ШИПОВАННАЯ ПОКРЫШКА И СПОСОБ ВЫБОРА КАУЧУКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРОВНОГО КАУЧУКОВОГО СЛОЯ И КАУЧУКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАУЧУКОВОГО СЛОЯ ОСНОВАНИЯ, ПРОТЕКТОРА ШИПОВАННОЙ ПОКРЫШКИ
BUTTON-DESIGN TIRE AND METHOD FOR SELECTING RUBBER FOR FORMING COVER RUBBER LAYER AND RUBBER FOR FORMING A RUBBER LAYER OF BASE, BUTTON-DESIGN TIRE TREAD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к шипованной покрышке и способу выбора каучука для покровного каучукового слоя и каучука для базового каучукового слоя протектора шипованной покрышки.
Уровень техники
Шипованные покрышки являются покрышками, имеющими протектор, снабженный отверстиями под шипы для вставления шипов на стороне своей поверхности и шипами, вмонтированными в отверстия под шипы. Отверстия под шипы сформированы таким образом, чтобы они открывались бы на поверхности протектора покрышки. Каждый из шипов состоит из секции корпуса, стержневой секции, расположенной на одном краю секции корпуса вдоль ее центральной оси, и фланцевой секции, расположенной на другом краю секции корпуса вдоль ее центральной оси.
И шипованные покрышки структурированы таким образом, чтобы стержневая секция шипов при вмонтировании фланцевой секции и секции корпуса в отверстия под шипы выдавалась бы с поверхности протектора. Как это необходимо отметить, в некоторых случаях шип компонуют таким образом, чтобы сторона одного края секции корпуса также выдавалась бы с поверхности протектора (смотрите, например, патентный документ 1).
Документ предшествующего уровня техники
Патентный документ 1: Публикация японской нерассмотренной патентной заявки № 2010-70052
Раскрытие изобретения
Проблема, решаемая изобретением
Стержневую секцию шипа изготавливают из материала, более мягкого в сопоставлении с асфальтом и более твердого в сопоставлении со льдом, (например, карбида вольфрама) таким образом, чтобы стержневая секция шипа царапала бы асфальт при перемещении транспортного средства по асфальтовой дороге и вгрызалась бы в лед при его движении по обледеневшей дороге. А секцию корпуса шипа изготавливают из материала, более мягкого в сопоставлении с материалом стержневой секции (например, алюминия).
В результате обычная шипованная покрышка демонстрирует тенденцию к изнашиванию таким образом, что при передвижении транспортного средства по обледеневшим дорогам каучук на стороне поверхности протектора изнашивается быстрее при одновременном очень медленном изнашивании стержневой секции.
Говоря другими словами, при использовании обычной шипованной покрышки имеет место тенденция к прохождению сначала изнашивания каучука на стороне поверхности протектора, а стержневая секция остается неповрежденной при отсутствии значительного изнашивания. И это вызывает появление проблемы, заключающейся в легком выпадении шипов из отверстий под шипы. И в соответствии с этим, шипы неспособны демонстрировать такие эксплуатационные характеристики, как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Однако использование высокого модуля упругости для каучука на стороне поверхности протектора в целях улучшения сопротивления истиранию каучука на стороне поверхности протектора может уменьшить изнашивание каучука на стороне поверхности протектора. Но, как это известно, стержневая секция и секция корпуса прочно прижимаются к дорожной поверхности, что в результате приводит к потере сопротивления истиранию стержневой секции и шипа в целом.
Также размягчение материала стержневой секции для ускорения изнашивания стержневой секции и шипа в соответствии с изнашиванием каучуковой части может в результате приводить к потере необходимой силы сцепления поверх льда на замерзших дорожных поверхностях.
Таким образом, после проведения тщательного исследования автор настоящего изобретения подумал об использовании для протекторного каучука двухслойной конструкции, которая состоит из покровного каучукового слоя, формирующего покровный слой протекторного каучука, и каучукового слоя основания, примыкающего к покровному каучуковому слою. И как это установлено автором изобретения, больший модуль упругости, выбранный для каучука покровного каучукового слоя, может улучшить сопротивление истиранию протекторного каучука, в то время как меньший модуль упругости, выбранный для каучука каучукового слоя основания, может умеренно уменьшить сопротивление истиранию стержневой секции при отсутствии размягчения в отношении твердости стержневой секции. Как это, кроме того, было установлено автором изобретения, прохождение изнашивания стержневой секции и шипа в целом и протекторного каучука можно контролируемо регулировать при выдерживании приблизительно одной и той же степени в результате оптимизирования соотношения модуля упругости, а именно, ударной вязкости TF или модуля упругости E’, между покровным каучуковым слоем и каучуковым слоем основания протекторного каучука при отсутствии изменения твердости материалов стержневой секции шипа.
Поэтому одна цель настоящего изобретения заключается в предложении шипованной покрышки, способной сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, и способа выбора каучука для формирования покровного покровного каучукового слоя и каучука для формирования каучукового слоя основания протектора шипованной покрышки.
Средства решения проблемы
Шипованная покрышка, соответствующая настоящему изобретению, имеет протектор, снабженный отверстиями под шипы для вставления шипов на стороне своей поверхности и шипы, вставленные в отверстия под шипы. Протектор состоит из покровного каучукового слоя, формирующего его поверхностный слой, и каучукового слоя основания, расположенного с примыканием к покровному каучуковому слою на его внутренней в радиальном направлении стороне. Каждый из шипов имеет секцию корпуса, стержневую секцию, расположенную на одном краю секции корпуса вдоль ее центральной оси, и фланцевую секцию, расположенную на другом краю секции корпуса вдоль ее центральной оси. И стержневая секция шипа выдается с поверхности протектора. И для данной шипованной покрышки каучук для формирования покровного каучукового слоя и каучук для формирования каучукового слоя основания протектора выбирают таким образом, чтобы удовлетворить следующей далее оценочной формуле (1):
0,5 ≤ глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5, (1)
где «глубина изнашивания шипа» = «высота шипа до изнашивания» – «высота шипа после изнашивания», «глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» = «толщина слоя протектора до изнашивания» – «толщина слоя протектора после изнашивания», а (k представляет собой константу). Поэтому возможным является контролируемое регулирование тенденции к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности протектора и сохранению стержневой секции неповрежденной при отсутствии значительного изнашивания. И шипы не могут легко выпадать из отверстий под шипы, и, таким образом, может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
В способе выбора каучуков для формирования покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания протектора шипованной покрышки, соответствующей настоящему изобретению, для шипованной покрышки выбирают каучуки для формирования покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания протектора. Шипованная покрышка имеет отверстия под шипы для вставления шипов на стороне поверхности протектора и шипы, вставленные в отверстия под шипы, и протектор, имеющий покровный каучуковый слой, формирующий поверхностный слой протектора, и каучуковый слой основания, расположенный с примыканием к покровному каучуковому слою на его внутренней в радиальном направлении стороне. Шип включает секцию корпуса, стержневую секцию, расположенную на одном краю секции корпуса вдоль ее центральной оси, и фланцевую секцию, расположенную на другом краю секции корпуса вдоль ее центральной оси. Стержневая секция шипа, вмонтированного в отверстие под шип, выдается с поверхности протектора. Способ включает выбор каучуков для формирования покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания, исходя из следующей далее оценочной формулы (1):
0,5 ≤ глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5, (1)
где «глубина изнашивания шипа» = «высота шипа до изнашивания» – «высота шипа после изнашивания», «глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» = «толщина слоя протектора до изнашивания» – «толщина слоя протектора после изнашивания», а (k представляет собой константу). В соответствии с этим, возможным является контролируемое регулирование тенденции к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности протектора и сохранению стержневой секции при отсутствии значительного изнашивания. И, таким образом, шипы не могут легко выпадать из отверстий под шипы, и, вследствие этого, может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени. И как это было установлено, прохождение изнашивания шипа и каучука может быть наиболее эффективно контролируемо отрегулировано в случае модуля упругости, представляющего собой ударную вязкость при 23°С, или модуля упругости, представляющего собой динамический модуль упругости при растяжении при 23°С.
Как это необходимо понимать, вышеизложенная сущность изобретения необязательно излагает все признаки, существенные для изобретения, и в изобретение предполагаются включенными подкомбинации из всех данных признаков.
Краткое описание чертежей
Фигура 1А представляет собой вид в поперечном сечении для шипа шипованной покрышки до изнашивания. Фигура 1В представляет собой вид в поперечном сечении для шипа шипованной покрышки после изнашивания.
Фигура 2 представляет собой таблицу, демонстрирующую результаты испытаний.
Фигура 3 представляет собой таблицу, демонстрирующую результаты испытаний.
Фигура 4А представляет собой вид сверху отверстия под шип. Фигура 4В представляет собой вид в вертикальном поперечном сечении отверстия под шип.
Фигура 5А представляет собой вид сверху шипа. Фигура 5В представляет собой вид спереди шипа.
Фигура 6 представляет собой вид в поперечном сечении шипованной покрышки.
Фигура 7 представляет собой иллюстрации, демонстрирующие то, каким образом шип вставляется в отверстие под шип.
Фигура 8 представляет собой таблицы, демонстрирующие результаты испытаний.
Фигура 9 представляет собой таблицы, демонстрирующие результаты испытаний.
Фигура 10 представляет собой таблицы, демонстрирующие результаты испытаний.
Поэтому варианты осуществления должны восприниматься как включающие также и селективно использующиеся признаки.
Осуществление изобретения
Ниже в настоящем документе изобретение будет описываться исходя из предпочтительных вариантов осуществления, которые не предназначены для ограничения объема формулы изобретения в настоящем изобретении. Не все из комбинаций из признаков, описанных в вариантах осуществления, обязательно являются существенными для решений, предложенных в изобретении.
Описание конструкции шипованной покрышки (иногда называемой «ошипованной покрышкой») 10 дается при обращении к фигурам от 1 до 7.
Как это продемонстрировано на фигуре 6, шипованная покрышка 10 образована из покрышки 1, имеющей отверстия 3 под шипы (ниши под шипы) для вставления шипов 2 (иногда называемых стержневыми шипами) на стороне 14а поверхности протектора 14 и шипы 2, вставленные в отверстия 3 под шипы покрышки 1. Отверстия 3 под шипы сформированы таким образом, чтобы они раскрывались бы на поверхности 14а протектора 14 покрышки 1.
Покрышка 1 включает борта 11, сердечники 11С бортов, слой 12 каркаса, слои 13а, 13b брекеров, протектор 14, боковины 15 и отверстия 3 под шипы.
Слой 12 каркаса представляет собой остовный элемент, расположенный насаженным поверх пары сердечников 11С бортов, расположенных в бортах 11. На внешней в радиальном направлении стороне области короны слоя 12 каркаса располагаются внутренний слой 13а брекера и внешний слой 13b брекера. Слои 13а и 13b брекера, соответственно, сформированы при использовании стальных кордов или многожильных кордов из органического волокна, пересекающихся под углом в диапазоне от 20 до 70 градусов по отношению к экватору покрышки. Поэтому направление растяжения кордов слоя 13а брекера, расположенного на внутренней в радиальном направлении стороне покрышки, пересекается с направлением растяжения кордов слоя 13b брекера, расположенного на внешней в радиальном направлении стороне покрышки.
Протектор 14 представляет собой каучуковый элемент (протекторный каучук), расположенный на внешней в радиальном направлении стороне слоев 13а, 13b брекера.
Протектор 14, как это продемонстрировано на фигуре 1 и фигуре 4, образован из каучукового слоя 14В основания, расположенного на внешней в радиальном направлении стороне слоев 13а, 13b брекера, и покровного каучукового слоя 14Т, расположенного на каучуковом слое 14В основания с формированием покровного слоя протектора 14. То есть, протектор 14 образован из покровного каучукового слоя 14Т, формирующего его покровный слой, и каучукового слоя 14В основания, расположенного с примыканием к покровному каучуковому слою 14Т на внутренней в радиальном направлении стороне покровного каучукового слоя 14Т.
Как это продемонстрировано на фигуре 6, на поверхности 14а протектора 14 сформированы диагональные основные поперечные канавки 16, предусмотренные для прохождения по диагонали по отношению к окружному направлению и аксиальному направлению покрышки. Данные диагональные основные поперечные канавки 16 определяют множество участков (блоков) 17А, 17В и 18 контакта с грунтом. Участки 17А контакта с грунтом являются центральными участками контакта с грунтом, расположенными в центре покрышки. Участки 17В контакта с грунтом являются внешними участками контакта с грунтом, расположенными на наружных в аксиальном направлении сторонах от центральных участков 17А контакта с грунтом. И участки 18 контакта с грунтом являются участками контакта с грунтом на плечевых сторонах, расположенными на наружных в аксиальном направлении сторонах, от внешних участков 17В контакта с грунтом, соответственно.
На поверхности участков 17А, 17В и 18 контакта с грунтом сформировано множество прорезей 19.
Боковины 15 представляют собой каучуковые элементы, простирающиеся в боковых областях покрышки от краев протектора 14, покрывающего слой 12 каркаса.
Между протектором 14 и внешним слоем 13b брекера предусматривают слой 13с защиты брекера, который предотвращает протыкание внешнего слоя 13b брекера шипами 2, погружающимися вследствие оседания каучука ниже шипов 2 (внутрь в радиальном направлении покрышки). Слой 13с защиты брекера структурирован при использовании кордов из органического волокна и тому подобного.
Отверстия 3 под шипы сформированы, например, на участках 18 контакта с грунтом на плечевых сторонах и внешних участках 17В контакта с грунтом.
Как это продемонстрировано на ФИГУРЕ 5, шип 2, имеющий секцию 21 корпуса, стержневую секцию (иногда называемую «кончиком») 22, расположенную на одном краю вдоль центральной оси секции 21 корпуса, и фланцевую секцию 23, расположенную на другом краю вдоль центральной оси секции 21 корпуса, представляет собой цилиндрический элемент, удлиненный вдоль центральной оси секции 21 корпуса.
Шип 2 сформирован таким образом, чтобы центральная ось секции 21 корпуса, центральная ось стержневой секции 22 и центральная ось фланцевой секции 23 были бы выровнены с образованием непрерывной прямой линии. И непрерывная прямая линия составляет центральную ось 2С шипа 2 (ниже в настоящем документе просто называемую «центральной осью 2С»).
Секция 21 корпуса имеет верхнюю часть 21А, расположенную на стороне одного края вдоль центральной оси 2С, и нижнюю часть 21В, расположенную на стороне другого края вдоль центральной оси 2С, и среднюю часть 21С, соединяющую верхнюю часть 21А и нижнюю часть 21В.
Верхнюю часть 21А сформирована в виде цилиндрического тела, имеющего одинаковый профиль поперечного сечения, ортогонального центральной оси 2С, на протяжении всей длины вдоль центральной оси 2С.
Нижняя часть 21В сформирована в виде цилиндрического тела, имеющего одинаковый профиль поперечного сечения, ортогонального центральной оси 2С, на протяжении всей длины вдоль центральной оси 2С.
Соотношение между диаметром сечения верхней части 21А и диаметром сечения нижней части 21В является таким, что «диаметр сечения верхней части 21А > диаметр сечения нижней части 21В».
Средняя часть 21С сформирована в виде тела, имеющего профиль обратного конуса, у которого диаметр поперечного сечения, ортогонального центральной оси 2С постепенно уменьшается от стороны верхней части 21А к стороне нижней части 21В.
Поверхность 21t верхнего края секции 21 корпуса сформирована, например, в виде плоской поверхности, ортогональной центральной оси 2С, или искривленной (выпуклой) поверхности, поднимающейся в направлении одного края вдоль центральной оси 2С, или искривленной (вогнутой) поверхности, опускающейся в направлении другого края вдоль центральной оси 2С.
Стержневая секция 22 сформирована в виде цилиндрического тела, имеющего одинаковый профиль поперечного сечения, ортогонального центральной оси 2С, на протяжении всей длины.
Поверхность 22t верхнего края стержневой секции 22 сформирована, например, в виде плоской поверхности, ортогональной центральной оси 2С, или искривленной (выпуклой) поверхности, поднимающейся в направлении одного края вдоль центральной оси 2С, или искривленной (вогнутой) поверхности, опускающейся в направлении другого края вдоль центральной оси 2С.
Фланцевая секция 23 сформирована таким образом, чтобы иметь диаметр, являющийся наибольшим на внешней периферийной поверхности 24 и уменьшающийся от стороны одного края в направлении стороны другого края вдоль центральной оси 2С для соединения с поверхностью другого края. И позиция максимального периферийного диаметра 24М внешней периферийной поверхности 24 фланцевой секции 23 располагается на стороне стержневой секции 22 от позиции, которая соответствует позиции в 1/2 от толщины Т фланцевой секции вдоль центральной оси 2С.
Как это продемонстрировано на фигуре 4, шип 2 внедряют в отверстие 3 под шип, сформированное на стороне поверхности 14а протектора 14 покрышки 1, при использовании не продемонстрированной машины для вдвигания шипа при вдвигании сначала фланцевой секции 23 на стороне другого края шипа.
Высота шипа 2 сформирована большей, чем глубина отверстия 3 под шип. И, таким образом, шипованную покрышку 10 изготавливают при внедрении шипов 2 в сторону поверхности 14а протектора 14.
То есть, шипованная покрышка 10 скомпонована таким образом, чтобы фланцевая секция 23 и секция 21 корпуса шипа 2 были бы вставлены в отверстие 3 под шип, а стержневая секция 22 выдавалась бы с поверхности 14а протектора 14. Однако, как это необходимо отметить, существуют случаи, в которых сторона одного края секции 21 корпуса выдается с поверхности 14а протектора 14 (смотрите фигуру 7В).
Стержневая секция 22 шипа 2 шипованной покрышки 10 изготовлена из материала, более мягкого в сопоставлении с асфальтом и более твердого в сопоставлении со льдом, (например, карбида вольфрама) таким образом, чтобы она могла бы истачиваться при перемещении транспортного средства по асфальтовой дороге, и она могла бы вгрызаться в лед при перемещении транспортного средства по обледеневшей дороге. С другой стороны, секция 21 корпуса шипа 2 изготовлена из материала, более мягкого в сопоставлении с материалом стержневой секции 22, (например, алюминия).
Поэтому шипованная покрышка 10 подвержена демонстрации тенденции к прохождению сначала изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 в зависимости от каучука, формирующего протектор 14, и стороны одного края секции 21 корпуса при одновременном сохранении стержневой секции 22 неповрежденной при отсутствии значительного изнашивания. В таком случае шипы 2 могут легче выпадать из отверстий 3 под шипы, что, таким образом, делает шипованную покрышку 10 неспособной демонстрировать такие эксплуатационные характеристики, как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Поэтому в одном предпочтительном варианте осуществления надлежащие каучуки выбирают в отношении каучука для формирования покровного каучукового слоя 14Т и каучука для формирования каучукового слоя 14В основания, исходя из оценочной формулы при использовании характеристической величины упругости каучука для покровного каучукового слоя 14Т, соотнесенной с глубиной изнашивания покровного каучукового слоя 14Т, в целях контролируемого регулирования тенденции к прохождению сначала изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и стороны одного края секции 21 корпуса при одновременном сохранении стержневой секции 22 неповрежденной при отсутствии значительного изнашивания.
Как это предполагается в данном варианте осуществления, в случае передвижения транспортного средства, снабженного шипованными покрышками 10, по дорожной поверхности глубина изнашивания шипа, выдающегося с поверхности 14а протектора 14, пропорциональна ударной вязкости TF, которая представляет собой модуль упругости каучука каучукового слоя 14В основания, прижимающего шип к дорожной поверхности, (величину интеграла предела прочности при растяжении ТВ каучука в момент разрушения и относительного удлинения ЕВ каучука в момент разрушения) и обратно пропорциональна ударной вязкости TF каучука покровного каучукового слоя 14Т.
Вследствие этого, оценочные формулы записываются в виде:
1
Глубина изнашивания шипа (РО – РВ) = ks × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания) (1)
1
Глубина изнашивания покровного каучукового слоя (GO – GB) = kt × (1/ударная вязкость TF покровного каучукового слоя), (2)
где «глубина изнашивания шипа (РО – РВ)» = «высота шипа до изнашивания РО» – «высота шипа после изнашивания РВ»,
«глубина изнашивания покровного каучукового слоя (GО – GВ)» = «толщина слоя для покровного каучукового слоя до изнашивания GО» – «толщина слоя для покровного каучукового слоя после изнашивания GВ» и
1
1
ks, kt представляют собой константы.
Как это необходимо отметить, РО представляет собой высоту шипа 2 от поверхности другого края до поверхности одного края (кончика) шипа до изнашивания (начальное состояние) (смотрите фигуру 1А), РВ представляет собой высоту шипа 2 от поверхности другого края до поверхности одного края шипа после изнашивания (смотрите фигуру 1В), GO представляет собой толщину слоя протектора 14 от поверхности другого края каучукового слоя 14В основания (граничной поверхности со слоем брекера) до поверхности одного края (поверхности) покровного каучукового слоя до изнашивания (начальное состояние) (смотрите фигуру 1А), а GВ представляет собой толщину слоя протектора 14 от поверхности другого края каучукового слоя 14В основания до поверхности одного края покровного каучукового слоя после изнашивания (смотрите фигуру 1В).
После этого формулы (1) и (2) переписываются в виде:
1
Глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре), (3)
1
где k представляет собой константу. И каучук для формирования покровного каучукового слоя 14Т и каучук для формирования каучукового 14В слоя основания выбирают таким образом, чтобы вышеупомянутая формула (3) приводила бы к получению величины, близкой к 1.
Например, при выборе каучука для формирования покровного каучукового слоя 14Т и каучука для формирования каучукового слоя 14В основания протектора 14 шипованной покрышки 10 используют оценочную формулу (1):
1
0,5 ≤ глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5 (1)
И в качестве каучука для формирования покровного каучукового слоя 14Т и каучука для формирования каучукового слоя 14В основания протектора 14 шипованной покрышки 10 используют каучуки, удовлетворяющие оценочной формуле (1).
Для шипованной покрышки 10, имеющей протектор 14, сформированный из каучуков, удовлетворяющих оценочной формуле (1), может иметь место только небольшое различие между глубиной изнашивания шипа (РО – РВ) и глубиной изнашивания каучука покровного каучукового слоя 14Т протектора 14 (GO – GB). Это будет способствовать контролируемому регулированию тенденции к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и сохранению стержневой секции 22 незначительно изношенной, что, таким образом, сохраняет необходимые эксплуатационные характеристики в течение продолжительного периода времени.
То есть, шипованная покрышка 10, изготовленная при использовании каучука, формирующего покровный каучуковый слой 14Т, и каучука, формирующего каучуковый слой 14В основания, удовлетворяющих оценочной формуле (1), характеризуется небольшим различием между глубиной изнашивания шипа (РО – РВ) и глубиной изнашивания каучука покровного каучукового слоя 14Т протектора 14 (GO – GB). Говоря другими словами, возможным является достижение почти что одной и той же степени, с которой протекает изнашивание каучука на стороне поверхности 14а протектора 14, и протекает изнашивание стороны одного края шипа.
В соответствии с этим, шипованная покрышка 10 в противоположность обычной покрышке контролируемо регулирует тенденцию к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности протектора при сохранении стержневой секции незначительно изношенной. И, таким образом, шипы не могут легко выпадать из отверстий под шипы, и, вследствие этого, шипованная покрышка 10 сохраняет эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
1
1
Фигура 2 демонстрирует соотношение между ударной вязкостью и глубиной изнашивания. Получали множество шипованных покрышек, характеризующихся варьирующимися комбинациями из ударной вязкости TF каучука для каучукового слоя основания и ударной вязкости TF каучука для покровного каучукового слоя. Фактические величины «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» шипованных покрышек и рассчитанные величины минимального значения k и максимального значения k шипованных покрышек соответствовали тому, что продемонстрировано на фигуре 2.
1
1
1
1
То есть, для каждой из шипованных покрышек из примеров и сравнительных примеров, продемонстрированных на фигуре 2, рассчитывали минимальное значение k, которое удовлетворяет выражению «0,5 = k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)». Также для каждой из шипованных покрышек из примеров и сравнительных примеров, продемонстрированных на фигуре 2, рассчитывали максимальное значение k, которое удовлетворяет выражению «1,5 = k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре (23°С) × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре (23°)».
1
1
1
1
–5
–5
После этого для шипованных покрышек из примеров от 1 до 5, которые являются предпочтительными шипованными покрышками, характеризующимися фактическими величинами «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» в диапазоне от 0,5 до 1,5, выводили минимальное значение k и максимальное значение k. То есть, минимальное значение k согласно определению составляло 4,3 × 10, а максимальное значение k – составляло 34,1 × 10.
1
1
1
1
1
–5
–5
–5
–5
То есть, для шипованных покрышек из примеров от 1 до 5, чьи экспериментально определенные величины «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» находились в диапазоне от 0,5 и более до 1,5 и менее, производят минимальное значение k (= 4,3 × 10), которое удовлетворяет выражению «0,5 = k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)», и максимальное значение k (= 34,1 × 10), которое удовлетворяет выражению «1,5 = k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)». После этого при использовании выражения «k = от (4,3 × 10) до (34,1 × 10)» исходя из оценочной формулы (1) выбирают каучук для каучукового слоя основания и каучук для покровного каучукового слоя. Это делает возможным достижение почти что одной и той же степени, в которой проходит изнашивание каучука на стороне поверхности 14а протектора 14, и проходит изнашивание стороны одного края шипа. И может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
1
1
Говоря другими словами, выражение «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» заменяется оценочной формулой «k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)». И выбирают каучук для каучукового слоя основания и каучук для покровного каучукового слоя, которые удовлетворяют выражению «0,5 ≤ k × (ударная вязкость TF каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × ударная вязкость TF каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5». В результате для прохождения изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и прохождения изнашивания стороны одного края шипа может быть достигнута почти что одна и та же степень. И может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
1
–5
–5
2
В частности, выбор каучука для каучукового слоя основания и каучука для покровного каучукового слоя производят при использовании k из оценочной формулы (= от (4,3 × 10) до (34,1 × 10) (1/(Н⋅м))). В результате для прохождения изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и прохождения изнашивания стороны одного края шипа может быть достигнута почти что одна и та же степень. И может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
Как это также предполагается в настоящем документе, в случае передвижения транспортного средства, оснащенного шипованными покрышками 10, по дорожной поверхности глубина изнашивания шипа, выдающегося с поверхности 14а протектора 14, пропорциональна динамическому модулю упругости при растяжении (модулю Юнга) E’, который является модулем упругости каучука каучукового слоя 14В основания, прижимающего шип к дорожной поверхности, и обратно пропорциональна динамическому модулю упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя 14Т.
Вследствие этого, оценочные формулы также могут быть записаны в виде:
2
Глубина изнашивания шипа (РО – РВ) = ks × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания) (1)’
2
Глубина изнашивания покровного каучукового слоя (GO – GB) = kt × (1/динамический модуль упругости при растяжении E’ покровного каучукового слоя), (2)’
2
2
где ks, kt представляют собой константы.
После этого формулы (1)’ и (2)’ переписываются в виде:
2
Глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре), (3)’
1
где k представляет собой константу. И каучук для формирования покровного каучукового слоя 14Т и каучук для формирования каучукового слоя 14В основания выбирают таким образом, чтобы вышеупомянутая формула (3)’ приводила бы к получению величины, близкой к 1.
Например, при выборе каучука для формирования покровного каучукового слоя 14Т и каучука для формирования каучукового слоя 14В основания протектора 14 шипованной покрышки 10 используют оценочную формулу (1)’:
2
0,5 ≤ глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5 (1)’
И в качестве каучука для покровного каучукового слоя 14Т и каучука для каучукового слоя 14В основания протектора 14 шипованной покрышки 10 используют каучуки, удовлетворяющие оценочной формуле (1)’.
Для шипованной покрышки 10, имеющей протектор 14, сформированный из каучуков, удовлетворяющих оценочной формуле (1)’, может иметь место только небольшое различие между глубиной изнашивания шипа (РО – РВ) и глубиной изнашивания каучука покровного каучукового слоя 14Т протектора 14 (GO – GB). Это будет способствовать контролируемому регулированию тенденции к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и сохранению стержневой секции 22 незначительно изношенной, что, таким образом, сохраняет необходимые эксплуатационные характеристики в течение продолжительного периода времени.
То есть, шипованная покрышка 10, изготовленная при использовании каучука, формирующего покровный каучуковый слой 14Т, и каучука, формирующего каучуковый слой 14В основания, удовлетворяющих оценочной формуле (1)’, характеризуется небольшим различием между глубиной изнашивания шипа (РО – РВ) и глубиной изнашивания каучука покровного каучукового слоя 14Т протектора 14 (GO – GB). Говоря другими словами, возможным является достижение почти что одной и той же степени, с которой протекает изнашивание каучука на стороне поверхности 14а протектора 14, и протекает изнашивание стороны одного края шипа.
В соответствии с этим, шипованная покрышка 10 в противоположность обычной покрышке контролируемо регулирует тенденцию к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности протектора при сохранении стержневой секции незначительно изношенной. И, таким образом, шипы не могут легко выпадать из отверстий под шипы, и, вследствие этого, шипованная покрышка 10, изготовленная таким образом, может сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
2
2
Фигура 3 демонстрирует соотношение между динамическим модулем упругости при растяжении E’ и глубиной изнашивания. Получали множество шипованных покрышек, характеризующихся варьирующимися комбинациями из динамического модуля упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания и динамического модуля упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя. Фактические величины «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» шипованных покрышек и рассчитанные величины минимального значения k и максимального значения k шипованных покрышек соответствовали тому, что продемонстрировано на фигуре 3.
2
2
2
1
То есть, минимальное значение k, которое удовлетворяет выражению «0,5 = k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре (23°С) × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре (23°С)» рассчитывали для каждой из шипованных покрышек из примеров и сравнительных примеров, продемонстрированных на фигуре 3. Также максимальное значение k, которое удовлетворяет выражению «1,5 = k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)» рассчитывали для каждой из шипованных покрышек из примеров и сравнительных примеров, продемонстрированных на фигуре 3.
2
2
2
2
–3
–3
После этого для шипованных покрышек из примеров от 1 до 5, которые являются предпочтительными шипованными покрышками, характеризующимися фактическими величинами «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» в диапазоне от 0,5 до 1,5, выводили минимальное значение k и максимальное значение k. То есть, минимальное значение k согласно определению составляло 7,0 × 10, а максимальное значение k – составляло 56,2 × 10.
2
2
2
2
2
–3
–3
–3
–3
То есть, для шипованных покрышек из примеров от 1 до 5, чьи экспериментально определенные величины «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» находились в диапазоне от 0,5 и более до 1,5 и менее, выводят минимальное значение k (= 7,0 × 10), которое удовлетворяет выражению «0,5 = k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)», и максимальное значение k (= 56,2 × 10), которое удовлетворяет выражению «1,5 = k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)». После этого при использовании выражения «k = от (7,0 × 10) до (56,2 × 10)» исходя из оценочной формулы (1)’ выбирают каучук для каучукового слоя основания и каучук для покровного каучукового слоя. Это делает возможным достижение почти что одной и той же степени прохождения изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и прохождения изнашивания стороны одного края шипа. И может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
2
2
Говоря другими словами, выражение «глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» заменяется оценочной формулой «k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)». И выбирают каучук для каучукового слоя основания и каучук для покровного каучукового слоя, которые удовлетворяют выражению «0,5 ≤ k × (динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × динамический модуль упругости при растяжении E’ каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5». В результате может быть достигнута почти что одна и та же степень прохождения изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и прохождения изнашивания стороны одного края шипа. И может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
2
–3
–3
2
В частности, выбор каучука для каучукового слоя основания и каучука для покровного каучукового слоя производят при использовании k из оценочной формулы (= от (7,0 × 10) до (56,2 × 10) (1/(МПа))). В результате возможным является достижение почти что одной и той же степени прохождения изнашивания каучука на стороне поверхности 14а протектора 14 и прохождения изнашивания стороны одного края шипа. И может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
Как это необходимо отметить, были проведены исследования в отношении 50%-ного модуля, 300%-ного модуля, предела прочности при растяжении ТВ в момент разрушения, относительного удлинения ЕВ в момент разрушения, ударной вязкости TF в момент разрушения, динамического модуля упругости при растяжении E’, модуля упругости при сдвиге G’, модуля упругости при сжатии K’ и множества других модулей упругости при температурах в диапазоне от – 50°С вплоть до максимальной температуры 200°С при отверждении. И как это было установлено, прохождение изнашивания протекторного каучука и шипа наиболее надежно можно контролируемо регулировать в случае задания модуля упругости ударной вязкости TF или динамического модуля упругости при растяжении E’ при комнатной температуре 23°С в оптимальном диапазоне.
Также может оказаться желательным контролируемое регулирование при использовании ударной вязкости TF, но ударная вязкость TF представляет собой величину интеграла предела прочности при растяжении ТВ в момент разрушения и относительного удлинения ЕВ в момент разрушения. Таким образом, более твердый материал может воспрепятствовать относительному удлинению, в то время как более мягкий материал может ускорить относительное удлинение, и ударная вязкость TF не изменится в значительной мере. Это делает контролируемое регулирование при использовании ударной вязкости TF более затруднительным. Поэтому для легкости контролируемого регулирования более выгодным является динамический модуль упругости при растяжении E’.
То есть, в соответствии с представленным выше описанием изобретения при выборе каучука, формирующего покровный каучуковый слой 14Т, и каучука, формирующего каучуковый слой 14В основания, протектора 14 рассчитывают выражение «k × (модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)». И комбинации из каучуков, для которых расчетная формула приводит к получению величин, близких к 1, оцениваются в качестве желательных комбинаций. Поэтому компоновка является такой, что комбинация из каучукового слоя основания и покровного каучукового слоя будет расцениваться в качестве желательной в случае нахождения рассчитанной величины, помноженной на коэффициент k в определенном диапазоне значений, в пределах от 0,5 до 1,5 вне зависимости от любых значений, принимаемых выражением «модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре».
Например, при разработке шипованной покрышки в первый раз для конструирования покрышки при отсутствии знаний о фактической глубине изнашивания шипа и фактической глубине изнашивания каучука покровного каучукового слоя единственные необходимые данные представляют собой модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре и модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре. Необходимо только выбрать комбинацию из каучука для каучукового слоя основания и каучука для покровного каучукового слоя таким образом, чтобы величина Х, полученная в результате вычисления выражения «k × (модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре)», удовлетворяло бы соотношению 0,5 ≤ Х ≤ 1,5. Это будет делать различие между глубиной изнашивания шипа (РО – РВ) и глубиной изнашивания каучука покровного каучукового слоя 14Т протектора 14 (GO – GB) небольшим. И возможной является легкая разработка шипованной покрышки, способной сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
Также покрышку 1 сначала отверждают при вставлении выступов для формования отверстий под шипы, которые выдаются из не продемонстрированной пресс-формы для покрышки, со стороны поверхности протектора предварительно отверждающейся покрышки во внутреннее пространство протектора. Затем после отверждения покрышки выступы для формования отверстий под шипы удаляют (извлекают пресс-форму) из протектора для формирования отверстий 3 под шипы. При извлечении выступов пресс-формы для формования отверстий под шипы с удалением из протектора в протекторном каучуке могут побежать трещины от внутренней периферийной поверхности отверстия под шип, что обуславливается сопротивлением выемке, которое действует при вытягивании из протектора выступов для формования отверстий под шипы. Это требует от заявителей предложения профиля выступов для формования отверстий под шипы, который делает извлечение из пресс-формы более легким.
Однако, изготовление профиля выступов для формования отверстий под шипы, более легкого для извлечения из пресс-формы, также может сделать более легкой и потерю шипов 2, вмонтированных в отверстия 3 под шипы.
То есть, во время использования желательными будут шипованные покрышки 10 в случае демонстрации ими хороших эксплуатационных характеристик препятствования потере шипов, которые делают возникновение потери шипов 2 более затруднительным. Однако при отверждении покрышек желательной является демонстрация ими хороших эксплуатационных характеристик при извлечении пресс-формы, которые делают более легким извлечение выступов пресс-формы для формования отверстий под шипы с удалением из протектора 14 при отсутствии стимулирования возникновения трещин в протекторном каучуке во время извлечения из пресс-формы.
Однако эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов и эксплуатационные характеристики при извлечении пресс-формы являются взаимоисключающими эксплуатационными характеристиками, и удовлетворение обеих эксплуатационных характеристик в одно и то же время было затруднительным.
Поэтому в первом варианте осуществления настоящего изобретения профиль отверстия 3 под шип сформирован таким образом, чтобы обеспечить достижение как хороших эксплуатационных характеристик препятствования потере шипов, так и хороших эксплуатационных характеристик при извлечении из пресс-формы в одно и то же время.
Как это продемонстрировано на фигуре 4В, отверстие 3 под шип сформировано в виде отверстия, проходящего от стороны поверхности 14а протектора 14 покрышки 1 в направлении центра (центральной оси вращения покрышки 1) в круге покрышки 1.
Отверстие 3 под шип имеет часть 31 на стороне раскрытия, раскрывающуюся на поверхности 14а протектора 14, предусмотренную на стороне одного края вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип, и часть 32 на стороне дна, предусмотренную на стороне другого края вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип.
Как это необходимо отметить, центральная ось 3С отверстия 3 под шип относится к центральной оси отверстия, проходящей в радиальном направлении покрышки в отверстии для вставления шипа 2 или по диагонали по отношению к радиальному направлению покрышки, то есть, центральной оси, проходящей через медианную точку в профиле поперечного сечения отверстия ортогонально направлению диаметра покрышки, (виртуальную медианную точку в профиле поперечного сечения отверстия, которая фактически представляет собой свободное пространство).
Часть 31 на стороне раскрытия сформирована в виде отверстия с профилем воронки. То есть, часть 31 на стороне раскрытия имеет зону раскрытия 34, сформированную с профилем обратного конуса, у которого диаметр постепенно уменьшается от стороны поверхности 14а протектора 14 в направлении поверхности 35 дна отверстия в отверстии 3 под шип, и среднюю зону 33, цилиндрическую по форме и соединяющую зону раскрытия 34 с частью 32 на стороне дна.
Профиль поперечного сечения внутренней периферийной поверхности 36 отверстия 3 под шип, пересекающейся с плоскостью, ортогональной центральной оси 3С отверстия 3 под шип, представляет собой круг.
Также граница между внутренней периферийной поверхностью (поверхностью внутренней стенки) 36 отверстия 3 под шип и поверхностью 35 дна отверстия в отверстии 3 под шип сформирована в виде искривленной поверхности.
Поверхность 35 дна отверстия в отверстии 3 под шип представляет собой поверхность, формирующую плоскую поверхность дна отверстия 3 под шип. Она сформирована в виде плоской поверхности, ортогональной центральной оси 3С в наиболее глубокой позиции отверстия 3 под шип.
Размерное соотношение между диаметром раскрытия для раскрытия 3t зоны 34 раскрытия, раскрывающейся на поверхности 14а протектора 14, диаметром поперечного сечения средней зоны 33 и диаметром поперечного сечения части 32 на стороне дна является таким, что «диаметр раскрытия для раскрытия 3t зоны 34 раскрытия > диаметр поперечного сечения части 32 на стороне дна > диаметр поперечного сечения средней зоны 33».
Отверстия 3 под шип формуют в результате отверждения покрышки при вставлении не продемонстрированных выступов для формования отверстий под шипы, соответствующих по профилю отверстиям 3 под шипы, в протектор покрышки до отверждения и удаления (извлечения из пресс-формы) выступов для формования отверстий под шипы из протектора после отверждения покрышки.
Поверхность внутренней периферийной поверхности 36 части 32 на стороне дна, проходящей вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип, сформирована в виде искривленной поверхности, разбухающей изнутри наружу от центральной оси 3С.
И позиция 36М максимального диаметра С в поперечном сечении внутренней периферийной поверхности 36 части 32 на стороне дна, пересекающейся с плоскостью, ортогональной центральной оси 3С отверстия 3 под шип, располагается на стороне поверхности 35 дна отверстия от промежуточной позиции 39 между граничной позицией 37 части 3 на стороне раскрытия и части 32 на стороне дна и поверхностью 35 дна отверстия.
Также внутренняя периферийная поверхность 36 части 32 на стороне дна сформирована таким образом, чтобы радиус R1 кривизны искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия, которая расположена между позицией 36М максимального диаметра С и граничной позицией 37 и искривлена вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип, был бы большим в сопоставлении с радиусом R2 кривизны искривленной поверхности 42 на стороне дна, которая расположена между позицией 36М максимального диаметра С и поверхностью 35 дна отверстия части 32 на стороне дна и искривлена вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип.
Говоря другими словами, она скомпонована таким образом, чтобы радиус кривизны искривленной поверхности 42 на стороне дна был бы большим в сопоставлении с радиусом кривизны искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия (при этом кривая искривленной поверхности 42 на стороне дна является более заостренной в сопоставлении с кривой искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия).
Как это необходимо отметить, радиусы кривизны внутренних периферийных поверхностей и искривленных поверхностей, упомянутых в настоящем документе, соотносятся с радиусами кривизны линейных сегментов, проходящих вдоль боковых поверхностей в направлении глубины отверстия 3 под шип при рассматривании поперечного сечения отверстия 3 под шип, включающего центральную ось 3С отверстия 3 под шип, сбоку.
Данным образом позиция 36М максимального диаметра С внутренней периферийной поверхности 36 части 32 на стороне дна располагается на стороне поверхности 35 дна отверстия от промежуточной позиции 39 между граничной позицией 37 части 31 на стороне раскрытия и части 32 на стороне дна и поверхностью 35 дна отверстия. Поэтому внутренняя периферийная поверхность 36, более близкая к части 31 на стороне раскрытия, части 32 на стороне дна отверстия 3 под шип может быть сформирована таким образом, чтобы радиус R1 кривизны искривленной поверхности (искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия), проходящей вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип и расположенной между позицией 36М максимального диаметра С и граничной позицией 37 таким образом, чтобы соединять граничную позицию 37 с позицией 36М максимального диаметра С, был бы большим в сопоставлении с радиусом R2 кривизны искривленной поверхности (искривленной поверхности 42 на стороне дна), проходящей вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип и расположенной между позицией 36М максимального диаметра С и поверхностью 35 дна отверстия таким образом, чтобы соединять поверхность 35 дна отверстия 3 под шип с позицией 36М максимального диаметра С. В результате возможным является уменьшение сопротивления выемке выступов 51 для формования отверстий под шипы при их вытягивании с искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия, имеющей больший радиус кривизны, проходящей вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип и расположенной между позицией 36М максимального диаметра С и граничной позицией 37. Это делает более легким удаление (извлечение пресс-формы) выступов 51 для формования отверстий под шипы и, таким образом, предотвращает возникновение трещин в протекторе 14. С другой стороны, искривленная поверхность 42 на стороне дна, характеризующаяся меньшим радиусом кривизны на стороне дна, проходящая вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип и расположенная между позицией 36М максимального диаметра С и поверхностью 35 дна отверстия, увеличивает силу удерживания для удерживания фланцевой секции 23 шипа 2, вмонтированного в отверстие 3 под шип. Это делает более затруднительным выпадение шипов 2 из отверстий 3 под шипы в шипованных покрышках 10 во время использования. То есть, может быть предложена покрышка, демонстрирующая как хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении пресс-формы при отверждении, так и хорошие эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов во время использования. Говоря другими словами, покрышка 1 может быть снабжена отверстиями 3 под шипы, демонстрирующими хорошие эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, которые формуют при использовании выступов для формования отверстий под шипы, демонстрирующих хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы.
Как это необходимо отметить, отверстия 3 под шипы, демонстрирующие как хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, так и хорошие эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, могут быть сформированы при позиционном диапазоне для позиции 36М максимального диаметра С = d2 = d1/d в виде 0,5 < d1/d < 0,9 или более предпочтительно 0,5 < d1/d < 0,7, где d представляет собой расстояние между поверхностью 35 дна отверстия и граничной позицией 37 или высоту части 32 на стороне дна, d1 представляет собой расстояние между граничной позицией 37 и позицией 36М максимального диаметра С, а d2 представляет собой расстояние между поверхностью 35 дна отверстия и позицией 36М максимального диаметра С. В результате могут быть сформированы отверстия 3 под шипы, демонстрирующие как хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, так и хорошие эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Также диапазон значений, выбираемый для соотношения С/В между максимальным диаметром С части 32 на стороне дна и диаметром В средней зоны 33, имеет вид 1,0 ≤ С/В ≤ 1,6. В соответствии с этим, могут быть сформированы отверстия 3 под шипы, демонстрирующие как хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении пресс-формы, так и хорошие эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов. Чрезмерно маленькая величина С/В будет ухудшать эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в то время как чрезмерно большая величина С/В будет ухудшать хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы. Поэтому в предпочтительном варианте осуществления используют выражение 1,0 ≤ С/В ≤ 1,6, поскольку, как это было установлено, величина С/В, составляющая менее, чем 1,0, приводит к уменьшению эксплуатационных характеристик препятствования потере шипов, а величина С/В, составляющая более, чем 1,6, приводит к уменьшению эксплуатационных характеристик при извлечении из пресс-формы.
Диапазон значений, выбираемый для соотношения R1/R2 между радиусом R1 кривизны искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия и радиусом R2 кривизны искривленной поверхности 42 на стороне дна, имеет вид 1,5 ≤ R1/R2 ≤ 100, а более предпочтительно 2 ≤ R1/R2 ≤ 10.
Радиус R2 кривизны искривленной поверхности 42 на стороне дна в случае его малости будет оказывать незначительное воздействие на эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы. Но чрезмерно маленький радиус R2 кривизны может превратить искривленную поверхность 42 на стороне дна в остроугольный уголок, и от участка уголка могут побежать трещины. С другой стороны, чрезмерно большой радиус R2 кривизны может в результате приводить к получению недостаточной силы удерживания для удерживания фланцевой секции 23 шипа 2, что, таким образом, ухудшает эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Поэтому радиус R1 кривизны искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия задают таким образом, чтобы улучшить эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы. И в то же самое время в соотношении при использовании радиуса R1 кривизны диапазон значений, выбираемый для соотношения R1/R2, имеет вид 1,5 ≤ R1/R2 ≤ 100, а более предпочтительно 2 ≤ R1/R2 ≤ 10. Это делает возможным формирование отверстий 3 под шипы, демонстрирующих как хорошие эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, так и хорошие эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
То есть, в случае величины R1/R2, составляющей менее, чем 1,5, эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов будут ухудшаться. А в случае величины R1/R2, составляющей более, чем 100, искривленная поверхность 42 на стороне дна будет превращаться в остроугольный уголок, и от участка уголка трещины могут возникать с большей вероятностью. Таким образом, диапазон значений выбирают таким образом, чтобы 1,5 ≤ R1/R2 ≤ 100. И для получения отверстий 3 под шипы, способных улучшать эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов и предотвращать возникновение трещин диапазон значений, выбираемых для величины R1/R2, имеет вид 2 ≤ R1/R2 ≤ 10.
Также поверхность 35 дна отверстия сформирована в виде плоской поверхности, ортогональной центральной оси 3С. Это улучшает точность формования отверстий 3 под шипы в результате увеличения стабильности расположения выступов для формования отверстий под шипы по отношению к протектору до отверждения.
Помимо этого, соотношение между модулем Mn1 упругости каучука (каучука основания), формирующего каучуковый слой 14В основания, при комнатной температуре и его модулем Mn2 упругости при отверждении (= Mn2/Mn1) делают меньшим в сопоставлении с соотношением между модулем Mn3 упругости каучука (покровного каучука), формирующего покровный каучуковый слой 14Т, при комнатной температуре и его модулем Mn4 упругости при отверждении (= Mn4/Mn3). То есть, оценочная величина (= (Mn2/Mn1)/(Mn4/Mn3)), составляющая менее, чем 1, делает модуль Mn2 упругости каучука основания при отверждении меньшим в сопоставлении с модулем Mn1 упругости каучука основания при комнатной температуре, что улучшает эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы.
Говоря другими словами, каучук, формирующий каучуковый слой 14В основания, является каучуком, более твердым при комнатной температуре и более мягким при отверждении в сопоставлении с каучуком, формирующим покровный каучуковый слой 14Т.
Как это необходимо отметить, «комнатная температура» находится в диапазоне от 10 до 40°С, и в настоящем документе используется 23°С. Данная температура, которая является температурой для обычного использования покрышек на обледеневших и заснеженных дорогах, оказывает значительное воздействие на эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Также «температура при отверждении» находится в диапазоне от 100 до 200°С, и в настоящем документе используется 100°С. Данная температура, которая является температурой непосредственно после отверждения невулканизованного каучука, оказывает значительное воздействие на эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы.
Для проведения испытания на эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов у множества шипованных покрышек получали множество подвергаемых испытанию покрышек, характеризующихся различными величинами «оценочная величина = модуль упругости каучука основания при отверждении (100°С)/модуль упругости каучука основания при комнатной температуре (23°С)/модуль упругости покровного каучука при отверждении (100°С)/модуль упругости покровного каучука при комнатной температуре (23°С) = (Mn2/Mn1)/(Mn4/Mn3)». И их подвергали испытаниям на эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы при формовании 3 отверстий для шипов в данных покрышках и испытаниям на эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов при вмонтировании шипов 2 в отверстия 3 под шипы в данных покрышках.
Фигура 5А демонстрирует результаты испытаний при использовании 50%-ного модуля (М50) в качестве модулей упругости от Mn1 до Mn4. Фигура 5В демонстрирует результаты испытаний при использовании 300%-ного модуля (М300) в качестве модулей упругости от Mn1 до Mn4. Фигура 6А демонстрирует результаты испытаний при использовании ударной вязкости TF в качестве модулей упругости от Mn1 до Mn4. Фигура 6B демонстрирует результаты испытаний при использовании динамического модуля упругости при растяжении (модуля Юнга) E’ в качестве модулей упругости от Mn1 до Mn4. Фигура 7А демонстрирует результаты испытаний при использовании предела прочности при растяжении ТВ в момент разрушения в качестве модулей упругости от Mn1 до Mn4. Фигура 7В демонстрирует результаты испытаний при использовании относительного удлинения ЕВ в момент разрушения в качестве модулей упругости от Mn1 до Mn4.
Как это необходимо отметить, эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, соответствующие демонстрации на фигурах от 5 до 7, представляют собой индексы, рассчитанные для покрышек из сравнительного примера 1 и примеров от 1 до 3, будучи рассчитанными по отношению к 100, что представляет собой оценочные результаты эксплуатационных характеристик при извлечении из пресс-формы и эксплуатационных характеристик препятствования потере шипов для покрышки из сравнительного примера 2. Чем большими будут индексы, тем лучшими будут эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Как это установлено исходя из результатов испытаний, покрышка из сравнительного примера 1, чья оценочная величина = (Mn2/Mn1)/(Mn4/Mn3) составляет более, чем 1, продемонстрировала эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, более низкие в сопоставлении с соответствующими характеристиками покрышки из сравнительного примера 2. С другой стороны, покрышки из примеров от 1 до 3, чья оценочная величина = (Mn2/Mn1)/(Mn4/Mn3) составляет менее, чем 1, продемонстрировали эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, лучшие в сопоставлении с соответствующими характеристиками покрышки из сравнительного примера 2.
Как это необходимо отметить, эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы могут быть наиболее точно определены в результате оценки оценочной величины = (Mn2/Mn1)/(Mn4/Mn3) при использовании 50%-ного модуля (М50) в качестве модуля упругости.
Также при использовании спектрометра от компании Ueshima Seisakusho в условиях динамической деформации 1% и частоты 52 Гц измеряли динамический модуль упругости при растяжении E’. Чем большей будет величина динамического модуля упругости при растяжении E’, тем большей будет упругость.
Кроме того, для результатов по 50%-ному модулю (М50) на основании документа JIS K6251-2010 измеряли 50%-ное растягивающее напряжение (50%-ный модуль) в качестве модуля упругости при комнатной температуре 23°С из документа JIS K6250-6.1 (стандартная температура в лаборатории для испытаний), а модуль упругости при отверждении измеряли при 100°С согласно выбору исходя из документа JIS K6250-11.2.2 (другие температуры испытаний).
Также на стороне поверхности 14а протектора 14 от граничной позиции 37 между частью 31 на стороне раскрытия и частью 32 на стороне дна отверстия 3 под шип была задана граничная поверхность 14Х между покровным каучуковым слоем 14Т и каучуковым слоем 14В основания.
Говоря более конкретно, позиция граничной поверхности 14Х была задана между позицией Х1, которая соответствует расстоянию d в сторону от поверхности 35 дна отверстия в направлении поверхности 14а протектора 14, и позицией Х2, которая соответствует удвоенному расстоянию d в сторону от поверхности 35 дна отверстия в направлении поверхности 14а протектора 14, где расстояние d является расстоянием между поверхностью 35 дна отверстия и граничной позицией 37.
Говоря другими словами, граничную поверхность 14Х между покровным каучуковым слоем 14Т и каучуковым слоем 14В основания задают на стороне поверхности 14а протектора 14 от позиции Х1, которая соответствует высоте (= расстоянию d) части 32 на стороне дна от поверхности 35 дна отверстия 3 под шип, и на стороне позиции Х1 от Х2, которая располагается на удвоенной высоте d части 32 на стороне дна от поверхности дна 35 отверстия в направлении поверхности 14а протектора 14.
То есть, компоновка является такой, что расстояние d3 между граничной поверхностью 14Х и граничной позицией 37 вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип является более коротким в сопоставлении с высотой (= расстоянием d) части 32 на стороне дна отверстия 3 под шип вдоль центральной оси 3С.
То есть, каучук, выбираемый для формирования каучукового слоя 14В основания, является каучуком, более твердым при комнатной температуре и более мягким при отверждении в сопоставлении с каучуком, формирующим покрывающим каучуковый слой 14Т. Это делает возможным сохранение эксплуатационных характеристик препятствования потере шипов шипованной покрышки 10, использующейся при комнатной температуре, и улучшает эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы при извлечении из пресс-формы после отверждения покрышки.
Также часть шипованной покрышки 10, имеющей шипы 2, вмонтированные в отверстия 3 под шипы, которая подвергается воздействию наибольшего напряжения во время использования, представляет собой граничную позицию 37 между частью 31 на стороне раскрытия и частью 32 на стороне дна отверстия 3 под шип. В настоящем варианте осуществления граничная поверхность 14Х между покрывным каучуковым слоем 14Т и каучуковым слоем 14В основания была задана на стороне поверхности 14а протектора 14 от граничной позиции 37 между частью 31 на стороне отверстия и частью 32 на стороне дна отверстия 3 под шип. Это означает то, что граничная поверхность 14Х не располагается на граничной позиции 37, где действует наибольшее напряжение во время использования шипованной покрышки 10, и, таким образом, граничная поверхность 14Х не подвергается воздействию большого напряжения. В результате в каучуке не развивается разлом на граничной поверхности 14Х, и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов улучшаются.
Также часть, которая подвергается воздействию наибольшего напряжения при извлечении из пресс-формы, представляет собой позицию на стороне раскрытия 3t отверстия 3 под шип от позиции Х2, которая соответствует высоте d части 32 на стороне дна в сторону от граничной позиции 37 между частью 31 на стороне раскрытия и частью 32 на стороне дна отверстия 3 под шип. Поэтому граничная поверхность 14Х не располагается в данной части, и, таким образом, граничная поверхность 14Х не подвергается воздействию большого напряжения при извлечении из пресс-формы. В результате в каучуке не развивается разлом на граничной поверхности 14Х, и эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы улучшаются.
В действительности, часть, которая подвергается воздействию наибольшего напряжения при извлечении из пресс-формы, располагается поблизости от позиции Х2. Поэтому в данном варианте осуществления граничную поверхность 14Х задают на стороне позиции Х1 от промежуточной позиции между позициями Х1 и Х2. В результате для каучука более затруднительным является развитие разлома на граничной поверхности 14Х, и эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы улучшаются.
Как это с ясностью следует из описания изобретения, представленного на данный момент, предпочтительный вариант осуществления покрышки 1, соответствующей настоящему изобретению, скомпонован следующим образом. Каждое из отверстий 3 под шипы для вставления шипа, предусмотренное на стороне поверхности 14а протектора 14, имеет часть 31 на стороне раскрытия, раскрывающуюся на поверхности 14а протектора 14, и часть 32 на стороне дна. Диапазон значений, выбираемый для соотношения С/В между максимальным диаметром С части на стороне 32 дна и диаметром В средней зоны 33, имеет вид 1,3 ≤ С/В ≤ 1,6. Позиция 36М максимального диаметра С части 32 на стороне дна располагается на стороне поверхности 35 дна отверстия от промежуточной позиции 39 между граничной позицией 37 части 31 на стороне раскрытия и части 32 на стороне дна и поверхностью 35 дна отверстия. И граница между внутренней в периферийном направлении поверхностью (поверхностью внутренней стенки) и поверхностью 35 дна отверстия сформирована в виде искривленной поверхности. Радиус R1 кривизны искривленной поверхности 41 на стороне раскрытия, проходящей вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип и соединяющей граничную позицию 37 и позицию 36М максимального диаметра С, является большим в сопоставлении с радиусом R2 кривизны искривленной поверхности 42 на стороне дна, проходящей вдоль центральной оси 3С отверстия 3 под шип и соединяющей поверхность 35 дна отверстия и позицию 36М максимального диаметра С. Также граничная поверхность 14Х между покровным каучуковым слоем 14Т и каучуковым слоем 14В основания, которые составляют протектор 14, задана на стороне поверхности 14а протектора 14 от граничной позиции 37 между частью 31 на стороне раскрытия и частью 32 на стороне дна отверстия 3 под шип. И каучук, выбранный для формирования каучукового слоя 14В основания, является каучуком, более твердым при комнатной температуре и более мягким при отверждении в сопоставлении с каучуком, формирующим покровный каучуковый слой 14Т.
Как это необходимо отметить, в описании первого варианта осуществления был представлен пример отверстия 3 под шип, имеющего профиль поперечного сечения внутренней периферийной поверхности 36, пересекающейся с плоскостью, ортогональной центральной оси 3С, представляющий собой круг. Однако отверстие под шип может иметь профиль поперечного сечения, отличный от круга. Например, профиль поперечного сечения, который не подлежит какому-либо конкретному ограничению, может быть эллиптическим, треугольным, квадратным или может соответствовать другим профилям.
Также и профиль поперечного сечения отверстия 3 под шип вдоль центральной оси 3С (поперечного сечения, представляющего собой результат рассечения плоскостью, включающей центральную ось 3С отверстия 3 под шип) может соответствовать различным профилям слева и справа по отношению к центральной оси 3С в центре.
Также и используемый шип может характеризоваться профилем поперечного сечения, ортогонального центральной оси, сформированным в виде профиля, соответствующего профилю поперечного сечения отверстия под шип.
Также и каждый из покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания может быть слоем, состоящим из множества типов каучуков, необязательно одним слоем, состоящим из одного типа каучука. Это обуславливается тем, что настоящее изобретение сохраняет свои позиции до тех пор, пока покровный каучуковый слой и каучуковый слой основания будут удовлетворять позиционному соотношению своих модулей упругости на граничной поверхности, где они примыкают друг к другу.
Также и отсутствует необходимость в том, чтобы каждый из радиуса кривизны искривленной поверхности на стороне раскрытия и радиуса кривизны искривленной поверхности на стороне дна представлял бы собой один радиус кривизны. То есть, каждая из искривленной поверхности на стороне раскрытия и искривленной поверхности на стороне дна может представлять собой искривленную поверхность, имеющую множество радиусов кривизны, и может представлять собой искривленную поверхность, имеющую отчасти прямолинейные участки (например, посередине, на начальном или конечном участке).
Шипованная покрышка, соответствующая настоящему изобретению, имеет отверстия под шипы для вставления шипов на стороне поверхности протектора и шипы, вставленные в отверстия под шипы. Протектор покрышки состоит из покровного каучукового слоя, формирующего его поверхностный слой, и каучукового слоя основания, расположенного с примыканием к покровному каучуковому слою на его внутренней в радиальном направлении стороне. Каждый из шипов имеет секцию корпуса, стержневую секцию, расположенную на одном краю секции корпуса вдоль ее центральной оси, и фланцевую секцию, расположенную на другом краю секции корпуса вдоль ее центральной оси. И стержневая секция шипа выдается с поверхности протектора. И для данной шипованной покрышки каучук для формирования покровного каучукового слоя и каучук для формирования каучукового слоя основания протектора выбирают таким образом, чтобы удовлетворить следующую далее оценочную формулу (1):
0,5 ≤ глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5, (1)
где «глубина изнашивания шипа» = «высота шипа до изнашивания» – «высота шипа после изнашивания», «глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» = «толщина слоя протектора до изнашивания» – «толщина слоя протектора после изнашивания», а (k представляет собой константу). Поэтому возможным является контролируемое регулирование тенденции к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности протектора и сохранению стержневой секции незначительно изношенной. И шипы не могут легко выпадать из отверстий под шипы, и, таким образом, может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
1
Также и константа k ударной вязкости TF удовлетворяет выражению:
1
–5
–5
2
k = от (4,3 × 10) до (34,1 × 10) (1/(Н⋅м)),
где ударная вязкость TF представляет собой модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре и модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре. Вследствие этого, в соответствии с описанием изобретения, представленным выше, может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
2
Также и константа k динамического модуля упругости при растяжении E’ удовлетворяет выражению:
2
–3
–3
2
k = от (7,0 × 10) до (56,2 × 10) (1/(МПа)),
где динамический модуль упругости при растяжении E’ представляет собой модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре и модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре. Вследствие этого, в соответствии с описанием изобретения, представленным выше, может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
Также и каждое из отверстий под шипы имеет часть на стороне раскрытия на стороне одного края вдоль центральной оси отверстия под шип, которое раскрывается на поверхности протектора, и часть на стороне дна на стороне другого края вдоль центральной оси отверстия под шип. Соотношение между модулем упругости каучука, формирующего каучуковый слой основания, при комнатной температуре и его модулем упругости при отверждении делают большим в сопоставлении с соотношением между модулем упругости каучука, формирующего покровный каучуковый слой, при комнатной температуре и его модулем упругости при отверждении. И граничная поверхность между покровным каучуковым слоем и каучуковым слоем основания располагается на стороне поверхности протектора от граничной позиции части на стороне раскрытия и части на стороне дна отверстия под шип. И каучук, формирующий каучуковый слой основания, демонстрирует характеристики большей твердости при комнатной температуре и большей мягкости при отверждении в сопоставлении с каучуком, формирующим покровный каучуковый слой. Это не только улучшает эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы в ходе технологического процесса отверждения, но также и усиливает эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов при использовании шипованной покрышки при комнатной температуре. Помимо этого, вследствие отсутствия значительного искажения на граничной поверхности при извлечении из пресс-формы и при использовании шипованной покрышки для каучука становится менее вероятным разлом на граничной поверхности, что, таким образом, улучшает как эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, так и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Как это необходимо отметить, модули упругости каучуков при комнатной температуре и во время отверждения могут быть заменены на 50%-ный модуль (М50), 300%-ный модуль (М300), ударную вязкость TF, динамический модуль упругости при растяжении E’, предел прочности при растяжении ТВ в момент разрушения или относительное удлинение ЕВ в момент разрушения. Также измеренные температуры каучука, формирующего каучуковый слой основания, и каучука, формирующего покровный каучуковый слой, составляют 23°С при комнатной температуре и 100°С при отверждении.
Также и расстояние между граничной поверхностью и граничной позицией вдоль центральной оси отверстия под шип является более коротким в сопоставлении с высотой части на стороне дна отверстия под шип вдоль центральной оси. Таким образом, на граничной поверхности при извлечении из пресс-формы и при использовании шипованной покрышки не возникает значительного искажения. И для каучука становится менее вероятным разлом на граничной поверхности, что, таким образом, улучшает как эксплуатационные характеристики при извлечении из пресс-формы, так и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов.
Способ выбора каучуков для формирования покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания протектора шипованной покрышки, соответствующей настоящему изобретению, предназначен для выбора каучуков для покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания протектора шипованной покрышки. Шипованная покрышка имеет отверстия под шипы для вставления шипов на стороне поверхности протектора и шипы, вставленные в отверстия под шипы, и протектор, имеющий покровный каучуковый слой, формирующий поверхностный слой протектора, и каучуковый слой основания, расположенный с примыканием к покровному каучуковому слою на его внутренней в радиальном направлении стороне. Шип включает секцию корпуса, стержневую секцию, расположенную на одном краю секции корпуса вдоль ее центральной оси, и фланцевую секцию, расположенную на другом краю секции корпуса вдоль ее центральной оси. Стержневая секция шипа, вмонтированного в отверстие под шип, выдается с поверхности протектора. Способ включает выбор каучуков для формирования покровного каучукового слоя и каучукового слоя основания исходя из следующей далее оценочной формулы (1):
0,5 ≤ глубина изнашивания шипа/глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя = k × (модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре × модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре) ≤ 1,5, (1)
где «глубина изнашивания шипа» = «высота шипа до изнашивания» – «высота шипа после изнашивания», «глубина изнашивания каучука покровного каучукового слоя» = «толщина слоя протектора до изнашивания» – «толщина слоя протектора после изнашивания», а (k представляет собой константу). В соответствии с этим, возможным является контролируемое регулирование тенденции к изнашиванию сначала каучука на стороне поверхности протектора и сохранению стержневой секции незначительно изношенной. И, таким образом, шипы не могут легко выпадать из отверстий под шипы, и может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени. Как это было установлено, прохождение изнашивания шипа и каучука можно наиболее эффективно контролируемо регулировать в случае модуля упругости в виде ударной вязкости при 23°С или модуля упругости в виде динамического модуля упругости при растяжении при 23°С.
1
Также и константа k ударной вязкости TF удовлетворяет выражению:
1
–5
–5
2
k = от (4,3 × 10) до (34,1 × 10) (1/(Н⋅м)),
где ударная вязкость TF представляет собой модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре и модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре. Поэтому в соответствии с представленным выше описанием изобретения может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
2
Также и константа k динамического модуля упругости при растяжении E’ удовлетворяет выражению:
2
–3
–3
2
k = от (7,0 × 10) до (56,2 × 10) (1/(МПа)),
где динамический модуль упругости при растяжении E’ представляет собой модуль упругости каучука каучукового слоя основания при комнатной температуре и модуль упругости каучука покровного каучукового слоя при комнатной температуре. Поэтому в соответствии с представленным выше описанием изобретения может быть предложена шипованная покрышка, способная сохранять эксплуатационные характеристики, такие как эксплуатационные характеристики кромки шипов и эксплуатационные характеристики препятствования потере шипов, в течение продолжительного периода времени.
Описание ссылочных позиций
1 покрышка
2 шип
2С центральная ось
3 отверстие под шип
3С центральная ось
3t раскрытие
10 шипованная покрышка
14 протектор
14а поверхность протектора
14В каучуковый слой основания
14Т покровный каучуковый слой
14Х граничная поверхность
21 секция корпуса
22 стержневая секция
23 фланцевая секция
31 часть на стороне раскрытия
32 часть на стороне дна
37 граничная позиция
d расстояние