CN107000506B - 工程车辆用轮胎 - Google Patents

Abstract

一种工程车辆用轮胎(10)，其设置有构造胎圈部(22)的一对胎圈芯(12)，和跨设于胎圈芯(12)并且具有在胎圈芯(12)处折返的折返帘布层(14p)的胎体(14)。胎圈部(22)设置有以从轮胎外侧朝折返帘布层(14p)侧凹的方式在轮胎周向上间隔地排列的多个凹部(28)。当SH表示轮胎截面高度、H1表示从轮辋半径(R)到凹部(28)的轮胎径向内侧端的高度、H2表示从轮辋半径(R)到凹部的轮胎径向外侧端的高度时，满足关系式H1/SH>0.04和H2/SH<0.30。

Description

工程车辆用轮胎

技术领域

本发明涉及最佳用于例如在工程现场、矿山等中使用的自卸卡车等的工程车辆用轮胎。

背景技术

在自卸卡车行驶时，装备于自卸卡车等的工程车辆用轮胎的轮胎温度上升。此外，轮胎胎圈部(以下简称为“胎圈部”)的凸缘的倒塌变形反复发生。因此，在大的应变不断地作用于胎圈部的同时，胎圈部连续保持高温的状态(参照专利文献1)。

当胎圈部连续保持高温状态时，胎圈内部发生分离，并且轮胎不能连续地使用。因此，传统地，已经做出努力使胎圈部的温度降低。

已经提出了诸如在轮胎胎圈外形部形成散热片(fin)等的技术。通过形成散热片，在行驶期间，在轮胎胎圈部表面发生湍流，并且提高了从轮胎表面部到外部空气的热传递效率。这是针对降低轮胎内部的温度。当轮胎的厚度薄时，该技术是特别有效的。

在另一个提出的技术中，在轮胎外表面的整周形成槽等，以便减少产生热量的橡胶量并且将轮胎胎圈部内表面的高温区域露出到外部空气。这使得降低了温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-1201号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在轮胎胎圈外形部形成散热片的技术存在以下问题。即，大尺寸轮胎、换言之在胎圈部具有大厚度的轮胎的表面温度降低，但是由于橡胶的低热传递效率，不能显著地降低导致分离发生的轮胎的内部温度。

在轮胎外表面的整周形成槽等的技术同样存在以下问题。即，作为整周地移除传统的背面橡胶的结果，胎圈部的凸缘的倒塌变形比传统的轮胎的胎圈部的凸缘的倒塌变形大，因而不能充分地增加胎圈耐久性。

鉴于上述问题而做出本发明。本发明的目的是提供如下工程车辆用轮胎：其能够充分地抑制胎圈部的内部温度的上升，同时几乎不增加胎圈部的倒塌变形。

用于解决问题的方案

本发明人认为降低胎圈部的温度需要降低胎圈部的发热量或增加散热量。通过着眼于增加散热量，本发明人进行了以下研究。

为了增加从轮胎胎圈部的散热量，重要的是如何增加从轮胎表面到外部空气的热传递量。该热传递量(Q)与轮胎表面温度和外部空气温度之间的温度差(ΔT)以及热传递系数(K)成比例。

Q∝K×ΔT

轮胎的胎圈部的温度分布为温度由于行驶而从外表面朝轮胎内部上升。为了增加ΔT，轮胎成形为使得胎圈部的橡胶从轮胎外表面朝胎体的折返帘布层的方向凹。由此外部空气与轮胎内部的高温区域接触，从而能够增加ΔT。然而，如上所述，轮胎整周均匀地凹的问题是增加了胎圈部的凸缘的倒塌变形。

本发明人已经对在防止上述问题的同时能够增加ΔT的结构进行了广泛地研究，并且发明了局部凹的方案。作为反复实验和进一步研究的结果，本发明人完成了本发明。

为了解决上述问题，根据本发明的第一方面的工程车辆用轮胎包括：一对胎圈芯，其构成胎圈部；以及胎体，其跨设于所述一对胎圈芯，并且所述胎体具有在所述胎圈芯处折返的折返帘布层。所述胎圈部包括多个凹部，所述多个凹部以从轮胎外侧朝所述折返帘布层侧凹的方式在轮胎周向上间隔地排列。满足以下关系式：H1/SH>0.04；以及H2/SH<0.30，其中：SH表示轮胎截面高度；H1表示从轮辋半径高度到所述凹部的轮胎径向内侧端的高度；H2表示从轮辋半径高度到所述凹部的轮胎径向外侧端的高度。

发明的效果

本发明提供了如下工程车辆用轮胎：其能够充分地抑制胎圈部的内部温度的上升，同时几乎不增加胎圈部的倒塌变形。

附图说明

图1是根据第一实施方式的工程车辆用轮胎的径向截面图。

图2是示出根据第一实施方式的轮胎的外侧的凹部的示意性侧面图。

图3是根据第二实施方式的工程车辆用轮胎的径向截面图。

图4是示出实验例的实验结果的说明图。

具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的实施方式。在以下说明中，相同或类似的部分由相同或类似的附图标记表示；并且适当地省略相同或类似的部分的详细说明。

另外，下面说明的实施方式示出使本发明的技术思想具体化的示例，并且本发明的实施方式不限制以下说明的部件的材料、形状、结构、配置等。在本发明的技术方案的范围内可以对本发明的技术思想进行各种改变。

(第一实施方式)

首先，将说明第一实施方式。图1是根据本实施方式的工程车辆用轮胎的径向截面图(在轮胎赤道面CL的一侧)。图2是示出根据本实施方式的轮胎的外侧的凹部的示意性侧面图(为了简明起见，凹部由阴影线表示)。

根据本实施方式的工程车辆用轮胎10包括一对胎圈芯12和在胎圈芯12之间延伸的胎体(胎体帘布层)14。在胎体14的轮胎径向外侧，带束层16和胎面部18顺次配置。

胎体14具有在胎圈芯12处折返的折返帘布层14p。根据本实施方式，折返帘布层14p延伸到胎侧部20。折返帘布层的径向外侧端可以向轮胎径向外侧延伸超过轮胎最大宽度位置的点。

另外，工程车辆用轮胎10包括多个凹部28，多个凹部28形成于胎圈部22并且以从轮胎宽度外侧朝折返帘布层14p侧凹的方式在轮胎周向上间隔地排列。根据本实施方式，凹部28为在轮胎径向上细长的形状，并且沿着轮胎周向以单列配置。在轮胎周向上彼此相邻的凹部28不连续。凹部28可以配置于胎圈部22和胎侧部20之间的区域。

关于工程车辆用轮胎10，满足以下关系式：

H1/SH>0.04；以及

H2/SH<0.30，

其中：SH表示轮胎截面高度；H1表示从轮辋半径高度到凹部28的轮胎径向内侧端的高度；H2表示从轮辋半径高度到凹部28的轮胎径向外侧端的高度。轮胎截面高度是指等于轮胎外径与适用的轮辋的轮辋直径之差的一半的值。

在如下状态下确定上述范围：将工程车辆用轮胎10组装于正规轮辋并且对工程车辆用轮胎10施加正规内压。在这种情况下，“正规轮辋”是指根据轮胎尺寸在下述标准中规定的标准轮辋。“正规内压”是指由下述标准记载的对应于适用尺寸的单轮的最大负荷能力的空气压力。“正规载荷”是指由下述标准记载的适用尺寸的单轮的最大载荷(最大负荷能力)。上述标准均是生产或者使用轮胎的地区的有效的工业标准。例如“日本机动车轮胎制造者协会”的“JATMA年鉴”提供的日本标准、“轮胎轮辋协会”的“年鉴”提供的美国标准、“欧洲轮胎轮辋技术组织”的“标准手册”提供的欧洲标准。

结果，当将工程车辆用轮胎10装配于轮辋30时，凹部28延伸跨越轮辋30和胎圈部22之间的分离点P。如图2所示，在胎圈部22的轮胎宽度方向外侧的表面，由于凹部28而不抵接轮辋30的不抵接部分N和形成相邻的凹部28之间的橡胶部分以便抵接轮辋30的抵接部分T在轮胎周向上交替地配置。

在轮胎的侧面观察的相邻的凹部28中，通过轮胎轴向的中心和凹部28的中心线的直线之间形成角度θ，其满足以下关系式：

3°<θ<8°

上述通过凹部28的中心线的直线是通过凹部的最深部G的径向高度处的周向宽度的中心的直线。

另外，满足以下关系式：

0.0034<Wmax/R<0.021

其中：Wmax表示由凹部28形成的空间32的轮胎周向的最大宽度；R表示轮辋半径。

最深部通过直线L是如下直线：通过空间32的最深部G并且在轮胎径向上通过最深部G的截面内与假设没有形成凹部28时的胎圈外周22s正交的直线。对于最深部通过直线L，满足以下关系式：

0.5<Dmax/Y<0.8

其中：Dmax表示从胎圈外周22s和最深部通过直线L之间的交点C到最深部G的深度；Y表示从交点C到折返帘布层14p的距离。到折返帘布层14p的距离Y是指到折返帘布层14p的帘线的中心的距离。

另外，满足以下关系式：

0.08<H3/SH<0.20

其中H3表示从轮辋半径R高度到交点C的高度。

优选的是满足以下关系式：

0.07>H1/SH

0.21<H2/SH

除非满足这些关系式，否则凹部28容易从胎圈部22的高温位置消除。另外，除非满足以上关系式，否则由于与0.08<H3/SH<0.20的不相容性，难以形成可行的凹部28(凹部28表示其空气冷却机能)。

(作用和效果)

以下将说明本实施方式的作用和效果。

根据本实施方式，当将工程车辆用轮胎10装配于轮辋30时，在轮胎周向上不连续并且彼此相邻的凹部28延伸跨越分离点P。换言之，在胎圈部22的轮胎外侧，不抵接部分N和抵接部分T在轮胎周向上交替地配置，其中由于凹部28导致不抵接部分N不抵接轮辋30，而抵接部分T形成在相邻的凹部28之间的橡胶部分以抵接轮辋30。

因此，抵接部分T几乎不增加胎圈部22的倒塌变形。因为凹部28延伸跨越分离点P，所以不抵接部分N由于凹部28和轮辋30之间的空间而能够接触外部空气并且有效地将热量扩散到外部空气。结果，能够有效地抑制胎圈部22的内部温度的上升。

凹部28为在轮胎径向上细长的形状，并且沿着轮胎周向以单列配置。由此，通过简单的构造能够使上述效果显著。

关于轮胎侧面，满足角度θ的以下关系式：

3°<θ<8°

由此能够有效地降低温度。当θ小于以上范围时，存在不能充分抑制胎圈部22的倒塌变形的可能性。当θ大于以上范围时，存在胎圈部22的温度降低效果不充分的可能性。

另外，满足以下关系式：

0.0034<Wmax/R<0.021

其中：Wmax表示轮胎周向的最大宽度；R表示轮辋半径。当Wmax/R大于以上范围时，胎圈部22发生倒塌变形的几率可能增加。当Wmax/R小于以上范围时，胎圈部22的温度降低效果可能不充分。

另外，满足以下关系式：

0.5<Dmax/Y<0.8

其中：Dmax表示从交点C到最深部G的深度；Y表示从交点C到折返帘布层14p的距离。

能够产生的有利效果是ΔT随着到最深部G的深度Dmax的增加而增加。当Dmax/Y大于以上范围并且切口等被输入到凹部28的底部时，存在切口等的输入能够直接到达折返帘布层14p的可能性。当Dmax/Y小于以上范围时，不能产生充分的散热效果。

胎圈部22的温度分布自然地在轮胎径向上分布。因此，为了有效地降低胎圈部22的温度，期望的是以使得最大温度在交点C的附近的方式使轮胎温度在轮胎径向上分布。因此，在本实施方式中，优选的是满足以下关系式：

0.08<H3/SH<0.20

当H3/SH在该范围时，能够容易地构建到最深部G的深度Dmax的值足够而有效地降低了胎圈部22的温度的结构。

在本实施方式中，已经说明了凹部28延伸跨越分离点P的示例。然而，即使凹部28位于轮辋外径的轮胎径向外侧并且不延伸跨越分离点P，也能够实现胎圈部22的温度降低效果。

(第二实施方式)

下面将说明第二实施方式。图3是根据本实施方式的工程车辆用轮胎的径向截面图。代替第一实施方式的凹部28，本实施方式的工程车辆用轮胎40的胎圈部42形成有凹部38。

凹部38以从轮胎宽度方向外侧朝折返帘布层14p侧凹的方式在轮胎周向上排列。与凹部28相同，凹部38延伸跨越分离点P。在凹部38中，突出部44从凹部壁面38b突出。结果，由凹部38形成的空间43包括局部深空间部43d和将局部深空间部43d之间连接的浅空间部43s。各凹部38均形成有一个可连通空间43。

如在本实施方式的情况下，凹部38的空间形状可以通过由浅空间部43s连接局部深空间部43d创建，以便产生胎圈部42的温度降低效果。可选地，当该形状为深度逐渐增加或减小的槽时，能够产生上述效果。

为了使由于凹部的形成而造成胎圈部42的刚性的减小最小化，优选的形状如下：保持到最深部G的深度Dmax并且使要移除的橡胶量(凹部内的空洞容积)最小化。同时，当假设空间43在凹部38中不连续时，胎圈部42的倒塌变形至少部分地关闭该空间，从而妨碍了空气冷却的进展。因此，为了确保保持胎圈部42的空气冷却效果，即使在胎圈部42发生倒塌变形期间，凹部38内的空间也需要连续。

满足上述要求的优选的构造是本实施方式的如下构造：空间43通过由浅空间部43s连接局部深空间部43d而成形。当空间43的最深部G形成于多个位置时，通过连接位于在轮胎径向上的最内侧位置的最深部G和位于在轮胎径向上的最外侧位置的最深部G的直线的中点的直线是最深部通过直线L。

(实验例)

本发明人使用实施例1到实施例8和实施例10到实施例13作为第一实施方式的工程车辆用轮胎10，使用实施例9作为第二实施方式的工程车辆用轮胎40，并且使用传统例作为示例性的传统的工程车辆用轮胎。在正规轮辋和正规内压以及8km/h的轮胎速度下，进行直线行驶。测量用于测量距离Y时的折返帘布层14p上方的区域的温度。

轮胎的共同条件是46/90R57的轮胎尺寸以及符合TRA的条件(内压700kPa、载荷63ton、轮辋宽度29英寸、凸缘高度6.0英寸)。其它各轮胎条件在图4中示出。

将比传统例的温度低的温度测量结果确定为“温度降低量”。结果也在图4中示出。因此，温度降低效果随着温度降低量的值的增加而增加。

另外，本发明人基于传统例和实施例1至实施例13计算了胎圈倒塌指数。相对于在当施加内压时的时间和当载荷从正下方作用时的时间之间在轮胎胎圈部截面内的一定高度处的轮胎截面内的位移计算胎圈倒塌指数。通过将传统例的胎圈倒塌指数的值设定为100，计算实施例1至实施例13的比较值。计算结果也在图4中示出。根据该图，随着胎圈倒塌指数的值的增加，倒塌度增加，并且轮胎径向截面内的应变增加。

如图4中能看到的，实施例1至实施例13的温度均低于传统例的温度。在实施例13中，胎圈倒塌指数相对大，但是温度降低量充分。在实施例3至实施例13中，因为胎圈倒塌大，所以温度降低量不是非常大。

本申请要求基于2014年12月10日递交的日本特许出愿第2014-249975号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

产业上的可利用性

本发明提供如下工程车辆用轮胎：其能够充分地抑制胎圈部的内部温度的上升，同时几乎不增加胎圈部的倒塌变形。

附图标记说明

10 工程车辆用轮胎

12 胎圈芯

14 胎体

14p 折返帘布层

22 胎圈部

22s 胎圈外周

28 凹部

30 轮辋

32 空间

38 凹部

42 胎圈部

43 空间

43d 空间部

43s 空间部

H1 高度

H2 高度

H3 高度

G 最深部

L 最深部通过直线

C 交点

P 分离点

Wmax 最大宽度

R 轮辋半径

SH 轮胎截面高度

Y 距离

Claims (11)

1.一种工程车辆用轮胎，其包括：

一对胎圈芯，其构成胎圈部；以及

胎体，其跨设于所述一对胎圈芯，并且所述胎体具有在所述胎圈芯处折返的折返帘布层，其中

所述胎圈部包括多个凹部，所述多个凹部以从轮胎外侧朝所述折返帘布层侧凹的方式在轮胎周向上间隔地排列，并且

满足以下关系式：

0.079≥H1/SH>0.04；以及

H2/SH<0.30，

其中：SH表示轮胎截面高度；H1表示从轮辋半径高度到所述凹部的轮胎径向内侧端的高度；H2表示从轮辋半径高度到所述凹部的轮胎径向外侧端的高度，

在所述轮胎装配于轮辋的状态下，所述凹部延伸跨越所述轮辋和所述胎圈部之间的分离点。

2.根据权利要求1所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

所述凹部为在轮胎径向上细长的形状，并且在轮胎周向上以单列配置。

3.根据权利要求1所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

在轮胎侧面观察，彼此相邻的所述凹部的通过轮胎轴向的中心和所述凹部的中心线的直线之间形成角度θ，所述角度θ满足以下关系式：

3°<θ<8°。

4.根据权利要求3所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

满足以下关系式：

0.0034<Wmax/R<0.021，

其中：Wmax表示由所述凹部形成的空间的轮胎周向的最大宽度；R表示轮辋半径。

5.根据权利要求4所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

在通过所述空间的最深部的轮胎径向截面内，关于与假设没有形成所述凹部的胎圈外周正交并且通过所述最深部的最深部通过直线，满足以下关系式：

0.5<Dmax/Y<0.8，

其中：Dmax表示从所述胎圈外周和所述最深部通过直线之间的交点到所述最深部的深度；Y表示从所述交点到所述折返帘布层的距离。

6.根据权利要求5所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

满足以下关系式：

0.08<H3/SH<0.20，

其中H3表示从轮辋半径高度到所述交点的高度。

7.根据权利要求2所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

在轮胎侧面观察，彼此相邻的所述凹部的通过轮胎轴向的中心和所述凹部的中心线的直线之间形成角度θ，所述角度θ满足以下关系式：

3°<θ<8°。

8.根据权利要求7所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

满足以下关系式：

0.0034<Wmax/R<0.021，

其中：Wmax表示由所述凹部形成的空间的轮胎周向的最大宽度；R表示轮辋半径。

9.根据权利要求8所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

在通过所述空间的最深部的轮胎径向截面内，关于与假设没有形成所述凹部的胎圈外周正交并且通过所述最深部的最深部通过直线，满足以下关系式：

0.5<Dmax/Y<0.8，

其中：Dmax表示从所述胎圈外周和所述最深部通过直线之间的交点到所述最深部的深度；Y表示从所述交点到所述折返帘布层的距离。

10.根据权利要求9所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

满足以下关系式：

0.08<H3/SH<0.20，

其中H3表示从轮辋半径高度到所述交点的高度。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的工程车辆用轮胎，其特征在于，

由所述凹部形成的空间包括局部深空间部和将所述局部深空间部之间连接的浅空间部，并且各凹部内形成一个可连通的空间。