Зимняя шина
WINTER TIRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к зимним шинам и, в частности, к зимней шине, позволяющей улучшить ходовые характеристики на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Уровень техники
В JP 2012-001120 описана зимняя шина, которая включает протектор, снабженный проходящим непрерывно центральным ребром и блоками с отверстиями для установки шипов противоскольжения.
К сожалению, такая зимняя шина, как описанная в вышеуказанном документе, обладает пониженной силой сцепления на обледенелом и заснеженном дорожном покрытии, из-за того что центрально ребро не вносит вклад в увеличение усилия сдвига снега. Более того, существует возможность улучшения схемы расположения отверстий для установки шипов противоскольжения в зимней шине, раскрытой в вышеуказанном документе.
Краткое описание изобретения
В свете вышеуказанных проблем известного уровня техники, целью настоящего изобретения является обеспечение зимней шины, позволяющей улучшить ходовые характеристики на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
В соответствии с одним аспектом изобретения, зимняя шина включает протектор с заданным направлением вращения. Протектор снабжен по меньшей мере одним центральным блоком на экваторе шины. По меньшей мере один центральный блок включает первую сужающуюся часть. Первая сужающаяся часть имеет аксиальную ширину, постепенно уменьшающуюся в направлении вращения, и содержит переднюю кромку, проходящую вдоль аксиального направления шины. Первая сужающаяся часть снабжена отверстием для установки шипа противоскольжения.
В другом аспекте изобретения шип противоскольжения может быть закреплен в отверстии.
В другом аспекте изобретения центр отверстия может быть расположен в области, в которой передняя кромка выступает вдоль продольного направления шины, на виде сверху протектора.
В другом аспекте изобретения по меньшей мере один центральный блок может дополнительно включать вторую сужающуюся часть, имеющую ширину, постепенно уменьшающуюся в направлении, противоположном направлению вращения, с образованием формы треугольника.
В другом аспекте изобретения по меньшей мере один центральный блок может дополнительно включать основную часть между первой сужающейся частью и второй сужающейся частью, и основная часть может включать аксиальную кромку, проходящую, по меньшей мере частично, параллельно аксиальному направлению шины.
В еще одном аспекте изобретения вторая сужающаяся часть может включать пару наклонных боковых кромок, проходящих от заднего конца второй сужающейся части, и указанные наклонные боковые кромки могут быть наклонены в одном и том же направлении относительно продольного направления шины.
В другом аспекте изобретения протектор может включать первый край протектора, и по меньшей мере один центральный блок может включать первый центральный блок, содержащий наклонные боковые кромки, проходящие к первому краю проектора в направлении, противоположном направлению вращения.
В другом аспекте изобретения аксиально-внешняя боковая кромка из наклонных боковых кромок первого центрального блока может проходить прямолинейно от заднего конца к передней кромке.
В другом аспекте изобретения протектор может включать второй край протектора, и по меньшей мере один центральный блок может включать второй центральный блок, содержащий наклонные боковые кромки, проходящие ко второму краю протектора в направлении, противоположном направлению вращения.
В другом аспекте изобретения аксиально-внешняя боковая кромка из наклонных боковых кромок второго центрального блока может проходить прямолинейно от заднего конца к передней кромке.
В другом аспекте изобретения первый центральный блок и второй центральный блок могут быть расположены с чередованием в продольном направлении шины.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен развернутый вид протектора зимней шины в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
На Фиг. 2А представлен вид поперечного сечения, взятый по линии А-А на Фиг. 1, а на Фиг. 2В представлен вышеуказанный вид поперечного сечения со вставленным шипом противоскольжения.
На Фиг. 3 представлен увеличенный вид центрального блока, показанного на Фиг. 1.
На Фиг. 4 представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг. 3.
На Фиг. 5 представлен увеличенный вид левой стороны протектора, показанного на Фиг. 1, включающий средний блок и плечевой блок.
Описание предпочтительных воплощений
Воплощение настоящего изобретения описано далее со ссылками на прилагаемые чертежи. На Фиг. 1 представлен развернутый вид протектора 2 зимней шины 1 в соответствии с воплощением настоящего изобретения. В предпочтительном воплощении зимняя шина 1, показанная на Фиг. 1, выполнена в виде шины для легковых автомобилей.
Как показано на Фиг. 1, протектор 2 шины в соответствии с настоящим воплощением, например, включает рисунок протектора с заданным направлением R вращения. Направление R вращения может быть показано на боковине шины с использованием, например, символов или меток (не показано).
Протектор 2 снабжен канавками 3 и блоками 4. В данном воплощении по меньшей мере один из блоков 4 снабжен отверстием 5 для установки шипа противоскольжения. Предпочтительно отверстия 5 могут быть расположены на протекторе 2 произвольным образом.
На Фиг. 2А представлен вид поперечного сечения одного из отверстий 5, взятый по линии А-А на Фиг. 1, а на Фиг. 2В представлен вышеуказанный вид поперечного сечения со вставленным шипом противоскольжения. Как показано на Фиг. 2А и 2В, отверстие 5, например, включает нижнюю часть 6, имеющую увеличенный внутренний диаметр, с которой может входить в зацепление нижняя фланцевая часть 24 шипа 23 противоскольжения. Такая конструкция отверстия позволяет улучшить свойство удерживания шипа 23 противоскольжения.
Как показано на Фиг. 1, блоки 4, например, включают по меньшей мере один центральный блок 7, расположенный на экваторе С шины, по меньшей мере один плечевой блок 8, расположенный со стороны одного из краев Те протектора, и по меньшей мере один средний блок 9, расположенный между центральным блоком 7 и плечевым блоком 8. В данном воплощении, многочисленные центральные блоки 7, плечевые блоки 8 и средние блоки 9 расположены в продольном направлении шины с образованием ряда центральных блоков, ряда плечевых блоков и ряда средних блоков, соответственно.
Края Те протектора включают, например, первый край Те1 протектора (правая сторона на Фиг. 1) и второй край Те2 протектора (левая сторона на Фиг. 1). В данном документе края Те1 и Те2 протектора представляют собой аксиально-внешние края пятна контакта с грунтом протектора 2, которое возникает при нормально накаченном нагруженном состоянии шины, когда угол развала колеса с шиной 1 равен нулю. Нормально накаченное нагруженное состояние является состоянием, при котором шина 1 установлена на стандартный обод при стандартном давлении и нагружена стандартной нагрузкой.
В данном документе стандартный обод колеса представляет собой обод колеса, официально утвержденный или рекомендованный для шин организациями стандартизации, где стандартный обод представляет собой «стандартный обод», определенный, например, в стандарте JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), «мерный обод» в стандарте ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам) и «расчетный обод» в стандарте TRA (Ассоциация по ободам и покрышкам), или т.п.
В данном документе стандартное давление представляет собой стандартное давление, официально утвержденное или рекомендованное для шин организациями стандартизации, где, например, стандартное давление представляет собой «максимальное давление воздуха» в стандарте JATMA, «давление накачки» в стандарте ETRTO и максимальную величину давления, приведенную в таблице «Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки» в стандарте TRA, или т.п.
В данном документе стандартная нагрузка шины представляет собой стандартную нагрузку шины, официально утвержденную или рекомендованную для шин организациями стандартизации, где, например, стандартная нагрузка представляет собой «предельную грузоподъемность» в стандарте JATMA, «грузоподъемность» в стандарте ETRTO и максимальную величину, приведенную в вышеуказанной таблице в стандарте TRA, или т.п.
Если не указано иное, размеры соответствующих элементов шины представляют собой величины, определенные в нормально накаченном ненагруженном состоянии, когда шина 1 установлена на стандартный обод колеса при стандартном давлении, но не нагружена никакой нагрузкой.
На Фиг. 3 представлен увеличенный вид двух центральных блоков 7, показанных на Фиг. 1. Как представлено на Фиг. 3, по меньшей мере один центральный блок 7 включает первую сужающуюся часть 11.
Первая сужающаяся часть 11 расположена со стороны передней кромки 10 блока в направлении R вращения. Кроме того, первая сужающаяся часть 11 имеет аксиальную ширину, постепенно уменьшающуюся в направлении R вращения, и включает переднюю кромку, проходящую вдоль аксиального направления шины. Кроме того, первая сужающаяся часть 11 снабжена по меньшей мере одним отверстием 5 для установки шипа противоскольжения.
Когда шина 1 вступает в контакт с заснеженным дорожным покрытием, канавка протектора между соседними центральными блоками 7, расположенными на экваторе С шины, уплотняет снег, благодаря высокому контактному давлению на грунт, действующему на него, и затем сдвигает его, повышая силу сцепления со снегом. Кроме того, проходящая в аксиальном направлении передняя кромка 10 центрального блока 7 сужающейся части 11 может создавать большую силу сцепления со снегом, при этом выталкивая уплотненный снег из канавки в направлении обеих аксиальных сторон, предотвращая забивание канавки снегом.
Кроме того, когда шип противоскольжения установлен в отверстие 5, кажущаяся жесткость первой сужающейся части 11 центрального блока 7 может быть повышена. Поскольку сужающаяся часть 11 слабо деформируется, когда вступает контакт с грунтом, шип противоскольжения надежно контактирует с грунтом, увеличивая силу сцепления на обледенелой дороге. В частности, поскольку проходящая в аксиальном направлении передняя кромка 10 может уменьшить деформацию центрального блока 7 в направлении правой и левой сторон, когда происходит контакт с грунтом, шип противоскольжения контактирует с грунтом по существу в вертикальном положении. Таким образом, шина в соответствии с настоящим воплощением обеспечивает превосходные ходовые характеристики на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии.
Предпочтительно центр 14 отверстия 5 расположен в пределах области, в которой передняя кромка 10 выступает вдоль продольного направления шины, на виде сверху протектора 2. Такая конструкция позволяет дополнительно улучшить эффекты, описанные выше.
Предпочтительно первая сужающаяся часть 11, например, включает пару боковых кромок 19а и 19b, наклоненных в противоположном направлении относительно друг друга, чтобы дополнительно снизить деформацию центрального блока 7 в направлении правой и левой сторон, когда происходит контакт с грунтом.
Предпочтительно угол θ1 между боковыми кромками 19а и 19b первой сужающейся части 11 составляет не менее 40°, более предпочтительно не менее 45°, но предпочтительно не более 60°, более предпочтительно не более 55°, чтобы дополнительно улучшить ходовые характеристики на заснеженном и обледенелом дорожном покрытии при обеспечении свойства удерживания шипа противоскольжения.
С той же точки зрения, аксиальная длина L1 передней кромки 10 предпочтительно составляет не менее 2,0%, более предпочтительно не менее 3,0%, но предпочтительно не более 5,0%, более предпочтительно не более 4,0% ширины TW протектора (показано на Фиг. 1). Ширину TW протектора определяют как аксиальное расстояние между первым краем Те1 протектора и вторым краем Те2 протектора при нормально накаченном ненагруженном состоянии.
Как также показано на Фиг. 3, центральные блоки 7, например, дополнительно включают вторую сужающуюся часть 13 и основную часть 12, сформированную между первой сужающейся частью 11 и второй сужающейся частью 13.
Вторая сужающаяся часть 13, например, выполнена в форме треугольника и имеет ширину, постепенно уменьшающуюся в направлении, противоположном направлению R вращения, к заднему концу 18. Вторая сужающаяся часть 13 позволяет увеличить продольные краевые составляющие центрального блока 7, и таким образом, повысить ходовые характеристики при движении на повороте на заснеженном и обледенелом покрытии.
Вторая сужающаяся часть 13 включает пару наклонных боковых кромок 21 и 21, каждая из которых проходит от заднего конца 18 в направлении R вращения. В предпочтительном воплощении наклонные боковые кромки 21 и 21 наклонены в одном и том же направлении относительно продольного направления шины. Вторая сужающаяся часть 13 выполнена гибкой, чтобы обеспечить ее деформацию в направлении правой и левой сторон при воздействии контактного давления на грунт центрального блока 7 так, чтобы попадающий в канавки снег мог легко выбрасываться из них в ходе движения.
Предпочтительно угол θ2 между парой наклонных боковых кромок 21 и 21 составляет не менее 20°, более предпочтительно не менее 25°, но предпочтительно не более 40°, более предпочтительно не более 35°, чтобы увеличить продольные краевые составляющие второй сужающейся части 13, при этом обеспечивая ее жесткость.
На Фиг. 4 представлен вид поперечного сечения, взятый по линии В-В на Фиг. 3. Как показано на Фиг. 4, предпочтительно вторая сужающаяся часть 13 включает наклонную поверхность 20, проходящую радиально внутрь с наклоном от поверхности 17 контакта с грунтом к заднему концу 18. Это позволяет предотвратить неравномерный износ заднего конца 18 второй сужающейся части 13, а также его отслаивание.
Как показано на Фиг. 3, основная часть 12, например, выполнена по существу в форме четырехугольника, более предпочтительно, по существу в форме параллелограмма. Основная часть 12 предпочтительно включает проходящую, по меньшей мере частично, в аксиальном направлении кромку 15, для увеличения сцепления на обледенелом дорожном покрытии.
Предпочтительно центральные блоки 7 включают по меньшей мере один первый центральный блок 7А и по меньшей мере один второй центральный блок 7В. Например, первый центральный блок 7А и второй центральный блок 7В расположены с чередованием в продольном направлении шины.
Первый центральный блок 7А включает наклонные боковые кромки 21 и 21, каждая из которых наклонена к первому краю Те1 протектора в направлении, противоположном направлению R вращения. В предпочтительном воплощении аксиально-внешняя боковая кромка 21а из наклонных боковых кромок 21 первого центрального блока 7А может проходить прямолинейно от заднего конца 18 к передней кромке 10.
Вторые центральные блоки 7В включают наклонные боковые кромки 21 и 21, каждая из которых наклонена ко второму краю Те2 протектора в направлении, противоположном направлению R вращения. В предпочтительном воплощении аксиально-внешняя боковая кромка 21b из пары наклонных боковых кромок 21 второго центрального блока 7В может проходить прямолинейно от заднего конца 18 к передней кромке 10.
Первый центральный блок 7А и второй центральный блок 7В способствуют хорошо сбалансированному увеличению трения с обеих аксиальных сторон шины при движении по обледенелому дорожному покрытию.
Предпочтительно каждый из центральных блоков 7 снабжен центральными ламелями 25. Соответствующие боковые кромки центральных ламелей 25 дополнительно повышают трение на льду.
Центральные ламели 25, например, включают первую центральную ламель 26, которая полностью пересекает центральный блок 7 в аксиальном направлении шины, и вторую центральную ламель 27, один конец которой выходит в канавку, а другой конец расположен в пределах центрального блока 7.
Предпочтительно первая центральная ламель 26 расположена в первой сужающейся части 11 и/или второй сужающейся части 13. Предпочтительно вторая центральная ламель 27 расположена в основной части 12. Такая конфигурация ламелей обеспечивает превосходный царапающий эффект для сужающихся частей 11 и 13. Кроме того, основная часть 12 с относительно большой жесткостью может предотвратить излишнюю деформацию сужающихся частей 11 и 12. Таким образом, шина в соответствии с настоящим воплощением позволяет дополнительно улучшить ходовые характеристики на обледенелом и заснеженном дорожном покрытии.
Предпочтительно центральный блок 7, например, может быть снабжен углублением 16, где поверхность контакта с грунтом и боковая стенка блока заглублены, чтобы дополнительно увеличить сцепление на заснеженном дорожном покрытии.
Предпочтительно общее количество Nc отверстий 5 для установки шипов противоскольжения в центральных блоках 7 составляет не менее 10%, более предпочтительно не менее 13%, но предпочтительно не более 20%, более предпочтительно не более 17% от общего количества Nt отверстий 5 под шипы противоскольжения, расположенных по всему протектору 2, чтобы дополнительно улучшить ходовые характеристики шины на обледенелом и заснеженном дорожном покрытии, при обеспечении свойств удерживания шипов противоскольжения.
На Фиг. 5 представлен увеличенный вид левой стороны протектора, показанного на Фиг. 1, включая средние блоки 9 и плечевые блоки 8. Как показано на Фиг. 5, средние блоки 9 и плечевые блоки 8 расположены на расстоянии друг от друга в продольном направлении шины.
Средние блоки 9, например, выполнены так, что они имеют поверхность контакта с грунтом в форме четырехугольника или пятиугольника. Каждый из средних блоков 9 включает переднюю кромку 31b и заднюю кромку 31а, которые наклонены относительно аксиального направления шины. По меньшей мере одна из кромок 31а и 31b выполнена так, что имеет зигзагообразную форму. В данном воплощении передние кромки 31b средних блоков 9 проходят зигзагообразно, а задние кромки 31а средних блоков 9 проходят прямолинейно, чтобы улучшить дренажные свойства на заснеженном и обледенелом покрытии, предотвращая неравномерный износ блоков 9.
Предпочтительно общее количество Nm отверстий для установки шипов противоскольжения, расположенных на средних блоках 9, больше, чем вышеуказанное общее количество Nc. Это также способствует увеличению сцепления на обледенелой дороге. Общее количество Nm предпочтительно составляет не менее 20%, более предпочтительно не менее 25%, но предпочтительно не более 40%, более предпочтительно не более 35% от общего количества Nt, чтобы дополнительно улучшить ходовые характеристики шины на обледенелом и заснеженном дорожном покрытии.
Плечевые блоки 8, например, выполнены так, что имеют поверхность контакта с грунтом в форме четырехугольника. Каждый из плечевых блоков 8, например, включает переднюю кромку 32b и заднюю кромку 32а, проходящие по существу в аксиальном направлении шины и выполненные в зигзагообразной форме. Данные плечевые блоки 8 позволяют обеспечить превосходные свойства сопротивления вилянию на изрезанной колеями обледенелой дороге.
Плечевые блоки 8, например, включают первый плечевой блок 8А и второй плечевой блок 8В, которые имеют различную аксиальную ширину. В предпочтительном воплощении первый плечевой блок 8А и второй плечевой блок 8В расположены с чередованием в продольном направлении шины. Поскольку данные плечевые блоки деформируются в различной степени при действии контактного давления на грунт, это может быть полезно для удаления снега из канавок, расположенных между плечевыми блоками, в ходе движения.
В предпочтительном воплощении один из плечевых блоков 8, содержащий по меньшей мере одно отверстие 5 для установки шипа противоскольжения, может быть расположен рядом с одним из средних блоков 9, который не снабжен отверстиями 5. Кроме того, один из плечевых блоков 8, не содержащий отверстия 5 для установки шипа противоскольжения, может быть расположен рядом с одним из средних блоков 9, который снабжен по меньшей мере одним отверстием 5. Данная конструкция позволяет увеличить контактное давление соответствующих шипов противоскольжения на обледенелое дорожное покрытие посредством распределения шипов соответствующим образом, тем самым улучшая ходовые характеристики шины на обледенелом дорожном покрытии.
Предпочтительно общее количество Ns отверстий 5 для установки шипов противоскольжения, расположенных на плечевых блоках 8, больше, чем вышеуказанное общее количество Nc, более предпочтительно больше, чем общее количество Nm.
Предпочтительно общее количество Ns составляет не менее 40%, более предпочтительно не менее 45%, но предпочтительно не более 60%, более предпочтительно не более 55% от общего количества Nt.
Предпочтительно, канавка между соседними в аксиальном направлении средним блоком 9 и плечевым блоком 8 снабжена по меньшей мере одной перемычкой 33, в которой приподнято дно канавки. Перемычка 33 позволяет подавить большую деформацию среднего блока 9 и плечевого блока 8, когда они вступают в контакт с грунтом, и следовательно, можно улучшить стабильность вождения на обледенелом дорожном покрытии.
Хотя особенно предпочтительные воплощения настоящего изобретения описаны подробно, настоящее изобретение не ограничено представленными воплощениями, а может быть модифицировано и выполнено в различных аспектах.
Пример
Изготавливали зимние шины для легковых автомобилей 205/60R16 с основным рисунком протектора, представленным на Фиг. 1, на основе характеристик, указанных в таблице 1. В каждой шине примеров по изобретению все отверстия для установки шипов противоскольжения, обеспеченные в центральных блоках, расположены в первых сужающихся частях. В качестве сравнительного примера, также изготавливали зимнюю шину с основным рисунком протектора, как представлено на Фиг. 1, в которой все отверстия для установки шипов противоскольжения, обеспеченные на центральных блоках, расположены в основных частях центральных блоков. Затем для каждой испытываемой шины проводили испытания ходовых характеристик на заснеженном дорожном покрытии, ходовых характеристик на обледенелом дорожном покрытии и свойств удерживания шипа противоскольжения. Общие технические характеристики и методы испытаний приведены ниже.
Обод: 16×6,5
Внутреннее давление шины: передней 240 кПа, задней 220 кПа
3
Испытательное транспортное средство: автомобиль с передними ведущими колесами с объемом двигателя 2000 см
Места установки шин: все колеса
Испытания ходовых характеристик на заснеженном дорожном покрытии:
Измеряли время прохождения овального маршрута испытаний на дороге, покрытой утрамбованным снегом и льдом. Результаты представлены в таблице 1 с использованием показателя, рассчитанного на основе результата сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем меньше величина, тем лучше характеристика.
Испытание свойств удерживания шипа противоскольжения
После перемещения испытываемого транспортного средства на определенное расстояние, подсчитывали количество шипов, которые выпали из центральных блоков. Результаты представлены в таблице 1 с использованием показателя, рассчитанного на основе результата сравнительного примера 1, принятого за 100. Чем меньше величина, тем лучше характеристика.
В таблице 1 представлены результаты испытаний, из которых видно, что зимние шины примеров по изобретению показали превосходные ходовые характеристики на заснеженной и обледенелой дороге.