ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2012 года по МПК B60C11/04 B60C11/11 B60C11/13 

Область техники

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, содержащей основные продольные канавки, расположенные асимметрично относительно экватора шины.

Уровень техники

В указанном ниже патентном документе 1, например, предложена пневматическая шина, в которой одна внешняя продольная основная канавка, проходящая в продольном направлении шины, расположена во внешней области поверхности протектора, направленной наружу транспортного средства относительно экватора шины, и первая и вторая внутренние основные продольные канавки расположены во внутренней области поверхности протектора, направленной внутрь транспортного средства относительно экватора шины, причем первая канавка проходит в продольном направлении шины со стороны экватора шины, а вторая канавка проходит в продольном направлении шины со стороны края контакта с грунтом.

В данной шине предполагают подавление неравномерного износа при улучшении характеристик на мокром дорожном покрытии путем расположения вышеупомянутых трех продольных основных канавок асимметрично относительно экватора шины и формирования областей между продольными основными канавками и областей между продольными основными канавками и краями контакта с грунтом в виде рядов блоков с помощью наклонных поперечных канавок, которые наклонены под заданным углом относительно продольного направления шины.

Патентный документ 1: JP-A-10-217719

Описание изобретения

Задачи, решаемые в данном изобретении

Однако дальнейшее улучшение характеристик шины является настоятельным требованием для высокоскоростных и высокомощных транспортных средств. В частности, дальнейшее улучшение характеристик сцепления на сухом дорожном покрытии и стабильности движения в экстремальных условиях, на базе равномерного износа, является настоятельным требованием для шин, установленных на высокоскоростные транспортные средства, такие как спортивные машины (включая гоночные автомобили).

Соответственно, настоящее изобретение направлено на улучшение шин, содержащих три продольные основные канавки, расположенные асимметрично, и целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины с улучшенной стабильностью движения в экстремальных условиях посредством улучшения сопротивления неравномерному износу, чтобы достичь хорошего равномерного износа, при достижении более высокого уровня как характеристик сцепления на сухом дорожном покрытии, так и характеристик на мокром дорожном покрытии.

Средства решения задач

В настоящем изобретении обеспечивают пневматическую шину, включающую продольные основные канавки, расположенные асимметрично относительно экватора шины, причем указанная пневматическая шина имеет поверхность протектора, разделенную экватором шины на внешнюю область, направленную наружу транспортного средства и внутреннюю область, направленную внутрь транспортного средства, и содержащую одну внешнюю основную продольную канавку, расположенную в указанной внешней области и проходящую в продольном направлении шины, и первую и вторую внутренние основные продольные канавки, расположенные в указанной внутренней области, причем указанная первая внутренняя основная продольная канавка проходит в продольном направлении со стороны экватора шины, а указанная вторая внутренняя основная продольная канавка проходит в продольном направлении со стороны края контакта с грунтом, причем указанная пневматическая шина отличается тем, что:

центральная область между указанной внешней основной продольной канавкой и указанной первой внутренней основной продольной канавкой сформирована в виде ребра, проходящего непрерывно в продольном направлении,

внешняя плечевая зона между указанной внешней основной продольной канавкой и краем контакта с грунтом снабжена внешними наклонными основными канавками, каждая из которых проходит с наклоном относительно продольного направления шины и пересекает указанную внешнюю плечевую зону, тем самым формируя указанную внешнюю плечевую зону в виде ряда внешних блоков, расположенных на расстоянии в продольном направлении, и

каждый из указанных внешних блоков снабжен наклонной дополнительной канавкой с направлением наклона, отличным от направления наклона указанных внешних наклонных основных канавок относительно продольного направления, и проходящей между соседними указанными внешними основными наклонными канавками, тем самым разделяя указанные внешние блоки на первую часть блока со стороны экватора шины и вторую часть блока со стороны края контакта с грунтом.

Термин "край контакта с грунтом", как используют здесь, означает аксиально внешний край поверхности контакта с грунтом шины, которая вступает в контакт с грунтом, если шина установлена на стандартный обод и накачана до нормального внутреннего давления, и шину в таких условиях затем нагружают стандартной нагрузкой. Более того, аксиальное расстояние между краями контакта с грунтом называют "ширина контакта протектора с грунтом". Термин "стандартный обод", как используется в данной работе, означает определенный обод для каждой шины в системе стандартизации, на которую базируется шина, и означает, например, "стандартный обод" в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), "модель шины" в системе TRA (Ассоциация по ободам и покрышкам) и "мерное колесо" в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам). Также термин "нормальное внутреннее давление", как используют здесь, означает давление воздуха, определенное для каждой шины в системе стандартизации и означает, например, "максимальное давление воздуха" в системе JATMA, максимальные величины, перечисленные в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в системе TRA, и "давление накачки" в ETRTO, что означает, что в случае шин для легковых автомобилей "нормальное внутренне давление" составляет 180 кПа. Более того, термин "стандартная нагрузка" означает нагрузку, определенную для каждой шины в системе стандартизации и означает, например, "максимальную грузоподъемность" в системе JATMA, максимальную величину, указанную в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в TRA, и "грузоподъемность" в ETRTO.

"Ширина канавки" означает ширину на поверхности протектора, измеренную под прямым углом к центру канавки. В случае если канавка содержит вырез, подобный закругленной кромке, ширину измеряют относительно точки пересечения продолжения линии стенки канавки и продолжения линии поверхности протектора.

Технический эффект изобретения

Как указано выше, в настоящем изобретении обеспечено асимметричное расположение канавок, при котором одна основная продольная канавка расположена во внешней области, направленной наружу транспортного средства и две основные продольные канавки расположены во внутренней области. Следовательно, жесткость внешней области, на которую действуют большая нагрузка и внешние силы при движении на повороте, может быть повышена для увеличения боковой реактивной силы и, таким образом, повышения характеристики сцепления на сухом дорожном покрытии, в частности характеристики движения на повороте.

Более того, так как внешняя плечевая область сформирована в виде ряда внешних блоков, включающих первые и вторые блоки, с помощью внешних наклонных основных канавок и дополнительных наклонных канавок, тем самым обеспечивают характеристики на мокром дорожном покрытии. Более того, так как дополнительные канавки наклонены, может быть обеспечена большая ширина, как первых, так и вторых блоков и, следовательно, жесткость ряда внешних блоков может быть высокой. Так как направления наклона дополнительных наклонных канавок и основных наклонных канавок противоположны друг другу, возможно предотвратить местное ухудшение жесткости в месте их пересечения, которое может возникнуть, если дополнительная наклонная канавка и основная наклонная канавка пересекаются под острым углом. В результате неравномерный износ в месте пересечения может быть подавлен, и стабильность движения в критических условиях может быть улучшена обеспечением равномерного износа. Более того, так как центральная область между внешней основной продольной канавкой и первой внутренней основной продольной канавкой сформирована в виде ребра, проходящего непрерывно в продольном направлении, могут быть улучшены характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием при прямолинейном движении и сопротивление неравномерному износу. Если узкую дополнительную продольную канавку, проходящую в продольном направлении шины, дополнительно располагают в центральной области, указанные выше характеристики на мокром дорожном покрытии могут быть улучшены при обеспечении характеристик сцепления на сухом дорожном покрытии. Более того, термическое старение резины можно предотвратить с помощью эффекта высвобождения тепла из этой дополнительной продольной канавки, и можно предотвратить чрезмерный износ при движении на больших скоростях, связанный с термическим старением.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 представлен развернутый вид, демонстрирующий рисунок протектора пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.2(А) - 2(С) представлены поперечные сечения, демонстрирующие вырез в соответствующих основных продольных канавках.

На Фиг.3 представлено поперечное сечение, демонстрирующее дополнительные продольные канавки.

На Фиг.4 представлен развернутый вид рисунка протектора, демонстрирующий внешнюю плечевую область в увеличенном виде.

На Фиг.5 представлено поперечное сечение, демонстрирующее вырез в основной наклонной канавке.

На Фиг.6 представлен вид сверху, демонстрирующий действие и эффект дополнительной наклонной канавки.

На Фиг.7(А) и 7(В) представлены поперечные сечения, демонстрирующие действие и эффект выреза в дополнительной наклонной канавке.

На Фиг.8 представлен вид сверху, демонстрирующий другой пример дополнительной наклонной канавки.

На Фиг.9 представлен развернутый вид рисунка протектора, демонстрирующий среднюю область и внутреннюю плечевую область в увеличенном виде.

На Фиг.10(А) и 10(В) представлены поперечные сечения по центральной линии средней поперечной канавки и внутренней поперечной канавки и поперечные сечения по центральной линии основной наклонной канавки.

На Фиг.11 представлен вид, демонстрирующий форму отпечатка при повороте, а также рисунок протектора.

На Фиг.12 представлен развернутый вид, демонстрирующий другой пример рисунка протектора, и

На Фиг.13 представлен вид, демонстрирующий другой пример основной продольной канавки.

Пояснения к обозначениям

2. Поверхность протектора 2i. Внутренняя область 2о. Внешняя область

3. Внешняя основная продольная канавка

4. Первая внутренняя основная продольная канавка

5. Вторая внутренняя основная продольная канавка

6. Внешняя основная наклонная канавка

10. Ребро

11. Дополнительная продольная канавка

12. Внешний блок

12А. Первая часть блока

12В. Вторая часть блока

12R. Внешний ряд блоков

13. Дополнительная наклонная канавка

14. Средняя поперечная канавка

15. Средний блок

15R. Средний ряд блоков

16. Внутренняя поперечная канавка

17. Внутренний блок

17R. Внутренний ряд блоков

С. Экватор шины

Ji. Внутренний участок пересечения

Jo. Внешний участок пересечения

j. Точка пересечения

Ki. Вырез

Ко. Вырез

Kw, Kw3, Kw4, Kw5. Ширина выреза

Re. Центральная область

Ri. Внутренняя плечевая область

Rm. Средняя область

Ro. Внешняя плечевая область

Si. Внутренняя поверхность стенки канавки

So. Внешняя поверхность стенки канавки

Wg, Wg3, Wg4, Wg5. Ширина продольной канавки

Наилучший вариант осуществления изобретения

Воплощение настоящего изобретения описано далее со ссылками на прилагаемые чертежи.

Как показано на Фиг.1, пневматическая шина в данном воплощении содержит поверхность 2 протектора, виртуально разделенную экватором С шины на внешнюю область 2о, направленную наружу транспортного средства и внутреннюю область 2i, направленную внутрь транспортного средства. Во внешней области 2о расположена единственная внешняя основная продольная канавка 3. проходящая в продольном направлении шины, а во внутренней области 2i расположены первая внутренняя основная продольная канавка 4, проходящая в продольном направлении со стороны экватора шины, и вторая внутренняя основная продольная канавка 5, проходящая в продольном направлении со стороны края контакта с грунтом. Таким образом, эти три основные продольные канавки 3, 4, 5 образуют на поверхности 2 протектора асимметричный рисунок протектора, где эти три продольные основные канавки расположены ассиметрично относительно экватора шины С.

Если количество расположенных основных продольных канавок равно двум, у шины низкие характеристики отвода воды или подобные характеристики, так что трудно сохранить достаточные характеристики на мокром дорожном покрытии. Если количество расположенных основных продольных канавок равно четырем, жесткость рисунка, в частности жесткость в аксиальном направлении шины, является недостаточной, так что шина, в частности шина, предназначенная для высокоскоростных транспортных средств, таких как спортивные машины (включая гоночные автомобили), обладает низкими характеристиками сцепления на сухом дорожном покрытии. Следовательно, необходимо формировать три основные продольные канавки с точки зрения достижения как характеристик на мокром дорожном покрытии, так и характеристик сцепления на сухом дорожном покрытии. Хотя большая нагрузка и внешняя сила действуют на внешнюю область 2о при движении на повороте, аксиальная жесткость внешней области 2о может быть относительно улучшена увеличением боковой реактивной силы посредством применения ассиметричного расположения, как в данном воплощении, что улучшает характеристики сцепления на сухом дорожном покрытии, в частности характеристики при движении на повороте.

Предпочтительно, зона Y3 формирования внешней основной продольной канавки 3 находится между положением 20% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом, расположенного во внешней области, и положением 46% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом. Основная продольная канавка 3 целиком сформирована в этой зоне Y3. Предпочтительно, зона Y3 находится между положением 25% ширины TW контакта протектора с грунтом и положением 35% ширины TW контакта протектора с грунтом. Более того, предпочтительно зона Y4 формирования первой внутренней основной продольной канавки 4 находится между положением 50% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом, расположенного во внешней области, и положением 70% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом. Более того, предпочтительно зона Y5 формирования второй внутренней основной продольной канавки 5 находится между положением 70% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом, расположенного на внешней области, и положением 82% ширины TW контакта протектора с грунтом от края ТЕо контакта с грунтом.

Баланс жесткости в аксиальном направлении шины может быть обеспечен надлежащим образом, чтобы дополнительно улучшить характеристики сцепления на сухом дорожном покрытии (в частности, характеристики на повороте), посредством формирования основных продольных канавок 3, 4, 5 в таких зонах Y3, Y4, Y5.

Основные продольные канавки 3, 4, 5 имеют ширину Wg3, Wg4, Wg5 (в общем обозначаемую Wg) по меньшей мере 4,0 мм, как показано на Фиг.2(А) - 2(С). В этом воплощении ширина Wg3 основной продольной канавки 3 установлена больше ширины Wg4 и Wg5 основных продольных канавок 4 и 5, что обеспечивает подавление снижения равномерности характеристик отвода воды вследствие асимметричного расположения. С точки зрения баланса между характеристиками сцепления на сухом дорожном покрытии и характеристиками на мокром дорожном покрытии, предпочтительно ширина Wg3 составляет от 5 до 9% ширины TW контакта протектора с грунтом, и каждая ширина Wg4 и Wg5 составляет от 4 до 8% ширины TW контакта протектора с грунтом. С точки зрения сопротивления неравномерному износу, в основных продольных канавках 3, 4 и 5, предпочтительно, верхний край канавки, который представляет собой участок J пересечения, на котором поверхность S стенки канавки пересекается с поверхностью 2 протектора, проходит прямо. Более того, с точки зрения характеристик отвода воды, предпочтительно эти канавки 3, 4 и 5 являются прямыми канавками, проходящими прямо при сохранении формы их поперечного сечения постоянной.

Предпочтительно глубины Нg3, Нg4 и Нg5 (в общем обозначаемые Нg) основных продольных канавок 3, 4 и 5 одинаковые и составляют от 6,5 до 9,0 мм, в частности от 7,0 до 8,0 мм. Причина состоит в том, что если глубина Нg большая, для предотвращения повреждений на дне канавки требуется увеличивать толщину резины протектора и, в результате, тепловыделение в ходе движения может увеличиться, что приводит, в частности в шинах высокоскоростных транспортных средств, к чрезмерному износу (преждевременный износ) в результате теплового старения резины. Следовательно, с точки зрения характеристик отвода воды и предотвращения теплового старения, предпочтительно выбирать глубину канавки из диапазона, указанного выше.

В данном воплощении, как показано на Фиг.2(А) и 2 (С), каждая из основных продольных канавок 3, 4 и 5 на внутреннем участке Ji пересечения, где поверхность 2 протектора пересекается с внутренней поверхностью Si стенки канавки, направленной внутрь транспортного средства, снабжена вырезом Ki3, Ki4 и К15 (в общем обозначаемым Ki), так что точка "j" пересечения поверхности 2 и Si вырезана с образованием закругленной кромки. Причина состоит в том, что поскольку большая внешняя сила действует на поверхность протектора в направлении от внешней стороны транспортного средства к внутренней стороне транспортного средства во время движения на повороте, истиранию в наибольшей степени подвергается внутренний участок Ji пересечения, в частности, при движении в критических условиях при кольцевых гонках, и характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием изменяются в ходе движения. Поэтому изменение характеристик сцепления с сухим дорожным покрытием подавляют путем заблаговременного формирования выреза Ki на внутреннем участке Ji пересечения, тем самым обеспечивая стабильность движения.

Внешняя сила на повороте, т.е. истирание, больше во внешней области 2о, чем во внутренней области 2i. Следовательно, предпочтительно аксиальная ширина Kw3 выреза Ki3, сформированного во внешней основной продольной канавке 3, больше, чем ширина Kw4 и Kw5 вырезов Ki4 и Ki5, сформированных в первой и второй внутренних основных продольных канавках 4 и 5. Однако, если вырезы Ki слишком велики, площадь контакта с грунтом уменьшается и это является недостатком для характеристик сцепления на мокром дорожном покрытии. Поэтому, предпочтительно, ширина Kw3, Kw4 и Kw5 каждого выреза составляет от 0,5 до 2,0% ширины TW контакта протектора с грунтом. Более того, предпочтительно угол наклона θi каждого выреза Ki относительно нормали к поверхности 2 протектора составляет от 55 до 75°. Более того, предпочтительно глубина Kh каждого выреза Ki составляет от 5 до 25% глубины Нg основной продольной канавки, снабженной вырезом Ki.

При прямолинейном движении контактное давление на грунт является наибольшим в центральной области Re, расположенной между внешней основной продольной канавкой 3 и первой внутренней основной продольной канавкой 4. Таким образом, если ряд блоков сформирован в центральной области Re, жесткость становится недостаточной, что приводит к ухудшению характеристик прямолинейного движения, и существует недостаток в том, что в ряду блоков происходит заметный износ с задней и передней стороны каждого блока. Поэтому центральная область Re сформирована в виде ребра 10 непрерывно проходящего в продольном направлении шины, без разделения поперечными канавками. Ребро 10 снабжено узкой дополнительной продольной канавкой 11 (поперечное сечение которой представлено на Фиг.3), проходящей непрерывно в продольном направлении и имеющей ширину Ws11 менее 4,0 мм. Дополнительная продольная канавка 11 может улучшить характеристики на влажном дорожном покрытии в центральной области Re при сохранении высокой жесткости. Более того, чрезмерный износ при движении на высоких скоростях, в результате термического старения резины, может быть подавлен благодаря эффекту тепловыделения из дополнительной канавки 11. В данном воплощении представлен случай, в котором дополнительная продольная канавка 11 расположена на экваторе шины С.

Во внешней плечевой области Ro, расположенной между внешней основной продольной канавкой 3 и краем ТЕо контакта с грунтом расположены, как показано на Фиг.4 в увеличенной форме, внешние наклонные основные канавки 6, каждая из которых проходит под углом α к продольному направлению и пересекает внешнюю плечевую область Ro, тем самым внешняя плечевая область Ro сформирована в виде ряда 12R внешних блоков, в котором внешние блоки 12 расположены на расстоянии, в продольном направлении.

Во внешней плечевой области Ro дополнительно расположены дополнительные наклонные канавки 13, каждая из которых наклонена в направлении, противоположном направлению наклона внешних основных наклонных канавок 6 относительно продольного направления и проходит между внешними основными наклонными канавками 6, 6, тем самым разделяя каждый из внешних блоков 12 на первую часть 12А блока со стороны экватора и вторую часть 12 В блока со стороны края контакта с грунтом. В данном воплощении, внешние основные наклонные канавки 6 имеют ширину Wg6 4,0 мм или более, и дополнительные наклонные канавки 13 сформированы в виде узких канавок, каждая из которых имеет ширину Ws13 менее 2,5 мм.

Вышеупомянутый угол α внешних основных наклонных канавок 6 составляет от 40 до 90°. Внешние основные наклонные канавки образуют угол α1 от 40 до 60° на участках пересечения с основной продольной канавкой 3. Угол а постепенно возрастает в направлении края ТЕо контакта с грунтом. Каждая внешняя основная наклонная канавка 6 может включать линейную часть, проходящую под постоянным углом α. Внешние основные наклонные канавки 6 могут плавно отводить дождевую воду с поверхности контакта с грунтом, благодаря своему наклону, и поэтому могут улучшать характеристики на мокром дорожном покрытии при подавлении снижения жесткости в продольном направлении.

Как показано на Фиг.5, часть каждой основной наклонной канавки 6 со стороны края контакта с грунтом, на обоих участках J пересечения, где поверхности S стенок основной наклонной канавки 6 пересекаются с поверхностью протектора 2, снабжена вырезами К6, так что точки "j" пересечения поверхностей 2 и S вырезаны с образованием закругленной кромки. Расстояние Т (показано на Фиг.4) от края КЕо контакта с грунтом до аксиально внутреннего конца выреза К6 составляет не более 15% ширины TW контакта протектора с грунтом, и ширина Kw6 выреза К6 постепенно возрастает в направлении края ТЕо контакта с грунтом. Предпочтительно угол θ6 выреза К6 относительно нормали к поверхности 2 протектора составляет от 55 до 80°. Более того, предпочтительно глубина Kh6 выреза на краю ТЕо контакта с грунтом составляет от 5 до 95% от глубины Нg6 основной наклонной канавки 6. Такие вырезы К6 подавляют абразивный износ участков J пересечения внешних блоков 12 и, таким образом, можно предотвратить снижение тягового усилия при минимальном снижении площади контакта с грунтом.

Так как направление наклона дополнительных наклонных канавок 13 отличается от направления наклона основных наклонных канавок 6, возможно сделать аксиальную ширину первой и второй частей 12А и 12В блоков больше, и, таким образом, возможно подавить снижение аксиальной жесткости блоков 12, при улучшении характеристик на мокром дорожном покрытии. Более того, так как направления наклона различны, возможно установить большой угол β пересечения между дополнительной наклонной канавкой 13 и основной наклонной канавкой 6. Если дополнительные наклонные канавки 13 проходят в продольном направлении или наклонены в том же направлении, что и основные наклонные канавки 6, остроугольный край Q образуется на первой и на второй частях 12А и 12В блоков, как показано на Фиг.6. Так как остроугольный край Q имеет низкую жесткость и легко деформируется, он слабо изнашивается при трении с дорожным покрытием, что вызывает неравномерный износ. Можно избежать снижения жесткости указанного края, чтобы предотвратить неравномерный износ, путем размещения дополнительных наклонных канавок 13 с направлением наклона, отличным от направления наклона основных наклонных канавок 6. С этой целью, предпочтительно угол γ дополнительной наклонной канавки 13 относительно продольного направления составляет от 5 до 60°, в частности от 10 до 30°. Более того, предпочтительно угол β пересечения, упомянутый выше, составляет 90°±20°, в частности 90°±15°.

Дополнительные наклонные канавки 13 на внешнем участке Jo пересечения, где поверхность 2 протектора пересекается с внешней поверхностью So стенки канавки, направленной наружу транспортного средства, снабжены вырезом с закругленным кромкой Ко, так что точка "j" пересечения вырезана, как показано на Фиг.7(А), демонстрирующем ее поперечное сечение. Причина состоит в том, что поскольку внешний участок Jo пересечения деформируется с заходом в наклонную дополнительную канавку 13, как показано на Фиг.7(В) под внешней силой, действующей при движении на повороте, трение с поверхностью дороги происходит реже, так что внешний участок Jo пересечения остается в форме выступа, таким образом вызывая неравномерный износ. Поэтому в дополнительных наклонных канавках 13 вырез Ко сформирован на внешнем участке Jo пересечения, что является противоположным способу формирования выреза в основных продольных канавках 3, 4 и 5. Аналогично внутреннему вырезу Ki, предпочтительно ширина Kw внешнего выреза Ко составляет от 0,5 до 2,0% ширины TW контакта протектора с грунтом, а угол θо наклона выреза Ко относительно нормали к поверхности 2 протектора составляет от 55 до 75°.

В этом воплощении прямолинейная канавка представлена в качестве примера дополнительной наклонной канавки 13, но дополнительная наклонная канавка 13 может быть, например, S-образной искривленной канавкой, как показано на Фиг.8, чтобы сделать жесткость блока однородной. В таком случае, угол γ, упомянутый выше, определяется углом между прямыми линиями, соединяющими оба конца дополнительной наклонной канавки 13.

Как показано на Фиг.9 в увеличенной форме, средние поперечные канавки 14 расположены в средней области Rm, расположенной между первой внутренней основной продольной канавкой 4 и второй внутренней основной продольной канавкой 5, так что они пересекают среднюю область Rm в аксиальном направлении шины, таким образом, средние блоки 15 сформированы в виде ряда 15R средних блоков 15, расположенных на расстоянии, в продольном направлении шины. Внутренняя плечевая область Ri между второй внутренней основной продольной канавкой 5 и внутренней кромкой TEi области контакта с грунтом также снабжена внутренними поперечными канавками 16, пересекающими внутреннюю плечевую область Ri в аксиальном направлении шины, тем самым формируя внутреннюю плечевую область Ri в виде ряда 17R внутренних блоков 17, расположенных на расстоянии, в продольном направлении.

Поперечные канавки 14 и 16 проходят под углом δ не более 30°, предпочтительно не более 20°, относительно аксиального направления шины. Предпочтительно, эти канавки 14 и 16 наклонены в том же направлении, что и направление наклона основных наклонных канавок 6. Эти поперечные канавки 14 и 16 служат для улучшения свойств разрезания водной пленки и свойств отвода воды, тем самым способствуя улучшению свойств отвода воды во внутренней области 2i и сохранению высокого уровня характеристик на мокром дорожном покрытии поверхности 2 протектора в целом. Для этих целей, предпочтительно, доля площади контакта с грунтом внутренней области 2i по отношению к площади контакта с грунтом всей поверхности составляет от 45 до 49%, в частности 47%. Другими словами, предпочтительно, с точки зрения характеристик сцепления при движении на повороте, доля площади контакта с грунтом внешней области 2о составляет от 51 до 55%, в частности 53%. Что касается поверхности контакта с грунтом в целом, предпочтительно, отношение площади контакта с грунтом к общей площади поверхности составляет от 70 до 75%, в частности 73%. Если доля площади контакта с грунтом внутренней области составляет менее 45%, площадь контакта с грунтом становится слишком маленькой в транспортном средстве с большим углом развала колес и не могут быть обеспечены достаточные характеристики тягового усилия.

В данном воплощении, как показано на Фиг.10 (А), глубина Ну средних поперечных канавок 14 постепенно снижается от края TEi контакта с грунтом в направлении к экватору шины С, тем самым жесткость рисунка в среднем ряду 15R блоков увеличивается, что подавляет неравномерный износ, такой как износ задней и передней части блоков. Более того, для тех же целей, как показано на Фиг.10(А) и 10 (В), соединительная перемычка 20 или 21, которая выступает из дна канавки, сформирована в каждой внутренней поперечной канавке 16 в месте пересечения с основной продольной канавкой 5, или в каждой основной наклонной канавке 6 в месте пересечения с основной продольной канавкой 3, тем самым жесткость рисунка во внешнем ряду 12R блоков или жесткость рисунка во внутреннем ряду 17R блоков улучшается, подавляя неравномерный износ, такой как износ задней и передней части блоков. Предпочтительно глубина D соединительной перемычки 20 или 21 от поверхности 2 протектора составляет от 5 до 70%, в частности от 15 до 55%, глубины Нg прилегающей основной продольной канавки.

В данном воплощении количество блоков, сформированных в среднем ряду 15R блоков, равно количеству блоков, сформированных во внутреннем ряду 17R блоков, и что касается соседних в аксиальном направлении среднего блока 15 и внутреннего блока 17, положение центра тяжести Gm среднего блока 15 и положение центра тяжести Gi внутреннего блока 17 смещены друг относительно друга в продольном направлении. Длина смещения составляет от 35 до 65% средней длины шага, полученной делением продольной длины средней области Rm на количество сформированных блоков. Такое расположение целесообразно для достижения однородности при износе, так как различия в жесткости блоков можно снизить и достичь однородного контакта с грунтом.

Более того, в данном воплощении, профиль протектора в меридиональном поперечном сечении шины, включая ось шины, различается для внешней области 2о и внутренней области 2i, так что, как показано на Фиг.11, расстояние Lo от экватора шины С к краю ТЕо контакта с грунтом с внешней стороны транспортного средства меньше, чем расстояние Li от экватора С шины до края TEi контакта с грунтом с внутренней стороны транспортного средства. Это способствует дополнительному улучшению характеристик движения на повороте, так как максимальное положение PF длины контакта с грунтом, где длина LF контакта с грунтом достигает максимума отпечатка F при повороте, может быть смещено по направлению к экватору шины. С этой точки зрения, предпочтительно формировать профиль протектора двусторонне асимметричным, так что аксиальное расстояние LD от центра СТ контакта с грунтом между краями ТЕо и TEi контакта с грунтом до максимального положения PF контакта с грунтом отпечатка F, полученного при повороте, составляет от 0,16 до 0,22 ширины TW контакта протектора с грунтом. Если расстояние LD составляет более 0,22 ширины TW контакта протектора с грунтом, характеристики на повороте недостаточно улучшены, а если расстояние LD составляет менее 0,16 ширины TW контакта протектора с грунтом, это отрицательное сказывается на стабильности прямолинейного движения. Термин "расстояние LD", как используют в данной работе, означает аксиальное расстояние до максимального положения PF контакта с грунтом отпечатка F, полученного, если шину устанавливают на стандартный обод, накачивают до нормального внутреннего давления и нагружают стандартной нагрузкой, и затем обеспечивают угол бокового увода 4° (в условиях движения на повороте).

Другой пример рисунка протектора представлен на Фиг.12. На данном чертеже представлен случай, когда каждая из основных продольных канавок 3, 4 и 5 и дополнительная канавка 11 расположены в положениях, смещенных в направлении внешней стороны транспортного средства на 8 мм, по сравнению с рисунком, представленным на Фиг.1. Таким расположением улучшают характеристики на влажном дорожном покрытии при движении на повороте. Более того, поскольку жесткость рисунка внутренней области 2i увеличена, площадь контакта с грунтом возрастает при использовании в транспортном средстве с большим углом развала колес, и поэтому характеристики тягового усилия могут быть улучшены.

Другой пример основной продольной канавки 3 представлен на Фиг.13. Данная основная продольная канавка 3 сформирована в виде волнообразной канавки, где нижняя часть 30 канавки представляет собой форму волны, так что амплитуда изменяется в волновой форме. В частности, нижняя часть 30 канавки включает дно 30S канавки, и нижние части 30а и 30b стенок канавки, которые поднимаются по обоим краям нижней части 30 канавки. Нижние части 30а и 30b стенок канавки продолжены верхними частями 31а и 31b, проходящими от верхних краев нижних частей 30а и 30b стенок канавки к поверхности 2 проектора. По меньшей мере, верхние части 31а и 31b стенок канавки имеют непрерывный угол наклона по всей длине в продольном направлении. Высота точки пересечения верхней и нижней частей 31а и 30а стенок канавки и высота точки пересечения верхней и нижней частей 31b и 30b стенок канавки изменяются в продольном направлении. Таким образом, верхние края канавки, которые представляют собой участки J пересечения, где верхние части 31а и 31b стенок канавки пересекаются с поверхностью 2 протектора, проходят прямо в продольном направлении, тем самым сопротивление неравномерному износу и характеристики отвода воды поддерживают на высоком уровне. В случае волнообразной канавки, верхние части 31а и 31b стенок канавки образуют вырезы Ki и, таким образом, в данном воплощении, угол 91 наклона частей 31а и 31b стенок канавки устанавливают от 55 до 75°. Более того, поскольку волнообразная канавка имеет нижнюю часть 30 канавки в форме волны, протектор более устойчив к деформации изгиба в основной продольной канавке 3 и, таким образом, жесткость протектора увеличивается, что улучшает характеристики сцепления с сухим дорожным покрытием при движении на повороте. Такая волнообразная канавка также может быть использована в качестве основных продольных канавках 4 и 5.

Хотя особенно предпочтительные воплощения настоящего изобретения описаны со ссылками на прилагаемые чертежи, настоящее изобретение может быть изменено с получением разнообразных воплощений и может быть реализовано без ограничения только воплощениями, представленными на чертежах.

ПРИМЕРЫ

Были изготовлены радиальные шины (ширина протектора 240 мм) для легковых автомобилей размером 255/40R20 и с основным рисунком протектора, представленным в таблице 1, и их испытывали на характеристики отвода воды, характеристики движения на повороте, сопротивление износу и тепловое старение. Результаты представлены в таблице 1. Технические характеристики, за исключением описанных в таблице 1, в основном общие для всех шин. Шина сравнительного примера 1 такая же, как в примере 1, за исключением того, что дополнительная наклонная канавка 13 проходит в продольном направлении (γ=0°), как показано на Фиг.6. Шина примера 5 имеет рисунок протектора, представленный на Фиг.12, и основные продольные канавки 3, 4 и 5 и дополнительную продольную канавку 11, смещенные в направлении внешней стороны автомобиля на 8 мм, соответственно, по сравнению с рисунком, представленным на Фиг.1. В примере 6 только основная продольная канавка 3 сформирована в виде волнообразной канавки, представленной на Фиг.13, и ширина Kw3 выреза Ki, которая представляет собой ширину частей 31а, 31b стенок волнообразной канавки, изменяется от 0,3 до 6,5 мм, а глубина Kh выреза Ki, которая представляет собой высоту частей 31а, 31b стенок волнообразной канавки, изменяется от 1,5 до 6,0 мм.

(1) Характеристики отвода воды

Шины устанавливали на все четыре колеса автомобиля (легковой автомобиль Japanese 3500 ее 4WD) в условиях обода 9,5 JJ и внутреннего давления 230 кПа. Автомобиль испытывали на асфальтовой дороге с радиусом поворота 100 м, с лужами глубиной 10 мм и длиной 20 м, ступенчато увеличивая скорость для вхождения в лужу. Измеряли боковую составляющую ускорения (боковую G), и рассчитывали среднюю боковую G передних колес в диапазоне скоростей от 50 до 80 км/ч. Результаты представлены в виде показателя, основанного на результате сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше характеристики отвода воды.

(2) Характеристики движения на повороте

Указанный выше автомобиль испытывали на полигоне и на обычной дороге. Уровень сцепления и предельный уровень при движении на повороте оценивали по ощущениям водителя. Результаты представлены в виде показателя, основанного на результате сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше характеристики.

(3) Сопротивление износу

Указанный выше автомобиль испытывали на дистанции 30 км на полигоне при экстремальных условиях движения, и визуально наблюдали выкрашивание ребра и неравномерный износ. Результаты представлены в виде показателя, основанного на результате сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше сопротивление износу.

(4) Термическое старение

Указанный выше автомобиль испытывали на полигоне 10 раз при экстремальных условиях движения, и степень снижения сцепления с дорогой в ходе движения оценивали по ощущениям водителя. Результаты представлены в виде показателя, основанного на результате сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем меньше степень снижения сцепления из-за термического старения и, соответственно, тем лучше характеристики.

Таблица 1 Шина Ср. Пр.1 Пр.1 Пр.2 Пр.3 Пр.4 Пр.5 Пр.6 Прот.1 Фиг.6 Фиг.1 Фиг.1 Фиг.1 Фиг.1 Фиг.12 Фиг.13 Основная продольная канавка 3               Ширина Wg3 канавки (3 мм) 14,5 14,5 14,5 12,5 14,5 14,5 14,5 Глубина Нg3 канавки (3 мм) 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Ширина Kw3 выреза (3 мм) 2,5 2,5 0 2,5 2,5 2,5 3,0-6,5 Глубина Kh выреза (3 мм) 2 2 0 2 2 2 1,5-6,0 Основная продольная канавка 4               Ширина Wg4 канавки (3 мм) 11,5 11,5 11,5 12,5 11,5 11,5 11,5 Глубина Нg4 канавки (3 мм) 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Ширина Kw4 выреза (3 мм) 2 2 0 2 2 2 2 Глубина Kh выреза (3 мм) 1,5 1,5 0 1,5 1,5 1,5 1,5 Основная продольная канавка 5               Ширина Wg5 канавки (3 мм) 12 12 12 12,5 12 12 12 Глубина Нg5 канавки (3 мм) 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 Ширина Kw5 выреза (3 мм) 2 2 0 2 2 2 2 Глубина Kh выреза (3 мм) 1,5 1,5 0 1,5 1,5 1,5 1,5 Дополнительная продольная 2 2 2 2 отсутствует 2 2 канавка 11 Ширина Ws11 канавки               (мм)               Основная наклонная канавка 6 55 55 55 55 55 55 55 Угол α1 наклона (градусы)               Дополнительная наклонная Продольное Наклон Наклон Наклон Наклон Наклон Наклон канавка 13 Направление *1 направление (против.) (против.) (против.) (против.) (против.) (против.) Угол γ (градусы) 0 20 20 20 20 20 20 Угол β (градусы) 55 75 75 75 75 75 75

Продолжение таблицы 1 Шина Ср. Пр.1 Пр.1 Пр.2 Пр.3 Пр.4 Пр.5 Пр.6 Доля площади контакта с грунтом внутренней области (%) 47 47 47 47 47 47 47 Доля площади контакта с грунтом внешней области (%) 53 53 53 53 53 53 53 Характеристики отвода воды 100 100 100 90 100 110 80 Характеристики движения на повороте 100 100 110 115 100 110 115 Сопротивление износу 100 110 90 115 110 110 115 Термическое старение 100 100 100 100 90 95 100 *1: "Наклон (противопол.)" означает, что направление наклона дополнительной наклонной канавки 13 отличается от направления наклона наклонной основной канавки 6.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. На поверхности (2) протектора внешняя область (2о), направленная наружу транспортного средства, содержит одну основную продольную канавку (3), расположенную внутри нее. Внутренняя область (2i), направленная внутрь транспортного средства содержит первую и вторую основные продольные канавки (4 и 5), расположенные внутри нее. Центральная область (Rc) между основными продольными канавками (3 и 4) сформирована в виде ребра (10), непрерывно проходящего в продольном направлении. Внешняя плечевая область (Ro) между основной продольной канавкой (3) и краем (ТЕo) контакта с грунтом сформирована в виде ряда внешних блоков (12), разделенных основными наклонными канавками (6). Внешние блоки (12) содержат дополнительные наклонные канавки, сформированные с наклоном, отличным от наклона основных наклонных канавок (6), так что внешние блоки (12) разделены на первую часть блока со стороны экватора шины и вторую часть блока со стороны края контакта с грунтом. Технический результат - повышение сопротивления износу шины при высоком уровне характеристик сцепления на сухом дорожном покрытии и характеристик на мокром дорожном покрытии. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 ил.

1. Пневматическая шина, включающая продольные основные канавки, расположенные ассиметрично относительно экватора шины, указанная пневматическая шина имеет поверхность протектора, разделенную экватором шины на внешнюю область, направленную наружу транспортного средства, и внутреннюю область, направленную внутрь транспортного средства, и содержащую одну внешнюю основную продольную канавку, расположенную в указанной внешней области и проходящую в продольном направлении шины, и первую и вторую внутренние основные продольные канавки, расположенные в указанной внутренней области, причем указанная первая основная внутренняя продольная канавка проходит в продольном направлении со стороны экватора шины, а указанная вторая внутренняя основная продольная канавка проходит в продольном направлении со стороны края контакта с грунтом, причем указанная пневматическая шина отличается тем, что:
центральная область между указанной внешней основной продольной канавкой и указанной первой внутренней основной продольной канавкой сформирована в виде ребра, проходящего непрерывно в продольном направлении,
внешняя плечевая область между указанной внешней основной продольной канавкой и краем контакта с грунтом снабжена внешними основными наклонными канавками, каждая из которых проходит с наклоном относительно продольного направления шины и пересекает указанную внешнюю плечевую область, тем самым формируя указанную внешнюю плечевую область в виде ряда внешних блоков, расположенных на расстоянии в продольном направлении, и
каждый из указанных внешних блоков снабжен дополнительной наклонной канавкой с направлением наклона, отличным от направления наклона указанных внешних основных наклонных канавок относительно продольного направления, и проходящей между соседними указанными внешними основными наклонными канавками, тем самым разделяя указанные внешние блоки на первую часть блока со стороны экватора шины и вторую часть блока со стороны края контакта с грунтом.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой указанная внешняя основная продольная канавка, указанная первая внутренняя основная продольная канавка и указанная вторая внутренняя основная продольная канавка снабжены на внутреннем участке пересечения, где поверхность протектора пересекается с внутренней поверхностью стенки каждой из основных продольных канавок, которая направлена внутрь транспортного средства, вырезом с закругленной кромкой, так что точка пересечения указанного участка пересечения вырезана.

3. Пневматическая шина по п.2, в которой ширина указанной внешней основной продольной канавки больше, чем ширина каждой указанной первой и второй внутренних основных продольных канавок, и аксиальная ширина указанного выреза, сформированного в указанной внешней основной продольной канавке больше, чем аксиальная ширина указанных вырезов, сформированных в указанной первой и второй внутренней основной продольной канавках.

4. Пневматическая шина по п.1, в которой указанная дополнительная наклонная канавка на внешнем участке пересечения, где внешняя поверхность стенки этой канавки, направленная наружу транспортного средства, пересекается с поверхностью протектора, снабжена вырезом с закругленной кромкой, так что точка пересечения указанного внешнего участка пересечения вырезана.

5. Пневматическая шина по п.1, в которой в указанной центральной области размещена центральная дополнительная канавка, проходящая непрерывно в продольном направлении и имеющая ширину менее 4,0 мм.

6. Пневматическая шина по любому из пп.1-5, в которой средняя область, расположенная между указанной первой внутренней основной продольной канавкой и указанной второй внутренней основной продольной канавкой, снабжена средними поперечными канавками, пересекающими среднюю область в аксиальном направлении шины, тем самым формируя указанную среднюю область в виде ряда средних блоков, расположенных на расстоянии, в продольном направлении шины,
внутренняя плечевая область, расположенная между указанной второй внутренней основной продольной канавкой и краем контакта с грунтом внутренней области, снабжена внутренними поперечными канавками, пересекающими внутреннюю плечевую область в аксиальном направлении шины, тем самым формируя указанную плечевую область в виде ряда внутренних блоков, расположенных на расстоянии, в продольном направлении шины, и
количество сформированных средних блоков равно количеству сформированных внутренних блоков, и что касается соседних в аксиальном направлении шины среднего блока и внутреннего блока, положение центра тяжести среднего блока и положение центра тяжести внутреннего блока смещены относительно друг друга в продольном направлении шины, и длина смещения составляет от 35 до 65% средней длины шага, полученной делением продольной длины средней области на количество сформированных блоков.

7. Пневматическая шина по п.6, в которой указанные средние поперечные канавки имеют глубину, постепенно уменьшающуюся от края контакта с грунтом в направлении экватора шины.