НЕШИПОВАННАЯ ШИНА
NON-STUDDED TIRE

Данное изобретение относится к нешипованной шине, имеющей массив рядов выступов на протекторе, а более конкретно - к нешипованной шине, имеющей превосходные эксплуатационные качества как при движении по льду, так и при движении по снегу.
Были предложены различные нешипованные шины, пригодные для движения по обледенелым и покрытым снегом дорогам, например в JP-A-2003-63211. Множество выступов, обеспеченных щелевидными прорезями, сформированы на протекторе нешипованных шин. Коэффициент трения между этими выступами и обледенелой дорогой повышается за счет кромок прорезей. Эти прорези служат также для поглощения воды на обледенелой дороге. При синергическом действии этих факторов нешипованная шина может обеспечивать как высокую движущую силу, так и высокое тормозное усилие на обледенелой дороге.
Однако нелегко достигнуть превосходных эксплуатационных качеств как на льду (эксплуатационные качества на обледенелой дороге), так и на снегу (эксплуатационные качества на покрытой снегом дороге) даже посредством нешипованных шин. Причиной является то, что при движении по обледенелой дороге является эффективным увеличение площади контакта с землей, чтобы тем самым увеличить силу трения, но для движения по покрытой снегом дороге необходимо увеличить площадь канавок, чтобы таким образом улучшить вытеснение снега. Эти требования находятся в противоречии друг с другом.
Соответственно, задачей данного изобретения является обеспечение зимней шины, называемой нешипованной, которая имеет превосходные эксплуатационные качества как на льду, так и на снегу.
Эта и другие задачи данного изобретения станут ясны из последующего описания.
Было обнаружено, что вышеупомянутой цели можно достигнуть, делая долю Gs (%) площади канавок в плечевой зоне протектора шины больше, чем доля Gc (%) площади канавок в коронной зоне протектора, так чтобы разность (Gs-Gc) между ними находилась в пределах определенного интервала.
В соответствии с данным изобретением предложена нешипованная шина, включающая протектор, имеющий (1) пару средних кольцевых канавок, проходящих непрерывно в направлении окружности шины по обеим сторонам экватора шины, так, что центральная линия каждой канавки расположена на расстоянии от 15 до 25% ширины протектора от экватора шины, и указанные средние кольцевые канавки обеспечивают коронную зону между ними и пару плечевых зон между каждой из указанных средних кольцевых канавок и каждой из кромок контакта с землей; (2) по меньшей мере одну внутреннюю кольцевую канавку, проходящую непрерывно в направлении окружности шины, в форме зигзага, в указанной коронной зоне, расположенной максимально внутри указанной пары средних кольцевых канавок; (3) и по меньшей мере одну внешнюю кольцевую канавку, проходящую непрерывно и линейно по окружности в каждой зоне из указанной пары плечевых зон;
где указанная коронная зона снабжена по меньшей мере двумя рядами выступов короны, которые ограничены указанной по меньшей мере одной внутренней кольцевой канавкой и множеством поперечных канавок на короне, проходящих в направлении, пересекающем указанную внутреннюю кольцевую канавку, и где указанные выступы короны имеют щелевидные прорези, и в каждом ряду множество выступов выполнено по окружности шины; каждая зона из указанной пары плечевых зон снабжена по меньшей мере двумя рядами выступов плечевой зоны, которые ограничены указанной по меньшей мере одной внешней кольцевой канавкой и рядом поперечных канавок на плечевой зоне, проходящих в направлении, пересекающем указанную внешнюю кольцевую канавку, и где указанные выступы плечевой зоны имеют щелевидные прорези, и в каждом ряду множество выступов выполнено по окружности шины и доля Gs (%) площади канавок в указанных плечевых зонах больше, чем доля Gc (%) площади канавок в указанной коронной зоне, так что разность между ними (Gs-Gc) составляет от 3 до 7%.
Предпочтительно каждая из средних, внутренних и внешних кольцевых канавок имеет ширину в осевом направлении от 1,0 до 10,0 мм, и ширина Tg3 внешней кольцевой канавки больше, чем ширина Tg1 внутренней кольцевой канавки.
Предпочтительно каждая из поперечных канавок коронной и плечевых зон имеет ширину, измеренную по окружности, от 3,0 до 10,0 мм, и ширина поперечной канавки плечевой зоны больше, чем ширина поперечной канавки коронной зоны.
Предпочтительно поперечные канавки коронной и плечевой зоны проходят под углом от 0 до 45° по отношению к осевому направлению, и угол поперечных канавок плечевой зоны меньше, чем угол поперечных канавок коронной зоны.
Предпочтительно ширина средних кольцевых канавок составляет от 1,0 до 4,0 мм и она меньше ширины внутренних и внешних кольцевых канавок. Предпочтительно поперечные канавки коронной зоны и поперечные канавки плечевой зоны, которые расположены максимально по обе стороны от каждой из средних кольцевых канавок, размещены так, что попеременно соединяются с каждой из средних кольцевых канавок в направлении окружности.
Средние кольцевые канавки могут иметь переменную ширину в направлении окружности и имеют максимальную ширину в местах, где поперечные канавки коронной зоны соединяются со средними кольцевыми канавками.
В одном из примеров реализации данного изобретения пара внутренних кольцевых канавок размещена аксиально по обе стороны от экватора шины, чтобы обеспечить центральный ряд выступов коронной зоны, проходящий по экватору шины, и пару боковых рядов выступов, расположенных по обеим сторонам центрального ряда выступов коронной зоны, и угол наклона θ1 центральных поперечных канавок коронной зоны в центральном ряду выступов коронной зоны по отношению к продольному направлению меньше, чем угол наклона θ2 боковых поперечных канавок коронной зоны, расположенных в боковых рядах выступов коронной зоны, по отношению к продольному направлению.
Так как обледеневшая дорога имеет низкий коэффициент трения, возвратно-поступательная сила и боковая сила, которые действуют на шину при торможении и повороте автомобиля, являются незначительными и, следовательно, прогиб шины при движении незначителен, и в контакт с поверхностью обледенелой дороги приходит, главным образом, коронная зона протектора шины. В данном изобретении обеспечивают, чтобы процентная доля площади канавок в коронной области была меньше процентной доли площади канавок в плечевых зонах, чтобы гарантировать большую площадь поверхности контакта с землей в коронной зоне, тем самым увеличивая силу трения для улучшения эксплуатационных качеств на обледенелой дороге. Кроме того, поскольку коронная зона снабжена внутренней кольцевой канавкой, проходящей непрерывно в форме зигзага в направлении окружности, сила трения дополнительно возрастает за счет ее кромок.
С другой стороны, так как коэффициент трения покрытой снегом дороги выше, чем коэффициент трения обледенелой дороги, и так как поверхность дороги легко может оседать под весом автомобиля, контактное давление на грунт может становиться большим вплоть до плечевых зон протектора. В данном изобретении процентная доля площади канавок плечевых зон больше, чем процентная доля площади канавок коронной зоны, и способность вытеснять снег увеличивается, улучшая поведение на покрытой снегом дороге без ухудшения поведения на обледенелой дороге. Кроме того, так как плечевые зоны снабжены внешними кольцевыми канавками, проходящими непрерывно и линейно в направлении окружности, тем самым способность вытеснения снега дополнительно увеличивается.
Эти эффекты данного изобретения несомненно можно обеспечить путем формирования канавок таким образом, чтобы разность (Gs-Gc) доли Gs (%) площади канавок в плечевых зонах и доли Gc (%) площади канавок в коронной зоне составляла 3% или более. Кроме того, так как разность (Gs-Gc) поддерживают до 7% или менее, это предупреждает возникновение излишнего различия в жесткости рисунка между коронной зоной и плечевыми зонами, а тем самым можно избежать неравномерного износа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой разработку рисунка протектора, иллюстрирующего пример реализации данного изобретения;
Фиг.2 представляет собой увеличенный вид части Фиг.1;
Фиг.3 представляет собой поперечное сечение профиля протектора шины по данному изобретению;
Фиг.4 представляет собой увеличенный вид, изображающий массивы выступов на коронной зоне, показанные на Фиг.1;
Фиг.5 представляет собой частичный увеличенный вид поперечной канавки, показанной на Фиг.1;
Фиг.6 представляет собой частичный увеличенный вид массивов выступов коронной зоны, показанных на Фиг.1; и
Фиг.7 представляет собой частичный увеличенный вид массивов выступов плечевой зоны, показанных на Фиг.1.
Теперь будет приведен пример реализации данного изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Фиг.1 представляет собой разработку протектора 2 нешипованной шины (которая не показана полностью), иллюстрирующую пример реализации по данному изобретению, а Фиг.2 представляет собой ее частично увеличенный вид.
Между границами Е, Е контакта с землей протектора 2 организовано множество кольцевых канавок 3, проходящих непрерывно в направлении окружности шины, и множество поперечных канавок 4, проходящих в направлении, пересекающем кольцевые канавки 3.
Кольцевые канавки 3 включают пару средних кольцевых канавок 3b, проходящих непрерывно в направлении окружности шины по обе стороны от экватора С шины. Центральная линия каждой из этих средних канавок 3b расположена в области "m", находящейся на расстоянии от 15% до 25% ширины протектора (TW) от экватора С шины, другими словами, в области "m", имеющей границы, отделенные от экватора С шины на 0,15 TW и 0,25 TW. Протектор 2 разделен средними кольцевыми канавками 3b, 3b на коронную зону CR между ними и пару плечевых зон Sh, Sh между каждой из средних кольцевых канавок 3b, 3b и каждой из границ Е, Е контакта с землей.
Термин «ширина протектора TW», как его используют здесь, означает осевое расстояние между границами Е, Е контакта с землей протектора 2 шины, контактирующей с плоской поверхностью, когда шина смонтирована на стандартном ободе и накачана до нормального внутреннего давления, а затем эта шина в таком стандартном состоянии нагружена нормальной нагрузкой. Таким образом, размеры соответствующих частей или участков шины обозначают величины, измеренные в стандартном состоянии, если это не указано иначе.
Термин «стандартный обод» обозначает обод, определенный для каждой шины в стандартизированной системе, на которой базируется эта шина, и представляет собой, например, «стандартный обод» Японской ассоциации производителей автомобильных шин (JATMA), «Конструктивный обод» Tire and Rim Association (TRA) и «Измерительный обод» Европейской технической организации по шинам и ободам (ETRTO).
Термин «нормальное внутреннее давление» обозначает давление воздуха, определенное для каждой шины в стандартизированной системе, и представляет собой, например, «максимальное давление воздуха» в JATMA, максимальное значение, приведенное в таблице «Пределы нагрузки на шину при различных давлениях холодного накачивания» в TRA, и «Давление накачивания» в ETRTO, при условии, что в случае шин для пассажирских легковых автомобилей «нормальное внутреннее давление» составляет 180 кПа.
Термин «нормальная нагрузка» обозначает нагрузку, определенную для каждой шины в стандартизированной системе, и представляет собой, например, максимальную несущую способность в JATMA, максимальное значение, приведенное в таблице «Пределы нагрузки на шину при различных давлениях холодного накачивания» в TRA, и «Несущую способность» в ETRTO, при условии, что в случае шин для пассажирских легковых автомобилей «нормальная нагрузка» представляет собой нагрузку 88% от нагрузки, определенной выше.
Поперечные канавки 4 включают центральные поперечные канавки 4а коронной зоны, идущие в поперечном направлении между внутренними кольцевыми канавками 3а, 3а; боковые поперечные канавки 4b коронной зоны, идущие в поперечном направлении между внутренней кольцевой канавкой 3а и средней кольцевой канавкой 3b; внутренние поперечные канавки 4с плечевой зоны, идущие в поперечном направлении между средней кольцевой канавкой 3b и внешней кольцевой канавкой 3с; и внешние поперечные канавки 4d плечевой зоны, идущие в поперечном направлении между внешней кольцевой канавкой 3с и границей Е контакта с землей. Поперечные канавки 4а-4d в данном примере реализации, показанные на чертежах, имеют стенки зигзагообразной формы. Зигзагообразная стенка канавки помогает улучшить захват на обледенелой дороге, так как длина кромок поперечных канавок 4а-4d увеличивается.
Ряды выступов В, организованные в направлении окружности шины, образованы в коронной зоне (CR) и плечевых зонах (Sh) этими кольцевыми канавками 3 и поперечными канавками 4. В примере реализации, показанном на чертежах, обеспечены семь рядов (с R1 по R4) выступов. Коронная зона CR снабжена тремя рядами выступов, включающими центральный ряд R1 выступов коронной зоны, проходящий по экватору С шины, и пару боковых рядов R2, R2 выступов коронной зоны, расположенных по обеим сторонам центрального ряда R1. Каждая из плечевых зон Sh обеспечена двумя рядами выступов, включающими внутренний ряд R3 выступов плечевой зоны, расположенный со стороны экватора шины, и внешний ряд R4 выступов плечевой зоны, расположенный со стороны границы Е контакта с землей (максимально удаленная по оси сторона). В этом примере реализации максимальная ширина W1 центрального ряда R1 выступов коронной зоны в осевом направлении больше, чем максимальная ширина W2 бокового ряда R2 выступов коронной зоны в осевом направлении.
Коронная зона CR снабжена по меньшей мере одной внутренней кольцевой канавкой 3а, проходящей по окружности непрерывно в виде зигзага (в показанном на чертежах примере реализации - парой внутренних кольцевых канавок 3а, 3а, которые расположены по обеим сторонам от экватора С шины). Каждая из плечевых зон Sh снабжена по меньшей мере одной внешней кольцевой канавкой 3с, проходящей по окружности непрерывно в виде прямой линии (в приведенном на чертежах примере реализации - одной внешней кольцевой канавкой 3с). Эти кольцевые канавки 3а-3с размещены в положениях, которые по существу линейно симметричны по отношению к экватору С шины.
Зигзагообразная внутренняя кольцевая канавка 3а имеет то преимущество, что захват на обледенелой дороге, особенно захват при поворотах, увеличивается, так как зигзагообразная канавка имеет более длинную кромку канавки, чем прямая канавка. В частности, так как обледенелая дорога имеет низкий коэффициент трения, возвратно-поступательная сила и боковая сила, которые действуют на шину при торможении и поворотах автомобиля, являются малыми и, следовательно, прогиб шины мал. Кроме того, как показано на Фиг.3, в случае нешипованной шины для пассажирского легкового автомобиля, внешняя поверхность (линия профиля, образующаяся при заполнении канавок) протектора 2 в поперечном сечении шины в стандартном состоянии, включая ось вращения шины, имеет плавную дугообразную форму, которая выгнута радиально наружу и имеет радиус кривизны RT примерно 400±100 мм. Таким образом, контактное давление на грунт коронной зоны CR, расположенной между средними кольцевыми канавками 3b, 3b, которые расположены в вышеупомянутых областях "m", на обледенелой дороге является высоким. Следовательно, размещение зигзагообразной внутренней кольцевой канавки 3а в такой коронной зоне CR, дающей высокое контактное давление на грунт при движении по обледенелой дороге, особенно эффективно для улучшения эксплуатационных качеств на льду. Предпочтительно средние кольцевые канавки 3b, 3b также сформированы в виде зигзага, как в данном примере реализации, показанном на чертежах.
Для того чтобы избежать заметного снижения жесткости выступов В в направлении окружности в коронной зоне CR и забивания кольцевых канавок 3а и 3b снегом, желательно, чтобы амплитуда зигзага внутренней и/или средней кольцевой канавок была как можно меньшей. Например, как показано на Фиг.2, на центральной линии G зигзагообразной кольцевой канавки 3а или 3b амплитуда А от пика до пика в осевом направлении предпочтительно составляет от 2 до 4 мм.
Как показано на Фиг.4 в увеличенном виде, внутренние кольцевые канавки 3а в этом примере реализации сформированы в виде зигзага так, чтобы он включал наклоненные в направлении снизу вверх компоненты 3а1 (компоненты, идущие по диагонали вверх) и наклоненные в направлении сверху вниз компоненты 3а2 (компоненты, идущие по диагонали вниз), если смотреть сверху, и эти компоненты 3а1 и 3а2 расположены попеременно. Длина по окружности L1 наклоненных снизу вверх компонентов 3а1 больше, чем длина по окружности L2 наклоненных сверху вниз компонентов 3а2, но, конечно, приемлемо и L1<L2.
Как установлено выше, если амплитуду А зигзага кольцевых канавок сделать малой, то угол зигзага (угол изгиба при перемене направления) приближается к 180°, если зигзаг имеет простую форму, такую как L1=L2, и, следовательно, не будет получен достаточный эффект влияния кромок и эффект спрессовывания снега в столбик. В противоположность этому, если длины наклонных компонентов зигзага отличаются друг от друга, как в примере реализации, показанном на чертежах, угловые области зигзага можно сформировать при относительно малом угле. Это способствует, например, получению высокого захвата на покрытой снегом дороге, так как снег эффективно спрессовывается в столбики и срезается более коротким компонентом зигзага (в этом примере реализации наклоненными сверху вниз компонентами 3а2). В частности, предпочтительно, чтобы соотношение L1/L2 внутренней кольцевой канавки 3а составляло по меньшей мере 8, предпочтительно по меньшей мере 12, и было не выше 22, предпочтительно не выше 18.
С другой стороны, такая внутренняя кольцевая канавка 3а может привести к тому, что автомобиль будет вести или заносить во время торможения, так как жесткость рисунка может быть нарушена под влиянием длинных наклоненных снизу вверх компонентов 3а1. Таким образом, в этом примере реализации средние кольцевые канавки 3b, находящиеся вблизи внутренних кольцевых канавок 3а, сформированы в виде зигзага таким образом, чтобы наклоненные сверху вниз компоненты 3b2 имели большую длину L2, чем длина L1 компонентов 3а1, наклоненных снизу вверх. Подобным образом, жесткость рисунка внутренней кольцевой канавки 3а можно сбалансировать путем увеличения доли наклоненных сверху вниз компонентов 3b2 средних кольцевых канавок 3b. Таким образом, неустойчивое движение или занос автомобиля при торможении можно подавить более надежно. Для того чтобы эффективно проявилось такое действие, предпочтительно, чтобы соотношение L2/L1 для средних кольцевых канавок 3b находилось в пределах диапазона ±10% от вышеупомянутого соотношения L2/L1 для внутренней кольцевой канавки 3а.
Внешние кольцевые канавки 3с сформированы в виде прямой линии, которая линейно проходит по окружности. Так как коэффициент трения на поверхности покрытой снегом дороги выше, чем на покрытой льдом дороге, и так как поверхность покрытой снегом дороги легко продавить под весом автомобиля, контактное давление на грунт склонно становиться больше, даже в плечевых зонах Sh протектора. Можно улучшить способность вытеснения снега для того, чтобы улучшить эксплуатационные качества на снегу, путем формирования внешних кольцевых канавок 3с, проходящих в плечевых зонах Sh в виде прямой линии.
В нешипованной шине по данному изобретению доля Gs (%) площади канавок в плечевых зонах Sh и доля Gc (%) площади канавок в коронной зоне CR заданы таким образом, чтобы доля Gs (%) площади канавок была больше, чем доля Gc (%) площади канавок, а разность (Gs-Gc) находилась в пределах от 3 до 7%.
Долю Gc (%) площади канавок в коронной зоне CR получают по следующему уравнению (1):
Где Agc представляет собой общую величину площади всех кольцевых канавок 3 и поперечных канавок 4 на поверхности протектора, которые включены в коронную зону CR, ограниченную по оси внутренними границами средних кольцевых канавок 3b, 3b, а Acc представляет собой площадь поверхности коронной зоны CR в состоянии, когда все канавки, щелевидные прорези, насечки и т.д. заполнены. Площадь щелевидных прорезей S, показанных на чертежах, не включена в общее значение Agc.
Подобным образом долю площади канавок Gs (%) в плечевой зоне Sh получают с помощью следующего уравнения (2):
где Ags представляет собой общую величину площади всех кольцевых канавок 3 и поперечных канавок 4 на поверхности протектора, которые включены в плечевую зону Sh, ограниченную внешней по оси границей средней кольцевой канавки 3b и границей Е области контакта с землей, a Acs представляет собой площадь поверхности плечевой зоны Sh в состоянии, когда все канавки, щелевидные прорези, насечки и т.д. заполнены. Площадь щелевидных прорезей S, показанных на рисунках, не включена в общую величину Ags.
Таким образом, в данном изобретении долю Gc площади канавок в коронной зоне CR делают меньше, чем доля Gs площади канавок в плечевых зонах Sh, чем обеспечивают большую площадь контакта с землей в коронной зоне CR, чтобы увеличить силу трения на обледенелой дороге, тем самым увеличивая захват или силу торможения на обледенелой дороге. С другой стороны, так как доля Gs площади канавок в плечевой зоне Sh больше, чем доля Gc площади канавок в коронной зоне CR, способность вытеснения снега улучшается и, соответственно, можно получить достаточную движущую силу и силу торможения на покрытой снегом дороге. Таким образом, нешипованные шины по данному изобретению характеризуются отличными эксплуатационными качествами как на льду, так и на снегу.
Если разность (Gs-Gc) между долей Gs (%) площади канавок в плечевой зоне Sh и долей Gc (%) площади канавок в коронной зоне CR слишком мала, вышеупомянутые эффекты не ожидаются. Следовательно, разность (Gs-Gc) в данном изобретении должна составлять по меньшей мере 3%, чтобы надежно проявились вышеупомянутые эффекты. Если разность (Gs-Gc) слишком велика, легко может возникнуть неравномерный износ, поскольку может возникнуть большое различие в жесткости рисунка между коронной зоной CR и плечевыми зонами Sh. Следовательно, предпочтительно, чтобы разность (Gs-Gc) составляла не выше 7%, более предпочтительно от 4 до 5%.
Значения доли Gc площади канавок и доли Gs площади канавок не ограничены особым образом. Однако, если они чрезмерно велики, имеется вероятность, что сила трения на обледенелой дороге уменьшится, ухудшая эксплуатационные качества на льду. С другой стороны, если доля Gc площади канавок в коронной зоне CR чрезмерно мала, эксплуатационные качества на снегу имеют тенденцию ухудшаться. С этих точек зрения предпочтительно, чтобы доля Gc площади канавок в коронной зоне CR составляла по меньшей мере 25%, предпочтительно по меньшей мере 27%, и не более 33%, предпочтительно не более 31%. Подобным образом, предпочтительно, чтобы доля Gs площади канавок плечевых зон Sh составляла по меньшей мере 30%, предпочтительно по меньшей мере 32%, и не выше 36%, предпочтительно не выше 34%.
Доля площади канавок протектора 2 в целом также не ограничена конкретно, но предпочтительно составляет по меньшей мере 28%, более предпочтительно по меньшей мере 30%, и предпочтительно составляет не выше 34%, более предпочтительно не выше 32%.
С позиции получения удовлетворительного поведения при повороте на покрытой снегом дороге, предпочтительно, чтобы ширина (от Tg1 до Tg3) каждой канавки из кольцевых канавок от 3а до 3с, измеренная в осевом направлении, составляла по меньшей мере 1,00 мм, особенно по меньшей мере 2,0 мм. С другой стороны, с точки зрения достаточной гарантии жесткости рисунка протектора 2 для улучшения стойкости к износу, предпочтительно, чтобы ширина (от Tg1 до Tg3) каждой канавки из кольцевых канавок 3 составляла не более 10,0 мм, предпочтительно не более 8,0 мм. С тех же самых точек зрения предпочтительно, чтобы глубины (от Td1 до Td3) каждой из кольцевых канавок 3 составляли по меньшей мере 9,0 мм, предпочтительно по меньшей мере 9,5 мм, и не более 11,0 мм, предпочтительно не более 10,5 мм.
Ширина Tg1 внутренней кольцевой канавки 3а, ширина Tg2 средней кольцевой канавки 3b и ширина Tg3 внешней кольцевой канавки 3с могут быть такими же или отличаться. В предпочтительном примере реализации эти значения ширины изменяются. Например, так как желательно увеличить площадь контакта с землей для коронной зоны CR при движении по обледенелой дороге, внутреннюю кольцевую канавку 3а и среднюю кольцевую канавку 3b делают таким образом, чтобы иметь меньшие значения ширины (Tg1 и Tg2) канавки, чем ширина Tg3 внешней кольцевой канавки 3с. Это имеет преимущества для эффективного улучшения способности вытеснения снега в плечевых зонах Sh, а также при повороте на покрытой снегом дороге.
С этой точки зрения предпочтительно, чтобы ширина Tg1 внутренней кольцевой канавки 3а составляла по меньшей мере 1,0 мм, предпочтительно по меньшей мере 2,0 мм, и не более 5,0 мм, предпочтительно не более 4,0 мм. Кроме того, предпочтительно, чтобы ширина Tg3 внешней кольцевой канавки 3с составляла по меньшей мере 6,0 мм, предпочтительно по меньшей мере 6,5 мм, и не более 10,0 мм, предпочтительно не более 8,0 мм.
В примере реализации, показанном на чертежах, средние кольцевые канавки 3b формируют так, чтобы иметь ширину Tg2 канавки меньше, чем ширина Tg1 внутренней кольцевой канавки 3а, хотя канавки по данному изобретению и не ограничены канавками, имеющими такие соотношения. Формирование таких средних канавок 3b эффективно для увеличения площади соприкасающейся с землей части коронной зоны CR. Предпочтительно, чтобы ширина Tg2 средних кольцевых канавок 3b составляла по меньшей мере 1,0 мм, предпочтительно по меньшей мере 2,0 мм, и была не более 4,0 мм, предпочтительно не более 3,0 мм.
В примере реализации, показанном на чертежах, боковые поперечные канавки 4b короны сообщаются со средней кольцевой канавкой 3b с ее внутренней по оси стороны, а внутренние поперечные канавки плечевой зоны 4с сообщаются со средней кольцевой канавкой 3b с ее внешней по оси стороны. Предпочтительно, чтобы место соединения для боковых поперечных канавок 4b короны и места соединений для внутренних поперечных канавок 4с плечевой зоны появлялись попеременно в направлении окружности шины. То есть в средних кольцевых канавках 3b обеспечены только Т-образные пересечения канавок, без образования каких-либо крестообразных пересечений. В общем, часть, которая расположена между коронной зоной CR и плечевой зоной Sh и в которой расположена средняя кольцевая канавка 3b, характеризуется значительным изменением нагрузки за счет деформации, происходящей в результате контакта с землей и отсутствия контакта с землей, и угла скольжения, и, следовательно, здесь легко может концентрироваться напряжение. Однако если применена вышеупомянутая организация поперечных канавок 4b и 4с, можно избежать концентрации большого напряжения на средней кольцевой канавке 4b, чтобы тем самым подавить появление неоднородного износа, который начинается от средней кольцевой канавки 3b, так как среднюю кольцевую канавку 3b поддерживают выступы В, расположенные зигзагообразно на обеих сторонах канавки 3b.
Кроме того, как показано на Фиг.2, предпочтительно, чтобы средние кольцевые канавки 3b имели ширину Tg2, изменяющуюся в направлении по окружности, и имели максимальную ширину в положениях F, где боковые поперечные канавки 4b короны соединяются со средними кольцевыми канавками 3b. Так как боковые поперечные канавки 4b короны сформированы так, что имеют меньшую ширину, чем поперечные канавки 4с плечевой зоны, области соединения между боковыми поперечными канавками короны и средней кольцевой канавкой 3b имеют тенденцию легко забиваться снегом, но этого забивания снегом можно эффективно избежать, обеспечивая указанным образом достаточное пространство до места соединения.
Для того чтобы получить высокую движущую силу на покрытой снегом дороге, ширина Yg1, Yg2, Yg3 и Yg4 соответствующих поперечных канавок 4а, 4b, 4с и 4d, измеренная в направлении окружности, предпочтительно составляет по меньшей мере 3,0 мм, более предпочтительно по меньшей мере 3,5 мм. С другой стороны, для того чтобы избежать снижения площади контактирующей с землей области, чтобы тем самым увеличить силу трения на обледенелой дороге, величины ширины Yg1-Yg4 канавок предпочтительно должны составлять не более 10,0 мм, более предпочтительно не более 9,0 мм.
Особенно предпочтительно, чтобы ширина Yg1 и Yg2 центральных поперечных канавок 4а короны и боковых поперечных канавок 4b короны составляла от 3 до 7 мм, ширина Yg3 и Yg4 внутренней и внешней поперечных канавок 4с и 4d в плечевой зоне составляла от 3 до 10 мм, и их выбирают таким образом, чтобы ширина Yg3 и Yg4 поперечных канавок в плечевой зоне была больше, чем ширина Yg1 и Yg2 поперечных канавок в коронной зоне. Более предпочтительно, чтобы ширина Yg канавок постепенно возрастала от центральных поперечных канавок короны к внешним поперечным канавкам плечевой зоны (то есть Yg1<Yg2<Yg3<Yg4), за счет чего дополнительно улучшаются эксплуатационные качества как на льду, так и на снегу.
Глубина поперечных канавок 4 предпочтительно составляет от 85 до 100% от глубины кольцевых канавок 3.
Углы θ наклона соответствующих поперечных канавок 4 по отношению к осевому направлению не лимитированы конкретно. Однако, если угол θ слишком велик, имеется возможность, что не будет достигнута достаточная движущая сила при движении по прямой на обледенелой дороге. Кроме того, жесткость в окружном направлении выступов В легко может снизиться, поэтому легко может появиться неравномерный износ на ранней стадии эксплуатации. С таких точек зрения угол θ для поперечных канавок 4 по отношению к осевому направлению предпочтительно должен быть не выше 45°, более предпочтительно не выше 40°.
Здесь «угол θ поперечных канавок 4 по отношению к осевому направлению» обозначает, как показано на Фиг.5 в увеличенном виде, угол прямой линии CL, соединяющей средние точки Р1 и Р2 обоих концов (по оси) поперечной канавки 4 (концевые части, которые открыты к кольцевым канавкам 3 или которые открыты к кольцевым канавкам 3 и кромке Е контакта с землей), по отношению к осевому направлению шины.
Что касается центральных (4а) и боковых (4b) поперечных канавок в коронной зоне, если углы θ1 и θ2, как показано на Фиг.6, слишком малы, то окружная составляющая кромок этих поперечных канавок уменьшается, так что поведение при повороте на обледенелой дороге невозможно улучшить в достаточной степени. С этой точки зрения угол θ1 центральных поперечных канавок 4а в области обода и угол θ2 боковых поперечных канавок 4b в коронной зоне предпочтительно составляют по меньшей мере 12°, более предпочтительно по меньшей мере 15°.
В примере реализации, показанном на чертежах, угол θ1 центральных поперечных канавок 4а короны, расположенных в центральном ряду R1 выступов короны, меньше, чем угол θ2 боковых поперечных канавок 4b короны, расположенных в боковых рядах R2 выступов короны, расположенных с обеих сторон от центрального ряда R1. В случае движения по обледенелой дороге площадь контакта с землей плечевых зон мала даже при повороте. Силу захвата во время поворота на покрытой льдом дороге можно повысить, делая угол θ2 боковых поперечных канавок 4b короны относительно большим по сравнению с углом θ1 центральных поперечных канавок 4а короны. Для того чтобы гарантировать это действие, предпочтительно, чтобы соотношение (θ2/θ1) угла θ2 боковых поперечных канавок 4b короны к углу θ1 центральных поперечных канавок 4а короны было больше 1, особенно по меньшей мере 1,7. С другой стороны, если соотношение θ2/θ1 слишком велико, легко может возникнуть неравномерный износ. Следовательно, предпочтительно, чтобы отношение θ2/θ1 составляло не более 2,5, более предпочтительно не более 2.2.
Что касается внутренних и внешних поперечных канавок 4с и 4d плечевой зоны из числа поперечных канавок 4, то если углы θ3 и θ4, как показано на Фиг.7, слишком велики, то имеется возможность, что во время движения по прямой по покрытой снегом дороге получается недостаточная движущая сила. С такой точки зрения угол θ3 внутренних поперечных канавок 4 с плечевой зоны и угол θ4 внешних поперечных канавок 4d плечевой зоны предпочтительно составляют от 0 до 15°.
В примере реализации, показанном на чертежах, с целью избежать неравномерного износа внешние поперечные канавки 4d, расположенные во внешнем ряду R4 выступов плечевой зоны, формируют так, чтобы они имели меньший угол θ4, чем угол θ3 внутренних поперечных канавок 4с плечевой зоны, расположенных во внутреннем ряду R3 выступов плечевой зоны.
В данном изобретении в каждом из выступов В обеспечена по меньшей мере одна щелевидная прорезь S, предпочтительно несколько щелевидных прорезей S. Эти щелевидные прорези S формируют как продольные надрезы, имеющие такую малую ширину, что во время движения обе стенки прорези приходят в контакт. Предпочтительно, чтобы ширина щелевидных прорезей S составляла примерно от 0,3 мм до 1,0 мм. Глубина щелевидных прорезей S предпочтительно составляет по меньшей мере 3,0 мм, более предпочтительно по меньшей мере 5 мм. Если глубина щелевидных прорезей S составляет менее 3,0 мм, будет получен недостаточный краевой эффект на обледенелой дороге. Если глубина щелевидных прорезей S слишком велика, имеется вероятность, что жесткость выступов В будет чрезмерно снижена. Следовательно, глубина предпочтительно составляет не более 100%, более предпочтительно не более 80%, от максимальной глубины поперечных канавок 4.
Щелевидные прорези S могут быть различной формы, например в виде прямой линии, волны, зигзага и их сочетаний. Предпочтительными являются прорези в виде зигзага, как показано на чертежах.
Протектор 2 нешипованной шины по данному изобретению можно снабдить линейными насечками. В примере реализации, показанном на чертежах, множество насечек 6 обеспечено с некоторыми интервалами в каждом выступе В каждого ряда выступов, где эти насечки 6 идут в направлении, противоположном наклону поперечных канавок 4 (и щелевидных прорезей S), обеспеченных в этом ряду блоков, по отношению к осевому направлению. Насечки 6 имеют ширину от 0,1 до 2,0 мм и глубину от 0,1 до 2,0 мм.
Такие насечки 6 полезны для улучшения захвата их кромками на обледенелой дороге, как и щелевидные прорези S, а также для повышения коэффициента трения о поверхность дороги путем поглощения воды на покрытой льдом дороге. Так как насечки 6 образованы так, чтобы иметь меньшую глубину, чем щелевидные прорези S, они особенно полезны для улучшения начального поведения новой шины на ранней стадии эксплуатации. Кроме того, так как насечки 6 образованы так, что они наклонены в направлении, противоположном наклону щелевидных прорезей S по отношению к осевому направлению, они эффективно проявляют эффект кромки для дорог в различных состояниях.
Если ширина или глубина насечек 6 составляет менее 0,1 мм, вышеупомянутые действия проявляются недостаточно, так как насечки слишком малы. Если ширина или глубина составляют более 2,0 мм, имеется вероятность, что жесткость выступа В чрезмерно снизится, что приведет к расслоению резины и неравномерному износу.
В то время как пример реализации данного изобретения был описан со ссылкой на рисунки, не следует дополнительно объяснять, что данное изобретение не ограничено только рисунком протектора, упомянутым выше, и можно применять в различной степени модифицированные рисунки протектора.
Данное изобретение более конкретно описано и объяснено посредством следующих примеров. Следует понимать, что данное изобретение не ограничено этими примерами.
ПРИМЕРЫ
Нешипованные шины для пассажирского легкового автомобиля (размер: 195/65R15), имеющие рисунок протектора, показанный на Фиг.1, были изготовлены на основе технических требований, приведенных в Таблице и описанных ниже. Долю площади канавок регулировали посредством соответствующего изменения ширины канавок в описанных ниже пределах.
Ширина протектора TW: 160 мм.
Ширина Tg1 внутренней кольцевой канавки: от 3,5 до 4,2 мм.
Глубина Tg2 средней канавки: от 2,0 до 4,0 мм.
Ширина Tg3 внешней кольцевой канавки: 6,7 мм.
Ширина центральной поперечной канавки короны: от 3,8 до 4,8 мм.
Ширина боковой поперечной канавки короны: от 5,0 до 6,4 мм.
Ширина внутренней поперечной канавки плечевой зоны: от 5,8 до 7,4 мм.
Ширина внешней поперечной канавки плечевой зоны: от 6,0 до 7,5 мм.
Глубина внутренней кольцевой канавки: 10,1 мм.
Глубина средней кольцевой канавки: 7,2 мм.
Глубина внешней кольцевой канавки: 10,1 мм.
Глубина центральной поперечной канавки короны: 8,0 мм.
Глубина боковых поперечных канавок короны: 7,5 мм.
Глубина внутренних поперечных канавок плечевой зоны: 8,5 мм.
Глубина внешних поперечных канавок плечевой зоны: 10,1 мм.
Ширина щелевидных прорезей: 0,4 мм.
Глубина щелевидных прорезей: 8,0 мм.
Ширина насечек: 0,5 мм.
Глубина насечек: 0,5 мм.
Эти нешипованные шины были испытаны следующими способами.
Поведение при пробеге на обледенелых и покрытых снегом дорогах
3
Шины были смонтированы на легковом автомобиле 2000 см FR, сделанном в Японии. Этот автомобиль двигался по обледенелой дороге или по дороге, покрытой снегом, в ходе каждого испытания, и такие эксплуатационные качества, как ответственность ведущего колеса, стабильность при повороте и ощущение захвата, были оценены по профессиональному ощущению проводящего тест водителя. Результаты показаны индексом, основанным на Сравнительном примере 1, который принят за 100. Чем выше значение, тем лучше.
Стойкость к износу
Упомянутый выше испытательный автомобиль прошел 8000 км по сухой асфальтовой дороге. В отношении каждого из рядов выступов были оценены степень износа (среднее значение) на обоих окружных краевых частях выступа и степень износа центральной части выступа, и была получена разность между ними. Это измерение было проведено по отношению к трем выступам на окружности шины для каждого ряда выступов, и было получено среднее значение. Результаты приведены в виде индекса, обратного полученной средней величине, основываясь на том, что Сравнительный пример 1 принят за 100. Чем больше значение, тем лучше стойкость к износу.
Результаты сведены в Таблицу.
В этой Таблице наблюдается значительное улучшение эксплуатационных качеств при движении по обледенелым и покрытым снегом дорогам в отношении этих характеристик для шин из Примеров по данному изобретению. Также подтверждено, что стойкость к износу сравнима со стойкостью к износу обычной шины.
Сравн. пр.1
Сравн. пр.2
Пр.1
Пр.2
Пр.3
Сравн. пр.3
Доля Gs площади канавок плечевой зоны (%)
31,0
31,5
32,0
32,5
33,5
35,0
Доля Gc площади канавок коронной зоны (%)
31,0
30,0
29,0
28,5
28,0
27,0
Доля площади канавок протектора в целом (%)
31,0
31,0
31,0
31,0
31,0
31,0
Разность (Gs-Gc) (%)
0
1,5
3,0
4,0
5,5
8,0
Эксплуатационные качества на обледенелой дороге (индекс)
100
100
105
108
110
112
Эксплуатационные качества на покрытой снегом дороге (индекс)
100
100
105
108
108
108
Стойкость к износу (индекс)
100
100
100
100
98
90