Пневматическая шина
Изобретение относится к рисунку протектора зимней шины. Пневматическая шина, имеющая реброобразные зоны контакта с дорожным покрытием (3), разделенные множеством основных канавок (2), проходящих в продольном направлении шины, и/или шашкообразные зоны контакта с дорожным покрытием (3), разделенные множеством основных канавок (2) и множеством грунтозацепных канавок (4), пересекающих основные канавки (2) на поверхности протектора (11). Поверхность зоны контакта с дорожным покрытием (3) имеет множество выступов (6) по меньшей мере двух типов, имеющих разные площади поверхности. Более того, по меньшей мере большинство выступов (6), расположенных рядом с малым выступом (61), имеющим относительно малую площадь поверхности, представляет собой большие выступы (6), имеющие относительно большую площадь поверхности. Технический результат - повышение эффективности отвода снега и воды, а также улучшение эксплуатационных характеристик на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к пневматической шине и, в частности, к пневматической шине с улучшенными эксплуатационными показателями на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии на начальной стадии эксплуатации шины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известны пневматические шины, называемые «нешипованные шины», которые обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками, такими как эффективность торможения на льду и устойчивость рулевого управления на снегу, при движении по заснеженным и обледенелым дорожным покрытиям. В некоторых нешипованных шинах используются элементы области протектора, включающие мелкие выступы в виде шнура, с целью создания краевого эффекта на обледенелых поверхностях, а в некоторых нешипованных шинах в области протектора используется материал резины, содержащий мелкие пустоты для получения краевого эффекта и эффекта поглощения воды.
Однако, как правило, при вулканизации и отверждении резины иррегулярный слой резины со шнуром и мелкими пустотами не выступает над поверхностью протектора, находящейся в непосредственном контакте с формой, и область протектора по существу является плоской. Следовательно, на начальной стадии эксплуатации шины эффекты шнура и/или мелких пустот могут не проявляться в сколько-нибудь значительной мере, поскольку иррегулярный слой резины, образованный с применением шнура и/или пустот, отсутствует на поверхности протектора.
В качестве традиционного варианта в Патентном документе 1 описывается пневматическая шина, имеющая множество зон контакта с дорожным покрытием, разделенных множеством основных канавок в поверхности протектора, причем зоны контакта разделяются на дополнительные шашки по меньшей мере одной прорезью, проходящей в поперечном относительно шины направлении. В зоне контакта с дорожным покрытием множество неглубоких по сравнению с прорезями канавок, заключенных в поверхности контакта с дорожным покрытием, выполнены изолированными, то есть не пересекаются и не соприкасаются друг с другом. У пневматической шины, описанной в Патентном документе 1, краевой эффект основной канавки направлен против относительно больших сил, краевой эффект прорезей направлен против относительно малых сил, вызывающих не более чем деформацию зоны контакта с дорожным покрытием, а краевой эффект неглубоких канавок направлен против совсем малых сил.
Патентный документ
Патентный документ 1: нерассмотренная заявка на патент Японии №2006-151231A.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблема, решение которой обеспечивается при использовании шины, описанной в настоящем изобретении.
На пневматической шине, описанной в Патентном документе 1, неглубокие канавки, заключенные в зоне контакта с дорожным покрытием, имеют такую форму, выполнены изолированными, то есть не пересекаются и не соприкасаются с прорезью. Следовательно, канал для отвода воды, формируемый неглубокими канавками, является замкнутым, и повышение эффективности отвода снега и воды является невозможным. В результате затрудняется совершенствование эксплуатационных характеристик шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
В свете вышеизложенного, целью настоящего изобретения является создание пневматической шины, обладающей высокой эффективностью отвода снега и воды даже на начальной стадии эксплуатации и улучшенными эксплуатационными характеристиками на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Пути решения проблемы
Для разрешения описанной выше проблемы и достижения поставленной цели пневматическая шина, являющаяся предметом настоящего изобретения, имеет реброобразную зону контакта с дорожным покрытием, разделенную множеством основных канавок, проходящих в продольном относительно шины направлении, и/или шашкообразную зону контакта с дорожным покрытием, разделенную множеством основных канавок и множеством грунтозацепных канавок, пересекающих основные канавки на поверхности протектора. На поверхности зоны контакта с дорожным покрытием сформировано множество выступов, и предусмотрено по меньшей мере два типа таких выступов, имеющих разные площади поверхности. Более того, по меньшей мере большинство выступов, расположенных рядом с выступами, имеющими относительно малую площадь поверхности, представляет собой выступы, имеющие относительно большую площадь поверхности.
На данной пневматической шине благодаря множеству выступов на поверхности зоны контакта с дорожным покрытием возможно образовать значительное поле зацепления, поскольку вода из водяной пленки, находящейся между обледенелой дорожной поверхностью и поверхностью зоны контакта с дорожным покрытием, отводится по каналу между выступами. Таким образом, появляется возможность улучшения эксплуатационных характеристик шины на обледенелом дорожном покрытии. Вместе с тем, предусмотрены по меньшей мере два типа выступов, имеющие разные площади поверхности, и по меньшей мере большинство выступов, расположенных рядом с выступами, имеющими относительно малую площадь поверхности, представляет собой выступы, имеющие относительно большую площадь поверхности. Следовательно, образуется углубление, в котором большие выступы окружают малый выступ, и в этом углублении собирается вода из водяной пленки и/или снег, прилипший к поверхности зоны контакта с дорожным покрытием. В результате улучшается отвод воды и снега и, следовательно, появляется возможность улучшения эксплуатационных характеристик шины на заснеженном и обледенелом покрытии. Таким образом, появляется возможность эффективного отвода снега и воды даже на начальной стадии эксплуатации шины и улучшения характеристик на заснеженном и обледенелом покрытии.
Кроме того, на пневматической шине, являющейся предметом настоящего изобретения, на поверхности зоны контакта с дорожным покрытием сформированы прорези или небольшие отверстия, и высота выступов меньше, чем глубина прорезей или небольших отверстий.
Поверхность зоны контакта данной пневматической шины с дорожным покрытием имеет прорези или небольшие отверстия. Благодаря этому возникает краевой эффект и эффект отвода воды, и при наличии выступов появляется возможность значительного улучшения эксплуатационных характеристик шины на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях.
Кроме того, для пневматической шины, являющейся предметом настоящего изобретения, площадь поверхности S1 одного выступа, имеющего относительно малую площадь поверхности, находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2, а отношение ее к площади поверхности S2 одного выступа, имеющего относительно большую площадь поверхности, таково, что 20%≤S1/S2≤75%.
Для данной пневматической шины площадь поверхности S1 одного малого выступа находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2 и составляет не менее 20% от площади поверхности S2 одного большого выступа. Следовательно, это позволяет обеспечить жесткость эффективного поля зацепления. Кроме того, площадь поверхности S1 одного малого выступа находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2 и составляет не более 75% от площади поверхности S2 одного из больших выступов. Следовательно, образуется канал для отвода воды и углубление для отвода снега, что позволяет повысить эффективность отвода воды и снега. Таким образом, для данной пневматической шины обеспечивается высокая эффективность отвода воды и снега и жесткость эффективного поля зацепления, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, высота H пневматической шины, являющейся предметом настоящего изобретения, находится в диапазоне 0,1 мм≤H≤1,0 мм.
Поскольку высота H выступов составляет не менее 0,1 мм, на данной пневматической шине можно сформировать канал и углубление, достаточные для отвода снега. Кроме того, поскольку высота H выступов составляет не более 1,0 мм, можно предотвратить неравномерный износ (пилообразный износ) вследствие деформации при контакте выступов с поверхностью дороги. Следовательно, для данной пневматической шины обеспечивается высокая эффективность отвода воды и снега и снижение неравномерного износа в зоне контакта с дорогой, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, для пневматической шины, являющейся предметом настоящего изобретения, минимальное расстояние D между соседними выступами, имеющими относительно большую площадь поверхности, находится в диапазоне 0,3 мм≤D≤1,0 мм.
На данной пневматической шине благодаря тому, что минимальное расстояние D между соседними большими выступами составляет не менее 0,3 мм, возможно сформировать канал, достаточный для отвода воды. Кроме того, благодаря тому, что минимальное расстояние D между соседними большими выступами составляет не более 1,0 мм, возможно предотвратить падение жесткости в зоне контакта с дорожным покрытием и сохранить эксплуатационные характеристики шины при движении. Следовательно, сохраняются эксплуатационные характеристики данной пневматической шины при движении, при этом достигается эффект отвода воды, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, для пневматической шины, являющейся предметом настоящего изобретения, отношение суммарной площади контакта выступов с дорогой SP в данной зоне контакта с дорожным покрытием к площади поверхности SL данной зоны контакта с дорожным покрытием таково, что 50%≤SP/SL≤90%.
Для данной пневматической шины суммарная площадь контакта выступов с дорогой SP в данной зоне контакта с дорожным покрытием составляет не менее 50% от площади этой зоны контакта с дорожным покрытием SL. Следовательно, может быть обеспечена жесткость эффективного поля зацепления. Кроме того, суммарная площадь контакта выступов с дорогой SP составляет не более 90% от площади поверхности зоны контакта с дорожным покрытием SL. Следовательно, образуется канал для отвода воды и углубление для отвода снега, что позволяет повысить эффективность отвода воды и снега. Таким образом, для данной пневматической шины обеспечивается высокая эффективность отвода воды и снега и жесткость эффективного поля зацепления, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, на пневматической шине, являющейся предметом настоящего изобретения, область контакта выступов с дорожным покрытием имеет округлую форму.
Для данной пневматической шины благодаря округлой форме области контакта выступов с дорожным покрытием упрощается обеспечение необходимой ширины каналов для отвода воды в местах разветвлений и пересечений каналов и появляется возможность уменьшить разницу между показателями жесткости при разных углах воздействия внешних сил на выступы. Таким образом, можно уменьшить колебания эксплуатационных характеристик.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пневматическая шина, соответствующая настоящему изобретению, обладает высокой эффективностью отвода снега и воды даже на начальной стадии эксплуатации и может демонстрировать высокие эксплуатационные характеристики на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлен вид сверху на зону контакта с дорожным покрытием пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 представлен вид сверху на поверхность протектора пневматической шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 представлен вид сверху на поверхность протектора пневматической шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлен вид сверху на поверхность протектора пневматической шины в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5-1 представлен вид сбоку на выступ на пневматической шине в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5-2 представлен вид сбоку на выступ на пневматической шине в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5-3 представлен вид сбоку на выступ на пневматической шине в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.6 представлен вид сбоку на еще один пример выступа на пневматической шине в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.7 приведена таблица, в которой представлены результаты тестирования характеристик пневматических шин в соответствии с примерами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее с использованием чертежей представлено подробное описание одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничивается данным вариантом осуществления изобретения. К составляющим элементам варианта осуществления относятся составляющие элементы, замену которых легко может произвести специалист в данной сфере, и составляющие элементы, по существу аналогичные составляющим элементам варианта осуществления. Более того, специалист в данной сфере может легко скомбинировать в рамках очевидности несколько модифицированных примеров, описанных в варианте осуществления.
В дальнейшем описании термином «радиальное направление шины» называется направление, ортогональное к оси вращения (не показана) пневматической шины; термин «внутренняя сторона относительно радиального направления шины» обозначает сторону, обращенную к оси вращения в радиальном направлении шины; а термин «внешняя сторона относительно радиального направления шины» обозначает сторону, обращенную от оси вращения в радиальном направлении шины. Кроме того, термин «поперечное направление шины» обозначает направление, параллельное оси вращения; термин «внутренняя сторона относительно поперечного направления шины» обозначает сторону, ближайшую к экваториальной плоскости шины (не показана) в поперечном направлении шины; а термин «внешняя сторона относительно поперечного направления шины» обозначает сторону, удаленную от экваториальной плоскости шины в поперечном направлении шины. Дополнительно «продольное направление» обозначает продольное направление по окружности шины с осью вращения в качестве осевой линии. Кроме того, «экваториальной плоскостью шины» называется плоскость, ортогональная к оси вращения пневматической шины и проходящая через центр ширины пневматической шины.
Пневматическая шина, соответствующая данному варианту осуществления, подходит для применения в качестве нешипованной шины на обледенелых и заснеженных дорожных покрытиях, а также в качестве всесезонной шины. Как показано на фиг.1 и 2, пневматическая шина имеет область протектора 1. Область протектора 1 изготовлена из резинового материала, расположена на внешней стороне в радиальном направлении пневматической шины, и ее поверхность (далее именуемая «поверхностью протектора») 11 представляет собой профиль пневматической шины. В данном варианте осуществления поверхность протектора 11 представляет собой контактную поверхность, которая контактирует с дорожным покрытием при движении автомобиля с установленной на нем пневматической шиной (не показано).
Множество основных канавок 2, проходящих в продольном направлении шины, расположены на поверхности протектора параллельно друг другу. Фраза «проходящие в продольном направлении шины» означает прохождение под углом ±5 градусов (по существу 0 градусов) относительно продольного направления шины. В случае новой шины, под «основными канавками 2» понимаются канавки на поверхности протектора 11, определяющими признаками которых является ширина, составляющая не менее 3 мм, и глубина, составляющая не менее 4 мм. Кроме того, на поверхности протектора 11 множество основных канавок 2 формируют множество реброобразных зон контакта с дорожной поверхностью 3, проходящих в продольном направлении и параллельно экваториальной плоскости шины.
Кроме того, на поверхности протектора 11 параллельно друг другу расположены множество грунтозацепных канавок 4, которые пересекают основные канавки 2 (сообщаются с ними) и имеют кромочные компоненты в продольном направлении шины. Грунтозацепные канавки 4 выполнены так, что располагаются параллельно или под заданным углом к поперечному направлению шины. Кроме того, грунтозацепные канавки 4 могут быть выполнены искривленными или изогнутыми. В случае новой шины «грунтозацепные канавки 4» не подпадают под определение основных канавок 2 или прорезей 5, или небольшого отверстия, описанного ниже, и представляют собой канавки с шириной, не превышающей глубину основных канавок 2. Более того, несколько грунтозацепных канавок 4 на поверхности протектора 11 выполнены с возможностью пересечения основных канавок 2, соседних с ними в поперечном направлении шины (или сообщения с ними). Следовательно, реброобразные зоны контакта с дорожным покрытием разделены на несколько шашкообразных зон контакта 3 основными канавками 2 и множеством грунтозацепных канавок 4. На фиг.1 и 2 зоны контакта с дорожным покрытием 3 показаны в виде шашкообразной зоны контакта. Следует отметить, что если грунтозацепные канавки 4 выполнены таким образом, что они пересекают или сообщаются только с одной основной канавкой 2, соседней с ними в поперечном направлении шины, то образуются реброобразные зоны контакта с дорожным покрытием 3.
На поверхности (поверхности протектора 11) зон контакта с дорожным покрытием 3, описанных выше, выполнены прорези 5 или небольшие отверстия (не показаны). Прорези 5 представляют собой разрезы, имеющие форму узкой канавки, и проходящие по существу в поперечном направлении шины. В соответствии с данным вариантом осуществления, на фиг.1 и 2 прорези 5 представлены в виде открытых прорезей, сообщающихся с основными канавками 2, которые соседствуют с ними в поперечном направлении шины. Наряду с открытым вариантом прорези 5 могут быть полуглухими, имеющими один глухой конец, или глухими, имеющими оба глухих конца (на чертеже не показано). Прорези 5 усиливают эффективность отвода воды и снега, в результате чего вода и снег, находящиеся между контактной поверхностью дороги и поверхностью протектора 11, попадают в канавки. Кроме того, прорези 5 усиливают краевой эффект. Следовательно, множество прорезей 5 предпочтительно формируются в каждой реброобразной или шашкообразной зоне контакта с дорожным покрытием 3. Кроме того, на чертежах показано, что прорези 5 выполнены с возможностью прохождения через выступы 6, описанные выше, но также могут быть выполнены без возможности прохождения через выступы 6. Следует отметить, что в случае новой шины «прорезями 5» называются прорези на поверхности протектора 11, определяющими признаками которых являются ширина канавки не более 1,2 мм и глубина канавки, не превышающая глубину грунтозацепных канавок.
Кроме того, в соответствии с данным вариантом осуществления, на фиг.1 и 2 прорези 5 изгибаются или отклоняются в продольном и радиальном направлении шины. Следовательно, стенки прорезей, противоположные в продольном направлении шины, имеют трехмерную форму, и прорези 5 показаны на чертеже как прорези с трехмерными, прилегающими друг к другу стенками. Хотя это и не показано на чертеже, прорези 5 могут иметь не только трехмерную форму, но могут представлять собой двухмерные прорези, имеющие стенки двухмерной формы, изгибающиеся или отклоняющиеся только в продольном направлении шины, могут представлять собой двухмерные прорези, имеющие стенки двухмерной формы, изгибающиеся или отклоняющиеся только в радиальном направлении шины, или могут представлять собой одномерные прорези, имеющие одномерную форму, линейную в продольном и радиальном направлениях шины. Следует отметить, что если жесткость зон контакта с дорожным покрытием 3 уменьшается из-за размещения на них прорезей 5 или если снижается устойчивость к неравномерному износу и устойчивость рулевого управления на сухом дорожном покрытии, предпочтительно использовать трехмерные и двухмерные прорези, которые позволяют сохранить жесткость зон контакта с дорожным покрытием благодаря тому, что противоположные стенки прорезей поддерживают друг друга.
Следует отметить (хотя это и не показано на чертеже), что «небольшие отверстия» представляют собой отверстия, выполненные в большом количестве на поверхности (поверхности протектора 11) зон контакта с дорожным покрытием 3. Эти небольшие отверстия выполнены в местах, где отсутствуют выступы 6 (описанные ниже). В случае новой шины «небольшими отверстиями» называются отверстия на поверхности протектора 11, определяющими признаками которых являются диаметр не более 1,2 мм и глубина, не превышающая глубину грунтозацепных канавок.
На поверхности (поверхности протектора 11) зон контакта с дорожным покрытием 3, описанных выше, расположены множество выступов 6, размер (высота) которых меньше, чем глубина прорезей 5 или небольших отверстий. Здесь также расположены выступы 6 по меньшей мере двух типов, имеющие разные площади поверхности. Более того, по меньшей мере большинство выступов, расположенных рядом с малым выступом 61, имеющим относительно малую площадь поверхности, представляет собой большие выступы 62, имеющие относительно большую площадь поверхности.
Например, как показано на фиг.2, на поверхности зон контакта с дорожным покрытием 3 попеременно, со смещением в продольном направлении шины в один шаг рисунка протектора расположены: ряд больших выступов, в котором большие выступы 62 расположены с заданным шагом в поперечном направлении шины, и ряд смешанных выступов, в котором малые выступы 61 и большие выступы 62 расположены попеременно с заданным шагом в поперечном направлении шины. При таком расположении все выступы 6, расположенные рядом с малым выступом 61, представляют собой большие выступы 62.
Кроме того, например, как показано на фиг.3, в отличие от расположения выступов 6, приведенного на фиг.2, ряд смешанных выступов может быть целиком выполнен из малых выступов 61. В этом случае четыре из максимально шести соседних выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62. Кроме того, в периферийных участках зон контакта с дорожным покрытием 3 четыре из пяти выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62, два из четырех выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62, и два из трех выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62.
Более того, например, как показано на фиг.4, в отличие от расположения выступов 6, приведенного на фиг.2, все ряды могут быть выполнены в виде рядов смешанных выступов, в которых малые выступы 61 и большие выступы 62 расположены попеременно в поперечном направлении шины с заданным шагом, и каждый ряд смешанных выступов может располагаться со смещением в один шаг в продольном направлении шины. В этом случае четыре из максимально шести соседних выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62. Кроме того, в периферийных участках зон контакта с дорожным покрытием 3 три из пяти выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62, три из четырех выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62, и два из трех выступов 6, окружающих малый выступ 61, представляют собой большие выступы 62.
Следует отметить, что расположения выступов 6, показанные на фиг.2-4, являются примерами, и достаточно, чтобы по меньшей мере большинство выступов, расположенных рядом с малым выступом 61, имеющим относительно малую площадь поверхности, представляли собой большие выступы 62, имеющие относительно большую площадь поверхности.
Далее будет описана площадь поверхности выступов 6. Как показано на фиг.5-1, если боковая проекция выступа 6 представляет собой прямоугольник, площадью его поверхности будет площадь фигуры, представляющей собой поверхность верхней его части при виде сверху. Кроме того, как показано на фиг.5-2, если боковая проекция выступа 6 представляет собой трапецию, площадью его поверхности будет площадь фигуры, представляющей собой поверхность верхней его части при виде сверху. Следует отметить, что верхняя часть выступов 6, показанных на фиг.5-1 и 5-2, может быть не только плоской, но также выпуклой и/или вогнутой. Более того, как показано на фиг.5-3, если боковая проекция выступа 6 представляет собой полуэллипс (или сегмент сферы), то площадью его поверхности будет площадь фигуры (при виде сверху) в области высоты H2, составляющей 80% от высоты H1 от поверхности протектора 11.
Следует отметить, что форма выступа 6 пневматической шины, соответствующей данному варианту осуществления, при виде сверху может быть не только круглой, но также эллиптической или многоугольной, как показано на фиг.6 (треугольной, четырехугольной, пятиугольной и т.п.). Кроме того, малые выступы 61 и большие выступы 62 при виде сверху могут иметь не только одинаковую форму, как показано на фиг.6, но и разную форму.
Таким образом, пневматическая шина, соответствующая данному варианту осуществления, имеет реброобразные зоны контакта с дорожным покрытием 3, разделенные множеством основных канавок 2, проходящих в продольном направлении шины, и/или шашкообразные зоны контакта с дорожным покрытием 3, разделенные множеством основных канавок 2 и множеством грунтозацепных канавок 4, пересекающих основные канавки 2 на поверхности протектора 11. На поверхности зон контакта с дорожным покрытием 3 (поверхности протектора 11) такой пневматической шины выполнено множество выступов 6. Кроме того, также выполнены выступы 6 по меньшей мере двух типов, имеющие разные площади поверхности. По меньшей мере большинство выступов 6, расположенных рядом с малым выступом 61, имеющим относительно малую площадь поверхности, представляет собой большие выступы 62, имеющие относительно большую площадь поверхности.
На данной пневматической шине благодаря множеству выступов 6 на поверхности протектора 11 возможно образовать значительное поле зацепления, поскольку вода из водяной пленки, находящейся между обледенелой дорожной поверхностью и поверхностью протектора 11, отводится по каналу, образующемуся между выступами 6. Следовательно, это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики шины на обледенелом дорожном покрытии. Более того, на шине расположены по меньшей мере два типа выступов, малые выступы 61 и большие выступы 62, имеющие разные площади поверхности, и по меньшей мере большинство выступов 6, расположенных рядом с малым выступом 61, представляет собой большие выступы 62. Следовательно, образуется углубление, в котором большие выступы 62, испытывающие относительно небольшое сжатие при контакте с дорогой, окружают малый выступ 61 и в котором скапливается вода из водяной пленки и/или снег, прилипший к поверхности протектора 11, как показано стрелкой на фиг.2-4. В результате улучшается отвод воды и снега и, следовательно, появляется возможность улучшения эксплуатационных характеристик шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии. Таким образом, появляется возможность эффективного отвода снега и воды даже на начальной стадии эксплуатации шины и улучшения эксплуатационных характеристик шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Следует отметить, что предпочтительно, чтобы выступы 6 образовывали группу, состоящую из малого выступа 61 и выступов 6, расположенных рядом с указанным малым выступом 61, и чтобы такие группы были равномерно распределены по поверхности протектора. В данном варианте осуществления выступы 6 образуют группу, состоящую из малого выступа 61 и шести выступов 6, расположенных рядом с этим малым выступом 61, и такие группы равномерно размещены на поверхности протектора. При такой конфигурации отвод воды и снега может осуществляться со всех мест поверхности протектора 11. Следовательно, это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях.
Следует отметить, что, применительно к выступам 6 количество малых выступов 61 в одной зоне контакта с дорожным покрытием 3 или на поверхности протектора 11 по всей шине предпочтительно должно составлять не менее 1/8 и не более 1/3 от количества больших выступов 62. При такой конфигурации отвод воды и снега может осуществляться со всей поверхности протектора 11. Следовательно, это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях.
Кроме того, на пневматической шине, соответствующей данному варианту осуществления, на поверхности зон контакта с дорожным покрытием 3 (поверхности протектора 11) выполнены прорези 5 или небольшие отверстия, и размер (высота) множества выступов 6 меньше, чем глубина прорезей 5 или небольших отверстий.
На поверхности протектора 11 данной пневматической шины выполнены прорези 5 или небольшие отверстия. При этом образуется краевой эффект и эффект отвода воды, и при наличии выступов появляется возможность значительного улучшения эксплуатационных характеристик шины на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях.
Кроме того, для пневматической шины, соответствующей данному варианту осуществления, площадь поверхности S1 одного малого выступа 61, имеющего относительно малую площадь поверхности, предпочтительно находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2, а отношение ее к площади поверхности S2 одного большого выступа, имеющего относительно большую площадь поверхности, таково, что 20%≤S1/S2≤75%.
Площадь поверхности S1 одного малого выступа 61 находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2 и составляет не менее 20% от площади поверхности S2 одного из больших выступов 62. Следовательно, это позволяет обеспечить жесткость эффективного поля зацепления. Кроме того, площадь поверхности S1 одного малого выступа 61 находится в диапазоне 0,05мм2≤S1≤20 мм2 и составляет не более 75% от площади поверхности S2 одного из больших выступов 62. Следовательно, образуется канал для отвода воды и углубление для отвода снега, что позволяет повысить эффективность отвода воды и снега. Таким образом, для данной пневматической шины обеспечивается высокая эффективность отвода воды и снега и жесткость эффективного поля зацепления, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, для пневматической шины, соответствующей данному варианту осуществления, высота H выступов 6 (см. фиг. с 5-1 по 5-3) предпочтительно находится в диапазоне 0,1 мм≤H≤1,0 мм.
Поскольку высота H выступов 6 составляет не менее 0,1 мм, на данной пневматической шине можно сформировать канал и углубление, достаточные для отвода снега. Кроме того, поскольку высота H выступов составляет не более 1,0 мм, можно предотвратить неравномерный износ (пилообразный износ) в результате деформации при контакте выступов 6 с поверхностью дороги. Следовательно, для данной пневматической шины гарантируется высокая эффективность отвода воды и снега и снижение неравномерного износа в зоне контакта с дорожным покрытием, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии. Следует отметить, что высота H выступов 6 в диапазоне 0,2 мм≤H≤0,6 мм является более предпочтительной, поскольку в этом случае можно получить значительных результатов отвода воды и снега и значительное снижение эффекта неравномерного износа (пилообразного износа).
Кроме того, для пневматической шины, соответствующей данному варианту осуществления, минимальное расстояние D между соседними большими выступами 62, имеющими относительно большую площадь поверхности, предпочтительно находится в диапазоне 0,3 мм≤D≤1,0 мм (см. фиг.2).
Благодаря тому, что минимальное расстояние D между соседними большими выступами 62 составляет не менее 0,3 мм, возможно сформировать канал, достаточный для отвода воды. Кроме того, благодаря тому, что минимальное расстояние D между соседними большими выступами 62 составляет не более 1,0 мм, возможно снизить падение жесткости в зоне контакта с дорожным покрытием 3 и сохранить эксплуатационные характеристики шины при движении. Следовательно, сохраняются эксплуатационные характеристики данной пневматической шины при движении, при этом достигается эффект отвода воды, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, для пневматической шины, соответствующей данному варианту осуществления, отношение суммарной площади контакта SP выступов 6 с дорожным покрытием в конкретной зоне контакта 3 к площади поверхности SL (поверхности протектора 11) зоны контакта с дорожным покрытием 3 предпочтительно находится в диапазоне 50%≤SP/SL≤90%.
Под площадью контакта выступов 6 с дорожным покрытием понимается площадь поверхности, описанная выше. Более того, суммарная площадь контакта SP выступов 6 с дорожным покрытием в данной зоне контакта с дорожным покрытием 3 составляет не менее 50% от площади SL (поверхности протектора 11) этой зоны контакта с дорожным покрытием 3. Следовательно, может быть обеспечена жесткость эффективного поля зацепления. Кроме того, суммарная площадь контакта выступов 6 с дорожным покрытием SP составляет не более 90% от площади SL поверхности (поверхности протектора 11) зоны контакта с дорожным покрытием 3. Следовательно, создается канал для отвода воды и углубление для отвода снега, что позволяет повысить эффективность отвода воды и снега. Таким образом, для данной пневматической шины обеспечена высокая эффективность отвода воды и снега и жесткость эффективного поля зацепления, что позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики шины на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Кроме того, для пневматической шины, соответствующей данному варианту осуществления, форма поверхности контакта выступов 6 с дорожным покрытием предпочтительно представляет собой круг.
Для данной пневматической шины благодаря круглой форме области контакта выступов 6 с дорожным покрытием упрощается обеспечение необходимой ширины каналов для отвода воды в местах разветвлений и пересечений каналов и появляется возможность уменьшить разницу между показателями жесткости при разных углах воздействия внешних сил на выступы 6. Таким образом, можно уменьшить колебания эксплуатационных характеристик.
Примеры
В данном разделе представлены результаты эксплуатационных испытаний, проведенных с использованием множества типов пневматических шин при различных условиях, с целью определения эффективности торможения на обледенелом дорожном покрытии и устойчивости рулевого управления на заснеженном дорожном покрытии (см. фиг.7).
Для данных эксплуатационных испытаний пневматическую шину размером 215/60R16 устанавливали на диск размером 16×7J, накачивали до давления 220 кПа и устанавливали на испытательный автомобиль (двигатель объемом 2 л, седан, тип FR (переднее расположение двигателя, задний привод), изготовлен в Японии).
Для оценки эффективности торможения на льду описанный выше испытательный автомобиль двигался по тестовому маршруту с обледенелым дорожным покрытием с исходной скоростью 80 км/ч, а затем производилось резкое торможение. Измеряли расстояние до полной остановки испытательного автомобиля (тормозной путь). Результаты тестирования индексировали, и значение индекса пневматической шины, соответствующей стандартному примеру, брали за стандартное значение (100). Среди индексированных оценок предпочтительными были более высокие значения.
Для оценки устойчивости рулевого управления на снегу измеряли время, необходимое для прохождения на описанном выше испытательном автомобиле поворота с радиусом 30 м по заснеженному дорожному покрытию. Результаты тестирования индексировали, и значение индекса пневматической шины, соответствующей стандартному примеру, брали за стандартное значение (100). Предпочтительными были более высокие значения.
Пневматическая шина, соответствующая Стандартному примеру, представляла собой нешипованную шину, имеющую прорези на поверхности шашкообразных зон контакта с дорожным покрытием.
С другой стороны, пневматические шины, соответствующие Рабочим примерам 1-10, имели множество выступов, высота которых была меньше глубины прорезей на поверхности шашкообразных зон контакта с дорожным покрытием. К этим выступам относились малые выступы и большие выступы, и все выступы, расположенные рядом с малыми выступами, представляли собой большие выступы. Кроме того, выступы на пневматической шине, соответствующей Рабочему примеру 1, были расположены как показано на фиг.6. Кроме того, для пневматических шин, соответствующих Рабочим примерам 2 и 3, определяли значение площади поверхности S1 одного из малых выступов и отношение S1/S2 площади поверхности S1 одного малого выступа к площади поверхности S2 одного большого выступа. Кроме того, для пневматических шин, соответствующих Рабочим примерам 4 и 5, определяли значение высоты H выступов. Кроме того, для пневматических шин, соответствующих Рабочим примерам 6 и 7, определяли значение минимального расстояния D между соседними большими выступами. Кроме того, для пневматических шин, соответствующих Рабочим примерам 8 и 9, определяли значение отношения SP/SL суммарной площади контакта SP выступов на одной зоне контакта к площади поверхности SL этой зоны контакта. Кроме того, на пневматических шинах, соответствующих Рабочему примеру 10, форма поверхности контакта выступов с дорожным покрытием представляла собой круг, как показано на фиг.2.
Как видно из результатов испытаний, показанных на фиг.7, каждая из пневматических шин, соответствующих Рабочим примерам 1-10, показала высокую эффективность торможения на льду и устойчивость рулевого управления на снегу.
ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Как описано выше, пневматическая шина, соответствующая настоящему изобретению, может использоваться в качестве пневматической шины, демонстрирующей эффективное отведение снега и воды даже на начальной стадии эксплуатации, что гарантирует высокие эксплуатационные показатели шины на заснеженных и обледенелых дорожных покрытиях.
ЦИФРОВЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:
1 - область протектора
11 - поверхность протектора (поверхность зоны контакта с дорожным покрытием)
2 - основная канавка
3 - зона контакта с дорожным покрытием
4 - грунтозацепная канавка
5 - прорезь
6 - выступ
61 - малый выступ
62 - большой выступ
S1 - площадь поверхности малого выступа
S2 - площадь поверхности большого выступа
SP - суммарная площадь контакта выступов с дорогой в данной зоне контакта с дорожным покрытием
SL - площадь поверхности зоны контакта с дорожным покрытием
D - минимальное расстояние между соседними большими выступами
H - высота выступа.
1. Пневматическая шина, содержащая: реброобразные зоны контакта с дорожным покрытием, разделенные множеством основных канавок, проходящих в продольном направлении шины, и/или шашкообразные зоны контакта, разделенные множеством основных канавок и множеством грунтозацепных канавок, пересекающих основные канавки на поверхности протектора, при этом:
поверхность зон контакта с дорожным покрытием имеет множество выступов, и
имеются, по меньшей мере, два типа выступов, имеющие разные площади поверхности, причем, по меньшей мере, большинство выступов, расположенных рядом с выступами, имеющими относительно малую площадь поверхности, представляют собой выступы, имеющие относительно большую площадь поверхности.
2. Пневматическая шина по п.1, в которой на поверхности зоны контакта с дорожным покрытием выполнены прорези или небольшие отверстия, и высота выступов меньше, чем глубина этих прорезей или небольших отверстий.
3. Пневматическая шина по п.1, в которой площадь поверхности S1 одного выступа, имеющего относительно малую площадь поверхности, находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2, а отношение ее к площади поверхности S2 одного выступа, имеющего относительно большую площадь поверхности, таково, что 20%≤S1/S2≤75%.
4. Пневматическая шина по п.1, в которой высота H выступов находится в диапазоне 0,1 мм≤H≤1,0 мм.
5. Пневматическая шина по п.1, в которой минимальное расстояние D между соседними выступами, имеющими относительно большую площадь поверхности, находится в диапазоне 0,3 мм≤D≤1,0 мм.
6. Пневматическая шина по п.1, в которой отношение суммарной площади SP контакта выступов с дорожным покрытием в данной зоне контакта с дорожным покрытием к площади поверхности SL данной зоны контакта с дорожным покрытием находится в диапазоне 50%≤SP/SL≤90%.
7. Пневматическая шина по п.1, в которой форма поверхности контакта выступов с дорогой является круглой.
8. Пневматическая шина по п.1, в которой высота H выступов находится в диапазоне 0,2 мм≤H≤0,6 мм.
9. Пневматическая шина по п.1, в которой количество выступов, имеющих относительно малую площадь поверхности в одной зоне контакта с дорожным покрытием, составляет не менее 1/8 и не более 1/3 от количества выступов, имеющих относительно большую площадь поверхности.
10. Пневматическая шина по п.1, в которой большинство выступов, расположенных рядом с выступами, имеющими относительно малую площадь поверхности, представляет собой выступы, имеющие относительно большую площадь поверхности.
11. Пневматическая шина по п.1, в которой выступы, имеющие относительно малую площадь поверхности, расположены рядами, чередующимися в продольном направлении шины с рядами выступов, имеющих относительно большую площадь поверхности, при этом выступы, имеющие относительно малую площадь поверхности, расположены со смещением в поперечном направлении шины относительно выступов, имеющих относительно большую площадь поверхности.
12. Пневматическая шина по п.1, в которой:
площадь поверхности S1 одного выступа, имеющего относительно малую площадь поверхности, находится в диапазоне 0,05 мм2≤S1≤20 мм2, а отношение ее к площади поверхности S2 одного выступа, имеющего относительно большую площадь поверхности, таково, что 20%≤S1/S2≤75%;
высота H выступов находится в диапазоне 0,1 мм≤H≤1,0 мм;
минимальное расстояние D между соседними выступами, имеющими относительно большую площадь поверхности, находится в диапазоне 0,3 мм≤D≤1,0 мм; и
отношение суммарной площади контакта выступов с дорогой SP в данной зоне контакта с дорожным покрытием к площади поверхности SL данной зоны контакта с дорожным покрытием таково, что 50%≤SP/SL≤90%.
