ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Объектом настоящего изобретения является, в целом, пневматическая шина, более конкретно, пневматическая шина, которую можно использовать на транспортных средствах большой грузоподъемности, таких как инженерные строительные машины.
В пневматических шинах для транспортных средств (ТС) большой грузоподъемности с целью сохранения тяговой характеристики шины на поверхности качения коронной зоны, расположенной между обоими краями протектора, обычно выполняют поперечные канавки, проходящие в направлении по ширине шины, таким образом, что, по меньшей мере, один конец поперечной канавки открывается на краю протектора.
Известны пневматические шины для ТС большой грузоподъемности, в которых для сохранения тяговой характеристики используются поперечные канавки, сформированные на поверхности качения, таким образом, что один конец поперечной канавки открывается на краю протектора с одной стороны в направлении по ширине шины, а другой конец заканчивается в точке между двумя краями протектора. Для повышения сопротивляемости срезанию и улучшения противоотделительных характеристик таких шин предлагалось использовать щелевидные дренажные канавки глубиной больше поперечных канавок, и, таким образом, обеспечивающих соединение (в направлении по ширине шины) поперечной канавки, которая открывается на краю протектора с одной стороны в направлении по ширине шины, с поперечной канавкой, которая открывается на краю протектора с противоположной стороны в направлении по ширине шины (см., например, Патентный документ 1). Используемый здесь термин "срезание/отделение" служит для обозначения явления отделения протекторной резины, которое происходит по внешней периферийной поверхности брекера, если центральная (в направлении по ширине шины) область коронной зоны шины (называемая далее "центральной областью поверхности качения") подвергается глубокому повреждению, глубина которого достигает брекера.
Кроме того, в вышеупомянутых обычных пневматических шинах для ТС большой грузоподъемности, в которых поперечная канавка с одной стороны в направлении по ширине шины щелевидной дренажной канавкой соединяется с поперечной канавкой на другой стороне в направлении по ширине шины, создание таких щелевидных дренажных канавок, глубина которых больше глубины поперечных канавок, дает возможность подавить деформацию сдвига протекторной резины на входной стороне при качении шины под нагрузкой, и, следовательно, повысить сопротивляемость срезанию и улучшить противоотделительные характеристики шины.
Патентный документ 1: JP 2004-155335 А
Как правило, при качении шины под нагрузкой температура коронной зоны шины повышается вследствие трения между поверхностью качения и поверхностью дороги или в результате деформации протекторной резины. Таким образом, требуется подавлять такое повышение температуры в коронной зоне шины с целью снижения вероятности возникновения повреждений вследствие данного повышения температуры.
Однако в вышеупомянутых шинах для ТС большой грузоподъемности с поперечными канавками на поверхности качения, в частности, в вышеупомянутых шинах для ТС большой грузоподъемности, в которых поперечные канавки с одной стороны в направлении по ширине шины щелевидными дренажными канавками соединяются с поперечными канавками на другой стороне шины в направлении по ширине шины, поскольку центральная область поверхности качения имеет небольшую площадь канавок, температура в коронной зоне легко повышается при качении шины под нагрузкой, и, таким образом, было затруднительно в достаточной степени подавлять возникновение повреждений, происходящих в результате такого повышения температуры.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании пневматической шины, в которой обеспечивалось бы эффективное подавление повышения температуры в коронной зоне при качении шины под нагрузкой, и, следовательно, устранение в достаточной степени вероятности возникновения отказов вследствие такого повышения температуры.
Поставленная задача решена посредством настоящего изобретения, в котором предлагается пневматическая шина с коронной зоной, расположенной между краями протектора, на поверхности качения которой выполнены поперечные канавки, каждая из которых проходит в направлении по ширине шины до боковины протектора и открывается на боковину протектора, по меньшей мере, одним своим концов; боковина проходит от соответствующего края протектора радиально внутрь шины, причем на боковине имеется поверхность, на которой выполнен выступ, расположенный с одной стороны (в направлении по окружности шины отверстия открытия поперечной канавки на краю боковины, и выступающий в направлении по ширине шины, причем данный выступ имеет радиально-внешний край, расположенный на радиально-внешней стороне относительно радиально-внутреннего края отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора. Таким образом, выступ, установленный в заданном месте поперечной канавки в области отверстия ее выхода на боковину протектора и с одной стороны поперечной канавки в направлении по окружности шины, заставляет воздушный поток поступать в поперечную канавку и выходить из нее при качении шины под нагрузкой. Это способствует рассеянию тепла в области поперечной канавки и обеспечивает возможность понижения температуры в коронной зоне при качении шины под нагрузкой, и, следовательно, устранение в достаточной степени вероятности возникновения отказов в коронной зоне вследствие повышения температуры.
Следует отметить, что используемый в настоящем описании термин "край протектора" служит для обозначения края или кромки (в направлении по ширине шины области протектора с рисунком при нахождении шины с заданным давлением накачки в ненагруженном состоянии. Кроме того, выражение "проходящий в направлении по ширине шины (или в радиальном направлении)" служит для характеризации каких-либо элементов, проходящих в направлении по ширине шины (или в радиальном направлении шины). Кроме того, выражение "проходящий в направлении по ширине шины (или в радиальном направлении)" также включает в себя случаи, когда какой-либо элемент проходит в направлении, практически параллельном поперечному или радиальному направлениям шины.
Используемый в данном описании термин "соответствующий обод" служит для обозначения ободов, соответствующих промышленным стандартам, действующим в географических регионах, где производятся или применяются шины, таким как ЕЖЕГОДНЫЙ СПРАВОЧНИК JATMA (Ассоциации производителей автомобильных шин Японии) для Японии, НОРМАТИВНЫЙ СПРАВОЧНИК ETRTO Европейской технической организации по шинам и ободам) для стран Европы, ЕЖЕГОДНЫЙ СПРАВОЧНИК TRA (компании "Tire and Rim Association, Inc." для США, и т.д. Далее, выражение "шина с заданным давлением накачки в ненагруженном состоянии" означает шину применимого размера в ненагруженном состоянии (без нагрузки), с внутренним давлением воздуха (максимальным давлением), соответствующим максимальной грузоподъемности шины в соответствии со стандартами JATMA и т.д.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению предпочтительно, чтобы внешний контур выступа при виде в разрезе в направлении по ширине шины входил радиально внутрь и имел, по меньшей мере, одну точку изгиба. Причина заключается в том, что если внешний контур выступа проходит радиально внутрь и имеет, по меньшей мере, одну точку изгиба, это предотвращает возможность контакта выступа с корпусом транспортного средства, что приводит к разрыву выступа и шины.
Предпочтительно, чтобы внешний контур имел две или более точки изгиба. Это обусловлено тем, что наличие двух или более точек изгиба дает возможность избежать возникновения открытых дефектов при изготовлении шины (т.е. дефектов, вызванных наличием остаточного воздуха между невулканизированной шиной и пресс-формой), а также уменьшить количество резины, требующееся для формовки выступа.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, установленной на соответствующем ободе, с заданным давлением накачки и находящейся в контакте с поверхностью дороги и находящейся под заданной нагрузкой, точка изгиба, наиболее удаленная в радиальном направлении от центра шины, предпочтительно, должна находиться на радиально внутренней стороне линии, проходящей через плоскость контакта шины с поверхностью дороги в направлении по ширине шины. Это обусловлено тем, что если наиболее удаленная в радиальном направлении от центра шины точка изгиба будет находиться на внутренней стороне линии, проходящей через плоскость контакта шины с дорогой в направлении по ширине шины, контакт выступа может быть положительно задавлен весом ТС в радиальном направлении, что может привести к разрыву шины.
Выражение "в контакте с поверхностью дороги и находящейся под заданной нагрузкой" означает состояние, при котором шина находится в контакте с поверхностью дороги под нагрузкой, соответствующей 100% максимально допустимой нагрузки в соответствии с применимыми стандартами, например, стандартами Ассоциации производителей автомобильных шин Японии.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, на поверхности качения шины, предпочтительно, должны быть выполнены щелевидные дренажные канавки, соединяющиеся с поперечными канавками и более узкие, чем поперечные канавки. Причина заключается в том, что эффект снижения температуры коронной зоны с выступами является наиболее ярко выраженным (по сравнению с пневматической шиной с широкими канавками на поверхности качения), поскольку у пневматической шины с поверхностью качения, имеющей щелевидные дренажные канавки, происходит более заметное повышение температуры коронной зоны.
Предпочтительно, в пневматической шине согласно настоящему изобретению поперечная канавка должна проходить практически параллельно направлению по ширине шины, а выступ должен быть размещен на стороне поперечной канавки, наиболее наклоненной, чем на отверстии открытия канавки на боковину протектора. Причина заключается в том, что эффект снижения температуры коронной зоны шины с выступом является более ярко выраженным, если учесть, что в пневматической шине, на поверхности качения которой выполнены щелевидные дренажные канавки, соединяющиеся с поперечными канавками, открывающимися на боковину протектора с одной стороны в направлении по ширине шины, с поперечными канавками, открывающимися на боковину протектора с другой стороны в направлении по ширине шины, повышение температуры коронной зоны происходит более интенсивно, чем в пневматической шине, на поверхности качения которой выполнены только широкие канавки.
Предпочтительно, в пневматической шине согласно настоящему изобретению, как поперечная канавка, открывающаяся на боковину протектора с одной стороны в направлении по ширине шины, так и поперечная канавка, открывающаяся на боковину протектора с другой стороны в направлении по ширине шины, выполнены с наклоном в одну сторону в направлении по окружности шины, относительно поперечного направления шины, а выступ расположен с той стороны поперечной канавки, которая является наиболее сильно наклоненной, чем на отверстии открытия данной канавки на боковину протектора. Причина заключается в том, что если выступ расположен на наклонной стороне поперечной канавки (т.е. если сторона отверстия открытия канавки на боковину протектора (при виде в направлении по окружности шины), на которой расположен выступ, является стороной, где поперечная канавка наклонена), обеспечивается эффективное поступление воздуха в поперечную канавку и выход воздуха из данной канавки при качении шины под нагрузкой, что обеспечивает эффективное снижение температуры коронной зоны шины.
В настоящем изобретении, в случае, если изгибающаяся поперечная канавка проходит в направлении по ширине шины, выражение "проходящая с наклоном относительно поперечного направления шины" также относится к состоянию, при котором амплитудная центральная линия поперечной канавки наклонена относительно поперечного направления шины.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, предпочтительно, как поперечная канавка, открывающаяся на боковину протектора с одной стороны в направлении по ширине шины, так и поперечная канавка, открывающаяся на боковину протектора с другой стороны в направлении по ширине шины, должны быть выполнены с наклоном в одну сторону в направлении по окружности шины, относительно поперечного направления шины, а выступ расположен с той стороны поперечной канавки, которая является наиболее сильно наклоненной, чем на отверстии открытия данной канавки на боковину протектора. Это обусловлено тем, что если как поперечная канавка, открывающаяся на боковину протектора с одной стороны в направлении по ширине шины, так и поперечная канавка, открывающаяся на боковину протектора с другой стороны в направлении по ширине шины, будут выполнены с наклоном в одну сторону в направлении по окружности шины, относительно поперечного направления шины, а выступ будет расположен с той стороны поперечной канавки, которая является наиболее сильно наклоненной, чем на отверстии открытия данной канавки на боковину протектора, это обеспечит вхождение воздуха в канавки и выход воздуха из канавок протектора шины с обеих сторон в направлении по ширине шины при качении шины под нагрузкой, что, в свою очередь, обеспечит эффективное снижение температуры коронной зоны.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, на поверхности качения шины, предпочтительно, должны быть выполнены кольцевые канавки, проходящие в направлении по окружности шины и пересекающиеся со щелевидными дренажными канавками, соединяющимися с поперечными канавками. Это обусловлено тем, что если на поверхности качения шины выполнены кольцевые канавки, пересекающиеся со щелевидными дренажными канавками, которые сообщаются с поперечными канавками, воздух, входящий в щелевидные дренажные канавки через поперечные канавки, поступает далее в кольцевую канавку, или, наоборот, воздух, выходящий из кольцевой канавки, выходит через щелевидные дренажные канавки и поперечные канавки, при качении шины под нагрузкой, что обеспечивает более эффективное понижение температуры коронной зоны шины.
Используемое в настоящем изобретении выражение "проходящая в направлении по окружности шины" также относится к ситуации, когда канавка проходит с наклоном относительно линии, проходящей в направлении по окружности шины.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы размер выступа в направлении по ширине шины не превышал его удвоенный размер в направлении по окружности шины. Причина заключается в том, что если размер выступа в направлении по ширине шины не превышает его двойной размер в направлении по окружности шины, это предотвращает возможность контакта выступа с корпусом ТС или поверхностью дороги, что устраняет вероятность разрыва. Кроме того, если размер выступа в направлении по ширине шины не превышает его двойной размер в направлении по окружности шины, при качении шины под нагрузкой в поперечные канавки входит и выходит из них количество воздуха, достаточное для эффективного понижения температуры коронной зоны шины.
Используемый в настоящем изобретении термин "размер выступа в направлении по ширине шины" обозначает максимальный размер выступа в направлении по ширине шины в ненагруженном состоянии, смонтированной на соответствующем ободе, и с соответствующим давлением накачки.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению множество вышеуказанных поперечных канавок, предпочтительно, выполнено на поверхности качения, на стороне, по меньшей мере, одного края протектора ТЕ, и размер каждого выступа в направлении по ширине шины, предпочтительно, не должен превышать 40% шага поперечных канавок. Причина заключается в том, что если размер выступа в направлении по ширине шины не превышает 40% шага поперечных канавок, это предотвращает возможность контакта выступа с корпусом ТС или поверхностью дороги, что устраняет вероятность разрыва. Кроме того, если размер выступа в направлении по ширине шины не превышает 40% шага поперечных канавок, при качении шины под нагрузкой в поперечные канавки входит и выходит из них количество воздуха, достаточное для эффективного понижения температуры коронной зоны шины.
Используемый в настоящем изобретении термин "шаг поперечных канавок" обозначает расстояние в направлении по окружности шины между центральными линиями по ширине расположенных рядом друг с другом поперечных канавок.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы выступ имел радиально-внутренний торец, расположенный на его радиально-внутренней стороне поперечной канавки, а также радиально-внешний торец, расположенный на расстоянии в радиальном направлении наружу от радиально-внутреннего торца данной поперечной канавки на ее отверстии открытия на боковину протектора, причем указанное расстояние должно составлять не менее 50% глубины поперечной канавки. Это обусловлено тем, что если выступ отходит от радиально-внутреннего торца поперечной канавки на отверстии открытия указанной канавки на боковину протектора на расстояние не менее 50% глубины указанной поперечной канавки, при качении шины под нагрузкой это обеспечивает поступление воздушного потока в поперечную канавку и выход воздушного потока из нее, которые являются достаточными для эффективного понижения температуры коронной зоны шины.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению множество вышеуказанных поперечных канавок, предпочтительно, выполнено на поверхности качения, на стороне, по меньшей мере, одного края протектора ТЕ, и размер каждого выступа в направлении по окружности шины, предпочтительно, не должен превышать 75% расстояния между соседними поперечными канавками с располагающимся между ними выступом. Причина заключается в том, что если размер выступа в направлении по окружности шины составляет не более 75% расстояния между соседними поперечными канавками, при качении шины под нагрузкой это обеспечивает попадание в поперечные канавки и выход из поперечных канавок количества воздуха, достаточного для эффективного понижения температуры коронной зоны шины.
Используемый в настоящем изобретении термин "размер выступа в направлении по окружности шины" служит для обозначения максимального размера выступа, замеренного в направлении по окружности шины относительно части выступа, расположенной на радиально-внешней стороне относительно радиально-внутреннего торца поперечной канавки на отверстии открытия поперечной канавки на боковину протектора. Далее, термин "расстояние между поперечными канавками" служит для обозначения минимального расстояния в направлении по окружности шины между кромками соседних поперечных канавок в местах их открытия на боковину протектора.
Предпочтительно, в пневматической шине согласно настоящему изобретению внешняя поверхность боковины протектора имеет углубление, выпуклая сторона которого обращена внутрь шины, которое образует стенку канавки в месте расположения отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора и на одной стороне в направлении по окружности шины. Как видно в разрезе шины в направлении по ширине, данное углубление, предпочтительно, представляет собой плавную кривую. Причина заключается в том, что если такое углубление расположено на внешней поверхности боковины протектора, это облегчает вход воздуха в поперечную канавку и выход воздуха из нее при качении шины под нагрузкой, что обеспечивает более эффективное понижение температуры коронной зоны шины.
Пневматическая шина согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность эффективного понижения температуры коронной зоны при качении шины под нагрузкой, и, следовательно, устранение в достаточной степени вероятности возникновения отказов вследствие такого повышения температуры.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - вид в разрезе по ширине характерной пневматической шины согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 - вид в разрезе в увеличенном масштабе, демонстрирующий участок пневматической шины, показанной на фиг. 1, рядом с боковиной протектора;
фиг. 3 - вид в плане, демонстрирующий участок коронной зоны пневматической шины, показанной на фиг. 1;
фиг. 4 - участок коронной зоны возможного варианта исполнения пневматической шины, показанной на фиг. 3;
фиг. 5 - участок коронной зоны и боковины протектора еще одного возможного варианта исполнения пневматической шины, показанной на фиг. 3;
фиг. 6 - участок коронной зоны и боковины протектора еще одного возможного варианта исполнения шины согласно настоящему изобретению;
фиг. 7 - участок коронной зоны и боковины протектора еще одного возможного варианта исполнения шины согласно настоящему изобретению;
фиг. 8 - вид в разрезе по ширине, показывающий вариант исполнения выступа в увеличенном масштабе;
фиг. 9 - участок коронной зоны еще одного возможного варианта исполнения пневматической шины согласно настоящему изобретению в сочетании с развернутым видом части боковины; и
фиг. 10 - вид в разрезе по ширине в увеличенном масштабе, демонстрирующий участок показанной на фиг. 9 пневматической шины рядом с боковиной протектора.
Ниже приводится описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Как уже было указано выше, согласно настоящему изобретению предлагается пневматическая шина, предназначенная преимущественно для ТС большой грузоподъемности, таких как инженерные строительные машины. Отличительной особенностью пневматической шины согласно настоящему изобретению является наличие выступа на поверхности боковины протектора, который при вращении шины обеспечивает поступление воздуха внутрь поперечной канавки (или из нее), открывающейся на боковину.
На фиг. 1 представлен вид в разрезе по ширине пневматической шины согласно настоящему изобретению в ненагруженном состоянии, когда шина смонтирована на соответствующем ободе R и заполнена воздухом под заданным давлением. Пневматическая шина, показанная на фиг. 1, содержит коронную зону 1, две боковины 2 протектора, которые отходят с обеих сторон (от краев протектора (ΊΈ)) коронной зоны 1 в радиальном направлении вниз, боковые стенки 3, отходящие радиально внутрь от радиально внутренних краев боковин 2 протектора, и борта 4, прилегающие к радиально внутренним участкам боковых стенок 3.
Пневматическая шина 10 также содержит радиальный каркас 5, состоящий из слоя, проходящего между обеими бортовыми областями 4. В рассматриваемом примере каркас 5 содержит основной корпус, тороидально проходящий по части коронной зоны 1, двум боковинам 2 протектора и по двум боковым стенкам 3, доходящий до двух бортов 4 и прикрепленный к сердечникам 41 бортов шины, имеющим практически шестиугольную форму поперечного сечения, заделанным в борта 4, а также загнутые участки, которые повернуты вокруг сердечников 41 бортов шины с внутренней стороны на наружную сторону в направлении по ширине шины.
Пневматическая шина 10 также содержит бортовые заполнители 42, встроенные в борта 4 шины с радиально внешней стороны сердечников 41 бортов шины, таким образом, что данные заполнители проходят вдоль радиального каркаса 5. Бортовые заполнители 42 имеют практически треугольную форму поперечного сечения, так что их толщина постепенно уменьшается по мере удаления наружу в радиальном направлении. Кроме того, в коронной зоне 1 шины с радиально внешней стороны радиального каркаса 5 встроен брекер 6. Брекер 6 содержит четыре брекерных слоя 61, 62, 63, 64, каждый из которых выполнен из обрезиненных кордовых нитей, расположенных под определенным углом к направлению окружности шины.
Нет необходимости упоминать, что внутренняя структура пневматической шины согласно настоящему изобретению (например, число слоев радиального каркаса или брекерных слоев) не ограничивается вариантом, представленным в качестве примера на фиг. 1, и внутренняя структура пневматической шины согласно настоящему изобретению может подвергаться различным изменениям.
Как показано на фиг. 3, представляющей собой вид в плане части коронной зоны 1 и боковины протектора 2, на поверхности качения 100 пневматической шины 10, расположенной между краями протектора ТЕ, в области краев протектора ТЕ выполнено множество поперечных канавок 7. Один край каждой поперечной канавки открывается на соответствующую боковину протектора 2. На поверхности качения 100 также выполнены щелевидные дренажные канавки 8, ширина которых меньше ширины поперечных канавок 7. Один конец каждой щелевидной дренажной канавки сообщается с поперечной канавкой 7, а другой конец заканчивается в поверхности качения 100.
На фиг. 2 в увеличенном масштабе показана боковина протектора 2, изображенная на фиг. 1, причем на поверхности боковины протектора 2 пневматической шины 10, отходящей радиально внутрь от края протектора ТЕ, выполнен выступ 9, выступающий наружу в направлении по ширине шины. Как показано на фиг. 3, выступ 9 выполнен рядом с отверстием на боковине протектора 2, образующимся в результате открытия поперечной канавки на боковину протектора 2, на одной стороне данного отверстия, если смотреть в направлении по окружности шины. Как показано на фиг. 2, выступ 9 имеет радиально внешний торец 92, который расположен дальше от центра шины в радиальном направлении, чем радиально внутренний торец 71 отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора. Таким образом, как видно в разрезе в направлении по ширине шины, выступ 9 проходит, по меньшей мере, вдоль части отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора.
Здесь, как показано на фиг. 1, глубина щелевидной дренажной канавки 8 меньше глубины поперечной канавки 7, хотя это и не является необходимым условием. Как показано далее на фиг. 3, торец поперечной канавки 7, противоположный в направлении по ширине шины отверстию открытия поперечной канавки на боковину протектора, имеет конусный участок 71, то есть ширина поперечной канавки постепенно уменьшается по мере приближения экваториальной плоскости С шины. Щелевидная дренажная канавка 8 сообщается с конусным участком 72 поперечной канавки 7. Поперечная канавка 7 может быть выполнена в диапазоне порядка 25% ширины протектора (т.е. расстояния между краями протектора ТЕ в направлении по ширине шины) от края протектора ТЕ, хотя это и не является обязательным условием. Кроме того, щелевидная дренажная канавка 8 имеет закрытый конец (внутренний край канавки в направлении по ширине шины), который может располагаться в районе от 25% ширины протектора (т.е. расстояния между краями протектора ТЕ в направлении по ширине шины) от экваториальной плоскости С шины.
Как показано на фиг. 3, поперечные канавки 7 и щелевидные дренажные канавки 8 проходят с наклоном относительно направления, параллельного направлению ширины шины. Более конкретно, поперечная канавка 7, открывающаяся на край протектора ТЕ с одной стороны шины в направлении по ширине шины (т.е., с левой стороны на фиг. 3), а также на боковину протектора 2, проходит с наклоном вверх на фиг. 1 относительно направления, параллельного направлению ширины шины (т.е. слева направо и вверх на фиг. 3). Далее, поперечная канавка 7, открывающаяся на край протектора ТЕ с другой стороны шины в направлении по ширине шины (т.е. с правой стороны, как показано на фиг. 3) а также на боковину протектора 2, проходит с наклоном вверх на фиг. 1 относительно направления, параллельного направлению ширины шины (т.е. слева направо и вниз на фиг. 3).
Направление наклона поперечной канавки может определяться относительно линии направления по ширине шины, проходящей через отверстие открытия поперечной канавки на боковину протектора.
Как показано на фиг. 1-3, выступ 9 имеет форму прямоугольника, хотя это и не является необходимым условием. Как показано на фиг. 3, выступ 9 выполнен на кромке отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, со стороны, противоположной стороне, в которую наклонена поперечная канавка. Иными словами, относительно поверхностей боковины протектора 2, расположенных между поперечными канавками 7, расположенных рядом друг с другом в направлении по окружности шины, выступ 9 расположен рядом с поверхностью со стороны, на которой поперечная канавка 7 образует острый угол 61 относительно линии окружности шины.
При вращении пневматической шины 10, поскольку выступ 9 расположен рядом с отверстием открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, а радиально внешний торец 92 выступа 9 расположен на радиально внешней стороне относительно радиально внутреннего торца 71 отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, воздух поступает внутрь поперечных канавок 7 и щелевидных дренажных канавок 8, или выходит из данных канавок.
Более конкретно, при поворачивании пневматической шины 10 вниз, как показано на фиг. 3, на одной стороне края протектора ТЕ и боковины протектора 2 в направлении по ширине шины (т.е. слева на фиг. 3) выступ 9 взаимодействует с воздушным потоком вблизи боковины 2, заставляя воздух поступать внутрь поперечной канавки 7 и щелевидной дренажной канавки 8. А именно, как показано стрелками на фиг. 3, выступ 9 прерывает воздушный поток и заставляет воздух поступать внутрь поперечной канавки 7 и щелевидной дренажной канавки 8.
Кроме того, на краю протектора ТЕ и боковине протектора 2 с другой стороны в направлении по ширине шины (т.е. справа на фиг. 3), выступ 9 прерывает воздушный поток вблизи боковины 2 вверху по течению, перед отверстием открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора 2, заставляя воздух выходить из поперечной канавки 7 и щелевидной дренажной канавки 8. А именно, как показано стрелками на фиг. 3, выступ 9 прерывает воздушный поток вверху по течению перед отверстием открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, образуя область воздушного потока большой скорости, выходящего наружу (в направлении по ширине шины) из отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, таким образом, заставляя воздух выходить из поперечной канавки 7 и щелевидной дренажной канавки 8.
В случае вращения шины в противоположном направлении (т.е. вверх на фиг. 3), направление вышеупомянутых воздушных потоков меняется на противоположное.
Таким образом, что касается пневматической шины 10, даже при нагревании коронной зоны 1 при качении шины под нагрузкой, воздух поступает внутрь поперечных канавок 7 и щелевидных дренажных канавок 8, и наружу из данных канавок, чем обеспечивается рассеивание тепла из областей, где располагаются поперечные канавки 7 и щелевидные дренажные канавки 8, и достигается эффективное снижение температуры в коронной зоне 1 шины. Эффективное понижение температуры в коронной зоне 1 шины обеспечивает снижение количества возможных неисправностей в коронной зоне 1.
Вышеупомянутый эффект снижения температуры в коронной зоне шины является особенно заметным для пневматических шин, отвод тепла из канавок которых другими способами является невозможным, например, в шинах со щелевидными дренажными канавками 8, выполненными на поверхности качения 100. В частности, обеспечение рассеивания тепла является затруднительным в случае, если ширина щелевидных дренажных канавок 8 составляет более 10% ширины поперечных канавок 7. С точки зрения технологии производства шин, предпочтительно, чтобы ширина щелевидных дренажных канавок 8 составляла не менее 5 мм.
В пневматической шине 10, в конце поперечной канавки 7 со стороны (в направлении по ширине шины), противоположной отверстию открытия канавки на боковину протектора (т.е. на стороне, где поперечная канавка сообщается со щелевидной дренажной канавкой 8), который имеет форму конусного участка 72, существует возможность снижения сопротивления при прохождении воздушного потока между поперечной канавкой 7 и щелевидной дренажной канавкой 8. Таким образом, в пневматической шине 10 воздух может входить в щелевидную дренажную канавку 8 и выходить из нее через поперечную канавку 7.
К тому же, если поперечная канавка 7 занимает до 25% ширины протектора внутрь от края протектора ТЕ в направлении по ширине шины, это одновременно способствует прохождению воздушного потока по поперечной канавке 7 и повышению износостойкости пневматической шины 10.
Поскольку в пневматической шине 10 выступ 9 располагается вдоль кромки отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, это дает возможность значительного усиления поступления воздушного потока внутрь поперечной канавки 7 и щелевидной дренажной канавки 8, а также выхода воздушного потока из данных канавок. Однако при достаточном усилении поступления воздушного потока в поперечную канавку 7 и щелевидную дренажную канавку 8, а также выхода воздушного потока из данных канавок, выступ 9 в пневматической шине 10 может быть расположен на расстоянии от кромки отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора в направлении по окружности шины. Более конкретно, выступ 9 может быть размещен на расстоянии от кромки отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора в направлении по окружности шины; данное расстояние не должно превышать 30% расстояния между соседними поперечными канавками в направлении по окружности шины. Однако в целях усиления поступления воздушного потока в поперечные канавки и т.д. и выхода воздушного потока из данных канавок, необходимо, чтобы выступы были расположены с одной стороны в направлении по окружности шины отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора; если данные выступы будут размещены рядом друг с другом с обеих сторон в направлении по окружности шины от отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора, то воздушный поток вблизи боковины протектора будет практически одинаковым, почти как в случае шины без выступов, в результате чего будет невозможно обеспечить усиление воздушного потока, входящего в поперечные канавки и выходящего из данных канавок.
Кроме того, в пневматической шине 10 выступ 9 размещен на той стороне поперечной канавки 7, на которой поперечная канавка 9 больше наклонена, чем на отверстии открытия поперечной канавки на боковину протектора (т.е. на стороне, на которой поперечная канавка образует острый угол 91 с линией окружности шины). Таким образом, на фиг. 4 приведен вид в плане части коронной зоны 1 и боковины протектора пневматической шины, в которой выступ расположен на стороне поперечной канавки 7, противоположной стороне наклона (т.е. на стороне, на которой поперечная канавка образует тупой угол 92 с линией окружности шины); такая конструкция пневматической шины дает возможность уменьшения сопротивления при поступлении воздуха в поперечные канавки 7 и при выходе воздушного потока из данных канавок. Таким образом, в пневматической шине 10 существует возможность дополнительного усиления поступления воздушного потока в щелевидные дренажные канавки 8 и выхода из них через поперечные канавки 7.
Пневматическая шина 10, часть коронной зоны 1 и боковины протектора 2 которой показана на фиг. 4, имеет конструкцию, аналогичную конструкции пневматической шины, показанной на фиг. 1-3, за исключением места расположения выступа 9. На фиг. 4 для обозначения элементов, аналогичных изображенным на фиг. 1-3, используются те же самые номера позиций.
В случае, если поперечные канавки и щелевидные дренажные канавки в пневматической шине 10 проходят параллельно поперечному направлению шины, выступ может располагаться с любой стороны отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора в направлении по окружности шины.
Изображенный на фиг. 1-3 выступ 9 на пневматической шине 10 имеет форму и конструкцию, которые описаны ниже.
Выступ 9, предпочтительно, имеет форму прямоугольника, или, в качества варианта, он может иметь форму, показанную на фиг. 8, при которой линия внешнего контура выступа при виде в разрезе в направлении по ширине шины проходит радиально внутрь шины и имеет одну или несколько точек изгиба.
Если выступ 9 имеет форму кубика, резина легко втекает в форму при заливке в процессе производства шин. Следует отметить, что выступ может иметь любую форму, при условии, что форма его поперечного сечения в поперечном направлении шины и форма поперечного сечения в направлении по окружности шины являются прямоугольными.
С другой стороны, если выступ имеет форму, показанную на фиг. 8, при которой линия внешнего контура выступа при виде в разрезе в направлении по ширине шины проходит радиально внутрь шины и содержит одну или несколько точек изгиба, при качении шины под нагрузкой это дает возможность ограничения контакта выступа с ТС в радиальном направлении шины, т.е. уменьшить вероятность возникновения разрывов. Линия, определяющая внешний контур выступа, может быть как прямой, так и кривой.
Показанный на фиг. 8 выступ 9А имеет внешнюю поверхность в направлении по ширине шины, которая состоит из трех отдельных плоскостей. Иными словами, как видно в разрезе в направлении по ширине шины, линия внешнего контура выступа 9А содержит, от радиально внешней стороны к радиально внутренней стороне, первый наклонный сегмент 93А, соответствующий первой плоскости, второй наклонный сегмент 93B, соответствующий второй наклонной плоскости, и третий наклонный сегмент 93С, соответствующий третьей плоскости. Данные наклонные сегменты образуют соответствующие углы θ3-θ5 с радиальным направлением шины (имеются в виду углы, замеренные со стороны острого угла), которые отличаются друг от друга. А именно, линия внешнего контура выступа 9А имеет две точки изгиба. Далее, как показано на фиг. 8, угол θ3 больше, чем угол θ4, а угол θ4 больше, чем угол θ5.
У такого выступа 9А, поскольку линия внешнего контура 9А проходит от радиально внешнего торца 92 выступа 9А к радиально внутренней стороне шины и содержит одну или несколько точек изгиба, когда шина установлена на ТС и колесо вращается, возможен контакт выступа с ТС в радиальном направлении, что может приводить к возникновению разрывов шины. С точки зрения предотвращения контакта выступа с ТС в радиальном направлении, предпочтительно, чтобы самая внешняя точка изгиба среди точек изгиба линии внешнего контура выступа 9А находилась радиально ближе к центру колеса, чем линия, проходящая через точку контакта с грунтом в направлении по ширине шины.
Кроме того, поскольку линия внешнего контура выступа имеет две точки изгиба, в процессе вулканизации резина может свободно затекать в форму, что эффективно предотвращает возникновение дефектов. Кроме того, поскольку линия внешнего контура выступа имеет две точки изгиба, а углы θ4 и θ5с, образованные вторым и третьим наклонными сегментами 94А, 94С с радиальным направлением шины, меньше угла θ3, это дает возможность уменьшения количества резины, используемой для формирования выступа 9А.
Следует учесть, что угол θ3 может составлять, например, от 40° до 80°, угол θ4 - от 20° до 60°, и угол θ5 - 0° до 30°.
Далее, как показано на фиг. 2, радиально внутренний край 91 выступа 9 расположен, предпочтительно, радиально ближе к центру шины, чем радиально внутренний торец 71 отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора. Кроме того, радиально внешний торец 92 выступа 9 расположен, предпочтительно, в месте, глубина которого не меньше 50% глубины D поперечной канавки радиально наружу от радиально внутреннего торца 71 отверстия открытия поперечной канавки 7 на боковину протектора, предпочтительно, не меньше 100% (т.е. на краю протектора ТЕ). Это обусловлено тем, что если выступ 9 будет находиться рядом с отверстием открытия поперечной канавки на боковину протектора в течение длительного периода времени, он будет в достаточной степени взаимодействовать с воздушным потоком, способствуя вхождению воздушного потока в поперечные канавки 7 и т.д. и его выходу из данных поперечных канавок, эффективно предотвращая повышение температуры в коронной зоне 1 шины.
Размер W выступа 9 в направлении по ширине шины, предпочтительно, не должен превышать удвоенный размер Τ выступа 9 в направлении по окружности шины. Более предпочтительно, размер W выступа 9 в направлении по ширине шины должен составлять не меньше 10% размера Τ в направлении по окружности шины. Далее, размер W выступа 9 в направлении по ширине шины, предпочтительно, должен составлять не более 40% шага Ρ поперечных канавок (т.е. расстояния между центрами соседних канавок в направлении по окружности шины); более предпочтительно, размер W должен составлять не более 20% шага Р. Кроме того, предпочтительно, чтобы размер W выступа 9 в направлении по ширине шины составлял не менее 7,5% шага Р. Это обусловлено тем, что если размер W выступа 9 в направлении по ширине шины чрезмерно велик, существует риск вхождения выступа в контакт с ТС или поверхностью дороги, что может привести к разрыву шины. Кроме того, если размер W выступа 9 в направлении по ширине шины чрезмерно велик, воздух стремится проходить по внешней стороне выступа 9, не заходя в области между соседними выступами в направлении по окружности шины, в результате чего уменьшается количество воздуха, поступающего в поперечные канавки и выходящего из данных канавок, при качении шины под нагрузкой. С другой стороны, если размер W выступа 9 в направлении по ширине тины слишком мал, то количество воздуха, поступающего в поперечные канавки и выходящего из них при качении шины под нагрузкой, уменьшается, что делает невозможным достаточное понижение температуры в коронной зоне шины.
Кроме того, размер Τ выступа 9 в направлении по окружности шины, предпочтительно, должен составлять не более 75% расстояния В в направлении по окружности шины между поперечными канавками 7, которые являются соседними по относительно друг друга, с расположенным между ними выступом 9. Более предпочтительно, размер Τ выступа 9 в направлении по ширине шины должен составлять не менее 3,7% размера В. Причина заключается в том, что при слишком большом размере Τ выступа 9 в направлении по окружности шины воздушный поток вблизи боковины протектора будет практически таким же, как и у шины без выступов, в результате чего достаточное количество воздуха не будет поступать в поперечные канавки 7 и выходить из них. Кроме того, если размер Τ выступа 9 в направлении по окружности шины слишком велик, увеличивается вес шины, что приводит к росту тепловыделения в боковине 2 протектора (в частности, вокруг выступа 9) при качении шины под нагрузкой. С другой стороны, если размер Τ выступа 9 в направлении по окружности шины слишком мал, трудно обеспечить достаточную прочность выступа 9.
В вышеупомянутой пневматической шине 10, как показано на фиг. 3, один конец щелевидной дренажной канавки 8 (ближний к экваториальной плоскости С шины) является закрытым. Однако в пневматической шине согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 5, где представлен вид в плане части коронной зоны 1 и боковины протектора 2, на поверхности качения 100 могут быть выполнены кольцевые канавки 110, проходящие в направлении по окружности шины и пересекающиеся с концами щелевидных дренажных канавок 8 со стороны экваториальной плоскости С шины. При наличии кольцевых канавок 110, пересекающихся со щелевидными дренажными канавками 8, при качении шины под нагрузкой воздух, попадающий в щелевидные дренажные канавки 8 через поперечные канавки 7, проходит далее в кольцевые канавки 110, или, наоборот, выходит из кольцевых канавок 110 по щелевидным дренажным канавкам 8 и поперечным канавкам 7, как показано стрелками на фиг. 5, что также обеспечивает эффективное понижение температуры в коронной зоне 1 шины. Кстати, несмотря на то, что кольцевая канавка 110, предпочтительно, выполняется в форме линейной канавки, проходящей в направлении по окружности шины, она также может быть выполнена в форме зигзагообразной канавки, проходящей в направлении по окружности шины.
Следует учесть, что пневматическая шина, часть коронной зоны 1 и боковины протектора 2 которой показаны на виде в плане на фиг. 5, имеет конструкцию, аналогичную конструкции пневматической шины, показанной на фиг. 1-3, за исключением того, что на поверхности качения выполнены кольцевые канавки. На фиг. 5 для обозначения элементов, аналогичных изображенным на фиг. 1-3, используются те же самые номера позиций.
Хотя пневматическая шина согласно настоящему изобретению была описана выше со ссылками на конкретный вариант исполнения с изменениями, данная пневматическая шина согласно настоящему изобретению не ограничивается вышеуказанным конкретным вариантом исполнения с изменениями, и могут производиться ее различные модификации. Более конкретно, в пневматической шине согласно настоящему изобретению выступы могут выполняться не обязательно рядом со всеми поперечными канавками, и могут выполняться лишь рядом с некоторыми из них. Кроме того, в пневматической шине согласно настоящему изобретению the поперечная канавка может проходить без разрыва между обоими краями протектора, и оба конца поперечной канавки могут открываться на боковины протектора.
Далее, пневматическая шина согласно настоящему изобретению может иметь конфигурации, показанные на фиг. 6, 7 и 9. Если не указано иначе, конструкция пневматической шины, показанной на фиг. 6, 7 и 9, может быть аналогичной конструкции пневматической шины, показанной на фиг. 1-3.
В пневматической шине, вид в плане части короной зоны 1А и боковины 2А протектора которой приведен на фиг. 6, на поверхности качения, расположенной между обоими краями протектора ТЕ, выполнено множество поперечных канавок 7А, которые расположены на обоих краях протектора ТЕ и проходят в направлении по ширине шины, так что один конец поперечной канавки открывается на боковину протектора 2А; щелевидные дренажные канавки 8А соединяют поперечные канавки 7А на одной стороне в направлении по ширине шины с поперечными канавками 7А на другой стороне в направлении по ширине шины, а кольцевая канавка 110A пересекается со щелевидными дренажными канавками 8А и проходит в направлении по окружности шины в экваториальной плоскости С.
На боковине 2А протектора пневматической шины, представленной на фиг. 6, имеется поверхность, на которой выполнен выступ 9А, выступающий наружу в направлении по ширине шины. Как показано на фиг. 6, все выступы 9А располагаются только с одной стороны отверстия открытия поперечной канавки 7А на боковину протектора, а именно, сверху от данного отверстия открытия, как показано на фиг. 6, рядом с кромкой данного отверстия. Кроме того, выступ 9А проходит в радиальном направлении от радиально внутреннего торца отверстия открытия поперечной канавки 7А на боковину протектора до края протектора ТЕ. А именно, выступ 9А размещен рядом с отверстием открытия поперечной канавки 7А на боковину протектора и проходит от его радиально внутреннего торца до радиально внешнего торца.
Каждая поперечная канавка 7А проходит в направлении по ширине шины от отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора, делая при этом один поворот в одну сторону в направлении по окружности шины (т.е. вверх, как показано на фиг. 6). Более конкретно, как видно со стороны отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора в сторону экваториальной плоскости С, поперечная канавка 7А содержит линейный участок 73А, проходящую параллельно поперечному направлению шины, наклонный участок 74А, проходящий с наклоном в одну сторону в направлении по окружности шины относительно направления, параллельного поперечному направлению шины, и сужающийся участок 72А, ширина канавки на котором постепенно уменьшается. Отверстия открытия поперечных канавок 7А на боковины протектора на левой и правой сторонах шины (см. фиг. 6) расположены со смещением в направлении по ширине шины. При этом, как показано на фиг. 6, the angle θ1, образуемый поперечной канавкой 7А с линией окружности тины на отверстии открытия поперечной канавки 7А на боковину протектора, может быть определен по центральной линии амплитуды (изгиба) стенки поперечной канавки 7А с верхней стороны канавки, как показано на фиг. 6.
Щелевидная дренажная канавка 8А имеет ширину меньше ширины поперечной канавки 7А и соединена с сужающимся участком 72А поперечной канавки 7А. Большая часть щелевидной дренажной канавки 8А проходит с наклоном вверх на фиг. 6 относительно поперечного направления шины, а остальная часть щелевидной дренажной канавки 8А (т.е. на стороне пересечения с кольцевой канавкой 110) представляет собой участки, параллельные поперечному направлению шины; между данными участками проходит пересекающаяся с ними кольцевая канавка 110.
При вращении вниз изображенной на фиг. 6 пневматической шины выступ 9А взаимодействует с воздушным потоком вблизи боковины 2А протектора, в результате чего воздух заходит в поперечную канавку 7А и щелевидную дренажную канавку 8А. А именно, как показано стрелками на фиг. 6, выступ 9А прерывает воздушный поток и заставляет воздух поступать внутрь поперечной канавки 7А и щелевидной дренажной канавки 8А.
При вращении изображенной на фиг. 6 пневматической шины в противоположном направлении (т.е. вверх, как показано на фиг. 6), выступ 9А взаимодействует с воздушным потоком вверху по течению перед отверстием открытия поперечной канавки 7А на боковину 2А протектора, создавая участок воздушного потока с высокой скоростью на внешней стороне (в направлении по ширине шины) отверстия открытия поперечной канавки 7А на боковину протектора, в результате чего воздух выходит из поперечной канавки 7А и щелевидной дренажной канавки 8 к внешней стороне в направлении по ширине шины (не показано).
Таким образом, в пневматической шине, показанной на фиг. 6, как и в рассматривавшемся ранее варианте исполнения пневматической шины 10, имеется возможность обеспечения поступления воздуха в поперечные канавки 7А и щелевидные дренажные канавки 8А, а также выхода воздуха из данных канавок, что обеспечивает возможность эффективного понижения температуры в коронной зоне 1А шины. Эффективное понижение температуры в коронной зоне 1А шины обеспечивает снижение количества возможных неисправностей в коронной зоне 1А. В пневматической шине, показанной на фиг. 6, поскольку воздух поступает внутрь с обеих сторон в направлении по ширине шины и выходит наружу на внешние стороны в направлении по ширине шины, скорость воздушного потока является особенно повышенной в районе кольцевой канавки 110A, пересекающейся со щелевидными дренажными канавками 8А, что обеспечивает эффект рассеивания тепла.
В пневматической шине, вид в плане части короной зоны 1B и боковины 2B протектора которой приведен на фиг. 7, на поверхности качения, расположенной между обоими краями протектора ТЕ, выполнено множество поперечных канавок 7B, которые расположены на обоих краях протектора ТЕ и проходят в направлении по ширине шины, так что один конец поперечной канавки открывается на боковину протектора 2B; щелевидные дренажные канавки 8B соединяют поперечные канавки 7B на одной стороне в направлении по ширине шины с поперечными канавками 7B на другой стороне в направлении по ширине шины, а кольцевая канавка 110В пересекается со щелевидными дренажными канавками 8B и проходит в направлении по окружности шины в экваториальной плоскости С, соединяясь с поперечными канавками 7B, расположенными рядом друг с другом в направлении по окружности шины.
На боковине 2B протектора пневматической шины, представленной на фиг. 7, имеется поверхность, на которой выполнен выступ 9B, выступающий наружу в направлении по ширине шины. Как показано на фиг. 7, все выступы 9B располагаются только с одной стороны отверстия открытия поперечной канавки 7B на боковину протектора (а именно, со стороны, где поперечная канавка 7B наклонена), рядом с кромкой данного отверстия. Кроме того, выступ 9B проходит в радиальном направлении от радиально внутреннего торца отверстия открытия поперечной канавки 7B на боковину протектора до края протектора ТЕ. А именно, выступ 9B размещен рядом с отверстием открытия поперечной канавки 7B на боковину протектора и проходит от его радиально внутреннего торца до радиально внешнего торца.
Каждая поперечная канавка 7B проходит от отверстия открытия данной канавки на боковину с наклоном до направления, параллельного поперечному направлению шины. Более конкретно, поперечная канавка 7B, открывающаяся на край протектора ТЕ и на боковину 2B протектора с одной стороны в направлении по ширине шины (т.е. с левой стороны на фиг. 7), проходит с наклоном вверх, т.е. вправо-вверх, как показано на фиг. 7, относительно поперечного направления шины. Далее, поперечная канавка 7B, открывающаяся на край протектора ТЕ и на боковину 2B протектора на противоположной стороне шины в направлении по ширине шины (т.е. с правой стороны на фиг. 7), проходит с наклоном вверх, т.е. влево-вниз, как показано на фиг. 7, относительно поперечного направления шины.
Как показано на фиг. 7, конец поперечной канавки 7B, противоположный открытому концу, выполнен в виде сужающегося участка 72B, ширина канавки на котором постепенно уменьшается по мере приближения к экваториальной плоскости С. Далее, часть стенки поперечной канавки 7B имеет форму конической поверхности 76B с незначительным наклоном ко дну поперечной канавки 7B. В целях усиления выхода воздуха из поперечных канавок и увеличения срока службы шины, дно поперечной канавки 7B содержит плоский участок 75B постоянной глубины и слегка наклонную поверхность 76B, где глубина канавки постепенно уменьшается по мере приближения к отверстию открытия поперечной канавки на боковину протектора.
Щелевидная дренажная канавка 8B имеет ширину меньше ширины поперечной канавки 7B и соединена с сужающимся участком 72B поперечной канавки 7B. Большая часть щелевидной дренажной канавки 8B проходит с наклоном относительно поперечного направления шины (т.е. с наклоном вправо вниз на фиг. 7).
Кольцевые соединительные канавки 120B, соединяющие соседние поперечные канавки 7B в направлении по окружности шины, служат для повышения износостойкости шины.
При повороте показанной на фиг. 7 пневматической шины по стрелке вниз выступ 9B, расположенный рядом с краем протектора ТЕ и боковиной 2B протектора на одной стороне в направлении по ширине шины (слева на фиг. 7) взаимодействует с воздушным потоком вблизи боковины 2B, способствуя вхождению воздуха в поперечную канавку 7B и щелевидную дренажную канавку 8B. А именно, как показано стрелками на фиг. 7, выступ 9B прерывает воздушный поток и заставляет воздух поступать внутрь поперечной канавки 7B и щелевидной дренажной канавки 8B. С другой стороны, выступ 9B, расположенный рядом с краем протектора ТЕ и боковиной 2B протектора на другой стороне в направлении по ширине шины (справа на фиг. 7) прерывает воздушный поток вблизи боковины 2B протектора перед отверстием открытия поперечной канавки 7B на боковину протектора, заставляя воздух выходить из поперечной канавки 7B и щелевидной дренажной канавки 8B. А именно, как показано стрелками на фиг. 7, выступ 9B прерывает воздушный поток вверху по течению перед отверстием открытия поперечной канавки 7B на боковину протектора, образуя область воздушного потока большой скорости снаружи (в направлении по ширине шины) от отверстия открытия поперечной канавки 7B на боковину протектора, и, таким образом, заставляя воздух выходить наружу из поперечной канавки 7B и щелевидной дренажной канавки 8B.
Таким образом, в данной пневматической шине, как показано стрелками на фиг. 7, выступ 9B прерывает воздушный поток, так что воздух, входящий в поперечные канавки 7B на левой стороне шины на фиг. 7, проходит по щелевидным дренажным канавкам 8B и выходит наружу из поперечных канавок с правой стороны шины на фиг. 7.
В случае вращения шины в противоположном направлении (т.е. вверх на фиг. 7), направление воздушного потока изменяется на противоположное.
Таким образом, в пневматической шине, показанной на фиг. 7, как и в рассматривавшемся ранее варианте исполнения пневматической шины 10, имеется возможность обеспечения поступления воздуха в поперечные канавки 7А и щелевидные дренажные канавки 8B, а также выхода воздуха из данных канавок, что обеспечивает возможность усиления рассеивания тепла с участка шины, на котором выполнены поперечные канавки 7B и щелевидные дренажные канавки 8B, и эффективного понижения температуры в коронной зоне 1B шины. Эффективное понижение температуры в коронной зоне 1B шины обеспечивает возможность уменьшения количества неисправностей, возникающих в коронной зоне 1B. В пневматической шине, показанной на фиг. 7, поскольку вхождение воздуха в поперечные канавки 7B с одной стороны в направлении по ширине шины и его выход из канавок с другой стороны в направлении по ширине шины происходит быстро, это способствует эффекту рассеивания тепла.
Еще один вариант исполнения пневматической шины согласно настоящему изобретению представлен на фиг. 9. На фиг. 9 боковины 9С протектора показаны в развернутом виде. Базовая конструкция данной пневматической шины аналогична конструкции шины, показанной на фиг. 6; помимо этого, на поверхности боковины 2С протектора, отходящей радиально к центру шины от края протектора ТЕ, выполнено углубление Ρ между выступом 9С, выступающим наружу в направлении по ширине шины, и поперечной канавкой 7С, одним концом открывающейся на боковину 2С протектора, причем углубление Ρ имеет плавную криволинейную поверхность, выпуклая сторона которой направлена внутрь в направлении по ширине шины.
Более конкретно, на фиг. 10 представлен вид шины в разрезе по ширине вблизи боковины 2С протектора в увеличенном масштабе, на котором показаны изображенные на фиг. 9 углубление Ρ и видимый за ним выступ 9С.Таким образом, углубление Ρ боковины протектора имеет форму пологой кривой, проходящий от края протектора ТЕ радиально внутрь и соединяющейся с боковиной 2С протектора.
При вращении вниз по стрелке изображенной на фиг. 9 пневматической шины, так же, как это происходит при вращении шины, показанной на фиг. 3-7, выступ 9С взаимодействует с воздушным потоком вблизи боковины 2С протектора, в результате чего воздух заходит в поперечную канавку 7С и щелевидную дренажную канавку 8С. При этом благодаря наличию углубления Ρ на поверхности боковины 2С протектора, выпуклая сторона которого направлена внутрь шины в направлении по ширине шины, стенка поперечной канавки 7С со стороны, противоположной углублению Р, может выполнять функцию выступа. Таким образом, площадь боковой поверхности выступа, прерывающего воздушный поток, может быть увеличена, что обеспечивает возможность поступления воздуха в поперечные канавки 7С и щелевидные дренажные канавки 8С.Более конкретно, как показано стрелками на фиг. 9, за счет того, что стенка поперечной канавки 7С и выступ 9С прерывают воздушный поток, входящий в углубление Р, образуется воздушный поток, входящий в поперечную канавку 7А и щелевидную дренажную канавку 8A.
Таким образом, в пневматической шине, показанной на фиг. 9, как и в рассматривавшемся ранее варианте исполнения пневматической шины 10, имеется возможность обеспечения поступления воздуха в поперечные канавки 7С и щелевидные дренажные канавки 8С, а также выхода воздуха из данных канавок, что обеспечивает возможность усиления рассеяния тепла с участка шины, на котором выполнены поперечные канавки 7С и щелевидные дренажные канавки 8С, и эффективного понижения температуры в коронной зоне 1B шины, что обеспечивает уменьшение количества неисправностей, возникающих в коронной зоне.
В пневматической шине согласно настоящему изобретению, если вышеупомянутое углубление Ρ выполнено в поверхности боковины 2С протектора на одной стороне в направлении по окружности шины отверстия открытия поперечной канавки на боковину протектора, противоположная стенка поперечной канавки образует выступающую часть, приподнятую относительно углубления Ρ и выполняющую функцию "выступа" согласно настоящему изобретению. А именно, "выступ" согласно настоящему изобретению может содержать не только непосредственно выступ на поверхности боковины 2С протектора, выступающий наружу в направлении по ширине шины, как показано на фиг. 2, но и область, являющуюся выпуклой в направлении по ширине шины, образованную углублением углубление Ρ в поверхности боковины 2С протектора.
С точки зрения обеспечения эффективного вхождения воздуха в поперечные канавки 7С, предпочтительно, чтобы форма поперечного сечения углубления Ρ в направлении по ширине шины была вогнутой и представляла собой плавную кривую, как показано на фиг. 10. Также предпочтительно, чтобы данная форма поперечного сечения не менялась по внешней окружности шины.
Примеры
Ниже будет приведено подробное объяснение настоящего изобретения со ссылками на примеры. Следует учесть, что настоящее изобретение не ограничивается данными примерами.
Пример 1
Опытная пневматическая шина (образец №1) размера 46/90R57 была изготовлена по спецификации, приведенной в таблице 1, с коронной зоной шины и боковиной протектора, аналогичными представленным на фиг. 7, с целью оценки рабочих характеристик описанным ниже способом. Результаты оценки приведены ниже в таблице 1.
Примеры 2-6
Опытные пневматические шины (образцы №№2-7) размера 46/90R57 были изготовлены с конструкцией, аналогичной конструкции образца №1, но по измененной спецификации, как показано в таблице 1, с целью оценки рабочих характеристик тем же способом, с помощью которого производилась оценка характеристик примера №1. Результаты оценки приведены ниже в таблице 1.
Пример 7
Опытная пневматическая шина (образец №7) размера 46/90R57 была изготовлена по спецификации, приведенной в таблице 1, с коронной зоной шины и боковиной протектора, аналогичными представленным на фиг. 6, с целью оценки рабочих характеристик описанным ниже способом. Результаты оценки приведены ниже в таблице 1.
Сравнительный пример 1
Пневматическая шина для сравнения (сравнительный образец №1) размера 46/90R57 была изготовлена по спецификации, указанной в таблице 1, с коронной зоной и боковиной протектора, аналогичными показанным на фиг. 7, за исключением того, что выступ на боковинах протектора отсутствует, с целью оценки характеристик способом, аналогичным использовавшемуся для образца №1. Результаты оценки приведены ниже в таблице 1.
Температура протектора
Опытные шины, изготовленные в соответствии с вышеуказанными требованиями, были смонтированы на обод и подвержены испытаниям на вращающемся барабане при давлении воздуха 700 кПа, нагрузке 60 т и скорости 8 км/ч, с целью измерения средней температуры коронной зоны шины. Более конкретно, в коронной зоне шины с определенным интервалом в направлении по ширине шины было выполнено несколько отверстий, доходящих до брекера, и в данные отверстия были вставлены термопары для замера установившейся температуры коронной зоны в ходе испытаний на вращающемся барабане и определения средней температуры коронной зоны. Оценка средней температуры коронной зоны шин производилась путем сравнения со средней температурой коронной зоны сравнительного образца 1. Согласно результатам, представленным в таблице 1, считается, что в шинах, средняя температура коронной зоны которых ниже средней температуры сравнительного примера 1, происходит отличное рассеивание тепла в коронной зоне.
Температура боковины протектора
Опытные шины, изготовленные в соответствии с вышеуказанными требованиями, были смонтированы на обод и подвержены испытаниям на вращающемся барабане при давлении воздуха 700 кПа, нагрузке 60 т и скорости 8 км/ч, с целью измерения средней температуры боковины протектора. Более конкретно, в боковинах протектора было выполнено несколько отверстий, в которые были вставлены термопары с целью измерения установившейся температуры боковины протектора во время испытаний на вращающемся барабане и определения средней температуры боковины протектора. Оценка средней температуры боковины протектора производилась путем сравнения со средней температурой боковины протектора сравнительного образца 1. Согласно результатам, представленным в таблице 1, считается, что в шинах, средняя температура боковины протектора которых ниже средней температуры сравнительного образца 1, происходит отличное рассеяние тепла в боковинах протектора.
Срок службы выступа
Опытные шины, изготовленные в соответствии с вышеуказанными требованиями и смонтированные на ободе, были установлены на строительном ТС (общий вес которого составлял 360 т) при давлении 700 кПа, и подвержены испытаниям посредством езды по грунтовой дороге, и замерялся пробег до появления трещин в месте соединения выступа с боковиной. Если при пробеге более 100,000 км трещин не наблюдалось, выставлялась оценка "Трещины отсутствуют". В таблице 1 более длинный пробег до появления трещин соответствует более продолжительному сроку службы выступа.
Как видно из таблицы 1, в пневматических шинах, снабженных выступами согласно настоящему изобретению (образцы 1-7), достигается эффективное снижение температуры коронной зоны по сравнению с шиной сравнительного образца без выступов. Кроме того, можно заметить, что пневматические шины образцов 1 и 3-6, в которых размер выступа в направлении по ширине шины находится в установленном диапазоне, демонстрируют лучшие рабочие характеристики по сроку службы выступа по сравнению с шиной образца 2. Кроме того, можно отметить, что пневматические шины образцов 1-3, а также 5 и 6, у которых выступ расположен на наклонной стороне поперечной канавки, демонстрируют лучшие рабочие характеристики по снижению температуры в коронной зоне по сравнению с шиной образца 4. Следует учесть, что пневматические шины образцов 1, 3 и 5, у которых расположение радиально внешнего торца выступа находится в установленных пределах, показывают лучшие характеристики по понижению температуры коронной зоны по сравнению с пневматической шиной образца 6. Кроме того, можно отметить, что пневматические шины образцов 1 и 5, у которых размер выступа в направлении по окружности шины находится в заданном диапазоне, демонстрируют более высокие характеристики по достаточному понижению температуры коронной зоны по сравнению с пневматической шиной образца 3.
Кроме того, из таблицы 1 видно, что пневматическая шина образца 7 с коронной зоной и боковинами протектора, выполненными в соответствии с фиг. 6, обеспечивает удовлетворительное понижение температуры коронной зоны шины.
Настоящее изобретение предлагает пневматическую шину, обеспечивающую эффективное снижение температуры коронной зоны при качении шины под нагрузкой и предотвращение в достаточной степени возникновения отказов в коронной зоне вследствие роста температуры.
Перечень ссылочных позиций
1, 1А, IB, IC Коронная зона
2, 2А, 2B, 2С Боковина протектора
3 Боковина шины
4 Борт шины
5 Радиальный каркас
6 Брекер
7, 7А, 7B, 7С Поперечная канавка
8, 8А, 8B, 8С Щелевидная дренажная канавка
9, 9А, 9B, 9С Выступ
10 Пневматическая шина
41 Сердечник борта шины
42 Бортовой заполнитель
61, 62, 63, 64 Брекерный слой
71 Радиально внутренний торец
72, 72А, 72B Сужающийся участок
73А Линейный участок
74А Наклонный участок
75B Плоский участок
75B Сужающийся участок
76 Коническая поверхность
77B Плавная наклонная поверхность
91 Радиально внутренний торец
92 Радиально внешний торец
100 Поверхность качения
110, 110A, 110B Кольцевая канавка
120B Кольцевая соединительная канавка
ТЕ Край протектора
TW Ширина протектора
Ρ Углубление