ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2013 года по МПК B60C11/12 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к пневматической шине и, в частности, к пневматической шине, производство которой можно упростить при сохранении характеристик торможения на льду.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Пневматические шины, например нешипованные шины и т.п., имеют шашечный рельеф с некоторым количеством прорезей для улучшения характеристик торможения на льду. Хотя увеличение количества прорезей приводит к увеличению числа краевых элементов прорезей, оно также ведет к уменьшению жесткости шашки. Как правило, необходимо обеспечивать жесткость шашки, поскольку она влияет на характеристики торможения на льду.

Традиционные пневматические шины, удовлетворяющие данную потребность, описаны в патентных документах 1 и 2. Прорези в традиционных пневматических шинах представляют собой так называемые "трехмерные прорези", и при взгляде на их сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, лицевая поверхность ее стенки имеет изгибы в продольном направлении относительно шины (в поперечном направлении относительно прорези).

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Патентная документация

Патентный документ 1: патент Японии №3894743

Патентный документ 2: патент Японии №4316452

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

Однако при изготовлении традиционных пневматических шин в целях создания трехмерных прорезей необходимо придать трехмерную конфигурацию кромке пресс-формы. Изготовление лезвий для создания прорезей описанной выше формы, как правило, является непростой задачей. Следовательно, существует потребность упростить производство лезвий для создания прорезей и облегчить производство шин.

В свете вышеизложенного целью настоящего изобретения является создание такой пневматической шины, производство которой можно упростить при сохранении характеристик торможения на льду.

ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Для достижения указанной выше цели пневматическая шина в соответствии с настоящим изобретением включает несколько главных продольных канавок, расположенных в продольном направлении по окружности шины, несколько грунтозацепных канавок, расположенных в поперечном направлении относительно шины, и шашки, разделенные несколькими главными продольными канавками и несколькими грунтозацепными канавками. На поверхности шашек, соприкасающейся с дорогой, имеются прорези, расположенные в поперечном направлении относительно шины, и по меньшей мере один их конец соединяется с главными продольными канавками. Прорези располагаются в краевой части шашек и имеют первую часть прорези, связанную с продольными главными канавками, и вторую часть прорези, расположенную вблизи центральной части шашки. Первая часть прорези имеет линейную форму при взгляде на поперечное сечение, перпендикулярное длине прорези, имеет пару расположенных друг напротив друга лицевых стенок первой части прорези, а также соответствующие друг другу выступ и углубление, расположенные на соответствующих лицевых стенках первой части прорези. Вторая часть прорези имеет изгибы в поперечном направлении относительно прорези, если смотреть на ее поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, и имеет пару расположенных напротив друг друга лицевых стенок второй части прорези, соответствующих друг другу.

Кроме того, в пневматической шине в соответствии с настоящим изобретением высота H выступа в первой части прорези предпочтительно лежит в диапазоне 0,5 мм≤H≤3 мм.

Более того, в пневматической шине в соответствии с настоящим изобретением длина L первой части прорези в поперечном относительно шины направлении, предпочтительно, лежит в диапазоне 1 мм≤L≤5 мм.

Более того, в пневматической шине в соответствии с настоящим изобретением лицевые поверхности стенок первой прорези, если смотреть на область протектора сверху, предпочтительно имеют линейную форму.

Также в пневматической шине в соответствии с настоящим изобретением на каждой лицевой стенке из пары расположенных напротив друг друга лицевых стенок первой части прорези предпочтительно находится по меньшей мере один из выступов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В пневматической шине, соответствующей настоящему изобретению, структура первой части прорези, расположенной на конце прорези, включает лицевые стенки, имеющие двухмерную форму, часть которых занимают выступы и выемки. Следовательно, можно упростить форму кромки пресс-формы, предназначенной для отливки прорезей, в сравнении со структурой, где вся поверхность прорези имеет трехмерную форму. Это полезно, поскольку производство шин упрощается. Кроме того, поскольку первая часть прорези, расположенная на ее конце, имеет выступы и выемки, жесткость прорези повышается вследствие смыкания этих выступов и выемок по сравнению со структурой, имеющей двухмерную форму без выступов и выемок на конце прорези. Это полезно, поскольку обеспечивается жесткость шашки и сохраняются характеристики торможения на льду.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 представлено сечение шины в меридиональном направлении, демонстрирующее пневматическую шину, соответствующую одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 показан вид сверху на область протектора пневматической шины, показанной на фиг.1.

На фиг.3 показан вид сверху на шашку пневматической шины, показанной на фиг.2.

На фиг.4 показан вид поперечного сечения по линии I-I, демонстрирующий прорезь в шашке, показанной на фиг.3.

На фиг.5 показан вид поперечного сечения по линии II-II, демонстрирующий прорезь, показанную на фиг.4.

На фиг.6 показан вид поперечного сечения по линии III-III, демонстрирующий прорезь, показанную на фиг.4.

На фиг.7 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.8 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.9 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.10 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.11 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.12 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.13 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.14 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.15 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.16 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.17 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.18 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.19 представлено пояснительное изображение модифицированного примера прорези, показанной на фиг.4.

На фиг.20 приведена таблица, в которой представлены результаты тестирования характеристик пневматических шин в соответствии с примерами настоящего изобретения.

На фиг.21 представлено пояснительное изображение, иллюстрирующее пневматическую шину для сравнительного примера 1.

На фиг.22 представлено пояснительное изображение, иллюстрирующее пневматическую шину для сравнительного примера 2.

Пневматическая шина

На фиг.1 представлено сечение шины в меридиональном направлении, демонстрирующее пневматическую шину, соответствующую одному варианту осуществления настоящего изобретения. На данной фигуре показана шина для легкового автомобиля.

Пневматическая шина 1 включает бортовые сердечники 11, наполнительные шнуры 12, каркасный слой 13, брекер 14, протекторную резину 15 и резину боковой стенки 16 (см. фиг.1). Бортовые сердечники 11 имеют кольцевую структуру, и пара этих элементов располагается с левой и правой стороны. Наполнительные шнуры 12 располагаются по периметру бортовых сердечников 11 в радиальном направлении, и они обеспечивают укрепление бортовых частей шины. Каркасный слой 13, имеющий форму тора, проходит между левым и правым бортовыми сердечниками 11, образуя каркас шины. Кроме того, оба конца каркасного слоя 13 загибаются наружу в поперечном направлении, охватывая наполнительные шнуры 12, и фиксируются. Брекер 14, образованный несколькими слоями лентовидных материалов 141 и 142, располагается на периферии каркасного слоя 13 по радиусу шины. Резина протектора 15 располагается по периферии каркасного слоя 13 и брекера 14 в радиальном направлении шины и образует протектор шины. Резина бортов шины 16 состоит из парных левой и правой сторон, находящихся снаружи от каркасного слоя 13 в поперечном направлении и образующих боковые стенки шины.

Структура прорезей и шашек

На фиг.2 представлен вид сверху на область протектора пневматической шины, показанной на фиг.1. На фиг.3 показан вид сверху, иллюстрирующий шашку пневматической шины, показанную на фиг.2. На фиг.4 показано поперечное сечение по линии I-I, демонстрирующее прорезь в шашке, показанную на фиг.3. На фиг.5 и 6 показаны поперечные сечения по линии II-II (фиг.5), и по линии III-III (фиг.6), демонстрирующие прорезь, показанную на фиг.4. На фиг.с 4 по 6, фиг.4 представляет собой изображение лицевой стенки прорези в шашке при взгляде сверху; фиг.5 представляет собой изображение лицевой стенки прорези в краевой части шашки, а фиг.6 представляет собой изображение лицевой стенки прорези в центральной части шашки.

Пневматическая шина 1 имеет множество продольных основных канавок 21, проходящих по окружности шины, множество грунтозацепных канавок 22, проходящих в поперечном направлении, и несколько шашек 3, разделяемых продольными основными канавками 21 и грунтозацепными канавками 22 в области протектора (см. фиг.2). Например, в данном варианте осуществления четыре ряда шашек 3 образованы тремя продольными основными канавками 21 и множеством грунтозацепных канавок 22. Таким образом, формируется рисунок протектора, состоящий из рядов шашек.

Шашки 3 имеют несколько прорезей 4 на той их поверхности, которая соприкасается с дорогой (см. фиг.2 и 3). Эти прорези 4, представляющие собой открытые прорези или полуглухие прорези, располагаются в поперечном относительно шины направлении, и по меньшей мере один их конец открывается в продольную основную канавку 21. В настоящем документе часть структуры прорези 4, расположенная в краевой части 31 шашек 3 у продольной основной канавки 21 и соединяющаяся с основной канавкой 21, называется "первой частью прорези 41", а часть, расположенная в центральной зоне шашки 3 и продолжающая первую часть прорези 41, называется "второй частью прорези 42".

Например, в данном варианте осуществления прорези 4 представляют собой открытые прорези, расположенные в поперечном направлении относительно шины на поверхности шашек, соприкасающейся с дорогой, 3 таким образом, что они пересекают шашку 3 и открываются в краевых зонах 31 и 31 с левой и правой сторон шашек 3 в каждую из продольных основных канавок 21 и 21. Таким образом, одна прорезь 4 имеет первую часть прорези 41 с каждой стороны и вторую часть прорези 42 в центральной своей части. Кроме того, первые части прорези 41 и 41 с левой и правой стороны и вторая часть прорези 42 являются непрерывными. Кроме того, одна шашка 3 имеет пять прорезей 4, прорези 4 расположены параллельно друг другу и имеют заданное расстояние друг от друга в продольном направлении относительно шины.

Первая часть прорези 41 имеет пару лицевых стенок 411 и 412 первой части прорези, выступ 413 и углубление 414 (см. фиг.5). Пара лицевых стенок 411 и 412 первой части прорези имеет линейную форму, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, и эти стенки расположены напротив друг друга. Такая форма лицевых стенок прорези, не имеющая изгибов относительно направления вглубь прорези при рассмотрении в поперечном сечении, перпендикулярном длине прорези, называется "двухмерной" формой (плоской формой). Выступ 413 и углубление 414 (далее называемые также "углубление и выступ 413 и 414") располагаются, соответственно, на противоположных лицевых стенках 411 и 412 так, что они совпадают друг с другом.

Например, в данном варианте осуществления, если рассматривать область протектора сверху, первая часть прорези 41 имеет линейную форму в поперечном направлении относительно шины (см. фиг.3). Кроме того, каждая первая часть прорези 41 имеет пару лицевых стенок прорези 411 и 412, а также два набора выступов и углублений 413 и 414 (см. фиг.4). Вместе с тем, если рассматривать лицевую стенку прорези сверху, лицевая стенка первой части прорези 411 (412) имеет плоскую форму, а углубление 414 (выступ 413) первого набора и выступ 413 (углубление 414) второго набора располагаются на лицевой стенке первой части прорези 411 (412) на одной линии в направлении вглубь прорези. Таким образом, выступ и углубление 413 и 414 располагаются как на той стороне шашки, поверхность которой соприкасается с дорогой, так и на нижней стороне прорези. Кроме того, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, то прорези 4 идут в радиальном направлении от поверхности шашек 3, соприкасающейся с дорогой (см. фиг.5). Кроме того, пара лицевых стенок первой части прорези 411 и 412 имеет линейную форму и располагается перпендикулярно поверхности шашек 3, соприкасающейся с дорогой. Более того, на каждой из лицевых стенок первой части прорези 411 и 412 располагаются выступ 413 и углубление 414. Здесь выступ 413 сформирован на первой лицевой стенке 411 первой части прорези, а углубление 414 сформировано в точке, противоположной выступу 413, на второй лицевой стенке 412 первой части прорези. Кроме того, как описано выше, два набора из выступа и углубления 413 и 414 располагаются на одной линии в направлении вглубь прорези.

Вторая часть прорези 42 имеет пару лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези (см. фиг.6). Лицевые стенки второй части прорези 421 и 422 имеют изгибы в поперечном направлении относительно прорези, если рассматривать поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, и располагаются напротив друг друга и соответствуют друг другу. Такая форма лицевых стенок прорези с изгибами в поперечном относительно прорези направлении при рассмотрении в поперечном сечении, перпендикулярном длине прорези, называется "трехмерной" формой.

Например, в этом варианте осуществления, если смотреть на область протектора сверху, вторая часть прорези 42 имеет зигзагообразную форму и располагается поперек шины с отклонениями в продольном направлении (см. фиг.3). Кроме того, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, пара лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези имеет зигзагообразную форму и располагается в направлении вглубь прорези (радиальное направление относительно шины), с отклонениями в поперечном направлении относительно прорези (см. фиг.6). Более того, противоположные лицевые стенки второй части прорези 421 и 422 изгибаются в одном направлении и в результате имеют соответствующую друг другу форму. Кроме того, во второй части прорези 42 угол отклонения лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези изменяется в направлении по длине прорези, в результате чего образуется трехмерная форма лицевой стенки (см. фиг.4 и 6).

В пневматической шине 1 шашки 3 имеют прорези 4, и в результате увеличиваются краевые элементы шашки 3, что улучшает характеристики торможения на льду. Кроме того, если на шашки 3 действует давление от контакта с землей при вращении шины, прорези 4 закрываются, и выступы и углубления 413 и 414 первой части прорези 41 и лицевые стенки 421 и 422 второй части прорези 42 смыкаются друг с другом (не показано). В связи с этим уменьшается деформация шашек 3, в результате чего уменьшается потеря жесткости шашками в результате создания в них прорезей 4.

Традиционно прорези создаются при помощи пресс-формы (не показана). Лицевые стенки трехмерных прорезей создаются при помощи пресс-формы, имеющей трехмерную форму. При необходимости создания трехмерной формы концов прорези необходимо изготовить такую кромку пресс-формы, которая была бы трехмерной. Однако изготовить такую кромку непросто.

С этой точки зрения в пневматической шине 1 форма лицевой стенки первой части прорези 41 проще, чем форма лицевой стенки второй части прорези 42 (см. фиг.4 и 5). Следовательно, можно упростить конфигурацию кромки пресс-формы, используемой для создания прорезей. В частности, конфигурацию кромки пресс-формы, используемой для создания первой части прорези 41, можно упростить в сравнении с формой центральной части, служащей для создания второй части прорези 42. Это становится возможным, поскольку первая часть прорези 41 имеет структуру, где лицевые стенки первой части прорези 411 и 412 имеют двухмерную форму (лицевые стенки являются плоскими), а выступ и выемка 413 и 414 расположены только на некоторой их части.

Следует отметить, что в пневматической шине 1 длина L первой части прорези 41 в поперечном направлении относительно шины предпочтительно лежит в диапазоне 1 мм≤L≤5 мм (см. фиг.3). Таким образом, упрощается изготовление кромки пресс-формы для создания прорезей. Следует отметить, что диапазон, в котором первая часть прорези 41 присутствует, определяется длиной L.

Кроме того, в пневматической шине 1 диаметр R выступа 413 первой части прорези 41 предпочтительно лежит в диапазоне 0,5 мм≤R≤4 мм (см. фиг.4). Кроме того, в пневматической шине 1 высота H выступа 413 в первой части прорези 41 предпочтительно лежит в диапазоне 0,5 мм≤H≤3 мм (см. фиг.5). Следовательно, выступ и углубление 413 и 414 будут правильно прилегать друг к другу, что повысит характеристики торможения шины на льду.

Кроме того, в пневматической шине 1 площадь прорези Sa в первой части прорези 41 и суммарная площадь Sp, занимаемая выступами 413 и 414 в упомянутой первой части прорези 41 предпочтительно имеют соотношение 0,3≤Sp/Sa≤0,7 (см. фиг.4). В частности, выступ 413 не располагается по всей стенке первой части прорези 41. Вместо этого выступ 413 лишь частично занимает плоские лицевые стенки 411 и 412 первой части прорези. В связи с этим упрощается производство кромки пресс-формы, предназначенной для создания прорезей, при сохранении функциональности выступов и углублений 413 и 414. Следует отметить, что плотность размещения выступов 413 определяется соотношением Sp/Sa.

Модифицированные примеры первой части прорези

На фигурах с 7 по 14 представлены пояснительные изображения модифицированных примеров прорези, показанной на фиг.4. На этих фигурах иллюстрируются модифицированные примеры первой части прорези, показанной на фиг.4.

У прорези 4 на фиг.4 первая часть прорези 41 имеет два набора выступов и углублений 413 и 414. Выступ и углубление 413 и 414 располагаются так, чтобы быть на одной линии в направлении вглубь прорези на лицевых стенках 411 и 412 первой части прорези (см. фиг.4 и 5). В этом случае один выступ 413 и одно углубление 414 располагаются на первой лицевой стенке 411 первой части прорези, а соответствующие им углубление 414 и выступ 413, соответственно, расположены на второй лицевой стенке первой части прорези 412 (см. фиг.5). В частности, по меньшей мере по одному выступу 413 имеется на каждой лицевой стенке 411 и 412 первой части прорези из пары находящихся напротив друг друга. Такая конфигурация является предпочтительной, поскольку независимо от того, на какую продольную относительно шины (поперечную относительно прорези) сторону шашек 3 будет действовать сжатие, деформация шашек будет уменьшена благодаря совмещению выступов и углублений 413 и 414.

Однако настоящее изобретение не ограничивается данной конфигурацией. Два выступа 413 и 413 могут располагаться на первой лицевой стенке 412 первой части прорези, а два углубления 414 и 414 могут располагаться на второй лицевой стенке 411 первой части прорези (см. фиг.7). Иными словами, на одной лицевой стенке 411 первой части прорези может непропорционально располагаться только выступ 413 (или только углубление 414).

Кроме того, в прорези 4 на фиг.4 высота H выступа 413 на стороне шашки, соприкасающейся с дорогой, и высота H выступа 413 на нижней стороне прорези сделаны одинаковыми (см. фиг.5). Тем не менее, настоящее изобретение не ограничивается такой конфигурацией, и высота H1 выступа 413 на стороне шашки, соприкасающейся с дорогой, может быть сделана большей, чем высота H2 выступа 413 на нижней стороне прорези (H1>H2; см. фиг.8). При такой конфигурации сила соприкосновения выступа и углубления 413 и 414 на стороне шашки, соприкасающейся с дорогой, будет очень большой. Таким образом, жесткость шашки со стороны поверхности, соприкасающейся с дорогой, при проявлении тенденции к деформации может быть эффективно увеличена.

Кроме того, в прорези 4 на фиг.4 выступ 413 имеет полусферическую форму (см. фиг.4 и 5). Более того, углубление 414 имеет полусферическую форму, соответствующую выступу 413. Однако настоящее изобретение не ограничивается данной конфигурацией, и выступ 413 может иметь полуэллиптическую форму или форму усеченного конуса (не показано). Также выступ 413 может иметь такую форму, в которой верхний фрагмент выступающей части представляет собой полусферу, полуэллипсоид или усеченный конус, а нижняя часть представляет собой цилиндр (см. фиг.9 и 10).

Кроме того, у прорези 4 на фиг.4, если смотреть на область протектора сверху, первая часть прорези 41 (лицевые стенки прорези 411 и 412 первой части прорези) имеет линейную форму и расположена поперек шины (см. фиг.3). Однако настоящее изобретение не ограничивается таким вариантом, и первая часть прорези 41 может располагаться под углом к поперечному направлению относительно шины (см. фиг.11 и 12).

Кроме того, у прорези 4 на фиг.4, если смотреть на область протектора сверху, лицевые стенки 411 и 412 первой части прорези являются плоскими, поскольку первая часть прорези имеет линейную форму (см. фиг.3 и 4). Такая конфигурация является предпочтительной, поскольку упрощается форма кромки пресс-формы, предназначенной для создания прорезей. Однако настоящее изобретение не ограничивается таким вариантом, и если смотреть на область протектора сверху, первая часть прорези 41 может иметь изогнутую или зигзагообразную форму, из-за чего лицевые стенки 411 и 412 имеют такую форму, что их проекция является складчатой с наклоном в направлении глубины прорези (см. фиг.13 и 14). Однако, если смотреть на поперечное сечение с направления, перпендикулярного к длине прорези, лицевые стенки 411 и 412 первой части прорези не имеют изгибов, а имеют линейную форму (двухмерную лицевую стенку прорези). Следует отметить, что при такой конфигурации выступ 413 может располагаться на выпуклых и вогнутых участках, а не только на плоских участках лицевых стенок 411 и 412 первой части прорези (см. фиг.14).

Модифицированные примеры второй части прорези

На фиг.15 и 16 представлены пояснительные изображения модифицированных примеров прорези, показанной на фиг.4. На этих фигурах иллюстрируются модифицированные примеры второй части прорези, показанной на фиг.4.

В пневматической шине 1 вторая часть 42 прорези 4 имеет лицевые стенки 421 и 422 трехмерной формы (с изгибами в поперечном направлении относительно прорези, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези; см. фиг.4 и 6). Таким образом, во второй части прорези 42 сила прилегания между противоположными лицевыми стенками 421 и 422 второй части прорези больше, чем у первой части прорези 41, где лицевые стенки 411 и 412 имеют двухмерную форму (линейную, если смотреть на поперечное сечение, перпендикулярное длине прорези) и где часть места на стенках занимают выступ и углубление 413 и 414.

В настоящем документе конфигурация пневматической шины 1 не ограничивается конфигурацией, показанной на фиг.4, и вторая часть прорези 42 может иметь описанные ниже конфигурации (см. фиг.15 и 16).

Во второй части прорези 42 на фиг.15 лицевые стенки 421 и 422 второй части прорези имеют такую структуру, в которой по длине прорези соединяются пирамиды и перевернутые пирамиды. Иными словами, лицевые стенки 421 и 422 второй части прорези образованы взаимно смещенными наклонными поверхностями зигзагообразной формы со стороны протектора и зигзагообразной формы со стороны нижней части в поперечном направлении относительно шины так, что между зигзагообразными формами со стороны протектора и с нижней стороны образуются взаимно противоположные выступы и углубления. Кроме того, при наличии таких выступов и углублений, если смотреть в направлении вращения шины, лицевые стенки 421 и 422 второй части прорези образуются путем соединения точки перегиба выступа со стороны поверхности протектора с точкой перегиба углубления с нижней стороны, точки перегиба углубления со стороны поверхности протектора с точкой перегиба выступа с нижней стороны, а также соединения линиями ребер смежных точек перегиба выступов с указанной точкой перегиба выступа со стороны поверхности протектора и с указанной точкой перегиба выступа на нижней стороне; и соединения этих линий ребер ступенчатыми плоскостями в поперечном направлении относительно шины. Кроме того, первая лицевая стенка 421 второй части прорези имеет рельефную поверхность, на которой в направлении поперек шины попеременно расположены выступающие пирамиды и перевернутые пирамиды, а вторая лицевая стенка 422 второй части прорези имеет рельефную поверхность, на которой в направлении поперек шины попеременно расположены вогнутые пирамиды и перевернутые пирамиды. Вместе с тем по меньшей мере те рельефные поверхности лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези, которые расположены на краях обоих концов второй части прорези 42 (на участках, соединяющихся с первой частью прорези 41), ориентированы в сторону наружной стороны шашек 3. Следует отметить, что примеры такой второй части прорези 42 включают технологию, описанную в патенте Японии №3894743.

Кроме того, во второй части прорези 42, показанной на фиг.16, лицевые стенки 421 и 422 второй части прорези имеют структуру, в которой несколько призмовидных элементов, имеющих кубическую форму, соединены по глубине прорези и вдоль прорези, но располагаются под углом по глубине прорези. Иными словами, лицевые стенки 421 и 422 второй части прорези имеют зигзагообразную форму на поверхности протектора. Кроме того, изгибы лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези расположены по меньшей мере в двух местах по направлению радиуса шины в шашках 3, и эти изгибы имеют продольное направление относительно шины и соединяются в поперечном направлении относительно шины. Вместе с тем эти изгибы имеют зигзагообразную форму с отклонениями в направлении радиуса шины. Кроме того, хотя в продольном направлении шины наклоны лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези являются постоянными, угол наклона в продольном направлении шины относительно нормального линейного направления поверхности протектора выбирается так, чтобы он был меньше на нижней стороне прорези, чем на стороне, ближней к трущейся поверхности протектора, а уклон изгибов в радиальном направлении выбирается так, чтобы он был больше на участке у трущейся поверхности протектора, чем на участке в нижней части прорези. Следует отметить, что примеры такой второй части 42 прорези включают технологию, описанную в патенте Японии № 4316452.

Пример использования полуглухих прорезей

На фиг.17-19 представлены разъяснительные изображения модифицированных примеров прорези, показанной на фиг.4. На этих фигурах показаны ситуации, где прорезь является полуглухой.

Прорезь 4, представленная на фиг.4, имеет открытую структуру, пересекает шашки 3 в поперечном направлении относительно шины и открывается в левую и правую продольные основные канавки 21 и 21. Кроме того, прорезь 4 имеет первую часть прорези 41 на левом и на правом своих концах и открывается в продольные основные канавки 21 и 21 каждой своей первой частью прорези 41 и 41.

Однако настоящее изобретение не ограничивается данным вариантом, и прорезь 4 может иметь полуглухую структуру (см. на фигурах с 17 по 19). Например, прорезь 4 на фигурах с 17 по 19 может быть образована путем соединения одной первой части прорези 41 и одной второй части прорези 42. Следовательно, первый конец будет представлять собой первую часть прорези 41, а второй конец будет представлять собой вторую часть прорези 42. Кроме того, прорезь 4 расположена поперек шины на поверхности шашки, соприкасающейся с дорогой, конец первой части прорези 41 открывается в продольную основную канавку 21, а конец второй части прорези 42 оканчивается в центральной части шашки 3. Таким образом, прорезь 4 может иметь первую часть прорези только в конце стороны, которая открывается в продольную канавку 21.

Результаты

Как описано выше, пневматическая шина 1 имеет прорези 4, расположенные поперек шины на поверхности шашек 3, соприкасающейся с дорогой, и прорези 4 имеют по меньшей мере один конец, открывающийся в продольную канавку 21 (см. фиг.3). При этом прорези 4 располагаются в краевой части шашек 3 и имеют первые части прорези 41, открывающиеся в продольные основные канавки 21, и вторую часть прорези 42, расположенную в центральной части шашек 3 (см. фигуры с 4 по 6). Кроме того, первые части прорези 41 имеют линейную форму, если смотреть на поперечное сечение с направления, перпендикулярного длине прорези, и имеют пару расположенных напротив друг друга лицевых стенок 411 и 412 первой части прорези. Вместе с тем на первой части прорези 41 имеются выступ 413 и углубление 414, соответствующие друг другу и расположенные, соответственно, на лицевых стенках 411 и 412 первой части прорези. Вторая часть прорези 42 имеет изогнутую в поперечном направлении относительно прорези форму, если рассматривать поперечное сечение с направления, перпендикулярного длине прорези, и пару расположенных друг напротив друга лицевых стенок 421 и 422 второй части прорези, которые смыкаются.

При такой конфигурации первая часть прорези 41, расположенная на конце прорези, имеет такую структуру, что форма лицевых стенок 411 и 412 первой части прорези двухмерна, а также на стенках имеются выступ и углубление, занимающие их часть (см. фигуры с 4 по 6). Следовательно, можно упростить форму кромки пресс-формы, предназначенной для отливки прорезей, по сравнению со структурой, в которой вся поверхность прорези имеет трехмерную форму. Это удобно, поскольку производство шин упрощается.

Кроме того, в такой конфигурации, поскольку первая часть прорези 41, которая расположена на конце прорези, имеет выступ и углубление 413 и 414, жесткость прорези 4 повышается из-за смыкания выступа и углубления по сравнению со структурой, имеющей двухмерную форму без выступа и углубления. Это удобно, поскольку обеспечивается жесткость шашки и сохраняются характеристики торможения на льду.

Кроме того, в пневматической шине 1 высота H выступа 413 в первой части прорези 41 предпочтительно лежит в диапазоне 0,5 мм≤H≤3мм (см. фиг.5). Это удобно, поскольку улучшаются характеристики торможения шины на льду. Нежелательно, чтобы высота H была <0,5 мм, поскольку выступ и углубление 413 и 414 не будут смыкаться и не будут обеспечиваться достаточные характеристики торможения на льду. Аналогично нежелательно, чтобы высота H была 3 мм<H, поскольку расстояние между противоположными лицевыми стенками 411 и 412 первой части прорези чрезмерно увеличится.

В пневматической шине 1 длина L первой части прорези 41 в поперечном направлении относительно шины предпочтительно лежит в диапазоне 1 мм≤L≤5 мм (см. фиг.3). Это удобно, поскольку упрощается форма кромки пресс-формы, предназначенной для создания прорезей. Нежелательно, чтобы длина L была <1 мм, поскольку будет сложно создать конфигурацию кромки пресс-формы из-за того, что вторая часть прорези 42 будет доходить до конца прорези. Аналогично нежелательно, чтобы длина была 5 мм <L, поскольку длина второй части прорези 42 будет уменьшена, и прилегание, обеспечиваемое второй части прорези 42, будет снижено.

Более того, у пневматической шины 1 лицевые стенки 411 и 412 первой части прорези предпочтительно имеют линейную форму, если смотреть на область протектора сверху (см. фиг.3). Это удобно, поскольку упрощается форма кромки пресс-формы, предназначенной для создания прорезей.

Кроме того, у пневматической шины 1 каждая лицевая стенка из пары расположенных напротив друг друга лицевых стенок 411 и 412 первой части прорези предпочтительно имеет по меньшей мере один выступ 413. При такой конфигурации выступ и углубление 413 и 414 правильно совмещаются независимо от того, на какую сторону шашки 3 в продольном направлении относительно шины (в поперечном относительно прорези) действует сжатие. Это удобно, поскольку у шины сохраняются должные характеристики торможения на льду.

Примеры осуществления изобретения

Тесты и анализы характеристик

На фиг.20 приведена таблица, в которой представлены результаты тестирования характеристик пневматических шин в соответствии с примерами настоящего изобретения. На фиг.21 представлено пояснительное изображение, иллюстрирующее пневматическую шину, соответствующую сравнительному примеру 1. На фиг.22 представлено пояснительное изображение, иллюстрирующее пневматическую шину, соответствующую сравнительному примеру 2.

В этих примерах проводили тесты характеристик торможения на льду для нескольких пневматических шин в различных условиях (см. фиг.20).

В каждом тесте характеристик торможения на льду пневматические шины размером 195/65R15 надевали на диски, соответствующие требованиям японской ассоциации производителей автомобильных шин (JATMA), и шины доводили до максимального давления и максимальной нагрузки, указанных JATMA. Далее эти пневматические шины надевали на испытательный автомобиль и производили вождение испытательного автомобиля по замерзшей поверхности дороги. Для анализа проводили измерение тормозного пути при скорости движения 40 км/ч. При таком анализе за стандартное значение (100) принимали показатель пневматической шины, соответствующей традиционному примеру, и предпочтительными считали более высокие значения. В настоящем документе характеристики торможения на льду считались адекватными, если в результате анализа получалось значение 100 или выше.

Пневматическая шина 1, показанная на фиг.1-4, а также 6 и 7, была использована в рабочих примерах 1-3; а пневматическая шина 1, показанная на фиг.1-6, использовалась в рабочем примере 4. В рабочих примерах 1-4 концы прорези 4 были образованы первой частью прорези 41, где выступ и углубление 413 и 414 были расположены на лицевых стенках 411 и 412 первой части прорези, имеющих плоскую форму. Кроме того, центральная часть прорези 4 была образована второй частью прорези 42, имеющей лицевые стенки 421 и 422 трехмерной формы.

Пневматическая шина, соответствующая традиционному примеру, имела трехмерные лицевые стенки на всем протяжении прорези (на концах и в центральной части). Пневматическая шина, соответствующая сравнительному примеру 1, не имела выступов и углублений в первой части прорези, которые имелись в пневматической шине 1, соответствующей рабочим примерам 1 (см. фиг.21). Пневматическая шина, соответствующая сравнительному примеру 2, представляла собой пневматическую шину, у которой низ первой части прорези пневматической шины, соответствующей рабочем примеру 1, был приподнят (см. фиг.22).

Из результатов тестирования видно, что у пневматической шины 1, соответствующей рабочим примерам 1-4, выступ и углубление 413 и 414 располагались в конце прорези, и это приводило к обеспечению адекватных характеристик торможения на льду. Кроме того, из сравнения рабочих примеров 1-3 видно, что характеристики торможения на льду улучшаются при оптимальном выборе высоты H выступа 413. Более того, очевидно, что характеристики торможения на льду улучшаются в большей степени, если выступ 413 располагается на обеих лицевых стенках 411 и 412 первой части прорези, чем если выступ 413 располагается только на одной лицевой стенке 411 (412) первой части прорези.

ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Как описано выше, пневматические шины, соответствующие настоящему изобретению, являются выгодными, поскольку можно упростить производство при сохранении характеристик торможения на льду.

НОМЕРА ПОЗИЦИЙ

1 Пневматическая шина

21 Основная продольная канавка

22 Канавка грунтозацепа

3 Шашка протектора

31 Краевая часть

4 Прорезь

41 Первая часть прорези

411 и 412 Лицевые стенки первой части прорези

413 Выступ

414 Углубление

42 Вторая часть прорези

421 и 422 Лицевые стенки второй части прорези

11 Сердечник борта шины

12 Наполнительный шнур

13 Каркасный слой

14 Брекер

141 и 142 Ленточный материал

15 Резина протектора

16 Резина бортов

Изобретение относится к конструкции протектора автомобильной, преимущественно зимней шины. Пневматическая шина имеет прорези, расположенные в поперечном направлении относительно шины на поверхности шашек, соприкасающейся с дорогой. У прорезей по меньшей мере один конец открывается в основную продольную канавку (21). Прорези (4) располагаются в краевой части шашек и имеют первую часть прорези (41), открывающуюся в основную продольную канавку (21), и вторую часть прорези, расположенную в центральной части шашек. Первая часть прорези (41) имеет линейную форму, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, и содержит пару расположенных напротив друг друга лицевых стенок (411) и (412) первой части прорези, а также выступ (413) и углубление (414), соответствующие друг другу и расположенные соответственно на лицевых стенках (411) и (412) первой части прорези. Кроме того, вторая часть прорези (42) имеет форму, изогнутую в поперечном относительно прорези направлении, если смотреть на поперечное сечение с направления, перпендикулярного длине прорези, и содержит пару расположенных напротив друг друга лицевых стенок (421) и (422) второй части прорези, которые смыкаются. Технический результат - улучшение тормозных характеристик на льду. 19 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Пневматическая шина, содержащая множество главных продольных канавок, проходящих в продольном направлении по окружности шины, множество канавок грунтозацепа, проходящих в поперечном направлении относительно шины, и шашки, разделенные множеством главных продольных канавок и множеством канавок грунтозацепа, при этом
на поверхности шашек, соприкасающейся с дорогой, имеются прорези, расположенные в поперечном направлении относительно шины, и, по меньшей мере, один их конец соединяется с главными продольными канавками;
прорези располагаются в краевой части шашек и имеют первую часть прорези, связанную с продольными главными канавками, и вторую часть прорези, расположенную вблизи центральной части шашки;
первая часть прорези имеет линейную форму, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, и имеет пару расположенных друг напротив друга лицевых стенок первой части прорези, а также соответствующие друг другу выступ и углубление, расположенные на соответствующих лицевых стенках первой части прорези; и
вторая часть прорези имеет изгибы в поперечном направлении относительно прорези, если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, и имеет пару расположенных напротив друг друга лицевых стенок второй части прорези, соответствующих друг другу.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой высота Н выступа в первой части прорези предпочтительно лежит в диапазоне 0,5 мм≤Н≤3 мм.

3. Пневматическая шина по п.1, в которой длина L первой части прорези в поперечном направлении относительно шины предпочтительно лежит в диапазоне 1 мм≤L≤5 мм.

4. Пневматическая шина по п.1, в которой лицевые стенки первой части прорези имеют линейную форму, если смотреть на область протектора сверху.

5. Пневматическая шина по п.1, в которой каждая лицевая стенка из пары расположенных напротив друг друга лицевых стенок первой части прорези имеет, по меньшей мере, один выступ.

6. Пневматическая шина по п.1, в которой диаметр R выступа в первой части прорези предпочтительно находится в диапазоне 0,5 мм≤R≤4 мм.

7. Пневматическая шина по п.1, в которой площадь прорези Sa в первой части прорези и суммарная площадь Sp, занимаемая выступами в первой части прорези, имеют соотношение 0,3≤Sp/Sa≤0,7.

8. Пневматическая шина по п.1, в которой
лицевые стенки первой прорези являются плоскими, и
выступ располагается не по всей стенке первой части прорези, а лишь частично занимает плоские лицевые стенки первой части прорези.

9. Пневматическая шина по п.1, в которой, если смотреть на область протектора сверху, первая часть прорези имеет линейную форму, и лицевые стенки первой прорези имеют плоскую форму.

10. Пневматическая шина по п.1, в которой, если смотреть на область протектора сверху, первая часть прорези имеет изогнутую или зигзагообразную форму, и лицевые стенки первой прорези имеют такую форму, что их проекция является складчатой с наклоном в направлении глубины прорези.

11. Пневматическая шина по п.10, в которой, если смотреть на поперечное сечение с направления, перпендикулярного длине прорези, лицевые стенки первой прорези имеют линейную форму.

12. Пневматическая шина по п.11, в которой лицевые стенки первой прорези содержат плоские участки, выпуклые участки и вогнутые участки.

13. Пневматическая шина по п.1, в которой выступ расположен на выпуклых и вогнутых участках, а не только на плоских участках лицевых стенок первой прорези.

14. Пневматическая шина по п.1, в которой
если смотреть на область протектора сверху, вторая часть прорези имеет зигзагообразную форму и располагается поперек шины с отклонениями в продольном направлении; и
если смотреть на поперечное сечение в направлении, перпендикулярном длине прорези, пара лицевых стенок второй прорези имеет зигзагообразную форму и располагается в направлении вглубь прорези с отклонениями в поперечном направлении относительно прорези.

15. Пневматическая шина по п.14, в которой угол наклона лицевых стенок второй прорези изменяется в направлении по длине прорези.

16. Пневматическая шина по п.1, в которой
первая часть прорези включает, по меньшей мере, два набора выступов и углублений, при этом выступ и углубление расположены па лицевых стенках первой прорези на одной линии в направлении вглубь прорези; и
один выступ и одно углубление располагаются на первой лицевой стенке первой прорези, а соответствующие им углубление и выступ, соответственно, расположены на второй лицевой стенке первой прорези.

17. Пневматическая шина по п.1, в которой
первая часть прорези включает, по меньшей мере, два набора выступов и углублений, и
выступы расположены на первой лицевой стенке первой прорези, а углубления расположены на второй лицевой стенке первой прорези.

18. Пневматическая шина по п.1, в которой
первая часть прорези включает, по меньшей мере, два набора выступов и углублений, и
высота Н выступа на стороне шашки, соприкасающейся с дорогой, и высота Н выступа на нижней стороне прорези сделаны одинаковыми.

19. Пневматическая шина по п.1, в которой
первая часть прорези включает, по меньшей мере, два набора выступов и углублений, и
высота H1 выступа на стороне шашки, соприкасающейся с дорогой, может быть сделана большей, чем высота Н2 выступа на нижней стороне прорези (Н1>Н2).

20. Пневматическая шина по п.1, в которой первая часть прорези располагается под углом к поперечному направлению относительно шины.