ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА

Область техники

Настоящее изобретение относится к пневматической шине.

Уровень техники

С шиной транспортного средства строительного назначения из предшествующего уровня техники связана проблема расслоения, возникающего вследствие перегрузки в концевой части стальной бортовой ленты. Для решения этой проблемы в публикации JP 5858069 B описан способ устранения смещения концевой части бортовой ленты за счет применения стальной бортовой ленты, включающей в себя наружный концевой участок высотой от 0,5 или более до 1,0 или менее высоты фланца диска.

Техническая проблема

Однако в шине, включающей в себя конструкцию борта с бортовой лентой из органического волокна, на наружном концевом участке бортовой ленты из органического волокна может возникать расслоение, и существует необходимость в ее усовершенствовании.

Настоящее изобретение разработано с учетом вышеизложенного, и задача настоящего изобретения заключается в создании пневматической шины, которая включает в себя конструкцию бортовой ленты, изготовленную из стали и органического волокна, и в которой может быть устранено расслоение на наружных концевых участках всех бортовых лент.

Решение проблемы

Для решения вышеописанных проблем и достижения цели пневматическая шина согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя: пару сердечников борта; пару наполнителей борта, соответственно размещенных снаружи относительно пары сердечников борта в радиальном направлении шины; каркасный слой, размещенный с возможностью охвата пары сердечников борта и пары наполнителей борта и имеющий загнутую конфигурацию; стальную бортовую ленту, сформированную посредством группирования множества стальных кордов и расположенную между каркасным слоем и посадочной поверхностью диска; и две или более дополнительных бортовых лент, расположенных между стальной бортовой лентой и посадочной поверхностью диска и изготовленных из органического волокна; причем стальная бортовая лента включает в себя наружный концевой участок, расположенный снаружи относительно одного из пары наполнителей борта в поперечном направлении шины, при этом наружный концевой участок имеет высоту от 0,5 или более до 0,7 или менее высоты фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона; причем каждая из дополнительных бортовых лент включает в себя наружный концевой участок, расположенный снаружи относительно одного из пары наполнителей борта в поперечном направлении шины, при этом наружный концевой участок имеет высоту от 0,7 или более до 0,9 или менее высоты фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона; и причем каркасный слой имеет высоту изогнутого вверх участка, которая от 2,5 раз или более до 4,5 раз или менее больше высоты фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона.

Стальная бортовая лента предпочтительно включает в себя внутренний концевой участок, расположенный по направлению внутрь относительно одного из пары наполнителей борта в поперечном направлении шины, причем внутренний концевой участок имеет высоту в пределах диапазона высоты одного из пары сердечников борта с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона.

Каждая из двух или более дополнительных бортовых лент предпочтительно включает в себя внутренний концевой участок, расположенный по направлению внутрь относительно одного из пары наполнителей борта в поперечном направлении шины, причем внутренний концевой участок имеет высоту, равную 0,65 или менее высоты фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона.

Пневматическая шина предпочтительно дополнительно включает в себя амортизирующий резиновый элемент, расположенный между каркасным слоем и наружным концевым участком стальной бортовой ленты.

Высота Hс внутреннего концевого участка амортизирующего резинового элемента в радиальном направлении шины и высота Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, удовлетворяют соотношению Hc/Hf ≤ 0,4.

Разность Hs - Hc высоты Hs наружного концевого участка стальной бортовой ленты и высоты Hс внутреннего концевого участка амортизирующего резинового элемента в радиальном направлении шины предпочтительно находится в диапазоне 45 мм ≤ Hs -Hc.

Амортизирующий резиновый элемент предпочтительно имеет модуль упругости при 100% удлинении в диапазоне от 2,0 МПа или более до 4,0 МПа или менее.

Калибр G резины между каркасным слоем и наружным концевым участком стальной бортовой ленты предпочтительно находится в диапазоне 5,0 мм ≤ G.

Каждый из стальных кордов, составляющих стальную бортовую ленту, предпочтительно имеет диаметр в диапазоне от 1,0 мм или более до 3,0 мм или менее, причем угол, образованный продольным направлением каждого из стальных кордов и радиальным направлением шины, находится в диапазоне от 50 градусов или более до 75 градусов или менее, а плотность размещения стальных кордов находится в диапазоне от 10 шт./5 см или более до 40 шт./5 см или менее.

Стальная бортовая лента предпочтительно проходит от зоны, расположенной снаружи относительно одного из пары наполнителей борта в поперечном направлении шины, к зоне, расположенной дальше по направлению внутрь, чем центр тяжести одного из пары сердечников борта в поперечном направлении шины.

Пневматическую шину предпочтительно применяют в качестве шины для высоконагруженных машин.

Преимущественные эффекты изобретения

В пневматической шине в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечен эффект возможного устранения расслоения на наружных концевых участках всех бортовых лент.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 представлено поперечное сечение шины в меридиональном направлении, демонстрирующее пневматическую шину в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 2 представлен увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий бортовой участок пневматической шины, показанной на ФИГ. 1.

На ФИГ. 3 представлен увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий бортовой участок пневматической шины, показанной на ФИГ. 1.

На ФИГ. 4 представлен увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий пример бортового участка, показанного на каждой из ФИГ. 2 и 3.

На ФИГ. 5 представлен увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий другой пример бортового участка, показанного на каждой из ФИГ. 2 и 3.

Описание вариантов осуществления изобретения

Ниже будут подробно описаны варианты осуществления изобретения со ссылкой на графические материалы. Следует отметить, что варианты осуществления изобретения не ограничены этими вариантами осуществления. Кроме того, составляющие вариантов осуществления включают в себя элементы, которые могут быть заменены и которые явно могут быть заменены с сохранением при этом соответствия вариантам осуществления настоящего изобретения. Кроме того, множество изменений, описанных в вариантах осуществления, могут быть соответствующим образом объединены в пределах объема, очевидного для специалиста в данной области техники. Следует отметить, что в представленном ниже описании со ссылкой на каждую фигуру компоненты, идентичные или по существу аналогичные компонентам на других фигурах, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и описание этих компонентов упрощено или опущено.

Пневматическая шина

На ФИГ. 1 представлено поперечное сечение шины в меридиональном направлении, демонстрирующее пневматическую шину в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На ФИГ. 1 показан вид в поперечном сечении в радиальном направлении шины. Кроме того, на ФИГ. 1 в качестве примера пневматической шины представлена радиальная шина для высоконагруженных машин, устанавливаемая на грузовик, автобус и другой подобный транспорт для перевозок на большие расстояния.

На ФИГ. 1 поперечное сечение в меридиональном направлении шины означает поперечное сечение шины вдоль плоскости, которая включает в себя ось вращения шины (не показана). Кроме того, экваториальная плоскость шины, обозначенная ссылочной позицией CL, относится к плоскости, перпендикулярной оси вращения шины, которая проходит через центральную точку шины в направлении оси вращения шины. Кроме того, поперечное направление шины относится к направлению, параллельному оси вращения шины. Радиальное направление шины относится к направлению, перпендикулярному оси вращения шины.

На ФИГ. 1 пневматическая шина 1 включает в себя кольцевую конструкцию с осью вращения шины в качестве центра и включает в себя пару сердечников 11, 11 борта, пару наполнителей 12, 12 борта, каркасный слой 13, слой 14 брекера, резину 15 протектора, пару резиновых элементов 16, 16 боковины, пару брекерных резиновых элементов 17, 17 диска и пару амортизирующих резиновых элементов 18, 18. Пара резиновых элементов 16, 16 боковины шины обеспечена на нижних участках с контрольными линиями 19, 19 диска соответственно.

Пара сердечников 11, 11 борта представляет собой кольцевые элементы, каждый из которых сформирован путем объединения в пучок множества линий бортовой проволоки. Пара сердечников 11, 11 борта представляет собой расположенные слева и справа сердечники бортовых участков. Каждый из пары наполнителей 12, 12 борта включает в себя нижний наполнитель 121 и верхний наполнитель 122. Пара наполнителей 12, 12 борта соответственно расположен снаружи относительно пары сердечников 11, 11 борта в радиальном направлении шины и представляет собой бортовые участки.

Каркасный слой 13 проходит между сердечниками 11, 11 борта слева и справа, имеет тороидальную форму и формирует каркас шины. Кроме того, оба концевых участка каркасного слоя 13 загнуты наружу в поперечном направлении шины изнутри в поперечном направлении шины и охватывают сердечники 11 борта и наполнители 12 борта, причем оба концевых участка каркасного слоя 13 закреплены. Кроме того, каркасный слой 13 также изготавливают с помощью процесса прокатки множества покрытых резиной каркасных кордов из стали или материала из органического волокна (например, нейлона, полиэстера, вискозы или т. п.). Каркасный слой 13 имеет угол каркаса (угол наклона в направлении волокна каркасных кордов относительно направления вдоль окружности шины), представляющий собой абсолютное значение от 85 градусов или более до 95 градусов или менее. Следует отметить, что, хотя каркасный слой 13 имеет однослойную структуру, включающую в себя один слой каркаса в конфигурации, показанной на ФИГ. 1, помимо этого, каркасный слой 13 может иметь многослойную структуру, сформированную путем послойной укладки множества слоев каркаса.

Слой 14 брекера сформирован путем послойной укладки множества слоев 141-145 брекера и расположен вокруг внешней окружности каркасного слоя 13. Слои 141-145 брекера включают в себя, например, брекер 141 с большим углом размещения, пару перекрестных брекеров 142, 143, обкладку 144 брекера и кольцевой армирующий слой 145. Кроме того, каждый из слоев 141-145 брекера сформирован с помощью процесса прокатки множества покрытых резиной кордов брекера, изготовленных из стали или материала из органического волокна, и имеет предварительно заданный угол брекера (угол наклона в продольном направлении кордов брекера по отношению к направлению вдоль окружности шины).

Резина 15 протектора расположена снаружи относительно каркасного слоя 13 и слоя 14 брекера в радиальном направлении шины и представляет собой участок протектора шины. Пара резиновых элементов 16, 16 боковины шины соответственно расположена снаружи относительно каркасного слоя 13 в поперечном направлении шины и представляет собой левый и правый участки боковины. Пара брекерных резиновых элементов 17, 17 диска соответственно расположены внутри относительно сердечников 11, 11 борта слева и справа и загнутых участков каркасного слоя 13 в радиальном направлении шины и формирует слева и справа контактные поверхности бортовых участков с фланцами дисков R (упоминаемыми ниже как фланцы диска).

Бортовая лента

Радиальная шина для высоконагруженных машин из предшествующего уровня техники включает в себя стальную бортовую ленту 21, сформированную из стальных кордов на посадочном участке диска каркасного слоя, для защиты каркасного слоя и устранения утечки воздуха на посадочном участке диска. Кроме того, шина для бездорожья (OR) или, другими словами, шина для транспортного средства строительного назначения снабжена стальной бортовой лентой, и, таким образом, может быть обеспечен калибр Ga резины с одновременным устранением остаточной деформации бортового листового участка.

С конфигурацией, снабженной вышеописанной стальной бортовой лентой 21, связана проблема возможного расслоения резины на периферии на наружном концевом участке стальной бортовой ленты 21 (концевого участка снаружи относительно наполнителя борта в поперечном направлении шины). В частности, предполагается, что точка 20 расслоения между фланцем диска и пневматической шиной 1 и место вблизи точки 20 расслоения подвержены многократной деформации, причем в точке 20 расслоения и вблизи точки 20 расслоения увеличивается напряжение и, таким образом, возможно возникновение расслоения. Зона от точки 20 расслоения до высоты Hf фланца диска подвержена многократной деформации во время вращения пневматической шины 1. Таким образом, если концевой участок каждой бортовой ленты расположен в указанной зоне, возрастает напряжение сдвига и возникает расслоение. Соответственно, желательно предотвратить расположение концевого участка в зоне, подверженной многократной деформации во время вращения пневматической шины 1.

Таким образом, используют следующую конфигурацию пневматической шины 1 для устранения расслоения резины на периферии на наружном концевом участке стальной бортовой ленты 21.

Каждая из ФИГ. 2 и 3 представляют собой увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий бортовой участок пневматической шины, показанной на ФИГ. 1. На ФИГ. 4 представлен увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий пример бортового участка, показанного на каждой из ФИГ. 2 и 3. На ФИГ. 5 представлен увеличенный вид в поперечном сечении, демонстрирующий другой пример бортового участка, показанного на каждой из ФИГ. 2 и 3. На каждой из этих фигур показан увеличенный вид в поперечном сечении одной из пар левого и правого бортовых участков.

Как показано на ФИГ. 2, пневматическая шина 1 включает в себя по меньшей мере одну стальную бортовую ленту 21.

Стальная бортовая лента 21 представляет собой армирующий слой, который расположен на посадочном участке диска пневматической шины 1 и защищает каркасный слой 13. Стальная бортовая лента 21 включает в себя, например, элемент в форме листа, сформированный посредством группирования множества стальных кордов и подвергнутый прокатыванию, сетку, сформированную путем переплетения множества стальных кордов, композитный материал, сформированный из покрытого резиной элемента в форме листа или сетки и т. п.

Например, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, один каркасный слой 13 загнут вверх наружу в поперечном направлении шины изнутри в поперечном направлении шины и охватывает сердечник 11 борта, причем один каркасный слой 13 закреплен. Кроме того, одна стальная бортовая лента 21 расположена между каркасным слоем 13 и посадочной поверхностью диска и проходит вдоль каркасного слоя 13. Кроме того, стальная бортовая лента 21 расположена равномерно по всей окружности шины. Кроме того, стальная бортовая лента 21 загнута вверх вместе с каркасным слоем 13 и охватывает загнутый вверх участок каркасного слоя 13 изнутри в радиальном направлении шины. Кроме того, стальная бортовая лента 21 имеет загнутый вверх концевой участок 212, направленный внутрь в поперечном направлении шины, причем загнутый вверх концевой участок 212 проходит наружу в радиальном направлении шины смежно с каркасным слоем 13. Кроме того, стальная бортовая лента 21 включает в себя загнутый вверх концевой участок 211, направленный наружу в поперечном направлении шины, причем загнутый вверх концевой участок 211 проходит наружу в радиальном направлении шины вместе с загнутым вверх участком каркасного слоя 13. Таким образом, загнутый вверх концевой участок 211 расположен дальше по направлению наружу, чем сердечник 11 борта, в радиальном направлении шины.

В вышеописанной конфигурации стальную бортовую ленту 21 располагают между каркасным слоем 13 и фланцем диска, и она защищает каркасный слой 13 в положении, в котором пневматическая шина 1 установлена на диск R. Соответственно, устраняют утечку воздуха на посадочном участке диска между пневматической шиной 1 и диском R.

В данном случае на левом и правом концевых участках стальной бортовой ленты 21 на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины (см. ФИГ. 2) загнутый вверх концевой участок 211, расположенный снаружи относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины, упоминается как наружный концевой участок, а загнутый вверх концевой участок 212, расположенный внутри относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины, упоминается как внутренний концевой участок.

При этом высота Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 и высота Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, удовлетворяют соотношению 0,5 ≤ Hs/Hf ≤ 0,7 (см. ФИГ. 2-4). Кроме того, более предпочтительно соотношение Hs/Hf находится в диапазоне 0,55 ≤ Hs/Hf ≤ 0,65.

Высоту Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 измеряют, когда пневматическая шина 1 установлена на указанный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии.

Высота Hf фланца диска представляет собой разность между максимальным диаметром фланцевого участка диска указанного диска и диаметром диска.

В данном случае термин «определенный диск» означает «применимый диск» согласно определению Японской ассоциации производителей автомобильных шин (JATMA), «проектный диск» согласно определению Ассоциации по шинам и дискам (TRA) или «измерительный диск» согласно определению Европейской технической организации по шинам и дискам (ETRTO). Кроме того, указанное внутреннее давление означает «максимальное давление воздуха» согласно определению JATMA или максимальную величину «ПРЕДЕЛОВ НАГРУЗКИ ШИНЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ХОЛОДНОЙ НАКАЧКИ» согласно определению TRA, или «ДАВЛЕНИЕ НАКАЧКИ» согласно определению ETRTO. Кроме того, указанная нагрузка относится к «максимально допустимой нагрузке» согласно определению JATMA, или максимальной величине «ПРЕДЕЛОВ НАГРУЗКИ ШИНЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ХОЛОДНОЙ НАКАЧКИ» согласно определению TRA, или «ДОПУСТИМОЙ НАГРУЗКЕ» согласно определению ETRTO. Однако в соответствии с определением JATMA для шин пассажирского автомобиля указанное внутреннее давление представляет собой давление воздуха, равное 180 кПа, а указанная нагрузка составляет 88% от максимальной допустимой нагрузки.

С помощью вышеописанной конфигурации, удовлетворяющей соотношению 0,5 ≤ Hs/Hf, обеспечивают высоту Hs стальной бортовой ленты 21 и соответственно обеспечивают армирование стальной бортовой лентой 21. Кроме того, если Hs/Hf ≤ 0,7, наружный концевой участок 211 стальной бортовой ленты 21 расположен и удерживается между диском R и каркасным слоем 13 в положении, в котором шина установлена на диск. Соответственно, устраняют деформацию резины на периферии на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21 и расслоение резины на периферии на наружном концевом участке 211.

Следует отметить, что в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, каждый из стальных кордов, составляющих стальную бортовую ленту 21, предпочтительно имеет диаметр в диапазоне от 1,0 мм или более до 3,0 мм или менее. Кроме того, угол, образованный продольным направлением стальных кордов и радиальным направлением шины, предпочтительно находится в диапазоне от 50 градусов или более до 75 градусов или менее и более предпочтительно находится в диапазоне от 60 градусов или более до 70 градусов или менее. Кроме того, стальная бортовая лента 21 имеет плотность размещения стальных кордов на отрезке шириной 5 см предпочтительно в диапазоне от 10 шт./5 см или более до 40 шт./5 см или менее и более предпочтительно в диапазоне от 20 шт./5 см или более до 30 шт./5 см или менее. Таким образом обеспечивают надлежащую прочность стальной бортовой ленты 21.

Кроме того, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 проходит внутрь наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины. В вышеописанной конфигурации стальная бортовая лента 21 предпочтительно проходит по всей посадочной поверхности диска для обеспечения надлежащего армирования стальной бортовой лентой 21.

Внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 может быть расположен перед указанным местоположением в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, для задания небольшого диапазона продолжения стальной бортовой ленты 21 (не показано). При этом, если внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 находится по меньшей мере в зоне, расположенной дальше по направлению внутрь, чем центр тяжести сердечника 11 борта в поперечном направлении шины, и дальше по направлению наружу, чем центр тяжести сердечника 11 борта в радиальном направлении шины, может быть обеспечено надлежащее армирование стальной бортовой лентой 21. Кроме того, предпочтительно стальная бортовая лента 21 проходит от зоны, расположенной снаружи относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины, к зоне, расположенной дальше по направлению внутрь, чем центр тяжести сердечника 11 борта в поперечном направлении шины.

Кроме того, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, применена одна стальная бортовая лента 21. Однако может быть послойно уложено и расположено множество стальных бортовых лент 21 (не показано).

Дополнительная бортовая лента

Кроме того, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, пневматическая шина 1 включает в себя дополнительные бортовые ленты 22, 23. Дополнительные бортовые ленты 22, 23 обеспечены снаружи относительно стальной бортовой ленты 21, которая охватывает сердечник 11 борта. Таким образом, в настоящем примере применены три бортовые ленты. Стальная бортовая лента 21 расположена на самой внутренней стороне (стороне, ближайшей к сердечнику 11 борта), дополнительная бортовая лента 22 расположена снаружи относительно стальной бортовой ленты 21, а дополнительная бортовая лента 23 расположена дальше в направлении наружу относительно дополнительной бортовой ленты 22. Каждая из дополнительных бортовых лент 22, 23 представляет собой вспомогательный армирующий слой, охватывающий наружный концевой участок 211 стальной бортовой ленты 21 снаружи в поперечном направлении шины. Кроме того, каждая из дополнительных бортовых лент 22, 23 изготовлена из материала из органического волокна (например, нейлона, полиэстера, вискозы или т. п.) и каждая из них включает в себя, например, элемент в форме листа, сформированный посредством группирования множества кордов из органического волокна и их прокатывания, сетку, сформированную путем переплетения множества кордов из органического волокна, композитный материал, сформированный из покрытого резиной элемента в форме листа или сетки, и т. п.

Например, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, пара дополнительных бортовых лент 22, 23 расположена между стальной бортовой лентой 21 и брекерным резиновым элементом 17 диска, и проходит вдоль стальной бортовой ленты 21. Кроме того, пара дополнительных бортовых лент 22, 23 расположена равномерно по всей окружности шины. Кроме того, дополнительные бортовые ленты 22, 23 загнуты вверх вместе с каркасным слоем 13 и охватывают всю стальную бортовую ленту 21 изнутри в радиальном направлении шины. Кроме того, по меньшей мере одна из дополнительных бортовых лент 22, 23 проходит наружу в радиальном направлении шины за пределы наружного концевого участка 211 и внутреннего концевого участка 212 стальной бортовой ленты 21. Соответственно, наружный концевой участок 211 и внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 надежно закрыты дополнительными бортовыми лентами 22, 23. Кроме того, внутренний концевой участок 212 и наружный концевой участок 211 стальной бортовой ленты 21, наружный концевой участок 221 и внутренний концевой участок 222 дополнительной бортовой ленты 22, а также наружный концевой участок 231 и внутренний концевой участок 232 дополнительной бортовой ленты 23 расположены в положениях, отличающихся друг от друга. Соответственно, происходит уменьшение концентрации напряжений в положении каждого из концевых участков бортовых лент 21, 22 и 23.

Наружные концевые участки 221, 231 дополнительной бортовой ленты 22, 23, выполненные из органического волокна, имеют значения высоты Hn1, Hn2 соответственно, и каждое из значений высоты Hn1, Hn2 составляет от 0,7 или более до 0,9 или менее высоты Hf фланца диска. Следует отметить, что, хотя высота Hn1 и высота Hn2 удовлетворяют соотношению Hn1 < Hn2 на ФИГ. 2, их соотношение не ограничивается этим. Высота Hn1 и высота Hn2 могут удовлетворять соотношению Hn1 > Hn2 (не показано).

В вышеописанной конфигурации дополнительные бортовые ленты 22, 23 покрывают наружный концевой участок 211 и внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21. За счет этого устраняют смещение наружного концевого участка 211 и внутреннего концевого участка 212 стальной бортовой ленты 21 во время качения шины. Соответственно, устраняют деформацию резины на периферии на наружном концевом участке 211 и внутреннем концевом участке 212 стальной бортовой ленты 21, а также расслоение резины на периферии. Таким образом, в пневматической шине 1, включающей в себя множество концевых участков бортовой ленты, может быть предотвращено расслоение на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21. Кроме того, вышеуказанное размещение позволяет предотвратить обеспечение наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 в диапазоне от точки 20 расслоения между фланцем диска и пневматической шиной 1 до высоты Hf фланца диска и подверженность многократной деформации, при которой возрастает напряжение. Соответственно, может быть предотвращено возникновение кольцевой деформации сдвига на концевом участке бортовой ленты.

Кроме того, по мере увеличения значений высоты Hn1, Hn2 наружных концевых участков 221, 231 дополнительных бортовых лент 22, 23, изготовленных из органического волокна, увеличивается напряжение. Таким образом, каждое из значений высоты Hn1 и Hn2 находится в диапазоне значений, которые равны высоте Hf или меньше высоты Hf фланца диска. Дополнительные бортовые ленты, изготовленные из органического волокна, предпочтительно представлены в количестве двух штук. Это связано с возрастанием напряжения при слишком малом расстоянии между концевыми участками дополнительных бортовых лент. Следует отметить, что в дополнительных бортовых лентах 22, 23 расстояние между концевыми участками бортовых лент является небольшим, иными словами, каждое из расстояния между наружным концевым участком 221 и наружным концевым участком 231, а также расстояния между внутренним концевым участком 222 и внутренним концевым участком 232 составляют по меньшей мере 5 мм и предпочтительно составляют 8 мм или более.

В то же время, как показано на ФИГ. 2, высота Ht (высота изгиба вверх) изогнутого вверх концевого участка 131 каркасного слоя 13 от 2,5 раз или более до 4,5 раз или менее больше высоты Hf фланца диска. Если высота Ht изогнутого вверх концевого участка 131 меньше, чем в 2,5 раза, превышает высоту Hf фланца диска, напряжение на концевом участке каркаса во время качения шины возрастает. Если высота Ht изогнутого вверх концевого участка 131 больше, чем в 4,5 раза, превышает высоту Hf фланца диска, напряжение на концевом участке каркаса также возрастает. Таким образом, оба указанных варианта не являются предпочтительными.

Как показано на ФИГ. 3, внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 имеет высоту Hs' в диапазоне высоты Hb сердечника 11 борта с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона. Иными словами, внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 расположен в пределах диапазона высоты Hb сердечника 11 борта. Как описано выше, внутренний концевой участок 212 стальной бортовой ленты 21 находится в положении, в котором отсутствует деформация, как и в случае наружного концевого участка 211, за счет чего можно устранять расслоение на внутреннем концевом участке 212. Следует отметить, что высота Hs' внутреннего концевого участка 212 стальной бортовой ленты 21 имеет верхний предел, который находится в диапазоне, в котором высота Hs' не перекрывается с высотой наружного концевого участка 211, и нижний предел, который представляет собой минимальную высоту, которую необходимо обеспечить внутри в поперечном направлении шины для обеспечения жесткости бортовых участков с помощью стальной бортовой ленты 21.

Кроме того, как показано на ФИГ. 3, внутренние концевые участки 222, 232 дополнительных бортовых лент 22, 23, изготовленных из органического волокна, имеют значения высоты Hn1', Hn2' соответственно, и каждое из значений высоты Hn1', Hn2' составляет 0,65 или менее высоты Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона. Каждый из внутренних концевых участков 222, 232 дополнительных бортовых лент 22, 23 находится в положении, в котором отсутствует деформация, как и в случае наружных концевых участков 221, 231, за счет чего можно устранить расслоение на каждом из внутренних концевых участков 222, 232. Следует отметить, что, хотя высота Hn1' и высота Hn2' удовлетворяют соотношению Hn1' > Hn2' на ФИГ. 3, их соотношение не ограничивается этим. Из внутренних концевых участков 222, 232 внутренний концевой участок 232, расположенный дальше по направлению наружу, предпочтительно является более высоким. Другими словами, как показано на ФИГ. 5, высота Hn1' и высота Hn2' предпочтительно удовлетворяют соотношению Hn1' < Hn2'.

Амортизирующий резиновый элемент

Кроме того, как показано на ФИГ. 2, пневматическая шина 1 включает в себя амортизирующий резиновый элемент 18. Амортизирующий резиновый элемент 18 расположен между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21. В вышеописанной конфигурации амортизирующий резиновый элемент 18 располагают между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21, за счет чего уменьшается напряжение в резине на периферии на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21 (демпфирование амортизирующего резинового элемента 18). Таким образом, устраняют расслоение резины на периферии.

Например, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, один каркасный слой 13 загнут вверх наружу в поперечном направлении шины изнутри в поперечном направлении шины и охватывает сердечник 11 борта, причем один каркасный слой 13 закреплен. Кроме того, амортизирующий резиновый элемент 18 расположен снаружи относительно загнутого вверх участка каркасного слоя 13 в поперечном направлении шины и проходит в радиальном направлении шины вдоль загнутого вверх участка каркасного слоя 13. Кроме того, амортизирующий резиновый элемент 18 расположен равномерно по всей окружности шины. Кроме того, амортизирующий резиновый элемент 18 включает в себя участок, направленный внутрь в радиальном направлении шины, причем участок, направленный внутрь в радиальном направлении шины, расположен между загнутым вверх участком каркасного слоя 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21. Соответственно, амортизирующий резиновый элемент 18 располагают между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21, и он разделяет каркасный слой 13 и наружный концевой участок 211 стальной бортовой ленты 21.

Кроме того, как показано на ФИГ. 4, высота Hс внутреннего концевого участка 181 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины и высота Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, предпочтительно удовлетворяют соотношению Hc/Hf ≤ 0,4 и более предпочтительно удовлетворяют соотношению Hc/Hf ≤ 0,3. Соответственно, обеспечивают надлежащий диапазон удлинения амортизирующего резинового элемента 18 на посадочном участке диска и проводят надлежащее демпфирование амортизирующего резинового элемента 18. Следует отметить, что в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, внутренний концевой участок 181 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины проходит к боковой стороне сердечника 11 борта. Наружный концевой участок 182 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины проходит вблизи загнутого вверх концевого участка 131 каркасного слоя 13.

Хотя нижний предел отношения Hc/Hf не имеет конкретных ограничений, существуют ограничения нижнего предела для разности Hs - Hc, описанные ниже.

Положение внутреннего концевого участка 181 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины не имеет конкретных ограничений и может находиться дальше по направлению наружу, чем положение на высоте Hf фланца диска в радиальном направлении шины. Однако при избыточном объеме амортизирующего резинового элемента 18 увеличивается сопротивление качению шины, и, таким образом, это не является предпочтительным вариантом.

Высоту Hc внутреннего концевого участка 181 амортизирующего резинового элемента 18 измеряют, когда шина установлена на указанный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии.

Кроме того, на ФИГ. 4 разность Hs - Hc высоты Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 и высоты Hс внутреннего концевого участка 181 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины предпочтительно находится в диапазоне 45 мм ≤ Hs - Hc. Соответственно, обеспечивают надлежащий диапазон удлинения амортизирующего резинового элемента 18 с наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21, принятым в качестве эталона, и проводят соответствующее демпфирование амортизирующего резинового элемента 18.

Хотя верхний предел разности Hs - Hc не имеет конкретных ограничений, существуют ограничения верхнего предела для соотношения Hc/Hf, описанные выше.

Кроме того, на ФИГ. 4 калибр G резины между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21 предпочтительно находится в диапазоне 5,0 мм ≤ G. Соответственно, обеспечен калибр G резины на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21 или вблизи него, и проведено соответствующее демпфирование амортизирующего резинового элемента 18.

Хотя верхний предел калибра G резины не имеет конкретных ограничений, при избыточном объеме амортизирующего резинового элемента 18 увеличивается сопротивление качению шины, и, таким образом, это не является предпочтительным вариантом.

На виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины калибр G резины измеряют как толщину резинового элемента, расположенного между каркасными кордами, составляющими каркасный слой 13, и стальным кордом на наружной стороне в радиальном направлении шины стальных кордов, составляющих стальную бортовую ленту 21. Кроме того, резиновый элемент, для которого измеряют калибр G резины, включает в себя резиновое покрытие каркасного слоя 13, резиновое покрытие стальной бортовой ленты 21 и т. п., за исключением амортизирующего резинового элемента 18.

Кроме того, в конфигурации, показанной на ФИГ. 2, амортизирующий резиновый элемент 18 имеет модуль упругости при 100% удлинении предпочтительно в диапазоне от 2,0 МПа или более до 4,0 МПа или менее и более предпочтительно в диапазоне от 2,3 МПа или более до 3,2 МПа или менее. Соответственно, амортизирующий резиновый элемент 18 имеет соответствующие физические свойства, и проведено соответствующее демпфирование амортизирующего резинового элемента 18.

Модуль упругости амортизирующего резинового элемента 18 измеряют путем проведения испытания на растяжение при комнатной температуре в соответствии с JIS-K6251 (с использованием гирь № 3).

Результаты

Как описано выше, пневматическая шина 1 включает в себя: пару сердечников 11, 11 борта; пара наполнителей 12, 12 борта соответственно расположена снаружи относительно пары сердечников 11, 11 борта в радиальном направлении шины; каркасный слой 13, расположенный с возможностью охвата сердечников 11 борта и наполнителей 12 борта и имеющий загнутую конфигурацию; и стальную бортовую ленту 21, сформированную посредством группирования множества стальных кордов и расположенную между каркасным слоем 13 и посадочной поверхностью диска (см. ФИГ. 1). Кроме того, высота Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21, расположенной снаружи относительно одного из наполнителей 12 борта в поперечном направлении шины, и высота Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, удовлетворяют соотношению 0,5 ≤ Hs/Hf ≤ 0,7 (см. ФИГ. 2-4).

Преимущество вышеописанной конфигурации заключается в соответствующей высоте Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21. Другими словами, удовлетворяя соотношению 0,5 ≤ Hs/Hf, обеспечивают высоту Hs стальной бортовой ленты 21 и, соответственно, обеспечивают надлежащее армирование стальной бортовой лентой 21. Кроме того, если Hs/Hf ≤ 0,7, наружный концевой участок 211 стальной бортовой ленты 21 расположен и удерживается между диском R и каркасным слоем 13 в положении, в котором шина установлена на диск. Соответственно, устраняют деформацию резины на периферии на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21 и расслоение резины на периферии на наружном концевом участке 211.

Кроме того, пневматическая шина 1 включает в себя амортизирующий резиновый элемент 18, расположенный между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21 (см. ФИГ. 2). Кроме того, высота Hс внутреннего концевого участка амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины и высота Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, удовлетворяют соотношению Hc/Hf ≤ 0,4 (см. ФИГ. 4). Преимущество при этом заключается в обеспечении надлежащего диапазона удлинения амортизирующего резинового элемента 18 на посадочном участке диска и проведении соответствующего демпфирования амортизирующего резинового элемента 18.

Кроме того, в пневматической шине 1 разность Hs - Hc высоты Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 и высоты Hс внутреннего концевого участка амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины находится в диапазоне 45 мм ≤ Hs - Hc. Преимущество при этом заключается в обеспечении надлежащего диапазона удлинения амортизирующего резинового элемента 18 с наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21, принятым в качестве эталона, и проведении соответствующего демпфирования амортизирующего резинового элемента 18.

Кроме того, в пневматической шине 1 калибр G резины между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21 находится в диапазоне 5,0 мм ≤ G (см. ФИГ. 4). Преимущество при этом заключается в обеспечении надлежащего калибра G резины на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21 или вблизи него и проведении соответствующего демпфирования амортизирующего резинового элемента 18.

Кроме того, в пневматической шине 1 каждый из стальных кордов, составляющих стальную бортовую ленту, имеет диаметр в диапазоне от 1,0 мм или более до 3,0 мм или менее, угол, образованный продольным направлением каждого из стальных кордов и радиальным направлением шины, находится в диапазоне от 50 градусов или более до 75 градусов или менее, а плотность размещения стальных кордов находится в диапазоне от 10 шт./5 см или более до 40 шт./5 см или менее. Их преимущество заключается в обеспечении надлежащей прочности стальной бортовой ленты 21.

Кроме того, в пневматической шине 1 амортизирующий резиновый элемент 18 имеет модуль упругости при 100% удлинении в диапазоне от 2,0 МПа или более до 4,0 МПа или менее. Преимущество при этом заключается в обеспечении соответствующих физических свойств амортизирующего резинового элемента 18 и проведении соответствующего демпфирования амортизирующего резинового элемента 18.

Кроме того, пневматическая шина 1 включает в себя дополнительные бортовые ленты 22, 23, изготовленные из материала из органического волокна и охватывающие наружный концевой участок 211 стальной бортовой ленты 21 снаружи в поперечном направлении шины (см. ФИГ. 2). Преимущество вышеописанной конфигурации заключается в охвате дополнительными бортовыми лентами 22, 23 наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21, за счет чего устранено смещение наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 во время качения шины и, таким образом, устранено расслоение резины на периферии.

Кроме того, в пневматической шине 1 стальная бортовая лента 21 проходит от зоны, расположенной снаружи относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины, к зоне, расположенной дальше по направлению внутрь, чем центр тяжести сердечника 11 борта в поперечном направлении шины (см. ФИГ. 2). Преимущество вышеописанной конфигурации заключается в прохождении стальной бортовой ленты 21 по существу по всей посадочной поверхности диска, и, таким образом, обеспечено надлежащее армирование стальной бортовой ленты 21.

Целевое применение

Следует отметить, что пневматическую шину 1 предпочтительно применяют в качестве шины для высоконагруженных машин. Шина для высоконагруженных машин во время ее использования подвержена большей нагрузке, чем шина для легкового транспортного средства. Таким образом, возможно расслоение резины на периферии на наружном концевом участке 211 стальной бортовой ленты 21. Таким образом, вышеописанную шину для высоконагруженных машин устанавливают для целевого применения, при этом преимуществом является устранение значительного эффекта расслоения резины на периферии.

Примеры

В таблицах 1 и 2 представлены результаты тестирования рабочих характеристик пневматической шины 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

В ходе тестирования рабочих характеристик множество видов испытательных шин оценивали на устойчивость края бортовой ленты к расслоению. Кроме того, испытательная шина, имеющая размер шины 26,5R25 L-3, была установлена на указанный TRA диск и испытательная шина была накачана до указанного давления воздуха 500 кПа.

Кроме того, проводили испытание на усталостную прочность при большой нагрузке с использованием установленной в закрытом помещении испытательной машины барабанного типа. Затем скорость движения устанавливали на 5 км/ч, повышали нагрузку на 10% каждые 72 часа от 140% указанной нагрузки и измеряли время движения до разрыва шины. Затем результаты измерений выражают в виде индексных значений и оценивают с использованием стандартного примера, принятого в качестве эталона (100). В этой оценке большее предпочтение отдается большим значениям.

Испытуемые шины по каждому из примеров 1-15 имеют конфигурацию, показанную на ФИГ. 1-4. Пневматическая шина 1 по каждому из примеров 1-15 включает в себя каркасный слой 13, сформированный из стальных кордов, и стальную бортовую ленту 21. Кроме того, фланец диска имеет высоту Hf 51 мм. Помимо этого, каждый из стальных кордов стальной бортовой ленты 21 имеет диаметр 1,8 мм, и угол наклона относительно направления вдоль окружности шины 65 градусов, и плотность размещения 20 шт./5 см. Кроме того, испытательная шина согласно каждому из примеров 1-8 не включает в себя амортизирующий резиновый элемент 18. Кроме того, испытательная шина согласно каждому из примеров 9-15 включает в себя амортизирующий резиновый элемент 18. Испытательная шина согласно каждому из примеров 1-15 включает в себя пару дополнительных бортовых лент 22, 23, изготовленных из нейлонового волокна.

В испытательной шине согласно стандартному примеру высота Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 составляет 0,7 высоты Hf фланца диска; значения высоты Hn1, Hn2 наружных концевых участков 221, 231 дополнительных бортовых лент 22, 23 в 1,1 раза и в 1,2 раза больше высоты Hf фланца диска; а высота изгиба вверх Ht каркасного слоя 13 в 3,5 раза превышает высоту Hf фланца диска. Кроме того, в испытательной шине согласно стандартному примеру высота Hs' внутреннего концевого участка 212 стальной бортовой ленты 21 находится за пределами диапазона высоты сердечника 11 борта; а значения высоты Hn1', Hn2' внутренних концевых участков 222, 232 двух дополнительных бортовых лент 22, 23 соответственно в 1,2 раза и в 1,1 раза больше высоты Hf фланца диска. Испытательная шина согласно стандартному примеру дополнительно включает в себя амортизирующий резиновый элемент 18, расположенный между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21. В испытательной шине согласно стандартному примеру высота Hc внутреннего концевого участка амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины и высота Hf фланца диска удовлетворяют соотношению Hc/Hf ≤ 0,5; разность Hs - Hc высоты Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 и высоты Hc внутреннего концевого участка амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины составляет 44 мм; амортизирующий резиновый элемент 18 имеет модуль упругости 4,3 МПа при 100% удлинении; а калибр G резины между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21 составляет 2,5 мм.

Испытательная шина согласно стандартному примеру 1 характеризуется соотношением Hn1/Hf, равным 0,5, и соотношением Hn2/Hf, равным 0,6, в конфигурации согласно примеру 1. Кроме того, испытательная шина согласно стандартному примеру 1 также характеризуется соотношением Hn1'/Hf, равным 1,6, и соотношением Hn2'/Hf, равным 1,5, в конфигурации согласно примеру 1. Следует отметить, что испытательная шина согласно сравнительному примеру 1 не включает в себя амортизирующий резиновый элемент 18.

Как видно из результатов испытаний, в испытательной шине согласно каждому из примеров 1-15, если высота Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 снаружи наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, составляет от 0,5 или более до 0,7 или менее высоты Hf фланца диска, а каждое из значений высоты Hn1, Hn2 наружных концевых участков 221, 231 дополнительных бортовых лент 22, 23, расположенных снаружи относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, составляют от 0,7 или более до 0,9 или менее высоты Hf фланца диска, и, кроме того, высота изгиба вверх Ht каркасного слоя 13 с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, от 2,5 раз или более до 4,5 раз или менее больше высоты Hf фланца диска, устойчивость края бортовой ленты бортового участка шины к расслоению повышена.

Кроме того, как видно из результатов испытаний, в испытательной шине согласно каждому из примеров 1-15, если высота Hs' внутреннего концевого участка 212 стальной бортовой ленты 21, расположенного внутри относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, находится в диапазоне высоты Hb сердечника борта, получают более предпочтительные результаты.

Кроме того, как видно из результатов испытаний, в испытательной шине согласно каждому из примеров 1-15, если каждое из значений высоты Hn1', Hn2' внутренних концевых участков 222, 232 дополнительных бортовых лент 22, 23, расположенных внутри относительно наполнителя 12 борта в поперечном направлении шины, составляет 0,65 или меньше высоты Hf фланца диска, получают более предпочтительные результаты.

Кроме того, как можно видеть из результатов испытаний, в испытательной шине согласно каждому из примеров 1-15 при наличии амортизирующего резинового элемента 18, расположенного между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21, получают более предпочтительные результаты. Что касается амортизирующего резинового элемента 18, можно видеть, что, если высота Hс внутреннего концевого участка 181 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины и высота Hf фланца диска с точкой измерения диаметра диска, принятой в качестве эталона, удовлетворяют соотношению Hc/Hf ≤ 0,4, получают более предпочтительные результаты. Кроме того, можно видеть, что, если разность Hs - Hc высоты Hs наружного концевого участка 211 стальной бортовой ленты 21 и высоты Hс внутреннего концевого участка 181 амортизирующего резинового элемента 18 в радиальном направлении шины находится в диапазоне 45 мм ≤ Hs - Hc, получают более предпочтительные результаты. Кроме того, можно видеть, что, если амортизирующий резиновый элемент 18 имеет модуль упругости при 100% удлинении в диапазоне от 2,0 МПа или более до 4,0 МПа или менее, получают предпочтительные результаты, и, если амортизирующий резиновый элемент 18 имеет модуль упругости при 100% удлинении в диапазоне от 2,3 МПа или более до 3,2 МПа или менее, получают более предпочтительные результаты. Кроме того, можно видеть, что, если калибр G резины между каркасным слоем 13 и наружным концевым участком 211 стальной бортовой ленты 21 находится в диапазоне 5,0 мм ≤ G, получают более предпочтительные результаты.

Таблица 1

Таблица 2

Перечень ссылочных позиций

1 - пневматическая шина

11 - сердечник борта

12 - наполнитель борта

13 - каркасный слой

14 - слой брекера

15 - резина протектора

16 - резиновый элемент боковины

17 - брекерный резиновый элемент диска

18 - амортизирующий резиновый элемент

19 - контрольная линия диска

20 - точка расслоения

21 - стальная бортовая лента

22, 23 - дополнительная бортовая лента

121 - нижний наполнитель

122 - верхний наполнитель

141 - брекер с большим углом размещения

142, 143 - перекрестный брекер

144 - обкладка брекера

145 - кольцевой армирующий слой

CL - экваториальная плоскость шины