ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2014 года по МПК B60C11/04 B60C11/12 B60C11/117 

Настоящее изобретение относится к пневматической шине с улучшенной ходовой характеристикой на снегу, при сохранении устойчивости управления и сопротивления неравномерному износу.

Хорошо известно, что для улучшения ходовой характеристики на снегу (т.е. ходовой характеристики на заснеженном дорожном покрытии), основные продольные канавки, проходящие непрерывно в продольном направлении шины, формируют изогнутыми, тем самым улучшая эффект сдвига столбика снега. Например, в JP-A-2003-072321 описана пневматическая шина, включающая протектор с зигзагообразным центральным ребром, парой центральных основных канавок, расположенных на обеих сторонах центрального ребра, т.е. центральных основных канавкок с зигзагообразной кромкой, и парой плечевых основных канавок с зигзагообразной кромкой. Также известно, что для улучшения устойчивости управления на обледенелом дорожном покрытии, в блоках формируют большое количество ламелей, чтобы таким образом увеличить краевую составляющую.

Однако формирование большого числа ламелей или формирование ламелей полностью открытого типа, оба конца которых соединены с основными канавками, снижает жесткость блоков и, соответственно, может привести к ухудшению устойчивости управления или к неравномерному износу на сухих дорожных покрытиях.

Соответственно, целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, способной проявлять улучшенную характеристику на снегу, при сохранении устойчивости управления и подавлении неравномерного износа.

Эта и другие цели настоящего изобретения станут очевидны из дальнейшего описания.

Описание изобретения

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, снабженной на поверхности протектора парой продольных канавок короны, каждая из которых имеет такую форму, что одна из кромок канавки проходит зигзагообразно, так что отрезки кромки канавки, имеющие L-образную форму (форму, подобную заглавной букве L курсивного шрифта), непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, а другая кромка канавки проходит в такой форме, что отрезки кромки канавки, имеющие дугообразную форму, выпуклую по направлению к центру канавки, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивают пневматическую шину, включающую протектор, содержащий пару продольных канавок короны, проходящих непрерывно в продольном направлении шины с обеих сторон от экватора шины и имеющих кромки, причем одна из кромок каждой продольной канавки короны проходит зигзагообразно, так что отрезки кромки канавки, имеющие L-образную форму, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, а другая кромка канавки проходит волнистым образом, так что дугообразные отрезки кромки канавки, имеющие дугообразную выпуклость по направлению к центру канавки, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, где каждый из отрезков кромки канавки L-образной формы включает длинную часть, наклоненную под углом от 1 до 20° относительно продольного направления, и короткую часть, имеющую продольную длину меньше, чем эта величина для длинной части, и наклоненную в направлении, противоположном направлению длинной части, относительно продольного направления.

Зигзагообразная кромка, упомянутая выше, может являться аксиально-внутренней кромкой или аксиально-внешней кромкой продольной канавки короны, и волнообразная кромка, упомянутая выше, может являться аксиально-внутренней кромкой или аксиально-внешней кромкой канавки. Предпочтительно короткая часть отрезка кромки канавки, имеющего L-образную форму, проходит от одного конца длинной части этого отрезка в направлении, противоположном длинной части относительно аксиального направления шины. Предпочтительно продольная длина шага отрезков кромки канавки, имеющих L-образную форму, меньше, чем продольная длина шага дугообразных отрезков кромки канавки. Первая прорезь может быть сформирована приблизительно посередине каждого отрезка кромки канавки, имеющего L-образную форму, и вторая прорезь может быть дополнительно сформирована в месте, расположенном напротив первой прорези в каждом дугообразном отрезке кромки канавки. Пара средних продольных канавок, проходящих непрерывно в продольном направлении шины, может быть сформирована аксиально снаружи продольных канавок короны с обеспечением области контакта с грунтом короны, проходящей непрерывно в продольном направлении между продольными канавками короны, средних областей контакта с грунтом, каждая из которых ограничена продольной канавкой короны и средней продольной канавкой, и плечевых областей контакта с грунтом, каждая из которых ограничена средней продольной канавкой и краем контакта с грунтом. Предпочтительно средние продольные канавки имеют такие кромки, что кромка со стороны экватора шины проходит прямолинейно в продольном направлении и кромка со стороны края контакта с грунтом проходит в продольном направлении зигзагообразно. Прорези и/или ламели могут быть сформированы в средних областях контакта с грунтом, и грунтозацепы могут быть сформированы в плечевых областях контакта с грунтом.

Так как продольные канавки короны имеют зигзагообразную кромку, включающую вышеупомянутые отрезки L-образной формы, с одной стороны, например, с аксиально-внутренней стороны, и волнообразную кромку, включающую вышеупомянутые дугообразные отрезки, с другой стороны, например, с аксиально-внешней стороны, в каждой продольной канавке короны сформированы повторяющиеся узкие участки и широкие участки. Поэтому, благодаря широким участкам достигают хорошей характеристики выталкивания снега, чтобы улучшить характеристику на снегу, и, с другой стороны, благодаря узким участкам канавки сохраняется жесткость блоков, тем самым предотвращая заметное снижение устойчивости управления и неравномерный износ на сухом дорожном покрытии.

Краткое описание чертежей

на Фиг.1 представлен развернутый вид протектора пневматической шины, демонстрирующий воплощение настоящего изобретения;

на Фиг.2 представлено поперечное сечение, взятое по линии X-X на Фиг.1;

на Фиг.3 представлен увеличенный развернутый вид области A, показанной на Фиг.1;

на Фиг.4A представлен неполный увеличенный вид кромки 3m канавки с одной стороны, показанной на Фиг.3,

на Фиг.4B представлен неполный увеличенный вид кромки 3n канавки с другой стороны, показанной на Фиг.3;

на Фиг.5 представлен увеличенный развернутый вид области B, показанной на Фиг.1;

на Фиг.6 представлен неполный увеличенный вид кромки 4n канавки со стороны края Te контакта с грунтом, показанного на Фиг.5,

на Фиг.7A представлен развернутый вид, демонстрирующий конструкцию продольной канавки короны, сформированной в сравнительном примере 1, описанном далее,

на Фиг.7В представлен развернутый вид, демонстрирующий конструкцию продольной канавки короны, сформированной в сравнительном примере 2, описанном далее,

на Фиг.7C представлен развернутый вид, демонстрирующий другой пример продольной канавки короны в соответствии с настоящим изобретением.

Воплощение настоящего изобретения описано далее со ссылками на прилагаемые чертежи.

На Фиг.1 и 2 показана пневматическая шина 1 данного воплощения, которая может быть использована, например, в качестве радиальной шины для легковых автомобилей. Протектор 2 пневматической шины 1 снабжен парой продольных канавок 3 короны, расположенных с обеих сторон экватора шины С и проходящих непрерывно в продольном направлении шины, и парой средних продольных канавок 4, расположенных аксиально снаружи продольных канавок короны 3 и проходящих непрерывно в продольном направлении.

Как показано на Фиг.1, протектор 2 включает область 5 контакта с грунтом короны, проходящую непрерывно в продольном направлении между продольными канавками 3A и 3B короны, средние области 6 контакта с грунтом, расположенные между каждой продольной канавкой 3 короны и каждой средней продольной канавкой 4, и плечевые области 7 контакта с грунтом, расположенные аксиально снаружи средних продольных канавок 4 короны.

На Фиг.2 представлено поперечное сечение продольной канавки 3 короны и средней продольной канавки 4. С точки зрения сохранения жесткости области 5 контакта с грунтом короны при обеспечении характеристики выталкивания воды или снега на достаточном уровне, предпочтительно аксиальная ширина Т1 продольных канавок 3 короны составляет от 6,0 до 9,0% ширины TW контакта с грунтом протектора. Подобным образом, предпочтительно аксиальная ширина Т2 средних продольных канавок 4 составляет от 5,0 до 7,0% ширины TW контакта с грунтом протектора. В частности, если ширина Т1 канавок короны 3 больше, чем ширина Т2 средних канавок 4, характеристика антиаквапланирования дополнительно улучшается, так как улучшается свойство отвода воды области вблизи экватора С шины, в которой давление на грунт наибольшее.

Термин "ширина TW контакта с грунтом протектора", как используют здесь, означает аксиальное расстояние между краями Te, Te контакта с грунтом протектора 2 шины, которая контактирует с плоской поверхностью, если шина установлена на стандартный обод и накачана до нормального внутреннего давления, и шину в таком стандартном состоянии нагружают стандартной нагрузкой. Между прочим, размеры соответствующих частей или областей шины представляют собой величины, измеренные в вышеупомянутом стандартном состоянии, если не указано иное.

Термин "стандартный обод", как используют здесь, означает обод колеса, определенный для каждой шины в системе стандартизации, на которую базируется шина, и означает, например, "стандартный обод" в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), "модель шины" в системе TRA (Ассоциация по ободам и шинам, Северная Америка) и "мерное колесо" в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам). Также, термин "нормальное внутреннее давление", как используют здесь, означает давление воздуха, определенное для каждой шины в системе стандартизации и означает, например, "максимальное давление воздуха" в системе JATMA, максимальную величину давления, указанную в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в системе TRA и "давление накачки" в ETRTO, при условии что в случае легковых автомобилей "нормальное внутреннее давление" составляет 180 кПа. Кроме того, термин "стандартная нагрузка" означает нагрузку, определенную для каждой шины в системе стандартизации, на которую базируется шина, и означает "максимальную грузоподъемность" в системе JATMA, максимальную величину, указанную в таблице "Пределы нагрузок шины при различных давлениях холодной накачки " в системе TRA, и "грузоподъемность" в ETRTO, при условии, что в случае шин для легковых автомобилей "стандартная нагрузка" составляет 88% от нагрузки, определенной выше.

Желательно улучшить характеристику выталкивания снега и свойство отвода воды в области 5 контакта с грунтом короны, в которой давление на грунт является наибольшим. Также желательно улучшить эффект отвода тепла в области 5 контакта с грунтом короны, так как тепловыделение в данной области при движении велико и возникает чрезмерный износ вследствие термического старения резины. Таким образом, предпочтительно глубина U1 продольных канавок 3 короны составляет по меньшей мере 6 мм, особенно предпочтительно, по меньшей мере 7 мм, и не более 11 мм, особенно предпочтительно, не более 10 мм.

Предпочтительно глубина U2 средних продольных канавок 4 меньше, чем глубина U1 продольных канавок 3 короны, так как давление на грунт средних и плечевых областей 6 и 7 контакта с грунтом меньше, чем давление области 5 контакта с грунтом короны, и тепловыделение в данной области также меньше. С этой точки зрения и с точки зрения баланса жесткости между средней областью 6 контакта с грунтом, плечевой областью 7 контакта с грунтом и областью 5 контакта с грунтом короны, предпочтительно глубина U2 средних продольных канавок 4 составляет по меньшей мере 5,5 мм, особенно предпочтительно, по меньшей мере 6,5 мм, и не более 10,5 мм, особенно предпочтительно, не более 9,5 мм.

На Фиг.3 представлен фрагмент пары продольных канавок короны 3A и 3D в увеличенном виде. Кромка с одной стороны продольной канавки 3 короны сформирована зигзагообразно, так что отрезки 3s кромки, имеющие L-образную форму, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, причем каждый из отрезков кромки L-образной формы включает первую длинную часть 3c, наклоненную в одну сторону под углом 9 больше 0° относительно продольного направления шины, и первую короткую часть 3t, имеющую продольную длину меньше, чем эта величина для длинной части 3c, и наклоненную противоположно относительно длинной части в продольном направлении. В данном воплощении, представленном на чертежах, кромка 3m канавки, расположенная со стороны экватора С шины, сформирована таким зигзагообразным образом посредством повторения отрезков кромки L-образной формы. Кромка с другой стороны продольной канавки 3 короны сформирована волнообразно, так что отрезки 3o кромки канавки, имеющие дугообразную форму, выпуклую по направлению к центру продольной канавки 3 короны, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины. В данном воплощении, представленном на чертежах, кромка 3n канавки, расположенная со стороны края Te контакта с грунтом, сформирована в такой волнообразной форме путем повторения дугообразных отрезков кромки канавки.

Ширина Т1 такой продольной канавки 3 короны изменяется непрерывно в результате различия формы кромки 3m канавки с одной стороны и кромки 3n канавки с другой стороны. Таким образом, участок H наибольшей ширины канавки, где ширина Т1 канавки достигает максимума, и участок S наименьшей ширины канавки, где ширина Т1 канавки достигает минимума, сформированы повторяющимся образом в продольном направлении. Продольные канавки 3 короны, имеющие такую форму, служат для улучшения характеристики на снегу, так как они эффективно уплотняют снег и проявляют большое усилие сдвига уплотненных столбиков снега.

Если угол 8 наклона длинной части 3c зигзагообразной кромки 3m небольшой, зигзагообразная кромка 3m приближается к прямолинейной кромке, и усилие сдвига столбиков снега уменьшается. С другой стороны, если угол 0 наклона слишком велик, может легко происходить неравномерный износ в области 5 контакта с грунтом короны. С этой точки зрения, предпочтительно угол 9 наклона составляет по меньшей мере 1,0°, предпочтительно, по меньшей мере 1,5°, еще более предпочтительно, по меньшей мере 2,0°, и не более 20°, предпочтительно, не более 15°, еще более предпочтительно, не более 8°.

На Фиг.4 представлен неполный увеличенный вид зигзагообразной кромки 3m канавки. Длинная часть 3c сформирована так, что имеет аксиальную длину "a" больше, чем аксиальная длина "b" короткой части 3t. Если отношение а/b слишком мало, степень изменения жесткости области 5 контакта с грунтом короны большая, так что легко может происходить неравномерный износ. Если отношение а/b слишком велико, краевой эффект короткой части 3t небольшой, при ограниченной амплитуде А1, и кромка 3m приближается к прямолинейному кромке, так что эффект выталкивания столбиков снега снижается. С этой точки зрения, предпочтительно отношение а/b составляет по меньшей мере 5, особенно предпочтительно, по меньшей мере 8, и не более 20, особенно предпочтительно, не более 15.

Кроме того, в этом воплощении отрезки 3s кромки канавки, имеющие L-образную форму, сформированы с продольной длиной Р1 шага меньшей, чем продольная длина Р2 шага дугообразных отрезков 3o кромки канавки, как показано на Фиг.3. Таким образом, короткие части 3t отрезков 3s кромки L-образной формы сформированы в местах, где ширина канавки резко изменяется, таких как широкие участки и/или узкие участки продольных канавок 3 короны, посредством чего характеристика выталкивания снега может быть дополнительно улучшена, так как краевые элементы коротких частей 3t эффективно используются.

Предпочтительно отношение Р2/Р1 составляет по меньшей мере 1,5, особенно предпочтительно, по меньшей мере 1,8, и не более 2,5, особенно предпочтительно, не более 2,2. В данном воплощении, представленном на чертежах, отношение Р2/Р1 длины шага равно 2. Предпочтительно, короткие части 3t отрезков 3s кромки канавки L-образной формы сформированы в местах, аксиально противоположных вогнутым частям o1, которые представляют собой оба конца каждого дугообразного отрезка 3o кромки канавки, и/или выпуклым аксиально внутрь частям o2, в которых дугообразные отрезки 3o кромки канавки больше всего выдаются внутрь в аксиальном направлении, посредством чего различие между шириной канавки на участках H максимальной ширины и участках S минимальной ширины становится большим, так что продольные канавки 3 короны имеют зигзагообразную форму. Таким образом, усилие сдвига столбиков снега канавок 3 короны дополнительно улучшается.

На Фиг.4B представлен неполный увеличенный вид волнообразной кромки 3n канавки. Если отношение c/R аксиального расстояния c между вогнутой частью o1 и выпуклой частью o2 к радиусу кривизны R дугообразного отрезка 3o кромки канавки слишком большое, разница жесткости в области 5 контакта с грунтом короны становится большой, так что легко может возникнуть неравномерный износ. Если отношение c/R слишком мало, кромка 3n приближается к прямолинейной кромке, так что не получают достаточный краевой эффект, и эффект выталкивания столбиков снега снижается. С этой точки зрения, предпочтительно отношение c/R составляет по меньшей мере 0,0013, особенно предпочтительно, по меньшей мере 0,0026, и не более 0,028, особенно предпочтительно, не более 0,023. По той же причине, как указано выше, также предпочтительно радиус кривизны R составляет по меньшей мере 125 мм, особенно предпочтительно, по меньшей мере 150 мм, и не более 425 мм, особенно предпочтительно, не более 390 мм.

Если короткие части 3t зигзагообразной кромки 3m сформированы в местах, расположенных напротив выпуклых частей o2 волнообразной кромки 3n, как показано на Фиг.3, посредством этого сформированы области К с резко изменяющейся шириной на участках S минимальной ширины канавки. Таким образом, так как широкие участки канавки сформированы вблизи участков S минимальной ширины, в которых характеристика выталкивания снега снижается вследствие небольшой ширины, характеристика выталкивания снега сохраняется и, соответственно, улучшается характеристика на снегу.

Если ширина канавки на участках S минимальной ширины слишком мала, характеристика выталкивания снега снижается, а если ширина канавки на максимально широких участках Н слишком велика, жесткость области 5 контакта с грунтом короны снижается и, соответственно, легко может происходить неравномерный износ. С этой точки зрения, предпочтительно отношение Th/Ts ширины канавки Tn на участках Н максимальной ширины канавки к ширине Ts канавки на участках S минимальной ширины канавки составляет по меньшей мере 1,3, особенно предпочтительно, по меньшей мере 1,4, и не более 1,8, особенно предпочтительно, не более 1,7.

Продольные канавки 3 короны в целом сформированы в зигзагообразной форме. Это означает, что центральная линия G1 канавки 3 имеет зигзагообразную форму. Так как такая зигзагообразная канавка имеет более длинную кромку, чем прямая канавка, для улучшения сцепления с обледенелым дорожным покрытием, в частности сцепления в ходе движения на повороте, желательно, чтобы амплитуда А1 зигзагообразной кромки была большой. С другой стороны, если амплитуда А1 слишком велика, жесткость области 5 контакта с грунтом короны снижается. С этой точки зрения, предпочтительно, как показано на Фиг.3 и 4А, отношение A1/Th (%) полной величины амплитуды А1 в аксиальном направлении к ширине Tn канавки на участках H с максимальной шириной канавки составляет по меньшей мере 8%, особенно предпочтительно, по меньшей мере 10%, и не более 22%, особенно предпочтительно, не более 20%.

В этом воплощении рассмотрена продольная канавка короны 3 с зигзагообразной кромкой 3m канавки со стороны экватора С шины и волнообразной кромкой 3n канавки со стороны края Те контакта с грунтом, но само собой разумеется, что волнообразная кромка 3n канавки может быть сформирована со стороны С экватора шины и зигзагообразная кромка 3m канавки может быть сформирована со стороны края Те контакта с грунтом, и в такой продольной канавке короны можно ожидать такой же эффект. Когда зигзагообразная кромка 3m канавки сформирована со стороны экватора С шины, может быть обеспечена большая краевая составляющая в направлении тягового усилия в области 5 контакта с грунтом короны, где давление на грунт наибольшее, посредством чего сила сцепления на обледенелых дорожных покрытиях улучшается, наряду с улучшением усилия сдвига столбиков снега на заснеженных дорожных покрытиях, что обеспечивает улучшение устойчивости управления на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях. Поэтому, предпочтительно формировать зигзагообразную кромку 3m со стороны экваторы шины.

Кроме того, как показано на Фиг.3, первая узкая прорезь 10 может быть сформирована в каждом отрезке 3s кромки L-образной формы продольной канавки 3A или 3B короны, так что один конец прорези 10 соединен с приблизительно средней частью первой длинной части 3c отрезка 3s кромки, а другой конец прорези 10 не достигает противоположной зигзагообразной кромки другой продольной канавки 3В или 3А короны, расположенной на противоположной стороны относительно экватора С шины. Термин "прорезь", как используют здесь, означает такую узкую канавку, что один ее конец находится в области контакта с грунтом и ее аксиальная длина небольшая. Прорези используют для оптимизации баланса жесткости области контакта с грунтом. Так как краевая составляющая, с учетом сформированных в продольном направлении шины краев 10e канавки, увеличена на поверхности протектора, благодаря первым прорезям 10, усилие сдвига столбиков снега в области 5 контакта с грунтом короны дополнительно повышено. "Приблизительно средняя часть" первой длинной части 3c отрезка 3s кромки означает область 30% продольной длины "a" длинной части 3c, причем центр области находится в средней точке Y длины "a", другими словами, это означает область, проходящую от средней точки Y в продольном направлении с обеих сторон до 15% длины "a".

Если аксиальная длина W1 первой прорези 10 слишком велика, жесткость области 5 контакта с грунтом короны снижается и, соответственно, легко может происходить неравномерный износ. С другой стороны, если аксиальная длина W1 слишком мала, не ожидают достаточного увеличения усилия сдвига столбиков снега. С этой точки зрения, предпочтительно отношение W1/Tc (%) аксиальной длины W1 прорезей 10 к аксиальной ширине Тс области 5 контакта с грунтом короны составляет по меньшей мере 32%, особенно предпочтительно, по меньшей мере 35%, и не более 43%, особенно предпочтительно, не более 40%.

Кроме того, как показано на Фиг.3, в дугообразных отрезках 3o кромки продольной канавки 3 короны могут быть сформированы вторые прорези 11, расположенные напротив первых прорезей 10, так что, предпочтительно, первая прорезь 10, вторая прорезь 11 и продольная канавка 3 короны образуют участок пересечения приблизительно в форме креста, если смотреть сверху. Так как краевая составляющая второй прорези 11 добавляется к краевой составляющей первой прорези 10 и так как крестообразные столбики снега с большой жесткостью могут быть сформированы в области контакта с грунтом, можно получить большое усилие сдвига снега.

Выражение "вторые прорези 11, расположенные напротив первых прорезей 10" означает, что каждая вторая прорезь 11 сформирована так, что она включает точку "i" пересечения дугообразного отрезка 3o кромки с линией "f", которая является продолжением центральной линии G3 первой прорези 10.

Предпочтительно, как показано на Фиг.1 и 3, канавки, ламели и другие надрезы не сформированы в области 5 контакта с грунтом короны, за исключением первых и вторых прорезей 10 и 11, так как обеспечивают большую жесткость областей 5 и 6 контакта с грунтом короны и средней области и, следовательно, ожидают подавление неравномерного износа и улучшение устойчивости управления на сухом дорожном покрытии, в частности, в области 5 контакта с грунтом короны, где давление на грунт велико.

На Фиг.5 представлена часть средней и плечевой областей 6 и 7 контакта с грунтом в увеличенном виде.

Средние продольные канавки 4 имеют кромку 4m, проходящую прямолинейно в продольном направлении, со стороны экватора C шины. Кромка 4n со стороны края Te контакта с грунтом средних продольных канавок 4 сформирована зигзагообразно, так что вторая длинная часть 4c, наклоненная относительно продольного направления, и вторая короткая часть 4t, имеющая продольную длину меньше, чем эта величина для длинной части 4c, и наклоненная в направлении, противоположном направлению наклона длинной части 4c, под углом α относительно продольного направления, сформированы непрерывно и поочередно. Таким образом, кромка 4n канавки со стороны контакта с грунтом проходит зигзагообразно. Такие средние продольные канавки 4 служат для одновременного улучшения характеристики выталкивания снега и усилия сдвига столбиков снега, так же как в продольных канавках 3 короны. В частности, так как кромка 4m канавки со стороны экватора шины проходит прямолинейно, возможно подавление такого поведения, как тряска или боковое скольжение автомобиля во время торможения, и соответственно, можно обеспечить хорошую устойчивость управления.

Как показано на Фиг.5 и 6, средние продольные канавки 4 проходят в целом зигзагообразно в продольном направлении. Это означает, что центральная линия G2 канавки 4 имеет зигзагообразную форму. Так как такая зигзагообразная канавка имеет более длинный край канавки, чем прямолинейная канавка, для улучшения сцепления с обледенелым дорожным покрытием, в частности сцепления в ходе давления на повороте, желательно, чтобы амплитуда А2 зигзагообразной кромки 4n была большой. С другой стороны, если амплитуда А2 слишком велика, жесткость плечевой области 7 контакта с грунтом снижается. С этой точки зрения, предпочтительно отношение A2/Ti (%) амплитуды А2 к максимальной ширине Ti средней продольной канавки 4 составляет по меньшей мере 15%, особенно предпочтительно, по меньшей мере 18%, и не более 30%, особенно предпочтительно, не более 27%.

Если угол наклона α короткой части 4t зигзагообразной кромки 4n небольшой, кромка 4n со стороны края контакта с грунтом приближается к прямой линии, вместо зигзагообразной линии, и усилие выталкивания столбиков снега снижается, так как краевой эффект снижается. С другой стороны, если угол наклона α слишком велик, может легко происходить неравномерный износ в плечевой области 7 контакта с грунтом, так как изменение жесткости становится большим. С этой точки зрения, предпочтительно угол наклона α составляет по меньшей мере 45°, особенно предпочтительно, по меньшей мере 50°, и не более 80°, особенно предпочтительно, не более 75°.

Кроме того, как показано на Фиг.6, вторая длинная часть 4c сформирована так, что имеет аксиальную длину "d" больше, чем аксиальная длина "e" второй короткой части 4t. Если отношение d/e слишком мало, может легко происходить неравномерный износ в плечевой области 7 контакта с грунтом. Если отношение d/e слишком велико, кромка 4n канавки со стороны края Те контакта с грунтом приближается к прямой кромке, так что эффект выталкивания столбиков снега снижается, так как уменьшается краевой эффект. С этой точки зрения и с точки зрения баланса жесткости между областями 5, 6 и 7, предпочтительно отношение d/e составляет по меньшей мере 20, особенно предпочтительно, по меньшей мере 25, и не более 50, особенно предпочтительно, не более 45.

Как показано на Фиг.5, средние прорези 12, проходящие от средней продольной канавки 4 по направлению к экватору шины С и не достигающие продольной канавки 3 короны, могут быть сформированы в каждой средней области 6 контакта с грунтом, посредством чего краевую составляющую в направлении тягового усилия и объем канавки сохраняют большими в средней области 6 контакта с грунтом, где давление на грунт относительно высокое, так что дополнительно улучшают характеристики на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях.

Отношение Р4/P3 продольной длины Р4 шага кромки 4n канавки со стороны края контакта с грунтом к продольной длине P3 шага средних прорезей 12 не ограничено особым образом. Однако, если отношение Р4/P3 слишком велико, средняя продольная канавка 4 приближена к прямой канавке, так что усилие сдвига столбиков снега уменьшается и устойчивость управления на заснеженных дорожных покрытиях снижается. Если отношение Р4/P3 слишком мало, жесткость плечевой области 7 контакта с грунтом снижается и может легко происходить неравномерный износ. С этой точки зрения, предпочтительно отношение Р4/P3 составляет по меньшей мере 1,5, особенно предпочтительно, по меньшей мере 1,8, и не более 2,5, особенно предпочтительно, не более 2,2. В данном воплощении, представленном на чертежах, отношение Р4/Р3 равно 2.

Если аксиальная длина W3 средних прорезей 12 слишком большая, жесткость средней области 6 контакта с грунтом заметно снижается, так что может происходить неравномерный износ на ранних стадиях эксплуатации и скалывание блоков. С другой стороны, если аксиальная длина W3 слишком мала, нельзя обеспечить достаточный краевой элемент.С этой точки зрения, предпочтительно сумма (W3+W2) аксиальной длины W3 средней прорези 12 и аксиальной длины W2 второй прорези 11 составляет 60%, особенно предпочтительно, по меньшей мере 65% аксиальной ширины Tm средней области 6 контакта с грунтом, и не более 85%, особенно предпочтительно, не более 80% ширины Tm контакта с грунтом.

Кроме того, как показано на Фиг.5, две средние ламели 14, проходящие от средней продольной канавки 4 по направлению к экватору С шины, могут быть сформированы между соседними в продольном направлении средними прорезями 12, 12 в средней области 6 контакта с грунтом.

Две средние ламели 14, расположенные в каждой области между соседними в продольном направлении средними прорезями 12, включают первую среднюю ламель 14а с меньшей аксиальной длиной и вторую среднюю ламель 14b с большей аксиальной длиной, чем у первой ламели 14а. Аксиально-внутренний конец со стороны экватора шины первой средней ламели 14а находится внутри средней области 6 контакта с грунтом и не достигает продольной канавки 3 короны. Аксиально-внутренний конец со стороны экватора шины второй средней ламели 14b доходит и соединяется со второй прорезью 11, расположенной в продольной канавке 3 короны, посредством чего краевая составляющая средней ламели 14 в целом увеличивается, при подавлении снижения жесткости средней области 6 контакта с грунтом. Таким образом, устойчивость управления на сухом дорожном покрытии и характеристика на льду могут быть улучшены сбалансированным образом.

Как показано на Фиг.5, плечевые области 7 контакта с грунтом могут быть снабжены плечевыми грунтозацепами 13, проходящими от внешней стороны края Те контакта с грунтом в аксиальном направлении к экватору С шины, через край Те контакта с грунтом и не достигающими средней продольной канавки 4.

Плечевые грунтозацепы служат для плавного отведения воды на заснеженной дороге или дождевой воды за пределы краев Те контакта с грунтом, так что устойчивость управления дополнительно улучшается. С другой стороны, если аксиальная длина W4 плечевых грунтозацепов 13 слишком велика, сила сцепления при движении на повороте на сухом дорожном покрытии снижается, ухудшая устойчивость управления. С этой точки зрения, предпочтительно отношение W4/Tn (%) аксиальной длины W4 к аксиальной ширине Tn плечевой области 7 контакта с грунтом составляет по меньшей мере 70%, особенно предпочтительно, по меньшей мере 75%, и не более 90%, особенно предпочтительно, не более 85%.

Хотя кромки 13m и 13n плечевых грунтозацепов 13 могут быть скошены, предпочтительно кромки 13m и 13n канавок не скошены, так как такие кромки эффективно действуют на обледенелой дороге и более эффективны при подавлении снижения усилия сдвига столбиков снега. Плечевые грунтозацепы 13 расположены так, что угол наклона относительно продольного направления больше, чем эта величина для средних прорезей 12, посредством чего может быть увеличена сила сцепления плечевых областей 7 контакта с грунтом, где давление на грунт при движении на повороте большое.

В воплощении, представленном на чертежах, правая половина рисунка протектора и левая половина рисунка протектора симметричны относительно точки.

Хотя описано предпочтительное воплощение настоящего изобретения со ссылками на чертежи, понятно, что настоящее изобретение не ограничено только этим воплощением и могут быть внесены различные модификации и изменения.

Настоящее изобретение более подробно описано и объяснено посредством нижеследующих примеров. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено этими примерами.

Примеры

Радиальные шины для легковых автомобилей размером 195/65R15, имеющие рисунок протектора, представленный на Фиг.1, изготавливали на основании технических характеристик, представленных в таблице 1. Другие технические характеристики шин являются общими для всех шин и общие технические характеристики в отношении рисунка протектора являются следующими.

Ширина TW контакта протектора с грунтом: 162 мм

Отношение T1/TW ширины Т1 продольной канавки короны к ТАЛ/: 7,5%

Отношение T2/TW ширины Т2 средней продольной канавки к TW: 6%

Глубина U1 продольных канавок короны: 9,5 мм

Глубина U2 средних продольных канавок: 9,5 мм

Отношение c/R аксиального расстояния c между вогнутой частью o1 и выпуклой частью o2 к радиусу кривизны R дугообразного отрезка 3о кромки: 0,009

Отношение Th/Ts ширины Th участка H максимальной ширины канавки к ширине Ts участка S минимальной ширины канавки: 1,62

Отношение Р2/Р1 продольной длины Р2 шага дугообразного отрезка 3o кромки к продольной длине Р1 шага отрезков 3s кромки L-образной формы: 2

Отношение A1/Th амплитуды А1 продольной канавки короны к ширине Th участка Н максимальной ширины канавки: 0,205

Отношение W1/Tc аксиальной длины W1 первых прорезей 10 к аксиальной ширине Тс области 5 контакта с грунтом короны: 0,33

Отношение A2/Ti амплитуды А2 зигзагообразной кромки 4n к максимальной ширине Ti средних продольных канавок 4: 0,23

Отношение d/e аксиальной длины "d" второй длинной части 4 с к аксиальной длине "e" второй короткой части 4t зигзагообразной кромки 4n средних продольных канавок: 36.

Шины устанавливали на полноприводный автомобиль Japanese 3500 при условии внутреннего давления 200 кПа и испытывали на следующие характеристики: ходовая характеристика на заснеженных дорожных покрытиях, устойчивость управления и сопротивление неравномерному износу. Методики испытания описаны ниже.

Ходовая характеристика на заснеженных дорожных покрытиях

Испытательный автомобиль, указанный выше, испытывали на испытательном маршруте по дорожному покрытию с уплотненным снегом, и характеристики, такие как ответная реакция колес на управление, ощущение жесткости и сцепления оценивали по ощущениям водителя. Результаты представлены в виде показателя, основанного на сравнительном примере 1, принятом за 100. Чем больше величина, тем лучше результаты.

Устойчивость управления

Испытательный автомобиль испытывали на маршруте для испытаний по сухому дорожному покрытию, и такие характеристики, как ответная реакция колес на управление, ощущение жесткости и сцепления оценивали по ощущениям водителя. Результаты представлены в виде показателя, основанного на сравнительном примере 1, принятом за 100. Чем больше величина, тем лучше результаты.

Сопротивление неравномерному износу

Испытательный автомобиль испытывали в пробеге на 3000 км по сухому дорожному покрытию. Что касается области контакта с грунтом короны и средней области контакта с грунтом, различие в степени износа между одним аксиальным концом и другим концом каждой области контакта измеряли в четырех местах в продольном направлении и определяли среднюю величину для каждой области. Результаты представлены в виде показателя величины, обратной полученному среднему значению, на основе сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше сопротивление неравномерному износу.

Результаты представлены в таблице 1.

Из таблицы очевидно, что шины согласно примерам по настоящему изобретению обладают улучшенной ходовой характеристикой по заснеженным дорожным покрытиям. Также очевидно, что сопротивление неравномерному износу является приемлемым.

Таблица 1   Ср. пр.1 Ср. пр.2 Пр.1 Пр.2 Пр.3 Пр.4 Пр.5 Пр.6 Продольные канавки короны                 Форма Фиг.7А Фиг.7B Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Угол θ первой длинной части (°) 0 5,0 1,0 3,0 5,0 10 5,0 5,0 Отношение а/b длины длинной части к длине короткой части - 10 10 10 10 10 5 20 Амплитуда A1 (мм) - 3 0,5 1,4 2,4 4,8 2,2 2,5 Радиус кривизны R (мм) - - 300 300 300 300 300 300 Расстояние: c (мм) - - 3 3 3 3 3 3 Наличие первых прорезей нет нет нет нет нет нет нет нет Наличие вторых прорезей нет нет нет нет нет нет нет нет Средние продольные канавки                 Угол α второй короткой части (°) 65 65 65 65 65 65 65 65 Отношение шагов P4/P3 2 2 2 2 2 2 2 2 Результаты испытаний                 Характеристика на заснеженном дорожном покрытии 100 101 102 105 107 108 103 102 Устойчивость управления 100 100 100 100 100 98 98 99 Сопротивление неравномерному износу 100 100 100 100 99 95 99 100 * Формы средних и плечевых областей контакта с грунтом показаны на Фиг.1.

Продолжение таблицы 1   Пр.7 Пр.8 Пр.9 Пр.10 Пр.11 Пр.12 Пр.13 Пр.14 Продольные канавки короны                 Форма Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Угол θ первой длинной части (°) 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Отношение а/b длины длинной части к длине короткой части 10 10 10 10 10 10 10 10 Амплитуда А1 (мм) 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Радиус кривизны R (мм) 300 300 300 300 100 200 400 500 Расстояние: c (мм) 1 2 4 5 3 3 3 3 Наличие первых прорезей нет нет нет нет нет нет нет нет Наличие вторых прорезей нет нет нет нет нет нет нет нет Средние продольные канавки                 Угол α второй короткой части (°) 65 65 65 65 65 65 65 65 Отношение шагов Р4/P3 2 2 2 2 2 2 2 2 Результаты испытаний                 Характеристика на заснеженном дорожном покрытии 103 107 110 113 105 104 105 105 Устойчивость управления 100 100 98 98 100 100 100 98 Сопротивление неравномерному износу 100 100 98 95 99 99 99 99 * Формы средних и плечевых областей контакта с грунтом представлены на Фиг.1.

Продолжение табл.1   Пр.15 Пр.16 Пр.17 Пр.18 Пр.19 Пр.21 Пр.22 Продольные канавки короны               Форма Фиг.3 Фиг.7С Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Фиг.3 Угол θ первой длинной части (°) 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Отношение а/b длины длинной части к длине короткой части 10 10 10 10 10 10 10 Амплитуда А1 (мм) 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Радиус кривизны R (мм) 300 300 300 300 300 300 300 Расстояние c: (мм) 3 3 3 3 3 3 3 Наличие первых прорезей есть есть есть есть есть есть есть Наличие вторых прорезей нет есть есть есть есть есть есть Средние продольные канавки               Угол α второй короткой части (°) 65 65 65 45 80 65 65 Отношение шагов Р4/P3 2 2 2 2 2 1 3 Результаты испытаний               Характеристика на заснеженном дорожном покрытии 108 108 110 105 110 112 102 Устойчивость управления 100 100 100 100 100 98 100 Сопротивление неравномерному износу 98 98 100 100 95 95 100 * Формы средних и плечевых областей контакта с грунтом представлены на Фиг.1.

Пневматическая шина 1, обладающая превосходными ходовыми характеристиками на снегу, при сохранении устойчивости управления и сопротивления неравномерному износу, включающая протектор 2, содержащий пару продольных канавок 3 короны, проходящих непрерывно в продольном направлении шины с обеих сторон экватора C шины и имеющих кромки, причем одна кромка 3m проходит зигзагообразно, так что отрезки 3s кромки канавки, имеющие L-образную форму, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, а другая кромка 3n проходит волнистым образом, так что дугообразные отрезки кромки 3o канавки, имеющие дугообразную выпуклость по направлению к центру канавки, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, где каждый отрезок 3s кромки канавки L-образной формы включает длинную часть 3c, наклоненную под углом от 1 до 20° относительно продольного направления, и короткую часть 3t, имеющую продольную длину меньше, чем эта величина для длинной части 3c, и наклоненную в направлении, противоположном направлению указанной длинной части 3c, относительно продольного направления. 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил.

1. Пневматическая шина, включающая протектор, содержащий пару продольных канавок короны, проходящих непрерывно в продольном направлении шины с обеих сторон от экватора шины и имеющих кромки, причем одна из указанных кромок каждой указанной продольной канавки короны проходит зигзагообразно, так что отрезки кромки канавки, имеющие L-образную форму, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, а другая кромка канавки проходит волнистым образом, так что дугообразные отрезки кромки канавки, имеющие дугообразную выпуклость по направлению к центру канавки, непрерывно соединены друг с другом в продольном направлении шины, где каждый из указанных отрезков кромки канавки L-образной формы включает длинную часть, наклоненную под углом от 1 до 20° относительно продольного направления, и короткую часть, имеющую продольную длину меньше, чем эта величина для указанной длинной части, и наклоненную в направлении, противоположном направлению указанной длинной части, относительно продольного направления.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой продольная длина шага указанных отрезков кромки канавки L-образной формы меньше, чем длина продольного шага указанных дугообразных отрезков кромки канавки.

3. Пневматическая шина по п.1, в которой первая прорезь расположена приблизительно в средней части каждого указанного отрезка кромки канавки L-образной формы.

4. Пневматическая шина по п.3, в которой вторая прорезь расположена в месте, расположенном напротив указанной первой прорези, в каждом указанном дугообразном отрезке кромки канавки.

5. Пневматическая шина по п.1, в которой пара средних продольных канавок, проходящих непрерывно в продольном направлении шины, расположена аксиально снаружи указанных продольных канавок короны для обеспечения области контакта с грунтом короны, проходящей непрерывно в продольном направлении между указанными продольными канавками короны, средних областей контакта с грунтом, каждая из которых ограничена продольной канавкой короны и средней продольной канавкой, и плечевых областей контакта с грунтом, каждая из которых ограничена средней продольной канавкой и краем контакта с грунтом, причем указанные продольные канавки имеют такие кромки, что кромка, расположенная со стороны экватора шины, проходит прямолинейно в продольном направлении, а кромка, расположенная со стороны края контакта с грунтом, проходит зигзагообразно в продольном направлении.

6. Пневматическая шина по п.4, в которой область контакта с грунтом короны между указанными продольными канавками короны проходит непрерывно в продольном направлении и не содержит каких-либо канавок, ламелей и других надрезов, за исключением указанных первых и вторых прорезей.

7. Пневматическая шина по п.5, в которой указанные средние области контакта с грунтом снабжены средними прорезями, проходящими от указанных продольных средних канавок по направлению к экватору шины и не достигающими указанных продольных канавок короны.

8. Пневматическая шина по п.5, в которой указанные плечевые области контакта с грунтом снабжены плечевыми грунтозацепами, проходящими от внешней стороны краев контакта с грунтом в аксиальном направлении к экватору шины, через края контакта с грунтом и не достигающими указанных средних продольных канавок.

9. Пневматическая шина по п.7, в которой две средние ламели, проходящие от указанных средних продольных канавок по направлению к экватору шины, расположены в каждой области между соседними в продольном направлении средними прорезями в средних областях контакта с грунтом.

10. Пневматическая шина по п.9, в которой указанные две средние ламели включают первую среднюю ламель и вторую среднюю ламель с большей аксиальной длиной, чем эта величина для указанной первой ламели, и аксиально-внутренний конец со стороны экватора шины указанной первой средней ламели не достигает продольной канавки короны.

11. Пневматическая шина по п.9, в которой указанные две средние ламели включают первую среднюю ламель и вторую среднюю ламель с большей аксиальной длиной, чем длина указанной первой ламели, и аксиально-внутренний конец со стороны экватора шины указанной второй средней ламели доходит и соединяется со второй прорезью, расположенной в продольной канавке короны.

12. Пневматическая шина по п.1, в которой первая прорезь расположена приблизительно в средней части каждого указанного отрезка кромки канавки L-образной формы, вторая прорезь расположена в месте, расположенном напротив указанной первой прорези в каждом указанном дугообразном отрезке кромки, пара средних продольных канавок, проходящих непрерывно в продольном направлении шины, расположена аксиально снаружи указанных продольных канавок короны для обеспечения области контакта с грунтом короны, проходящей непрерывно в продольном направлении между указанными продольными канавками короны, средних областей контакта с грунтом, каждая из которых ограничена продольной канавкой короны и средней продольной канавкой, и плечевых областей контакта с грунтом, каждая из которых ограничена средней продольной канавкой и краем контакта с грунтом, где указанные средние продольные канавки имеют такие кромки, что кромка, расположенная со стороны экватора шины, проходит прямолинейно в продольном направлении, а кромка, расположенная со стороны края контакта с грунтом, проходит зигзагообразно в продольном направлении, причем указанная область контакта с грунтом короны не содержит каких-либо канавок, ламелей и других надрезов, за исключением указанных первой и второй прорези, а указанные средние области контакта с грунтом снабжены средними прорезями, проходящими от указанных средних продольных канавок по направлению к экватору шины и не достигающими указанных продольных канавок короны.

13. Пневматическая шина по п.12, в которой указанные средние области контакта с грунтом снабжены средними прорезями, проходящими от указанных средних продольных канавок по направлению к экватору шины и не достигающими указанных продольных канавок короны.

14. Пневматическая шина по п.12, в которой плечевые области контакта с грунтом снабжены плечевыми грунтозацепами, проходящими от внешней стороны краев контакта с грунтом в аксиальном направлении к экватору шины, через края контакта с грунтом и не достигающими указанных средних продольных канавок.

15. Пневматическая шина по п.13, в которой две средние ламели, проходящие от указанных средних продольных канавок по направлению к экватору шины, расположены в каждой области между соседними в продольном направлении средними прорезями в средних областях контакта с грунтом.

16. Пневматическая шина по п.15, в которой указанные две средние ламели включают первую среднюю ламель и вторую среднюю ламель с большей аксиальной длиной, чем эта величина для указанной первой ламели, и аксиально-внутренний конец со стороны экватора шины указанной первой средней ламели не достигает продольной канавки короны.

17. Пневматическая шина по п.15, в которой указанные две средние ламели включают первую среднюю ламель и вторую среднюю ламель большей аксиальной длины, чем эта величина для указанной первой ламели, и аксиально-внутренний конец со стороны экватора шины указанной второй средней ламели доходит и соединяется со второй прорезью, расположенной в продольной канавке короны.