Пневматическая шина - RU2633457C1
Код документа: RU2633457C1
Чертежи
Описание
Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к пневматической шине с рисунком протектора.
Предпосылки создания изобретения
[0002]
Улучшение различных эксплуатационных характеристик пневматических шин является актуальной задачей. Такое улучшение может быть реализовано при помощи соответствующего дизайна рисунка протектора. Рисунок протектора шин для высоконагруженных машин спроектирован с учетом обеспечения улучшенных тяговых характеристик.
[0003]
Например, известна пневматическая шина для высоконагруженных машин, которая обеспечивает комплексное улучшение как тяговых характеристик на плохих дорогах до последней стадии износа, так и характеристик на мокром покрытии при высоких скоростях (патентный документ 1). Эта пневматическая шина для высоконагруженных машин содержит протектор, имеющий по меньшей мере одну первичную продольную канавку, проходящую в направлении вдоль окружности, и множество боковых канавок, расположенных на противоположных сторонах первичной продольной канавки с определенными интервалами в направлении вдоль окружности. Множество боковых канавок соединено с первичной продольной канавкой. Первичная продольная канавка проходит в направлении вдоль окружности по центральной зоне протектора, занимающей 50% от ширины протектора. Глубина первичной продольной канавки составляет не менее 5% ширины протектора. Глубина боковых канавок, выполненных по меньшей мере в зонах на противоположных сторонах протектора, составляет не менее 109% глубины первичной продольной канавки.
Список цитированной литературы
Патентная литература
[0004]
Патентная литература 1: нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № H09-136514A
Изложение сущности изобретения
Техническая проблема
[0005]
В этой пневматической шине для высоконагруженных машин область центральной зоны протектора выполнена большой для повышения устойчивости к разрезанию и износостойкости. Однако большая площадь бегового участка на центральной зоне протектора приводит к увеличенному разогреву, а малая площадь канавок приводит к уменьшению рассеивания тепла. В результате сопротивление разогреву снижается.
[0006]
С учетом вышесказанного целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины для высоконагруженных машин, характеризующейся улучшенным сопротивлением разогреву в области беговой дорожки на центральной зоне протектора.
Решение проблемы
[0007]
В качестве особенности настоящего изобретения предложена пневматическая шина, содержащая участок протектора с рисунком протектора. Рисунок протектора включает:
множество центральных грунтозацепных канавок, расположенных с определенными интервалами в направлении вдоль окружности шины и пересекающих экваториальную линию шины. Каждая из множества центральных грунтозацепных канавок включает
первый конец, расположенный в зоне половины протектора на первой стороне в поперечном направлении шины экваториальной линии шины, и
второй конец, расположенный в зоне половины протектора на второй стороне, противоположной первой стороне, в поперечном направлении шины.
Рисунок протектора дополнительно содержит множество плечевых грунтозацепных канавок, расположенных по направлению вдоль окружности шины в каждом промежутке между множеством центральных грунтозацепных канавок в направлении вдоль окружности шины в обеих зонах половины протектора. Каждая из множества плечевых грунтозацепных канавок проходит наружу в поперечном направлении шины и содержит
наружный конец в поперечном направлении шины, открытый к краю контакта с грунтом на одной стороне соответствующих противоположных сторон в поперечном направлении шины, и
внутренний конец в поперечном направлении шины, расположенный снаружи в поперечном направлении шины от положения в поперечном направлении шины соответствующего первого конца или второго конца.
Рисунок протектора дополнительно содержит пару первичных продольных канавок с шириной канавки меньшей, чем множество плечевых грунтозацепных канавок, причем каждая из пар первичных продольных канавок расположена в соответствующих зонах половины протектора и проходит по всей окружности пневматической шины, тогда как поочередное соединение любого первого конца или второго конца и внутреннего конца каждой из множества плечевых грунтозацепных канавок в поперечном направлении шины выполнено с образованием волнообразного профиля.
Рисунок протектора дополнительно содержит множество центральных блоков, выполненных в ряд в направлении вдоль окружности шины и ограниченных множеством центральных грунтозацепных канавок и парой первичных продольных канавок, и
вторичную продольную канавку, расположенную на экваториальной линии шины по всей окружности пневматической шины и пересекающую множество центральных грунтозацепных канавок.
Угол наклона прямой линии, соединяющей первый конец и первый участок пересечения, где центральная грунтозацепная канавка пересекает стенку вторичной продольной канавки на первой стороне, относительно направления вдоль окружности шины находится в диапазоне от 55 до 75°, и
угол наклона прямой линии, соединяющей второй конец и второй участок пересечения, где центральная грунтозацепная канавка пересекает стенку вторичной продольной канавки на второй стороне, относительно направления вдоль окружности шины находится в диапазоне от 55 до 75°.
[0008]
Ширина W1 вторичной продольной канавки предпочтительно находится в диапазоне от 7 мм до 60 мм.
[0009]
Отношение W1/W2 предпочтительно находится в диапазоне от 1,0 до 8,5, где W1 - ширина вторичной продольной канавки, а W2 - ширина центральных грунтозацепных канавок.
[0010]
В каждой из пары первичных продольных канавок предпочтительно выполнен приподнятый нижний участок, который представляет собой участок, на котором глубина канавки частично становится меньше.
[0011]
Предпочтительно соблюдается неравенство D1/T < 0,05, где D1 - глубина приподнятого нижнего участка канавки, а T - ширина участка протектора в поперечном направлении шины.
[0012]
Предпочтительно соблюдается неравенство 0,2 ≤ D2/D3 ≤ 1,0, где D2 - максимальная глубина вторичной продольной канавки, а D3 - максимальная глубина центральных грунтозацепных канавок.
[0013]
Предпочтительно соблюдается неравенство 0,05 ≤ W1/A ≤ 1,0, где A - латеральная изменчивость волнообразного профиля каждой из пар первичных продольных канавок, а W1 - ширина вторичной продольной канавки.
[0014]
Предпочтительно соблюдается неравенство R ≤ 0,35, где R - отношение площади канавки к зоне контакта участка протектора с грунтом, когда пневматическая шина накачана воздухом до стандартного давления (700 кПа) и на нее действует стандартная нагрузка (617,81 кН).
[0015]
Предпочтительно соблюдается неравенство 0,30 ≤ W3/T < W4/T ≤ 0,60, где W3 - интервал в поперечном направлении шины между противоположными концами каждой из центральных грунтозацепных канавок, W4 - интервал в поперечном направлении шины между внутренним концом в поперечном направлении шины каждой из плечевых грунтозацепных канавок, расположенных в одной из зон половины протектора, и внутренним концом в поперечном направлении шины каждой из плечевых грунтозацепных канавок, расположенной в другой зоне половины протектора, а T - ширина участка протектора в поперечном направлении шины.
[0016]
Отношение (tan δ) модуля потерь к динамическому модулю упругости резины наиболее удаленного в радиальном направлении шины участка протектора при температуре 60°C предпочтительно находится в диапазоне от 0,04 до 0,2.
[0017]
Каждый из множества центральных блоков предпочтительно содержит угловые участки, образованные, соответственно, каждой из пар первичных продольных канавок, а угловые участки выполнены под тупыми углами.
[0018]
Ширина пары первичных продольных канавок и ширина множества центральных грунтозацепных канавок предпочтительно находится в диапазоне от 7 мм до 20 мм.
[0019]
В зонах на стороне края контакта с грунтом пары первичных продольных канавок предпочтительно выполнена закрытая канавка, проходящая в поперечном направлении шины, причем оба конца этой закрытой канавки удалены от пары первичных продольных канавок и множества плечевых грунтозацепных канавок.
[0020]
Пневматическая шина для высоконагруженных машин может применяться для строительных или промышленных машин.
[0021]
Каждая из множества центральных грунтозацепных канавок предпочтительно содержит
первый поворотный участок канавки, расположенный на первой стороне и изгибающийся или искривляющийся, выступая наружу к третьей стороне в направлении вдоль окружности шины, и
второй поворотный участок канавки, расположенный на второй стороне и изгибающийся или искривляющийся, выступая наружу к четвертой стороне, противоположной третьей стороне, в направлении вдоль окружности шины.
Угол наклона относительно поперечного направления шины первой прямой линии, соединяющей первый конец и выступающий конец, где первый поворотный участок канавки выступает к третьей стороне в направлении вдоль окружности шины, и угол наклона относительно поперечного направления шины второй прямой линии, соединяющей второй конец и выступающий конец, где второй поворотный участок канавки выступает к четвертой стороне в направлении вдоль окружности шины, больше угла наклона относительно поперечного направления шины третьей прямой линии, соединяющей первый конец и второй конец каждой из центральных грунтозацепных канавок, причем прямые линии проходят через центральные точки в поперечном направлении центральных грунтозацепных канавок.
[0022]
Каждая из множества центральных грунтозацепных канавок предпочтительно содержит
первый поворотный участок канавки, расположенный на первой стороне и изгибающийся или искривляющийся, выступая наружу к третьей стороне в направлении вдоль окружности шины, и
второй поворотный участок канавки, расположенный на второй стороне и изгибающийся или искривляющийся, выступая наружу к четвертой стороне, противоположной третьей стороне, в направлении вдоль окружности шины.
Первый поворотный участок канавки выполнен на первом участке пересечения, а
второй поворотный участок канавки выполнен на втором участке пересечения.
Преимущественные эффекты изобретения
[0023]
Вышеописанная шина может обеспечивать улучшенное сопротивление разогреву на беговом участке, расположенном на центральной зоне протектора.
Краткое описание чертежей
[0024]
На ФИГ. 1 представлен пример пневматической шины в поперечном сечении в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
На ФИГ. 2 представлен развернутый вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий рисунок протектора шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
На ФИГ. 3 представлен увеличенный вид центральной грунтозацепной канавки.
На ФИГ. 4 представлен вид в поперечном сечении, выполненном по линии IV-IV на ФИГ. 2.
На ФИГ. 5 представлен вид в поперечном сечении, выполненном по линии V-V на ФИГ. 2.
На ФИГ. 6 представлен вид, иллюстрирующий пример приподнятого нижнего участка первичной продольной канавки шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
На ФИГ. 7 представлен развернутый вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий измененный пример рисунка протектора шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
На ФИГ. 8 представлен вид рисунка протектора шины в соответствии с известным примером.
Описание вариантов осуществления
[0025]
Ниже подробно описана пневматическая шина в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения со ссылкой на приложенные рисунки.
Определение «поперечное направление шины» в настоящем изобретении относится к направлению центральной оси вращения пневматической шины. Определение «направление вдоль окружности» относится к направлению, в котором вращается вращающаяся поверхность протектора, причем поверхность вращения образуется в результате вращения шины 1 вокруг центральной оси вращения шины. Определение «радиальное направление шины» относится к направлению, проходящему радиально от центральной оси вращения шины. Определения «наружу в радиальном направлении шины» и «снаружи в радиальном направлении шины» относятся к направлению от центральной оси вращения шины по отношению к сравниваемому объекту. Определения «внутрь в радиальном направлении шины» и «внутри в радиальном направлении шины» относятся к направлению к центральной оси вращения шины по отношению к сравниваемому объекту. Определения «наружу в поперечном направлении шины» и «снаружи в поперечном направлении шины» относятся к направлению от экваториальной линии шины в поперечном направлении шины по отношению к сравниваемому объекту. Выражения «внутрь в поперечном направлении шины» и «внутри в поперечном направлении шины» относятся к направлению к экваториальной линии шины в поперечном направлении шины по отношению к сравниваемому объекту.
Определение «шина для высоконагруженных машин» в настоящем документе охватывает шины для машин 1-го типа (самосвал, скрепер), 2-го типа (грейдер), 3-го типа (погрузчик ковшового типа и т. п.), 4-го типа (пневмокаток) и подвижных кранов (автокран) согласно разделу D ежегодника ассоциации JATMA (Japan Automobile Tyre Manufacturers Association, Inc.) за 2014 год и шины для транспортных средств согласно разделу 4 и разделу 6 ежегодника ассоциации TRA (Tire and Rim Association, Inc.) за 2013 год. Пневматическая шина для высоконагруженных машин в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть установлена, например, на вышеуказанную строительную или промышленную машину. К примерам строительных или промышленных машин относятся самосвал, скрепер, грейдер, погрузчик ковшового типа, пневмокаток, автокран, а также уплотнитель, машина для перемещения грунта, погрузчик и бульдозер.
[0026]
На ФИГ. 1 представлен вид в поперечном сечении радиальной пневматической шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления (далее именуемая просто «шина») в плоскости, в которой лежит ось вращения шины. Как показано на ФИГ. 1, радиальное направление шины обозначено R, а поперечное направление шины - W.
Шина 1, показанная на ФИГ. 1, включает в себя участок 2 протектора, участки 3 боковой стенки и участки 4 борта шины. Каждый из участков 4 борта на противоположных сторонах в поперечном направлении шины содержит сердечник 5 борта. Между парой сердечников 5 борта уложен каркасный слой 6. Каркасный слой 6 загнут на обоих концевых участках у сердечников 5 борта в направлении изнутри наружу шины.
[0027]
На участке 2 протектора на наружной периферической стороне каркасного слоя 6 в радиальном направлении шины изнутри наружу последовательно расположены первый поперечный слой 7 брекера, второй поперечный брекерный слой 8 и третий поперечный брекерный слой 9. Первый поперечный брекерный слой 7 выполнен из двух брекеров 7a, 7b. Второй поперечный брекерный слой 8 выполнен из двух брекеров 8a, 8b. Третий поперечный брекерный слой 9 выполнен из двух брекеров 9a, 9b. Каждый брекер 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b содержит упрочняющие корды, расположенные под углом к направлению вдоль окружности шины. Угол наклона упрочняющих кордов относительно направления вдоль окружности шины предпочтительно находится в диапазоне от 18 градусов до 24 градусов.
[0028]
Конфигурацией первого поперечного брекерного слоя 7, приведенного на ФИГ. 1, предусмотрено расположение брекера 7a внутри в радиальном направлении шины, брекера 7b - снаружи брекера 7a в радиальном направлении шины. Ширина брекера 7a в поперечном направлении шины меньше ширины брекера 7b в поперечном направлении шины. Упрочняющие корды брекеров 7a и 7b наклонены в противоположных направлениях относительно направления вдоль окружности шины так, что направления упрочняющих кордов пересекаются.
[0029]
Конфигурацией второго поперечного брекерного слоя 8, приведенного на ФИГ. 1, предусмотрено расположение брекера 8a внутри в радиальном направлении шины, а брекера 8b - снаружи брекера 8a в радиальном направлении шины. Ширина брекера 8a в радиальном направлении шины больше ширины брекера 8b в поперечном направлении шины. Упрочняющие корды брекеров 8a и 8b наклонены в противоположных направлениях относительно направления вдоль окружности шины так, что направления упрочняющих кордов пересекаются.
[0030]
Конфигурацией третьего поперечного брекерного слоя 9, приведенного на ФИГ. 1, предусмотрено расположение брекера 9a внутри в радиальном направлении шины, а брекера 9b - снаружи брекера 9a в радиальном направлении шины. Ширина брекера 9a в поперечном направлении шины больше ширины брекера 9b в поперечном направлении шины. Упрочняющие корды брекеров 9a и 9b наклонены в противоположных направлениях относительно направления вдоль окружности шины так, что направления упрочняющих кордов пересекаются.
Конфигурация, содержащая брекеры 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b и приведенная на ФИГ. 1, является одним из возможных примеров. Значения ширины брекеров 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b не имеют каких-либо ограничений. На ФИГ. 1 показаны три поперечных брекерных слоя 7, 8, 9, однако в соответствии с некоторыми вариантами осуществления могут быть обеспечены только два поперечных брекерных слоя, и конфигурация брекеров не имеет каких-либо ограничений. Кроме того, на участках между брекерами 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b может быть обеспечен листовой амортизирующий материал (например, слой резины).
[0031]
Снаружи первого поперечного брекерного слоя 7, второго поперечного брекерного слоя 8 и третьего поперечного брекерного слоя 9 в радиальном направлении шины расположены один или множество слоев резины, составляющих участок 2 протектора. Отношение (tan δ) модуля потерь к динамическому модулю упругости резины наиболее удаленного в радиальном направлении шины участка 2 протектора при температуре 60°C предпочтительно находится в диапазоне от 0,04 до 0,2.
Такая конфигурация является лишь одним из возможных примеров шины 1, и может быть использована другая известная конфигурация.
[0032]
Рисунок протектора
На ФИГ. 2 представлен развернутый вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий рисунок протектора 2 шины 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Как показано на ФИГ. 2, направление вдоль окружности шины обозначено C, а поперечное направление шины - W.
На участке 2 протектора выполнен рисунок протектора, содержащий вторичную продольную канавку 10, пару первичных продольных канавок 11A, 11B, множество плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B и множество центральных грунтозацепных канавок 14. Следует отметить, что в соответствии с настоящим вариантом осуществления рисунок участка 2 протектора характеризуется центральной симметрией относительно точки пересечения любой центральной грунтозацепной канавки 14 и экваториальной линии CL шины.
[0033]
Множество центральных грунтозацепных канавок 14 располагаются с интервалами в направлении вдоль окружности шины. Центральные грунтозацепные канавки 14 пересекают экваториальную линию CL шины и проходят в зоне половины протектора с противоположных сторон от экваториальной линии CL шины в поперечном направлении шины до двух концов. Центральные грунтозацепные канавки 14 соединяют первичную продольную канавку 11A, расположенную в одной из зон половины протектора (в зоне половины протектора от экваториальной линии CL шины до одного из краев E1 протектора), и первичную продольную канавку 11B, расположенную в другой зоне половины протектора (в зоне половины протектора от экваториальной линии CL шины до другого края E2 протектора).
Следует отметить, что края E1, E2 (края контакта с грунтом) представляют собой точки пересечения продолжения линии наружной поверхности участка 2 протектора и продолжения линии наружной поверхности бокового участка 3. В соответствии с вариантами осуществления, в которых части, где соединяются участок 2 протектора и боковой участок 3, не скруглены, части, где соединяются наружные поверхности участка 2 протектора и бокового участка 3, соответствуют краям E1, E2 протектора, как показано на ФИГ. 1. Расстояние между краями E1, E2 протектора обозначается шириной T протектора.
[0034]
На ФИГ. 3 представлен увеличенный вид центральной грунтозацепной канавки 14. Как показано на ФИГ. 3, центральная грунтозацепная канавка 14 пересекает вторичную продольную канавку 10. В соответствии с настоящим вариантом осуществления концевой участок центральной грунтозацепной канавки 14 на стороне, ближайший к первичной продольной канавке 11A (первая сторона), обозначается как первый конец 14c, концевой участок, ближайший к первичной продольной канавке 11B (вторая сторона), обозначается как второй конец 14d, участок, где центральная грунтозацепная канавка 14 пересекает стенку вторичной продольной канавки 10 на первой стороне, обозначается как первый участок 14a пересечения, участок, где центральная грунтозацепная канавка 14 пересекает стенку вторичной продольной канавки 10 на второй стороне, обозначается как второй участок 14b пересечения, прямая линия, соединяющая центральную точку первого конца 14c в поперечном направлении канавки и центральную точку первого участка 14a пересечения в поперечном направлении канавки, обозначается как первая прямая линия 14e, прямая линия, соединяющая центральную точку второго конца 14d в поперечном направлении канавки и центральную точку второго участка 14b пересечения в поперечном направлении канавки, обозначается как вторая прямая линия 14f, а прямая линия, соединяющая центральную точку первого конца 14c в поперечном направлении канавки и центральную точку второго конца 14d в поперечном направлении канавки, обозначается как третья прямая линия 14g.
Угол наклона первой прямой линии 14e относительно направления вдоль окружности шины и угол наклона второй прямой линии 14f относительно направления вдоль окружности шины предпочтительно находятся в диапазоне от 55 до 75°. Другими словами, θ1 и θ2 предпочтительно находятся в диапазоне от 15 до 35°, где θ1 (0° ≤ θ1 ≤ 90°) - угол наклона первой прямой линии 14e относительно поперечного направления шины, а θ2 (0° ≤ θ2 ≤ 90°) - угол наклона второй прямой линии 14f относительно поперечного направления шины.
[0035]
Следует отметить, что положение первого конца 14c и положение второго конца 14d смещены относительно друг друга в направлении вдоль окружности шины, а центральная грунтозацепная канавка 14 наклонена относительно экваториальной линии CL шины. Направление, совпадающее с направлением вдоль окружности шины, в котором второй конец 14d расположен относительно первого конца 14c, обозначается как третья сторона, а направление, совпадающее с направлением вдоль окружности шины, в котором первый конец 14c расположен относительно второго конца 14d, обозначается как четвертая сторона. Как показано на ФИГ. 3, третья сторона представляет собой верхнюю сторону, а четвертая сторона - нижнюю. Первый участок 14a пересечения предпочтительно расположен на третьей стороне относительно третьей прямой линии 14g, а второй участок 14b пересечения предпочтительно расположен на четвертой стороне относительно третьей прямой линии 14g. Другими словами, предпочтительно соблюдаются неравенства θ1 > θ3 и θ2 > θ3, где θ3 (0°≤ θ3 ≤ 90°) - угол наклона третьей прямой линии относительно поперечного направления шины.
[0036]
Ширина центральной грунтозацепной канавки 14 меньше ширины плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B.
Центральная грунтозацепная канавка 14 предпочтительно образует тупой угол с первичной продольной канавкой 11A и первичной продольной канавкой 11B. Другими словами, угловые участки соединительных участков 11a, 11b продольного ряда центральных блоков 20, ограниченных центральной грунтозацепной канавкой 14 и парой первичных продольных канавок 11A, 11B, предпочтительно тупоугольные. Благодаря тому, что угол, образованный центральной грунтозацепной канавкой 14 и первичными продольными канавками 11A, 11B, является тупым, угловые участки центральных блоков 20 обладают достаточной жесткостью. В результате может быть уменьшена упругая деформация на угловых участках центральных блоков 20, и, таким образом, может быть уменьшен разогрев, вызываемый упругой деформацией.
[0037]
Центральная грунтозацепная канавка 14 содержит первый поворотный участок канавки, изгиб или искривление которого приходится на первый участок 14a пересечения, и второй поворотный участок канавки, изгиб или искривление которого приходится на второй участок 14b пересечения. Первый поворотный участок канавки расположен предпочтительно на первой стороне, причем изгиб или искривление выступает к третьей стороне. Второй поворотный участок канавки расположен предпочтительно на второй стороне, причем изгиб или искривление выступает к четвертой стороне. Первый поворотный участок канавки и второй поворотный участок канавки описаны ниже, причем первый поворотный участок канавки обозначен 14a - так же, как и первый участок пересечения, а второй поворотный участок канавки обозначен 14b - так же, как и второй участок пересечения.
[0038]
Благодаря такому расположению поворотных участков 14a, 14b канавки может быть увеличена жесткость центральных блоков 20.
Другими словами, когда центральные блоки 20 отрываются от дорожного покрытия с отдачей и когда центральные блоки 20 испытывают деформацию смятия, вызываемую силой сдвига, действующей в направлении вдоль окружности шины на центральные блоки 20 вследствие взаимодействия с дорожным покрытием, центральные блоки 20, находящиеся рядом в направлении вдоль окружности, блокируются на поворотных участках 14a, 14b центральных грунтозацепных канавок 14 и действуют совместно, развивая противодействующую силу. В результате может быть увеличена жесткость центральных блоков 20 протектора. Благодаря увеличению жесткости центральных блоков 20 протектора может быть предотвращено смятие центральных блоков 20. Таким образом, может быть уменьшен локальный износ центральных блоков 20 на противоположных сторонах в направлении вдоль окружности шины центральной грунтозацепной канавки 14.
[0039]
Плечевые грунтозацепные канавки 12A, 12B расположены в каждом из промежутков между центральными грунтозацепными канавками 14 в направлении вдоль окружности шины. Плечевая грунтозацепная канавка 12A в одной из зон половины протектора проходит наружу в поперечном направлении шины и в одном направлении C вращения шины (вверх, если смотреть на ФИГ. 2) и открывается к краю E1 протектора. Плечевая грунтозацепная канавка 12B в другой зоне половины протектора проходит наружу в поперечном направлении шины и в другом направлении C вращения шины (вниз, если смотреть на ФИГ. 2) и открывается к краю E2 протектора.
Положение в поперечном направлении шины внутренних концов плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B в поперечном направлении находится снаружи от положений в поперечном направлении шины концов центральной грунтозацепной канавки 14 в поперечном направлении шины.
Участки внутренних концов плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B в поперечном направлении шины шире первичных продольных канавок 11A, 11B.
[0040]
В зоне половины протектора на первой стороне (зона половины протектора между экваториальной линией CL шины и краем E1 протектора) первичная продольная канавка 11A проходит по всей окружности шины, тогда как поочередное соединение первого конца центральной грунтозацепной канавки 14 и внутреннего конца плечевой грунтозацепной канавки 12A в поперечном направлении шины выполнено с образованием волнообразного профиля.
В зоне половины протектора на второй стороне (зона половины протектора между экваториальной линией CL шины и краем E2 протектора) первичная продольная канавка 11B проходит по всей окружности шины, тогда как поочередное соединение второго конца центральной грунтозацепной канавки 14 и внутреннего конца плечевой грунтозацепной канавки 12B в поперечном направлении шины выполнено с образованием волнообразного профиля.
В настоящем документе под выражением «волнообразный профиль» применительно к первичным продольным канавкам 11A, 11B подразумевается синусоидальный характер изменения положения первичных продольных канавок 11A, 11B в поперечном направлении шины на своем протяжении в направлении вдоль окружности.
[0041]
Первичная продольная канавка 11A проходит по всей окружности шины по волнообразному профилю, причем соединительные участки (выпуклые участки 11a), где соединены первичная продольная канавка 11A и внутренний конец плечевой грунтозацепной канавки 12A в поперечном направлении шины, и соединительные участки (выпуклые участки 11b), где соединены первичная продольная канавка 11A и первый конец центральной грунтозацепной канавки 14, расположены поочередно в направлении вдоль окружности шины. Выпуклый участок 11a изогнут так, что первичная продольная канавка 11A выступает наружу в поперечном направлении шины. Выпуклый участок 11b изогнут так, что первичная продольная канавка 11A выступает внутрь в поперечном направлении шины.
[0042]
Первичная продольная канавка 11B проходит по всей окружности шины по волнообразному профилю, причем соединительные участки (выпуклые участки 11a), где соединены первичная продольная канавка 11B и внутренний конец плечевой грунтозацепной канавки 12B в поперечном направлении шины, и соединительные участки (выпуклые участки 11b), где соединены первичная продольная канавка 11B и второй конец центральной грунтозацепной канавки 14, расположены поочередно в направлении вдоль окружности шины. Выпуклый участок 11a изогнут так, что первичная продольная канавка 11B выступает наружу в поперечном направлении шины. Выпуклый участок 11b изогнут так, что первичная продольная канавка 11B выступает внутрь в поперечном направлении шины.
[0043]
Первичные продольные канавки 11A, 11B на выпуклых участках 11a, 11b могут иметь остроконечную форму или скругленную искривленную форму. Изогнутая форма представляет собой форму, характеризующуюся перегибом с заданным радиусом кривизны. Кроме того, участки первичных продольных канавок 11A, 11B, отличные от выпуклых участков 11a, 11b, могут иметь прямолинейную форму или искривленную форму. В соответствии с вариантами осуществления, в которых выпуклые участки 11a, 11b и участки, отличные от выпуклых участков 11a, 11b, имеют искривленную форму, искривленная форма может характеризоваться одним и тем же радиусом кривизны. Кроме того, один из двух выпуклых участков 11a, 11b, находящихся рядом в направлении вдоль окружности, может быть выпуклым участком с искривленным профилем, образованным соединенной прямолинейной канавкой и искривленной канавкой, а оставшийся может быть искривленным выпуклым участком.
[0044]
Ширина первичных продольных канавок 11A, 11B меньше ширины плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B. Ширина первичных продольных канавок 11A, 11B предпочтительно находится в диапазоне, например, от 7 мм до 20 мм.
[0045]
Положение выпуклого участка 11a первичной продольной канавки 11A в направлении вдоль окружности шины смещено относительно положения выпуклого участка 11a первичной продольной канавки 11B в направлении вдоль окружности шины. Другими словами, выпуклый участок 11a первичной продольной канавки 11A и выпуклый участок 11a первичной продольной канавки 11B чередуются в направлении вдоль окружности шины.
Аналогично, положение выпуклого участка 11b первичной продольной канавки 11A в направлении вдоль окружности шины смещено относительно положения выпуклого участка 11b первичной продольной канавки 11B в направлении вдоль окружности шины. Другими словами, положение выпуклого участка 11b первичной продольной канавки 11A в направлении вдоль окружности шины находится между положениями выпуклых участков 11b первичной продольной канавки 11B в направлении вдоль окружности шины. Соответственно, первичная продольная канавка 11A расположена с волнообразным профилем несинфазно с зигзагообразной первичной продольной канавкой 11B.
[0046]
В центральных блоках 20 предпочтительно выполнены угловые участки, соответствующие первичным продольным канавкам 11A, 11B. Эти угловые участки предпочтительно являются тупоугольными. Благодаря тому, что угловые участки центральных блоков 20 являются тупоугольными, на угловых участках центральных блоков 20 может быть достигнута достаточная жесткость. В результате может быть уменьшена упругая деформация угловых участков центральных блоков 20, и, таким образом, может быть уменьшен разогрев, вызываемый этой упругой деформацией. Кроме того, благодаря тупому углу изгиба на втором изогнутом участке 11b в угловом участке наружных блоков второго изогнутого участка 11b в поперечном направлении шины может быть достигнута достаточная жесткость. В результате может быть уменьшена упругая деформация угловых участков блоков, и, таким образом, может быть уменьшен разогрев, вызываемый этой упругой деформацией.
[0047]
Вторичная продольная канавка 10 проходит кольцеобразно в направлении вдоль окружности шины вдоль экваториальной линии CL шины. Ширина W1 вторичной продольной канавки предпочтительно находится в диапазоне от 7 мм до 60 мм. Если значение W1 меньше 7 мм, у слишком узкой вторичной продольной канавки 10 ухудшается способность передачи воздуха и из-за уменьшенной площади поверхности канавки уменьшается рассеивание тепла. Если значение W1 больше 60 мм, уменьшается жесткость центральных блоков 20, окруженных первичными продольными канавками 11A, 11B и центральными грунтозацепными канавками 14.
Предпочтительно соблюдается неравенство 1,0 ≤ W1/W2 ≤ 8,5, где W2 - максимальная ширина центральных грунтозацепных канавок 14. Если значение W1/W2 меньше 1,0, у слишком узкой вторичной продольной канавки 10 ухудшается способность передачи воздуха и из-за уменьшенной площади поверхности канавки уменьшается рассеивание тепла. Если значение W1/W2 больше 8,5, из-за слишком узких центральных грунтозацепных канавок 14 по сравнению с шириной центральной грунтозацепной канавки 14 ухудшается способность передачи воздуха между вторичной продольной канавкой 10 и центральными грунтозацепными канавками 14 и, следовательно, уменьшается рассеивание тепла. Ширина центральных грунтозацепных канавок 14 предпочтительно находится в диапазоне, например, от 7 мм до 20 мм.
[0048]
На ФИГ. 4 представлен вид в поперечном сечении вторичной продольной канавки 10. На ФИГ. 5 представлен вид в поперечном сечении центральной грунтозацепной канавки 14. Предпочтительно соблюдается неравенство 0,2 ≤ D2/D3 ≤ 1,0, где D2 - максимальная глубина вторичной продольной канавки 10, как показано на ФИГ. 4, а D3 - максимальная глубина центральной грунтозацепной канавки 14, как показано на ФИГ. 5. Если значение D2/D3 меньше 0,2, центральные грунтозацепные канавки 14 не могут обеспечить достаточные характеристики рассеивания тепла. Если значение D2/D3 больше 1,0, снижается жесткость центральных блоков 20. С точки зрения характеристик рассеивания тепла предпочтительно соблюдается неравенство D2 < D3. Если значение D2 меньше D3, часть воздуха, протекающая через центральные грунтозацепные канавки 14, протекает через вторичную продольную канавку 10. В результате могут быть улучшены характеристики рассеивания тепла, обеспечиваемые вторичной продольной канавкой 10.
[0049]
Предпочтительно соблюдается неравенство 0,30 ≤ W3/T < W4/T ≤ 0,60, где W3 - интервал в поперечном направлении шины между выпуклым участком 11b, соединяющим центральную грунтозацепную канавку 14 с первичной продольной канавкой 11A, и выпуклым участком 11b, соединяющим центральную грунтозацепную канавку 14 с первичной продольной канавкой 11B, W4 - интервал в поперечном направлении шины между выпуклым участком 11a, соединяющим плечевую грунтозацепную канавку 12A с первичной продольной канавкой 11A, и выпуклым участком 11a, соединяющим плечевую грунтозацепную канавку 12B с первичной продольной канавкой 11B, а T - ширина участка протектора в поперечном направлении шины. Определение «ширина T участка протектора» относится к длине отрезка между краями E1, E2 протектора вдоль наружной поверхности участка 2 протектора. Если значение W3/T меньше 0,30, плечевые грунтозацепные канавки 12A, 12B, ширина которых больше ширины центральной грунтозацепной канавки 14, будут длинными. В результате не может быть обеспечена достаточная площадь контакта участка 2 протектора с грунтом. Если значение W4/T больше 0,60, количество тепла, выделяемого в результате разогрева центральных блоков 20, будет больше количества рассеиваемого тепла.
[0050]
Предпочтительно соблюдается неравенство 0,05 ≤ W1/A ≤ 1,0, где A - латеральная изменчивость первичных продольных канавок 11A, 11B. В настоящем документе определение «латеральная изменчивость первичных продольных канавок 11A, 11B» относится к расстоянию в поперечном направлении шины между наиболее удаленной наружу в поперечном направлении шины точкой выпуклого участка 11a первичных продольных канавок 11A, 11B и наиболее удаленной внутрь в поперечном направлении шины точкой выпуклого участка 11b. Если значение W1/A меньше 0,05, жесткость центральных блоков 20 уменьшается и количество тепла, выделяемого при разогреве в результате упругой деформации центральных блоков 20, увеличивается. Если значение W1/A больше 1,0, увеличивается площадь первичных продольных канавок 11A, 11B. В результате не может быть обеспечена достаточная площадь контакта участка 2 протектора с грунтом.
[0051]
Кроме того, в первичных продольных канавках 11A, 11B предпочтительно выполнен приподнятый нижний участок 11c, который представляет собой участок с меньшей глубиной канавки.
На ФИГ. 6 представлен вид в поперечном сечении, иллюстрирующий пример первичной продольной канавки 11A, в которой выполнен приподнятый нижний участок 11c, причем показана зона между выпуклым участком 11a и выпуклым участком 11b. Следует отметить, что аналогичным образом в первичной продольной канавке 11B также может быть выполнен приподнятый нижний участок 11c. Как показано на ФИГ. 6, приподнятый нижний участок 11c выполнен между выпуклым участком 11a и выпуклым участком 11b. Как показано на ФИГ. 6, глубина первичных продольных канавок 11A, 11B достигает максимума на выпуклом участке 11a и выпуклом участке 11b. Глубина приподнятого нижнего участка 11c меньше глубины выпуклого участка 11a и выпуклого участка 11b. Глубина первичных продольных канавок 11A, 11B в самой глубокой части предпочтительно равна глубине плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B.
[0052]
Благодаря наличию приподнятого нижнего участка 11c в первичных продольных канавках 11A, 11B увеличивается жесткость плечевого блока 21A, окруженного плечевыми грунтозацепными канавками 12A и первичной продольной канавкой 11A, центральных блоков 20 и плечевого блока 21B, окруженного плечевыми грунтозацепными канавками 12B и первичной продольной канавкой 11A. В результате уменьшается степень деформации плечевого блока 21A, центральных блоков 20 и плечевых грунтозацепных канавок 12B, и, таким образом, может быть уменьшено количество тепла, выделяемого вследствие деформации.
Следует отметить, что на выпуклом участке 11a и выпуклом участке 11b также может быть выполнен приподнятый нижний участок 11c. Кроме того, наибольшая глубина первичных продольных канавок предпочтительно равна глубине плечевых грунтозацепных канавок 12.
Глубина приподнятого нижнего участка 11c может быть постоянной или же может варьироваться в некотором диапазоне, не достигая значений, которые больше максимальной глубины канавки. Например, в соответствии с одним вариантом осуществления глубина приподнятого нижнего участка 11c может уменьшаться ступенчато от самой глубокой части первичных продольных канавок 11A, 11B. В соответствии с другим вариантом осуществления глубина приподнятого нижнего участка 11c может уменьшаться от самой глубокой части плавно.
В соответствии с такими вариантами осуществления предпочтительно соблюдается неравенство D1/T < 0,05, где D1 - наименьшая глубина приподнятого нижнего участка 11c.
Если значение D1/T больше или равно 0,05, эффект уменьшения степени деформации, обеспечиваемый приподнятым нижним участком 11c, не может быть достигнут в достаточной степени. Значение D1/T предпочтительно больше 0,02 для обеспечения способности воздухопроницаемости первичных продольных канавок 11A, 11B.
[0053]
Таким образом, путем обеспечения кольцеобразного прохождения вторичной продольной канавки в направлении вдоль окружности вдоль экваториальной линии шины и задания угла наклона участка центральных грунтозацепных канавок 14 между первичными продольными канавками 11A, 11B и вторичной продольной канавкой 10 относительно направления вдоль окружности шины в диапазоне от 55° до 75° достигается улучшение потока воздуха от первичных продольных канавок до вторичной продольной канавки и от вторичной продольной канавки до центральных грунтозацепных канавок. В результате могут быть улучшены характеристики рассеивания тепла центральных блоков 20 и характеристики сопротивления разогреву.
[0054]
Следует отметить, что на ФИГ. 2 и 3 участок центральной грунтозацепной канавки 14 между первичными продольными канавками 11A, 11B и вторичной продольной канавкой 10 является прямолинейным, однако этот участок может быть изогнутым или искривленным. В соответствии с такими вариантами осуществления все участки центральной грунтозацепной канавки 14 между первичными продольными канавками 11A, 11B и вторичной продольной канавкой 10 предпочтительно характеризуются углом наклона, минимальное значение и максимальное значение которого находятся в диапазоне от 55° до 75°, для обеспечения надлежащего потока воздуха от вторичной продольной канавки до центральных грунтозацепных канавок.
[0055]
Измененный пример
ФИГ. 7 представляет собой развернутый вид в горизонтальной проекции, иллюстрирующий измененный пример рисунков протектора, показанных на ФИГ. 2. Как показано на ФИГ. 7, в зоне между двумя плечевыми грунтозацепными канавками 12A, находящимися рядом в направлении вдоль окружности, со стороны первичной продольной канавки 11A, ближайшей к краю E1 контакта с грунтом, выполнена закрытая канавка 17A. Концы закрытой канавки 17A удалены от первичной продольной канавки 11A и плечевых грунтозацепных канавок 12A и проходят в поперечном направлении шины.
Кроме того, в зоне между двумя плечевыми грунтозацепными канавками 12B, находящимися рядом в направлении вдоль окружности, со стороны первичной продольной канавки 11B, ближайшей к краю E2 контакта с грунтом, выполнена закрытая канавка 17B. Концы закрытой канавки 17B удалены от первичной продольной канавки 11B и плечевых грунтозацепных канавок 12B и проходят в поперечном направлении шины.
[0056]
Благодаря такому расположению закрытых канавок 17A, 17B может быть увеличена площадь поверхности плечевых блоков 21A, 20B. В результате могут быть улучшены характеристики рассеивания тепла и характеристики сопротивления разогреву.
[0057]
Рабочие примеры, известные примеры, сравнительные примеры
Для анализа эффектов шины в соответствии с настоящим вариантом осуществления изготовили экспериментальные шины с различными рисунками протектора и исследовали характеристики сопротивления разогреву каждой из них. Экспериментальные шины изготовили в размере 46/90R57. На барабане в закрытом помещении провели испытание экспериментальных шин, по условиям которого эти шины установили на диски размером 29,00-6,0 (в соответствии со стандартом ассоциации TRA), накачали до давления воздуха 700 кПа (давление воздуха, стандартизированное ассоциацией TRA) и нагрузили на 110% от стандартной максимальной нагрузки (63 000 кг). Начиная со значения скорости 5 км/ч, каждые 12 часов скорость увеличивали на 1 км/ч и измеряли время, прошедшее до момента отказа шины вследствие разогрева. Проанализировали характеристики сопротивления разогреву, которые выразили числовыми показателями, причем для времени работы известного примера было задано значение 100.
[0058]
Экспериментальные шины изготовили в соответствии с известным примером, сравнительными примерами 1 и 2 и рабочими примерами 1-29.
На ФИГ. 8 представлена схема рисунка протектора известного примера. Рисунок протектора, показанный на ФИГ. 8, содержит пару первичных продольных канавок 111A, 111B, плечевые грунтозацепные канавки 112A, 112B и центральные грунтозацепные канавки 114. Первичные продольные канавки 111A, 111B, плечевые грунтозацепные канавки 112A, 112B и центральные грунтозацепные канавки 114 имеют такую же конфигурацию, что и их эквиваленты - первичные продольные канавки 11A, 11B, плечевые грунтозацепные канавки 12A, 12B и центральные грунтозацепные канавки 14. Кроме того, ширина первичных продольных канавок 111A, 111B и плечевых грунтозацепных канавок 112A, 112B равна ширине плечевых грунтозацепных канавок 12A, 12B. На беговом участке, окруженном первичными продольными канавками 111A, 111B и центральными грунтозацепными канавками 114, не выполнена закрытая канавка.
В рабочем примере 1 использован рисунок протектора, приведенный на ФИГ. 2, за исключением того, что на центральных грунтозацепных канавках не выполнен поворотный участок канавки. В рабочем примере 2 использован рисунок протектора, приведенный на ФИГ. 2, за исключением того, что значение θ3 меньше значений θ1 и θ2, первый поворотный участок канавки выступает к четвертой стороне, а второй поворотный участок канавки выступает к третьей стороне. В рабочих примерах 3-30 и сравнительных примерах 1-3 использован рисунок протектора, приведенный на ФИГ. 2 или ФИГ. 7.
Конфигурация компонентов и результаты анализа характеристик сопротивления разогреву рисунка протектора приведены в таблицах 1 и 2.
[0059]
[Таблица 1]
[0060]
[Таблица 2]
[0061]
В результате сравнения известного примера и рабочего примера 1 видно, что характеристики сопротивления разогреву улучшаются при обеспечении вторичной продольной канавки. В результате сравнения известного примера, сравнительных примеров 1 и 2 и рабочих примеров 1-5 видно, что характеристики сопротивления разогреву дополнительно улучшаются при задании угла наклона центральных грунтозацепных канавок относительно направления вдоль окружности в диапазоне от 55° до 75°.
В результате сравнения сравнительного примера 2 и рабочих примеров 1-4 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при задании угла наклона центральных грунтозацепных канавок относительно направления вдоль окружности в диапазоне от 55° до 75°.
В результате сравнения рабочих примеров 4 и 6-9 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при задании ширины W1 вторичной продольной канавки в диапазоне от 7 мм до 60 мм. Кроме того, видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при задании отношения W1/W2 ширины W1 вторичной продольной канавки к ширине W2 центральных грунтозацепных канавок в диапазоне от 1,0 до 8,5.
В результате сравнения рабочих примеров 7 и 10 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при обеспечении приподнятого нижнего участка. Кроме того, в результате сравнения рабочих примеров 10-14 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при задании отношения D1/T наименьшей глубины D1 части приподнятого нижнего участка к ширине T протектора в диапазоне от 0,02 до 0,05.
В результате сравнения рабочих примеров 12 и 15-18 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при задании отношения D2/D3 максимальной глубины D2 вторичной продольной канавки к максимальной глубине D3 центральных грунтозацепных канавок в диапазоне от 0,2 до 1,0.
В результате сравнения рабочих примеров 16 и 19-22 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть улучшены при задании отношения W1/A ширины W1 вторичной продольной канавки к латеральной изменчивости A первичных продольных канавок 11A, 11B в диапазоне от 0,05 до 1,0.
В результате сравнения рабочих примеров 21 и 23-26 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть улучшены при задании отношения W3/T интервала W3 в поперечном направлении шины между выпуклым участком 11b первичной продольной канавки 11A и выпуклым участком 11b первичной продольной канавки 11B к ширине T проектора не менее 0,30 и отношения W4/T интервала W4 в поперечном направлении шины между выпуклым участком 11a первичной продольной канавки 11A и выпуклым участком 11a первичной продольной канавки 11B к ширине T проектора не более 0,60.
В результате сравнения рабочих примеров 25 и 27-30 видно, что характеристики сопротивления разогреву могут быть дополнительно улучшены при задании отношения (tan δ) модуля потерь к динамическому модулю упругости резины наиболее удаленного в радиальном направлении шины участка 2 протектора при температуре 60°C в диапазоне от 0,04 до 0,2.
Это можно считать наглядной демонстрацией эффекта настоящего варианта осуществления.
[0062]
Приведенная выше информация представляет собой подробное описание пневматической шины настоящего изобретения. Однако настоящее изобретение не ограничено приведенными выше вариантами осуществления и может быть улучшено или изменено различными способами, которые входят в объем настоящего изобретения.
Перечень позиционных обозначений
[0063]
1 Пневматическая шина
2 Участок протектора
3 Участок боковины
4 Участок борта
5 Сердечник борта
6 Каркасный слой
7 Первый поперечный брекер
8 Второй поперечный брекер
9 Третий поперечный брекер
10 Вторичная продольная канавка
11A, 11B Первичная продольная канавка
11a, 11b Выпуклый участок
11c Приподнятый нижний участок
12A, 12B Плечевая грунтозацепная канавка
14 Центральная грунтозацепная канавка
14a Первый участок пересечения (первый поворотный участок канавки)
14b Второй участок пересечения (второй поворотный участок канавки)
14c Первый конец
14d Второй конец
14e Первая прямая линия
14f Вторая прямая линия
14g Третья прямая линия
17A, 17B Закрытая канавка
E1, E2 Край протектора
Реферат
Изобретение относится к автомобильной промышленности. Рисунок протектора включает множество центральных грунтозацепных канавок (14), расположенных с интервалами в направлении вдоль окружности шины и пересекающих экваториальную линию шины; множество плечевых грунтозацепных канавок (12A, 12B), расположенных по направлению вдоль окружности шины в промежутках между множеством центральных грунтозацепных канавок в направлении вдоль окружности шины и проходящих наружу в поперечном направлении шины, причем внутренний конец в поперечном направлении шины расположен снаружи конца центральной грунтозацепной канавки в поперечном направлении шины; пару первичных продольных канавок (11A, 11B), проходящих по всей окружности пневматической шины по волнообразному профилю, причем концы центральных грунтозацепных канавок и внутренние концы множества плечевых грунтозацепных канавок в поперечном направлении шины поочередно соединены с парой первичных продольных канавок (11A, 11B); и вторичную продольную канавку (10), расположенную на экваториальной линии шины по всей окружности пневматической шины и пересекающую центральные грунтозацепные канавки. Технический результат - улучшение сопротивления разогреву на беговом участке в центральной зоне протектора. 15 з.п. ф-лы, 8 ил., 2 табл.
