Пневматическая шина
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Пневматическая шина снабжена расположенными в протекторе контактными площадками, сформированными посредством разделения протектора канавками, и каждая из контактных площадок снабжена узкими канавками в поверхности контакта с грунтом контактной площадки. Угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан большим в концевых областях, расположенных по обе стороны от центральной области в поперечном направлении шины в каждой из контактных площадок, чем в центральной области. Технический результат - улучшение рабочих характеристик протектора шины на льду. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине, снабженной узкими канавками в поверхности контакта с грунтом каждой контактной площадки. Более конкретно, настоящее изобретение относится к пневматической шине, имеющей дополнительно улучшенные рабочие характеристики на льду, достигнутые узкими канавками.
Уровень техники
Всесезонные шины и шины без шипов содержат в их протекторах множество отдельных контактных площадок, каждая из которых сформирована из блока или ребра, и в каждой из контактных площадок сформировано множество щелевидных дренажных канавок. Для достижения такой пневматической шиной достаточных рабочих характеристик на льду, когда шина совершенно новая и, следовательно, не может достигать присущих свойств резины, в поверхности контакта с грунтом каждой контактной площадки расположено множество узких канавок, каждая из которых более мелкая, чем щелевидная дренажная канавка (см., например, JP 2006-151222).
Вышеупомянутые узкие канавки обычно расположены с определенным шагом в определенном направлении в поверхности контакта с грунтом каждой контактной площадки. Когда такие узкие канавки расположены в поверхности контакта с грунтом каждой контактной площадки, пневматическая шина достигает отличных рабочих характеристик на льду вследствие кромочного эффекта и дренажного эффекта узких канавок, пока шина совершенно новая, и начинает достигать отличных рабочих характеристик на льду благодаря присущим свойствам резины к тому времени, когда все узкие канавки изношены.
Однако в последние годы потребовалось, чтобы такие пневматические шины имели дополнительно улучшенные рабочие характеристики на льду, когда они совершенно новые, и достаточные рабочие характеристики на льду в настоящее время не всегда достигаются с обычными узкими канавками.
Проблема, решаемая изобретением
Задачей настоящего изобретения является создание пневматической шины, имеющей дополнительно улучшенные рабочие характеристики на льду, достигнутые благодаря узким канавкам.
Способ решения проблемы
Для решения указанной выше задачи создана пневматическая шина, которая включает множество расположенных в протекторе контактных площадок, сформированных посредством разделения протектора канавками, причем каждая из контактных площадок снабжена множеством узких канавок в поверхности контакта с грунтом контактной площадки, причем каждая узкая канавка имеет глубину от 0,05 мм до 1,0 мм, каждая имеет ширину от 0,1 мм до 0,8 мм и имеет шаг от 0,5 мм до 2,0 мм, при этом пневматическая шина характеризуется тем, что угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан большим в концевых областях, расположенных с обеих сторон от центральной области в поперечном направлении шины в каждой из контактных площадок, чем в центральной области.
Эффекты изобретения
Согласно настоящему изобретению узкие канавки расположены в поверхности контакта с грунтом каждой контактной площадки таким образом, что угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины больше в концевых областях контактной площадки, чем в центральной области контактной площадки. С этой конфигурацией настоящее изобретение достигает максимального дренажного эффекта и кромочного эффекта узких канавок. В частности, дренаж имеет тенденцию улучшения при ориентации узких канавок в направлении вдоль окружности шины, и кромочный эффект имеет тенденцию улучшения при ориентации узких канавок в поперечном направлении шины. Здесь центральная область каждой контактной площадки обладает слабыми дренажными свойствами, так как расстояние до любой из канавок, расположенных с обеих сторон от центральной области в поперечном направлении шины, велико. По этой причине угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан относительно малым в центральной области для увеличения дренажа. С другой стороны, каждая концевая область каждой контактной площадки обладает отличными дренажными характеристиками, поскольку расстояние до соответствующей одной из канавок, расположенных по обе стороны от центральной области в поперечном направлении шины, небольшое. По этой причине угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан относительно большим в концевых областях для увеличения кромочного эффекта. Эта конфигурация позволяет достигнуть максимального дренажного эффекта и кромочного эффекта узкими канавками и, таким образом, дополнительно улучшить рабочие характеристики на льду, достигнутые узкими канавками по сравнению с обычной конфигурацией.
Согласно настоящему изобретению, предпочтительно, угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан от 0° до 50° в центральной области контактной площадки, в то время как угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан от 45° до 90° в концевых областях контактной площадки. Кроме того, предпочтительно, ширина каждой из концевых областей контактной площадки задана в размере от 15% до 30% ширины контактной площадки. С этой конфигурацией настоящее изобретение может в достаточной степени достигать дренажного эффекта и кромочного эффекта узкими канавками.
Предпочтительно, процентное отношение площади узких канавок к площади контактной площадки составляет от 20% до 45%. Эта конфигурация позволяет получить приемлемую жесткость протектора в течение периода, когда пневматическая шина совершенно новая, и на ранней стадии износа пневматической шины, и до достаточного достижения дренажного эффекта узкими канавками. Кроме того, предпочтительно, каждая узкая канавка, расположенная в центральной области контактной площадки, соединена с соответствующей из узких канавок, расположенных в каждой из концевых областей контактной площадки. Эта конфигурация может увеличивать дренажный эффект узкими канавками.
Необходимо, чтобы каждая из узких канавок имела глубину от 0,05 мм до 1,0 мм, ширину от 0,1 мм до 0,8 мм и шаг от 0,5 мм до 2,0 мм. Эта конфигурация позволяет получить приемлемую жесткость протектора в течение периода, когда пневматическая шина совершенно новая, и на ранней стадии износа пневматической шины, и до достаточного достижения дренажного эффекта узкими канавками.
Хотя настоящее изобретение применимо для различных типов пневматических шин, включая всесезонные шины, особенно желательно, чтобы настоящее изобретение применялось для пневматических шин для дорог, покрытых льдом или снегом, включая шины без шипов, снабженные множеством щелевидных дренажных канавок в каждой контактной площадке.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в перспективе, показывающий рисунок протектора пневматической шины согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - вид в плане, показывающий в увеличенном масштабе пример блока, используемого согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 - вид в плане, показывающий в увеличенном масштабе другой пример блока, используемого согласно настоящему изобретению.
Фиг.4 - вид в плане, показывающий в увеличенном масштабе другой пример блока, используемого согласно настоящему изобретению.
Фиг.5 - вид в плане, показывающий в увеличенном масштабе другой пример блока, используемого согласно настоящему изобретению.
Фиг.6 - вид в сечении, показывающий в увеличенном масштабе узкие канавки, соответствующие настоящему изобретению.
Наилучший способ осуществления изобретения
В дальнейшем конфигурация, соответствующая настоящему изобретению, будет описана подробно со ссылками на прилагаемые чертежи. На фиг.1 изображен вид, показывающий рисунок протектора пневматической шины согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, в протекторе 1 сформировано множество вертикальных канавок 2, каждая из которых проходит в направлении вдоль окружности шины, и множество поперечных канавок 3, каждая из которых проходит в поперечном направлении шины, и протектор 1 разделен вертикальными канавками 2 и поперечными канавками 3 на контактные площадки 4, которые сформированы, соответственно, из множества блоков. Каждая из контактных площадок 4 может представлять собой ребро, проходящее непрерывно в направлении вдоль окружности шины. В каждой из контактных площадок 4 выполнено множество зигзагообразных щелевидных дренажных канавок 5. Глубина каждой из щелевидных дренажных канавок 5 задана в диапазоне от 50% до 100% глубины каждой вертикальной канавки 2 и обычно составляет от 5 мм до 15 мм. Хотя это не показано на фиг.1, в поверхности контакта с грунтом каждой из контактных площадок 4 расположено множество узких канавок.
На фиг.2 изображен вид в плане, показывающий в увеличенном масштабе пример блоков, используемых согласно настоящему изобретению. Кроме того, на каждой из фиг.3-5 изображен вид в плане, показывающий в увеличенном масштабе другой пример блоков, используемых согласно настоящему изобретению. На фиг.2-5 щелевидные дренажные канавки опущены, чтобы не путать между собой щелевидные дренажные канавки и узкие канавки. Как показано на фиг.2-5, множество узких канавок 6, менее глубоких, чем щелевидные дренажные канавки 5, расположено в поверхности контакта с грунтом контактной площадки 4. Предположим, что контактная площадка 4 разделена на центральную область 4a в поперечном направлении шины и концевые области 4b и 4c, расположенные по обе стороны от центральной области 4a в поперечном направлении шины. В этом случае угол β наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины в каждой из концевых областей 4b и 4c контактной площадки 4 больше, чем угол α наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины в центральной области 4a контактной площадки 4.
Таким образом, пневматическая шина, имеющая описанную выше конфигурацию, снабжена узкими канавками 6 в поверхности контакта с грунтом каждой из контактных площадок 4 таким образом, что угол наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины будет больше в концевых областях 4b, чем в центральной области 4a контактной площадки 4. Центральная область 4a контактной площадки 4 обладает низкими дренажными характеристиками, так как расстояние до любой из вертикальных канавок 2, расположенных по обе стороны от контактной площадки 4 в поперечном направлении шины, большое. Однако благодаря заданию относительно малого угла α наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины к центральной области 4a, дренаж может быть увеличен. Между тем, каждая концевая область 4b и 4c контактной площадки 4 обладает отличными дренажными характеристиками, так как расстояние до соответствующей вертикальной канавки 2, расположенной по обе стороны от контактной площадки 4 в поперечном направлении шины, небольшое. Благодаря заданию относительно большого угла β наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины в каждой из концевых областей 4b и 4c контактной площадки 4, кромочный эффект может быть увеличен. Такое надлежащее задание углов α и β рисунка узких канавок 6 в зависимости от областей позволяет достигнуть максимального дренажного эффекта и кромочного эффекта узкими канавками 6 и дополнительно увеличить рабочие характеристики на льду, достигаемые узкими канавками 6.
В описанной выше пневматической шине угол α наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины в центральной области 4a контактной площадки 4 задан в диапазоне от 0° до 50°, в то время как угол β наклона узких канавок 6 относительно направления вдоль окружности шины в каждой из концевых областей 4b и 4c контактной площадки 4 задан в диапазоне от 45° до 90°. Это позволяет в достаточной степени достигать дренажного эффекта и кромочного эффекта узкими канавками 6. Если угол α наклона узких канавок 6 больше 50°, дренажный эффект в центральной области 4a контактной площадки 4 уменьшается, что приводит к уменьшению площади контакта с грунтом при торможении на льду и, следовательно, к уменьшению тормозных характеристик на льду. Кроме того, если угол β наклона узких канавок 6 меньше 45°, достаточный кромочный эффект не может быть получен и, следовательно, тормозные характеристики на льду снижаются.
Каждое значение ширин Wb и Wc соответствующих концевых областей 4b и 4c контактной площадки, измеренные в поперечном направлении шины, задана в диапазоне от 15% до 30% ширины W контактной площадки 4, измеренной в поперечном направлении шины. Это позволяет достаточно достигать дренажного эффекта и кромочного эффекта узкими канавками. Если значения ширин Wb и Wc концевых областей 4b и 4c контактной площадки 4 каждое меньше 15% ширины W контактной площадки 4, достаточный кромочный эффект не может быть достигнут и, следовательно, тормозные характеристики на льду снижаются. С другой стороны, если каждое значение ширин Wb и Wc больше 30% ширины W, дренажный эффект в центральной области 4a контактной площадки 4 снижается, что приводит к уменьшению площади контакта с грунтом при торможении на льду и, следовательно, к уменьшению тормозных характеристик на льду.
Процентное отношение в области узких канавок 6 в контактной площадке 4 (отношение суммарной площади узких канавок к области контактной площадки) задано в диапазоне от 20% до 45% и, более предпочтительно, в диапазоне от 25% до 40%. Это позволяет получать приемлемую жесткость протектора в течение периода, когда пневматическая шина совершенно новая, и на ранней стадии износа пневматической шины, и достигать достаточного дренажного эффекта узкими канавками 6. Если процентное отношение в области узких канавок 6 меньше 20%, достаточный дренажный эффект узкими канавками 6 не может быть достигнут и, следовательно, тормозные характеристики на льду снижаются. С другой стороны, если процентное отношение в области узких канавок 6 больше 45%, жесткость блока снижается и, следовательно, рабочие характеристики на сухой дороге и рабочие характеристики на влажной дороге снижаются.
На фиг.2-4 каждая узкая канавка 6, расположенная в центральной области 4a контактной площадки 4, соединена с соответствующими узкими канавками 6, расположенными в концевых областях 4b и 4c контактной площадки 4. Когда узкие канавки 6 конфигурированы так, что они непрерывно проходят от центральной области 4a к каждой из концевых областей 4b и 4c контактной площадки 4, дренажный эффект узкими канавками 6 может быть увеличен.
На фиг.6 показан вид в сечении, показывающий в увеличенном масштабе узкие канавки, соответствующие настоящему изобретению. Как показано на фиг.6, глубина d каждой из узких канавок 6 задана в диапазоне от 0,05 мм до 1,0 мм и, более предпочтительно, в диапазоне от 0,1 мм до 0,5 мм. Если глубина d узких канавок 6 меньше 0,05 мм, достаточный дренажный эффект не может быть получен. С другой стороны, если глубина d больше 1,0 мм, жесткость протектора снижается и, следовательно, рабочие характеристики на сухой дороге и рабочие характеристики на влажной дороге снижаются.
Ширина w каждой из узких канавок 6 задана в диапазоне от 0,1 мм до 0,8 мм, и более предпочтительно, в диапазоне от 0,2 мм до 0,5 мм. Если ширина w узких канавок 6 меньше 0,1 мм, достаточный дренажный эффект не может быть получен. С другой стороны, если ширина w больше 0,8 мм, площадь контакта с грунтом контактной площадки 4 уменьшается, и, следовательно, жесткость блока снижается. Если шаг p узких канавок 6 задан большим для исключения уменьшения жесткости блока, как следствие этого, дренажный эффект уменьшается.
Шаг p узких канавок 6 задан в диапазоне от 0,5 мм до 2,0 мм, и более предпочтительно, в диапазоне от 0,7 мм до 1,4 мм. Если шаг p узких канавок 6 меньше 0,5 мм, жесткость блока снижается. С другой стороны, если шаг p больше 2,0 мм, дренажный эффект уменьшается.
Выше был подробно описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Однако следует понимать, что могут быть сделаны различные модификации, подстановки и замены в варианте осуществления изобретения без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, определенного объемом прилагаемой формулы изобретения.
Примеры
Были изготовлены шины, соответствующие обычному примеру 1 и примерам 1-10. Каждая из шин представляла собой пневматическую шину для покрытых льдом или снегом дорог с размером шины 195/65R15. Шина, включающая в протектор множество контактных площадок (блоков), сформированных разделением протектора канавками, была снабжена множеством щелевидных дренажных канавок в каждой контактной площадке и множеством узких канавок в поверхности контакта с грунтом каждой контактной площадки. Шины отличались углом α (°) наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины в центральной области каждой контактной площадки, углом β (°) наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины в каждой концевой области контактной площадки и отношением (%) ширины каждой концевой области к контактной площадке, как показано в Таблице 1. В обычном примере 1 и примерах 1-10 процентное отношение в области узких канавок в каждой контактной площадке было задано в размере 35%, глубина узких канавок была задана в размере 0,3 мм, ширина узких канавок была задана в размере 0,3 мм, и шаг узких канавок был задан в размере 0,9 мм.
Для шин каждого из примеров была сделана оценка тормозных характеристик на льду в период, когда шины были совершенно новыми, при помощи следующего метода оценки, и результаты также показаны Таблице 1.
Тормозные характеристики на льду.
Испытательные шины были смонтированы, соответственно, на колесах, имеющих размер обода, составляющий 15×6 1/2J, имели давление воздуха 200 кПа, и колеса были установлены на транспортном средстве с задним приводом с рабочим объемом двигателя 2000 см2. Транспортным средством управляли на льду со скоростью 40 км/ч и остановили с применением системы ABS. Был измерен тормозной путь, потребовавшийся для транспортного средства, пока оно не остановилось. Каждый результат оценки показан с использованием обратного числа измеренной величины, как индекс, где результат оценки обычного примера 1 составляет 100. Большая величина индекса указывает на более высокие тормозные характеристики на льду.
| Таблица 1 | |||||||||||
| Обычный пример 1 | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | Пример 8 | Пример 9 | Пример 10 | |
| Угол α (°) наклона канавок в центральной области | 45 | 0 | 45 | 50 | 0 | 0 | 0 | 55 | 0 | 0 | 0 |
| Угол β (°) наклона канавок в центральной области | 45 | 90 | 60 | 90 | 45 | 90 | 90 | 90 | 40 | 90 | 90 |
| Ширина каждой концевой области (%) | - | 20 | 20 | 20 | 20 | 15 | 30 | 20 | 20 | 10 | 35 |
| Тормозные характеристики на льду (индекс) | 100 | 107 | 110 | 107 | 107 | 106 | 105 | 104 | 104 | 104 | 104 |
Как видно в Таблице 1, шины, соответствующие примерам 1-10, имели более высокие тормозные характеристики, чем в обычном примере 1, в котором угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины был задан одинаковым по всей площади каждой контактной площадки.
1. Пневматическая шина, содержащая расположенное в протекторе множество контактных площадок, сформированных посредством разделения протектора канавками, при этом каждая из контактных площадок имеет множество узких канавок в поверхности контакта с грунтом контактной площадки, причем каждая узкая канавка имеет глубину от 0,05 до 1,0 мм, ширину от 0,1 до 0,8 мм и шаг от 0,5 до 2,0 мм, отличающаяся тем, что
угол наклона узких канавок относительно кругового направления шины задан большим в концевых областях, расположенных по обе стороны от центральной области в поперечном направлении шины в каждой из контактных площадок, чем в центральной области.
2. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан в диапазоне от 0 до 50° в центральной области контактной площадки, в то время как угол наклона узких канавок относительно направления вдоль окружности шины задан в диапазоне от 45 до 90° в концевых областях контактной площадки.
3. Пневматическая шина по п.1, отличающаяся тем, что ширина каждой из концевых областей контактной площадки задана в диапазоне от 15 до 30% от ширины контактной площадки.
4. Пневматическая шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что процентное отношение площади узких канавок к контактной площадке задано в диапазоне от 20 до 45%.
5. Пневматическая шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что каждая узкая канавка, расположенная в центральной области контактной площадки, соединена с соответствующей одной из узких канавок, расположенных в каждой из концевых областей контактной площадки.
6. Пневматическая шина по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что контактная площадка имеет множество щелевидных дренажных канавок.
