ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TYRE

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, имеющей улучшенные шумовые характеристики при поддержании характеристик стабильности рулевого управления и сопротивления качению.
Традиционно для обеспечения стабильности рулевого управления и сопротивления качению пневматическая шина содержит наклонный брекерный слой, в котором нити корда сильно наклонены относительно кругового направления шины, и кольцевой брекерный слой снаружи наклонного слоя в радиальном направлении шины (см., например, патентный документ 1). Однако известно, что шумовые характеристики ухудшаются при снабжении пневматической шины таким наклонным ленточным слоем.
Что касается шумовых характеристик, предложена пневматическая шина, содержащая высокоэластичные волокна корда в обеих концевых областях кольцевого брекерного слоя, предназначенные для усиления жесткости в круговом направлении в этих областях с тем, чтобы увеличить частоту собственных колебаний момента инерции площади и снизить шум, вызываемый свободно катящейся по дороге шиной (см. патентный документ 2).
Патентный документ 1: JPH 9-207516 А.
Патентный документ 2: JP 2008-001248 А.
Автор изобретения обнаружил, что при увеличении круговой жесткости концевых зон кольцевого брекерного слоя вышеупомянутый метод не является эффективным в снижении дорожного шума, вызываемого пневматическими шинами с наклонным брекерным слоем, в котором волокна корда имеют значительный наклон относительно кругового направления шины, и кольцевым брекерным слоем снаружи брекера с наклоном в радиальном направлении.
Поэтому целью данного изобретения является обеспечение пневматической шины, имеющей улучшенные шумовые характеристики, получаемые при поддержании характеристик стабильности рулевого управления и сопротивления качению.
Пневматическая шина согласно настоящему изобретению содержит пару бортовых участков, снабженных сердечниками бортов, каркас, продолжающийся в форме тора между парой этих бортовых участков, наклонный брекер, расположенный на радиальной внешней периферийной стороне короны каркаса и содержащий по меньшей мере один наклонный брекерный слой, имеющий угол наклона волокон корда относительно кругового направления шины в диапазоне от 35° до 90°, один кольцевой брекер, расположенный радиально на наружной стороне короны каркаса и содержащий по меньшей мере один кольцевой брекерный слой, имеющий волокна корда, продолжающиеся в круговом направлении шины, и протектор, который расположен снаружи кольцевого брекера в радиальном направлении шины. Данная пневматическая шина отличается тем, что этот кольцевой брекер содержит область с высокой жесткостью, включающую экватор шины и имеющую жесткость в круговом направлении на единицу ширины в любой точке этой области, большую, чем жесткость в любой точке других участков кольцевого брекера; и круговая жесткость на единицу ширины в остальных участках является постоянной в направлении по ширине шины или увеличивается по направлению к области с высокой жесткостью.
Данное изобретение позволяет обеспечить пневматическую шину, имеющую улучшенные шумовые характеристики при поддержании характеристик стабильности рулевого управления и сопротивления качению.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы ширина области с высокой жесткостью с центром на экваторе шины составляла не менее 0,2 и не более 0,6 ширины кольцевого брекера шины.
Такая структура позволяет дополнительно улучшить шумовые характеристики.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы волокна корда по меньшей мере одного наклонного брекера были наклонены относительно кругового направления шины под углом не менее 50° и не более 90°.
Такая структура позволяет поддерживать характеристики стабильности рулевого управления и сопротивления качению на высоком уровне.
В настоящем изобретении могут соответствующим образом применяться следующие технологии от (1) до (3) с тем, чтобы гарантировать большую круговую жесткость в области с высокой жесткостью по сравнению с остальными участками шины.
(1) Область с высокой жесткостью кольцевого брекера имеет увеличенное количество кольцевых брекерных слоев в радиальном направлении шины по в сравнении с остальными областями кольцевого брекера.
(2) Эта область с высокой жесткостью кольцевого брекера является образованной кольцевым брекерным слоем, который разделяется в направлении по ширине шины, и разделенные слои накладываются друг на друга.
(3) Область с высокой жесткостью кольцевого брекера имеет увеличенное количество волокон корда с высокой жесткостью по сравнению с остальными областями кольцевого брекера.
Предпочтительно, чтобы ширина сечения (SW) профиля шины и внешний диаметр (OD) шины удовлетворяли следующему условию (i):
Такая конструкция позволяет значительно улучшить эффективность использования топлива, сопротивление качению и воздушное сопротивление шины.
Термин «ширина сечения (SW) профиля шины» для целей настоящего изобретения означает ширину, полученную вычитанием глубины рисунка протектора или значения глубины в соответствии с характеристиками шины, представленными на поверхности боковин шины, из общей ширины, определенной как расстояние по прямой между поверхностями боковин шины, которые включают эту глубину рисунка протектора или указанную глубину протектора в характеристиках шины, когда шина установлена на применяемый обод, накачана до установленного давления без приложения нагрузки.
Кроме этого, термин «внешний диаметр (OD) шины» для целей настоящего изобретения означает внешний диаметр в радиальном направлении шины, при монтаже шины на применяемый обод, накачивании ее воздухом под давлением в состоянии без нагрузки. Упомянутое выше давление воздуха соответствует максимальной грузоподъемности для нормы слойности шины применяемого размера, описанной в стандарте, упоминаемом ниже.
Настоящее изобретение позволяет обеспечить пневматическую шину, имеющую улучшенные шумовые характеристики при поддержании характеристик стабильности рулевого управления и сопротивления качению, посредством повышения круговой жесткости области с высокой жесткостью кольцевого брекера в сравнении с круговой жесткостью остальной области шины.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 является поперечным разрезом шины, демонстрирующим шину согласно первому выполнению настоящего изобретения;
фиг. 2 является видом, поясняющим принцип действия настоящего изобретения;
фиг. 3 является поперечным разрезом шины, демонстрирующим шину согласно второму выполнению настоящего изобретения;
фиг. 4 является поперечным разрезом шины, демонстрирующим шину согласно третьему выполнению настоящего изобретения;
фиг. 5 является поперечным разрезом шины согласно четвертому выполнению настоящего изобретения;
фиг. 6 является поперечным разрезом шины, демонстрирующим шину согласно выполнению настоящего изобретения;
фиг. 7 демонстрирует связь между SW и OD в испытуемых шинах, шинах обычной конструкции и шинах, используемых в качестве контрольных образцов.
Далее будут даны пояснения шины по настоящему изобретению на основе примеров его выполнений.
Фиг. 1 является поперечным разрезом шины, демонстрирующим шину согласно первому варианту выполнения настоящего изобретения.
Данная пневматическая шина 10 согласно первому выполнению содержит сердечники 1 бортов, обеспеченные в паре бортовых участков, каркас 2, продолжающийся в форме тора между парой этих бортовых участков, наклонный брекер 3, расположенный снаружи участка короны каркаса в радиальном направлении шины и содержащий два наклонных брекерных слоя 3a, 3b, кольцевой брекер 4, расположенный снаружи наклонного брекера 3 в радиальном направлении шины и содержащий два кольцевых брекерных слоя 4а, 4b, и протектор 6, который должен располагаться на внешней поверхности кольцевого брекера 4 в радиальном направлении шины. Пневматическая шина 10 применяется в установленном на применяемый обод 7 состоянии. Применяемый обод 7 определяется как стандартный обод для применяемого размера в соответствии с промышленными стандартами, действующими на территориях, где шина производится или используется, такими как JATMA для Японии, ETRTO STANDARD MANUAL для Европы, TRA YEAR BOOK для США и другие подобные. Ширина W4 кольцевого брекера 4 или подобных брекеров, описанных ниже, измеряется, когда пневматическая шина 10 смонтирована на применяемом ободе 7, накачана до максимального в соответствии с размером давления по JATMA и подобным стандартам в состоянии без нагрузки.
Наклонные брекерные слои 3a, 3b имеют угол наклона волокон корда не менее 35° и не более 90° (предпочтительно не менее 50° и не более 90°) относительно кругового направления шины, и волокна корда наклонного брекерного слоя 3a и наклонного брекерного слоя 3b пересекают экватор CL шины.
Если угол наклона наклонного брекерного слоя 3a, 3b составляет менее 35°, достаточная стабильность рулевого управления, особенно при поворотах, не может быть обеспечена вследствие сниженной жесткости в направлении по ширине шины, или же ухудшаются характеристики сопротивления качению вследствие увеличенной сдвиговой деформации слоев резины. Если угол наклона наклонного брекерного слоя 3a, 3b составляет не менее 50°, стабильность рулевого управления и характеристики сопротивления качению будут поддерживаться на высоком уровне.
Кольцевые брекерные слои 4а, 4b имеют волокна корда, продолжающиеся вдоль кругового направления шины. Для целей настоящего изобретения термин «волокна корда, продолжающиеся вдоль кругового направления шины», включает не только состояние, когда волокна корда являются параллельными круговому направлению шины, но и такое состояние, когда волокна корда слегка отклоняются относительно кругового направления шины (включая около 5°) вследствие спиральной намотки лент, изготовленных из обрезиненного корда.
Кольцевой брекер 4 располагается таким образом, чтобы накрывать наклонный брекер 3. То есть ширина W4 кольцевого брекерного слоя 4а, имеющего максимальную ширину между кольцевыми брекерными слоями, является большей, чем ширина наклонного брекерного слоя 3a, имеющего максимальную ширину между наклонными брекерными слоями. Как упоминается выше, предпочтительно, чтобы ширина W4 кольцевого брекерного слоя 4а, имеющего максимальную ширину между кольцевыми брекерными слоями, была больше, чем ширина наклонного брекерного слоя 3a, имеющего максимальную ширину между наклонными брекерными слоями, а край кольцевого брекерного слоя 4а и край наклонного брекерного слоя 3a отстояли бы друг от друга на расстояние не менее 5 мм для подавления расщепления краевой зоны брекера. Однако, даже если ширина W4 кольцевого брекерного слоя меньше, чем ширина наклонного брекерного слоя 3a, возможно одновременное достижение всех эффектов стабильности рулевого управления и сопротивления качению, а также шумовых характеристик.
Корд каркаса 2, наклонного брекера 3 и кольцевого брекера 4 может содержать, например, корд из органического волокна, включая арамидный, полиэтилентерефталатный или полиэтиленнафталатный корды или же стальной корд.
Круговая жесткость шины на единицу ширины в любой точке области С с высокой жесткостью кольцевого брекера 4, которая включает экватор CL шины, является более высокой, чем круговая жесткость шины на единицу ширины в любой точке других областей кольцевого брекера 4. В первом воплощении круговая жесткость области С с высокой жесткостью является сравнительно более высокой, чем в других областях, поскольку в области С с высокой жесткостью располагаются два кольцевых брекерных слоя 4а, 4b, в то время как по другим областях шины проходит только один кольцевой брекерный слой 4а. Здесь круговая жесткость шины на единицу ширины среди других областей является постоянной по поверхности шины в направлении ширины шины.
Кроме этого, когда количество брекерных слоев в области С с высокой жесткостью отличается от такого количества в других областях шины, жесткость протектора 6 по поверхности шины в направлении ширины шины остается неизменной от области с высокой жесткостью до других областей и изменяется только на границе между ними.
Здесь, что касается шин, включающих наклонный брекерный слой, где волокна корда имеют наклон, охватываемый объемом настоящего изобретения, т.е. под углом не менее 35° и не более 90°, множество таких шин имеют форму, показанную дважды пунктирной линией на фиг. 2, при которой поверхность протектора равномерно воспринимает значительные колебания в высоком диапазоне частот от 400 Гц до 2 кГц в режиме колебаний, соответствующем первичным, вторичным и третичным колебаниями, тем самым приводя к генерации значительного уровня шума. Поэтому посредством локального увеличения круговой жесткости центрального участка протектора в направлении ширины шины возможно снижение испускания звука и противодействие расширению поверхности протектора в круговом направлении шины (обозначено пунктирной линией на фиг. 2). Однако при чрезмерном увеличении жесткости центрального участка протектора, жесткость которого является относительно высокой, эффект снижения испускания шума уменьшается, поскольку протектор легко подвергается колебаниям по всей его поверхности.
Кроме того, при локальном увеличении жесткости в области, включающей экватор CL, усиливается местная деформация сдвига и затем также усиливается затухание моды колебаний. Поскольку в настоящем изобретении усовершенствования, касающиеся изменения жесткости с целью ее увеличения, относятся к увеличению круговой жесткости шины и подавлению эксцентриситета шины, то характеристики сопротивления качению шины не подвержены слишком легкому ухудшению.
Как упоминалось выше, в данном изобретении возможно улучшение показателей шумности, задача снижения которых возникает, когда наклонные брекерные слои 3a, 3b имеют большие углы наклона относительно кругового направления шины и при этом обеспечивается кольцевой брекер для достижения требуемых характеристик стабильности рулевого управления и сопротивления качению.
Ширина Wc области С с высокой жесткостью с центром на экваторе шины умножается не менее чем на 0,2 и не более чем на 0,6, то есть предпочтительно удовлетворяет условию: 0,2×W4≤Wc≤0,6×W4. Согласно первому воплощению ширина Wc области С с высокой жесткостью соответствует ширине кольцевого брекерного слоя 4b.
Если Wc<0,2×W4, ширина Wc области С высокой жесткости является слишком малой для достижения достаточного эффекта улучшения показателей шумности. С другой стороны, если 0,6×W4<Wc, то ширина Wc области С высокой жесткости является слишком большой и оказывается невозможным обеспечение достаточного эффекта улучшения шумности из-за большей вероятности индуцирования режима, при котором в колебание вовлекается весь протектор, а также возникает проблема ухудшения характеристик сопротивления качению из-за увеличенной массы шины.
В случае когда имеется несколько кольцевых брекерных слоев, W4 определяется шириной самого широкого кольцевого брекерного слоя.
Ниже поясняются другие выполнения согласно настоящему изобретению.
Фиг. 3 показывает поперечный разрез шины, демонстрирующий шину согласно второму варианту выполнения. Пояснения компонентов, идентичных компонентам из первого варианта выполнения, будут опущены при обозначении их аналогичными номерами позиций.
В пневматической шине 20 согласно второму выполнению кольцевые брекерные слои 4а, 4b разделяются в направлении по ширине шины. В области С с высокой жесткостью кольцевые брекерные слои 4а и 4b накладываются в радиальном направлении шины, кольцевой брекерный слой 4а располагается внутри, а кольцевой брекерный слой 4b размещается снаружи.
Фиг. 4 показывает поперечный разрез шины, демонстрирующий шину согласно третьему выполнению настоящего изобретения. Пояснение компонентов, идентичных представленным в приведенных выше вариантах выполнения, будет исключено при обозначении их аналогичными позициями.
В пневматической шине 30 согласно третьему выполнению кольцевой брекерный слой 4 образован одним кольцевым брекерным слоем 4а. В данном случае жесткость корда, который состоит из кольцевого брекерного слоя 4а области высокой жесткости, является более высокой, чем жесткость корда в других областях.
Здесь корд состоит из кольцевого брекерного слоя 4а, изготовленного, например, из органического кордового волокна, включая арамидный, полиэтилентерефталатный или полиэтиленнафталатный корды или же стальной корд. Жесткость области с высокой жесткостью увеличивается посредством локального увеличения количества внедрений или переплетений корда.
Кроме этого, на границе между областью С с высокой жесткостью и другими областями брекерные слои могут непрерывно располагаться по обеим областям с различной жесткостью посредством допущения перекрытия или зазора величиной около 5 мм между кордом одного и другого брекерного слоя.
Фиг. 5 является поперечным разрезом шины, демонстрирующим шину согласно четвертому варианту выполнения. В этом четвертом выполнении пояснение компонентов, идентичных представленным в приведенных выше вариантах выполнения, будет исключено при обозначении их аналогичными позициями.
В пневматической шине 40 согласно четвертому выполнению наклонный брекерный слой 3 образован только одним наклонным брекерным слоем 3a. По сравнению с упомянутыми выше воплощениями здесь оказывается возможным подавление ухудшения сопротивления шины качению посредством снижения количества брекерных слоев и уменьшения массы шины.
Кроме этого, в данном выполнении кольцевой брекерный слой 4а, имеющий меньшую ширину, располагается в радиальном направлении внутри, а кольцевой брекерный слой 4b, имеющий большую ширину, располагается в радиальном направлении снаружи.
Кроме того, хотя это не показано, кольцевой брекер 4 может быть расположен внутри наклонного брекера 3 в качестве еще одного варианта выполнения. Таким образом, количество наклонных брекерных слоев и кольцевых брекерных слоев и расположение радиального направления шины не могут ограничиваться только примерами, показанными на чертежах.
В других выполнениях возможно применение конструкции, в которой увеличение жесткости на единицу ширины происходит в другой области в направлении области С с высокой жесткостью, например с постепенным или пошаговым снижением жесткости изнутри наружу других областей в направлении по ширине шины.
Волокна корда наклонных брекерных слоев 3a, 3b могут быть наклонены под относительно малым углом в интервале не менее 10° и не более 30° в области С с высокой жесткостью и под относительно большим углом в интервале не менее 50° и не более 90° в других областях.
Жесткость резины (т.е. резинового покрытия наклонных брекерных слоев 3a, 3b и кольцевых брекерных слоев 4а, 4b) в области С с высокой жесткостью может быть выше, чем в других областях.
Такая структура позволяет еще больше улучшить круговую жесткость области С с высокой жесткостью.
Для описанного выше наклонного брекера 3 при обращении к фиг. 6 предпочтительно, чтобы самый широкий наклонный брекерный слой (наклонный брекерный слой 3 на фиг. 6) среди наклонных брекерных слоев, образующих наклонный брекерный слой 3, расширялся не менее чем на 60% максимальной ширины W2 каркаса 2 для увеличения долговечности шины. Кроме того, предпочтительно, чтобы самый широкий наклонный брекерный слой 3a был шире, чем ширина контакта TW протектора для еще большего увеличения долговечности шины.
Кроме того, структура брекера согласно настоящему изобретению предпочтительно применяется в пневматической шине, в которой ширина сечения SW и внешний диаметр OD удовлетворяют следующему условию:
То есть данная шина, которая удовлетворяет условию (i), при котором внешний диаметр OD шины увеличен относительно ширины сечения SW шины по сравнению с шинами обычной конструкции (увеличенный диаметр и суженная ширина), позволяет снизить величину сопротивления качению (величина RR), что снижает величину аэродинамического сопротивления (величина Cd) вследствие малой вероятности воздействия на нее неровностей дорожного покрытия. Кроме того, также увеличивается грузоподъемность шины благодаря увеличению ее диаметра.
Как упоминалось выше, при соответствии условию (i) возможно улучшение эффективности использования топлива, с точки зрения сопротивления качению, и аэродинамического сопротивления шины.
Кроме того, возможно, что шина, которая удовлетворяет условию (i), будет занимать меньшее пространство в багажном отсеке или потребует меньшего пространства для установки, поскольку положение оси колеса будет выше, что увеличивает пространство под днищем автомобиля.
Условие (i) было разработано при тщательном рассмотрении связи между шириной сечения SW и внешним диаметром OD шины при монтаже на транспортные средства шин разного размера (включая нестандартные размеры) с выполнением испытаний по оценке величины аэродинамического сопротивления (величина Cd), величины сопротивления качению (величина RR), внутреннего комфорта и фактического потребления топлива и последующего определения условия, при котором все эти показатели превосходят существующий уровень техники.
Было выполнено испытание для установления оптимального состояния SW и OD, результаты которого подробно объясняются ниже.
Прежде всего была подготовлена контрольная шина 1 с размерами 195/65R15, которая применяется на транспортных средствах общего назначения и является подходящей для сравнения характеристик шин. Также подготовили контрольную шину 2 с размерами 225/45R17, представляющую «inch-up» версию контрольной шины 1. Кроме этого, приготовили шины разного размера (испытуемые шины 1-43). Данные шины были установлены на обод для проведения следующих испытаний.
Спецификация каждой шины представлена в таблице А и на фиг. 7. Внутренняя структура этих шин является такой же, как и у типичной шины, и каждая шина содержит каркас, продолжающийся между парой бортовых участков, при этом слои каркаса состоят из радиально ориентированных нитей корда.
Следует заметить, что автор изобретения принял во внимание не только шины с размерами, соответствующими классическим стандартам JATMA для Японии, ETRTO для Европы, TRA для США, но также и шины нестандартных размеров.
Величина аэродинамического сопротивления
В лаборатории каждую шину перед выполнением измерения силы давления воздуха на напольных весах при скорости продуваемого воздуха 100 км/час устанавливали на применяемый обод, накачивали до внутреннего давления, указанного в таблице А, присоединяли к транспортному средству с рабочим объемом двигателя 1500 куб. см.
Величина сопротивления качению
Каждую испытуемую шину монтировали на применяемый обод и накачивали до внутреннего давления, указанного в таблице А-2. Затем прикладывали максимальную нагрузку, определенную для каждого транспортного средства, на котором монтировалась данная шина. Сопротивление качения шины измеряли при условии скорости вращения барабана 100 км/час.
Здесь термин «максимальная нагрузка, определенная для каждого транспортного средства», означает нагрузку, которая прикладывается к шине, воспринимающей наибольшую нагрузку среди четырех шин, в предположении максимального количества пассажиров. Затем было выполнено следующее испытание для оценки фактической эффективности использования топлива и внутреннего комфорта транспортного средства для испытуемых шин 1-14.
Фактическая эффективность использования топлива
Испытание проводили в режиме работы JOC 8. Результаты оценки представлены в виде индексов, где результат контрольной шины 1 был принят за 100, и более высокий индекс отвечает более высокой эффективности использования топлива.
Внутренний комфорт
При данной оценке измерялась ширина багажного отделения после установки шин на транспортное средство шириной 1,7 м. Результаты представлены в виде индексов, где результат контрольной шины 1 был принят за 100 и более высокий индекс отвечает лучшему внутреннему комфорту.
На фиг. 7 значки ромбиков отвечают контрольной шине 1, а значки квадратиков указывают на контрольную шину 2, значком белого треугольника отмечены шины, показатели которых превосходят характеристики контрольных шин в том, что касается величины сопротивления качению, величины аэродинамического сопротивления, внутреннего комфорта и фактической эффективности использования топлива, а черные значки указывают на шины, обладающие худшими показателями в сравнении с контрольными шинами в отношении любого из этих свойств.
Подробные результаты испытаний показаны далее в таблице В.
Кроме того, в пневматических шинах, которые удовлетворяют приведенному выше выражению отношения (i), возможно улучшение стабильности рулевого управления при поворотах, если угол наклона волокон корда наклонного брекерного слоя составляет относительно кругового направления шины, например, не менее 70°, что усиливает коэффициент сопротивления шины боковому уводу.
Кроме этого, возможно также эффективное снижение дорожного шума шины и, таким образом, улучшение шумовых характеристик, если данная брекерная структура применяется к пневматической шине, которая удовлетворяет вышеуказанному отношению (i).
Пример 1
Ниже поясняется пример 1 настоящего изобретения, однако настоящее изобретение данным примером не ограничивается.
Были изготовлены шины согласно изобретению с 1-1 по 1-14, сравнительные шины с 1-1 по 1-4 и обычная шина 1 (размер: 225/45R17) согласно спецификации, представленной в таблице 1, с целью оценки стабильности рулевого управления, характеристик сопротивления качению и шумовых характеристик.
Шина 1 согласно изобретению имеет брекерную структуру, показанную на фиг. 1, ее соотношение Wc/W4, которое является отношением ширины Wc области С с высокой жесткостью и ширины W4 кольцевого брекерного слоя 4а, равно 0,28, а волокна корда наклонного брекерного слоя 3a, 3b наклонены под углом 60° относительно экватора шины. Обычная шина 1 имеет такую же структуру, как и шина 1-1 согласно изобретению, за исключением отсутствия у обычной шины 1 кольцевого брекерного слоя 4b, кроме этого, волокна корда наклонных брекерных слоев 3a, 3b наклонены под углом 25° относительно экватора шины.
Сравнительная шина 1-1 имеет такую же структуру, как и шина 1-1 согласно изобретению, за исключением отсутствия кольцевого брекерного слоя 4b в Сравнительной шине 1-1.
Сравнительная шина 1-2 имеет такую же структуру, как и шина 1-1 согласно изобретению, за исключением того, что кольцевой брекерный слой 4b имеет такую же ширину, как и кольцевой брекерный слой 4а.
Шины с 1-2 по 1-7 согласно изобретению имеют такую же структуру, за исключением изменений в величинах соотношения Wc/W4.
Шины 1-8, 1-9, 1-13, 1-14 согласно изобретению и сравнительные шины 1-3, 1-4 имеют такую же структуру, как и шина 1-1 согласно изобретению, за исключением изменения угла наклона волокон корда наклонного брекерного слоя относительно кругового направления шины.
Шина 1-10 согласно изобретению имеет брекерную структуру, показанную на фиг. 3.
Шина 1-11 согласно изобретению имеет брекерную структуру, показанную на фиг. 4.
Шина 1-12 согласно изобретению имеет брекерную структуру, показанную на фиг. 5.
Оценка стабильности рулевого управления
Перед проведением испытания по определению коэффициента сопротивления шины боковому уводу на малых углах поворота рулевого колеса, которое является одним из базовых эксплуатационных испытаний, каждую испытуемую шину монтировали на применяемый обод и накачивали воздухом до давления, соответствующего максимальной нагрузке шин.
Вначале испытуемые шины подвергали предварительному пробегу на скорости 30 км/час с упиранием шины поверхностью протектора во вращающуюся ленту с плоским полотном для того, чтобы сделать поверхность протектора гладкой. После чего испытуемые шины вновь подвергали пробегу в состоянии под давлением, отрегулированным до описанного выше значения, и на той же самой скорости под постоянным углом (обеспечивая угол увода) между направлением качения шины и круговым направлением барабана, максимально составляющим вплоть до ±1°, с тем чтобы измерить значение коэффициента сопротивления шины боковому уводу (CP), соответствующее положительному и отрицательному углам с угловым интервалом в 0,1°.
Была построена линейная зависимость значений угла поворота рулевого колеса от величины PC и оценена стабильность рулевого управления при рассмотрении степени крутизны поворота в качестве параметра жесткости шины при движении в повороте.
Результаты оценки представлены в виде индексов, где результат контрольной шины 1 был принят за 100 и более высокий индекс означает более высокую эффективность использования топлива.
Оценка характеристик сопротивления качению
Каждую испытуемую шину монтировали на применяемые ободы 7 и накачивали до внутреннего давления 180 кПа для того, чтобы измерить сопротивление качению оси, используя установку для испытания шин барабанного типа с поверхностью стального листа диаметром 1,7 м. Это измерение сопротивления качению выполнялось согласно требованиям стандарта ISO18164 как испытание под прикладываемым усилием с применением барабана с гладкой поверхностью. Результаты представлены в виде процентной доли ухудшения по сравнению с характеристиками сопротивления качению сравнительной шины 1. Ухудшение в пределах 6% процентов не рассматривается как значимое отличие.
Оценка шумовых характеристик
Каждую испытуемую шину монтировали на применяемые ободы 7 и накачивали до внутреннего давления 180 кПа с тем, чтобы измерить уровень шума с использованием способа с перемещающимся микрофоном и при вращении шины со скоростью 40 км/час, 60 км/час, 80 км/час, 100 км/час с прикладыванием нагрузки 4,52 Н на испытательном барабане. Затем вычислялось среднее этих измеренных значений. Результаты показывают, что меньший индекс соответствует лучшим характеристикам.
Из таблицы 1 очевидно, что шумовые характеристики шин согласно изобретению были улучшены в сравнении с характеристиками сравнительных шин при сохранении показателей стабильности рулевого управления и сопротивления качению.
Среди четырех рядов таблицы 1 первый и второй ряды демонстрируют результаты сравнения, полученные посредством увеличения ширины области С с высокой жесткостью. Эффект улучшения шумовых характеристик нельзя ожидать при ширине области С с высокой жесткостью менее нижнего предела (не менее 0,2 и не более 0,6 ширины кольцевого брекера), установленного в настоящем изобретении, поскольку невозможно способствовать изменению формы моды колебаний. Кроме этого, влияние на шумовые характеристики снижается, если ширина области С с высокой жесткостью выше, чем верхний предел, установленный в настоящем изобретении. Причина этого заключается в том, что брекерные слои области С с высокой жесткостью ограничивают амплитуду вокруг плечевого участка и он изменяет форму колебаний с той амплитудой, с которой колеблется весь протектор.
Кроме этого, третий и четвертый ряд в таблице 1 демонстрируют результаты, полученные при изменении углов наклона брекера. Может быть подтверждено, что характеристики стабильности рулевого управления и характеристики сопротивления качению снижались, когда угол брекера относительно кругового направления шины находился в диапазоне настоящего изобретения (наименьший угол 35°, а наибольший угол 90°).
Пример 2
Ниже поясняется пример 2 настоящего изобретения, однако настоящее изобретение данным примером не ограничивается.
Экспериментально изготовили шину 2 согласно изобретению, сравнительные шины 2-1, 2-2 и обычную шину 2 согласно спецификациям, представленным в таблице 1, и оценили стабильность рулевого управления, характеристики сопротивления качению, сопротивление износу и шумовые характеристики.
Шина 2 согласно изобретению имеет брекерную структуру, показанную на фиг. 1, ширина сечения SW шины составляет 155 мм, внешний диаметр шины составляет 704,5 мм, соотношение Wc/W4, которое представляет собой соотношение ширины Wc области С с высокой жесткостью и W4 кольцевого брекерного слоя 4а, составляет 0,28, а угол наклона волокон корда наклонного брекерного слоя 3a, 3b относительно кругового направления шины составляет 70°.
Сравнительная шина 2-2 имеет такую же конструкцию, как и шина 2-2 согласно изобретению, за исключением отсутствия в сравнительной шине 2-2 кругового брекерного слоя 4b.
Сравнительная шина 2-1 имеет такую же структуру, как и шина 1-1 согласно изобретению, за исключением отсутствия в сравнительной шине 2-1 кругового брекерного слоя 4b, и, кроме этого, волокна корда наклонных брекерных слоев 3a, 3b наклонены под углом 30° относительно кругового направления шины.
Сравнительная шина 2 имеет такую же структуру, как и шина 2 согласно настоящему изобретению, за исключением того, что сравнительная шина 2 не содержит кольцевой брекерный слой 4b, а ширина сечения SW шины составляет 195 мм, внешний диаметр шины составляет 634,5 мм и угол наклона волокон корда наклонного брекерного слоя 3a, 3b относительно кругового направления шины составляет 30°. То есть обычная шина 2 имеет большую ширину и меньший диаметр, чем шина 2 согласно изобретению и сравнительная шина 2-1, 2-2.
Оценка характеристик стабильности рулевого управления
Характеристики стабильности рулевого управления оценивались таким же способом, как и в примере 1. Результаты оценки представлены в виде индексов в таблице 2, где результат оценки контрольной шины 2 был принят за 100 и более высокий индекс отвечает лучшим характеристикам.
Оценка характеристик сопротивления качению
Характеристики сопротивления качению оценивались таким же способом, как и в примере 1. Результаты оценки представлены в виде индексов в таблице 2, где результат оценки сопротивления качению контрольной шины 2 был принят за 100 и меньший индекс отвечает лучшему показателю.
Оценка характеристик износостойкости
Каждую шину монтировали на установку барабанного типа для испытания шин, описанную в JIS D4230, и характеристики сопротивления износу оценивались посредством измерения объемного износа плечевого участка протектора шины и сравнения результатов измерений после пробега шины в 10000 км с постоянной скоростью под нагрузкой 4 кН. Результаты оценки представлены в виде индексов в таблице 2, где результат оценки объемного износа контрольной шины 2 был принят за 100 и меньший индекс означает лучшую характеристику.
Оценка шумовых характеристик
Шумовые характеристики каждой шины оценивались таким же способом, как и в примере 1. Результаты представлены в виде индексов в таблице 2, где эффект снижения шумности контрольной шины 2 был принят за 100 и меньший индекс означает лучшую характеристику.
В таблице 2 продемонстрировано, что сопротивление качению снижается в шинах согласно настоящему изобретению, в то время как характеристики износостойкости, шумовые характеристики и характеристики стабильности рулевого управления поддерживаются на должном уровне в сравнении со сравнительными шинами и обычными шинами.
Перечень ссылочных позиций
1 Сердечник борта шины
2 Каркас
3a, 3b Наклонный брекерный слой
3 Наклонный слой
4а, 4b Кольцевой брекерный слой
4 Кольцевой брекер
6 Протектор
7 Применяемый обод
10, 20, 30, 40 Пневматическая шина
CL Экватор шины
С Область с высокой жесткостью
TW Ширина контакта протектора
SW Ширина сечения шины