ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2013 года по МПК B60C11/11 B60C11/12 

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, на беговой дорожке которой имеется большое количество шашек, образуемых канавками. В частности, помимо кардинального улучшения ходовых показателей на льду, настоящее изобретение также позволяет найти баланс с другими показателями.

У обычной пневматической шины, показанной на фиг.14, улучшение ходовых показателей на льду и аналогичных показателей обычно достигается за счет усиления краевого эффекта благодаря тому, что шашки 103 на беговой дорожке 100 формируются продольными канавками 101, проходящими в продольном направлении шины, и боковыми канавками 102, проходящими в поперечном направлении шины, а также за счет наличия в шашках 103 множества ламелей 104. У подобной обычной пневматической шины, раскрытой в Японской опубликованной патентной заявке №2002-192914, для улучшения ходовых, тормозных показателей и показателей при движении в повороте, с целью увеличения числа ламелей 104 в шашках 103, а также для улучшения ходовых показателей на льду за счет увеличения пятна контакта, количество рядов шашек уменьшается до 3-9, а каждая шашка приобретает удлиненную форму в продольном направлении шины.

К сожалению, у подобной обычной пневматической шины, поскольку участки 103а шашек, разделенные ламелями 104, становятся тонкими, а их жесткость уменьшается, при соприкосновении с дорожным покрытием подобные разделенные участки шашек сгибаются. В результате этого сцепные свойства шины ухудшаются, а следовательно, становится трудней добиться приемлемых ходовых показателей на льду, необходимых для современных автомобилей. Кроме этого, в связи с увеличением размеров каждой шашки 103 удаление при торможении водяного экрана, образующегося между льдом и шиной, из центральной части шашек 103 становится невозможным при помощи одних лишь ламелей 104. Это не позволяет существенно улучшить ходовые показатели на льду. С другой стороны, поскольку пневматическая шина используется не только для движения по обледеневшему, но также и по сухому дорожному покрытию, необходимо найти баланс между ходовыми показателями при движении по обледеневшему дорожному покрытию и по другим типам дорожного покрытия, например, между ходовой устойчивостью на влажном дорожном покрытии и износостойкостью.

Задачей настоящего изобретения является решение подобных проблем, а также, помимо кардинального улучшения ходовых показателей на льду, создание баланса с другими показателями за счет оптимизации рисунка протектора.

Для решения поставленной задачи настоящим изобретением предлагается пневматическая шина, содержащая, по меньшей мере, одну группу шашек, расположенную на беговой дорожке, группа шашек состоит из множества отдельных шашек, образуемых канавками,

причем плотность D шашек (шт./мм²) в группе шашек находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм²), плотность D шашек выражается формулой:

D=a/{PL×W×(1-N/100)},

где PL (мм) означает характерную длину шага шашек в группе шашек, W (мм) означает ширину группы шашек, «а» (штук) означает количество шашек, находящихся в расчетной области группы шашек, расчетная область разграничена характерной длиной шага PL и шириной W, а символ N (%) означает отрицательный коэффициент в расчетной области,

причем, по меньшей мере, у одной группы шашек имеется шашка, боковая длина которой больше ее продольной длины.

Используемый здесь термин «группа шашек» означает совокупность шашек с одинаковой характерной длиной шага. Термин «характерная длина шага шашек» означает один или несколько элементов шашки из группы шашек с повторяющимся рисунком в продольном направлении шины. Например, если повторяющийся рисунок в продольном направлении состоит из одной шашки и одной канавки, примыкающей к шашке, то характерную длину шага шашки можно рассчитать путем сложения длины шашки в продольном направлении с длиной смежной канавки в продольном направлении. Кроме этого, термин «ширина группы шашек» означает расстояние, получаемое при измерении группы шашек в поперечном направлении шины. Кроме этого, термин «плотность шашек» означает количество шашек, приходящихся на единицу фактической площади пятна контакта (общую площадь всех шашек в расчетной области) в расчетной области, т.е. плотность. Кроме этого, термин «продольная длина» шашки означает максимальную длину шашки в продольном направлении шины. Термин «боковая длина» шашки означает максимальную длину шашки в поперечном направлении шины.

В пневматической шине согласно настоящему изобретению, поскольку плотность шашек в группе шашек находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм²), шашки могут располагаться близко друг к другу, что позволяет увеличить общую окружную длину (общую краевую длину) шашек. Таким образом, становится возможным создать более эффективные, чем у обычных зимних шин с ламелями, края для движения по льду, без уменьшения жесткости шашек. Кроме этого, площадь поверхности каждой шашки может быть значительно меньше, чем у обычной шины, что позволяет улучшить сцепные свойства каждой шашки и уменьшить расстояние от центральной области до периферийной области шашки для эффективного удаления водяного экрана из центральной части шашки. Кроме этого, поскольку соотношение продольной длины и боковой длины шашки (аспектное отношение) у каждой группы шашек разное, появляется возможность изменять конфигурацию с учетом конкретных требований.

Таким образом, пневматическая шина согласно настоящему изобретению, обладающая вышеупомянутыми свойствами, позволяет добиться великолепных сцепных показателей и краевого эффекта, обеспечить эффективное удаление водяного экрана при помощи шашек, кроме этого, за счет наличия групп шашек с разным аспектным отношением становится возможным не только кардинально улучшить ходовые показатели на льду, но и также найти баланс с другими показателями, таким как ходовая устойчивость и износостойкость.

Предпочтительно, чтобы на беговой дорожке пневматической шины согласно настоящему изобретению имелось, по меньшей мере, две группы шашек, причем продольная длина каждой шашки, по меньшей мере, у одной группы шашек больше ее боковой длины, а боковая длина каждой шашки, по меньшей мере, у одной группы шашек другой группы шашек больше ее продольной длины.

В пневматической шине согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнение на беговой дорожке центральной зоны и плечевых зон, при этом центральная зона расположена по обеим сторонам от экваториальной плоскости, занимая от 10% до 40% ширины беговой дорожки с каждой стороны, а каждая плечевая зона занимает от 40% до 10% ширины беговой дорожки от каждого края беговой дорожки в поперечном направлении вовнутрь;

причем шашки в центральной зоне и шашки в плечевой зоне соответственно образуют группы шашек,

причем продольная длина каждой шашки в центральной зоне больше ее боковой длины, а боковая длина каждой шашки в плечевой зоне больше ее продольной длины.

Предпочтительно, чтобы у пневматической шины согласно настоящему изобретению имелось, по меньшей мере, три группы шашек, причем продольная длина каждой шашки, по меньшей мере, у одной из трех групп шашек равна ее боковой длине.

Предпочтительно, наличие на беговой дорожке пневматической шины по настоящему изобретению, по меньшей мере, одной продольной основной канавки со сквозным участком, при этом сквозной участок канавки линейно проходит в продольном направлении шины.

Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, у одной из шашек, по меньшей мере, в одной из групп шашек пневматической шины по настоящему изобретению имелась, по меньшей мере, одна ламель.

Настоящее изобретение, помимо кардинального улучшения ходовых показателей на льду, также позволяет найти баланс с другими показателями.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - часть рисунка протектора пневматической шины (шины-образца 1) согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения;

фиг.2 - часть рисунка протектора пневматической шины (шины-образца 2) согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.3 - часть рисунка протектора пневматической шины (шины-образца 3) согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.4 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.5 - одна из шашек на рисунке протектора по фиг.4, в увеличенном масштабе;

фиг.6 - деформация шашки на рисунке протектора по фиг.4: (a) показана шашка в центральной части рисунка и шашка, удаленная от центральной шашки в поперечном направлении шины; (b) показано примерное направление деформации шашек всего рисунка;

фиг.7 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.8 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.9 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.10 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно еще одному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.11 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.12 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.13 - часть рисунка протектора пневматической шины согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения;

фиг.14 - часть рисунка протектора обычной пневматической шины (стандартной шины 1);

фиг.15 - часть рисунка протектора сравнительной пневматической шины (сравнительной шины 1);

фиг.16 - часть рисунка протектора сравнительной пневматической шины (сравнительной шины 2).

Далее варианты выполнения настоящего изобретения будут рассмотрены со ссылкой на чертежи. На фиг.1 показан частично рисунок протектора пневматической шины (далее, «шины») согласно одному из вариантов выполнения настоящего изобретения. Следует отметить, что на чертеже направления вверх и вниз являются продольным направлением шины, а направления вправо и влево (направления, перпендикулярные экваториальной плоскости Е) является поперечными направлениями шины.

Хотя это не показано на чертежах, шина согласно данному варианту выполнения имеет обычную конструкцию, состоящую из каркаса, тороидально проходящего между парой левого и правого сердечников бортов шины, корда, проходящего радиально снаружи коронной зоны упомянутого каркаса, а также беговой дорожки, проходящей радиально снаружи корда. Кроме этого на беговой дорожке шины имеется рисунок протектора, изображенный на фиг.1.

Как показано на фиг.1, на беговой дорожке 1 имеются области с первой по третью, S₁-S₃, расположенные в поперечном направлении шины. Первая и третья области, S₁, S₃ (плечевые зоны) расположены смежно с краями беговой дорожки, а вторая область S₂ (центральная зона) расположена между подобными первой и третьей областями S₁, S₃ и включает в себя экваториальную плоскость Е шины. В областях с первой по третью, S₁-S₃, имеется большое количество шашек 4, расположенных через равные промежутки, шашки 4 образованы множеством продольных канавок 2, проходящих в продольном направлении шины, и множеством боковых канавок 3, проходящих в поперечном направлении шины и соединяющих смежные, в поперечном направлении шины, продольные канавки 2 друг с другом. В каждой из областей с S₁ по S₃ имеется множество шашек 4, образующих группы G_B1, G_B2, G_B3 шашек. Центральная область S₂ расположена по обеим сторонам от экваториальной плоскости Е, занимая от 10% до 40% контактной ширины TW с каждой стороны; а каждая из плечевых областей S₁, S₃ занимает от 40% до 10% контактной ширины TW в поперечном направлении шины от каждого края беговой дорожки вовнутрь.

На беговой дорожке 1 также имеется, по меньшей мере, одна (в приведенном примере, две) продольная основная канавка 5a или 5b, в каждой из которых имеется сквозной участок, линейно проходящий в продольном направлении шины. Вышеупомянутые группы с G_B1 по G_B3 расположены таким образом, чтобы они были ограничены продольными основными канавками 5a, 5b, т.е. группа G_B2 шашек второй области S₂ и группы G_B1, G_B3 шашек первой и третьей областей S₁, S₃ разделены или разграничены продольными основными канавками 5a, 5b. Продольные основные канавки 5a, 5b не смыкаются при соприкосновении с дорожным покрытием.

Шашки, находящиеся в областях с первой по третью, с S₁ по S₃, имеет форму восьмигранника и расположены зигзагом. Размер каждой шашки 4 меньше, чем у рисунка обычной шины по фиг.14, а плотность шашек 4 выше, чем у рисунка обычной шины по фиг.14.

Поэтому если характерная длина шага шашек 4 в продольном направлении шины является длиной PL₁, PL₂, PL₃ (мм) (в данном примере, для упрощения, длина с PL₁ по PL₃ является одинаковой), ширина групп с G_B1 по G_B3 шашек является шириной W₁, W₂, W₃ (мм); количество шашек 4 в расчетных областях Z₁, Z₂, Z₃, (заштрихованная область на чертежах) составляет a ₁, a ₂, а ₃, расчетные области Z₁, Z₂, Z₃ разграничены характерной длиной с PL₁ по PL₃ шага и шириной с W₁ по W₃; а отрицательные коэффициенты в расчетных областях с Z₁ по Z₃ равны N₁, N₂, N₃ (%), то плотность D₁, D₂, D₃ шашек (количество шашек 4 на единицу фактической площади пятна контакта в расчетных областях с Z₁ по Z₃), рассчитываемая по формуле,

Формула 1

$$D_n=\frac{a_n}{P{L}_n\times W_n\times \left(1-N_n/100\right)}$$

находится в диапазоне от 0.003 до 0.04 (шт./мм²). Плотность D_n шашек показывает, какое количество шашек 4 приходится на единицу (мм²) фактической площади пятна контакта (без учета площади канавок) группы G_Bn. Для сведения, у стандартной зимней шины плотность D_n шашек составляет менее или равна 0.002. Следует учесть, что при подсчете количества «a _n» шашек 4, находящихся в расчетной области Z_n, если отдельные шашки 4 находятся как внутри, так и снаружи расчетной области Z_n и не могут быть учтены как целая шашка, шашка 4 учитывается пропорционально остальной части шашки 4, находящейся в расчетной области на площади поверхности данной шашки 4. Например, если шашка 4, находящаяся как внутри, так и снаружи расчетной области Z_n, заходит в расчетную область Z_n лишь наполовину, то она может быть учтена как ¹/₂ шашки.

Кроме этого, по меньшей мере, у одной (одной группы B_G2 шашек в данном примере) из, по меньшей мере, двух групп шашек продольная длина BL₂ каждой шашки 4 больше боковой длины BW₂ шашки (т.е. BL₂>BW₂), а у других групп G_B1, G_B3 шашек боковая длина BW₁, BW₃ больше продольной длины BL₁, BL₃ (т.е. BW₁>BL₁; BW₃>BL₃).

У шины по данному варианту выполнения в областях с первой по третью, с S₁ по S₃, за счет плотного расположения шашек 4 рядом друг с другом улучшаются ходовые показатели на льду. Если плотность с D₁ по D₃ шашек у групп шашек с G_B1 по G_B3 составляет менее 0.003 (шт./мм²), то высокого краевого эффекта трудно будет достичь без использования ламелей. С другой стороны если плотность с D₁ по D₃ будет более 0.04 (шт./мм²), то шашки 4 станут слишком маленькими, что не позволит добиться нужной жесткости шашек. Если плотность с D₁ по D₃ шашек находится в диапазоне от 0.0035 до 0.03 шт./мм², то можно добиться одновременно и высокой жесткости шашек 4 и высокого краевого эффекта. Хотя у обычной шины использование большого числа ламелей в относительно крупных шашках позволяет улучшить ходовые показатели на льду, данная технология улучшения ходовых показателей на льду имеет ограничения, поскольку части шашек, разделенные ламелями, сгибаются при соприкосновении с дорожным покрытием, что затрудняет достижение равномерного сцепления шашки с дорожным покрытием. В свою очередь, за счет того, что небольшие шашки 4 расположены плотно друг к другу с плотностью от D₁ до D₃ в определенном диапазоне, настоящее изобретение позволяет увеличить общую длину кромки по сравнению с зимней шиной с ламелями, а следовательно, добиться более высокого краевого эффекта.

Кроме этого, у обычной шины, в относительно крупных шашках которой имеются ламели, удаление водяного экрана, образующегося между поверхностью шашек в центральной области и обледеневшей поверхностью, затруднено. В свою очередь, настоящее изобретение, поскольку шашки 4 имеют небольшую площадь поверхности и расстояние от центральной части до периферийной части поверхности шашек небольшое, позволяет эффективно улучшить водоотвод.

Однако, в связи с тем, что жесткость каждой из областей с S₁ по S₃ должна быть разной в зависимости от требуемых показателей, если форма каждой шашки 4, т.е. соотношение сторон каждой шашки (соотношение между продольной длиной и боковой длиной) у разных групп шашек будет одинаковым, это затруднит достижение баланса между ходовыми показателями на льду и другими показателями. Поэтому за счет наличия множества групп шашек с G_B1 по G_B3 и использования каждой из групп шашек с G_B1 по G_B3 для достижения определенных показателей с учетом жесткости шашек, настоящее изобретение позволяет добиться баланса между ходовыми показателями на льду и другими показателями.

В частности, в рисунке протектора по фиг.1 за счет использования шашек 4, продольная длина BL₂ которых больше их боковой длины BW₂, в центральной части протектора, включая экваториальную плоскость Е (т.е. во второй области S₂), можно увеличить жесткость в продольном направлении шины, что позволяет улучшить управляемость на сухом/влажном дорожном покрытии. С другой стороны, за счет расположения шашек 4, боковая длина BW₁, BW₃ которых больше их продольной длины BL₁, BL₃, рядом с краевой частью протектора (т.е. в первой и в третьей областях S₁, S₃) можно увеличить жесткость боковых частей протектора в поперечном направлении, тем самым, улучшив ходовую устойчивость на сухом/влажном дорожном покрытии и износостойкость в плечевых зонах.

Следует учесть, что в шине согласно данному варианту выполнения, за счет наличия на беговой дорожке 1 продольных канавок 5a, 5b, проходящих в продольном направлении шины, беговая дорожка 1 отделена или разделена на группу GB₂ шашек второй области S₂, а также на группы G_B1, G_B3 шашек первой и третьей областей S₁, S₃ продольными основными канавками 5a, 5b, что позволяет разделить функции, выполняемые соответствующими группами с G_B1 по G_B3 шашек на беговой дорожке 1. Соответственно, помимо улучшения водоотвода, это также гарантировано позволяет добиться требуемых показателей.

Кроме этого, в шине согласно данному варианту выполнения за счет зигзагообразного расположения шашек 4 в группах с G_B1 по G_B3 в областях с первой по третью, с S₁ по S₃, можно разместить большее количество шашек, а их края могут последовательно выполнять определенные функции при вращении шины, что позволяет добиться повышения эффективности краевого эффекта. Кроме этого, за счет зигзагообразного расположения шашек 4 время сцепления с дорожным покрытием шашек 4, расположенных рядом друг с другом в поперечном направлении шины, может быть разным для шашек 4, что позволяет уменьшить шумность. Кроме этого, зигзагообразное расположение шашек 4 без труда позволяет добиться расположения шашек с высокой плотностью. За счет зигзагообразного расположения шашек 4 в продольном направлении и увеличения плотности шашек с D₁ по D₃, смежные шашки 4 могут поддерживать друг друга при воздействии на шашки 4 больших нагрузок, что позволяет дополнительно увеличить жесткость шашек 4, тем самым дополнительно улучшив ходовые показатели на льду.

Далее будет рассмотрен другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. На фиг.2 представлен частично теоретический чертеж, на котором показан рисунок протектора пневматической шины согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения. Следует учесть, что элементы, аналогичные элементам по фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, а их подробное описание было опущено.

В рисунке протектора, показанном на фиг.2, имеется первая область S₁, расположенная с ближней (т.е. внутренней) стороны транспортного средства после установки шины на транспортное средство, а также вторая область S₂, расположенная с дальней (т.е. внешней) стороны транспортного средства после установки шины на транспортное средство. В первой области S₁ продольная длина BL₁ шашек 4 больше их боковой длины BW₁ (т.е. BL₁>BW₁), а во второй области S₂ боковая длина BW₂ шашек 4 больше их продольной длины BL₂ (т.е. BW₂>BL₂). Плотность D₁, D₂ шашек в группах G_B1, G_B2 шашек в первой и второй областях S₁, S₂ находится в диапазоне от 0.003 шт./мм² до 0.04 шт./мм². Продольная основная канавка 5a, проходящая в продольном направлении шины, расположена между первой и второй областями S₁, S₂.

За счет того, что согласно данному варианту выполнения можно увеличить жесткость в боковом направлении во внешней области S₂ рисунка протектора, на которую при движении в повороте воздействует значительное усилие, можно улучшить показатели при движении в повороте и износостойкость, а также ходовые показатели на льду. За счет того, что можно увеличить жесткость в продольном направлении во внутренней области S₁, можно улучшить износостойкость и тяговое усилие/тормозные показатели.

Далее будет рассмотрен другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. На фиг.3 показана часть рисунка протектора пневматической шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. Следует учесть, что элементы, аналогичные элементам по фиг.1, обозначены аналогичными ссылочными позициями, а их подробное описание было опущено.

В рисунке протектора согласно варианту выполнения по фиг.3 множество ламелей 7, проходящих в поперечном направлении шины, расположены в шашках 4, по меньшей мере, одной (в данном примере) группы шашек с G_B1 по G_B3 рисунка протектора по фиг.1. В группах G_B1, G_B3 шашек две ламели 7 расположены в соответствующих шашках 4. В группе G_B2 шашек три ламели 7 расположены в соответствующих шашках 4.

В шине согласно данному варианту выполнения использование ламелей 7 в шашках 4 соответствующих групп с G_B1 по G_B3 шашек позволяет дополнительно улучшить ходовые показатели на льду/снегу. Кроме этого, согласно данному варианту выполнения за счет использования дополнительных ламелей 7, проходящих в поперечном направлении шашек 4, продольная длина BL₂ которых больше их боковой длины BW₂ (т.е. в шашках 4 группы G_B2 шашек), а не в шашках 4, чья боковая длина BW₁, BW₃ больше их продольной длины BL₁, BL₃ (т.е. в шашках 4 групп G_B1, G_B2 шашек), можно повысить эффективность использования ламелей при движении по льду/снегу.

Далее будет рассмотрен другой предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения. На фиг.4 показана часть рисунка протектора пневматической шины согласно другому предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения. Как показано на фиг.4, на беговой дорожке 1 шины имеется группа G_B шашек, состоящая из множества расположенных рядом друг с другом шашек 4, каждая из которых образована канавками 2. В группе G_B шашек каждая шашка 4 расположена в массиве, проходящем в продольном направлении шины, за счет чего образовано множество линий с L1 по L7_R, L7_L, проходящих в поперечном направлении шины. В каждой группе G_B шашек имеется, по меньшей мере, одна шашка 4, боковая длина BW которой больше ее продольной длины BL.

Шашки 4 образованы множеством V-образных канавок 8 и множеством пересекающихся канавок 9. Соответствующие V-образные канавки 8 содержат пару наклонных канавок 8a, 8b, вершина Q которых находится на линии L1 симметрии шашек, проходящей от вершины Q противоположно продольному направлению шины, в сторону торца беговой дорожки. Пересекающиеся канавки 9 пересекают V-образные канавки 8. В местах пересечения V-образных канавок 8 и пересекающихся канавок 9 находятся прямоугольные части 10 канавок, имеющие примерно прямоугольную форму при виде в плане. Таким образом, форма контактирующей поверхности каждой шашки примерно имеет форму восьмигранника. Наклонные канавки 8a, 8b проходят по изогнутой линии, угол наклона которой относительно продольного направления шины постепенно увеличивается в сторону наружной части в поперечном направлении шины. За счет этого поверхность профиля шашки 4 имеет прямые стороны, расположенные рядом с линейно пересекающей их канавкой и изогнутые стороны, расположенные рядом с изогнуто-наклонной канавкой.

У линий с L1 по L7_R, L7_L шашек имеется, по меньшей мере, одна (в данном примере) линия L1 симметричных шашек, состоящая из шашек 4, имеющих осесимметричную форму в продольном направлении шины, и линии L2_R, L2_L до L7_R, L7_L асимметричных шашек, состоящие из шашек, расположенных снаружи линии L₁ симметричных шашек в поперечном направлении шины и имеющих асимметричную форму в продольном направлении шины.

Далее со ссылкой на фиг.5 в качестве примера будет рассмотрена шашка 4 из линии L7_R ассиметричных шашек, крайняя выходная торцевая точка P_K в продольном направлении шины каждой шашки 4 линий L2_R, с L2_L no L7_R и L7_L ассиметричных шашек находится внутри в поперечном направлении шины относительно крайней входной торцевой точки P_F в продольном направлении шины. Крайняя входная торцевая точка P_F в продольном направлении шины находится снаружи в поперечном направлении шины относительно крайней выходной торцевой точки P_K. Угол θ₁ прямой линии M₁, соединяющей крайнюю выходную торцевую точку P_K с крайней входной торцевой точкой P_F в продольном направлении шины, увеличивается к наружной части симметричной линии L1 шашек в поперечном направлении шины. То есть у каждой шашки 4, расположенной на линиях с L2_R, L2_L по L7_R и L7_L ассиметричных шашек, крайняя входная торцевая точка P_F смещается наружу в поперечном направлении шины по мере приближения шашки к плечевой зоне.

Кроме этого, каждая шашка, расположенная на линиях с L2_R, L2_L по L7_R и L7_L ассиметричных шашек, имеет ассиметричную форму в поперечном направлении шины. Крайняя внутренняя точка P_I, в поперечном направлении шины, шашки 4 определяет выходную сторону, в продольном направлении шины, крайней внешней, в поперечном направлении шины, точки P_O. Крайняя внешняя точка P_O, в поперечном направлении шины, шашки 4 определяет входную сторону, в продольном направлении шины, крайней внутренней, в поперечном направлении шины, точки P_I. Угол θ₂ прямой линии М₂, соединяющий крайнюю внутреннюю P_I с крайней внешней P_O точкой, в продольном направлении шины, уменьшается в сторону наружной части симметричной линии L1 шашек в поперечном направлении шины.

Кроме этого, в шине согласно данному варианту выполнения, если проецируемую длину прямой линии M₁, соединяющей крайнюю выходную торцевую точку P_K и крайнюю входную торцевую точку P_F с плоскостью, проходящей в продольном направлении шины, принять за А, а проецируемую длину прямой линии М₂, соединяющей крайнюю внутреннюю P_I и крайнюю внешнюю точку P_O с плоскостью, проходящей в поперечном направлении шины, принять за В, то условие А/В<1 выполняется и А/В уменьшается в сторону наружной части линии L1 симметричных шашек в поперечном направлении шины.

Следовательно, ширина с W_L1 до W_L7R, W_L7L линий шашек с L1 по L7_R, L7_L увеличивается от линии внутренних шашек в поперечном направлении шины в сторону линии внешних шашек (т.е. W_L1<W_L2R<W_L3R<W_L4R<W_L5R<W_L6R<W_L7R - в правой половине рисунка; a W_L1<W_L2L<W_L3L<W_L4L<W_L5L<W_L6L<W_L7L - в левой половине рисунка).

Следует учесть, что в группе G_B шашек плотность D шашек 4 находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм²).

В шине согласно данному варианту выполнения, поскольку крайняя выходная торцевая точка PK, в продольном направлении шины, каждой шашки 4 линий с L2_R, L2_L, по L7_R и L7_L асимметричных шашек находится внутри, в поперечном направлении шины, относительно крайней входной торцевой точки P_F, а угол θ₁ прямой линии M₁, соединяющий крайнюю выходную торцевую точку P_K с крайней входной торцевой точкой P_F в продольном направлении шины, увеличивается наружу в поперечном направлении шины, ширина с WL₁ по W_L7R, W_L7L линий с L1 no L7_R, L7_L шашек увеличивается наружу в поперечном направлении. Соответственно жесткость шашек в боковом направлении может увеличиваться при увеличении боковых усилий, воздействующих на плечевую зону при движении в повороте, улучшая ходовую устойчивость во время движения в повороте.

Кроме этого, поскольку угол θ₁ прямой линии M₁, соединяющей крайнюю выходную торцевую точку P_K с крайней входной торцевой точкой P_F в продольном направлении шины, увеличивается наружу в поперечном направлении шины, если в результате тяги создается усилие F, направленное в продольном направлении шины, как это показано на фиг.6, то направление деформации шашек 4 может смещаться в центр (направление показано стрелками I и II на фиг.6(a) и (b)), что позволяет улучшить показатели движения по прямой. Кроме этого, поскольку углы наклона наклонных канавок 8a, 8b в продольном направлении шины постепенно увеличиваются наружу в поперечном направлении шины, на поверхности беговой дорожки могут формироваться канавки, по которым направляются потоки воды, обеспечивая тем самым эффективный водоотвод. Помимо этого, поскольку стороны шашек 4, расположенные рядом с пересекающимися канавками 8a, 8b, имеют изогнутую форму, обеспечивается более плавное прохождение воды по наклонным канавкам 8a, 8b, что дополнительно улучшает водоотвод.

Кроме этого, в шине согласно предпочтительному варианту выполнения, поскольку шашки 4, образованные канавками 2, расположены плотно друг к другу увеличивается общая кромочная длина шашек и соответственно может быть достигнут больший краевой эффект, чем при использовании ламелей. Кроме этого, поскольку площадь поверхности каждой шашки 4 становиться меньше, сцепные свойства с дорожным покрытием соответствующей шашки 4 улучшаются. Также поскольку расстояние между центральной частью и периферийной частью шашки 4 может быть уменьшено, водяной экран может эффективно удаляться из центральной части шашки 4 при соприкосновении шашки с дорожным покрытием.

Следовательно, у шины согласно данному варианту выполнения за счет изменения рисунка шашек можно улучшить ходовую устойчивость и показатели движения по прямой, а также улучшить ходовую устойчивость на сухом дорожном покрытии, влажном дорожном покрытии, обледеневшем/заснеженном дорожном покрытии, а также тяговое усилие и водоотвод.

Следует учесть, что хотя в описании выше упоминается лишь одна линия симметричных блоков, симметричные блоки могут быть выстроены более чем в одну линию, например в три линии (линии L1, L2_L, L2_R шашек), как это показано на фиг.7. Линия симметричных блоков может быть расположена в центре беговой дорожки (на экваторе шины), как это показано на фиг.4, либо может находиться рядом с плечевой зоной (например, L3_L может быть линией симметричных шашек), как это показано на фиг.8. В шине по фиг.8, за счет расположения линии L3_L симметричных шашек с внутренней стороны транспортного средства, рисунок протектора может быть асимметричным рисунком, что позволяет увеличить жесткость шашек в плечевой зоне, с внешней стороны транспортного средства, на которую воздействуют значительные боковые усилия. За счет этого можно более эффективно повысить ходовую устойчивость.

Далее, со ссылкой на чертежи, будут рассмотрены другие варианты выполнения настоящего изобретения.

В примере, показанном на фиг.9, ширина W₈, по меньшей мере, части V-образных канавок 8 больше ширины W₉ канавки 9, пересекающей V-образную канавку 8. Поэтому V-образная канавка 8 может быть сформирована вдоль направления потока воды на поверхности беговой дорожки, за счет чего через широкую V-образную канавку 8 с поверхности беговой дорожки может отводиться большее количество воды, что дополнительно улучшает водоотвод при движении по влажной поверхности.

В примере, показанном на фиг.10, помимо особенностей конструкции ширины W₈, по меньшей мере, у части V-образных канавок 8, угол наклона наклонных канавок 8a, 8b, образующих V-образную канавку 8 в продольном направлении шины, еще более уменьшен по сравнению с фиг.9, т.е. наклонные канавки сближаются в продольном направлении шины. В частности, угол наклона у экватора шины в продольном направлении шины равен или меньше 45 градусов. Поэтому направление прохождения V-образной канавки 8 может быть приближено к направлению движения воды на поверхности беговой дорожки, что позволяет эффективно улучшить показатели по водоотводу.

В примере, показанном на фиг.11, продольная канавка 11, проходящая в продольном направлении шины, расположена на экваторе Е шины. Продольная канавка 11 содержит сквозной участок, линейно проходящий в продольном направлении шины. За счет этого можно увеличить водоотвод через продольную канавку 11, а также количество краевых элементов в боковом направлении, улучшив тем самым показатели при движении в повороте на заснеженном дорожном покрытии. Может использоваться продольная канавка 11, дно которой имеет зигзагообразную форму. Термин «имеет зигзагообразную форму» означает, что наклонные участки продольной канавки проходят попеременно, со смещением.

В примере, показанном на фиг.12, продольные канавки 11, проходящие в продольном направлении шины, соответственно расположены по обеим сторонам от экватора Е шины, предпочтительно на расстоянии от 20% до 80% от экватора Е шины по ширине TW контактирующей поверхности беговой дорожки. Это позволяет дополнительно увеличить водоотвод через продольные канавки 11, а также количество краевых элементов в боковом направлении, тем самым дополнительно улучшив ходовые показатели при движении в повороте на заснеженном дорожном покрытии. Как показано на фиг.13, может использоваться более двух продольных основных канавок 11. Это позволяет дополнительно улучшить водоотвод и показатели при движении в повороте.

Хотя настоящее изобретение рассмотрено со ссылкой на варианты его осуществления, предпочтительно, чтобы в настоящем изобретении отрицательный коэффициент N_n у каждой группы G_Bn шашек находился в диапазоне от 5% до 50%. Если величина отрицательного коэффициента составляет менее 5%, то площадь канавок становится слишком мала для обеспечения достаточного водоотвода, а размеры шашек становятся слишком большими, что не позволяет изобретению добиться необходимого краевого эффекта. С другой стороны, если отрицательный коэффициент N_n превышает 50%, то площадь пятна контакта станет слишком мала, что не позволяет добиться необходимых ходовых показателей на льду.

В вышеупомянутом описании приведены лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, рассмотренные выше конструкции могут соединяться друг с другом и/или в них могут вноситься различные модификации, при условии, что подобные соединения/модификации не отклоняются от сущности настоящего изобретения. Например, хотя в вышеупомянутых вариантах выполнения говорится о том, что беговая дорожка разделена на множество областей в поперечном направлении шины, беговая дорожка также может быть разделена в продольном направлении шины или в других направлениях. Кроме этого, поверхность профиля шашек 4 может иметь не восьмигранную, а круглую, овальную форму, иную многоугольную форму или неправильную форму. Кроме этого, хотя в описании изобретения говориться о том, что продольная основная канавка может быть расположена на беговой дорожке, кроме этого или помимо этого, также могут использоваться наклонные боковые канавки (не показаны), расположенные наклонно в поперечном направлении шины, определяющие множество групп шашек, находящихся рядом с наклонными боковыми канавками. Это также позволяет предотвратить аквапланирование. Используемый здесь термин «наклонная боковая канавка» означает канавку, ширина которой больше минимального расстояния между шашками в одной и той же группе шашек, и которая проходит под наклоном в поперечном направлении шины на расстояние, превышающее максимальную ширину шашки. Продольная основная канавка не ограничена тем, что она включает в себя наклонный сквозной участок канавки, проходящий в продольном направлении шины линейно, например, также может использоваться волнистая или изогнутая канавка. Кроме этого, хотя это не показано на фигурах, на беговой дорожке может находиться более одной группы шашек, причем предпочтительно, чтобы по меньшей мере у одной из них продольная длина и боковая длина шашек были одинаковы. Это позволяет добиться свойств, присущих плотно расположенным небольшим шашкам, т.е., безусловно, улучшить тормозные/тяговые показатели на льду, тогда как остальные показатели, такие как ходовая устойчивость на сухом/мокром дорожном покрытии, могут быть обеспечены остальными участками протектора. Кроме этого, в вариантах выполнения, показанных после фиг.4, наклонные канавки могут быть наклонными не в противоположных направлениях относительно продольного направления шины, а вместо этого могут быть наклонены в одном направлении. Наклонные канавки могут находиться на части беговой дорожки. Например, если наклонные канавки находятся в торцевых областях протектора, это позволяет, в частности, улучшить тормозные показатели на снегу; если наклонные канавки находятся в центральной области, то это позволяет, в частности, улучшить тяговые показатели на снегу.

Пример

Далее, будут рассмотрены образцы шин с 1 по 3 согласно настоящему изобретению, стандартная шина 1, изготовленная по обычной технологии, а также сравнительные шины 1 и 2 и будет произведена оценка ходовых показателей на льду, а также других показателей (ходовой устойчивости и износостойкости) подобных шин.

Шина-образец 1 является радиальной шиной для легковых автомобилей с типоразмером 205/55R16, рисунок протектора которой соответствует рисунку беговой дорожки, изображенному на фиг.1. Ширина TW беговой дорожки 1 составляет 190 мм. У шины-образца 1 имеются группы G_B1, G_B3 шашек, у которых боковая длина BW₁, BW₃ шашек 4 больше их продольной длины BL₁, BL₃ (BW₁>BL₁, BW₃>BL₃), а также группа GB₂ шашек, у которой продольная длина BL₂ шашек 4 больше их боковой длины BW₂ (BL₂>BW₂). Плотность с D₁ no D₃ шашек находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм). Ширина W_5a, W_5b продольных основных канавок 5a, 5b составляет 10 мм. Другие спецификации шины-образца 1 указаны в таблице 1.

Шина-образец 2 является радиальной шиной для легковых автомобилей с типоразмером 205/55R16, рисунок протектора которой соответствует рисунку беговой дорожки, показанному на фиг.2. У шины-образца 2, в первой области S₁, расположенной с внутренней стороны автомобиля после установки шины на автомобиль, имеется группа G_B1 шашек 4, продольная длина BL₁ которых больше их боковой длины BW₁, а во второй области S₂, расположенной с внешней стороны автомобиля после установки шины на автомобиль, имеется группа GB₂ шашек 4, боковая длина BW₂ которых больше из продольной длины BL₂. Плотность с D₁ по D₂ шашек групп G_B1, G_B2 шашек в первой и второй областях S₁, S₂ находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм²). Ширина W_5a продольной основной канавки 5а составляет 10 мм. Другие спецификации шины из примера 2 указаны в таблице 1.

Шина-образец 3 является радиальной шиной для легковых автомобилей с типоразмером 205/55R16, рисунок протектора которой соответствует рисунку беговой дорожки, показанному на фиг.3. Шина-образец 3 в основном имеет такую же конструкцию, как и шина-образец 1, с той лишь разницей, что в каждой из ее шашек 4 имеются ламели 7. У каждой шашки 4 в группах G_B1, G_B3 шашек в первой и третьей областях S₁, S₃ имеется по две ламели 7 (расстояние между ламелями составляет 5 мм) и по три ламели (расстояние между ламелями составляет 5 мм) в группе G_B2 шашек во второй области S₂. Плотность D₁ и D₂ шашек находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм²). Другие спецификации шины из примера 3 указаны в таблице 1.

Для сравнения также были подготовлены стандартная шина 1 и сравнительная шина 1, являющиеся радиальными шинами для легковых автомобилей с типоразмером 205/55R16. Стандартная шина 1 имеет рисунок протектора, показанный на фиг.14, отрицательный коэффициент которого на всей поверхности беговой дорожки составляет 31.9%. Сравнительная шина 1 имеет рисунок протектора, показанный на фиг.15, отрицательный коэффициент которого на всей поверхности беговой дорожки составляет 32.6%. Сравнительная шина 1 имеет на беговой дорожке 100 множество прямоугольных шашек 103, образуемых продольными канавками 101, проходящими в продольном направлении шины, и боковыми канавками 102, пересекающимися под прямым углом с продольными канавками 101. Ширина продольных канавок 101 составляет 3 мм, а их глубина - 8.5 мм. Ширина боковой канавки составляет 7.9 мм, а ее глубина - 8.5 мм. Кроме этого, в каждой шашке 103 имеется три прямых ламели 104. У сравнительной шины 1 на беговой дорожке 100 имеется множество прямоугольных шашек 103, образуемых продольными канавками 101, проходящими в продольном направлении шины, и боковыми канавками 102, пересекающимися под прямым углом с продольными канавками 101. Ширина продольных канавок 101 составляет 1.2 мм, а их глубина - 8.5 мм. Ширина боковой канавки 102 составляет 4.5 мм, а ее глубина - 8.5 мм. Кроме этого в каждой шашке 103 имеется по две прямых ламели 104. Остальные спецификации указаны в таблице 1.

Кроме этого, для сравнения также используется сравнительная шина 2, являющаяся радиальной шиной с типоразмером 205/55R16, рисунок протектора на беговой дорожке которой показан на фиг.16. На беговой дорожке шины расположена группа G_B шашек, плотность которых находится в диапазоне от 0.003 (шт./мм²) до 0.04 (шт./мм²). Каждая шашка 4 имеет форму восьмигранника. Остальные спецификации указаны в таблице 1.

Оценка ходовых показателей

Вышеупомянутые образцы шин были установлены на обод автомобиля размером 6.5J×l6, а их внутреннее давление было доведено до 220 кПа (относительное давление). После этого были проведены следующие испытания для оценки их ходовых показателей.

(1) Испытания по определению тормозных показателей на льду.

Испытания по определению тормозных показателей на льду проводились путем измерения тормозного пути после нажатия тормоза в пол на скорости 20 км/ч на обледеневшем дорожном покрытии. Результаты испытаний приведены в таблице 2. В таблице 2 приведены результаты испытаний шин-образцов 1-3, а также сравнительных шин 1, 2 в коэффициентном соотношении относительно стандартной шины 1, причем результаты испытаний стандартной шины 1 взяты за 100. Чем больше значение каждого результата, тем лучше тормозные показатели на льду.

(2) Оценка ходовой устойчивости на сухом дорожном покрытии.

Оценка ходовой устойчивости на сухом дорожном покрытии производилась водителем-испытателем. Оценка субъективно производилась водителем-испытателем в различных спортивных режимах езды на сухом дорожном покрытии. Результаты испытаний приведены в таблице 2. В таблице 2 приведены результаты испытаний образцов 1-3, а также сравнительных шин 1, 2 в коэффициентном соотношении относительно стандартной шины 1, причем результаты испытаний стандартной шины 1 взяты за 100. Чем больше значение каждого результата, тем лучше ходовая устойчивость на сухом дорожном покрытии.

(3) Оценка ходовой устойчивости на влажном дорожном покрытии.

Оценка ходовой устойчивости на влажном дорожном покрытии производилась водителем-испытателем. Оценка субъективно производилась водителем-испытателем в различных спортивных режимах езды на влажном дорожном покрытии. Результаты испытаний приведены в таблице 2. В таблице 2 приведены результаты испытаний образцов 1-3, а также сравнительных 1, 2 в коэффициентном соотношении относительно стандартной шины 1, причем результаты испытаний стандартной шины 1 взяты за 100. Чем больше значение каждого результата, тем лучше ходовая устойчивость на влажном дорожном покрытии.

(4) Износостойкость в плечевой зоне.

Оценка износостойкости производилась путем измерения остаточной глубины канавки в краевой части беговой дорожки после прохождения 5000 км в разных режимах езды на сухом дорожном покрытии. Результаты испытаний приведены в таблице 2. В таблице 2 приведены результаты испытаний образцов 1-3, а также сравнительных шин 1, 2 в коэффициентном соотношении относительно стандартной шины 1, причем результаты испытаний стандартной шины 1 взяты за 100. Чем больше значение каждого результата, тем лучше износостойкость в плечевой зоне.

Таблица 2   Образец 1 Образец 2 Образец 3 Стандартная шина 1 Сравнительная шина 1 Сравнительная шина 2 Тормозные показатели на льду 138 137 144 100 130 140 Ходовая устойчивость на сухом покрытии 123 120 115 100 97 112 Ходовая устойчивость на влажном покрытии 125 118 113 100 97 110 Износостой-кость в плечевой зоне 113 115 111 100 97 105

Результаты испытаний, приведенные в таблице 2, подтверждают, что настоящее изобретение, помимо кардинального улучшения ходовых показателей на льду, позволяет найти баланс между другими показателями. Шина-образец 1, помимо улучшения ходовых показателей на льду, в частности, позволяет улучшить ходовую устойчивость на сухом/влажном дорожном покрытии. Шина-образец 2 позволяет эффективно улучшить износостойкость в плечевой зоне. Шина-образец 3, помимо остальных высоких показателей, также позволяет улучшить тормозные показатели на льду.

Настоящее изобретение, помимо кардинального улучшения ходовых показателей на льду, также позволяет найти баланс с другими показателями.

Изобретение относится к рисунку протектора автомобильных шин. На беговой дорожке пневматической шины имеются, по меньшей мере, две группы с G_B1 по G_B3 шашек, плотность которых находится в диапазоне от 0.003 шт./мм² до 0.04 шт./мм². По меньшей мере, у одной группы G_B2 шашек имеется шашка 4, поперечная длина BW₂ которой больше ее продольной длины BL₂. Технический результат - улучшения ходовых показателей шины на льду. 5 з.п. ф-лы, 16 ил., 2 табл.

1. Пневматическая шина, содержащая беговую дорожку, на которой расположена, по меньшей мере, одна группа шашек, при этом группа шашек состоит из множества отдельных шашек, образуемых канавками,
причем плотность D шашек (шт./мм²) в группе шашек находится в диапазоне от 0,003 (шт./мм²) до 0,04 (шт./мм²), плотность D шашек выражается формулой:
D=a/{PL·W·(1-N/100)},
где PL (мм) - длина шага шашек в группе шашек, W (мм) - ширина группы шашек, «а» (штук) - количество шашек, находящихся в расчетной области группы шашек, расчетная область разграничена характерной длиной шага PL и шириной W, а символ N (%) означает отрицательный коэффициент в расчетной области,
при этом, по меньшей мере, в одной группе шашек расположена шашка, поперечная длина которой больше ее продольной длины.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой на беговой дорожке расположена, по меньшей мере, одна продольная основная канавка со сквозным участком, при этом сквозной участок канавки линейно проходит в продольном направлении шины.

3. Пневматическая шина по п.1, в которой, по меньшей мере, в одной из шашек у одной из групп шашек выполнена, по меньшей мере, одна ламель.

4. Пневматическая шина по любому из пп.1-3, в которой на беговой дорожке расположены, по меньшей мере, две группы шашек, причем продольная длина каждой шашки, по меньшей мере, у одной группы шашек больше ее боковой длины, а боковая длина каждой шашки, по меньшей мере, у одной группы шашек другой группы шашек больше ее продольной длины.

5. Пневматическая шина по любому из пп.1-3, в которой на ее беговой дорожке расположена центральная зона и плечевые зоны, центральная зона расположена по обеим сторонам от экваториальной плоскости, занимая от 10% до 40% ширины беговой дорожки с каждой стороны, а каждая плечевая зона занимает от 40% до 10% ширины беговой дорожки от каждого края беговой дорожки в поперечном направлении вовнутрь;
причем шашки в центральной зоне и шашки в плечевой зоне соответственно образуют группы шашек,
причем продольная длина каждой шашки в центральной зоне больше ее боковой длины, а боковая длина каждой шашки в плечевой зоне больше ее продольной длины.

6. Пневматическая шина по любому из пп.1-3, в которой расположены, по меньшей мере, три группы шашек, причем продольная длина каждой шашки, по меньшей мере, у одной из трех групп шашек равна ее боковой длине.