ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пневматической шине, в которой слой каркаса перевернут вокруг сердечников борта шины, и, в частности, относится к пневматической шине, в которой увеличена износоустойчивость участков буртика.
Уровень техники
Когда пневматическую шину, имеющую радиальную структуру, подвергают нагрузке, изгибающие моменты воздействуют на участки буртика, вызывая деформацию, при которой участки буртика сминаются наружу в направлении оси шины в областях на внешних в радиальном направлении шины сторонах бортов обода шины. Из-за этого на внутренние стороны участков буртика шин действует растягивающая сила, а на внешние стороны участков буртика действует сила сжатия, принимая нейтральную ось изгиба в качестве границы. Сила сжатия действует на корды перевернутых участков слоя каркаса, перевернутых вокруг сердечников борта шины, и приводит к деформации сжатия, а когда деформация сжатия становится избыточной, имеют место случаи, когда это приводит к излому кордов слоя каркаса, вызванному усталостью.
При существующем уровне техники предложены пневматические шины для строительной техники, в которых увеличена износоустойчивость участков буртика путем уменьшения деформации сжатия кордов перевернутых участков и путем устранения излома перевернутых участков, вызванного усталостью.
В пневматических шинах из патентных источников 1 и 2 уменьшают деформацию сжатия, возникающую в кордах перевернутых участков, и предотвращают излом кордов перевернутых участков, вызванный усталостью, путем постепенного уменьшения межкордового расстояния между участком корпуса и перевернутыми участками каркаса наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины до тех пор, пока межкордовое расстояние впервые не достигнет минимального значения, а затем постепенно увеличивая межкордовое расстояние до тех пор, пока межкордовое расстояние не достигнет максимального значения, чтобы тем самым оптимизировать расстояние и тому подобное от базовой линии соответствующего обода до положений, в которых межкордовое расстояние достигает минимального и максимального значения.
В сжатых областях на внешних сторонах нейтральной оси изгиба деформация сдвига и деформация сжатия уменьшаются пропорционально расстоянию от внешних поверхностей участков буртика, так что при существующем уровне техники уменьшают локальную концентрацию деформации сжатия в перевернутых участках и предотвращают излом корда путем размещения вблизи нейтральной оси изгиба зоны, в которой концентрируется деформация сжатия перевернутых участков и которая становится центром возникновения излома корда.
Патентный документ 1: JP-A №2009-113715.
Патентный документ 2: JP-A №4-185510.
Раскрытие изобретения
В традиционных пневматических шинах излом кордов на перевернутых участках, вызванный усталостью, предотвращают, постепенно уменьшая межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками каркаса наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины до тех пор, пока межкордовое расстояние впервые не достигнет минимального значения, а затем, постепенно увеличивая межкордовое расстояние до тех пор, пока межкордовое расстояние не достигнет максимального значения, но, когда шину подвергают нагрузке, и участки буртика деформируются, то напряжение концентрируется в резине между участком корпуса и перевернутыми участками в тех частях, в которых межкордовое расстояние было уменьшено до минимального значения, и, когда избыточная нагрузка действует в особенно жестких условиях, имеют место случаи, когда это приводит к появлению трещин в резине, так что имеется потребность в усовершенствовании в терминах дополнительного повышения износоустойчивости участков буртика.
Принимая во внимание вышеизложенные обстоятельства, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы уменьшить деформацию сжатия, возникающую в перевернутых участках каркаса, уменьшить концентрацию напряжения, возникающую в резине между участком корпуса и перевернутыми участками, и тем самым дополнительно увеличить износоустойчивость участков буртика.
Изобретение в отношении первого аспекта представляет собой пневматическую шину, содержащую: каркас, расположенный тороидально, соединяя пару участков буртика, каркас, имеющий слой каркаса, который включает в себя несколько радиальных кордов каркаса и который оснащен участком корпуса, расположенным между участками буртика, и перевернутыми участками, перевернутыми от внутренней стороны на внешнюю сторону вокруг сердечников борта шины участков буртика, при этом каркас имеет первые участки, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, вторые участки, расположенные на внешних в радиальном направлении шины сторонах первых участков, и в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками слоя каркаса постепенно увеличивается в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, и первые участки с неизменным расстоянием, которые соединяют внешние в радиальном направлении шины части первых участков и внутренние в радиальном направлении шины части вторых участков, и в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками является константой; и элементы усиления, расположенные между участком корпуса каркаса и перевернутыми участками и проходящие наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении первого аспекта.
Когда пневматическую шину подвергают нагрузке, и нагрузка приводит к возникновению деформации, при которой участки буртика сминаются наружу в радиальном направлении шины, то внешние в осевом направлении шины стороны нейтральной оси изгиба испытывают деформацию сжатия (растяжения), при этом сила сжатия воздействует на радиальные корды каркаса перевернутых участков слоя каркаса, но при расположении в середине перевернутых участков первых участков, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, вторых участков, расположенных на внешних в радиальном направлении шины сторонах первых участков, и в которых межкордовое расстояние постепенно увеличивается наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, и первых участков с неизменным расстоянием, которые соединяют внешние в радиальном направлении шины части первых участков и внутренние в радиальном направлении шины части вторых участков, и в которых межкордовое расстояние является постоянным, радиальные корды каркаса перевернутых участков в первых участках с неизменным расстоянием становятся ближе к участку корпуса слоя каркаса, который становится по существу нейтральной осью изгиба, в силу чего снижается сила сжатия, действующая на радиальные корды каркаса перевернутых участков, и может быть предотвращен излом слоя каркаса перевернутых участков, вызванный действием силы сжатия.
Следовательно, расположение первых участков с неизменным межкордовым расстоянием, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками установлено узким, на одной оси с местом, где сила сжатия, действующая на радиальные корды каркаса перевернутых участков, становится наивысшей, является наиболее эффективным в терминах предотвращения излома, вызванного усталостью, радиального слоя каркаса.
Более того, в пневматической шине в отношении первого аспекта направление радиальных кордов каркаса резко не изменяется в результате того, что первые участки, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, и вторые участки, в которых межкордовое расстояние постепенно увеличивается наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, непосредственно соединены друг с другом, как в обычных шинах; наоборот, между первыми участками и вторыми участками расположены первые участки с неизменным межкордовым расстоянием, которые проходят так, чтобы соединять внешние в радиальном направлении шины части первых участков и внутренние в радиальном направлении шины части вторых участков, и в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками является постоянным, так что по сравнению с обычными шинами, у которых отсутствуют участки с неизменным межкордовым расстоянием, в отношении резины между кордами перевернутых участков, и кордами участка корпуса в средних частях между первыми участками и вторыми участками уменьшена концентрация напряжения, и в результате предотвращения возникновения трещин в этой резине увеличивается износоустойчивость участков буртика.
Здесь межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками задано как длина (расстояние между центрами корда) нормальной линии, проведенной от центра кордов на внешней в направлении оси шины стороне участка корпуса до центра кордов на внутренней в направлении оси шины стороне перевернутых участков.
Более того, если для изготовления пневматической шины используют формование, то из-за давления, создаваемого при формовании, слой каркаса и резина смещаются, так что с точки зрения практики сложной является задача, заключающаяся в том, чтобы сделать межкордовое расстояние в первых участках с неизменным кордовым расстоянием полностью постоянной величиной, то есть свести погрешность изготовления к нулю. Следовательно, в настоящем изобретении, даже если межкордовое расстояние в первых участках с неизменным расстоянием выполнено так, что является константой, то под "константой" в настоящем изобретении следует понимать отклонения в пределах ±10% относительно среднего межкордового расстояния в первых участках с неизменным расстоянием, возникающие как погрешность изготовления.
Пневматическая шина в отношении второго аспекта представляет собой пневматическую шину, относящуюся к первому аспекту, в которой длина первых участков с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, находится в диапазоне от 40% до 60% высоты закраины подходящего обода.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении второго аспекта.
Устанавливая длину первых участков с неизменным расстоянием, измеренную вдоль радиального направления шины, в диапазоне от 40% до 60% высоты закраины подходящего обода, получают эффект снижения концентрации большого напряжения.
Если длина первых участков с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, меньше 40% высоты закраины подходящего обода, то эффекта снижения концентрации большого напряжения уже не достигают.
С другой стороны, если длина первых участков с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, превосходит 60% высоты закраины подходящего обода, то объем элементов усиления уменьшается, и имеет место тенденция к тому, что элементы усиления не выполняют свою функцию, заключающуюся в обеспечении жесткости участков буртика.
Следовательно, чтобы получить эффект снижения концентрации большого напряжения, предпочтительно устанавливать длину первых участков с неизменным расстоянием из вышеупомянутого диапазона.
"Подходящий обод" - это стандартный обод (или "одобренный обод", или "рекомендованный обод") подходящего размера, описанный в следующих стандартах.
В качестве стандартов выбраны промышленные стандарты, действующие в регионе, где производят или используют шины. Например, в Японии стандарты предписаны JATMA в ежегоднике Ассоциации производителей автомобильных шин Японии, Inc.; в США стандарты предписаны в ежегоднике Ассоциации производителей шин и колесных дисков, Inc.; а в Европе стандарты предписаны в Инструкции по применению стандарта Европейской технической организации производителей шин и колесных дисков.
Помимо этого, измерения выполняют в условиях, когда шины установлены на стандартный обод (или "одобренный обод", или "рекомендованный обод"), соответствующий размеру шины, выбранному по стандартам, и шина наполнена воздухом под давлением, соответствующим максимальной нагрузке (номинальной максимальной нагрузке) на одно колесо подходящего размера, описанного в стандартах.
Пневматическая шина в отношении третьего аспекта представляет собой пневматическую шину, относящуюся к первому аспекту или ко второму аспекту, в которой, если a обозначает минимальное значение межкордового расстояния между участком корпуса и перевернутыми участками в первых участках, первых участках с неизменным расстоянием и вторых участках, а b обозначает максимальное значение межкордового расстояния между участком корпуса и перевернутыми участками во вторых участках, то a/b находится в диапазоне от 0,7 до 0,9.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении третьего аспекта.
Устанавливая значение a/b в диапазоне от 0,7 до 0,9, на высоком уровне можно достичь баланса между обеспечением жесткости на изгиб участков буртика и снижением деформации сжатия, возникающей в перевернутых участках.
Если значение a/b слишком мало, то в первых участках с неизменным расстоянием межкордовое расстояние становится слишком маленьким, жесткость на изгиб участков буртика становится неудовлетворительной, сплющивание участков буртика становится слишком большим, и это приводит к увеличению деформации сдвига резины, расположенной между перевернутыми участками и участком корпуса.
С другой стороны, если значение a/b слишком большое, то в первых участках с неизменным расстоянием перевернутые участки слоя каркаса оказываются слишком далеко от участка корпуса, а деформация сжатия, возникающая в радиальных кордах каркаса перевернутых участков, увеличивается.
Пневматическая шина в отношении четвертого аспекта представляет собой пневматическую шину, относящуюся к любому из аспектов от первого до третьего, при этом каркас дополнительно содержит третьи участки, расположенные на внешних в радиальном направлении шины сторонах вторых участков, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками слоя каркаса постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников борта шины, и вторые участки с неизменным расстоянием, которые проходят от внешних в радиальном направлении шины частей третьих участков к внешним в радиальном направлении шины частям перевернутых участков и в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками является константой.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении четвертого аспекта.
Каркас обыкновенной пневматической шины сконфигурирован так, что межкордовое расстояние между перевернутыми участками и участком корпуса слоя каркаса постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины, так что в конечном итоге внешние в радиальном направлении шины части перевернутых участков становятся параллельными участку корпуса.
Когда участок корпуса и перевернутые участки слоя каркаса сдвинуты ближе друг к другу, то имеет место тенденция к увеличению деформации сдвига резины, расположенной между радиальными кордами каркаса участка корпуса и радиальными кордами каркаса перевернутых участков, а если шину используют в особенно жестких условиях, то имеет место задача, заключающаяся в том, что в течение срока использования шины это приведет к расщеплению резины, расположенной между радиальными кордами каркаса участка корпуса и радиальными кордами каркаса перевернутых участков.
В пневматической шине, относящейся к четвертому аспекту, вторые участки с неизменным расстоянием, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса и перевернутыми участками слоя каркаса является константой, проходят на внешних в радиальном направлении шины сторонах третьих участков, так что напряжению становится сложнее концентрироваться в резине между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и радиальными кордами каркаса участка корпуса, и предотвращается возникновение расщепления в этой резине.
Пневматическая шина в отношении пятого аспекта представляет собой пневматическую шину, относящуюся к любому из аспектов от первого до четвертого, в которой длина вторых участков с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, находится в диапазоне от 70% до 85% высоты закраины подходящего обода.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении пятого аспекта.
Устанавливая длину вторых участков с неизменным расстоянием, измеренную вдоль радиального направления шины, в диапазоне от 70% до 85% высоты закраины подходящего обода, в отношении резины между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и радиальными кордами каркаса участка корпуса получают эффект снижения концентрации большого напряжения.
Если длина вторых участков с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, составляет менее 70% высоты закраины подходящего обода, то в отношении резины между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и участка корпуса эффекта снижения концентрации большого напряжения не достигают.
С другой стороны, если длина вторых участков с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, превосходит 85% высоты закраины подходящего обода, то усугубляется деформация сжатия радиальных кордов каркаса перевернутых участков, и это приводит к излому корда перевернутого каркаса.
Следовательно, предпочтительно устанавливать длину вторых участков с неизменным расстоянием из вышеупомянутого диапазона.
Пневматическая шина в отношении шестого аспекта представляет собой пневматическую шину, относящуюся к пятому аспекту, в которой, если b обозначает максимальное значение межкордового расстояния между участком корпуса и перевернутыми участками во вторых участках, а c обозначает значение межкордового расстояния во вторых участках с неизменным расстоянием, то b/c находится в диапазоне от 0,45 до 0,60.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении шестого аспекта.
Устанавливая c/b в диапазоне от 0,45 до 0,60, на высоком уровне можно достичь баланса между концентрацией напряжения в резине, расположенной между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и радиальными кордами каркаса участка корпуса, и уменьшением деформации сжатия радиальных кордов каркаса перевернутых участков.
Если значение c/b слишком мало, то участок корпуса и перевернутые участки слоя каркаса становятся расположенными слишком близко друг к другу, а концентрация напряжения в резине, расположенной между участком корпуса и перевернутыми участками слоя каркаса, больше не может быть уменьшена.
С другой стороны, если значение c/b слишком большое, то перевернутые участки слоя каркаса становятся расположенными слишком далеко от участка корпуса, усиливается деформация сжатия радиальных кордов каркаса перевернутых участков, и это приводит к излому корда перевернутого каркаса.
Изобретение в отношении седьмого аспекта представляет собой пневматическую шину, относящуюся к любому из аспектов от первого до шестого, при этом внешние в радиальном направлении шины концы элементов усиления расположены на внутренних в радиальном направлении шины сторонах внешних в радиальном направлении шины концов перевернутых участков, и между перевернутыми участками и участком корпуса слои резины для подавления разрастания трещин, модуль упругости которых меньше, чем модуль упругости резины, составляющей элементы усиления, проходят от внешних в радиальном направлении шины концов элементов усиления к внешним в радиальном направлении шины концам перевернутых участков.
Далее будет описано функционирование пневматической шины в отношении седьмого аспекта.
В пневматической шине, относящейся к седьмому аспекту, слои резины для подавления разрастания трещин, модуль упругости которых меньше, чем модуль упругости резины, составляющей элементы усиления, расположены на внешних в радиальном направлении шины сторонах элементов усиления, так что даже в случае, когда, возможно, во внешних в радиальном направлении шины концах элементов усиления возникает расщепление, то из-за наличия расположенных на внешних в радиальном направлении шины сторонах элементов усиления слоев резины для подавления разрастания трещин, модуль упругости которых мал, пресекают разрастание трещин наружу в радиальном направлении шины, возникающий между участком корпуса и перевернутыми участками.
Как описано выше, пневматическая шина, относящаяся к первому аспекту, имеет конфигурацию, заданную выше, так что она обладает более совершенным качеством, заключающимся в том, что уменьшается деформация сжатия, возникающая в перевернутых участках каркаса, пресекается излом каркаса перевернутых участков, вызванный усталостью, уменьшается концентрация напряжения в резине, расположенной между радиальными кордами каркаса перевернутых участков и радиальными кодами каркаса участка корпуса, и поэтому повышается износоустойчивость участков буртика.
Пневматическая шина, относящаяся ко второму аспекту, имеет такую конфигурацию, что достигается эффект снижения концентрации большого напряжения между первыми участками и вторыми участками.
Пневматическая шина, относящаяся к третьему аспекту, имеет конфигурацию, заданную выше, так что на высоком уровне можно достичь баланса между обеспечением жесткости на изгиб участков буртика и уменьшением деформации сжатия, возникающей в радиальных кордах каркаса перевернутых участков.
Пневматическая шина, относящаяся к четвертому аспекту, имеет конфигурацию, заданную выше, так что предотвращается возникновение расщепления, вызванного концентрацией напряжения в резине, расположенной между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и радиальными кордами каркаса участка корпуса.
Пневматическая шина, относящаяся к пятому аспекту, имеет конфигурацию, заданную выше, так что в отношении резины между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и радиальными кордами каркаса участка корпуса получают эффект снижения концентрации большого напряжения.
Пневматическая шина, относящаяся к шестому аспекту, имеет конфигурацию, заданную выше, так что на высоком уровне можно достичь баланса между концентрацией напряжения в резине, расположенной между радиальными кордами каркаса внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков и уменьшением деформации сжатия радиальных кордов каркаса перевернутых участков.
Пневматическая шина, относящаяся к седьмому аспекту, имеет конфигурацию, заданную выше, так что предотвращают разрастание трещин наружу в радиальном направлении шины, возникающее между участком корпуса и перевернутыми участками.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 приведен вид в разрезе вдоль оси вращения пневматической шины, относящейся к варианту осуществления;
на фиг.2 приведен вид в разрезе, показывающий участок буртика и часть участка боковой стенки пневматической шины, показанной на фиг.1;
на фиг.3 приведен увеличенный вид в разрезе участка корпуса в первом участке с неизменным расстоянием;
на фиг.4 приведен увеличенный вид в разрезе участка корпуса во втором участке с неизменным расстоянием;
на фиг.5 приведен увеличенный вид в разрезе участка буртика; и
на фиг.6 приведен увеличенный вид в разрезе участка буртика.
Осуществление изобретения
Ниже на основании чертежей будет описан вариант осуществления настоящего изобретения.
Как показано на виде в разрезе вдоль оси вращения шины на фиг.1, пневматическая шина 10, относящаяся к настоящему варианту осуществления, оснащена каркасом 13, расположенным тороидально и соединяющим пару участков 12 буртика. Каркас 13 в настоящем варианте осуществления составлен из одного слоя 14 каркаса, обе стороны которого в направлении ширины шины перевернуты вверх изнутри наружу в направлении ширины шины вокруг сердечников 16 борта шины, встроенных в участки 12 буртика. Участок слоя 14 каркаса, который соединяет один сердечник 16 борта шины с другим сердечником 16 борта шины, будем называть участком 14A корпуса, а участки слоя 14 каркаса, которые перевернуты вверх наружу в направлении ширины шины вокруг сердечников 16 борта шины, будем называть перевернутыми участками 14B.
Пневматическая шина 10, показанная на фиг.1, представляет собой пневматическую радиальную шину, предназначенную для больших нагрузок, и отношение высоты профиля шины к его ширине составляет 90%, а на фиг.1 показано сечение вдоль оси вращения шины в состоянии, когда пневматическая шина 10 установлена на обод 15, соответствующий размеру шины, предписанному TRA, и наполнена воздухом под давлением, соответствующим максимальной нагрузке (номинальной максимальной нагрузке) на одно колесо подходящего размера, описанного в стандартах.
Слой 14 каркаса представляет собой слой каркаса обычной структуры, в которой несколько кордов (напр., стальных кордов, кордов из органического волокна), выстроенных в линию параллельно друг другу, покрыты резиной, при этом корды проходят в радиальном направлении на боковых участках шины, а также в экваториальной плоскости CL шины корды проходят в осевом направлении шины. Участок 14A корпуса слоя 14 каркаса имеет общую форму по существу дуги окружности, выпуклую наружу в направлении ширины шины, за исключением окрестностей сердечников борта шины.
Как показано на фиг.2, первые элементы 18 усиления расположены между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B слоя 14 каркаса, а вторые элементы 19 усиления расположены на поверхности внешних сторон перевернутых участков 14B.
Что характерно для каркаса 13 в настоящем варианте осуществления, так это форма его сечения у участков 12 буртика и участков 17 боковых стенок; то есть расстояние, разделяющее перевернутые участки 14B от участка 14A корпуса слоя 14 каркаса, различается от участка к участку.
Как показано на фиг.2, межкордовое расстояние между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B слоя 14 каркаса сначала постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников 16 борта шины. Эти участки каркаса 13, в которых межкордовое расстояние постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников 16 борта шины, в настоящем варианте осуществления будем называть первыми участками 13A каркаса 13.
В каркасе 13 вторые участки 13B, в которых межкордовое расстояние постепенно увеличивается наружу в радиальном направлении шины, расположены далее в радиальном направлении шины от первых участков 13A.
К тому же в каркасе 13 внешние в радиальном направлении шины части первых участков 13A и внутренние в радиальном направлении части вторых участков 13B соединены между собой первыми участками 13C с неизменным расстоянием, в которых межкордовое расстояние является константой. Предпочтительно, чтобы длина Lc первых участков 13C с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, была в диапазоне от 40% до 60% высоты Hf закраины обода 15 (см. фиг.1).
В настоящем варианте осуществления следует понимать, что выражение "межкордовое расстояние является константой" включает в себя отклонения в толщине в пределах ±10%, возникающие как погрешность изготовления.
Внешняя в радиальном направлении шины часть первого участка 13A представляет собой часть, в которой межкордовое расстояние является наименьшим в первом участке 13A, а внутренняя в радиальном направлении шины часть второго участка 13B представляет собой часть, в которой межкордовое расстояние является наименьшим во втором участке 13B.
Здесь, если a обозначает минимальное значение межкордового расстояния между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B в первых участках 13A, первых участках 13C с неизменным расстоянием и вторых участках 13B, a W обозначает максимальную ширину сердечников 16 борта шины, измеренную в осевом направлении шины, то предпочтительно, чтобы величина a/W находилась в диапазоне от 0,3 до 0,5.
Если минимальное значение a меньше чем 0,3 от максимальной ширины W сердечника 16 борта шины, то жесткость на изгиб на участке первых элементов усиления становится неудовлетворительной. С другой стороны, если максимальное значение превышает 0,5 от максимальной ширины W сердечника 16 борта шины, то перевернутые участки 14B становятся расположенными слишком далеко от участка 14A корпуса, а деформация сжатия, возникающая в перевернутом участке 14B, значительно возрастает. Более того, если перевернутые участки 14B становятся расположенными слишком близко к внешним поверхностям участков 12 буртика, то деформации сдвига резины, расположенной между внешними поверхностями участков 12 буртика и перевернутыми участками 14B, возрастает и становится невозможным повысить износоустойчивость участков 12 буртика.
Здесь, если a (см. фиг.2) обозначает минимальное значение межкордового расстояния между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B в первых участках 13A, первых участках 13C с неизменным расстоянием и вторых участках 13B, a b (см. фиг.5) обозначает максимальное значение межкордового расстояния между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B во вторых участках 13B, то предпочтительно, чтобы величина a/b находилась в диапазоне от 0,7 до 0,9. В настоящем варианте осуществления минимальное значение а представляет собой межкордовое расстояние в первых участках 13C с неизменным расстоянием, а максимальное значение b представляет собой межкордовое расстояние во внешних в радиальном направлении шины участках вторых участков 13B (межкордовое расстояние на граничных частях между вторыми участками 13B и третьими участками 13D, описанными ниже).
Третьи участки 13D, в которых межкордовое расстояние постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины, соединены с внешними в радиальном направлении шины частями вторых участков 13B.
Более того, вторые участки 13E с неизменным расстоянием, которые проходят наружу в радиальном направлении шины от внешних в радиальном направлении шины концов третьих участков 13D и в которых межкордовое расстояние является константой, расположены на внешних в радиальном направлении шины частях третьих участков 13D.
Предпочтительно, чтобы длина Le вторых участков 13E с неизменным расстоянием, измеренная вдоль радиального направления шины, была в диапазоне от 70% до 80% высоты Hƒ закраины подходящего обода.
Более того, если с обозначает межкордовое расстояние во вторых участках 13E с неизменным расстоянием, то предпочтительно, чтобы значение c/b находилось в диапазоне от 0,45 до 0,6.
В настоящем варианте осуществления место максимальной ширины Wmax шины участка 14A корпуса слоя 14 каркаса расположено на внешней в радиальном направлении шины стороне на расстоянии, в 3,4 раза большем высоты Hf закраины обода, если измерять от базовой линии Ld, проходящей параллельно осевому направлению шины и выступающей в качестве опорного уровня при измерении диаметра R обода 15, предписанного TRA, на который установлена пневматическая шина 10. В настоящем варианте осуществления место максимальной ширины Wmax шины расположено на внешней в радиальном направлении шины стороне на расстоянии, в 3,4 раза большем высоты Hf закраины обода, но место максимальной ширины Wmax шины не ограничивается расположением на внешней в радиальном направлении шины стороне на расстоянии, в 3,4 раза большем высоты Hf закраины обода.
t1
n1
Здесь, если θ1 обозначает угол (измеренный на внешней в радиальном направлении шины стороне места максимальной ширины Wmax шины и на поверхности внешней стороны шины), образованный линией L, касательной к центральной линии кордов в той части, где участок 14A корпуса достигает места максимальной ширины Wmax шины, и линией L, параллельной оси вращения шины, то предпочтительно, чтобы значение θ1 удовлетворяло условию 80°<θ1<90°.
Более того, предпочтительно, чтобы центральная линия кордов в окрестности места максимальной ширины шины (определение: в настоящем варианте осуществления это означает диапазон положений на расстоянии 15% от высоты Hf закраины обода внутрь и наружу в радиальном направлении шины от места максимальной ширины Wmax) проходила по существу по прямой. В настоящем варианте осуществления выражение "по существу по прямой" означает, что радиус кривизны больше или равен 300 мм (при этом верхний предел равен бесконечности).
Место максимальной ширины Wmax шины в настоящем варианте осуществления расположено в средних в радиальном направлении шины участках вторых участков 13E с неизменным расстоянием.
n2
n2
n3
Если R обозначает диаметр обода, нормальная линия L проведена к центральной линии кордов участка 14A корпуса от точки P1 внешней поверхности шины, расположенной на расстоянии R/2+1,18Hf наружу в радиальном направлении шины от центра вращения шины, M1 обозначает точку пересечения нормальной линии L и центральной линии кордов участка 14A корпуса, а θ2 обозначает угол, образованный линией, касательной к центральной линии кордов участка 14A корпуса, и линией L, параллельной оси вращения шины, в точке M1 пересечения, то предпочтительно, чтобы выполнялось соотношение 40°<θ2<50°.
Точки M1 пересечения расположены в средних в радиальном направлении шины участках первых участков 13C с неизменным расстоянием, а окрестности этих точек M1 пересечения представляют собой части, в которых деформация резины становится наибольшей из-за сжатия участков 12 буртика вследствие нагрузки.
Здесь, что касается стойкости к теплообразованию, нарастающему от участков 12 буртика к боковым стенкам 17, эффективным является снижение толщины резины, которая становится источником нагрева (аккумулирования тепла). В этой связи эффективным является приведение участка 14A корпуса и перевернутых участков 14B слоя 14 каркаса как можно ближе к внешней части шин (внешней поверхности шин). А для этого необходимо, чтобы угол θ1 был большим, а угол θ2 маленьким.
Таким образом, предпочтительно, чтобы θ1 был большим и лежал в диапазоне 80°<θ1<90° и чтобы θ2 был маленьким и лежал в диапазоне 40°<θ2<50°.
Если θ1 становится меньше или равен 80°, то участок 14A корпуса на внутренней в радиальном направлении шины стороне от места максимальной ширины Wmax шины имеет тенденцию к открытию относительно перевернутых участков 14B, а объем резины, которая становится источником теплообразования (аккумулирования тепла) имеет тенденцию к увеличению, так что ухудшается устойчивость к теплообразованию между участком 14A корпуса на внутренней в радиальном направлении шины стороне места максимальной ширины Wmax шины и перевернутыми участками 14B.
С другой стороны, если θ1 становится больше или равен 90°, то участок 14A корпуса на внутренней в радиальном направлении шины стороне от места максимальной ширины Wmax шины становится ближе или касается перевернутых участков 14B, а деформация сдвига между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B увеличивается.
Помимо этого, если угол θ2 становится слишком маленьким, то толщина W1pt резины на внешней в осевом направлении шины стороне перевернутых участков 14B и толщина W1tm резины между перевернутыми участками 14B и участком 14A корпуса становится меньше.
Здесь, если толщина W1pt резины на внешних в радиальном направлении шины сторонах перевернутых участков 14B становится слишком маленькой, то из-за сжатия участков 12 буртика под нагрузкой падает износостойкость резиновых частей на внешних в осевом направлении шины сторонах перевернутых участков 14B.
Помимо этого, если толщина W1tm резины между перевернутыми участками 14B и участком 14A корпуса становится слишком маленькой, то под нагрузкой усугубляется деформация сдвига резины, покрывающей слой 14 каркаса, появляется тенденция к возникновению трещин, а износостойкость падает.
Более того, если угол θ2 становится слишком маленьким, то когда шину подвергают нагрузке, а участки 12 буртика испытывают деформацию сдавливания, то расстояние между перевернутыми участками 14B и нейтральной осью изгиба склонно к увеличению на внутренних в радиальном направлении шины сторонах от точек измерения угла θ2, усиливается сжатие в отношении перевернутых участков 14В, а устойчивость кордов (нитей) к разрыву падает.
Следовательно, предпочтительно, чтобы выполнялось соотношение 40°<θ2<50°.
Предпочтительно, чтобы центральная линия (L2) кордов в окрестности точки M1 пересечения (в настоящем варианте осуществления это означает диапазон положений на расстоянии 45% от высоты Hf закраины обода внутрь и наружу в радиальном направлении шины от точки M1 пересечения) проходила по существу по прямой. (В Японии определение размеров выполняют, когда шина установлена на заданном ободе (стандартный обод задан в ежегоднике Ассоциации производителей автомобильных шин Японии, Inc. (JATMA), 2011 года издания), шина наполнена воздухом под заданным внутренним давлением (давлением воздуха, соответствующем номинальной максимальной нагрузке в ежегоднике Ассоциации производителей автомобильных шин Японии, Inc. (JATMA), 2011 года издания), при этом шина не находится под нагрузкой. Вне Японии внутреннее давление - это давление воздуха, соответствующее максимальной нагрузке (максимальной номинальной нагрузке) на одно колесо, описанной в следующих стандартах, а обод представляет собой стандартный обод (или "одобренный обод", или "рекомендованный обод") подходящего размера, описанный в следующих стандартах. В качестве стандартов выбраны промышленные стандарты, действующие в регионе, где производят или используют шины. Например, в США это ежегодник Ассоциации производителей шин и колесных дисков, Inc.; а в Европе - Инструкция по применению стандарта Европейской технической организации производителей шин и колесных дисков.)
Здесь, предпочтительно, чтобы центральная линия L1 кордов на стороне участка 14A корпуса места максимальной ширины шины и центральная линия кордов на стороне участка 14A корпуса точки M1 пересечения были соединены дугой окружности радиуса Rm, центр кривизны которой расположен на внутренней стороне шины, центрируясь в положении, отделенном расстоянием 1,85Hf наружу в радиальном направлении шины от базовой линии Ld.
Предпочтительно, чтобы отношение Rm/Hf радиуса Rm к высоте Hf закраины обода удовлетворяло соотношению 1,05<Rm/Hf<1,55.
n1
n2
В перевернутых участках 14B предпочтительно, чтобы центральная линия (L1') корда в окрестности точки пересечения линии L, которая проходит через место максимальной ширины Wmax шины участка 14A корпуса и параллельна направлению оси шины, и центральной линии кордов перевернутых участков 14B и центральная линия (L2') кордов в окрестности точки пересечения нормальной линии L, проведенной к центральной линии кордов участка 14A корпуса от точки P1 на внешней поверхности шины, и центральной линии кордов перевернутых участков 14B были гладко соединены дугой окружности радиуса Rt, центр кривизны которой расположен на внутренней стороне шины, центрируясь в положении, отделенном расстоянием 1,85Hf наружу в радиальном направлении шины от базовой линии Ld.
tm
Что касается устойчивости кордов слоя 14 каркаса к разрыву, как показано на фиг.5, увеличивая межкордовое расстояние W2 в пределах между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B во вторых участках 13B и третьих участках 13D, длина кордов перевернутых участков 14B может быть увеличена, и становится возможным уменьшить деформацию сжатия, воздействующую на корды.
Более того, предпочтительно, чтобы отношение Rt/Hf радиуса Rt к высоте Hf закраины обода удовлетворяло соотношению 0,60<Rt/Hf<1,05, и более предпочтительно, чтобы отношение Rt/Rm удовлетворяло неравенствам 0,55<Rt/Rm<0,75.
Здесь, если Rt/Rm становится меньше или равно 0,55, то радиус Rt перевернутых участков 14B становится слишком маленьким по сравнению с радиусом Rm участка 14A корпуса, а объем резины между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B увеличивается, что становится недостатком в отношении теплообразования.
С другой стороны, если Rt/Rm становится больше или равно 0,75, то радиус Rt перевернутых участков 14B становится больше и приближается к прямой, длину кордов перевернутых участков 14B больше нельзя увеличить, а деформацию сжатия, действующую на корды, больше нельзя уменьшить.
Помимо этого, предпочтительно, чтобы положения внешних в радиальном направлении шины концов перевернутых участков 14B были установлены в диапазоне от 0,7Hf до 1,1Hf наружу в радиальном направлении шины от базовой линии Ld.
Если положения внешних в радиальном направлении шины концов перевернутых участков 14B расположены на внутренних в радиальном направлении шины сторонах этого диапазона, то деформация сжатия кордов перевернутых участков 14B усиливается т приводит к излому корда.
С другой стороны, если положения внешних в радиальном направлении шины концов перевернутых участков 14B расположены на внешних в радиальном направлении шины сторонах этого диапазона, то концентрацию напряжения в резине между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B слоя 14 каркаса нельзя уменьшить.
Первые элементы 18 усиления расположены между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B слоя 14 каркаса, а вторые элементы 19 усиления расположены на поверхности внешних сторон перевернутых участков 14B.
Первые элементы 18 усиления проходят наружу в радиальном направлении от сердечников 16 борта шины. Первые элементы 18 усиления в настоящем варианте осуществления содержат несколько участков резины различной твердости: участки 28 твердой резины, толщина которых постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины от сердечников 16 борта шины, и участки 30 мягкой резины, расположенные на внешних в радиальном направлении шины сторонах участков 28 твердой резины, при этом их напряжение при удлинении на 100% меньше (то есть они мягче), чем это напряжение участков 28 твердой резины.
В настоящем варианте осуществления внешние в радиальном направлении шины концы участков 28 твердой резины расположены на расстоянии 1,35Hf наружу в радиальном направлении шины от базовой линии Ld.
С другой стороны, внутренние в радиальном направлении шины концы участков 30 мягкой резины расположены на расстоянии 0,75Hf наружу в радиальном направлении шины от базовой линии Ld, а внешние в радиальном направлении концы участков 30 мягкой резины расположены на расстоянии 2,8Hf наружу в радиальном направлении шины от базовой линии Ld.
Толщина участков 28 твердой резины постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении от сердечников 16 борта шины. Толщина участков 30 мягкой резины постепенно уменьшается вовнутрь в радиальном направлении шины в окрестностях внутренних в радиальном направлении шины концов и постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины в окрестностях внешних в радиальном направлении концов.
Внешние в радиальном направлении шины концы первых элементов 18 усиления расположены на внутренних в радиальном направлении шины сторонах внешних в радиальном направлении концов перевернутых участков 14B слоя 14 каркаса.
На внешних в радиальном направлении сторонах первых элементов 18 усиления между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B расположены слои 32 резины для подавления разрастания трещин. Слои 32 резины для подавления разрастания трещин проходят в радиальном направлении шины дальше, чем внешние в радиальном направлении концы перевернутых участков 14B вдоль внешней поверхности участка 14A корпуса и заканчиваются на внутренних в радиальном направлении сторонах концевых в направлении ширины участков ремня, не показанного на чертежах.
Здесь предпочтительно, чтобы напряжение при удлинении на 100% участков 28 твердой резины было в диапазоне от 6,9 до 7,6 МПа, и предпочтительно, чтобы напряжение при удлинении на 100% участков 30 мягкой резины было в диапазоне от 2,3 до 2,5 МПа.
Причина, по которой для напряжения при удлинении на 100% участков 28 твердой резины и участков 30 мягкой резины в первых элементах 18 усиления заданы нижние границы, заключается в том, что, когда напряжение при удлинении на 100% падает ниже этих нижних границ, то деформация сдавливания участков 12 буртика при действии нагрузки на шину становится больше, а износоустойчивость участков 12 буртика не может быть гарантирована. Помимо этого, причина, по которой заданы верхние границы, заключается в том, что, когда напряжение при удлинении на 100% превосходит эти верхние границы, то элементы 18 усиления становятся слишком твердыми, и имеет место тенденция к возникновению разлома самих элементов 18 усиления.
Помимо этого, для слоев 32 резины для подавления разрастания трещин предпочтительна резина, в которой труднее разрастаться трещинам, чем в участках 30 мягкой резины, как, например, резина, напряжение при удлинении на 100% которой меньше, чем эта характеристика участков 30 мягкой резины, и предпочтительно, чтобы слои 32 резины для подавления разрастания трещин обладали напряжением при удлинении на 100% в диапазоне от 1,3 до 1,5 МПа.
Более того, вторые элементы 19 усиления расположены вдоль внешних поверхностей перевернутых участков 14B от первых участков 13A до вторых участков 13E с неизменным расстоянием, части вторых элементов 19 усиления, расположенные напротив первых участков 13C с неизменным расстоянием, то есть тонкие части в продольном направлении средних участков первых элементов 18 усиления, выполнены самыми толстыми, а толщина вторых элементов 19 усиления постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении и внутрь в радиальном направлении. Комбинированные элементы усиления первых элементов 18 усиления и вторых элементов 19 усиления имеют тенденцию к постепенному уменьшению в радиальном направлении от сердечников 16 бортов шины.
Здесь предпочтительно, чтобы напряжение при удлинении на 100% вторых элементов 19 усиления лежало в диапазоне от 2,0 до 2,2 МПа.
Внутренние защитные слои 20 борта шины, содержащие первый внутренний защитный слой 20A борта шины и второй внутренний защитный слой 20B борта шины, расположены на внешних сторонах слоя 14 каркаса, обернутого вокруг сердечников 16 борта шины.
Кроме того, в участках 12 буртика расположены резиновые защитные слои 22 борта шины, которые проходят от носков борта шины через пятки борта шины наружу в радиальном направлении вокруг внешних в осевом направлении шины сторон перевернутых участков 14B.
Внутренняя оболочка 36 расположена на внутренней боковой поверхности каркаса 13, а боковой слой 38 резины расположен на внешней в осевом направлении шины боковой поверхности каркаса 13.
Далее будет описано функционирование пневматической шины 10 в отношении настоящего варианта осуществления.
Когда пневматическую шину 10 подвергают нагрузке, как показано на фиг.1, изгибающие моменты M воздействуют на участки 10 буртика, вызывая деформацию, при которой участки 12 буртика сминаются наружу в направлении оси шины в областях на внешних в радиальном направлении шины сторонах борта 15A обода 15 шины. Из-за этого, если принять нейтральную ось изгиба в качестве границы, на внутренние стороны участков буртика шин действует растягивающая сила, а на внешние стороны участков буртика в окрестностях областей C, показанных на фиг.1, действует сила f сжатия. Сила f сжатия действует на корды перевернутых участков 14B слоя 14 каркаса, перевернутых вокруг сердечников борта шины, и производит деформацию сжатия, а когда деформация сжатия становится избыточной, имеют место случаи, когда это приводит к излому кордов слоя 14 каркаса, вызванному усталостью.
В пневматической шине 10 в настоящем варианте осуществления перевернутые участки 14B сдвинуты ближе к участку 14A корпуса в первых участках 13C с неизменным расстоянием каркаса 13, так что сила сжатия, действующая на корды перевернутых участков 14B, когда участки 12 буртика деформированы нагрузкой, может быть сокращена, а для кордов перевернутых участков 14B достигается высокое значение износоустойчивости.
Более того, первые участки 13C с неизменным расстоянием, которые проходят в радиальном направлении шины, расположены между первыми участками 13A, в которых межкордовое расстояние между участком корпуса 14A и перевернутыми участками 14B постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении, и вторыми участками 13B, в которых межкордовое расстояние постепенно увеличивается наружу в радиальном направлении, а направление кордов перевернутых участков 14B между первыми участками 13A и вторыми участками 13B резко не изменяется, так что в средних частях между первыми участками 13A и вторыми участками 13B при деформации сдавливания участков 12 буртика напряжению становится сложнее концентрироваться в резине между кордами перевернутых участков 14B и кордами участка 14A корпуса.
По этой причине может быть предотвращено образование трещин в резине между кордами участка 14A корпуса и кордами перевернутых участков 14B между первыми участками 13A и вторыми участками 13B, а износоустойчивость участков 12 буртика может быть повышена по сравнению с обычными шинами.
Более того, в пневматической шине 10 в настоящем варианте осуществления вторые участки 13E с неизменным расстоянием, в которых межкордовое расстояние является константой, расположены на внешних в радиальном направлении шины сторонах третьих участков 13D, в которых межкордовое расстояние между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B постепенно уменьшается наружу в радиальном направлении шины, так что напряжению становится сложнее концентрироваться во внешних в радиальном направлении шины частях третьих участков 13B при деформации сдавливания участков 12 буртика, и может быть предотвращено образование трещин в резине между кордами участка 14A корпуса и кордами перевернутых участков 14B.
При установлении длины Le вторых участков 13E с неизменным расстоянием, измеренной вдоль радиального направления шины, в диапазоне от 70% до 80% высоты Hf закраины подходящего обода в отношении резины между кордами внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков 14B и кордами участка 14A корпуса получают эффект снижения концентрации большого напряжения (см. тестовый пример 4).
При установлении отношения c/b межкордового расстояния с во вторых участках 13E с неизменным расстоянием к максимальному значению b в диапазоне от 0,45 до 0,6 можно достичь баланса между получением эффекта снижения концентрации большого напряжения в отношении резины, расположенной между кордами внешних в радиальном направлении шины частей перевернутых участков 14B, и кордами участка 14A корпуса и уменьшением деформации сжатия кордом перевернутых участков 14B (см. тестовый пример 5).
При установлении длины Lc первых участков 13C с неизменным расстоянием, измеренной вдоль радиального направления шины, в диапазоне от 40% до 60% от высоты Hf закраины подходящего обода 15 может быть получен эффект снижения концентрации большого напряжения (см. тестовый пример 2).
При установлении отношения a/b минимального значения a к максимальному значению b в диапазоне от 0,7 до 0,9 на высоком уровне можно достичь баланса между обеспечением жесткости на изгиб участков 12 буртика и снижением деформации сжатия, возникающей в кордах перевернутых участков 14b (см. тестовый пример 3).
Более того, в пневматической шине 10 в настоящем варианте осуществления слои 32 резины для подавления разрастания трещин, модуль упругости которых меньше, чем модуль упругости резины, составляющей элементы 18 усиления, расположены на внешних в радиальном направлении шины сторонах первых элементов 18 усиления, так что даже в случае, когда, возможно, во внешних в радиальном направлении шины частях элементов 18 усиления возникает расщепление, то из-за наличия слоев 32 резины для подавления разрастания трещин, может быть предотвращено разрастание трещин наружу в радиальном направлении шины.
Каркас 13 пневматической шины 10 в вышеприведенном варианте осуществления содержит один слой 14 каркаса, но может также содержать два или несколько слоев 14 каркаса. В случае, когда пневматическая шина 10 содержит несколько слоев 14 каркаса, рекомендации для размеров каждого участка применены к самому близкому к элементам усиления слою 14 каркаса.
Пневматическая шина 10 в вышеизложенном варианте осуществления предназначена для строительной техники, но изобретение настоящей заявки также может быть применено к другим типам шин, таким как шины грузовиков и автобусов и шины пассажирских автомобилей. Вышеизложенный вариант осуществления представляет собой пример настоящего изобретения и может быть изменен различными способами, не отклоняясь от сущности настоящего изобретения.
Тестовый пример 1.
Были изготовлены шины, относящиеся к действующему образцу и обычному образцу, при условиях, показанных в таблице 1, и были произведены испытания износоустойчивости участка буртика. Обе шины представляли собой шины для строительной техники, при этом размер шины составлял 27,00R49.
Вычисление деформации методом конечных элементов (FEM) и эксплуатационные испытания во вращающемся барабане выполняли с использованием спецификаций, приведенных в таблице ниже.
Проводились испытания следующих шин.
Шина действующего образца: шина, имеющая структуру вышеизложенного варианта осуществления.
Шина обычного образца: шина, в которой между первыми участками и вторыми участками (направление перевернутых участков резко изменяется между первыми участками и вторыми участками) отсутствуют первые участки с неизменным расстоянием постоянной толщины.
(1) Оценка деформации (FEM).
Деформацию, когда шины двигали вперед, используя стандартный обод (TRA), нормальное внутреннее давление (TRA) и номинальную нагрузку (TRA), вычисляли с использованием метода конечных элементов (FEM). При оценке использовали индекс, принимая деформацию обычного образца за 100, при этом напряжение тем меньше, чем меньше численное значение.
(2) Оценка износоустойчивости (испытание во вращающемся барабане).
Испытуемые шины были установлены на стандартные ободы (TRA), наполнены воздухом до нормального внутреннего давления (TRA), после чего подвержены нагрузке, равной 100% номинальной нагрузки (TRA) при скорости 8 км/ч и диаметре барабана 5 м, измеряли температуру участков буртика, после этого испытуемые шины подвергали нагрузке, равной 170% номинальной нагрузки (TRA), и выполняли испытание на износоустойчивость, шины находились в движении 500 часов, после чего шины разрезали и оценивали состояние участков буртика.
Способ оценивания был следующим.
Деформация сдвига на внешних сторонах перевернутых участков (FEM) и деформация сжатия резины, покрывающей корды слоя каркаса (FEM): использовали индекс, принимая деформацию обычного образца за 100, при этом деформация тем меньше, чем меньше численное значение. Для деформации сжатия кордов слоев каркаса с использованием FEM вычисляли деформацию в направлении корда слоя каркаса (при условии нормального внутреннего давления и номинальной нагрузки).
n2
Теплообразование в участках буртика (испытание во вращающемся барабане): с помощью термопары измеряли температуру в точке пересечения, показанной на фиг.2, между нормальной линией L, проведенной от точки Р1 внешней поверхности шины к участку 14А корпуса каркаса 13 и перевернутыми участками 14В каркаса 14.
Излом корда каркаса (испытание во вращающемся барабане): визуально проверяли, сломался корд или нет.
Разрушение участка буртика (испытание во вращающемся барабане): визуально проверяли поперечное сечение участков буртика.
Таблица 1
Обычный образец
Действующий образец
θ1
75°
88°
θ2
55°
45°
Rm/Hf
2,23
1,27
Rt/Rm
0,96
0,65
a/b
0,6
0,8
c/b
0,85
0,52
Первые участки с неизменным расстоянием
Отсутствуют
Да
Длина Lc первых участков с неизменным расстоянием
---------
50 мм
Расстояние корда (a) между первыми участками и вторыми участками
20 мм
15,5 мм
FEM
Деформация сдвига на внешних сторонах перевернутых участков
100
97
Деформация сдвига покрывающей слой каркаса резины
100
100
Испытание во вращающемся барабане
Деформация сжатия слоя каркаса
100
98
Теплообразование в участках буртика
Контрольное
-5°C
Излом корда каркаса
Отсутствует
Отсутствует
Разрушение участка буртика
Трещины в покрывающей слой каркаса резине
Полный пробег: трещины отсутствуют
Время пробега (ч)
500
500
В результате испытания в шине обычного образца после завершения испытания во вращающемся барабане в перевернутых участках не произошел излом корда, но в покрывающей слой каркаса резине возникли трещины.
С другой стороны, в шине действующего образца в перевернутых участках не произошел излом корда, а также не возникло разрушений в участках буртика.
Тестовый пример 2.
Было изготовлено пять типов шин, у которых отношения Lc/Hf длины Lc первых участков с неизменным расстоянием к высоте Hf закраины обода отличаются друг от друга, и с использованием FEM определяли деформацию сдвига перевернутых участков, деформацию сдвига покрывающей слои каркаса резины и жесткость на изгиб участков буртика. При оценке использовали индекс, принимая шину 1 за 100, в отношении деформации, чем меньше численное значение, тем лучше оценка, а для жесткости на изгиб, чем больше численное значение, тем лучше оценка.
Таблица 2
Шина 1
Шина 2
Шина3
Шина 4
Шина 5
Lc/Hf
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Деформация сдвига на внешних сторонах перевернутых участков
100
98
96
94
92
Деформация сдвига покрывающей слой каркаса резины
100
99
98
97
96
Жесткость на изгиб участков буртика
100
95
89
84
80
Из результатов испытания следует, что для достижения баланса между деформацией и жесткостью считается приемлемым устанавливать Lc/Hf  в диапазоне от 0,4 до 0,6.
Тестовый пример 3.
Было изготовлено пять типов шин, у которых отношения a/b минимального значения а межкордового расстояния между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B в первых участках 13A, первых участках 13C с неизменным расстоянием и вторых участках 13B к максимальному значению b межкордового расстояния между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B во вторых участках 13B отличаются друг от друга, и с использованием FEM определяли деформацию сдвига внешних сторон перевернутых участков, деформацию сдвига кордов перевернутых участков и жесткость на изгиб участков буртика. При оценке использовали индекс, принимая шину 2 за 100, в отношении деформации, чем меньше численное значение, тем лучше оценка, а для жесткости на изгиб, чем больше численное значение, тем лучше оценка. Для всех шин максимальное значение b было установлено равным 17,5 мм, а минимальное значение изменялось.
Таблица 3
Шина 1
Шина 2
Шина 3
Шина 4
Шина 5
a/b
0,55
0,65
0,75
0,85
0,95
Деформация сдвига на внешних сторонах перевернутых участков
110
100
95
90
85
Деформация сдвига покрывающей слой каркаса резины
105
100
99
101
103
Жесткость на изгиб участков буртика
80
100
110
125
110
Из результатов испытания следует, что для достижения баланса между деформацией и жесткостью считается приемлемым устанавливать a/b в диапазоне от 0,7 до 0,9.
Тестовый пример 4.
Было изготовлено пять типов шин, у которых отношения Le/Hf длины Le вторых участков 13E с неизменным расстоянием к высоте Hf закраины обода отличаются друг от друга, и с использованием FEM определяли деформацию сдвига внешних сторон перевернутых участков и деформацию сжатия кордов перевернутых участков. При оценке использовали индекс, принимая шину 4 за 100, при этом, чем меньше численное значение, тем лучше оценка. Межкордовое расстояние с между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B во вторых участках 13E с неизменным расстоянием во всех шинах было равно 10 мм.
Таблица 4
Шина 1
Шина 2
Шина 3
Шина 4
Шина 5
Le/Hf
0,45
0,6
0,75
0,9
1,05
Деформация сдвига на внешней стороне перевернутых участков
107
105
102
100
98
Деформация сдвига кордов перевернутых участков
87
91
95
100
104
Из результатов испытания следует, что считается приемлемым устанавливать Le/Hf в диапазоне от 0,7 до 0,85.
Тестовый пример 5.
Было изготовлено пять типов шин, у которых отношения c/b межкордового расстояния с между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B во вторых участках 13E с неизменным расстоянием к максимальному значению b межкордового расстояния между участком 14A корпуса и перевернутыми участками 14B во вторых участках 13B отличаются друг от друга, и с использованием FEM определяли деформацию сдвига внешних сторон перевернутых участков и деформацию сжатия кордов перевернутых участков. При оценке использовали индекс, принимая шину 5 за 100, в отношении деформации, чем меньше численное значение, тем лучше оценка, а для жесткости на изгиб, чем больше численное значение, тем лучше оценка. Во всех шинах длина Le вторых участков 13E с неизменным расстоянием была равна 80 мм.
Таблица 5
Шина 1
Шина 2
Шина 3
Шина 4
Шина 5
c/b
0,4
0,45
0,55
0,6
0,8
Деформация сдвига на внешних сторонах перевернутых участков
107
103
101
100
100
Деформация сдвига кордов перевернутых участков
92
94
96
98
100
Из результатов испытания следует, что считается приемлемым устанавливать c/b в диапазоне от 0,45 до 0,6.