Пневматическая шина - RU2504483C1

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, на протекторе которой имеется рисунок.

Уровень техники

Обычно рисунок протектора пневматической шины пассажирского автомобиля содержит множество основных канавок, проходящих в окружном направлении шины, и множество основных канавок, проходящих в направлении ширины шины. В такой пневматической шине поперечные канавки предназначены для улучшения ходовых качеств на мокром покрытии, в том числе для обеспечения эффективного отвода воды и улучшения управляемости и устойчивости на мокром дорожном покрытии. Увеличение доли площади канавок на беговой дорожке протектора и увеличение количества краевых компонентов протектора способствуют повышению эффективности отвода воды, а также улучшению управляемости и устойчивости на мокром покрытии. Тем не менее, жесткость протектора существенно варьируется в окружном направлении, что в большинстве случаев приводит к частичному износу. Кроме того, при наличии множества поперечных канавок уменьшается жесткость протектора, что чаще всего приводит к ухудшению управляемости и устойчивости на сухом покрытии.

С учетом вышесказанного, рассмотрена пневматическая шина с рисунком протектора, изображенным на фиг.7 (патентный документ 1). Применение данной пневматической шины позволяет усилить эффект противоскольжения как на заснеженном дорожном покрытии, так и на мокром дорожном покрытии. Как показано на фиг.7, на поверхности 100 протектора в центральной области 100А имеются три ребра 103. У всех первых поперечных канавок 104 имеется один конец, сообщающийся с главной канавкой 102, при этом все первые поперечные канавки 104 проходят по ширине шины и расположены на определенных интервалах друг от друга в окружном направлении Т. Одна или несколько щелевидных канавок 105, каждая из которых одним концом сообщается с первой поперечной канавкой 104, проходят в окружном направлении Т шины и разделяют ширину W₁ или W₂ ребра, фактически, на равные части, расположенные между соответствующими первыми поперечными канавками 104 на каждом ребре 103 проектора. Длина L₁ щелевидной канавки 105 по дуге окружности шины лежит в диапазоне 40-60% от расстояния L₂ между соседними первыми поперечными канавками 104. В каждой плечевой зоне 100В и 101В между дополнительной канавкой 106, проходящей в окружном направлении Т шины, и главной канавкой 102, расположенной с внешней стороны, имеется ребро 107.

Перечень ссылок

Патентная литература

PTL 1: выложенная японская патентная заявка №2006-224770.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

Применение вышеописанной пневматической шины не позволяет в полной мере улучшить ходовые качества на мокром покрытии, а именно не только обеспечить эффективный отвод воды, улучшить управляемость и устойчивость на мокром покрытии, но и улучшить сопротивление частичному износу. Тем не менее применение вышеописанной пневматической шины позволяет усилить эффект противоскольжения на мокром дорожном покрытии и на заснеженном дорожном покрытии.

Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставление рисунка протектора, позволяющего обеспечить оптимальные ходовые качества на мокром покрытии и улучшить сопротивление частичному износу пневматической шины, имеющей рисунок протектора, отличающийся от известного уровня техники.

Решение задачи

Один аспект изобретения состоит в том, что предложена пневматическая шина, на протекторе которой имеется рисунок.

Протектор пневматической шины содержит следующее:

две кольцевые канавки, непрерывно проходящие в окружном направлении шины;

множество косых поперечных канавок, расположенных друг за другом в окружном направлении шины, у каждой из которых имеется открытый конец и оконечность, причем своим открытым концом канавка сообщается с одной из кольцевых канавок на участке беговой дорожки, заключенном между кольцевыми канавками и непрерывно проходящем в окружном направлении шины, а противоположная оконечность канавки прерывается на участке беговой дорожки, при этом каждая косая поперечная канавка расположена под углом к направлению ширины шины и проходит от своего открытого конца в первом направлении вдоль окружной линии шины; и

узкие канавки или щелевидные канавки, проходящие во втором направлении, противоположном первому направлению, у каждой из которых имеется начальная часть и закрытый конец на участке беговой дорожки, причем указанные канавки имеют меньшую ширину по сравнению с шириной любой косой поперечной канавки в месте ее начальной части, расположенной посередине соответствующей косой поперечной канавки.

Между открытым концом и оконечностью у каждой косой поперечной канавки имеется изогнутая или искривленная часть и прямая часть. Прямая часть канавки проходит, фактически, параллельно окружному направлению шины.

Закрытый конец каждой узкой канавки или щелевидной канавки, сообщающейся с соответствующей косой поперечной канавкой, сдвинут во втором направлении вдоль окружной линии шины относительно оконечности косой поперечной канавки, следующей за ближайшей косой поперечной канавкой во втором направлении.

Технический результат изобретения

Применение пневматической шины с рисунком протектора вышеописанной конфигурации позволяет улучшить не только ходовые качества на мокром покрытии, но и сопротивление частичному износу.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает чертеж, поясняющий рисунок протектора, используемый в пневматической шине в качестве варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2А и 2В показывают чертежи, поясняющие основной участок рисунка протектора, изображенного на фиг.1.

Фиг.3А и 3В показывают чертежи, поясняющие расположение косых поперечных канавок, закрытых канавок и участков беговой дорожки в варианте осуществления изобретения.

Фиг.4 показывает чертеж рисунка протектора, предоставленного в качестве другого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 показывает чертеж рисунка протектора, предоставленного в качестве примера для сравнения с настоящим изобретением.

Фиг.6 показывает чертеж рисунка протектора, предоставленного в качестве примера известного уровня техники.

Фиг.7 показывает чертеж, поясняющий пример рисунка протектора известного уровня техники.

Осуществление изобретения

Ниже приведено описание пневматической шины настоящего изобретения. Пневматическая шина (здесь и далее называемая «шина»), являющаяся вариантом осуществления изобретения, представляет собой шину для пассажирского автомобиля. Шина для пассажирского автомобиля является шиной, указанной в главе А ежегодника JATMA (стандарты японской ассоциации производителей автомобильных шин, издание за 2009 год), шиной, указанной в разделе 1 ежегодника TRA (стандарты американской ассоциации производителей шин и ободьев), и шиной, указанной в главе «Passenger Car Tyres» (шины для пассажирских автомобилей) руководства ETRTO (стандарты европейской технической организации по шинам и ободам).

Как показано на фиг.1, рисунок 10 протектора выполнен на участке протектора шины в рамках варианта осуществления изобретения. Для простоты восприятия на фиг.1 приведено двухмерное изображение рисунка 10 проектора.

В основе конструкции и в качестве резинового элемента шины в рамках настоящего изобретения может применяться известная конструкция с резиновым элементом или новые конструкции без особых ограничений.

Согласно нижеприведенному описанию, окружное направление шины соответствует направлению, в котором перемещается участок протектора при вращении шины вокруг оси вращения шины, а направление ширины шины соответствует направлению, которое параллельно оси вращения шины. На фиг.1 окружное направление шины обозначено как «Направление X» (X₁ - направление вверх, Х₂ - направление вниз), а направление ширины обозначено как «Направление Y» (направление влево и направление вправо).

Как показано на фиг.1, рисунок 10 протектора содержит три кольцевые канавки 12 (12с, 12l и 12r), множество косых поперечных канавок 16 (16l, 16r), множество щелевидных канавок 18 (18l, 18r), множество плечевых поперечных канавок 22 и множество плечевых щелевидных канавок 24. Здесь и далее номера позиций на чертежах могут содержать следующие буквенные символы: «с» - «central» (центральный), «l» - «left» (левый), «r» - «right» (правый). - Примеч. пер. Плечевые поперечные канавки 22 и плечевые щелевидные канавки 24 находятся на плечевой зоне шины. Плечевые зоны соответствуют областям, находящимся на обеих сторонах шины за одной из трех кольцевых канавок, максимально удаленной в направлении ширины шины от ее центральной линии CL (от англ. «central line»).

Кольцевые канавки 12 представлены кольцевой канавкой 12с, кольцевой канавкой 12l и кольцевой канавкой 12r, каждая из которых непрерывно проходит в окружном направлении шины. Согласно японскому промышленному стандарту JIS D4230, на донной части соответствующих кольцевых канавок 12с, 12l и 12r находятся индикаторы износа проектора. Ширина соответствующих кольцевых канавок варьируется, например, в диапазоне 5-15 мм, а глубина канавок варьируется, например, в диапазоне 4-8 мм.

Рисунок 10 протектора содержит кольцевую канавку 12с, расположенную на центральной линии CL шины, а также две кольцевые канавки 12l и 12r, расположенные напротив друг друга на равных расстояниях от кольцевой канавки 12с. На фиг.1 кольцевая канавка 12l находится на половине участка протектора, расположенной слева от центральной линии CL шины, а кольцевая канавка 12r находится на половине участка протектора, расположенной справа от центральной линии CL шины.

Несмотря на то, что рисунок протектора, изображенный на фиг.1, содержит три кольцевые канавки, кольцевых канавок на рисунке может быть четыре или пять. Например, при наличии четырех кольцевых канавок по две канавки проходят с обеих сторон от центральной линии CL шины, и косые поперечные канавки (описанные ниже) могут находиться на участке беговой дорожки между двумя кольцевыми канавками с обеих сторон. Кольцевые канавки 12l и 12r необязательно должны располагаться симметрично относительно центральной линии CL шины, они могут располагаться ассиметрично.

В рисунке 10 протектора между кольцевой канавкой 12с, лежащей на центральной линии CL шины, и двумя кольцевыми канавками 12l и 12r сформированы два участка 14l и 14r беговой дорожки, непрерывно проходящие в окружном направлении шины. Другими словами, одна из двух кольцевых канавок, обособляющих каждый из двух участков 14l и 14r беговой дорожки, является кольцевой канавкой 12с, лежащей на центральной линии CL шины. На двух участках 14l и 14r беговой дорожки располагаются косые поперечные канавки 16l и 16r.

На фиг.2А показан чертеж, поясняющий расположение косых поперечных канавок 16r, а на фиг.2В показан чертеж, поясняющий расположение косых поперечных канавок 16l.

Открытый конец 16а каждой косой поперечной канавки 16l и 16r находится с боковой стороны кольцевой канавки 12r или 12l, удаленной от центральной линии CL, если рассматривать пару кольцевых канавок 12l и 12с или 12r и 12с.

В изобретении открытый конец каждой косой поперечной канавки 16l и 16r может сообщаться с кольцевой канавкой 12с, находящейся ближе к центральной линии CL, если рассматривать пару кольцевых канавок. Однако из соображений обеспечения оптимального сопротивления частичному износу открытый конец 16а каждой косой поперечной канавки 16l и 16r, предпочтительно, сообщается с кольцевой канавкой, наиболее удаленной от центральной линии CL

Несмотря на то, что в варианте осуществления изобретения предпочтительно, чтобы ни одна из поперечных канавок не сообщалась с кольцевой канавкой 12, находящейся ближе к центральной линии CL, щелевидные канавки, например, могут сообщаться с этой канавкой.

Как показано на фиг.2А и 2В, у каждой косой поперечной канавки 16l и 16r имеются открытый конец 16а, сообщающийся с кольцевой канавкой 12l или 12r, и противоположная ему оконечность 16b, прерывающаяся на участке 14l или 14r беговой дорожки, при этом каждая косая поперечная канавка расположена под углом к направлению ширины шины и проходит от открытого конца 16а в первом направлении вдоль окружной линии шины. В данном случае первое направление косых поперечных канавок 16r соответствует направлению Х₂ (направление вниз). Первое направление косых поперечных канавок 16l соответствует направлению Х₁ (направление вверх). В этом отношении проходящие от открытых концов косые поперечные канавки 16l и 16r на рисунке 10 протектора располагаются под углом в разных направлениях.

Между открытым концом 16а и оконечностью 16b у каждой косой поперечной канавки 16l и 16r имеется изогнутая часть 16с и прямая часть 16d, проходящая, фактически, параллельно окружному направлению шины. Оконечность 16b относится к прямой части 16d. Вместо изогнутой части 16с может использоваться частично искривленная часть. Под фактической параллельностью прямой части 16d окружному направлению шины подразумевается, что угол между прямой частью 16d и окружным направлением шины лежит в диапазоне 0-5 градусов. Глубина косых поперечных канавок 16l и 16r, например, лежит в диапазоне 30-80% от глубины кольцевых канавок 12l и 12r, а ширина канавок, например, - в диапазоне от 1,5 до 5 мм. Глубина и ширина косых поперечных канавок 16l и 16r увеличиваются при движении от окончаний 16b в сторону открытых концов 16а. Значения глубины и ширины канавок лежат в вышеуказанных числовых пределах.

На участках 14l и 14r беговой дорожки от косых поперечных канавок 16l и 16r отходят щелевидные канавки 18l и 18r. Щелевидные канавки 18l и 18r имеют меньшую ширину по сравнению с шириной косых поперечных канавок. Начальная часть 18а каждой щелевидной канавки 18l и 18r находится посередине косой поперечной канавки 16l или 16r, закрытый конец 18b каждой щелевидной канавки 18l и 18r прерывается на участке 14l или 14r беговой дорожки, при этом щелевидные канавки 18l и 18r проходят во втором направлении, противоположном первому направлению. Прямая линия, соединяющая начальный конец 18а и закрытый конец 18b каждой щелевидной канавки 18l и 18r, расположена под углом, лежащим в диапазоне 10-80 градусов, к окружному направлению шины. Как описано выше, первое направление для косых поперечных канавок 16l и первое направление для косых поперечных канавок 16r не совпадают, и, соответственно, второе направление, в котором проходят щелевидные канавки 18l, и второе направление, в котором проходят щелевидные канавки 18r, также не совпадают. Второе направление для щелевидных канавок 18r соответствует направлению X₁ (направление вверх), а второе направление для щелевидных канавок 181 соответствует направлению Х₂ (направление вниз). В этом отношении расположение косых поперечных канавок 16l и 16r и щелевидных канавок 18l и 18r на участках беговой дорожки характеризуется центральной симметрией.

Ширина щелевидных канавок 18l и 18r лежит в диапазоне 0,1-2 мм, однако вместо щелевидных канавок 18l и 18r могут применяться узкие канавки с шириной, лежащей в диапазоне 2-3 мм.

Ниже приведено подробное описание щелевидных канавок 18l и 18r. Закрытый конец 18b каждой щелевидной канавки 18l и 18r сдвинут во втором направлении относительно оконечности 16b' (см. фиг.2А и 2В) косой поперечной канавки 16l' или 16r', следующей за косой поперечной канавкой 16l или 16r во втором направлении. Как показано на фиг.2А, закрытый конец 18b щелевидной канавки 18r сдвинут в направлении относительно оконечности 16b' косой поперечной канавки 16r', следующей за косой поперечной канавкой 16r. Как показано на фиг.2В, закрытый конец 18b щелевидной канавки 18l сдвинут в направлении Х₂ относительно оконечности 16b' косой поперечной канавки 16l', следующей за косой поперечной канавкой 16l. Другими словами, при рассмотрении косых поперечных канавок 16l' и 16r', а также щелевидных канавок 18l и 18r в направлении ширины шины, то есть в поперечном направлении на фиг.2А и 2В, косые поперечные канавки 16l' и 16r' и щелевидные канавки 18l и 18r перекрываются по линии окружного направления шины. Такое расположение обеспечивает улучшение не только ходовых качеств на мокром покрытии, но и сопротивления частичному износу. Данный аспект рассмотрен ниже.

Кроме того, на участках 14l и 14r беговой дорожки имеются неглубокие канавки 20, глубина которых меньше глубины щелевидных канавок 18l и 18r. Предпочтительное положение каждой неглубокой канавки 20 соответствует области участка 14 беговой дорожки между положением закрытого конца 18b щелевидной канавки 18l или 18r по линии окружного направления шины и положением оконечности 16b косой поперечной канавки по линии окружного направления шины, а также между положением начальной части 18а щелевидной канавки 18, отходящей от косой поперечной канавки, по линии направления ширины шины и положением кольцевой канавки 12с (кольцевая канавка, проходящая по центральной линии шины), не сообщающейся с косыми поперечными канавками 16, по линии направления ширины шины. Такая конфигурация позволяет уменьшить износ протектора в начальный период эксплуатации. Износ в начальный период эксплуатации оказывает значительное влияние на износостойкость при дальнейшей и длительной эксплуатации, и, таким образом, имеется возможность улучшить сопротивление частичному износу путем уменьшения начального износа. Неглубокие канавки 20 не сообщаются с кольцевыми канавками 12l, 12r и 12с, косыми поперечными канавками 16l или 16r, и щелевидными канавками 18l или 18r.

При рассмотрении протектора со стороны центральной линии CL шины на внешних сторонах кольцевых канавок 12l и 12r (стороны, удаленные от центральной линии CL шины) на плечевых зонах протектора расположены множество плечевых поперечных канавок 22 и множество плечевых узких канавок 24, проходящих в направлении ширины шины.

Плечевые поперечные канавки 22 расположены по окружности шины и открыты на краях контакта на плечевых зонах. Края контакта находятся на линиях Е контакта, показанных на фиг.1. Линии Е контакта соответствуют положениям краев плечевых зон после монтажа шины на типовом ободе и при контакте шины с плоской поверхностью в условиях нормального давления внутри шины и нормальной нагрузки.

Понятие «типовой обод» соответствует понятию «standard rim» (типовой обод), регламентируемому стандартами JATMA, понятию «Design Rim» (проектный обод), регламентируемому стандартами TRA, и понятию «Measuring Rim» (мерный обод), регламентируемому стандартами ETRTO. Нормальное внутреннее давление соответствует величине «maximum air pressure» (максимальное давление воздуха), регламентируемой стандартами JATMA, максимальному значению величин «tire load limits at various cold inflation pressures» (пределы нагрузки на шину при различных значениях давления накачивания в холодное время), регламентируемых стандартами TRA, и величине inflation pressure» (давление накачивания), регламентируемой стандартами ETRTO. Нормальная нагрузка соответствует величине «maximum load capacity» (максимальная нагрузочная способность), регламентируемой стандартами JATMA, максимальному значению величины «tire load limits at various cold inflation pressures» (пределы нагрузки на шину при различных значениях давления накачивания в холодное время), регламентируемой стандартами TRA, и величине «load capacity» (нагрузочная способность), регламентируемой стандартами ETRTO. Однако при рассмотрении шины для пассажирского автомобиля нормальное внутреннее давление составляет 180 кПа, а нормальная нагрузка составляет 80% от максимальной нагрузочной способности.

Между каждыми двумя соседними плечевыми поперечными канавками 22, следующими в окружном направлении шины, расположена плечевая узкая канавка 24.

Ни одна плечевая поперечная канавка 22 не сообщается с кольцевыми канавками 12l или 12r, все плечевые узкие канавки 24 сообщаются с кольцевыми канавками 12l или 12r. Другими словами, у каждой кольцевой канавки 12l и 12r имеются плечевые открытые концы плечевых узких канавок 24, расположенные после открытых концов 16а косых поперечных канавок 16l или 16r. Ввиду того, что плечевые поперечные канавки 22 не сообщаются с кольцевыми канавками 12l или 12r, может быть уменьшен шум, возникающий вследствие водоотвода, обусловленного рисунком протектора, без ослабления эффекта отвода воды. Более того, увеличение жесткости блоков на плечевых зонах позволяет улучшить управляемость и устойчивость на сухом дорожном покрытии. Кроме того, применение плечевых узких канавок 24 может улучшить сопротивление частичному износу.

Ширина плечевых узких канавок 24 лежит в диапазоне 2-3 мм, однако вместо плечевых узких канавок 24 могут применяться плечевые щелевидные канавки с шириной, лежащей в диапазоне 0,1-2 мм.

Наличие искривленных косых поперечных канавок 16l и 16r на участках 14l и 14r беговой дорожки в рисунке 10 проектора позволяет увеличить объем канавки и, таким образом, улучшить водоотвод. Кроме того, наличие открытых концов 16а, сообщающихся с кольцевыми канавками 12 и 12r, обеспечивает дальнейшее улучшение водоотвода. Более того, наличие оконечностей 16b у косых поперечных канавок 16l и 16r, прерывающихся на участках 14l и 14r, позволяет увеличить жесткость блоков, а также улучшить управляемость и устойчивость на сухом дорожном покрытии. Ввиду того, что косые поперечные канавки 16l и 16r расположены под углом к линии направления шины и линии окружного направления шины, снижается упругость при движении участков 14l и 14r беговой дорожки при рассмотрении участков 14l и 14r беговой дорожки в качестве блоков. В результате, уменьшаются частичный износ и шум, возникающий вследствие высокочастотных (несколько килогерц) вибраций блоков рисунка протектора.

Как описано выше, закрытый конец 18b каждой щелевидной канавки 18l и 18r сдвинут во втором направлении относительно оконечности 16b' каждой косой поперечной канавки 16l' и 16r', следующей за ближайшей косой поперечной канавкой 16l и 16r во втором направлении. Такое расположение закрытых концов 18b и оконечностей 16b' позволяет улучшить не только ходовые качества на мокром покрытии, но и сопротивление частичному износу.

На фиг.3А показан чертеж, поясняющий основной участок рисунка 10 протектора. Неглубокие канавки 20 на фиг.3А не изображены.

Как показано на фиг.3А, при разделении участка беговой дорожки между косыми поперечными канавками на области S₂ и S₃ вдоль окружного направления шины косая поперечная канавка 16 и щелевидная канавка 18 перекрываются по линии окружного направления шины, что позволяет удерживать жесткость блоков и сопротивляемость смещению области S₂ в направлении ширины шины в желаемых пределах, а также уменьшить колебания жесткости блоков в направлении ширины шины от области S₁ к области S₃.

Однако, если косая поперечная канавка 16 и щелевидная канавка 18 не перекрываются по линии окружного направления шины, как показано на фиг.3В, жесткость блоков в области S₅ может быть высокой, а жесткость блоков в направлении ширины шины может существенно колебаться от области S₄ к области S₆. В этом случае область со значительным колебанием жесткости блоков подвержена большему частичному износу.

Беговая дорожка протектора шины быстро изнашивается в центральной области, через которую проходит центральная линия CL шины. Отсутствие на рисунке 10 протектора открытых концов 16а косых поперечных канавок 16l и 16r, сообщающихся с кольцевой канавкой 12с, позволяет предотвратить уменьшение жесткости областей участков 14l и 14r беговой дорожки, расположенных рядом с кольцевой канавкой 12с (область R₁ на фиг.3А), и, таким образом, позволяет уменьшить частичный износ (износ центральной области).

Кроме того, наличие у косой поперечной канавки 16 прямой части 16d, параллельной линии окружного направления, рядом с оконечностью 16b позволяет не только уменьшить элементы косой поперечной канавки 16, проходящие в направлении ширины шины, но и, таким образом, улучшить качество прямого хода шины и ходовые качества на мокром покрытии. Качество прямого хода характеризует устойчивость, позволяющую двигающемуся транспортному средству перемещаться строго по прямой даже при возникновении незначительной вибрации и т.п. при отсутствии у шины угла увода.

Увеличение глубины косых поперечных канавок 16l и 16r при движении от окончаний 16b в сторону открытых концов 16а с точки зрения эффективности водоотвода позволяет обеспечить перемещение требуемого количества отводимой воды, постепенно вытекающей из участков 14l и 14r беговой дорожки. Кроме того, оконечность 16b (область R₁ на фиг.3А) каждой косой поперечной канавки 16l и 16r располагается в непосредственной близости к кольцевой канавке 12с. Малая глубина каждой косой поперечной канавки 16l и 16r в этой части позволяет увеличить жесткость блоков в направлении ширины шины вблизи кольцевой канавки 12с на каждом участке 14l и 14r беговой дорожки.

Кроме того, на соответствующих участках 14l и 14r беговой дорожки имеется множество неглубоких канавок 20, не перекрывающих друг друга при рассмотрении в направлении ширины шины. Такое расположение неглубоких канавок 20 позволяет обеспечить высокую жесткость блоков в окрестности (область R₁ на фиг.3А) кольцевой канавки 12с на каждом участке 14l и 14r беговой дорожки, а также плавное изменение жесткости в направлении каждого из двух участков 14l и 14r беговой дорожки, что способствует уменьшению частичного износа.

В рисунке 10 протектора предпочтительная длина L₁ (см. фиг.3А) прямой части 16d каждой косой поперечной канавки 16l и 16r лежит в диапазоне 3-75% от длины L₂ (см. фиг.3А) косой поперечной канавки 16l или 16r в окружном направлении шины. При значении отношения длины L₁ к длине L₂ менее 3% снижается эффект улучшения ходовых качеств при прямом ходе. При значении отношения длины L₁ к длине L₂ более 75% ухудшается эффект водоотвода.

Предпочтительное расстояние (предпочтительная ширина) W₁ между оконечностью 16b и открытым концом 16а каждой косой поперечной канавки 16l или 16r лежит в диапазоне 50-90% от ширины W₂ участка 14l или 14r беговой дорожки. При значении отношения ширины W₁ к ширине W₂ менее 50% становится недостаточно объема канавки, и снижается эффект улучшения ходовых качеств на мокром покрытии и водоотвода. При превышении данным отношением значения 90% уменьшается эффект улучшения управляемости и устойчивости на сухом дорожном покрытии.

Предпочтительное расстояние (предпочтительная ширина) W₂ между начальной частью 18а каждой щелевидной канавки 18l или 18r и открытым концом 16а каждой косой поперечной канавки 16l или 16r в направлении ширины шины лежит в диапазоне 5-40% от ширины W₂ участка 14l или 14r беговой дорожки. При значении отношения ширины W₃ к ширине W₂ менее 5% уменьшается отрезок участка, заключенного между соответствующей кольцевой канавкой 12l или 12r и соответствующей щелевидной канавкой 18l или 18r, снижается жесткость блоков данного участка, что увеличивает темп износа, а данный участок подвергается наиболее сильному частичному износу. При значении отношения ширины W₃ к ширине W₂ более 40% уменьшается жесткость блоков участка, заключенного между кольцевой канавкой 12с и соответствующей щелевидной канавкой 18l или 18r, снижается жесткость блоков данного участка, что увеличивает темп износа, а данный участок подвергается наиболее сильному частичному износу. Более предпочтительное значение отношения ширины W₃ к ширине W₂ лежит в диапазоне от 15 до 30%.

Предпочтительное расстояние (предпочтительная ширина) W₄ между закрытым концом 18b каждой щелевидной канавки 18l или 18r и открытым концом 16а каждой косой поперечной канавки 16l или 16r в направлении ширины шины лежит в диапазоне 20-60% от ширины W₂ участка 14l и 14r беговой дорожки. При значении отношения ширины W₄ к ширине W₂ менее 20% уменьшается отрезок участка, заключенный между соответствующей кольцевой канавкой 12l или 12r и соответствующей щелевидной канавкой 18l или 18r, снижается жесткость блоков данного участка, что увеличивает темп износа, а данный участок подвергается наиболее сильному частичному износу. При значении отношения ширины W₄ к ширине W₂ более 60% уменьшается жесткость блоков участка, заключенного между кольцевой канавкой 12с и соответствующей щелевидной канавкой 18l или 18r, снижается жесткость блоков данного участка, что увеличивает темп износа, а данный участок подвергается наиболее сильному частичному износу. Более предпочтительное значение отношения ширины W₄ к ширине W₂ лежит в диапазоне 30-50%.

Предпочтительная глубина начальной части 18а каждой щелевидной канавки 18l и 18r лежит в диапазоне 50-100% от глубины косой поперечной канавки 16l или 16r. Если глубина каждой щелевидной канавки 18l или 18r превышает глубину косой поперечной канавки 16l или 16r, уменьшается жесткость блоков участка, заключенного между соответствующей щелевидной канавкой 18l или 18r и соответствующей кольцевой канавкой 12l или 12r, что увеличиваем темп износа, а данный участок подвергается наиболее сильному частичному износу. С другой стороны, если глубина каждой щелевидной канавки 18l или 18r на 50% меньше глубины каждой косой поперечной канавки 16l или 16r, ухудшаются ходовые качества на мокром покрытии и эффективность водоотвода.

Предпочтительное расстояние между одним концом каждой неглубокой канавки 20 и закрытым концом ближайшей щелевидной канавки 18l или 18r в направлении ширины шины составляет не более 2 мм. Предпочтительное расстояние между вторым концом каждой неглубокой канавки 20 и закрытым концом ближайшей косой поперечной канавки 16l или 16r в направлении ширины шины составляет не более 2 мм.

Предпочтительная глубина каждой неглубокой канавки 20 лежит в диапазоне 2-10% от глубины кольцевой канавки 12l или 12r. Расположение неглубоких канавок 20 на участках 14l и 14r беговой дорожки с высокой жесткостью блоков позволяет улучшить сопротивление частичному износу. Вследствие небольшой глубины неглубокие канавки 20 исчезают при частичном износе и перестают действовать. Тем не менее, неглубокие канавки 20 препятствуют колебаниям жесткости блоков на участках 14l и 14r беговой дорожки в окружном направлении шины на начальной стадии износа, что способствует значительному улучшению сопротивления частичному износу.

Предпочтительная ширина каждой неглубокой канавки 20 лежит в диапазоне 0,2-2 мм. При значении ширины менее 0,2 мм не достигается значительное улучшение сопротивления частичному износу. При значении ширины более 2 мм соответствующие участки подвержены существенным колебаниям жесткости блоков в окружном направлении шины и значительному частичному износу. Более предпочтительная ширина каждой неглубокой канавки 20 лежит в диапазоне 0,5-1 мм.

Плечевой открытый конец плечевой щелевидной канавки 24, предпочтительно, удален от открытого конца 16а косой поперечной канавки 16l или 16r в окружном направлении шины на расстояние не менее 10% и не более 90% от расстояния между открытыми концами 16а косых поперечных канавок 16l или 16r, следующих друг за другом в окружном направлении шины. При выходе значения данного расстояния за пределы диапазона 10-90% от расстояния между открытыми концами 16а жесткость блоков плечевых участков беговой дорожки в направлении ширины шины с внешних сторон соответствующих кольцевых канавок 16l и 16r не может меняться в окружном направлении шины в соответствии с колебаниями жесткости блоков участков 14l и 14r беговой дорожки. При этом может увеличиться уровень звукового давления шума, производимого рисунком протектора.

Плечевые поперечные канавки 22 не сообщаются с кольцевыми канавками 12l и 12r. Это позволяет уменьшить шум, производимый рисунком протектора, а также улучшить управляемость и устойчивость на сухом дорожном покрытии и сохранить эффективность водоотвода.

Наличие кольцевой канавки 12с, расположенной на центральной линии и имеющей максимальную длину контакта рисунка 10 протектора, позволяет эффективно отводить воду при контакте шины с мокрой дорогой, покрытой водяной пленкой, и, таким образом, улучшить ходовые качества на мокром покрытии.

Рисунок 10 проектора содержит три кольцевые канавки, которые позволяют улучшить водоотвод при контакте шины с мокрым дорожным покрытием.

Примеры, сравнительные примеры, примеры известного уровня техники

Для анализа эффекта данного рисунка 10 протектора были изготовлены экспериментальные образцы шин. Экспериментальные образцы шин имели следующие размеры: 196/65R15 91Н. Все рисунки протектора, с 1-го по 31-й, изготовленные в качестве примеров, сравнительных примеров 1 и 2, а также примеров известного уровня техники, содержали три кольцевые канавки. Экспериментальный образец шины был смонтирован на ободе 15-6JJ, установленном на пассажирском автомобиле с объемом цилиндров двигателя 1,8 литров при внутреннем давлении воздуха в шине 210 кПа и наличии в транспортном средстве двух пассажиров. Производилось исследование характеристик шины в отношении следующих характеристик: ходовые качества на мокром покрытии, сопротивление частичному износу, управляемость и устойчивость на сухом дорожном покрытии и шум, производимый рисунком протектора (субъективная оценка).

Сопротивление частичному износу определялось по результатам визуальной оценки состояния износа после пробега 10000 км при предварительно заданных условиях езды (езда по ровной дороге со средней скоростью 80 км/ч). Ходовые качества на мокром покрытии, управляемость и устойчивость на сухом покрытии, шум, производимый рисунком протектора, оценивались водителем на основе данных, получаемых от датчиков. Чем выше значения, получаемые по результатам оценки ходовых качеств на мокром покрытии, а также управляемости и устойчивости на сухом покрытии, тем лучше ходовые качества на мокром покрытии, а также управляемость и устойчивость на сухом покрытии. Чем выше значения, получаемые по результатам оценки шума, производимого рисунком протектора, тем ниже уровень шума, производимого рисунком протектора. Оценка в 5 баллов каждой из характеристик соответствует минимально допустимому количеству баллов в отношении данной характеристики. Результаты исследования конкретной характеристики шины признавались удовлетворительными, если оценка характеристики равнялась 5 и более баллам.

Рисунки

Была проведена оценка характеристик соответствующих рисунков, в том числе рисунка 10 протектора, изображенного на фиг.1. Рисунок 1 соответствовал варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг.1. Рисунок 2 соответствовал варианту осуществления изобретения, изображенному на фиг.4, на котором открытый конец каждой косой канавки сообщался с главной кольцевой канавкой, расположенной на центральной линии CL шины. Сравнительный пример 1 соответствовал рисунку, изображенному на фиг.5. В сравнительном примере 1 закрытый конец узкой канавки, отходящей от каждой косой поперечной канавки (на правой половине рисунка протектора на фиг.5), располагался не сверху, а снизу оконечности косой поперечной канавки, следующей на фиг.5 в направлении снизу вверх. В левой половине рисунка протектора закрытый конец узкой канавки располагался не снизу, а сверху оконечности косой поперечной канавки, следующей на фиг.5 в направлении сверху вниз. Пример известного уровня изобретения соответствовал рисунку, изображенному на фиг.6. Размеры и результаты оценки характеристик соответствующих рисунков показаны в нижеприведенной таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что рисунки 1 и 2 дали отличный результат в отношении ходовых качеств на мокром покрытии и сопротивления частичному износу при сопоставлении с характеристиками сравнительного примера 1 и примера известного уровня техники. Другими словами, сдвиг закрытого конца 18b каждой узкой канавки 18 во втором направлении относительно оконечности 16b косой поперечной канавки 16, следующей за ближайшей косой поперечной канавкой 16 во втором направлении, позволяет не только улучшить ходовые качества на мокром покрытии, в том числе обеспечить эффективный водоотвод, улучшить управляемость и устойчивость на мокром покрытии, но и улучшить сопротивление частичному износу.

Прямая часть косой поперечной канавки

Далее были изготовлены и испытаны шины с рисунками 3-9 и рисунком сравнительного примера 2, причем в каждом из них была изменена только длина прямой части. В таблице 2 и таблице 3 длина прямой части выражается отношением длины L₁ к длине L₂, показанными на фиг.3А.

Из таблиц 2 и 3 следует, что рисунки 3-9 дали отличный результат в отношении ходовых качеств на мокром покрытии и сопротивления частичному износу при сопоставлении с характеристиками сравнительного примера 2 (длина прямой части составляет 0%). При значении длины прямого участка менее 3% ухудшаются устойчивость и ходовые качества шины на сухом покрытии при прямом ходе. При значении отношения длины L₁ к длине L₂ более 75% ухудшается эффект водоотвода. Таким образом, предпочтительная длина прямой части лежит в диапазоне 3-75% от длины косой поперечной канавки в окружном направлении шины.

Длина косой поперечной канавки в направлении ширины шины.

Далее, как показано в таблице 4, были изготовлены и испытаны шины с рисунками 10-14, причем в каждом из них была изменена только длина косой поперечной канавки в направлении ширины шины. В таблице 4 длина косой поперечной канавки в направлении ширины шины выражается отношением ширины W₁ к ширине W₂, показанными на фиг.3А.

Из таблицы 4 следует, что рисунки 11-14 дали отличный результат в отношении ходовых качеств на мокром покрытии по сравнению с характеристиками рисунка 10. Кроме того, рисунки 10-13 дали отличный результат в отношении управляемости и устойчивости на сухом покрытии по сравнению с характеристиками рисунка 14. Таким образом, предпочтительная длина косой поперечной канавки в направлении ширины шины лежит в диапазоне 50-90% от ширины участка беговой дорожки.

Положение начальной части узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки

Далее, как показано в таблице 5, были изготовлены и испытаны шины с рисунками 15-19, причем в каждом из них было изменено только положение начальной части узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки. В таблице 5 положение начальной части узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки, определяется отношением ширины W₃ к ширине W₂, показанными на фиг.3А.

Из таблицы 5 следует, что из рисунков 15-19 рисунки 16-18 дали отличный результат в отношении ходовых качеств на мокром покрытии и в отношении управляемости и устойчивости на сухом покрытии по сравнению с характеристиками рисунков 15 и 19. Таким образом, предпочтительное расстояние между начальной частью узкой канавки и открытым концом косой поперечной канавки в направлении ширины шины лежит в диапазоне 5-40% от ширины участка беговой дорожки.

Положение закрытого конца узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки.

Далее, как показано в таблице 6 и в таблице 7, были изготовлены и испытаны шины с рисунками 20-25 и 1, причем в каждом из них было изменено только положение закрытого конца узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки. В таблице 6 и в таблице 7 положение закрытого конца узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки, определяется отношением ширины W₄ к ширине W₂, показанными на фиг.3А.

Из таблицы 6 и таблицы 7 следует, что из рисунков 20-25 рисунки 21, 22, 1, 23 и 24 дали отличный результат в отношении сопротивления частичному износу по сравнению с характеристиками рисунков 20 и 25. Таким образом, предпочтительное расстояние между закрытым концом узкой канавки и открытым концом косой поперечной канавки в направлении ширины шины лежит в диапазоне 20-60% от ширины участка беговой дорожки. Кроме того, с учетом высокой износостойкости рисунков 22, 1 и 23 более предпочтительное расстояние лежит в диапазоне 30-50%.

Глубина узкой канавки

Далее, как показано в таблице 8, были изготовлены и испытаны шины с рисунками 26, 27 и 1, причем в каждом из них была изменена только глубина узкой канавки, отходящей от косой поперечной канавки.

Из таблицы 8 следует, что из рисунков 26, 27 и 1 рисунок 27 дал посредственный результат в отношении ходовых качеств на мокром покрытии. Кроме того, рисунок 26 дал посредственный результат в отношении сопротивления частичному износу. Рисунок 1, глубина узкой канавки которого лежит в диапазоне 50-100% от глубины косой поперечной канавки в положении начальной части узкой канавки, дал отличный результат не только в отношении ходовых качеств на мокром покрытии, но и в отношении сопротивления частичному износу.

Губина неглубокой канавки

Далее, как показано в таблице 9, были изготовлены и испытаны шины с рисунками 28, 29 и 1, причем в каждом из них была изменена только глубина неглубокой канавки (позиция, обозначенная на фиг.2А и 2В цифрой 20).

Из таблицы 9 следует, что из рисунков 28, 29 и 1 рисунок 28 дал посредственный результат в отношении сопротивления частичному износу. Кроме того, рисунок 29 дал посредственный результат в отношении управляемости и устойчивости на сухом покрытии. Рисунок 1, глубина неглубокой канавки которого лежит в диапазоне 2-10% от глубины косой поперечной канавки, дал отличный результат не только в отношении управляемости и устойчивости на сухом покрытии, но и в отношении ходовых качеств на мокром покрытии и сопротивления частичному износу.

Положение плечевой щелевидной канавки

Как показано в таблице 10, были изготовлены и испытаны шины с рисунками 30, 31 и 1, причем в каждом из них было изменено только положение плечевой щелевидной канавки. Положение плечевой щелевидной канавки соответствует положению открытого конца плечевой щелевидной канавки в окружном направлении шины. С учетом удаленности открытого конца плечевой щелевидной канавки от открытого конца косой поперечной канавки данное положение определяется как процентная доля от расстояния между открытыми концами соседних косых поперечных канавок.

Из таблицы 10 следует, что из рисунков 30, 31 и 1 рисунки 30 и 31 дали одинаковые результаты по сравнению с характеристиками рисунка 1 в отношении ходовых качеств на мокром покрытии, сопротивления частичному износу, а также управляемости и устойчивости на сухом покрытии, но дали посредственный результат в отношении шумовой характеристики по сравнению с характеристикой рисунка 1. Рисунок 1, в котором открытый конец плечевой щелевидной канавки удален от открытого конца ближайшей косой поперечной канавки в окружном направлении шины на расстояние не менее 10% и не более 90% от длины расстояния между открытыми концами косых поперечных канавок, следующих друг за другом в окружном направлении шины, дал отличный результат в отношении ходовых качеств на мокром покрытии и сопротивления частичному износу, а также характеризовался минимальным уровнем производимого шума.

Несмотря на приведенное выше подробное описание пневматической шины настоящего изобретения, само собой разумеется, что данное изобретение не ограничивается вышеописанным вариантом осуществления изобретения и может быть различными способами усовершенствовано или модифицировано без отклонения от сущности изобретения.

Описание позиционных обозначений

10 рисунок протектора

12, 12с, 12r, 12l кольцевая канавка

14, 14r, 14l участок беговой дорожки

16, 16r, 16l косая поперечная канавка

16а открытый конец

16b оконечность

16c изогнутая часть

16d прямая часть

18, 18r, 18l щелевидная канавка

18а начальная часть

18b закрытый конец

20 неглубокая канавка

22 плечевая поперечная канавка

24 плечевая узкая канавка

100 поверхность протектора

100А центральная область

100В, 101В плечевая зона

102 главная канавка

103 ребро

104 первая поперечная канавка

105 щелевидная канавка

106 дополнительная канавка

107 ребро.

Реферат

Изобретение относится к рисунку протектора автомобильной шины. Рисунок протектора пневматической шины содержит множество косых поперечных канавок, открытые концы которых сообщаются с одной из двух кольцевых канавок, а оконечности прерываются на участке беговой дорожки, ограниченном с боковых сторон кольцевыми канавками. Каждая косая поперечная канавка от своего открытого конца проходит в первом направлении вдоль окружной линии шины. Рисунок протектора далее содержит узкие канавки, начальные части которых расположены посередине соответствующих косых поперечных канавок. Каждая узкая канавка проходит во втором направлении, противоположном первому направлению, и прерывается на участке беговой дорожки. Между открытым концом и оконечностью у каждой косой поперечной канавки имеется изогнутая часть и прямая часть. Оконечность относится к прямой части канавки, проходящей в окружном направлении шины. Закрытый конец узкой канавки сдвинут во втором направлении вдоль окружной линии шины относительно оконечности косой поперечной канавки, следующей за ближайшей косой поперечной канавкой во втором направлении. Технический результат - оптимизация ходовых качеств шины на мокром покрытии и улучшение сопротивления частичному износу шины. 17 з.п. ф-лы, 10 табл., 7 ил.

Формула