Пневматическая шина

Изобретение относится к конфигурации прорезей на протекторе зимней шины автомобильного колеса. Пневматическая шина включает глухую прорезь (5) на поверхности контакта с дорожным покрытием поверхности протектора и имеет по меньшей мере три разреза (4), проходящих в радиальном направлении от воображаемой оси (2), которая проходит в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием. Расширенный участок (6), в котором ширина разреза локально расширяется, образуется по меньшей мере в одном положении в промежуточном участке между воображаемой осью (2) и завершающимся участком (4z) разрезов (4). Технический результат - улучшение характеристик торможения шины на льду. 16 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к пневматической шине и, в частности, к пневматической шине такого исполнения, которое обеспечивает более высокие характеристики торможения на льду для шины с прорезями на поверхности ее протектора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Прорези, как правило, выполняют на поверхности протектора для повышения поглощения влаги с целью улучшения эксплуатационных характеристик при движении по влажной дороге, а также по обледенелым и заснеженным дорожным поверхностям. Однако при чрезмерном количестве прорезей на поверхности протектора жесткость протектора снижается, что отрицательно влияет на устойчивость рулевого управления и тормозную способность. Вследствие этого традиционно предлагаются различные технологии, затрагивающие форму и расположение прорезей (например, см. патентный документ 1).

Из всех подобных предложений только в патентном документе 1 описывается обеспечение высокой силы сцепления и жесткости по отношению к деформации на любой дорожной поверхности за счет размещения множества прорезей близко друг к другу на поверхности протектора, так что проекция прорезей имеет форму «I» или форму «Y», а конец разреза имеет круглую форму. Вместе с тем в рамках данного предложения сложно обеспечить жесткость протектора, поскольку свободные промежутки между прорезями являются слишком узкими, и даже если свободные промежутки между прорезями будут увеличены, то поскольку ширина разрезов прорезей имеет равную величину в продольном направлении, при контакте поверхности протектора с дорогой прорези не будут существенно раскрываться, таким образом, создаваемый прорезями абсорбирующий эффект будет ограниченным.

Патентный документ 1: нерассмотренная заявка на патент Японии № H08-276709A

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблема, решение которой обеспечивается при использовании шины, описанной в настоящем изобретении

Предметом настоящего изобретения является пневматическая шина такого исполнения, которое обеспечивает более высокие характеристики торможения на льду для шины с прорезями на поверхности ее протектора.

ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

Для достижения описанной выше цели пневматическая шина настоящего изобретения содержит глухую прорезь на поверхности контакта с дорожным покрытием поверхности протектора, которая имеет по меньшей мере три разреза, проходящие в радиальном направлении от воображаемой оси, проходящей в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием, до поверхности контакта с дорожным покрытием. Расширенный участок, где ширина разреза имеет локальное расширение, выполнен по меньшей мере в одном положении промежуточного участка от воображаемой оси до завершающего участка разрезов.

Таким образом, описанная выше шина предпочтительно имеет форму, описанную ниже в пунктах (1)-(4).

(1) Ширина расширенного участка не менее чем в 1,5 раза и менее чем в 20 раз больше ширины разрезов.

(2) Расширенный участок формируется по всей длине разреза в направлении глубины.

(3) Второй расширенный участок, где ширина разреза увеличена, формируется вдоль воображаемой оси. В этом случае второй расширенный участок предпочтительно формируется по всей длине глухой прорези в направлении глубины.

(4) Линейные прорези, проходящие в поперечном направлении шины, формируются наряду с глухими прорезями на поверхности контакта с дорожным покрытием. В этом случае, если поверхность контакта с дорожным покрытием представляет собой шашку, глухие прорези предпочтительно формируются вдоль поперечного направления шины на передней кромке и/или задней кромке в продольном относительно шины направлении шашки.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением пневматическая шина содержит глухую прорезь на поверхности контакта с дорожным покрытием поверхности протектора, которая имеет по меньшей мере три разреза, проходящие в радиальном направлении от воображаемой оси, проходящей в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием, до поверхности контакта с дорожным покрытием. Расширенный участок, где ширина разреза имеет локальное расширение, выполнен по меньшей мере в одном положении промежуточного участка от воображаемой оси до завершающего участка разрезов. Поэтому из-за контактного давления протектора в результате соприкосновения шины с поверхностью дороги при движении на обледеневших дорожных поверхностях прорези широко раскрываются в поперечном направлении с центром в расширенном участке, тем самым способствуя притоку воды с обледеневшей дорожной поверхности в расширенный участок. Вода, которая попадает в расширенный участок, эффективно распределяется между прорезями, а потому можно улучшить функции забора и выброса воды и повысить характеристики торможения на льду.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 представлен вид сверху, иллюстрирующий пример глухой прорези, выполненной на поверхности протектора пневматической шины, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 представлено перспективное изображение, иллюстрирующее форму внешних стенок глухой прорези, представленной на фиг.1.

На фиг.3A и 3B представлены проекции изображений, представленных на фиг.1, которые иллюстрируют глухие прорези в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4A и 4B представлены проекции изображений, представленных на фиг.1, которые иллюстрируют глухие прорези в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.5 представлен вид сверху, иллюстрирующий часть поверхности протектора пневматической шины в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.6 представлен вид сверху, иллюстрирующий часть поверхности протектора пневматической шины в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.7 представлен частичный вид сверху, иллюстрирующий поверхность протектора пневматической шины, использованной в примерах.

На фиг.8A-8C представлены проекции изображений, представленных на фиг.1, которые иллюстрируют формы глухих прорезей, используемые в шинах примеров.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже будут представлены подробные описания конструкции шины, являющейся предметом настоящего изобретения, со ссылками на сопроводительные чертежи.

На фиг.1 представлен вид сверху (в прямоугольнике), иллюстрирующий пример глухой прорези, выполненной на поверхности протектора пневматической шины, в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фиг.2 представлено перспективное изображение, иллюстрирующее форму внешних стенок глухой прорези, представленной на фиг.1.

На фиг.1 поверхность контакта с дорожным покрытием 3 выполнена на поверхности протектора 1 пневматической шины в соответствии с принципами настоящего изобретения. Глухая прорезь 5 выполнена на поверхности контакта с дорожным покрытием 3 с по меньшей мере тремя разрезами 4 (на фигуре три), проходящими в радиальном направлении от воображаемой оси 2, которая проходит в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием 3, до поверхности контакта с дорожным покрытием 3.

Более того, в глухой прорези 5 в соответствии с принципами настоящего изобретения расширенный участок 6, где ширина разреза локально увеличена, формируется по меньшей мере в одном положении промежуточного участка от воображаемой оси 2 до завершающего участка 4z каждого из разрезов 4.

В результате контактного давления протектора, возникающего в результате соприкосновения шины с дорогой при движении на обледеневших дорожных поверхностях, разрезы 4 широко раскрываются в поперечном направлении с центром на расширенном участке 6, тем самым способствуя притоку воды с обледеневшей дорожной поверхности в расширенный участок 6. Вода, которая попадает в расширенный участок 6, эффективно распределяется между разрезами 4, а потому можно улучшить функции забора и выброса воды и повысить характеристики торможения на льду.

Необходимо отметить, что на фиг.1 представлен пример варианта осуществления, в котором планарная форма расширенного участка 6 представляет собой окружность, однако планарная форма расширенного участка 6 не ограничивается данным вариантом и может быть эллиптической или многоугольной. В этом случае с точки зрения обеспечения конфигурации, при которой не происходит растрескивания из-за концентрации напряжения на поверхности стенки расширенного участка 6, форма поверхности стенки предпочтительно имеет кривизну.

В настоящем изобретении ширина w расширенного участка 6 выбирается таким образом, чтобы не менее чем в 1,5 раза и менее чем в 20 раз, предпочтительно в 2,0-5,0 раз превышать ширину разрезов 4. Если ширина w расширенного участка 6 менее чем в 1,5 раза превышает ширину разрезов 4, характеристики торможения на льду не будут повышаться, а если она больше чем или ровно в 20 раз превышает ширину прорезей 4, возможно появление тенденции неравномерного износа вблизи расширенного участка 6, что может негативно отразиться на устойчивости рулевого управления из-за снижении жесткости поверхности контакта с дорожным покрытием 3.

Необходимо отметить, что ширина разрезов 4 не имеет специальных ограничений, но, как правило, предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 0,3 до 2,0 мм. Кроме того, в соответствии с типом и размером шины максимальная ширина w расширенного участка 6 предпочтительно составляет не более приблизительно 8 мм. Вместе с тем, если шина используется в качестве крупногабаритной шины в строительном транспорте и т.п., максимальная ширина w может быть больше.

Кроме того, глубина расширенного участка 6 в разрезах 4 не имеет жестких ограничений, но, как показано на фиг.2, расширенный участок 6 предпочтительно формируется по всему направлению в глубину разрезов 4, с тем чтобы обеспечить высокую эффективность функций забора и выброса воды. В этом случае ширина w расширенного участка 6 может возрастать по направлению в глубину разрезов 4 для обеспечения необходимых характеристик торможения на льду в течение продолжительного периода времени. В этом случае ширина w расширенного участка 6 предпочтительно выбирается таким образом, чтобы плавно или пошагово увеличиваться по направлению к глубине разрезов 4.

Необходимо отметить, что на фиг.1 представлен пример варианта осуществления, в котором расширенный участок 6 сформирован в одном из положений в каждом из трех разрезов 4, образующих глухую прорезь 5. Вместе с тем, как показано на фиг.3A и 3B, при глухой прорези 5 в соответствии с настоящим изобретением расширенный участок 6 может быть формирован в двух или более положениях в каждом из разрезов 4. Кроме того, расширенный участок 6 может также быть сформирован в завершающих участках разрезов 4.

Более того, в соответствии с формой рисунка протектора на поверхности протектора 1 можно менять размер и планарную форму каждого расширенного участка 6, образованного в каждом из разрезов 4, для регулирования жесткости и функции забора и выброса воды на поверхности контакта с дорожным покрытием 3, как показано на фиг.3B.

В настоящем изобретении, как показано на фиг.4A и 4B, второй расширенный участок 7, где ширина разреза увеличена, более предпочтительно формируется вдоль воображаемой оси 2, проходящей по центру глухой прорези 5. В результате могут быть дополнительно улучшены характеристики торможения на льду.

Форма сечения второго расширенного участка 7 не имеет особых ограничений, но, как показано на фиг.4A, предпочтительно представляет собой окружность или, в зависимости от количества разрезов 4, образующих глухую прорезь 5, как показано на фиг.4B, имеет форму многоугольника или звезды. В этом случае второй расширенный участок 7 предпочтительно образуется таким образом, чтобы его форма сечения имела кривизну, подобно расширенному участку 6, так что напряжение не концентрируется на боковых стенках вблизи второго расширенного участка 7. В данном случае второй расширенный участок 7 формируется в зависимости от конкретной ситуации в соответствии с типом и размерами шины.

В настоящем изобретении глубина второго расширенного участка 7 не имеет особых ограничений, но расширенный участок 7 предпочтительно образуется по всей глубине глухой прорези 5 для обеспечения идеальных функций забора и выброса воды. В данном случае, так же как и для ширины w расширенного участка 6, описанного выше, размер второго расширенного участка 7 может увеличиваться постепенно или пошагово вдоль глубины разрезов 4. За счет этого можно еще больше повысить высокие характеристики торможения на льду в течение продолжительного периода времени.

В описанном выше варианте осуществления ширина каждого из разрезов 4, образующих глухую прорезь 5, обсуждалась в предположении, что такая ширина была одинаковой в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием 3. Вместе с тем для глухой прорези 5 в соответствии с принципом настоящего изобретения ширина разрезов 4 может выбираться таким образом, чтобы увеличиваться в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием 3. В таком случае можно обеспечить высокие характеристики торможения на льду в течение продолжительного периода времени.

Более того, для пневматической шины в соответствии с принципами настоящего изобретения в соответствии с характеристиками, которые требуются от шины, форма в радиальном направлении разрезов 4, образующих глухую прорезь 5, может быть выполнена таким образом, чтобы иметь кривизну (дугу), волнообразную форму или форму зигзага, и длина в радиальном направлении разрезов 4 может меняться относительно направления в глубину.

В пневматической шине, составляющей предмет изобретения, глухая прорезь 5, описанная выше, предпочтительно расположена таким образом, чтобы обеспечить ее равномерное распределение по всей поверхности контакта с дорожным покрытием 3 поверхности протектора 1. В этом случае, с точки зрения равномерного распределения жесткости поверхности контакта с дорожным покрытием 3 и предотвращения неравномерного износа, глухая прорезь 5 предпочтительно расположена таким образом, чтобы разрезы 4, образующие глухую прорезь 5, не находились рядом друг с другом.

Кроме того, в зависимости от предпочтительных характеристик шины, как показано на фиг.5 и 6, глухая прорезь 5 может быть расположена на поверхности контакта с дорожным покрытием 3 поверхности протектора 1 наряду с линейной прорезью 8, проходящей в поперечном относительно шины направлении. В результате этого усиливаются краевые эффекты, связанные с размещением линейной прорези 8, и может быть достигнута высокая устойчивость рулевого управления и улучшенные характеристики торможения на льду.

На фиг.5 представлен пример, в котором множество глухих прорезей 5 расположены параллельно на поверхности ребра 9 поверхности протектора 1, а линейная прорезь 8, имеющая зигзагообразную форму и расположенная в поперечном относительно шины направлении, размещена попеременно с ними в продольном относительно шины направлении Т. Тем не менее, форма линейных прорезей 8 и их расположение не ограничены и по мере необходимости могут быть изменены в зависимости от формы рисунка протектора. К примерам формы линейной прорези 8 относятся по существу линейные или волнообразные формы, трехмерные формы и т.д.

Кроме того, как показано на фиг.6, если шашка 10 образована на поверхности протектора 1, шашка 10 разделена линейной прорезью 8, которая проходит в поперечном относительно шины направлении; и глухая прорезь 5 предпочтительно формируется вдоль поперечного относительно шины направления на передней кромке и/или задней кромке в продольном относительно шины направлении, что соответствует стороне хвостовой кромки и/или набегающей кромки (на фиг.6 передняя кромка и задняя кромка) шашки 10.

В частности, по мере возможности глухая прорезь 5 настоящего изобретения предпочтительно расположена вдоль поперечного относительно шины направления, при этом линейная прорезь 8 не проходит в поперечном относительно шины направлении в зонах передней кромки и/или задней кромки, составляющей приблизительно 30% или менее от длины шашки 10 в продольном относительно шины направлении. В результате этого может быть обеспечена жесткость передней кромки и/или задней кромки шашки 10, улучшена устойчивость рулевого управления, подавлен неравномерный износ, улучшено поглощение воды и характеристики торможения на льду.

Как описано выше, пневматическая шина в соответствии с принципами настоящего изобретения содержит глухую прорезь на поверхности контакта с дорожным покрытием поверхности протектора, которая имеет по меньшей мере три разреза, проходящие в радиальном направлении от воображаемой оси, проходящей в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием, до поверхности контакта с дорожным покрытием. Кроме того, расширенный участок, где ширина прорези локально расширяется, образуется по меньшей мере в одном положении в промежуточной области между воображаемой осью и завершающим участком прорезей. В результате повышаются характеристики торможения при движении на обледеневших дорожных поверхностях, и поэтому пневматическая шина в соответствии с принципами настоящего изобретения может широко применяться в качестве нешипованной шины для использования на обледеневших и заснеженных дорожных поверхностях, поскольку за счет реализации простой конструкции можно добиться превосходных результатов.

Примеры

Были изготовлены шины, составляющие предмет настоящего изобретения (рабочие примеры 1-11), а также шины, используемые для сравнения (сравнительные примеры 1 и 2), с размерами 195/65R15 91Q и рисунком протектора, показанным на фиг.7. Планарная форма глухой прорези 5, образованной на поверхности контакта с дорожным покрытием, менялась в соответствии с приведенным ниже описанием.

Шины рабочих примеров 1-11 и шины сравнительных примеров 1 и 2 изготовляли таким образом, что планарная форма глухой прорези 5, ширина расширенного участка 6, отношение расширенного участка 6 к ширине разрезов 4, размещение расширенного участка 6 по всей длине в направлении глубины разрезов, наличие/отсутствие второго расширенного участка 7, размещение второго расширенного участка 7 по всей длине в направлении глубины разрезов, наличие/отсутствие линейной прорези 8, проходящей в поперечном направлении шины, а также размещение глухой прорези 5 на передней кромке и задней кромке шашки в продольном относительно шины направлении менялись в соответствии с приведенными в таблице 1 данными.

В каждой из шин из рабочих примеров и сравнительных примеров планарная форма расширенного участка 6 имела круговое сечение, ширина разрезов 4 составляла 0,5 мм (за исключением рабочего примера 3, где ширина составляла 0,2 мм), а глубина глухой прорези 5 составляла 7 мм.

Для каждой из этих видов шин оценивали характеристики торможения на льду в соответствии со способом испытаний, описанным ниже. Результатам присваивали индекс и заносили в таблицу 1, при этом значение индекса Сравнительного примера 1 принимали равным 100. Более высокому значению индекса соответствует более высокие характеристики торможения на льду.

Проверка характеристик торможения на льду

Шины надевали на диски 15×6JJ, накачивали до давления 230 кПа и устанавливали на передние и задние колеса легкового автомобиля (производства Японии) с объемом двигателя 2000 куб. см. Тест торможения от начальной скорости 40 км/ч проводили на обледенелой дороге. Эффективность торможения на льду определяли как величину, обратную тормозному пути после нажатия на тормоз.

Из таблицы 1 очевидно, что шины в соответствии с принципами настоящего изобретения демонстрируют более высокую эффективность торможения на льду, чем сравнительные шины.

ЦИФРОВЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 Поверхность протектора

2 Воображаемая ось

3 Поверхность контакта с дорожным покрытием

4 Разрез

5 Глухая прорезь

6 Расширенный участок

7 Второй расширенный участок

8 Линейная прорезь

9 Ребро

10 Шашка

1. Пневматическая шина, содержащая глухую прорезь на поверхности контакта с дорожным покрытием на поверхности протектора и имеющая по меньшей мере три разреза, проходящие в радиальном направлении от воображаемой оси, проходящей в направлении глубины от поверхности контакта с дорожным покрытием, до поверхности контакта с дорожным покрытием, при этом
расширенный участок, где ширина разреза имеет локальное расширение, выполнен в по меньшей мере одном положении промежуточного участка от воображаемой оси до завершающего участка разрезов.

2. Пневматическая шина по п.1, в которой ширина расширенного участка не менее чем в 1,5 раза и менее чем в 20 раз превышает ширину прорезей.

3. Пневматическая шина по п.1, в которой расширенный участок образуется по всей длине разрезов в направлении глубины.

4. Пневматическая шина по п.1, в которой второй расширенный участок с увеличенной шириной разреза сформирован вдоль воображаемой оси.

5. Пневматическая шина по п.4, в которой второй расширенный участок сформирован по всей длине глухой прорези в направлении глубины.

6. Пневматическая шина по п.1, в которой линейная прорезь, проходящая в поперечном относительно шины направлении, выполнена наряду с глухой прорезью на поверхности контакта с дорожным покрытием.

7. Пневматическая шина по п.6, в которой поверхность контакта с дорожным покрытием представляет собой шашку, а глухие прорези расположены вдоль поперечного относительно шины направления на передней кромке и/или задней кромке в продольном относительно шины направлении шашки.

8. Пневматическая шина по п.1, в которой планарная форма расширенного участка является круглой, эллиптической или многоугольной.

9. Пневматическая шина по п.1, в которой расширенный участок имеет поверхность стенки, выполненную с кривизной.

10. Пневматическая шина по п.1, в которой ширина расширенного участка в 2,0-5,0 раз превышает ширину разрезов.

11. Пневматическая шина по п.1, в которой ширина разрезов находится в диапазоне от 0,3 до 2,0 мм.

12. Пневматическая шина по п.1, в которой максимальная ширина расширенного участка составляет не более 8 мм.

13. Пневматическая шина по п.1, в которой расширенный участок образован по всей длине разрезов в направлении глубины.

14. Пневматическая шина по п.1, в которой ширина расширенного участка выбирается таким образом, чтобы плавно или пошагово увеличиваться по направлению к глубине разрезов.

15. Пневматическая шина по п.1, дополнительно содержащая второй расширенный участок, образованный вдоль воображаемой оси в центре глухой прорези, при этом ширина по меньшей мере одного из по меньшей мере трех разрезов увеличена.

16. Пневматическая шина по п.1, в которой глухая прорезь расположена таким образом, чтобы обеспечить ее равномерное распределение по всей поверхности контакта с дорожным покрытием поверхности протектора и чтобы образующие глухую прорезь разрезы не находились рядом друг с другом.

17. Пневматическая шина по п.1, в которой
линейная прорезь, проходящая в поперечном направлении шины, сформирована наряду с глухими прорезями на поверхности контакта с дорожным покрытием;
поверхность контакта с дорожным покрытием представляет собой шашку, и глухая прорезь формируется вдоль поперечного направления шины на передней кромке и/или задней кромке в продольном относительно шины направлении шашки; и
линейная прорезь не формируется в поперечном направлении шины в областях передней кромки и/или задней кромки, составляющих 30% или менее от длины шашки в продольном направлении шины.