ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Настоящее изобретение относится к пневматической шине, более конкретно к однонаправленному рисунку протектора, подходящему для движения как по сухому дорожному покрытию, так и по заснеженному/обледенелому покрытию.
До настоящего времени широко используемый технический прием для улучшения стабильности вождения на сухом дорожном покрытии заключался в увеличении, насколько это возможно, отношения площади контакта с грунтом к общей площади рисунка протектора, другими словами, в увеличении жесткости рисунка протектора, а именно общей жесткости элементов протектора, таких как блоки, ребра и т.п. Однако если указанное отношение увеличивается, то поскольку объем канавок протектора снижается, усилие сдвига снега, вдавленного и уплотненного в канавки протектора, уменьшается, и эксплуатационные характеристики на заснеженной дороге могут ухудшаться.
Если усилие сдвига уплотненного снега велико, это может приводить к большому тяговому усилию или тормозному усилию, поэтому можно получить хорошие характеристики сцепления с заснеженным дорожным покрытием.
С другой стороны, широко используемый технический прием для улучшения стабильности вождения на заснеженном/обледенелом покрытии заключается в увеличении общей длины кромок элементов протектора, например, путем формирования ламелей или надрезов. Такой технический прием широко используют на зимних шинах, так называемых нешипованных шинах.
Однако если в зоне протектора обеспечивают большое число ламелей, жесткость элементов протектора, таких как блоки, снижается, следовательно, неизбежно ухудшается стабильность вождения на сухом покрытии, и протектор подвергается неравномерному износу.
Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение пневматической шины с однонаправленным рисунком проектора, который может улучшить стабильность вождения как на сухом покрытии, так и на заснеженном/обледенелом покрытии, а также улучшить сопротивление неравномерному износу при движении на сухом покрытии.
В соответствии с настоящим изобретением пневматическая шина включает:
протектор, снабженный однонаправленным рисунком протектора, включающим правую и левую продольные канавки короны, расположенные с каждой стороны от экватора шины и проходящие непрерывно в продольном направлении шины с образованием между ними непрерывного в продольном направлении ребра короны,
ребро короны, снабженное первыми V-образными канавками и вторыми V-образными канавками, расположенными поочередно в продольном направлении шины,
причем каждая первая V-образная канавка проходит от своего открытого конца на левой продольной канавке короны к своему закрытому концу, расположенному между правой продольной канавкой короны и экватором шины,
каждая вторая V-образная канавка проходит от своего открытого конца на правой продольной канавке короны к своему закрытому концу, расположенному между левой продольной канавкой короны и экватором шины,
каждая первая и вторая V-образные канавки выполнены из первичной части, проходящей от открытого конца по направлению к экватору шины с наклоном в одном продольном направлении, соответствующем предполагаемому направлению вращения однонаправленного рисунка протектора, и
вторичной части, проходящей от первичной части к закрытому концу с наклоном в другом продольном направлении, противоположном направлению вращения, где
точка перегиба между первичной частью и вторичной частью расположена по существу на экваторе шины.
Предпочтительно угол наклона первичной части составляет от 20 до 40 градусов относительно продольного направления, и угол между первичной частью и вторичной частью составляет от 40 до 80 градусов. По меньшей мере одна из аксиальных кромок ребра короны выполнена из прямых отрезков, сформированных между соседними в продольном направлении открытыми концами V-образных канавок, и прямые отрезки наклонены к экватору шины в направлении вращения, так что один продольный конец каждого прямого отрезка аксиально смещен относительно соседнего в продольном направлении другого продольного конца одного из соседних в продольном направлении прямых отрезков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 представлен неполный развернутый вид сверху пневматической шины в соответствии с настоящим изобретением, демонстрирующий однонаправленный рисунок протектора.
На Фиг.2 представлен вид поперечного сечения протектора по линии А-А на Фиг.1.
На Фиг.3 представлен увеличенный вид сверху ребра короны.
На Фиг.4 представлен вид поперечного сечения V-образной канавки по центральной линии канавки.
На Фиг.5 представлен увеличенный вид, демонстрирующий средние блоки и плечевые ребра.
На Фиг.6 представлен вид в перспективе, демонстрирующий среднюю поперечную канавку.
На Фиг.7 представлен вид поперечного сечения средней поперечной канавки по линии В-В на Фиг.5.
На Фиг.8 представлен вид поперечного сечения средней поперечной канавки по линии С-С на Фиг.5.
На Фиг.9(A) и 9(B) представлены V-образные канавки, используемые в представленных далее сравнительных испытаниях.
На Фиг.10 представлен вид в перспективе, демонстрирующий другой пример средней поперечной канавки, используемой в представленных далее сравнительных испытаниях.
Настоящее изобретение можно применять для радиальных шин легковых автомобилей, таким образом, принимая радиальную шину для легковых автомобилей в качестве примера, воплощения настоящего изобретения далее описаны более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи.
Радиальная шина, а именно пневматическая шина включает, как хорошо известно в технике, протектор 2 с краями Те протектора, пару разнесенных в аксиальном направлении бортов, каждый из которых снабжен бортовым кольцом, пару боковин, проходящих между краями Те протектора и бортами, каркас, проходящий между бортами, и усиливающий протектор брекерный пояс, расположенный радиально снаружи каркаса в протекторе.
Протектор 2 снабжен протекторными канавками, определяющими рисунок протектора. Рисунок протектора представляет собой однонаправленный рисунок протектора, и планируемое или предполагаемое направление R вращения шины обозначено на боковинах буквами и стрелкой.
Канавки протектора включают пару проходящих непрерывно в продольном направлении продольных канавок 3 короны, расположенных с каждой стороны экватора С шины, и пару проходящих непрерывно в продольном направлении плечевых продольных канавок 4, расположенных аксиально снаружи продольных канавок 3 короны.
Здесь и далее, если требуется, исходя из предполагаемого направления вращения шины, одну из продольных канавок 3, показанную на Фиг.1 с правой стороны, а именно справа от наблюдателя, называют "левой продольной канавкой 3А короны", и соответственно другую канавку называют "правой продольной канавкой 3В короны".
В данном воплощении продольные канавки 3 короны и плечевые продольные канавки 4 являются прямыми канавками, по существу обладающими улучшенной характеристикой отвода воды и улучшенной характеристикой выталкивания снега.
Кольцевой участок между двумя продольными канавками 3 короны образует единственное ребро 5 короны, проходящее непрерывно в продольном направлении шины. Более конкретно, на этом кольцевом участке, отсутствуют канавки, проходящие через всю ширину кольцевого участка.
Кольцевые участки между продольными канавками 3 короны и плечевыми продольными канавками 4 сформированы в виде средних блоков 6, расположенных в одном продольном ряду 6R.
Кольцевые участки между плечевыми продольными канавками 4 и краями Те протектора сформированы в виде плечевых блоков, расположенных в одном продольном ряду 7R.
Чтобы обеспечить требуемую жесткость протектора без ухудшения характеристики отвода воды и характеристики выталкивания снега, поперечная ширина Тg1 продольной канавки 3 короны составляет от 4,0 до 6,0% ширины TW протектора, и
поперечная ширина Тg2 плечевой продольной канавки 4 составляет от 3,0 до 5,0% ширины TW протектора.
Чтобы способствовать отводу воды в области экватора шины, где давление на грунт является максимальным, и дополнительно улучшить характеристику аквапланирования, поперечная ширина Тg1 предпочтительно больше поперечной ширины Тg2.
Здесь ширина TW протектора представляет собой расстояние по оси шины между краями Те протектора, измеренное в нормально накачанном ненагруженном состоянии шины.
Края Те проектора являются аксиально-внешними краями области контакта с грунтом в нормально накачанном ненагруженном состоянии.
Нормально накачанное ненагруженное состояние означает такое состояние, при котором шину устанавливают на стандартный обод и накачивают до нормального внутреннего давления, но не нагружают стандартной нагрузкой.
Нормально накачанное нагруженное состояние означает такое состояние, при котором шину устанавливают на стандартный обод и накачивают до нормального внутреннего давления и нагружают стандартной нагрузкой.
Стандартный обод означает обод колеса, официально принятый для шин организациями стандартизации, т.е. JATMA (Япония и Азия), TRA (Северная Америка), ETRTO (Европа), STRO (Скандинавия) и т.п.
Нормальное давление и стандартная нагрузка шины представляют собой максимальное давление воздуха и максимальную нагрузку шины, указанные теми же организациями в таблице давление воздуха/максимальная нагрузка или в подобном перечне. Например, стандартный обод колеса представляет собой "стандартный обод" в системе JATMA (Японская ассоциация производителей автомобильных шин), "мерное колесо" в системе ETRTO (Европейская техническая организация по ободам и шинам), "модель шины" в системе TRA (Ассоциация по ободам и покрышкам) или тому подобное. Нормальное внутреннее давление представляет собой "максимальное давление воздуха" в системе JATMA, "давление накачки" в ETRTO, максимальное давление, указанное в таблице "Пределы нагрузок шин при различных давлениях холодной накачки" в TRA, или т.п. Стандартная нагрузка представляет собой "максимальную грузоподъемность" в системе JATMA, "грузоподъемность" в ETRTO, максимальную величину, указанную в вышеупомянутой таблице TRA, или т.п.
В случае шин для легковых автомобилей, например, нормальное давление и стандартная нагрузка шины единообразно определены величинами 180 кПа и 88% от максимальной нагрузки шины, соответственно.
Здесь различные размеры, позиции и т.п. относятся к условиям нормально накачанного ненагруженного состояния шины, если не указано иное.
Чтобы сохранить достаточный объем канавки и улучшить характеристику выталкивания снега, глубина Ug1 продольных канавок 3 короны и глубина Ug2 плечевых продольных канавок 4 предпочтительно составляет не менее 6 мм, более предпочтительно не менее 7 мм, но не более 10 мм, более предпочтительно не более 9 мм.
Поперечное расстояние W1 от центральной линии G1 ширины продольной канавки 3 короны до соседнего края Те протектора предпочтительно составляет не менее 39%, но не более 47%, более предпочтительно не более 43% от ширины TW протектора.
Поперечное расстояние W2 от центральной линии G2 ширины плечевой продольной канавки 4 до соседнего края Те протектора предпочтительно составляет не менее 19%, но не более 27% от ширины TW протектора.
Путем установления расстояний W1 и W2 в вышеуказанных диапазонах можно оптимизировать баланс жесткости между ребром 5 короны и рядами 6R средних блоков, чтобы улучшить стабильность вождения.
Как показано на Фиг.3, ребро 5 короны снабжено первыми V-образными канавками 10А и вторыми V-образными канавками 10В, расположенными поочередно в продольном направлении шины.
Первая V-образная канавка 10А проходит от левой продольной канавки 3А короны по направлению к правой продольной канавке 3В короны и заканчивается в ребре 5 короны, при этом она имеет открытый конец 14А, открытый со стороны левой продольной канавки 3А короны, и закрытый конец 15А, расположенный между правой продольной канавкой 3В короны и экватором С шины.
Вторая V-образная канавка 10В проходит от правой продольной канавки 3В короны по направлению к левой продольной канавке 3А короны и заканчивается в ребре 5 короны, при этом она имеет открытый конец 14В, открытый со стороны правой продольной канавки 3В короны, и закрытый конец 15В, расположенный между левой продольной канавкой 3А короны и экватором С шины.
Каждая V-образная канавка 10 (10А, 10В) выполнена из первичной части 11, проходящей от открытого конца 14 (14А, 14В) к экватору С шины с наклоном в предполагаемом направлении R вращения шины, и
вторичной части 12, проходящей от экватора С шины к закрытому концу 15 (15А, 15В), с наклоном в направлении, противоположном предполагаемому направлению R вращения шины.
Точка Со перегиба V-формы расположена по существу на экваторе шины. В данном воплощении все точки Со перегиба расположены точно на экваторе шины. Однако точки Со перегиба могут быть расположены в пределах зоны с центром на экваторе С шины, имеющей поперечную ширину 2,0%, предпочтительно 1,5%, более предпочтительно 1,0% ширины TW протектора, с точки зрения однородности.
Таким образом, в ребре 5 короны, в котором давление на грунт наиболее высокое, краевой элемент, эффективный для получения силы сцепления, увеличен, и можно увеличить усилие сдвига снега, уплотненного в канавках, и сцепление с обледенелым дорожным покрытием, и улучшить стабильность вождения на заснеженном/обледенелом дорожном покрытии. Более того, точки Со перегиба V формы первых V-образных канавок 10А и вторых V-образных канавок 10В по существу расположены на экваторе шины С, и первые V-образные канавки 10А и вторые V-образные канавки 10В расположены поочередно в продольном направлении. Поэтому жесткость ребра 5 короны выравнивается и предотвращается неравномерный износ. Более того, в предполагаемом направлении R вращения шины точка Со перегиба в первую очередь вступает в контакт с грунтом, в отличие от других частей, таким образом, вода отводится из точки Со перегиба в продольную канавку 3 короны через первичную часть 11 и характеристику отвода воды можно улучшить.
Поперечное расстояние W3 от закрытого конца 15 (15А, 15В) до соседней продольной канавки 3 предпочтительно составляет не менее 1,0%, более предпочтительно не менее 2,0%, но не более 5,0%, более предпочтительно не более 4,0% от ширины TW протектора.
Если поперечное расстояние W3 слишком велико, усилие сдвига снега не может быть получено и эксплуатационная характеристика на заснеженном покрытии ухудшается. Если это расстояние слишком мало, жесткость ребра 5 короны снижается и стабильность вождения ухудшается.
Угол α1 первичной части 11 предпочтительно составляет от 20 до 40 градусов относительно продольного направления. Угол α2 между первичной частью 11 и вторичной частью 12 предпочтительно составляет от 40 до 80 градусов.
Если угол α1 и угол α2 слишком велики, так называемый протекторный шум увеличивается. Более того, сопротивление потока воды в продольной канавке 3 короны возрастает, и характеристика отвода воды ухудшается. Если угол α1 и угол α2 слишком малы, угловой участок между первичной частью 11 и продольной канавкой 3 короны теряет жесткость и может происходить его неравномерный износ.
Поперечная ширина Тg3 первичной части 11 предпочтительно составляет не менее 0,5%, более предпочтительно не менее 1,0%, но не более 2,5%, более предпочтительно не более 2,0% от ширины TW протектора.
Поперечная ширина Тg4 вторичной части 12 предпочтительно составляет не менее 0,5%, более предпочтительно не менее 1,0%, но не более 2,5%, более предпочтительно не более 2,0% от ширины TW протектора.
Если поперечная ширина Тg3 и Тg4 первичной части 11 и вторичной части 12 слишком большие, трудно сохранить жесткость ребра 5 короны. Если поперечная ширина Тg3 и Тg4 слишком малы, сила сдвига снега снижается, и дополнительно может уменьшаться отвод воды.
Чтобы улучшить отвод воды по направлению к продольной канавке 3 короны, предпочтительно, чтобы поперечная ширина Тg4 вторичной части 12 постепенно возрастала по направлению к экватору С шины от закрытого конца 15, а поперечная ширина Тg3 первичной части 11 постепенно снижалась по направлению к открытому концу 14 от экватора С шины.
Более того, предпочтительно, чтобы закрытый конец 15 был закруглен с выпуклостью, направленной к соседней продольной канавке 3 короны, например, в виде полукруга, как показано на Фиг.3. Таким образом можно предотвратить возникновение трещин на закрытых концах 15.
На Фиг.4 показана глубина Ug3 V-образной канавки 10 вдоль центральной линии ее ширины. Как показано на этом чертеже, глубина Ug3 постепенно уменьшается от открытого конца 14 по направлению к закрытому концу 15 и, предпочтительно, в интервале от открытого конца 14 до экватора С шины, глубина Ug3 составляет от 60% до 80% от глубины Ug1.
Таким образом можно увеличить жесткость участка резины протектора между закрытым концом 15 и продольной канавкой 3 короны и можно эффективно предотвращать неравномерный износ этого участка.
В случае размеров шин для легковых автомобилей глубину Ug3 предпочтительно устанавливают от 1,5 до 6,0 мм.
Относительно каждой боковой кромки 13 ребра короны каждый отрезок 13А, 13В боковой кромки 13 между соседними в продольном направлении V-образными канавками 10 является прямым и немного наклонен к экватору С шины в направлении R предполагаемого вращения шины.
Поэтому, как показано на Фиг.3, на каждом открытом конце 14 задний конец 16 и верхний конец 17 отрезков разнесены на поперечное расстояние W4.
Другими словами, ширина ребра 5 короны и ширина продольной канавки 3 короны ступенчато изменяются вдоль продольного направления шины.
В результате обеспечивают подходящее усилие сдвига уплотненного снега на заснеженном дорожном покрытии и могут быть улучшены эксплуатационные характеристики на заснеженном покрытии, особенно характеристика торможения.
Если расстояние W4 небольшое, трудно увеличить усилие сдвига снега. Если расстояние W4 становится большим, жесткость ребра 5 короны понижается. С этой точки зрения расстояние W4 предпочтительно устанавливают не менее 1,0 мм, более предпочтительно не менее 2,0 мм, но не более 4,0 мм, более предпочтительно не более 3,0 мм.
Общее число Р V-образных канавок 10 по окружности шины предпочтительно составляет от 29 до 37. Если общее число Р слишком мало, усилие сдвига снега снижается, и эксплуатационные характеристики на заснеженном дорожном покрытии ухудшаются. Если общее число Р слишком велико, отношение площади контакта с грунтом к общей площади протектора снижается, и ухудшается стабильность вождения на сухом покрытии.
Как показано на Фиг.2, в поперечном сечении шины, включающем ось вращения шины, продольные канавки 3 короны имеют поверхности 8 боковых стенок. Поверхности 8 боковых стенок канавки включают пологую часть 8а, проходящую от поверхности 2а проектора в направлении ко дну В8 канавки с наклоном к центру ширины канавки под меньшим углом к поверхности проектора, и основную часть 8b, проходящую от радиально внутреннего конца пологой части 8а в направлении ко дну В8 канавки с наклоном к центру ширины канавки под большим углом или под прямым углом к поверхности протектора.
Более того, плечевая продольная канавка 4 имеет поверхности 9 боковых стенок, включающие пологую часть 9а и основную часть 9b, подобно продольной канавке 3 короны.
Более того, в случае поверхностей 9 боковых стенок плечевой продольной канавки 4 в этом воплощении, аксиально-внутренняя поверхность 9А боковой стенки отличается от аксиально-внешней поверхности 9В боковой стенки углом наклона, и аксиально-внутренняя поверхность 9А боковой стенки включает пологую часть 9Аа и основную часть 9Аb, и аксиально-внешняя поверхность 9В боковой стенки включает пологую часть 9Ва и основную часть 9Вb.
Что касается поверхностей 8 и 9А боковых стенок, предпочтительно углы пересечения θ1, θ2 пологих частей 8а, 9Аа с основными частями 8b, 9Аb меньше, чем угол пересечения θ3 пологой части 9Ва с основной частью 9Вb. Например, угол θ1 и угол θ2 составляют приблизительно 45 градусов, а угол θ3 составляет приблизительно 60 градусов.
Таким образом можно снизить ухудшение стабильности вождения и неравномерного износа при движении с большими скоростями. В этой связи дно канавки и основная часть соединены в виде арки (изогнутой поверхностью).
По всему вышеупомянутому кольцевому участку между продольной канавкой 3 короной и плечевой продольной канавкой 4 проходят средние поперечные канавки 21 с образованием средних блоков 6, расположенных в одном продольном ряду 6R.
В этом воплощении аксиально-внешняя кромка продольной канавки 3 короны проходит параллельно продольному направлению шины, и в результате каждый средний блок 6 снабжен аксиально-внутренней кромкой 25, проходящей прямо параллельно продольному направлению шины. Соответственно, в направлении, противоположном предполагаемому направлению R вращения шины, ширина продольной канавки 3 короны периодически уменьшается вдоль продольной канавки 3 короны.
Поэтому утрамбованный снег, попадающий в канавку 3, уплотняется между боковыми стенками продольной канавки 3 короны по мере вращения шины в предполагаемом направлении R вращения шины, и в результате можно улучшить характеристику сцепления на снегу, особенно на заснеженном дорожном покрытии.
С другой стороны, аксиально-внешняя кромка 26 каждого среднего блока 6, обращенная к плечевой продольной канавке 4, наклонена аксиально наружу шины, в предполагаемом направлении R вращения шины, чтобы обеспечить поперечное расстояние W5, равное указанному выше поперечному расстоянию W4, и посредством этого получить вышеуказанные преимущественные эффекты, аналогичные эффектам, связанным с поперечным расстоянием W4. Таким образом, ширина плечевой продольной канавки 4 предпочтительно периодически снижается вдоль плечевой продольной канавки 4.
В случае аксиально-внешней кромки 26 наклон противоположен наклону отрезков 13А, 13В боковой кромки 13. Соответственно, в направлении, противоположном предполагаемому направлению R вращения шины, утрамбованный снег, попадающий в плечевую продольную канавку 4, уплотняется между боковыми стенками плечевой продольной канавки 4, и в результате может быть улучшена характеристика сцепления на снегу, особенно сила торможения на заснеженном дорожном покрытии.
В результате на заснеженном дорожном покрытии усилие сдвига уплотненного снега действует в обоих направлениях вращения шины, и можно эффективно улучшить эксплуатационные характеристики на заснеженной дороге.
В этом воплощении, как показано на Фиг.5, аксиально-внешняя кромка 26 каждого среднего блока 6 выполнена из двух наклонных прямых отрезков 26А и 26В, и вышеупомянутое поперечное расстояние W5 обеспечивают в середине аксиально-внешней кромки 26 между отрезками 26А и 26В.
Отрезок 26А каждого блока 6 и отрезок 26В соседнего блока 6 расположены на одной линии через среднюю поперечную канавку 21.
Каждый из блоков 6 снабжен между отрезками 26А и 26В средней несквозной канавкой 27, открытой со стороны плечевой продольной канавки 4, таким образом, с обеих сторон средней несквозной канавки 27 в продольном направлении шины, задний конец 26Аh отрезка 26А и передний конец 26Bt отрезка 26В расположены со смещением в аксиальном направлении шины.
Чтобы улучшить эксплуатационные характеристики на заснеженном покрытии, поперечное расстояние W5 между задним концом 26Аh и передним концом 26Bt предпочтительно устанавливают не менее 1,0 мм, более предпочтительно не мене 2,0 мм, но не более 4,0 мм, более предпочтительно не более 3,0 мм.
Каждая средняя поперечная канавка 21 наклонена к экватору С шины в направлении R предполагаемого вращения. Средняя поперечная канавка 21 включает пару боковых частей 23 небольшой ширины и центральную часть 22 между ними, имеющую большую ширину, чем ширина боковых частей 23.
Если средняя поперечная канавка 21 сформирована с большей шириной по всей длине канавки, тогда усилие сдвига снега может быть увеличено. Но жесткость среднего ряда 6R блоков становится недостаточной, и, кроме того, протекторный шум увеличивается.
Напротив, в данном воплощении, можно достичь как жесткости, так и улучшения эксплуатационных характеристик на заснеженном покрытии, так как средняя поперечная канавка 21 является узкой в боковых частях средних блоков 6 в аксиальном направлении шины, где жесткость относительно низкая, и широкой в центральной части средних блоков 6, где жесткость относительно высокая.
Ширина Тg5 широкой центральной части 22 канавки предпочтительно составляет не менее 1,0%, более предпочтительно не менее 1,5%, но не более 5,0%, более предпочтительно не более 4,5% от ширины TW протектора.
Ширина Тg6 узких боковых частей 23 канавки предпочтительно составляет не менее 0,5%, более предпочтительно не менее 1,0%, но не более 3,5%, более предпочтительно не более 3,0% от ширины TW протектора.
Более того, отношение Тg5/Тg6 ширины Тg5 широкой центральной части 22 канавки к ширине Тg6 узких боковых частей 23 канавки предпочтительно составляет от 1,5 до 2,0.
На Фиг.6 представлен вид в перспективе части Фиг.5, заключенной в прямоугольник С1, демонстрирующий среднюю поперечную канавку 21. Как показано на Фиг.5 и Фиг.6, в широкой части 22 обеспечена неглубокая часть 24 на одной стороне в продольного направлении шины путем локального подъема дна канавки.
С помощью неглубокой части 24 жесткость среднего блока 6 на начальной стадии срока службы шины может быть увеличена, и можно эффективно предотвращать неравномерный износ.
В неглубокой части 24 величина Ug5 подъема от дна канавки постепенно возрастает от аксиально-внутренней боковой части 23А к аксиально-внешней боковой части 23В. В результате неглубокая часть 24 сформирована в виде скоса, как показано на Фиг.6. Таким образом, площадь контакта с грунтом протектора 2 постепенно возрастает по мере износа протектора. Таким образом, можно избежать резких изменений эксплуатационных характеристик шины, и исходные характеристики отвода воды, выталкивания снега и т.п. можно поддерживать в течение длительного периода времени.
На Фиг.7 показано поперечное сечение средней поперечной канавки 21 по линии D-D на Фиг.5.
Поверхность 28 боковой стенки средней поперечной канавки 21 включает пологую часть 28а, проходящую от поверхности 2а протектора ко дну В28 канавки с наклоном к центру ширины канавки под меньшим углом относительно поверхности протектора, и основную часть 28b, проходящую от радиально-внутреннего конца пологой части 28а ко дну В28 канавки с наклоном к центру ширины канавки под большим углом или под прямым углом относительно поверхности 2а протектора.
На поверхности 28 боковой стенки канавки, если угол θ4 пересечения пологой части 28а с основной частью 28b слишком мал, и ширина 28k пологой части 28а в перпендикулярном направлении относительно центральной линии ширины канавки слишком мала, трудно повысить жесткость среднего ряда блоков 6R в достаточной степени.
Если угол θ4 пересечения и ширина 28k слишком велики, тогда площадь контакта с грунтом уменьшается и существует возможность ухудшения характеристики сцепления с грунтом. С этой точки зрения предпочтительно, чтобы угол θ4 составлял от 30 до 45 градусов, а ширина 28k составляла от 0,5 до 1,0 мм.
В данном воплощении только одна поверхность 28 боковой стенки канавки с передней стороны относительно предполагаемого направления R вращения шины снабжена пологой частью 28а и основной частью 28b. И поверхности 28 боковых стенок канавок с задней стороны выполнены только из основной части 28b.
По всему вышеупомянутому кольцевому участку между плечевой продольной канавкой 4 и краем Те протектора обеспечены плечевые поперечные канавки 31 с образованием плечевых блоков 7, расположенных в одном продольном ряду 7R.
Как показано на Фиг.5, каждая плечевая поперечная канавка 31 снабжена соединительной перемычкой 32, поднимающейся от дна канавки так, что противоположные стенки канавки по существу соединены друг с другом или удерживаются посредством этой перемычки.
В данном воплощении соединительная перемычка 32 проходит от плечевой продольной канавки 4 к краю Те протектора на относительно короткое расстояние.
Как показано на Фиг.2, поверхность 34 аксиально-внутреннего конца соединительной перемычки 32 представляет собой наклонную поверхность, которая по существу параллельна (в данном воплощении на одном уровне) указанной выше основной части 9Вb аксиально-внешней поверхности 9В боковой стенки. Также поверхность 34 аксиально-внешнего конца соединительной перемычки 32 наклонена аксиально наружу в направлении дна плечевой поперечной канавки 31.
На Фиг.8 представлено поперечное сечение соединительной перемычки 32 по линии Е-Е на Фиг.5.
Высота соединительной перемычки 32 от дна В35 канавки составляет приблизительно половину глубины канавки, поэтому, когда износ проектора достигает приблизительно половины глубины канавки, соединительная перемычка 32 появляется на поверхности контакта с грунтом.
В данном примере, чтобы улучшить характеристики на мокром дорожном покрытии при появлении соединительной перемычки 32 на поверхности контакта с грунтом, соединительная перемычка 32 снабжена ламелью 33, проходящей вдоль центральной линии ширины плечевой поперечной канавки 31.
Поперечная ширина Тg7 плечевой поперечной канавки 31 предпочтительно составляет от 1,0 до 4,0% от ширины TW протектора. Если ширина Тg7 слишком велика, жесткость ряда 7R плечевых блоков становится недостаточной. Если эта ширина слишком мала, эксплуатационные характеристики на заснеженном покрытии могут ухудшаться.
Плечевая поперечная канавка 31 имеет поверхность 35 боковой стенки, включающую пологую часть 35а, проходящую от поверхности 2а протектора ко дну В35 канавки с наклоном к центру ширины канавки под меньшим углом относительно поверхности протектора, и основную часть 35b, проходящую от радиально-внутреннего конца пологой части 35а ко дну В35 канавки с наклоном к центру ширины канавки под большим углом или под прямым углом относительно поверхности 2а протектора.
Если угол θ5 пересечения пологой части 35а с основной частью 35b и ширина 35k пологой части 35а слишком малы, трудно повысить жесткость плечевого блока 7. С другой стороны, если эти величины слишком велики, площадь контакта с грунтом возрастает, и характеристика сцепления может ухудшаться.
С этой точки зрения угол θ5 предпочтительно устанавливают от 30 до 45 градусов, а ширину 35k предпочтительно устанавливают от 0,5 до 1,0 мм.
В этом воплощении одна поверхность 35 боковой стенки канавки, расположенная с задней стороны относительно предполагаемого направления R вращения шины, снабжена только основной частью 35b. Однако другая поверхность 35 боковой стенки канавки, расположенная с передней стороны, которая подвергается большему усилию сдвига при создании большого тягового усилия, снабжена пологой частью 35а и основной частью 35b, как пояснено выше.
Если отношение площади контакта с грунтом к общей площади протектора 2 слишком мало, стабильность вождения может ухудшаться. С другой стороны, если это отношение слишком велико, эксплуатационные характеристики на заснеженном покрытии и плавность хода могут ухудшаться. Таким образом, указанное отношение предпочтительно составляет от 68 до 72%.
Сравнительные испытания
Изготавливали радиальные шины размером 225/45R17 для легковых автомобилей с рисунком протектора, представленным на Фиг.1, и техническими характеристиками, представленными в таблице 1, и эти шины испытывали на стабильность вождения, характеристику торможения на обледенелом покрытии, эксплуатационные характеристики движения по заснеженной дороге и сопротивление неравномерному износу.
Все испытательные шины имели одинаковые технические характеристики за исключением параметров, представленных в таблице 1, и общие технические характеристики для всех шин представлены ниже.
пологая часть средней поперечной канавки
обеспечена
пологая часть, соединительная перемычка и ламель в плечевой поперечной канавке
обеспечена
Аксиально-внешний край продольной канавки короны
параллельный экватору шины
ширина протектора TW
201 мм
поперечная ширина Тg1 продольной канавки короны
5% TW
поперечная ширина Тg2 плечевой продольной канавки
4% TW
поперечная ширина Тg3 первичной части V-образной канавки
1,5% TW
поперечная ширина Тg4 вторичной части V-образной канавки
1,0% TW
поперечная ширина Тg7 плечевой поперечной канавки
2% TW
глубина Ug1 продольной канавки короны
8,2 мм
глубина Ug2 плечевой продольной канавки
8,2 мм
глубина Ug3 от открытого конца к экватору шины
60% Ug1
расстояние W1 продольной канавки короны
43% TW
расстояние W2 плечевой продольной канавки
23% TW
угол θ1
45 градусов
угол θ2
45 градусов
угол θ3
60 градусов
угол θ4
45 градусов
угол θ5
45 градусов
общее число Р
33
ширина 28К пологой части
0,6 мм
ширина 35К пологой части
0,6 мм
Испытания на стабильность вождения
Испытательный автомобиль (переднеприводной Japanese 2000cc с передним расположением двигателя) с установленными на все четыре колеса одинаковыми испытательными шинами (давление шины 200 кПа) испытывали на сухом асфальтовом покрытии по маршруту для испытания шин, и водитель-испытатель оценивал управляемость, жесткость по ощущениям и сцепление с дорожным покрытием в целом, на основе шины Сравн.1, принятой за 100. Чем больше величина, тем лучше стабильность вождения.
После пробега на расстояние 100 км по сухому дорожному покрытию, проводили следующие испытания.
Испытания тормозных характеристик на обледенелой дороге и испытания ходовых характеристик на заснеженной дороге
Испытательный автомобиль (давление в шинах 220 кПа) испытывали на обледенелом дорожном покрытии по маршруту для испытания шин со скоростью 30 км/ч и резко тормозили, блокируя все колеса, и измеряли тормозной путь до полной остановки.
В таблице 1 величины, обратные измеренному тормозному пути, представлены в виде показателя, основанного на этой величине для шины Сравн.1, принятой за 100, где чем больше значение, тем лучше тормозные характеристики.
Кроме того, испытательный автомобиль испытывали на заснеженном дорожном покрытии по маршруту для испытания шин, и водитель-испытатель оценивал управляемость, жесткость по ощущениям и сцепление с дорогой в целом, на основе шины Сравн.1, принятой за 100. Чем больше величина, тем лучше характеристики движения на заснеженном покрытии.
Испытание на сопротивление неравномерному износу
После пробега на расстояние 3000 км по сухому асфальтовому покрытию, для каждой из четырех испытательных шин, в четырех различных положениях по окружности шины, измеряли различие в износе между аксиальными кромками ребра короны, и рассчитывали среднее значение из 16 (4×4×1) измеренных величин.
Более того, измеряли разницу износа между аксиально-внутренними и внешними кромками средних блоков с каждой стороны от экватора шины, и рассчитывали среднее значение из 32 (4×4×2) измеренных величин.
В таблице 1 величины, обратные средним значениям, представлены в виде показателя, основанного на этой величине для шины Сравн.1, принятой за 100, где чем больше значение, тем лучше сопротивление неравномерному износу.
Таблица 1
Шина
Сравн.1
Сравн.2
Пр.1
Пр.2
Пр.3
Пр.4
Пр.5
Пр.6
Пр.7
Пр.8
Пр.9
V-образная канавка
Конфигурация
Фиг.9 (А)
Фиг.9 (В)
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
угол α (град)
30
30
30
15
20
40
45
30
30
30
30
угол α (град)
60
60
60
30
40
80
90
60
60
60
60
W3/TW (%)
1,0
0
1,0
1.0
1,0
1,0
1,0
2,0
3,0
4,5
3,0
W4 (мм)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1,0
Средняя поперечная канавка
Tg5/TW (%)
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
Tg6/TW (%)
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
Неглубокая часть
Конфигурация
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Плечевая продольная канавка
W5 (мм)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Результаты испытаний
Стабильность вождения
100
97
104
103
104
104
103
105
106
107
105
Характеристики торможения на
обледенелой дороге
100
102
102
102
102
102
102
102
102
102
102
Характеристики движения на
заснеженной дороге
100
104
104
101
102
102
101
103
103
102
105
Сопротивление неравномерному
износу
Ребро короны
100
101
103
102
103
103
102
105
105
104
105
Средние блоки
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Продолжение табл.1
Шина
Пр.10
Пр.11
Пр.12
Пр.13
Пр.14
Пр.15
Пр.16
Пр.17
Пр.18
Пр. 19
V-образная канавка
Конфигурация
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
Фиг.3
угол α (град.)
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
угол α (град.)
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
W3/TW (%)
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
W4 (мм)
2,0
2,5
4,0
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
Средняя аксиальная канавка
Tg5/TW (%)
3,0
3,0
3,0
3,0
3,0
4,5
3,0
3,0
3,0
3,0
Tg6/TW (%)
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
Неглубокая часть
Конфигурация
-
-
-
Фиг.10
Фиг.6
Фиг.6
Фиг.6
Фиг.6
Фиг.6
Фиг.6
Плечевая продольная канавка
W5 (мм)
0
0
0
0
0
0
1,0
2,0
2,5
4,0
Результаты испытаний
Стабильность вождения
105
105
102
105
105
103
105
104
104
102
Характеристики торможения на
обледенелой дороге
102
102
102
102
102
102
102
102
102
102
Характеристики движения на
заснеженной дороге
107
107
109
105
106
108
109
110
111
112
Сопротивление неравномерному
износу
Ребро короны
105
105
105
105
105
105
105
105
105
105
Средние блоки
100
100
100
102
104
103
104
104
104
104