ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Область техники
Настоящее изобретение относится к пневматической шине с устойчивостью управления и свойством отвода воды, улучшенными при хорошей сбалансированности.
Уровень техники
Существует потребность в пневматических шинах, обладающих хорошими противоречащими свойствами, т.е. устойчивостью управления на сухих асфальтовых покрытиях и свойством отвода воды на влажных дорожных покрытиях. Техническое решение, описанное в патентном документе 1, направлено на одновременное улучшение этих свойств.
Патентный документ 1: JP-A-2004-155416
Описание изобретения
В патентном документе 1 описана пневматическая шина, в которой щелевидные узкие продольные канавки обеспечены на экваторе шины, в центральном ребре, проходящем по экватору шины. Однако такой рисунок протектора оставляет возможность улучшения свойства отвода воды. С другой стороны, чтобы улучшить свойство отвода воды в области экватора шины, предлагают обеспечение широкой прямой канавки на экваторе шины. Однако существует вероятность, что широкая прямая канавка понизит жесткость центральной области протектора, что ухудшит устойчивость управления.
Настоящее изобретение сделано ввиду таких обстоятельств, и целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины, способной обеспечить улучшение устойчивости управления и свойства отвода воды при хорошей сбалансированности. Основная концепция настоящего изобретения состоит в том, что изогнутые наклонные канавки обеспечивают с интервалом в продольном направлении шины в центральной области контакта с грунтом, которая сформирована на экваторе шины и между внутренней продольной канавкой короны, расположенной на внутренней стороне транспортного средства, когда шина установлена на транспортное средство, и внешней продольной канавкой короны, расположенной на внешней стороне транспортного средства, где каждая изогнутая наклонная канавка проходит наклонно от своего внешнего конца, выходящего в указанную внешнюю продольную канавку короны, в направлении внутренней стороны транспортного средства через экватор шины, меняет направление к внешней стороне транспортного средства в точке наибольшего приближения, где изогнутая наклонная канавка наиболее приближена к указанной внутренней продольной канавке короны, и затем проходит наклонно к своему внутреннему концу, расположенному в указанной центральной области контакта с грунтом, и где соответствующие изогнутые наклонные канавки соединены друг с другом через соединительные канавки, каждая из которых проходит в продольном направлении шины от указанного внутреннего конца к соседней изогнутой наклонной канавке, примыкающей в продольном направлении шины.
Настоящее изобретение отличается тем, что в пневматической шине, включающей протектор, снабженный парой продольных канавок короны, проходящих непрерывно и прямолинейно в продольном направлении шины с обеих сторон от экватора шины с обеспечением центральной области контакта с грунтом между ними,продольные канавки короны включают внутреннюю продольную канавку короны, расположенную с внутренней стороны экватора шины относительно транспортного средства, когда шина установлена на транспортное средство, и внешнюю продольную канавку короны, расположенную с внешней стороны экватора шины при установленной шине,изогнутые наклонные канавки обеспечены в указанной центральной области контакта с грунтом с интервалом в продольном направлении, где каждая изогнутая наклонная канавка проходит наклонно от своего внешнего конца, выходящего в указанную внешнюю продольную канавку короны, в направлении внутренней стороны транспортного средства через экватор шины, меняет направление к внешней стороне транспортного средства в точке наибольшего приближения, где изогнутая наклонная канавка наиболее приближена к указанной внутренней продольной канавке короны, и далее проходит наклонно к своему внутреннему концу, расположенному в указанной центральной области контакта с грунтом,соответствующие изогнутые наклонные канавки соединены друг с другом через соединительные канавки, каждая из которых проходит в продольном направлении шины от указанного внутреннего конца к соседней изогнутой наклонной канавке в продольном направлении шины, и центральная область контакта с грунтом имеет центральное ребро, ограниченное указанными соединительными канавки, участками указанных изогнутых наклонных канавок, каждый из которых проходит между указанными соединительными канавками, и указанной внутренней продольной канавкой короны, и указанное центральное ребро проходит непрерывно в продольном направлении с повторяющимся увеличением и уменьшением ширины в направлении оси шины, причем отношение максимальной ширины к минимальной ширине центрального ребра составляет от 2,0 до 4,0.
В описании размеры соответствующих частей протектора представляют собой величины, определяемые в ненагруженном нормальном состоянии, если не указано иное, при котором шина установлена на стандартный обод и накачена до нормального внутреннего давления, но без приложения нагрузки. «Стандартный обод» означает обод колеса, определенный для каждой шины в системе стандартизации, на которую базируется шина, и означает, например, «стандартный обод» в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), «расчетный обод» в системе TRA (Ассоциация по ободам и шинам, Северная Америка) и «мерный обод» в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам). Термин «нормальное внутреннее давление» означает определенное давление воздуха для каждой шины в системе стандартизации и означает, например, «максимальное давление воздуха» в системе JATMA, максимальную величину давления, указанную в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в системе TRA и «давление накачки» в ETRTO, при условии, что в случае легковых автомобилей «нормальное давление» составляет 180 кПа.
Кроме того, ширину соответствующих канавок определяют по ширине, измеренной по поверхности протектора в направлении, перпендикулярном центральной линии канавки. В случае если край или края канавки скошены, ширина представляет собой величину, полученную без учета ширины скошенного участка.
В настоящем изобретении, как указано выше, в центральной области контакта с грунтом, проходящей по экватору шины, обеспечены изогнутые наклонные канавки с интервалом в продольном направлении. Так как каждая из изогнутых наклонных канавок проходит от внутреннего конца к внешнему концу через экватор шины с образованием плавной дугообразной кривой, вода может быть плавно отведена во внешнюю продольную канавку короны, что таким образом обеспечивает превосходную характеристику отвода воды в широком интервале. Так же,  как изогнутые наклонные канавки, соседние в продольном направлении шины соединены друг с другом через соединительные канавки, проходящие со стороны внутреннего конца, и так как эти соединительные канавки проходят вблизи экватора С шины, характеристика отвода воды дополнительно улучшена со стороны экваторы шины.
Более того, так как центральное ребро, сформированное в центральной области контакта с грунтом, непрерывно в продольном направлении, продольная жесткость центральной области контакта с грунтом может быть улучшена и, таким образом, сила сцепления возрастает, улучшая устойчивость в ходе прямолинейного движения. Более того, так как центральное ребро имеет ширину, повторяющимся образом возрастающую и уменьшающуюся, может быть установлено меньшее значение минимальной ширины центрального ребра при сохранении поперечной жесткости центрального ребра. Другими словами, так как изогнутые наклонные канавки наиболее приближены к внутренней продольной канавке короны в точке наибольшего приближения, способность отвода воды изогнутых наклонных канавок может эффективно проявляться в широком интервале.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 предоставлен развернутый вид, демонстрирующий протектор пневматической шины в соответствии с одним из воплощений настоящего изобретения;
На Фиг.2 представлен неполный увеличенный вид, демонстрирующий центральную область контакта с грунтом;
На Фиг.3 представлено поперечное сечение, взятое по линии А-А на Фиг.2;
На Фиг.4 представлен вид сверху и виды поперечного сечения, демонстрирующие внутреннюю продольную канавку короны;
На Фиг.5 представлен увеличенный вид внешней средней области контакта с грунтом и внешней плечевой области контакта с грунтом;
На Фиг.6 представлен увеличенный вид внутренней средней области контакта с грунтом и внутренней плечевой области контакта с грунтом;
На Фиг.7(А)-7(С) представлены поперечные сечения внешней продольной канавки короны и внутренней и внешней плечевых продольных канавок;
На Фиг.8 представлено поперечное сечение, взятое по линии В-В на Фиг.1, и
На Фиг.9(А) и 9(В) представлены виды сверху, демонстрирующие рисунки протектора, используемые в сравнительных примерах, описанных далее.
Описание обозначений
2 - протектор
2S - поверхность протектора
3i - внутренняя продольная канавка короны
3о - внешняя продольная канавка короны
4i - внутренняя плечевая продольная канавка
4о - внешняя плечевая продольная канавка
5 - центральная область контакта с грунтом
6i - внутренняя средняя область контакта с грунтом
6о - внешняя средняя область контакта с грунтом
8 - изогнутая наклонная канавка
11 - соединительная канавка
30 - наклонная дополнительная канавка
31 - стенка канавки
31U - верхняя часть стенки
33L - нижняя часть стенки
36 - ребро
С - экватор шины
е - линия кромки
К - точка наибольшего приближения
Наилучший вариант осуществления изобретения
Воплощение настоящего изобретения описано далее со ссылками на прилагаемые чертежи.
Пневматическая шина в данном воплощении подходит для применения в качестве летней шины для легковых автомобилей. Пневматическая шина имеет асимметричный рисунок протектора, где внутренняя половина рисунка TPi относительно экватора С шины, которая расположена на внутренней стороне автомобиля, если шина установлена на автомобиль, и внешняя половина рисунка ТРо относительно экватора С шины, которая расположена на внешней стороне автомобиля, если шина установлена на автомобиль, сформированы асимметрично (линейная асимметрия и точечная асимметрия). Отметки, такие как "ВНУТРИ" и/или "СНАРУЖИ", показывающие направление установки шины на автомобиль, наносят на боковину или т.п. пневматической шины данного воплощения.
На Фиг.1 представлен развернутый вид протектора 2 пневматической шины в соответствии с воплощением настоящего изобретения, а на Фиг.2 представлен неполный увеличенный вид, демонстрирующий основную часть Фиг.1. Как показано на Фиг.1, протектор 2 снабжен парой продольных канавок 3 короны, которые проходят прямолинейно и непрерывно в продольном направлении шины с обеих сторон экватора С шины, и парой плечевых продольных канавок 4, которые расположены аксиально снаружи продольных канавок 3 короны и проходят непрерывно в продольном направлении шины, таким образом, на протекторе 2 сформированы центральная область 5 контакта с грунтом, которая проходит между продольными канавками 3, 3 короны, пара средних областей 6 контакта с грунтом, которые проходят между продольной канавкой 3 короны и плечевой продольной канавкой 4, и пара плечевых областей 7 контакта с грунтом, которые проходят между плечевой продольной канавкой 4 и краем Ei или Ео контакта протектора с грунтом.
Продольные канавки 3 короны проходят с обеих сторон прямолинейно и вблизи экватора С шины, где давление контакта с грунтом высокое, таким образом, улучшая свойство отвода воды на экваторе шины. Принимая во внимание это свойство отвода воды, предпочтительно продольные канавки 3 короны имеют ширину GW1 5,0% или более, особенно предпочтительно, 5,5% или более, ширины TW протектора, и глубину 7,0 мм или более, особенно предпочтительно, 7,5 мм или более. Однако, если ширина GW1 или глубина продольной канавки 3 короны слишком велика, жесткость рисунка вблизи экватора С шины заметно снижается, ухудшая устойчивость управления. Следовательно, предпочтительно ширина GW1 продольной канавки 3 короны составляет 7,0% или менее, особенно предпочтительно, 6,5% или менее, ширины TW, и глубина продольной канавки 3 короны составляет 9,0 мм или менее, особенно предпочтительно, 8,5 мм или менее.
Термин «ширина TW протектора», как используют здесь, означает аксиальное расстояние между внутренним краем Ei контакта протектора с грунтом, который расположен на внутренней стороне автомобиля, когда шина установлена на автомобиль, и внешним краем Ео контакта протектора с грунтом, который расположен на внешней стороне автомобиля с установленной на нем шиной. Края Ei и Ео контакта протектора с грунтом означают края контакта с грунтом шины в момент, когда шина находится в стандартном состоянии, упомянутом выше, и протектор такой шины затем приводят в контакт с плоской поверхностью при угле развала колеса 0° при приложении нагрузки, составляющей 88% от стандартной нагрузки. Кроме того, термин «стандартная нагрузка», как используют здесь, означает нагрузку, определенную для каждой шины в системе стандартизации, и означает, например, «максимальную грузоподъемность» в системе JATMA, максимальную величину, указанную в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в TRA, и "грузоподъемность" в ETRTO.
Продольные канавки 3 короны включают внутреннюю продольную канавку 3i короны, расположенную на внутренней половине рисунка TPi протектора, и внешнюю продольную канавку 3о короны, расположенную на внешней половине рисунка ТРо протектора. Эти внутренняя и внешняя канавки 3i и 3о короны могут быть обеспечены, например, в положениях, линейно симметричных относительно экватора С шины, или в положениях, линейно асимметричных относительно экватора С шины. В каждом случае, однако, предпочтительно предотвратить снижение жесткости центральной области 5 контакта с грунтом, поэтому аксиальное расстояние между центральной линией GC1 продольной канавки 3 короны и экватором С шины составляет 9% или более, особенно предпочтительно, 10% или более ширины TW протектора и, что касается верхнего предела, 15% или менее, особенно предпочтительно, 14% или менее ширины TW протектора. Более предпочтительно, расположение внутренней и внешней продольных канавок 3i и 3о определяют так, что аксиальная ширина CW (показана на Фиг.2) центральной области 5 контакта с грунтом составляет от 15 до 19% ширины TW протектора.
Изогнутые наклонные канавки 8 обеспечены в центральной области 5 контакта с грунтом с интервалом в продольном направлении. Как показано на Фиг.2, каждая из изогнутых наклонных канавок 8 сформирована в виде такой плавной дугообразной кривой линии, что ее центральная линия GC2 изогнута внутрь автомобиля. Более конкретно, каждая изогнутая наклонная канавка 8 проходит наклонно в центральной области 5 контакта с грунтом от внешнего конца 8а, выходящего во внешнюю продольную канавку 3о короны, к внутренней стороне автомобиля через экватор шины, меняет направление к внешней стороне автомобиля в точке К наибольшего приближения, где изогнутая наклонная канавка наиболее приближена к внутренней продольной канавке 3i короны, и затем проходит наклонно к внутреннему концу 8b, расположенному в центральной области 5 контакта с грунтом, заканчиваясь там. В данном воплощении внутренний конец 8b расположен с внутренней стороны экватора С шины относительно автомобиля.
Изогнутые наклонные канавки 8, 8, соседние в продольном направлении, соединены друг с другом через соединительные канавки 11, каждая из которых проходит прямолинейно в продольном направлении шины от внутреннего конца 8b изогнутой наклонной канавки 8 к другой изогнутой наклонной канавке 8. Таким образом, изогнутая наклонная канавка 8 разделена на первую наклонную часть 8А канавки, которая проходит от внешнего конца 8а к месту 12 пересечения с соединительной канавкой 11, и вторую наклонную часть 8В канавки, которая проходит от места 12 пересечения к внутреннему концу 8b. Вторая наклонная часть 8В канавки и соединительная канавка 11 фактически образуют составную продольную канавку 13, проходящую непрерывно в продольном направлении шины.
В результате размещения изогнутых наклонных канавок 8 и соединительных канавок 11 в центральной области 5 контакта с грунтом, центральная область 5 контакта с грунтом включает центральное ребро 5а, которое сформировано между составной продольной канавкой 13 и внутренней продольной канавкой 3i короны и которое проходит непрерывно в продольном направлении с повторяющимся увеличением и снижением аксиальной ширины Wr. Кроме того, между составной продольной канавкой 13 и внешней продольной канавкой 3о короны сформирован ряд центральных блоков 5b, разделенных в продольном направлении первыми наклонными частями 8А канавки.
Таким образом, так как в центральной области 5 контакта с грунтом каждая изогнутая наклонная канавка 8 проходит от внутреннего конца 8b к внешнему концу 8а через экватор С шины, с образованием плавной дугообразной кривой, вода может быть плавно отведена во внешнюю продольную канавку 3о короны и, соответственно, превосходная характеристика отвода воды проявляется в широком интервале. Более того, так как изогнутые наклонные канавки 8, 8, соседние в продольном направлении, соединены соединительными канавками 11 с образованием составной продольной канавки 13 и так как соединительные канавки, которые образуют составную канавку 13, проходят вблизи экватора С шины, свойство отвода воды на экваторе шины улучшено. Более того, так как составная продольная канавка 13 включает дугообразную наклонную часть 8В канавки, превосходное свойство отвода воды может проявляться при подавлении колоннообразного резонанса, который может возникать в прямой канавке.
С точки зрения свойства отвода воды, предпочтительно угол α изогнутой наклонной канавки 8 на ее внешнем конце 8а относительно продольного направления составляет 45° или менее, особенно предпочтительно, 40° или менее, наиболее предпочтительно, 35° или менее. Однако, если угол α слишком мал, жесткость углового участка между изогнутой наклонной канавкой 8 и внутренней продольной канавкой 3i короны может снижаться, вызывая неравномерный износ. Таким образом, предпочтительно угол α составляет 20° или более, особенно предпочтительно, 25° или более.
Так как центральное ребро 5а, сформированное в центральной области 5 контакта с грунтом, проходит непрерывно в продольном направлении, продольная жесткость центральной области 5 контакта с грунтом может быть улучшена и поэтому оно служит для увеличения силы сцепления, улучшая устойчивость при прямолинейном движении. Более того, так как центральное ребро проходит непрерывно в продольном направлении, количество деформации в поперечном направлении подавляется даже при движении на повороте, поэтому может возникать большая поперечная сила. Кроме того, так как центральное ребро 5а проходит с повторяющимся увеличением и уменьшением аксиальной ширины Wr, минимум ширины Wr1 может быть снижен при сохранении поперечной жесткости центрального ребра 5а. Другими словами, так как возможно расположить изогнутые наклонные канавки 8 вблизи к внутренней продольной канавке 3i короны в точке К наибольшего приближения, свойство отвода воды в центральной области 5 контакта с грунтом, осуществляемого за счет изогнутых наклонных канавок 8, может эффективно проявляться в широком интервале. С этой целью отношение Wr2/Wr1 максимальной ширины Wr2 к минимальной ширине Wr1 центрального ребра 5а устанавливают от 2,0 до 4,0. Если отношение Wr2/Wr1 составляет менее 2,0, центральное ребро имеет недостаточную поперечную жесткость, так что минимальную ширину Wr1 нельзя сделать достаточно малой. Если отношение Wr2/Wr1 составляет более 4,0, поперечная жесткость центрального ребра 5а становится неравномерной, вызывая неравномерный износ. Следовательно, предпочтительно отношение Wr2/Wr1 составляет по меньшей мере 2,2 и не более 3,8. Более того, поскольку изогнутая наклонная канавка 8 имеет такую конфигурацию, что вторая наклонная часть 8В канавки, включающая точку К наибольшего приближения, имеет форму дугообразной кривой, она также вносит большой вклад в обеспечение поперечной жесткости центрального ребра 5а.
С точки зрения сохранения жесткости центрального ребра 5а, предпочтительно отношение L1/L2 продольной длины L1 соединительной канавки 11 к продольной длине L2 участка изогнутой наклонной канавки 8, расположенного между соединительными канавками 11, 11 (т.е. второй наклонной части 8В канавки), составляет от 0,3 до 0,5. Если отношение L1/L2 выходит за пределы данного диапазона, требуемую жесткость трудно сохранить по причине того, что баланс жесткости ухудшается, так что устойчивость управления, особенно устойчивость управления при высоких скоростях, может ухудшаться.
С точки зрения свойства отвода воды, предпочтительно изогнутые наклонные канавки 8 имеют ширину, постепенно возрастающую от точки К наибольшего приближения к внешнему концу 8а. Более того, как показано в увеличенном виде на Фиг.3, на котором представлен вид поперечного сечения, взятого по линии А-А на Фиг.2, предпочтительно глубина изогнутой наклонной канавки 8 возрастает непрерывно или ступенчато от точки К наибольшего приближения в направлении внешнего конца 8а. Глубина изогнутой наклонной канавки 8 не превышает глубину продольных канавок 3 короны. Также глубина соединительной канавки 11 не превышает глубину на участке 12 пересечения изогнутой наклонной канавки 8. Более того, ширина изогнутой наклонной канавки 8 меньше, чем ширина продольных канавок 3 короны. Количество обеспечиваемых изогнутых наклонных канавок 8 (число шагов) предпочтительно составляет от 29 до 32 на оборот вокруг шины. Если это количество составляет менее 29, свойство отвода воды в центральной области 5 контакта с грунтом может быть недостаточно улучшено, и если их слишком много, центральная область 5 контакта с грунтом может иметь недостаточную площадь контакта с грунтом или жесткость, так что устойчивость управления может быть недостаточно улучшена.
В центральных блоках 5b жесткость быстро изменяется на угловом участке Q, как показано на Фиг.2, расположенном на внутреннем конце 8b изогнутой наклонной канавки 8. Следовательно, может возникать шум при вступлении углового участка Q в контакт с дорогой и также может возникать неравномерный износ. Следовательно, в данном воплощении наклонные дополнительные канавки 30, каждая из которых проходит наклонно от внутреннего конца 8b в направлении к внешней стороне автомобиля, проходя между соседними изогнутыми наклонными канавками 8, 8, сформированы в центральных блоках 5b, чтобы уменьшить жесткость углового участка Q и тем самым подавить шум от контакта с дорогой и неравномерный износ. Наклонная дополнительная канавка 30 в данном воплощении проходит приблизительно параллельно изогнутой наклонной канавке 8 от внутреннего конца 8b вплоть до внешней продольной канавки 3о короны и также вносит вклад в дополнительное улучшение свойства отвода воды. В данном случае, чтобы сохранить устойчивость управления при движении с большими скоростями, участок наклонной дополнительной канавки 30 между внутренним концом 8b и областью, проходящей через экватор С шины, формируют в виде щелевидной узкой канавки 30а с шириной 1,5 мм или менее, чтобы тем самым сохранить жесткость на экваторе С шины.
Как показано в увеличенном виде на Фиг.4, внутренняя продольная канавка 3i короны сформирована в виде прямой канавки, в которой соответствующие линии кромки "е", по которым обе стенки 31 и 32 канавки пересекаются с поверхностью 2S протектора, проходят прямолинейно в продольном направлении, тем самым подавляя неравномерный износ, который может возникнуть, если линия кромки "е" имеет зигзагообразную форму. По меньшей мере стенка 31 канавки со стороны экватора шины сформирована с включением слегка наклоненной верхней части 31U стенки, проходящей вниз от линии кромки "е" под углом θ1 от 50 до 70° относительно нормали поверхности 2S протектора, и круто наклоненной нижней части 33L стенки, которая проходит от нижнего края верхней части 31U стенки ко дну 33 канавки под углом θ2 меньшим, чем угол θ1 (например, от 10 до 20°). Более того, верхняя часть 31U стенки проходит в продольном направлении с повторяющимся увеличением и уменьшением аксиальной ширины Ws. Как показано на Фиг.2, верхняя часть 31U стенки имеет максимальную ширину Ws в точке К, где ширина центрального ребра 5а становится минимальной, а именно в точке К наибольшего приближения.
Кроме того, во внутренней продольной канавке 3i короны край f1 дна 33 канавки со стороны экватора шины проходит в продольном направлении, изгибаясь в форме волны, и нижняя часть 31L стенки поднимается от края f1 под углом θ2, упомянутым выше. Этот угол θ2 является постоянным по всей шине. Таким образом, нижняя часть 31L стенки сформирована в виде волнистой поверхности, синхронизированной с краем f1. Напротив, верхняя часть 31U стенки сформирована в виде наклонной плоской поверхности, которая наклонена от линии кромки "е" под углом θ1. Следовательно, участок J пересечения верхней части 31U стенки и нижней части 31L стенки имеет форму волны, синхронизированной с краем f1, и ширина Ws верхней части 31U стенки повторяющимся образом увеличивается и уменьшается в продольном направлении.
Таким образом, аксиальная ширина Ws стенки внутренней продольной канавки 3i короны максимальна в точке К, в которой центральное ребро 5а имеет минимальную ширину (т.е. в точке К наибольшего приближения, упомянутой выше), так что участок более низкой жесткости центрального ребра 5а может быть эффективно усилен. Таким образом, жесткость центрального ребра может быть улучшена с приданием ей однородности. Таким образом, возможно, дополнительно улучшить устойчивость управления при движении с большими скоростями. Отношение Ws1/Ws2 максимальной величины Ws1 к минимальной величине Ws2 ширины Ws стенки канавки предпочтительно составляет от 2,0 до 4,0. Если отношение Ws1/Ws2 составляет менее 2,0, эффект усиления слабый, так что жесткость центрального ребра 5а недостаточно улучшена. С другой стороны, если отношение составляет более 4,0, степень изгиба велика, так что свойство отвода воды во внутренней продольной канавке 3i короны может ухудшаться. С этой точки зрения, предпочтительно отношение Ws1/Ws2 составляет по меньшей мере 2,5 и не более 3,5. Также предпочтительно максимальная величина Ws1 ширины Ws стенки составляет от 6 до 10% ширины CW центральной области 5 контакта с грунтом. Более того, так как внутренняя продольная канавка 3i короны имеет волнообразный край f1 дна, она трудно подвергается деформации на дне 33 канавки, что также может вносить вклад в жесткость протектора 2. Число шагов увеличения и снижения ширины Ws стенки идентично числу шагов увеличения и снижения ширины Wr центрального ребра 5а.
Во внутренней продольной канавке 3i короны край f2 дна 33 канавки с внутренней стороны автомобиля предпочтительно проходит прямолинейно в продольном направлении. Причина состоит в том, что если оба края f1 и f2 сформированы в форме волны, свойство отвода воды внутренней продольной канавки 3i короны заметно снижается. Таким образом, край f2 дна с внутренней стороны автомобиля сформирован в виде прямой линии.
Плечевые продольные канавки 4 включают внешнюю плечевую продольную канавку 4о, которая проходит между внешней продольной канавкой 3о короны и внешним краем Ео контакта с грунтом протектора, и внутреннюю плечевую продольную канавку 4i, которая проходит между внутренней продольной канавкой 3i короны и внутренним краем Ei контакта с грунтом протектора.
Внутренняя и внешняя плечевые продольные канавки 4i и 4о проходят непрерывно прямолинейно в продольном направлении шины. Внутренняя средняя область 6i контакта с грунтом сформирована между внутренней плечевой продольной канавкой 4i и внутренней продольной канавкой 3i короны, и внешняя средняя область 6о контакта с грунтом сформирована между внешней плечевой продольной канавкой 4о и внешней продольной канавкой 3о короны.
Ширина GW2 (показана на Фиг.7(В) и 7(С)) и глубина плечевых продольных канавок не ограничены особым образом. Однако, так как на плечевые продольные канавки 4 действует большая нагрузка в ходе движения на повороте, по сравнению с продольными канавками 3 короны, предпочтительно ширина GW2 плечевых продольных канавок 4 составляет от 4 до 6% от ширины TW протектора. В частности, предпочтительно ширина GW2 меньше, чем ширина продольных канавок 3 короны. Что касается глубины плечевых продольных канавок 4, подходит глубина, предпочтительная для продольных канавок 3 короны. Внутренняя плечевая продольная канавка 4i и внешняя плечевая продольная канавка 4о могут быть расположены, например, в положениях, линейно симметричных относительно экватора С шины, или в положениях, линейно асимметричных относительно экватора С шины. В обоих случаях, чтобы предотвратить снижение жесткости средних областей 6 контакта с грунтом и, более того, чтобы оптимизировать баланс жесткости этих областей с другими областями 5 и 7, предпочтительно аксиальная ширина между центральной линией GC3 каждой плечевой продольной канавки 4 и экватором С шины составляет 27% или более от ширины TW протектора и в качестве верхнего предела 33% от ширины TW протектора.
Внутренняя средняя область 6i контакта с грунтом сформирована в виде непрерывного в продольном направлении ребра с отсутствием каких-либо пересекающих его поперечных канавок и ламелей, как показано на Фиг.6. Вклад внутренней средней области 6i контакта с грунтом в свойство отвода воды в ходе движения на повороте относительно небольшой по сравнению с внешней средней областью 6о контакта с грунтом по причине того, что поверхность контакта с грунтом смещается в направлении внешней стороны автомобиля во время движения на повороте вследствие влияния бокового гравитационного ускорения. Следовательно, путем формирования внутренней средней области 6i контакта с грунтом в виде ребра с большой продольной жесткостью устойчивость прямолинейного движения, в конечном счете, устойчивость управления может быть улучшена при сохранении характеристики аквапланирования при движении на повороте. В случае улучшения свойства отвода воды путем увеличения ширины внутренней плечевой продольной канавки 4i также может быть предотвращено ухудшение шумовых характеристик, так как отсутствуют поперечные канавки и ламели, пересекающие внутреннюю среднюю область 6i контакта с грунтом и, следовательно, затруднено возникновение колоннообразного резонанса во внутренней плечевой продольной канавке 4i. Внутренняя средняя область 6i контакта с грунтом может быть снабжена поперечными канавками 40 или ламелями 41, которые заканчиваются внутри средней области 6i контакта с грунтом.
С другой стороны, как показано на Фиг.5, внешняя средняя область 6о контакта с грунтом снабжена находящимися на расстоянии друг от друга средними поперечными канавками 9, которые пересекают область 6о контакта с грунтом, тем самым внешняя средняя область 6о контакта с грунтом разделена на средние блоки 16. Средние поперечные канавки 9 сформированы с интервалом с таким же числом шагов, как изогнутые наклонные канавки 8. В данном воплощении каждая средняя поперечная канавка 9 проходит вдоль линии, продолжающей изогнутую наклонную канавку 8, так что она плавно соединена с изогнутой наклонной канавкой 8 через внешнюю продольную канавку 3о короны. Поэтому такие поперечные канавки 9 служат для плавного отведения в направлении внешней стороны автомобиля части воды, которая протекает из изогнутой наклонной канавки 8 во внешнюю продольную канавку 3о короны, тем самым улучшая характеристику аквапланирования, особенно характеристику аквапланирования при движении на повороте. Средние поперечные канавки 9 имеют ширину, постепенно снижающуюся в направлении экватора С шины, где давление контакта с грунтом высокое, тем самым оптимизируют жесткость средних блоков 16 для предотвращения неравномерного износа или улучшения устойчивости управления.
Внешняя плечевая область 7о контакта с грунтом, расположенная между внешней плечевой продольной канавкой 4о и внешним краем Ео контакта с грунтом протектора, снабжена плечевыми поперечными канавками 10о, которые пересекают данную область 7о контакта с грунтом и расположены с интервалом в продольном направлении, тем самым внешняя плечевая область 7о контакта с грунтом разделена на плечевые блоки 17о. Плечевые поперечные канавки 10о включают первые поперечные канавки 10о1, каждая из которых проходит вдоль линии, продолжающей изогнутую наклонную канавку 8 и среднюю поперечную канаку 9, и вторые поперечные канавки 10о2, каждая из которых расположена между первыми поперечными канавками 10о1, 10о1 и параллельна первым поперечным канавкам 10о1. Таким образом, так как первые поперечные канавки 10о1 плавно переходят в средние поперечные канавки 9 через внешнюю плечевую продольную канавку 4о, часть воды, которая вытекает из средних поперечных канавок 9 во внешнюю плечевую продольную канавку 4о, может быть плавно отведена в направлении внешней стороны автомобиля, что улучшает характеристику аквапланирования, особенно характеристику аквапланирования при движении на повороте. Плечевые поперечные канавки 10о наклонены под углом 25° или менее, предпочтительно, 15° или менее, относительно аксиального направления шины, тем самым улучшают поперечную жесткость плечевых блоков 17о для улучшения ходовой характеристики на повороте.
Внутренняя плечевая область 7i контакта с грунтом, расположенная между внутренней плечевой продольной канавкой 4i и внутреннем краем Ei контакта протектора с грунтом, разделена на внутреннюю и внешнюю области 7i1 и 7i2 контакта с грунтом, как показано на Фиг.6, щелевидной узкой продольной канавкой 35, проходящей в продольном направлении и имеющей ширину 1,0 мм или менее. Внутренняя область 7i контакта с грунтом снабжена плечевыми поперечными канавками 10i, проходящими от внутреннего края Ei контакта протектора с грунтом, тем самым внутренняя область 7i1 контакта с грунтом разделена на плечевые блоки 17i. Плечевые поперечные канавки 10i по существу такие же, как плечевые поперечные канавки 10о, и расположены симметрично этим канавкам относительно произвольно выбранной точки на экваторе С шины. Внешняя область 7i2 контакта с грунтом сформирована в виде непрерывного в продольном направлении ребра 36, в отсутствие каких-либо пересекающих его канавок и каких-либо ламелей. Таким образом, так как внешняя область 7i2 контакта с грунтом, прилегающая к внутренней плечевой продольной канавке 4i, сформирована в виде непрерывного в продольном направлении ребра 36, затруднено возникновение колоннообразного резонанса во внутренней плечевой продольной канавке 4i и, соответственно, ухудшение шумовых характеристик может быть подавлено. Более того, баланс жесткости с обеих сторон внутренней плечевой продольной канавки 4i может быть оптимизирован.
На Фиг.7(А)-7(С) представлены виды поперечных сечений внешней продольной канавки 3о короны и внутренней и внешней плечевых продольных канавок 4i и 4о. Каждая из продольных канавок 3о, 4i и 4о содержит угловой участок С1 со стороны экватора и угловой участок С2 со стороны края контакта с грунтом, на которых обе стенки 42 канавки пересекаются с поверхностью 2S протектора. В данном воплощении каждый из угловых участков С1 и С2 срезаны по наклонной поверхности с обеспечением скошенного участка 43. Скошенный участок 43 наклонен под углом θ3 от 50 до 70° относительно нормали поверхности 2S протектора. Так как области низкой жесткости угловых участков С1 и С2 удалены, отделение резины и неравномерный износ, которые могут возникнуть на угловых участков С1 и С2 при действии поперечной силы или т.п., эффективно предотвращены.
В данном воплощении скошенные участки 43а внешней продольной канавки 3о короны и внутренней плечевой продольной канавки 4i имеют постоянную аксиальную ширину MW скоса. Если ширина MW скоса слишком мала, эффект подавления неравномерного износа может проявляться недостаточно, а если эта величина слишком велика, может ухудшаться устойчивость управления вследствие снижения площади контакта с грунтом средней области 6. С этой точки зрения, предпочтительно ширина MW скоса составляет 0,5 мм или более, особенно предпочтительно, 1,0 мм или более и, в качестве верхнего предела, 2,5 мм или менее, особенно предпочтительно, 2,0 мм или менее.
С другой стороны, ширина MW скоса скошенных участков 43b внешней плечевой продольной канавки 4о изменяется в продольном направлении шины. В частности, что касается углового участка С1 со стороны экватора шины, скошенный участок 43b имеет максимальную ширину MW скоса в местах пересечения, в которых канавка 4о пересекается со средними поперечными канавками 9 и проходит по окружности с постоянно снижающейся шириной MW скоса в одну сторону в продольном направлении. С другой стороны, что касается углового участка С2 со стороны края контакта с грунтом, скошенный участок 43b имеет максимальную ширину MW скоса в местах пересечения, в которых канавка 4о пересекается с плечевыми поперечными канавками 10о и проходит по окружности с постоянно снижающейся шириной MW скоса в противоположную сторону в продольном направлении. Каждый скошенный участок 43b сформирован с промежутками в продольном направлении. Максимальная ширина MW скоса скошенного участка 43b составляет от 1,0 до 4,0 мм и превосходит ширину MW скоса скошенного участка 43а внешней продольной канавки 3о короны и внутренней плечевой продольной канавки 4i. Причина состоит в том, что в ходе движения на повороте на внешнюю сторону автомобиля действует более высокая нагрузка и поперечная сила, следовательно, легко может происходить отделение резины и неравномерный износ. Таким образом, максимальную величину ширины MW скоса поддерживают большой для подавления отделения резины и неравномерного износа.
Как показано на Фиг.4, угловой участок С2 со стороны края контакта с грунтом внутренней продольной канавки 3i короны также скошен, таким же образом, как в случае внешней продольной канавки 3о короны и внутренней плечевой продольной канавки 4i, с обеспечением скошенного участка 43а с шириной MW скоса, постоянной в продольном направлении. Более того, в данном воплощении скошенные участки 44 с меньшей шириной, чем ширина скошенных участков 43а, например, участки с шириной скоса приблизительно 0,6 мм, сформированы на угловых участках С3 плечевых поперечных канавок 10i и 10о.
На Фиг.8 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии В-В на Фиг.5. В данном воплощении каждая из плечевых поперечных канавок 10о снабжена перемычкой 20, которая выступает из дна канавки, со стороны внешней плечевой продольной канавки 4о. Перемычка 20 соединяет основания соседних в продольном направлении плечевых блоков 17о, 17о, тем самым увеличивает жесткость для улучшения устойчивости управления и тормозных характеристик. Также перемычка 20 служит для предотвращения завала плечевых блоков 17о в продольном направлении, тем самым эффективно подавляя неравномерный износ, такой как износ задней/передней стороны плечевых блоков 17о при взаимодействии со скошенными участками 44. Более того, так как перемычка 20 вступает в контакт с поверхностью дороги по мере износа протектор 2, можно предположить улучшения характеристик сцепления после стадии среднего износа.
Предпочтительно перемычка 20 снабжена ламелью 21, проходящей вдоль плечевой поперечной канавки 10о, тем самым область между соседними в продольном направлении плечевыми блоками 17о, 17о может быть расширена посредством ламели 21. Ламель 21 используют, например, для получения достаточной тяги при движении по дороге без покрытия, такой как грунтовая дорога или песчаная дорога.
Перемычки 20 не могут в достаточной степени проявлять эти эффекты, если их высота ht или длина Lt вдоль канавки слишком малы, и свойство отвода воды в плечевых поперечных канавках 10о может ухудшиться, если высота ht или длина Lt слишком велики. С этой точки зрения, предпочтительно высота ht перемычек 20 составляет 50% или более, особенно предпочтительно, 60% или более, глубины GD2 внешней плечевой продольной канавки 4о и 80% или менее, особенно предпочтительно, 70% или менее, глубины GD2. Также предпочтительно длина Lt перемычки 20 составляет 10% или более, особенно предпочтительно, 15% или более, длины GL плечевых поперечных канавок 10о и 30% или менее, особенно предпочтительно, 25% или менее длины GL.
Воплощение настоящего изобретения описано выше, но очевидно, что настоящее изобретение не ограничено только этим конкретным воплощением, предоставленным на чертежах, и его можно реализовать с различными изменениями и модификациями.
ПРИМЕРЫ
Были изготовлены пневматические радиальные шины для легковых автомобилей с размером шин 228/45ZR17 и с рисунком протектора, представленным на Фиг.1, на основании технических характеристик, представленных в таблице 1. Испытывали устойчивость управления и характеристику отвода воды шин. Результаты представлены в таблицей
Ширина протектора: 185 мм
Ширина продольных канавок короны: 12,9 мм
Глубина продольных канавок короны: 8,2 мм
Ширина плечевых продольных канавок: 10,2 мм
Глубина плечевых продольных канавок: 8,2 мм
Максимальная ширина изогнутых наклонных канавок: 5,7 мм
Максимальная глубина изогнутых наклонных канавок: 7,2 мм
Максимальная ширина средних поперечных канавок: 4,6 мм
Максимальная глубина средних поперечных канавок: 7,2 мм
Ширина плечевых поперечных канавок: 5,0 мм
Максимальная глубина плечевых поперечных канавок: 6,5 мм
Угол α внешнего конца изогнутой наклонной канавки: 30°
Такие же испытания, как указано выше, также проводили относительно шины, не содержащей канавки в центральной области контакта с грунтом, как показано на Фиг.9(А) (сравнительный пример 1), и шины, содержащей единственную прямую канавку на центральном ребре, как показано на Фиг.9(В). Ширина канавки была подобрана так, что отношение площади контакта к общей площади было одинаковым.
Устойчивость управления
3
Шины устанавливали на четыре колеса японского легкового автомобиля 2500 см FR (обод: 7.5JJ, внутреннее давление: 200 кПа). Шины накачивали до внутреннего давления 200 кПа, и автомобиль испытывали на сухом дорожном покрытии по испытательному маршруту при условии одного заезда, и ответную реакцию при движении на повороте, ощущение тугого хода и характеристики сцепления оценивали по ощущениям водителя-испытателя. Результаты представлены в виде показателя на основе результатов примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше характеристика.
Характеристика отвода воды
Указанный выше испытательный автомобиль испытывали на асфальтовом дорожном покрытии с радиусом округления 100 м, с находящимися на нем лужами глубиной 10 мм и длиной 20 м со ступенчатым увеличением скорости при вхождении в лужу. Измеряли боковое ускорение (боковое G) и рассчитывали среднее боковое G передних колес для диапазона скоростей от 50 до 80 км/ч. Результаты представлены в виде показателя на основе результатов примера 1, принятого за 100. Чем больше величина, тем лучше характеристика.
Таблица 1
Ср. пр.1
Ср. пр.2
Пр.1
Пр.2
Пр.3
Рисунок
Фиг.9(А)
Фиг.9(В)
Фиг.1
Фиг.1
Фиг.1
Соединительные канавки
Длина L1 (мм)
-
-
19,1
19,0
12,0
Центральное ребро
Максимальная ширина Wr2 ребра (мм)
-
-
10,5
10,0
10,0
Минимальная ширина Wr1 ребра (мм)
-
-
4,1
5,0
2,5
Отношение Wr2/Wr1
-
-
2,6
2,0
4,0
Длина L2 второго участка наклонной канавки (мм)
-
-
47,4
50,0
43,6
Отношение L1/L2
-
-
0,40
0,38
0,27
Внутренняя продольная канавка короны
Угол θ1 верхней части стенки (градус)
-
-
60
60
60
Угол θ2 нижней части стенки (градус)
-
-
12
12
12
Максимальная ширина Ws1 стенки (мм)
-
-
3,0
3,0
3,0
Минимальная ширина Ws2 стенки (мм)
-
-
1,0
0,5
0,5
Отношение Ws1/Ws2
-
-
3
6
6
Устойчивость управления
90
90
100
95
95
Характеристика отвода воды
95
95
100
95
95