Пневматическая шина
Изобретение относится автомобильной промышленности. Пневматическая шина (10) выполнена с выступами (100) для создания турбулентности, проходящими в радиальном направлении шины и расположенными на боковой части (30) шины, между беговой дорожкой (20) и бортом. Если длину каждого выступа (100) для создания турбулентности в радиальном направлении шины принять за длину L, модуль Юнга материала, из которого изготовлен выступ (100) для создания турбулентности, принять за E, а второй статический момент площади сечения выступа (100) для создания турбулентности, проходящего перпендикулярно направлению, в котором проходит выступ, принять за I, то выступ (100) для создания турбулентности соответствует уравнению L2≤3,5×E×I. Подобная компоновка обеспечивает рассеивание тепла с боковой части шины и сводит к минимуму деформацию выступа для создания турбулентности в результате попадания на него масла из внешней среды. 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к пневматической шине с выступами для создания турбулентного потока, расположенными на боковой части шины и проходящими в радиальном направлении шины.
Уровень техники
Обычно в пневматических шинах, устанавливаемых на транспортных средствах, в частности в пневматических шинах для тяжелой техники, устанавливаемых на строительных транспортных средствах, таких как самосвалы, для предотвращения повышения температуры боковой части шины во время движения строительного транспортного средства используется конструкция в виде реброобразных выступов для создания турбулентного потока, расположенная на боковой части шины и проходящая в радиальном направлении шины (см. например, Патентный документ 1).
Воздух, проходя вдоль боковой части шины, ударяется о выступы для создания турбулентного потока, а после того как разбитый воздушный поток вновь прилегает к боковой части шины, обеспечивается рассеивание тепла с боковой части шины.
Патентный документ 1: WO 2007-032405 (стр.6-7, фиг.2)
Раскрытие изобретения
Поскольку размеры пневматической шины для тяжелой техники намного больше обычной пневматической шины, длина выступов для создания турбулентного потока, проходящих в радиальном направлении шины, также увеличивается с учетом огромной боковой части шины.
Кроме этого, поскольку строительное транспортное средство часто движется по неровной местности и пыльному дорожному покрытию масло, вытекающее из наклонных амортизаторов, осуществляющих возвратно поступательные движения, а также масло, находящееся на дороге, распыляется и может прилипать к боковой части шин. Если в подобной ситуации масло прилипает к выступам, используемым для создания турбулентного потока, то выступы для создания турбулентного потока, изготовленные из резины, разбухают и деформируются, принимая волнистую форму, что создает проблему. Когда выступы для создания турбулентного потока деформируются, принимая волнистую форму, эффект рассеивания тепла с боковой части шин ослабевает и одновременно с этим также ухудшается качество внешней поверхности.
Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить пневматическую шину, которая предотвращает деформацию выступов для создания турбулентного потока вследствие распыления масла снаружи, обеспечивая при этом рассеивание тепла с боковой части шины в том случае, если на боковой части шины имеются выступы для создания турбулентного потока.
Настоящее изобретение обладает следующими признаками, позволяющими решить вышеупомянутую проблему. Первый признак настоящего изобретения можно кратко сформулировать следующим образом: пневматическая шина (пневматическая шина 10) с выступом для создания турбулентного потока (выступом 100 для создания турбулентности), проходящим в радиальном направлении шины (радиальном направлении D шины) на боковой части шины (боковой части 30 шины), расположенным между беговой поверхностью (беговой поверхностью 20) и бортом (бортом 40), причем, если L обозначает длину выступа для создания турбулентности в радиальном направлении шины, Е обозначает модуль Юнга материала, из которого изготовлен выступ для создания турбулентности, а I обозначает второй статический момент площади сечения выступа для создания турбулентности, перпендикулярно пересекаемого в направлении, в котором проходит выступ для создания турбулентности, то выступ для создания турбулентности соответствует уравнению L2≤3.5×E×I.
За счет подобных характеристик, длина L выступов для создания турбулентных потоков в радиальном направлении шины становится длиной, при которой не происходит деформации выступов для создания турбулентных потоков в результате их сгибания. То есть, когда масло прилипает к выступам для создания турбулентного потока, степень деформации выступов для создания турбулентного потока в радиальном направлении шины становится незначительной по сравнению с обычными выступами для создания турбулентного потока, имеющих значительную длину в радиальном направлении шины. Таким образом, может быть предложена пневматическая шина, которая предотвращает деформацию выступов для создания турбулентного потока вследствие распыления масла снаружи, обеспечивая при этом рассеивание тепла с боковой части шины в том случае, если на боковой части шины имеются выступы для создания турбулентного потока.
Второй признак настоящего изобретения, с учетом первого признака настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: выступ для создания турбулентности включающий в себя, по меньшей мере, первый выступ (первый выступ 100), а также второй выступ (второй выступ 120), отделенный от первого выступа, расположение второго выступа в продольном направлении шины отличается от расположения первого выступа, а внутренняя, в радиальном направлении шины, торцевая часть (внутренняя торцевая часть 110а) первого выступа накладывается в радиальном направлении шины на внешнюю, в радиальном направлении шины, торцевую часть (внешнюю торцевую часть 120b) второго выступа.
Третий признак настоящего изобретения, с учетом второго признака настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: второй выступ примыкает к первому выступу в продольном направлении шины, а между первым выступом и вторым выступом образован зазор (с заданный шириной G).
Четвертый признак настоящего изобретения, с учетом третьего признака настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: заданный зазор равен или меньше ширины (ширины W) выступа для создания турбулентности в продольном направлении шины.
Пятый признак настоящего изобретения, с учетом любого из признаков с первого по четвертый настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: ширина (ширина W) выступа для создания турбулентности в продольном направлении шины составляет от 2 мм и более до 10 мм и менее.
Шестой признак настоящего изобретения, с учетом любого из признаков с первого по пятый настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: высота (высота h) выступа для создания турбулентности составляет от 3 мм и более до 25 мм и менее.
Седьмой признак настоящего изобретения, с учетом любого из признаков с первого по шестой настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: после установки пневматической шины на обод колеса (обод 200 колеса), расстояние (расстояние d) от верхнего торца (верхнего торца 210a) фланца обода колеса до нижнего торца (нижнего торца 100a) выступа для создания турбулентности составляет от 50 мм и более до 250 мм и менее.
Восьмой признак настоящего изобретения, с учетом шестого признака настоящего изобретения, можно кратко сформулировать следующим образом: высота выступа для создания турбулентности составляет от 10 мм и более до 25 мм и менее.
Таким образом, отличительной особенностью настоящего изобретения является то, что оно позволяет предложить пневматическую шину, которая предотвращает деформацию выступов для создания турбулентного потока вследствие распыления масла снаружи, обеспечивая при этом рассеивание тепла с боковой части шины в том случае, если выступы для создания турбулентного потока расположены на боковой части шины.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид поверхности боковой стенки со стороны боковой части пневматической шины по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показано изображение частично в разобранном виде, в перспективе, пневматической шины по варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 показан вид в сечении пневматической шины по варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 показано изображение частично в разобранном виде, в перспективе, выступа для создания турбулентности пневматической шины по варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 показан вид спереди выступа для создания турбулентности пневматической шины по варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.6 показан вид спереди выступа для создания турбулентности пневматической шины по другому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.7 показан вид спереди выступа для создания турбулентности пневматической шины по другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее со ссылкой на чертежи будет рассмотрен один из вариантов осуществления пневматической шины по настоящему изобретению. В последующем описании чертежей схожие или аналогичные детали обозначены схожими или аналогичными ссылочными позициями. Следует понимать, что изображение на чертежах представлено схематически, поэтому пропорции и т.п. каждого измерения отличаются от реальных.
В этой связи точные размеры и т.п. должны определяться с учетом последующего описания. Разумеется, пространственные соотношения и коэффициенты на чертежах отличаются.
Далее будет рассмотрена пневматическая шина по настоящему изобретению. В частности, будет рассмотрена (1) конструкция пневматической шины, (2) форма выступа для создания турбулентности, (3) сравнительный анализ, (4) эксплуатация и эффект, а также (5) другие варианты осуществления.
(1) Конструкция пневматической шины
Пневматическая шина 10 по настоящему изобретению является пневматической шиной для тяжелой техники, устанавливаемой на строительные транспортные средства, такие как самосвалы. Конструкция пневматической шины 10 рассматривается со ссылкой на чертежи. На фиг.1 показан вид поверхности боковой стенки со стороны боковой части 30 пневматической шины 10 по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На фиг.2 показано изображение частично в разобранном виде, в перспективе, пневматической шины 10 по варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.3 показан вид в сечении пневматической шины 10 по варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1, у пневматической шины 10 имеются выступы 100 для создания турбулентного потока, проходящие в радиальном направлении шины на боковой части 30 шины, между беговой дорожкой 20, соприкасающейся во время движения с дорожным покрытием, и бортом. Следует отметить, что хотя пневматическая шина заполнена воздухом под определенным давлением, вместо воздуха также можно использовать инертный газ, например, азот.
Выступ 100 для создания турбулентного потока включает в себя, по меньшей мере, первый выступ 110, а также второй выступ 120, отделенный от первого выступа 110. Кроме этого, выступ 100 для создания турбулентного потока включает в себя третий выступ 130, отделенный от первого выступа 110 и второго выступа 120.
Как показано на фиг.2, у пневматической шины 10 имеется каркас 21, образующий конструкцию пневматической шины 10, борт 40, который выступает в качестве уплотнения между каркасом 21 и фланцем обода 210 (рассматриваемым далее), а также брекер 22, расположенный снаружи каркаса 21 в радиальном направлении шины.
Каркас 21 состоит из каркасного корда и слоя резины, покрывающего каркасный корд. Брекер 22 изготовлен таким образом, что корд из органических волокон импрегнирован резиновым составом. Кроме этого брекер 22 состоит из множества слоев, каждый слой выровнен в радиальном направлении D шины. Борт 40 проходит в продольном направлении шины и расположен с обеих сторон от экваториальной плоскости CL в поперечном направлении W беговой дорожки.
Расположение второго выступа 120, в продольном направлении шины, отличается от расположения первого выступа 110. Третий выступ 130, в продольном направлении шины, расположен в таком же положении, что и первый выступ 110. В частности, второй выступ 120, в продольном направлении шины, примыкает к первому выступу 110 и третьему выступу 130, а между первым выступом 110 и вторым выступом 120 имеется зазор заданной ширины. Аналогичным образом зазор заданной ширины образован между третьим выступом 130 и вторым выступом 120.
Как показано на фиг.3, после установки пневматической шины 10 на обод 200 колеса расстояние d от верхнего торца 210a фланца 210 обода 200 колеса до нижнего торца 100a выступа 100 для создания турбулентного потока составляет от 50 мм и более до 250 мм и менее. Следует отметить, что под установкой пневматической шины 10 на обод 200 колеса понимается установка пневматической шины 10 на стандартный обод, в соответствии с рекомендациями Европейской технической организации по шинам и ободам (ETRTO) и доведение давления воздуха до максимальной нагрузки, в соответствии с рекомендациями ETRTO. Кроме этого, верхний торец 210a фланца 210 обода является торцевой внешней, в радиальном направлении шины, частью фланца 210 обода. Кроме этого, нижний торец 100a выступа 100 для создания турбулентного потока является торцевой внутренней, в радиальном направлении шины, частью выступа 100 для создания турбулентного потока. То есть, по настоящему варианту осуществления нижний торец 100a выступа 100 для создания турбулентного потока является торцевой внутренней, в радиальном направлении шины, частью третьего выступа 130.
(2) Форма выступа для создания турбулентного потока.
Форма выступа 100 для создания турбулентного потока пневматической шины 10 по настоящему изобретению рассматривается со ссылкой на чертежи. На фиг.4 показано изображение частично в разобранном виде, в перспективе, выступа 100 для создания турбулентности пневматической шины 10 по варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.5 показан вид спереди выступа 100 для создания турбулентности пневматической шины 10 по варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фигурах 4 и 5, внутренняя торцевая часть 110a, являющаяся внутренней, в радиальном направлении шины, торцевой частью первого выступа 110, накладывается в радиальном направлении D шины на внешнюю торцевую часть 120b, являющуюся внешней, в радиальном направлении шины, торцевой частью второго выступа 120. Аналогичным образом, внешняя торцевая часть 130bb, являющаяся внешней, в радиальном направлении шины, торцевой частью третьего выступа 130, накладывается в радиальном направлении D шины на внутреннюю торцевую часть 120a, являющуюся внутренней, в радиальном направлении шины, торцевой частью второго выступа 120.
Выступ 100 для создания турбулентного потока имеет ширину W в продольном направлении шины, а также длину L и высоту h в радиальном направлении D шины. В частности, первый выступ ПО, второй выступ 120 и третий выступ 130, являющиеся частью выступа 100 для создания турбулентного потока, каждый, имеют ширину W, длину L и высоту h. Поэтому подробное описание ширины W, длины L и высоты h выступа 100 для создания турбулентного потока, предлагаемое ниже, является общими для первого выступа ПО, второго выступа 120 и третьего выступа 130. Ширина W выступа 100 для создания турбулентного потока в продольном направлении шины составляет от 2 мм и более до 10 мм и менее. Высота h выступа 100 для создания турбулентного потока составляет от 3 мм и более до 25 мм и менее. Кроме этого, длина в радиальном направлении D области, в которой находится выступ 100 для создания турбулентного потока, является длиной L1. В частности, длина L1 является длиной от торцевой внутренней, в радиальном направлении шины, части третьего выступа 130 до торцевой внешней, в радиальном направлении шины, части первого выступа 110.
Высота h выступа 100 для создания турбулентного потока может составлять от 10 мм и более до 25 мм и менее. Кроме этого, предпочтительно высота h выступа 100 для создания турбулентного потока составляет от 15 мм и более до 25 мм и менее.
Если длина L обозначает длину выступа 100 для создания турбулентного потока в радиальном направлении D шины, E обозначает модуль Юнга материала из которого изготовлен выступ 100 для создания турбулентного потока, а I обозначает второй статический момент площади сечения выступа 100 для создания турбулентности, перпендикулярно пересекаемого в направлении, в котором проходит выступ 100 для создания турбулентного потока, то выступ 100 для создания турбулентности соответствует уравнению 1.
Уравнение 1
L2≤3,5×E×I
Следует отметить, что Уравнение 1 выведено из Уравнения 2 для расчета минимальной нагрузки P, при которой возникает изгиб. По настоящему изобретению значение P взято за константу. То есть, при соответствии Уравнению 1 длина L является длиной, при которой не происходит деформации выступа 100 для создания турбулентного потока в результате изгиба.
Уравнение 2
P=EI(π/L)2
Кроме этого, форма сечения выступа 100 для создания турбулентного потока, перпендикулярно пересекаемого в направлении выступа 100 для создания турбулентного потока, является прямоугольной, поэтому второй статический момент площади сечения рассчитывается в соответствии с Уравнением 3.
Уравнение 3
I=w×h3/12
Таким образом, можно также сказать, что длина L выступа 100 для создания турбулентного потока рассчитывается по выражению отношения между шириной W и высотой h выступа 100 для создания турбулентного потока.
Далее длина L выступа 100 для создания турбулентного потока будет рассмотрена более подробно на примере второго выступа 120. Следует отметить, что поскольку это в равной мере относится и к первому выступу 110, и третьему выступу 130, описание длины L первого выступа 110 и третьего выступа 130 будет опущено. Длина L торцевой части 120c в радиальном направлении D шины, являющейся торцевой частью со стороны боковой части 30 шины второго выступа 120, а также неподвижным торцом, является длиной L2, а длина L торцевой части 120d в радиальном направлении D шины, являющейся торцевой частью верхней стороны второго выступа 120, а также свободным концом, является длиной L3.
Обычно, что касается длины L3’ (соответствующей L3 по настоящему изобретению) верхней стороны выступа для создания турбулентности, когда масло вытекает из наклонных амортизаторов, осуществляющих интенсивные поступательные движения, масло рассеивается на дорожном покрытии и прилипает к выступу для создания турбулентности, в результате чего он разбухает, а длина L3’ увеличивается до длины L3’’ (не показана на фигуре). Между тем, поскольку длина L2’ (соответствующая L2 по настоящему изобретению) со стороны боковой части шины выступа для создания турбулентности является длиной у неподвижного торца, выступ для создания турбулентности не разбухает, даже если к нему прилипает масло, а длина остается длиной L2’. То есть, из-за возникновения различий между длиной L2’ и длиной L3’’ выступ для создания турбулентности деформируется и принимает волнистую форму.
Согласно настоящему изобретению, поскольку длина L3 соответствует Уравнению 1, несмотря на то, что торцевая часть 120d второго выступа является свободным концом верхней стороны второго выступа 120, деформации торцевой части 120d второго выступа не происходит, даже если масло из наклонных амортизаторов, осуществляющих интенсивные поступательные движения, вытекает, а масло с дорожного покрытия распыляется и прилипает к выступу для создания турбулентности.
Ширина G в продольном направлении шины заданного зазора, образованного между первым выступом 110 и вторым выступов 120, равна либо меньше ширины W выступа 100 для создания турбулентного потока в продольном направлении шины.
Выступ 100 для создания турбулентного потока отвечает соотношению 1,0≤p/h≤50,0 и 1,0≤(p-w)/w≤100,0. Следует отметить, что p обозначен шаг выступов 100 для создания турбулентного потока, смежных в продольном направлении шины. В частности, применительно к линии центров выступов 100 для создания турбулентного потока, проходящей в продольном направлении шины, p обозначает расстояние между линиями центров выступов 100 для создания турбулентного потока, смежных в продольном направлении шины.
Плоский угол θa относительно радиального направления выступа 100 для создания турбулентного потока отвечает отношению -30°≤θa≤30°.
(3) Сравнительный анализ
Наконец, для того чтобы дополнительно пояснить эффект от настоящего изобретения, будет проведен сравнительный анализ с использованием сравнительных примеров и примеров ниже. В частности, будут рассмотрены (3.1) Метод оценки и (3.2) Результат оценки. Следует отметить, что настоящее изобретение ни в коем случае не ограничено подобными примерами.
(3.1) Метод оценки
Для оценки эффекта рассеивания тепла использовались пневматические шины из сравнительных примеров с 1 по 3, а также примеры с 1 по 6. В частности при сравнительном анализе будут рассмотрены пневматические шины из сравнительных примеров с 1 по 3, а также примеров с 1 по 6. Параметры пневматической шины замерялись при следующих условиях:
- Типоразмер шин: 55/80R63
- Размер обода: Стандартный обод в соответствии с требованиями ETRTO
- Внутренне давление: Давление воздуха соответствовало максимально допустимой нагрузке в соответствии с требованиями ETRTO
- Нагрузка: Максимальная нагрузка (максимально допустимая нагрузка) в соответствии с требованиями ETRTO
- Тип транспортного средства: Самосвал (грузоподъемностью 320 тонн)
Каждая пневматическая шина отличается формой и расположением выступов для создания турбулентного потока, остальные параметры аналогичны параметрам пневматической шины 10 по настоящему варианту осуществления. Далее будут рассмотрены параметры каждой из пневматических шин.
Пневматическая шина из сравнительного примера 1 отличается от пневматической шины 10 тем, что у ней отсутствует выступ для создания турбулентного потока.
По сравнению с пневматической шиной 10 у пневматической шины из сравнительного примера 2 имеется выступ для создания турбулентного потока, проходящий на значительную длину в радиальном направлении шины, однако у ней нет множества выступов для создания турбулентного потока, проходящих в радиальном направлении шины как у пневматической шины 10.
У пневматической шины из сравнительного примера 3 имеется один выступ для создания турбулентного потока, проходящий в радиальном направлении шины таким образом, чтобы он соответствовал условию L2≤3,5×E×I, как у пневматической шины 10.
У пневматической шины из примеров с 1 по 6 первый выступ 110 и второй выступ 120 пневматической шины 10 расположены попеременно в радиальном направлении шины. Модуль E Юнга каждого из выступов для создания турбулентного потока пневматической шины из примеров с 1 по 6 равен 0,35 кг/мм2, а выступ для создания турбулентного потока соответствует условию L2≤3,5×E×I пневматической шины 10. Кроме этого, длина L1 (длина области, в которой в радиальном направлении шины расположены выступы для создания турбулентного потока) пневматической шины из примеров равна 240 мм.
(3.1.1) Оценка эффекта рассевания тепла
Метод оценки: Микроотверстия, расположенные с интервалом 10 мм в радиальном направлении каждой пневматической шины, образованы в шести местах в продольном направлении шины. Кроме этого, в поперечном направлении беговой дорожки было образовано микроотверстие, расположенное примерно в 5 мм от внешней стороны каркаса в поперечном направлении. Каждая пневматическая шина была установлено на переднюю ось транспортного средства, двигавшегося на сухом дорожном покрытии со скоростью 15 км/ч в течение 24 часов, после завершения движения при помощи термопары была измерена температура пневматической шины и рассчитано среднее значение.
Что касается температуры пневматической шины из сравнительного примера 1, то по результатам измерений было установлено, что эффект рассеивания тепла продолжался при падении температуры в микроотверстиях, сделанных в одинаковых местах каждой пневматической шины.
(3.2) Результаты оценки
Результаты оценки пневматической шины из сравнительных примеров и примеров будут рассмотрены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Сравн. прим. 1 | Сравн. прим. 2 | Сравн. прим. 3 | Прим. 1 | Прим. 2 | Прим. 3 | Прим. 4 | Прим. 5 | Прим. 6 | ||
| Форма выступа для создания турбулентности | Высота выступа (h) | - | 15 мм | 15 мм | 15 мм | 10 мм | 25 мм | 16 мм | 16 мм | 20 мм |
| Ширина выступа (W) | - | 5 мм | 5 мм | 5 мм | 2.5 мм | 7 мм | 5 мм | 10 мм | 5 мм | |
| Плоский угол относительно радиального направления | - | 0° | 0° | 0° | 0° | 0° | 0° | 0° | 0° | |
| Длина выступа (L) | - | 200 мм | 37 мм | 37 мм | 15 мм | 100 мм | 45 мм | 60 мм | 40 мм | |
| p/h | - | - | 6 | 6 | 9 | 3.6 | 9 | 9 | 6 | |
| Диапазон шины в радиальном направлении, где происходило рассеивание тепла в боковой части шины | - | 240 мм | 80 мм | 240 мм | 240 мм | 240 мм | 240 мм | 240 мм | 240 мм |
Что касается пневматической шины из примеров с 1 по 6, то эффект рассеивания тепла улучшился по сравнению с пневматической шиной из сравнительных примеров с 1 по 3. Кроме этого, в пневматической шине из примеров удалось добиться такого же эффекта рассеивания тепла, как и у пневматической шины из сравнительного примера 2.
(4) Эксплуатация и эффект
Как отмечалось выше, у пневматической шины 10 по настоящему изобретению длина L выступа 100 для создания турбулентного потока в радиальном направлении D шины соответствует Уравнению 1. То есть, длина L становится длиной, при которой деформации в результате сгибания выступа 100 для создания турбулентных потоков не происходит.
Обычно когда масло прилипает к выступам для создания турбулентного потока, выступы для создания турбулентного потока, имеющие значительную длину в радиальном направлении D шины, сильно деформируются, причем в результате деформации они принимают волнистую форму, что создает проблему. В свою очередь, у пневматической шины 10 по настоящему изобретению, даже в том случае если масло прилипает к выступу 100 для создания турбулентного потока, деформация выступа 100 для создания турбулентного потока вследствие его изгиба остается ниже допустимой величины.
Таким образом, может быть предложена пневматическая шина 10, которая предотвращает деформацию выступа 100 для создания турбулентного потока вследствие распыления масла снаружи, обеспечивая при этом рассеивание тепла с боковой части 30 шины в том случае, если на боковой части 30 шины имеются выступы для создания турбулентного потока.
Кроме этого, в соответствии с настоящим вариантом осуществления, несмотря исключительно большие размеры пневматической шины по сравнению с обычно пневматической шиной, деформацией выступов 100 для создания турбулентного потока, можно управлять, что позволяет обеспечивать рассеивание тепла на огромной боковой части 30 шины.
По настоящему варианту осуществления, выступ 100 для создания турбулентного потока включает в себя, по меньшей мере, первый выступ 110, а также второй выступ 120, отделенный от первого выступа 110, причем расположение в продольном направлении шины второго выступа 120 отличается от расположения первого выступа 110. То есть, поскольку выступ 100 для создания турбулентного потока включает в себя множество выступов, степень деформации выступа 100 для создания турбулентного потока в радиальном направлении D шины дополнительно уменьшается по сравнению с обычным выступом для создания турбулентности, имеющего значительную длину в радиальном направлении D шины. Кроме этого, поскольку расположение в продольном направлении шины второго выступа 120 отличается от расположения первого выступа 110, можно предотвратить соприкосновение между вторым выступом 120 и первым выступом 110 несмотря на деформацию в радиальном направлении D шины, а следовательно, можно дополнительно управлять деформацией каждого выступа.
Кроме этого, внутренняя, в радиальном направлении шины, торцевая часть первого выступа 110 накладывается на внешнюю, в радиальном направлении шины, часть второго выступа 120 в радиальном направлении D шины. Соответственно поток воздуха, проходящий вдоль боковой части 30 шины, разбивается при ударении воздуха о первый выступ 110 или второй выступ 120. После того как разбитый поток воздуха вновь прилегает к боковой части 30 шины, может обеспечиваться рассеивание тепла на боковой части 30 шины.
По настоящему варианту осуществления второй выступ 120 примыкает к первому выступу 110 в продольном направлении шины, а между первым выступом 110 и вторым выступом 120 имеется зазор заданной ширины (ширины G). Соответственно увеличивается вероятность того, что воздух, проходящий вдоль боковой части 30 шины, будет ударяться о первый выступ 110 или второй выступ 120. То есть, за счет ударения воздуха о первый выступ 110 или второй выступ 120 можно дополнительно улучшить рассеивание тепла на боковой части 30 шины.
Кроме этого, поскольку между первым выступом 110 и вторым выступом 120 имеется зазор заданной ширины (ширины G), можно предотвратить соприкосновение между вторым выступом 120 и первым выступом 110 даже в том случае, если второй выступ 120 и первый выступ 110 деформируются в радиальном направлении D шины.
Следовательно, пневматическая шина 10 может дополнительно улучшать рассеивание тепла на боковой части 30 шины, предотвращая деформацию выступа 100 для создания турбулентного потока.
Поскольку по настоящему варианту осуществления зазор заданной ширины (ширины G) равен или меньше ширины W выступа для создания турбулентного потока в продольном направлении шины, воздух, проходящий вдоль боковой части 30 шины с большой вероятностью будет ударяться о первый выступ 110 или второй выступ 120. То есть, за счет ударения воздуха о первый выступ 110 или второй выступ 120 дополнительно улучшается рассеивание тепла с боковой части 30 шины.
Поскольку по настоящему варианту осуществления ширина W выступа 100 для создания турбулентного потока в продольном направлении шины составляет от 2 мм и более до 10 мм и менее, это позволяет дополнительно улучшить рассеивание тепла с боковой части 30 шины, сохраняя функциональность выступа, разбивающего воздушный поток, проходящий вдоль боковой части 30 шины. Следует отметить, что если ширина W составляет менее 2 мм, то выступ 100 для создания турбулентного потока может вибрировать под воздействием воздуха, проходящего вдоль боковой части 30 шины. Кроме этого, если ширина W составляет более 10 мм, то количество тепла, накапливаемого в выступе 100 для создания турбулентного потока, может становиться чрезмерным.
Поскольку по настоящему варианту осуществления высота выступа 100 для создания турбулентного потока составляет от 3 мм и более до 25 мм и менее, оснащение шины для строительной техники выступом 100 для создания турбулентного потока, безусловно, способствует рассеиванию тепла с боковой части 30 шины практически во всем диапазоне скоростей шин для строительного транспортного средства.
По настоящему варианту осуществления после установки пневматической шины 10 на обод 200 колеса расстояние d от верхнего торца 210a фланца 210 обода 200 колеса до нижнего торца 100a выступа 100 для создания турбулентного потока составляет от 50 мм и более до 250 мм и менее.
После установки пневматической шины 10 на обод 200 колеса выступ 100 для создания турбулентного потока может деформироваться. Кроме этого, если под воздействием нагрузки на пневматическую шину 10 происходит ее наклон, то выступ 100 для создания турбулентного потока может деформироваться фланцем 210 обода. В свою очередь, если расстояние d будет 50 мм и более, это, безусловно, позволит предотвратить деформацию выступа 100 для создания турбулентного потока. Таким образом, также можно, безусловно, предотвратить появление трещин в выступе 100 для создания турбулентного потока вследствие деформации выступа 100 для создания турбулентного потока.
Кроме этого, выбор расстояния d в 250 мм и менее, позволяет выступу 100 для создания турбулентного потока гарантированно выполнять функцию разбивания воздушного потока, проходящего вдоль боковой части 30 шины.
Поскольку по настоящему варианту осуществления выступ 100 для создания турбулентного потока соответствует отношению 1,0≤p/h≤50,0 и 1,0≤(p-w)/w≤100,0, он может гарантированно выполнять функцию разбивания воздушного потока, проходящего вдоль боковой части 30 шины.
Поскольку по настоящему варианту осуществления плоский угол θa, относительно радиального направления выступа 100 для создания турбулентного потока, соответствует отношению -30°≤θa≤30°, выступ 100 для создания турбулентного потока может гарантированно выполнять функцию разбивания воздушного потока, проходящего вдоль боковой части 30 шины.
(5) Другие варианты осуществления
До этого момента раскрытие настоящего изобретения осуществлялось на примере вариантов осуществления выше. Между тем, не следует считать, что утверждения и чертежи, являющиеся частью раскрытия настоящего изобретения, ограничивают настоящее изобретение. После ознакомления с настоящим раскрытием изобретения специалистам в данной области техники станут очевидны различные альтернативные варианты осуществления, примеры и операционные технологии.
Например, вариант осуществления настоящего изобретения может быть видоизменен следующим образом. Выступ 100 для создания турбулентного потока по вышеупомянутому варианту осуществления включает в себя первый выступ 110, второй выступ 120, а также третий выступ 130. Причем расположение третьего выступа 130 в продольном направлении шины не отличается от расположения первого выступа 110. Однако настоящее изобретение этим не ограничено, например, также может использоваться выступ для создания турбулентности по фиг.6. На фиг.6 показан вид спереди выступа 100A для создания турбулентного потока пневматической шины по другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.6, выступ 100A для создания турбулентного потока может быть расположен таким образом, чтобы плоский угол θ был образован в радиальном направлении D шины относительно прямой линии SL.
Второй выступ 120 по вышеупомянутому варианту осуществления примыкает к первому выступу 110 в продольном направлении шины, а между первым выступом 110 и вторым выступом 120 образован зазор с заданной шириной G. Однако настоящее изобретение этим не ограничено, например, также может использоваться выступ для создания турбулентности по фиг.7. На фиг.7 показан вид спереди выступа 100B для создания турбулентного потока пневматической шины по другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.7, выступ 100B для создания турбулентного потока включает в себя первый выступ 110B, а также второй выступ 120B, причем между первым выступом 110В и вторым выступом 120B может быть образован зазор с заданной шириной G1, равной ширине первого выступа 110B.
Пневматическая шина 10 по вышеупомянутому варианту осуществления заполнена воздухом или инертным газом, однако она этим не ограничена и может быть, например, цельнолитой шиной изготовленной полностью из резины.
Форма сечения выступа 100 для создания турбулентного потока, перпендикулярно пересекаемого в направлении выступа 100 для создания турбулентного потока, по вышеупомянутому варианту осуществления является прямоугольной, однако форма этим не ограничена и может быть, например, треугольной. В этом случае второй статический момент площади сечения рассчитывается по формуле I=w×h3/32. Поэтому можно задавать длину L выступа для создания турбулентности в радиальном направлении D шины таким образом, чтобы она соответствовала уравнению L2≤3,5×E×I.
Таким образом, даже если форма сечения выступа для создания турбулентности будет отличаться от прямоугольной, расчет второго статического момента площади сечения, соответствующего форме сечения, позволяет выбирать длину L в радиальном направлении шины выступа для создания турбулентности.
Как отмечалось выше, настоящее изобретение, разумеется, включает в себя различные варианты осуществления и т.п., которые не рассмотрены здесь. Поэтому технический объем настоящего изобретения определен только соответствующими пунктами формулы изобретения с описанием предмета изобретения выше.
Следует отметить, что содержимое японской патентной заявки №2009-109150 (поданной 28 апреля 2009 года) включено в настоящее описание изобретения по ссылке.
Промышленная применяемость
Настоящее изобретение позволяет предотвратить деформацию выступов для создания турбулентного потока вследствие распыления масла снаружи, обеспечивая при этом рассеивание тепла с боковой части шины, а, следовательно, настоящее изобретение может быть применимо к шине для строительного транспортного средства, часто используемого на пересеченной местности и пыльном дорожном покрытии.
Ссылочные позиции
D…радиальное направление шины, θ…плоский угол, CL…экваториальная плоскость, G…ширина, G1…ширина, W…поперечное направление шины, 10…пневматическая шина, 20…беговая дорожка, 21…каркас, 22…брекер, 30…боковая часть шины, 40…борт, 100, 100A, 100B…выступ для создания турбулентности, 100a…нижний торец, 110, 110B…первый выступ, 110a…торцевая часть, 120, 120B…второй выступ, 120a…внутренняя торцевая часть, 120b…внешняя торцевая часть, 130…третий выступ, 130b…внешняя торцевая часть, 200…обод колеса, 210…фланец обода, 210a…верхний торец.
1. Пневматическая шина, содержащая выступы для создания турбулентности, которые проходят в радиальном направлении шины и расположены на боковой части шины, между протектором и бортом шины, отличающаяся тем, что
выступ для создания турбулентности включает в себя по меньшей мере первый выступ, второй выступ, отдельный от первого выступа, а также третий выступ, отдельный от первого выступа и второго выступа,
первый выступ и третий выступ обеспечиваются в том же самом положении в направлении вдоль окружности шины и располагаются обособленно с заданным зазором,
второй выступ обеспечивается в положении, отличающемся от первого выступа и третьего выступа, в направлении вдоль окружности шины,
в радиальном направлении шины внутренняя торцевая часть первого выступа накладывается на внешнюю торцевую часть второго выступа в радиальном направлении шины, и
в радиальном направлении шины внешняя торцевая часть третьего выступа накладывается на внутреннюю торцевую часть второго выступа в радиальном направлении шины, и
выступ для создания турбулентности отвечает соотношению 1,0≤p/h≤50,0 и 1,0≤(p-w)/w≤100,0, где р - это его шаг, h - его высота и w - его продольная ширина.
2. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что второй выступ примыкает к первому выступу в направлении вдоль окружности шины, и заданный зазор формируется между первым выступом и вторым выступом.
3. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что
второй выступ примыкает к третьему выступу в направлении вдоль окружности шины, и
заданный зазор формируется между вторым выступом и третьим выступом.
4. Пневматическая шина по п.3, отличающаяся тем, что заданный зазор меньше или равен ширине выступа для создания турбулентности в направлении вдоль окружности шины.
5. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что ширина выступа для создания турбулентности в направлении вдоль окружности шины составляет от 2 мм или более до 10 мм или менее.
6. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что высота выступа для создания турбулентности составляет от 3 мм или более до 25 мм или менее.
7. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что в положении, когда пневматическая шина устанавливается на диск колеса, расстояние от верхнего конца реборды обода диска колеса до нижнего конца выступа для создания турбулентности составляет от 50 мм или более до 250 мм или менее.
8. Пневматическая шина по п.6, отличающаяся тем, что высота выступа для создания турбулентности составляет от 10 мм или более до 25 мм или менее.
9. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что первый выступ, второй выступ и третий выступ обеспечиваются в более внутреннем положении, чем положение максимальной ширины шины, и в более внешнем положении, чем положение реборды обода в радиальном направлении шины.
10. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что выступ для создания турбулентности соответствует уравнению L2≤3,5×Е×I, где L обозначает длину указанного выступа в радиальном направлении, Е - модуль Юнга материала, из которого изготовлен указанный выступ, и I - второй статический момент площади сечения указанного выступа, при этом сечение пересекает перпендикулярно направление прохождения этого выступа.
11. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что она представляет собой шину для тяжелой техники.
