ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА Российский патент 2018 года по МПК B60C11/03 B60C11/117 

Область техники

Изобретение относится к пневматической шине.

Уровень техники

Известна, например, из документа JP 4656239, направленная шина с протектором, на котором выполнены: множество наклонных канавок, проходящих от их концов со стороны экватора противоположно направлению вращения и наружу в направлении по ширине шины; и поперечные канавки, проходящие от их концов со стороны экватора противоположно направлению вращения шины и наружу в направлении по ширине шины и пересекающиеся с указанными наклонными канавками.

Наклонные и вспомогательные наклонные канавки обеспечивают эффективность такой шины на снегу и мокром покрытии, однако желательно дополнительно улучшить ее характеристики на снегу.

Задача изобретения заключается в улучшении характеристик шины на снегу.

Раскрытие изобретения

Согласно изобретению шина представляет собой направленную пневматическую шину, содержащую множество первых основных канавок, расположенных на протекторе на расстоянии друг от друга в окружном направлении шины, при этом каждая первая основная канавка имеет первый участок, проходящий от внутреннего конца, расположенного на центральном участке протектора, противоположно направлению вращения шины и наклонно относительно направления по ширине шины, и второй участок, проходящий от указанного первого участка наружу в направлении по ширине шины к концу протектора, так что образованный этим вторым участком и направлением по ширине шины угол, меньше угла, образованного указанным первым участком относительно направления по ширине шины. Шина также содержит первые вспомогательные канавки, расположенные на протекторе и проходящие противоположно направлению вращения шины, перпендикулярно указанным первым участкам и заканчивающиеся на центральном участке протектора. Следует отметить, что выражение «перпендикулярно к первым участкам» также подразумевает, кроме направления вдоль нормалей к осевым линиям указанных первых участков, также и направления под углом к указанным нормалям в пределах ±10°.

Пневматическая шина согласно изобретению обладает улучшенными показателями на снегу.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан протектор пневматической шины согласно одному из вариантов осуществления изобретения, вид в развертке;

на фиг. 2 - фрагмент протектора, обозначенный позицией 2 на фиг. 1, вид в увеличенном масштабе.

Осуществление изобретения

Пневматическая шина 10 (далее «шина») представляет собой направленную шину, использующуюся в основном на легковых автомобилях. Следует отметить, что изобретение также может использоваться и для других целей, например, для легких грузовиков, воздушных судов и строительной техники.

На фиг. 1 показан протектор 12 шины 10 в развертке. Стрелкой X на фиг. 1 обозначено направление по ширине шины, параллельное оси (оси вращения) шины 10, а стрелкой Y обозначено окружное направление шины 10 (далее «окружное направление шины»). Кроме того, позицией CL обозначен экватор шины, а стрелкой R обозначено направление вращения шины 10. В показанном на чертежах варианте выполнения шины часть шины со стороны экватора CL в направлении по ширине шины названа «внутренней стороной в направлении по ширине шины», а часть шины, противоположная экватору CL шины названа «наружной стороной в направлении по ширине шины».

Кроме того, позициями 12Е на фиг. 1 обозначены концы протектора по ширине TW (концы в направлении по ширине шины) протектора 12.

Внутренняя конструкция шины 10 согласно этому варианту выполнения аналогична внутренней конструкции стандартной пневматической шины, поэтому описание внутренней конструкции шины 10 не представлено.

Как показано на фиг. 1, на протекторе 12, который образует область шины 10, контактирующую с дорожным покрытием, имеется множество первых основных канавок 14. Эти первые основные канавки расположены на расстоянии (постоянном в этом варианте выполнения) друг от друга в окружном направлении шины. Каждая из первых основных канавок 14 включает в себя: первый участок 16, проходящий противоположно направлению вращения шины и наклонно относительно направления по ширине шины от внутреннего конца 14А, расположенного на центральном участке 12С протектора; и второй участок 18, проходящий наружу в направлении по ширине шины от первого участка 16 канавки к концу 12Е протектора, так что угол между вторым участком 18 канавки и направлением по ширине шины меньше угла между первым участком 16 канавки и направлением по ширине шины.

Согласно показанному варианту выполнения шины центральный участок 12С протектора, центрированный относительно экватора CL шины, составляет 1/2×TW и находится между двумя сторонами шины в направлении по ширине шины. В направлении по ширине шины с обеих сторон от центрального участка 12С расположены плечевые участки 12S протектора.

Как показано на фиг. 2, первые участки 16 канавки наклонены относительно направления по ширине шины на угол θ1. Угол θ1 на отрезках 16CL (далее «осевые линии участков канавок»), соответствующих первым участкам 16 канавок и линиям 14CL (далее «осевые линии канавою)), проходящим посередине ширины первых основных канавок 14, является острым относительно направления по ширине шины и составляет от 60° до 90°.

Вторые участки 18 канавок наклонены относительно направления по ширине шины на угол θ2, меньший угла θ1. Угол θ2 на отрезках 18CL (далее «осевые линии канавочных участков»), соответствующих вторым участкам 18 канавок и осевым линиям 14CL первых основных канавок 14, является острым относительно направления по ширине шины и составляет от 0° до 20°.

Ширина первых основных канавок 14 у концов 12Е протектора больше, чем у внутренних концов 14А этих канавок.

Как показано на фиг. 1 и 2, на протекторе 12 образованы первые вспомогательные канавки 20, проходящие противоположно направлению вращения шины перпендикулярно первым участкам 16 канавок и заканчивающиеся на центральном участке 12С протектора. В частности, первые вспомогательные канавки 20 заканчиваются внутри реброобразной полосы 30, образованной на экваторе CL шины. Множество (согласно этому варианту выполнения) первых вспомогательных канавок 20 расположены на расстоянии друг от друга в направлении прохождения (направлении вдоль осевых линий 16CL участков канавок) каждого из первых участков 16 канавок.

Следует отметить, что выражение «перпендикулярно к первым участкам 16 канавок» включает в себя направления вдоль нормалей 16NL к осевым линиям 16CL участков канавок и направления, отклоняющиеся от нормали в диапазоне ±10° (фиг. 2).

Как показано на фиг. 2, осевые линии 20CL первых вспомогательных канавок 20 наклонены на угол θ3 относительно нормалей NL к первым участкам 16 канавок. Осевые линии 20CL проходят посередине ширины первых вспомогательных канавок 20. Угол θ3 находится в диапазоне от -10° до 10° относительно нормалей NL.

Как показано на фиг. 1 и 2, на протекторе 12 образованы вторые вспомогательные канавки 22, проходящие противоположно направлению вращения шины от вторых участков 18 канавок к концам 12Е протектора и заканчивающиеся, не доходя до первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения. В частности, вторые вспомогательные канавки 22 заканчиваются внутри реброобразных шашек 32, образованных в направлении по ширине шины с наружных сторон от реброобразной полосы 30. Угол θ4 между вторыми вспомогательными канавками 22 и направлением по ширине шины больше угла θ2 между вторыми участками 18 канавок и направлением по ширине шины. Угол θ4 измеряется между линиями 22CL (далее - «осевые линии канавок»), проходящими посередине ширины вторых вспомогательных канавок 22, и направлением по ширине шины и составляет от 70° до 110°.

На протекторе 12, между первыми основными канавками 14 образованы примыкающие к ним в окружном направлении шины вторые основные канавки 24, проходящие противоположно направлению вращения шины от внутренних концов 24А, расположенных на центральном участке 12С протектора, к концам 12Е протектора и наклоненные относительно направления по ширине шины. В рассматриваемом варианте выполнения вторые основные канавки 24 проходят по существу параллельно вторым участкам 18 канавок первых основных канавок 14.

Вторые основные канавки 24 пересекают вторые вспомогательные канавки 22, проходящие от первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении вращения шины.

На протекторе 12 образованы третьи вспомогательные канавки 26, проходящие противоположно направлению вращения шины от внутренних концов 24А вторых основных канавок 24 и пересекающиеся с первыми участками 16 первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины. Со стороны внутреннего конца 14А первых вспомогательных канавок 20, проходящих от первых участков 16 канавок, третьи вспомогательные канавки 26 пересекаются с этими первыми участками 16 первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины. Третьи вспомогательные канавки 26 заканчиваются внутри реброобразной полосы 30, образованной на экваторе CL шины. Несмотря на то, что согласно этому варианту выполнения третьи вспомогательные канавки 26 пересекают экватор CL шины, допускается компоновка, при которой третьи вспомогательные канавки 26 заканчиваются до пересечения с экватором CL шины.

Третьи вспомогательные канавки 26 проходят перпендикулярно к первым участкам 16 первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины. Согласно этому варианту выполнения, как показано на фиг. 2, осевые линии 26CL третьих вспомогательных канавок 26 наклонены на угол θ5 относительно нормали NL к первым участкам 16 канавок. Осевые линии 26CL проходят посередине ширине третьих вспомогательных канавок 26. Угол θ5, так же как и угол θ3, находится в диапазоне от -10° до 10° относительно нормали 16NL.

Как показано на фиг. 1, в направлении по ширине шины первые основные канавки 14, первые вспомогательные канавки 20, вторые вспомогательные канавки 22, вторые основные канавки 24 и третьи вспомогательные канавки 26 расположены с обеих сторон от экватора CL шины. Согласно этому варианту выполнения первые основные канавки 14 с обеих сторон от экватора CL шины расположены со смещением на полшага относительно друг друга в окружном направлении шины. Следует отметить, что в этом случае полушагом считается половина расстояния, считающегося одним шагом, между соседними в окружном направлении шины первыми основными канавками 14.

На протекторе 12 согласно этому варианту выполнения только первые основные канавки 14, первые вспомогательные канавки 20, вторые вспомогательные канавки 22, вторые основные канавки 24 и третьи вспомогательные канавки 26 выполнены в виде канавок, которые не смыкаются (канавок, поверхности стенок которых не соприкасаются друг с другом) при контакте с дорожным покрытием. Следует отметить, что изобретение не ограничено вышеуказанной компоновкой, и на протекторе 12 помимо первых основных канавок 14, первых вспомогательных канавок 20, вторых вспомогательных канавок 22, вторых основных канавок 24 и третьих вспомогательных канавок 26 могут быть выполнены и другие канавки.

На экваторе CL протектора 12 шины выполнена реброобразная полоса 30, непрерывно проходящая в окружном направлении шины. Следует отметить, что выражение «реброобразная полоса 30, непрерывно проходящая в окружном направлении шины» в этом случае подразумевает также состояние, в котором она непрерывна в окружном направлении шины внутри пятна контакта. Реброобразная полоса 30 представляет собой полосу, ограниченную с обеих сторон в направлении по ширине шины первыми основными канавками 14, вторыми вспомогательными канавками 22, вторыми основными канавками 24 и третьими вспомогательными канавками 26.

На протекторе 12, с наружных сторон от реброобразной полосы 30 в направлении по ширине шины образованы непрерывно проходящие реброобразные шашки 32 и 34. Реброобразные шашки 32 ограничены на протекторе 12 вторыми основными канавками 24, первыми основными канавками 14 и третьими вспомогательными канавками 26, примыкающими ко вторым основным канавкам 24 в направлении, противоположном направлению вращения шины. Реброобразные шашки 34 ограничены вторыми основными канавками 24, первыми основными канавками 14 и вторыми вспомогательными канавками 22, примыкающими ко вторым основным канавкам 24 в направлении вращения шины. Следует отметить, что реброобразные шашки 32 и 34 примыкают друг к другу в окружном направлении шины.

Как показано на фиг. 1, на реброобразной полосе 30 выполнено множество прорезей 40, проходящих в направлении (согласно этому варианту выполнения -наклонном направлении относительно направления по ширине шины), пересекающемся с окружным направлением шины, и расположенных на расстоянии друг от друга в окружном направлении шины.

Указанные прорези представляют собой узкие канавки, ширина которых выбрана так, чтобы поверхности стенок канавок соприкасались друг с другом и смыкались при контакте с дорожным покрытием.

На реброобразных шашках 32 имеется множество прорезей 42, проходящих в направлении (согласно этому варианту выполнения - в направлении по ширине шины), пересекающемся с окружным направлением шины, и расположенных на расстоянии друг от друга в окружном направлении шины.

На реброобразных шашках 34 выполнено множество прорезей 44, проходящих в направлении (согласно этому варианту выполнения - в направлении по ширине шины), пересекающемся с окружным направлением шины, и расположенных на расстоянии друг от друга в окружном направлении шины.

На реброобразной полосе 30 площадь соприкосновения с дорожным покрытием является наибольшей в диапазоне одного шага от первых основных канавок 14 шины 10. То есть, в пределах одного шага от первых основных канавок 14 шины 10 площадь соприкосновения с дорожным покрытием на реброобразной полосе 30 больше, чем на реброобразных шашках 32 и 34.

Далее будет рассмотрен результат от использования шины 10.

В шине 10 первые основные канавки 14 проходят противоположно направлению вращения от своих внутренних концов 14А, расположенных на центральном участке 12С протектора, к концам 12Е протектора, так что при движении по заснеженному дорожному покрытию первые основные канавки 14 могут образовывать длинные снежные гребни. За счет этого усилие сдвига от снежных гребней (далее «усилие сдвига снежных гребней») повышается, улучшая показатели шины 10 на снегу (показатели ускорения и торможения на снегу) из-за большего усилия сдвига снежных гребней. Кроме того, при движении по мокрому дорожному покрытию, отводимая вода равномерно протекает в первые основные канавки 14 от их внутренних концов 14А к концам 12Е протектора, что также улучшает показатели шины 10 по отводу воды. Ширина первых основных канавок 14 больше у концов 12Е протектора, где угол между первыми основными канавками 14 и направлением по ширине шины меньше, чем у внутренних концов 14А, поэтому образующиеся у концов 12Е протектора снежные гребни толще, что улучшает показатели ускорения и торможения на снегу.

Каждая из первых основных канавок 14 включает в себя первый участок 16, проходящий противоположно направлению вращения шины от внутреннего конца 14А и наклоненный под углом θ1 относительно направления по ширине шины; и второй участок 18, проходящий наружу в направлении по ширине шины от указанного первого участка 16 к концу 12Е протектора, так что угол, образуемый вторым участком 18 относительно этого направления по ширине шины, меньше угла, образуемого первым участком 16 относительно этого направления по ширине шины. В результате кромки 14В и 14С (фиг. 1) первых основных канавок 14 создают краевой эффект в широком диапазоне как в окружном направлении шины, так и в направлении по ширине шины, за счет чего улучшаются показатели на снегу. Кроме того, при движении по мокрому дорожному покрытию, вода протекает по первым основным канавкам 14 более равномерно, улучшая отвод воды. Следует отметить, что кромки 14В первых основных канавок 14 представляют собой участки с открытыми кромками в направлении вращения шины, а кромки 14С первых основных канавок 14 представляют собой участки с открытыми кромками со стороны, противоположной направлению вращения шины.

В шине 10 первые вспомогательные канавки 20 проходят противоположно направлению вращения шины перпендикулярно первым участкам 16 канавок и заканчиваются внутри реброобразной полосы 30, поэтому при движении по заснеженному дорожному покрытию снег будет удерживаться внутри первых вспомогательных канавок 20. В результате показатели ускорения на снегу улучшаются за счет усилия сдвига снежных гребней, образуемых первыми вспомогательными канавками 20. При торможении на снегу на участках, где первые участки 16 и первые вспомогательные канавки 20 соединяются, снег из первых участков 16 канавок выталкивается навстречу снегу, выталкиваемому из первых вспомогательных канавок 20, образуя твердые снежные гребни и улучшая тормозные показатели на снегу.

Первые вспомогательные канавки 20 проходят перпендикулярно к первым участкам 16 канавок, что позволяет обеспечить жесткость угловых участков полосы (угловых участков реброобразной полосы 30), образованных между указанными первыми участками 16 и первыми вспомогательными канавками 20. За счет этого улучшается контакт с дорожным покрытием у реброобразной полосы 30 и маневренность на снегу.

В шине 10 вторые вспомогательные канавки 22 проходят противоположно направлению вращения шины от вторых участков 18 канавок к концам 12Е протектора, поэтому при движении по заснеженному дорожному покрытию снег удерживается во вторых вспомогательных канавках 22, что позволяет улучшить показатели ускорения на снегу. Кроме того, при торможении на снегу, снег внутри вторых участков 18 канавок и внутри вторых вспомогательных канавок 22 выталкивается навстречу друг к другу в местах, где указанные вторые участки 18 канавок и вторые вспомогательные канавки 22 соединяются, образуя твердые снежные гребни и, улучшая тем самым тормозные показатели на снегу. Кроме того, угол между вторыми вспомогательными канавками 22 и направлением по ширине шины больше угла между вторыми участками 18 канавок и направлением по ширине шины, поэтому в отличие от этих вторых участков 18, вторые вспомогательные канавки 22 могут создавать краевой эффект относительно входного участка в направлении по ширине шины. Это позволяет улучшить маневренность на снегу.

За счет того, что в шине 10 угол θ1, образуемый первыми участками 16 канавок и направлением по ширине шины, находится в диапазоне от 60° до 90°, кромки (открытые краевые участки) этих первых участков 16 канавок могут создавать более высокий краевой эффект относительно направления по ширине шины, позволяя улучшить маневренность на снегу. За счет того, что угла θ2, образуемый вторыми участками 18 канавок и направлением по ширине шины, находится в диапазоне от 0° до 20°, кромки (открытые краевые участки) этих вторых участков 18 канавок могут создавать более высокий краевой эффект относительно направления по ширине шины, позволяя улучшить показатели ускорения и торможения на снегу.

В шине 10 вторые основные канавки 24 расположены на протекторе 12 между примыкающими к ним в окружном направлении шины первыми основными канавками 14, поэтому при движении по заснеженному дорожному покрытию показатели на снегу улучшаются за счет усилия сдвига снежных гребней, образуемых вторыми основными канавками 24. Третьи вспомогательные канавки 26 проходят противоположно направлению вращения шины от внутренних концов 24А вторых основных канавок 24 и пересекаются с первыми участками 16 первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины, поэтому при движении по заснеженному дорожному покрытию с обеих сторон от указанных первых участков 16 и третьих вспомогательных канавок 26 могут образовываться снежные гребни. За счет усилия сдвига указанных снежных гребней могут быть улучшены показатели ускорения и торможения на снегу.

В шине 10 третьи вспомогательные канавки 26 проходят перпендикулярно к первым участкам 16 первых основных канавок 14, примыкающих к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины, позволяя обеспечить жесткость угловых участков полосы (угловых участков реброобразной полосы 30), образованных между указанными третьими вспомогательными канавками 26 и пересекающимися с ними первыми участками 16. За счет этого улучшается маневренность на снегу и контакт дорожного покрытия с реброобразной полосой 30, образованной между третьими вспомогательными канавками 26 и пересекающимися с ними первыми участками 16 канавок.

В шине 10 вторые основные канавки 24 пересекаются со вторыми вспомогательными канавками 22, проходящими от первых основных канавок 14, примыкая к ним в направлении вращения шины, поэтому при движении по заснеженному дорожному покрытию вокруг вторых основных канавок 24 и пересекающихся с ними вторых вспомогательных канавок 22 могут образовываться снежные гребни. За счет усилия сдвига указанных снежных гребней могут быть улучшены показатели ускорения и торможения на снегу.

Поскольку в шине 10 прорези 40 расположены на реброобразной полосе 30, прорези 42 расположены на реброобразных шашках 32, а прорези 44 расположены на реброобразных шашках 34, торможение и ускорение на обледеневшем и заснеженном дорожном покрытии может быть улучшено за счет создаваемого прорезями краевого эффекта.

В шине 10 реброобразная полоса 30, непрерывно проходящая в окружном направлении шины, образована на центральном участке 12С протектора, в частности, на экваторе CL шины, что позволяет увеличить площадь соприкосновения дорожного покрытия и центрального участка 12С протектора, имеющего наибольшую длину соприкосновения с дорожным покрытием на протекторе 12, в результате чего улучшается маневренность на снегу. Расположение прорезей 40 на реброобразной полосе 30 позволяет усилить краевой эффект.

В шине 10 первые основные канавки 14 с одной и другой сторон в направлении по ширине шины, расположены в окружном направлении шины со смещением на полшага относительно друг друга, что позволяет сбалансировать краевой эффект, создаваемый за счет расположения указанных первых основных канавок 14 с обеих сторон от экватора CL шины.

Как отмечалось выше, шина 10 позволяет улучшить показатели на снегу (ускорения, торможения и маневренности).

Описанные варианты выполнения представлены в качестве примера и могут быть изменены, не выходя за объем изобретения. Кроме того, объем охраны не ограничивается указанными вариантами выполнения.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина (10) содержит множество первых основных канавок (14), расположенных на протекторе (12) на расстоянии друг от друга в окружном направлении шины. Каждая первая основная канавка (14) имеет первый участок (16), проходящий от внутреннего конца (14А), расположенного на центральном участке (12С) протектора, противоположно направлению вращения шины наклонно относительно направления по ширине шины, и второй участок (18), проходящий от указанного первого участка (16) наружу в направлении по ширине шины к концу (12Е) протектора, так что образуемый этим вторым участком (18) и направлением по ширине шины угол меньше угла, образуемого указанным первым участком (16) и направлением по ширине шины. Шина содержит также первые вспомогательные канавки (20), расположенные на протекторе (12) и проходящие противоположно направлению вращения шины, перпендикулярно указанным первым участкам (16) и заканчивающиеся на центральном участке (12С) протектора. Технический результат – улучшение эксплуатационных характеристик шины при движении по снегу. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Направленная пневматическая шина, содержащая

множество первых основных канавок, расположенных на протекторе на расстоянии друг от друга в окружном направлении шины, при этом каждая первая основная канавка имеет первый участок, проходящий от внутреннего конца, расположенного на центральном участке протектора, противоположно направлению вращения шины и наклонно относительно направления по ширине шины, и второй участок, проходящий от указанного первого участка к концу протектора наружу в направлении по ширине шины, так что угол, образованный этим вторым участком и направлением по ширине шины, меньше угла, образованного указанным первым участком и направлением по ширине шины; и

первые вспомогательные канавки, расположенные на протекторе и проходящие противоположно направлению вращения шины перпендикулярно указанным первым участкам и заканчивающиеся на центральном участке протектора, и

вторые вспомогательные канавки, расположенные на протекторе и проходящие противоположно направлению вращения шины от указанных вторых участков канавок к концам протектора и заканчивающиеся, не доходя до первых основных канавок и примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения, при этом угол, образованный этими вторыми вспомогательными канавками относительно направления по ширине шины, больше угла, образованного указанными вторыми участками канавок относительно направления по ширине шины.

2. Шина по п. 1, дополнительно содержащая на протекторе:

вторые основные канавки, расположенные между первыми основными канавками, примыкая к ним в окружном направлении шины, и проходящие противоположно направлению вращения шины от внутренних концов, расположенных на центральном участке протектора, к концам протектора с наклоном относительно направления по ширине шины; и

третьи вспомогательные канавки, проходящие противоположно направлению вращения шины от внутренних концов вторых основных канавок и пересекающиеся с первыми участками первых основных канавок, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины.

3. Шина по п. 2, в которой третьи вспомогательные канавки проходят перпендикулярно к первым участкам первых основных канавок, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины.

4. Шина по любому из пп. 2 или 3, в которой вторые основные канавки пересекаются со вторыми вспомогательными канавками, проходящими от первых основных канавок, примыкая к ним в направлении, противоположном направлению вращения шины.

5. Шина по любому из пп. 1-3, в которой угол между первыми участками канавок и направлением по ширине шины составляет от 60 до 90°, а угол между вторыми участками канавок и направлением по ширине шины составляет от 0 до 20°.