Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА

Область техники

Настоящее изобретение относится к пневматическим шинам. В частности, настоящее изобретение относится к улучшению боковых поверхностей шин.

Уровень техники

В последние годы были разработаны и получили широкое распространение самонесущие шины, включающие нагруженные опорные слои с внутренней стороны боковин. Для опорных слоев используют сшитый каучук высокой твердости. Такой тип самонесущих шин называют шиной с усиленной боковиной. В этом типе самонесущей шины, если из-за прокола понижается внутреннее давление, опорные слои выдерживают нагрузку. Опорные слои сдерживают изгибание шины в проколотом состоянии. Даже если продолжают движение в проколотом состоянии, сшитый каучук высокой твердости сдерживает образование тепла в опорных слоях. Эта самонесущая шина обеспечивает возможность движения на некоторое расстояние даже в поколотом состоянии. Автомобиль, имеющий такие самонесущие шины, установленные на нем, не нужно всегда оборудовать запасной шиной. Использование этой самонесущей шины позволяет избежать замены шины в неудобном месте.

Когда продолжают движение с самонесущей шиной в проколотом состоянии, повторяются деформация и возвращение в исходное состояние опорных слоев. Из-за данного повторения в опорных слоях образуется тепло, и температура шины возрастает до высоких значений. Данное тепло вызывает повреждение резиновых компонентов шины и разделение резиновых компонентов шины. Невозможно двигаться с шиной, в которой произошло такое повреждение и разделение. Требуются самонесущие шины, которые обеспечивают возможность движения в течение длительного периода времени в проколотом состоянии. Другими словами, требуются самонесущие шины, которые с меньшей вероятностью вызывают обусловленное теплом повреждение и разделение.

В JP 2010-274886 описана самонесущая шина, имеющая большое количество углублений на ее боковинах. В такой шине углубления создают турбулентный поток. Турбулентный поток способствует высвобождению тепла из шины в атмосферу. В такой шине температура возрастает с меньшей вероятностью.

В WO 2007/032405 описана самонесущая шина, имеющая большое количество ребер на ее боковине. В такой шине ребра создают турбулентный поток. Турбулентный поток способствует высвобождению тепла из шины в атмосферу. В такой шине температура возрастает с меньшей вероятностью.

Перечень ссылок

Патентная литература

Патентная литература 1: JP 2010-274886

Патентная литература 2: WO 2007/032405

Краткое описание изобретения

Проблемы, решаемые с помощью изобретения

Каждая боковина шины, описанной в JP 2010-274886, имеет углубления и площадку. В площадке толщина боковины больше. Шина, включающая площадку, имеет высокую массу. В показателях потребления топлива имеется возможность улучшения шины.

В шине, описанной в WO 2007/032405, ребра легко изнашиваются. В шине, в которой ребра полностью изношены, высвобождение тепла происходит с меньшей вероятностью.

Также как и для самонесущих шин, для обычных пневматических шин также требуется способствование высвобождению тепла.

Целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, которая имеет малую массу и имеет превосходную износостойкость.

Решение проблем

Пневматическая шина по настоящему изобретению включает на ее боковых поверхностях большое количество углублений, расположенных вдоль кругового направления, и площадку, которая является частью, отличной от углублений. В контуре каждого углубления длина в круговом направлении больше, чем длина в радиальном направлении. Доля занятой каждым углублением площади больше или равна 75%, но меньше или равна 93%.

Предпочтительно контур каждого углубления симметричен относительно прямой, проходящей в радиальном направлении.

Предпочтительно глубина каждого углубления больше или равна 0,5 мм, но меньше или равна 4,0 мм.

Предпочтительно контур каждого углубления является по существу четырехугольным. Каждый угол четырехугольника закруглен. Радиус R2 кривизны закругленного угла больше или равен 0,5 мм, но меньше или равен 3,0 мм.

Контур каждого углубления может представлять собой по существу параллелограмм. Предпочтительно каждая длинная сторона параллелограмма проходит в круговом направлении. Угол каждой короткой стороны параллелограмма относительно радиального направления меньше или равен 20°.

Каждое углубление может иметь боковую поверхность, соединенную с площадкой, и нижнюю поверхность, соединенную с боковой поверхностью. Предпочтительно угол между боковой поверхностью и нижней поверхностью закруглен. Радиус R1 кривизны закругленного угла больше или равен 0,5 мм, но меньше или равен 2,0 мм. Боковая поверхность может быть наклонена относительно направления вглубь углубления.

Предпочтительно ширина площадки между каждым углублением и другим углублением, расположенным рядом с указанным углублением, больше или равна 0,3 мм, но меньше или равна 3,0 мм.

Предпочтительно шина включает углубления первого ряда, которые расположены вдоль кругового направления, и углубления второго ряда, которые расположены вдоль кругового направления и, соответственно, расположены рядом с углублениями первого ряда. Углубления первого ряда и углубления второго ряда расположены зигзагом. Предпочтительно расстояние в круговом направлении между положением каждого углубления, которое относится к первому ряду, и положением углубления, которое расположено рядом с указанным углублением и относится ко второму ряду, больше или равно 3,0 мм.

Предпочтительно каждое углубление имеет множество выступов на его нижней поверхности.

Предпочтительно шаг в круговом направлении между углублениями больше или равен 5 мм, но меньше или равен 60 мм. Предпочтительно шаг в радиальном направлении между углублениями больше или равен 2 мм, но меньше или равен 40 мм.

Каждое углубление вызывает значительные эффекты в шине, включающей:

(1) протектор, имеющий внешнюю поверхность, которая образует поверхность протектора,

(2) пару боковин, проходящих от концов, соответственно, протектора по существу внутрь в радиальном направлении,

(3) пару бортов, расположенных по существу с внутренней стороны от боковин, соответственно, в радиальном направлении,

(4) каркас, проходящий вдоль протектора и боковин и по бортам и между бортами, и

(5) пару нагруженных опорных слоев, расположенных с внутренней стороны от боковин, соответственно, в осевом направлении.

Каждый борт может включать сердечник и наполнитель борта, проходящий наружу от сердечника в радиальном направлении. Предпочтительно в радиальном направлении положения углублений совпадают с положением внешнего конца наполнителя борта в радиальном направлении. В радиальном направлении положения углублений могут совпадать с положением, в котором толщина каждого нагруженного опорного слоя максимальна.

Шина может включать пару обжимных частей, расположенных по существу с внутренней стороны от боковин в радиальном направлении. Предпочтительно в радиальном направлении положения углублений совпадают с положением внешнего конца каждой обжимной части в радиальном направлении. В радиальном направлении положения углублений могут совпадать с положением части каждой боковины, в котором радиус кривизны боковины является наименьшим при движении в проколотом состоянии.

Предпочтительно теплопроводность каждой боковины больше или равна 0,1 Вт/(м·К). Предпочтительно теплопроводность каждого нагруженного опорного слоя больше или равна 0,2 Вт/(м·К).

Преимущественные эффекты изобретения

Пневматическая шина по настоящему изобретению имеет малую массу и имеет превосходное свойство высвобождения тепла. В этой шине площадка менее вероятно изнашивается. Шина также обладает превосходной износостойкостью.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой вид спереди, показывающий часть пневматической шины согласно одному воплощению настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения шины, изображенной на Фиг. 1, взятого вдоль линии II-II.

Фиг. 3 представляет собой увеличенный вид спереди, показывающий часть боковины шины, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 4 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий часть шины, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 5 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий часть шины, изображенной на Фиг. 2.

Фиг. 6 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий часть шины согласно другому воплощению настоящего изобретения.

Фиг. 7 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения.

Фиг. 8 представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения.

Фиг. 9 представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения.

Фиг. 10 представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения.

Фиг. 11А представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения, а Фиг. 11В представляет собой вид поперечного сечения, взятого вдоль линии В-В на Фиг. 11А.

Описание воплощений изобретения

Далее настоящее изобретение подробно описано на основе предпочтительных воплощений с соответствующими ссылками на чертежи.

На Фиг. 1 и 2 показана самонесущая шина 2. На Фиг. 2 направление сверху вниз является радиальным направлением шины 2, направление справа налево является осевым направлением шины 2, а направление, перпендикулярное поверхности листа, является круговым направлением шины 2. На Фиг. 2 штрихпунктирная линия Eq представляет собой плоскость экватора шины 2.

Шина 2 включает протектор 4, крылья 6, боковины 8, обжимные части 10, борта 12, каркас 14, нагруженные опорные слои 16, брекер 18, бандаж 20, внутреннюю обшивку 22 и бортовые ленты 24. Брекер 18 и бандаж 20 образуют усиливающий слой. Усиливающий слой может состоять только из брекера 18. Усиливающий слой может состоять только из бандажа 20.

Протектор 4 имеет форму, выступающую наружу в радиальном направлении. Протектор 4 образует поверхность 26 протектора, которая контактирует с поверхностью дороги. На поверхности 26 протектора сформированы канавки 28. Рисунок протектора образован канавками 28. Протектор 4 включает верхний слой 30 и слой 32 основы. Верхний слой 30 сформирован из сшитого каучука. Слой 32 основы сформирован из другого сшитого каучука. Верхний слой 30 расположен с внешней стороны от слоя 32 основы в радиальном направлении. Верхний слой 30 наслоен на слой 32 основы.

Боковины 8 проходят от концов протектора 4 по существу внутрь в радиальном направлении. Боковины 8 сформированы из сшитого каучука. Боковины 8 препятствуют повреждению каркаса 14. Боковины 8 включают ребра 34. Ребра 34 выступают наружу в осевом направлении. При движении в проколотом состоянии ребра 34 упираются торцом в выступы 36 обода колеса. Это прилегание обеспечивает сдерживание деформации бортов 12. Шина 2, в которой сдержана деформация, является превосходной с точки зрения износостойкости в проколотом состоянии.

Теплопроводность каждой боковины 8 предпочтительно больше или равна 0,1 Вт/(м·К). При движении в проколотом состоянии тепло высвобождается достаточным образом из боковины 8. С точки зрения высвобождения тепла теплопроводность более предпочтительно больше или равна 0,2 Вт/(м·К). Посредством распределения в каучуке боковины 8 волокон, имеющих превосходную теплопроводность, можно достичь высокой теплопроводности.

Обжимные части 10 расположены по существу с внутренней стороны от боковин 8 в радиальном направлении. Обжимные части 10 расположены с внешней стороны от бортов 12 и каркаса 14 в осевом направлении. Обжимные части 10 упираются торцом в выступы 36 обода колеса.

Борта 12 расположены с внутренней стороны от боковин 8 в радиальном направлении. Каждый борт 12 включает сердечник 38 и наполнитель 40 борта, проходящий от сердечника 38 наружу в радиальном направлении. Сердечник 38 имеет форму кольца и содержит нерастяжимую закрученную проволоку (обычно стальную проволоку). Наполнитель 40 борта сужается наружу в радиальном направлении. Наполнитель 40 борта сформирован из сшитого каучука высокой твердости.

Каркас 14 сформирован из слоя 42 каркаса. Слой 42 каркаса проходит по бортам 12 и между ними с обеих сторон и проходит вдоль протектора 4 и боковин 8. Слой 42 каркаса загнут вокруг каждого сердечника 38 от внутренней стороны к внешней стороне в осевом направлении. Благодаря этому загибу в слое 42 каркаса сформированы основная часть 44 и загнутые части 46. Концы 48 загнутых частей 46 расположены непосредственно под брекером 18. Другими словами, каждая загнутая часть 46 перекрывается с брекером 18. Каркас 14 имеет так называемую «сверхсильно загнутую структуру». Каркас 14, имеющий сверхсильно загнутую структуру, вносит вклад в износостойкость шины 2 в проколотом состоянии. Каркас 14 вносит вклад в износостойкость в проколотом состоянии.

Слой 42 каркаса включает большое количество кордов, расположенных параллельно друг другу, и покровную резину, которая не показана. Абсолютное значение угла каждого корда относительно плоскости экватора составляет от 45° до 90° и более предпочтительно от 75° до 90°. Другими словами, каркас 14 имеет радиальную структуру. Корды образованы из органического волокна. Примеры предпочтительных органических волокон включают полиэфирные волокна, нейлоновые волокна, вискозные волокна, полиэтиленнафталатные волокна и арамидные волокна.

Нагруженные опорные слои 16 расположены с внутренней стороны от боковин 8 в осевом направлении. Каждый опорный слой 16 расположен между каркасом 14 и внутренней обшивкой 22. Опорные слои 16 сужаются внутрь и наружу в радиальном направлении. Каждый опорный слой 16 имеет серповидную форму. Опорные слои 16 сформированы из сшитого каучука высокой твердости. Когда шина 2 проколота, опорные слои 16 выдерживают нагрузку. Опорные слои 16 обеспечивают возможность движения на некоторое расстояние с шиной 2 даже в проколотом состоянии. Самонесущая шина 2 представляет собой шину с усиленной боковиной. Шина 2 может включать опорные слои, каждый из которых имеет форму, отличную от формы опорного слоя 16, показанного на Фиг. 2. Точка P, показанная на Фиг. 2, является пересечением поверхности боковины 8 и прямой линии, которая проходит в осевом направлении и проходит через место, в котором ширина опорного слоя 16 является максимальной.

Участки каркаса 14, которые перекрываются с опорными слоями 16, отделены от внутренней обшивки 22. Другими словами, каркас 14 изогнут из-за присутствия опорных слоев 16. В проколотом состоянии к опорным слоям 16 приложена сжимающая нагрузка, а к областям каркаса 14, которые находятся вблизи опорных слоев 16, приложена растягивающая нагрузка. Каждый опорный слой 16 представляет собой кусок резины и может в достаточной степени выдерживать сжимающую нагрузку. Корды каркаса 14 могут в достаточной степени выдерживать растягивающую нагрузку. Опорные слои 16 и корды каркаса сдерживают вертикальный изгиб шины 2 в проколотом состоянии. Шина 2, вертикальный изгиб которой сдержан, является превосходной в устойчивости управления в проколотом состоянии.

С точки зрения сдерживания вертикальной деформации в проколотом состоянии твердость каждого опорного слоя 16 предпочтительно больше или равна 60, а более предпочтительно больше или равна 65. С точки зрения комфорта при движении в нормальном состоянии твердость предпочтительно меньше или равна 90, а более предпочтительно меньше или равна 80. Твердость измеряют согласно стандарту JIS К6253 с применением дюрометра типа А. Твердость измеряют путем вдавливания дюрометра в поперечное сечение, показанное на Фиг. 2. Измерение выполняют при температуре 23°C.

Нижние концы 50 опорных слоев 16 расположены с внутренней стороны от верхних концов 52 наполнителей 40 бортов (то есть, внешних концов бортов в радиальном направлении) в радиальном направлении. Другими словами, опорные слои 16 и наполнители 40 бортов перекрываются. Расстояние в радиальном направлении между нижним концом 50 каждого опорного слоя 16 и верхним концом 52 соответствующего наполнителя 40 борта предпочтительно больше или равно 5 мм и предпочтительно меньше или равно 50 мм. В шине 2, в которой расстояние находится в этом диапазоне, получают однородное распределение жесткости. Данное расстояние более предпочтительно больше или равно 10 мм. Данное расстояние более предпочтительно меньше или равно 40 мм.

Верхние концы 54 опорных слоев 16 расположены с внутренней стороны от концов 56 брекера 18 в осевом направлении. Другими словами, опорные слои 16 и брекер 18 перекрываются. Расстояние в осевом направлении между верхним концом 54 каждого опорного слоя 16 и соответствующим концом 56 брекера 18 предпочтительно больше или равно 2 мм и предпочтительно меньше или равно 50 мм. В шине 2, в которой расстояние находится в этом диапазоне, получают однородное распределение жесткости. Данное расстояние более предпочтительно больше или равно 5 мм. Данное расстояние более предпочтительно меньше или равно 40 мм.

С точки зрения сдерживания вертикальной деформации в проколотом состоянии максимальная толщина каждого опорного слоя 16 предпочтительно больше или равна 3 мм, более предпочтительно больше или равна 4 мм и особенно предпочтительно больше или равна 7 мм. С точки зрения уменьшения массы шины 2 максимальная толщина предпочтительно меньше или равна 25 мм и более предпочтительно меньше или равна 20 мм.

Теплопроводность каждого опорного слоя 16 предпочтительно больше или равна 0,2 Вт/(м·К). При движении в проколотом состоянии тепло переходит из каждого опорного слоя 16 в другой компонент. С точки зрения передачи тепла теплопроводность более предпочтительно больше или равна 0,3 Вт/(м·К). Посредством распределения в каучуке каждого опорного слоя 16 волокон, обладающих превосходной теплопроводностью, можно достичь высокой теплопроводности.

Брекер 18 расположен с наружной стороны от каркаса 14 в радиальном направлении. Брекер 18 наслоен на каркас 14. Брекер 18 усиливает каркас 14. Брекер 18 включает внутренний слой 58 и внешний слой 60. Как видно из Фиг. 1, ширина внутреннего слоя 58 немного больше ширины внешнего слоя 60. Каждый из внутреннего слоя 58 и внешнего слоя 60 включает большое количество кордов, расположенных параллельно друг другу, и покровную резину, которая не показана. Каждый корд наклонен относительно плоскости экватора. Обычно абсолютное значение угла наклона больше или равно 10°, но меньше или равно 35°. Направление, в котором каждый корд внутреннего слоя 58 наклонен относительно плоскости экватора, противоположно направлению, в котором каждый корд внешнего слоя 60 наклонен относительно плоскости экватора. Материал кордов предпочтительно является сталью. Для кордов можно использовать органические волокна. Брекер 18 может включать три или более слоев.

Бандаж 20 покрывает брекер 18. Бандаж 20 включает корд и покровную резину, которая не показана. Корд спирально закручен. Бандаж 20 имеет так называемую бесшовную конструкцию. Корд проходит по существу в круговом направлении. Угол корда относительно кругового направления меньше или равен 5°, а более предпочтительно меньше или равен 2°. Брекер 18 закреплен кордом так, что подъем брекера 18 сдержан. Корд сформирован из органического волокна. Примеры предпочтительных органических волокон включают нейлоновые волокна, полиэфирные волокна, вискозные волокна, полиэтиленнафталатные волокна и арамидные волокна.

Шина 2 может включать вместо бандажа 20 так называемые кромочные ленты, которые покрывают только области, ближайшие к концам 56 брекера 18. Шина 2 может включать как бандаж 20, так и кромочные ленты.

Внутренняя обшивка 22 соединена с внутренней периферийной поверхностью каркаса 14. Внутренняя обшивка 22 сформирована из сшитого каучука. Каучук, который обладает превосходной воздухонепроницаемостью, используют для внутренней обшивки 22. Внутренняя обшивка 22 поддерживает внутреннее давление в шине 2.

Как показано на Фиг. 1 и 2, шина 2 включает большое количество углублений 62 на ее боковых поверхностях. В настоящем изобретении боковые поверхности означают области внешних поверхностей шины 2, которые можно видеть в осевом направлении. Обычно углубления 62 сформированы на поверхностях боковин 8. На каждой боковой поверхности часть, отличная от углублений 62, является площадкой.

Фиг. 3 представляет собой увеличенный вид спереди, на котором показана часть боковины 8 шины, изображенной на Фиг. 2. На Фиг. 3 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является радиальным направлением. На Фиг. 3 показано большое количество углублений 62. Контур каждого из углублений 62 представляет собой прямоугольник. Другими словами, в каждом углублении 62 длина в круговом направлении больше длины в радиальном направлении. Аналогичные углубления 62 также можно сформировать на обжимных частях 10.

При движении транспортного средства углубления 62 создают турбулентный поток. Турбулентный поток способствует высвобождению тепла из боковин 8. При углублениях 62, которые длиннее в круговом направлении, чем в радиальном направлении, турбулентный поток легко продолжается. В шине 2 температура возрастает с меньшей вероятностью даже в проколотом состоянии. Шина 2 является превосходной по износостойкости в проколотом состоянии.

На Фиг. 3 стрелка L1 показывает длину длинной стороны углубления 62. Длина L1 является длиной углубления 62 в круговом направлении. С точки зрения легкого продолжения турбулентного потока и с точки зрения уменьшения массы шины 2 длина L1 предпочтительно больше или равна 4 мм, а особенно предпочтительно больше или равна 10 мм. С точки зрения того, чтобы турбулентный поток образовывался в большем количестве мест, длина L1 предпочтительно меньше или равна 55 мм. На Фиг. 3 стрелка L2 показывает длину короткой стороны углубления 62. Длина L2 является длиной углубления L2 в радиальном направлении. С точки зрения уменьшения массы шины 2 длина L2 предпочтительно больше или равна 2 мм, а особенно предпочтительно больше или равна 5 мм. С точки зрения того, чтобы турбулентный поток образовывался в большем количестве мест, длина L2 предпочтительно меньше или равна 35 мм.

Контур каждого углубления 62 симметричен относительно прямой линии, проходящей в радиальном направлении. Эффект высвобождения тепла с помощью углубления не зависит от направления вращения.

На Фиг. 3 показаны углубления 62а первого ряда, углубления 62b второго ряда, углубления 62с третьего ряда и углубления 62d четвертого ряда. Шина 2 также включает углубления 62е пятого ряда и углубления 62f шестого ряда (см. Фиг. 1), которые не показаны на Фиг. 3. Углубления 62а первого ряда расположены вдоль кругового направления. Углубления 62b второго ряда расположены вдоль кругового направления. Углубления 62с третьего ряда расположены вдоль кругового направления. Углубления 62d четвертого ряда расположены вдоль кругового направления. Углубления 62е пятого ряда расположены вдоль кругового направления. Углубления 62f шестого ряда расположены вдоль кругового направления. В этом воплощении количество рядов равно 6. Количество рядов предпочтительно больше или равно 2. Использование углублений 62, в которых длина L2 в радиальном направлении меньше длины L1 в круговом направлении, обеспечивает возможность того, что количество рядов больше или равно 2. Количество рядов предпочтительно меньше или равно 6 и особенно предпочтительно меньше или равно 4.

Как видно из Фиг. 1, углубления 62а первого ряда и углубления 62b второго ряда расположены зигзагом. В боковине 8 места, где образуется турбулентный поток, распределены не неравномерно. Аналогично, углубления 62b второго ряда и углубления 62с третьего ряда расположены зигзагом, углубления 62с третьего ряда и углубления 62d четвертого ряда расположены зигзагом, углубления 62d четвертого ряда и углубления 62е пятого ряда расположены зигзагом и углубления 62е пятого ряда и углубления 62f шестого ряда расположены зигзагом. В шине 2 облегчено высвобождение тепла из боковин 8.

На Фиг. 3 стрелка L3 показывает расстояние в круговом направлении между положением углубления 62а, относящегося к первому ряду, и положением углубления 62b, относящегося ко второму ряду. С точки зрения того, чтобы места, где образуется турбулентный поток, не были распределены неравномерно, расстояние L3 предпочтительно больше или равно 3,0 мм и особенно предпочтительно больше или равно 7,0 мм. Расстояние в круговом направлении между углублением 62b второго ряда и углублением 62с третьего ряда, расстояние в круговом направлении между углублением 62с третьего ряда и углублением 62d четвертого ряда, расстояние в круговом направлении между углублением 62d четвертого ряда и углублением 62е пятого ряда и расстояние в круговом направлении между углублением 62е пятого ряда и углублением 62f шестого ряда также предпочтительно находятся в указанном выше диапазоне.

На Фиг. 3 стрелка P1 показывает шаг в круговом направлении между углублениями 62. С точки зрения того, чтобы можно было сформировать углубления 62, имеющие большую длину L1, шаг P1 предпочтительно больше или равен 5 мм и особенно предпочтительно больше или равен 12 мм. С точки зрения того, чтобы турбулентный поток образовывался в большом количестве мест, шаг P1 предпочтительно меньше или равен 60 мм. На Фиг. 3 стрелка P2 показывает шаг в радиальном направлении между углублениями 62. С точки зрения того, чтобы можно было сформировать углубления 62, имеющие большую длину L2, шаг P2 предпочтительно больше или равен 2 мм и особенно предпочтительно больше или равен 6 мм. С точки зрения того, чтобы турбулентный поток образовывался в большом количестве мест, шаг P2 предпочтительно меньше или равен 40 мм.

На Фиг. 3 стрелка W1 показывает ширину площадки 64 в круговом направлении, а стрелка W2 показывает ширину площадки 64 в радиальном направлении. С точки зрения того, чтобы площадка 64 изнашивалась с меньшей вероятностью, ширины W1 и W2 предпочтительно больше или равны 0,3 мм и особенно предпочтительно больше или равны 1 мм. С точки зрения уменьшения массы шины 2 ширины W1 и W2 предпочтительно меньше или равны 3 мм и особенно предпочтительно меньше или равны 2 мм.

В настоящем изобретении термин «отношение занимаемой площади» означает отношение площади контура углубления 62 к сравнительной площади. Сравнительная площадь представляет собой площадь прямоугольника, в котором каждая длинная сторона имеет такую же длину, как шаг P1 в круговом направлении, а каждая короткая сторона имеет такую же длину, как шаг P2 в радиальном направлении. Когда количество рядов углублений равно 1, величину, полученную добавлением 0,5 мм к длине L2, удобно считать за шаг P2. С точки зрения уменьшения массы шины 2 отношение занимаемой площади предпочтительно больше или равно 75% и особенно предпочтительно больше или равно 79%. Шина 2, которая имеет малую массу, является превосходной с точки зрения экономии топлива, обрабатываемости и комфорта при движении. С точки зрения того, чтобы площадка 64 изнашивалась с меньшей вероятностью, отношение занимаемой площади предпочтительно меньше или равно 93% и особенно предпочтительно меньше или равно 92%.

Фиг. 4 представляет собой поперечное сечение, на котором показана часть шины, изображенной на Фиг. 2. На Фиг. 4 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является осевым направлением. На Фиг. 4 стрелка De показывает глубину углубления 62. С точки зрения того, чтобы турбулентный поток легко образовывался, глубина De предпочтительно больше или равна 0,5 мм и особенно предпочтительно больше или равна 1,0 мм. С точки зрения уменьшения массы шины 2 глубина De предпочтительно меньше или равна 4,0 мм и особенно предпочтительно меньше или равна 3,0 мм.

На Фиг. 5 положения в радиальном направлении, где обеспечены углубления 62, обозначены ссылочными позициями от A до F. Положение, обозначенное ссылочной позицией A, расположено вблизи боковины протектора. Положение, обозначенное ссылочной позицией D, является положением, в котором толщина нагруженного опорного слоя 16 максимальна. Положение, обозначенное ссылочной позицией E, является положением внешнего конца наполнителя 40 борта в радиальном направлении. Положение, обозначенное ссылочной позицией F, является положением внешнего конца обжимной части 10 в радиальном направлении. Положения углублений 62 можно определить в качестве подходящих положений в соответствии с размером, применением и т.п. шины.

Примеры предпочтительных положений углублений 62 в радиальном направлении самонесущей шины 2 включают:

(1) положение внешнего конца наполнителя 40 борта в радиальном направлении,

(2) положение, в котором толщина нагруженного опорного слоя 16 максимальна,

(3) положение внешнего конца обжимной части 10 в радиальном направлении и

(4) положение части боковины 8, в котором радиус кривизны боковины 8 является наименьшим при движении в проколотом состоянии.

При движении в проколотом состоянии нагрузка концентрируется на внешнем конце каждого наполнителя 40 борта в радиальном направлении. Когда положение этого внешнего конца в радиальном направлении совпадает с положениями углублений 62 в радиальном направлении, сдерживается разделение резиновых компонентов вблизи внешнего конца каждого наполнителя 40 борта в радиальном направлении.

При движении в проколотом состоянии количество выделяемого тепла больше в месте, в котором толщина каждого нагруженного опорного слоя 16 максимальна. Когда это место совпадает с положениями углублений 62 в радиальном направлении, сдерживается разделение резиновых компонентов вблизи данного места, в котором толщина каждого нагруженного опорного слоя 16 максимальна.

При движении в проколотом состоянии нагрузка концентрируется на внешнем конце каждой обжимной части 10 в радиальном направлении. Когда положение этого внешнего конца в радиальном направлении совпадает с положениями углублений 62 в радиальном направлении, сдерживается разделение резиновых компонентов вблизи внешнего конца каждой обжимной части 10 в радиальном направлении.

При движении в проколотом состоянии нагрузка концентрируется на части каждой боковины 8, где радиус кривизны боковины 8 является наименьшим. Когда положение этой части совпадает с положениями углублений 62 в радиальном направлении, сдерживается разделение резиновых компонентов вблизи этого места. Примером части, в которой радиус кривизны является наименьшим, является часть вблизи боковины протектора.

Для удобства маркировки и т.п., часть положений, где должны были быть сформированы углубления 62, могут представлять собой площадку. В этой части углубления 62 отсутствуют. Доля отсутствующих углублений предпочтительно меньше или равна 20% и особенно предпочтительно меньше или равна 10%.

Помимо самонесущей шины 2 высвобождение тепла с помощью углублений 62 можно обеспечить также и в обычной шине.

Размеры и углы каждого компонента шины измеряют в состоянии, в котором шину монтируют на обычный обод и накачивают до нормального внутреннего давления, если не указано другое. В течение измерения к шине не прикладывают никакой нагрузки. В настоящем техническом описании нормальный обод означает обод, указанный в стандарте, на котором основана шина. «Стандартный обод» в стандарте JATMA, «проектный обод» в стандарте TRA и «измерительный обод» в стандарте ETRTO являются нормальными ободами. В настоящем техническом описании нормальное внутреннее давление означает внутреннее давление, указанное в стандарте, на котором основана шина. «Наивысшее давление воздуха» в стандарте JATMA, «максимальное значение», указанное в "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" в стандарте TRA и «давление накачивания» в стандарте ETRTO являются нормальными внутренними давлениями. Следует отметить, что в случае шины для легкового автомобиля размеры и углы измеряют в состоянии, в котором внутреннее давление составляет 180 кПа.

Фиг. 6 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий часть шины согласно другому воплощению настоящего изобретения. На Фиг. 6 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является осевым направлением. На Фиг. 6 показаны углубления 66. Схема расположения углублений 66 такая же, как в шине 2, показанной на Фиг. 1.

Каждое из углублений 66 имеет боковую поверхность 68 и нижнюю поверхность 70. Боковая поверхность 68 соединена с площадкой 72. Нижняя поверхность 70 соединена с боковой поверхностью 68. Угол между боковой поверхностью 68 и нижней поверхностью 70 закруглен. Закругление сдерживает концентрацию напряжения на угле и может предотвратить растрескивание. На Фиг. 6 стрелка R1 показывает радиус кривизны закругленного угла. С точки зрения предотвращения растрескивания радиус R1 кривизны предпочтительно больше или равен 0,5 мм. С точки зрения уменьшения массы шины радиус R1 кривизны предпочтительно меньше или равен 2,0 мм.

Фиг. 7 представляет собой вид поперечного сечения, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения. На Фиг. 7 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является осевым направлением. На Фиг. 7 показаны углубления 74. Схема расположения углублений 74 такая же, как в шине 2, показанной на Фиг. 1.

Каждое из углублений 74 имеет боковую поверхность 76 и нижнюю поверхность 78. Боковая поверхность 76 соединена с площадкой 80. Нижняя поверхность 78 соединена с боковой поверхностью 76. Боковая поверхность 76 наклонена относительно направления вглубь. Другими словами, боковая поверхность 76 имеет наклон. Боковая поверхность 76 направляет турбулентный поток во внутреннюю часть углубления 74. В связи с этим угол α наклона боковой поверхности 76 относительно направления вглубь предпочтительно больше или равен 30° и особенно предпочтительно больше или равен 40°. С точки зрения уменьшения массы шины угол а наклона предпочтительно меньше или равен 60° и особенно предпочтительно меньше или равен 50°.

Фиг. 8 представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения. На Фиг. 8 показана боковина шины. На Фиг. 8 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является радиальным направлением. На Фиг. 8 показаны углубления 82.

Контур каждого из углублений 82 представляет собой по существу прямоугольник. В углублении 82 длина L1 в круговом направлении больше длины L2 в радиальном направлении. Каждый угол углубления 82 закруглен. С точки зрения того, чтобы грунт менее вероятно застревал в угле, радиус R2 кривизны закругленного угла предпочтительно больше или равен 0,5 мм и особенно предпочтительно больше или равен 1,0 мм. С точки зрения уменьшения массы шины радиус R2 кривизны предпочтительно меньше или равен 3,0 мм и особенно предпочтительно меньше или равен 2,5 мм.

Фиг. 9 представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения. На Фиг. 9 показана боковина шины. На Фиг. 9 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является радиальным направлением. На Фиг. 9 показаны углубления 84.

Контур каждого из углублений 84 представляет собой вытянутую окружность. В углублении 84 длина L1 в круговом направлении больше длины L2 в радиальном направлении. Углубление 84 не имеет каких-либо углов. В углублении можно сдерживать концентрацию напряжения.

Фиг. 10 представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения. На Фиг. 10 показана боковина шины. На Фиг. 10 направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является радиальным направлением. На Фиг. 10 показаны углубления 86.

Контур каждого из углублений 86 представляет собой параллелограмм. Углубление 86 имеет длинные стороны 88 и короткие стороны 90. В углублении 86 длина L1 в круговом направлении больше длины L2 в радиальном направлении. Короткие стороны 90 углубления 86 наклонены относительно радиального направления. С точки зрения сдерживания концентрации напряжения угол р наклона предпочтительно меньше или равен 20° и особенно предпочтительно меньше или равен 15°.

Фиг. 11А представляет собой вид спереди, показывающий часть шины согласно еще одному воплощению настоящего изобретения, а Фиг. 11В представляет собой вид поперечного сечения, взятого вдоль линии В-В на Фиг. 11А. На Фиг. 11 показаны углубления 92. На Фиг. 11А направление справа налево является круговым направлением, а направление сверху вниз является радиальным направлением. Схема расположения углублений 92 такая же, как в шине 2, показанной на Фиг. 1.

Контур каждого из углублений 92 представляет собой прямоугольник. Углубление 92 имеет множество выступов 94 на своей нижней поверхности. Каждый выступ проходит в круговом направлении. В углублении 92, имеющем выступы 94, площадь нижней поверхности велика. Большая площадь поверхности способствует высвобождению тепла. В связи с этим шаг РЗ между выступами 94 предпочтительно меньше или равен 2,0 мм, ширина W3 каждого выступа 94 предпочтительно больше или равна 0,2 мм, а высота Н каждого выступа 94 предпочтительно больше или равна 0,2 мм. С точки зрения уменьшения массы шины шаг Р3 между выступами 94 предпочтительно больше или равен 0,5 мм, ширина W3 каждого выступа 94 предпочтительно меньше или равна 0,5 мм, а высота Н каждого выступа 94 предпочтительно меньше или равна 0,5 мм. Выступы 94 могут быть наклонены относительно кругового направления. Угол наклона предпочтительно меньше или равен 20°.

Примеры

Далее показаны некоторые эффекты настоящего изобретения с помощью примеров, однако настоящее изобретение не следует истолковывать ограниченным образом, основанным на описании этих примеров.

Эксперимент 1

Пример 1

Изготовили самонесущую шину, показанную на Фиг. 1-4. Размер шины был "235/55R18100V". Шина имеет большое количество прямоугольных углублений. Положения углублений представляют собой положения от А до F, показанные на Фиг. 5.

Примеры 2-5 и сравнительные примеры 4 и 5

Шины из примеров 2-5 и сравнительных примеров 4 и 5 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что были обеспечены углубления, имеющие различные размеры.

Сравнительный пример 1

Шину из сравнительного примера 1 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что не обеспечивали никаких углублений.

Сравнительные примеры 2 и 3 и пример 6

Шину из сравнительного примера 2 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что были обеспечены круглые углубления. Шину из сравнительного примера 3 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что были обеспечены эллиптические углубления. Шину из примера 6 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что были обеспечены углубления в виде вытянутых окружностей. Углубления в виде вытянутых окружностей показаны на Фиг. 9.

Масса

Измеряли массу каждой шины и вычисляли разницу с массой шины из сравнительного примера 1. Результаты показаны в таблицах 1 и 2 ниже. Более низкое значение указывает на лучший результат.

Расстояние пробега

Каждую шину монтировали на нормальный обод и накачивали так, чтобы ее внутреннее давление составляло 220 кПа. Золотник вентиля шины удаляли, чтобы вызвать сообщение внутренней части шины с атмосферой. Шину прокатывали на барабане со скоростью 80 км/ч с нагрузкой 5,1 кН, приложенной к шине. Измеряли расстояние пробега до тех пор, пока из шины не возникал ненормальный шум. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 1 и 2 ниже. Более высокое значение указывает на лучший результат.

Эксперимент 2

Примеры 7-10

Шины из примеров 7-10 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что были обеспечены отверстия, контуры которых представляют собой параллелограммы.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблицах 3 и 4 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 3 и 4 ниже. Следует отметить, что расстояния пробега измеряли как для вращения вперед, так и для обратного вращения. При вращении вперед направление движения слева направо на Фиг. 10 представляет собой направление вращения шины. При обратном вращении направление движения справа налево на Фиг. 10 представляет собой направление вращения шины.

Эксперимент 3

Примеры 11-16

Шины из примеров 11-16 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что глубины De (см. Фиг. 4) углублений были такими, как показано в таблицах 5 и 6 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблицах 5 и 6 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 5 и 6 ниже.

Эксперимент 4

Примеры 17-19

Шины из примеров 17-19 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что радиус R2 кривизны (см. Фиг. 8) каждого угла контура каждого углубления был таким, как показано в таблице 7 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблице 7 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблице 7 ниже.

Легкость очистки

Каждую шину оставляли на солнце в течение 2 недель, чтобы изменить ее цвет на коричневый. Шину очищали с помощью губки или щетки и производили оценку по категориям на основе следующих критериев. Результаты показаны в таблице 7 ниже.

А: Грязь удаляется просто губкой.

В: Грязь удаляется щеткой.

С: Грязь остается в углах углублений даже когда используют щетку.

Эксперимент 5

Примеры 20-24

Шины из примеров 20-24 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что радиус R1 кривизны (см. Фиг. 6) угла между боковой поверхностью и нижней поверхностью каждого углубления был таким, как показано в таблицах 8 и 9 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблицах 8 и 9 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 8 и 9 ниже.

Интенсивность возникновения растрескивания

Каждую шину монтировали на нормальный обод и накачивали так, чтобы ее внутреннее давление составляло 200 кПа. Шину прокатывали на барабане со скоростью 80 км/ч с нагрузкой 8,0 кН, приложенной к шине. Прокатывание останавливали, когда пройденное расстояние достигало 15000 км, и осматривали поверхность шины. Подсчитывали количество углублений, в которых произошло растрескивание. Результаты показаны в таблицах 8 и 9 ниже. Более низкое значение указывает на лучший результат.

Эксперимент 6

Примеры 25-27

Шины из примеров 25-27 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что угол α наклона (см. Фиг. 7) каждой боковой стенки относительно радиального направления был таким, как показано в таблице 10 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблице 10 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблице 10.

Эксперимент 7

Примеры 28-33 и сравнительные примеры 6 и 7 Шины из примеров 28-33 и сравнительных примеров 6 и 7 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что ширины W1 и W2 (см. Фиг. 3) площадки были такими, как показано в таблицах 11 и 12 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблицах 11 и 12 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 11 и 12 ниже.

Эксперимент 8

Примеры 34-36

Шины из примеров 34-36 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что расстояние L3 (см. Фиг. 3) было таким, как показано в таблице 13 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблице 13 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблице 13 ниже.

Эксперимент 9

Примеры 37-39

Шины из примеров 37-39 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что доля отсутствующих углублений была такой, как показано в таблице 14 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблице 14 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблице 14 ниже.

Эксперимент 10

Пример 40

Шину из примера 40 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что на нижней поверхности каждого углубления были сформированы выступы, показанные на Фиг. 11. Шаг Р3 между выступами составлял 1,0 мм, ширина W3 каждого выступа составляла 0,3 мм, а высота Н каждого выступа составляла 0,3 мм.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблице 15 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблице 15 ниже.

Эксперимент 11

Примеры 41-45 и сравнительный пример 8

Шины из примеров 41-45 и сравнительного примера 8 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что длина L1 каждого углубления и шаг P1 между углублениями были такими, как показано в таблицах 16 и 17 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблицах 16 и 17 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 16 и 17 ниже.

Эксперимент 12

Примеры 46-48 и сравнительные примеры 9 и 10

Шины из примеров 46-48 и сравнительных примеров 9 и 10 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что длины L1 и L2 каждого углубления и шаги P1 и P2 между углублениями были такими, как показано в таблице 18.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблице 18 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблице 18 ниже.

Внешний вид

Осматривали боковые поверхности каждой шины и производили оценку по категориям на основе следующих критериев. Результаты показаны в таблице 18 ниже.

А: благоприятный

В: слегка неблагоприятный

С: неблагоприятный

Эксперимент 13

Примеры 49-58

Шины из примеров 49-58 получали таким же образом, как и в примере 1, за исключением того, что положения углублений были такими, как показано в таблицах 19 и 20 ниже.

Масса

Таким же образом, как и в эксперименте 1, вычисляли разницу массы. Результаты показаны в таблицах 19 и 20 ниже.

Расстояние пробега

Расстояние пробега измеряли таким же способом, как и в эксперименте 1. Результаты показаны в виде показателей в таблицах 19 и 20 ниже.

Измерение температуры

Каждую шину монтировали на нормальный обод и накачивали так, чтобы ее внутреннее давление составляло 220 кПа. Золотник вентиля шины удаляли, чтобы вызвать сообщение внутренней части шины с атмосферой. Шину прокатывали на барабане со скоростью 80 км/ч с нагрузкой 5,2 кН, приложенной к шине. Прокатку останавливали, когда пройденное расстояние достигало 160 км, и измеряли температуру в точках от P1 до P4 (см. Фиг. 5) с помощью термографического исследования. Результаты показаны в таблицах 19 и 20 ниже. Более низкое значение указывает на лучший результат.

Как показано в таблицах 1-20, шина из каждого примера является превосходной с точки зрения различных характеристик. Из результатов оценки ясны преимущества настоящего изобретения.

Промышленная применимость

Пневматическую шину по настоящему изобретению можно монтировать на различные транспортные средства.

Описание условных обозначений

2 шина

4 протектор

8 боковина

10 обжимная часть

12 борт

14 каркас

16 опорный слой

18 брекер

20 бандаж

62, 74, 82, 84, 86, 92 углубления

64, 72, 80 площадка