Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к пневматической шине и, в частности, к пневматической шине, которая способна обеспечивать улучшенные характеристики сопротивления расслаиванию при сохранении эксплуатационных характеристик при езде по льду.
Уровень техники
[0002] Нешипованные шины должны обладать хорошими эксплуатационными характеристиками при езде по снегу и льду, а также хорошими характеристиками на мокром покрытии и сопротивлением качению. В связи с этим, в последние годы применяют структуру протектора, в которой резиновая смесь бегового слоя имеет повышенное содержание кремнезема.
[0003] Однако поскольку кремнезем является хорошим изолятором, при увеличении содержания кремнезема в беговом слое значение электрического сопротивления бегового слоя увеличивается. Соответственно, величина электрического разряда между шиной и дорожным покрытием уменьшается и ухудшаются характеристики подавления электростатического поля шины. В связи с этим в современных нешипованных шинах применяют конструкцию, которая обеспечивает подавление электростатического поля, включающую заземляющий протектор. В патентных документах 1 и 2 описаны технологии известных пневматических шин, в которых применена такая конструкция.
Перечень патентных документов
[0004] Патентный документ 1: JP 3964511 B
Патентный документ 2: JP 4220569 B
Техническая проблема
[0005] Однако повышение содержания кремнезема в беговом слое увеличивает различие по модулю между заземляющим протектором и беговым слоем. Это приводит к увеличению разницы в давлении в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором и беговым слоем, что обуславливает легкое возникновение расслаивания на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором и беговым слоем.
[0006] В свете вышеизложенного целью настоящего изобретения является создание пневматической шины, которая способна обеспечивать улучшенные характеристики сопротивления расслаиванию при сохранении эксплуатационных характеристик при езде по льду.
Решение проблемы
[0007] Для достижения вышеописанной цели пневматическая шина согласно одному варианту осуществления изобретения содержит каркасный слой, слой брекера, расположенный снаружи каркасного слоя в радиальном направлении, резину протектора, расположенную снаружи слоя брекера в радиальном направлении, и множество основных канавок и множество блоков, образованных множеством основных канавок, сформированных в поверхности протектора, причем резина протектора содержит беговой слой, образующий поверхность протектора, подпротектор, расположенный в слое под беговым слоем; и заземляющий протектор, проходящий через беговой слой и открытый на поверхности блока, контактирующей с дорожным покрытием, причем модуль при удлинении бегового слоя на 300% находится в диапазоне от 3,0 МПа до 7,0 МПа, модуль при удлинении подпротектора на 300% находится в диапазоне от 10,0 МПа до 20,0 МПа, заземляющий протектор изготовлен из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^7 Ом·см или менее, и заземляющий протектор изготовлен из того же резинового материала, что и подпротектор, и имеет цельную конструкцию с подпротектором.
Полезные эффекты изобретения
[0008] В пневматической шине согласно одному варианту осуществления изобретения модуль при удлинении бегового слоя на 300% в диапазоне от 3,0 МПа до 7,0 МПа является преимущественным для надлежащего задания модуля M_cap бегового слоя и, таким образом, улучшения эксплуатационных характеристик шины при езде по льду (характеристик торможения на льду). Кроме того, заземляющий протектор и подпротектор, имеющие цельную конструкцию, выполнены из одного и того же резинового материала и являются преимущественными для эффективного предотвращения расслаивания на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором и беговым слоем, а также улучшения характеристик сопротивления расслаиванию шины.
Краткое описание чертежей
[0009] На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении в меридиональном направлении шины, иллюстрирующий пневматическую шину в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
На ФИГ. 2 представлен вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий блок пневматической шины, показанной на ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая внутреннюю структуру блока, показанного на ФИГ. 2.
На ФИГ. 4 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая внутреннюю структуру блока, показанного на ФИГ. 2.
На ФИГ. 5 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая внутреннюю структуру блока, показанного на ФИГ. 2.
На ФИГ. 6 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая модифицированный пример блока, показанного на ФИГ. 3.
На ФИГ. 7 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая модифицированный пример блока, показанного на ФИГ. 3.
На ФИГ. 8 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая модифицированный пример блока, показанного на ФИГ. 3.
На ФИГ. 9 приведена таблица, в которой представлены результаты испытаний характеристик пневматических шин в соответствии с вариантами осуществления изобретения.
На ФИГ. 10 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая испытываемую шину по стандартному примеру.
Описание вариантов осуществления изобретения
[0010] Ниже подробно описаны варианты осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. Однако изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления. Кроме того, составляющие вариантов осуществления включают в себя элементы, которые являются заменимыми, сохраняя при этом согласованность с изобретением, и очевидно заменимые элементы. Более того, модифицированные примеры, описанные в вариантах осуществления, можно по желанию комбинировать в объеме, очевидном специалисту в данной области.
[0011] Пневматическая шина
На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении в меридиональном направлении шины, иллюстрирующий пневматическую шину в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Этот же чертеж иллюстрирует половинную область в радиальном направлении шины. Кроме того, этот же чертеж иллюстрирует радиальную шину для пассажирского автомобиля в качестве примера пневматической шины. Следует отметить, что ссылочная позиция CL обозначает экваториальную плоскость шины. В настоящем документе «поперечное направление шины» относится к направлению, параллельному оси вращения шины (не показано). «Радиальное направление шины» относится к направлению, перпендикулярному оси вращения шины.
[0012] Пневматическая шина 1 имеет кольцевую конструкцию с осью вращения шины в качестве ее центра и включает в себя пару сердечников 11, 11 борта, пару наполнителей 12, 12 борта, каркасный слой 13, слой 14 брекера, резину 15 протектора, пару резиновых элементов 16, 16 боковины и пару брекерных резиновых элементов 17, 17 диска (см. ФИГ. 1).
[0013] Пара сердечников 11,11 борта имеет кольцевидное строение и образует сердечники левого и правого бортовых участков. Пара наполнителей 12, 12 борта располагается снаружи от пары сердечников 11, 11 борта в радиальном направлении шины и повышает жесткость бортовых участков.
[0014] Каркасный слой 13, имеющий форму тора, проходит между левым и правым сердечниками 11, 11 борта, образуя каркас шины. Кроме того, оба концевых участка каркасного слоя 13 загнуты назад наружу в поперечном направлении шины таким образом, чтобы охватывать сердечники 11 борта и наполнители 12 борта, и зафиксированы. Каркасный слой 13 изготавливают путем прокатки множества покрытых резиной каркасных кордов из стали или материала из органического волокна (например, арамида, нейлона, полиэстера, вискозы или т. п.). Каркасный слой 13 имеет угол каркаса (угол наклона направления волокна каркасных кордов относительно направления вдоль окружности шины), являющийся абсолютным значением от 80 градусов до 95 градусов. Следует отметить, что в конфигурации по ФИГ. 1 каркасный слой 13 имеет однослойную структуру, содержащую один слой каркаса. Однако это не является ограничением и каркасный слой 13 может иметь многослойную структуру, образованную путем наслоения множества слоев каркаса (не показано).
[0015] Слой 14 брекера представляет собой многослойную структуру, включающую в себя пару перекрестных брекеров 141, 142 и обкладку 143 брекера, и расположен вокруг внешней окружности каркасного слоя 13. Пару перекрестных брекеров 141, 142 изготавливают путем прокатки множества покрытых резиной кордов брекера, изготовленных из стали или материала из органического волокна. Перекрестные брекеры 141, 142 имеют угол брекера с абсолютным значением от 20 градусов до 40 градусов. Кроме того, пара перекрестных брекеров 141, 142 имеют углы брекеров (угол наклона направления волокон кордов брекера относительно направления вдоль окружности шины) с противоположными знаками, и брекеры организованы в слои так, что направления волокон кордов брекера пересекаются друг с другом (структура с перекрестными слоями). Обкладка 143 брекера изготовлена путем прокатки множества покрытых резиной кордов брекера, изготовленных из стали или материала из органического волокна. Обкладка 143 брекера имеет угол брекера с абсолютным значением от -10 до 10 градусов. Обкладка 143 брекера расположена слоями снаружи от перекрестных брекеров 141, 142 в радиальном направлении шины.
[0016] Резина 15 протектора расположена снаружи от каркасного слоя 13 и слоя 14 брекера в радиальном направлении шины и представляет собой участок протектора. Резина 15 протектора включает беговой слой 151, подпротектор 152, а также концевые участки 153, 153 левой и правой боковин. Беговой слой 151 содержит рисунок протектора и представляет собой открытый участок резины 15 протектора (контактную поверхность протектора или т. п.). Подпротектор 152 расположен между беговым слоем 151 и слоем 14 брекера и представляет собой базовую часть резины 15 протектора. Концевые участки 153 боковин расположены на левом и правом концевых участках бегового слоя 151 в поперечном направлении шины и представляют собой часть опорного участка.
[0017] Например, в конфигурации по ФИГ. 1 беговой слой 151 зажимает подпротектор 152 со слоем 14 брекера и полностью покрывает подпротектор 152. Концевые участки 153, 153 боковин расположены на граничных участках между левым и правым концевыми участками бегового слоя 151 и левым и правым резиновыми компонентами 16, 16 боковины и открыты на поверхности опорного участка.
[0018] Пара резиновых компонентов 16, 16 боковины расположена снаружи от каркасного слоя 13 в поперечном направлении шины и представляет собой левый и правый участки боковины. Например, в конфигурации по ФИГ. 1 наружные концевые участки резины 16 боковины в радиальном направлении шины вставлены в слой ниже резины 15 протектора и зажаты между резиной 15 протектора и каркасным слоем 13.
[0019] Пара брекерных резиновых элементов 17, 17 диска расположена снаружи от левого и правого сердечников 11, 11 борта и наполнителей 12, 12 борта в поперечном направлении шины и представляет собой левый и правый бортовые участки. Например, в конфигурации по ФИГ. 1 наружные концевые участки брекерных резиновых элементов 17 диска в радиальном направлении шины вставлены в слой ниже резины 16 боковины и зажаты между резиной 16 боковины и каркасным слоем 13.
[0020] Блок протектора
На ФИГ. 2 представлен вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий блок пневматической шины, показанной на ФИГ. 1. На этом же чертеже показан блок 5, содержащий заземляющий протектор 7, который описан ниже. Следует отметить, что «направление вдоль окружности шины» относится к направлению вращения вокруг оси вращения шины.
[0021] Кроме того, пневматическая шина 1 содержит множество продольных канавок 21-24, проходящих в направлении вдоль окружности шины, и множество беговых участков 31-33, образованных продольными канавками 21-23 на поверхности протектора (см. ФИГ. 1). Кроме того, беговые участки 31-33 содержат множество грунтозацепных канавок 4, проходящих в поперечном направлении шины, и множество блоков 5 (см. ФИГ. 2), определенных и образованных грунтозацепными канавками 4.
[0022] «Основная канавка» представляет собой канавку, требуемую для отображения индикатора износа, как это определено Японской ассоциацией производителей автомобильных шин (JATMA), и, как правило, имеет ширину канавки 5,0 мм или более и глубину канавки 6,5 мм или более. «Грунтозацепная канавка» представляет собой боковую канавку, проходящую в поперечном направлении шины, которая, как правило, имеет ширину канавки 1,0 мм или более и глубину канавки 3,0 мм или более. «Прорезь», описанная ниже, представляет собой разрез, выполненный в контактной поверхности протектора, и который, как правило, имеет ширину менее 1,0 мм и глубину 2,0 мм или более и закрывается при контакте шины с грунтом.
[0023] Ширина канавки представляет собой максимальное расстояние между левой и правой стенками канавки на открытом участке канавки, измеряемое, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии. В конфигурациях, в которых беговые участки включают в себя участки выемок или скошенные участки на их краевых участках, ширину канавки измеряют относительно точек пересечения контактной поверхности протектора и линий, служащих продолжением стенок канавки, если рассматривать их в поперечном сечении, перпендикулярном направлению длины канавки. Кроме того, в конфигурации, в которой канавки выполнены зигзагообразными или волнообразными, проходящими в направлении вдоль окружности шины, ширину канавки измеряют относительно центральной линии, от которой отсчитывают амплитуду стенок канавки.
[0024] Глубина канавки представляет собой максимальное расстояние от контактной поверхности протектора до дна канавки, измеряемое, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии. Кроме того, в конфигурациях, в которых канавки включают в себя участок ребер/канавок или прорези на дне канавки, при измерении глубины канавки эти участки исключаются.
[0025] Ширина прорези представляет собой максимальную ширину открытия прорези на поверхности бегового участка, контактирующей с дорожным покрытием, измеряемую, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии.
[0026] Глубина прорези представляет собой максимальное расстояние от контактной поверхности протектора до дна прорези, измеряемое, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии. Кроме того, в конфигурациях, в которых прорези частично включают ребристый/канавчатый участок на дне канавки, при измерении глубины прорези эти ребристые/канавчатые участки не учитывают.
[0027] Термин «определенный диск» означает «применимый диск» согласно определению Японской ассоциации производителей автомобильных шин (JATMA), «проектный диск» согласно определению Ассоциации по шинам и дискам (TRA) или «измерительный диск» согласно определению Европейской технической организации по шинам и дискам (ETRTO). Дополнительно «указанное внутреннее давление» относится к «максимальному давлению воздуха» согласно определению JATMA, максимальной величине «ПРЕДЕЛОВ НАГРУЗКИ ШИНЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ХОЛОДНОЙ НАКАЧКИ» согласно определению TRA и «ДАВЛЕНИЮ НАКАЧКИ» согласно определению ETRTO. Дополнительно термин «указанная нагрузка» относится к «максимально допустимой нагрузке» согласно определению JATMA, максимальной величине «ПРЕДЕЛОВ НАГРУЗКИ ШИНЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ХОЛОДНОЙ НАКАЧКИ» согласно определению TRA или «ДОПУСТИМОЙ НАГРУЗКЕ» согласно определению ETRTO. Однако в случае JATMA для шин, используемых в пассажирских автомобилях, указанное внутреннее давление представляет собой давление воздуха, равное 180 кПа, а указанная нагрузка составляет 88% от максимальной допустимой нагрузки.
[0028] Например, в конфигурации по ФИГ. 1 зона с одной стороны экваториальной плоскости CL шины (зона с левой стороны чертежа) включает две продольные основные канавки 21, 22, а зона с другой стороны (зона с правой стороны чертежа) включает одну продольную основную канавку 23 и одну узкую продольную канавку 24. Узкая продольная канавка 24 наиболее удалена от середины в поперечном направлении шины и расположена в зоне с другой стороны. Пять беговых участков 31-33 образованы продольными основными канавками 21-24. Беговые участки 31-33 содержат левый и правый плечевые беговые участки 31, 31, левый и правый вторые беговые участки 32, 32 и центральный беговой участок 33. Центральный беговой участок 33 расположен на экваториальной плоскости CL шины. Как показано на ФИГ. 2, центральный беговой участок 33 содержит пару продольных основных канавок 22, 23 и блок 5, определенный и образованный парой грунтозацепных канавок 4, 4. Блок 5 содержит поверхность, контактирующую с дорожным покрытием, имеющую форму прямоугольника или параллелограмма.
[0029] Следует отметить, что это не является ограничением и может быть применено три, пять или более продольных канавок, или вместо узкой продольной канавки 24 по ФИГ. 1 (не показано) может быть применена продольная основная канавка. Одна продольная канавка может быть расположена на экваториальной плоскости CL шины таким образом, что центральный беговой участок 33 расположен в позиции, удаленной на некоторое расстояние от экваториальной плоскости CL шины (не показано).
[0030] В конфигурации, представленной на ФИГ. 2, левая и правая продольные основные канавки 22, 23, образующие центральный беговой участок 33, имеют прямую форму. Однако такое ограничение не предусматривается, при этом продольные основные канавки 22, 23 могут иметь зигзагообразную форму, волнообразную форму или ступенчатую форму с амплитудой в поперечном направлении шины (не показано).
[0031] В конфигурациях, показанных на ФИГ. 1 и 2, как описано выше, пневматическая шина 1 содержит продольные канавки 21-24, проходящие в направлении вдоль окружности шины. Кроме того, центральный беговой участок 33 содержит блоки 5, определенные и образованные смежными продольными основными канавками 22, 23 и грунтозацепными канавками 4, 4. Однако это не является ограничением и вместо продольных основных канавок 21-24 пневматическая шина 1 может содержать множество наклонных основных канавок, проходящих с наклоном под заданным углом относительно направления вдоль окружности шины (не показано). Например, пневматическая шина 1 может содержать множество V-образных наклонных основных канавок, имеющих V-образную форму, выступающих в направлении вдоль окружности шины и проходящих в поперечном направлении шины, открываясь на левом и правом краях протектора, множество грунтозацепных канавок, которые соединяют смежные V-образные наклонные основные канавки, и множество беговых участков, которые образованы V-образными наклонными основными канавками и грунтозацепными канавками (не показаны). В такой конфигурации блоки могут быть образованы смежными наклонными основными канавками.
[0032] Пневматическая шина 1 предпочтительно имеет обозначенное направление установки на транспортном средстве, когда пневматическая шина 1 установлена на транспортное средство, таким образом, чтобы сторона с узкой продольной канавкой 24 (см. ФИГ. 1) была расположена на наружной стороне в направлении ширины транспортного средства. Например, участок с указателем направления установки выполняют в виде метки или ребер/канавок на участке боковины шины. Например, согласно требованиям регламента 30 Европейской экономической комиссии (Р30 ЕЭК) участок индикации направления установки должен быть обеспечен на участке боковины с внешней стороны в поперечном направлении транспортного средства, когда шина установлена на транспортном средстве.
[0033] Пневматическая шина 1 предпочтительно представляет собой шину для езды по снегу, в частности нешипованную шину. Участок с указателем, обозначающим, что данная шина является нешипованной, выполняют, например, в виде метки или ребер/канавок на участке боковины шины.
[0034] Конструкция, обеспечивающая подавление электростатического поля, включающая заземляющий протектор
Нешипованные шины должны обладать хорошими эксплуатационными характеристиками при езде по снегу и льду, а также хорошими характеристиками на мокром покрытии и сопротивлением качению. В связи с этим, в последние годы применяют структуру протектора, в которой резиновая смесь бегового слоя имеет повышенное содержание кремнезема.
[0035] Однако поскольку кремнезем является хорошим изолятором, при увеличении содержания кремнезема в беговом слое значение электрического сопротивления бегового слоя увеличивается. Соответственно, величина электрического разряда между шиной и дорожным покрытием уменьшается и ухудшаются характеристики подавления электростатического поля шины. В связи с этим в современных нешипованных шинах применяют конструкцию, которая обеспечивает подавление электростатического поля, включающую заземляющий протектор.
[0036] Однако повышение содержания кремнезема в беговом слое уменьшает модуль бегового слоя и увеличивает различие по модулю между заземляющим протектором и беговым слоем. Это приводит к увеличению давления в пятне контакта с грунтом заземляющего протектора и увеличивает разницу в давлении в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором и беговым слоем. Соответственно, легко возникает расслаивание на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором и беговым слоем, ступенчатый износ между заземляющим протектором и беговым слоем и т. п. В частности, для обеспечения эксплуатационных характеристик при езде по снегу и льду на по существу нешипованной шине обеспечивают рисунок блока с множеством прорезей и большой глубиной канавки. Кроме того, для обеспечения жесткости блока толщину подпротектора устанавливают большей, чем у летних шин. Таким образом, как правило, возникает такое расслаивание и такой ступенчатый износ, как описано выше.
[0037] Для обеспечения характеристики на льду и характеристики подавления электростатического поля, а также для предотвращения расслаивания и ступенчатого износа на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока пневматическая шина 1 имеет следующую конфигурацию.
[0038] Беговой слой 151 изготавливают из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^10 Ом·см или более. Например, для бегового слоя 151 применяют изолирующий резиновый материал, содержащий 65 весовых частей или более кремнезема, смешанного со 100 весовыми частями материала на резиновой основе и 30 весовыми частями или менее углеродной сажи, предпочтительно 10 весовыми частями или менее углеродной сажи, и более предпочтительно по существу без углеродной сажи. Следует отметить, что материал на резиновой основе может быть изготовлен, например, из диенового каучука одного вида, такого как натуральный каучук (NR), стирол-бутадиеновый каучук (SBR), бутадиеновый каучук (BR), изопреновый каучук (ИК), или комбинации двух или более видов. Кроме того, например, также могут быть добавлены сера, ускоритель вулканизации, реагент, предотвращающий старение, и другие известные добавки.
[0039] Объемное удельное сопротивление измеряют в соответствии со способом, описанным в JIS-K6271 Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of volume and/or surface resistivity. Как правило, элемент с удельным электрическим сопротивлением менее 1 × 10^8 Ом·см можно считать имеющим электропроводимость, достаточную для предотвращения накопления статического электричества.
[0040] Модуль M_cap при удлинении бегового слоя 151 на 300% предпочтительно находится в диапазоне 3,0 МПа ≤ M_cap ≤ 7,0 МПа и более предпочтительно в диапазоне 4,0 МПа ≤ M_cap ≤ 6,0 МПа. При соответствующем задании модуля M_cap бегового слоя 151 таким образом улучшаются характеристики шины на льду и мокром покрытии, а также обеспечивается низкое сопротивление качению шины.
[0041] Модуль (прочность на разрыв) измеряют испытанием на растяжение с применением опытного образца, имеющего форму гантели, при температуре 20 °С в соответствии с JIS-K6251 (с использованием гантели № 3).
[0042] Значение R_cap, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для бегового слоя 151 предпочтительно находится в диапазоне 5 ≤ R_cap ≤ 15, и более предпочтительно в диапазоне 7 ≤ R_cap ≤ 10. При соответствующем задании значения R_cap модуля бегового слоя 151 таким образом обеспечивается характеристика шины на льду.
[0043] Объемное содержание углеродной сажи определяют как долю объема углеродной сажи в общем объеме всех компонентов в смеси. Число абсорбции масла дибутилфталата определяют как количество дибутилфталата, которое может поглощать углеродная сажа, и измеряют в соответствии со способом А абсорбции масла по JIS-K6217-4.
[0044] Твердость каучука H_cap бегового слоя 151 предпочтительно находится в диапазоне 45 ≤ H_cap ≤ 70 и более предпочтительно в диапазоне 46 ≤ H_cap ≤ 55. Соответственно, твердость каучука H_cap бегового слоя 151 устанавливают в более низком диапазоне, чем для типовой летней шины. При соответствующем задании твердости каучука H_cap бегового слоя 151 таким образом улучшаются эксплуатационные характеристики шины при езде по снегу и льду, а также обеспечивается характеристика на мокром покрытии и низкое сопротивление качению шины.
[0045] В данном случае твердость каучука измеряют как твердость JIS-A в соответствии с JIS-K6253.
[0046] Тангенс угла потерь tan δ_cap бегового слоя 151 предпочтительно находится в диапазоне 0,05 ≤ tan δ_cap ≤ 0,30 и более предпочтительно в диапазоне 0,12 ≤ tan δ_cap ≤ 0,20. При соответствующем задании тангенса угла потерь tan δ_cap бегового слоя 151 таким образом обеспечивают характеристику на мокром покрытии и низкое сопротивление качению шины.
[0047] Тангенс угла потерь tan δ измеряют с применением вязкоупругого спектрометра, производимого компанией Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd., при температуре 60 °C, деформации сдвига 10%, амплитуде ± 0,5% и частоте 20 Гц.
[0048] Подпротектор 152 изготавливают из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^7 Ом·см или менее. С помощью подпротектора 152, имеющего такое низкое удельное сопротивление, обеспечивают электропроводящий путь от слоя 14 брекера через подпротектор 152 к заземляющему протектору 7. Этот подпротектор 152, например, изготавливают путем смешивания 40 весовых частей или более углеродной сажи, а предпочтительно от 45 до 70 весовых частей, со 100 весовыми частями материала на основе диенового каучука. Для повышения электропроводимости, например, может быть добавлено средство для подавления электростатического поля, электропроводящий пластификатор, соль металла и другие проводящие вещества.
[0049] Модуль M_ut при удлинении подпротектора 152 на 300% предпочтительно находится в диапазоне 10,0 МПа ≤ M_ut ≤ 20,0 МПа и более предпочтительно в диапазоне 13,0 МПа ≤ M_ut ≤ 18,0 МПа. Соответственно, модуль M_ut подпротектора 152 больше модуля M_cap бегового слоя 151. В частности, модуль M_cap бегового слоя 151 и модуль M_ut подпротектора 152 имеют соотношение 7,0 МПа ≤ M_ut - M_cap ≤ 14,0 МПа.
[0050] Значение R_ut, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для подпротектора 152 предпочтительно находится в диапазоне 15 ≤ R_ut ≤ 35 и более предпочтительно в диапазоне 16 ≤ R_ut ≤ 25. Значение R_ut подпротектора 152 больше значения R_cap бегового слоя 151. В частности, значение R_cap бегового слоя 151 и значение R_ut подпротектора 152 имеют соотношение 5 ≤ R_ut - R_cap ≤ 18.
[0051] Твердость каучука H_ut подпротектора 152 предпочтительно находится в диапазоне 53 ≤ H_ut ≤ 78 и более предпочтительно в диапазоне 55 ≤ H_ut ≤ 70. Твердость каучука H_ut подпротектора 152 больше твердости каучука H_cap бегового слоя 151. В частности, твердость каучука H_cap бегового слоя и твердость каучука H_ut подпротектора 152 имеют соотношение 5 ≤ H_ut - H_cap ≤ 25. Таким образом, подпротектор 152 соответствующим образом обеспечивает жесткость блоков 5.
[0052] Тангенс угла потерь tan δ_ut подпротектора 152 предпочтительно находится в диапазоне 0,03 ≤ tan δ_ut ≤ 0,25 и более предпочтительно в диапазоне 0,10 ≤ tan δ_ut ≤ 0,15. Тангенс угла потерь tan δ_ut подпротектора 152 меньше тангенса угла потерь tan δ_cap бегового слоя 151. В частности, тангенс угла потерь tan δ_cap бегового слоя 151 и тангенс угла потерь tan δ_ut подпротектора 152 имеют соотношение 0,01 ≤ tan δ_cap - tan δ_ut и более предпочтительно имеют соотношение 0,02 ≤ tan δ_cap - tan δ_ut. В такой конфигурации применение подпротектора 152 с низким теплообразованием обеспечивает предотвращение расслаивания на контактных участках между подпротектором 152 и беговым слоем 151, а также между подпротектором 152 и слоем 14 брекера.
[0053] Резину корда каркасного слоя 13, резину, покрывающую слои 141-143 брекера слоя 14 брекера, и брекерные резиновые элементы 17 диска изготавливают из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^7 Ом·см или менее.
[0054] Заземляющий протектор 7 представляет собой электропроводящий резиновый элемент, проходящий через беговой слой 151 и открытый на контактной поверхности протектора. Заземляющий протектор 7 представляет собой электропроводящий путь от внутренней поверхности шины до дорожного покрытия.
[0055] Заземляющий протектор 7 изготавливают из резинового материала с более низким удельным электрическим сопротивлением, чем у бегового слоя 151. В частности, заземляющий протектор 7 предпочтительно изготавливают из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^7 Ом·см или менее. Этот заземляющий протектор 7, например, изготавливают путем смешивания 40 весовых частей или более углеродной сажи, а предпочтительно от 45 до 70 весовых частей, со 100 весовыми частями материала на основе диенового каучука. Для повышения электропроводимости, например, может быть добавлено средство для подавления электростатического поля, электропроводящий пластификатор, соль металла и другие проводящие вещества.
[0056]Модуль M_ea при удлинении заземляющего протектора 7 на 300% предпочтительно находится в диапазоне 10,0 МПа ≤ M_ea ≤ 20,0 МПа и более предпочтительно в диапазоне 13,0 МПа ≤ M_ea ≤ 18,0 МПа. Соответственно, модуль M_ea заземляющего протектора 7 больше модуля M_cap бегового слоя 151. Благодаря этому обеспечивают соответствующую жесткость блоков 5. В частности, модуль M_cap бегового слоя 151 и модуль M_ea заземляющего протектора 7 имеют соотношение 7,0 МПа ≤ M_ea - M_cap ≤ 14,0 МПа.
[0057] Значение R_ea, рассчитываемое по формуле объемного содержания углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для заземляющего протектора 7 предпочтительно находится в диапазоне 15 ≤ R_ea ≤ 35 и более предпочтительно в диапазоне 16 ≤ R_ea ≤ 25. Значение R_ea заземляющего протектора 7 больше значения R_cap бегового слоя 151. В частности, значение R_cap бегового слоя 151 и значение R_ea заземляющего протектора 7 имеют соотношение 5 ≤ R_ea - R_cap ≤ 18.
[0058] Твердость каучука H_ea заземляющего протектора 7 предпочтительно находится в диапазоне 53 ≤ H_ea ≤ 78 и более предпочтительно в диапазоне 55 ≤ H_ea ≤ 70. Твердость каучука H_ea заземляющего протектора 7 больше твердости каучука H_cap бегового слоя 151. В частности, твердость каучука H_cap бегового слоя и твердость каучука H_ea заземляющего протектора 7 имеют соотношение 5 ≤ H_ea - H_cap ≤ 25.
[0059] Тангенс угла потерь tan δ_ea заземляющего протектора 7 предпочтительно находится в диапазоне 0,03 ≤ tan δ_ea ≤ 0,25 и более предпочтительно в диапазоне 0,10 ≤ tan δ_ea ≤ 0,15. Тангенс угла потерь tan δ_ea заземляющего протектора 7 меньше тангенса угла потерь tan δ_cap бегового слоя 151. В частности, тангенс угла потерь tan δ_cap бегового слоя 151 и тангенс угла потерь tan δ_ea заземляющего протектора 7 имеют соотношение 0,01 ≤ tan δ_cap - tan δ_ea и более предпочтительно имеют соотношение 0,02 ≤ tan δ_cap - tan δ_ea. В такой конфигурации применение заземляющего протектора 7 (и подпротектора 152) с низким теплообразованием обеспечивает предотвращение расслаивания на контактном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151.
[0060] В вышеописанной конфигурации статическое электричество, вырабатываемое в транспортном средстве, при движении разряжается от диска 10 через брекерную резину 17 диска и каркасный слой 13 к слою 14 брекера, а затем от слоя 14 брекера через подпротектор 152 и заземляющий протектор 7 к дорожному покрытию. Это позволяет избежать накопления заряда в транспортном средстве. Поскольку брекерные резиновые элементы 17 диска, резина, покрывающая каркасный слой 13, и резина, покрывающая слой 14 брекера, образуют электропроводящий путь, эти компоненты предпочтительно имеют низкое электрическое сопротивление.
[0061] В пневматической шине 1 заземляющий протектор 7 выполнен из того же резинового материала, что и подпротектор 152. Таким образом, заземляющий протектор 7 обладает теми же физическими свойствами, что и подпротектор 152. В изготовленной шине после формовой вулканизации заземляющий протектор 7 имеет цельную конструкцию с подпротектором 152. Например, заземляющий протектор 7 и подпротектор 152 могут быть образованы из одного куска невулканизированной резины, сформованного в заданную форму, или могут быть образованы из множества отдельных кусков невулканизированной резины.
[0062] Граница между заземляющим протектором 7 и подпротектором 152 в изготовленной шине строго не определена, но в целом она может быть определена следующим образом. На виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины подпротектор 152 можно рассматривать как базовый каучук большой ширины, вставленный между беговым слоем 151 и слоем 14 брекера и проходящий по всей зоне протектора. Заземляющий протектор 7 можно рассматривать как узкий резиновый участок, который выступает в виде ответвления из подпротектора 152 в направлении контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока, и который открыт на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока. Соединительный участок между широким базовым каучуком и узким резиновым участком можно рассматривать как границу между заземляющим протектором 7 и подпротектором 152. Типовой заземляющий протектор 7 имеет по существу узкую прямоугольную или трапециевидную форму. Кроме того, на соединительном участке с подпротектором 152 заземляющий протектор 7 постепенно расширяется по мере того, как он проходит в направлении подпротектора 152 (см. ФИГ. 3, описанную ниже).
[0063] Как описано выше, в конфигурации, в которой резиновый материал бегового слоя 151 и резиновый материал заземляющего протектора 7 сильно отличаются по физическим свойствам, легко возникает расслаивание на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором и беговым слоем, ступенчатый износ между заземляющим протектором и беговым слоем и т. п. В частности, для обеспечения эксплуатационных характеристик при езде по снегу и льду на по существу нешипованной шине обеспечивают рисунок блока с множеством прорезей и большой глубиной канавки. Кроме того, для обеспечения жесткости блока толщину подпротектора 152 устанавливают большей, чем для летних шин. Таким образом, как правило, возникает такое расслаивание и такой ступенчатый износ, как описано выше.
[0064] В этом случае в вышеописанной конфигурации заземляющий протектор 7 и подпротектор 152 имеют цельную конструкцию, выполненную из одинакового резинового материала. Это позволяет предотвращать расслаивание, вызванное разницей в жесткости между элементами, и эффективно предотвращать расслаивание контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока.
[0065] Утолщенный участок подпротектора
На ФИГ. 3-5 представлены пояснительные схемы, иллюстрирующие внутреннюю структуру блока, показанного на ФИГ. 2. На ФИГ. 3 представлен вид в поперечном сечении в меридиональном направлении шины блока 5 центрального бегового участка 33, показанного на ФИГ. 2. На ФИГ. 4 и 5 представлены увеличенные виды основного участка блока, показанного на ФИГ. 3.
[0066] В пневматической шине 1 применяют рисунок блока, как правило, применяемый для нешипованных шин. Благодаря блокам 5, каждый из которых содержит множество прорезей 6 (см. ФИГ. 2), улучшаются эксплуатационные характеристики при езде по снегу и льду.
[0067] Например, в конфигурации по ФИГ. 2 блок 5 центрального бегового участка 33 (см. ФИГ. 1) имеет форму прямоугольника или параллелограмма, удлиненного в направлении вдоль окружности шины. Каждый из блоков 5 содержит множество прорезей 6, проходящих по существу в поперечном направлении шины.
[0068] Заземляющий протектор 7 проходит через беговой слой 151 и открыт на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 центрального бегового участка 33 (см. ФИГ. 1), а также имеет кольцевую конструкцию, которая непрерывно проходит по всей окружности шины. Заземляющий протектор 7 может быть расположен на удалении от экваториальной плоскости CL шины или может быть расположен на экваториальной плоскости CL шины. Как показано на ФИГ. 2, заземляющий протектор 7 проходит через блок 5 в направлении вдоль окружности шины. Соответственно, заземляющий протектор 7 выполнен с возможностью постоянного соприкосновения с дорожным покрытием, когда шина соприкасается с грунтом.
[0069] Как показано на ФИГ. 3, толщина подпротектора 152 установлена большей, чем у типовой летней шины. Другими словами, поверхность соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152 расположена дальше наружу в радиальном направлении шины, чем положение максимальной глубины канавки основных канавок 22, 23 в зоне пятна контакта с грунтом блока 5. Кроме того, как описано выше, твердость каучука H_ut подпротектора 152 больше твердости каучука H_cap бегового слоя 151. Таким образом предотвращают снижение жесткости блока, вызванное применением рисунка блока.
[0070] В частности, на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины линию, проходящую параллельно контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 через точку 20% максимальной глубины H0 канавки основной канавки 23 от положения максимальной глубины канавки основных канавок 22, 23, определяют как воображаемую линию L (штрих-пунктирная линия на чертеже). В случае, если глубины канавок левой и правой основных канавок 22, 23 блока 5 отличаются, воображаемую линию L определяют относительно максимальной глубины H0 канавки более глубокой основной канавки. В этом случае ширина W1 всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 и общая ширина W2 участка подпротектора 152, выступающего наружу в радиальном направлении шины за воображаемую линию L, предпочтительно имеют соотношение 0,60 ≤ W2/W1 и более предпочтительно имеют соотношение 0,70 ≤ W2/W1. Верхний предел отношения W2/W1 конкретно не ограничен, но подлежит ограничениям в зависимости от ширины блока 5 в положении 20% от максимальной глубины H0 канавки.
[0071] Максимальная глубина H0 канавки основных канавок 21-23 предпочтительно находится в диапазоне 6,5 мм ≤ H0 и более предпочтительно в диапазоне 7,5 мм ≤ H0. Соответственно, глубина основных канавок 21-23 больше той же глубины для типовой летней шины. Верхний предел H0 конкретно не ограничен, но подлежит ограничениям относительно толщины протектора, поскольку дно канавки основной канавки 23 не должно достигать слоя 14 брекера.
[0072] Ширину W1 всей зоны пятна контакта с грунтом блока 5 измеряют как ширину зоны пятна контакта с грунтом блока, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии.
[0073] Зону пятна контакта с грунтом блока 5 определяют на контактной поверхности между шиной и плоской плитой, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления, расположена вертикально на плоской плите в статическом состоянии и нагружена в соответствии с указанной нагрузкой.
[0074] В конфигурации, в которой множество участков подпротектора 152 выступают за воображаемую линию L, общую ширину W2 участка подпротектора 152 вычисляют путем определения суммы значений ширины каждого участка.
[0075] Как показано на ФИГ. 3, подпротектор 152, содержащий утолщенный участок 1521, представляет собой зону между заземляющим протектором 7 и одним из краевых участков блока 5. Толщина Ga подпротектора 152 постепенно увеличивается от заземляющего протектора 7 к одному из краевых участков блока 5 за счет утолщенного участка 1521. При этом толщина (обозначение размера на чертежах опущено) бегового слоя 151 постепенно уменьшается от заземляющего протектора 7 к одному из краевых участков блока 5.
[0076] Толщину Ga подпротектора 152 на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины измеряют как толщину подпротектора 152 в направлении глубины канавки основных канавок 22, 23 (т. е. в направлении высоты блока 5). Толщину Ga подпротектора 152 определяют для соответствующих зон слева и справа от заземляющего протектора 7. В конфигурации по ФИГ. 3, как описано выше, подпротектор 152 и заземляющий протектор 7 имеют такую цельную конструкцию, что между ними нет четкой поверхности соприкосновения. Таким образом, толщина Ga подпротектора 152 не может быть определена на соединительном участке между подпротектором 152 и заземляющим протектором 7.
[0077] Например, в конфигурации по ФИГ. 3 на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины подпротектор 152 в целом имеет конструкцию с лево-правой симметрией, центрированную по заземляющему протектору 7. Заземляющий протектор 7 проходит от контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 внутрь в радиальном направлении шины и соединяется с подпротектором 152. Заземляющий протектор 7 увеличивается по ширине, при этом его основание расширяется в соединительном участке с подпротектором 152, и равномерно соединяется с подпротектором 152. Таким образом, линия соприкосновения между беговым слоем 151, заземляющим протектором 7 и подпротектором 152 плавно изогнута от контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 внутрь в радиальном направлении шины.
[0078] Кроме того, подпротектор 152 содержит утолщенные участки 1521, 1521 в зонах между заземляющим протектором 7 и левым и правым краевыми участками блока 5. Утолщенный участок 1521 содержит верхнюю поверхность в форме дуги, выступающую наружу в радиальном направлении шины. Открытый участок заземляющего протектора 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока и максимально выступающий участок утолщенного участка 1521 расположены в разных положениях в направлении ширины блока. Линия соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152 имеет форму, плавно углубляемую внутрь в радиальном направлении шины между заземляющим протектором 7 и утолщенным участком 1521, а также частично включает зону, параллельную контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5. Подпротектор 152 имеет ступенчатую форму и выступает наружу в радиальном направлении шины с левой и правой сторон заземляющего протектора 7.
[0079] Толщина подпротектора 152 постепенно уменьшается от положения, в котором утолщенный участок 1521 максимально выступает в направлении левого и правого краевых участков блока 5, и достигает продольных основных канавок 22 (23). Таким образом, наружная продольная поверхность подпротектора 152 (т. е. поверхность соприкосновения с беговым слоем 151) изогнута по плавной S-образной линии от утолщенного участка 1521 в направлении дна канавки продольной основной канавки 22 (23). Кроме того, на стенках канавок и на дне канавок продольных основных канавок 22, 23 беговой слой 151 открыт, а подпротектор 152 не открыт.
[0080] Как показано на ФИГ. 4, в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 точка Р1 определена на наружной продольной поверхности подпротектора 152, где толщина Ga подпротектора 152 имеет максимальное значение Ga1. В зоне пятна контакта шины с грунтом внутренняя продольная поверхность подпротектора 152 (в данном случае поверхность соприкосновения между подпротектором 152 и самым наружным слоем слоя 14 брекера (обкладка 143 брекера)) по существу параллельна контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5. Таким образом, точка Р1 расположена в верхней части утолщенного участка 1521. Толщина бегового слоя 151 в зоне пятна контакта шины с грунтом блока 5 имеет самое низкое значение в точке P1.
[0081] В зоне между заземляющим протектором 7 и точкой Р1 определена точка Р2 на наружной продольной поверхности подпротектора 152, где толщина Ga подпротектора 152 имеет минимальное значение Ga2. Точка Р2 расположена на основании или вблизи основания заземляющего протектора 7 в блоке 5 или, другими словами, на соединительном участке между заземляющим протектором 7 и подпротектором 152 или вблизи него.
[0082] Например, в конфигурации по ФИГ. 4 толщина Ga подпротектора 152 изменяется от заземляющего протектора 7 к продольной основной канавке 23 (22) следующим образом. Сначала толщина Ga подпротектора 152 имеет локальное минимальное значение (минимальное значение Ga2, описанное выше) в точке P2 на соединительном участке между заземляющим протектором 7 и подпротектором 152 или вблизи него. Таким образом, при рассмотрении контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока можно видеть, что толщина Ga подпротектора 152 имеет локальное минимальное значение в положении, в котором открыт заземляющий протектор 7, или вблизи него, а толщина бегового слоя 151 имеет локальное максимальное значение. Далее, толщина Ga подпротектора 152 однообразно и плавно увеличивается от точки P2 к краевому участку блока 5 и имеет локальное максимальное значение (максимальное значение Ga1, описанное выше) на краевом участке блока 5 или вблизи него. Далее, толщина Ga подпротектора 152 однообразно уменьшается от точки P1 в направлении дна канавки продольной основной канавки 23 (22) и имеет минимальное значение на дне канавки продольной основной канавки 23 (22).
[0083] В вышеописанной конфигурации по ФИГ. 3 заземляющий протектор 7 выполнен из того же резинового материала, что и подпротектор 152. Заземляющий протектор 7 открыт на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 и проходит в направлении вдоль окружности шины (см. ФИГ. 2). Если резиновый материал бегового слоя 151 и резиновый материал заземляющего протектора 7 сильно отличаются по физическим свойствам, легко возникает расслаивание на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151, ступенчатый износ между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 и т. п. Например, превышение модулем заземляющего протектора 7 модуля бегового слоя 151, как правило, приводит к повышению давления в пятне контакта с грунтом на открытом участке заземляющего протектора 7, когда блок 5 входит в соприкосновение с грунтом, и вызывает ступенчатый износ между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151.
[0084] В этом случае в конфигурации по ФИГ. 3 подпротектор 152 содержит утолщенный участок 1521 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5, а толщина Ga подпротектора 152 постепенно увеличивается от заземляющего протектора 7 к одному из краевых участков блока 5 (см. ФИГ. 4). Кроме того, соответственно, толщина (обозначение размера на чертежах опущено) бегового слоя 151 постепенно уменьшается от заземляющего протектора 7 к одному из краевых участков блока 5. Как правило, заземляющий протектор 7 имеет более высокий модуль, чем беговой слой 151. Таким образом, распределение контактного давления в зоне пятна контакта с грунтом блока 5, как правило, является таковым, что это давление является высоким в положении, в котором расположен заземляющий протектор 152, и низким в других зонах пятна контакта с грунтом. В вышеописанной конфигурации толщина Ga подпротектора 152 постепенно увеличивается от заземляющего протектора 7 к одному из краевых участков блока 5. Это обеспечивает равномерное давление в пятне контакта с грунтом всего блока 5. Это позволяет предотвращать вышеописанное возникновение расслаивания и ступенчатого износа на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151.
[0085] Кроме того, как показано на ФИГ. 4, расстояние H1 в направлении глубины канавки продольной основной канавки 22 (23) от положения максимальной глубины продольной основной канавки 23 (22) до точки P1 (определенной как точка, в которой толщина Ga подпротектора 152 имеет максимальное значение Ga1) и максимальная глубина H0 канавки продольной основной канавки 23 (22) предпочтительно имеют соотношение H1/H0 ≤ 0,50 и более предпочтительно имеют соотношение H1/H0 ≤ 0,40. Таким образом обеспечивают надлежащую толщину Ga утолщенного участка 1521 подпротектора 152 и постоянную разность давлений в пятне контакта с грунтом на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151. Следует отметить, что нижний предел отношения H1/H0 конкретно не ограничен, но подлежит ограничениям в связи с другими условиями.
[0086] Кроме того, расстояние H2 в направлении глубины канавки продольной основной канавки 22 (23) от положения максимальной глубины продольной основной канавки 23 (22) до точки P2 (определенной как точка, в которой толщина Ga подпротектора 152 в зоне между заземляющим протектором 7 и точкой P1 имеет минимальное значение Ga2) и максимальная глубина H0 канавки продольной основной канавки 23 (22) предпочтительно имеют соотношение 0,20 ≤ H2/H0 и более предпочтительно имеют соотношение 0,30 ≤ H2/H0. Таким образом, толщина Ga подпротектора 152 между заземляющим протектором 7 и утолщенным участком 1521 соответствующим образом уменьшается, а разность давлений в пятне контакта с грунтом на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 является постоянной. Следует отметить, что верхний предел отношения H2/H0 конкретно не ограничен, но подлежит ограничениям в связи с другими условиями.
[0087] Расстояния H1, H2 измеряют, когда шина установлена на определенный диск, накачана до указанного внутреннего давления и находится в ненагруженном состоянии.
[0088] Кроме того, максимальное значение Ga1 толщины Ga подпротектора 152 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 и минимальное значение Ga2 толщины Ga подпротектора 152 в зоне между заземляющим протектором 7 и точкой Р1 предпочтительно имеют соотношение 0,5 мм ≤ Ga1 - Ga2 ≤ 3,0 мм и более предпочтительно имеют соотношение 1,0 мм ≤ Ga1 - Ga2 ≤ 2,0 мм. Таким образом может быть надлежащим образом установлена величина выступа (разность значений толщины Ga1 - Ga2) утолщенного участка 1521 подпротектора 152.
[0089] Кроме того, ширина W3 (W31, W32) контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в зоне между заземляющим протектором 7 и левым и правым краевыми участками блока 5 и ширина W1 (см. ФИГ. 3) всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 предпочтительно имеют соотношение 0,20 ≤ W3/W1, и более предпочтительно 0,30 ≤ W3/W1. Таким образом может быть обеспечено расстояние от заземляющего протектора 7 до краевого участка блока 5 и может быть надлежащим образом образован утолщенный участок 1521 подпротектора 152. Верхний предел отношения W3/W1 конкретно не ограничен, но он подлежит ограничениям в зависимости от взаимного расположения заземляющего протектора 7 и левого и правого краевых участков блока 5, а также ширины заземляющего протектора 7.
[0090] Расстояние D1 в поперечном направлении шины от точки P1 до краевого участка блока 5 и ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 предпочтительно имеют соотношение 0,02 ≤ D1/W3 ≤ 0,25 и более предпочтительно имеют соотношение 0,05 ≤ D1/W3 ≤ 0,20. Таким образом устанавливают соответствующее положение точки P1, в которой толщина Ga подпротектора 152 является максимальной.
[0091] Ширина W4 утолщенного участка 1521 подпротектора 152 и ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 предпочтительно имеют соотношение 0,30 ≤ W4/W3 ≤ 0,70 и более предпочтительно имеют соотношение 0,50 ≤ W4/W3 ≤ 0,60. Таким образом устанавливают соответствующую ширину W4 утолщенного участка 1521.
[0092] Ширину W4 утолщенного участка 1521 измеряют в соответствии со следующими определениями. Как показано на ФИГ. 4, на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины линию, проходящую параллельно контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 через точку Р2, в которой толщина Ga подпротектора 152 имеет локальный минимум, определяют как воображаемую линию М (пунктирная линия на чертеже). Ширину W4 определяют как максимальную ширину участка наружной продольной поверхности подпротектора 152, который выступает в направлении контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 за воображаемую линию M. Следует отметить, что точка P1, в которой толщина подпротектора 152 имеет локальное максимальное значение, включена в участок наружной продольной поверхности подпротектора 152, определяемый воображаемой линией M.
[0093] Как показано на ФИГ. 5, ширина We1 заземляющего протектора 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 и ширина We2 заземляющего протектора 7 на соединительном участке с подпротектором 152 имеют соотношение We1 < We2. Ширина We1 предпочтительно находится в диапазоне 0,5 мм ≤ We1 ≤ 5,0 мм, а ширина We2 предпочтительно находится в диапазоне 1,0 мм ≤ We2 ≤ 10,0 мм. Таким образом устанавливают соответствующую ширину заземляющего протектора 7. Например, если We1<0,5 мм, может наблюдаться снижение электропроводимости заземляющего протектора 7. Если 5,0 мм < We1, уменьшается площадь пятна контакта с грунтом бегового слоя 151, а также ухудшаются характеристика на сухом покрытии и характеристика на мокром покрытии шины, что не является предпочтительным.
[0094] Ширину We1 измеряют как ширину в поперечном направлении шины открытого участка заземляющего протектора 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5.
[0095] Ширину We2 измеряют следующим образом. Сначала, как показано на ФИГ. 5 на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины, определяют точку Р2 как точку, в которой толщина подпротектора 152 имеет локальное минимальное значение Ga2. Линию, проходящую параллельно контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 через точку Р2, определяют как воображаемую линию N (двухточечная штрих-пунктирная линия на чертеже). Альтернативно, в случае, если точка Р2 расположена как в левой, так и в правой зонах заземляющего протектора 7 (т. е. как показано на ФИГ. 3, когда утолщенный участок 1521 расположен слева и справа от заземляющего протектора 7), воображаемую линию N определяют как прямую линию, соединяющую левую и правую точки P2. Кроме того, длину в поперечном направлении шины воображаемой линии N, которая пересекает заземляющий протектор 7 и подпротектор 152, измеряют как ширину We2.
[0096] Прорези блока
Как показано на ФИГ. 2, блок 5 содержит множество прорезей 6. Эти прорези 6 проходят в поперечном направлении шины через заземляющий протектор 7 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5.
[0097] Как описано выше, в конфигурации, в которой заземляющий протектор 7 и беговой слой 151 сильно отличаются по физическим свойствам, разность давлений в пятне контакта с грунтом, действующая на обоих указанных участках протектора, когда шина соприкасается с грунтом, увеличивается, а на границе между ними, как правило, происходят расслаивание и ступенчатый износ. В этом случае в вышеописанной конфигурации, когда прорези 6 проходят через заземляющий протектор 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5, разница в давлении в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 уменьшается. Это предотвращает возникновение вышеописанных расслаивания и ступенчатого износа.
[0098] Например, в конфигурации по ФИГ. 2 заземляющий протектор 7 открыт на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 и проходит через блок 5 в направлении вдоль окружности шины. Кроме того, множество прорезей 6 проходят по существу в поперечном направлении шины и расположены на некотором расстоянии друг от друга с заданными интервалами в направлении вдоль окружности шины. Множество прорезей 6, расположенных в центральной зоне блока 5 в направлении вдоль окружности шины, имеют открытую конструкцию, причем эти прорези открыты на левом и правом краевых участках блока 5. Пара прорезей 6, расположенных спереди и сзади в направлении вдоль окружности шины, имеют закрытую конструкцию, причем эти прорези оканчиваются внутри блока. Каждая прорезь 6 имеет зигзагообразную форму с отклонениями в направлении вдоль окружности шины. Кроме того, каждая прорезь 6 проходит через заземляющий протектор 7 в поперечном направлении шины на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5.
[0099] Как показано на ФИГ. 3, нижняя часть прорези 6 и поверхность соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152 размещены со сдвигом относительно друг друга в радиальном направлении шины. Значение этого смещения предпочтительно составляет 1,0 мм или более.
[0100] В конфигурации, в которой нижняя часть прорези 6 и поверхность соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152 имеют одинаковое расположение, как правило, происходит растрескивание, начинающееся на нижней части прорези 6. В этом случае в вышеописанной конфигурации, поскольку нижняя часть прорези 6 и поверхность соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152 размещены со сдвигом относительно друг от друга в радиальном направлении шины, вышеописанное растрескивание не происходит.
[0101] Например, в конфигурации по ФИГ. 3 каждая из прорезей 6 с открытой конструкцией включает приподнятую нижнюю часть (ссылочная позиция на чертежах опущена) на открытых участках на левом и правом краевых участках блока 5. Соответственно, на центральном участке блока 5 глубина прорези 6 является большой в поперечном направлении шины и небольшой на левом и правом краевых участках блока 5. Максимальная глубина (обозначение размера на чертежах опущено) прорези 6 составляет 80% или более максимальной глубины H0 канавки продольной основной канавки 23. Таким образом, положение максимальной глубины прорези 6 расположено дальше внутрь в радиальном направлении шины, чем воображаемая линия L. Кроме того, на центральном участке блока 5 положение максимальной глубины прорези 6 расположено дальше внутрь в радиальном направлении шины, чем поверхность соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152, и расположено внутри подпротектора 152. Кроме того, как описано выше, прорезь 6 проходит через заземляющий протектор 7 в поперечном направлении шины и, как показано на ФИГ. 3, проходит через заземляющий протектор 7 в радиальном направлении шины.
[0102] Узкая неглубокая канавка блока
Как показано на ФИГ. 2, блок 5 содержит множество узких неглубоких канавок 8, которые проходят через заземляющий протектор 7 в поперечном направлении шины на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока. Множество узких неглубоких канавок 8 расположено по всей зоне контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока. Каждая из узких неглубоких канавок 8 образована путем обработки поверхности на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока и имеет ширину канавки от 0,2 мм до 0,7 мм и глубину канавки от 0,2 мм до 0,7 мм. Соответственно, узкая неглубокая канавка 8 имеет значительно меньшую глубину по сравнению с прорезью 6. Узкая неглубокая канавка 8 может иметь произвольный профиль, например линейный профиль, волнообразный профиль, дугообразный профиль или т. п. Узкая неглубокая канавка 8 может быть открыта на левом и правом краевых участках блока 5, пересекая контактирующую с дорожным покрытием поверхность блока 5, или может заканчиваться на одном или обоих концевых участках в блоке 5. Кроме того, множество узких неглубоких канавок 8 могут перекрещиваться.
[0103] В такой конфигурации благодаря узким неглубоким канавкам 8, принимающим и удаляющим водную пленку, образующуюся между обледенелым дорожным покрытием и контактирующей с дорожным покрытием поверхностью блока, когда шина соприкасается с грунтом, улучшаются характеристики торможения шины на льду. Кроме того, когда узкие неглубокие канавки 8 проходят через заземляющий протектор 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5, разность давлений в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 уменьшается. Это предотвращает возникновение вышеописанных расслаивания и ступенчатого износа.
[0104] Например, в конфигурации по ФИГ. 2 узкие неглубокие канавки 8 имеют удлиненный линейный профиль и расположены наклонно в продольном направлении относительно направления вдоль окружности шины. Узкие неглубокие канавки 8 проходят через контактирующую с дорожным покрытием поверхность блока 5 и открыты на краевом участке блока 5. Узкие неглубокие канавки 8 пересекают прорези 6 и заземляющий протектор 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5. Множество узких неглубоких канавок 8 расположены рядом друг с другом с заданными интервалами между ними по всей зоне контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5.
[0105] Кроме того, как описано выше, в конфигурации, в которой узкие неглубокие канавки 8 имеют линейный профиль, угол θ, образованный между продольным направлением узких неглубоких канавок 8 и направлением вдоль окружности шины, предпочтительно находится в диапазоне 20 градусов ≤ θ ≤ 90 градусов, и более предпочтительно в диапазоне 40 градусов ≤ θ ≤ 60 градусов. Интервал размещения узких неглубоких канавок 8 предпочтительно находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,5 мм и более предпочтительно находится в диапазоне от 0,7 мм до 1,2 мм. Это позволяет обеспечивать надлежащее выполнение функции удаления водной пленки из узких неглубоких канавок 8 и обеспечивать зону пятна контакта с грунтом блока 5.
[0106] Модифицированные примеры
На ФИГ. 6-8 представлены пояснительные схемы, иллюстрирующие модифицированные примеры блока, показанного на ФИГ. 3. На этих чертежах компоненты, которые являются такими же, как показанные на ФИГ. 3, имеют такие же позиционные обозначения, а их объяснения опущены.
[0107] В конфигурации по ФИГ. 3 заземляющий протектор 7 расположен на центральном участке блока 5, а подпротектор 152 содержит утолщенный участок 1521 в каждой из зон слева и справа от заземляющего протектора 7.
[0108] Однако это не является ограничением и заземляющий протектор 7 может быть расположен ближе к одному из краевых участков блока 5 (см. ФИГ. 6 и 7). Кроме того, подпротектор 152 может содержать утолщенный участок 1521 только в одной из зон слева или справа от заземляющего протектора 7 (см. ФИГ. 6 и 7) или может не содержать утолщенный участок 1521 (см. ФИГ. 8).
[0109] Например, в конфигурациях по ФИГ. 6 и 7 заземляющий протектор 7 расположен ближе к одному из краевых участков (левая сторона на чертеже) блока 5. Таким образом, ширина W32 контактирующей с дорожным покрытием поверхности от заземляющего протектора 7 до одного из краевых участков блока 5 меньше той же ширины в конфигурации по ФИГ. 3. В зоне с малой шириной W32 контактирующей с дорожным покрытием поверхности разница между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 в отношении давления в пятне контакта с грунтом уменьшается, а возникновение вышеописанных расслаивания и ступенчатого износа предотвращается. Соответственно, утолщенный участок 1521 подпротектора 152 может быть исключен. В этом случае, как показано на ФИГ. 6, в зоне с малой шириной W32 наружная продольная поверхность подпротектора 152 может содержать участок, параллельный контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5, или, как показано на ФИГ. 7, толщина Ga подпротектора 152 может однообразно уменьшаться от заземляющего протектора 7 к краевому участку блока 5.
[0110] Кроме того, например, в конфигурации по ФИГ. 8 подпротектор 152 не имеет утолщенного участка 1521, а наружная продольная поверхность подпротектора 152 содержит участок, параллельный контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в каждой из зон слева и справа от заземляющего протектора 7. При такой конфигурации благодаря тому, что заземляющий протектор 7 и подпротектор 152 имеют цельную конструкцию и выполнены из одного и того же резинового материала, по существу предотвращается расслаивание на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока.
[0111] Результаты
Как описано выше, пневматическая шина 1 содержит каркасный слой 13, слой 14 брекера, расположенный снаружи от каркасного слоя 13 в радиальном направлении, и резину 15 протектора, расположенную снаружи слоя 14 брекера в радиальном направлении. Кроме того, пневматическая шина 1 содержит на поверхности протектора множество основных канавок 21-23 и множество блоков 5, образованных основными канавками 21-23 (см. ФИГ. 1). Резина 15 протектора содержит беговой слой 151, который образует поверхность протектора, подпротектор 152, расположенный в слое ниже бегового слоя 151, и заземляющий протектор 7, который проходит через беговой слой 151 и открыт на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 (см. ФИГ. 2). Модуль M_cap при удлинении бегового слоя 151 на 300% находится в диапазоне от 3,0 МПа до 7,0 МПа, а модуль M_ut при удлинении подпротектора 152 на 300% находится в диапазоне от 10,0 МПа до 20,0 МПа. Кроме того, заземляющий протектор 7 изготовлен из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^7 Ом·см или менее. Заземляющий протектор 7 изготовлен из того же резинового материала, что и подпротектор 152, и имеет цельную конструкцию с подпротектором 152.
[0112] В такой конфигурации: (1) шина содержит заземляющий протектор 7, имеющий заданное объемное удельное сопротивление, для образования электропроводящего пути от внутренней поверхности шины до контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в обеспечении характеристики подавления электростатического поля шины.
[0113] Кроме того, (2) модуль при удлинении бегового слоя 151 на 300% в диапазоне 3,0 МПа до 7,0 МПа является предпочтительным при соответствующем задании модуля M_cap бегового слоя 151. Другими словами, если модуль бегового слоя 151 составляет 3,0 МПа или более, это позволяет обеспечивать характеристику на мокром покрытии и низкое сопротивление качению шины. Кроме того, если модуль бегового слоя 151 составляет 7,0 МПа или менее, улучшаются эксплуатационные характеристики шины при езде по льду (в частности, характеристика торможения шины на льду).
[0114] Кроме того, (3) в конфигурации, в которой модуль бегового слоя 151 находится в пределах низкого диапазона, например описанного выше, на поверхности соприкосновения между беговым слоем 151 и заземляющим протектором 7 может возникать расслаивание. В частности, для обеспечения эксплуатационных характеристик при езде по снегу и льду нешипованная шина содержит рисунок блока с множеством прорезей. Кроме того, для обеспечения жесткости блока толщину подпротектора 152 устанавливают большей, чем для летних шин. Таким образом, как правило, возникает расслаивание, например описанное выше. В этом случае в вышеописанной конфигурации, если заземляющий протектор 7 и подпротектор 152 имеют цельную конструкцию и выполнены из одного и того же резинового материала, по существу предотвращается расслаивание на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в улучшении характеристики сопротивления расслаиванию шины.
[0115] В пневматической шине 1 значение R_cap, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для бегового слоя 151 находится в диапазоне 5 ≤ R_cap ≤ 15, а значение R_ut, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для подпротектора 152 находится в диапазоне 15 ≤ R_ut ≤ 35. Это обеспечивает преимущество надлежащей установки вышеописанных значений для бегового слоя 151 и подпротектора 152.
[0116] Кроме того, в пневматической шине 1 модуль M_cap бегового слоя 151 и модуль M_ea заземляющего протектора 7 имеют соотношение 5,0 МПа ≤ M_ea - M_cap. В конфигурации, в которой беговой слой 151 и заземляющий протектор 7 сильно отличаются по физическим свойствам, как правило, между ними возникает расслаивание на поверхности соприкосновения и ступенчатый износ, вызванные разницей в давлении в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором и беговым слоем. Преимущество применения такой конфигурации состоит в получении эффекта предотвращения расслаивания на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151, а также ступенчатого износа между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151.
[0117] В пневматической шине 1 твердость каучука H_cap бегового слоя 151 и твердость каучука H_ea заземляющего протектора 7 имеют соотношение 5 ≤ H_ea - H_cap. В конфигурации, в которой беговой слой 151 и заземляющий протектор 7 сильно отличаются по физическим свойствам, как правило, между ними возникает расслаивание на поверхности соприкосновения и ступенчатый износ, вызванные разницей в давлении в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором и беговым слоем. Преимущество применения такой конфигурации состоит в получении эффекта предотвращения расслаивания на поверхности соприкосновения между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151, а также ступенчатого износа между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151.
[0118] В пневматической шине 1 ширина W1 всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 и общая ширина W2 участка подпротектора 152, который выступает наружу в радиальном направлении шины за воображаемую линию L (на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины линию, проходящую параллельно контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 через точку 20% от максимальной глубины H0 канавки основной канавки 22, 23 от положения максимальной глубины канавки основных канавок 22, 23, определяют как воображаемую линию L), имеют соотношение 0,60 ≤ W2/W1 (см. ФИГ. 3). В такой конфигурации выбирают соответствующую толщину подпротектора 152 с высокой твердостью каучука (H_cap < H_ut) и расположение зоны. Это предпочтительно для обеспечения надлежащей жесткости блока 5. Кроме того, обеспечивают толщину подпротектора 152 с низким удельным объемным сопротивлением и соответствующим образом уменьшают электрическое сопротивление шины.
[0119] В пневматической шине 1 подпротектор 152 содержит утолщенный участок 1521 в зоне между заземляющим протектором 7 и по меньшей мере одним из краевых участков блока 5 (см. ФИГ. 3 и 4). Толщина Ga подпротектора 152 постепенно увеличивается от заземляющего протектора 7 к краевому участку блока 5 за счет утолщенного участка 1521. В такой конфигурации толщина Ga подпротектора 152 с высоким модулем уменьшается на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 или вблизи него, а за счет утолщенного участка 1521 постепенно увеличивается к краевому участку блока 5. Это обеспечивает то преимущество, что разность давлений в пятне контакта с грунтом контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 является постоянной, а также предотвращается возникновение вышеописанных расслаивания и ступенчатого износа.
[0120] В пневматической шине 1 расстояние H1 в направлении глубины канавки основной канавки 23 (22) от положения максимальной глубины канавки 23 (22) до точки P1 (точку P1 определяют как точку на наружной продольной поверхности подпротектора 152, в которой толщина Ga подпротектора 152 имеет максимальное значение в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5) и максимальная глубина H0 канавки основной канавки 23 (22) имеют соотношение H1/H0 ≤ 0,50 (см. ФИГ. 4). Преимущество заключается в обеспечении надлежащей толщины Ga утолщенного участка 1521 подпротектора 152 и обеспечении постоянной разности давлений в пятне контакта с грунтом на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151.
[0121] В пневматической шине 1 расстояние H2 в направлении глубины канавки продольной основной канавки 22 (23) от положения максимальной глубины продольной основной канавки 23 (22) до точки P2 (определенной как точка, в которой толщина Ga подпротектора 152 в зоне между заземляющим протектором 7 и точкой P1 имеет минимальное значение Ga2) и максимальная глубина H0 канавки основной канавки 23 (22) имеют соотношение 0,20 ≤ H2/H0 (см. ФИГ. 4). Преимущество заключается в том, что толщина Ga подпротектора 152 между заземляющим протектором 7 и утолщенным участком 1521 соответствующим образом уменьшается, а разность давлений в пятне контакта с грунтом на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 является постоянной.
[0122] В пневматической шине 1 толщина Ga1 в точке P1 и толщина Ga2 в точке P2 подпротектора 152 имеют соотношение 0,5 мм ≤ Ga1 - Ga2 ≤ 3,0 мм (см. ФИГ. 4). Преимущество заключается в надлежащей установке величины выступа (разность значений толщины Ga1 - Ga2) утолщенного участка 1521 подпротектора 152. Другими словами, при удовлетворении условия 0,5 мм ≤ Ga1 - Ga2 обеспечивается величина выступа утолщенного участка 1521 и эффект постоянной разности давлений в пятне контакта с грунтом на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока на граничном участке между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151. Кроме того, при удовлетворении условия Ga1 - Ga2 ≤ 3,0 мм предотвращается повышение давления в пятне контакта с грунтом краевого участка блока 5, вызванное чрезмерной величиной выступа утолщенного участка 1521, и неравномерный износ краевого участка блока 5.
[0123] В пневматической шине 1 ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 и ширина W1 всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 имеют соотношение 0,20 ≤ W3/W1 (см. ФИГ. 3). Преимущество заключается в том, что может быть обеспечено расстояние от заземляющего протектора 7 до краевого участка блока 5 и надлежащим образом образован утолщенный участок 1521 подпротектора 152.
[0124] В пневматической шине 1 расстояние D1 в поперечном направлении шины от точки P1 до краевого участка в блоке 5 и ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 имеют соотношение 0,02 ≤ D1/W3 ≤ 0,15 (см. ФИГ. 4). Преимущество заключается в надлежащей установке положения точки P1, в которой утолщенный участок 1521 подпротектора 152 имеет максимальную величину. Другими словами, при удовлетворении условия 0,02 ≤ D1/W3 предотвращается повышение давления в пятне контакта с грунтом краевого участка блока 5 из-за утолщенного участка 1521, расположенного на краевом участке блока 5 или вблизи него. Кроме того, при удовлетворении условия D1/W3 ≤ 0,15 соответствующим образом обеспечивается эффект постоянной разности давлений в пятне контакта с грунтом контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока посредством утолщенного участка 1521.
[0125] В пневматической шине 1 ширина W4 утолщенного участка 1521 подпротектора 152 и ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 в зоне между заземляющим протектором 7 и краевым участком блока 5 имеют соотношение 0,30 ≤ W4/W3 ≤ 0,70 (см. ФИГ. 4). Преимущество заключается в надлежащем задании ширины W4 утолщенного участка 1521. Другими словами, удовлетворение условия 0,30 ≤ W4/W3 позволяет обеспечивать ширину W4 утолщенного участка 1521 и плавность наклона утолщенного участка 1521 от точки P2 до точки P1. Это соответствующим образом обеспечивает эффект постоянной разности давлений в пятне контакта с грунтом контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока посредством утолщенного участка 1521. Кроме того, при удовлетворении условия W4/W3 ≤ 0,70 предотвращается увеличение давления в пятне контакта с грунтом краевого участка блока 5, вызванное чрезмерной шириной W4 утолщенного участка 1521.
[0126] В пневматической шине 1 ширина We1 заземляющего протектора 7 на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 и ширина We2 заземляющего протектора 7 на соединительном участке с подпротектором 152 имеют соотношение We1 < We2 (см. ФИГ. 5). Преимущество заключается в улучшении электропроводимости заземляющего протектора 7 от подпротектора 152 до контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока.
[0127] Кроме того, в пневматической шине 1 блок 5 содержит множество прорезей 6 (см. ФИГ. 2), а положение максимальной глубины каждой из прорезей 6 расположено дальше внутрь в радиальном направлении шины, чем поверхность соприкосновения между беговым слоем 151 и подпротектором 152 (см. ФИГ. 3). Преимущество заключается в предотвращении растрескивания, которое может происходить в нижней части прорези 6.
[0128] В пневматической шине 1 блок 5 содержит множество узких неглубоких канавок 8, которые проходят через заземляющий протектор 7 в поперечном направлении шины на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 (см. ФИГ. 2). Преимущество заключается в том, что разность давлений в пятне контакта с грунтом между заземляющим протектором 7 и беговым слоем 151 уменьшается, а также предотвращается возникновение расслаивания и ступенчатого износа на граничном участке между ними.
Примеры
[0129] На ФИГ. 9 приведена таблица, в которой представлены результаты испытаний характеристик пневматических шин в соответствии с вариантами осуществления изобретения. На ФИГ. 10 представлена пояснительная схема, иллюстрирующая испытываемую шину по стандартному примеру.
[0130] В испытаниях эксплуатационных характеристик оценивали (1) характеристики торможения на льду, (2) характеристики подавления электростатического поля (значение электрического сопротивления) и (3) характеристики сопротивления расслаиванию (см. ФИГ. 9) для множества отличающихся друг от друга пневматических шин. В испытаниях эксплуатационных характеристик пневматические шины размером 195/65R15 91Q устанавливали на диски размером 15 × 6J, накачивали до давления воздуха 210 кПа и нагружали нагрузкой, указанной JATMA. Пневматические шины устанавливали на испытательное транспортное средство, которое представляло собой седан приводом на четыре колеса с рабочим объемом двигателя 3,0 л.
[0131] (1) При оценке, относящейся к характеристикам торможения на льду, испытуемое транспортное средство вели по заданному обледенелому дорожному покрытию и измеряли тормозной путь при скорости движения 40 км/ч. Результаты измерения выражали в виде индексных значений и оценивали с использованием стандартного примера, принятого в качестве эталона (100). В этой оценке предпочтительны более высокие значения.
[0132] (2) При оценке, относящейся к характеристикам подавления электростатического поля, при температуре 23 °С и влажности 50% прикладывали напряжение 1000 В и измеряли значение сопротивления (Ω) между контактной поверхностью протектора и диском. Более низкие значения указывают на превосходные характеристики разряда, что является предпочтительным.
[0133] (3) При оценке, относящейся к характеристикам сопротивления расслаиванию, проводили испытание на прочность с применением испытательной машины и измеряли расстояние пробега до отказа шины. Результаты измерения выражали в виде индексных значений и оценивали с использованием стандартного примера, принятого в качестве эталона (100). В этой оценке предпочтительны более высокие значения.
[0134] Конструкции испытательных шин согласно примерам 1-10 показаны на ФИГ. 1-5. Объемное удельное сопротивление бегового слоя 151 составляет 1 × 10^10 Ом·см, а объемное удельное сопротивление подпротектора 152 и заземляющего протектора 7 составляет 1 × 10^6 Ом·см. Резину корда каркасного слоя 13, резину, покрывающую слои 141-143 брекера слоя 14 брекера, и брекерные резиновые элементы 17 диска изготавливают из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10^7 Ом·см или менее. Значение R_cap, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для бегового слоя 151 равно 7, а значение R_ut и значение R_ea для подпротектора 152 и заземляющего протектора 7 равны 18. Твердость каучука H_cap бегового слоя равна 50, а твердость каучука H_ut и твердость каучука H_ea подпротектора 152 и заземляющего протектора 7 равны 65. Подпротектор 152 и заземляющий протектор 7 изготовлены из одного и того же резинового материала и образуют цельную конструкцию. Таким образом, подпротектор 152 и заземляющий протектор 7 имеют одинаковый модуль. Как показано на ФИГ. 3, беговой слой 151, подпротектор 152 и заземляющий протектор 7 имеют конструкцию с лево-правой симметрией. Ширина W1 всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 составляет 25 мм, а каждая ширина W3 (W31, W32) контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока 5 от заземляющего протектора 7 до левого и правого краевых участков блока 5 составляет 12 мм (W3/W1=0,48).
[0135] Блок испытательных шин согласно стандартному примеру и сравнительному примеру имеет внутреннюю структуру, представленную на ФИГ. 10. Кроме того, заземляющий протектор и подпротектор изготавливают из резиновых материалов, которые отличаются друг от друга по модулю, а заземляющий протектор проходит через подпротектор и соприкасается со слоем брекера. Следует отметить, что для бегового слоя, заземляющего протектора и подпротектора значения физических свойств, отличных от модуля, являются такими же, как для испытательной шины по примеру 1.
[0136] Как видно из результатов испытаний, пневматические шины 1 по примерам 1-10 имеют улучшенные характеристики торможения на льду, характеристики подавления электростатического поля и характеристики сопротивления расслаиванию.
[0137] Перечень ссылочных позиций
1 - пневматическая шина
21-23 - продольная основная канавка
24 - продольная узкая канавка
31-33 - беговой участок
4 - грунтозацепная канавка
5 - блок
6 - прорезь
7 - заземляющий протектор
8 - узкая неглубокая канавка
10 - диск
11 - сердечник борта
12 - наполнитель борта
13 - каркасный слой
14 - слой брекера
141, 142 - перекрестный брекер
143 - обкладка брекера
15 - резина протектора
151 - беговой слой
152 - подпротектор
1521 - утолщенный участок
153 - концевой участок
16 - резина боковины
17 - брекерный резиновый элемент диска.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2017 |
|
RU2707858C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2016 |
|
RU2663259C1 |
| ШИНА РАНФЛЕТ | 2019 |
|
RU2745256C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2019 |
|
RU2758158C1 |
| ШИНА РАНФЛЕТ | 2019 |
|
RU2745302C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2019 |
|
RU2766932C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2017 |
|
RU2714798C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2019 |
|
RU2742063C1 |
| ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА | 2017 |
|
RU2708830C1 |
| ШИНА | 2021 |
|
RU2809419C1 |
Изобретение относится к автомобильной промышленности. В пневматической шине (1) модуль при удлинении бегового слоя (151) на 300% находится в диапазоне от 3,0 до 7,0 МПа, а модуль при удлинении подпротектора (152) на 300% находится в диапазоне от 10,0 до 20,0 МПа. Кроме того, заземляющий протектор (7) изготовлен из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10-7 Ом·см или менее. Заземляющий протектор (7) изготовлен из того же резинового материала, что и подпротектор (152), и имеет цельную конструкцию с подпротектором (152). Технический результат – улучшение характеристик сопротивления расслаиванию при сохранении эксплуатационных характеристик при езде по льду. 14 з.п. ф-лы, 10 ил. 
1. Пневматическая шина, содержащая:
каркасный слой;
слой брекера, расположенный снаружи каркасного слоя в радиальном направлении;
резину протектора, расположенную снаружи слоя брекера в радиальном направлении; и
множество основных канавок и множество блоков, образованных множеством основных канавок, сформированных в поверхности протектора,
причем резина протектора содержит беговой слой, формирующий поверхность протектора, подпротектор, расположенный в слое ниже бегового слоя, и заземляющий протектор, проходящий через беговой слой и открытый на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока,
модуль при удлинении бегового слоя на 300% находится в диапазоне от 3,0 до 7,0 МПа,
модуль при удлинении подпротектора на 300% находится в диапазоне от 10,0 до 20,0 МПа,
заземляющий протектор изготовлен из резинового материала с объемным удельным сопротивлением 1 × 10-7 Ом·см или менее, и
заземляющий протектор изготовлен из того же резинового материала, что и подпротектор, и имеет цельную конструкцию с подпротектором.
2. Пневматическая шина по п. 1, в которой
значение R_cap, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для бегового слоя находится в диапазоне 5 ≤ R_cap ≤ 15, а
значение R_ut, рассчитываемое по формуле объемное содержание углеродной сажи × число абсорбции масла дибутилфталата/100, для подпротектора находится в диапазоне 15 ≤ R_ut ≤ 35.
3. Пневматическая шина по п. 1 или 2, в которой модуль M_cap бегового слоя и модуль M_ea заземляющего протектора имеют соотношение 5,0 МПа ≤ M_ea - M_cap.
4. Пневматическая шина по любому из пп. 1-3, в которой твердость каучука H_cap бегового слоя и твердость каучука H_ea заземляющего протектора имеют соотношение 5 ≤ H_ea - H_cap.
5. Пневматическая шина по любому из пп. 1-4, в которой
линию, проходящую параллельно контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока и проходящую через точку в положении 20% максимальной глубины канавки множества основных канавок от положения максимальной глубины канавки множества основных канавок, на виде в поперечном сечении в меридиональном направлении шины определяют как воображаемую линию L, и
ширина W1 всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока и общая ширина W2 участка подпротектора, выступающего наружу в радиальном направлении шины за воображаемую линию L, имеют соотношение 0,60 ≤ W2/W1.
6. Пневматическая шина по любому из пп. 1-5, в которой
подпротектор содержит утолщенный участок в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока, и
толщина подпротектора постепенно увеличивается от заземляющего протектора к краевому участку блока за счет наличия утолщенного участка.
7. Пневматическая шина по любому из пп. 1-6, в которой
точку на наружной продольной поверхности подпротектора, в которой толщина подпротектора имеет максимальное значение, в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока определяют как точку P1, и
расстояние Н1 в направлении глубины канавки множества основных канавок от положения максимальной глубины множества основных канавок до точки Р1 и максимальная глубина H0 канавки множества основных канавок имеют соотношение H1/H0 ≤ 0,50.
8. Пневматическая шина по любому из пп. 1-7, в которой
точку на наружной продольной поверхности подпротектора, в которой толщина подпротектора имеет максимальное значение Ga1, в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока определяют как точку P1,
точку на наружной продольной поверхности подпротектора, в которой толщина подпротектора имеет минимальное значение Ga2, в зоне между заземляющим протектором и точкой Р1 определяют как точку P2, и
расстояние Н2 в направлении глубины канавки множества основных канавок от положения максимальной глубины множества основных канавок до точки Р2 и максимальная глубина H0 канавки множества основных канавок имеют соотношение 0,20 ≤ H2/H0.
9. Пневматическая шина по п. 8, в которой толщина Ga1 в точке P1 и толщина Ga2 в точке P2 подпротектора имеют соотношение 0,5 мм ≤ Ga1 - Ga2 ≤ 3,0 мм.
10. Пневматическая шина по любому из пп. 1-9, в которой ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока и ширина W1 всей контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока имеют соотношение 0,20 ≤ W3/W1.
11. Пневматическая шина по п. 10, в которой
точку на наружной продольной поверхности подпротектора, в которой толщина подпротектора имеет максимальное значение Ga1, в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока определяют как точку P1, и
расстояние D1 в поперечном направлении шины от точки P1 до краевого участка блока и ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока имеют соотношение 0,02 ≤ D1/W3 ≤ 0,15.
12. Пневматическая шина по п. 10 или 11, в которой ширина W4 утолщенного участка подпротектора и ширина W3 контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока в зоне между заземляющим протектором и краевым участком блока имеют соотношение 0,30 ≤ W4/W3 ≤ 0,70.
13. Пневматическая шина по любому из пп. 1-12, в которой ширина We1 заземляющего протектора на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока и ширина We2 заземляющего протектора на соединительном участке с подпротектором имеют соотношение We1 < We2.
14. Пневматическая шина по любому из пп. 1-13, в которой
каждый из множества блоков содержит множество прорезей, и
положение максимальной глубины для множества прорезей расположено дальше внутрь в радиальном направлении шины, чем поверхность соприкосновения между беговым слоем и подпротектором.
15. Пневматическая шина по любому из пп. 1-14, в которой каждый из множества блоков содержит множество узких неглубоких канавок, проходящих через заземляющий протектор в поперечном направлении шины, на контактирующей с дорожным покрытием поверхности блока.
| WO 2014049862 A1, 03.04.2014 | |||
| WO 2005077680 A1, 25.08.2005 | |||
| JP 2000160010 A1, 18.01.2000. |
