СПОСОБ РЕМОНТА РАДИАЛЬНОЙ ШИНЫ, ОТРЕМОНТИРОВАННАЯ РАДИАЛЬНАЯ ШИНА И РЕЗИНОВАЯ ЗАПЛАТА
METHOD OF RADIAL TIRE REPAIR, REPAIRED RADIAL TIRE AND RUBBER PATCH

Данное изобретение относится к способу ремонта радиальной шины и отремонтированной радиальной шине и, в частности, - к способу ремонта радиальной шины, который увеличивает долговечность резиновой заплаты, прикрепляемой к поврежденной части слоя каркаса с внутренней стороны шины, и который увеличивает срок службы отремонтированной шины.
В радиальных шинах, в особенности шинах сверхбольших размеров, таких как шины строительных автомашин, может образоваться боковой порез в результате наезда на острый камень, или большой выступающий предмет, или аналогичный объект, и нить корда слоя в слое каркаса шины может быть порвана вместе с резиной слоя на бортовой части шины. В некоторых случаях разрыв может также достигать внутреннего герметизирующего слоя на внутренней стороне шины.
1
Один способ ремонта радиальной шины, поврежденной таким образом, заключается в использовании резиновой заплаты, образованной армированным листом, в котором множество армирующих элементов (нитей корда заплаты), расположенных параллельно друг другу, покрыты резиной. Резиновая заплата крепится с помощью клея с внутренней стороны шины до поврежденной части слоя каркаса, где слой каркаса был порван, чтобы укрепить поврежденную часть с помощью нитей корда заплаты. Типичный традиционный способ применения этого метода будет описан со ссылкой на фиг.8. На фиг.8 показан вид в плане бортовой части изнутри шины, показывающей прозрачно слой 5а каркаса и резиновую заплату 40, прикрепленную к слою каркаса. Радиальное направление шины обозначено буквой R. Среди множества нитей корда 6 слоя в слое 5a определенное число нитей корда 6а слоя порваны. Отметим, что нити корда 6а слоя проходят радиально от внутренней стороны к наружной стороне в радиальном направлении R шины. Прямоугольная резиновая заплата 40, прикрепленная к поврежденной зоне, представляет собой кордовый резиновый покрывающий слой, в котором множество нитей корда 41 заплаты, расположенных параллельно друг другу, покрыты резиной и были подвержены вулканизации. Резиновая заплата 40 крепится к поврежденной зоне таким образом, что нити корда 41 заплаты располагаются параллельно радиальному направлению шины (на фиг.8 направлению, в котором проходит средняя нить корда из числа трех порванных нитей корда), и таким образом, что верхняя сторона 42а и нижняя сторона 42b квадрата проходят в направлении вдоль окружности шины.
В документе JP 2162029 A описан способ усиления, использующий резиновую заплату, которая включает в себя часть металлокордового резинового слоя с множеством металлических нитей корда, покрытых резиной. Причем резиновая заплата крепится путем внедрения этой части в поврежденную зону, в которой слой каркаса разорван, так что металлические нити корда соединяют разорванную часть разорванных нитей корда слоя.
В результате исследования заявитель обнаружил, что следующие проблемы возникают при использовании способа, проиллюстрированного на фиг.8. На фиг.8 внутренние концы 41а множества нитей корда 41 заплаты в радиальном направлении расположены на прямой линии вдоль нижней стороны 32b квадрата. Поврежденная часть (конец) нитей корда заплаты прикреплена слабо к окружающей резине. Кроме того, концы 41а расположены непрерывно на прямой линии, делая промежуток между поврежденной частью каждой нити корда 41 заплаты узким. В этом случае если отслоение от окружающей резины происходит на одном из концов 41а, трещина легко распространяется на соседние концы. В результате этого отслоение происходит на множестве концов 41а, вызывая вновь повреждение на части, отремонтированной резиновой заплатой 40. Поскольку промежуток между концами 41а более узкий, трещины распространяются более легко, и поскольку длина прямой линии возрастает, повреждение происходит раньше.
В случае радиальной шины, как описано выше, нити корда 6 слоя проходят радиально от внутренней поверхности к наружной поверхности в радиальном направлении R шины. Следовательно, в порванных нитях корда 6а слоя расстояние y1 в направлении вдоль окружности шины концов порванных нитей корда на внутренней стороне в радиальном направлении шины короче, чем расстояние х1 в направлении вдоль окружности шины концов порванных нитей корда на наружной стороне в радиальном направлении шины. Соответственно, когда длина верхней стороны 42а нитей корда заплаты установлена соответствующим образом с точки зрения обеспечения армирующего эффекта (например, в три раза больше расстояния х1), нижняя сторона 42b квадрата имеет такую же длину, как верхняя сторона, и при этом имеет лишнюю длину с точки зрения обеспечения армирующего эффекта. Иными словами, на внутренней кромке в радиальном направлении шины большее число концов, чем необходимо с точки зрения обеспечения армирующего эффекта, расположены на прямой линии.
Кроме того, способ ремонта, проиллюстрированный на фиг.8, требует определенного количества времени, чтобы зачистить (отшлифовать) со всех сторон поврежденную часть и приклеить резиновую заплату с помощью клея. Из-за прикрепления резиновой заплаты большего размера, чем необходимо, время ремонта неизбежно увеличивается.
Задачами изобретения являются разработка способа ремонта радиальной шины и радиальная шина, отремонтированная с помощью этого способа, который увеличивает долговечность резиновой заплаты, прикрепленной к поврежденной части слоя каркаса с внутренней стороны шины, и который удлиняет срок службы отремонтированной шины и одновременно сокращает время ремонта.
Отметим, что с помощью способа, описанного в JP 2162029 A, металлические нити корда, внедренные в резиновую заплату, внедряются в порванную часть корда слоя и служат только в качестве замены нитей корда слоя. Никакого эффекта увеличения прочности поврежденной части не достигается с помощью металлических нитей корда, и, следовательно, эффект увеличения прочности даже хуже, чем при использовании способа, показанного на фиг.8.
На основании вышеуказанного согласно изобретению для предотвращения снижения долговечности резиновой заплаты, вызванного отделением концов, было предложено не осуществлять центрирование концов нитей корда заплаты по прямой линии. Кроме того, отсутствие центрирования внутренних концов нитей корда заплаты в радиальном направлении шины по прямой линии не приводит к ухудшению эффекта увеличения прочности.
Ввиду вышеуказанной задачи изобретение имеет следующие особенности.
(1) Способ ремонта радиальной шины, включающей в себя протекторную часть, пару бортовых частей, проходящих внутрь в радиальном направлении от каждой кромки протекторной части, ободовые части, которые проходят соответственно от бортовых частей внутрь в радиальном направлении шины, и каркас, имеющий по меньшей мере один радиальный слой каркаса с множеством нитей корда слоя, покрытых резиной слоя, причем слой каркаса проходит тороидально поперек ободовых частей, бортовых частей и протекторной части, причем по меньшей мере одна нить корда слоя порвана вместе с резиной слоя у одной из бортовых частей, причем этот способ включает в себя этап крепления резиновой заплаты с внутренней стороны шины до поврежденной части слоя каркаса с порванной нитью корда слоя, причем резиновая заплата включает в себя армированный лист с множеством армирующих элементов, расположенных параллельно друг другу и покрытых резиной, причем резиновая заплата крепится таким образом, что армирующие элементы расположены параллельно радиальному направлению шины и что внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины расположены таким образом, чтобы они по меньшей мере частично имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины.
(2) Предпочтительно, промежуток между армирующими элементами является более узким, чем промежуток между нитями корда слоя.
(3) Предпочтительным является то, что резиновая заплата имеет по существу трапецеидальную форму; и резиновая заплата крепится таким образом, что из пары параллельных сторон резиновой заплаты длинная сторона расположена наружу в радиальном направлении шины, а короткая сторона расположена внутрь в радиальном направлении шины, и таким образом, что длинная сторона и короткая сторона проходят в направлении окружности шины.
(4) Целесообразным является то, что на виде в плане бортовой части изнутри шины, прозрачно показывающем слой каркаса, ближайший к внутренней поверхности шины, зона, соединяющая четыре конца двух порванных нитей корда слоя из числа порванных нитей корда слоя, наиболее отделенная в направлении окружности шины, определяется как поврежденная зона, а самой наружной стороной и самой внутренней стороной в радиальном направлении шины являются соответственно верхняя сторона длиной x и нижняя сторона длиной у; кромки резиновой заплаты, проходящие вдоль длины верхней стороны, расположены на расстоянии (2 до 4)×(x/2) от центра P верхней стороны; кромки резиновой заплаты, проходящие вдоль длины нижней стороны, расположены на расстоянии (2 до 4)×(y/2) от центра Q нижней стороны; и кромки резиновой заплаты, проходящие вдоль линии PQ, находятся на расстоянии (2 до 4)×(z/2) от центра М сегмента линии PQ, имеющего длину z.
(5) Согласно изобретению угол пересечения между армирующими элементами в каждом армированном листе и линией PQ, соединяющей центр Р верхней стороны с центром Q нижней стороны, составляет по меньшей мере 0° и максимально 30°.
(6) Резиновая заплата представляет собой невулканизированную резину; и после крепления резиновой прокладки частичная вулканизация производится на поврежденной части.
(7) Способ дополнительно включает в себя этапы: удаления боковой резины вокруг поврежденной части вдоль бортовой части снаружи шины до тех пор, пока не обнажится слой каркаса; и удаления резины внутреннего герметизирующего слоя вокруг поврежденной части вдоль бортовой части изнутри шины до тех пор, пока не обнажится слой каркаса; и затем последовательно: крепления резиновой заплаты к поврежденной части слоя каркаса; и нанесения новой боковой резины вокруг поврежденной части снаружи шины.
(8) Предпочтительно, способ дополнительно содержит этапы: подготовки двух кусков резиновых заплат в расчете на одну поврежденную часть; удаления боковой резины вокруг поврежденной части вдоль бортовой части снаружи шины; удаления резины внутреннего герметизирующего слоя вокруг поврежденной части вдоль бортовой части изнутри шины для обнажения кромок, образованных разрывом в слое каркаса; и соответственно крепления резиновых заплат с внутренней стороны и наружной стороны радиальной шины в местах, где боковая резина и резина внутреннего герметизирующего слоя удалены с поврежденной части, таким образом, что резиновые заплаты внедряются в кромки и удерживают кромки, образованные разрывом в слое каркаса.
(9) Резиновая заплата, прикрепленная с наружной стороны радиальной шины, имеет больший размер, чем резиновая заплата, прикрепленная с внутренней стороны радиальной шины.
(10) Предпочтительно, когда производят крепление резиновых заплат соответственно с внутренней стороны и наружной стороны радиальной шины, продольное направление армирующих элементов в каждой из резиновых заплат центрируют относительно продольного направления порванных нитей корда слоя.
(11) Угол пересечения между нитями корда слоя и каждым из армирующих элементов в резиновых заплатах составляет по меньшей мере 0° и максимально 30°.
(12) Другим объектом изобретения является радиальная шина, отремонтированная с помощью способа по любому из пп.(8)-(11).
(13) Еще одним объектом изобретения является отремонтированная радиальная шина, включающая в себя протекторную часть, пару бортовых частей, проходящих внутрь в радиальном направлении шины от каждой кромки протекторной части, ободовые части, которые проходят соответственно от бортовых частей внутрь в радиальном направлении шины, и каркас, имеющий по меньшей мере один радиальный слой каркаса с множеством нитей корда слоя, покрытых резиной слоя, причем слой каркаса проходит тороидально поперек ободовых частей, бортовых частей и протекторной части, причем по меньшей мере одна нить корда слоя в слое каркаса разорвана вместе с резиной слоя в одной из бортовых частей; резиновая заплата прикреплена с внутренней стороны шины к поврежденной части слоя каркаса с оборванной нитью корда слоя, причем резиновая заплата включает в себя армированный лист с множеством армирующих элементов, расположенных параллельно друг другу и покрытых резиной; резиновая заплата прикреплена таким образом, что армирующие элементы расположены параллельно радиальному направлению шины, при этом внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины расположены таким образом, чтобы они по меньшей мере частично имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины.
(14) Предпочтительным является то, что промежуток между армирующими элементами более узкий, чем промежуток между нитями корда слоя.
(15) Резиновая заплата имеет по существу трапецеидальную форму; и резиновая заплата прикреплена таким образом, что из пары параллельных сторон резиновой заплаты длинная сторона расположена наружу в радиальном направлении шины, а короткая сторона расположена внутрь в радиальном направлении шины, и что длинная сторона и короткая сторона проходят в направлении окружности шины.
(16) Предпочтительно, на виде в плане части боковой стенки изнутри шины, прозрачно показывающем слой каркаса, ближайший к внутренней поверхности шины, зона, соединяющая четыре конца порванных нитей корда двух порванных нитей корда слоя из числа порванных нитей корда, наиболее отделенных в направлении окружности шины, определяется как поврежденная зона, а самой наружной стороной и самой внутренней стороной в радиальном направлении шины являются соответственно верхняя сторона длиной x и нижняя сторона длиной у; причем кромки резиновой заплаты, расположенные вдоль длины верхней стороны, находятся на расстоянии (2 до 4)×(x/2) от центра Р верхней стороны; кромки резиновой заплаты, расположенные вдоль длины нижней стороны, находятся на расстоянии (2 до 4)×(y/2) от центра Q нижней стороны; и кромки резиновой заплаты, расположенные вдоль линии PQ, находятся на расстоянии (2 до 4)×(z/2) от центра М сегмента линии PQ, имеющего длину z.
(17) Угол пересечения между армирующими элементами в каждом армированном листе и линией PQ, соединяющей центр Р верхней стороны с центром Q нижней стороны, составляет по меньшей мере 0° и максимально 30°.
(18) Объектом изобретения является также резиновая заплата для ремонта радиальной шины, содержащая: по меньшей мере один армированный лист с множеством армирующих элементов, проходящих параллельно друг другу и покрытых резиной, причем среди концов армирующих элементов концы по меньшей мере на одной стороне армирующих элементов расположены таким образом, чтобы они по меньшей мере частично имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от данной линии.
(19) Предпочтительным является то, что концы армирующих элементов распределены вдоль всех сторон резиновой заплаты.
Согласно данному изобретению резиновая заплата прикрепляется таким образом, что внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины расположены так, чтобы они по меньшей мере частично имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины. Следовательно, внутренние концы нитей корда заплаты в радиальном направлении шины не отцентрированы по прямой линии. В результате этого имеется возможность увеличить долговечность резиновой заплаты, прикрепленной к поврежденной части слоя каркаса с внутренней стороны шины, и увеличить срок службы отремонтированной шины. Кроме того, поскольку внутренние концы в радиальном направлении расположены, как описано выше, время ремонта может быть сокращено по сравнению с использованием квадратной заплаты, показанной на фиг.8, поскольку резиновая заплата не крепится к не необходимой части с целью обеспечения эффекта увеличения прочности.
Данное изобретение будет описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее.
На фиг.1 показан вид в поперечном разрезе, выполненном в направлении ширины, половины типичной отремонтированной радиальной шины согласно данному изобретению.
На фиг.2 показан слева в увеличенном масштабе вид поврежденной части в каркасе 5 бортовой части, изображенной на фиг.1, а справа дан вид поврежденной части с внутренней стороны шины, показывающий пунктирной линией поврежденную часть 7 слоя каркаса, имеющую прикрепленную к ней резиновую заплату 10, и показывающий граничной линией на наружной поверхности шины боковую резиновую часть 33, которая была заново наложена во время ремонта.
На фиг.3 приведена схема, иллюстрирующая типичный способ ремонта радиальной шины согласно данному изобретению, причем на виде (а) показано состояние, в котором радиальная шина 1 получила боковой порез на бортовой части 3 и слой 5а каркаса порван, на виде (b) показано состояние, в котором боковые резиновые части 30 вокруг поврежденной части 7 были удалены снаружи шины до тех пор, пока не обнажился слой каркаса, на виде (с) показано состояние, в котором резиновые части 31 внутреннего герметизирующего слоя вокруг поврежденной части 7 были удалены изнутри шины до тех пор, пока не обнажился слой каркаса, на виде (d) показано состояние, в котором новая боковая резиновая часть 33 вокруг поврежденной части 7 была нанесена снаружи шины, и на виде (е) показано состояние, в котором резиновая заплата 10, изготовленная интегрально с новой частью 34 внутреннего герметизирующего слоя, была прикреплена к поврежденной части 7.
На фиг.4 показаны слой 5а каркаса, ближайший к внутренней поверхности шины в бортовой части на внутренней поверхности шины, и резиновая заплата 10, прикрепленная к слою каркаса, с нитями корда 6 слоя, изображенными сплошной линией, и нитями корда 11 заплаты, изображенными пунктирной линией, для иллюстрации взаимного расположения между нитями корда 6 слоя и нитями корда 11 заплаты, хотя они покрыты резиной.
На фиг.5 дана схема, показывающая только резиновую заплату 10 на виде с поперечным разрезом, выполненным воль линии 1-1 фиг.4.
На фиг.6 дана структурная схема, иллюстрирующая размер резиновой заплаты 10 относительно поврежденной зоны 8.
На фиг.7 показаны приблизительно трапецеидальные формы резиновой заплаты, которая может быть использована в данном изобретении, причем на виде (а) показана трапеция с закругленными вершинами, на виде (b) показана трапеция с закругленными вершинами и изогнутыми параллельными сторонами, а на виде (с) показана трапеция, у которой вершины закруглены и две боковые стороны, отличные от двух параллельных сторон, изогнуты.
1
На фиг.8, подобно фиг.4, дан вид в плане части боковой стенки изнутри шины, прозрачно показывающий слой 5a каркаса и резиновую заплату 10, прикрепленную к слою каркаса, для радиальной шины, отремонтированной с помощью традиционного способа для ремонта радиальной шины.
На фиг.9 показан вид в плане резиновой заплаты, выполненной согласно данному изобретению, показывающий ряд армирующих элементов 51, расположенных внутри армированного листа 50, изображенных пунктирными линиями.
На фиг.10 представлена схема в поперечном разрезе (половина схемы), выполненном в направлении ширины радиальной шины, которая была отремонтирована с использованием способа ремонта, который служит в качестве примера осуществления данного изобретения.
На фиг.11(а) показан вид в плане, показывающий пример резиновой заплаты, которая может быть использована в способе ремонта данного изобретения, а на виде (b) дан вид в поперечном разрезе, выполненном вдоль линии J-J фиг.11(а).
На фиг.12(а)-(е) показаны в увеличенном масштабе виды в поперечном разрезе поврежденной части в радиальной шине, изображенной на фиг.10, иллюстрирующие этапы способа ремонта, который служит в качестве примера осуществления данного изобретения.
На фиг.13 показан вид в плане резиновой заплаты, показывающий размер и другие особенности резиновой заплаты, пригодной для ремонта поврежденной зоны.
На фиг.14(а) показана форма резиновой заплаты в сравнительном примере 20, а на видах (b)-(е) показана форма резиновой заплаты в примерах 21-24.
Данное изобретение будет теперь описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Отметим, что, как общее правило, одинаковые составляющие элементы имеют одинаковые условные обозначения и их дополнительное описание будет опущено.
На фиг.1 показана типичная радиальная шина, отремонтированная согласно данному изобретению. Радиальная шина 1, ремонт которой производится с помощью способа данного изобретения, имеет протекторную часть 2 (показана только на половине шины), пару бортовых частей 3 (показана только одна), проходящих внутрь в радиальном направлении шины от каждой кромки протекторной части 2, ободовые части 4 (показана только одна), которые проходят соответственно от бортовых частей 3 внутрь в радиальном направлении шины, и каркас 5 по меньшей мере с одним радиальным слоем 5а каркаса (один слой, показанный на фиг.1), проходящий тороидально поперек ободовых частей 4, бортовых частей 3 и протекторной части 2. Слой 5а представляет собой покрытый резиной слой корда, в котором множество нитей корда 6 покрыты резиной слоя. Сталь, органические волокна и аналогичные материалы являются примерами материала нитей корда. Нити корда 6 расположены под углом, составляющим от 70° до 90° относительно направления окружности шины. Натуральный каучук, синтетический каучук, сажа и аналогичные материалы являются примерами материала для резины слоя, и его твердость (далее твердость по JIS-A согласно стандарту JIS-K-6253) составляет приблизительно от 40 до 80 единиц.
В одной из бортовых частей 3, когда по меньшей мере одна нить корда 6а слоя (на фиг.4 изображено три нити корда) в слое 5а каркаса оборвана вместе с резиной слоя, применяется способ ремонта данного изобретения. Вариант осуществления способа ремонта данного изобретения будет описан вместе с его результатами.
Вариант 1 осуществления изобретения: способ ремонта радиальной шины
Вначале будет описан способ ремонта согласно данному варианту осуществления изобретения. На фиг.3(а) показано состояние, в котором радиальная шина 1 получила боковой разрез в одной из бортовых частей 3 и слой 5а каркаса был порван. На фиг.3(а) разрез достиг внутреннего герметизирующего слоя на внутренней поверхности шины. Условным обозначением 5 обозначена поврежденная часть слоя каркаса.
Во-первых, выполняется этап по удалению боковых резиновых частей 30 вокруг поврежденной части 7 снаружи шины до тех пор, пока не обнажится слой 5а каркаса. В случае нескольких слоев удаление выполняется до тех пор, пока не обнажится самый наружный слой в направлении ширины шины. Удаление боковых резиновых частей 30 может выполняться, например, с помощью станка для восстановления протекторного рисунка, а окончательная обработка может выполняться путем шлифования или аналогичного способа вплоть до обнажения слоя 5а каркаса. На фиг.3(b) показано состояние после выполнения операций удаления. Натуральный каучук, синтетический каучук, сажа и аналогичные материалы являются примерами материала для боковой резины. Толщина составляет от 30 до 70 единиц JIS-A, и боковая резина является более мягкой, чем резина слоя.
Затем выполняется этап по удалению резиновых частей 31 внутреннего герметизирующего слоя вокруг поврежденной части 7 изнутри шины до тех пор, пока не обнажится слой 5а каркаса. В случае нескольких слоев удаление выполняется до тех пор, пока не обнажится самый внутренний слой в направлении ширины шины. Удаление резиновых частей 31 внутреннего герметизирующего слоя может осуществляться аналогично удалению боковых резиновых частей 30. Для последующего крепления резиновой заплаты 10 к обнаженной поверхности после удаления резиновых частей 31 внутреннего герметизирующего слоя предпочтительно выполняется окончательная обработка путем шлифования, чтобы сформировать соответствующую шероховатость поверхности. На фиг.3(с) показано состояние после удаления. Высоковоздухонепроницаемый бутилкаучук является примером материала для изготовления внутреннего герметизирующего слоя, и внутренний герметизирующий слой является еще более мягким, чем боковая резина.
Затем выполняется этап нанесения новой боковой резиновой части 55 вокруг поврежденной части 7 снаружи шины. Новая боковая резиновая часть 33 является невулканизированной мягкой резиной и может наноситься, например, шпателем, так чтобы заполнить поврежденную часть 7 и бортовую часть. На фиг.3(d) показано состояние после нанесения. Новая боковая резиновая часть 33 предпочтительно изготовлена из того же материала, что и до ремонта.
Затем выполняется этап крепления резиновой заплаты 10 к поврежденной части 7 слоя каркаса с внутренней стороны шины. В этом варианте осуществления данного изобретения резиновая заплата 10 изготавливается заранее вместе с интегральной новой резиновой частью 34 внутреннего герметизирующего слоя и прикрепляется к поврежденной части 7 с помощью клея или аналогичного вещества. Новая резиновая часть 34 внутреннего герметизирующего слоя предпочтительно представляет собой тот же самый бутилкаучук, что и до ремонта. На фиг.3(е) показано состояние после крепления резиновой заплаты 10. Новая боковая резиновая часть 33 может наноситься снаружи шины после крепления резиновой заплаты 10. Путем удаления резины вокруг поврежденной части 7 перед креплением резиновой заплаты 10, как это делается в данном варианте осуществления изобретения, резиновую заплату 10 можно надежно и легко прикреплять к слою 5а каркаса.
Как показано на фиг.4 и 5, резиновая заплата 10 образована армированным листом 10а, который представляет собой кордовый резиновый покрывающий слой, в котором множество армирующих элементов 11 расположены параллельно друг другу и покрыты резиной. Отметим, что в данном изобретении «множество армирующих элементов, расположенных параллельно друг другу» не ограничивает число армирующих элементов, расположенных параллельно друг другу в строгом математическом смысле, но скорее означает, что армирующие элементы проходят в одном и том же направлении. Натуральный каучук, синтетический каучук, сажа и подобные материалы являются примерами материала для резинового покрытия армирующих элементов. Твердость составляет приблизительно от 40 до 80 единиц по JIS-A, и в частности резина предпочтительно является такой же, как резина, используемая в слое каркаса. Число армирующих элементов 11 не ограничено, лишь бы они были элементами, которые усиливают прочность поврежденной части, и они могут представлять собой не только витые нити корда, но также отдельную нить или множество не скрученных нитей. Предпочтительным примером армирующего элемента 11 является сверхтонкая нейлоновая нить корда с диаметром нити, составляющим от 0,4 до 1,5 мм. Модуль упругости при растяжении предпочтительно представляет собой средний модуль упругости при удлинении от x/2 до 2х/3 (%) относительно удлинения при растяжении на разрыв x (%). Модуль упругости при растяжении составляет, например, 5 ГПа и предпочтительно от 3,0 до 7,0 ГПа. Армирующие элементы 11 предпочтительно являются более тонкими, чем нити корда слоя. Это объясняется тем, что если использовать тот же самый материал и такой же диаметр, как и у нитей корда слоя, то армирующие элементы испытывают слишком большое растягивающее напряжение, приводя к тому, что их концы легко отделяются.
Резиновая заплата 10 не внедрена в поврежденную часть 7, а скорее крепится как армированный лист изнутри шины, так чтобы покрыть всю поврежденную часть 7 (правая сторона фиг.2). Следовательно, резиновая заплата 10 представляет собой плоский лист.
До крепления резиновая заплата 10 предпочтительно представляет собой невулканизированную резину, а после выполнения этапа крепления резиновой заплаты 10 частичная вулканизация предпочтительно выполняется на поврежденной части 7. Благодаря использованию невулканизированной резины, резиновую заплату можно прикреплять точно к поверхности поврежденной части и затем вулканизировать для предотвращения того, что пузырьки воздуха останутся вокруг поврежденной части. Кроме того, даже если резиновая заплата крепится до ее вулканизации, частичную вулканизацию необходимо выполнить на поврежденной части для вулканизации вновь накладываемой боковой резиновой части 33 и т.п. Следовательно, предварительная вулканизация резиновой заплаты не является предпочтительной, поскольку в этом случае резиновая заплата 10 окажется вулканизированной в большей степени, чем это необходимо.
На левой стороне фиг.2 показана в увеличенном виде отремонтированная часть в радиальной шине, отремонтированной таким образом. В этом варианте осуществления данного изобретения резиновая заплата имеет трапецеидальную форму, как показано на правой стороне фиг.2 и на фиг.4. Резиновая заплата 10 крепится таким образом, что из пары параллельных сторон 12а и 12b резиновой заплаты 10 длинная сторона 12а расположена наружу в радиальном направлении шины, короткая сторона 12b расположена внутрь в радиальном направлении шины, и длинная сторона 12а и короткая сторона 12b проходят в направлении окружности шины. На фиг.4 радиальное направление шины указано условным обозначением R. В резиновой заплате 10 трапецеидальной формы армирующие элементы 11 расположены таким образом, что они проходят в направлении, перпендикулярном длинной стороне 12а и короткой стороне 12b. Следовательно, резиновая заплата 10 крепится таким образом, что армирующие элементы 11 располагаются параллельно радиальному направлению R шины (в данном варианте осуществления изобретения направлению, в котором проходит средняя нить корда из трех порванных нитей корда 6а слоя).
Далее описана характерная конструкция данного варианта осуществления изобретения. Благодаря расположению вышеописанных армирующих элементов 11, форме резиновой заплаты 11 и тому, каким образом прикрепляется резиновая заплата 10, внутренние концы армирующих элементов 11 в радиальном направлении шины распределены вдоль трапеции среди концов 11а на левой стороне фиг.4, концов 11b на короткой стороне 12b и концов 11с на правой стороне фиг.4. В результате этого концы 11а, концы 11b и концы 11с располагаются таким образом, чтобы они имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины, обозначенной символом X. Соответственно, как показано на фиг.8, не все внутренние концы 11а, 11b и 11с армирующих элементов отцентрированы по прямой линии. В этом случае концы 11а и концы 11с расположены с более широкими промежутками, чем концы 11b, и даже если у этих концов образуется трещина, эта трещина распространяется в меньшей степени, чем трещина, образующаяся у концов 11b. Кроме того, даже если трещина образуется у концов 11b, эта трещина не легко распространяется к концам 11а или концам 11с. Таким образом, имеется возможность увеличить долговечность резиновой заплаты 10 и увеличить срок службы отремонтированной шины 1.
Кроме того, поскольку нити корда 6 слоя проходят радиально, поврежденная часть 7 имеет форму перевернутой трапеции. Соответственно, крепление резиновой заплаты 10 такой же формы таким же образом, как перевернутая трапеция, позволяет прикреплять резиновую заплату 10 образом, необходимым и достаточным для обеспечения эффекта усиления прочности. Время ремонта может быть в результате этого уменьшено по сравнению с фиг.8, поскольку нет необходимости прикреплять слишком большую резиновую заплату.
Как показано на фиг.4, промежуток между армирующими элементами 11 предпочтительно является более узким, чем промежуток между нитями корда слоя. Это сделано для того, чтобы армирующие элементы 11 надежно увеличивали прочность поврежденной части 7. В случае нейлоновых нитей корда, имеющих модуль упругости при растяжении 5 ГПа, с диаметром нити 1,2 мм, количество внедренных нитей корда заплаты составляет предпочтительно от 2,5 до 5,8 нитей/см, причем более предпочтительно от 3,3 до 5,0 нитей/см. Эти диапазоны выбраны, поскольку величина по меньшей мере 2,5 нитей/см обеспечивает эффект более надежного увеличения прочности, а максимальная величина 5,8 нитей/см более надежно обеспечивает эффект предотвращения отделения.
Тогда как армирующие элементы 11 расположены параллельно друг другу, нити корда 6 слоя проходят радиально. Следовательно, за исключением средней нити корда слоя из трех порванных нитей корда 6а слоя, не все армирующие элементы 11 расположены параллельно нитям корда слоя. Эта конфигурация более предпочтительна, чем расположение армирующих элементов 11 также радиально, поскольку достигается значительный эффект усиления прочности. Отметим, что пересечение между армирующими элементами и нитями корда слоя будет дополнительно описано ниже со ссылкой на фиг.6.
Как показано на фиг.5, с целью обеспечения эффекта увеличения прочности резиновая заплата 11 предпочтительно сформирована слоями армированных листов 10а. Когда в качестве армирующих элементов 11 используются нейлоновые нити корда с диаметром сердечника 1,2 мм, с целью обеспечения эффекта увеличения прочности предпочтительно обеспечиваются приблизительно от четырех до шести слоев.
1
1
2
Далее подходящий размер прикрепляемой резиновой заплаты 10 будет описан со ссылкой на фиг.6. Путем фокусирования внимания на порванных нитях корда 6а слоя поврежденная часть 7 теперь определена более точно. Как показано на фиг.3a, поврежденная часть 7 относится к полости, в которой нити корда слоя и резина слоя порваны в слое 5а каркаса. С другой стороны, фокусируя внимание на порванных нитях корда 6а слоя в данном изобретении на виде в плане бортовой части 3 изнутри шины, прозрачно показывающем слой 5а каркаса (в случае нескольких слоев слой каркаса 5a, ближайший к внутренней поверхности шины), зона, соединяющая четыре конца 21, 22, 24 и 23 порванных нитей корда двух нитей 6a и 6а корда из порванных нитей корда 6а, наиболее разделенных в направлении окружности шины, определяется как поврежденная зона 8. Самая наружная сторона и самая внутренняя сторона поврежденной зоны 6 в радиальном направлении шины соответственно определены как верхняя сторона 25 (длиной x) и нижняя сторона 26 (длиной y). Кромки 13а и 13b резиновой заплаты 10, расположенные вдоль длины верхней стороны 25, предпочтительно находятся на расстоянии (2 до 4)×(x/2) от центра Р верхней стороны 25. На фиг.6 позиции на расстоянии 2×(x/2) от центра Р указаны условным обозначением Р', а позиции на расстоянии 4×(x/2) от центра Р указаны условным обозначением Р″. Соответственно кромки 13а и 13b расположены между Р' и Р″. Аналогично, кромки 14а и 14b резиновой заплаты 10, расположенные вдоль длины нижней стороны 26, предпочтительно находятся на расстоянии (2 до 4)×(y/2) от центра Q нижней стороны 25. На фиг.6 позиции на расстоянии 2×(y/2) от центра Q указаны условным обозначением Q', а позиции на расстоянии 4×(y/2) от центра Q указаны условным обозначением Q″. Соответственно кромки 14а и 14b расположены между Q' и Q″. Кроме того, кромки 15а и 15b резиновой заплаты 10, расположенные вдоль линии PQ, находятся на расстоянии (2 до 4)×(z/2) от центра М сегмента линии PQ (длиной z). На фиг.6 позиции на расстоянии 2×(z/2) от центра М указаны условным обозначением А, а позиции на расстоянии 4×(z/2) от центра М указаны условным обозначением В. Множительный коэффициент 2 или больше для этих позиций позволяет обеспечить более надежное увеличение прочности поврежденной зоны 8, тогда как крепление большой резиновой заплаты, которая превышает коэффициент 4, не обеспечивает эффекта дополнительного увеличения прочности, а вместо этого увеличивает время ремонта из-за ремонта не необходимой зоны. Таким образом, предпочтительно прикрепляется резиновая заплата с размером, превышающим от двух до четырех раз размер поврежденной зоны 8.
Далее пересечение между армирующими элементами 11 и нитями корда 6 дополнительно описано ниже со ссылкой на фиг.6. В этом варианте осуществления данного изобретения угол пересечения 9 между армирующими элементами 11 и линией PQ, соединяющей центр Р верхней стороны 25 с центром Q нижней стороны 26, составляет предпочтительно 0° и максимально 30°. Когда число поврежденных нитей корда 6а слоя является нечетным, как показано на фиг.6, линия PQ проходит в направлении центральной нити корда из порванных нитей корда 6а слоя. Когда это число является четным, линия PQ проходит в направлении центральной линии между двумя нитями корда слоя в середине. На фиг.4 показан случай, когда θ=0°. Расположение армирующих элементов параллельно нитям корда слоя не является предпочтительным, поскольку армирующие элементы испытывают слишком большое растягивающее напряжение. В этом варианте осуществления данного изобретения армирующие элементы являются непараллельными относительно почти всех нитей корда слоя. Следовательно, когда θ=0°, достаточный эффект увеличения прочности обеспечивается благодаря эффекту переплетения между нитями корда слоя и армирующими элементами. С другой стороны, если угол 9 превышает 30°, эффект переплетения ослабляется, и, следовательно, угол, составляющий максимум 30°, является предпочтительным.
Когда резиновая заплата сформирована путем наложения слоев множества армированных листов 10а, угол пересечения когда 9 армирующих элементов 11 в каждом армированном листе составляет предпочтительно по меньшей мере когда 0° и максимум 30°. В этом случае армированные листы предпочтительно наклонены последовательно, например, в противоположном направлении относительно линии PQ, т.е. под углом +15°, -15°, +15°…. В альтернативном варианте может повторяться последовательность +15°, 0°, -15°. Отметим, что армирующие элементы в каждом слое расположены в вышеуказанном угловом соотношении перед креплением к поврежденной зоне и частичной вулканизацией.
Способ ремонта согласно изобретению может применяться к любой радиальной шине, и все же он эффективен, когда применяется к шинам сверхбольшого размера, таким как шины строительных автомашин, которые наиболее часто страдают от больших боковых порезов и которые имеют высокую стоимость шины.
Вариант 2 осуществления изобретения: способ ремонта радиальной шины
В Варианте 1 осуществления данного изобретения показан пример крепления трапецеидальной резиновой заплаты 10, однако вместо точно трапецеидальной формы резиновая заплата 10 может иметь приблизительно трапецеидальную форму, в которой вершины и стороны немного закруглены. На фиг.7(а)-7(с) показаны такие примеры. В отношении всего прочего Вариант 2 осуществления данного изобретения аналогичен Варианту 1 осуществления данного изобретения.
Вариант 3 осуществления изобретения: другие способы ремонта
Резиновая заплата, используемая в данном изобретении, не ограничена в том отношении, что она обязательно должна быть приблизительно трапецеидальной формы. При условии, что резиновая заплата, в которой концы армирующих элементов расположены вдоль всех сторон, может быть выполнена таким образом, что внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины не отцентрированы в прямую линию, резиновая заплата может иметь любую форму и может прикрепляться любым образом.
Вариант 4 осуществления изобретения: отремонтированная радиальная шина
Вариант 4 осуществления данного изобретения представляет собой радиальную шину 1, отремонтированную с помощью способа ремонта, проиллюстрированного выше. На фиг.1 показана схема половины шины в поперечном разрезе, выполненном в направлении ширины шины этой радиальной шины. Поскольку большинство особенностей были описаны в Варианте 1 осуществления данного изобретения, их дальнейшее описание опускается. Условным обозначением 32, однако, обозначена лента, обеспеченная наружу в радиальном направлении шины и изготовленная из одного или нескольких слоев кордового резинового покрытия. Примерами нитей корда являются стальные нити корда или нити корда из органических волокон.
В отремонтированной радиальной шине 1 резиновая заплата крепится таким образом, что армирующие элементы 11 располагаются параллельно радиальному направлению R шины, и так, что внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины расположены так, чтобы они имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии Х окружности шины. В отношении других характерных особенностей конструкция отремонтированной части отремонтированной шины такая же, как конструкция, описанная в Варианте 1 осуществления данного изобретения.
Вариант 5 осуществления изобретения: резиновая заплата
Вариант 5 осуществления данного изобретения представляет собой резиновую заплату 10 (фиг.4), которая предназначена для ремонта радиальной шины и которая может успешно использоваться в вышеописанном способе ремонта и отремонтированной шине. Резиновая заплата 10 имеет по меньшей мере один армированный лист 10а с множеством армирующих элементов 11, проходящих параллельно друг другу и покрытых резиной. Среди концов армирующих элементов 11 концы 11a, 11b и 11с по меньшей мере на одной стороне армирующих элементов расположены таким образом, чтобы они имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от заданной линии. В этом варианте осуществления данного изобретения конец 11а, конец 11b и конец 11с имеют взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от любой воображаемой линии. Согласно этой конструкции, когда резиновую заплату прикрепляют к поврежденной части, внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины могут быть расположены таким образом, чтобы они не находились на прямой линии, и способ ремонта данного изобретения может быть применен.
В альтернативном варианте резиновая заплата может быть такой, как показано на фиг.9. Резиновая заплата 50, изображенная на фиг.9(а), имеет прямоугольный армированный лист 50а с множеством армирующих элементов 51, образующих угол 45° с каждой стороной и проходящих параллельно друг другу. Таким образом, среди концов каждого из армирующих элементов 51 не все концы 52а и 52b армирующих элементов в нижней части схемы имеют одинаковое расстояние в перпендикулярном направлении от любой воображаемой линии. Резиновая заплата 50 на фиг.9(b) имеет прямоугольный армированный лист 50а, в котором одна из длинных сторон закруглена и изогнута наружу, с множеством армирующих элементов 51, проходящих параллельно коротким сторона и друг другу. В этом случае также не все концы 52 армирующих элементов внизу схемы имеют одинаковое расстояние в перпендикулярном направлении от любой воображаемой линии. Резиновая заплата 50 на фиг.9(с) имеет прямоугольный армированный лист 50а, в котором обе длинные стороны закруглены и изогнуты наружу, с множеством армирующих элементов 51, проходящих параллельно коротким сторонам и друг другу. Этот случай является более предпочтительным, поскольку не только концы 52 армирующих элементов, находящиеся внизу схемы, но также концы армирующих элементов, находящиеся вверху схемы, не все имеют одинаковое расстояние в перпендикулярном направлении от любой воображаемой линии.
Отметим, что из этих резиновых заплат резиновая заплата 10, изображенная на фиг.4, и резиновая заплата 50, изображенная на фиг.9(а), в которых концы армирующих элементов распределены вдоль всех сторон, являются предпочтительными, поскольку эти резиновые заплаты позволяют легко избежать крепления резиновой заплаты к не необходимой части с целью обеспечения эффекта увеличения прочности, тем самым сокращая время ремонта. Кроме того, степень свободы для крепления к поврежденной части возрастает.
Вариант 6 осуществления изобретения: способ ремонта радиальной шины
Если есть какие-либо сомнения относительно увеличения прочности поврежденной части, когда, как в описанном выше способе ремонта, резиновая заплата прикрепляется только для того, чтобы армировать поврежденную часть каркаса с внутренней стороны шины, в особенности, когда поврежденная часть является большой, а также когда нити корда трех или большего числа последовательно расположенных слоев оборваны, существует риск того, что отремонтированная часть вновь будет повреждена до достижения ожидаемого срока износа. С другой стороны, чтобы гарантировать достаточную прочность с помощью этого способа ремонта, необходимо прикреплять резиновую заплату, которая является достаточно большой относительно поврежденной части каркаса, что вызывает необходимость удалять резину на большой области вокруг поврежденной части каркаса и использовать большое количество резины покрытия для покрытия резиновой заплаты. Таким образом, можно ожидать значительного увеличения времени ремонта и стоимости материалов. Поскольку жесткость отремонтированной части может быть меньше, чем окружающих частей, существует риск того, что произойдет новое повреждение, начинающееся в местах с различной жесткостью, таких как концы армирующих элементов в резиновой заплате и концы порванных нитей корда слоя.
Следовательно, еще одна задача данного изобретения - предложить способ ремонта пневматической шины, который позволяет использовать шину до окончания срока износа и который сокращает время ремонта благодаря обеспечению достаточного увеличения прочности, когда выполняется ремонт повреждения шины, вызванного поврежденным каркасом.
Способ ремонта радиальной шины, предназначенный для достижения вышеуказанной цели, представляет собой способ ремонта радиальной шины, включающей в себя протекторную часть, пару бортовых частей, проходящих внутрь в радиальном направлении шины от каждой кромки протекторной части, ободовые части, которые проходят соответственно от бортовых частей внутрь в радиальном направлении шины, и каркас, имеющий по меньшей мере один радиальный слой каркаса с множеством нитей корда слоя, покрытых резиной слоя, причем слой каркаса проходит тороидально поперек ободовых частей, бортовых частей и протекторной части, причем по меньшей мере одна нить корда слоя в слое каркаса разорвана вместе с резиной слоя на одной из бортовых частей. Два куска резиновых заплат, каждая из которых включает в себя множество армирующих элементов, расположенных параллельно друг другу и покрытых резиной, подготавливают в расчете на одну поврежденную часть слоя каркаса с порванным кордом слоя. Боковую резину удаляют вокруг поврежденной части вдоль бортовой части снаружи шины. Резину внутреннего герметизирующего слоя удаляют вокруг поврежденной части вдоль бортовых частей изнутри шины, чтобы обнажить кромки, образованные разрывом в слое каркаса. Резиновые заплаты соответственно прикрепляют с внутренней стороны и наружной стороны радиальной шины в месте, где боковая резина и резина внутреннего герметизирующего слоя были удалены с поврежденной части, так чтобы армирующие элементы располагались параллельно радиальному направлению шины и чтобы внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины располагались так, чтобы они имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины. Резиновые заплаты покрывают и удерживают кромки, образованные обрывом в слое каркаса.
В шине, отремонтированной с помощью этого способа, кромки, образованные обрывом в слое каркаса, покрываются двумя резиновыми заплатами. Таким образом, прочность увеличивается по сравнению со способом ремонта, в котором прикрепляют только одну резиновую заплату к порванной секции слоя каркаса, что позволяет использовать шину до достижения ожидаемого срока износа без того, что отремонтированная секция будет вновь повреждена. Кроме того, поскольку обеспечивается достаточное увеличение прочности благодаря использованию резиновых заплат, надежный ремонт возможен даже в том случае, когда поврежденная часть является большой или когда порваны три или большее число расположенных друг за другом нитей корда слоя. Достаточное увеличение прочности также обеспечивается без увеличения размера резиновой заплаты, как это делается традиционно. Усиленная зона (размер резиновой заплаты) может в результате удерживаться минимального размера, тем самым уменьшая время ремонта и стоимость материалов. Кроме того, поскольку жесткость отремонтированной части может быть сделана эквивалентной жесткости окружающих частей, не происходит никакого повреждения, начинающегося у концов армирующих элементов в резиновых заплатах или краев, образованных разрывом в нити корда. Дополнительно, благодаря креплению резиновых заплат таким образом, что армирующие элементы располагаются параллельно радиальному направлению шины и так, что внутренние концы армирующих элементов в радиальном направлении шины расположены таким образом, чтобы они имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины, промежуток между концами увеличивается. Следовательно, если трещина начинается на конце, трещина не распространяется легко на соседние концы. Соответственно, имеется возможность увеличить долговечность резиновых заплат и удлинить срок службы отремонтированной шины.
В этом способе ремонта радиальной шины резиновая заплата, прикрепляемая с наружной стороны шины, предпочтительно является большей, чем резиновая заплата, прикрепляемая с внутренней стороны шины.
В этом способе ремонта радиальной шины, когда прикрепляют резиновые заплаты соответственно с внутренней стороны и с наружной стороны шины, продольное направление армирующих элементов предпочтительно центрируют относительно продольного направления порванной нити корда слоя.
Кроме того, в этом способе ремонта радиальной шины угол пересечения между нитями корда слоя и армирующими элементами в резиновой заплате составляет по меньшей мере 0° и максимум 30°.
Вариант 6 осуществления данного изобретения, который основан на вышеуказанной конструкции, будет теперь описан подробно.
На фиг.10 условное обозначение 101 обозначает пневматическую шину (далее называемую шиной), т.е. радиальную шину, ремонтируемую с помощью способа ремонта, служащего в качестве примера в этом варианте осуществления данного изобретения. Шина имеет каркас 111, образованный по меньшей мере одним слоем слоя 111a каркаса с множеством нитей корда 109 слоя, покрытых резиной слоя, которые проходят от ободовой части 103 поперек бортовой части 105 к протекторной части 107. Материалом для изготовления нитей корда 109 может быть сталь, органическое волокно или аналогичные материалы, и он не ограничен этими примерами.
Натуральный каучук, синтетический каучук, сажа и подобные материалы являются примерами материала для резины слоя. Твердость резины может устанавливаться приблизительно от 40 до 80 единиц по JIS-A. Далее будет описан способ ремонта поврежденной части в шине 101, в которой образовался боковой разрез, вызвавший обрыв трех нитей корда в слое 111a каркаса.
На фиг.11 показан пример резиновой заплаты, которая может использоваться в качестве армирующего кордового слоя в способе ремонта данного изобретения. Как показано на фиг.11, резиновая заплата 113 образована по меньшей мере одним слоем армированного листа 113а, в данном случае восьмью слоями, т.е. кордовым резиновым армирующим слоем с множеством армирующих элементов 115, расположенных параллельно друг другу и покрытых резиной. В данном случае плоская форма резиновой заплаты представляет собой трапецию, и часть концов или все концы армирующих элементов расположены таким образом, чтобы они не были горизонтально отцентрированы. Число армирующих элементов 115 может изменяться, как необходимо в соответствии с числом порванных нитей корда или аналогично. Материалом для резины, покрывающей армирующие элементы 115, может быть натуральный каучук, синтетический каучук, сажа или подобные материалы. Твердость резины устанавливается приблизительно от 40 до 80 единиц по JIS-A, и, в частности, эта резина эквивалентна резине, используемой в слое 111a каркаса. Армирующие элементы 115 могут представлять собой стальные нити корда или нити корда из органических волокон. В случае органического волоконного материала нити корда могут представлять собой заранее определенное число свитых пучков волокон, отдельное волокно или множество несвитых нитей.
Чтобы отремонтировать поврежденную часть 117, показанную на фиг.12(а), используя такую резиновую заплату 113, вначале, как показано на фиг.12(b) и 12(с), кромки 119, образованные разрывом в слое 111a каркаса, обнажают путем удаления в поврежденной части 117 боковых резиновых частей 121 и частей 122 внутреннего герметизирующего слоя, расположенных рядом на внутренней и наружной поверхностях каркаса 111, путем шлифования или аналогичного способа с внутренней стороны и наружной стороны шины, в то же время, насколько это возможно, не обнажая нити корда слоя 111a каркаса.
Затем, как показано на фиг.12(d) и 12(е), резиновые заплаты 113 прикрепляют с внутренней стороны и наружной стороны шины к соответствующим впадинам 123 в поврежденной части 117, образованным в результате удаления боковых резиновых частей 121 и резиновых частей 122 внутреннего герметизирующего слоя, в то же время не обнажая, насколько это возможно, нитей корда слоя 111a каркаса. Эти две резиновые заплаты 113 прикрепляют таким образом, чтобы вставить концы 119, образованные разрывом в слое 111a каркаса. В этот момент резиновые заплаты 113 прикреплены таким образом, что продольное направление армирующих элементов 115 в каждой из резиновых заплат 113 отцентрировано относительно продольного направления порванных нитей корда 109 слоя. Иными словами, крепление осуществляется таким образом, что армирующие элементы 115 располагаются параллельно радиальному направлению шины. Кроме того, резиновые заплаты крепят таким образом, что внутренние концы армирующих элементов 115 в радиальном направлении шины располагаются так, чтобы они имели взаимно различные расстояния в перпендикулярном направлении от линии окружности шины. В результате этого промежуток между концами расширяется, так что даже в том случае, если трещина образуется на конце, трещина не распространяется легко к соседнему концу. Следовательно, имеется возможность увеличить долговечность резиновых заплат 113 и увеличить срок службы отремонтированной шины 101.
Затем невулканизированную новую боковую резиновую часть 125 и новую резиновую часть 126 внутреннего герметизирующего слоя, которые могут представлять собой тот же материал, что и удаленные резиновые части 121 и 122, наносят на верхнюю поверхность прикрепленных резиновых заплат 113. После нанесения новую боковую резиновую часть 125 и новую резиновую часть 126 внутреннего герметизирующего слоя вулканизируют. Резиновые заплаты 113 перед креплением также предпочтительно изготовлены из невулканизированной резины, и их вулканизируют одновременно с вулканизацией новой боковой резиновой части 125 и новой резиновой части 126 внутреннего герметизирующего слоя. Причина этого заключается в том, что если резиновые заплаты являются предварительно вулканизированными, существует риск их чрезмерной вулканизации в результате вулканизации новой боковой резиновой части 125 и новой резиновой части 126 внутреннего герметизирующего слоя. Кроме того, использование резиновых заплат 113, которые являются невулканизированными до их крепления к шине, позволяет точно прикреплять резиновые заплаты 113 к шине, тем самым предотвращая попадание внутрь или образование воздушных пузырьков.
В шине, отремонтированной с помощью этого способа, кромки, образованные разрывом в слое каркаса, оказываются зажатыми с двух сторон двумя резиновыми заплатами. Таким образом, прочность значительно увеличивается по сравнению с традиционным способом ремонта, в котором только одну резиновую заплату прикрепляют к порванной секции слоя каркаса, что позволяет использовать шину до достижения ожидаемого срока износа без того, что отремонтированная секция снова испытает повреждение. Кроме того, поскольку обеспечивается достаточное увеличение прочности с помощью резиновых заплат 113, надежный ремонт возможен даже в том случае, когда поврежденная часть является большой, а также когда три или большее число соседних нитей корда слоя порваны. Достаточное увеличение прочности также обеспечивается без увеличения размера резиновой заплаты, как это делается традиционно. Усиленная зона (размер резиновой заплаты 113) можно в результате свести к минимуму, тем самым уменьшая время ремонта и стоимость материалов. Кроме того, поскольку жесткость отремонтированной части может быть сделана эквивалентной жесткости окружающих частей, не происходит никакого повреждения, начинающегося на концах армирующих элементов 115 в резиновых заплатах 113 или на кромках, образованных разрывом в нитях корда 109 слоя.
В описанных выше вариантах осуществления данного изобретения причина применения трапецеидальной формы для резиновых заплат 113 следующая. Поврежденная зона 127 (зона, показанная диагональными линиями), образованная разрывом в нитях корда 109 слоя, как показано на фиг.13, определяется как часть, ограниченная двумя самыми наружными порванными нитями корда 109а и 109b слоя и линиями L1 и L2 окружности, которые являются соответственно перпендикулярными к самой наружной кромке 119а в радиальном направлении шины и самой внутренней кромке 119b в радиальном направлении шины среди кромок 119, образованных разрывами, когда множество нитей корда 109 слоя порваны. Поврежденная зона 127 имеет приблизительно трапецеидальную форму, и крепление резиновой заплаты 113 аналогичной формы позволяет минимизировать размер резиновой заплаты 113 и в то же время гарантировать эффект повышения прочности.
В этот момент размер резиновой заплаты 113, прикрепленной с внутренней стороны шины, предпочтительно от 2 до 4 раз превышает размер поврежденной зоны 127, с тем чтобы образовать зону перехлеста 129 (показанную закрашенной часть на фиг.13) между кромками 119, образованными разрывами в нитях корда 108 слоя, и периферией резиновой заплаты 113. Резиновую заплату 113 более предпочтительно центрируют с поврежденной зоной 127 таким образом, чтобы зона перехлеста 129 была сформирована равномерно. С другой стороны, размер резиновой заплаты 113, прикрепленной с наружной стороны шины, предпочтительно от 1,1 до 4 раз больше размера поврежденной зоны 127, с тем чтобы образовать зону перехлеста 129 между кромками 119, образованными разрывами в нитях корда 109 слоя, и периферией резиновой заплаты 113. резиновую заплату 113 более предпочтительно центрируют с поврежденной зоной 127, так чтобы зона перехлеста 129 формировалась равномерно. В результате этого две противоположные резиновые заплаты 113 могут надежно удерживать кромки 119, образованные разрывами в нитях корда 109 слоя, что позволяет резиновым заплатам 113 надежно увеличить прочность армирования. Если размер наружной резиновой заплаты 113 меньше, чем двукратный размер поврежденной зоны 127, или если размер внутренней резиновой заплаты 113 меньше, чем 1,1-кратный размер поврежденной зоны 127, резиновые заплаты 113 не удерживают кромки 119, образованные разрывами в нитях корда 109 слоя, с достаточной прочностью. И наоборот, если размер внутренней или наружной резиновой заплаты 113 превышает 4-кратный размер поврежденной зоны 127, не только прочность армирования слишком большая, но время ремонта также возрастает.
Предпочтительно, чтобы резиновая заплата 113, прикрепленная с наружной стороны шины 101, была больше, чем резиновая заплата 113, прикрепленная с внутренней стороны шины 101. Причина этого заключается в том, что резиновая заплата 113, прикрепленная с наружной стороны, имеет больший эффект усиления прочности, чем резиновая заплата 113, прикрепленная с внутренней стороны, и разница в размере позволяет уменьшить крутящий момент, прикладываемый к резиновым заплатам 113.
Промежуток d между армирующими элементами 115 в резиновых заплатах 113 предпочтительно более узкий, чем промежуток D между нитями корда 109 слоя, с тем чтобы позволить резиновым заплатам 113 эффективно увеличить прочность поврежденного участка.
Когда прикрепляют резиновые заплаты 113, резиновые заплаты 113 предпочтительно располагают таким образом, чтобы продольное направление армирующих элементов 115 в каждой из резиновых заплат 113 было отцентрировано с продольным направление порванных нитей корда 109 слоя (в частности, нитей корда 109 слоя в слое, ближайшем к резиновым заплатам 113). В результате этого межкордовая сдвиговая деформация между нитями корда 109 слоя и армирующими элементами 115 может быть предотвращена.
В процессе ремонта повреждения для обеспечения радиального расположения нитей корда 109 слоя армирующие элементы в резиновых заплатах предпочтительно располагают таким образом, чтобы они пересекались под углом приблизительно от 0° до ±30° относительно продольного направления нитей корда 109 слоя. Угол пересечения, о котором говорится здесь, представляет собой угол пересечения между армирующими элементами 115 и продольным направлением центральной нити корда 109 слоя среди отремонтированных нитей корда 109 слоя, или в случае ремонта четного числа нитей корда 109 слоя - центральной линии между двумя нитями корда 109 слоя в середине. Угол пересечения между армирующими элементами 115 и нитями корда 109 слоя может изменяться между армированными листами 113а, образующими каждую резиновую заплату 113. От ободовой части до выпуклой боковой части, в которой только одна нить корда повреждена, продольное направление армирующих элементов в прикрепленной резиновой заплате может быть в диапазоне от 0° до ±30° относительно продольного направления нитей корда слоя, причем величина 0° является предпочтительной, насколько это возможно.
ПРИМЕРЫ
Оценочные испытания 1
Затем для дальнейшей иллюстрации результатов осуществления данного изобретения ниже будет дана сравнительная оценка применения способов ремонта согласно примерам и сравнительным примерам.
Пример 1
Радиальная шина для условий бездорожья (ORR 46/90R57) была установлена на испытательный обод, соответствующий техническим условиям JATMA (Японской ассоциации производителей автомобильных шин), и прогонялась в течение 3000 часов со скоростью 8 км/ч при условии внутреннего давления 700 кПа и нагрузки 63 т. Затем, как показано на фиг.3(а) и фиг.4, был сделан боковой порез шины для обрыва трех нитей корда в слое каркаса.
Число слоев каркаса: 1
Нити корда каркаса: стальные нити корда с диаметром нити корда 4,2
Материал для резины слоя: натуральный каучук
Резиновая заплата была наложена с использованием этапов, показанных на фиг.3. Затем была выполнена частичная вулканизация поврежденной части, в результате чего была получена отремонтированная радиальная шина.
Материал для резиновой заплаты: натуральный каучук (вулканизированная резина)
Нити корда заплаты: нейлоновые нити корда с диаметром нити корда 1,2 мм
Число внедренных нитей корда в расчете на один слой: 4 нити/см
Резиновая заплата была сформирована из трех слоев армированных листов с θ=0° в каждом листе.
Что касается размера поврежденной зоны и резиновой заплаты в терминах описания, приведенных на фиг.6, поврежденная зона была следующей: длина x верхней стороны = 25 мм, длина у нижней стороны = 23 мм, и высота z линии PQ=100 мм. В отличие от этого, размер резиновой заплаты был следующим: длина между опорными точками 13а и 13b=75 мм, длина между опорными точками 14а и 14b=46 мм, и длина между опорными точками АВ=200 мм. Концы, таким образом, располагались в позициях 3×(x/2), 2×(y/2) и 2×(z/2).
Оценка долговечности поврежденной части
Отремонтированную шину прогоняли вновь и измеряли время работы до момента, когда происходило повреждение, начинающееся на краю армирующих элементов в резиновой заплате. Поскольку время работы увеличивается, долговечность резиновой заплаты выше. В таблице 1 показаны результаты измерений.
Время ремонта
Время для ремонта измеряли вплоть до момента перед частичной вулканизацией. В таблице 1 показаны результаты измерений.
Сравнительный пример 1
Кроме ремонта шины путем крепления прямоугольной резиновой заплаты, как показано на фиг.8, в остальном испытание проводилось при тех же условиях, что и в Примере 1. Длина длинных сторон была такой же, как длина длинной стороны в паре параллельных сторон в трапеции примера 1.
Пример 2. Сравнительный пример 2
Кроме того, что резиновая заплата перед креплением была сделана из невулканизированной резины, в остальном испытание проводилось при тех же условиях, что и в примере 1 и сравнительном примере 1.
Примеры 3-5
Кроме того, что форма резиновой заплаты была такой, как показано на фиг.7(а), 7(b) и 7(с), в остальном испытание проводилось при тех же условиях, что и в Примере 2. Отметим, что на фиг.7 две вершины вдоль длинной стороны являются закругленными с радиусом кривизны 3 мм, а две вершины вдоль короткой стороны являются закругленными с радиусом кривизны 6 мм. Кроме того, на фиг.7(b) длинные стороны и короткие стороны изогнуты с соответствующими радиусами кривизны 200 мм и 100 мм, а на фиг.7(с) две стороны, отличные от пары параллельных сторон, изогнуты с радиусом кривизны 100 мм.
Примеры 6-8
Кроме того, что угол θ изменялся, как указано в таблице 1, в армирующих элементах всех трех слоев, в остальном испытание проводилось при тех же условиях, что и в примере 2.
Примеры 9-12
Кроме того, что размер резиновой заплаты изменялся, как указано в таблице 1 в остальном испытание проводилось при тех же условиях, что и в примере 2.
Таблица 1 показывает, что в шинах, отремонтированных с помощью примеров способа ремонта согласно данному изобретению, резиновая заплата имеет большую долговечность, а время ремонта меньше, чем в шинах, отремонтированных с помощью способа ремонта сравнительных примеров.
Оценочные испытания 2
Затем была сделана оценка рабочих характеристик на образце шины, отремонтированной с использование способа ремонта согласно варианту 6 осуществления данного изобретения, как описано ниже. Все шины, использованные в примерах 21-24 и сравнительном примере 20 представляют собой радиальные шины для условий бездорожья (ORR 46/90R57).
В радиальных шинах, использованных в примерах 21-24 и сравнительном примере 20 бортовые части испытали боковой порез, который привел к разрыву трех нитей корда слоя, и поврежденные зоны не отличались друг от друга. Принятый способ ремонта заключался в креплении резиновых заплат одинаковой формы соответственно с внутренней стороны и наружной стороны шины примеров 21 - 24 и креплении резиновой заплаты с наружной стороны шины сравнительного примера 20. Формы резиновых заплат были показаны на фиг.14(а) для сравнительного примера 20, на фиг.14(b) для примера 21, на фиг.14(с) для примера 22, на фиг.14(d) для примера 23 и на фиг.14(е) для примера 24. Три слоя армирующих листов использовались во всех резиновых заплатах, которые крепили таким образом, чтобы они образовали равномерно перехлестывающую зону, и так, чтобы армирующие элементы располагались параллельно одной из порванных нитей корда слоя.
Отремонтированные шины примеров 21-24 и сравнительного примера соответственно крепили к ободам, установленным на автомобиле, и использовали на обычной дороге со стандартной нагрузкой и стандартным внутренним давлением. В результате этого шины примеров 21-24 были использованы до достижения срока износа, т.е. до тех пор, пока не становилась видна линия скольжения, без повреждения в отремонтированном месте. Продолжительность использования составляла 2500 ч для примера 21, 2400 ч для примера 22, 2600 ч для примера 23 и 2500 ч для примера 24. Отремонтированная секция шины сравнительного примера испытала повреждение, начавшееся на краю армирующего корда, после 1000 ч использования, до того как шина была полностью изношена. Для сравнительного примера ремонт потребовал 80 мин для шлифования и крепления резиновой заплаты, тогда как это время было уменьшено до 45 мин для примеров 21-24.
Как показывают результаты приведенной выше оценки, ремонт, выполненный с помощью способа ремонта примеров 21-24, позволяет использовать шину до достижения срока износа и уменьшает время ремонта.
Согласно данному изобретению имеется возможность увеличить долговечность резиновой заплаты, прикрепленной к поврежденной части слоя каркаса с внутренней стороны шины, и увеличить срок службы отремонтированной шины. Время ремонта может также быть уменьшено, поскольку резиновая заплата не крепится к не необходимой части с целью обеспечения эффекта увеличения прочности.