ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА
PNEUMATIC TIRE

Объектом настоящего изобретения является пневматическая шина, относящаяся к пневматическим шинам с протектором с множеством поясов.
Известна технология снижения шума при движении по дороге с помощью угловых частей блоков конусовидной формы при виде сбоку за счет распределения давления при врезании (см., например, патентные документы 1-3).
Патентный документ 1: Выложенная патентная заявка Японии (JP-A) №2003-54223.
Патентный документ 2: JP-ANo. 11-263104.
Патентный документ 3: JP-ANo. 2000-85318.
Однако когда угловые части блоков имеют конусовидную форму, есть опасения, что это может привести к снижению жесткости блоков и уменьшению стабильности управления транспортным средством. Увеличение площади поверхности поясов протектора в попытке повысить жесткость блока приводит к уменьшению способности к водоотведению.
Данное изобретение решает вышеупомянутые проблемы, и задачей изобретения является создание пневматической шины, способной сочетать в себе высокую степень снижения шума, фрагментации и образования трещин в поясах протектора, и способности водоотведения.
Настоящее изобретение было сделано с учетом вышеупомянутых проблем, и пневматическая шина в соответствии с первым объектом изобретения содержит центральный пояс, отделенный канавками, проходящими в направлении по окружности шины с обеих сторон экваториальной плоскости, и множество волнообразных канавок, выполненных в центральном поясе протектора и расположенных на расстоянии друг от друга в направлении по окружности шины, соединяющих канавку в направлении по окружности шины с одной стороны экваториальной плоскости с канавкой по окружности шины с другой стороны экваториальной плоскости, и проходящих под углом относительно экваториальной плоскости и имеющих амплитуду, в котором: в центральном поясе протектора выполнено множество диагональных элементов, разделенных на несколько частей в направлении по окружности шины, с изменяющимися размерами в направлении по ширине шины, чередующимися от большого к малому в направлении между двумя волнообразными канавками, путем размещения в центральном поясе протектора множества волнообразных канавок, таким образом, что нижняя часть образует выступ на одной стороне в направлении по ширине шины на одной из двух расположенных рядом в направлении по окружности шины волнообразных канавок, и нижняя часть образует выступ на другой стороне второй из двух расположенных рядом в направлении по окружности шины волнообразных канавок; первая соединительная канавка выполнена в каждом из боковых малых элементов, расположенных в диагональных элементах, находящихся рядом с кольцевыми канавками, и находящихся между кольцевыми и волнообразными канавками; каждая из первых соединительных канавок соединяет кольцевую канавку с волнообразной канавкой в направлении по ширине шины и содержит в своей промежуточной части первый изогнутый участок, изогнутый в первом направлении, и второй изогнутый участок, изогнутый во втором направлении, отличающемся от первого направления; на дне первой соединительной канавки предусмотрен участок с приподнятым дном, соединяющийся либо с первым остроугольным участком, образованным на боковом малом элементе первым изогнутым участком, либо со вторым остроугольным участком, образованным на боковом малом элементе вторым изогнутым участком; первый скошенный участок выполнен на первом остроугольном участке, и второй скошенный участок выполнен на втором остроугольном участке.
Ниже приводится описание принципов работы данной пневматической шины в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
(1) Множество волнообразных канавок, проходящих с наклоном относительно экваториальной плоскости шины и имеющих амплитуду, выполнены в центральном поясе протектора с интервалом друг от друга в направлении по окружности шины таким образом, что они соединяют друг с другом кольцевые канавки. Таким образом, вода, находящаяся между центральным поясом протектора и дорожным покрытием, может эффективно выдавливаться к кольцевым канавкам по обе стороны от центрального пояса протектора по волнообразным канавкам, которые обеспечивают водоотводящую способность центрального пояса.
(2) Поскольку в разделенных волнообразными канавками диагональных элементах не имеется кромок, ориентированных по ширине шины, кромки диагональных элементов протектора при езде входят в контакт с дорожным покрытием постепенно, что обеспечивает снижение уровня шума (в частности, стука).
(3) В центральном поясе протектора имеются чередующиеся узкие и широкие участки диагональных элементов, так что широкий участок одного из двух находящихся рядом диагональных элементов располагается с узким участком другого из данных двух находящихся рядом диагональных элементов пояса протектора. Таким образом, за счет этого обеспечивается одинаковая общая жесткость центрального пояса протектора.
(4) Первые соединительные канавки выполнены в каждом из боковых малых элементов, которые расположены в прилегающих к кольцевым канавкам диагональных элементах и находятся между кольцевыми и волнообразными канавками; данные соединительные канавки соединяют вместе кольцевые канавки и волнообразные канавки в направлении по ширине шины. Таким образом, вода, находящаяся между боковыми малыми элементами и дорожным покрытием, эффективно выдавливается в кольцевые канавки и волнообразные канавки по первым соединительным канавкам 40.
В средней части первых соединительных канавок предусмотрен первый криволинейный участок, изогнутый в первом направлении, и второй криволинейный участок, изогнутый во втором направлении, отличающемся от первого направления. Таким образом, краевые компоненты в направлении по ширине шины и в направлении по окружности шины увеличиваются по сравнению с простыми прямолинейными канавками, что дает возможность использовать более длинные кромки, обеспечивающие реализацию преимуществ данного изобретения на дорогах с низким качеством дорожного покрытия.
(5) На дне первой соединительной канавки выполнен участок с приподнятым дном, соединенный, по меньшей мере, либо с первым угловым участком, образованным на боковом малом элементе первым криволинейным участком, либо со вторым угловым участком, образованным на боковом малом элементе вторым криволинейным участком. Соответственно, участок с приподнятым дном усиливает, по меньшей мере, один из указанных ниже участков, а именно первый угловой участок, или второй угловой участок, позволяя, тем самым, повысить жесткость первого или второго угловых участков. Значительный усиливающий эффект может быть получен за счет применения участка с приподнятым дном, если первый угловой участок и второй угловой участок оба имеют остроугольную форму.
В боковом малом элементе на первом угловом участке образован первый конический участок, а на втором угловом участке образован второй конический участок, которые уменьшают контактное давление на грунт данных угловых участков. Соответственно, уменьшается отделение кусков резины на данных угловых участках вследствие, например, наезда на камни на поверхности дороги. Кроме того, смещение угловых участков, возникающее, например, вследствие наезда на камни на поверхности дороги, уменьшается за счет снижения контактного давления на грунт данных угловых участков, за счет чего достигается уменьшение количества трещин, возникающих в области нижней части (дна) канавок на периферии угловых участков.
Следует отметить, что поскольку на подверженных фрагментации и растрескиванию заостренных передних краях остроугольных участков предусмотрены только локальные скосы, а дно в целом остается приподнятым, общее снижение жесткости боковых малых элементов центрального пояса протектора является крайне незначительным, и уменьшение стабильности управления транспортным средством, которого можно было бы опасаться, не происходит.
Вторым объектом настоящего изобретения является пневматическая шина, выполненная в соответствии с первым объектом, в которой: центральные малые элементы выполнены по экваториальной плоскости шины в диагональных элементах, таким образом, что они отделены от боковых малых элементов через вторые соединительные канавки за счет образования вторых соединительных канавок, соединяющих нижнюю часть, образующую выступ в направлении по ширине шины на одной стороне одной из расположенных рядом в направлении по окружности шины двух волнообразных канавок, и нижнюю часть, образующую выступ в направлении по ширине шины на другой стороне другой из расположенных рядом в направлении по окружности шины двух волнообразных канавок; и ступенчатые наклонные участки выполнены на концах центральных малых элементов на второй стороне соединительной канавки, и к концам боковых малых элементов на второй стороне соединительной канавки, таким образом, что в сечении, сделанном под прямым углом к лицевой поверхности протектора и перпендикулярном второй соединительной канавке, видны несколько вогнутых криволинейных поверхностей, соединенных от лицевой поверхности протектора в направлении дна канавки, и данные ступенчатые наклонные участки уходят вниз в направлении дна канавки.
Ниже приводится описание принципов работы данной пневматической шины в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения.
Вследствие соответствующей конфигурации ступенчатых наклонных участков на концах центральных малых элементов на стороне второй соединительной канавки и на концах боковых малых элементов на стороне второй соединительной канавки, площадь поверхности, находящаяся в контакте с грязью или снегом, поступающими в канавки при езде по плохой дороге, увеличивается по сравнению с наклонным участком с простым плоским профилем. Таким образом, проскальзывание шины уменьшается, что обеспечивает более высокие рабочие характеристики при езде по плохой дороге.
Объектом изобретения согласно третьему аспекту является пневматическая шина, выполненная в соответствии со вторым аспектом, в которой, если Р - точка пересечения перпендикулярной линии, проведенной от дна канавки ступенчатого наклонного участка наружу в радиальном направлении, с продолжением линии, проведенной вдоль лицевой поверхности протектора в сторону канавки; разделительное расстояние L от края ступенчатого наклонного участка на лицевой поверхности протектора до точки пересечения Р выбирается меньше, чем разделительное расстояние D от дна ступенчатого наклонного участка до точки пересечения Р.
Ниже приводится описание принципов работы данной пневматической шины в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения.
Ступенчатые наклонные участки на концах центральных малых элементов и концах боковых малых элементов выполнены в направлении, уменьшающем площадь поверхности контакта (с землей) лицевой поверхности центральных малых элементов протектора и площадь поверхности контакта (с землей) лицевой поверхности боковых малых элементов. Однако, выбирая разделительное расстояние L от края ступенчатого наклонного участка на лицевой поверхности протектора до точки пересечения Р меньшим, чем разделительное расстояние D от дна ступенчатого наклонного участка до точки пересечения Р, обеспечивается компенсация уменьшения площади поверхности контакта с землей центральных малых элементов и уменьшения площади поверхности контакта с землей боковых малых элементов протектора, что обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик при езде по плохим дорогам за счет применения ступенчатых наклонных участков.
Четвертым предметом настоящего изобретения является пневматическая шина, выполненная в соответствии с любым из аспектов (от первого до третьего) настоящего изобретения, в которой в центральном поясе протектора достигается увеличение краевого компонента, по меньшей мере, в направлении по ширине шины, за счет наличия смещения, при котором промежуточная часть волнообразной канавки в направлении по длине смещена в направлении по ширине шины.
Ниже приводится описание принципов работы данной пневматической шины в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения.
За счет введения смещения, при котором промежуточные части по длине волнообразных канавок смещены в направлении по ширине шины, достигается увеличение, по меньшей мере, одного краевого компонента центрального пояса протектора в направлении по ширине шины. Эксплуатационные характеристики при езде по плохим дорогам при этом, соответственно, также улучшаются.
Как указывалось выше, в результате конфигурации пневматической шины в соответствии с первым аспектом, достигаются отличные преимущества данного изобретения, сочетающие в себе значительное снижение уровня шума, уменьшение фрагментации резины и растрескивания элементов протектора, и повышение водоотводящей способности протектора.
Пневматическая шина, выполненная в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, обеспечивает высокие преимущества, заключающиеся в улучшении эксплуатационных характеристик при езде по плохим дорогам.
Пневматическая шина, выполненная в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, обеспечивает высокие преимущества, заключающиеся в сохранении высоких эксплуатационных характеристик при езде по дорогам с покрытием при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик при езде по дорогам без покрытия.
Пневматическая шина, выполненная в соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, обеспечивает высокие преимущества, заключающиеся в дальнейшем улучшении эксплуатационных характеристик при езде по дорогам без покрытия.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее.
На фиг.1 представлен вид в плане протектора пневматической шины в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 представлен увеличенный вид в плане протектора.
На фиг.3 показано частичное поперечное сечение вдоль узкой прорези центрального малого элемента пояса протектора.
На фиг.4А показан вид в плане абсолютно нового центрального малого элемента пояса протектора, выполненного с узкой прорезью.
На фиг.4В показан вид в плане центрального малого элемента пояса протектора после износа.
На фиг.5А представлено перспективное изображение конечной части центрального малого элемента пояса протектора.
На фиг.5В представлен вид сбоку конечной части центрального малого элемента пояса протектора.
На фиг.6 представлен вид в плане бокового малого элемента пояса протектора.
На фиг.7 приведено перспективное изображение, иллюстрирующее близость второй боковой канавки бокового малого элемента пояса протектора.
На фиг.8 представлен вид в плане протектора пневматической шины в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг.9 представлен вид сбоку в направлении по окружности шины части центрального малого элемента и бокового малого элемента пояса протектора.
На фиг.10 представлен вид в плане бокового малого элемента пояса протектора пневматической шины в соответствии со вторым сравнительным вариантом.
На фиг.11 показан вид в плане протектора пневматической шины в соответствии с третьим сравнительным вариантом.
Далее будет описана пневматическая шина 10, выполненная согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи. Необходимо отметить, что размер пневматической шины по данному варианту исполнения составляет PSR 275/70R16 114S.
Как показано на фиг.1, протектор 12 пневматической шины 10 согласно данному варианту осуществления включает в себя пару кольцевых канавок 14 проходящих по прямой в направлении по окружности шины (в направлении по стрелке A и B противоположном направлении) по обе стороны от экваториальной плоскости CL шины. Кольцевые канавки 14 данного варианта осуществления имеют ширину 11 мм (средняя величина) и глубину 11 мм. Следует отметить, что центры ширины кольцевых канавок 14 находятся на расстоянии 55% ширины опорной поверхности TW от кромок опорной поверхности 12Е протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL шины.
В данном варианте осуществления, часть протектора 12 между вышеупомянутыми кольцевыми канавками 14 называется центральным поясом, а части протектора (в направлении по стрелке W) с внешней стороны кольцевых канавок 14 называются, соответственно, плечевыми поясами 18.
Следует отметить, что на приведенных в описании чертежах позиция TW служит для обозначения ширины опорной поверхности. Ширина опорной поверхности здесь определяется в соответствии с ежегодным справочником JATMA YEAR BOOK Ассоциации производителей автомобильных шин Японии издания 2010 г. и означает максимальную ширину протектора, находящуюся к контакте с поверхностью дороги, при пневматической шине 10, смонтированной на стандартном ободе, при стандартной максимальной допустимой нагрузке и соответствующем давлении воздуха (максимальном давлении воздуха) для применимого размера и слоя каркаса шины. В случае применимости стандартов TRA (Ассоциации автомашин и колесных дисков) или ETRTO (Европейской технической организации по шинам и ободам) в месте использования или в месте изготовления, применяются соответствующие указанные стандарты. На приведенных в данном описании чертежах 12Е обозначает кромку опорной поверхности протектора 12.
Как показано на фиг.1 и фиг.2, в центральном поясе 16 протектора в направлении по окружности протектора имеется множество волнообразных канавок 20, соединяющих левую кольцевую канавку 14 с правой кольцевой канавкой 14; данные волнообразные канавки 20 расположены под углом к направлению по окружности шины и выполнены с амплитудой. Волнообразные канавки 20 данного варианта осуществления проходят с общим наклоном и поднятием вправо, однако, также возможна конфигурация с общим наклоном и поднятием влево.
Волнообразные канавки 20 данного варианта осуществления выполнены таким образом, что они соединяют вместе четыре попарно различных практически дугообразных сегмента. На приведенных чертежах, данными последовательно соединяемыми сегментами (начиная с левой стороны) являются: первый дугообразный сегмент 20А, центр кривизны которого находится слева от волнообразной канавки 20, второй дугообразный сегмент 20В с центром кривизны справа от волнообразной канавки 20, третий дугообразный сегмент 20С с центром кривизны слева от волнообразной канавки 20 и четвертый дугообразный сегмент 20D с центром кривизны справа от волнообразной канавки 20, как показано на приведенных в описании чертежах.
Угол наклона первого дугообразного сегмента 20А относительно направления по окружности шины при перемещении от левой стороны шины к экваториальной плоскости шины постепенно уменьшается. Угол наклона второго дугообразного сегмента 20В относительно направления по окружности шины при перемещении от первого дугообразного сегмента 20А к экваториальной плоскости шины постепенно увеличивается. Следует отметить, что в районе соединительной части между первым дугообразным сегментом 20А и вторым дугообразным сегментом 20В волнообразная канавка 20 проходит практически параллельно направлению окружности шины.
Угол наклона третьего дугообразного сегмента 20С относительно направления по окружности шины при перемещении от экваториальной плоскости к правой стороне шины постепенно уменьшается. Угол наклона четвертого дугообразного сегмента 20D относительно направления по окружности шины при перемещении от третьего дугообразного сегмента 20С к правой стороне шины постепенно увеличивается. Следует отметить, что в районе соединительной части между третьим дугообразным сегментом 20С и четвертым дугообразным сегментом 20D волнообразная канавка 20 проходит практически параллельно направлению окружности шины.
В данном варианте осуществления изобретения волнообразные канавки 20 расположены с интервалом друг от друга в направлении по окружности шины. Первый дугообразный сегмент 20А одной волнообразной канавки 20 обращен в сторону второго дугообразного сегмента 20В другой, расположенной рядом волнообразной канавки 20, и третий дугообразный сегмент 20С одной волнообразной канавки 20 обращен в сторону четвертого дугообразного сегмента 20D другой, расположенной рядом волнообразной канавки 20.
Следует учесть, что "первый дугообразный сегмент 20А одной волнообразной канавки 20" в данном варианте осуществления изобретения соответствует "возвышенной части, образующей выступ на другой стороне по ширине шины одной волнообразной канавки из находящихся рядом друг с другом в направлении по окружности шины волнообразных канавок" по п.1. "Второй дугообразный сегмент 20В другой, прилегающей волнообразной канавки 20" в данном варианте осуществления изобретения соответствует "возвышенной части, образующей выступ на другой стороне по ширине шины другой волнообразной канавки из находящихся рядом друг с другом в направлении по окружности шины волнообразных канавок" по п.1". Аналогичным образом, "третий дугообразный сегмент 20С одной волнообразной канавки 20" в данном варианте осуществления изобретения соответствует "возвышенной части, образующей выступ на другой стороне по ширине шины одной волнообразной канавки из находящихся рядом друг с другом в направлении по окружности шины волнообразных канавок" по п.1, а "четвертый дугообразный сегмент 20D другой, прилегающей волнообразной канавки 20" в данном варианте осуществления изобретения соответствует "возвышенной части, образующей выступ на другой стороне по ширине шины другой волнообразной канавки из находящихся рядом друг с другом в направлении по окружности шины волнообразных канавок" по п.1".
Таким образом, разделительный интервал между находящимися рядом друг с другом одной волнообразной канавкой 20 и другой волнообразной канавкой 20 последовательно изменяется, становясь то большим, то маленьким, в направлении прохождения волнообразных канавок 20 (направление, находящееся под углом относительно направления по окружности шины). Следует отметить, что в центральном поясе 16 протектора, между одной волнообразной канавкой 20 и другой волнообразной канавкой 20 из находящихся рядом друг с другом волнообразных канавок 20, выполнен диагональный элемент 22 пояса, ориентированный в том же направлении, что и волнообразные канавки 20. Размер по ширине шины диагональных элементов 22 пояса при перемещении в направлении прохождения последовательно изменяется от большого к маленькому.
На диагональном элементе 22 центрального пояса 16 протектора выполнена соединительная канавка 24, предназначенная для соединения первого дугообразного сегмента 20А одной волнообразной канавки 20 со вторым дугообразным сегментом 20В другой прилегающей волнообразной канавки 20. Соединительная канавка 24 выполнена также на диагональном элементе 22 пояса таким образом, чтобы соединить третий дугообразный сегмент 20С одной волнообразной канавки 20 с четвертым дугообразным сегментом 20D другой прилегающей волнообразной канавки 20. Следует отметить, что соединительная канавка 24 проходит практически в направлении по окружности шины.
Формирование таким способом волнообразных канавок 20 и соединительных канавок 24 к диагональному элементу 22 центрального пояса 16 протектора обеспечивает образование множества центральных малых элементов 26 пояса, расположенных в ряд вдоль экваториальной плоскости CL и разделенных двумя волнообразными канавками 20 и двумя соединительными канавками 24, а также образование множества боковых малых элементов 28 с обеих сторон центральных малых элементов 26 пояса, расположенных в ряд в направлении по окружности шины и разделенных двумя из волнообразных канавок 20, одной из соединительных канавок 24 и одной из кольцевых канавок 14.
Ширина центральных малых элементов 26 пояса в направлении по ширине шины (по стрелке W) постепенно уменьшается в обе стороны в направлении по окружности шины.
Центральные поперечные канавки 30, имеющие меньшую ширину и глубину, чем волнообразные канавки 20, выполнены в центральной части в направлении по окружности шины центральных малых элементов 26 пояса, таким образом, что данные центральные поперечные канавки 30 поднимаются при перемещении к правой стороне шины, пересекая при этом центральные малые элементы 26 пояса. На окружности шины выполнено несколько узких прорезей 32 (шесть в данном варианте осуществления изобретения), пересекающих центральные малые элементы 26 пояса и наклоненных в направлении, противоположном направлению наклона центральных поперечных канавок 30. Глубина центральных поперечных канавок 30, предпочтительно, составляет от 70% до 90% глубины других элементов волнообразных канавок 20.
Способность отвода воды из области между центральными малыми элементами 26 и поверхностью дорожного покрытия при езде по мокрой дороге обеспечивается за счет формирования центральных поперечных канавок 30 меньшей глубины, чем глубина волнообразных канавок 20, при подавлении уменьшения жесткости боковых малых элементов 28.
Следует отметить, что, как указывалось выше, верхние части, где волнообразные канавки 20 ориентированы практически в направлении по окружности шины (вблизи соединительных элементов между первыми дугообразными сегментами 20А и вторыми дугообразными сегментами 20В), соединены с соединительными канавками 24. Части, где волнообразные канавки 20 проходят практически в направлении по окружности шины и соединительные канавки 24 соединены вместе попеременно в направлении по окружности шины, образуя, таким образом, непрерывную канавку вокруг направления по окружности шины, к центральному поясу 16 протектора с левой стороны от экваториальной плоскости CL шины, как показано на чертежах, и, таким образом, увеличивают водоотводящую способность в направлении по окружности шины.
В центральном поясе 16 протектора с правой стороны от экваториальной плоскости CL, как показано на чертежах, части, где волнообразные канавки 20 проходят практически в направлении по окружности шины (в районе соединительных элементов между третьим дугообразным сегментом 20С и четвертым дугообразным сегментом 20D) и соединительные канавки 24 также соединены поочередно по окружности шины, образуя непрерывную канавку по окружности шины, таким образом, повышая водоотводящую способность в направлении по окружности шины.
Необходимо отметить, что в данном варианте осуществления изобретения ширина волнообразных канавок 20 составляет от 7 мм до 15 мм, а глубина волнообразных канавок 20 составляет 10 мм. С целью повышения водоотводящей способности волнообразных канавок 20 к кольцевым канавкам 14, ширина волнообразных канавок 20 постепенно увеличивается по мере приближения к кольцевым канавкам 14 (с обеих сторон по длине, у всех волнообразных канавок 20). Для обеспечения жесткости пояса протектора в районе экваториальной плоскости CL протектора 12, волнообразные канавки 20 вблизи экваториальной плоскости CL выполнены более узкими. В данном варианте осуществления, ширина соединительных канавок 24 составляет 12 мм, а их глубина - 10 мм. Центральные поперечные канавки 30 имеют ширину 4,5 мм и глубину 10 мм.
В волнообразных канавках 20 в экваториальной плоскости CL предусмотрены участки 34 с приподнятым дном, т.е. более мелкие, служащие для соединения центральных малых элементов 26 пояса. Глубина участков 34 с приподнятым дном предпочтительно составляет от 70% до 90% глубины волнообразных канавок 20. Глубина участков 34 с приподнятым дном в данном варианте осуществления изобретения составляет 80% глубины волнообразных канавок 20, т.е. 8 мм.
Как показано на фиг.3 и фиг.4а, в центральных малых элементах 26 пояса предусмотрены узкие прорези 32, содержащие: первый участок 32А узкой прорези, второй участок 32 В узкой прорези и соединительный участок 32С, соединяющий первый участок 32А со вторым участком 32В и пересекающийся с данными первым участком 32А и вторым участком 32В. Поверхности стенок первого участка 32А, второго участка 32В и соединительного участка 32С узкой прорези представляют собой плоскости, причем данные плоские поверхности стенок первого участка 32А и второго участка 32В узкой прорези наклонены в противоположных направлениях, таким образом, что они постепенно отходят в стороны друг от друга по мере перемещения в радиальном направлении к оси шины (в сторону дна канавки).
Таким образом, по мере увеличения степени износа центральных малых элементов 26 пояса, первый участок 32А и второй участок 32В узкой прорези на лицевой стороне пояса протектора отодвигаются в стороны друг от друга, и соединительный участок 32С удлиняется. На фиг.4А показано, как выглядит узкая прорезь 32 на поверхности центрального малого элемента 26 абсолютно нового протектора, а на фиг.4В показано, как выглядит узкая прорезь 32 на поверхности центрального малого элемента 26 изношенного протектора. Краевой компонент узкой прорези 32 в направлении по окружности шины соответственно увеличивается, так как соединительный участок 32С на поверхности протектора становится длиннее по мере износа центрального малого элемента 26 протектора.
Следует отметить, что узкая прорезь 32 имеет маленькую ширину, предпочтительно от 0,5 мм до 1,0 мм, обеспечивающую ее закрытие при контакте с дорожным покрытием. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения ширина узкой прорези составляет 0,7 мм.
Как показано на фиг.5А и фиг.5В, от поверхности протектора к дну канавки на конусовидных в направлении по окружности шины конечных частей центральных малых элементов 26 пояса, обращенных в сторону соединительных канавок 24, выполнены ступенчатые наклонные участки 36, состоящие из нескольких (двух в данном варианте осуществления изобретения) примыкающих друг к другу вогнутых поверхностей 36А. Следует отметить, что на фиг.5В представлено поперечное сечение, взятое в направлении, перпендикулярном продолжению направления соединительной канавки 24, и данное сечение показывает конечный элемент в направлении по окружности шины центрального малого элемента 26 протектора.
Как показано на фиг.5В, сравнение случая, когда конечный элемент в направлении по окружности шины центрального малого элемента 26 протектора выполнен в виде наклонной плоскости 38 (прямая в поперечном сечении, изображена пунктирной прямой с двумя точками) со случаем, когда ступенчатый наклонный участок 36 выполнен в виде нескольких вогнутых поверхностей (изображены непрерывными линиями), показывает, что площадь поверхности конечного элемента в направлении по окружности шины центрального малого элемента 26 протектора больше, когда он выполнен в виде ступенчатого наклонного участка 36, чем когда он выполнен в виде наклонной плоскости 38.
Как показано на фиг.5В, протектор выполнен в предпочтительной конфигурации, в которой D≥L, где: L - разделительное расстояние от конечного элемента Р3 на поверхности протектора ступенчатого наклонного участка 36 до точки пересечения Р2, в которой перпендикулярная линия FL1, проведенная от конечной точки Р1 ступенчатого наклонного участка 36 на дне соединительной канавки 24 наружу в радиальном направлении шины, пересекается с выносной линией FL2, проведенной вдоль лицевой поверхности центрального малого элемента 26 протектора в направлении к соединительной канавке 24; и D - разделительное расстояние от конечной точки Р1 ступенчатого наклонного участка 36 до точки пересечения Р2.
В данном варианте осуществления, для того, чтобы удовлетворить требованию D≥L5, каждая из искривленных поверхностей 36А выполнена в форме, при которой плоская поверхность соединяется с дугообразной поверхностью, центр кривизны которой расположен на внешней поверхности пояса протектора (практически J-образная форма в разрезе, причем у каждой искривленной поверхности 36А размер в направлении по поверхности пояса протектора меньше размера в радиальном направлении). Однако форма искривленных поверхностей 36А не ограничивается формой, показанной на фиг.5, и возможно использование и других конфигураций данных искривленных поверхностей. Ступенчатые наклонные участки 36 в данном варианте осуществления изобретения имеют две искривленные поверхности 36А, однако эти ступенчатые наклонные участки 36 могут иметь три и более искривленных поверхности 36А.
Как показано на фиг.2 и фиг.6, вторые поперечные канавки 40 (первая соединительная канавка в данном изобретении), соединяющие кольцевые канавки 14 с волнообразными канавками 20, выполнены в районе центров боковых малых элементов 28 в направлении по окружности шины.
Вторые поперечные канавки 40 содержат широкий участок 42, смещенный от кольцевой канавки 14 в сторону к экваториальной плоскости CL шины и заканчивающийся вблизи центра пояса протектора по ширине, и узкий участок 44, проходящий от волнообразной канавки 20 наружу до центра пояса протектора по ширине и соединяющийся с широким участком 42.
Широкие участки 42 в данном варианте осуществления изобретения наклонены с подъемом вправо и выполнены более узкими, чем кольцевые канавки 14. Узкие участки 44 выполнены более узкими, чем широкие участки 42, но ширина канавки не позволяет ей закрываться даже при сжатии боковых малых элементов 28 пояса при контакте с дорожным покрытием, что обеспечивает сохранение водоотводящей способности.
Узкие прорези 32, конфигурация которых выполнена аналогичной конфигурации узких прорезей в центральных малых элементах 26 пояса, предусмотрены в боковых малых элементах 28 в меньшем количестве (две узкие прорези в данном варианте осуществления), чем в центральных малых элементах 26. Узкие прорези 32 боковых малых элементов 28 пояса наклонены с подъемом влево.
Узкий участок 44 содержит первый участок 46, проходящий от волнообразной канавки 20 наружу в направлении по ширине шины и выполненный с подъемом вправо, и второй участок 48, соединяющий окончание первого участка 46 с окончанием широкого участка 42 и проходящий в направлении, практически совпадающем с направлением по окружности шины, с подъемом влево. Следует отметить, что в терминологии, принятой в настоящем изобретении, первый участок 46 и второй участок 48 соответствуют первому криволинейному участку, а второй участок 48 и широкий участок 42 соответствуют второму криволинейному участку.
Формируя таким образом вторые поперечные канавки 40 с широким участком 42 и узким участком 44 (с первым участком 46 и вторым участком 48) в боковых малых элементах 28 пояса, мы получаем первый остроугольный участок 50 (первый изогнутый под углом участок в данном изобретении) с острым углом при виде протектора в плане, образованный первым участком 46 и вторым участком 48 в боковом малом поясе 28 протектора. Второй остроугольный участок 52 (второй изогнутый под углом участок в данном изобретении) с острым углом при виде протектора в плане образован вторым участком 48 и широким участком 42.
Как показано на фиг.6 и фиг.7, в данном варианте осуществления изобретения первый остроугольный участок 50 больше, чем второй остроугольный участок 52. Участок 54 с приподнятым дном образован второй поперечной канавкой 40 на узком участке 44 вблизи первого остроугольного участка 50, таким образом, что узкий участок 44 становится мельче, чем широкий участок 42, что обеспечивает усиление первого остроугольного участка 50, жесткость которого меньше, чем жесткость второго остроугольного участка 52. Участок 54 с приподнятым дном проходит от узкого участка 44 до окончания широкого участка 42, таким образом, окружая первый остроугольный участок 50.
Во вторых поперечных канавках 40 в данном варианте осуществления изобретения ширина широких участков 42 составляет 10,5 мм (среднее значение), глубина широких участков 42 (размер "а", см. ниже) составляет 8 мм, ширина узких участков 44 составляет 2 мм, глубина узких участков 44 (размер "b", см. ниже) составляет 4 мм.
В боковых малых элементах 28 пояса в данном варианте осуществления изобретения имеется первый конический участок 56А на остроугольном переднем конце первого остроугольного участка 50 и второй конический участок 56В на остроугольном переднем конце второго остроугольного участка 52.
Как показано на фиг.6, в данном варианте осуществления изобретения на коническом окончании боковых малых элементов 28 протектора рядом с соединительной канавкой 24 выполнен ступенчатый наклонный участок 36, имеющий конфигурацию, аналогичную конфигурации наклонного участка центрального малого элемента 26 протектора. Скос 56С выполнен на остроугольном переднем крае третьего остроугольного участка 58, образованном на боковом малом элементе 28 протектора кольцевой канавкой 14 и волнообразной канавкой 20. Скос 56D выполнен на остроугольном переднем крае четвертого остроугольного участка 60, образованном кольцевой канавкой 14 и широким участком 42.
Как видно из фиг.7, соотношения 0,3а≤b≤0,7а, 0,5b≤с≤b, и 3 мм≤d≤8 мм (в которых d - величина, используемая в случае, если шина предназначена для пассажирского транспортного средства или легкого грузового автомобиля, предпочтительно выполняются, когда: а - глубина канавки от поверхности 28А протектора бокового малого элемента 28 протектора до дна канавки широкого участка 42; b - глубина канавки от поверхности 28А бокового малого элемента 28 протектора до дна участка 54 с приподнятым дном; с - высота конуса, и d - величина скоса (разделительное расстояние, замеренное по поверхности 28А протектора от центра граничной линии поверхности 28А протектора и скоса 56 до его остроугольного переднего края.
Если глубина b канавки становится меньше указанной в приведенном выше диапазоне, узкий участок 44 исчезает в результате первичного износа протектора, и пояски протектора на обеих сторонах узкого участка 44 соединяются. В результате этого уровень шума повышается.
Однако если глубина b канавки больше значения, указанного в приведенном выше диапазоне, жесткость пояска протектора снижается, в результате чего угол пояска протектора, прилегающий к узкому участку 44, становится более подверженным износу, и происходит неравномерный износ.
Если высота с скоса становится меньше, чем в вышеуказанном диапазоне, влияние повышения жесткости поясков протектора уменьшается, и возникает тенденция к отделению кусков резины.
Однако если высота с скоса больше, чем в вышеуказанном диапазоне, скошенный участок заходит глубже, чем дно 54, и данное местное углубление становится зародышем трещины.
Как показано на фиг.2, плечевые пояса 18 образованы первыми плечевыми поперечными канавками 62, проходящими от кольцевых канавок 14 наружу в направлении по ширине шины, вторыми плечевыми поперечными канавками 64, проходящими от промежуточной части пояса протектора наружу в направлении по ширине шины, вырезами 66, открывающимися в кольцевые канавки 14, узкими прорезями 68, соединяющими вторые плечевые поперечные канавки 64 с вырезами 66, и узкими прорезями 74, проходящими в направлении по окружности шины.
Часть каждой из первых плечевых поперечных канавок 62 со стороны кольцевой канавки выполнена меньшей ширины, и на этом узком участке выполнен куполообразный участок 70 с приподнятым дном. Куполообразный участок 72 с приподнятым дном также выполнен на промежуточном участке каждой из вторых плечевых поперечных канавок 64.
Снижение жесткости плечевого пояса 18 подавляется путем формирования данного участка 70 с приподнятым дном в первой плечевой поперечной канавке 62 и участка 72 с приподнятым дном во второй плечевой поперечной канавке 64.
Следует отметить, что данный рисунок протектора 12 пневматической шины 10 в данном варианте осуществления изобретения является симметричным относительно точек симметрии по экваториальной плоскости CL шины.
Далее следует описание работы.
(1) В пневматической шине 10 по данному варианту осуществления изобретения возможно гидропланирование при мокром дорожном покрытии, и, например, боковое скольжение, и устойчивость прямолинейного движения при низком качестве дорожного покрытия может быть обеспечена, например, с помощью пары кольцевых канавок 14 на протекторе 12.
Кольцевые канавки 14 расположены предпочтительно на расстоянии от 10% до 40% ширины опорной поверхности TW от кромок опорной поверхности 12Е протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL шины. Если кольцевые канавки 14 расположены на расстоянии менее 10% ширины опорной поверхности TW от кромок опорной поверхности 12Е протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL, ширина плечевого пояса 18 становится слишком малой, и жесткость плечевого пояса 18 становится недостаточной. Однако если кольцевые канавки 14 расположены на расстоянии более 40% ширины опорной поверхности TW от кромок опорной поверхности 12Е протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL, центральный пояс 16 протектора становится слишком узким, и его жесткость становится недостаточной.
(2) Множество волнообразных канавок 20, проходящих с наклоном относительно экваториальной плоскости CL шины и имеющих амплитуду, расположены с интервалом друг от друга по окружности шины к центральному поясу 16 протектора, расположенному вдоль экваториальной плоскости CL протектора 12. Соответственно, вода, находящаяся между центральным поясом 16 протектора и дорожным покрытием, может эффективно выдавливаться к кольцевым канавкам 14 по обе стороны от центрального пояса 16 протектора по волнообразным канавкам 20, которые обеспечивают водоотводящую способность центрального пояса 16.
(3) Кромки разделенных волнообразными канавками 20 диагональных элементов 22, наклоненные относительно направления по ширине шины, при езде постепенно входят в контакт с дорожным покрытием. Таким образом, может быть уменьшен уровень шума (в частности, стука), создаваемого центральным поясом 16 протектора.
(4) Центральные поперечные канавки 30, более мелкие, чем волнообразные канавки 20, выполнены на центральных малых элементах 26 центрального пояса 16 протектора. Соответственно, вода между центральными малыми элементами 26 пояса и дорожным покрытием, может выдавливаться через центральные поперечные канавки 30 к волнообразным канавкам 20 с обеих сторон от центральных малых элементов 26. Таким образом, обеспечивается жесткость центральных малых элементов 26 пояса при одновременном улучшении водоотвода из области между центральными малыми элементами 26 и дорожным покрытием при езде по мокрой дороге.
Кроме того, в волнообразных канавках 20 в экваториальной плоскости CL имеются участки 34 с приподнятым дном между расположенными рядом центральными малыми элементами 26 протектора. Расположенные рядом центральные малые элементы 26 пояса протектора соединяются и поддерживаются участками 34 с приподнятым дном, за счет чего достигается повышение жесткости в районе экваториальной плоскости CL шины протектора 12, и, таким образом, улучшается стабильность управления транспортным средством.
На боковых малых элементах 28 центрального пояса 16 протектора выполнены вторые поперечные канавки 40. Таким образом, вода, находящаяся между боковыми малыми элементами 28 и дорожным покрытием, эффективно выдавливается в волнообразные канавки 20 и кольцевые канавки 14 по вторым поперечным канавкам 40. Соответственно, улучшается отвод воды из области между боковыми малыми элементами 28 пояса и дорожным покрытием при езде по мокрой дороге.
(5) На боковых малых элементах 28 пояса выполнены вторые поперечные канавки 40, однако они сделаны мельче, чем кольцевые канавки 14 и волнообразные канавки 20. Таким образом, обеспечивается жесткость боковых малых элементов 28 пояса протектора при одновременном улучшении водоотвода из области между боковыми малыми элементами 28 и дорожным покрытием при езде по мокрой дороге.
Вторые поперечные канавки 40 выполнены с изгибом приблизительно на середине своей длины, что обеспечивает увеличение краевого компонента в направлении по ширине шины по сравнению с величиной краевого компонента при прямолинейной конфигурации данных канавок. Кромки, входящие в зацепление с дорожным покрытием, таким образом, становятся длиннее, что улучшает эксплуатационные характеристики протектора при низком качестве дорожного покрытия. Необходимо отметить, что краевой компонент в направлении по ширине шины играет важную роль для обеспечения сцепления шины с дорогой и при торможении, а краевой компонент в направлении по окружности шины играет важную роль при движении на повороте (боковое усилие).
Вторые поперечные канавки 40 выполнены с изгибом приблизительно в середине своей длины и образуют первые остроугольные участки 50 и вторые остроугольные участки 52 в боковых малых элементах 28 пояса протектора. Однако на дне канавок, окружающих (с двух сторон, образующих острый угол) первые остроугольные участки 50, сформированы участки 54 с приподнятым дном, больше, чем остроугольные участки, чтобы их глубина была меньше, чем глубина широких участков 42. Таким образом, обеспечивается требуемая жесткость первых остроугольных участков 50.
Остроугольные передние части первых остроугольных участков 50 и остроугольные задние части вторых остроугольных участков 52 сформированы скосами 56, уменьшающими контактное давление на грунт на остроугольных передних участках. За счет этого обеспечивается уменьшение отделения кусков резины первых остроугольных участков 50 и вторых остроугольных участков 52, возникающего, например, при наезде на камни на поверхности дороги.
Кроме того, уменьшение контактного давления на грунт со стороны переднего остроугольного края первых остроугольных участков 50 и вторых остроугольных участков 52 приводит к уменьшению величины смещения в направлении по ширине шины вышеупомянутых участков 50 и 52, вызываемых, например, наездом на камни на поверхности дороги. Этим достигается снижение тенденции к образованию трещин, возникающих от донных участков канавки на периферии остроугольных участков.
Поскольку на заостренных передних краях первых остроугольных участков 50 и вторых остроугольных участков 52 предусмотрены только локальные скосы 56, а дно в целом остается приподнятым, общее снижение жесткости боковых малых элементов 28 центрального пояса протектора является крайне незначительным, и уменьшение стабильности управления транспортным средством, которого можно было бы опасаться, не происходит.
Вторые остроугольные участки 52 в данном варианте осуществления изобретения являются маленькими по сравнению с первыми остроугольными участками 50. Таким образом, жесткость вторых остроугольных участков 52 адекватно обеспечивается даже без формирования участков 54 с приподнятым дном на дне прилегающих с двух сторон канавок, образующих острый угол вторых остроугольных участков 52. Следует отметить, что, несмотря на то что в данном варианте осуществления изобретения вторые остроугольные участки 52 являются маленькими по сравнению с первыми остроугольными участками 50, вторые остроугольные участки 52 могут быть выполнены такого же размера, как и первые остроугольные участки 50, или могут быть сделаны больше, чем первые остроугольные участки 50. В зависимости от обстоятельств, участки 54 с приподнятым дном могут быть выполнены на дне прилегающих с двух стороны канавок, образующих острый угол вторых остроугольных участков 52.
Как уже указывалось выше, в выполненной по данному варианту пневматической шине 10 обеспечивается жесткость центральных малых элементов 26 и боковых малых элементов 28 центрального пояса 16 протектора. То есть благодаря обеспечиваемой жесткости центральной части протектора 12 в направлении по ширине шины может быть достигнута высокая стабильность управления транспортным средством.
(6) Расположенные вблизи соединительной канавки 24 края центральных малых элементов 26 и боковых малых элементов 28 выполнены в виде ступенчатых наклонных участков 36, содержащих несколько вогнутых изогнутых поверхностей. За счет этого обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик при плохом качестве дорожного покрытия, поскольку площадь поверхности, контактирующей, например, с грязью или снегом, больше, чем площадь поверхности контакта у простой плоской наклонной поверхности, не имеющей ступенчатых участков.
Разделительное расстояние L от точки пересечения Р2 до лицевой поверхности ступенчатого наклонного участка 36 на пояске протектора выбирается меньшим, чем разделительное расстояние D от края ступенчатого наклонного участка 36 на дне канавки до точки пересечения Р2. Таким образом, компенсируется уменьшение площади центральных малых элементов 26 на поверхности протектора и площади боковых малых элементов 28 на поверхности протектора.
Необходимо отметить, что при отношении L/D ниже 0,4 угол наклона ступенчатого наклонного участка 36 относительно дна канавки увеличивается (в целом, приближается к 90°) и жесткость центрального малого элемента 26 уменьшается с возникновением тенденции к повышению неравномерности износа.
(7) В плечевых поясах 18 вода в области контакта с дорожным покрытием может выдавливаться в направлении по ширине шины наружу по первым плечевым поперечным канавкам 62 и вторым плечевым поперечным канавкам 64. Первые плечевые поперечные канавки 62 соединяются с кольцевыми канавками 14, и поэтому некоторое количество воды из кольцевых канавок 14 также может выдавливаться наружу в направлении по ширине шины.
(8) Поскольку рисунок протектора 12 в данном варианте осуществления изобретения является вершинно-симметричным, направление вращения не является фиксированным, и шина может вращаться в любом направлении.
Преимущества настоящего изобретения становятся очевидными при установке выполненной по данному варианту осуществления пневматической шины 10 на автомобилях, небольших грузовиках или автомобилях с жилым кузовом для отдыха, совершающих поездки как по асфальтированным дорогам, так и по грунтовым дорогам без дорожного покрытия. Однако преимущества данного изобретения, очевидно, могут быть продемонстрированы и при применении пневматической шины 10 и на других транспортных средствах, кроме вышеупомянутых.
(9) Следует отметить, что если кольцевые канавки 14 расположены на расстоянии менее 10% ширины опорной поверхности TW от кромок опорной поверхности 12Е протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL, ширина плечевого пояса 18 становится слишком малой, и жесткость плечевого пояса 18 становится недостаточной. Однако если кольцевые канавки 14 расположены на расстоянии более 40% ширины опорной поверхности TW от кромок опорной поверхности 12Е протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL, центральный пояс 16 протектора становится слишком узким, и его жесткость становится недостаточной. Таким образом, кольцевые канавки 14 предпочтительно следует размещать на расстоянии от 10% до 40% ширины опорной поверхности TW от кромок 12Е опорной поверхности протектора 12 в сторону к экваториальной плоскости CL шины.
Далее будет описана пневматическая шина 10, выполненная в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, со ссылками на фиг.8 и фиг.9. Элементам, аналогичным присутствующим в первом варианте осуществления, присвоены те же самые номера позиций, и их описание опускается.
Как показано на фиг.8, в пневматической шине 10 по данному варианту осуществления изобретения, край по стрелке А первого дугообразного сегмента 20А волнообразной канавки 20 смещен вправо в сторону экваториальной плоскости CL шины относительно края против стрелки А второго дугообразного сегмента 20 В (смещение по п.4). Кроме того, край четвертого дугообразного элемента 20D в направлении против стрелки А, смещен в сторону экваториальной плоскости CL шины относительно края в направлении стрелки А третьего дугообразного сегмента 20С (смещение по п.4). Край в направлении стрелки А первого дугообразного сегмента 20А, край в направлении против стрелки А второго дугообразного сегмента 20В, край в направлении по стрелке А третьего дугообразного сегмента 20С и край в направлении против стрелки А четвертого дугообразного сегмента 20D имеют соответствующий наклон с поднятием вправо.
Таким образом, центральные малые элементы 26 в данном варианте осуществления выполнены на промежуточных элементах в направлении по окружности шины по обе стороны от экваториальной плоскости с пятыми остроугольными участками 76, а боковые малые элементы 28 выполнены на промежуточных участках в направлении пор окружности шины по обе стороны от экваториальной плоскости с шестыми остроугольными участками 78.
Как показано на фиг.8 и фиг.9, стороны центральных малых элементов 26, проходящие практически в направлении по окружности шины и образующие пятые остроугольные участки 76, наклонены вниз относительно внешней поверхности шины и образуют первые плоские наклонные поверхности 80, проходящие практически в направлении по окружности шины.
Кроме того, стороны боковых малых элементов 28, проходящие практически в направлении по окружности шины и образующие шестые остроугольные участки 78, наклонены вниз к экваториальной плоскости CL шины и образуют вторые плоские наклонные поверхности 82, проходящие практически в направлении по окружности шины. Угол Θ первых наклонных поверхностей 80 предпочтительно составляет от 10° до 30° относительно радиального направления шины. Угол вторых наклонных поверхностей 82 предпочтительно лежит в том же диапазоне, что и угол первых наклонных поверхностей 80, относительно радиального направления шины.
Как показано на фиг.9, первые наклонные поверхности 80 и вторые наклонные поверхности 82 перекрываются только на участке со стороны дна канавки, если смотреть на первую наклонную канавку 80 и вторую наклонную канавку 82 в направлении по окружности шины. Конфигурация такова, что при этом образуется сообщающийся зазор 84 треугольной формы в поперечном сечении в направлении по окружности шины, даже когда протектор 12 находится в контакте с поверхностью дороги.
В данном варианте осуществления изобретения, края первого дугообразного сегмента 20А и края второго дугообразного сегмента 20В волнообразных канавок 20 смещены в направлении по ширине шины. Однако в результате наличия зазора 84, первый дугообразный сегмент 20А и второй дугообразный сегмент 20В постоянно сообщаются друг с другом, даже когда протектор 12 находится в контакте с поверхностью дороги. Края третьего дугообразного сегмента 20С и четвертого дугообразного сегмента 20D волнообразных канавок 20 аналогичным образом смещены в направлении по ширине шины. Однако в результате наличия зазора 84, третий дугообразный сегмент 20С и четвертый дугообразный сегмент 20D постоянно сообщаются друг с другом, даже когда протектор 12 находится в контакте с поверхностью дороги.
Кроме того, в данном варианте осуществления изобретения, с целью усиления циркуляции воды между первым дугообразным сегментом 20А и вторым дугообразным сегментом 20В, выполнены узкие канавки 86 на участках, где края первых дугообразных сегментов 20А и края вторых дугообразных сегментов 20В смещены относительно друг друга, чем обеспечивается сообщение первых дугообразных сегментов 20А со вторыми дугообразными сегментами 20В в направлении по ширине шины. С целью усиления циркуляции воды между третьими дугообразными сегментами 20С и четвертыми дугообразными сегментами 20D, также выполнены узкие канавки 86 на участках, где края третьих дугообразных сегментов 20С и края четвертых дугообразных сегментов 20D смещены относительно друг друга, чем обеспечивается сообщение третьих дугообразных сегментов 20С с четвертыми дугообразными сегментами 20D в направлении по ширине шины.
Следует отметить, что узкие канавки 86 имеют такую же глубину, что и остальные элементы волнообразных канавок 20 (первые дугообразные сегменты 20А, вторые дугообразные сегменты 20В, третьи дугообразные сегменты 20С и четвертые дугообразные сегменты 20D). Однако ширина узких канавок 86 меньше, чем ширина остальных элементов волнообразных канавок 20.
Рисунок протектора 12 согласно данному варианту осуществления изобретения также является симметричным относительно точек симметрии по экваториальной плоскости CL шины.
Далее следует описание работы для данного варианта осуществления изобретения, при этом края первых дугообразных сегментов 20А и вторых дугообразных сегментов 20В смещены относительно друг друга в направлении по ширине шины, а края третьих дугообразных сегментов 20С и четвертых дугообразных сегментов 20D также смещены относительно друг друга в направлении по ширине шины. Кроме того, края первых дугообразных сегментов 20А и вторых дугообразных сегментов 20В соединены узкими канавками 86, и края третьих дугообразных сегментов 20С и четвертых дугообразных сегментов 20D также соединены узкими канавками 86. Таким образом, по сравнению с первым вариантом осуществления изобретения, центральные малые элементы 26 и боковые малые элементы 28 в данном варианте осуществления увеличивают краевой компонент на краях первых дугообразных сегментов 20А, краевой компонент на краях вторых дугообразных сегментов 20В, краевой компонент третьих дугообразных сегментов 20С, краевой компонент четвертых дугообразных сегментов 20D и кромки узких канавок 86.
Пятые остроугольные участки 76 центральных малых элементов 26 и шестые остроугольные участки 78 боковых малых элементов 28 являются участками, чувствительными к снижению жесткости. Однако первые наклонные поверхности 80, выполненные на одной из сторон, образуют острые углы пятых остроугольных участков 76, и вторые наклонные поверхности 82, выполненные на одной из сторон, образуют острые углы шестых остроугольных участков 78, таким образом, повышая жесткость пятых остроугольных участков 78 и шестых остроугольных участков 78.
Если смотреть в направлении по окружности шины, то видно, что предусмотрен участок, на котором первые наклонные поверхности 80 и вторые наклонные поверхности 82 перекрываются, и данные поверхности расположены лицом друг к другу в направлении по окружности шины через узкие канавки 86, ширина которых меньше ширины других элементов волнообразных канавок (первых дугообразных сегментов 20А, вторых дугообразных сегментов 20В, третьих дугообразных сегментов 20С и четвертых дугообразных сегментов 20D). Таким образом, при воздействии большой силы в направлении по окружности шины, например, при торможении или трогании с места, пятые остроугольные участки 76 и шестые остроугольные участки 78 могут контактировать друг с другом и взаимно поддерживать друг друга, способствуя, таким образом, повышению жесткости центральных малых элементов 26 и боковых малых элементов 28. Для того чтобы пятые остроугольные участки 76 и шестые остроугольные участки 78 могли контактировать и поддерживать друг друга, величина ширины узкой канавки 86 предпочтительно выбирается равной от 2 мм до 3 мм. При ширине узких канавок 86 менее 2 мм, водоотводящая способность узких канавок 86 становится недостаточной и выполнение данных узких канавок 86 становится нецелесообразным. При ширине узких канавок 86 более 3 мм пятые остроугольные участки 76 и шестые остроугольные участки 78 более не могут контактировать друг с другом.
Конечные части первых дугообразных сегментов 20А и конечные части вторых дугообразных сегментов 20В соответственно наклонены относительно направления по окружности шины, и узкие канавки 86 также выполнены с наклоном относительно направления по ширине шины. Данные конечные части и кромки узких канавок 86 имеют краевые компоненты в направлении как по ширине, так и по окружности шины. Краевой компонент в направлении по ширине шины обеспечивает повышение сцепного усилия и тормозных характеристик при низком качестве дорожного покрытия, например, при наличии грязи или снега, по сравнению с первым вариантом осуществления данного изобретения. Краевой компонент в направлении по окружности пневматической шины 10 обеспечивает ее меньшее боковое скольжение, таким образом, улучшая характеристики при движении на повороте по сравнению с первым вариантом осуществления изобретения.
Остальные принципы работы и преимущества данного варианта аналогичны принципам и преимуществам первого варианта изобретения.
Следует учесть, что формы, размеры, углы и аналогичные параметры каждого из поясов протектора и каждой из канавок не ограничиваются описанными в приведенных выше первом и втором вариантах осуществления изобретения, и формы, размеры, углы и аналогичные параметры могут соответствующим образом варьироваться в определенном диапазоне, если данный диапазон не выходит за рамки объема данного изобретения.
Тестовый образец 1
С целью подтверждения преимуществ пневматической шины, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, были изготовлены тестовый образец (согласно настоящему изобретению) и сравнительный образец данной шины и проведены испытания по определению количества возникающих трещин и отделившихся кусков резины во вторых малых элементах протектора, а также по стабильности управления транспортным средством.
Тестовый образец 1: Структура тестового образца шины по первому варианту осуществления описана выше.
Сравнительный образец 1: Шина со структурой по описанному выше первому варианту осуществления без первых конических участков 56А и вторых конических участков 56В остроугольных участков боковых малых элементов 28, со всеми остальными элементами структуры, выполненными аналогично первому варианту.
При дорожных испытаниях тестовые образцы шины устанавливаются на двухосном полноприводном внедорожнике "Шевроле К-1500" (размер шины PSR 275/70R16 114S, давление воздуха в шинах 35 фунт-сил/кв.дюйм (0,241 МПа), общий вес автомобиля 2540 кг).
Методика испытаний и оценки стабильности управления транспортным средством.
Место проведения испытаний: Полигон компании "Бриджстоун"
Водитель: внутренний водитель-испытатель
Методика испытаний: Сенсорная оценка прямолинейности движения, характеристик автомобиля при смене рядов движения и движении на повороте.
Оценка выражается с помощью индекса; индекс для сравнительного образца 1 был принят равным 100, и более высокие значения индекса соответствовали более высоким характеристикам.
Трещины и отделение кусков резины: Сравнительные образцы шин были смонтированы на левом и правом передних колесах, а тестовые образцы были установлены на левом и правом задних колесах. Количество трещин и отделившихся фрагментов резины определялось путем визуального осмотра после прохождения 1600 км по распутице (количество трещин и отделившихся фрагментов резины является средним значением для передних колес и для задних колес).
Таблица 1
Сравнительный образец 1
Образец 1
Количество трещин
Количество отделившихся фрагментов резины
Количество трещин
Количество отделившихся фрагментов резины
После испытаний (количество)
43
12
13
2
Стабильность управления транспортным средством (индекс)
100
100
Как видно из результатов испытаний, образец шины, на котором был выполнен скос остроугольных участков вторых малых элементов, демонстрирует значительное меньшее количество образовавшихся трещин и отсутствующих фрагментов резины, чем сравнительный образец шины, в котором скосы остроугольных участков не были предусмотрены. Следует отметить, что разницы по стабильности управления транспортным средством для тестового и сравнительного образцов шин не наблюдалось.
Тестовый образец 2
С целью подтверждения преимуществ пневматической шины, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, были изготовлены один тестовый образец и один сравнительный образец шины согласно настоящему изобретению и проведены испытания с целью сравнения данных образцов по стабильности управления транспортным средством, водоотводящей способности шины, уровню шума и эффективности торможения при мокром дорожном покрытии.
Тестовый образец 1: Структура тестового образца шины по первому варианту осуществления описана выше.
Сравнительный образец 2: Шина по первому варианту осуществления, в которой вторые поперечные канавки 40 боковых малых элементов 28 заменены прямолинейными поперечными канавками 88 постоянной ширины (3 мм) и глубиной 8 мм, как показано на фиг.10.
Методика испытаний на водоотводящую способность и метод оценки
Место проведения испытаний: Полигон компании "Бриджстоун"
Гидропланирование при разгоне
Водитель: внутренний водитель-испытатель
Методика испытаний: Производилось измерение скорости, при которой происходило гидропланирование, во время разгона по прямой на дороге, покрытой слоем воды толщиной 10 мм. Для каждого из образцов шин были произведены три отдельных теста и вычислены средние значения.
Оценка выражается с помощью индекса, являющегося величиной, обратной величине скорости, при которой происходит гидропланирование; для сравнительного варианта 2 величина индекса была принята равной 100, и более высокие значения индекса соответствуют более высоким характеристикам.
Методика испытаний и оценки по уровню шума
Место проведения испытаний: Полигон компании "Бриджстоун"
Дорожное полотно для оценки спектра шума (ровное дорожное покрытие)
Водитель: внутренний водитель-испытатель
Методика испытаний: Звуковое давление вблизи левого уха водителя испытательного транспортного средства измерялось с помощью измерителя уровня шума.
Оценка выражалась с помощью индекса, являющегося величиной, обратной величине звукового давления; для сравнительного варианта 2 величина индекса была принята равной 100, и более высокие значения индекса соответствуют более высоким характеристикам.
Методика испытаний и оценки тормозных характеристик при мокром дорожном покрытии
Место проведения испытаний: Полигон компании "Бриджстоун"
Асфальтовое дорожное полотно
Водитель: внутренний водитель-испытатель
Методика испытаний: Пятикратный замер величины тормозного пути при толщине слоя воды 2 мм на поверхности дорожного покрытия и начальной скорости 80 км/час, вычисление среднего значения.
Оценка выражалась с помощью индекса, являющегося величиной, обратной величине тормозного пути; для сравнительного варианта 2 величина индекса была принята равной 100, и более высокие значения индекса соответствуют более высоким характеристикам.
Таблица 2
Сравнительный образец 2
Образец 1
Стабильность управления транспортным средством
100
100
Водоотводящая способность
100
110
Уровень шума
100
110
Тормозные характеристики при мокром дорожном покрытии
100
110
Как видно из результатов испытаний, образец 1 шины демонстрирует более высокую водоотводящую способность, более низкий уровень шума и более высокие тормозные характеристики при мокром дорожном покрытии, без снижения стабильности управления транспортным средством.
Тестовый образец 3
С целью подтверждения преимуществ пневматической шины, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, были изготовлены два тестовых образца и один сравнительный образец шины согласно настоящему изобретению и проведены испытания с целью оценки и сравнения данных образцов по стабильности управления транспортным средством, водоотводящей способности шины, уровню шума и силе сцепления с дорожным покрытием.
Тестовый образец 1: Структура тестового образца шины по первому варианту осуществления описана выше.
Тестовый образец 2: Структура тестового образца шины по второму варианту осуществления описана выше.
Сравнительный образец 3: Шина со структурой, показанной на фиг.11.
Как показано на фиг.11, пневматическая шина 100 сравнительного образца 3 содержит кольцевые канавки 104 с обеих сторон экваториальной плоскости CL протектора 102, и множество наклонных дугообразных канавок 108, выполненных на центральном поясе 106 протектора между двумя кольцевыми канавками 104. Наклонные канавки 108 выполнены вдоль по окружности шины, проходя от кольцевых канавок 104 к экваториальной плоскости CL и заканчиваясь на незначительном расстоянии от экваториальной плоскости CL. Промежуточная часть по длине наклонных канавок 108 соединена с расположенным вблизи экваториальной плоскости окончанием другой, расположенной рядом наклонной канавки 108 узкой канавкой 110, таким образом, образуя ребровидный центральный элемент 112 на экваториальной плоскости CL и вторые элементы 114 с обеих сторон центрального элемента 112.
В центральном элементе 112 выполнено несколько поперечных канавок 116, более мелких, чем наклонные канавки 108, а в поперечных канавках 116 предусмотрены участки 118 с приподнятым дном. Кроме того, в центральном элементе 112 выполнено множество узких прорезей 120.
На центральном элементе 112 с обеих сторон экваториальной плоскости CL выполнены конусовидные участки 122, образованные наклонными канавками 108 и узкими канавками 110. На конусовидных участках 122 имеется несколько наклонных поверхностей 124, состоящих из согнутых по дуге окружности плоскостей.
Малые наклонные канавки 126, с наклоном практически в том же направлении, что и наклонные канавки 108, выполнены на вторых элементах 114; данные канавки 126 проходят от кольцевых канавок 104 до центральной части элемента и заканчиваются внутри него. Участки 128 с приподнятым дном выполнены в малых наклонных канавках 126 со стороны кольцевых канавок 104. На вторых элементах 114 выполнены узкие прорези 130 с наклоном в сторону, противоположную наклону малых наклонных канавок 126. Кроме того, на расположенных со стороны экваториальной плоскости сторонах наклонных канавок 108 на вторых элементах 114 предусмотрены наклонные фаски 132, проходящие в направлении по окружности шины и наклоненные к экваториальной плоскости шины.
Плечевые пояса 136 расположены по бокам в направлении по ширине шины снаружи от кольцевых канавок 104 и разделены поперечными канавками 134, идущими в направлении наружу от кольцевых канавок 104. На плечевых поясах 136 также выполнены малые поперечные канавки 138, малые поперечные канавки 140 и узкие прорези 142. Следует отметить, что на приведенных чертежах позиция 102Е обозначает кромку опорной поверхности.
Таблица 3
Сравнительный образец 3
Образец 1
Образец 2
Стабильность управления транспортным средством
100
105
105
Водоотводящая способность
100
105
105
Уровень шума
100
110
110
Тормозные характеристики при мокром дорожном покрытии
100
105
110
Из приведенных результатов испытаний видно, что выполненные в соответствии с настоящим изобретением образцы 1 и 2 шины имеют более высокие характеристики по всем трем показателям, чем сравнительный образец 3, и лучше сочетают в себе высокие значения показателей по стабильности управления транспортным средством, водоотводящей способности, уровню шума и тормозным характеристикам при мокром дорожном покрытии (так же, как и тестовый образец 2).
Кроме того, образец 2 обеспечивает даже еще более высокие тормозные характеристики при мокром дорожном покрытии, чем образец 1, благодаря увеличению краевого компонента центрального пояса протектора за счет смещения волнообразных канавок в направлении по ширине шины в его средней части.