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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen und betrifft insbesondere einen Luftreifen, der eine Hubverformung einer Wulstzehe wirksam unterdrücken und die Kern-Kollapsbeständigkeit eines Wulstkerns in geeigneter Weise sicherstellen kann.
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Stand der Technik
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Im Allgemeinen besteht der Bedarf, eine Hubverformung von Wulstzehen bei Schwerlastreifen, die auf einem Lastwagen oder Bus montiert sind, zu unterdrücken. Die Hubverformung, wie oben beschrieben, ist nicht wünschenswert, da sie bewirkt, dass die Leichtigkeit beim erneuten Aufblasen des Reifens verschlechtert wird, und auch bewirkt, dass der Basisreifen für eine Reifenrunderneuerung geeignet ist. Die bekannte Technologie, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben wird, sind Schwerlastreifen, die unter Berücksichtigung dieses Problems entwickelt wurden.
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Literaturliste
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Patentliteratur
- Patentdokument 1: JP 5071137 B
- Patentdokument 2: JP 02-37003 A
- Patentdokument 3: JP 02-286408 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Um die oben beschriebene Hubverformung der Wulstzehe zu unterdrücken, ist es wirksam, eine Wicklungsanzahl von Reifenwulstdrähten, die einen Wulstkern bilden, zu erhöhen. Unglücklicherweise verursacht eine Erhöhung der Wicklungsanzahl von Reifenwulstdrähten insofern ein Problem, dass Materialkosten der Wulstkerne und der Umfangselemente (z. B. ein Gummimaterial wie Wulstfüller) zunehmen.
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Die vorliegende Erfindung wird unter Berücksichtigung des Vorstehenden gemacht und ein Ziel davon ist das Bereitstellen eines Luftreifens, der eine Hubverformung einer Wulstzehe wirksam unterdrücken und die Kern-Kollapsbeständigkeit eines Wulstkerns in geeigneter Weise sicherstellen kann.
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Lösung des Problems
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Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, schließt ein Luftreifen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Paar Wulstkerne ein, die jeweils durch mehrmaliges Wickeln eines Reifenwulstdrahtes in einer ringförmigen Form gebildet sind, wobei die Wulstkerne jeweils eine Drahtanordnungsstruktur in der Form eines Sechsecks aufweisen, das durch Wickeln eines oder mehrerer der Reifenwulstdrähte in einer dicht gepackten Weise in einer Querschnittsansicht jedes der Wulstkerne in dessen Radialrichtung gebildet ist, wobei das Sechseck ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel an jedem Scheitel ist, wobei der Scheitel des Sechsecks auf einer radial innersten Seite von jedem der Wulstkerne als der erste Scheitel P1 definiert ist, wobei eine Seite des Sechsecks, die sich in einer Reifenquerrichtung nach außen erstreckt und den ersten Scheitel P1 einschließt, als eine erste Seite S12 definiert ist, wobei eine Achse parallel zur ersten Seite S12 des Sechsecks als eine X-Achse definiert ist, und eine Achse senkrecht zur X-Achse als eine Y-Achse definiert ist, wobei eine Schichtanzahl M von Drahtquerschnitten in einer Y-Achsenrichtung und ein maximaler Wert N_max einer Anordnungsanzahl N von Drahtquerschnitten in einer X-Achsenrichtung ein Verhältnis aufweisen, das 0,75 ≤ M/N_max ≤ 1,30 erfüllt, und wobei ein Abstand A in der Reifenquerrichtung vom Scheitel des Sechsecks auf der innersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt des Sechsecks und ein Abstand B in der Reifenquerrichtung vom Scheitel des Sechsecks auf der äußersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt des Sechsecks ein Verhältnis aufweisen, das 1,05 ≤ B/A erfüllt.
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Ferner schließt ein Luftreifen nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Paar Wulstkerne ein, die jeweils durch mehrmaliges Wickeln eines Reifenwulstdrahtes in einer ringförmigen Form gebildet sind, wobei die Wulstkerne jeweils eine Drahtanordnungsstruktur in der Form eines Sechsecks aufweisen, das durch Wickeln eines oder mehrerer der Reifenwulstdrähte in einer dicht gepackten Weise in einer Querschnittsansicht jedes der Wulstkerne in dessen Radialrichtung gebildet ist, wobei das Sechseck ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel an jedem Scheitel ist, wobei der Scheitel des Sechsecks auf einer radial innersten Seite von jedem der Wulstkerne als der erste Scheitel P1 definiert ist, wobei eine Seite des Sechsecks, die sich in einer Reifenquerrichtung nach außen erstreckt und den ersten Scheitel P1 einschließt, als eine erste Seite S12 definiert ist, wobei eine Achse parallel zur ersten Seite S12 des Sechsecks als eine X-Achse definiert ist, und eine Achse senkrecht zur X-Achse als eine Y-Achse definiert ist, wobei eine Anordnungsanzahl der Drahtquerschnitte auf jeder Seite des Sechsecks als N12, N23, N34, N45, N56 und N61 in der Reihenfolge von der ersten Seite S12 des Sechsecks in der Reifenquerrichtung nach außen definiert ist, wobei eine Anordnungsanzahl von Drahtquerschnitten in jedem der drei Paare gegenüberliegender Seiten des Sechsecks das Verhältnis 2 ≤ N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 ≤ 3 erfüllt.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Im Luftreifen nach einer Ausführungsform der Erfindung, (1) ist der Wulstkern durch Wickeln der Reifenwulstdrähte in einer dichtgepackten Weise gebildet und weist eine Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vorstehenden Sechsecks mit stumpfen Innenwinkeln auf, so dass ein Vorteil darin besteht, dass die Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns in geeigneter Weise sichergestellt wird. Zusätzlich wird (2) die Drahtanordnungsstruktur des Wulstkerns optimiert, so dass ein Vorteil darin besteht, dass die Hubverformung des Wulstkerns wirksam unterdrückt werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht in einer Reifenmeridianrichtung, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
- 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Wulstabschnitt des in 1 dargestellten Luftreifens darstellt.
- 3 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Wulstkern des in 2 dargestellten Wulstabschnitts darstellt.
- 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Wulstkern des in 2 dargestellten Wulstabschnitts darstellt.
- 5 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel einer Drahtanordnungsstruktur des in 3 dargestellten Wulstkerns darstellt.
- 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Drahtanordnungsstruktur des in 3 dargestellten Wulstkerns darstellt.
- 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Drahtanordnungsstruktur des in 3 dargestellten Wulstkerns darstellt.
- 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein modifiziertes Beispiel der Drahtanordnungsstruktur des in 3 dargestellten Wulstkerns darstellt.
- 9 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Leistungstests von Luftreifen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 10 ist ein erläuterndes Diagramm von Beispiel des Stands der Technik 1, das in 9 dargestellt ist.
- 11 ist ein erläuterndes Diagramm vom Beispiel des Stands der Technik 2, das in 9 dargestellt ist.
- 12 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 1, das in 9 dargestellt ist.
- 13 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 2, das in 9 dargestellt ist.
- 14 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 3, das in 9 dargestellt ist.
- 15 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 4, das in 9 dargestellt ist.
- 16 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 5, das in 9 dargestellt ist.
- 17 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 6, das in 9 dargestellt ist.
- 18 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 7, das in 9 dargestellt ist.
- 19 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 8, das in 9 dargestellt ist.
- 20 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 9, das in 9 dargestellt ist.
- 21 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 10, das in 9 dargestellt ist.
- 22 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 11, das in 9 dargestellt ist.
- 23 ist ein erläuterndes Diagramm von Vergleichsbeispiel 12, das in 9 dargestellt ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Außerdem schließen Bestandteile der vorliegenden Ausführungsformen Elemente, die austauschbar sind, die die Übereinstimmung mit der Erfindung beibehalten, sowie offensichtlich austauschbare Elemente ein. Darüber hinaus lassen sich die in den vorliegenden Ausführungsformen beschriebenen Weiterbildungen innerhalb des für einen Fachmann offensichtlichen Schutzumfangs beliebig kombinieren.
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Luftreifen
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1 ist eine Querschnittsansicht in einer Reifenmeridianrichtung, die einen Luftreifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieselbe Zeichnung ist eine Querschnittsansicht, die einen Halbbereich in einer Querschnittsansicht in einer Reifenradialrichtung darstellt. Außerdem stellt dieselbe Zeichnung einen Schwerlastradialreifen, der auf einem Lastwagen, auf einem Bus und dergleichen für Langstreckentransporte montiert ist, als Beispiel eines Luftreifens 1 dar.
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In 1 bezieht sich „Querschnitt in einer Reifenmeridianrichtung“ auf einen Querschnitt des Reifens entlang einer Ebene, welche die Reifenrotationsachse (nicht dargestellt) einschließt. Das Bezugszeichen CL bezeichnet die Äquatorialebene des Reifens und bezieht sich auf eine Ebene senkrecht zur Reifenrotationsachse, die durch den Mittelpunkt des Reifens in Richtung der Reifenrotationsachse verläuft. „Reifenquerrichtung“ bezieht sich auf die Richtung parallel zur Reifenrotationsachse. „Reifenradialrichtung“ bezieht sich auf die Richtung senkrecht zur Reifen rotationsachse.
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Der Luftreifen 1 weist eine Ringstruktur auf, deren Zentrum die Reifenrotationsachse ist, und schließt ein Paar Wulstkerne 11, 11, ein Paar Wulstfüller 12, 12, eine Karkassenschicht 13, eine Gürtelschicht 14, einen Laufflächengummi 15, ein Paar Seitenwandgummis 16, 16 und ein Paar Radkranzpolstergummis 17, 17 ein (siehe 1).
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Das Paar Wulstkerne 11, 11 hat jeweils eine ringförmige Struktur, die durch mehrmaliges Wickeln eines Reifenwulstdrahtes aus Stahl in einer Reifenumfangsrichtung gebildet ist, und bildet einen Kern der entsprechenden rechten und linken Wulstabschnitte. Jeder des Paares Wulstfüller 12, 12 ist jeweils aus einem unteren Füller 121 und einem oberen Füller 122 gebildet. Jeder des Paares Wulstfüller 12, 12 ist vom entsprechenden einen des Paares Wulstkerne 11, 11 in der Reifenradialrichtung nach außen angeordnet und bildet den entsprechenden Wulstabschnitt.
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Die Karkassenschicht 13 erstreckt sich in toroidaler Form zwischen dem linken und rechten Wulstkernen 11, 11 und bildet die Trägerstruktur des Reifens. Außerdem sind beide Endabschnitte der Karkassenschicht 13 so in der Reifenquerrichtung von innen nach außen zurückgebogen, dass sie um die Wulstkerne 11 und die Wulstfüller 12 gewickelt und fixiert sind. Die Karkassenschicht 13 wird durch Ausführen eines Walzverfahrens auf Karkassencordfäden aus Stahl oder einem organischen Fasermaterial (z. B. Nylon, Polyester, Rayon oder dergleichen) gebildet, die mit Beschichtungsgummi beschichtet worden sind. Die Karkassenschicht 13 weist einen Karkassenwinkel (als ein Neigungswinkel in der Längsrichtung der Karkassencordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung definiert) mit einem Betrag im Bereich von 85 Grad bis 95 Grad auf.
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Die Gürtelschicht 14 wird durch Schichten eines Gürtels mit großem Winkel 141, eines Paares Kreuzgürtel 142, 143 und eines ergänzenden Gürtels 144 in der Reihenfolge von innen in der Reifenradialrichtung gebildet, und ist über den Außenumfang der Karkassenschicht 13 gewickelt angeordnet. Der Gürtel mit großem Winkel 141 wird durch Ausführen eines Walzverfahrens auf einer Vielzahl von Gürtelcordfäden aus Stahl gebildet, die mit Beschichtungsgummi beschichtet worden sind. Der Gürtel mit großem Winkel 141 weist einen Gürtelwinkel (als ein Neigungswinkel in der Längsrichtung der Gürtelcordfäden in Bezug auf die Reifenumfangsrichtung definiert) mit einem Betrag im Bereich von 45 Grad bis 70 Grad auf. Das Paar Kreuzgürtel 142, 143 wird durch Ausführen eines Walzverfahrens auf einer Vielzahl von Gürtelcordfäden aus Stahl gebildet, die mit Beschichtungsgummi beschichtet worden sind. Die Kreuzgürtel 141, 142 weisen jeweils einen Gürtelwinkel mit einem Betrag im Bereich von 10 Grad bis 55 Grad auf. Das Paar Kreuzgürtel 142, 143 weist jeweils Gürtelwinkel mit einander entgegengesetzten Zeichen auf und ist geschichtet, und die Gürtelcordfäden überschneiden sich miteinander in einer Längsrichtung davon (mit so genannter Kreuzlagenstruktur). Der ergänzende Gürtel 144 wird durch Ausführen eines Walzverfahrens auf einer Vielzahl von Gürtelcordfäden aus Stahl gebildet, die mit Beschichtungsgummi beschichtet worden sind. Der ergänzende Gürtel 144 weist einen Gürtelwinkel mit einem Betrag im Bereich von 10 Grad bis 55 Grad auf. Der Gürtelwinkel des ergänzenden Gürtels 144 ist auf dasselbe Zeichen wie jenes des Gürtelwinkels des Kreuzgürtels 143 auf einer Außendurchmesserseite eingestellt.
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Der Laufflächengummi 15 ist von der Karkassenschicht 13 und der Gürtelschicht 14 in Reifenradialrichtung außen angeordnet und bildet einen Laufflächenabschnitt. Jeder des Paares Seitenwandgummis 16, 16 ist von der Karkassenschicht 13 in der Reifenquerrichtung nach außen angeordnet und bildet einen der linken und rechten Seitenwandabschnitte. Jeder des Paares Radkranzpolstergummis 17, 17 ist vom entsprechenden einen der linken und rechten Reifenwulstkerne 11, 11 und einem zurückgebogenen Abschnitt der Karkassenschicht 13 in der Reifenradialrichtung nach innen angeordnet. Jeder vom Paar Radkranzpolstergummis 17, 17 bildet eine Kontaktfläche mit einem Felgenhorn des entsprechenden einen der linken und rechten Reifenwulstabschnitte.
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Wulstkern
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Wulstabschnitt des in 1 dargestellten Luftreifens 1 darstellt. 3 und 4 sind jeweils ein erläuterndes Diagramm, das einen Wulstkern 11 des in 2 dargestellten Wulstabschnitts darstellt. In diesen Zeichnungen stellt 2 eine Querschnittsansicht eines Wulstabschnittes in einem Reifen, der auf einer Felge montiert ist, in einer Reifenmeridianrichtung dar, 3 stellt eine vergrößerte Ansicht eines einzelnen Wulstkerns 11 in einem unvulkanisierten Zustand dar, und 4 stellt einen Anordnungszustand der Reifenwulstdrähte 111 im in 3 dargestellten Wulstkern 11 dar.
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In 2 weist der Wulstkern 11 eine ringförmige Struktur auf, die durch mehrmaliges Wickeln eines oder mehrerer Reifenwulstdrähte 111 aus Stahl gebildet ist, und er ist in jedem der linken und rechten Wulstabschnitte eingebettet, um einen Kern davon zu bilden. Die ringförmige Struktur des Wulstkerns 11 hat eine Achse, die mit einer Reifenrotationsache ausgerichtet ist. Der Wulstkern 11 ist umwickelt und wird im zurückgebogenen Abschnitt der Karkassenschicht 13 gehalten. Der Radkranzpolstergummi 17 ist so angeordnet, dass er eine Innenseite des aufgebogenen Abschnitts der Karkassenschicht 13 in der Reifenradialrichtung bedeckt, um einen Felgenpassabschnitt des Wulstabschnitts zu bilden. In der Struktur von 2 ist ein Endabschnitt der Karkassenschicht 13 in der Reifenquerrichtung nach außen zurückgebogen, wobei er den Wulstkern 11 und den Wulstfüller 12 umwickelt, und er erstreckt sich zu einer Position, die einen Felgenpassabschnitt des Wulstabschnitts überschreitet. Zusätzlich ist eine Verstärkungsschicht 18 aus Stahl oder einem organischen Fasermaterial zwischen der Karkassenschicht 13 und dem Radkranzpolstergummi 17 angeordnet, um die Gesamtheit des Wulstkerns 11 entlang einer Außenumfangsfläche des zurückgebogenen Abschnitts der Karkassenschicht 13 zu umgeben.
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Wie in 2 dargestellt, wird der Luftreifen 1 auf einer Felge 10 montiert, indem der Wulstabschnitt auf der Felge 10 angebracht wird. Genauer gesagt weist ein Wulstbasisabschnitt 101 der Felge 10 einen vorher festgelegten Neigungswinkel in Bezug auf eine Reifenrotationsachsenrichtung auf, und die Felgenpassfläche des Wulstabschnitts weist eine Form auf, die einer Außenumfangsfläche des Wulstbasisabschnitts 101 entspricht. Wenn der Reifen auf einer bestimmten Felge montiert und mit dem vorgegebenen Innendruck ohne angelegter Last aufgeblasen wird, kommt ein Bereich der Felgenpassfläche von einem Wulstzehen Bt zu einer Wulstferse Bh in engen Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Wulstbasisabschnitts 101, und ein Bereich vom Wulstzehen Bt in der Reifenquerrichtung nach außen ist auf einem Felgenhornabschnitt 102 angebracht, der auf einem Außenrandabschnitt des Wulstbasisabschnitts 101 gebildet ist. Dies bewirkt, dass der Wulstabschnitt auf der Felge 10 angebracht wird, um eine Luftdichtigkeit des Reifens in geeigneter Weise sicherzustellen.
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„Vorgegebene Felge“ bezieht sich auf eine „applicable rim“ (geeignete Felge) laut Definition der „Japan Automobile Tyre Manufacturers Association Inc.“ (JATMA, Verband der japanischen Reifenhersteller), eine „Design Rim“ (Entwurfsfelge) laut Definition der „Tire and Rim Association, Inc.“ (TRA, Reifen- und Felgenverband) oder eine „Measuring Rim“ (Messfelge) laut Definition der „European Tyre and Rim Technical Organisation“ (ETRTO, Europäische Reifen- und Felgen-Sachverständigenorganisation). Außerdem bezieht sich „vorgegebener Innendruck“ auf einen „maximum air pressure“ (maximalen Luftdruck) laut Definition der JATMA, den maximalen Wert in „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltluftdrücken) laut Definition der TRA und „INFLATION PRESSURES“ (Reifendrücke) laut Definition der ETRTO. Außerdem bezieht sich „vorgegebene Last“ auf eine „maximum load capacity“ (maximale Lastenkapazität) laut Definition der JATMA, den maximalen Wert in „TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES“ (Reifenlastgrenzen bei verschiedenen Kaltbefüllungsdrücken) laut Definition der TRA oder „LOAD CAPACITY“ (Lastenkapazität) laut Definition der ETRTO. Allerdings ist im Falle der JATMA für einen PKW-Reifen der vorgegebene Innendruck ein Luftdruck von 180 kPa, und die vorgegebene Last beträgt 88 % der maximalen Lastkapazität.
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3 stellt eine Querschnittsansicht des Wulstkerns 11 selbst in einem unvulkanisierten Zustand in der Radialrichtung dar. Der Wulstkern 11 wird durch mehrmaliges Wickeln des Reifenwulstdrahtes 111 in einer ringförmigen Form gebildet und weist eine vorher festgelegte Drahtanordnungsstruktur auf, die unten beschrieben wird. Genauer gesagt wird eine Kernformschablone (nicht dargestellt) verwendet, um einen oder mehrere Reifenwulstdrähte 111 um die Kernformschablone mit der vorher festgelegten Drahtanordnungsstruktur zu wickeln, um den Wulstkern 11 in einem unvulkanisierten Zustand zu bilden. Der Wulstkern 11 schließt auch eine Wulstabdeckung 112 aus Gummimaterial ein, um einen Außenumfang der gewickelten Reifenwulstdrähte 111 zu bedecken. Dann wird der geformte Wulstkern 11 vor einem Vulkanisierungsformschritt eines Rohreifens vorvulkanisiert. Außerdem kann der Wulstkern 11 in einem unvulkanisierten Zustand in einen Rohreifen integriert werden, indem eine Vorvulkanisierung des Wulstkerns 11 beseitigt wird, und dann kann ein Vulkanisierungsformschritt des Rohreifens ausgeführt werden.
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Wie in 4 dargestellt, schließen die Reifenwulstdrähte 111 jeweils einen Draht 1111 und einen Isolationsgummi 1112 ein, der den Draht 1111 bedeckt. Der Draht 1111 ist, wie oben beschrieben, aus Stahl hergestellt. Der Isolationsgummi 1112 besteht vorzugsweise aus einer Gummizusammensetzung mit einer Mooney-Viskosität von 70 M oder mehr. Zusätzlich schließt ein Schwerlastreifen für einen Lastwagen und einen Bus den Reifenwulstdraht 111 mit einem Außendurchmesser im Bereich von 1,70 mm bis 2,20 mm ein. Die Mooney-Viskosität wird gemäß JIS K6300-1: 2013 bestimmt.
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Drahtanordnungsstruktur des Wulstkerns
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Im Allgemeinen haben Schwerlastreifen, die jeweils auf einem Lastwagen oder einem Bus montiert sind, ein Problem, so dass eine Hubverformung von Wulstzehen während der Fahrt auf einem Fahrzeug unterdrückt werden muss. Die oben beschriebene Hubverformung ist nicht wünschenswert, da sie bewirkt, dass die Leichtigkeit beim erneuten Aufblasen des Reifens verschlechtert wird, und auch bewirkt, dass die Eignung eines Basisreifens bei einer Runderneuerung des Reifens beeinträchtigt wird. Um die oben beschriebene Hubverformung der Wulstzehe zu unterdrücken, ist es wirksam, eine Wicklungsanzahl von Reifenwulstdrähten, die einen Wulstkern bilden, zu erhöhen. Unglücklicherweise verursacht eine Erhöhung der Wicklungsanzahl von Reifenwulstdrähten insofern ein Problem, dass die Materialkosten der Wulstkerne und der Umfangselemente (z. B. ein Gummimaterial wie Wulstfüller) zunehmen.
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Daher verwendet der Luftreifen 1 die folgende Konfiguration, um eine Hubverformung einer Wulstzehe wirksam zu unterdrücken und eine Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sicherzustellen.
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Mit anderen Worten, wie in 3 dargestellt, hat der Wulstkern 11 eine sechseckige Drahtanordnungsstruktur, die durch Wickeln der Reifenwulstdrähte 111 in einem dicht gepackten Zustand in einer Querschnittsansicht in der Radialrichtung davon gebildet wird.
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Wie in 4 dargestellt, bezieht sich der dicht gepackte Zustand in einer Querschnittsansicht in der Radialrichtung des Wulstkerns 11 auf einen Zustand, in dem ein Drahtquerschnitt an sechs Drahtquerschnitte angrenzt, die um den einen Drahtquerschnitt herum in einem Intervall von ungefähr 60 Grad angeordnet sind. In der Drahtanordnungsstruktur in einer dicht gepackten Weise, wie oben beschrieben, erhöht sich die Dichte der Platzierung von Drahtquerschnitten des Wulstkerns 11 mehr als in einer Drahtanordnungsstruktur in einer Gitterform, in der Reihen von Drahtquerschnitten vertikal und horizontal zueinander senkrecht sind, so dass die Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 verbessert wird. In der oben beschriebenen dicht gepackten Weise muss jedes Paar Drahtquerschnitte, die aneinander angrenzen, nicht miteinander in Kontakt gebracht werden, und einige Paare können jeweils mit einem kleinen Spalt „g“, der unten beschrieben ist, angeordnet sein.
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Wie in 3 dargestellt, ist die Form der Drahtanordnungsstruktur als eine Grafik definiert, die durch Verbinden des Mittelpunkts jedes der Drahtquerschnitte, die eine äußere Umfangsfläche des Wulstkerns 11 bilden, erhalten wird. Ein Scheitel der Grafik ist auch durch den Mittelpunkt eines der Drahtquerschnitte definiert. Jede Seite der Grafik ist durch die Mittelpunkte von zwei oder mehreren der Drahtquerschnitte definiert. Die Mittelpunkte der Drahtquerschnitte, die eine Seite der Grafik darstellen, müssen jedoch nicht strikt auf einer geraden Linie vorhanden sein und können aufgrund eines Herstellungsfehlers oder dergleichen mit einer kleinen Positionsverschiebung angeordnet sein. In der Struktur von 3 ist die Drahtanordnungsstruktur in der Form eines Sechsecks mit sechs Scheiteln P1 bis P6.
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Das Sechseck der Drahtanordnungsstruktur ist ein vorstehendes Sechseck mit Scheiteln, die jeweils einen stumpfen Innenwinkel aufweisen. Das heißt, alle Innenwinkel des Sechsecks liegen im Bereich zwischen 90 Grad und 180 Grad. Die wie oben beschriebene Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vorstehenden Sechsecks weist eine hohe Formstabilität des Wulstkerns 11 im Vergleich zu einer Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vertieften Sechsecks (siehe unten beschriebene 10) mit einem nach innen vorstehenden Scheitel auf, so dass die Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sichergestellt wird. Die Drahtanordnungsstruktur in der Form eines Sechsecks mit stumpfen Innenwinkeln weist auch eine höhere Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 als eine Drahtanordnungsstruktur in der Form eines Vielecks mit einem spitzen Innenwinkel auf.
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Beispielsweise sind die Reifenwulstdrähte 111 bei der Struktur von 3 jeweils ein Stahldraht mit einem kreisförmigen Querschnitt mit konstantem Außendurchmesser, und die Drahtquerschnitte sind in der oben beschriebenen dicht gepackten Weise angeordnet. Daher sind alle Innenwinkel des Sechsecks ungefähr 120 Grad, und insbesondere im Bereich zwischen 105 Grad und 135 Grad.
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In 3 ist ein Scheitel P1 des Sechsecks auf der radial innersten Seite des Wulstkerns 11 als der erste Scheitel definiert. Das Sechseck hat eine Seite S12, die den ersten Scheitel P1 einschließt und sich in der Reifenquerrichtung nach außen erstreckt, und die als eine erste Seite definiert ist. Darüber hinaus ist eine Achse parallel zur ersten Seite S12 des Sechsecks als eine X-Achse definiert, und eine Achse senkrecht zur X-Achse ist als eine Y-Achse definiert. Die Felgenpassfläche des Wulstabschnitts ist geneigt (siehe 2), so dass sich die X-Achse in der Reifenradialrichtung nach außen zur Außenseite in der Reifenquerrichtung neigt.
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Zu diesem Zeitpunkt weisen eine Schichtanzahl M von Drahtquerschnitten in der Y-Achsenrichtung und ein maximaler Wert N_max einer Anordnungsanzahl N von Drahtquerschnitten vorzugsweise das folgende Verhältnis auf: 0,75 ≤ M/N_max ≤ 1,30, und sie weisen mehr bevorzugt das folgende Verhältnis auf: 0,95 ≤ M/N_max ≤ 1,20. Als Ergebnis wird ein Aspektverhältnis des Wulstkerns 11 optimiert. Mit anderen Worten verhindert die oben beschriebene untere Grenze von M/N_max, dass der Wulstkern 11 in der Breite übermäßig vergrößert wird, so dass Materialkosten des Wulstkerns 11 und der Umfangselemente (insbesondere des Wulstfüllers 12) reduziert werden. Außerdem verhindert die oben beschriebene obere Grenze von M/N_max, dass der Wulstkern 11 in der Y-Achsenrichtung in der Länge vertikal vergrößert wird, so dass die Torsionssteifigkeit des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sichergestellt wird. In einem Schwerlastreifen für einen Lastwagen und einen Bus liegt der maximale Wert N_max der Anordnungsanzahl N von Drahtquerschnitten in der X-Achsenrichtung im folgenden Bereich: 7 ≤ N_max ≤ 13.
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Wenn eine Reihe der Drahtquerschnitte, die in der X-Achsenrichtung entlang der ersten Seite S12 des Sechsecks angeordnet sind, als eine innerste Schicht angezeigt wird, ist die Schichtanzahl M der Drahtquerschnitte als die Anzahl der Schichten der Drahtquerschnitte definiert, die auf der innersten Schicht in einer dicht gepackten Weise in der Y-Achsenrichtung geschichtet sind.
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Die Anordnungsanzahl N der Drahtquerschnitte ist als die Anzahl der Drahtquerschnitte definiert, die jede der Schichten der Drahtquerschnitte bilden.
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Beispielsweise wird in der Struktur von 3 ein einzelner Reifenwulstdraht 111 spiralförmig in der X-Achsenrichtung gewickelt, um eine Schicht von Drahtquerschnitten zu bilden. Der einzelne Reifenwulstdraht 111 wird auch in der X-Achsenrichtung vor und zurück gewickelt, um eine Vielzahl von Schichten von Drahtquerschnitten zu bilden. Zuerst wird eine Schicht von Drahtquerschnitten auf der ersten Seite S12 des Sechsecks gebildet, um als innerste Schicht zu dienen, und eine Vielzahl von Schichten von Drahtquerschnitten sind in der Y-Achsenrichtung geschichtet, um den Wulstkern 11 bilden. Dies bewirkt, dass jedes von drei Paaren von entgegengesetzten Seiten S12 und S45; S23 und S56; und S34 und S61, des Sechsecks parallel zueinander ist. Zusätzlich ist ein Verhältnis M/N_max, d. h. ein Verhältnis der Schichtanzahl M von Drahtquerschnitten zum maximalen Wert N_max der Anordnungsanzahl N davon, wie folgt: M/N_max = 8/8 = 1,00. In der oben beschriebenen Struktur ist die Schicht des Drahtquerschnitts in einer Richtung senkrecht zum Wulstbasisabschnitt 101 der Felge 10 geschichtet, so dass der Wulstkern 11 eine erhöhte Festigkeit aufweist, um das Anbringen des Reifens auf der Felge zu verbessern.
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In 3 weisen ein Abstand A in der Reifenquerrichtung vom Scheitel P6 des Sechsecks auf der innersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt G des Sechsecks, und ein Abstand B in der Reifenquerrichtung vom Scheitel P3 des Sechsecks auf der äußersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt G des Sechsecks vorzugsweise das Verhältnis 1,05 ≤ B/A auf, und mehr bevorzugt das Verhältnis 1,06 ≤ B/A. Dies bewirkt, dass der Schwerpunkt G des Sechsecks, d. h. die Schwerpunkt-Position des Wulstkerns 11, optimiert wird. Mit anderen Worten wird der Schwerpunkt des Wulstkerns 11 aufgrund der unteren Grenze des Verhältnisses B/A hin zur Wulstzehe verschoben (siehe 2). Als Ergebnis wird beim Aufblasen des Reifens, wenn die Spannung von der Karkassenschicht 13 auf den Wulstkern 11 wirkt, die Spannung durch den Wulstkern 11 in geeigneter Weise gehalten. Dies unterdrückt eine Hubverformung der Wulstzehe Bt. Beispielsweise ist in der Struktur von 3 das Verhältnis B/A der Abstände A und B in der oben beschriebenen Reifenquerrichtung wie folgt: B/A = 1,07. Während die obere Grenze von B/A nicht besonders beschränkt ist, unterliegt sie Einschränkungen durch Bedingungen des Innenwinkels des Sechsecks und des Verhältnisses M/N_max, wie oben beschrieben.
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Der Schwerpunkt G des Sechsecks wird durch ein arithmetisches Mittel von Koordinaten der jeweiligen Scheitel P1 bis P6 des Sechsecks berechnet.
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Die Abstände A und B werden jeweils gemessen, wenn ein hergestellter Reifen auf einer spezifischen Felge montiert ist, und auf 5 % des vorgegebenen Innendrucks in einem unbeladenen Zustand aufgeblasen wird. Die Reifenform bei 5 % des vorgegebenen Innendrucks ist einer Reifenform in einer Reifenvulkanisierungsform am ähnlichsten, d. h. eine natürliche Reifenform vor dem Aufblasen.
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Wie in 4 dargestellt, ist der Reifenwulstdraht 111 spiralförmig mit einem vorher festgelegten Teilungsabstand in der X-Achsenrichtung gewickelt, so dass ein kleiner Spalt g aufgrund eines Herstellungsfehlers zwischen angrenzenden Drahtquerschnitten in der X-Achsenrichtung gebildet werden kann. Ein kleinerer Spalt g ist bevorzugt, da die Festigkeit des Wulstkerns 11 zunimmt. Insbesondere liegt der Spalt g vorzugsweise im folgenden Bereich: g ≤ 0,08 mm. Der Spalt g und ein Zwischencordfadenabstand D1 zwischen Drahtquerschnitten, die aneinander in der X-Achsenrichtung angrenzen, weisen vorzugsweise das Verhältnis 0,020 ≤ g/D1 ≤ 0,045 auf.
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Inzwischen wird der Reifenwulstdraht 111 mit Spannung gewickelt, so dass die Drahtquerschnitte in der Y-Achsenrichtung gepresst werden, um den Isolationsgummi 1112 in Drahtquerschnitten, die aneinander in der Y-Achsenrichtung angrenzen, zu drücken. Somit weisen der Zwischencordfadenabstand D1 zwischen den Drahtquerschnitten, die aneinander in der X-Achsenrichtung angrenzen, und ein Zwischencordfadenabstand D2 zwischen den Drahtquerschnitten, die aneinander in der Y-Achsenrichtung angrenzen, das Verhältnis D2 < D1 auf. Im Wulstkern 11 wird ein Drahtquerschnitt durch zwei Drahtquerschnitte in der Y-Achsenrichtung unterstützt. Als ein Ergebnis kann die Festigkeit des Wulstkerns 11 in der Y-Achsenrichtung, d. h. in der radialen Festigkeit, verbessert werden.
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Wie in 3 dargestellt, ist die Schicht der Drahtquerschnitte, die in der X-Achsenrichtung entlang der ersten Seite S12 des Sechsecks angeordnet sind, d. h. die innerste Schicht in der Y-Achsenrichtung, von der Reifenquerrichtung um einen vorher festgelegten Neigungswinkel θ geneigt. Dies bewirkt, dass der Innendurchmesser des Wulstkerns 11 in der Reifenquerrichtung nach außen vom ersten Scheitel P1 des Sechsecks zunimmt. Der Neigungswinkel θ ist derart eingestellt, dass der Wulstkern 11 parallel zur Außenumfangsfläche des Wulstbasisabschnitts 101 (siehe 2) der Felge 10 ist, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist. In einem typischen Schwerlastreifen wird der Neigungswinkel θ auf 15 Grad eingestellt. Wenn der Reifen auf der Felge montiert ist, ist die innerste Schicht folglich in der Y-Achsenrichtung des Wulstkerns 11 dem Wulstbasisabschnitt 101 zugewandt, um das Anbringen des Wulstabschnitts auf der Felge effizient zu verbessern.
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Die in 3 dargestellte Struktur ist derart gebildet, dass eine Seite S23 des Sechsecks parallel zur Außenumfangsfläche des Felgenhornabschnitts 102 (siehe 2) der Felge 10 ist, wenn der Reifen auf der Felge montiert ist. Wenn der Reifen auf der Felge montiert ist, ist eine Endfläche des Wulstkerns 11 folglich in der Reifenquerrichtung dem Felgenhornabschnitt 102 zugewandt, um das Anbringen des Wulstabschnitts auf der Felge effizient zu verbessern.
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In 3 wird bevorzugt, dass die Anordnungsanzahlen N12 und N45; N23 und N56; und N34 und N61 der Drahtquerschnitte in den entsprechenden drei Paaren der gegenüberliegenden Seiten S12 und S45; S23 und S56; und S34 und S61 des Sechsecks die Bedingung wie folgt erfüllen: 2 ≤ N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 ≤ 3. Mit anderen Worten erfüllt die Drahtanordnungsstruktur in einer Struktur, bei der Drahtquerschnitte, die jeweils den gleichen Durchmesser aufweisen, in der Form eines vorstehenden Sechsecks in einer dicht gepackten Weise (siehe 4) angeordnet sind, vorzugsweise eine der folgenden Bedingungen: (1) N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 2; und (2) N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 3.
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Die Anordnungsanzahlen N12 bis N61 der Drahtquerschnitte sind als die Anzahl der Drahtquerschnitte einschließlich entsprechender Scheitel P1 bis P6 des Sechsecks definiert. Zum Beispiel erfüllt die Struktur von 3 die Bedingung wie folgt: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 2, wobei N12 = 6, N23 = 3, N34 = 6, N45 = 4, N56 = 5, und N61 = 4.
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In der oben beschriebenen Struktur ist die Anordnungsanzahl N12 der Drahtquerschnitte in der innersten Schicht in der Y-Achsenrichtung (die erste Seite S12 des Sechsecks) größer als die Anordnungsanzahl N45 von Drahtquerschnitten in der äußersten Schicht (der Seite S45 des Sechsecks). Als Ergebnis hat der Wulstkern 11 eine Form mit einer aufgeweiteten Innenumfangsfläche. Zusätzlich sind die Anordnungsanzahlen N23 und N61 der Drahtquerschnitte auf den entsprechenden zwei Seiten S23 und S61, die an die innerste Schicht in der Y-Achsenrichtung angrenzen, jeweils kleiner als die Anordnungsanzahlen N56 und N34 von Drahtquerschnitten der entsprechenden gegenüberliegenden Seiten S56 und S34. Als Ergebnis hat der Wulstkern 11 eine Form mit aufgeweiteten Seiten (die Seiten S34 und S56 des Sechsecks) auf seiner Außenumfangsflächenseite. Dies erhöht die Festigkeitseffizienz des Wulstkerns 11.
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Die folgende Bedingung: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 2 ist erfüllt, so dass der Schwerpunkt G des Wulstkerns 11 in Richtung der Wulstzehe Bt in geeigneter Weise verschoben wird, um eine Unterdrückungswirkung einer Hubverformung der Wulstzehe Bt sicherzustellen. Ferner ist die folgende Bedingung: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 3 erfüllt, so dass eine Erhöhung bei Materialkosten der Umfangselemente des Wulstkerns 11 unterdrückt wird.
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Die Anordnungsanzahl N12 der Drahtquerschnitte auf der ersten Seite S12 des Sechsecks liegt vorzugsweise im folgenden Bereich: 5 ≤ N12 ≤ 8, und mehr bevorzugt im folgenden Bereich: 6 ≤ N12 ≤ 7. Als Ergebnis wird eine Länge der Seite S12, die dem Wulstbasisabschnitt 101 (siehe 2) gegenüberliegt, in geeigneter Weise sichergestellt, um die Wirkung des Verstärkungsfittings auf der Felge unter Verwendung des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sicherzustellen.
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Die Anordnungsanzahl N23 der Drahtquerschnitte auf der Seite S23 in der Reifenquerrichtung, die an die erste Seite S12 des Sechsecks angrenzt, liegt vorzugsweise im folgenden Bereich: 2 ≤ N23 ≤ 5, und mehr bevorzugt im folgenden Bereich: 3 ≤ N23 ≤ 4. Die dem Felgenhornabschnitt 102 der Felge 10 gegenüberliegende Seite S23 (siehe 2) nimmt eine große Reaktionskraft auf, die vom Felgenhornabschnitt 102 wirkt, so dass der Wulstkern 11 dazu neigt, leicht auf der Felge zu kollabieren. Somit wird, wenn die Anordnungsanzahl N23 der Drahtquerschnitte an dieser Position in geeigneter Weise sichergestellt ist, der Wulstkern 11 effektiv daran gehindert, auf der Felge zu kollabieren.
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Die Anordnungsanzahl N23 der Drahtquerschnitte auf der Seite S23 in der Reifenquerrichtung nach außen, die an die erste Seite S12 des Sechsecks angrenzt, und die Anordnungsanzahl N61 der Drahtquerschnitte auf der Seite in der Reifenquerrichtung nach innen, die daran angrenzt, weisen vorzugsweise das Verhältnis 1 ≤ N61 - N23 auf, und weisen mehr bevorzugt das Verhältnis 2 ≤ N61 - N23 auf. Somit ist in einem Bereich radial nach innen vom Wulstkern 11 in der Y-Achsenrichtung, die Seite S23, die dem Felgenhornabschnitt 102 (siehe 2) der Felge 10 gegenüberliegt, kürzer als die Seite S61 auf einer Wulstzehe Bt-Seite. Dies ermöglicht, dass eine Position des Schwerpunkts G des Sechsecks effizient zur Wulstzehe Bt hin verschoben wird. Während die obere Grenze eines Unterschieds zwischen N61 und N23 nicht besonders beschränkt ist, unterliegt sie Einschränkungen durch Bedingungen des Innenwinkels des Sechsecks und des Verhältnisses M/N_max, wie oben beschrieben.
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Wie oben beschrieben, erfüllen die Anordnungsanzahlen der Drahtquerschnitte auf den jeweiligen gegenüberliegenden Seiten des Sechsecks das Verhältnis N34 - N61 = N56 - N23. Wenn die Anordnungsanzahlen N23 und N61 der Drahtquerschnitte auf den entsprechenden Seiten S23 und S61 im Bereich radial nach innen vom Wulstkern 11 in der Y-Achsenrichtung somit die oben beschriebene Bedingung wie folgt erfüllen: 1 ≤ N61 - N23, so weisen die Anordnungsanzahl N34 der Drahtquerschnitte auf der Seite S34 in der Reifenquerrichtung nach außen, die an die äußerste Seite S45 in der Y-Achsenrichtung des Sechsecks angrenzt, und die Anordnungsanzahl N56 der Drahtquerschnitte auf der Seite S56 in der Reifenquerrichtung nach innen das Verhältnis 1 ≤ N34 - N56 auf.
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Die Anordnungsanzahl N12 der Drahtquerschnitte auf der ersten Seite S12 des Sechsecks und der maximale Wert N_max der Anordnungsanzahl N der Drahtquerschnitte in der X-Achsenrichtung weisen als eine Voraussetzung ferner das Verhältnis 1 ≤ N_max - N12 auf, und vorzugsweise weisen sie das Verhältnis 2 ≤ N_max - N12 auf. Dies ermöglicht, dass eine Position des Schwerpunkts G des Sechsecks effizient zur Wulstzehe Bt hin verschoben wird.
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Ein Unterschied bei Anordnungsanzahlen N der Drahtquerschnitte in allen Schichten, die aneinander in der Y-Achsenrichtung angrenzen, ist ferner -1, 0 oder 1. Mit anderen Worten ist die Drahtanordnungsstruktur des Wulstkerns 11 derart gebildet, dass eine Zunahme oder Abnahme der Anzahl von Windungen des Reifenwulstdrahtes 111 höchstens ein Mal in der Y-Achsenrichtung ist. Dies verbessert die Formstabilität der Drahtanordnungsstruktur, so dass die Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 auf einer Felge verbessert wird.
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Wie in 3 dargestellt, ist der sechseckige Schwerpunkt G vorzugsweise radial nach innen in der Y-Achsenrichtung einer zentralen Position Yc des Wulstkerns 11 in der Y-Achsenrichtung positioniert. Dies verbessert die Formstabilität der Drahtanordnungsstruktur, so dass die Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 auf einer Felge verbessert wird.
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Die der Drahtanordnungsstruktur des Wulstkerns 11 auferlegten Bedingungen, wie oben beschrieben, können in einem Bereich von 50 % oder mehr des Wulstkerns 11 in der Reifenumfangsrichtung ausreichend erfüllt sein, und insbesondere in einem Großteil eines Bereichs mit Ausnahme eines ausgehenden Wicklungsendes und eines endenden Wicklungsendes des Reifenwulstdrahtes 11.
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Modifizierte Beispiele
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5 bis 8 sind jeweils ein erläuterndes Diagramm eines modifizierten Beispiels der Drahtanordnungsstruktur des in 3 dargestellten Wulstkerns 11. Diese Zeichnungen stellen jeweils eine vergrößerte Ansicht eines einzelnen Wulstkerns 11 in einem unvulkanisierten Zustand dar.
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Die Drahtanordnung des Wulstkerns 11 ist nicht auf die in 3 dargestellte Struktur beschränkt und kann entsprechend im Bereich geändert werden, der die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt.
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Beispielsweise ist im Beispiel von 5 eine Drahtanordnungsstruktur eines Wulstkerns 11 ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel, wobei ein Verhältnis M/N_max, d.h. ein Verhältnis einer Schichtanzahl M von Drahtquerschnitten in der Y-Achsenrichtung zu einem maximalen Wert N_max einer Anordnungsanzahl N der Drahtquerschnitte in der X-Achsenrichtung, wie folgt ist: M/N_max = 1. 14, und ein Verhältnis B/A eines Abstands A in einer Reifenquerrichtung von einem Scheitel P6 des Sechsecks auf der innersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt G des Sechsecks, und eines Abstands B in der Reifenquerrichtung von einem Scheitel P3 des Sechsecks auf der äußersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt G des Sechsecks, wie folgt ist: B/A = 1,09. Zusätzlich erfüllen Anordnungsanzahlen N12 bis N61 der Drahtquerschnitte auf den entsprechenden Seiten S12 zu S61 des Sechsecks Folgendes: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 2, wobei N12 = 6, N23 = 2, N34 = 7, N45 = 4, N56 = 4, und N61 = 5.
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Im Beispiel von 6 ist eine Drahtanordnungsstruktur eines Wulstkerns 11 ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel, wobei ein Verhältnis M/N_max wie folgt ist: M/N_max = 1,29, wobei ein Verhältnis B/A wie folgt ist: B/A = 1, 08, und Anordnungsanzahlen N12 bis N61 der Drahtquerschnitte Folgendes erfüllen: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 2, wobei N12 = 5, N23 = 3, N34 = 7, N45 = 3, N56 = 5, und N61 = 5.
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Im Beispiel von 7 ist eine Drahtanordnungsstruktur eines Wulstkerns 11 ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel, wobei ein Verhältnis M/N_max wie folgt ist: M/N_max = 1,13, wobei ein Verhältnis B/A wie folgt ist: B/A = 1, 12, und Anordnungsanzahlen N12 bis N61 der Drahtquerschnitte Folgendes erfüllen: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 3, wobei N12 = 6, N23 = 3, N34 = 7, N45 = 3, N56 = 6, und N61 = 4.
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Im Beispiel von 8 ist eine Drahtanordnungsstruktur eines Wulstkerns 11 ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel, wobei ein Verhältnis M/N_max wie folgt ist: M/N_max = 1,00, wobei ein Verhältnis B/A wie folgt ist: B/A = 1, 13, und Anordnungsanzahlen N12 bis N61 der Drahtquerschnitte Folgendes erfüllen: N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 = 3, wobei N12 = 6, N23 = 2, N34 = 6, N45 = 3, N56 = 5, und N61 = 3. Im Beispiel von 8 hat ein Reifenwulstdraht 111 eine kleine Gesamtanzahl von Windungen und eine Unterdrückungswirkung einer Hubverformung einer Wulstzehe Bt ist geringer als jene des Beispiels von 3. Aber das Beispiel von 8 weist eine höhere Festigkeitseffizienz, wie unten beschrieben, als eine Drahtanordnungsstruktur mit einer Gesamtanzahl von Windungen des Reifenwulstdrahtes 111 in der gleichen Ebene auf, derart, dass eine Hubverformung der Wulstzehe Bt wirksam unterdrückt werden kann.
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Wirkungen
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Wie oben beschrieben, schließt der Luftreifen 1 das Paar Wulstkerne 11 ein, die jeweils durch mehrmaliges Wickeln des Reifenwulstdrahtes 111 in einer ringförmigen Form gebildet sind (siehe 3). Der Wulstkern 11 weist in einer Querschnittsansicht des Wulstkerns 11 in seiner Radialrichtung eine Drahtanordnungsstruktur die Form eines Sechsecks auf, das durch Wickeln eines oder mehrerer Reifenwulstdrähte 111 in einer dicht gepackten Weise gebildet ist (siehe 4). Das Sechseck ist ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel an jedem Scheitel. Ferner weisen die Schichtanzahl M der Drahtquerschnitte in der Y-Achsenrichtung und der maximale Wert N_max der Anordnungsanzahl N der Drahtquerschnitte in der X-Achsenrichtung das Verhältnis 0,75 ≤ M/N_max ≤ 1,30 auf. Ferner weisen der Abstand A in der Reifenquerrichtung vom Scheitel P6 des Sechsecks auf der innersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt G des Sechsecks, und der Abstand B in der Reifenquerrichtung vom Scheitel P3 des Sechsecks auf der äußersten Seite in der Reifenquerrichtung zum Schwerpunkt G des Sechsecks das Verhältnis 1,05 ≤ B/A auf.
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In der oben beschriebenen Struktur, hat (1) der Wulstkern 11 die Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vorstehenden Sechsecks, das durch Wickeln des Reifenwulstdrahtes 111 in einer dicht gepackten Weise (siehe 4) mit einem stumpfen Innenwinkel gebildet ist, so dass ein Vorteil darin besteht, dass die Formstabilität des Wulstkerns 11 hoch ist und die Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 im Vergleich zu einer Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vertieften Sechsecks (siehe unten beschriebene 10), beispielsweise mit einem nach innen vorstehenden Scheitel, in geeigneter Weise sichergestellt wird. Darüber hinaus (2) besteht ein Vorteil darin, dass das Aspektverhältnis M/N_max des Wulstkerns 11 optimiert wird, die Materialkosten des Wulstkerns 11 und der Umfangselemente (insbesondere des Wulstfüllers 12) reduziert werden und die Torsionssteifigkeit des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sichergestellt wird. Weiters (3) besteht ein Vorteil darin, dass eine Verschiebung der Schwerpunktlage des Wulstkerns 11 aufgrund des Verhältnisses B/A optimiert wird, um eine Hubverformung der Wulstzehe Bt in geeigneter Weise zu unterdrücken.
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Der Luftreifen 1 schließt das Paar Wulstkerne 11 ein, die jeweils durch mehrmaliges Wickeln des Reifenwulstdrahtes 111 in einer ringförmigen Form gebildet sind (siehe 3). Der Wulstkern 11 weist in einer Querschnittsansicht des Wulstkerns 11 in seiner Radialrichtung eine Drahtanordnungsstruktur die Form eines Sechsecks auf, das durch Wickeln eines oder mehrerer Reifenwulstdrähte 111 in einer dicht gepackten Weise gebildet ist. Das Sechseck ist ein vorstehendes Sechseck mit einem stumpfen Innenwinkel an jedem Scheitel. Außerdem erfüllen die Anordnungsanzahlen N12 und N45; N23 und N56; und N34 und N61 der Drahtquerschnitte in den entsprechenden drei Paaren der gegenüberliegenden Seiten S12 und S45; S23 und S56; und S34 und S61 des Sechsecks die Bedingung wie folgt: 2 ≤ N12 - N45 = N34 - N61 = N56 - N23 ≤ 3.
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In der oben beschriebenen Struktur, hat (1) der Wulstkern 11 die Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vorstehenden Sechsecks, das durch Wickeln des Reifenwulstdrahtes 111 in einer dicht gepackten Weise (siehe 4) mit einem stumpfen Innenwinkel gebildet ist, so dass ein Vorteil darin besteht, dass die Formstabilität des Wulstkerns 11 hoch ist und die Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 verglichen mit einer Drahtanordnungsstruktur in der Form eines vertieften Sechsecks (siehe unten beschriebene 10), beispielsweise mit einem nach innen vorstehenden Scheitel, in geeigneter Weise sichergestellt wird. Wenn außerdem (2) die drei Paare der gegenüberliegenden Seiten S12 und S45; S23 und S56; und S34 und S61 des Sechsecks die Bedingung, wie oben beschrieben, erfüllen, besteht ein Vorteil darin, dass die sechseckige Form der Drahtanordnungsstruktur optimiert wird, um die Festigkeitseffizienz des Wulstkerns 11 zu erhöhen, und der Schwerpunkt G des Wulstkerns 11 wird in geeigneter Weise hin zur Wulstzehe Bt verschoben, um die Unterdrückungswirkung der Hubverformung der Wulstzehe Bt sicherzustellen.
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Der Luftreifen 1 ist derart konfiguriert, dass die Schichtanzahl M der Drahtquerschnitte in der Y-Achsenrichtung und der maximale Wert N_max der Anordnungsanzahl N der Drahtquerschnitte in der X-Achsenrichtung das Verhältnis 0,75 ≤ M/N_max ≤ 1,30 aufweisen (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass das Aspektverhältnis M/N_max des Wulstkerns 11 optimiert wird, die Materialkosten des Wulstkerns 11 und der Umfangselemente (insbesondere des Wulstfüllers 12) reduziert werden und die Torsionssteifigkeit des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sichergestellt wird.
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Im Luftreifen 1 liegen alle Innenwinkel des Sechsecks innerhalb des Bereichs von 105 Grad bis 135 Grad (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass die Drahtquerschnitte des Wulstkerns 11 in einer dicht gepackten Weise in geeigneter Weise angeordnet sind, um die Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sicherzustellen.
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Der Luftreifen 1 ist derart konfiguriert, dass der Reifenwulstdraht 11 spiralförmig in der X-Achsenrichtung gewickelt ist, um eine Schicht von Drahtquerschnitten zu bilden, und eine Vielzahl der Schichten von Drahtquerschnitten ist in der Y-Achsenrichtung auf der ersten Seite S12 des Sechsecks, die als eine innerste Schicht dient, geschichtet, um den Wulstkern 11 zu bilden (siehe 3). In der oben beschriebenen Struktur sind die Schichten des Drahtquerschnitts in einer Richtung senkrecht zum Wulstbasisabschnitt 101 der Felge 10 geschichtet, so dass ein Vorteil darin besteht, dass die Festigkeit des Wulstkerns 11 erhöht wird, um das Anbringen des Reifens auf der Felge zu verbessern.
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Der Luftreifen 1 schließt auch den Wulstkern 11 ein, der die Drahtanordnungsstruktur in Form eines Sechsecks aufweist, das durch Wickeln eines Reifenwulstdrahtes 11 in einer dicht gepackten Weise gebildet ist (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass die Platzierungsdichte der Drahtquerschnitte des Wulstkerns 11 erhöht wird, um die Kern-Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 zu verbessern.
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Der Luftreifen 1 ist auch derart konfiguriert, dass die Anordnungsanzahl N12 der Drahtquerschnitte auf der ersten Seite S12 des Sechsecks im folgenden Bereich liegt: 5 ≤ N12 (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass die Länge der Seite S12, die dem Wulstbasisabschnitt 101 (siehe 2) gegenüberliegt, in geeigneter Weise sichergestellt wird und die Wirkung des Verstärkungsfittings auf der Felge unter Verwendung des Wulstkerns 11 in geeigneter Weise sichergestellt wird.
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Der Luftreifen 1 ist auch konfiguriert, dass die Anordnungsanzahl N23 der Drahtquerschnitte auf der Seite S23 in der Reifenquerrichtung, die an die erste Seite S12 des Sechsecks angrenzt, im folgenden Bereich liegt: 2 ≤ N23 (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass effektiv verhindert wird, dass der Wulstkern 11 auf der Felge kollabiert.
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Der Luftreifen 1 ist auch derart konfiguriert, dass die Anordnungsanzahl N23 der Drahtquerschnitte auf der Seite S23 in der Reifenquerrichtung nach außen, angrenzend an die erste Seite S12 des Sechsecks, und die Anordnungsanzahl N61 der Drahtquerschnitte auf der Seite S61 in der Reifenquerrichtung nach innen, daran angrenzend, das Verhältnis 1 ≤ N61 - N23 aufweisen (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass eine Position des Schwerpunkts G des Sechsecks effizient zur Wulstzehe Bt hin verschoben werden kann.
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Der Luftreifen 1 ist auch derart konfiguriert, dass die Anordnungsanzahl N12 der Drahtquerschnitte auf der ersten Seite S12 des Sechsecks und der maximale Wert N_max der Anordnungsanzahl N der Drahtquerschnitte in der X-Achsenrichtung das Verhältnis 1 ≤ N_max - N12 aufweisen (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass eine Position des Schwerpunkts G des Sechsecks effizient zur Wulstzehe Bt hin verschoben werden kann.
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Der Luftreifen 1 ist auch derart konfiguriert, dass der Unterschied bei Anordnungsanzahlen N der Drahtquerschnitte in allen Schichten, die aneinander in der Y-Achsenrichtung angrenzen, -1, 0 oder 1 ist (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass die Formstabilität der Drahtanordnungsstruktur verbessert wird und die Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 auf einer Felge verbessert wird.
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Der Luftreifen 1 ist auch derart konfiguriert, dass der Schwerpunkt G des Sechsecks nach innen in der Y-Achsenrichtung der Schicht des Reifenwulstdrahtes 111, der in der Mitte in der Y-Achsenrichtung des Wulstkerns 11 positioniert ist, positioniert ist (siehe 3). Daher besteht ein Vorteil darin, dass die Formstabilität der Drahtanordnungsstruktur verbessert wird und die Kollapsbeständigkeit des Wulstkerns 11 auf einer Felge verbessert wird.
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Der Luftreifen 1 schließt auch die Karkassenschicht 13 ein, die sich zwischen dem Paar Wulstkerne 11, 11 erstreckt (siehe 2). Ferner sind beide Endabschnitte der Karkassenschicht 13 in der Reifenquerrichtung nach außen zurückgebogen, so dass sie um die entsprechenden Wulstkerne 11 gewickelt sind und fixiert sind (siehe 2). In der oben beschriebenen Karkassenstruktur ist es weniger wahrscheinlich, dass eine Hubverformung der Wulstzehe Bt aufgrund einer Spannung von der Karkassenschicht 13 auftritt. Somit besteht, wenn ein Reifen mit der wie oben beschriebenen Karkassenstruktur verwendet wird, ein Vorteil darin, dass die Unterdrückungswirkung einer Hubverformung des Wulstkerns Bt aufgrund der Drahtanordnungsstruktur des Wulstkerns 11, wie oben beschrieben, effizient erzielt werden kann.
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Beispiele
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9 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse von Leistungstests von Luftreifen gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. 10 bis 23 stellen jeweils die Beispiele 1 und 2 des Stands der Technik und die Vergleichsbeispiele 1 bis 12 dar, die in 9 dargestellt werden.
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Bei den Leistungstests wurde eine Vielzahl von Arten von Testreifen auf Folgende Merkmale bewertet: (1) Zehen-Verformungsbeständigkeit; (2) Festigkeitseffizienz; und (3) niedrige Kosten. Dann wurden Luftreifen mit jeweils einer Reifengröße von 275/70R22,5 auf Standardfelgen, die von JATMA vorgegeben wurden, montiert, und 75 % des von JATMA vorgegebenen Innendrucks und 140 % der von JATMA vorgegebenen Last wurden an jeden der Luftreifen angelegt. Die Testreifen wurden jeweils auf dem Testfahrzeug einer Spur für alle Räder von 6 x 2 montiert.
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(1) Die Zehen-Verformungsbeständigkeit wurde bewertet, indem ein Niedrigdruckbeständigkeitstest unter Verwendung einer Innentrommelprüfmaschine durchgeführt wurde. Dann wurde ein Ausmaß einer Hubverformung in einem Wulstzehenabschnitt von jedem Testreifen nach einer Fahrt über eine Strecke von 40.000 km gemessen, und die Messergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt und bewertet, wobei das Beispiel des Stands der Technik 1 als die Referenz (100) zugeordnet wurde. Bei dieser Bewertung sind höhere Werte zu bevorzugen.
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(2) Die Festigkeitseffizienz wurde bewertet, indem ein Verhältnis eines Kehrwerts des Ausmaßes einer Hubverformung im Wulstzehenabschnitt, welches in (1) oben gemessen wurde, zur Gesamtanzahl von Umwicklungen eines Reifenwulstdrahtes in einem Wulstkern berechnet wurde, und die Berechnungswerte werden als Indexwerte ausgedrückt und bewertet, wobei das Beispiel des Stands der Technik 1 als die Referenz (100) zugeordnet wurde. Bei dieser Bewertung sind höhere Werte zu bevorzugen.
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(3) Die niedrigen Kosten wurden bewertet, indem die Materialkosten des Wulstkerns 11 und der Umfangselemente (insbesondere des Wulstfüllers 12) berechnet wurden, und die Berechnungsergebnisse werden als Indexwerte ausgedrückt und bewertet, wobei das Beispiel des Stands der Technik 1 als die Referenz (100) zugeordnet wurde. Bei dieser Bewertung sind höhere Werte zu bevorzugen.
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Die Testreifen von Beispiel 1 haben jeweils die Struktur von jeder von den 1 bis 4. Die Testreifen von Beispielen 2 bis 5 sind jeweils ein modifiziertes Beispiel von Beispiel 1 und schließen jeweils die Drahtanordnungsstrukturen von den 5 bis 8 ein. In jedem der Beispiele 1 bis 5 ist der Draht 1111 des Reifenwulstdrahtes 111 ein Stahlcordfaden mit einem Außendurchmesser von 1,55 mm und er ist mit dem Isolationsgummi 1112 bedeckt.
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Die Testreifen von Beispielen 1 und 2 des Stands der Technik und von Vergleichsbeispielen 1 bis 12 schließen jeweils die Drahtanordnungsstruktur von den 10 bis 23 ein.
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Wie den Testergebnissen zu entnehmen ist, erzielten die Testreifen von Beispielen 1 bis 5 jeweils (1) die Zehen-Verformungsbeständigkeit, (2) die Festigkeitseffizienz und (3) die geringen Kosten auf kompatible Weise.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftreifen
- 11
- Wulstkern
- 111
- Reifenwulstdraht
- 1111
- Draht
- 1112
- Isolationsgummi
- 12
- Wulstfüller
- 121
- Unterer Füller
- 122
- Oberer Füller
- 13
- Karkassenschicht
- 14
- Gürtelschicht
- 141
- Gürtel mit großem Winkel
- 142, 143:
- Unterer Gürtel
- 144
- Ergänzender Gürtel
- 15
- Laufflächengummi
- 16
- Seitenwandgummi
- 17
- Radkranzpolstergummi
- 18
- Verstärkungsschicht
- 10
- Felge
- 101
- Wulstbasisabschnitt
- 102
- Felgenhornabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5071137 B [0003]
- JP 2037003 A [0003]
- JP 2286408 A [0003]