пневматическая шина

Формула изобретения

1. Пневматическая шина, включающая

два борта, обращенные друг к другу, вдоль направления ширины;

каркас, выполненный поперек двух бортов;

внутреннюю обшивку, выполненную на внутренней стороне каркаса вдоль радиального направлении шины, причем внутренняя обшивка имеет модуль упругости, который выше вдоль направления ширины шины, чем вдоль направления по окружности шины.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой внутренняя обшивка имеет динамический модуль упругости, который на 3% или более и на 13% или менее выше вдоль направления ширины шины при 20°С, чем вдоль направления по окружности при 20°С.

3. Пневматическая шина по п.1, в которой внутренняя обшивка имеет 50% модуля вдоль направления ширины шины, который задан в пределах от 0,8 МПа до 1,2 МПа, а 50% модуля вдоль направления по окружности шины задано в пределах от 0,7 МПа до 1,1 МПа, причем 50% модуля вдоль направления ширины шины задано на 5% или более и на 15% или менее выше, чем 50% модуля вдоль направления по окружности шины.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, которая используется для транспортных средств, таких как машины, грузовики и автобусы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Обычно пневматическая шина включает в себя каркасный слой, выполненный поперек двух бортов вдоль направления ширины шины, и внутреннюю обшивку на внутренней стороне каркасного слоя вдоль радиального направления шины.

Внутренняя обшивка выполнена из резины с низкой газовой проницаемостью и выполняет функцию пресечения утечки воздуха из шины, однако, когда деформация вдоль радиального направления шины увеличивается, как в случае передвижения при низком давлении, внутренняя обшивка легко трескается вдоль направления по окружности шины. Поэтому растрескивание внутренней обшивки обычно предотвращают путем увеличения толщины внутренней обшивки или раздельного получения резины для предотвращения трещин между внутренней обшивкой и каркасным слоем. Пример такой технологии описан в JP-A-9-272308.

Однако, когда толщина внутренней обшивки увеличена, или резина для предотвращения трещин изготовлена отдельно, как в обычной конструкции, стоимость изготовления и вес шины возрастают, и эффективность использования топлива в транспортном средстве, снабженном шиной, будет снижена.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одной из целей настоящего изобретения является создание пневматической шины, в которой внутренняя обшивка может быть эффективно защищена от растрескивания без увеличения стоимости изготовления и веса пневматической шины.

Согласно одному аспекту изобретения, предложена пневматическая шина, включающая в себя: два борта, выполненные обращенными друг к другу по направлению толщины шины; каркас, выполненный между двух бортов (поперек); и внутреннюю обшивку, выполненную на внутренней стороне каркаса вдоль радиального направления шины, причем внутренняя обшивка имеет модуль упругости, который выше вдоль направления по ширине шины, чем вдоль направления по окружности шины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Общая конструкция, которая содержит различные признаки изобретения, будет описана со ссылками на чертежи. Чертежи и описание иллюстрируют варианты осуществления изобретения, при этом они не ограничивают объем изобретения.

Фиг.1 представляет собой частичный фронтальный вид в разрезе пневматической шины, на котором показан вариант осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой схематичный вид внутренней обшивки в процессе формования шины.

На фиг.3 представлены результаты теста.

На фиг.4 представлены результаты теста.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут описаны варианты осуществления изобретения со ссылками на чертежи. В нижеследующем описании одни и те же или подобные составные элементы будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями, при этом их повторное описание будет пропущено.

На фиг.1-4 показан вариант осуществления настоящего изобретения, при этом фиг.1 представляет частичный фронтальный вид в разрезе пневматической шины, фиг.2 представляет собой схематичный вид внутренней обшивки в процессе формования шины, на фиг.3 и 4 представлены результаты тестов.

Пневматическая шина, показанная на чертежах, включает в себя участок 1 протектора, выполненный на внешней стороне периферийной поверхности шины, две боковины 2, выполненные с обеих сторон вдоль направления ширины шины, и два борта 3, выполненные с двух сторон вдоль направления ширины шины. Эта пневматическая шина образована из внутренней обшивки 4, расположенной на внутренней стороне поверхности шины, каркасного элемента 5, расположенного на внешней стороне внутренней обшивки 4, двух элементов 6 борта, расположенных с обеих сторон вдоль направления ширины шины, пояса 7, расположенного на внешней стороне каркасного элемента 5, протекторного элемента 8, расположенного на внешней стороне периферийной поверхности шины, и двух элементов 9 боковины, расположенных на обеих сторонах боковой поверхности шины.

Внутренняя обшивка 4 выполнена из листа резины с низкой газовой проницаемостью и расположена на внутренней стороне периферийной поверхности каркасного элемента 5. Внутренняя обшивка 4 выполнена таким образом, что модуль упругости вдоль направления ширины шины становится выше, чем модуль вдоль направления по окружности шины, и, как показано на фиг.2, в процессе формования шины, внутреннюю обшивку наматывают вокруг образующего барабана D таким образом, что ее продольное направление становится направлением по окружности шины.

Каркасный элемент 5 выполнен из резинового листа, включающего в себя множество каркасных кордов 5а, выровненных вдоль направления по окружности шины, и оба края боковых сторон вдоль направления ширины каркасного элемента загнуты в стороны боковин 2 с внутренней стороны в направлении внешней стороны вдоль направления ширины шины таким образом, чтобы охватить элементы борта.

Элемент борта 6 включает в себя сердечник 6a борта, образованный арматурной проволокой, такой как металлические провода, и наполнитель 6b борта, выполненный из резины, имеющий по существу треугольное сечение, при этом наполнитель 6b борта расположен на внешней периферийной стороне сердечника 6а борта.

Пояс 7 образован за счет покрытия поясного корда, выполненного из стали или высокопрочного волокна и т.п., резиновым листом, и расположен на внешней стороне периферийной поверхности каркасного элемента 5.

Элемент 8 протектора выполнен из резины, полученной путем формования экструзией, и расположен, чтобы закрывать центральную сторону вдоль направления ширины каркасного элемента 5, и внешнюю сторону периферийной поверхности каждого пояса 7, при этом на внешней периферийной поверхности элемента протектора выполнены канавки 1а рисунка протектора во время формования вулканизацией. Элементы 9 боковины выполнены из резины, полученной формованием экструзией, и расположены, чтобы закрыть обе стороны каркасного элемента 5 вдоль направления ширины шины.

В пневматической шине, выполненной, как описано выше, модуль упругости внутренней обшивки 4 вдоль направления ширины шины выше, чем модуль упругости вдоль направления по окружности шины, таким образом, что даже когда деформация вдоль радиального направления шины увеличивается так, как и в случае передвижения при низком давлении, подавляется образование трещин на внутренней обшивке 4 вдоль направления по окружности шины.

В данном случае, проверку на появление трещин проводят для Примера 1 по настоящему изобретению и для Сравнительного примера 1, при этом получены результаты, показанные на фиг.3. Для Сравнительного примера 1 используют шину, включающую в себя внутреннюю обшивку, которая имеет модуль упругости на 10% выше вдоль направления по окружности шины, чем вдоль направления по ширине, то есть шину, включающую в себя внутреннюю обшивку, которая имеет динамический модуль упругости, равный 5,0 MPa (МПа) при 20°С вдоль направления ширины шины, и динамический модуль упругости, равный 5,5 MPa (МПа) при 20°С вдоль направления по окружности шины. Для Примера 1 используют шину, включающую в себя внутреннюю обшивку, которая имеет модуль упругости, который на 4% выше вдоль направления ширины шины, чем вдоль направления по окружности шины, то есть шину, включающую в себя внутреннюю обшивку, которая имеет динамический модуль упругости, равный 5,0 МПа при 20°С вдоль направления ширины шины, и динамический модуль упругости, равный 4,8 МПа при 20°С вдоль направления по окружности шины. В данном случае динамический модуль упругости при 20°С замеряют при условиях исходной деформации, составляющей 10%, амплитуды, равной 2%, частоты, равной 20 Гц (Hz) и атмосферной температуры, равной 20°С, используя вязко-эластичный спектрометр (изготовленный фирмой Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd.). Шины, использованные в этом тесте, имеют размерность 225/45R18 и давление воздуха, равное 180 МПа.

При этой проверке, после прохождения 4800 километров в режиме передвижения на низком давлении с использованием лабораторного вращающегося испытательного барабана, число трещин, появляющихся вдоль направления по окружности шины на внутренней поверхности внутренней обшивке, индексируют путем задания числа трещин в Сравнительном примере 1 как 100, при этом Пример 1 был оценен на основе индекса, определяя, что чем меньше индекс, тем выше преимущество. В результате проверки число трещин меньше в Примере 1, чем в Сравнительном примере 1. В этом случае, динамический модуль упругости внутренней обшивки при 20°С выше, предпочтительно, на 3% или более и 13% или менее, вдоль направления ширины шины, чем вдоль направления по окружности шины.

Кроме того, проверку на появление трещин провели для Примера 2 по настоящему изобретению и Сравнительного примера 2, при этом были получены результаты, показанные на фиг.4. Для Сравнительного примера 2 была использована шина, включающая в себя внутреннюю обшивку, которая имеет модуль упругости на 11% выше вдоль направления по окружности шины, чем вдоль направления по ширине, то есть шина, включающая в себя внутреннюю обшивку, которая имеет 50% модуля, равного 1,0 МПа (MPa) вдоль направления по окружности шины, и 50% модуля, равного 0,9 МПа (MPa) вдоль направления ширины шины. Для примера 2 была использована шина, включающая в себя внутреннюю обшивку, которая имеет модуль упругости на 11% выше вдоль направления по ширине шины, чем вдоль направления по окружности шины, то есть шина, включающая в себя внутреннюю обшивку, которая имеет 50% модуля, равного 1,0 МПа (MPa), вдоль направления ширины шины, и 50% модуля, равного 0,9 МПа (MPa), вдоль направления по окружности шины. В данном случае 50% модуля представляет собой напряжение, когда из листа резины вырезан гантелеобразный образец с толщиной, равной 2 мм (гантель № 3), согласно JIS K6251 и на 50% деформирован при комнатной температуре равной 23°С.

При этой проверке, как и в случае вышеописанной проверки, после прохождения 4800 километров при тестовом передвижении при низком давлении с использованием лабораторного вращающегося испытательного барабана, число трещин вдоль направления по окружности шины, образующихся на внутренней поверхности внутренней обшивке, индексируют путем задания числа трещин в Сравнительном примере 2 как 100, при этом Пример 2 оценивают на основе индекса, определяя, что чем меньше индекс, тем выше преимущество. В результате проверки, число трещин меньше в Примере 2, чем в Сравнительном примере 2. В этом случае, предпочтительно, чтобы 50% модуля вдоль направления ширины шины составляло не меньше чем 0,8 МПа и не больше чем 1,2 МПа, и 50% модуля вдоль направления по окружности шины составляло не меньше чем 0,7 МПа и не больше чем 1,1 МПа, при этом 50% модуля вдоль направления ширин шины выше, чем 5% или более и 15% или менее, чем вдоль направления по окружности.

Как описано выше, в соответствии с пневматической шиной по настоящему варианту осуществления изобретения, внутренняя обшивка 4 выполнена таким образом, что модуль упругости вдоль направления ширины шины становится выше, чем модуль упругости вдоль направления по окружности шины, и, следовательно, даже если деформация вдоль радиального направления шины увеличивается так, как в случае передвижения при низком давлении, образование трещин на внутренней обшивке 4 вдоль направления по окружности может быть сокращено и при этом может быть увеличен срок службы.

В этом случае, за счет выполнения внутренней обшивки 4 таким образом, что динамический модуль упругости при 20°С вдоль направления ширины шины становится на 3% или более и 13% или менее, выше, чем динамический модуль упругости при 20°С вдоль направления по окружности шины, может быть получен достаточный эффект предотвращения образования трещин, и может быть предотвращено образование трещин вдоль направления ширины шины, обусловленное чрезмерно высоким модулем упругости вдоль направления ширины шины.

Кроме того, за счет выполнения внутренней обшивки 4, таким образом, то 50% модуля вдоль направления ширины шины составляют не меньше чем 0,8 МПа и не больше чем 1,2 МПа, 50% модуля вдоль направления по окружности шины составляют не меньше чем 0,7 МПа и не больше чем 1,1 МПа, при этом 50% модуля вдоль направления ширины шины становится на 5% или более и 15% или менее, выше, чем модуль вдоль направления по окружности шины, может быть получен достаточный эффект предотвращения образования трещин, при этом может быть предотвращено образование трещин вдоль направления ширины шины, обусловленное чрезмерно высоким модулем упругости вдоль направления ширины шины.

Согласно настоящему изобретению, даже когда деформация вдоль радиального направления шины возрастает, как в случае передвижения при низком движении, образование трещин во внутренней обшивке вдоль направления по окружности шины может быть подавлено, таким образом, что срок службы может быть увеличен.

Необходимо понимать, что изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления изобретения, описанными выше, и что изобретение может быть воплощено с составными элементами, измененными, не выходя за существо и объем изобретения. Изобретение может быть воплощено в многочисленных формах согласно соответствующим сочетаниям составных элементов, раскрытых в вариантах осуществления изобретения, описанных выше.

Например, некоторые составные элементы могут быть исключены из конструкций, описанных как варианты осуществления изобретения. Кроме того, составные элементы, описанные в различных вариантах осуществления изобретения, могут быть использованы соответствующим образом при их комбинации.