ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2012 года по МПК B60C11/11 B60C11/12 B60C11/13 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к пневматической шине и, более конкретно, относится к пневматической шине, конфигурация которой обеспечивает улучшенные характеристики на мокром дорожном покрытии и на снегу, а также повышенную устойчивость к неравномерному износу.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно шины, имеющие протектор с конфигурацией в виде множества шашек, разделенных множеством основных канавок, простирающихся в продольном направлении, и множества поперечных канавок, простирающихся в поперечном направлении шины, обеспечивают улучшенные характеристики на снегу и повышенную эффективность слива воды. В пневматических шинах такого типа одной из технологий дальнейшего повышения эффективности слива воды является использование направленного рисунка протектора на трущейся поверхности. Например, в Патентном документе 1 описана конфигурация рисунка протектора в виде направленного рисунка, включающего в себя множество основных канавок, простирающихся в продольном направлении, множество канавок грунтозацепа, простирающегося под наклоном в поперечном направлении, и прорези.

С другой стороны, поскольку характеристики износа меняются в зависимости от того, установлена ли шина на передних или задних колесах автомобиля, а также от их положения установки, срок службы шины может быть продлен за счет периодического изменения по циклу положения установки, так чтобы все шины изнашивались равномерно. Однако при этом шины с направленным рисунком, на которых указывается направление вращения шины, из-за фиксированного направления вращения можно переставлять только между передними и задними колесами, которые находятся на одной и той же стороне транспортного средства. Поэтому для шин с высокой нагрузкой на плечевую зону при повороте, требующем сопротивления уводу, например, шин для легких грузовиков, при использовании упомянутого выше направленного рисунка протектора перестановка шин не позволяет избавиться от неравномерного износа плечевой зоны, поскольку ее можно производить только между передними и задними колесами с одной и той же стороны транспортного средства. Кроме того, хотя повышение жесткости шашек протектора путем снижения числа поперечных канавок позволяет эффективно повысить устойчивость к неравномерному износу, это приводит к падению характеристик шины на снегу. Поэтому существует проблема балансировки характеристик на мокрой и заснеженной поверхности, с одной стороны, и устойчивости к неравномерному износу, с другой.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Патентный документ

Патентный документ 1: нерассмотренная патентная заявка Японии №2007-161114A

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблема, решение которой обеспечивается при использовании шины, описанной в настоящем изобретении

Целью настоящего изобретения является разрешение описанных выше проблем путем создания пневматической шины с направленным рисунком протектора, конфигурация которой обеспечивает улучшенные характеристики на мокром дорожном покрытии и на снегу, а также повышенную устойчивость к износу.

ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Для достижения поставленной выше цели пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением имеет на трущейся поверхности центральную основную канавку, простирающуюся в продольном направлении по экватору шины; по меньшей мере 2 внешние основные канавки, расположенные на обеих сторонах от центральной основной канавки в поперечном направлении и простирающиеся в продольном направлении; и множество поперечных канавок, простирающихся в поперечном направлении между центральной основной канавкой и внешними основными канавками и соединяющих указанные центральную основную канавку и внешние основные канавки. Указанные центральная основная канавка, внешние основные канавки и поперечные канавки разделяют множество расположенных в центральной части протектора шашек. В плечевых зонах шины, находящихся снаружи от самых внешних в поперечном направлении внешних основных канавок, расположена канавка грунтозацепа, которая не имеет соединения с самой внешней из внешних основных канавок, и сформированы ребра. Расположенные на обеих сторонах от центральной основной канавки в поперечном направлении поперечные канавки взаимно наклонены в противоположные стороны по отношению к экватору шины. Угол наклона к центральной части θ1, который представляет собой угол, образованный поперечной канавкой по отношению к продольному направлению шины в точке, где поперечная канавка соединяется с центральной основной канавкой, является острым. Поперечные канавки с двух сторон центральной основной канавки расположены с некоторым смещением друг относительно друга в продольном направлении, так что вдоль всей окружности шины везде имеется продольная компонента поперечной канавки, то есть проекции поперечной канавки на продольное направление шины. Шашки и ребра протектора содержат прорези, образующие направленный рисунок.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением поперечные канавки, расположенные на обеих сторонах от центральной основной канавки в поперечном направлении, взаимно наклонены в противоположные стороны по отношению к центральной основной канавке, и угол наклона к центральной части θ1, который представляет собой угол, образованный поперечной канавкой по отношению к продольному направлению шины в точке, где поперечная канавка соединяется с центральной основной канавкой, является острым. Тем самым может быть достигнуто улучшение характеристик шины на мокрой поверхности и на снегу. В частности, поперечные канавки с двух сторон центральной основной канавки расположены с некоторым смещением друг относительно друга в продольном направлении, так что вдоль всей окружности шины везде имеется продольная компонента поперечной канавки, то есть проекции поперечной канавки на продольное направление шины. Тем самым может быть достигнуто улучшение характеристик шины при соприкосновении с мокрой поверхностью. Кроме того, может быть достигнуто повышение устойчивости к неравномерному износу, поскольку в плечевых зонах находятся канавки грунтозацепа, не имеющие соединения с самыми внешними основными канавками. Таким образом, может быть достигнуто одновременное улучшение характеристик на мокром покрытии и на снегу и повышение устойчивости к износу в пневматической шине с направленным рисунком протектора.

В настоящем изобретении в месте соединения поперечных канавок с центральной основной канавкой сформирована часть узкого основания канавки, ширина и глубина которой меньше, чем у остальных частей поперечных канавок. Предпочтительно глубина канавки в части узкого основания канавки составляет от 40 до 60% глубины канавки центральной основной канавки, а ширина канавки в части узкого основания канавки составляет от 30 до 50% максимальной ширины канавки для поперечных канавок. Тем самым может быть достигнуто повышение жесткости шашек центральной части протектора при одновременном обеспечении эффективного слива воды, а также повышена устойчивость центральной части к неравномерному износу.

В настоящем изобретении упомянутый угол наклона к центральной части θ1 предпочтительно выбирают относительно меньшим, чем угол наклона к плечевой зоне θ2, который представляет собой угол, образованный поперечной канавкой по отношению к продольному направлению шины в точке, где поперечная канавка соединяется с внешней основной канавкой. Тем самым повышается эффективность слива воды через поперечные канавки, и, как результат, невысокий уровень эффективности слива воды может быть восполнен путем создания части узкого основания канавки. Далее различие между упомянутыми углами наклона к центральной части θ1 и наклона к плечевой зоне θ2 предпочтительно выбирают в диапазоне от 5 до 30°. Тем самым достигается еще большее повышение эффективности слива воды через поперечные канавки. Кроме того, упомянутый угол наклона к центральной части θ1 предпочтительно выбирают в диапазоне от 40 до 65°, и тем самым повышается эффективность слива воды и устойчивость к износу.

В настоящем изобретении на поверхности шашки протектора находятся мелкие канавки, причем предпочтительно шаг расположения мелких канавок находится в диапазоне от 2,5 до 5 мм, их глубина - в диапазоне от 0,1 до 0,8 мм, а их ширина составляет от 0,1 до 0,8 мм. Тем самым достигается улучшение характеристик шины как на мокрой поверхности, так и на снегу.

В настоящем изобретении на краевой части внутренней в поперечном направлении стороны ребер предпочтительно непрерывно либо периодически сформировано множество скошенных участков в такой конфигурации, что степень скошенности изменяется периодически в продольном направлении шины. Тем самым может быть увеличена протяженность края и достигнуто улучшение характеристик шины на мокрой поверхности.

В настоящем изобретении угол наклона канавки грунтозацепа к продольному направлению θ3 предпочтительно равен 90±10°. Тем самым может быть обеспечена жесткость ребра и повышена устойчивость к износу.

В настоящем изобретении определяемая в соответствии со стандартом JIS A твердость резины, из которой выполнена трущаяся поверхность, при температуре -10°C предпочтительно находится в диапазоне от 55 до 70 единиц. Тем самым в результате выбора жесткости шашек протектора в соответствующем диапазоне может быть повышена устойчивость к неравномерному износу и улучшены характеристики шины на снегу.

Кроме того, каждая из описываемых пневматических шин может использоваться в качестве шины для легких грузовиков, которая эксплуатируется в условиях давления воздуха 350 кПа или выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг.1 схематически показан вид спереди трущейся поверхности пневматической шины в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан увеличенный вид спереди шашки протектора, находящейся рядом с центральной основной канавкой пневматической шины, показанной на Фиг.1.

На Фиг.3 представлено поясняющее изображение центральной части пневматической шины, показанной на Фиг.1, в увеличенном виде.

На Фиг.4 показан увеличенный вид сверху части ребра плечевой зоны пневматической шины, показанной на Фиг.1.

На Фиг.5 показан вид сбоку шашки протектора, находящейся рядом с центральной основной канавкой пневматической шины, показанной на Фиг.2.

На Фиг.6 представлен увеличенный вид в поперечном разрезе мелких канавок, выполненных на шашке протектора, находящейся рядом с центральной основной канавкой пневматической шины, показанной на Фиг.2.

На Фиг.7 показан вид сбоку ребра плечевой зоны пневматической шины, показанной на Фиг.4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пневматическая шина, составляющая предмет настоящего изобретения и показанная на Фиг.1, содержит на протекторе T одну центральную основную канавку 1, простирающуюся в продольном направлении на экваторе шины E, и две внешние основные канавки 2, которые простираются в продольном направлении и размещаются по обе стороны от центральной основной канавки 1. В продольном направлении на протекторе расположено множество поперечных канавок 3, находящихся под некоторым углом к центральной основной канавке 1 и размещенных периодически между внешними основными канавками 2 и центральной основной канавкой 1 таким образом, чтобы соединять центральную основную канавку 1 и внешние основные канавки 2. Центральная основная канавка 1 имеет прямую форму и в проекции на продольное направление имеет профиль, включающий просматриваемый насквозь участок. Далее находящиеся снаружи от внешних основных канавок 2 плечевые зоны S содержат размещенные периодически в продольном направлении глухие канавки грунтозацепа 4, простирающиеся от края плечевой зоны в направлении внешней основной канавки 2 таким образом, чтобы не соединяться с внешней основной канавкой 2. Таким образом, в центральной части протектора C, находящейся внутрь от внешних основных канавок 2, сформировано два ряда шашек, образованных и разделенных множеством канавок шашками 5. С другой стороны, в находящихся снаружи от внешних основных канавок 2 плечевых зонах S сформированы ребра 6, содержащие множество глухих канавок грунтозацепа 4. Поверхность шашек 5 и ребер 6 содержит множество прорезей 7, имеющих при рассмотрении сверху зигзагообразную форму и простирающихся в поперечном направлении шины.

Число простирающихся в продольном направлении основных канавок на протекторе T не ограничивается тремя основными канавками, представленными на Фиг.1, а именно одной центральной основной канавкой 1 и двумя боковыми основными канавками 2. Далее на форму прорезей 7 не накладывается особенных ограничений, достаточно лишь, чтобы упомянутые прорези простирались в поперечном направлении шины.

Рисунок протектора пневматической шины, составляющей предмет настоящего изобретения, выполнен в виде направленного рисунка, образованного взаимным наклоном поперечных канавок 3, расположенных в поперечном направлении с обеих сторон центральной основной канавки 1, в противоположные стороны по отношению к экватору шины E. Подобный направленный рисунок, содержащий упомянутые глухие канавки грунтозацепа 4 и упомянутые поперечные канавки 3, наклоненные по отношению к продольному направлению шины, имеет компоненту, которая простирается в продольном направлении шины, и компоненту, которая простирается в поперечном направлении шины. Таким образом, при движении по заснеженной поверхности может быть одновременно достигнут как эффект разгона или торможения транспортного средства в прямом и обратном направлениях, так и эффект защиты от проскальзывания в боковом направлении. Однако такой тип направленного рисунка протектора допускает перестановку только шин передних и задних колес с одной и той же стороны транспортного средства. Поэтому при размещении ряда шашек в плечевой зоне шины S усиливается чешуйчатый износ, и подавление неравномерного износа затрудняется. Однако, как показано на Фиг.1, плечевая зона S содержит глухие канавки грунтозацепа 4, причем глухие канавки грунтозацепа 4 не соединяются с внешними основными канавками 2, и ребра 6, образованные непрерывными участками поверхности контакта с дорожным покрытием в продольном направлении. Тем самым снижаются колебания жесткости участков плечевой зоны S в продольном направлении, что позволяет снизить неравномерность износа участков плечевой зоны S.

Как показано на Фиг.2, угол, образованный в месте соединения поперечных канавок 3 с центральной основной канавкой 1 по отношению к продольному направлению шины, представляет собой угол наклона к центральной части θ1. Указанный угол наклона к центральной части θ1 выбирают таким образом, чтобы он был острым. Угол наклона к центральной части θ1 предпочтительно выбирают в диапазоне от 40 до 65°. Здесь угол наклона к центральной части θ1 представляет собой угол, образованный центральной по ширине канавки линией поперечной канавки 3 по отношению к продольному направлению шины. Выбор угла наклона к центральной части θ1 так, чтобы он был острым углом, позволяет помимо описанных выше эффектов, достигаемых наклоном поперечных канавок 3, еще более повысить эффективность слива воды и устойчивость к неравномерному износу. Превышение углом наклона к центральной части θ1 значения 65° приводит к быстрому чешуйчатому износу и недостаточной устойчивости к неравномерному износу, поскольку края шашек протектора со стороны внешней основной канавки 2 становятся заостренными. С другой стороны, при значении угла наклона к центральной части θ1 менее 40° эффективность слива воды оказывается недостаточной.

Кроме того, находящиеся с двух сторон центральной основной канавки 1 в поперечном направлении поперечные канавки 3 расположены с некоторым смещением друг относительно друга в продольном направлении, так что вдоль всей окружности шины расположена продольная компонента поперечной канавки, то есть проекции поперечной канавки 3 на продольное направление шины. Более конкретно, как показано на Фиг.3, при расположении находящихся с двух сторон центральной основной канавки 1 в поперечном направлении поперечных канавок и 3 с некоторым смещением друг относительно друга в продольном направлении продольная компонента 3' поперечной канавки 3 получает смещение в продольном направлении. Тем самым продольная компонента поперечной канавки 3 одного ряда шашек протектора попадает в ту область, где заканчивается продольная компонента 3' поперечной канавки 3 другого ряда шашек протектора. Таким образом, продольные компоненты 3' с двух сторон от центральной основной канавки 1 в поперечном направлении дополняют друг друга и организованы таким образом, что они перекрываются, и тем самым продольная компонента канавки оказывается непрерывной во всем продольном направлении шины. Поскольку продольная компонента канавки 3' организована таким образом, чтобы быть непрерывной во всем продольном направлении шины, оказывается возможным улучшить характеристики шины на мокрой поверхности при качении шины. Условие относительного смещения поперечных канавок 3 не является обязательно ограничивающим, но предпочтительно упомянутые поперечные канавки 3 каждая смещены относительно друг друга на полшага в продольном направлении с обеих сторон от центральной основной канавки 1.

Как показано на Фиг.4, находящиеся в плечевой зоне S глухие канавки грунтозацепа 4 простираются в поперечном направлении шины. Предпочтительно угол наклона канавки грунтозацепа к продольному направлению θ3 находится в диапазоне 90±10°. Кроме того, находящиеся в плечевой зоне S глухие канавки грунтозацепа 4 с двух сторон в поперечном направлении предпочтительно наклонены во взаимно противоположных направлениях по отношению к экватору шины E. Тем самым выбор в качестве направления наклона глухой канавки грунтозацепа 4 поперечного направления шины позволяет обеспечить жесткость ребра и повысить устойчивость к износу. При выборе угла наклона θ3 за пределами диапазона 90±10° устойчивость к износу оказывается недостаточной. Здесь угол наклона θ3 представляет собой угол, образованный центральной по ширине канавки линией канавки грунтозацепа 4 по отношению к продольному направлению шины.

Выполнение прорезей 7 на поверхностях шашек протектора 5 и ребер 6 позволяет повысить характеристики шины на мокрой поверхности. Предпочтительно упомянутые прорези 7 простираются до краев шашек 5 или ребер 6. Изготовление прорезей 7 до краев шашек протектора 5 или ребер 6 позволяет повысить характеристики шины на мокрой поверхности, обеспечиваемые краями прорезей. Угол наклона θ4 прорезей 7 по отношению к продольному направлению как на шашках протектора 5, так и на ребрах 6 предпочтительно находится в диапазоне 90±10°. Выбор угла наклона θ4 прорезей 7 в указанном диапазоне позволяет улучшить характеристики торможения на мокрой поверхности. В частности, выполнение прорезей 7 на поверхности ребер 6 в поперечном направлении позволяет восполнить потерю характеристик торможения на мокрой поверхности, вызванную отсутствием связи глухих канавок грунтозацепа 4 с внешними основными канавками 2.

Как показано на Фиг.2 и 5, в месте соединения поперечных канавок 3 с центральной основной канавкой 1 сформирована часть узкого основания канавки 3a. Упомянутая часть узкого основания канавки 3a представляет собой часть канавки, ширина и глубина которой меньше, чем для остальных частей поперечной канавки 3. Длину части узкого основания канавки L3a выбирают в диапазоне от 20 до 40% длины L3 поперечной канавки 3. Кроме того, ширину канавки W3a части узкого основания канавки 3a выбирают в диапазоне от 30 до 50% максимальной ширины W3 поперечной канавки 3, а глубину D3a части узкого основания канавки 3a выбирают в диапазоне от 40 до 60% глубины канавки D1 центральной основной канавки 1. Здесь длина L3 поперечной канавки 3 представляет собой длину поперечной канавки 3 от края со стороны центральной основной канавки 1 до края со стороны внешней основной канавки 2. Кроме того, длина L3a части узкого основания канавки 3a представляет собой длину поперечной канавки 3 от края со стороны центральной основной канавки 1. Обе описанные длины измеряют вдоль центральной по ширине канавки линии поперечной канавки 3.

Формирование в месте соединения поперечных канавок 3 с центральной основной канавкой 1 части узкого основания канавки 3a и уменьшение ширины канавки W3a и глубины канавки D3a поперечной канавки 3 позволяет повысить жесткость шашки протектора в окрестности части узкого основания канавки 3a и ослабить неравномерный износ шины. Далее поднятие дна поперечной канавки 3 используется в сочетании с уменьшением ее ширины, и тем самым при повышении жесткости шашки протектора может быть достигнуто состояние, в котором поперечные канавки 3 соединяются с центральной основной канавкой 1. Тем самым благодаря совместному действию центральной основной канавки 1 и поперечных канавок 3 оказывается возможным сохранить высокую эффективность слива воды.

Здесь выбор длины L3a части узкого основания канавки 3a в диапазоне от 20 до 40% длины L3 поперечной канавки 3 позволяет ослабить неравномерный износ шины без потери устойчивости управления транспортным средством на снегу. При выборе длины L3a части узкого основания канавки 3a менее чем 20% длины L3 поперечной канавки 3 не обеспечивается необходимое подавление неравномерного износа. С другой стороны, если длина L3a части узкого основания канавки 3a превышает 40% длины L3 поперечной канавки 3, устойчивости управления транспортным средством на снегу оказывается недостаточной.

Выбор глубины D3a части узкого основания канавки 3a в диапазоне от 40 до 60% глубины канавки D1 центральной основной канавки 1 позволяет ослабить неравномерный износ шины без потери устойчивости управления транспортным средством на снегу. Если отношение глубины D3a части узкого основания канавки 3a к глубине D1 центральной основной канавки 1 составляет менее 40%, возможно ослабление неравномерного износа, однако эффективность слива воды и сброса снега оказываются недостаточными. С другой стороны, если указанное отношение превышает 60%, то оказывается невозможным достаточное ослабление различий в жесткостях, и тем самым повышение устойчивости к неравномерному износу оказывается недостаточным.

Выбор ширины W3a поперечной канавки 3 в части узкого основания канавки 3a в диапазоне от 30 до 50% максимальной ширины W3 поперечной канавки 3 позволяет ослабить неравномерный износ шины без потери устойчивости управления транспортным средством на снегу. Если отношение ширины W3a части узкого основания канавки 3a к максимальной ширине W3 поперечной канавки 3 составляет менее 30%, возможно ослабление неравномерного износа, однако эффективность слива воды и сброса снега оказываются недостаточными. С другой стороны, если указанное отношение превышает 50%, то жесткость шашки значительно не изменится, и тем самым повышение устойчивость к неравномерному износу оказывается недостаточным.

Как показано на Фиг.2, угол, образованный в месте соединения поперечных канавок 3 с внешней основной канавкой 2 по отношению к продольному направлению шины, представляет собой угол наклона к плечевой зоне θ2. Угол наклона к центральной части θ1 предпочтительно выбирают относительно меньшим, чем угол наклона к плечевой зоне θ2. Тем самым может быть повышена эффективность слива воды через поперечные канавки 3. Таким образом, даже при введении в конфигурацию части узкого основания канавки 3a с уменьшенными глубиной и шириной поперечной канавки 3 для повышения устойчивости к неравномерному износу, как описано выше, оказывается возможным сохранение эффективности слива воды. Различие в значении угла наклона к центральной части θ1 и угла наклона к плечевой зоне θ2 предпочтительно выбирают в диапазоне от 5 до 30°. Если указанное различие составляет менее 5°, эффективность слива воды оказывается недостаточной. С другой стороны, если указанное различие превышает 30°, это может привести к потере жесткости шашки протектора и к трудностям подавления неравномерного износа. Здесь угол наклона к плечевой зоне θ2 представляет собой угол, образованный центральной по ширине канавки линией поперечной канавки 3 по отношению к продольному направлению шины.

В пневматической шине, составляющей предмет настоящего изобретения, на поверхность контакта с дорожным покрытием каждой шашки протектора 5 предпочтительно наносят множество параллельных мелких канавок 8, наклоненных в продольном направлении. Указанные мелкие канавки 8 представляют собой мелкие канавки с глубиной, меньшей глубины прорезей 7. При установке новых шин их эксплуатационные характеристики на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях не всегда оказываются достаточными, поскольку характеристики резины протектора еще не раскрылись в полной мере. Однако нанесение мелких канавок 8, таких как описано выше, позволяет эффективно устранить формирование водяной пленки, образующейся между трущейся поверхностью и обледенелой или заснеженной поверхностью дорожного покрытия, благодаря действию мелких канавок 8. Тем самым оказывается возможным повышение характеристик на обледенелой и заснеженной поверхности дорожного покрытия в начальный период эксплуатации шины. Далее нанесение мелких канавок 8 на поверхности контакта шашек протектора 5 с дорожным покрытием стимулирует снятие наружной части протектора благодаря действию мелких канавок 8. Тем самым оказывается возможным эффективное сокращение времени, необходимого для раскрытия в полной мере характеристик резины протектора.

Как показано на Фиг.6, ширина канавки w мелких канавок 8 предпочтительно составляет от 0,1 до 0,8 мм, а ширина канавки d предпочтительно составляет от 0,1 до 0,8 мм. Если ширина канавки w мелких канавок 8 составляет менее 0,1 мм, усиление эффекта удаления водяной пленки и эффективность сброса снега оказываются недостаточными. С другой стороны, при ширине канавки w более 0,8 мм происходит падение жесткости шашки протектора. Кроме того, если глубина канавки d составляет менее 0,1 мм, усиление эффекта удаления водяной пленки и эффективность сброса снега оказываются недостаточными. С другой стороны, при глубине канавки d более 0,8 мм происходит падение жесткости шашки протектора.

Шаг p нанесения мелких канавок 8 предпочтительно находится в диапазоне от 2,5 до 5,0 мм. Выбор шага p нанесения мелких канавок 8 в указанном диапазоне позволяет надежно избежать раздавливания мелких канавок 8 в условиях значительной нагрузки на шину. Тем самым даже в условиях значительной нагрузки шина демонстрирует повышенные характеристики на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии. При выборе шага p нанесения мелких канавок 8 равным менее 2,5 мм характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии в условиях значительной нагрузки на шину оказываются недостаточными. С другой стороны, если указанный шаг p превышает 5,0 мм, усиление эффекта удаления водяной пленки оказывается недостаточной.

Угол наклона α мелких канавок 8 по отношению к продольному направлению шины предпочтительно выбирают в диапазоне от 40 до 60°. Выбор угла наклона α мелких канавок 8 в указанном диапазоне позволяет повысить характеристики торможения и обеспечить защиту от бокового проскальзывания шины. Если угол наклона α мелких канавок 8 составляет менее 40°, края мелких канавок 8 практически не смогут обеспечить повышение характеристик торможения. С другой стороны, если угол наклона α мелких канавок 8 превышает 60°, края мелких канавок 8 практически не смогут повысить защиту от бокового проскальзывания шины.

Как показано на Фиг.4 и 7, на краевой части внутренней в поперечном направлении стороны ребер 6 предпочтительно непрерывно либо периодически сформировано множество скошенных участков 9 в такой конфигурации, что степень скошенности изменяется периодически в продольном направлении шины. В настоящем документе выражение «степень скошенности изменяется» означает, что размер ребра 6 в поперечном направлении и в вертикальном направлении изменяется при движении вдоль продольного направления шины. Как показано на Фиг.4, наиболее скошенный в вертикальном направлении и в поперечном направлении участок ребра представляет собой наиболее скошенную часть 9a, имеющую самую большую величину скоса; а наименее скошенный в вертикальном направлении и в поперечном направлении участок ребра представляет собой наименее скошенную часть 9b.

Когда форма скошенных участков 9 такова, что степень скоса периодически меняется по окружности шины, протяженность краевой части может быть увеличена, и тем самым может быть увеличен краевой элемент, который работает в направлении торможения и разгона. Тем самым удается сохранить отличные характеристики на снегу. Если же форма скошенных участков 9 такова, что степень скоса постоянна и не меняется по окружности шины, протяженность краевой части не может быть увеличена, и тем самым оказывается невозможным обеспечить повышенные характеристики на снегу.

Глубина D9a и/или ширина W9a наиболее скошенной части 9a скошенного участка 9 предпочтительно составляет от 30 до 60% максимальной глубины D2 внешней основной канавки 2. В указанном диапазоне возможно значительное увеличение протяженности края и улучшения тяговых свойств шины на снегу. Глубина D9a и/или ширина W9a наиболее скошенной части 9a предпочтительно составляет от 40 до 50% максимальной глубины D2 внешней основной канавки 2. Если глубина D9a и/или ширина W9a наиболее скошенной части 9a скошенного участка 9 составляет менее 30% максимальной глубины D2 внешней основной канавки 2, приложенное между глухими канавками грунтозацепа 4 и внешней основной канавкой 2 усилие не сможет быть погашено, и в результате устойчивость к неравномерному износу не сможет быть достаточно повышена. Кроме того, если глубина D9a и/или ширина W9a наиболее скошенной части 9a скошенного участка 9 превышает 60% максимальной глубины D2 внешней основной канавки 2, из-за чрезмерного падения жесткости шашки протектора оказывается невозможным обеспечение достаточной стабильности управления на снегу.

Как показано на Фиг.4, наиболее скошенная часть 9a скошенного участка 9 предпочтительно располагается в области продолжения линии глухой канавки грунтозацепа 4. Концентрация напряжений в области продолжения линии глухой канавки грунтозацепа 4 больше, чем в остальных областях ребра 6. Тем самым локально понижая жесткость путем расположения наиболее скошенной части 9a в указанной области, можно облегчить сброс концентрированных напряжений и в результате ослабить неравномерный износ. При размещении наиболее скошенной части 9a за пределами области продолжения линии глухой канавки грунтозацепа 4 напряжения будут активно концентрироваться в области продолжения линии глухой канавки грунтозацепа 4, и в результате устойчивость к неравномерному износу окажется недостаточной.

Скошенные участки 9 предпочтительно располагаются с шагом, составляющим от 0,5 до 2,0 шага глухих канавок грунтозацепа 4. В настоящем документе выражение «шаг глухих канавок грунтозацепа 4» относится к расстоянию между соседними глухими канавками грунтозацепа 4 в продольном направлении шины. Если скошенные участки 9 будут располагаться с шагом, составляющим менее 0,5 шага глухих канавок грунтозацепа 4, количество скошенных участков окажется избыточным, что приведет к избыточному падению жесткости шашек протектора и как результат к недостаточной устойчивости к неравномерному износу. С другой стороны, если скошенные участки 9 будут располагаться с шагом, составляющим более 2,0 шага глухих канавок грунтозацепа 4, в области края ребра 6 будут сформированы области низкой и высокой жесткости с большим перепадом жесткости. В результате устойчивость к неравномерному износу окажется недостаточной.

Определяемая в соответствии с Японским промышленным стандартом (Japanese Industrial Standard/JIS) JIS A твердость резины, из которой выполнена трущаяся поверхность, при температуре -10°C предпочтительно находится в диапазоне от 55 до 70 единиц. В этом случае возможно повышение как устойчивости к неравномерному износу, так и характеристик на снегу. При жесткости менее 55 единиц из-за падения жесткости шашек и ребер протектора не будет обеспечена достаточная устойчивость к неравномерному износу. При жесткости более 70 единиц не будет обеспечено достаточное повышение характеристик на снегу. В настоящем документе выражение «определяемая в соответствии со стандартом JIS A твердость» относится к твердости, измеряемой с использованием твердомера типа A при температуре -10°C в соответствии со стандартом JIS K6253.

Пневматические шины, составляющие предмет настоящего изобретения, предпочтительно могут использоваться в качестве шин для легких грузовиков, которые эксплуатируется в условиях давления воздуха 350 кПа или выше.

ПРИМЕРЫ

Изготовили одиннадцать типов пневматических шин (Стандартный пример 1, Сравнительные примеры 1 и 2 и Рабочие примеры 1-8) стандартного типоразмера 195/75R16C 107/105R. Параметры каждого типа шин варьировали, как указано в Таблицах 1 и 2.

Указанные одиннадцать типов шин установили на диски типоразмера. Шины передних колес накачали до давления воздуха 280 кПа, шины задних колес накачали до давления воздуха 450 кПа, колеса установили на изготовленный в Европе фургон с максимальной грузоподъемностью 3,5 тонн. Затем, следуя описанным ниже способам, измерили устойчивость к неравномерному износу, эффективность слива воды, устойчивость управления на мокрой поверхности и устойчивость управления на снегу.

Устойчивость к неравномерному износу

Внешний вид шины оценивали визуально после пробега каждой шины 4000 км по мощеной дороге на описанном выше транспортном средстве. Результаты оценки выразили в виде индекса, приняв для Стандартного примера 1 индекс равным 100. Меньшие величины индекса отвечают более высокой устойчивости к неравномерному износу.

Эффективность слива воды

Каждую из описанных выше шин провели на описанном выше транспортном средстве по испытательной трассе со слоем воды глубиной 10±1 мм и радиусом поворота 100 м. Измеряли курсовую скорость испытательного транспортного средства в момент генерации максимального бокового ускорения для шины. Результаты оценки выразили в виде индекса, приняв для Стандартного примера 1 индекс равным 100. Большие величины индекса отвечают более высокой эффективности слива воды.

Устойчивость управления на мокрой поверхности дорожного покрытия

Ощущение устойчивости управления оценивали при скоростях в диапазоне от 0 до 100 км/ч на имитирующей мокрую дорогу испытательной трассе, используя описанное выше транспортное средство. Результаты оценки выразили в виде индекса, приняв для Стандартного примера 1 индекс равным 100. Большие величины индекса отвечают более высокой устойчивости управления на мокрой поверхности дорожного покрытия.

Устойчивость управления на снегу

Ощущение устойчивости управления оценивали при скоростях в диапазоне от 0 до 100 км/ч на имитирующей заснеженную дорогу испытательной трассе, используя описанное выше транспортное средство. Результаты оценки выразили в виде индекса, приняв для Стандартного примера 1 индекс равным 100. Большие величины индекса отвечают более высокой устойчивости управления на снегу.

Как ясно показывают результаты, приведенные в Таблицах 1 и 2, по сравнению со Стандартным примером 1 все пневматические шины Рабочих примеров 1-8 обеспечивают повышение устойчивости управления на снегу, устойчивости управления на мокром покрытии и эффективности слива воды, а также устойчивости к неравномерному износу.

С другой стороны, как показывают приведенные в Таблице 1 результаты, поскольку плечевая зона пневматических шин Сравнительного примера 1 имеет форму шашек, устойчивость к неравномерному износу не может быть повышена. Кроме того, у пневматической шины Сравнительного примера 2 поперечные канавки не соединяются с центральной основной канавкой, что в результате приводит к падению устойчивости управления на мокрой поверхности и эффективности слива воды.

НОМЕРА ПОЗИЦИЙ

1 Центральная основная канавка

2 Внешняя основная канавка

3 Поперечная канавка

3a Часть узкого основания канавки

4 Глухая канавка грунтозацепа

5 Шашка

6 Ребро

7 Прорезь

8 Мелкая канавка

9 Область скоса

Изобретение относится к конструкции протектора автомобильной нешипованной шины. Пневматическая шина включает центральную основную канавку (1), внешние основные канавки (2) и поперечные канавки (3), разделяющие множество расположенных в центральной части протектора (С) шашек протектора (5), а ребра (6) плечевой зоны шины (S) содержат канавки грунтозацепа (4). Расположенные на обеих сторонах от центральной основной канавки (1) в поперечном направлении поперечные канавки (3) взаимно наклонены в противоположные стороны по отношению к экватору шины. Угол наклона поперечных канавок (3) к центральной части (θ1) является острым. Поперечные канавки (3) с двух сторон центральной основной канавки (1) расположены с некоторым смещением друг относительно друга в продольном направлении, так что вдоль всей окружности шины расположена продольная компонента поперечной канавки (3'), то есть проекции поперечной канавки (3) на продольное направление шины. Шашки (5) и ребра (6) протектора содержат прорези (7), образующие направленный рисунок. Технический результат - улучшение характеристики протектора шины на мокром дорожном покрытии и на снегу, а также повышение устойчивости к износу. 9 з.п. ф-лы., 7 ил., 2 табл.

1. Пневматическая шина, содержащая на поверхности протектора
центральную основную канавку, проходящую в продольном направлении по экватору шины; по меньшей мере две внешние основные канавки, расположенные на обеих сторонах от центральной основной канавки в поперечном направлении и проходящие в продольном направлении; и
множество поперечных канавок, проходящих в поперечном направлении между центральной основной канавкой и внешними основными канавками и соединяющих центральную основную канавку и внешние основные канавки,
причем центральная основная канавка, внешние основные канавки и поперечные канавки разделяют множество расположенных в центральной части протектора шашек; при этом в плечевых зонах шины, находящихся снаружи от самых внешних в поперечном направлении внешних основных канавок, расположена канавка грунтозацепа, которая не имеет соединения с самой внешней из внешних основных канавок, и сформированы ребра;
причем расположенные на обеих сторонах от центральной основной канавки в поперечном направлении поперечные канавки взаимно наклонены в противоположные стороны по отношению к экватору шины; при этом угол наклона к центральной части θ1, который представляет собой угол, образованный поперечной канавкой по отношению к продольному направлению шины в точке, где поперечная канавка соединяется с центральной основной канавкой, является острым; и
поперечные канавки с двух сторон центральной основной канавки расположены с некоторым смещением относительно друг друга в продольном направлении, так что вдоль всей окружности шины расположена продольная компонента поперечной канавки, то есть проекции поперечной канавки на продольное направление шины; при этом шашки и ребра протектора содержат прорези, образующие направленный рисунок.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой в месте соединения поперечных канавок с центральной основной канавкой сформирована часть узкого основания канавки, ширина и глубина которой меньше, чем у остальных частей поперечных канавок; причем глубина канавки в части узкого основания канавки составляет от 40 до 60% глубины канавки центральной основной канавки; а ширина канавки в части узкого основания канавки составляет от 30 до 50% максимальной ширины канавки для поперечных канавок.

3. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой угол наклона к центральной части θ1 выбирают относительно меньшим, чем угол наклона к плечевой зоне θ2, который представляет собой угол, образованный поперечной канавкой по отношению к продольному направлению шины в точке, причем поперечная канавка соединяется с внешней основной канавкой.

4. Пневматическая шина по п.3, в которой различие между упомянутыми углами наклона к центральной части θ1 и наклона к плечевой зоне θ2 составляет от 5 до 30°.

5. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой упомянутый угол наклона к центральной части θ1 составляет от 40 до 65°.

6. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой поверхность шашки протектора содержит мелкие канавки, а шаг расположения мелких канавок находится в диапазоне от 2,5 до 5 мм, их глубина в диапазоне от 0,1 до 0,8 мм, а их ширина составляет от 0,1 до 0,8 мм.

7. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой на краевой части внутренней в поперечном направлении стороны ребер непрерывно либо периодически выполнено множество скошенных участков в такой конфигурации, что степень скошенности изменяется периодически в продольном направлении шины.

8. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой угол наклона канавки грунтозацепа к продольному направлению θ3 находится в диапазоне 90±10°.

9. Пневматическая шина по п.1 или 2, в которой определяемая в соответствии со стандартом JIS А твердость резины, из которой выполнена трущаяся поверхность, при температуре -10°С находится в диапазоне от 55 до 70 единиц.

10. Пневматическая шина по п.1 или 2, представляющая собой шину для легких грузовиков, эксплуатируемую в условиях давления воздуха 350 кПа или выше.