты H2 борта Rf обода; и предпочтительно составляет не более 0,85, более предпочтительно не более 0,75, намного более предпочтительно не более 0,70 от высоты H2.
Как показано на Фиг.2, в ненагруженном стандартном состоянии, когда отношение (AW/CW), между максимальной шириной CW бортового кольца 5 и максимальной толщиной AW под прямым углом k данной максимальной ширине CW, невелико, жесткость бортового кольца 5 имеет склонность к снижению. Когда отношение (AW/CW) велико, становится трудным улучшить давление прилегания между поверхностью 4а дна борта 4 и поверхностью 13 листа обода в широких пределах. С этой точки зрения, отношение (AW/CW), предпочтительно составляет не менее 0,2, более предпочтительно не менее 0,30, намного более предпочтительно не менее 0,40; и предпочтительно не более 0,7, более предпочтительно не более 0,65, намного более предпочтительно не более 0,60.
Кроме того, в ненагруженном стандартном состоянии отношение (H/G) между аксиальным расстоянием H от аксиально внутреннего конца 5i бортового кольца 5 до точки 4h пятки борта и аксиальной шириной G дна 4а борта 4 не велико, объем резины со стороны носка 4t борта становится излишне большим, и, вероятно, снижается долговечность борта. Когда отношение (H/G) велико, объем резины со стороны носка 4t борта становится слишком малым и, вероятно, может вызывать повреждения, такие как трещины. С этой точки зрения, отношение (H/G) предпочтительно составляет не менее 0,60, более предпочтительно не менее 0,70; и предпочтительно составляет не более 0,94, более предпочтительно не более 0,85.
Таким же образом, отношение (CW/G) между максимальной шириной CW бортового кольца 5 и аксиальной шириной G поверхности 4a дна борта 4 предпочтительно составляет не менее 0,50, более предпочтительно не менее 0,60; и предпочтительно составляет не более 0,85, более предпочтительно не более 0,75.
Указанное выше бортовое кольцо 5 предпочтительно обеспечивают обмоточным слоем 12, окружающим его внешнюю продольную поверхность. Данный обмоточный слой 12 позволяет предотвратить разделение бортовой проволоки 11. Более того, обмоточный слой 12 позволяет предотвратить контакт корда каркаса слоя 6А каркаса с бортовым кольцом 5 так, что долговечность борта улучшается.
Обмоточный слой 12 предпочтительно изготавливают из резины высокой эластичности с комплексным модулем упругости E*3 от 6 до 11 МПа. Такой обмоточный слой 12 позволяет предотвратить снижение размера толщины W2 резины между бортовым кольцом 5 и слоем 6А каркаса вследствие течения резины при вулканизации.
Комплексный модуль упругости E*3 представляет собой объем, измеренный с помощью спектрометра для измерения вязкоэластичности, выпускаемого Iwamoto Seisakusho в соответствии с положениями стандарта JIS-K6394 при следующих условиях:
Начальная деформация: 10%
Амплитуда: плюс/минус 1%
Частота: 10 Гц
Вид деформации: растяжение
Температура измерения: 70°C
Таким образом, шина 1 настоящего воплощения также позволяет улучшить долговечность борта, предотвращая повреждения резины вследствие трения между бортовым кольцом 5 и слоем 6А каркаса. Более того, поскольку толщину W2 резины можно сохранять без увеличения толщины обмоточного слоя 12, можно предотвратить увеличение массы шины.
Когда комплексный модуль упругости E*3 обмоточного слоя 12 составляет менее 6 МПа, обмоточный слой 12 излишне размягчается и толщину W2 резины вероятно нельзя сохранить. Когда комплексный модуль упругости E*3 превосходит 11 МПа, обмоточный слой 12 излишне твердеет и обмоточный слой 12 не может быть легко обмотан вокруг бортового кольца 5. С этой точки зрения, комплексный модуль упругости E*3 предпочтительно составляет не менее 7 МПа, более предпочтительно не более 10 МПа.
Как показано на Фиг.1, борт 4 предпочтительно снабжен резиной 8 уплотнителя борта, проходящей на конус от радиально внешней поверхности 5b бортового кольца наружу в радиальном направлении шины. Такая резина 8 уплотнителя борта позволяет улучшить жесткость при изгибе борта 4 и позволяет дополнительно улучшить долговечность борта и свойства сопротивления качению.
Комплексный модуль упругости E*1 резины 8 уплотнителя борта практически не ограничен. Однако, когда комплексный модуль упругости E*1 слишком мал, жесткость при изгибе борта 4 возможно не будет достаточно улучшена. Когда комплексный модуль упругости E*1 слишком велик, жесткость при изгибе борта излишне возрастает, и, вероятно, деформация концентрируется на другом конце 6be загиба 6b слоя 6А каркаса и т.п. С этой точки зрения, комплексный модуль упругости E*1 предпочтительно составляет не менее 60 МПа, более предпочтительно не менее 65 МПа; и предпочтительно не более 80 МПа, более предпочтительно не более 75 МПа.
В ненагруженном стандартном состоянии, когда радиальная длина Н3 резины 8 уплотнителя борта от базовой линии BL борта слишком мала, жесткость при изгибе борта 4 вероятно не будет достаточно улучшена. Когда длина Н3 слишком велика, жесткость при изгибе борта 4 вероятно может быть излишне улучшена. С этой точки зрения, длина предпочтительно составляет не менее 0,20, более предпочтительно не менее 0,30; и предпочтительно не более 0,50, более предпочтительно не более 0,40 от высоты Н0 профиля шины.
Как показано на Фиг.7(а) и 7(b), в шину 1 по настоящему изобретению получают посредством процесса вулканизации, используя форму 21 для вулканизации, содержащую кольцо 21Адля получения борта с поверхностью 23 формы для формирования борта и диафрагму 22 в виде баллона для проталкивания невулканизированной оболочки 1L на сторону сформированной поверхности формы 21 для вулканизации.
Как показано на Фиг.7(а), кольцо 21А для получения борта по настоящему воплощению включает поверхность 23 формы для формирования борта и поверхность 24 контакта диафрагмы, проходящую от аксиально внутреннего конца 23i поверхности 23 формы для формирования борта до радиально внутренней стороны шины так, что диафрагма 22 контактирует и удерживает ее. Поверхность 24 контакта диафрагмы имеет наклон, проходящий от внутреннего конца 23i поверхности 23 формы для формирования борта к радиально внутренней стороне и аксиально наружу шины. Более того, угол θ4 поверхности 24 контакта диафрагмы относительно радиального направления шины предпочтительно задают в диапазоне от 20 до 40 градусов; традиционно, данный угол θ4 обычно составляет 0 градусов.
Как показано на Фиг.7(b), такое кольцо 21А для получения борта позволяет увеличить угол падения θ5 диафрагмы 22 на внутреннем конце 23i поверхности 23 формы для формирования борта. Таким образом, диафрагма 22 сильно выпукло изогнута в аксиальном направлении шины на внутреннем конце 23i, и давление на поверхности 10 полости шины борта 4 ослаблено сильнее, чем когда либо раньше. Таким образом, это способствует предотвращению снижения размера толщины W2 резины (показано на Фиг.2) между бортовым кольцом 5 и слоем 6А каркаса, вызванного низким давлением диафрагмы 22, и долговечность борта может быть улучшена.
Когда угол 64 поверхности 24 контакта диафрагмы составляет менее 20 градусов, давление диафрагмы 22 вероятно не будет ослаблено в достаточной степени. Когда угол 64 превосходит 40 градусов, давление диафрагмы 22 излишне снижается по размеру, и дефекты формования, такие как остаточный воздух вероятно могут возникнуть в борту 4. С этой токи зрения, угол θ4 предпочтительно составляет не менее 25 градусов, более предпочтительно не более 35 градусов.
Более того, на Фиг.8 представлено другое воплощение шины 1 настоящего изобретения. Шина 1 настоящего воплощения снабжена армирующим слоем 9 борта в борту 4. Как показано на Фиг.9, данный армирующей слой 9 борта сформирован посредством наложения тела определенной структуры армирующего корда 16 борта, расположенного под углом 93 от 20 до 30 градусов относительно кругового направления покрывающей резины 17 шины. Более того, в качестве армирующего корда 16 борта, используют стальной корд.
Такой армирующий слой 9 борта может увеличивать жесткость при изгибе борта 4 согласованно с резиной 8 уплотнителя борта и улучшить стабильность вождения в состоянии большой нагрузки.
Более того, как показано на Фиг.8, армирующий слой 9 борта включает внешнюю область 9а, проходящую вдоль аксиально внешней поверхности загиба 6b слоя 6A каркаса и дно 9b, соединенное с данной внешней областью 9а и проходящее вдоль радиально внутренней поверхности 5а бортового кольца 5. Армирующий слой 9 борта имеет по существу L-образную форму поперечного сечения.
Армирующий слой 9 борта позволяет снизить массу шины 1 больше, чем традиционный армирующий слой борта с по существу U-образной формой, которая также включает внутреннюю область, проходящую снаружи в радиальном направлении шины вдоль основной области 6а слоя 6A каркаса. В состоянии когда шина установлена на стандартный обод R, указанное выше дно 9b лежит между бортовым кольцом 5 и листом Rs обода, и жесткость при изгибе борта 4 может быть увеличена при отсутствии такой внутренней области. И дно 9b проходит вдоль радиально внутренней поверхности 5a бортового кольца 5 так, что однородно увеличивает давление прилегания к стандартному ободу R.
Между тем, поскольку традиционная шина, снабженная по существу L-образной формой армирующего слоя 9 борта, в поперечном сечении, вероятно, имеет низкое давление прилегания со стороны носка 4t борта, бортовое кольцо 5 имеет склонность поворачиваться из-за усилия растяжения слоя каркаса, который тянет дно 9b армирующего слоя 9 борта.
В настоящем воплощении, поскольку вращение бортового кольца 5 предотвращают, вращения армирующего слоя 9 борта может быть эффективно предотвращено.
Более того, в настоящем воплощении, аксиальное расстояние L1 между аксиально внутренним концом 9bi дна 9b армирующего слоя 9 борта и точкой 4h пятки борта находится в диапазоне от 10 до 25 мм в ненагруженном стандартном состоянии.
Таким образом, дно 9b армирующего слоя 9 борта, также при движении, расположено со стороны точки 4h пятки борта, где поверхность 4а дна борта 4 прочно контактирует с поверхностью 13 листа стандартного обода R при большом давлении прилегания, и вращение может быть предотвращено. И армирующий слой 9 борта позволяет эффективно улучшить жесткость при изгибе борта 4, и долговечность борта может быть значительно улучшена.
Когда расстояние L1 между внутренним концом 9bi дна 9b армирующего слоя 9 борта и точкой 4h пятки борта составляет менее 10 мм, становится трудным в достаточной степени удерживать дно 9b между бортовым кольцом 5 и стандартным ободом R, и долговечность борта, вероятно, не может быть сохранена в достаточной степени. Когда расстояние L1 превосходит 25 мм, дно 9b имеет склонность к смещению из-за усилия растяжения слоя 6А каркаса и, следовательно, долговечность борта, вероятно, не может быть сохранена в достаточной степени. С этой точки зрения, расстояние L1 предпочтительно составляет не менее 15 мм, более предпочтительно не более 20 мм.
Когда высота H4 внешней области 9а от базовой линии BL борта велика, напряжение сжатия, действующее на внешний конец 9at внешней области 9а вследствие деформации шины в ходе движения, имеет склонность к увеличению, и повреждения возникают от данного внешнего конца 9at. Более того, когда высота Н4 невелика, борт 4 вероятно не может быть усилен в достаточной степени. С этой точки зрения, высота H4 предпочтительно составляет не менее 0,12, более предпочтительно не менее 0,15; и предпочтительно не более 0,25; более предпочтительно не более 0,20 от высоты H0 профиля шины.
Когда комплексный модуль упругости E*2 покрывающей резины 17 армирующего слоя 9 борта невелик, борт, вероятно, не может быть армирован. Когда комплексный модуль упругости E*2 имеет большое значение, жесткость борта 4 излишне возрастает и комфортность вождения может снизиться. С этой точки зрения, комплексный модуль упругости E*2 предпочтительно составляет не менее 7 МПа, более предпочтительно не менее 8 МПа; и предпочтительно не более 11 МПа, более предпочтительно не более 10 МПа.
Подобным образом, произведение прочности F(N) корда армирующего корда 16 борта и концов E (число кордов/см) армирующего корда 16 борта предпочтительно составляет не менее 20000, более предпочтительно не менее 23000; и предпочтительно не более 30000, более предпочтительно не более 27000.
Более того, указанный выше угол θ3 армирующего корда 16 борта предпочтительно составляет не менее 22 градусов, более предпочтительно не более 28 градусов.
Хотя конкретные предпочтительные воплощения настоящего изобретения описаны подробно, необходимо отметить, что изобретение не ограничено указанными выше конкретными воплощениями и могут быть осуществлены разные модификации.
Пример 1
Изготавливали большегрузную пневматическую шину, имеющую основную структуру, показанную на Фиг.1, и включающую бортовое кольцо и резину уплотнителя борта, каждая с техническими характеристиками, представленными в табл.1, и исследовали ее свойства.
Общие технические характеристики были следующие:
Размер шины: 11R22.5
Размер обода: 7,5×22,5
Высота H2 борта обода: 12,7 мм
Высота H0 профиля шины: 240 мм
Угол θr поверхности листа обода стандартного обода относительно аксиального направления шины: 15 градусов
Угол θ4 поверхности контакта диафрагмы: 25 градусов
Комплексный модуль упругости E*3 обмоточной резины: 9 МПа
Методики испытаний были следующие.
Свойства сопротивления качению
Сопротивление качению измеряли с использованием прибора для измерения сопротивления качению при следующих условиях. Оценку представляли с использованием показателей с помощью ссылочного примера 1, взятого за 100. Чем меньше было численное значение, тем ниже было свойство сопротивления качению; и тем более благоприятно.
Внутреннее давление: 800 кПа
Нагрузка: 29,42 кН
Скорость: 80 км/ч
Долговечность борта 1
Используя вращающийся испытательный барабан, каждую испытываемую шину устанавливали на вышеуказанный обод и накачивали до внутреннего давления 800 кПа и осуществляли движение со скоростью 30 км/ч в условиях нагрузки 88,26 кН. Измеряли время движения до возникновения повреждений на борту шины. Оценку представляли с использованием показателей с помощью ссылочного примера 1 взятого за 100. Чем больше было численное значение, тем более благоприятна была долговечность.
Долговечность борта 2
После нагрева борта обода указанного выше обода до 130°С каждую испытываемую шину устанавливали на обод и оценивали таким же образом, как в указанном выше исследовании долговечности 1. Результаты испытаний представлены в табл.1.
Таблица 1
Пр.1
Пр.2
Пр.3
Ссыл. пр.1
Ссыл. пр.2
Пр.4
Пр.5
Пр.6
Пр.7
Пр.8
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии (град.)
0
3
-3
5
-5
0
0
0
0
0
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии (град.)
0
3
-3
10
0
0
0
0
0
0
Высота H1 центра тяжести бортового кольца (мм)
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
2,5
5,1
10,8
12,7
7,6
Отношение (H1/H2)
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,20
0,40
0,85
1,00
0,60
Максимальная ширина CW бортового кольца (мм)
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
Максимальная толщина AW бортового кольца (мм)
9
9
9
9
9
9
9
9
9
1,6
Отношение (AW/CW)
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,10
Расстояние Н бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта (мм)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Ширина G дна борта (мм)
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Отношение (H/G)
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
Отношение (CW/G)
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта (МПа)
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
Длина H3 резины уплотнителя борта (мм)
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Отношение (H3/H0)
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления (град.)
20
23
17
25
15
20
20
20
20
20
θc-θr (град.)
5
8
2
10
0
5
5
5
5
5
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и внутренним дном борта (град.)
5
2
8
0
10
5
5
5
5
5
Свойства сопротивления качения (показатель) (чем меньше, тем лучше)
90
95
95
100
100
95
95
97
100
105
Долговечность борта 1 (показатель) (чем больше, тем лучше)
150
130
140
100
105
90
110
110
110
110
Долговечность борта 2 (показатель) (чем больше, тем лучше)
150
120
140
100
105
90
110
110
105
105
Продолжение таблицы 1
Пр.9
Пр.10
Пр.11
Пр.12
Пр.13
Пр.14
Пр.15
Пр.16
Пр.17
Пр.18
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Высота H1 центра тяжести бортового кольца (мм)
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
Отношение (H1/H2)
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
Максимальная ширина CW бортового кольца (мм)
16
16
16
16
16
16
16
12,5
15
21,3
Максимальная толщина AW бортового кольца (мм)
3,2
11,2
14,4
9
9
9
9
9
9
9
Отношение (AW/CW)
0,20
0,70
0,90
0,56
0,56
0,56
0,56
0,72
0,60
0,41
Расстояние H бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта (мм)
20
20
20
12,5
15
23,5
24,5
20
20
20
Ширина G дна борта (мм)
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Отношение (H/G)
0,80
0,80
0,80
0,50
0,60
0,94
0,98
0,80
0,80
0,80
Отношение (CW/G)
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,50
0,60
0,85
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта (МПа)
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
Длина H3 резины уплотнителя борта (мм)
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Отношение (H3/H0)
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления (град.)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
θc-θr (град.)
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и внутренним дном борта (град.)
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Свойства сопротивления качения (показатель) (чем меньше, тем лучше)
105
95
95
100
95
95
100
97
95
90
Долговечность борта 1 (показатель) (чем больше, тем лучше)
110
130
120
110
130
130
110
120
130
130
Долговечность борта 2 (показатель) (чем больше, тем лучше)
110
130
120
110
130
130
110
120
130
130
Продолжение таблицы 1
Пр.19
Пр.20
Пр.21
Пр.22
Пр.23
Пр.24
Пр.25
Пр.26
Ссыл. пр.3
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
3
-3
5
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
3
-3
10
Высота H1 центра тяжести бортового кольца (мм)
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
Отношение (H1/H2)
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
Максимальная ширина CW бортового кольца (мм)
22,5
16
16
16
16
19,5
19,5
19,5
22,3
Максимальная толщина AW бортового кольца (мм)
9
9
9
9
9
11,1
11,1
11,1
9,1
Отношение (AW/CW)
0,40
0,56
0,56
0,56
0,56
0,57
0,57
0,57
0,41
Расстояние H бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта (мм)
20
20
20
20
20
21,8
21,8
21,8
22,3
Ширина G дна борта (мм)
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Отношение (H/G)
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,87
0,87
0,87
0,89
Отношение (CW/G)
0,90
0,64
0,64
0,64
0,64
0,78
0,78
0,78
0,89
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта (МПа)
70
40
100
70
70
70
70
70
70
Длина H3 резины уплотнителя борта (мм)
75
75
75
36
144
75
75
75
75
Отношение (H3/H0)
0,31
0,31
0,31
0,15
0,6
0,31
0,31
0,31
0,31
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления (град.)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
θc-θr (град.)
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и внутренним дном борта (град.)
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Свойства сопротивления качения (показатель) (чем меньше, тем лучше)
90
95
90
95
90
90
95
95
100
Долговечность борта 1 (показатель) (чем больше, тем лучше)
120
110
90
90
100
150
130
140
90
Долговечность борта 2 (показатель) (чем больше, тем лучше)
120
110
95
95
100
150
130
140
90
По результатам испытаний установлено, что большегрузная пневматическая шина согласно примерам позволила улучшить долговечность борта и свойства сопротивления качению.
Пример 2
Изготавливали большегрузную пневматическую шину, имеющую основную структуру, показанную на Фиг.1, и включающую бортовое кольцо, армирующий слой борта и резину уплотнителя борта, каждая с техническими характеристиками, представленными на Фиг.8 и в табл.2, и исследовали ее свойства.
Общие технические характеристики были следующие:
Размер шины: 11R22.5
Размер обода: 7,50×22,5
Высота H2 борта обода: 12,7 мм
Высота H0 профиля шины: 240 мм
Угол θr поверхности листа обода стандартного обода относительно аксиального направления шины: 15 градусов
Угол θ4 поверхности контакта диафрагмы: 25 градусов
Комплексный модуль упругости E*3 обмоточный резины: 9 МПа
Методики исследований были следующие.
Долговечность борта 1
Используя вращающийся испытательный барабан, каждую испытываемую шину устанавливали на вышеуказанный обод и накачивали до внутреннего давления 800 кПа и осуществляли движение со скоростью 30 км/ч в условиях нагрузки 88,26 кН. Измеряли время движения до возникновения повреждений на борту шины. Оценку представляли с использованием показателей с помощью ссылочного примера 1, взятого за 100. Чем больше было численное значение, тем более благоприятна была долговечность.
Долговечность борта 2
После нагрева борта обода указанного выше обода до 130°С, каждую испытываемую шину устанавливали на обод и оценивали таким же образом, как в указанном выше исследовании долговечности 1.
Комфортность вождения
Каждую исследуемую шину устанавливали на указанный выше обод указанного выше транспортного средства в указанных выше условиях и осуществляли движение по неровному асфальтовому дорожному покрытию, испытательному треку со специальным неровным покрытием и разбитой дороге, соответственно. Профессиональный водитель испытатель всесторонне оценивал ощущения бугристости, внезапный толчок вверх и опрокидывание по ее/его ощущениям. Оценку представляли с использованием показателей с помощью ссылочного примера 1, взятого за 100. Чем больше было численное значение, тем более благоприятен результат.
Свойства сопротивления качению
Сопротивление качению измеряли с использованием прибора для измерения сопротивления качению при следующих условиях. Оценку представляли с использованием показателей с помощью ссылочного примера 1, взятого за 100. Чем меньше было численное значение, тем меньше свойства сопротивление качению; и более благоприятен результат.
Внутреннее давление: 800 кПа
Нагрузка: 29,42 кН
Скорость: 80 км/ч
Результаты испытаний представлены в табл.2
Таблица 2
Пр.1
Пр.2
Пр.з
Пр.4
Пр.5
Пр.6
Пр.7
Пр.8
Пр.9
Пр.10
Пр.11
Ссыл. пр.1
Ссыл. пр.2
Пр.12
Пр.13
Расстояние L1 между внутренним концом дна армирующего слоя борта и точки пятки борта (мм)
18
10
25
18
18
18
18
18
18
18
18
5
30
18
18
Высота H4 внешней области (мм)
48
48
48
29
60
48
48
48
48
48
48
48
48
24
72
Отношение (H4/H0)
0,20
0,20
0,20
0,12
0,25
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,10
0,30
Угол θ3 армир. корда борта (град.)
25
25
25
25
25
20
30
25
25
25
25
25
25
25
25
Сила F армир. корда борта (H)
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
Концы E армир.слоя борта (число кордов/см)
50
50
50
50
50
50
50
40
60
50
50
50
50
50
50
Произведение (F·E)
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
20000
30000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
Комплексный модуль упругости E*2 покрывающей резины армир. слоя борта (МПа)
9
9
9
9
9
9
9
9
9
7
11
9
9
9
9
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Высота H1 центра тяжести бортового кольца (мм)
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
Отношение (H1/H2)
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
Максимальная ширина CW бортового кольца (мм)
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
Максимальная толщина AW бортового кольца (мм)
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Отношение (AW/CW)
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
Расстояние H бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта (мм)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Ширина G дна борта (мм)
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Отношение (H/G)
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
Отношение (CW/G)
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта (МПа)
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
Длина H3 резины уплотнителя борта (мм)
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Отношение (H3/H0)
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления (град.)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
θc-θr (град.)
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и внутренним дном борта (град.)
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Долговечность борта 1 (показатель) (чем больше, тем лучше)
100
90
90
100
90
90
110
90
110
90
110
40
40
100
60
Долговечность борта 2 (показатель) (чем больше, тем лучше)
100
90
90
90
100
90
110
90
110
90
110
40
40
60
100
Комфортность вождения (показатель) (чем больше, тем лучше)
100
100
100
100
100
100
90
100
90
100
90
100
100
100
100
Свойства сопр. качения (показатель) (чем меньше, тем лучше)
100
100
100
100
100
100
100
102
98
100
100
100
100
100
100
Продолжение табл.2
Пр.14
Пр.15
Пр.16
Пр.17
Пр.18
Пр. 19
Пр.20
Пр.21
Ссыл. пр.3
Ссыл. пр.4
Пр.22
Пр.23
Пр.24
Пр.25
Пр.26
Расстояние L1 между внутренним концом дна армирующего слоя борта и точки пятки борта (мм)
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
Высота H4 внешней области (мм)
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
Отношение (H4/H0)
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
Угол θ3 армир. корда борта (град.)
15
35
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Сила F армир. корда борта (Н)
500
500
500
700
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
Концы E армир.слоя борта (число кордов/см)
50
50
30
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
50
Произведение (F·E)
25000
25000
15000
35000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
Комплексный модуль упругости E*2 покрывающей резины армир. слоя борта (МПа)
9
9
9
9
5
13
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
3
-3
5
-5
0
0
0
0
0
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
3
-3
10
0
0
0
0
0
0
Высота H1 центра тяжести бортового кольца (мм)
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
5,1
10,8
7,6
7,6
7,6
Отношение (Н1/Н2)
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,4
0,85
0,6
0,6
0,6
Максимальная ширина CW бортового кольца (мм)
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
16
Максимальная толщина AW бортового кольца (мм)
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
3,2
11
9
Отношение (AW/CW)
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
0,2
0,69
0,56
Расстояние H бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта (мм)
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
15
Ширина G дна борта (мм)
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
Отношение (H/G)
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
Отношение (CW/G)
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
0,64
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта (МПа)
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
70
Длина H3 резины уплотнителя борта (мм)
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
75
Отношение (H3/H0)
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления (град.)
20
20
20
20
20
20
23
17
25
15
20
20
20
20
20
θc-θr(град.)
5
5
5
5
5
5
8
2
10
0
5
5
5
5
5
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и внутренним дном борта (град.)
5
5
5
5
5
5
2
8
0
10
5
5
5
5
5
Долговечность борта 1 (показатель) (чем больше, тем лучше)
60
100
60
100
60
100
70
70
30
30
70
70
70
70
60
Долговечность борта 2 (показатель) (чем больше, тем лучше)
60
100
60
100
60
100
70
70
30
30
70
70
70
70
60
Комфортность вождения (показатель) (чем больше, тем лучше)
100
60
100
60
100
60
100
100
100
100
100
90
90
90
100
Свойства сопр. качения (показатель) (чем меньше, тем лучше)
100
100
103
97
100
100
102
102
105
105
100
102
102
102
102
Продолжение табл.2
Пр.27
Пр.28
Пр.29
Пр.30
Пр.31
Пр.32
Пр.33
Расстояние L1 между внутренним концом дна армирующего слоя борта и точки пятки борта (мм)
18
18
18
18
18
18
18
Высота H4 внешней области (мм)
48
48
48
48
48
48
48
Отношение (H4/H0)
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
Угол θ3 армир. корда борта (град.)
25
25
25
25
25
25
25
Сила F армир. корда борта (Н)
500
500
500
500
500
500
500
Концы E армир.слоя борта (число кордов/см)
50
50
50
50
50
50
50
Произведение (F·Е)
25000
25000
25000
25000
25000
25000
25000
Комплексный модуль упругости E*2 покрывающей резины армир. слоя борта (МПа)
9
9
9
9
9
9
9
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
0
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии (град.)
0
0
0
0
0
0
0
Высота H1 центра тяжести бортового кольца (мм)
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
7,6
Отношение (H1/H2)
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
0,60
Максимальная ширина CW бортового кольца (мм)
16
14
16
16
16
16
16
Максимальная толщина AW бортового кольца (мм)
9
9
9
9
9
9
9
Отношение (AW/CW)
0,56
0,64
0,56
0,56
0,56
0,56
0,56
Расстояние H бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта (мм)
20
20
20
20
20
20
20
Ширина G дна борта (мм)
21
28
19
25
25
25
25
Отношение (H/G)
0,95
0,71
1,05
0,8
0,8
0,8
0,8
Отношение (CW/G)
0,76
0,5
0,84
0,64
0,64
0,64
0,64
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта (МПа)
70
70
70
60
80
70
70
Длина H3 резины уплотнителя борта (мм)
75
75
75
75
75
48
120
Отношение (H3/H0)
0,31
0,31
0,31
0,31
0,31
0,2
0,5
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления (град.)
20
20
20
20
20
20
20
θc-θr (град.)
5
5
5
5
5
5
5
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и внутренним дном борта (град.)
5
5
5
5
5
5
5
Долговечность борта 1 (показатель) (чем больше, тем лучше)
60
70
70
70
100
80
100
Долговечность борта 2 (показатель) (чем больше, тем лучше)
60
70
70
70
100
80
100
Комфортность вождения (показатель) (чем больше, тем лучше)
100
100
100
100
70
100
70
Свойства сопр. качения (показатель) (чем меньше, тем лучше)
102
102
102
102
100
102
100
По результатам испытаний установлено, что большегрузная пневматическая шина согласно примерам может улучшить долговечность борта и свойства сопротивления качению.
Пример 3
Изготавливали большегрузную пневматическую шину, имеющую основную структуру, показанную на Фиг.1, и включающую обмоточную резину с техническими характеристиками, представленными в табл.3 и исследовали ее свойства. Данную большегрузную пневматическую шину изготавливали с использованием кольца для получения борта с техническими характеристиками, представленными на Фиг.7(а) и 7(b) и в табл.3
Общие технические характеристики были следующие:
Размер шины: 11 R22,5
Размер обода: 7,50×22,5
Высота H2 борта обода: 12,7 мм
Высота H0 профиля шины: 240 мм
Угол θr поверхности листа обода стандартного обода относительно аксиального направления шины: 15 градусов
Угол θ1 в ненагруженном стандартном состоянии: 0 градусов
Угол θ1 в нагруженном стандартном состоянии: 0 градусов
Высота H1 центра тяжести бортового кольца: 7,6 мм
Отношение (H1/H2): 0,60
Максимальная ширина CW бортового кольца: 16 мм
Максимальная толщина AW бортового кольца: 9 мм
Отношение (AW/CW): 0,56
Расстояние H бортового кольца от внутреннего конца до точки пятки борта: 20 мм
Ширина G дна борта: 25 мм
Отношение (H/G): 0,80
Отношение (CW/G): 0,64
Комплексный модуль упругости E*1 резины уплотнителя борта: 70 МПа
Длина H3 резины уплотнителя борта: 75 мм
Отношение (H3/H0): 0,31
Угол θc бортового кольца, когда шина накачана до 5% от нормального внутреннего давления: 20 градусов
θc-θr: 5 градусов
Угол θa между внутренней поверхностью бортового кольца и дна внутри борта: 5 градусов
Методики исследований были следующие.
Долговечность борта 1
3
Каждую испытываемую шину устанавливали на указанный выше обод и наливали воду объемом 300 см в полость шины и шину накачивали до внутреннего давления 800 кПа. Используя вращающийся испытательный барабан, осуществляли движение шины в условиях 3 раза выше нормальной нагрузки и измеряли время движения до повреждений, возникающих в области борта. Оценку представляли с использованием показателей с помощью примера 1, взятого за 100. Чем больше было численное значение, тем более благоприятен результат.
Воздух, оставшийся в области борта
Используя каждое испытываемое кольцо для получения борта, получали сто испытываемых шин и с помощью визуального осмотра определяли наличие воздуха оставшегося вокруг борта. Оценку определяли в виде величины обратной числу шин с воздухом внутри и представляли с использованием показателей с помощью примера 1 взятого за 100. Чем больше было численное значение, тем более благоприятен результат.
Технологичность
Испытываемую обмоточную резину наматывали вокруг бортового кольца и проверяли наличие дефектов намотки. Оценку определяли в виде величины, обратной числу шин с дефектом намотки, и представляли с использованием показателей с помощью примера 1, взятого за 100. Чем больше было численное значение, тем более благоприятен результат.
Таблица 3
Пр.1
Пр.2
Пр.3
Пр.4
Пр.5
Пр.6
Пр.7
Пр.8
Пр.9
Пр.10
Пр.11
Пр.12
Пр.13
Пр.14
Пр.15
Пр.16
Угол θ4 поверхности контакта диафрагмы (град.)
0
10
20
25
35
40
50
70
30
30
30
30
30
30
30
30
Комплексный модуль упругости E*3 обмоточной резины (МПа)
9
9
9
9
9
9
9
9
3
5
6
7
10
11
12
15
Долговечность борта (показатель)(чем больше, тем лучше)
90
95
100
100
100
100
100
100
90
95
100
100
100
100
100
100
Воздух оставшийся в области борта (показатель)(чем больше, тем лучше)
100
100
100
100
100
100
95
90
100
100
100
100
100
100
100
100
Технологичность (показатель)(чем больше, тем лучше)
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
90
80
По результатам испытаний установлено, что в соответствии с изобретением, шины примеров с углом θ4 поверхности контакта диафрагмы и комплексным модулем упругости Е*3 обмоточной резины в благоприятных диапазонах превосходны по долговечности борта и позволили предотвратить возникновение воздуха, оставшегося в области борта, и снижение технологичности.