Шина с тороидальным элементом
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина включает в себя протектор, образованный в блоке протектора шины и областях боковин, проходящих от блока протектора к бортовым зонам. Шина дополнительно включает в себя тороидальный элемент, проходящий через блок протектора шины и дополнительно проходящий вдоль по меньшей мере участка каждой области боковины шины. Тороидальный элемент имеет центральную область, размещенную между внутренней и внешней областями. Центральная область является более упругой, чем внутренняя и внешняя области. Технический результат – повышение прочности шины. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание относится к шине с тороидальным элементом. Более конкретно, настоящее описание относится к шине с тороидальным элементом, проходящим через блок протектора шины и вдоль по меньшей мере участка каждой области боковины шины.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Разработаны различные конструкции шины, позволяющие шине двигаться в ненакачанном или недостаточно накачанном состоянии. Непневматические шины не требуют накачивания, тогда как «самонесущие шины» могут продолжать работу после получения прокола и полной или частичной потери сжатого воздуха в течение продолжительных периодов времени и при относительно высоких скоростях. Один такой тип самонесущей шины содержит тонкий кольцевой брекерный элемент, который действует в качестве элемента, работающего на растяжение, когда шина находится под давлением, и элемента конструкции, работающего на сжатие, когда шина находится не под давлением или под частичным давлением.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления шина включает в себя блок протектора, пару областей боковины и пару бортов, включая первый борт и второй борт. Шина дополнительно включает в себя слой каркаса, имеющий основной участок, который проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта до второго борта, причем первый загнутый вверх участок вокруг первого борта, а второй загнутый вверх участок вокруг второго борта. Первый загнутый вверх участок имеет первый конец в блоке протектора шины. Второй загнутый вверх участок имеет второй конец в блоке протектора шины. Первый загнутый вверх участок перекрывает второй загнутый вверх участок. Шина также включает в себя тороидальный элемент, размещенный между основным участком слоя каркаса и первым и вторым загнутыми вверх участками слоя каркаса. Тороидальный элемент включает в себя внутреннюю и внешнюю области, образованные слоем каркаса, а центральная область образована внутренним резиновым компонентом, размещенным между основным участком слоя каркаса и загнутыми вверх участками слоя каркаса. По меньшей мере участок центральной области является более упругим, чем внутренняя и внешняя области. Тороидальный элемент проходит через блок протектора шины. Тороидальный элемент проходит вдоль по меньшей мере участка по меньшей мере одной области боковины шины.
В другом варианте осуществления шина включает в себя протектор, образованный в блоке протектора шины и областях боковин, проходящих от блока протектора к бортовым зонам. Шина дополнительно включает в себя тороидальный элемент, проходящий через блок протектора шины и дополнительно проходящий вдоль по меньшей мере участка каждой области боковины шины. Тороидальный элемент имеет центральную область, размещенную между внутренней и внешней областями. Центральная область является более упругой, чем внутренняя и внешняя области.
В еще одном варианте осуществления непневматическая шина включает в себя пару бортовых областей, протектор, образованный в блоке протектора шины, и области боковин, проходящие от блока протектора к бортовым областям. Шина также включает в себя тороидальный элемент, проходящий через блок протектора шины и дополнительно проходящий вдоль по меньшей мере участка каждой области боковины шины. Тороидальный элемент имеет пару нерастяжимых слоев с резиной, расположенной между нерастяжимыми слоями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ
На сопроводительных рисунках представлены структуры, которые, вместе с приведенным ниже подробным описанием, описывают примеры осуществления заявленного изобретения. Аналогичные элементы обозначены с помощью одинаковых номеров позиций. Следует понимать, что элементы, показанные в виде единственного компонента, можно заменить множеством компонентов, а элементы, показанные в виде множества компонентов, можно заменить единственным компонентом. Рисунки показаны не в масштабе, а пропорции некоторых элементов могут быть увеличены в целях иллюстрации.
На Фиг. 1 представлено поперечное сечение шины 100, имеющей один вариант осуществления вмонтированного в нее тороидального элемента;
на Фиг. 2 представлено поперечное сечение шины 100 под нагрузкой;
на Фиг. 3 представлен схематический рисунок одного варианта осуществления тороидального элемента, показанного в прямом состоянии в целях иллюстрации;
на Фиг. 4 представлен схематический рисунок частичного поперечного сечения альтернативного варианта осуществления тороидального элемента;
на Фиг. 5 представлен частичный вид в перспективе одного конкретного альтернативного варианта осуществления тороидального элемента;
на Фиг. 6 представлено поперечное сечение шины, имеющей альтернативный вариант осуществления вмонтированного в нее тороидального элемента;
на Фиг. 7 представлен схематический рисунок альтернативного варианта осуществления тороидального элемента, показанного в прямом состоянии в целях иллюстрации;
на Фиг. 8 приведено поперечное сечение шины, имеющей другой альтернативный вариант осуществления вмонтированного в нее тороидального элемента; и
на Фиг. 9 представлен схематический рисунок другого альтернативного варианта осуществления тороидального элемента, показанного в прямом состоянии в целях иллюстрации.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ниже приведены определения выбранных терминов, используемых в настоящем документе. Определения включают различные примеры или формы компонентов, которые входят в объем термина и которые можно использовать при реализации. Предполагается, что примеры не имеют ограничительного характера. Определения терминов могут относиться к формам как единственного, так и множественного числа.
«Аксиальный» или «аксиально» относится к направлению, которое параллельно оси вращения шины.
«Борт» относится к части шины, которая входит в контакт с колесом и образует границу боковины.
«Кольцевой» и «в кольцевом направлении» относятся к направлению, проходящему вдоль периметра поверхности протектора перпендикулярно аксиальному направлению.
«Экваториальная плоскость» относится к плоскости, которая перпендикулярна оси вращения шины и проходит через центр протектора шины.
«Радиальный» и «радиально» относятся к направлению, перпендикулярному оси вращения шины.
«Боковина» относится к участку шины между протектором и бортом.
«Протектор» относится к тому участку шины, который входит в контакт с дорогой при нормальном внутреннем давлении и нагрузке.
Направления в настоящем документе указаны относительно оси вращения шины. Термины «вверх» и «по направлению вверх» относятся к общему направлению к протектору шины, тогда как термины «вниз» и «по направлению вниз» относятся к общему направлению к оси вращения шины. Таким образом, если термины относительного направления, такие как «верхний» и «нижний» или «сверху» и «снизу», используют в связи с элементом, то «верхний» элемент или элемент «сверху» расположен ближе к протектору, чем «нижний» элемент или элемент «снизу». Кроме того, если термины относительного направления, такие как «над» или «под», используют в связи с элементом, то элемент, находящийся «над» другим элементом, расположен ближе к протектору, чем другой элемент.
Термины «внутренний» или «внутрь» относятся к общему направлению к экваториальной плоскости шины, тогда как термины «наружный» или «снаружи» относятся к общему направлению от экваториальной плоскости шины и к боковине шины. Таким образом, если термины относительного направления, такие как «внутренний» и «внешний», используют в связи с элементом, то «внутренний» элемент расположен ближе к экваториальной плоскости шины, чем «внешний» элемент.
На Фиг. 1 представлено поперечное сечение шины 100, имеющей вмонтированный в нее тороидальный элемент 110. Шина 100 включает в себя блок 120 протектора, пару бортовых областей 130, в том числе первую бортовую область 130а и вторую бортовую область 130b, и пару областей 140а,b боковин, проходящих от блока 120 протектора к бортовым областям 130. Протектор 150 образован в блоке 120 протектора шины. Каждая бортовая область 130 включает в себя борт 160 и может необязательно включать в себя бортовой наполнитель (не показан), резиновую ленту обода (не показана) и другие свои компоненты.
Шина 100 дополнительно включает в себя пару слоев 170 каркаса, имеющих первые загнутые вверх участки 170а, вторые загнутые участки 170b и основные участки 170 с. Основные участки 170с проходят в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта 160а до второго борта 160b. Первые загнутые вверх участки 170а проходят вокруг первого борта 160а и заканчиваются у первого конца 180а в блоке 120 протектора шины 100. Вторые загнутые вверх участки 170b проходят вокруг второго борта 160b и заканчиваются у второго конца 180b в блоке 120 протектора шины 100, так что первые загнутые вверх участки 170а перекрывают вторые загнутые вверх участки 170b. В альтернативном варианте осуществления (не показан) первый загнутый вверх участок не перекрывает второй загнутый вверх участок. Вместо этого дополнительные слои охватывают блок протектора, перекрывая оба загнутых конца. Хотя на Фиг. 1 показана пара слоев 170 каркаса, следует понимать, что это служит лишь в качестве иллюстрации. В коммерческом варианте осуществления шина может включать в себя единственный слой каркаса или три или более слоев каркаса.
Конструкция слоев каркаса известна специалистам в данной области. Слои каркаса могут включать в себя резиновые и армирующие корды, изготовленные из ткани, такой как хлопок, гидратцеллюлозное волокно, нейлон, полиэфир, арамидное волокно или металл. Слои каркаса могут быть описаны как нерастяжимые.
В представленном варианте осуществления тороидальный элемент 110 включает в себя корды 170 слоев каркаса, а также внутренний резиновый компонент 190. Резиновый компонент 190 зажат между основными участками 170 с слоев каркаса и загнутыми участками 170а,b. Поэтому тороидальный элемент 110 растягивается от борта до борта и включает в себя борта 160а,b. Полученная конструкция имеет форму традиционной пневматической шины, но является достаточно жесткой, чтобы нести нагрузки, типичные для пневматической шины подобного размера, не требуя внутреннего давления воздуха для предварительного нагружения. Конструкция не препятствует и не требует применения внутреннего давления воздуха.
В альтернативном варианте осуществления (не показан) тороидальный элемент представляет собой частичный тороидальный элемент, который проходит в одну боковину шины, но не в обе боковины.
Тороидальный элемент 110 выполнен с возможностью увеличения прочности при межслойном сдвиге по осевой длине шины 100, а также в областях 140 боковин шины. Это позволяет шине 100 прогибаться так, как показано на Фиг. 2, когда шина находится под нагрузкой, и может улучшать долговечность шины.
Как понятно специалисту в данной области, шина 100 может также включать в себя брекер (не показан) в блоке 120 протектора. В одном варианте осуществления тороидальный элемент 110 везде имеет постоянную толщину. В альтернативном варианте осуществления тороидальный элемент имеет первую толщину в блоке протектора и вторую толщину, которая больше первой толщины, в области за пределами брекера. В другом альтернативном варианте осуществления тороидальный элемент имеет первую толщину в блоке протектора и вторую толщину, меньшую, чем первая толщина, в области за пределами брекера.
На Фиг. 3 представлен схематический рисунок одного варианта осуществления тороидального элемента 110, показанного в прямом состоянии в целях иллюстрации. Как отмечалось выше, резиновый компонент 190 зажат между основными участками 170с слоев каркаса и загнутыми участками 170а,b. Поэтому тороидальный элемент 110 растягивается от борта до борта и включает в себя борта 160а,b. При сборке шины резиновый компонент 190 может изначально быть прямым, как показано, а затем изгибаться, принимая тороидальную форму. В альтернативном варианте осуществления резиновому компоненту 190 может быть заранее придана тороидальная форма.
На Фиг. 4 представлен схематический рисунок частичного поперечного сечения примера тороидального элемента 200, который можно применять в качестве тороидального элемента 110 в шине 100 на Фиг.1 и 2. Тороидальный элемент 200 имеет три отдельные области. Как отмечалось выше, в варианте осуществления на Фиг. 1 и 2 центральная или внутренняя область 210 представляет собой внутренний резиновый компонент 190, а внутренняя область 220 и внешняя область 230 образованы основными участками 170с и загнутыми вверх участками 170а,b слоев 170 каркаса. Как понятно специалисту в данной области, при такой конструкции центральная область обладает высокой прочностью при межслойном сдвиге, а внутренняя область 220 и внешняя область 230 имеют высокий модуль упругости при изгибе в кольцевом направлении. Иными словами, центральная область 210 является более упругой, чем внутренняя и внешняя области 220, 230.
В изображенном варианте осуществления общая толщина тороидального элемента 200 указана условным обозначением Т, тогда как толщина внутренней области указана условным обозначением T1, а толщина внешней области указана условным обозначением Т2. Радиальная толщина внешней, центральной и внутренней областей может быть представлена в различных комбинациях. В одном известном варианте осуществления толщины областей будут находиться в пределах общего диапазона Т/3>T1>Т/10 и Т/3>Т2>Т/10. В одном частном варианте осуществления толщины областей будут находиться в пределах диапазона Т/4>T1>Т/8 и Т/4>Т2>Т/8. В одном известном варианте осуществления толщина внутренней области Ti равна толщине внешней области Т2.
В одном варианте осуществления модуль упругости при изгибе внутренней и внешней областей определяется, например, стандартом ASTM D790-97 и находится в пределах диапазона 3,4×1010 Па < Екольцевой < 2,1×1011 Па. В одном частном варианте осуществления модуль упругости при изгибе внутренней и внешней областей находится в пределах диапазона 4,1×1010 Па < Екольцевой <1,4×1011 Па.
Специалистам в данной области очевидно, что тороидальный элемент может также быть изготовлен из других материалов, так чтобы элемент имел центральную область с высокой прочностью при межслойном сдвиге, а внутренняя и внешняя области имели высокий модуль упругости при изгибе в кольцевом направлении. В одном альтернативном варианте осуществления центральная область тороидального элемента образована слоем резины, а внутренняя и внешняя области образованы из смолы. В альтернативном варианте осуществления центральная область тороидального элемента образована слоем резины, а слои каркаса шины образуют внутреннюю и внешнюю области тороидального элемента. В обоих вариантах осуществления резиновый слой может склеивать внутреннюю и внешнюю области, так что три области функционируют как один монолитный композит. Резина будет обладать достаточной прочностью, чтобы удерживать три области вместе, так что при сгибании момент инерции в поперечном сечении основан на совокупности трех областей. Резиновая центральная область может также включать в себя множество произвольно ориентированных волокон.
В одном альтернативном варианте осуществления центральная область изготовлена из резиновой композиции, имеющей высокий модуль упругости и низкий tan δ (тангенс угла диэлектрических потерь). В одном известном варианте осуществления вулканизируемая серой резиновая композиция после вулканизации имеет механический статический модуль упругости в диапазоне от 9,7×106 Па до 2,8×107 Па при деформации 15%, модуль потерь или tan δ в диапазоне от 0,03 до 0,20, измеренном при 100°C, прогибе 7% и частоте 10 Гц, и обладает твердостью по Шору А в диапазоне от 70 до 97.
Следует понимать, что для изготовления тороидального элемента можно использовать различные смоляные клеи или их комбинации. Полифениленсульфид (ПФС) и полиэфиримид (ПЭИ) представляют типичные примеры смол, коммерчески доступных и подходящих для термопластичных композитов. Отверждающиеся композиты, эпоксидные клеи и упрочненные эпоксидные клеи также представляют собой легкодоступные материалы, хорошо известные в данной области и доступные из многих источников. Например, упрочненный эпоксидный клей определен как F351 от компании Nippon Zeon (патент США №5,290,857, содержание которого полностью включено в настоящий документ путем ссылки).
В любом из упомянутых выше вариантов осуществления конструкция трех областей может быть выполнена при помощи известных технологий изготовления, включая, без ограничений, намотку гомогенного волокна, намотку негомогенного волокна, намотку многослойной композитной ленты, намотку с использованием предварительно пропитанных материалов, намотку с использованием влажных тканых материалов, намотку с использованием матов, намотку с применением способов литьевого прессования полимера, намотку с использованием влажных или предварительно пропитанных и отформованных тканых полуфабрикатов или комбинацию некоторых или всех вышеупомянутых технологий. Конкретные материалы и варианты ориентации и расположения волокон могут быть выбраны для достижения оптимальных характеристик тороидального элемента.
Хотя на рисунках и в нижеследующем описании показаны и описаны три отдельных слоя, следует понимать, что три области тороидального элемента имеют определенные свойства, которые могут быть достигнуты в едином гомогенном материале или при помощи комбинации более чем трех слоев.
На Фиг. 5 представлен частичный вид в перспективе одного конкретного альтернативного варианта осуществления тороидального элемента 300. В этом варианте осуществления внутренняя или центральная область, обозначенная в целом позицией 310, образована как единый слой из подходящей смолы, свободной от каких-либо армирующих волокон. Смола может представлять собой ПФС, ПЭИ, эпоксидный клей, упрочненный эпоксидный клей и т.п., как отмечалось выше. Внутренний слой 320 и внешний слой 330 могут быть выполнены из различных материалов, таких как различные типы термопластичных лент или слои термоотверждающихся смол, и могут быть образованы при помощи известных способов изготовления. В одном варианте осуществления внутренние и внешние области 320 и 330 будут состоять из одинакового материала и иметь одинаковую толщину и будут иметь более высокий модуль упругости, чем центральная область 310.
В альтернативном варианте осуществления (не показан) центральная область тороидального элемента выполнена из множества слоев ленты, состоящей только из смолы, которую укладывают с образованием центральной области способом, аналогичным описанному в патенте США №5,879,484, содержание которого полностью включено в настоящий документ путем ссылки. В одном таком варианте осуществления внутренние и внешние области могут быть армированы графитовыми волокнами, при этом центральная область может быть армирована стекловолокном.
В другом альтернативном варианте осуществления (не показан) центральная область изготовлена из смолы, армированной произвольно ориентированными волокнами, которые проходят в кольцевом направлении, радиальном направлении, поперечном направлении или в их комбинациях. Такая область может быть образована при помощи способа намотки волокна, при котором формируется толстый жгут произвольно ориентированных волокон, который затем наматывается с образованием центральной области. Однако могут также применяться и другие технологии изготовления.
Произвольно ориентированные волокна в центральной области препятствуют относительному перемещению кольцевых плоскостей в результате межслойного сдвига, поскольку волокна пересекают нейтральную ось во всех направлениях. Кроме того, это произвольное расположение волокон обеспечивает повышенную отрывную прочность тороидального элемента, где отрывная прочность характеризуется способностью тороидального элемента выдерживать напряжения в радиальном направлении.
В еще одном альтернативном варианте осуществления (не показан) центральная область тороидального элемента изготовлена из стекловолоконного жгута с армирующими волокнами, ориентированными в кольцевом направлении в пределах жгута. В альтернативном варианте осуществления армирующие волокна могут быть ориентированы произвольно. Дополнительные конструкции известных ленточных элементов описаны в патенте США №6,460,586, содержание которого полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
На Фиг. 6 представлено поперечное сечение шины 400, имеющей альтернативный вариант осуществления вмонтированного в нее тороидального элемента 405. Шина 400 включает в себя блок 410 протектора, пару бортовых областей 415, в том числе первую бортовую область 415а и вторую бортовую область 415b, и пару областей 420а,b боковин, проходящих от блока 410 протектора к бортовым областям 415. Протектор 425 образован в блоке 410 протектора шины. Каждая бортовая область 415 включает в себя борт 430 и может необязательно включать в себя бортовой наполнитель (не показан), резиновую ленту обода (не показана) и другие свои компоненты.
Шина 400 дополнительно включает в себя первый слой 435 каркаса, имеющий первый загнутый вверх участок 435а, второй загнутый вверх участок 435b и основной участок 435с. Основной участок 435с проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта 430а до второго борта 430b. Первый загнутый вверх участок 435а проходит вокруг первого борта 430а и заканчивается у первого конца 440а в блоке 410 протектора шины 400. Второй загнутый вверх участок 435b проходит вокруг второго борта 430b и заканчивается у второго конца 440b в блоке 410 протектора шины 400, так что первый загнутый вверх участок 435а перекрывает второй загнутый вверх участок 435b.
Шина 400 дополнительно включает в себя второй слой 445 каркаса, имеющий первый загнутый вверх участок 445а, второй загнутый вверх участок 445b и основной участок 445с. Основной участок 445с проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта 430а до второго борта 430b. Первый загнутый вверх участок 445а проходит вокруг первого борта 430а и заканчивается у первого конца 450а в блоке 410 протектора шины 400. Второй загнутый вверх участок 445b проходит вокруг второго борта 430b и заканчивается у второго конца 450b в блоке 410 протектора шины 400, так что первый загнутый вверх участок 445а перекрывает второй загнутый вверх участок 445b.
В представленном варианте осуществления тороидальный элемент 405 включает в себя корды 435, 445 слоев каркаса, а также первый внутренний резиновый компонент 455 и второй внутренний резиновый компонент 460. Первый резиновый компонент 455 зажат между основным участком 435с, 445с первого и второго слоев 435, 445 каркаса и загнутыми участками 440а,b первого слоя 435 каркаса. Второй резиновый компонент 460 зажат между загнутыми участками 440а,b первого слоя 435 каркаса и загнутыми участками 450а,b второго слоя 445 каркаса. Поэтому тороидальный элемент 405 растягивается от борта до борта и включает в себя борта 430а,b.
На Фиг. 7 представлен схематический рисунок одного варианта осуществления тороидального элемента 405, представленного на Фиг. 6, показанного в прямом состоянии в целях иллюстрации. Первый резиновый компонент 455 зажат между основным участком 435с, 445с первого и второго слоев 435, 445 каркаса и загнутыми участками 435а,b первого слоя 435 каркаса. Второй резиновый компонент 460 зажат между загнутыми участками 435а,b первого слоя 435 каркаса и загнутыми участками 445а,b второго слоя 445 каркаса. Поэтому тороидальный элемент 405 растягивается от борта до борта и включает в себя борта 430а,b. При сборке шины первый и второй резиновые компоненты 455, 460 могут изначально быть прямыми, как показано, а затем изгибаться, принимая тороидальную форму. В альтернативном варианте осуществления первому и второму резиновым компонентам 455, 460 может быть заранее придана тороидальная форма. В альтернативном варианте осуществления (не показан) тороидальный элемент представляет собой частичный тороидальный элемент, который проходит в одну боковину шины, но не в обе боковины.
Хотя в представленных вариантах осуществления по существу показаны резиновые компоненты 455, 460, расположенные между основными участками 435с, 445с слоев каркаса и загнутыми вверх участками 435а,b и 445а,с слоев каркаса, следует понимать, что можно использовать любую комбинацию резиновых слоев и многослойных слоев каркаса. Многослойные слои каркаса могут быть образованы из множества слоев каркаса, которые образуют множество основных участков и множество загнутых вверх участков или множество основных участков и множество загнутых вниз участков. Многослойные слои каркаса также могут быть образованы из отдельных слоев каркаса.
На Фиг. 8 представлено поперечное сечение шины 500, имеющей альтернативный вариант осуществления вмонтированного в нее тороидального элемента 505. Шина 500 включает в себя блок 510 протектора, пару бортовых областей 515, в том числе первую бортовую область 515а и вторую бортовую область 515b, и пару областей 520а,b боковин, проходящих от блока 510 протектора к бортовым областям 515. Протектор 525 образован в блоке 510 протектора шины. Каждая бортовая область 515 включает в себя борт 530 и может необязательно включать в себя бортовой наполнитель (не показан), резиновую ленту обода (не показана) и другие свои компоненты.
Шина 500 дополнительно включает в себя первый слой 535 каркаса, имеющий первый загнутый вверх участок 535а, второй загнутый вверх участок 535b и основной участок 535с. Основной участок 535с проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта 530а до второго борта 530b. Первый загнутый вверх участок 535а проходит вокруг первого борта 530а и заканчивается у первого конца 540а в блоке 510 протектора шины 500. Второй загнутый вверх участок 535b проходит вокруг второго борта 530b и заканчивается у второго конца 540b в блоке 510 протектора шины 400, так что первый загнутый вверх участок 535а перекрывает второй загнутый вверх участок 535b.
Шина 500 дополнительно включает в себя второй слой 545 каркаса, имеющий первый загнутый вверх участок 545а, второй загнутый вверх участок 545b и основной участок 545с. Основной участок 545с проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта 530а до второго борта 530b. Первый загнутый вверх участок 545а проходит вокруг первого борта 530а и заканчивается у первого конца 550а в блоке 510 протектора шины 500. Второй загнутый вверх участок 545b проходит вокруг второго борта 530b и заканчивается у второго конца 550b в блоке 510 протектора шины 500, так что первый загнутый вверх участок 545а перекрывает второй загнутый вверх участок 545b.
Шина 500 также включает в себя третий слой 555 каркаса, имеющий первый загнутый вверх участок 555а, второй загнутый вверх участок 555b и основной участок 555с. Основной участок 555с проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта 530а до второго борта 530b. Первый загнутый вверх участок 555а проходит вокруг первого борта 530а и заканчивается у первого конца 560а в блоке 510 протектора шины 500. Второй загнутый вверх участок 555b проходит вокруг второго борта 530b и заканчивается у второго конца 560b в блоке 510 протектора шины 500, так что первый загнутый вверх участок 555а перекрывает второй загнутый вверх участок 555b.
В представленном варианте осуществления тороидальный элемент 505 включает в себя корды 535, 545, 555 слоев каркаса, а также первый внутренний резиновый компонент 565, второй внутренний резиновый компонент 570 и третий внутренний резиновый компонент 575. Первый внутренний резиновый компонент 565 зажат между основными участками 535с, 545с, 555с первого, второго и третьего слоев 535, 545, 555 каркаса и загнутыми участками 535а,b первого слоя 535 каркаса. Второй внутренний резиновый компонент 570 зажат между загнутыми участками 535а,b первого слоя 535 каркаса и загнутыми участками 545а,b второго слоя 545 каркаса. Третий внутренний резиновый компонент 575 зажат между загнутыми участками 545а,b второго слоя 545 каркаса и загнутыми участками 555а,b третьего слоя 555 каркаса. Поэтому тороидальный элемент 505 растягивается от борта до борта и включает в себя борта 530а,b.
На Фиг. 9 представлен схематический рисунок одного варианта осуществления тороидального элемента 505, представленного на Фиг. 8, показанного в прямом состоянии в целях иллюстрации. Первый внутренний резиновый компонент 565 зажат между основными участками 535с, 545с, 555с первого, второго и третьего слоев 535, 545, 555 каркаса и загнутыми участками 535а,b первого слоя 535 каркаса. Второй внутренний резиновый компонент 570 зажат между загнутыми участками 535а,b первого слоя 535 каркаса и загнутыми участками 545а,b второго слоя 545 каркаса. Третий внутренний резиновый компонент 575 зажат между загнутыми участками 545а,b второго слоя 545 каркаса и загнутыми участками 555а,b третьего слоя 555 каркаса. Поэтому тороидальный элемент 505 растягивается от борта до борта и включает в себя борта 530а,b. При сборке шины первый, второй и третий резиновые компоненты 565, 570, 575 могут изначально быть прямыми, как показано, а затем изгибаться, принимая тороидальную форму. В альтернативном варианте осуществления первому, второму и третьему резиновым компонентам 565,570,575 может быть заранее придана тороидальная форма. В альтернативном варианте осуществления (не показан) тороидальный элемент представляет собой частичный тороидальный элемент, который проходит в одну боковину шины, но не в обе боковины.
Хотя в представленных вариантах осуществления по существу показаны резиновые компоненты 565, 570,575, расположенные между основными участками 535с, 545с, 555с слоев каркаса и загнутыми вверх участками 535a,b, 545а,с и 555a,b слоев каркаса, следует понимать, что можно использовать любую комбинацию резиновых слоев и многослойных слоев каркаса. Многослойные слои каркаса могут быть образованы из множества слоев каркаса, которые образуют множество основных участков и множество загнутых вверх участков или множество основных участков и множество загнутых вниз участков. Многослойные слои каркаса также могут быть образованы из отдельных слоев каркаса.
Если в спецификации или формуле изобретения используется термин «включает в себя» или «включающий», то считается, что он имеет включающий смысл, аналогичный интерпретации термина «содержащий» при его использовании в качестве переходного слова в формуле изобретения. Более того, если используется термин «или» (например, А или В), то считается, что он означает «А или В, или оба». Когда заявители хотят указать «только А или В, но не оба», то используется термин «только А или В, но не оба». Таким образом, использование термина «или» в настоящем документе является охватывающим, но не исключающим. См. Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995). Также если в спецификации или формуле изобретения используется термин «в», то считается, что он дополнительно означает «на». Более того, если в описании или формуле изобретения используется термин «соединять», то считается, что он означает не только «непосредственно присоединенный к», но и «опосредованно присоединенный к», например соединенный через другой компонент или компоненты.
Хотя настоящая заявка проиллюстрирована описанием вариантов ее осуществления и хотя варианты осуществления описаны в значительных подробностях, заявители не имеют намерения сократить или иным образом ограничить объем формулы изобретения такими подробностями. Дополнительные преимущества и модификации будут легко понятны специалистам в данной области. Следовательно, заявка в ее более широких аспектах не ограничена конкретными деталями, представленным устройством и способом, а также показанными и описанными иллюстративными примерами. Соответственно, отступления от таких деталей возможны без отступления от сущности или объема общей идеи заявителя, обладающей признаками изобретения.
1. Шина, имеющая блок протектора и пару областей боковин, содержащая:
пару бортов, включая первый борт и второй борт;
слой каркаса, имеющий основной участок, который проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первого борта до второго борта, причем первый загнутый вверх участок вокруг первого борта, а второй загнутый вверх участок вокруг второго борта,
причем первый загнутый вверх участок имеет первый конец в блоке протектора шины,
причем второй загнутый вверх участок имеет второй конец в блоке протектора шины, и
причем первый загнутый вверх участок перекрывает второй загнутый вверх участок;
тороидальный элемент,
причем тороидальный элемент включает в себя внешнюю область, образованную загнутыми вверх участками слоя каркаса, внутреннюю область, образованную основным участком слоя каркаса, и центральную область, образованную внутренним резиновым компонентом, размещенным между основным участком слоя каркаса и загнутыми вверх участками слоя каркаса,
причем по меньшей мере участок центральной области обладает большей упругостью, чем либо внутренняя, либо внешняя область,
причем тороидальный элемент проходит через блок протектора шины, и
причем тороидальный элемент проходит вдоль по меньшей мере участка по меньшей мере одной области боковины шины.
2. Шина по п.1, в которой центральная область тороидального элемента включает в себя по меньшей мере один слой с высокой жесткостью между парой слоев с меньшей жесткостью.
3. Шина по п.1, в которой тороидальный элемент проходит от первого борта до второго борта.
4. Шина по п.1, в которой тороидальный элемент имеет толщину Т, а внутренняя и внешняя области имеют толщину Τ1 и Т2 соответственно, причем Τ по меньшей мере в три раза больше, чем Τ1, и причем Τ по меньшей мере в три раза больше, чем Т2.
5. Шина по п.4, в которой Τ1=Т2.
6. Шина, содержащая:
протектор, образованный в блоке протектора шины;
области боковин, проходящие от блока протектора к бортовым зонам;
тороидальный элемент, проходящий через блок протектора шины и дополнительно проходящий вдоль по меньшей мере участка каждой области боковины шины, причем тороидальный элемент имеет центральную область, размещенную между внутренней и внешней областями, причем центральная область является более упругой, чем внутренняя и внешняя области.
7. Шина по п.6, в которой центральная область тороидального элемента включает в себя слой резины, имеющий механический модуль упругости в диапазоне от 9,7×106 Па до 2,8×107 Па при деформации 15% и твердость по Шору А в диапазоне от 70 до 97.
8. Шина по п.6, в которой центральная область тороидального элемента включает в себя слой резины, который имеет модуль потерь (tan δ) в диапазоне от 0,03 до 0,20, измеренный при 100°С, прогибе 7% и частоте 10 Гц.
9. Шина по п.6, в которой центральная область тороидального элемента представляет собой множество слоев неармированной смоляной ленты.
10. Шина по п.6, в которой тороидальный элемент проходит от первой бортовой зоны до второй бортовой зоны.
11. Шина по п.6, дополнительно содержащая слой каркаса,
причем слой каркаса включает в себя основной участок, образующий внутреннюю область тороидального элемента, который проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первой бортовой зоны до второй бортовой зоны,
причем слой каркаса дополнительно включает в себя первый загнутый вверх участок и второй загнутый вверх участок, которые образуют внешнюю область тороидального элемента,
причем первый загнутый вверх участок имеет первый конец в блоке протектора шины,
причем второй загнутый вверх участок имеет второй конец в блоке протектора шины, и
причем первый загнутый вверх участок не перекрывает второй загнутый вверх участок, и по меньшей мере один дополнительный слой охватывает по меньшей мере участок блока протектора, частично перекрывая первый и второй загнутые вверх концы.
12. Шина по п.6, дополнительно содержащая слой каркаса,
причем слой каркаса включает в себя основной участок, образующий внутреннюю область тороидального элемента, который проходит в кольцевом направлении вокруг шины от первой бортовой зоны до второй бортовой зоны,
причем слой каркаса дополнительно включает в себя первый загнутый вверх участок и второй загнутый вверх участок, которые образуют внешнюю область тороидального элемента,
причем первый загнутый вверх участок имеет первый конец в блоке протектора шины,
причем второй загнутый вверх участок имеет второй конец в блоке протектора шины, и
причем первый загнутый вверх участок по меньшей мере частично перекрывает второй загнутый вверх участок.
13. Способ изготовления шины, включающий этапы, на которых:
обеспечивают пару бортовых областей;
обеспечивают протектор в блоке протектора непневматической шины;
обеспечивают области боковин, проходящие от блока протектора к бортовым областям;
обеспечивают тороидальный элемент, проходящий через блок протектора непневматической шины и дополнительно проходящий вдоль по меньшей мере участка каждой области боковины непневматической шины, причем тороидальный элемент имеет пару нерастяжимых слоев с резиной, расположенной между нерастяжимыми слоями.
14. Способ по п.13, в котором обеспечение тороидального элемента включает в себя оборачивание нерастяжимых слоев вокруг первого борта и второго борта в паре бортовых областей.
15. Способ по п.13, в котором тороидальный элемент имеет первую толщину в блоке протектора и вторую толщину, которая больше первой толщины, в области за пределами брекера.
