ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2012 года по МПК B60C11/04 B60C11/11 B60C11/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в частности, к высококачественной пневматической шине, которая является нешипованной.

Уровень техники

До настоящего времени уже были предложены шины с улучшенными ходовыми характеристиками на снегу и льду такими, как показатель ускорения, эксплуатационные качества и чувствительность шины. Как правило, в коронной зоне таких шин сформированы направленные по окружности шины канавки и поперечно направленные канавки (канавки грунтозацепа) (см., к примеру, публикацию японской патентной заявки (JP-A) №2000-255217 и №2000-229505).

Раскрытие изобретения

В соответствии с запросом рынка имеется необходимость в улучшении ходовых характеристик шин на снегу и льду.

Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеупомянутых обстоятельств и направлено на то, чтобы предложить пневматическую шину, имеющую наилучшие ходовые характеристики на снегу и льду.

Пневматическая шина согласно первому аспекту настоящего изобретения содержит направленные по окружности шины канавки, сформированные в коронной зоне с обеих сторон от центра шины в направлении по ширине шины, чтобы образовался центральный ряд блоков, а также содержит вторые ряды блоков, примыкающие к центральному ряду блоков с каждой наружной стороны в направлении по ширине шины; и содержит центральные канавки грунтозацепа, сформированные в центральной области коронной зоны, которые расположены зигзагообразно, загибаясь назад в центральную область, причем концевые участки центральных канавок грунтозацепа, как контактирующей с грунтом передней концевой стороны, так и контактирующей с грунтом задней концевой стороны, расположены в блоках, конфигурирующих вторые ряды блоков.

Центральная область здесь является областью, отдаленной в направлении по ширине шины от контактирующих с грунтом краев, когда при использовании шины давление шины и нагрузка находятся в пределах допустимого диапазона.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения центральные канавки грунтозацепа сформированы в пределах центральной области и расположены зигзагообразно, загибаясь назад в пределах центральной области, а именно, имеют разные направления наклона по отношению к направлению по ширине шины.

При указанном формировании центральных канавок грунтозацепа увеличивается краевая длина центральных канавок грунтозацепа, благодаря чему улучшаются ходовые характеристики шины на снегу, например, показатель ускорения и т.п.

Концевые участки центральных канавок грунтозацепа, как контактирующей с грунтом передней концевой стороны, так и контактирующей с грунтом задней концевой стороны, расположены так, чтобы они загибались назад в центральную область и входили в блоки, конфигурирующие вторые ряды блоков. Таким образом, предотвращается образование так называемого скручивания на концевых участках центральных канавок грунтозацепа, расположенных в блоках, и наряду с этим увеличивается длина центральных канавок грунтозацепа. Указанный эффект является особенно существенным для большегрузных шин, например для шин внедорожников.

Прорези, выполненные в блоках с передней и задней сторон данной центральной канавки грунтозацепа, могут быть конфигурированы так, что они продолжаются в разных направлениях по отношению к направлению по окружности шины. Таким образом, благодаря расположению прорезей в разных направлениях по отношению друг к другу обеспечивается хороший баланс, фактически позволяющий использовать краевой эффект узких прорезей, продолжающихся в разных направлениях.

Следует отметить, что если центральные канавки грунтозацепа конфигурированы так, что выступают за контактирующие с грунтом края, это может привести к значительному снижению жесткости блока. Если с целью повышению жесткости блоков в шине увеличить размер блоков, то не может быть обеспечена требуемая краевая длина канавок грунтозацепа.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения в пневматической шине сформированы поперечно направленные канавки грунтозацепа с обеих сторон блоков в направлении по окружности шины, конфигурирующих вторые ряды блоков, при этом при переднем вращении шины поперечно направленные канавки грунтозацепа своей контактирующей с грунтом задней концевой стороной располагаются дальше в направлении наружу по ширине шины, и в шине сформированы мелкие канавки, более узкие, чем направленные по окружности шины канавки в блоках, к тому же мелкие канавки наклонены по отношению к направлению по окружности шины так, что положение контактирующих с грунтом канавок смещается в направлении внутрь по ширине шины, наряду с перемещением поверхности контакта с грунтом при переднем вращении шины, при этом мелкие канавки не пересекаются с центральными канавками грунтозацепа.

Таким образом, благодаря тому, что угловые участки блоков, где пересекаются мелкие канавки и поперечные канавки грунтозацепа, не являются слишком острыми, исключается какое-либо снижение жесткости блоков, связанное с формированием мелких канавок в блоках, которые конфигурируют вторые ряды блоков.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения пневматическая шина имеет выступающий участок, сформированный в каждом из блоков, конфигурирующих ряд центральных блоков, который при переднем вращении шины входит в контактирующую с грунтом область задней концевой стороны канавок грунтозацепа.

Таким образом, жесткость угловых участков блоков, формирующих контактирующую с грунтом область задней концевой стороны канавок грунтозацепа при переднем вращении шины, может быть увеличена в каждом из блоков, конфигурирующих центральный ряд блоков.

Согласно настоящему изобретению предлагается пневматическая шина, обладающая улучшенными ходовыми характеристиками на снегу и льду.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в плане коронной зоны пневматической шины согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Следующее описание относится к иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертеж. Пневматическая шина согласно первому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения является нешипованной шиной (зимней шиной), которая используется в автомобиле малой грузоподъемности и имеет каркас, оборачиваемый вокруг сердечника борта шины на соответствующих краях, и брекерный слой, расположенный в радиальном направлении шины на каркасе. Коронная зона 16 сформирована в радиальном направлении шины на брекерном слое, причем в коронной зоне 16 расположены канавки, как показано на фиг.1. Пневматическая шина согласно настоящему иллюстративному варианту осуществления изобретения имеет определенное направление вращения.

Следует отметить, что на фиг.1 показаны положения краев протектора, обозначенные символом Т. В направлении по ширине шины края протектора являются наиболее отдаленными контактирующими с грунтом участками, когда пневматическая шина смонтирована на стандартном ободе, как определено в JATMA YEAR BOOK (издание 2007 г., Стандарты японской ассоциации производителей автомобильных шин), и накачана до внутреннего давления, составляющего 100% от давления (максимального давления), соответствующего максимальной нагрузке (нагрузке, показанной жирной линией на диаграмме внутреннее давление - нагрузка) согласно JATMA YEAR BOOK, выбранной в соответствии с характеристикой размер шины/норма слойности, и шина применяется при максимальной нагрузке. Следует отметить, что там, где используются стандарты TRA или стандарты ETRTO, изготовление шин и их применение должно соответствовать указанным стандартам.

Направленные по окружности шины канавки сформированы в коронной зоне 16, соответственно, с двух сторон от центра шины (экваториальная линия шины) CL в направлении по ширине шины. Согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения сформированы в общей сложности 4 главные канавки, а именно внутренние главные канавки 20А, 20В и наружные главные канавки 22А, 22В.

Центральный ряд 30 блоков сформирован между внутренними главными канавками 20А, 20В. Второй ряд 32А блоков сформирован между внутренней главной канавкой 20А и внешней главной канавкой 22А, при этом второй ряд 32В блоков сформирован между внутренней главной канавкой 20В и внешней главной канавкой 22В.

В центральном ряду 30 блоков сформированы центральные канавки 24 грунтозацепа, пересекающие центральный ряд блоков попеременно с различным наклоном по отношению к направлению V по ширине шины. А именно в направлении по окружности шины поочередно расположены: центральные канавки 24Р грунтозацепа, которые соединены с внутренней главной канавкой 20А и продолжаются по направлению к верхнему правому углу страницы (как показано на чертеже) через внутреннюю главную канавку 20В, вплоть до второго ряда 32В блоков; и центральные канавки грунтозацепа 24Q, которые продолжаются по направлению к верхнему левому краю страницы (как показано на чертеже) через внутреннюю главную канавку 20А, вплоть до второго ряда 32А блоков. В этой конфигурации при переднем вращении шины (а именно когда пневматическая шина 10 согласно настоящему иллюстративному варианту осуществления изобретения вращается в переднем направлении F) каждый концевой участок 25Р контактирующей с грунтом задней концевой стороны центральных канавок 24Р грунтозацепа расположен в блоке 33В, конфигурирующем второй ряд 32В блоков, и каждый концевой участок 25Q контактирующей с грунтом задней концевой стороны центральных канавок 24Q грунтозацепа расположен в блоке 33А, конфигурирующем второй ряд 32А блоков. Благодаря такому расположению центральных канавок 24Р, 24Q грунтозацепа формируются центральные канавки 24 грунтозацепа, имеющие зигзагообразную (Z-образную) конфигурацию, которые загибаются назад в центральную область. Следует отметить, что на фиг.1 концевые участки 25Р, 25Q контактирующей с грунтом задней концевой стороны показаны введенными в блоки 33А, 33В вторых рядов 32А, 32В блоков, однако может быть выполнена противоположная конфигурация, при которой контактирующая с грунтом задняя концевая сторона помещена в пределах второго ряда блоков.

Кроме того, с двух сторон блоков 33 в направлении по окружности шины имеются поперечные канавки 26А грунтозацепа, сформированные так, что при переднем вращении шины своей контактирующей с грунтом задней концевой стороной располагаются дальше в направлении наружу по ширине шины. Мелкие канавки 28А, сформированные в блоках 33А, наклонены по отношению к направлению по окружности шины так, что положение контактирующих с грунтом канавок смещается в направлении внутрь по ширине шины, наряду с перемещением поверхности контакта с грунтом при переднем вращении шины. С двух сторон блока 33В в направлении по окружности шины также имеются поперечно направленные канавки 26В грунтозацепа, сформированные так, что при переднем вращении шины своей контактирующей с грунтом задней концевой стороной располагаются дальше в направлении наружу по ширине шины. Мелкие канавки 28В, сформированные в блоках 33В, относительно периферийного направления шины наклонены так, что положение контактирующих с грунтом канавок смещается в направлении внутрь по ширине шины, наряду с перемещением поверхности контакта с грунтом при переднем вращении шины. Мелкие канавки 28А, 28В представляют собой канавки, ширина которых меньше ширины внутренней главной канавки 20А, 20В и внешней главной канавки 22А, 22В, однако во время движения автомобиля они не закрываются. Как видно на фиг.1, мелкие канавки 28А, 28В не пересекаются с центральными канавками 24Р, 24Q грунтозацепа.

Согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения сформированы мелкие канавки 28А, которые продолжаются, по существу, ортогонально центральным канавкам 24Q грунтозацепа и сформированы так, чтобы они входили в блоки 33А. Также сформированы мелкие канавки 28В, которые продолжаются, по существу, ортогонально центральным канавкам 24Р грунтозацепа и сформированы так, чтобы они входили в блоки 33В.

Кроме того, в каждом из блоков 31 сформирован выступающий участок 34, конфигурирующий центральный ряд 30 блоков и входящий в контактирующую с грунтом область концевой стороны центральных канавок 24 грунтозацепа при нормальном вращении шины. Таким образом, каждая из центральных канавок 24Р грунтозацепа, пересекающих центральный ряд 30 блоков, конфигурирована узким участком 24Р1 канавки, суженным по ширине за счет выступающего участка 34, и более широким участком 24Р2 канавки, где не сформирован выступающий участок 34. Каждая из центральных канавок 24Q грунтозацепа, пересекающих центральный ряд 30 блоков, конфигурирована узким участком 24Q1 канавки, суженным по ширине за счет выступающего участка 34, и более широким участком 24Q2 канавки, где выступающий участок 34 не сформирован.

В каждом из блоков 31, конфигурирующих центральный ряд 30 блоков, в направлении по окружности шины с передней и задней сторон центральных канавок 24 грунтозацепа имеются прорези, направления которых поочередно меняются. А именно при переднем вращении шины попеременно чередуются направление продолжения прорезей 36М, сформированных в блоке 31М в направлении по окружности шины с передней стороны центральной канавки 24 грунтозацепа, и направление продолжения прорезей 36N, сформированных в блоке 31N в направлении по окружности шины с задней стороны центральной канавки 24 грунтозацепа. Следовательно, благодаря расположению прорезей 36М, 36N в разных направлениях по отношению друг к другу обеспечивается хороший баланс, и их конфигурация позволяет эффективно использовать края прорезей при воздействии на шину как в вертикальном направлении, так и в горизонтальном направлении.

Как описано выше, согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения центральные канавки 24 грунтозацепа имеют зигзагообразную (Z-образную) конфигурацию и загибаются назад в центральную область, при этом контактирующие с грунтом концы задних сторон центральных канавок 24Р грунтозацепа размещены в блоках 33В, а контактирующие с грунтом концы задних сторон центральных канавок 24Q грунтозацепа размещены в блоках 33А. Таким образом, краевая длина центральных канавок 24 грунтозацепа увеличивается, благодаря чему могут быть повышены все ходовые характеристики шины, т.е. показатель ускорения (тяговая способность), эксплуатационные качества (тормозная способность) и чувствительность шины на снегу, а также исключается появление так называемого скручивания шин, поскольку за счет концевых участков 25Q, 25Р, размещенных соответственно в блоках 33А, 33В, увеличивается длина центральных канавок 24 грунтозацепа.

Поперечно направленные канавки 26А грунтозацепа также сформированы с обеих сторон блоков 33А в направлении по окружности шины так, что при переднем вращении шины своей контактирующей с грунтом задней концевой стороной располагаются дальше в направлении наружу по ширине шины. Сформированные в блоке 33А мелкие канавки 28А наклонены по отношению к направлению по окружности шины так, что положение контактирующих с грунтом канавок смещается в направлении внутрь по ширине шины, наряду с перемещением поверхности контакта с грунтом при переднем вращении шины. Таким образом, предотвращается какое-либо снижение жесткости блоков, связанное с формированием в них мелких канавок 28А, даже при том, что мелкие канавки 28А сформированы в блоках 33А, конфигурирующих второй ряд 32А блоков, поскольку угловые участки 40А блоков, где мелкие канавки 28А и поперечно направленные канавки грунтозацепа 26А пересекаются друг с другом, не являются слишком острыми. Аналогично, также предотвращается какое-либо снижение жесткости блоков 33В, связанное с формированием в них мелких канавок 28В, поскольку угловые участки 40В блока, где мелкие канавки 28В и поперечно направленные канавки 26В грунтозацепа пересекаются друг с другом, не являются слишком острыми.

Кроме того, в каждом из блоков 31, конфигурирующих центральный ряд 30 блоков, сформированы выступающие участки 34, которые при переднем вращении шины входят в контактирующую с грунтом область задней концевой стороны центральной канавки 24 грунтозацепа. Таким образом, в каждом из блоков 31, конфигурирующих центральный ряд 30 блоков, жесткость угловых участков, формирующих контактирующую с грунтом область задней концевой стороны центральной канавки 24 грунтозацепа, при переднем вращении шины может быть увеличена посредством выступающего участка 34 и, кроме того, повышается центрирующая способность (управляемость при малом повороте рулевого колеса).

Следует отметить, что на фиг.1 показан выступающий участок 34, сформированный в блоках 31М для повышения жесткости угловых участков блоков 31М, в то же самое время для повышения жесткости угловых участков блоков 31N может быть предусмотрено формирование выступающего участка 34 в блоках 31N.

Результаты испытаний

Для подтверждения эффекта настоящего изобретения изобретатели подготовили испытательные образцы модифицированной пневматической шины согласно вышеупомянутому иллюстративному варианту осуществления изобретения (упоминается ниже как образец 1 шины), пневматической шины согласно вышеупомянутому иллюстративному варианту осуществления изобретения (упоминается ниже как образец 2 шины), сравнительной пневматической шины (упоминается ниже как сравнительный образец шины) и стандартной пневматической шины (упоминается ниже как стандартный образец шины). Затем изобретатели провели эксплуатационные испытания образцов шин на снегу для оценки следующих ходовых характеристик: показатель ускорения (тяговая способность), эксплуатационные качества (тормозная способность) и чувствительность шины на снегу.

Образец 1 шины отличается от образца 2 шины тем, что в шине не сформированы мелкие канавки 28.

Стандартный образец шины отличается от образца 1 шины тем, что в шине предусмотрено центральное ребро вместо центрального ряда 30 блоков.

Сравнительный образец шины отличается от стандартного образца шины тем, что в шине вместо центрального ребра предусмотрены центральные блоки и контактирующие с грунтом концевые стороны канавок грунтозацепа не достигают блоков, конфигурирующих центральный ряд блоков. В сравнительном образце шины канавки грунтозацепа введены в центральное ребро, причем концевые участки канавок грунтозацепа размещены в ребре. Прорези наклонены по отношению к направлению по окружности шины и сформированы так, что их направления взаимно противоположны на участках блока с одной стороны в направлении по окружности шины от данной проходящей канавки грунтозацепа и на участках блока с другой стороны в направлении по окружности шины от данной канавки грунтозацепа.

Испытывались шины, имеющие размер 265/70/16, которые были смонтированы на стандартном ободе и имели стандартное внутреннее давление, указанные испытания проводились при фактическом пробеге шин, установленных в автомобиле малой грузоподъемности с нормальной нагрузкой. Упомянутый здесь «стандартный обод» представляет собой стандартный обод соответствующего размера, как определено, например, в JATMA YEAR BOOK, издание 2007 г., и «нормальная нагрузка» и «нормальное внутреннее давление» аналогично представляют собой максимальную нагрузку и внутреннее давление при максимальной нагрузке с учетом соответствующего соотношения размер шины/норма слойности, как определено в JATMA YEAR BOOK, издание 2007 г. Следует отметить, что там, где используются стандарты TRA или стандарты ETRTO, изготовление шин и их применение должно соответствовать указанным стандартам.

При проведении испытания показатель ускорения определялся как тяговая способность шины со снегом при разгоне автомобиля с места при полном открытии дроссельной заслонки и замерялось время (время ускорения), затраченное на пробег 50 м.

Эксплуатационные качества (тормозная способность шины) определялась при замере тормозного пути автомобиля при полном торможении от начальной скорости 40 км/ч на снегу до полной остановки, при этом среднее замедление рассчитывалось, исходя из начальной скорости (40 км/ч) и тормозного пути.

Чувствительность шины на снегу определялась общей оценкой тормозной способности, способности обеспечения тяги, характеристик прямолинейного движения и характеристик движения при повороте на испытательной трассе с укатанным снегом.

Для каждой из следующих ходовых характеристик, а именно для показателя ускорения, тормозной способности и чувствительности шины на снегу, были рассчитаны оценочные показатели, позволяющие получить относительную оценку образца 1 шины, образца 2 шины и сравнительного образца шины на основании среднего замедления стандартного образца шины, величина которого принималась за 100. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1   Стандартный образец шины Сравнительный образец шины Образец 1 шины Образец 2 шины Показатель ускорения (тяговая способность шины) 100 105 108 108 Эксплуатационные качества (тормозная способность шины) 100 105 107 107 Чувствительность шины 100 102 103 110

По оценочным результатам, приведенным в таблице 1, можно сделать вывод, что, чем выше оценочный показатель, тем выше ходовые характеристики шины на снегу, а именно выше показатель ускорения, эксплуатационные качества (тормозная способность шины) и чувствительность шины на снегу. Как видно из таблицы 1, все оценочные показатели сравнительного образца шины выше, чем оценочные показатели стандартного образца шины. Также оценочные показатели испытываемых образцов 1, 2 шины выше оценочных показателей как испытываемого образца стандартной шины, так и испытываемого сравнительного образца шины. Чувствительность на снегу образца 2 шины намного превышает чувствительность на снегу образца 1 шины.

Настоящее изобретение объясняется посредством вышеупомянутых иллюстративных вариантов его осуществления, однако вышеупомянутые иллюстративные варианты являются просто примерами, и различные модификации могут быть осуществлены в рамках объема изобретения, не отступая от существа изобретения.

Очевидно, что объем прав настоящего изобретения не ограничивается вышеупомянутыми иллюстративными вариантами его осуществления.

Изобретение относится к конструкции автомобильных зимних шин. В коронной зоне (16) шины сформирован центральный ряд (30) блоков и с каждой стороны от центрального ряда (30) блоков в направлении по ширине шины сформированы вторые ряды (32A, 32B) блоков. В центральном ряду (30) блоков сформированы центральные канавки (24P, 24Q) грунтозацепа с чередующимися направлениями наклона по отношению к направлению по ширине шины. Концевые участки (25P) контактирующей с грунтом задней концевой стороны центральных канавок (24Q) грунтозацепа при переднем вращении шины расположены в блоках (33B) второго ряда (32B) блоков, а концевые участки (25Q) контактирующей с грунтом задней концевой стороны центральных канавок (24P) грунтозацепа расположены в блоках (33) второго ряда (32A) блоков. Технический результат - улучшение ходовых характеристик шины для передвижения по снегу и льду. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пневматическая шина, содержащая
направленные по окружности шины канавки, сформированные в коронной зоне с обеих сторон от центра шины в направлении по ширине шины для образования центрального ряда блоков, а также содержащая вторые ряды блоков, примыкающие к центральному ряду блоков с каждой наружной стороны в направлении по ширине шины;
и центральные канавки грунтозацепа, сформированные в центральной области коронной зоны, которые расположены зигзагообразно, загибаясь назад в центральную область, причем
концевые участки центральных канавок грунтозацепа как контактирующей с грунтом передней концевой стороны, так и контактирующей с грунтом задней концевой стороны расположены в блоках, конфигурирующих вторые ряды блоков.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой
поперечно направленные канавки грунтозацепа сформированы в направлении по окружности шины с обеих сторон блоков, конфигурирующих вторые ряды блоков так, что при переднем вращении шины поперечно направленные канавки грунтозацепа своей контактирующей с грунтом задней концевой стороной располагаются дальше в направлении наружу по ширине шины; и
мелкие канавки, более узкие, чем направленные по окружности шины канавки, сформированы в блоках, причем мелкие канавки наклонены по отношению к направлению по окружности шины так, что положение контактирующих с грунтом канавок смещается в направлении внутрь по ширине шины наряду с перемещением поверхности контакта с грунтом при переднем вращении шины, при этом мелкие канавки не пересекаются с центральными канавками грунтозацепа.

3. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой в каждом из блоков сформирован выступающий участок, конфигурирующий ряд центральных блоков и при переднем вращении шины входящий в контактирующую с грунтом область задней концевой стороны канавок грунтозацепа.