Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2462368

(19)

RU

(11)

2462368

(13)

C2

(51) МПК B60C13/00 (2006.01)

B60C17/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.09.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010148898/11, 15.05.2009

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

15.05.2009

Приоритет(ы):

(30) Конвенционный приоритет:

16.05.2008 JP 2008-129422

13.05.2009 JP 2008-116061

(43) Дата публикации заявки: 27.06.2012

(45) Опубликовано: 27.09.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: JP 2008-062716 А, 21.03.2008. JP 04-238703 А, 26.08.1992. JP 04-297310 А, 21.10.1992. JP 10-058925 А, 03.03.1998.

(85) Дата начала рассмотрения заявки PCT на национальной фазе: 16.12.2010

(86) Заявка PCT:

JP 2009/002140 20090515

(87) Публикация заявки PCT:

WO 2009/139182 20091119

Адрес для переписки:

191036, Санкт-Петербург, а/я 24, "НЕВИНПАТ"

(72) Автор(ы):

ХАЯШИ Сатоши (JP),

ИМАМУРА Ао (JP)

(73) Патентообладатель(и):

Сумитомо Раббер Индастриз, Лтд. (JP)

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к конструкции боковины автомобильной шины. Шина (2) включает протектор (4), крыло (6), боковину (8), обжимную часть (10), борт (12), каркас (14), опорный слой (16), брекерный пояс (18), бандаж (20), внутреннюю оболочку (22) и бортовую ленту (24). Углубления (62) сформированы на боковине (8) и на обжимной части (10). Когда поток воздуха поступает в углубления (62), формируется турбулентный поток. Турбулентный поток вызывает отвод тепла от шины (2) в атмосферу. Каждое углубление (62) имеет форму усеченного конуса. Технический результат - повышение долговечности шины за счет улучшения отвода тепла. 4 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 табл.

Область техники

Настоящее изобретение относится к пневматической шине. Более конкретно, настоящее изобретение относится к усовершенствованию поверхности боковины пневматической шины.

Уровень техники

Профиль шины (форма поверхности от протектора к боковине при допущении, что отсутствуют вогнуто-выпуклые части) влияет на характеристики шины, например управляемость, комфортность вождения или подобные характеристики. Необходимо определять соответствующий профиль в зависимости от концепции шины. В опубликованной патентной заявке Японии 8-337101 описан способ определения профиля шины с использованием назначения. Профиль, определенный данным способом, имеет радиус кривизны, который постепенно возрастает от плоскости экватора наружу в аксиальном направлении. Такой профиль называют профиль СТТ. Применяя профиль СТТ, возможно улучшить различные характеристики шины.

В последнее время разработаны и получили распространение самонесущие шины, включающие опорный слой с внутренней стороны боковины. Для опорного слоя используют сшитую резину высокой твердости. Тип такой самонесущей шины относят к типу «с усиленной боковиной». В самонесущей шине этого типа, когда вследствие прокола снижается внутреннее давление, нагрузку позволяет выдерживать опорный слой. Опорный слой подавляет изгиб шины в состоянии прокола. Даже если движение транспортного средства непрерывно происходит в состоянии прокола, сшитая резина с высокой твердостью подавляет теплообразование в опорном слое. В случае самонесущей шины также возможно осуществлять движение автомобиля на некоторое расстояние с проколотой шиной. Нет необходимости всегда снабжать запасной шиной транспортное средство, на котором установлена самонесущая шина. Используя самонесущую шину, можно избежать замены шины в неудобном месте.

При непрерывном движении транспортного средства с проколотой шиной опорный слой периодически деформируется и возвращается в прежнее состояние. При этих повторяющихся действиях в опорном слое вырабатывается тепло и температура шины сильно возрастает. Нагрев вызывает повреждение резиновых элементов, составляющих шину, и расслаивание между резиновыми элементами. При возникновении в шине повреждений и расслаивания движение транспортного средства не может происходить. Таким образом, существует потребность в самонесущей шине, которая позволит выполнять движение транспортного средства длительный период времени в состоянии прокола, т.е. самонесущей шины, в которой труднее возникают повреждения и расслоения вследствие нагрева.

В опубликованной патентной заявке Японии 2007-50854 описана самонесущая шина, включающая канавку на поверхности боковины. Боковина, включающая канавку, имеет большую площадь поверхности. Соответственно, площадь контакта шины с атмосферой велика. Большая площадь контакта способствует отводу тепла от шины в атмосферу. Это затрудняет подъем температуры шины.

В опубликованной патентной заявке WO 2007/32405 описана самонесущая шина, включающая выпуклую часть в области боковины. Выпуклая часть вызывает образование турбулентного потока вокруг шины. Турбулентный поток способствует отводу тепла от шины в атмосферу. Это затрудняет подъем температуры шины.

Патентный документ 1: опубликованная патентная заявка Японии 8-337101

Патентный документ 2: опубликованная патентная заявка Японии 2007-50854

Патентный документ 3: опубликованная международная патентная заявка WO 2007/32405

Описание изобретения

В самонесущей шине, раскрытой в опубликованной патентной заявке Японии 2007-50854, большая площадь поверхности способствует отводу тепла. Однако этот эффект ограничен. В самонесущей шине, раскрытой в опубликованной международной патентной заявке WO 2007/32405, воздух застаивается ниже по ходу движения от выпуклой части. Таким образом, отвод тепла ниже по ходу движения от выпуклой части является недостаточным. Недостаточный отвод тепла снижает долговечность шины. Возможно улучшить долговечность традиционной самонесущей шины в состоянии прокола. Также возможно улучшить долговечность шины, установленной в нормальном состоянии.

Целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, имеющей повышенную долговечность.

Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением включает:

(1) протектор, включающий профиль, имеющий дуговые сегменты с различными радиусами кривизны;

(2) пару боковин, проходящих полностью внутрь в радиальном направлении от края протектора, соответственно;

(3) пару бортов, расположенных полностью с внутренней стороны в радиальном направлении относительно боковин, соответственно;

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

(5) армирующий слой, расположенный с внутренней стороны протектора и с внешней стороны каркаса в радиальном направлении.

Шина имеет углубления на своей боковой поверхности.

Предпочтительно углубления имеют в плоскости форму круга. Предпочтительно углубления имеют форму усеченного конуса.

Предпочтительно углубления имеют диаметр, равный или больше 6 мм, но равный или меньше 18 мм. Предпочтительно углубления имеют глубину, равную или больше 0,5 мм, но равную или меньше 3,0 мм.

Эффект углублений является заметным в шине с опорным слоем, расположенным с внутренней стороны в аксиальном направлении относительно боковины (т.е. в самонесущей шине с усиленной боковиной).

Эффект углублений является заметным с так называемым профилем СТТ. В шине такой профиль от центральной точки ТС поверхности протектора до точки Р 90 , в которой расстояние в аксиальном направлении от центральной точки ТС составляет 90% половины ширины шины, образован дуговыми сегментами. Каждый дуговой сегмент соприкасается со смежным ему дуговым сегментом. Радиус кривизны каждого дугового сегмента меньше, чем радиус кривизны дугового сегмента, расположенного по отношению к нему с внутренней стороны в аксиальном направлении. Профиль удовлетворяет следующим уравнениям (1)-(4):

В уравнениях (1) - (4) Н представляет собой высоту шины, Y 60 , Y 75 , Y 90 и Y 100 представляют собой расстояние в радиальном направлении между центральной точкой ТС и точками Р 60 , P 75 , P 90 и Р 100 , соответственно. Точки Р 60 , Р 75 , P 90 и Р 100 представляют собой точки на профиле, в которых расстояние в аксиальном направлении от центральной точки ТС составляет 60%, 75%, 90% и 100% половины ширины шины, соответственно.

Технические эффекты изобретения

В шине согласно изобретению, благодаря углублениям, можно достигнуть большой площади боковой поверхности. Большая площадь поверхности способствует отводу тепла от шины в атмосферу. Углубления дополнительно создают турбулентный поток вокруг шины. Благодаря турбулентному потоку улучшается отвод тепла от шины в атмосферу. В шине затруднено застаивание воздуха. Возрастание температуры шины затруднено. В шине затруднено возникновение повреждений резиновых элементов и расслоения между резиновыми элементами вследствие нагрева. Шина имеет повышенную долговечность.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 предоставлен неполный вид, демонстрирующий часть пневматической шины в соответствии с воплощением настоящего изобретения.

На Фиг.2 представлен увеличенный вид в перспективе, демонстрирующий часть боковины шины по Фиг.1.

На Фиг.3 представлен увеличенный вид сверху, демонстрирующий углубление шины по Фиг.1.

На Фиг.4 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии IV-IV на Фиг.3.

На Фиг.5 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий часть шины по Фиг.1.

На Фиг.6 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий часть шины в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения.

На Фиг.7 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий часть шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения.

На Фиг.8 представлен график, демонстрирующий результаты исследований.

На Фиг.9 представлен график, демонстрирующий результаты экспериментов.

Описание обозначений

2 - шина

4 - протектор

6 - боковина

8 - шина заднего колеса

10 - обжимная часть

12 - борт

14 - каркас

16 - опорный слой

18 - брекерный пояс

20 - бандаж

62, 72, 74 - углубления

64 - поверхность контакта с грунтом

66 - наклонная поверхность

68 - нижняя поверхность

76 - первая изогнутая поверхность

78 - вторая изогнутая поверхность

Наилучший вариант осуществления изобретения

Настоящее изобретение описано далее более подробно на основе предпочтительных воплощений со ссылками на чертежи.

На Фиг.1 вертикальное направление показывает радиальное направление, поперечное направление показывает аксиальное направление и направление, перпендикулярное плоскости листа, показывает продольное направление. Пневматическая шина 2 (самонесущая шина), представленная на Фиг.1, имеет по существу симметричную форму относительно штрихпунктирной линии Eq на Фиг.1. Штрихпунктирная линия Eq отображает плоскость экватора шины 2. На Фиг.1 двунаправленной стрелкой Н показана высота шины 2 от базисной линии BL (которая описана далее более подробно).

Шина 2 включает протектор 4, крыло 6, боковину 8, обжимную часть 10, борт 12, каркас 14, опорный слой 16, брекерный пояс 18, бандаж 20, внутреннюю оболочку 22 и бортовую ленту 24. Брекерный пояс 18 и бандаж 20 образуют армирующий слой. Армирующий слой может быть образован только брекерным поясом 18. Армирующий слой может быть образован только бандажом 20.

Протектор 4 имеет выпуклую наружу в радиальном направлении форму. Протектор 4 образует поверхность проектора 26, которая вступает в контакт с поверхностью дороги. Канавки 28 сформированы на поверхности протектора 26. Рисунок протектора образован канавками 28. Протектор 4 содержит беговую дорожку 30 и подканавочный слой 32. Беговая дорожка 30 выполнена из сшитой резины. Подканавочный слой 32 выполнен из другой сшитой резины. Беговая дорожка 30 расположена с внешней стороны в радиальном направлении относительно подканавочного слоя 32. Беговая дорожка 30 находится на подканавочном слое 32.

Боковина 8 проходит полностью внутрь в радиальном направлении от краев протектора 4. Боковина 8 выполнена из сшитой резины. Боковина 8 предохраняет каркас 14 от внешних повреждений. Боковина 8 включает ребро 34. Ребро 34 выступает наружу в аксиальном направлении. Когда движение транспортного средства непрерывно осуществляют в состоянии прокола, ребро 34 упирается в борт 36 обода. Благодаря упору деформация борта 12 шины может быть подавлена. Шина 2 с подавленной деформацией имеет повышенную долговечность в состоянии прокола.

Обжимная часть 10 расположена полностью с внутренней стороны в радиальном направлении относительно боковины 8. Обжимная часть 10 расположена с внешней стороны относительно борта 12 и каркаса 14 в аксиальном направлении. Обжимная часть 10 опирается на борт 36 обода.

Борт 12 расположен с внутренней стороны в радиальном направлении относительно боковины 8. Борт 12 включает сердечник 38 и уплотнитель 40, проходящий наружу в радиальном направлении от сердечника 38. Сердечник 38 имеет форму кольца и включает нерастяжимую проволоку, которая смотана (обычно проволока выполнена из стали). Уплотнитель 40 проходит на конус наружу в радиальном направлении. Уплотнитель 40 выполнен из сшитой резины высокой твердости.

На Фиг.1 стрелкой На показана высота уплотнителя 40 от базисной линии BL. Базисная линия BL проходит через крайнюю в радиальном направлении точку от сердечника 38 борта. Базисная линия BL проходит в аксиальном направлении. Предпочтительно отношение (На/Н) высоты На уплотнителя 40 к высоте Н шины 2 должно быть равно или больше 0,1, но равно или меньше 0,7. Уплотнитель с отношением (На/Н), равным или большим 0,1, способствует поддержанию веса транспортного средства в состоянии прокола. Уплотнитель 40 вносит вклад в долговечность шины 2 в состоянии прокола. С этой точки зрения, более предпочтительно отношение (На/Н) равно или больше 0,2. Шина 2 с отношением (На/Н), равным или меньшим 0,7, превосходна по комфортности вождения. С этой точки зрения, более предпочтительно отношение (На/Н) равно или меньше 0,6.

Каркас 14 выполнен из слоя 42 каркаса. Слой 42 каркаса расположен между бортами 12 с обеих сторон и проходит вдоль протектора 4 и боковин 8. Слой 42 каркаса загнут от внутренней стороны к внешней стороне в аксиальном направлении вокруг сердечника 38 борта. Благодаря загибу основная часть 44 и загибы 46 сформированы в слое 42 каркаса. Края 48 загибов 46 достигают области, распложенной под брекерным поясом 18. Другими словами, загибы 46 расположены внахлест с брекерным поясом 18. Каркас 14 имеет структуру с так называемым "сильным загибом". Каркас 14, имеющий структуру с сильным загибом вносит вклад в долговечность шины 2 в состоянии прокола. Каркас 14 вносит вклад в долговечность в состоянии прокола.

Слой 42 каркаса сформирован из кордов, расположенных параллельно, и покровной резины. Абсолютная величина угла, образованного каждым кордом относительно плоскости экватора, составляет от 45° до 90° и, более предпочтительно, от 75° до 90°. Другими словами, каркас 14 имеет радиальную структуру. Корд выполнен из органического волокна. Примеры предпочтительных органических волокон включают полиэфирное волокно, нейлоновое волокно, вискозное волокно, полиэтиленнафталатное волокно и арамидное волокно.

Опорный слой 16 расположен с внутренней стороны в аксиальном направлении относительно боковин 8. Опорный слой 16 расположен между каркасом 14 и внутренним слоем 22. Опорный слой 16 проходит на конус внутрь и наружу в радиальном направлении. Опорный слой имеет серповидную форму. Опорный слой 16 выполнен из сшитой резины с высокой твердостью. Когда шина 2 проколота, опорный слой 16 несет нагрузку. Благодаря опорному слою 16 шина 2 может пройти некоторое расстояние даже в проколотом состоянии. Самонесущая шина 2 относится к типу с усиленной боковиной. Шина 2 может включать опорный слой, имеющий форму, отличную от формы опорного слоя 16, показанной на Фиг.1.

Часть каркаса 14, которая перекрывается с опорным слоем 16, расположена на расстоянии от внутреннего слоя 22. Другими словами, каркас 14 изогнут вследствие наличия опорного слоя 16. В состоянии прокола сжимающая нагрузка прикладывается к опорному слою 16 и растягивающая нагрузка прикладывается к области каркаса 14, прилегающей к опорному слою 16. Поскольку опорный слой 16 выполнен из сгустка каучука, он может в достаточной степени выдерживать сжимающую нагрузку. Корд каркаса 14 может в достаточной степени выдерживать растягивающую нагрузку. Благодаря опорному слою 16 и корду каркаса возможно подавлять изгиб в вертикальной плоскости шины 2 в состоянии прокола. При подавлении изгиба в вертикальной плоскости шина 2 имеет превосходную устойчивость управления в состоянии прокола.

Для подавления вертикальной деформации в состоянии прокола твердость опорного слоя 16 предпочтительно равна или больше 60 и, более предпочтительно, равна или больше 65. Для обеспечения комфортности вождения в нормальном состоянии (состояние, при котором шина 2 имеет нормальное внутреннее давление), твердость предпочтительно равна или меньше 90 и, более предпочтительно, равна или меньше 80. Твердость измеряют с помощью дюрометра типа А в соответствии с методикой стандарта JIS K6253. Дюрометр прикладывают к области, показанной на Фиг.1, для измерения твердости. Измерение выполняют при температуре 23°С.

Нижний край 50 опорного слоя 16 расположен с внутренней стороны в радиальном направлении относительно верхнего края 52 уплотнителя 40. Другими словами, опорный слой 16 перекрывается уплотнителем 40. На Фиг.1 стрелкой L1 показано расстояние в радиальном направлении между нижним краем 50 опорного слоя 16 и верхним краем 52 уплотнителя 40. Предпочтительно расстояние L1 равно или больше 5 мм, но равно или меньше 50 мм. В шине 2 с расстоянием L1 в данном диапазоне можно получить однородное распределение жесткости. Более предпочтительно расстояние L1 равно или больше 10 мм. Более предпочтительно расстояние L1 равно или меньше 40 мм.

Верхний край 54 опорного слоя 16 расположен с внутренней стороны в аксиальном направлении относительно края 56 пояса 18. Другими словами, опорный слой 16 перекрывается брекерным поясом 18. На Фиг.1 стрелкой L2 показано расстояние в аксиальном направлении между верхним краем 54 опорного слоя 16 и краем 56 брекерного пояса 18. Предпочтительно расстояние L2 равно или больше 2 мм, но равно или меньше 50 мм. В шине 2 с расстоянием L2 в данном диапазоне можно получить однородное распределение жесткости. Более предпочтительно расстояние L2 равно или больше 5 мм. Более предпочтительно расстояние L2 равно или меньше 40 мм.

Для подавления вертикальной деформации в состоянии прокола максимальная толщина опорного слоя 16 предпочтительно равна или больше 3 мм, более предпочтительно, равна или больше 4 мм и, особенно предпочтительно, равна или больше 7 мм. С точки зрения небольшой массы шины 2, максимальная толщина предпочтительно равна или меньше 25 мм и, более предпочтительно, равна или меньше 20 мм.

Брекерный пояс 18 расположен с внешней стороны в радиальном направлении относительно каркаса 14. Брекерный пояс 18 расположен на каркасе 14. Брекерный пояс 18 усиливает каркас 14. Брекерный пояс 18 образован из внутреннего слоя 58 и внешнего слоя 60. На Фиг.1 видно, что ширина внутреннего слоя 58 немного больше, чем ширина внешнего слоя 60. Внутренний слой 58 и внешний слой 60 выполнены из кордов, расположенных параллельно, и покровной резины, которая не показана. Каждый корд расположен под углом относительно плоскости экватора. Обычно абсолютная величина угла наклона равна или больше 10°, но равна или меньше 35°. Направление наклона кордов внутреннего слоя 58 относительно плоскости экватора противоположно направлению наклона кордов внешнего слоя 60 относительно плоскости экватора. Предпочтительным материалом кордов является сталь. Для кордов может быть использовано органическое волокно. Предпочтительно ширина в аксиальном направлении брекерного пояса 18 равна или больше 0,85 максимальной ширины W (которая описана далее более подробно) шины 2, но равна или меньше 1,0 максимальной ширины W. Брекерный пояс 18 может включать три слоя или более.

Бандаж 20 покрывает брекерный пояс 18. Бандаж 20 сформирован из корда и покровной резины, которая не показана. Корд наматывают спирально. Бандаж 20 имеет так называемую бесшовную конструкцию. Бандаж 20 проходит по существу в продольном направлении. Угол корда относительно продольного направления равен или меньше 5° и, предпочтительно, равен или меньше 2°. Брекерный пояс 18 удерживается кордом. Таким образом подавляют подъем брекерного пояса 18. Корд выполнен из органического волокна. Примеры предпочтительных органических волокон включают полиэфирное волокно, нейлоновое волокно, вискозное волокно, полиэтиленнафталатное волокно и арамидное волокно.

Шина 2 может включать краевой бандаж, который покрывает только область вблизи края 56 брекерного пояса 18, вместо бандажа 20. Шина 2 может включать краевой бандаж совместно с бандажом 20.

Внутренняя оболочка 22 соединена с внутренней окружной поверхностью каркаса 14. Внутренняя оболочка 22 выполнена из сшитой резины. Резину, обладающую превосходным свойством воздушной изоляции, используют для внутренней оболочки 22. Внутренняя оболочка 22 сохраняет внутреннее давление шины 2.

Как показано на Фиг.1, шина 2 содержит углубления 62 на своей боковой поверхности. В настоящем изобретении под боковой поверхностью подразумевают область на внешней поверхности шины 2, которую можно визуально наблюдать в аксиальном направлении. Обычно, углубления 62 формируют на внешней поверхности боковины 8 или на внешней поверхности обжимной части 10.

На Фиг.2 представлен увеличенный вид в перспективе, демонстрирующий часть боковины 8 шины 2, представленной на Фиг.1. На Фиг.2 показаны углубления 62. Поверхность каждого углубления 62 имеет круглую форму. В настоящем изобретении под формой поверхности подразумевают форму контура углубления 62 в случае, когда углубление наблюдают на бесконечном расстоянии. Круглые углубления 62 подобным образом сформированы на обжимной части 10, которые не показаны (см. Фиг.1). Углубления 62 могут быть сформированы только на боковине 8.

На Фиг.3 представлен увеличенный вид сверху, демонстрирующий углубление 62 шины 2 по Фиг.1. На Фиг.4 представлен вид поперечного сечения, взятый по линии IV-IV на Фиг.3. На Фиг.4 показано сечение, проходящее через центр углубления 62 и взятое по плоскости, перпендикулярной радиальному направлению шины 2. Как видно из Фиг.4, углубление 62 вогнуто. Область боковой поверхности, за исключением углубления 62, обозначена как поверхность 64 контакта с грунтом.

Площадь боковой поверхности с углублениями 62 больше, чем площадь боковой поверхности в отсутствие углублений 62. Площадь контакта шины 2 с атмосферой велика. Большая площадь контакта способствует отводу тепла от шины в атмосферу.

Углубление 62 включает наклонную поверхность 66 и нижнюю поверхность 68. Наклонная поверхность 66 имеет форму кольца. Нижняя поверхность 68 соединена с наклонной поверхностью 66. Нижняя поверхность 68 имеет круглую форму.

На Фиг.3 поток воздуха вокруг шины 2 показан штрихпунктирной линией с двойным пунктиром. Шина 2 вращается при движении. Транспортное средство, на котором установлена шина 2, движется вперед. При вращении шины 2 и продвижении транспортного средства воздух проходит через углубление 62. Воздух проходит вдоль поверхности 64 контакта с грунтом и поступает в углубление 62 по наклонной поверхности 66. Воздух поступает в углубление 62 и проходит по наклонной поверхности 66 ниже по ходу движения и выходит из углубления 62. Далее воздух протекает по поверхности контакта с грунтом 64 ниже по ходу движения.

Как показано на Фиг.3, возникает завихрение в потоке воздуха, когда воздух поступает в углубление 62. Другими словами, образуется турбулентный поток на входе в углубление 62. При движении шины 2 в состоянии прокола деформация и возврат в исходное состояние опорного слоя 16 повторяются. При повторении в опорном слое 16 выделяется тепло. Турбулентный поток способствует отводу тепла в атмосферу. В шине 2 подавляют разрыв резиновых элементов и расслаивание между резиновыми элементами, вызываемые нагревом. Шина 2 позволяет осуществлять движение транспортного средства в течение длительного времени в состоянии прокола. Турбулентный поток также содействует отводу тепла при нормальном состоянии (состоянии, при котором шина 2 имеет нормальное внутреннее давление). Углубления 62 также вносят вклад в долговечность шины 2 в нормальном состоянии. В некоторых случаях движение транспортного средства происходит в состоянии, при котором внутреннее давление ниже нормальной величины, вследствие небрежности водителя. Углубления 62 также вносят вклад в долговечность в этих случаях.

Поток воздуха с завихрениями проходит по наклонной поверхности 66 и нижней поверхности 68 в углублении 62. Воздух плавно выходит из углубления 62. В шине 2 затруднено застаивание воздуха, которое наблюдается в традиционной шине, содержащей изогнутую область, и традиционной шине, содержащей канавку. Соответственно, можно избежать препятствия отводу тепла, вызываемого застаиванием. Шина 2 имеет отличную долговечность.

В шине 2 подъем температуры подавляют с помощью углублений 62. Поэтому, движение транспортного средства можно осуществлять в состоянии прокола в течение длительного времени, даже если опорный слой 16 тонкий. Благодаря тонкому опорному слою 16 можно достичь небольшой массы шины 2. Шина 2 с небольшой массой и низким сопротивлением качению способствует снижению потребления топлива транспортным средством. Кроме того, также можно достичь превосходной комфортности вождения с помощью тонкого опорного слоя 16.

На Фиг.4 штрихпунктирная линия Sg с двойным пунктиром обозначает линию, проходящую от одного края Ed к другому краю Ed углубления 62. На Фиг.4 стрелкой Di обозначена длина линии Sg и диаметр углубления 62. Предпочтительно диаметр Di равен или больше 2 мм, но равен или меньше 70 мм. Достаточный поток воздуха поступает в углубление 62, имеющее диаметр Di, равный или больше 2 мм. Поэтому, турбулентный поток обеспечивается в достаточной степени. С помощью углублений 62 контролируют увеличение температуры. С этой точки зрения, более предпочтительно диаметр Di равен или больше 4 мм, еще более предпочтительно, равен или больше 5 мм, еще более предпочтительно, равен или больше 6 мм и, особенно предпочтительно, равен или больше 8 мм. В шине 2, включающей углубление 62 диаметром Di, равным или меньшим 70 мм, турбулентный поток может возникать во многих местах. Кроме того, в шине 2, включающей углубления 62 с диаметром Di, равным или меньшим 70 мм, боковая поверхность имеет большую площадь. Большая площадь поверхности способствует отводу тепла от шины 2. С помощью углублений 62 контролируют подъем температуры шины 2. С этой точки зрения, диаметр Di более предпочтительно равен или меньше 50 мм, более предпочтительно, равен или меньше 40 мм, еще более предпочтительно, равен или меньше 30 мм и, особенно предпочтительно, равен или меньше 18 мм. Когда определяют диаметр Di некруглого углубления, допускают круглое углубление, имеющее площадь, равную площади некруглого углубления. Диаметр такого круглого углубления определяют как диаметр Di некруглого углубления.

Шина 2 может содержать по меньшей мере два типа углублений 62, имеющих различные диаметры Di. В шине 2, содержащей по меньшей мере два типа углублений 62, средний диаметр углублений предпочтительно равен или больше 2 мм, более предпочтительно, равен или больше 4 мм, еще более предпочтительно, равен или больше 5 мм, еще более предпочтительно, равен или больше 6 мм и, особенно предпочтительно, равен или больше 8 мм. Средний диаметр предпочтительно равен или меньше 70 мм, более предпочтительно, равен или меньше 50 мм, более предпочтительно, равен или меньше 40 мм, еще более предпочтительно, равен или меньше 30 мм и, особенно предпочтительно, равен или меньше 18 мм. Отношение количества углублений диаметром Di, находящимся в вышеуказанном диапазоне, к общему количеству углублений предпочтительно равно или более 50% и, более предпочтительно, равно или более 70%. В идеальном случае, отношение равно 100%.

На Фиг.4 стрелкой De обозначена глубина углубления 62. Глубина De показывает расстояние между самой глубокой частью углубления 62 и линией Sg. Предпочтительно глубина De равна или больше 0,1 мм, но равна или меньше 7 мм. В углублении 62 глубиной De, равной или больше 0,1 мм, образуется достаточный турбулентный поток. С этой точки зрения, глубина De предпочтительно равна или больше 0,2 мм, еще более предпочтительно, равна или больше 0,3 мм, еще более предпочтительно, равна или больше 0,5 мм, еще более предпочтительно, равна или больше 0,7 мм и, особенно предпочтительно, равна или больше 1,0 мм. В углублении 62 глубиной De, равной или меньше 7 мм, застаивание воздуха на дне затруднено. Более того, в шине 2 с глубиной De углубления 62, равной или меньше 7 мм, боковина 8, обжимная часть 10 и т.п. имеют достаточную толщину. С этой точки зрения, глубина De более предпочтительно равна или меньше 4 мм, еще более предпочтительно, равна или меньше 3,0 мм и, особенно предпочтительно, равна или меньше 2,0 мм.

Шина 2 может содержать по меньшей мере два типа углублений 62 с различной глубиной De. В шине 2, имеющей по меньшей мере два типа углублений 62, средняя глубина углублений предпочтительно равна или больше 0,1 мм, более предпочтительно, равна или больше 0,2 мм, еще более предпочтительно, равна или больше 0,3 мм, еще более предпочтительно, равна или больше 0,5 мм, еще более предпочтительно, равна или больше 0,7 мм и, особенно предпочтительно, равна или больше 1,0 мм. Средняя глубина предпочтительно равна или меньше 7,0 мм, более предпочтительно, равна или меньше 4 мм, еще более предпочтительно, равна или меньше 3,0 мм и, особенно предпочтительно, равна или меньше 2,0 мм. Отношение количества углублений с глубиной De, находящейся в вышеуказанном диапазоне, к общему количеству углублений предпочтительно равно или более 50% и, более предпочтительно, равно или более 70%. В идеальном случае, отношение равно 100%.

Предпочтительно отношение (De/Di) глубины De к диаметру Di равно или больше 0,01, но равно или меньше 0,5. В углублении 62 с отношением (De/Di), равным или большим 0,01, возникает достаточный турбулентный поток. С этой точки зрения, отношение (De/Di) более предпочтительно равно или больше 0,03 и, особенно предпочтительно, равно или больше 0,05. В углублении 62 с отношением (De/Di), равным или меньшим 0,5, застаивание воздуха на дне затруднено. С этой точки зрения, отношение (De/Di) более предпочтительно равно или меньше 0,4 и, особенно предпочтительно, равно или меньше 0,3.

Предпочтительно объем углубления 62 равен или больше 1,0 мм 3 , но равен или меньше 400 мм 3 . В углублении 62 с объемом, равным или большим 1,0 мм 3 , возникает достаточный турбулентный поток. С этой точки зрения, объем более предпочтительно равен или больше 1,5 мм 3 и, особенно предпочтительно, равен или больше 2,0 мм 3 . В углублении 62 с объемом, равным или меньшим 400 мм 3 , застаивание воздуха на дне затруднено. Более того, в шине с объемом углубления 62, равным или меньшим 400 мм 3 , боковина 8, обжимная часть 10 и т.п. имеют достаточную жесткость. С этой точки зрения, объем более предпочтительно равен или меньше 300 мм 3 и, особенно предпочтительно, равен или меньше 250 мм 3 .

Предпочтительно суммарный объем всех углублений 62 равен или больше 300 мм 3 , но равен или меньше 5000000 мм 3 . В шине 2 с суммарным объемом углублений, равным или большим 300 мм 3 , обеспечивается достаточный отвод тепла. С этой точки зрения, суммарный объем более предпочтительно равен или больше 600 мм 3 и, особенно предпочтительно, равен или больше 800 мм 3 . В шине 2 с суммарным объемом углублений, равным или меньшим 5000000 мм 3 , боковина 8, обжимная часть 10 и т.п. имеют достаточную жесткость. С этой точки зрения, суммарный объем более предпочтительно равен или меньше 1000000 мм 3 и, особенно предпочтительно, равен или меньше 500000 мм 3 .

Предпочтительно площадь углубления 62 равна или больше 3 мм 2 , но равна или меньше 4000 мм 2 . В углублении 62 площадью, равной или большей 3 мм 2 , обеспечивается достаточный отвод тепла. С этой точки зрения, площадь более предпочтительно равна или больше 12 мм 2 и, особенно предпочтительно, равна или больше 20 мм 2 . В шине 2 с площадью углубления 62, равной или меньшей 4000 мм 2 , боковина 8, обжимная часть 10 и т.п. имеют достаточную прочность. С этой точки зрения, площадь более предпочтительно равна или меньше 2000 мм 2 и, особенно предпочтительно, равна или меньше 1300 мм 2 . В настоящем изобретении под площадью углубления 62 подразумевают площадь области, которая окружена контуром углубления 62. В случае круглого углубления 62 площадь S рассчитывают в соответствии со следующим уравнением:

В настоящем изобретении степень заполненности Y углубления 62 рассчитывают в соответствии со следующим уравнением:

.

В уравнении S1 представляет собой общую площадь углублений 62, находящихся в базисной области, a S2 представляет собой площадь поверхности этой области в отсутствие углублений 62. Базисная область означает область на боковой поверхности, где высота от базисной линии BL равна или более 20% от высоты Н шины 2, но равна или менее 80% от этой высоты. Предпочтительно степень заполненности Y равна или более 10%, но равна или менее 85%. В шине 2 со степенью заполненности Y, равной или более 10%, обеспечивается достаточный отвод тепла. С этой точки зрения, степень заполненности Y более предпочтительно равна или более 30% и, особенно предпочтительно, равна или более 40%. В шине 2 со степенью заполненности Y, равной или менее 85%, поверхность 64 контакта с грунтом имеет достаточное сопротивление абразивному износу. С этой точки зрения, степень заполненности Y более предпочтительно равна или менее 80% и, особенно предпочтительно, равна или менее 75%.

Предпочтительно расстояние между соседними углублениями 62 равно или больше 0,05 мм, но равно или меньше 20 мм. В шине 2 с расстоянием, равным или большим 0,05 мм, поверхность 64 контакта с грунтом имеет достаточное сопротивление абразивному износу. С этой точки зрения, расстояние более предпочтительно равно или больше 0,10 мм и, особенно предпочтительно, равно или больше 0,2 мм. В шине 2 с расстоянием, равным или меньшим 20 мм, турбулентный поток может возникать во многих местах. С этой точки зрения, расстояние более предпочтительно равно или меньше 15 мм и, особенно предпочтительно, равно или меньше 10 мм.

Предпочтительно общее количество углублений 62 равно или больше 50, но равно или меньше 5000. В шине 2 с общим количеством углублений 62, равным или больше 50, турбулентный поток может возникать во многих местах. С этой точки зрения, общее количество углублений 62 более предпочтительно равно или больше 100 и, особенно предпочтительно, равно или больше 150. В шине 2 с общим количеством углублений 62, равным или меньшим 5000, отдельные углубления 62 могут иметь достаточный размер. С этой точки зрения, общее количество углублений 62 более предпочтительно равно или меньше 2000 и, особенно предпочтительно, равно или меньше 1000. Общее количество и расположение углублений можно точно задавать, в зависимости от размера шины и площади боковой области.

Шина 2 может содержать некруглые углубления, вместо круглых углублений 62 или совместно с круглыми углублениями 62. Обычно некруглые углубления имеют в плоскости форму многоугольника. Шина 2 может иметь углубления, форма которых в плоскости является эллиптической или овальной. Шина 2 может иметь углубления с формой в плоскости в виде капли. Шина 2 может иметь выпуклую область совместно с углублением.

Так как шина 2 вращается, направление потока воздуха относительно углубления непостоянно. Соответственно, углубления 62 не имеющие направленности, т.е. углубления с формой в плоскости в виде круга, являются наиболее предпочтительными для шины 2. Направление вращения шины 2 можно принимать в расчет для размещения углублений, которые имеют направленность.

В настоящем изобретении углубление можно явно отличить от канавок в традиционной шине. Углубление имеет длину, большую чем ширину. В шине с канавками может возникать застаивание воздуха. С другой стороны, в углублении отношение большой оси к малой оси низкое. Соответственно, в шине с углублением застаивание воздуха затруднено. Отношение большой оси к малой оси предпочтительно равно или меньше 3,0, более предпочтительно, равно или меньше 2,0 и, особенно предпочтительно, равно или меньше 1,5. В круглом углублении отношение равно 1,0. Большая ось означает длину наиболее длиной линии, которую можно начертить в контуре, при рассмотрении углубления на бесконечном расстоянии. Малая ось означает размер углубления в направлении, перпендикулярном наиболее длинной линии.

Как показано на Фиг.2, в шине 2 углубления 62 расположены зигзагообразно. Соответственно, шесть углублений 62 расположены рядом с одним углублением 62. В шине 2 с таким расположением области, в которых возникает турбулентный поток, распределены равномерно. В шине 2 тепло равномерно отводится с боковой поверхности. Это расположение обеспечивает отличный эффект охлаждения. Углубления 62 можно размещать произвольно.

Как показано на Фиг.4, углубление 62 в поперечном сечении имеет форму трапеции. Другими словами, углубление 62 имеет форму усеченного конуса. В углублении 62 объем является достаточно большим для глубины De. Соответственно, достаточный объем и небольшая глубина De могут быть согласованы. При небольшой глубине De боковина 8, обжимная часть 10 и т.п. могут иметь достаточную толщину под углублением 62. Углубление 62 может вносить вклад в жесткость боковой поверхности.

На Фиг.4 обозначение " " означает угол наклонной поверхности 66. Предпочтительно угол равен или больше 10°, но равен или меньше 70°. В углублении 62 с углом , равным или большим 10°, достаточный объем и небольшая глубина De могут быть согласованы. С этой точки зрения, угол более предпочтительно равен или больше 20° и, особенно предпочтительно, равен или больше 25°. В углублении 62 с углом , равным или меньшим 70°, поток воздуха течет плавно. С этой точки зрения, угол более предпочтительно равен или меньше 60° и, особенно предпочтительно, равен или меньше 55°.

На Фиг.4 стрелка Db обозначает диаметр нижней поверхности 68. Предпочтительно отношение (Db/Di) диаметра Db к диаметру Di равно или больше 0,40, но равно или меньше 0,95. В углублении 62 с отношением (Db/Di), равным или большим 0,40, достаточный объем и небольшая глубина De могут быть согласованы. С этой точки зрения, отношение (Db/Di) более предпочтительно равно или больше 0,55 и, особенно предпочтительно, равно или больше 0,65. В углублении 62 с отношением (Db/Di), равным или меньшим 0,95, поток воздуха течет плавно. С этой точки зрения, отношение (Db/Di) более предпочтительно равно или меньше 0,85 и, особенно предпочтительно равно или меньше 0,80.

На Фиг.5 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий часть шины 2 на Фиг.1. На Фиг.5 показан протектор 4, крыло 6 и боковина 8. Форму поверхности, проходящей к боковине 8 от протектора 4 через крыло 6, называют профилем. Профиль определяют при допущении, что вогнуто-выпуклые области, такие как канавки 28 или углубления 62, отсутствуют. На Фиг.5, стрелкой W/2 показана половина ширины W шины 2. Ширину W определяют, задавая, в качестве базисной, точку Р 100 с внешней стороны в аксиальном направлении, исключая ребро 34 (см.Фиг.1). Профиль проходит до точки Р 100 от центральной точки ТС. На Фиг.5 точки Р 60 , Р 75 и Р 90 представляют собой точки на профиле, в которых расстояние в аксиальном направлении от центральной точки ТС составляет 60%, 75% и 90% от половины W/2 ширины шины 2, соответственно.

Шина 2 имеет профиль СТТ. При профиле СТТ радиус кривизны постепенно уменьшается между центральной точкой ТС и точкой Р 90 . Профиль СТТ обычно определяют на основании эвольвенты. Профиль СТТ может включать участок, состоящий из дуговых сегментов, приближающихся к эвольвенте. В шине 2, представленной на Фиг.5, профиль состоит из дуговых сегментов, приближающихся к эвольвенте, между центральной точкой ТС и точкой P 90 . Число дуговых сегментов предпочтительно равно или более трех и, более предпочтительно, равно или более пяти. Профиль СТТ может быть определен в зависимости от кривых других функций.

Когда профиль СТТ включает дуговые сегменты, приближающиеся к кривой функции, каждый дуговой сегмент соприкасается с соседним дуговым сегментом. Радиус кривизны каждого дугового сегмента меньше, чем радиус кривизны дугового сегмента, расположенного с внутренней стороны от него в аксиальном направлении.

На Фиг.5 Y 60 представляет собой расстояние в радиальном направлении между точкой ТС и точкой Р 60 , Y 75 представляет собой расстояние в радиальном направлении между точкой ТС и точкой P 75 , Y 90 представляет собой расстояние в радиальном направлении между точкой ТС и точкой Р 90 , и Y 100 представляет собой расстояние в радиальном направлении между точкой ТС и точкой P 100 . Профиль СТТ удовлетворяет следующим уравнениям (1)-(4):

.

Профиль СТТ вносит вклад в различные эксплуатационные характеристики шины 2. В таком профиле ширина контакта при приложении 80% от нормальной нагрузки к шине 2 равна или больше 0,50 максимальной ширины W шины 2, но равна или меньше 0,65 максимальной ширины W.

В шине 2, включающей профиль СТТ, получена подходящая форма поверхности контакта. Благодаря поверхности контакта можно получить превосходную комфортность вождения. В шине 2, включающей профиль СТТ, деформация опорного слоя 16, которая повторяется при движении транспортного средства в нормальном состоянии, является большой. В шине 2 отвод тепла через углубления 62 имеет особенно заметный эффект.

Углубления 62 определенного размера, формы и в определенном общем количестве оказывают эффект в шинах различных размеров. В случае шин для легковых автомобилей, углубления 62 имеют эффект, если ширина равна или больше 100 мм, но равна или меньше 350 мм, отношение высоты профиля шины к его ширине равно или более 30%, но равно или менее 100%, а диаметр обода равен или больше 25,4 см (10 дюймов), но равен или меньше 63,5 см (25 дюймов).

При изготовлении шины 2 резиновые элементы собирают с получением заготовки (невулканизированной шины). Заготовку помещают в форму. Внешняя поверхность заготовки прилегает к поверхности полости формы. Внутренняя поверхность заготовки прилегает к камере или вставленному сердечнику. Заготовку подвергают действию давления и температуры в форме. Под действием давления и температуры резиновая смесь заготовки приобретает текучесть. При нагревании происходит реакция сшивания резины с получением шины 2. Путем использования формы с выступом на поверхности полости, в шине 2 получают углубление 62.

Размеры и углы для каждой части шины 2 измеряют в состоянии, при котором шину 2 устанавливают на стандартный обод и накачивают воздухом для получения нормального внутреннего давления, если нет конкретных предписаний. В ходе измерений нагрузку к шине 2 не прикладывают. В этом описании стандартный обод означает обод, определяемый стандартами, на которые базируется шина 2. "Стандартный обод" в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), "модель шины" в системе TRA (Ассоциация по ободам и шинам, США), "мерное колесо" в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам) включены в понятие стандартного обода. В этом описании нормальное внутреннее давление означает внутреннее давление, определяемое стандартами, на которые базируется шина. "Максимальное давление воздуха" в системе JATMA, максимальная величина давления, указанная в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в системе TRA, "давление накачки" в системе ETRTO включены в понятие нормального внутреннего давление. В случае шины 2 для легковых автомобилей, размеры и углы измеряют при внутреннем давлении, равном 180 кПа.

На Фиг.6 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий часть шины в соответствии с другим воплощением настоящего изобретения. На Фиг.6 представлена область вокруг углубления 72. Другие конструкционные элементы, помимо углублений 72, в этой шине являются такими же, как в шине 2, представленной на Фиг.1.

Углубление 72 имеет в плоскости форму круга. Углубление 72 в поперечном сечении имеет форму дуги окружности. Другими словами, углубление 72 образует часть сферы. В шине воздушный поток плавно выходит из углубления 72. В углублении 72 подавляется застаивание воздуха. В шине обеспечен достаточный отвод тепла.

На Фиг.6 стрелкой R обозначен радиус кривизны углубления 72. Предпочтительно радиус кривизны R равен или больше 3 мм, но равен или меньше 200 мм. В углублении 72 с радиусом кривизны R, равным или большим 3 мм, поток воздуха течет плавно. С этой точки зрения, радиус кривизны R более предпочтительно равен или больше 5 мм и, особенно предпочтительно, равен или больше 7 мм. В углублении 72 с радиусом кривизны R, равным или меньшим 200 мм, можно достичь достаточного объема углубления. С этой точки зрения, радиус кривизны R более предпочтительно равен или меньше 100 мм и, особенно предпочтительно, равен или меньше 50 мм. Технические характеристики, например диаметр Di, глубина De, объем, площадь, отношение (De/Di) и т.п., углубления 72 равны этим величинам для углубления 62, представленного на Фиг.4.

На Фиг.7 представлен вид поперечного сечения, демонстрирующий часть шины в соответствии с еще одним воплощением настоящего изобретения. На Фиг.7 представлена область вокруг углубления 74. Конструкционные элементы, помимо углублений 74, в этой шине являются такими же, как в шине 2, представленной на Фиг.1.

Углубление 74 имеет в плоскости форму круга. Углубление 74 включает первую изогнутую поверхность 76 и вторую изогнутую поверхность 78. Первая изогнутая поверхность 76 имеет форму кольца. Вторая изогнутая поверхность 78 имеет форму чаши. На Фиг.7 обозначение Pb означает граничную точку между первой изогнутой поверхностью 76 и второй изогнутой поверхностью 78. Вторая изогнутая поверхность 78 соприкасается с первой изогнутой поверхностью 76 в пограничной точке Pb. Углубление 74 относится к так называемому типу с двойным радиусом. Технические характеристики, например диаметр Di, глубина De, объем, площадь, отношение (De/Di) и т.п., углубления 74 равны этим величинам для углубления 62, представленного на Фиг.4.

На Фиг.7 стрелкой R1 обозначен радиус кривизны первой изогнутой поверхности 76, а стрелкой R2 обозначен радиус кривизны второй изогнутой поверхности 78. Радиус кривизны R1 меньше, чем радиус кривизны R2. Предпочтительно отношение (R1/R2) радиуса кривизны R1 к радиусу кривизны R2 равно или больше 0,1, но равно или меньше 0,8. В углублении 74 с отношением (R1/R2), равным или большим 0,1, поток воздуха течет плавно. С этой точки зрения, отношение (R1/R2) более предпочтительно равно или больше 0,2 и, особенно предпочтительно, равно или больше 0,3. В углублении 74 с отношением (R1/R2), равным или меньшим 0,8, достаточный объем и небольшая глубина De могут быть согласованы. С этой точки зрения, отношение (R1/R2) более предпочтительно равно или меньше 0,7 и, особенно предпочтительно, равно или меньше 0,6.

На Фиг.7 стрелкой D2 обозначен диаметр второй изогнутой поверхности 78. Предпочтительно отношение (D2/Di) диаметра D2 к диаметру Di равно или больше 0,40, но равно или меньшее 0,95. В углублении 74 с отношением (D2/Di), равным или большим 0,40, достаточный объем и небольшая глубина De могут быть согласованы. С этой точки зрения, отношение (D2/Di) более предпочтительно равно или больше 0,55 и, особенно предпочтительно, равно или больше 0,65. В углублении 74 с отношением (D2/Di), равным или меньшим 0,95, поток воздух течет плавно. С этой точки зрения, отношение (D2/Di) более предпочтительно равно или меньше 0,85 и, особенно предпочтительно, равно или меньше 0,80.

Аналитический пример 1

Модель 1

Была создана модель, в которой ламинированы первый лист резины и второй лист резины и на поверхности второго листа резины сформированы углубления, показанные на Фиг.2-4. Первый лист резины и второй лист резины имеют толщину 10 мм, соответственно. Технические характеристики углубления являются следующими.

Диаметр Di: 7,8 мм.

Диаметр Db: 5,8 мм.

Глубина De: 1,0 мм.

Расстояние между центрами углублений: 8,0 мм.

Модель 2

Была создана модель 2, аналогичная модели 1, за исключением того, что вместо углублений сформированы выступы (выпуклые части). Технические характеристики выпуклых частей являются следующими.

Высота: 3,0 мм.

Ширина: 2,0 мм.

Расстояние между выпуклыми частями: 30,0 мм.

Модель 3

Была создана модель 3, аналогичная модели 1, за исключением того, что углубления не были сформированы.

Используя модели 1-3, эффект настоящего изобретения подтверждали посредством компьютерного моделирования. Величины физических характеристик резины, используемой при анализе, являются следующими.

Плотность: 1100 кг/м 3 .

Теплопроводность: 0,35 Вт/м·К.

Удельная теплоемкость: 1350 Дж/(кг·К).

Величины физических характеристик воздуха, используемого при анализе, являются следующими.

Плотность: 1,205 кг/м 3

Коэффициент вязкости: 1,81·10 -5 Па·с.

Теплопроводность: 2,637·10 -2 Вт/м·К.

Удельная теплоемкость: 1006 Дж/(кг·К).

Условия анализа являются следующими.

Температура атмосферы: 20°С.

Средняя скорость потока воздуха: 33,3 м/с.

Температура потока воздуха в месте, расположенном на расстоянии 15 см от нижней поверхности первого листа резины: 100°С.

Теплотворная способность первого листа резины: 2,0*10 5 Вт/м 3 .

Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты анализа

Модель 1

Модель 2

Модель 3

Форма поверхности

Углубление

Выступ

Плоская

Отношение площадей поверхности

1,16

1,20

1,00

Температура первого листа резины (°С)

144

149

150

Температура второго листа резины (°С)

56

87

93

Температура поверхности (°С)

46

53

60

Как показано в таблице 1, температура каждой области ниже для модели 1. Причина этого состоит в том, что углубления способствуют отводу тепла.

Аналитический пример 2

Модель 4

Модель 4 была создана аналогично модели 1, за исключением того, что технические характеристики углубления являются следующими.

Диаметр Di: 5 мм.

Глубина De: 1,00 мм.

Угол : 45°.

Расстояние между центрами углублений: 3,0 мм.

Модели 5-30.

Модели 5-30 были созданы аналогично модели 4, за исключением технических характеристик углублений, указанных в таблицах 2 и 3.

Модель 31

Модели 31 была создана аналогично модели 4, за исключением того, что углубления не сформированы.

Моделирование осуществляли таким же образом, как в аналитическом примере 1, чтобы получить температуру поверхности второго листа резины. Рассчитывали разность температуры поверхности, по сравнению с моделью 31. Результаты представлены в таблицах 2 и 3 и на Фиг.8.

Как показано в таблицах 2 и 3, температура поверхности моделей 4-30 ниже, чем температура поверхности модели 31. Причина состоит в том, что углубления способствуют отводу тепла.

Таблица 2

Результаты анализа

Номер модели

31

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Диаметр, мм

-

5

6

6

6

6

6

6

7

7

8

8

8

8

Глубина, мм

-

1,00

0,50

0,75

1,00

1,50

2,00

2,50

1,00

2,00

0,30

0,50

0,75

1,00

Температура, °С

-

1,8

2,1

5,8

7

7,2

6,9

3,1

8,9

9,1

0,4

1,1

5

10,6

Таблица 3

Результаты анализа

Номер модели

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Диаметр, мм

8

8

8

8

8

8

9

10

12

16

20

24

29

29

Глубина, мм

1,25

1,50

2,00

2,50

2,90

3,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

2,00

3,00

Температура, °С

8,9

10,6

11,9

5,1

4

3,1

8,9

8,7

8,4

7,4

5,5

5,3

3,8

4,3

Примеры

Хотя эффект настоящего изобретения очевиден из примеров, настоящее изобретение не ограничено описанием и примерами.

Пример 1

Получали шину, включающую углубления, представленные на Фиг.2-4. Технические характеристики углубления являются следующими.

Диаметр Di: 8 мм.

Глубина De: 1,0 мм.

Угол : 45°

Общее количество углублений: 200.

Шина имела размер 245/40R18.

Примеры 2-9

Шины по примерам 2-9 получали аналогично примеру 1, за исключением технических характеристик, представленных в таблице 4.

Сравнительный пример 1

Шину по сравнительному примеру 1 получали аналогично примеру 1, за исключением того, что углубления отсутствуют.

Эксплуатационные испытания

Шину устанавливали на обод размером 18×8,5J и накачивали воздухом для создания внутреннего давления 230 кПа. Шину устанавливали на левое заднее колесо легкового автомобиля с рабочим объемом двигателя 4300 см 3 и с передним расположением двигателя - заднеприводного типа. Стержень вентиля шины вынимали, чтобы обеспечить сообщение внутренней части шины с атмосферой. Шину с внутренним давлением 230 кПа устанавливали на переднее левое, переднее правое и заднее правое колеса легкового автомобиля. Водитель вел легковой автомобиль на скорости 80 км/ч по маршруту испытаний. Измеряли пробег до повреждения шины. Результаты представлены в виде показателя в таблице 4. Соотношение между пробегом и температурой поверхности в шинах по примеру 1 и сравнительному примеру 1 представлено на Фиг.9.

Таблица 4

Результаты оценки

Ср. пример 1

Пример 2

Пример 3

Пример 4

Пример 1

Пример 5

Пример 6

Пример 7

Пример 8

Пример 9

Углубления

нет

есть

есть

есть

есть

есть

есть

есть

есть

есть

Диаметр (мм)

-

8

8

8

8

8

8

5

10

20

Глубина (мм)

-

0,3

0,5

0,8

1,0

2,0

3,0

1,0

1,0

1,0

Пробег (показатель)

100

110

127

132

140

147

144

104

143

141

Как показано в таблице 4, пробег шин по примерам изобретения больше, чем пробег шины по сравнительному примеру 1. Из результатов оценки очевидны преимущества настоящего изобретения.

Промышленная применимость

Эффект отвода тепла через углубления также может быть получен в шине, отличной от самонесущей шины. Пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением может быть установлена на различные транспортные средства.

Формула изобретения

1. Пневматическая шина, включающая:

протектор, включающий профиль, имеющий дуговые сегменты с различными радиусами кривизны;

пару боковин, проходящих полностью внутрь в радиальном направлении от края протектора соответственно;

пару бортов, расположенных полностью с внутренней стороны в радиальном направлении относительно боковин соответственно;

каркас, проходящий между обоими бортами вдоль протектора и боковин; и

армирующий слой, расположенный с внутренней стороны протектора и с внешней стороны каркаса в радиальном направлении,

причем боковая поверхность шины содержит углубления, имеющие форму усеченного конуса.

2. Шина по п.1, в которой углубления имеют диаметр, равный или больше 6 мм, но равный или меньше 18 мм.

3. Шина по п.1, в которой углубления имеют глубину, равную или больше 0,5 мм, но равную или меньше 3,0 мм.

4. Шина по п.1, дополнительно включающая опорный слой, расположенный с внутренней стороны в аксиальном направлении относительно боковины.

5. Шина по любому из пп.1-4, в которой профиль от центральной точки ТС поверхности протектора до точки Р 90 , в которой расстояние в аксиальном направлении от центральной точки ТС составляет 90% половины ширины шины, образован дуговыми сегментами,

каждый дуговой сегмент соприкасается со смежным ему дуговым сегментом, и

радиус кривизны каждого дугового сегмента меньше, чем радиус кривизны дугового сегмента, расположенного по отношению к нему с внутренней стороны в аксиальном направлении, и профиль удовлетворяет следующим уравнениям (1)-(4):

,

где в уравнениях (1)-(4) Н представляет собой высоту шины;

Y 60 , Y 75 , Y 90 и Y 100 представляют собой расстояние в радиальном направлении между центральной точкой ТС и точками Р 60 , Р 75 , P 90 и Р 100 соответственно; и

точки P 60 , P 75 , P 90 и Р 100 представляют собой точки на профиле, в которых расстояние в аксиальном направлении от центральной точки ТС составляет 60%, 75%, 90% и 100% половины ширины шины соответственно.

РИСУНКИ