ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2014 года по МПК B60C11/11 B60C11/03 B60C11/12 B60C11/13 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, в коронной зоне которой сформировано множество блоков, ограниченных канавками, что позволяет улучшить ходовые характеристики шины на льду, наряду с улучшением множества других характеристик. Конкретнее, настоящее изобретение относится к пневматической шине, в которой оптимальное расположение блоков обеспечивает увеличение длины кромок протекторного рисунка и сохранение жесткости блоков, в результате чего, достигаются высокие ходовые характеристики шины как на льду, так и на снегу и, в частности, относится к пневматической шине, в коронной зоне которой сформированы блоки, ограниченные первыми канавками, продолжающимися в направлении по ширине шины, и вторыми канавками, продолжающимися в круговом направлении шины и пересекающимися с первыми канавками, что способствует значительному улучшению ходовых характеристик шины как на льду, так и на снегу, а также улучшению показателя бесшумности шины.

Уровень техники

В традиционной шине конфигурация блоков в коронной зоне протектора оказывает доминирующее влияние на рисунок протектора зимних пневматических шин, причем за счет срезающего усилия и других усилий, прикладываемых к столбу снега канавками, ограничивающими блоки, улучшаются ходовые характеристики шины на снегу, а за счет ламелей в протекторе каждого блока улучшаются ходовые характеристики шины на льду (ссылка, например, на патентный документ 1: JP 2002-192914 A).

Раскрытие изобретения

Проблемы, решаемые изобретением

Чтобы улучшить ходовые характеристики шины на льду, в рисунке протектора описанной выше традиционной пневматической шины необходимо снизить отрицательное отношение для увеличения площади пятна контакта с грунтом при качении нагруженной шины, с другой стороны, чтобы улучшить ходовые характеристики шины на снегу, необходимо увеличить площадь, занимаемую канавками, что влечет за собой повышение отрицательного отношения. Следовательно, улучшение ходовых характеристик шины на льду не согласуется с улучшением ходовых характеристик шины на снегу, т.е. трудно улучшить ходовые характеристики шины на льду без существенного ухудшения ходовых характеристик шины на снегу. Кроме того, эффективно улучшить ходовые характеристики шины на снегу можно за счет увеличения количества ламелей, что обеспечивает увеличение краевого элемента в рисунке протектора. Однако при чрезмерном количестве ламелей имеется тенденция к снижению жесткости блоков и уменьшению площади пятна контакта шины с грунтом в результате изгиба блоков, в связи с чем еще сильнее ухудшаются ходовые характеристики шины на льду.

Исходя из вышесказанного, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы решить вышеупомянутые проблемы и предложить пневматическую шину с оптимальным расположением блоков, позволяющим улучшить ходовые характеристики шины на снегу, наряду с улучшением ходовых характеристик шины на льду.

Другая из описанных выше задач настоящего изобретения, состоящая в создании эффекта удаления водяного экрана и рассекания поверхности воды, может быть решена за счет увеличения количества ламелей, однако слишком большое количестве ламелей приводит к снижению жесткости блоков и, следовательно, к увеличению деформации блоков и к уменьшению площади пятна контакта шины с грунтом.

В связи с вышесказанным, заявитель в японской патентной заявке №2008-236342 (соответствующей патентному документу 2: WO 2010/032606 A) предложил относительно небольшие блоки разместить плотно и увеличить длину формируемых кромок протекторного рисунка посредством увеличения периферийных границ блоков, что позволит избежать деформации блоков и уменьшения площади пятна контакта шины с грунтом. Было установлено, что указанное техническое решение, сравнительно с известным уровнем техники, позволяет успешно улучшить ходовые характеристики шины на льду.

В связи с имеющейся в последние годы тенденцией по повышению бесшумности транспортных средств, также имеется запрос на повышение бесшумности шины. С целью повышения бесшумности шины, содержащей указанные плотно расположенные небольшие блоки, было предпринято, так называемое, «изменение шага» расположения блоков. Эти меры привели к флуктуации жесткости блоков и длины кромок протекторного рисунка в круговом направлении шины, что усугубляло проблему, а именно, не достигались требуемые характеристики шины на льду.

Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить пневматическую шину, обладающую улучшенными ходовыми характеристиками на льду и повышенной бесшумностью.

Первый вариант осуществления настоящего изобретения относится к пневматической шине, в протекторе которой сформировано множество ограниченных канавками полигональных блоков, имеющих не менее пяти сторон в коронной зоне. Два или более рядов полигональных блоков обеспечено в коронной зоне за счет размещения полигональных блоков с промежутками в круговом направлении шины, причем полигональные блоки в рядах полигональных блоков, примыкающих друг к другу в направлении по ширине шины, расположены зигзагообразно, чтобы полигональный блок одного ряда блоков находился между полигональными блоками другого ряда полигональных блоков в круговом направлении шины. Полигональные блоки одного ряда полигональных блоков и другого ряда полигональных блоков частично перекрываются, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и в направлении по ширине, благодаря чему, в коронной зоне образуются группы блоков из плотно расположенных полигональных блоков. Полигональные блоки ограничены канавками, которые включают первые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу в круговом направлении шины, и вторые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу и расположенными зигзагообразно, причем ширина первых канавок больше ширины вторых канавок.

В коронной зоне указанной пневматической шины образовано два или более рядов полигональных блоков за счет размещения полигональных блоков с промежутками в круговом направлении шины, причем полигональные блоки в рядах полигональных блоков, прилегающих друг к другу в направлении по ширине шины, расположены зигзагообразно, чтобы полигональный блок одного ряда полигональных блоков находился между полигональными блоками другого ряда полигонального блоков в круговом направлении шины, и полигональные блоки одного ряда полигональных блоков и другого ряда полигональных блоков частично перекрывались, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и в направлении по ширине, благодаря чему, в коронной зоне образуются группы блоков из плотно расположенных полигональных блоков. Таким образом, можно обеспечить оптимальную жесткость блоков для увеличения площади пятна контакта шины с грунтом и также увеличить длину кромок протекторного рисунка, чтобы обеспечить превосходные ходовые характеристики шины на льду.

Кроме того, полигональные блоки ограничены канавками, включающими первые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу в круговом направлении шины, и вторые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу и расположенными зигзагообразно, причем ширина первых канавок больше ширины вторых канавок. Таким образом, можно обеспечить достаточное срезающее усилие на столб снега, в результате чего достигаются превосходные ходовые характеристики шины на снегу.

В первом варианте пневматической шины согласно настоящему изобретению за счет оптимального расположения полигональных блоков можно чрезвычайно эффективно добиться требуемых ходовых характеристик шины на снегу, совмещая с требуемыми ходовыми характеристиками шины на льду.

В пневматической шине согласно первому варианту, предпочтительно, чтобы плотность блоков в группе блоков, т.е. количество полигональных блоков на единицу фактической площади пятна контакта шины с грунтом, составляла от 0,003 до 0,04 (шт./мм²). Здесь термин «единица площади пятна контакта шины с грунтом» применим при условии контакта шины с грунтом, когда пневматическая шина установлена на стандартном ободе, определенном согласно «Ежегоднику JATMA» (Японской ассоциации производителей автомобильных шин), накачена до 100% внутреннего давления воздуха (максимального давления воздуха) в соответствии с максимально допустимой нагрузкой (зависимость внутреннее давление - нагрузка показана жирным шрифтом в таблице допустимой нагрузки) для соответствующего размера и нормы слойности согласно «Ежегоднику JATMA», и шина эксплуатируется при максимальной нагрузке. Следует отметить, что в географических областях, где используются стандарты TRA или стандарты ETRTO, изготовление шин и их применение должно соответствовать соответствующим стандартам.

Кроме того, в пневматической шине согласно первому варианту осуществления изобретения, в которой канавки, ограничивающие полигональные блоки в группах, сформированы из первых и вторых канавок, предпочтительно, чтобы первые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу в круговом направлении шины, имели ширину в пределах диапазона от 2,5 до 10,0 мм, а вторые канавки между полигональными блоками, расположенными зигзагообразно, имели ширину в пределах диапазона от 0,4 до 3,0 мм.

Помимо этого, в пневматической шине согласно первому варианту осуществления изобретения, коронная зона, предпочтительно, содержит круговые канавки, продолжающиеся в круговом направлении шины, и канавки, ограничивающие полигональные блоки в группах и имеющие меньшую глубину, чем круговые канавки.

Кроме того, в пневматической шине согласно первому варианту осуществления изобретения, предпочтительно, чтобы площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков в группах полигональных блоков находилась в пределах диапазона 50~250 мм². Здесь термин «единица площади пятна контакта шины с грунтом» применим при условии контакта шины с грунтом, когда пневматическая шина установлена на стандартном ободе, определенном согласно «Ежегоднику JATMA» (Японской ассоциации производителей автомобильных шин), накачена до 100% внутреннего давления воздуха (максимального давления воздуха) в соответствии с максимально допустимой нагрузкой (зависимость внутреннее давление - нагрузка показана жирным шрифтом в таблице допустимой нагрузки) для соответствующего размера и нормы слойности согласно «Ежегоднику JATMA», и шина эксплуатируется при максимальной нагрузке.

Второй вариант настоящего изобретения относится к пневматической шине, которая содержит полигональные блоки, ограниченные первыми канавками, продолжающимися в направлении ширины шины, и вторыми канавками, продолжающимися в круговом направлении шины. Полигональные блоки, сформированные в коронной зоне, имеют не менее пяти сторон, причем полигональные блоки, образующие полигональные ряды, расположены плотно в круговом направлении шины. Полигональные блоки, формирующие ряды полигональных блоков, расположены с разным шагом, причем предусмотрено, по меньшей мере, два разных шага, различающихся по длине, при этом отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет от 1:0,8 до 1:0,9. Здесь термин «продолжающийся в круговом направлении шины» означает не только продолжающийся прямолинейно вдоль кругового направления шины, но также и продолжающийся с изгибом и поворотом в круговом направлении шины, подобно второй канавке.

В протекторе указанной пневматической шины полигональные блоки, образующие ряды полигональных блоков, расположены плотно и имеют не менее пяти сторон, в результате чего обеспечивается оптимальная жесткость блоков и увеличивается длина кромок протекторного рисунка, сформированных периферийными границами полигональных блоков. Таким образом, можно обеспечить превосходные ходовые характеристики шины на льду, за счет увеличения длины кромок протекторного рисунка и предотвращения деформации блоков и предотвращения уменьшения площади пятна контакта шины с грунтом.

Поскольку полигональные блоки, образующие ряды полигональных блоков, расположены с разным шагом и предусмотрено, по меньшей мере, два разных шага, различающихся по длине, и отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет от 1:0,8 до 1:0,9, можно минимизировать флуктуацию жесткости блоков и флуктуацию длины кромок протекторного рисунка и избежать ухудшения ходовых характеристик шины на льду.

Таким образом, пневматическая шина согласно второму варианту осуществления изобретения с полигональными блоками оптимального размера и с оптимальным шагом расположения полигональных блоков может обладать значительно улучшенными ходовыми характеристиками на льду в дополнение к снижению шума, по сравнению с шинами известного уровня техники.

Кроме того, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения, когда несколько полигональных блоков образуют, по меньшей мере, один ряд полигональных блоков, входящих в группу, предпочтительно, чтобы плотность блоков в группе блоков, т.е. количество полигональных блоков на единицу фактической площади пятна контакта с грунтом, составляла от 0,003 до 0,04 (шт./мм²). Здесь термин «единица площади пятна контакта шины с грунтом» применим при условии контакта шины с грунтом, когда пневматическая шина установлена на стандартном ободе, определенном согласно «Ежегоднику JATMA» (Японской ассоциации производителей автомобильных шин), накачена до 100% внутреннего давления воздуха (максимального давления воздуха) в соответствии с максимально допустимой нагрузкой (зависимость внутреннее давление - нагрузка показана жирным шрифтом в таблице допустимой нагрузки) для соответствующего размера и нормы слойности согласно «Ежегоднику JATMA», и шина эксплуатируется при максимальной нагрузке. Следует отметить, что в географических областях, где используются стандарты TRA или стандарты ETRTO, изготовление шин и их применение должно соответствовать соответствующим стандартам.

Кроме того, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения, предпочтительно, чтобы каждый из полигональных блоков, образующих ряды полигональных блоков, имел площадь пятна контакта с грунтом в пределах диапазона 50~250 мм².

К тому же, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения, предпочтительно, чтобы в коронной зоне были выполнены круговые канавки, продолжающиеся в круговом направлении шины, причем глубина круговых канавок должна быть больше глубины первых и вторых канавок, которые ограничивают группы полигональных блоков.

Настоящее изобретение позволяет улучшить ходовые характеристики шины на льду и одновременно улучшить множество других характеристик. Согласно первому варианту осуществления изобретения, в частности, может быть предложена пневматическая шина, обладающая требуемыми ходовыми характеристиками на снегу в сочетании с требуемыми характеристиками шины на льду, а согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения можно дополнительно улучшить ходовые характеристики шины на льду и одновременно повысить бесшумность шины, по сравнению с шинами согласно известному уровню техники.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - детальное изображение рисунка протектора пневматической шины (шины 1) согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - вид в разрезе по линии А-А шины, представленной на фиг.1.

Фиг.3 - детальное изображение рисунка протектора обычной пневматической шины (шины 1 согласно известному уровню техники).

Фиг.4 - детальное изображение рисунка протектора пневматической шины согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5(a) и 5(b) - увеличенное изображение рядов полигональных блоков, представленных на фиг.4, причем на фиг.5(a) показано изменение длины в круговом направлении первых канавок, соответственно изменению шага, и на фиг.5(b) показано изменение длины в круговом направлении полигональных блоков, соответственно изменению шага.

Фиг.6 - вид в разрезе по линии А-А шины, представленной на фиг.4.

Фиг.7 - детальное изображение рисунка протектора обычной пневматической шины (шины 2 согласно известному уровню техники).

Осуществление изобретения

Далее настоящее изобретение будет описано на примере предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. На фиг.1 детально представлен рисунок протектора пневматической шины согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 символом Е обозначена экваториальная плоскость шины и символом ТЕ обозначены края пятна контакта протектора с грунтом.

Традиционная пневматическая шина содержит пару закраин, пару участков боковины, коронную зону и каркас, усиливающий эти участки между сердечниками крыла шины, внедренными в каждую закраину (не показано на чертежах). Нити корда каркаса могут быть направлены радиально или по диагонали. При радиальном направлении корда коронная зона протектора должна быть усилена брекером по наружной окружности каркаса.

В коронной зоне 1, показанной на фиг.1, может быть сформирована, по меньшей мере, одна круговая канавка, например, на фиг.1 показаны три круговые канавки 2а, 2b и 2с. С наружной стороны круговых канавок 2а и 2с в направлении по ширине шины образованы ряды 4 плечевых блоков, при этом плечевые блоки 3 пересекают края пятна контакта протектора с грунтом в направлении по ширине шины. Между круговыми канавками 2b и 2с образованы ряды 6 прямоугольных блоков из множества расположенных в круговом направлении шины прямоугольных блоков 5, которые вытянуты в направлении по ширине шины. Ламели 7 сформированы в каждом плечевом блоке 3 и прямоугольном блоке 5 в зависимости от жесткости каждого блока. Кроме того, между плечевыми блоками 3 и примыкающими к ним прямоугольными блоками 5 в круговом направлении шины сформированы канавки 8 грунтозацепа, продолжающиеся в направлении по ширине шины.

Между круговыми канавками 2а и 2b в протекторе сформировано множество полигональных блоков 10, ограниченных канавками 9, причем в полигональной конфигурации блоков предусмотрено не менее пяти сторон. Предпочтительной является восьмиугольная конфигурация блоков. Однако конфигурация блоков не ограничивается восьмиугольной, и блоки могут иметь другую полигональную конфигурацию, например, пятиугольную или шестиугольную. При восьмиугольной конфигурации блоков можно обеспечить кромки протекторного рисунка, продолжающиеся в направлении по ширине шины, а также плотно разместить полигональные блоки 10 и расположить их зигзагообразно, что далее будет описано более подробно. Каждый полигональный блок 10 содержит две ламели 7, в зависимости от жесткости блока, однако ламели могут быть исключены.

В коронной зоне 1 предусмотрено два или более рядов полигональных блоков, в которых полигональные блоки 10 размещены с промежутками в круговом направлении шины. Например, в круговом направлении шины сформировано два ряда 11 полигональных блоков, как показано на чертеже. Полигональные блоки 10 в рядах 11 полигональных блоков, примыкающих друг к другу в направлении по ширине шины, размещены зигзагообразно, причем полигональный блок 10 одного ряда 11 полигональных блоков находится между полигональными блоками 10 другого ряда 11 полигональных блоков, и полигональные блоки 10 одного и другого рядов 11 полигональных блоков частично перекрываются, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и в направлении по ширине, благодаря чему, в коронной зоне 1 образуются группы G блоков из плотно расположенных полигональных блоков 10.

Согласно указанному варианту осуществления изобретения канавки 9, ограничивающие полигональные блоки 10 в группах G блоков состоят из участков 9а (именуемых в дальнейшем «первыми канавками») между полигональными блоками 10, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, и участков 9b (именуемых в дальнейшем «вторыми канавками») между полигональными блоками 10, размещенными зигзагообразно.

В группах G блоков канавки 9 (включающие первые канавки 9а и вторые канавки 9b), ограничивающие полигональные блоки 10, имеют меньшую глубину, чем круговые канавки 2а, 2b и 2с. Кроме того, ширина W9a первых канавок 9а, входящих в состав канавок 9, больше ширины W9b вторых канавок 9b. Ширина W9a и ширина W9b, соответственно, первых канавок 9а и вторых канавок 9b, входящих в состав канавок 9 задана настолько большой, чтобы первые и вторые канавки 9а и 9b не были закрыты на поверхности пятна контакта шины с грунтом при условии, что пневматическая шина установлена на стандартном ободе, определенном согласно «Ежегоднику JATMA» (Японской ассоциации производителей автомобильных шин), накачена до 100% внутреннего давления воздуха (максимального давления воздуха) в соответствии с максимально допустимой нагрузкой (зависимость внутреннее давление - нагрузка показана жирным шрифтом в таблице допустимой нагрузки) для соответствующего размера и нормы слойности согласно «Ежегоднику JATMA», и шина эксплуатируется при максимальной нагрузке. Конкретнее, предпочтительно, чтобы ширина W9a первых канавок 9а составляла от 2,5 до 10,0 мм и ширина W9b вторых канавок 9b составляла от 0,4 до 3,0 мм. Если ширина W9a канавок составляет менее 2,5 мм, первые канавки 9а не могут захватить достаточное количество снега, в связи с чем, ходовые характеристики шины на снегу не могут быть обеспечены в достаточной степени, т.к. уменьшается срезающее усилие, прикладываемое к столбу снега. С другой стороны, если ширина W9a канавки превышает 10,0 мм, количество полигональных блоков 10, сформированных в круговом направлении шины, уменьшается, в связи с чем, не могут быть в достаточной степени обеспечены ходовые характеристики шины на льду из-за уменьшенного краевого элемента, сформированного полигональными блоками 10. Кроме того, если ширина W9b канавки составляет менее 0,4 мм, вторые канавки 9b имеют тенденцию закрываться при качении нагруженной шины, в результате чего ухудшаются ходовые характеристики шины на льду и ходовые характеристики шины на снегу. С другой стороны, если ширина W9b канавки превышает 3,0 мм, группы G блоков не могут быть размещены достаточно плотно, в результате чего жесткость блоков может ухудшиться, а также, соответственно, ухудшатся условия контакта шины с грунтом.

В пневматической шине согласно первому варианту осуществления изобретения плотность D блоков в группе G блоков определяется количеством блоков на единицу фактической площади пятна контакта шины с грунтом, т.е. количеством «а» полигональных блоков 10, расположенных в расчетной области Z (заштрихованной секции на фиг.1), которая, фактически, определяется расчетной длиной PL шага (мм) расположения полигональных блоков 10 в данном ряду 11 полигональных блоков в пределах группы G блоков и шириной W (мм) группы G блоков, причем плотность D блоков выражается формулой:

,

где N (%) является отрицательным отношением в расчетной области, причем плотность D блоков составляет от 0,003 до 0,04 шт./мм². Здесь ширина W является расстоянием, измеренным вдоль группы G блоков в направлении по ширине шины, и плотность D блоков зависит от количества полигональных блоков 10 на единицу фактической площади пятна контакта с грунтом каждой группы G блоков (исключая области канавок). Кстати, плотность D блоков обычной зимней шины (нешипованной шины) составляет приблизительно 0,002 или менее. При расчете количества «а» полигональных блоков 10, входящих в пределы расчетной области Z, может возникнуть ситуация, когда определенный полигональный блок занимает положение, как внутри, так и снаружи расчетной области Z и не может быть учтен как один блок. Такой полигональный блок 10 учитывают, исходя из отношения площади участка блока, входящего в расчетную область Z, к общей площади блока. Например, если блок находится как внутри, так и снаружи расчетной области Z, при этом в расчетной области Z находится только половина блока, то подобный блок учитывается как ½ шт.

Если плотность D блоков группы G блоков составляет менее 0,003 (шт./мм²), размер полигональных блоков 10 сильно увеличивается, таким образом, есть основания полагать, что длина кромок протекторного рисунка будет недостаточной. С другой стороны, если плотность D блоков превышает 0,04 (шт./мм²), размер полигональных блоков 10 сильно уменьшается, таким образом, есть основания полагать, что жесткость блока уменьшится, что приведет к ухудшению контакта с грунтом и ухудшению ходовых характеристик шины на льду. Наконец, при плотности D блоков, составляющей от 0,0035 до 0,03 (шт./мм²), в пневматической шине чрезвычайно эффективно сочетается обеспеченная жесткость блоков и увеличенная длина кромок протекторного рисунка.

Предпочтительно, чтобы отрицательное отношение N (%) в группе G блоков составляло от 5% до 50%. Если отрицательное отношение N (%) составляет менее 5%, объем канавки становится слишком маленьким, чтобы обеспечить достаточный дренаж, и в то же самое время размер полигонального блока 10 становится слишком большим, что не позволяет увеличить длину кромок протекторного рисунка. С другой стороны, если отрицательное отношение N превышает 50%, жесткость блока снижается, поскольку пятно контакта с грунтом имеет небольшую площадь.

Кроме того, предпочтительно, чтобы площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков 10 в группе G блоков составляла от 50 до 250 мм и полигональные блоки 10 были довольно небольшими, благодаря чему, обеспечивается оптимальная жесткость блоков и обеспечивается хорошее усилие захвата. При площади пятна контакта, составляющей от 50 до 250 мм, расстояние в протекторе от центральной области до периферийных областей полигональных блоков 10 сокращается, в результате чего, существующая водяная пленка может быть эффективно удалена с поверхности дороги, когда полигональные блоки 10 вступают в контакт с грунтом. Однако, если площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков 10 составляет менее 50 мм, жесткость блоков является недостаточной, в результате чего, при контакте полигональных блоков 10 с грунтом происходит деформация блоков из-за недостаточной жесткости, что является нежелательным. С другой стороны, если площадь пятна контакта с грунтом превышает 250 мм², размер полигональных блоков 10 становятся слишком большим и не может быть увеличена длина кромок протекторного рисунка, что также нежелательно.

Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения за пределами групп G блоков, содержащих два ряда 11 полигональных блоков в направлении по ширине шины, сформированы ряды 13а и 13b боковых блоков из множества боковых блоков 12а и 12b, расположенных в направлении по ширине шины, причем указанные ряды боковых блоков окружают группы G блоков. Вместо боковых блоков 12а и 12b также можно сформировать вышеупомянутые полигональные блоки 10 с образованием четырех или более рядов 11 полигональных блоков. Согласно данному варианту осуществления изобретения боковые блоки 12а и 12b в рядах 13а и 13b боковых блоков имеют большую длину в круговом направлении шины, чем полигональные блоки 10 в группах G блоков. Кроме того, боковые блоки 12а (ряд 13а левых боковых блоков на фиг.1) в одном из двух рядов 13а и 13b боковых блоков имеют большую длину в круговом направлении шины, чем боковые блоки 12b в другом ряду 13b боковых блоков (ряд правых боковых блоков на фиг.1). Аналогично другим блокам, в каждом боковом блоке 12а и 12b сформировано от двух до шести рядов ламелей 7 в зависимости от жесткости блока, и между боковыми блоками 12а и 12b, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, сформированы канавки 8 грунтозацепа. Как показано на фиг.2, круговая канавка 2b содержит донный выступ 14, который частично уменьшает глубину канавки и соединяется с боковым блоком 12b. В пределах донного выступа 14, сформирован карман (канавка) 14а, продолжающийся, практически, в направлении по ширине шины.

Эффекты согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже. В коронной зоне 1 сформировано два или более рядов 11 полигональных блоков, в которых полигональные блоки 10 размещены с промежутками в круговом направлении шины. Кроме того, полигональные блоки 10 в рядах 11 полигональных блоков, примыкающих друг к другу в направлении по ширине шины размещены зигзагообразно, причем полигональный блок 10 одного ряда 11 полигональных блоков находится между полигональными блоками 10 другого ряда 11 полигональных блоков, и полигональные блоки 10 одного и другого рядов 11 полигональных блоков частично перекрываются, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и направлении по ширине шины, благодаря чему, образуются группы G блоков из плотно расположенных полигональных блоков 10. В пневматической шине, содержащей группы G блоков, как описано выше, обеспечивается требуемая жесткость блока, следовательно, может быть улучшен контакт полигональных блоков 10 с грунтом. При уменьшении размера каждого полигонального блока 10 и достаточно плотном их расположении можно обеспечить жесткость блока, а также значительно увеличить длину кромок протекторного рисунка (общую длину кромок всех полигональных блоков 10) и, соответственно, заметно улучшить ходовые характеристики шины на льду.

Канавки 9, ограничивающие полигональные блоки 10, сформированы из первых и вторых канавок, причем первые канавки (поперечные канавки) 9а между полигональными блоками 10, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины имеют ширину W9a, которая больше ширины W9b вторых канавок (продольных канавок) 9b между полигональными блоками 10, расположенными зигзагообразно, что позволяет первым канавкам 9а между полигональными блоками 10, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, приложить достаточное срезающее усилие к столбу снега, в результате чего, могут быть обеспечены превосходные ходовые характеристики шины на снегу.

Таким образом, посредством оптимального размещения блоков в упомянутой выше пневматической шине могут быть обеспечены как высокие ходовые характеристики шины на снегу, так и высокие ходовые характеристики шины на льду.

Кроме того, согласно первому варианту осуществления изобретения канавки 9, ограничивающие полигональные блоки 10 в группах G блоков (то есть, первые и вторые канавки 9а и 9b) имеют меньшую глубину, чем круговые канавки 2а, 2b и 2с, благодаря чему, круговые канавки 2а, 2b и 2с обеспечивают хорошие дренажные характеристики шины и сопротивление аквапланированию, при этом увеличивая жесткость полигональных блоков 10 и обеспечивая хороший контакт, что позволяет дополнительно улучшить ходовые характеристики шины на льду. Также можно сформировать канавки таким образом, чтобы только вторые канавки 9b имели меньшую глубину, чем круговые канавки 2а, 2b и 2с, благодаря чему, первые канавки 9а могут захватить достаточное количество снега и увеличить срезающее усилие, прикладываемое к столбу снега.

Кроме того, согласно первому варианту осуществления изобретения круговая канавка 2b содержит донный выступ 14, и сформированный карман 14а, продолжающийся, практически, в направлении по ширине шины, благодаря чему, дополнительно улучшаются как ходовые характеристики шины на льду, так и ходовые характеристики шины на снегу.

Второй вариант осуществления настоящего изобретения будет описан ниже со ссылкой на чертеж (фиг.4), на котором детально представлен рисунок протектора пневматической шины. На фиг.4 символом Е обозначена экваториальная плоскость шины и символом ТЕ обозначены края пятна контакта протектора с грунтом.

Традиционная пневматическая шина содержит пару закраин, пару участков боковины, коронную зону и каркас, усиливающий эти участки между сердечниками крыла шины, внедренными в каждую закраину (не показано на чертежах). Нити корда каркаса могут быть направлены радиально или по диагонали. При радиальном направлении корда коронная зона протектора должна быть усилена брекером по наружной окружности каркаса.

В коронной зоне 1, показанной на фиг.4, может быть сформирована, по меньшей мере, одна круговая канавка, например, на фиг.4 показаны три круговые канавки 2а, 2b и 2с. С наружной стороны круговых канавок 2а и 2с в направлении по ширине шины образованы ряды 4 плечевых блоков, при этом плечевые блоки 3 пересекают края пятна контакта протектора с грунтом в направлении по ширине шины. Между круговыми канавками 2b и 2с образованы ряды 6 прямоугольных блоков из множества расположенных в круговом направлении шины прямоугольных блоков 5, которые вытянуты в направлении по ширине шины. Ламели 7 сформированы в каждом плечевом блоке 3 и прямоугольном блоке 5 в зависимости от жесткости каждого блока. Кроме того, между плечевыми блоками 3 и прямоугольными блоками 5, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, сформированы канавки 8 грунтозацепа, продолжающиеся в направлении по ширине шины.

Между круговыми канавками 2а и 2b сформировано множество полигональных блоков 10, ограниченных первыми канавками, продолжающимися в направлении по ширине шины, и вторыми канавками, продолжающимися в круговом направлении шины, пересекающимися в протекторе, в котором сформированы полигональные блоки, имеющие не менее пяти сторон. На фиг.4 показан протектор шины, в котором сформированы полигональные блоки 10, имеющие восьмиугольную конфигурацию (восьмиугольные блоки). Предпочтительно, чтобы полигональные блоки имели восьмиугольную конфигурацию, однако конфигурация блоков не ограничивается восьмиугольной и блоки могут иметь другую полигональную конфигурацию, например, пятиугольную или шестиугольную. При восьмиугольной конфигурации блоков можно обеспечить кромки протекторного рисунка, продолжающиеся в направлении по ширине шины, а также плотно разместить полигональные блоки 10 и расположить их зигзагообразно, что далее будет описано более подробно. Каждый полигональный блок 10 содержит две ламели 7, в зависимости от жесткости блока, однако ламели могут быть исключены.

Полигональные блоки 10 плотно размещены с заданными интервалами в круговом направлении шины с образованием, по меньшей мере, одного ряда 11 полигональных блоков в коронной зоне. Например, может быть образовано два ряда 11 полигональных блоков, как показано на чертеже. Полигональные блоки 10 в рядах 11 полигональных блоков, примыкающие друг к другу в направлении по ширине шины, размещены зигзагообразно, чтобы полигональный блок 10 одного ряда 11 полигональных блоков находился между полигональными блоками 10 другого ряда 11 полигональных блоков, и полигональные блоки 10 одного и другого рядов 11 полигональных блоков частично перекрывались, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и в направлении по ширине.

Как показано на фиг.5(a) и 5(b), полигональные блоки расположены с разным шагом, причем предусмотрено, по меньшей мере, два разных шага, различающихся по длине. Согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг.5, предусмотрено три разных шага, разной длины P1, Р2 и Р3. А именно, полигональные блоки 10 в ряду 11 полигональных блоков, и первые канавки 9а, примыкающие к полигональным блокам 10, расположены с разным шагом, причем предусмотрено два или более разных шагов, имеющих длину P1, Р2 и Р3. Соотношение величин P1, Р2 и Р3 следующее:

Р1<Р2<Р3.

Однако соотношения не ограничиваются приведенными выше и также возможны следующие соотношения:

Р2<Р1<Р2 или Р1>Р2>Р3.

Хотя это не показано на чертежах, также можно предусмотреть четыре или более разных шагов, различающихся по длине.

Как показано на фиг.5(b), для изменения длины каждого шага P1-P3, длины L1-L3 полигональных блоков 10 в круговым направлении оставляют почти одинаковыми, в то время как длины W1-W3 в круговом направлении первых канавок 9а, примыкающих к полигональным блокам 10, могут быть изменены таким образом, чтобы W1<W2<W3. Также как показано на фиг.5(b), длины L1-L3 полигональных блоков в круговом направлении можно изменить таким образом, чтобы L1<L2<L3, в то время как длины W1-W3 в круговом направлении первых канавок 9а, примыкающих к полигональным блокам 10, оставляют почти одинаковыми. При указанном рисунке протектора жесткость каждого полигонального блока 10 остается почти одинаковой в круговом направлении шины, таким образом, реализуется профиль, который обеспечивает требуемые ходовые характеристики шины, в частности, на льду. При указанном рисунке протектора первые канавки 9а имеют необходимый объем, чтобы к столбу снега прикладывалось достаточное срезающее усилие, позволяющее реализовать профиль, который обеспечивает требуемые ходовые характеристики шины, в частности, на снегу.

Хотя это не показано на чертеже, требуемое изменение шага также может быть реализовано в соответствии с соотношениями, приведенными ниже. А именно, длины полигональных блоков 10 в круговом направлении изменены таким образом что:

L1<L2<L3 или L2<L1<L3 или L3<L1<L2.

в то время как длины первых канавки 9а в круговом направлении изменены таким образом что:

W1<W2<W3 или W2<W1<W3 или W3<W1<W2.

Это означает, что небольшой полигональный блок 10 ограничен первой канавкой 9а, имеющей небольшую длину в круговом направлении и примыкающей к полигональному блоку 10, а большой полигональный блок 10 ограничен первой канавкой 9а, имеющей большую длину в круговом направлении и примыкающей к полигональному блоку 10, что позволяет обеспечить требуемое изменение шага только за счет небольшого изменения размеров полигонального блока 10 в круговом направлении шины. Размещение, описанное выше, является предпочтительным, поскольку достигается одинаковая жесткость полигональных блоков 10 в круговом направлении шины, как будет описано далее.

Кроме того, согласно второму варианту осуществления изобретения, как показано, размеры блоков изменяют так, чтобы изменить длину полигональных блоков 10 в круговом направлении. Однако также можно поддерживать фиксированную длину полигональных блоков 10 в направлении по ширине шины и изменять только длину в круговом направлении (не показано на чертежах). При размещении, описанном выше, предотвращается изменение в круговом направлении шины жесткости блоков в направлении по ширине шины, в результате чего обеспечивается превосходная стабильность управления транспортным средством.

Кроме того, в каждом ряду полигональных блоков может быть получено следующее отношение максимальной длины шага Р_max (на чертеже Р3) к минимальной длине шага P_min (на чертеже Р1):

P_max:P_min=от 1:0.8 до 1:0.9, предпочтительнее P_max:P_min=1:0.85.

Если отношение «P_min/P_max» составляет менее 0,8, разница в жесткости блоков и в длине кромок протекторного рисунка между максимальными и минимальными полигональными блоками становится большой и также расположение кромок в круговом направлении шины становится неравномерным, что снижает благоприятный эффект ходовых характеристик шины на льду, который должен быть обеспечен при плотном расположении небольших полигональных блоков. С другой стороны, если отношение «P_min/Р_max» превышает 0,9, эффект белого шума при изменении шага уменьшается. Также, как показано на фиг.5(b), при реализации изменения шага посредством изменения размеров полигональных блоков 10, предпочтительно, чтобы обеспечивалось указанное ниже отношение между максимальными и минимальными полигональными блоками 10 в одном и том же ряду 11 полигональных блоков, соответственно поверхности качения полигональных блоков 10, чтобы уравнять жесткость полигональных блоков в круговом направлении шины и улучшить ходовые характеристики шины на льду:

P_max:P_min=от 1:0,8 до 1:0,9.

Для улучшения ходовых характеристик шины на льду посредством плотного расположения полигональных блоков 10, необходимо, чтобы, по меньшей мере, в одном ряду 11 полигональных блоков (например, в двух рядах, как показано на чертежах), группы G блоков и группы полигональных блоков 10 имели плотность D блоков, которая определяется количеством полигональных блоков на единицу фактической площади пятна контакта с грунтом, предпочтительно, составляющую от 0,003 до 0,04 (шт./мм²).

В группе G блоков плотность D блоков определяется количеством блоков на единицу фактической площади пятна контакта с грунтом, т.е. количеством «а» полигональных блоков 10, расположенных в расчетной области Z (заштрихованная секция на фиг.4). Расчетная область, фактически, определяется расчетной длиной МН шага (одной из длин шага Р1-Р3, как показано на чертеже) (мм) расположения полигональных блоков 10 в данном ряду 11 полигональных блоков в пределах групп G блоков и шириной W (мм) групп G блоков, причем плотность D блоков выражается формулой:

,

где N (%) является отрицательным отношением в расчетной области. Ширина W является расстоянием от одного конца до другого конца группы G полигональных блоков в направлении по ширине шины, и плотность D блоков зависит от количества полигональных блоков 10 на единицу фактической площади пятна контакта с грунтом группы G полигональных блоков. Кстати, плотность D блоков обычной зимней шины (нешипованной шины) составляет приблизительно 0,002 или менее. При расчете количества «а» полигональных блоков 10, входящих в пределы расчетной области Z, может возникнуть ситуация, когда определенный полигональный блок занимает положение, как внутри, так и снаружи расчетной области Z и не может быть учтен как один блок. Такой полигональный блок 10 учитывают исходя из отношения площади участка блока, входящего в расчетную область Z, к общей площади блока. Например, если блок находится как внутри, так и снаружи расчетной области Z, при этом в расчетной области Z находится только половина блока, то подобный блок учитывается как ½ шт.

Если плотность D блоков группы G блоков составляет менее 0,003 (шт./мм²), размер полигональных блоков 10 сильно увеличивается, что не позволяет увеличить длину кромок протекторного рисунка при плотном расположении полигональных блоков 10. С другой стороны, если плотность D блоков превышает 0,04 (шт./мм²), размер полигональных блоков 10 является слишком малым, таким образом, есть основания полагать, что жесткость блока уменьшится, что приведет к деформации полигональных блоков 10, в результате чего уменьшится площадь пятна контакта с грунтом и ухудшатся ходовые характеристики шины на льду. Наконец, при плотности D блоков, составляющей от 0,0035 до 0,03 (шт./мм²), в пневматической шине чрезвычайно эффективно сочетается обеспеченная жесткость блоков и увеличенная длина кромок протекторного рисунка.

Предпочтительно, чтобы отрицательное отношение N (%) в группе G блоков составляло от 5% до 50%. Если отрицательное отношение N (%) составляет менее 5%, объем канавки становится слишком маленьким, чтобы обеспечить достаточный дренаж, и в то же самое время размер полигонального блока 10 становится слишком большим, что не позволяет увеличить длину кромок протекторного рисунка. С другой стороны, если отрицательное отношение N превышает 50%, площадь пятна контакта с грунтом становится слишком малой. Поэтому в данном случае есть основания полагать, что не могут быть обеспечены требуемые ходовые характеристики шины на льду.

Кроме того, предпочтительно, чтобы площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков 10, образующих ряды 11 полигональных блоков, составляла от 50 до 250 мм², и полигональные блоки 10 были довольно небольшими, благодаря чему обеспечивается оптимальная жесткость блоков и обеспечивается хорошее усилие захвата. Также при площади пятна контакта, составляющей от 50 до 250 мм, расстояние в протекторе от центральной области до периферийных областей полигональных блоков 10 сокращается, в результате чего существующая водяная пленка может быть эффективно удалена с поверхности дороги, когда полигональные блоки 10 контактируют с грунтом. Кроме того, если площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков 10 составляет менее 50 мм², соотношение между площадью пятна контакта с грунтом и высотой полигональных блоков 10 уменьшается, при этом снижается жесткость на изгиб блоков. Таким образом, деформация полигональных блоков 10 и даже незначительная деформация, вызванная контактом с грунтом, может отрицательно повлиять на управляемость транспортного средства на различных поверхностях дороги, например сухих, влажных, обледенелых и заснеженных дорогах. С другой стороны, если площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков 10 превышает 250 мм², трудно увеличить длину кромок протекторного рисунка при плотном расположении полигональных блоков 10. При увеличении размера каждого полигонального блока 10 сопротивление дренажа возрастает, когда полигональные блоки контактируют с влажной поверхностью дороги, и есть основания полагать, что сопротивление шины аквапланированию ухудшится.

Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения за пределами групп G блоков, содержащих два ряда 11 полигональных блоков в направлении по ширине шины, образованы ряды 13а и 13b боковых блоков из множества боковых блоков 12а и 12b в круговом направлении шины, причем указанные ряды боковых блоков окружают группу G блоков. Вместо боковых блоков 12а и 12b также можно разместить вышеупомянутые полигональные блоки 10 с образованием 4 или более рядов полигональных блоков. Согласно указанному варианту осуществления изобретения боковые блоки 12а и 12b в рядах 13а и 13b боковых блоков имеют большую длину в круговом направлении, по сравнению с длинами L1-L3 в круговом направлении шины полигональных блоков 10 в группах G полигональных блоков. Кроме того, боковые блоки 12а (ряд левых боковых блоков на фиг.4) в одном из двух рядов 13а и 13b боковых блоков имеют большую длину в круговом направлении шины, чем боковые блоки в другом ряду 13b (ряд правых боковых блоков на фиг.4). Аналогично другим блокам, в каждом боковом блоке 12а и 12b сформировано от 2 до 6 рядов ламелей, в зависимости от жесткости блока, и между боковыми блоками 12а и 12b, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, сформированы канавки 8 грунтозацепа. Как показано на фиг.6, круговая канавка 2b содержит донный выступ 14, который частично уменьшает глубину канавки и соединяется с боковым блоком 12b. В пределах донного выступа 14, сформирован карман (канавка) 14а, продолжающийся, практически, в направлении по ширине шины.

Эффекты, достигаемые согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, будут описаны ниже. В пневматической шине, содержащей ряды полигональных блоков, образованные плотно расположенными в коронной зоне 1 полигональными блоками в круговом направлении шины, обеспечена оптимальная жесткость блоков, улучшен контакт каждого полигонального блока 10 с грунтом и все полигональные блоки минимизированы и расположены достаточно плотно, что обеспечивает как гарантированную жесткость блоков, так и значительное увеличение длины кромок протекторного рисунка (общей длины кромок всех полигональных блоков 10), в результате чего заметно улучшаются ходовые характеристики шины на льду.

Поскольку полигональные блоки, образующие ряды полигональных блоков, расположены с разным шагом, причем предусмотрено, по меньшей мере, два разных шага, различающихся по длине, и отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага находится в пределах диапазона от 1:0,8 до 1:0,9, можно минимизировать флуктуацию жесткости блоков и флуктуацию длины кромок протекторного рисунка и избежать ухудшения ходовых характеристик шины на льду.

Таким образом, благодаря оптимизированному размеру каждого полигонального блока и оптимизированной длине шага полигональных блоков, пневматическая шина согласно второму варианту осуществления изобретения может иметь значительно улучшенные ходовые характеристики шины на льду, повышенную бесшумность шины, по сравнению с пневматической шиной согласно известному уровню техники.

К тому же, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения при плотном расположении полигональных блоков значительно улучшаются ходовые характеристики шины на льду, и особый эффект достигается, если плотность блоков в группе полигональных блоков составляет от 0,003 до 0,04 (шт./мм²).

Кроме того, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения может быть обеспечена оптимальная жесткость блока, если площадь пятна контакта с грунтом полигональных блоков, образующих ряды полигональных блоков, составляет от 50 до 250 мм², в результате чего обеспечивается хорошее усилие захвата. Также при соответствующей площади пятна контакта с грунтом расстояние в протекторе от центральной до периферийных областей полигональных блоков 10 сокращается, в результате чего существующая водяная пленка может быть эффективно удалена с поверхности дороги при контакте полигональных блоков 10 с грунтом, что дополнительно улучшает ходовые характеристики шины на льду.

Кроме того, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения в рядах 11 полигональных блоков, примыкающих друг к другу в направлении по ширине шины, полигональные блоки размещены зигзагообразно чередуясь, а именно, полигональные блоки, примыкающие друг к другу в направлении по ширине шины, расположены со сдвигом относительно друг друга в круговом направлении шины, чтобы вступление в контакт полигональных блоков, примыкающих друг к другу в направлении по ширине шины, изменялось во времени и, таким образом, распределялась шумовая энергия, благодаря чему достигается дополнительное повышение бесшумности шины.

Кроме того, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения благодаря вторым канавкам, продолжающимся в круговом направлении шины и ограничивающим полигональные блоки, и также благодаря круговым канавкам, более глубоким, чем первые канавки, также расположенным в коронной зоне вода, несомненно, будет отводиться за пределы пятна контакта с грунтом, в результате чего, дополнительно улучшаться ходовые характеристики шины на льду и сопротивление аквапланированию.

Кроме того, в пневматической шине согласно второму варианту осуществления изобретения за счет донного выступа 14 в круговой канавке 2b и сформированного кармана 14а, продолжающегося, практически, в направлении по ширине шины в пределах донного выступа 14, можно улучшить ходовые характеристики шины на снегу.

Настоящее изобретение было описано выше на примере вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, однако настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутыми вариантами его осуществления. Например, также можно совместить первый и второй варианты осуществления изобретения. В этом случае в протекторе пневматической шины формируют множество ограниченных канавками полигональных блоков, которые имеют не менее пяти сторон в коронной зоне. В коронной зоне предусмотрено два или более рядов полигональных блоков при размещении полигональных блоков с промежутками в круговом направлении шины, причем полигональные блоки в рядах полигональных блоков, прилегающих друг к другу в направлении по ширине шины, расположены зигзагообразно, чтобы полигональный блок одного ряда полигональных блоков находился между полигональными блоками другого ряда полигональных блоков в круговом направлении шины, и полигональные блоки одного ряда полигональных блоков и другого ряда полигональных блоков частично перекрывались, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и в направлении по ширине, благодаря чему, в коронной зоне образуются группы блоков из плотно расположенных полигональных блоков. Полигональные блоки ограничены канавками, которые включают первые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу в круговом направлении шины, и вторые канавки между полигональными блоками, прилегающими друг к другу и расположенными зигзагообразно, причем ширина первых канавок больше ширины вторых канавок. По меньшей мере, в одном ряду полигональных блоков, полигональные блоки, образующие ряды полигональных блоков, расположены с разным шагом, причем может быть предусмотрено два или более разных шагов, различающихся по длине, при этом отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет от 1:0.8 до 1:0.9. Вышеупомянутое размещение блоков позволяет улучшить ходовые характеристики шины на льду, улучшить ходовые характеристики шины на снегу и дополнительно повысить бесшумность шины.

Пример 1

Для подтверждения эффективности первого варианта осуществления настоящего изобретения касательно ходовых характеристик шины на снегу и ходовых характеристик шины на льду для каждого вида испытаний были приготовлены следующие образцы шин:

- пневматическая шина согласно первому варианту осуществления изобретения (шина 1 согласно первому варианту осуществления изобретения);

- пневматические шины согласно сравнительному варианту (сравнительные шины 1 и 2); и

- пневматическая шина согласно известному уровню техники (шина 1 согласно известному уровню техники).

Каждая шина представляет собой шину с радиальным расположением корда, имеет размер 205/55R16 и предназначена для пассажирского транспортного средства.

На фиг.1 представлен рисунок протектора шины 1, согласно первому варианту осуществления изобретения. Ширина круговых канавок 2а, 2b и 2с составляет 7,5 мм, 18 мм и 4 мм, соответственно, и глубина каждой канавки составляет 8,9 мм. Кроме того, ширина W9a первых канавок, входящих в состав канавок 9, ограничивающих полигональные блоки 10, больше ширины W9b вторых канавок 9b.

Сравнительная шина 1 отличается от шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения тем, что первые канавки 9а и вторые канавки 9b, входящие в состав канавок 9, ограничивающих полигональные блоки 10, имеют почти одинаковую ширину W9a и W9b, соответственно.

Сравнительная шина 2 отличается от шины 1 согласно первому варианту изобретения тем, что ширина W9a первых канавок 9а, входящих в состав канавок 9, ограничивающих полигональные блоки 10, меньше ширины W9b вторых канавок 9b.

На фиг.3 представлен участок 1 рисунка протектора шины 1 согласно известному уровню техники. Подробные данные, касающиеся шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительных шин 1 и 2 и шины 1 согласно известному уровню техники приведены в таблице 1. Кроме того, шина 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительные шины 1 и 2 и шина 1 согласно известному уровню техники имеют почти одинаковое отрицательное отношение по всему протектору, соответственно.

Таблица 1   Шина1 (согласно первому варианту осуществления изобретения) Сравнительная шина 1 Сравнительная шина 2 Рисунок протектора Фиг.1 Не показан Не показан Размеры полигональных блоков (С: в круговом направлении; W: в направлении ширины) С - длина L10 (мм) 13,2 15,6 16,4 W - ширина W10 (мм) 16,4 16,4 13,2 Высота (мм) 7 7 7 Отрицательное отношение N (%) группе полигональных блоков 26 23 26 Ширина W (мм) группы полигональных блоков 42 42 42 Расчетная длина шага PL расположения блоков (мм) 17 17 17 Количество «а» (шт.) полигональных блоков в расчетной области 3,3 3,3 3,3 Плотность блоков D (шт./мм²) 0,005 0,005 0,005 Ширина W9a первых канавок, ограничивающих полигональные блоки 3,2 1,6 1,6 Ширина W9b вторых канавок, ограничивающих полигональные блоки 1,6 1,6 3,2

Каждую представленную выше шину монтировали на стандартном ободе размером 16×6,8J, накачивали до внутреннего давления 200 кПа (относительное давление) и затем устанавливали на транспортном средстве для оценки следующих характеристик.

(1) Оценка тормозных характеристик на льду

Тормозные характеристики на льду оценивались посредством измерения расстояния от начала торможения до полной остановки при движении транспортного средства со скоростью 20 км/ч по замерзшей поверхности дороги. В таблице 2 приведены результаты оценки шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительных шин 1 и 2, а также шины 1 согласно известному уровню техники, при этом результат испытания шины 1 согласно известному уровню техники принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучших тормозных характеристиках на льду.

(2) Оценка сцепного усилия на льду

Сцепное усилие на льду оценивалось посредством измерения времени, затраченного на прохождение транспортным средством расстояния 20 м при полном газе по замерзшей поверхности дороги. В таблице 2 приведены результаты оценки шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительных шин 1 и 2, а также шины 1 согласно известному уровню техники, при этом результат испытания шины 1 согласно известному уровню техники принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучшем сцепном усилии на льду.

(3) Оценка тормозных характеристик на снегу

Тормозные характеристики на льду оценивались посредством измерения расстояния от начала торможения до полной остановки при движении транспортного средства со скоростью 40 км/ч по уплотненной заснеженной поверхности дороги на испытательном полигоне. В таблице 2 приведены результаты оценки шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительных шин 1 и 2, а также шины 1 согласно известному уровню техники, при этом результат испытания шины 1 согласно известному уровню техники принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучших тормозных характеристиках на снегу.

(4) Оценка сцепного усилия на снегу

Сцепное усилие на снегу оценивалось посредством измерения временного интервала при ускорении от начальной скорости 10 км/ч до скорости 45 км/ч при движении транспортного средства по уплотненной заснеженной поверхности дороги на испытательном полигоне. В таблице 2 приведены результаты оценки шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительных шин 1 и 2, а также шины 1 согласно известному уровню техники, при этом результат испытания шины 1 согласно известному уровню техники принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучшем сцепном усилии на снегу.

(5) Оценка характеристик шины при ускорении в условиях возникновения аквапланирования (HP) (инструментальная)

Характеристики шины при ускорении в условиях возникновения аквапланирования оценивались посредством измерения скорости движения транспортного средства и скорости вращения шины при ускорении на влажной поверхности дороги. Скорость рассматривалась как скорость, при которой возникало аквапланирование и увеличивалась скорость вращения шины (а именно, скорость вращения обода шины стала больше, чем скорость движения из-за пробуксовки шины на ведущей стороне). В таблице 2 приведены результаты оценки шины 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сравнительных шин 1 и 2, а также шины 1 согласно известному уровню техники, при этом результат испытания шины 1 согласно известному уровню техники принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучших характеристиках шины в условиях возникновения аквапланирования.

Таблица 2   Шина 1 (согласно известному уровню техники) Шина 1 (согласно первому варианту осуществления изобретения) Сравнительная шина 1 Сравнительная шина 2 Ходовые характеристики на льду Торможение 100 109 109 105 Сцепное усилие 100 109 105 105 Ходовые характеристики на снегу Торможение 100 100 100 102 Сцепное усилие 100 102 97 100 Характеристики шины в условиях возникновения аквапланирования 100 100 102 100

По результатам, представленным в таблице 2, шина 1 согласно первому варианту осуществления изобретения показала лучшие ходовые характеристики шины на снегу и ходовые характеристики шины на льду по сравнению с шиной 1 согласно известному уровню техники и сравнительными шинами 1 и 2, при этом сохраняются одинаковые характеристики шин в условиях возникновения аквапланирования.

(Пример 2)

Для подтверждения эффективности второго варианта осуществления настоящего изобретения касательно ходовых характеристик шины на льду и бесшумности шины для каждого вида испытаний были подготовлены следующие образцы шин:

- пневматические шины согласно второму варианту осуществления изобретения (шины 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения);

- пневматические шины согласно сравнительному варианту (сравнительные шины 3-5); и

- пневматическая шина согласно известному уровню техники (шина 2 согласно известному уровню техники).

Каждая шина представляет собой шину с радиальным расположением корда, имеет размер 205/65R15 и предназначена для пассажирского транспортного средства.

Шина 2 согласно второму варианту осуществления изобретения в коронной зоне 1 имеет рисунок протектора, показанный на фиг.4, при этом для расположения полигональных блоков в каждом ряду предусмотрено четыре разных шага, с различной длиной при условии, что отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет 1:0,8.

Шина 3 согласно второму варианту осуществления изобретения в коронной зоне 1 имеет рисунок протектора, показанный на фиг.4, при этом для расположения полигональных блоков в каждом ряду предусмотрено четыре разных шага с различной длиной при условии, что отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет 1:0,9.

Шина 4 согласно второму варианту осуществления изобретения в коронной зоне 1 имеет рисунок протектора, показанный на фиг.4, при этом для расположения полигональных блоков в каждом ряду предусмотрено четыре разных шага с различной длиной при условии, что отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет 1:0,9.

Сравнительная шина 3 отличается от шины 2 согласно второму варианту осуществления изобретения тем, что блоки в каждом ряду полигональных блоков, расположены только с одним шагом, при этом отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет 1:1.

Сравнительная шина 4 отличается от шины 2 согласно второму варианту осуществления изобретения тем, что отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет 1:0,7.

Сравнительная шина 5 отличается от шины 2 согласно второму варианту осуществления изобретения тем, что отношение максимальной длины шага к минимальной длине шага составляет 1:0,95.

Шина 2 согласно известному уровню техники в коронной зоне 1 имеет рисунок протектора, представленный на фиг.7. Подробные данные, касающиеся шин 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения и сравнительных шин 3-5, представлены в таблице 3. Кроме того, шины 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения, сравнительные шины 3-5 и шина 2 согласно известному уровню техники имеют почти одинаковое отрицательное отношение по всему протектору.

Таблица 3   Шина 2 (согласно второму варианту осуществле-ния изобретения) Шина 3 (согласно второму варианту осуществления изобретения) Шина 4 (согласно второму варианту осуществле-ния изобретения) Сравнитель-ная шина 3 Сравнитель-ная Шина 4 Сравнительная Шина 5 Размер полигонального блока Длина L10 в круговом направлении (мм) Макс. 19.9 18,8 19,4 17,8 11,3 18,2 Мин. 15.9 16,9 16,5 17,8 14,9 17,4 Ширина W10 в круговом направлении (мм) Макс. 16.4 16.4 16,4 16,4 16,4 16,4 Мин. 16,4 16,4 16,4 16,4 16,4 16,4

Высота (мм) 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 Круговая длина первой канавки (мм) Макс. 4,0 3,6 3,8 3,2 4,6 3,4 Мин. 3,3 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 Отношение длин шага Макс.:Мин. в ряду полигональных блоков 1:0,8 1:0,9 1:0,85 1:1 1:0,7 1:0,95 Плотность D блоков (шт./мм²) 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005

Каждую представленную выше шину монтировали на стандартном ободе размером 15×6J, накачивали до внутреннего давления 240 кПа (относительное давление) и затем устанавливали на транспортном средстве для оценки следующих характеристик.

(1) Оценка тормозных характеристик на льду

Тормозные характеристики на льду оценивались посредством измерения расстояния от начала торможения до полной остановки при движении транспортного средства со скоростью 20 км/ч по замерзшей поверхности дороги. В таблице 4 представлены результаты оценки шин 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения и сравнительных шин 3-5, а также шины 1 согласно известному уровню техники, при этом результат испытания шины 1 согласно известному уровню техники принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучших тормозных характеристиках на льду.

(2) Оценка бесшумности шины

Оценка бесшумности шины проводилась с использованием сенсорных устройств при установке каждой шины в транспортном средстве с объемом двигателя 2000 см³. В таблице 4 приведены результаты оценки шин 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения и сравнительных шин 4 и 5, при этом результат испытания сравнительной шины 3 принимается за 100, и большее значение свидетельствует о лучшей бесшумности шины.

Таблица 4   Шина 2 (согласно известному уровню техники) Шина 2 (согласно второму варианту осуществле-ния изобретения) Шина 3 (согласно второму варианту осуществле-ния изобретения) Шина 4 (согласно второму варианту осуществле-ния изобретения) Сравнительная шина 3 Сравнительная шина 4 Сравнительная шина 5 Характеристики на льду 100 (стандарт) 107 111 109 113 105 112 Бесшумность шины - 130 ПО 120 100 (стандарт) 105 101

По результатам, представленным в таблице 4, шины 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения показали значительно более высокие ходовые характеристики на льду по сравнению с шиной 2 согласно известному уровню техники, при этом шины 2-4 согласно второму варианту осуществления изобретения по показателю бесшумности превзошли сравнительные шины 3 и 5. Для сравнительной шины 4 подтвердилось улучшение бесшумности, но ходовые характеристики шины на льду не были улучшены в достаточной степени.

Промышленная применимость

На основании предшествующего описания следует сделать вывод, что при применении настоящего изобретения можно улучшить ходовые характеристики шины на льду, наряду с улучшением множества других характеристик. В частности, посредством оптимального расположения полигональных блоков согласно настоящему изобретению можно чрезвычайно эффективно реализовать одновременно ходовые характеристики шины на снегу и ходовые характеристики шины на льду. Кроме того, посредством корректировки как размера каждого полигонального блока, так и длины шага расположения полигональных блоков, можно дополнительно улучшить ходовые характеристики шины на льду, по сравнению с шинами согласно известному уровню техники, и эффективно повысить бесшумность шины.

Изобретение относится к конструкции протектора автомобильной зимней нешипованной шины. Пневматическая шина содержит группы (G) блоков, образованные из полигональных блоков (10), которые плотно расположены в коронной зоне (1). Полигональные блоки (10) ограничены канавками (9), включающими первые канавки (9а), имеющие ширину (W9a) и расположенные между полигональными блоками 10, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины. Ширина (W9a) первых канавок (9а) больше ширины (W9b) вторых канавок (9b), расположенных между полигональными блоками 10, примыкающими друг к другу и расположенными зигзагообразно. Технический результат - улучшение ходовых характеристик шины в зимних условиях на снегу и льду. 6 з.п. ф-лы, 7 ил., 4 табл.

1. Пневматическая шина, содержащая множество полигональных блоков, ограниченных канавками в протекторе и имеющая не менее пяти сторон в коронной зоне, причем:
два или более рядов полигональных блоков обеспечено в коронной зоне за счет размещения полигональных блоков с промежутками в круговом направлении шины, причем полигональные блоки в рядах полигональных блоков, примыкающих друг к другу в направлении по ширине шины, расположены зигзагообразно, чтобы полигональный блок одного ряда полигональных блоков находился между полигональными блоками другого ряда полигональных блоков в круговом направлении шины, и полигональные блоки одного ряда полигональных блоков и другого ряда полигональных блоков частично перекрывались, если рассматривать как в круговом направлении шины, так и в направлении по ширине, благодаря чему, формируются группы блоков за счет плотного размещения полигональных блоков в коронной зоне; и
полигональные блоки ограничены канавками, включающими первые канавки между полигональными блоками, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, и вторые канавки между полигональными блоками, примыкающими друг к другу и расположенными зигзагообразно, причем ширина первых канавок больше ширины вторых канавок.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой плотность блоков в группах блоков определяется количеством полигональных блоков на единицу фактической площади пятна контакта с грунтом, при этом плотность блоков составляет от 0,003 до 0,04 шт./мм².

3. Пневматическая шина по п.1, в которой канавки, ограничивающие полигональные блоки в группах полигональных блоков, сформированы из первых и вторых канавок, причем первые канавки между полигональными блоками, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, имеют ширину в пределах диапазона от 2,5 до 10,0 мм, а вторые канавки между полигональными блоками, расположенными зигзагообразно, имеют ширину в пределах диапазона от 0,4 до 3,0 мм.

4. Пневматическая шина по п.2, в которой канавки, ограничивающие полигональные блоки в группах полигональных блоков, сформированы из первых и вторых канавок, причем первые канавки между полигональными блоками, примыкающими друг к другу в круговом направлении шины, имеют ширину в пределах диапазона от 2,5 до 10,0 мм, а вторые канавки между полигональными блоками, расположенными зигзагообразно, имеют ширину в пределах диапазона от 0,4 до 3,0 мм.

5. Пневматическая шина согласно любому из пп.1-4, в которой коронная зона содержит круговые канавки, продолжающиеся в круговом направлении шины, и канавки, ограничивающие полигональные блоки в группах и имеющие меньшую глубину, чем круговые канавки.

6. Пневматическая шина по любому из пп.1-4, в которой полигональные блоки, образующие группы полигональных блоков, имеют площадь пятна контакта с грунтом, составляющую от 50 до 250 мм².

7. Пневматическая шина по п.6, в которой полигональные блоки, образующие группы полигональных блоков, имеют площадь пятна контакта с грунтом, составляющую от 50 до 250 мм².